(57)【要約】  【課題】  例えばドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根の建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法を提供する。  【解決手段】  建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する。金属薄板を外面から加熱して所定の熱歪みを生じさせ、前記の加熱・恒温状態を維持しながら、密閉空間内に発泡樹脂などの充填材を充填し、硬化させた後に金属薄板を除冷することで、金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって金属薄板に予め設定された膜張力を付与する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根などの建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法であって、
建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する工程と、
前記金属薄板を外面から加熱して所定の熱歪みを生じさせ、前記の加熱・恒温状態を維持しながら、上記密閉空間内に発泡樹脂などの充填材を充填し、硬化させた後に金属薄板を除冷することで、同金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する工程と、
から成ることを特徴とする、建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項２】
ドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根などの建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法であって、
建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する工程と、
前記密閉空間内に所定の温度に管理された発泡樹脂などの充填材を充填し、同充填材の保有熱によって前記金属薄板を加熱して所定の熱歪みを生じさせ、外面から加熱・恒温状態を維持しながら前記充填材を硬化させた後に、金属薄板を除冷することで、同金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する工程と、
から成ることを特徴とする、建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項３】
金属薄板の外面に恒温シートを配置し、温度調整機構で高温に温度管理された熱媒体を、前記恒温シート内へ循環させて予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温シート内へ低温の熱媒体を循環させて金属薄板を除冷すること、
を特徴とする、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項４】
金属薄板の外面に電熱線を有する恒温シートを配置し、温度調整機構で供給電力を管理し電熱線を発熱させて、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温シートを除去して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項５】
金属薄板を恒温槽の中に設置し、温度調整機構で高温に温度管理された熱媒体を恒温槽の密閉空間内へ注入して、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温槽の密閉空間内へ、低温の熱媒体を注入して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項６】
金属薄板を恒温槽の中に設置し、温度調整機構で供給電力を管理し恒温槽の高周波加熱装置を発熱させて、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
恒温槽を除去して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法。
【請求項７】
温度調整機構は、予め設定されたスケジュールに従って金属薄板への加熱・恒温と除冷を行うことを特徴とする、請求項３又は５に記載した建築用パネルユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根の建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法の技術分野に属し、更に云うと、発泡樹脂の化学反応に依存せず、人為的に金属薄板に膜張力を付与することができる、大型の建築用パネルユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から建築構造物を簡易且つ軽量に構築するべく、種々の建築用パネルユニットが開発されている。その製造方法は、例えば特許文献１〜３に開示されており、先ず上下面を成す金属薄板を周辺枠フレームに取り付け、又は金属薄板の外周縁同士を突き合わせて接合し、密閉空間を形成する。その後、前記密閉空間内に発泡樹脂を高圧充填し、発泡樹脂の化学反応を利用して金属薄板に膜張力を付与する。
