JP5748756B2 - 折りたたみ式建造ユニット - Google Patents

Description

関連出願
本願は、2009年9月23日に出願された米国特許仮出願第61/245,162号、2010年8月6日に出願された米国特許仮出願第61/371,524号、2010年8月6日に出願された米国特許仮出願第61/371,540号および2010年8月6日に出願された米国特許仮出願第61/371,513号の利益を主張する。上記出願の全教示は、参照により本明細書に援用される。

発明の背景
建築学的構造、特に居住用の建物は、典型的に、現場で建造され、建造プロセスのそれぞれの段階で、必要な材料および特定の技能者を現場に運ぶ必要がある。このアプローチの本来の費用非効率性は、当該技術分野において周知である。

従って、経済的に価格が決定された住宅を提供することを目指した代替的なアプローチが記載されている。これらの代替法のいくつかには、建造物の種々の部分を中心施設で予め作製する工程、該部分を建築現場に運ぶ工程、および次いで現場で組み立てを完了する工程が含まれた。他の代替法には、折りたたみ式建造ユニットを中心施設で予め作製する工程、折りたたみ式建造ユニットを建築現場に運ぶ工程、折りたたみ式建造ユニットを、クレーンを用いて現場で取り外し(unloading)、展開する(unfolding)工程、および次いで現場で組み立てを完了する工程が含まれた。

しかしながら、いくつかの理由のために、予め作製された折りたたみ式でない建造ユニットの設置の費用はかなりのものであり、製造および搬送のコストに加えた場合、これらの予め作製された折りたたみ式でない建造ユニットの総費用は従来の建築との競合に有害な水準まで上がることが記載されている。以前に記載された折りたたみ式建造ユニットは、以下の欠点の1つ以上を有する。それらは、建築現場でかなりの作業、建築現場で仕上げる(finishing)ためにかなりの時間を必要とする、予め作製することが困難である、建築現場での正確な展開および仕上げが可能でない、ならびに建築現場での取り外しおよび展開にクレーンを必要とする。クレーンは、使用するためには非常に高価で、予定決定が困難であり得、建築現場の大きな割合について適切でもなく、そのためかなりの数の予め作製された折りたたみ式建造ユニットに対してこれらの建築現場が除外され、しばしば家主またはそれぞれの建築現場の開発者は従来の建築を使用することを必要とする。

そのため、費用が低く、建築現場での正確性の向上を可能にし、予め作製すること、搬送、ならびに建築現場での迅速な展開および仕上げが容易であり、以前は予め作製された折りたたみ式建造ユニットの設置に適切でなかった建築現場に設置し得る折りたたみ式建造ユニットの必要性がある。

発明の概要
本発明の一態様は、折りたたみ式建造ユニットである。折りたたみ式建造ユニットは、少なくとも一部において、金属ヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組みを含む。該折りたたみ式建造ユニットはさらに、内装仕上げ(finish)材料と枠組み要素の直接的な接触を低減するように、枠組み要素に間接的に連結した内装仕上げ材料を含む。枠組み要素は、少なくとも一部が金属製であり、金属ヒンジは、枠組み要素の金属部分に取り付けられる。

本発明の別の態様は、少なくとも一部において、オフセットヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組みを含む折りたたみ式建造ユニットである。該オフセットヒンジは、枠組み要素の金属部分に取り付けられ、該オフセットヒンジは、折りたたまれた場合に枠組み要素に連結された内装仕上げ材料が互いに段を作るように、枠組み要素に適合され、配置される。

本発明の別の態様は、少なくとも一部において、金属ヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組みを含む折りたたみ式建造ユニットであり、該枠組み要素は少なくとも一部が金属製であり、該金属ヒンジは、枠組み要素の金属部分に取り付けられ、金属ヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態の建造ユニット中に維持されるように適合され、配置される。

本発明の別の態様は、折りたたみ可能に連結された仕上げ壁パネル、折りたたみ可能に連結された仕上げ床パネル、および折りたたみ可能に連結された仕上げ天井パネルおよび/または屋根パネルを含む折りたたみ式建造物である。展開された形態の折りたたみ式建造物は、実質的に仕上げられた状態である。

本発明の別の態様は、折りたたみ式建造物を持ち上げるかまたは下げる地表持ち上げリグ(ground-level lifting rigs)に連結されるように適合された構造枠組みを有する折りたたみ式建造物である。

