JPH11293964A - 膜材定着部の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜材の張力が経時的に低下した場合の膜材へ
の張力の再導入と、張力の微調整を容易に行う。 【解決手段】 骨組２に、膜材１の反対側からアクチュ
エータ本体30を固定し、アクチュエータ本体30に対して
伸縮するラム31を骨組２に貫通させ、膜材１の端部を定
着している定着具４に連結する。定着具４と骨組２間
に、直接、もしくは間接的に膜材１を骨組２側へ付勢す
る付勢部材７を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は膜構造物の膜材の
張力を調整できる状態に、膜材の定着部を骨組に支持さ
せた膜材定着部の支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】膜構造
物は膜材に適度な張力が導入されていることで安定して
形態を維持する構造物であり、張力が低下すれば強風や
積雪等の外力に対して形態を維持できなくなる。

【０００３】膜材は張力が与えられた状態で、図７に示
すように周辺が両面からプレートやフラットバー等の鋼
材に挟み込まれながら骨組に接合されるが、恒久的な膜
構造物の膜材に使用される、四フッ化エチレン樹脂をコ
ーティングしたガラス繊維織物等の材料は張力が与えら
れたまま周辺が固定されると、クリープにより経時的に
張力が低下する現象（リラクゼーション）が生じ、形態
維持能力が失われるため、一定の張力があることを定期
的に確認することと、著しく張力が低下していれば張力
を再導入することが必要になる。

【０００４】膜材への張力の再導入は図８に示すように
膜材の周辺を定着具に定着する際に、定着具と骨組間に
プレート等の介在物を挿入した状態で定着具をボルトに
より骨組に接合しておき、張力の低下があったときに介
在物を取り外し、改めてボルトやナットを締め付けるこ
とにより行われているが、張力再導入時の定着具の移動
量は介在物の厚さ分であることから、導入できる張力の
大きさが決まっているため、張力を微調整することはで
きない。

【０００５】ボルトのナットへの締め付け量を調整する
ことで、張力の微調整を行うことは可能であるが、ボル
トの締め付け量と導入される張力の大きさとの関係は明
確でないことから、作業は試行錯誤的に行われることに
なり、手戻りが生じ易いため、適切な張力を有効に導入
できる方法とは言えない。

【０００６】またこの場合、ボルトの締め付け量と導入
張力の大きさとの関係が予め分かっていない限り、ボル
トの締め付け終了時に張力がどの程度の大きさであるの
か分からないため、導入された張力を別途他の方法で確
認する作業が必要になる。

【０００７】この発明は上記背景より、容易に張力を再
導入でき、導入張力の微調整が可能な膜材定着部の支持
構造を提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１では骨組にアク
チュエータ本体を固定し、膜材の端部を定着する定着具
に、アクチュエータ本体に対して伸縮するラムを連結す
ることにより、定着具と骨組との間の距離を調整自在に
し、膜材への張力の再導入とその張力の微調整を容易に
する。

【０００９】アクチュエータ本体は骨組を挟んだ膜材の
反対側から骨組に固定され、ラムは骨組を貫通して定着
具に連結される。膜材への張力再導入はアクチュエータ
本体が骨組に反力を取りながらラムを収縮させ、定着具
を骨組側へ引き寄せることにより行われ、張力はラムが
伸縮する範囲で微調整される。ラムを伸長させれば、張
力は弛緩する。

【００１０】再導入される張力の大きさはラムのアクチ
ュエータ本体からの突出長さ、あるいは伸縮量によって
把握されるが、特に請求項２に記載のようにアクチュエ
ータに荷重計を内蔵，もしくは接続しておけば、ラムの
伸縮量と導入張力の関係が予め分かっていない場合にも
張力の大きさを確認しながら張力の再導入と微調整、及
び弛緩を行うことができる。

【００１１】この場合、荷重計によってアクチュエータ
本体の荷重をモニタリングしながら、膜材への張力導入
が行えるため、手戻りを防止でき、メインテナンスがし
易くなる。また随時、張力を確認することができるた
め、張力を外力に対して最も適切な大きさに設定するこ
とができる。