【０００３】
ちなみに、建築用パネルユニットの技術ではないが、熱歪みを利用して引張力を付与する方法は、特許文献４に開示されており、先ず鋼管の一端を閉塞してコンクリートを充填し、同鋼管を加熱して伸長させる。前記の伸長によって形成された鋼管の空洞部にスペーサーを挿入し、他端を閉塞する。そして、前記伸長を解放して、その際に生じるコンクリートの圧縮力によって鋼管に引張力を付与する。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６３６３５号公報
【特許文献２】特開昭６０−１０１０３８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０６５９３号公報
【特許文献４】特開平３−２４０５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記化学反応は、充填時の気温、湿度などの環境に大きく影響を受けるので、コントロールするのが困難である。そのため、上記特許文献１〜３の製造方法のように、発泡樹脂の化学反応に依存して金属薄板に膜張力を付与する手法では、品質にバラツキが生じ、高品質の建築用パネルユニットを安定して製造することができない問題点がある。
【０００６】
また、発泡樹脂の化学反応に依存して金属薄板に膜張力を付与するので、発泡樹脂が良好な発泡性状（即ち、必要な発泡圧など）や作業性を有する等の条件を満たす必要があるが、当該条件を満たす発泡樹脂（専ら、発泡ウレタン）は極めて少なく、製作の自由度が低い。
【０００７】
特許文献４の技術は鋼管コンクリート柱の技術であり、技術分野が異なる。
【０００８】
本発明の目的は、金属薄板を加熱・恒温して所定の熱歪みを生じさせた状態で、同金属薄板と周辺枠フレームとで形成された密閉空間内の充填材を硬化させ、金属薄板を除冷して熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与することで、充填材の化学反応に依存せず、人為的に金属薄板に膜張力を付与することができ、軽量で高品質の建築用パネルユニットを安定して製造することができる方法を提供することである。
【０００９】
本発明の次の目的は充填材の制約を殆ど受けず、製作の自由度が高い、建築用パネルユニットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した従来技術の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建築用パネルユニットの製造方法は、
ドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根などの建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法であって、
建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する工程と、
前記金属薄板を外面から加熱して所定の熱歪みを生じさせ、前記の加熱・恒温状態を維持しながら、上記密閉空間内に発泡樹脂などの充填材を充填し、硬化させた後に金属薄板を除冷することで、同金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する工程と、
から成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明に係る建築用パネルユニットの製造方法は、
ドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根などの建築構造物を構築する際に用いられる建築用パネルユニットの製造方法であって、
建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する工程と、
前記密閉空間内に所定の温度に管理された発泡樹脂などの充填材を充填し、同充填材の保有熱によって前記金属薄板を加熱して所定の熱歪みを生じさせ、外面から加熱・恒温状態を維持しながら前記充填材を硬化させた後に、金属薄板を除冷することで、同金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する工程と、
から成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法において、
金属薄板の外面に恒温シートを配置し、温度調整機構で高温に温度管理された熱媒体を、前記恒温シート内へ循環させて予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温シート内へ低温の熱媒体を循環させて金属薄板を除冷すること、
を特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法において、
金属薄板の外面に電熱線を有する恒温シートを配置し、温度調整機構で供給電力を管理し電熱線を発熱させて、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温シートを除去して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法において、
