(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面膜材と下面膜材とから形成される二重膜構造の空気室に空気給排気口を介して加圧気体を注入することにより立体構造を形成する空気膜構造体において、該空気膜構造体には、該上面膜材と該下面膜材とを連結する、通気孔を有するリブ状連結膜材が配設されており、隣合うリブ状連結膜材間の間隔Ｌ（ｍ）が下記（１）式を満たし、リブ状連結膜材に設けられた通気孔の内、立体構造が形成された際最も接地部に近い位置に設けられた通気孔が、空気給排気口よりも接地部に近い位置にあることを特徴とする空気膜構造体。
【数１】
0004255599.tif 000004
【請求項２】
上面膜材及び／又は下面膜材が、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より選ばれた少なくとも１種の繊維で織成又は編成されてなる基材の片面または両面にポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂等からなるエラストマーをコーティングした膜材である請求項１記載の空気膜構造体。
【請求項３】
空気給排気口の空気室側端部に、連通孔を有する膜材またはメッシュ状生地が取付けられている請求項１又は２記載の空気膜構造体。
【請求項４】
上面膜材及び／又は下面膜材が、目付３０〜２００ｇ／ｍ2、引張強力１０〜６０kＮ／ｍ、引裂強力１５〜５０Ｎ、及び通気度０.００１ｍ3／ｓｅｃ／ｍ2以下の膜材である請求項１〜３のいずれか１項に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、建築土木工事現場、船舶の修理・塗装等の工事現場、仮設展示場、冠婚葬祭式場、球技場等の作業空間及び／又は居住空間の一部及び／又は全体を覆って、雨天・降雪時でも作業等を可能にするための、構造が単純且つ軽量であって、大きな風圧にも耐え、小さく折り畳めるので設営・撤去作業が容易で、持ち運びも容易に行える空気膜構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、屋外作業は、雨天や降雪の際に作業を中止し、降雨、降雪が止むのを待って作業を続行している。このような場合に、雨天時や降雪時においても作業の続行が可能なように、作業空間を確保する方法として、従来よりパイプ材などからなる骨組みを建築物などの壁面から軒出し、シートで覆う方法がある。しかしながら、このような従来の方法では、広範囲の作業空間を覆う必要がある場合に、空間を被覆する部材が大型化し、パイプや角材などの骨組み重量が増大するため、運搬、設営、解体には専用の足場や工事用機械が必要となるという問題があった。
【０００３】
また、このような構造物は、通常、半恒久的に設置することが多いため、台風などの強風時に、大きな風圧に耐える頑強な構造とする必要があり、非常に重量が重くなったり、構造が複雑になったり、形状が大きくなったパイプや角材を使用する必要がある。
【０００４】
しかしながら、前記のような半恒久的な屋根ではなく、一定期間だけ所定の作業空間及び／又は居住空間（以下この空間を「活動空間」と称する）を確保すればよいという要求も多い。
【０００５】
この一定期間のみ活動空間を確保すればよいという要求に対し、特開平９-１４４３８２号公報等において、軽量且つ簡便な空気膜構造体が提案されている。しかしながら、この空気膜構造体においては、１０ｍ／ｓを越えるような強風に対しては座屈を生じ、押しつぶされ、活動空間を確保できないといった問題を有している。
【０００６】
そこで、風や積雪の外部荷重に耐える構造とするために、空気膜構造体の内圧を高くすることが考えられるが、要求される環境での使用に耐えるための内圧を確保するためには、高圧の空気を送り込むための送風機が大型化する上、空気膜自体が、付与された高い内圧に耐えるための大きな膜材強度を有している必要があり、必然的に膜材重量が大きくなるという問題があった。このため、運搬、設営、解体時などにおいて取扱性が悪くなるという不可避的な問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述のような大型空気膜体の設営又は撤去時の問題に鑑み、広範囲の活動空間を大型の空気膜体で確保する際に、運搬、設営、そして撤去等の作業性に優れ、雨天時や少量の積雪時においても漏水のない活動空間を確保し、且つ膜材強度・内圧を大きくすることなく風速１０ｍ／ｓ以上の大きな風圧にも耐えることが可能な空気膜構造体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、上面膜材と該下面膜材とを連結するリブ状連結膜材の配設間隔を特定の範囲に制御するとき、所望の空気膜構造体が得られることを究明した。