【００１２】請求項３では膜材の端部を定着している定
着具と骨組間に、直接、もしくは間接的に膜材を骨組側
へ付勢する付勢部材を配置することにより、付勢部材の
復元力によって定着具と骨組との間の距離を調整自在に
し、膜材への張力の再導入とその張力の微調整を容易に
する。

【００１３】この場合、膜材への張力の再導入は付勢部
材が係止する、あるいは接続される定着具を骨組に対し
て付勢部材の復元力の作用方向に移動させることにより
行われ、付勢部材のバネ定数と伸縮量、すなわち定着具
の移動量から付勢部材の復元力が把握され、膜材に導入
される張力の大きさが把握される。

【００１４】付勢部材を圧縮力を与えた状態で使用する
場合には、定着具は請求項４に記載のように骨組を貫通
し、骨組に関して膜材の反対側までに跨り、定着具の、
膜材の反対側に位置する部分と骨組間に付勢部材が圧縮
力を受けた状態で配置される。付勢部材を引張力を与え
た状態で使用する場合には、請求項７に記載のように骨
組の膜材側に受け部材が接続され、この受け部材と定着
具間、もしくは受け部材に接続される連結部材と定着具
間に付勢部材が引張力を受けた状態で配置される。

【００１５】付勢部材が圧縮力を受けた状態で使用され
る場合は請求項５に記載のように、付勢部材の一端が骨
組に係止し、他端が定着具の、膜材の反対側に位置する
部分に接続される被係止部材に係止する。被係止部材は
定着具に対し、定着具と骨組が対向する方向に移動自在
に接続され、被係止部材の定着具に対する移動により付
勢部材の圧縮力が調整され、膜材への張力の再導入とそ
の微調整、及び弛緩が行われる。

【００１６】被係止部材が定着具に対して移動すること
は、例えば請求項６に記載のように定着具の、膜材の反
対側に位置する部分にねじを切り、そのねじ部に被係止
部材に係止するナットを螺合させることにより可能とな
り、被係止部材がナットの回転と共に圧縮力の作用方向
に移動することで膜材の張力が調整される。

【００１７】この場合、ナットが回転に伴ってねじ部の
軸方向に移動する量に応じて張力が調整されるため、微
調整が容易に行え、張力の大きさは付勢部材のバネ定数
とナットの移動量から把握される。

【００１８】付勢部材が引張力を受けた状態で使用され
る場合は請求項８に記載のように、付勢部材の一端が定
着具に接続され、他端が受け部材、もしくは連結部材に
接続される。または請求項10に記載のように、付勢部材
の一端が定着具に、他端が連結部材にそれぞれ接続され
る。

【００１９】請求項８では受け部材は骨組に対し、定着
具と骨組が対向する方向に移動自在に骨組に接続され、
受け部材の骨組に対する移動によって膜材への張力の再
導入とその微調整、及び弛緩が行われ、請求項10では連
結部材が受け部材に対して移動自在に接続され、連結部
材の受け部材に対する移動によって膜材への張力の再導
入とその微調整、及び弛緩が行われる。

【００２０】請求項８における受け部材の骨組に対する
移動は、例えば請求項９に記載のように受け部材の、骨
組との接続部分にねじを切り、そのねじ部に、骨組に係
止するナットを螺合させることにより可能となり、請求
項10における連結部材の受け部材に対する移動は、請求
項11に記載のように受け部材の、連結部材との接続部分
にねじを切り、そのねじ部に、連結部材に係止するナッ
トを螺合させることにより可能となる。

【００２１】いずれの場合も、ナットの回転による軸方
向の移動量に応じて張力が調整されるため、微調整が容
易であり、また付勢部材のバネ定数とナットの移動量か
ら張力の大きさが把握される。

【００２２】

【発明の実施の形態】請求項１の発明は図１に示すよう
に膜材１の端部を支持する骨組２に固定されるアクチュ
エータ本体30により張力の調整が自在な状態に、膜材１
の端部を定着している定着具４を骨組２に支持させた構
造である。