金属薄板を恒温槽の中に設置し、温度調整機構で高温に温度管理された熱媒体を恒温槽の密閉空間内へ注入して、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
その後、恒温槽の密閉空間内へ、低温の熱媒体を注入して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２に記載した建築用パネルユニットの製造方法において、
金属薄板を恒温槽の中に設置し、温度調整機構で供給電力を管理し恒温槽の高周波加熱装置を発熱させて、予め設定された金属薄板の表面温度に加熱・恒温すること、
恒温槽を除去して金属薄板を除冷すること、
を特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項３又は５に記載した建築用パネルユニットの製造方法において、
温度調整機構は、予め設定されたスケジュールに従って金属薄板への加熱・恒温と除冷を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る建築用パネルユニットの製造方法は、金属薄板を加熱・恒温して所定の熱歪みを生じさせた状態で、同金属薄板と周辺枠フレームとで形成された密閉空間内の充填材を硬化させ、金属薄板を除冷して熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する。つまり、金属薄板に生じさせた熱歪みの大きさによって、人為的に予め設定された膜張力を確実に付与することができるので、軽量で高品質のパネルユニットを安定して製造することができる。
【００１８】
充填材として用いる部材は、金属薄板の熱歪みによって広くなった空間まで密実に充填できる部材であれば良く、材質は特に限定されないので、製作の自由度が高い。このとき、発泡樹脂に比べて硬化速度が遅い充填材（例えば、発泡コンクリートなど）を用いると、確実に密閉空間の隅々まで充填できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
建築用パネルユニットの上下面を成す金属薄板を、周辺枠フレームに取り付けて密閉空間を形成する。前記金属薄板を加熱して所定の熱歪みを生じさせ、前記の加熱・恒温状態を維持しながら、上記密閉空間内に発泡樹脂などの充填材を充填し、硬化させた後に金属薄板を除冷することで、同金属薄板に生じさせた熱歪みを解放し、その際の充填材の抵抗力によって前記金属薄板に予め設定された膜張力を付与する。
【実施例１】
【００２０】
請求項１、３及び請求項７に記載した発明に係る建築用パネルユニットの製造方法（以下、単に製造方法と省略する場合がある。）の実施例を、図１〜図３に基づいて説明する。本発明に係る製造方法は、ドーム状屋根その他の大スパン・大径間屋根の建築構造物などを構築する際に用いられる建築用パネルユニット（以下、単にパネルユニットと省略する場合がある。）１を製造するために、好適に実施される。
【００２１】
先ず、通例のパネルユニットの製造方法と同様に、パネルユニット１の上下面を成す金属薄板２、２を、正方形状（但し、形状はこの限りでない。）に組み上げた周辺枠フレーム３に取り付けて密閉空間４を形成する。
【００２２】
次に、金属薄板２を加熱して所定の熱歪みを生じさせる。ここで云う所定の熱歪みは、金属薄板２に熱歪みが生じて広くなった密閉空間４内に、充填材として発泡コンクリート５を充填し、硬化させた後に金属薄板２の熱歪みを解放し、その際に押しつぶされる発泡コンクリート５の抵抗力（圧縮力）によって前記金属薄板２に予め設定された膜張力を付与することができる大きさとする。
【００２３】
前記の熱歪みを生じさせる手段として、本実施例では図２に示すように金属薄板２の外面に恒温シート６を配置する。前記恒温シート６は保温材７と７との間に熱媒体である水の循環用管８を挟み込んだ構成とし、同循環用管８に温度調整機構９で高温に熱せられた又は低温に冷やされた水を送り込むことで、熱源として機能する構成としている（図３を参照）。ちなみに、温度調整機構９には、予め金属薄板２が所定の熱歪みを生じる際の表面温度を設定温度として入力しており、同温度調整機構９は金属薄板２に貼り付けた温度センサー（図示は省略）から検出した現実の表面温度が設定温度となるように、送り込む水の温度を管理する（請求項３記載の発明）。
【００２４】
すなわち、金属薄板２の現実の表面温度が設定温度となるように高温に熱せられた温水を恒温シート６の循環用管８に送り込んで、金属薄板２を加熱し所定の熱歪みを生じさせるのである。
【００２５】
送り込む温水の温度を管理しながら金属薄板２への加熱を続け、同金属薄板２に所定の熱歪みが生じた状態を維持しながら、広くなった密閉空間４内に発泡コンクリート５を充填する。発泡コンクリート５は、発泡樹脂に比べて発泡性は劣るが、硬化するまでに時間的余裕があり、確実に密閉空間４の隅々まで充填できる。また、パネルユニット１を量産する際に、上記のように金属薄板２の表面温度を略一定に管理すると、各々の密閉空間４内の温度も略一定となり、ほぼ同一条件となった密閉空間４内に発泡コンクリート５を充填することができるので、安定した品質を確保することができる。
【００２６】
発泡コンクリート５が硬化するまで、やはり送り込む温水の温度を管理しながら金属薄板２への加熱を続け、同金属薄板２に所定の熱歪みが生じた状態を維持する。
【００２７】