【０００９】
かくして本発明によれば、（ａ）上面膜材と下面膜材とから形成される二重膜構造の空気室に空気給排気口を介して加圧気体を注入することにより立体構造を形成する空気膜構造体において、該空気膜構造体には、該上面膜材と該下面膜材とを連結する、通気孔を有するリブ状連結膜材が配設されており、隣合うリブ状連結膜材間の間隔Ｌ（ｍ）が下記（１）式を満たし、リブ状連結膜材に設けられた通気孔の内、立体構造が形成された際最も接地部に近い位置に設けられた通気孔が、空気給排気口よりも接地部に近い位置にあることを特徴とする空気膜構造体、（ｂ）上面膜材及び／又は下面膜材が、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より選ばれた少なくとも１種の繊維で織成又は編成されてなる基材の片面または両面にポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂等からなるエラストマーをコーティングした膜材である（ａ）記載の空気膜構造体、（ｃ）空気給排気口の空気室側端部に、連通孔を有する膜材またはメッシュ状生地が取付けられている（ａ）又は（ｂ）記載の空気膜構造体、及び（ｄ）上面膜材及び／又は下面膜材が、目付３０〜２００ｇ／ｍ2、引張強力１０〜６０kＮ／ｍ、引裂強力１５〜５０Ｎ、及び通気度０.００１ｍ3／ｓｅｃ／ｍ2以下の膜材である（ａ）〜（ｃ）のいずれかに記載の空気膜構造体が提供される。
【００１０】
【数２】
0004255599.tif 000002
【００１１】
なお、通気度の測定方法はＪＩＳ  Ｌ１０９６一般織物試験方法に準拠し、１２４.５Pａの圧力を織物に負荷して、織物を通過する空気量を求めた。
【００１２】
【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、図面を参照しながら、その作用とともに詳細に説明する。
図１は、本発明の空気膜構造体の一実施形態を示したものであり、その一部に断面図を含む斜視図である。
【００１３】
図１において、１は本発明の空気膜構造体（以下、単に「膜体」と称することがある）であり、該膜体１は、２で示す上面膜材、３で示す下面膜材、そして、４で示すリブ状連結膜材とで実質的に構成されている。尚、膜体１と地面との接地部分は上面膜材及び／又は下面膜材が延在して構成されている。
【００１４】
そして、前記上面膜材２と下面膜材３とによって、この膜体１は、二重膜材とされ、この二重膜材の間に形成された空気室に加圧空気を注入することにより、例えば屋根状の立体形状を形成させる。
【００１５】
なお、前記リブ状連結膜材４は、上面膜材２と下面膜材３とを一定の間隔で上下に連結して、強風や積雪などの外部環境の変化に際しても、屋根状膜体形状を安定に維持させる役割も果たす。その際、前記の二重膜材の空気室は、前記のリブ状連結膜材４によって多数の空気室に仕切られるため、該空気室間に加圧空気が流通するように、リブ状連結膜材４には通気孔６が設けられている。このため、該空気室のいずれかに加圧気体が注入されると、膜体１の空気室全部に空気が行き渡り、所定の屋根状立体形状を有する空気膜構造体１が形成される。
【００１６】
更に、図１において、５は外側リブを示し、該外側リブ５は、上面膜材２及び／又は下面膜材３と同じ膜材で構成されている。また、７は空気給排気口を示し、該空気給排気口７を介して、膜体１の空気室内へ加圧した空気を注入したり、該空気室から注入した空気を排気したりする。
【００１７】
したがって、該空気給排気口７は、膜体１を設営するために加圧空気を短時間で注入したり、膜体１を折畳んで収納する際に、空気膜体１中の空気の排気を迅速に行うために、複数個取付けられていることが好ましい。また、図１において、一つのリブ状連結膜材４、その４に接する上面膜材２及び／又は下面膜材３、さらに隣接するリブ状連結膜材４の４つの部材により囲まれた空気室１本をリムと称するが、このリム１本に空気給排気口７が１本以上取付けられていることが好ましい。なお、その形状や数は、膜体１の形状、大きさ、構造、設営状況などの条件によって、適宜決定されることは言うまでもない。