【００２３】定着具４は膜材１の端部を両面から挟み込
む鋼材５，５を貫通するボルト６により鋼材５，５と共
に膜材１を定着する。図面では鋼材５に接合されなが
ら、アクチュエータ本体30から突出するラム31が連結さ
れるよう、定着具４に山形鋼を使用しているが、定着具
４の断面形状は問われない。

【００２４】アクチュエータ本体30は骨組２に関して膜
材１の反対側から、膜材１への張力導入方向を向いて骨
組２に固定され、アクチュエータ本体30に対して伸縮す
るラム31は骨組２を貫通して定着具４に連結され、アク
チュエータ本体30が発生する荷重はラム31から定着具４
に伝達される。アクチュエータ本体30は図２に示すよう
に膜材１に均等に張力を導入できるよう、骨組２の長さ
方向に適当な間隔をおいて設置される。

【００２５】膜材１の張力は骨組２に反力を取りなが
ら、骨組２と定着具４間の距離、すなわちラム31のアク
チュエータ本体30からの突出長さを調整することにより
調整される。張力はラム31を収縮させることで再導入さ
れ、伸長させることで弛緩する。

【００２６】アクチュエータ本体30から膜材１に導入さ
れている張力は、アクチュエータ本体30に内蔵，もしく
は接続され、アクチュエータ本体30が発生する荷重を計
測する荷重計によって確認される他、定着具４と骨組２
間に架設される膜張力計によって確認される。

【００２７】アクチュエータ本体30に荷重計を内蔵，も
しくは接続した場合は、荷重計を随時モニタリングし、
張力が適正でないときにアクチュエータ本体30を作動さ
せてその荷重を調整することで、膜構造物の使用中、継
続的に膜材１の張力を管理し、常に膜材１に適正な張力
が導入された状態に維持することができる。膜張力計を
使用する場合も、膜材１の張力を計測し、確認しながら
アクチュエータ本体30の荷重を調整することで、膜材１
の張力を適正に維持することができる。

【００２８】膜材１は強風時や積雪時等のように大きな
外力が作用するときには張力が大きく、膜材１の剛性が
高い程、安定性を確保するが、高い張力が与えられた状
態が長時間継続すれば、リラクゼーションが促進される
ため、膜材１の寿命を延ばす上では、状況に応じ、アク
チュエータ本体30の荷重を制御することで張力を調整す
ることが必要になる。

【００２９】図３に風力や降雪の程度に応じてアクチュ
エータ本体30の荷重を制御する場合の一例を示す。この
場合、アクチュエータ本体30に付属する荷重計や定着具
４に設置される膜張力計の他に、膜構造物に風力計や積
雪測定装置等の外力測定装置が設置され、荷重計や外力
測定装置はアクチュエータ本体30を制御する制御コンピ
ュータにオンラインで接続される。

【００３０】荷重計や外力測定装置からの情報は制御コ
ンピュータに集められ、制御コンピュータではそれらの
情報から、外力との対比で膜材１に与えるべき最適の張
力の大きさが計算され、算出された最適の張力に見合う
荷重を発生させる指令がアクチュエータ本体30に伝達さ
れる。この制御が継続的に実施されることで、外力が大
きくなった場合に膜材１の張力を大きくし、外力が大き
くない平常時には膜材１を弛緩させる自動的な調整が行
え、結果的に膜材１のリラクゼーションが抑制されるた
め、膜材１の性能を長期に亘り、良好に維持することが
できる。

【００３１】また制御コンピュータに天気予報等の情報
も入力させることで、予想される外力の大きさに対応し
た張力を予め膜材１に与え、平常時の状態から、事前に
外力の到来に備えた調整を行うことが可能になる。

【００３２】請求項３の発明は図４，図６に示すように
定着具４と骨組２間に、直接、もしくは間接的に配置さ
れ、膜材１を骨組２側へ付勢する付勢部材７によって膜
材１の張力の調整が自在な状態に、定着具４を骨組２に
支持させた構造である。付勢部材７には図示するような
コイルスプリングや板バネ、皿バネ等の鋼製バネの他、
空気バネ、油圧バネが使用される。

