(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一水平面上の複数のモジュールで平面視が閉曲線状となる配列で構成された層が上下に形状変化に必要な移動を許容する幅をもって複数積層されて成り、
上下に隣接する層のモジュール同士は半径方向又は放射方向のスライド機構を介して上下に連結されており、
前記の各モジュールをスライド機構に沿って水平方向へ変位させ前記閉曲線状の弧の長さを変化させる推進機構が設置されていることを特徴とする、等高線モジュール集積の形状可変構造物。
【請求項２】
同一水平面上に複数のモジュールで平面視が閉曲線状となる配列とした層を上下に形状変化に必要な移動を許容する幅をもって複数積層すること、
上下に隣接する層のモジュール同士は半径方向又は放射方向のスライド機構を介して上下に連結すること、
前記の各モジュールをスライド機構に沿って水平方向へ変位させ前記閉曲線状の弧の長さを変化させる推進機構を設置すること、をそれぞれ特徴とする、等高線モジュール集積の形状可変構造物の建築構法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物の全体形状が変化する機能を有する等高線モジュール集積の形状可変構造物、及びその建築構法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、等高線モジュール集積による建築システムとして、平面が任意形状又は各種の幾何学形態のシェル構造ドームとして建築される等高線モジュール集積の構造物及びその建築構法は公知である（特開平８−１３５０１９号公報）。
また、構造物の形状が変化する機能をもったいわゆる形状可変構造物としては、屋根部分が開閉する機能を有するドーム形状のものや、劇場の舞台のような床の一部を移動させたり、あるいは床上に設置された座席等の配置を変えて多目的に使用できる構造にしたもの等が実現されている。しかし、現状の形状可変構造物は、主として構造部材としての屋根部材又は床部材を種々に組み合わせて構築されていて、構造物の一部すなわち屋根や床又は床上の施設を部分的に変形させるにすぎず、構造物の全体形状がドラスティックに変化するものではなかった。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
上述の通り、特開平８−１３５０１９号公報記載の等高線モジュール集積による建築システムは、平面が任意形状又は各種の幾何学形態に建築される等高線モジュール集積の構造物及びその建築構法であって、建築が一旦完成した後に形状を変化させ得る構成ではない。
【０００４】
一方、従来の形状可変構造物としては、屋根部分が開閉するもの、舞台や客席が移動するもの等が実現されているが、屋根が開くか閉じる、のように可動部分が定型的な又はワンパターンの変化をするにとどまり、構造物全体が３次元的に多様なバリエーション、又はパターンで変形するものではなかった。
したがって、本発明の目的は、特に大規模な建築物を、等高線モジュールの集積により平面が任意形状又は各種の幾何学形態の積層構造物として建築され、そして、同積層構造物の全体が、建築を一旦完成した後に、力学的安定度を高く維持したまま構造物全体の形状を３次元的に多様なバリエーション又はパターンで変化することを容易に可能ならしめ、意匠上の自由度を高らしめる形状可変構造物及び建築構法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る等高線モジュール集積の形状可変構造物は、
同一水平面上の複数のモジュール１…で平面視が閉曲線状となる配列で構成された層が上下に形状変化に必要な移動を許容する幅をもって複数積層されて成り、
上下に隣接する層のモジュール１、１同士は半径方向又は放射方向のスライド機構２を介して上下に連結されており、
前記の各モジュール１をスライド機構２に沿って水平方向へ変位させ前記閉曲線状の弧の長さを変化させる推進機構３が設置されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載した発明に係る等高線モジュール集積の形状可変構造物の建築構法は、
同一水平面上に複数のモジュール１…で平面視が閉曲線状となる配列とした層を上下に形状変化に必要な移動を許容する幅をもって複数積層すること、
上下に隣接する層のモジュール１、１同士は半径方向又は放射方向のスライド機構２を介して上下に連結すること、
前記の各モジュール１をスライド機構２に沿って水平方向へ変位させ前記閉曲線状の弧の長さを変化させる推進機構３を設置すること、をそれぞれ特徴とする。
【０００７】
【発明の実施形態及び実施例】
請求項１記載の発明に係る等高線モジュールの集積による形状可変構造物は、図１に示したように、同一水平面上の複数のモジュール１で構成される層が、上下に複数積層された積層構造物の形態で実施される。各層のモジュール１は、上述の特開平８−１３５０１９号公報に記載されて公知であるように、等高線と同様の閉曲線を形成するように同一水平面上に配列されている。また、各層のモジュール１は、直近の上・下位のモジュール同士を形状変化に必要な移動を許容する幅をもって上下に積層されている。