【００１８】
さらに、リブ状連結膜材に設けられた通気孔と空気給排気口との関係について言及すると、リブ状連結膜材に設けられた通気孔の内、立体構造が形成された際最も接地部に近い位置に設けられた通気孔（例えば図１の１０）は、図１に示すように空気給排気口７よりも接地部に近い位置にあることが好ましい。
【００１９】
通気孔の位置を上記のように設定することにより、空気膜構造体を折畳む際、空気室の接地部分近傍に残留した空気まで効率よく排出することができ、空気膜構造体の撤去や運搬が容易になる。
【００２０】
本発明の空気膜構造体においては、隣合うリブ状連結膜材間の間隔Ｌ（ｍ）（これをリム幅と称することもある）が下記（１）式を満たすことが肝要である。
【００２１】
【数３】
0004255599.tif 000003
【００２２】
Ｌ＜０．５ｍの場合は、図１においてリブ状連結膜材４が狭い間隔で並ぶことになり、リブ状連結膜材の数が増大するので、全体として重量が増加し、かつ生地量が増加してしまう。そのため設営・撤去作業や持ち運びが困難になる上、製造コストも上昇するという問題が生じる。
【００２３】
一方、L＞１．５ｍの場合は、７から加圧気体を注入して屋根状の立体構造を形成した際に、空気室内の内圧により、リブ状連結膜材４に大きな張力が発生し、通気孔６の部分から裂け目が生じたり、リブ状連結膜材の破損が起こるといった問題が発生する。
【００２４】
また、図２は、図１に示した空気膜体１の側面図であるが、７から膜体１に加圧気体を注入して屋根状の立体構造を形成した際に、空気室内の内圧により、上面膜材２はａに示すような形状になる。この際、Ｌ＞１．５ｍであると、空気室内の内圧により、膜体１と地面が接触する部分の形状ｂがａと同様下に凸状に膨らむため、該膜体１の接地部分における雨や風の遮蔽性が低下してしまうという問題も発生する。
【００２５】
本発明の上面膜材及び／又は下面膜材としては、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より選ばれた少なくとも１種の繊維からなる織編物の片面または両面にポリウレタン、アクリルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル系樹脂等をコーティング加工した膜材が好適に使用できる。このような膜材を使用することで、容易に空気膜構造体としての機能が発揮でき、軽量で、折畳みが容易であるので展張と収納を自在とすることができる。
【００２６】
上面膜材２と下面膜材３の通気度は、０.００１ｍ3／ｓｅｃ／ｍ2以下としておくことが好ましく、実質的に通気度をゼロ、即ち、０ｍ3／ｓｅｃ／ｍ2としておくことがさらに好ましい。何故ならば、これら膜材の通気度が０.００１ｍ3／ｓｅｃ／ｍ2を越えると、膜体１を正常な屋根状形状に維持するための空気室圧力が低下し、その形態保持性がなくなる場合があるからである。
【００２７】
更に、前記の上面膜材２、下面膜材３、及びリブ状連結膜材４のそれぞれの重量（目付）としては、３０〜２００ｇ／ｍ2とすることが望ましい。何故ならば、重量（目付）が上記の範囲内にあれば、膜体１自体の重量を軽量化でき、膜体１の設営及び撤去を迅速且つ簡便に行えるという作業上の要請を十分に満足させることができるからである。
【００２８】
また、重量（目付）が上記の範囲内にあれば、膜体１の引き裂き強度、引張強度等の機械的物性を、引張強力１０〜６０kＮ／ｍ、引裂強力１５〜５０Ｎの範囲に制御することも容易であり、強風或いは積雪などの過酷な外部条件に対しても耐え得る膜体を得ることができる。
【００２９】
これに対して、膜体１の目付が２００ｇ／ｍ2を越えると、設営及び撤去作業が面倒であり、設営に時間を要するとともに、持ち運びが困難になる場合がある。一方、膜体１の目付が３０ｇ／ｍ2未満であると、強風或いは積雪などの過酷な外部条件下において、屋根状の立体形状を維持することが可能な、膜体としての機械的物性が低下し、安定した使用が難しい場合がある。
【００３０】
図３は、空気膜構造体の空気給排気口７の空気室側端部に、連通孔を有する膜材８が取付けられた実施態様を示した拡大図である。
