(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリオレフィン繊維、及びポリアリレート繊維の群から選ばれた少なくとも１種の繊維からなる織編物からなる布帛に、ポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂などの樹脂と複合化して形成された目付が３０〜２００ｇ／ｍ2の膜材によって形成された下面膜と上面膜による二重膜構造をなし、該下面膜と該上面膜をつなぐリブ状ホホヅエ膜群とにより空気室が形成され、かつ該リブ状ホホヅエ膜には空気が流通自在の連通孔が設けられており、該空気室に注入された加圧気体により、その両側端部に開口が形成され、かつ上面膜が屋根状立体形状を有する風速１０ｍ／ｓｅｃ以上の強風に耐える空気膜構造体であって、前記の開口の少なくとも上半部には該開口を塞ぐための板状体からなる防風補強部材が前記空気膜構造体の本体に着脱自在に設けられており、その形状が下記（１）〜（３）の要件を同時に満たすことを特徴とする空気膜構造体。
（１）  ｈ／Ｈ≦０．９５
（２）  ｈ≧２（ｍ）
（３）  Ｈ≧２．５（ｍ）
ただし、Ｈ：空気膜構造体の有効高さ（ｍ）
ｈ：防風補強部材の配置高さ（ｍ）
【請求項２】
前記防風補強部材の下端部に補強部材を有することを特徴とする請求項１記載の空気膜構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の修理や塗装などの工事現場、建築工事現場、仮設展示場、球技場などの作業空間全体を覆って、降雪時でも作業が出来るようにするための軽量であって、しかも設営が簡便な空気膜構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、屋外における作業は、雨天や降雪の際は作業を中止し、降雨、降雪が止むのを待って作業を続行している。しかしながら、降雨、降雪の度に作業を中止していたのでは作業効率が悪い上に、どうしても日程を延期することができない作業もある。このため、天候に左右されずに、効率的に仕事が行なえるように、例えば、船舶の修理や塗装などの工事現場、建築工事現場、仮設展示場、球技場等の作業空間及び／又は居住空間（以下、「作業空間及び／又は居住空間」を単に「活動空間」と称することとする）を確保するための屋根状膜構造体が提案されている。このような屋根状構造物としては、長期間にわたって半恒久的に使用するための物もあるが、一定の期間だけ所定の作業空間や居住空間を確保出来ればよい物もある。
【０００３】
前記の一定の期間だけ所定の活動空間を確保出来ればよい屋根状構造物としては、例えばパイプ材などの仮設用の部材からなる骨組みを形成し、この骨組みをシートで覆う構造のものがある。しかしながら、広い空間を覆うことが要求される大型の屋根状構造物ともなると、パイプ材などの重量が増大して運搬、設営、解体に費やす労力と時間が多大となるという問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、本発明者等は、特開平９−１４６５９２号公報において、空気膜構造体の設置間口幅と開口間口幅の比、全高と有効高さの比、及び有効高さと開口間口幅の比を所定の範囲に収めることにより剛性を向上させた空気膜構造体が提案されている。しかしながら、この空気膜構造体の場合、風速１０ｍ／ｓｅｃ以上の強風に耐えることができるものの、さらに厳しい環境下での使用を望む市場ニーズは、年々高まりつつあり、対応できなくなってきた。また、開口方向に垂直に流れる風に対しては、空気膜構造体が振動、ゆれを生じるため、居住空間内にいる人々に不安感を与えるという問題も有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような問題に鑑み、設営、解体、運搬が容易であり、かつ大きな風圧にも耐えることができる軽量な空気膜構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここに、前記課題を達成する本発明として、「ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリオレフィン繊維、及びポリアリレート繊維の群から選ばれた少なくとも１種の繊維からなる織編物からなる布帛に、ポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂などの樹脂と複合化して形成された目付が３０〜２００ｇ／ｍ2の膜材によって形成された下面膜と上面膜による二重膜構造をなし、該下面膜と該上面膜をつなぐリブ状ホホヅエ膜群とにより空気室が形成され、かつ該リブ状ホホヅエ膜には空気が流通自在の連通孔が設けられており、該空気室に注入された加圧気体により、その両側端部に開口が形成され、かつ上面膜が屋根状立体形状を有する風速１０ｍ／ｓｅｃ以上の強風に耐える空気膜構造体であって、前記の開口の少なくとも上半部には該開口を塞ぐための板状体からなる防風補強部材が前記空気膜構造体の本体に着脱自在に設けられており、その形状が下記（１）〜（３）の要件を同時に満たすことを特徴とする空気膜構造体」が提供される。