【０００８】
上下の層のモジュール１、１同士は、具体的には図２又は図３に示したように、スライド機構２で上下に連結されている。スライド機構２は、上下のモジュールの上面と下面に、例えば軌道と同軌道に沿って走行する車輪の如き関係で設置され、上層のモジュールと下層のモジュールは互いに水平方向にスライド可能に連結されている。スライド機構２は、図３に示したように、各モジュール１を半径方向又は放射方向へ移動させるため、同方向に設置されている。
【０００９】
前記の各モジュール１にはまた、同モジュールを各層の単位で水平方向へ移動させる推進機構３が設置されている。図３に示した推進機構３は、同一層において同一水平面上に閉曲線状に配列された複数のモジュール１、１の隣接するもの同士を相互に連結するねじ式機構として示されている。ネジ要素（ボルト）を油圧式又は電動式アクチュエータで回転することにより、ターンバックルの如く隣接したモジュール１、１相互間の距離Ｌを変化させ、結果的に各モジュール１をスライド機構２に沿って放射方向へ移動させ、閉曲線の弧の長さを変化させることにより、同閉曲線の形状を大小に変化させるのである。推進機構３は、図４（ａ）及び（ｂ）にモデルを示したようにスライド機構２に沿って平行な向きに油圧式又は電動式アクチュエータ４を設置した構成で個々のモジュールを単独に移動させる方法で実施することもできる。
【００１０】
前記推進機構３を駆動してモジュール１、１を移動させると、一層のモジュール１は、直近上・下位のモジュールと連結された関係を保持し、且つ閉曲線状配置の関係を維持したまま、同一層のモジュールのみが上下の層からは独立してダルマ落としの如く半径方向（又は放射方向）の内外へ移動する。こうしたモジュールの移動は一つの層においてのみ、同一水平面上の全てのモジュールを均等に移動させることになって、その閉曲線が拡大又は縮小する結果となる。かかる動作原理により、構造物を構成する各層のモジュールを層単位で移動させると、例えば図５に示した円筒形状建物であったものが、図６に示したそろばん玉形状のドーム形建物へ又はその逆の関係に構造物の全体形状が変化することになる。構造物の特定の層のモジュールのみを移動させれば、構造物の一部形状のみを変化させることもでき、形状がきれいに整った整形から、形状の一部分が歪んだ不整形に又はその逆の関係へと構造物全体を３次元的に多様なバリエーション、又はパターンで変形させることができるのである。構造物の内部空間は体育館、映画館、教会、住宅など種々に利用できる。
【００１１】
前述した公知の「等高線モジュール集積のシェルドーム構造物及びその建築構法」（特開平８−１３５０１９号公報）の実施により構造物を建築する場合は、完成後のみならず建築途中の各段階においても力学的安定度を高く維持できる構造なので、形状変化させることが可能であり、それを建築工程に応用することができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る等高線モジュール集積の形状可変構造物は、図７に示したように、上下に積層される層がそれぞれ単一のモジュールのみからなる実施例である。この場合も、上下に積層する層の単一モジュールがスライド機構２により連結されている。同スライド機構２に沿って併設した推進機構を駆動し、各層のモジュールをスライドさせることにより、重ね餅状態に構成された建物全体の形状を階段状に変形させることができる。
【００１３】
【本発明が奏する効果】
本発明に係る等高線モジュールの集積による形状可変構造物及びその建築構法によれば、平面が任意形状又は各種の幾何学形態に建築される等高線モジュール集積の積層構造物において、各層のモジュールを力学的安定度を高く維持したまま移動させて構造物全体の形状を変化させ、３次元的に多様なバリエーション又はパターンの構造物を実現でき、意匠上の自由度を高らしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び２の発明を実施した実施例を説明する斜視図である。
【図２】請求項１及び２の発明を実施した実施例を説明する垂直断面図である。
【図３】請求項１及び２の発明を実施した実施例を説明する水平断面図である。
【図４】請求項１及び２の発明を実施した実施例の説明図である。
【図５】請求項１及び２の発明を実施した実施例を説明する斜視図である。
【図６】請求項１及び２の発明を実施した実施例を説明する側面図である。
【図７】請求項３の発明を実施した実施例を説明する垂直断面図である。
【符号の説明】
１        モジュール
２        スライド機構
３        推進機構
４        アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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