【００３１】
また、図４は、同じく空気膜構造体の空気給排気口７の空気室側端部に、メッシュ状生地９が取付けられた実施態様を示した拡大図である。
【００３２】
８又は９が取付けられていることにより、膜体１に７から送風機またはコンプレッサーなどを利用して加圧気体を注入して屋根状の立体構造を形成する途中または形成が完成した際に、空気膜構造体１の空気室にゴミなどの異物が侵入するのを防ぐことが可能である。
【００３３】
また、膜体１を折り畳む際には、７から空気を排出する必要があるが、８、９が取付けられていることで、排気口の形状を保持し、効率よく短時間で空気の排出が可能となる。なお、８または９の形状や８の連通孔の数は、膜体１の形状、大きさ、構造、設営状況などの条件によって、適宜決定されることは言うまでもない。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３５】
［実施例１、比較例１］
ポリエステル繊維からなり、ポリウレタンエラストマーをコーティングした、目付５５ｇ／ｍ2、引張強力４００Ｎ／５０mm、引裂強力２０Ｎ及び通気度０．０００２ｍ3／ｍ2／ｓｅｃの膜材を上面膜材、下面膜材、及びリブ状連結膜材として使用し、図１に示す形状の空気膜構造体を製造した。この際、隣合うリブ状連結膜材間の間隔Ｌ（ｍ）を０．７３ｍ（実施例１）と０．４７ｍ（比較例１）とした。
得られた空気膜構造体に加圧気体を注入したところ、活動空間面積はいずれも１５０ｍ2であったが、比較例１の空気膜構造体は、実施例１の空気膜構造体の１．３倍の重量であり、設営に４５分、撤去に３５分を要した。また、比較例１の空気膜構造体を折り畳んだ時の大きさは、縦×横×高さが、それぞれ０．８ｍ×０．８ｍ×０．８ｍであった。
これに対し、実施例１の空気膜構造体は、設営が３５分、撤去が２５分で済み、折り畳んだ時の大きさは、縦×横×高さがそれぞれ０．７ｍ×０．７ｍ×０．６ｍであった。
以上のように、実施例１の空気膜構造体は比較例１の空気膜構造体に比べ、運搬、設営、撤去が容易であった。
【００３６】
［実施例２］
実施例１において、リブ状連結膜材に設けられた通気孔の内、立体構造が形成された際最も接地部に近い位置に設けられた通気孔（図１の１０）を、空気給排気口よりも接地部から遠い位置に設けた以外は実施例１と同様に実施した。
得られた空気膜構造体の活動空間面積は１５０ｍ2であり、設営が３５分、撤去が２５分で済んだが、接地部分近傍に若干の空気が残留したため、折り畳んだ時の大きさは、縦×横×高さがそれぞれ０．７ｍ×０．７ｍ×０．６５ｍであった。
【００３７】
［比較例２］
実施例１において、隣合うリブ状連結膜材間の間隔Ｌ（ｍ）を１．６ｍとした以外は実施例１と同様に実施した。
得られた空気膜構造体に加圧気体を注入したところ、空気膜構造体の接地部分が大きく膨らみ、不安定な構造となった。また、雨天時に使用した際には、接地部分から雨滴が活動空間内に侵入した。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、運搬、設営、そして撤去等の作業性に優れ、雨天時や少量の積雪時においても漏水のない活動空間を確保し、且つ膜材強度・内圧を大きくすることなく風速１０ｍ／ｓ以上の大きな風圧にも耐えることが可能な空気膜構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気膜構造体の一実施形態を示す斜視図であり、その一部に断面図を含む。
【図２】本発明の空気膜構造体の一実施形態を示す側面図である。
【図３】連通孔を有する膜材の取付け状態を示す拡大図である。
【図４】メッシュ状生地の取付け状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
１  空気膜構造体
２  上面膜材
３  下面膜材
４  リブ状連結膜材
５  外側リブ
６、１０  通気孔
７  空気給排気口
８  連通孔を有する膜材
９  メッシュ状生地
ａ  内圧による上面膜材の膨らみ
ｂ  接地部分
【図１】
0004255599.tif 000005
【図２】
0004255599.tif 000006
【図３】
0004255599.tif 000007
【図４】
0004255599.tif 000008