【００３３】図４は定着具４が骨組２を貫通し、骨組２
に関して膜材１の反対側までに跨り、定着具４の、膜材
１の反対側に位置する部分と骨組２間に圧縮力を与えた
状態で付勢部材７を配置した場合を示す。

【００３４】この場合、定着具４は鋼材５に接合される
板状の部分と、骨組２を貫通し、付勢部材７の軸となる
棒状の部分を併せ持つ形をする。

【００３５】付勢部材７は圧縮されたときの復元力によ
って定着具４を骨組２に対して膜材１の反対側へ付勢
し、その力に対応した張力を膜材１に与える。復元力は
付勢部材７のバネ定数と収縮量、もしくは伸長量の積で
あるから、付勢部材７の自然長からの収縮量によって膜
材１に導入される張力が把握される。

【００３６】定着具４の、膜材１の反対側に位置する棒
状部分には被係止部材８が接続され、付勢部材７は被係
止部材８と骨組２が対向する方向に圧縮された状態で、
被係止部材８と骨組２に係止する。

【００３７】膜材１への再張力導入と微調整、または張
力の弛緩は、被係止部材８を定着具４に対して付勢部材
７の軸方向に移動自在にし、任意の位置で固定できるよ
うにすることで行える他、被係止部材８を定着具４に固
定した場合に、付勢部材７の端部と被係止部材８間、も
しくは骨組２間に板を着脱自在に挟み込む、あるいは取
り外すことにより行える。いずれの場合も、付勢部材７
の収縮量を大きくすることで再張力導入が行われ、収縮
量を小さくすることで弛緩が行われる。

【００３８】図５は定着具４の、膜材１の反対側に位置
する棒状部分に被係止部材８を移動自在に配置すると共
に、棒状部分にねじを切り、そのねじ部に被係止部材８
に係止するナット９を螺合させることにより、被係止部
材８を任意の位置で定着具４に固定できるようにした場
合を示す。

【００３９】図５の場合、付勢部材７の復元力が骨組２
からナット９側へ作用することで、骨組２に関して外側
に位置するナット９と被係止部材８間に圧力が作用して
いる状態にあるため、ナット９の回転によって定着具４
が骨組２に対して移動し、相対的に被係止部材８がナッ
ト９と共に定着具４に対して移動し、同時に付勢部材７
の収縮量が調整される。例えば内側のナット９を緩めた
状態で、外側のナット９を右回りに回転させれば、定着
具４が膜材１の反対側へ移動しようとし、相対的にナッ
ト９と被係止部材８が骨組２に接近して付勢部材７が収
縮し、膜材１に張力が再導入される。

【００４０】この場合、ナット９の回転によって付勢部
材７の収縮量が調整されるため、張力の微調整が容易に
行える。

【００４１】図６は骨組２に膜材１側から受け部材10を
接続し、この受け部材10と定着具４間に引張力を与えた
状態で付勢部材７を配置した場合を示す。この場合、定
着具４には付勢部材７が接続されるため、定着具４は鋼
材５に接合されながら、付勢部材７が接続できる形状を
する。

【００４２】付勢部材７は引張力を受けたときの復元力
によって定着具４を骨組２側へ付勢し、復元力に対応し
た張力を膜材１に与える。その張力は付勢部材７のバネ
定数と、自然長からの伸長量の積によって把握される。
付勢部材７の一端は定着具４に接続され、他端は受け部
材10、もしくは受け部材10に接続される連結部材11に接
続される。

【００４３】付勢部材７の他端を受け部材10に直接接続
する場合と連結部材11に接続する場合には、膜材１への
再張力導入と微調整、または張力の弛緩は、受け部材10
を骨組２に対して付勢部材７の軸方向に移動自在にし、
任意の位置で骨組２に固定できるようにすることで行
え、付勢部材７の他端を連結部材11に接続する場合はこ
の他、連結部材11を受け部材10に対して移動自在にし、
任意の位置で受け部材10に固定できるようにすることで
行える。いずれの場合も、付勢部材７の伸長量を大きく
することで再張力導入が行われ、伸長量を小さくするこ
とで弛緩が行われる。