（１）  ｈ／Ｈ≦０．９５
（２）  ｈ≧２（ｍ）
（３）  Ｈ≧２．５（ｍ）
ただし、Ｈ：空気膜構造体の有効高さ（ｍ）
ｈ：防風補強部材の配置高さ（ｍ）
【０００７】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明の実施の形態について、以下に図面を参照しながら、その作用と共に詳細に説明する。
【０００８】
本発明の空気膜構造体は、エアー注入型の軽量構造体であって、空気を注入することによって屋根状立体形状を形成し、その基本構造は図１に示すようなものである。
【０００９】
該図において、１は空気膜構造体（単に、「本体」と称することもある。）であって、該空気膜構造体１は、上面膜２、下面膜３、リブ状ホホヅエ膜４を持ち、該リブ状ホホヅエ膜４は連通孔６を有している。なお、５は本体１が単独で使用される場合には、側面膜を構成し、実質的に上面膜２又は下面膜３により構成されている。しかしながら、複数の空気膜構造体ユニットで空気膜構造体を形成する際には、これらの空気膜構造体ユニットを合体させて圧接するための圧接面となる。また、７は空気の給排気口、８は防風補強部材をそれぞれ示す。
【００１０】
ここで、本発明の空気膜構造体１は、目付が３０〜２００ｇ／ｍ2 、通気度が０．１ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 以下、好ましくは、５０ｇ／ｍ2 以下の目付、０．０２ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 以下の通気度を有する膜材を使用する。なお、通気度の試験方法は、１．２７ｃｍ水柱に相当する圧縮空気を織物に負荷して、一定時間内に試料である織物を通過する単位面積当たりの空気量を測定することによって求めた（日本工業規格「ＪＩＳ  Ｌ１０９６  一般織物試験方法」に準拠）。
【００１１】
本発明の空気膜構造体１では、該膜材を下面膜３と上面膜２として使用することにより、下面膜３と上面膜２との間に空気室を形成させた二重構造を採る構造体を形成させる。この時、二重構造にした部分は、全面積の３０％以上に構成することが必要である。もし、３０％未満とすれば、空気室に空気を注入して立ち上げるにあたり、空気柱部が少なくなって、空気膜構造体１を屋根状立体構造として立ち上げるのが難しくなり、好ましくない。また、二重構造部を複数個形成させる場合には、二重構造部をそれぞれ独立して存在させるのではなく、これらの空気室が連通するようにするのがよい。このようにすることで、形態保持性、安定性、組み立てあるいは取り外しなどに優れた空気膜構造体１が提供される。更に、前記の二重構造部には、少なくとも１以上の空気給排気口７を本体の側面に設け、該空気給排気口７よりエアーを注入することによって屋根状立体形状を形成させることができる。なお、この空気給排気口７の数は、多いほど、畳む際に早く畳めることができて好ましいが、その数は二重膜の構造により適宜決めるのがよい。
【００１２】
ここで、空気膜構造体１を構成する前記の膜材の目付が２００ｇ／ｍ2 を超えると、取り付け取り外しなどが難しく、その作業が面倒で時間を要し、一方３０ｇ／ｍ2未満であると、強力や通気性に問題があり安定した使用が難しい。特に、軽量化された大型のものに対しては、その目付を３０〜５０ｇ／ｍ2 とするのが好ましい。また、その通気度に関しては、０．１ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 を超えると、膜材の表面積が大きくなった場合にその形態保持性がでなくなって好ましくなく、したがって、０．１ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 以下、特に、０．０２ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 以下とするのが好ましく、実質的に０であるのがさらに好ましい。
【００１３】
また、前記の膜材の材質としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリオレフィン繊維、、ポリアリレート繊維、そのほか強力合成繊維であれば何でもよいが、好ましくはポリエステル繊維、アラミド繊維であり、各繊維で織編された布帛に、ポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂などの樹脂と複合化し、通気性を上記のように、０．１ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ2 以下にした膜材が使用される。
【００１４】