最後に、恒温シート６の循環用管８に低温に冷やされた冷水を送り込んで、金属薄板２を除冷する。その結果、金属薄板２に生じさせた熱歪みは解放され、金属薄板２の収縮力と、同金属薄板２に押しつぶされる発泡コンクリート５の圧縮力とが釣り合おうとして、前記金属薄板２に予め設定された膜張力が付与される。
【００２８】
上述した製造方法によれば、金属薄板２に生じさせた熱歪みの大きさによって、人為的に予め設定された膜張力を確実に付与することができるので、軽量で高品質のパネルユニット１を安定して製造することができる。
【００２９】
しかも、充填材として用いる部材（本実施例では発泡コンクリート）は、金属薄板２の熱歪みによって広くなった空間まで密実に充填できる部材であれば良く、材質は特に限定されないので、製作の自由度が高い。
【００３０】
ちなみに、温度調整機構９は、予め設定されたスケジュールに従って、金属薄板２への加熱・恒温と除冷を行う構成としていると、手間が掛からず好都合である（請求項７記載の発明）。
【００３１】
本実施例では、熱媒体として水を用いたが、熱媒体として通例用いられる液体であれば良く、また、空気などの気体でも良い。更には、電力を用いて金属薄板２を加熱・恒温しても良く、その場合の恒温シートは２枚の保温材の間に電熱線を挟み込んだ構成とし、同電熱線に流される電力を温度調整機構で管理しながら、電熱線を発熱させて金属薄板２を加熱・恒温する（請求項４記載の発明）。
【００３２】
本実施例では、金属薄板２の除冷を恒温シート６を用いて行ったが、恒温シート６を除去して自然冷却しても良い。
【実施例２】
【００３３】
本実施例は、図４に示すように恒温槽１０を用いて金属薄板２への加熱・恒温と除冷を行う。
前記恒温槽１０は金属薄板２との間に密閉空間１１を形成するべく、蓋状の分割片１０ａ、１０ａで構成している。金属薄板２を加熱・恒温する工程は、金属薄板２の外面に前記分割片１０ａを配置して、金属薄板２を恒温槽１０の中に設置する。そして、温度調整機構１２で高温に温度管理された熱風を、金属薄板２と分割片１０ａとで形成された密閉空間１１内に注入し、予め設定された金属薄板２の表面温度に加熱・恒温する。
【００３４】
一方、金属薄板２を除冷する工程は、前記密閉空間１１内へ低温に冷やされた冷風を注入し、金属薄板２を除冷する（請求項５記載の発明）。
【００３５】
なお、温度調整機構１２が予め設定されたスケジュールに従って、自動的に上記工程を行うと、手間が掛からず好都合である（請求項７記載の発明）。
【００３６】
本実施例では、熱媒体として空気を用いたが、上記実施例１と同様に水などの液体を用いても良い。
【実施例３】
【００３７】
本実施例は、図５に示すように高周波加熱装置１３を有する恒温槽１４を用いて金属薄板２への加熱・恒温を行う。
前記恒温槽１４は、上記実施例２の恒温槽１０と略同様の構成としているが、分割片１４ａの底部に通例の高周波加熱装置１３を嵌め込んだ構成としている。金属薄板２を加熱・恒温する工程は、金属薄板２の外面に前記分割片１４ａを配置し、温度調整機構１５で供給電力を管理し高周波加熱装置１３を発熱させて、予め設定された金属薄板２の表面温度に加熱・恒温する。
【００３８】
ちなみに、金属薄板２を除冷する工程は、前記恒温槽１３を除去して金属薄板２を除冷する（請求項６記載の発明）。
【実施例４】
【００３９】
上記実施例１〜３は、恒温シート６や恒温槽１０（１４）を用いて金属薄板２を加熱し所定の熱歪みを生じさせたが、先に密閉空間４内に所定の温度に管理された発泡コンクリート５を充填し、同発泡コンクリート５の保有熱によって前記金属薄板２を加熱し所定の熱歪みを生じさせても良い（請求項２記載の発明）。その後は、上記実施例１〜３と同様に、恒温シート６や恒温槽１０（１４）を用いて金属薄板２を外面から加熱・恒温し、密閉空間４内の発泡コンクリート５を硬化させた後に、金属薄板２を除冷する。
【００４０】
なお、充填される発泡コンクリート５の温度は、金属薄板２の表面温度が所定の熱歪みが生じる温度となるように、発泡熱も考慮して設定する。
【実施例５】
【００４１】
以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】建築用パネルユニットを示した構造図である。
【図２】恒温シートを用いて金属薄板を加熱・恒温、除冷する工程を概念的に示した断面図である。
【図３】恒温シートを概略的に示した構造図である。
【図４】恒温槽を用いて金属薄板を加熱・恒温、除冷する工程を概念的に示した断面図である。
【図５】高周波加熱装置を有する恒温槽を用いて金属薄板を加熱・恒温する工程を概念的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        建築用パネルユニット
２        金属薄板
３        周辺枠フレーム
４        密閉空間
５        発泡コンクリート（充填材）
６        恒温シート
９        温度調整機構
１０      恒温槽
１１      金属薄板と恒温槽とで形成された密閉空間
１２      温度調整機構
１３      高周波加熱装置
１４      恒温槽
１５      温度調整機構
【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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