【００４４】図６では受け部材10の、骨組２との接続部
分にねじを切り、受け部材10を骨組２に対して移動自在
にすると共に、ねじ部の、膜材１の反対側から骨組２に
係止するナット９を螺合させることで、受け部材10を任
意の位置で固定できるようにしているが、付勢部材７の
他端を連結部材11に接続した図６においては受け部材10
の、連結部材11との接続部分にねじを切り、連結部材11
を受け部材10に対して移動自在にすると共に、そのねじ
部にナット９を螺合させることで、連結部材11を任意の
位置で受け部材10に固定できるようにする場合もある。

【００４５】図６の場合、受け部材10には付勢部材７の
復元力が骨組２から膜材１側へ作用することで、骨組２
とナット９間に圧力が作用している状態にあるため、ナ
ット９の回転によって受け部材10と連結部材11が骨組２
に対して移動し、同時に付勢部材７の伸長量が調整され
る。例えばナット９を右回りに回転させれば、受け部材
10と連結部材11が膜材１から遠ざかり、同時に付勢部材
７が伸長し、膜材１に張力が再導入される。

【００４６】この場合も、図５の場合と同様にナット９
の回転によって付勢部材７の伸長量が調整されるため、
張力の微調整が容易に行える。

【００４７】また付勢部材７を連結部材11に接続する場
合、連結部材11を受け部材10に、受け部材10の回転から
絶縁した状態で接続すると共に、受け部材10の、骨組２
との接続部分にねじを切り、骨組２の、受け部材10が挿
通する孔に雌ねじを切っておくことによっても、受け部
材10を骨組２に任意の位置で固定することができる。そ
の場合は受け部材10を直接回転させ、受け部材10の骨組
２への螺合長さを調整することで、膜材１の張力の微調
整が行われる。

【００４８】図示しないが、付勢部材７を受け部材10に
直接接続する場合にも、付勢部材７を受け部材10に、受
け部材10の回転から絶縁した状態で接続すると共に、受
け部材10にねじを、骨組２に雌ねじを形成しておくこと
で、受け部材10を骨組２に任意の位置で固定することが
できる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１，請求項２では骨組にアクチュ
エータ本体を固定し、膜材の端部を定着する定着具に、
アクチュエータ本体に対して伸縮するラムを連結するこ
とで、定着具と骨組との間の距離を調整自在にするた
め、膜材への張力の再導入と微調整、及び弛緩が容易に
行える。

【００５０】またラムのアクチュエータ本体からの突出
長さや伸縮量によって導入される張力の大きさを把握す
ることができる。

【００５１】特に請求項２ではアクチュエータに荷重計
を内蔵，もしくは接続しておくため、ラムの伸縮量と導
入張力の関係が予め分かっていない場合にも張力の大き
さを確認しながら張力の再導入と微調整を行うことがで
きる。

【００５２】この場合、荷重計によってアクチュエータ
本体の荷重をモニタリングしながら、膜材への張力導入
が行えるため、手戻りを防止でき、メインテナンスがし
易くなる。また随時、張力を確認することができるた
め、張力を外力に対して最も適切な大きさに設定するこ
とができる。

【００５３】請求項３〜請求項11では膜材の端部を定着
している定着具と骨組間に、直接、もしくは間接的に膜
材を骨組側へ付勢する付勢部材を配置することで、付勢
部材の復元力によって定着具と骨組との間の距離を調整
自在にするため、膜材への張力の再導入と微調整、及び
弛緩が容易に行える。

【００５４】また付勢部材のバネ定数と定着具の移動量
から膜材に導入される張力の大きさを把握することがで
きる。

【００５５】特に請求項６では付勢部材を圧縮した状態
で使用する場合に、定着具に形成されるねじ部に螺合す
るナットの回転によって付勢部材の収縮量を調整できる
ため、張力の微調整を容易に行うことができる。

【００５６】請求項11では付勢部材を引張の状態で使用
する場合に、受け部材に形成されるねじ部に螺合するナ
ットの回転によって付勢部材の伸長量を調整できるた
め、張力の微調整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は請求項１の膜材定着部を示した断面図、
(b) は(a) の側面図、(c) は(a) の平面図である。