次に、本発明の空気膜構造体１を特徴づける一つの要素であるリブ状ホホヅエ膜４について述べる。このリブ状ホホヅエ膜４に関しては、該リブ状ホホヅエ膜４を上面膜２と下面膜３との間に２０〜１００ｃｍピッチで、上面膜２と下面膜３とを上下に連結するように、その周方向に並行して入れることが好ましい。この際、該リブ状ホホヅエ膜４の材質としては、前記の二重膜材（下面膜３及び上面膜２）と同一素材とし、該膜材の総面積に対して、１／４００〜１／２の面積を占める開口部を持った連通孔６群を設けるのがよい。このようにすることで、上面膜２と下面膜３との間をリブ状ホホヅエ膜４で上下に仕切ったとしても、該連通孔６群を介して空気が空気膜構造体１の空気室内を自由に流通できるようになる。ここで、該連通孔６について更に述べると、連通孔６群の開口総面積をリブ状ホホヅエ膜４材の全面積に対して１／２を超えるようにすると、空気膜構造体１自体の強度が弱くなってその形状が変形し易く、また１／４００未満では、空気の注入と排出に時間がかかる。また、その開口形状（連通孔６形状）としては、好ましくは、円形、楕円形、タマゴ形などの円形状のものが好ましい。
【００１５】
次に、大きな開口部を設けた空気膜構造体１は、開口の縁に沿って強風が吹き付けるとその形状が不安定となって、屋根状立体形状が保持されないと言う問題を解決するために設けられた防風補強部材８について図２-(a)及び-(b)を参照しながら説明する。なお、防風補強部材８の形状としては、図２-(b)のように、本体１の開口部全面を覆い、出入り口を設置したものでもよく、この場合において、出入り口形状も特に限定されない。
【００１６】
該図において、Ｈは空気膜構造体１の有効高さ、ｈは防風補強部材の有効高さをそれぞれ示す。ここで、これらのパラメータは、下記式（１）〜（３）を同時に満たすことが肝要である。
ｈ／Ｈ≦０．９５    ……  （１）
ｈ≧２（ｍ）        ……  （２）
Ｈ≧２．５（ｍ）    ……  （３）
【００１７】
ここで、実用的な防風補強部材８の形状寸法範囲においては、ｈ／Ｈ≦０．９５が好ましい。何故ならば、ｈ／Ｈが０．９５を超える場合は、防風補強部材８による風の流れの阻害が小さくなることと、トラス構造としての効果がともに減少するため容易に変形、座屈を生じるからである。この時、更に、ｈ≧２とすることが必要である。何故ならば、ｈが２ｍ未満であれば、人の出入り及び資材等の搬入、搬出の際、邪魔になるため好ましくないからである。また、Ｈ≧２．５とすることも必要である。何故ならば、Ｈが２．５ｍ未満であれば、空気膜構造体１の有効スペースが減少するため実用的ではなくなるからである。なお、防風補強部材８は、本体１の両側端の開口部に取り付けられる。
【００１８】
また、防風補強部材８の形状寸法は、本体１が加圧気体注入後に形成する立体形状の間口形状に合致していることが望ましい。何故ならば、一方では、一般に空気膜構造体１は、加圧気体注入により空気室が膨張すること、及び、膜材等の自重により、立体形状形成後の形状寸法は、設計寸法と差異が生じるからである。また、他方では、防風補強部材８の形状寸法と、立体形状形成後の本体１の間口形状寸法とが合致していなければ、本体１に屈曲点を有し、美観を損ねたり、更には、防風補強部材８に応力集中を発生するため強度上好ましくないからである。
【００１９】
なお、係止部材により脱着可能に本体１と接続する場合には、該係止部材としては、天然ゴム、合成ゴムなどの弾性を有する部材を使用することが好ましい。なぜなら、前述のように本体１の立体形状形成後の形状寸法と、防風補強部材８の形状寸法とを合致させた場合においても、本体１は風荷重等の外部荷重を受けることにより若干の変形を生じ、前述同様の問題は生じる。そのため、変形による応力集中を緩和するような弾性材料とすることが好ましいのである。
【００２０】
次に、防風補強部材８の作用と効果について、図３を用いて詳細に説明する。図３の図(ａ)と(ｂ)は、防風補強部材８を設けない場合の正断面図と側面図を示し、図(ｃ)と(ｄ)は、防風補強部材８を設けた場合の正断面図と側面図をそれぞれ示す。
【００２１】
図ａにおいて、Ｖ１とＶ２とで示した矢印は本体１に正面から吹く風の流れを模式的に示したものである。ここで、本体１の正面から風が吹く場合、本体１の上面膜２側の空気の流れＶ１と下面膜３側の空気の流れＶ２とに分流する。この時、本体１には空気流Ｖ１の作用により揚力が働く。この本体１に作用する揚力は、本体１の端部を持ち上げるように作用し、この様になると、Ｖ１の流れが少なくなるため、本体１に働く揚力が減少するとともに、本体１がその弾性により元の形状へ戻ろうとする。すると、Ｖ２が増加して、本体１を下方へ引き戻す力が働く。
【００２２】
もし、この時、図(ａ)と(ｂ)とに示すように、防風補強部材８が無いと、本体１の端部が振動を繰り返すことにより、自励的にその振動は成長し、ついに本体１は破線の形状を経て座屈を生じることになる。
【００２３】