【図２】一枚の膜材とアクチュエータ本体の設置位置の
関係を示した平面図である。

【図３】アクチュエータ本体の制御例を示した流れ図で
ある。

【図４】(a) は請求項５の膜材定着部を示した断面図、
(b) は(a) の平面図である。

【図５】請求項６の膜材定着部を示した断面図である。

【図６】(a) は請求項９の膜材定着部を示した断面図、
(b) は(a) の平面図である。

【図７】(a) は従来の膜材定着部を示した断面図、(b)
は(a) の平面図である。

【図８】(a) は張力を再導入する従来構造を示した断面
図、(b) は(a) の平面図である。

【符号の説明】

１……膜材、２……骨組、30……アクチュエータ本体、
31……ラム、４……定着具、５……鋼材、６……ボル
ト、７……付勢部材、８……被係止部材、９……ナッ
ト、10……受け部材、11……連結部材。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 膜構造物を構成する骨組に、膜材に導入
   される張力の調整が自在な状態に膜材の定着部を支持さ
   せた支持構造であり、骨組に、膜材の反対側からアクチ
   ュエータ本体が固定され、アクチュエータ本体に対して
   伸縮するラムが骨組を貫通し、膜材の端部を定着してい
   る定着具に連結されている膜材定着部の支持構造。
2. 【請求項２】 アクチュエータに荷重計が内蔵，もしく
   は接続されている請求項１記載の膜材定着部の支持構
   造。
3. 【請求項３】 膜構造物を構成する骨組に、膜材に導入
   される張力の調整が自在な状態に膜材の定着部を支持さ
   せた支持構造であり、膜材の端部を定着している定着具
   と骨組間に、直接、もしくは間接的に膜材を骨組側へ付
   勢する付勢部材が配置されている膜材定着部の支持構
   造。
4. 【請求項４】 定着具は骨組を貫通し、骨組に関して膜
   材の反対側までに跨り、定着具の、膜材の反対側に位置
   する部分と骨組間に圧縮力を受けた状態で付勢部材が配
   置されている請求項３記載の膜材定着部の支持構造。
5. 【請求項５】 付勢部材の一端は骨組に係止し、他端は
   定着具の、膜材の反対側に位置する部分に接続される被
   係止部材に係止し、被係止部材は定着具に対し、定着具
   と骨組が対向する方向に移動自在である請求項４記載の
   膜材定着部の支持構造。
6. 【請求項６】 定着具の、膜材の反対側に位置する部分
   にねじが切られ、そのねじ部に、被係止部材に係止する
   ナットが螺合し、被係止部材はナットの回転と共に定着
   具に対して移動自在である請求項５記載の膜材定着部の
   支持構造。
7. 【請求項７】 骨組の膜材側に受け部材が接続され、こ
   の受け部材と定着具間、もしくは受け部材に接続される
   連結部材と定着具間に引張力を受けた状態で付勢部材が
   配置されている請求項３記載の膜材定着部の支持構造。
8. 【請求項８】 付勢部材の一端は定着具に接続され、他
   端は受け部材、もしくは連結部材に接続され、受け部材
   は骨組に対し、定着具と骨組が対向する方向に移動自在
   である請求項７記載の膜材定着部の支持構造。
9. 【請求項９】 受け部材の、骨組との接続部分にねじが
   切られ、そのねじ部に、骨組に係止するナットが螺合
   し、受け部材はナットの回転と共に骨組に対して移動自
   在である請求項８記載の膜材定着部の支持構造。
10. 【請求項１０】 付勢部材の一端は定着具に、他端は連
    結部材にそれぞれ接続され、連結部材は受け部材に対
    し、定着具と骨組が対向する方向に移動自在である請求
    項７記載の膜材定着部の支持構造。
11. 【請求項１１】 受け部材の、連結部材との接続部分に
    ねじが切られ、そのねじ部に、連結部材に係止するナッ
    トが螺合し、連結部材はナットの回転と共に受け部材に
    対して移動自在である請求項10記載の膜材定着部の支持
    構造。