しかしながら、図(ｃ)と（ｄ）に示すように、防風補強部材８を使用した場合には、防風補強部材８により、流れＶ２が阻害されるため、Ｖ１による揚力が安定的に本体１に作用するため、前述のような振動は生じない。したがって、防風補強部材８を使用することにより、前述のように本体１に揚力が安定的に働くこと、及び図ｄに示すように本体１は実線の形状を保つトラス構造となるため、その形状を安定的に保つことができる。また、本体１に積雪等の外部荷重が負荷された場合も同様に形状を保つことが出来る。
【００２４】
また、防風補強部材８として、膜材を使用することにより、軽量化されるため、その取付け等の作業が容易になる。ここで、膜材に使用する材質としては、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリオレフィン繊維、及びポリアリレート繊維の群から選ばれた少なくとも１種の繊維からなる織編物又は、該織編物の片面または両面にポリウレタン、アクリルゴム、ふっ素ゴム、塩化ビニル系樹脂等をコーティング加工したものを使用することが出来る。
【００２５】
なお、防風補強部材８が受ける風荷重を低減するとともに、採光性を向上させる場合には、網状体を使用することが望ましい。この場合、網状体の目開きは風速、防風補強部材８の大きさ等により適宜選択し使用できる。また、図２の図（ａ）に示すように、本体１の側面に風が吹いた場合に、本体１がつぶれないように補強部材２０を防風補強部材８の下端部に一体に固定することが好ましい。なお、このような補強部材２０としては、金属製、樹脂製、或いは木製のパイプやポール等を挙げることが出来る。
【００２６】
更に、図３の図(ｂ)と(ｄ)とに示すように、本体１の側面に風が吹いた場合の本体１の変形形状は破線のように、開口部の幅が狭くなる形状を経て座屈にいたる。しかしながら、補強部材２０が、前記のような変形に対して抵抗になり、トラス構造となるため実線の形状を保つことが出来る。ここで、トラス構造の効果をより大きくするためには、防風補強部材８に板状体を使用することもできる。なお、板状体としては例えば、金属製、樹脂製、木製の平板、及びパンチングプレートが使用できる。
【００２７】
また、本体１への防風補強部材８の固定については、本体１と防風部材を着脱可能にし、必要に応じて、容易に開口を大きくできるような態様とすることが必要である。このようにすることで、微風時等の空気膜構造体１がその形状を安定的に維持できる場合には取り外すことができ、採光性を向上させることができる。また、防風補強部材８が破損した場合には該防風補強部材８の交換のみでよいため経済性にも優る。このような着脱自在を具現化するためには、例えばフック、ファスナー等の係止部材（図示せず）を予め該防風補強部材８及び／又は本体１に設けて簡易接続が可能な構造としたものや、鳩目孔を防風補強部材８及び本体１に設け、お互いを紐、ロープ、或いはバンド等で脱着可能とした構造のものが挙げられる。
【００２８】
以上に述べた脱着自在に本体１と接続する係止部材としては、天然ゴム、合成ゴムなどの弾性を有する部材が使用できる。このとき、その破断伸度が５０％〜２００％であることが好ましい。何故ならば、５０％未満であれば、防風補強部材８の形状寸法と立体形状形成後の本体の間口形状寸法が合致していない場合、前記の通り、本体１に屈曲点が生じたり、防風補強部材８に応力集中を生じるからである。他方、２００％を超えると、風や積雪等の外部荷重に対して、容易に本体１が変形するため形状保持性の観点から好ましくない。なお、破断伸度の測定方法はＪＩＳ  Ｌ１０９６  一般織物試験方法に従い測定した。
【００２９】
以上に述べたように、本発明の空気膜構造体は、防風補強部材８を使用することにより、流体力学的及び材料力学的に安定な構造を採ることができることを一大特徴とする。
【００３０】
【発明の効果】
以上に述べた本発明によれば、風雨は勿論、降雪時でも積雪荷重による空気膜構造体の倒壊を引き起こすことなく安定に使用でき、しかも、構成が簡単かつ軽量なため、設営、解体、運搬等の作業が容易である空気膜構造体を提供できる、という格別顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気膜構造体を例示した一部に断面を含む斜視図である。
【図２】本発明の空気膜構造体に付設する防風補強部材を例示した側面図であって、図(a)と図(b)は２つのの実施態様例を示している。
【図３】図(a)と図(b)とは空気膜構造体に防風補強部材を設けない場合の強風による座屈状況を説明した正断面図と側面図であり、図(c)と図(d)とは防風補強部材を設けた場合の座屈状況を説明した正断面図と側面図である。
【符号の説明】
１  空気膜構造体本体
２  外側膜体
３  内側膜体
４  リブ状ホホヅエ膜
６  開口部
７  空気給排気口
８  防風補強部材
２０  補強部材
【図１】
0003678588.tif 000002
【図２】
0003678588.tif 000003
【図３】
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