本発明の別の態様は、折りたたみ式建造ユニットを、輸送手段から取り外す(unload)方法である。該方法は、(a) 地表持ち上げリグの持ち上げ部材を折りたたみ式建造ユニットに取り付けることを可能にし、折りたたみ式建造ユニットを持ち上げることを可能するように適合された位置で、地表持ち上げリグを次の輸送手段に配置する工程；(b) 持ち上げリグの持ち上げ部材を折りたたみ式建造ユニットに取り付ける工程；(c) 持ち上げリグを作動させ、折りたたみ式住宅モジュールを輸送手段から持ち上げる工程；および(d) 輸送手段の積載(loading)領域を折りたたみ式住宅モジュールの下から取り外すための位置へと、輸送手段を操縦する工程を含む。

本発明の別の態様は、折りたたまれた建造ユニットを展開する方法である。該方法は、ケーブル機構、水圧機構または空気動作機構の1つ以上を使用して、折りたたまれた建造ユニットの構造枠組みの一部である折りたたまれた枠組み要素を、折りたたまれた形態から展開された形態へと展開する工程を含む。

本発明の別の態様は、固定連結された第1の枠組み要素で作製されたコア構造、およびコア構造に直接的または間接的にヒンジによって(hingedly)連結された第2の枠組み要素を含む折りたたみ式建造物である。第2の枠組み要素は金属部材で作製され、コア構造および第2の枠組み要素は、折りたたみ式建造物の構造枠組みの一部である。

本発明の別の態様は、(a) 少なくとも一部において、オフセットヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組み、および(b) 内装仕上げ材料と枠組み要素の接触を低減するように枠組み要素に間接的に連結した内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造ユニットであり、該枠組み要素は、少なくとも一部が金属製であり、オフセットヒンジは枠組み要素の金属部分に取り付けられ、オフセットヒンジは、折りたたまれた場合に、枠組み要素に連結された内装仕上げ材料が互いに段を作るように、枠組み要素に適合され、配置される。

本発明の別の態様は、(a) 少なくとも一部において、金属ヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組み、および(b) 内装仕上げ材料と枠組み要素の接触を低減するように枠組み要素に間接的に連結した内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造ユニットであり、枠組み要素は少なくとも一部が金属製であり、金属ヒンジは枠組み要素の金属部分に取り付けられ、金属ヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態の建造ユニット内に維持されるように適合され、配置される。

本発明の別の態様は、(a) 少なくとも一部において、オフセットヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組み、および(b) 内装仕上げ材料と枠組み要素の接触を低減するように枠組み要素に間接的に連結された内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造ユニットであり、該枠組み要素は、少なくとも一部が金属製であり、該オフセットヒンジは、枠組み要素の金属部分に取り付けられ、オフセットヒンジは、折りたたまれた場合に、枠組み要素に連結された内装仕上げ材料が互いに段を作るように枠組み要素に適合され、配置され、該オフセットヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態の建造ユニット内に維持されるように適合され、配置された金属ヒンジである。

本発明の別の態様は、(a) 固定連結された第1の枠組み要素で作製されたコア構造、(b) コア構造に直接的または間接的にヒンジにより連結された第2の枠組み要素、ここで第2の枠組み要素は金属部材で作製され、コア構造および第2の枠組み要素は折りたたみ式建造物の構造枠組みの一部である；ならびに(c) 内装仕上げ材料と枠組み要素の直接的な接触を低減するように第2の枠組み要素に間接的に連結された内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造物であり、第2の枠組み要素の1つ以上は、枠組み要素に取り付けられたオフセットヒンジで、ヒンジにより連結され、オフセットヒンジは、折りたたまれた場合に、枠組み要素に連結された内装仕上げ材料が互いに段を作るように枠組み要素に適合され、配置される。

本発明の別の態様は、(a) 固定連結された第1の枠組み要素で作製されたコア構造、(b) コア構造に直接的または間接的にヒンジにより連結された第2の枠組み要素、ここで第2の枠組み要素は金属部材で作製され、コア構造および第2の枠組み要素は折りたたみ式建造物の構造枠組みの一部である；および(c) 内装仕上げ材料と枠組み要素の直接的な接触を低減するように第2の枠組み要素に間接的に連結された内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造物であり、第2の枠組み要素の1つ以上は、枠組み要素に取り付けられた金属ヒンジで、ヒンジにより連結され、金属ヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態の建造ユニット中に維持されるように適合され、配置される。

本発明の別の態様は、(a) 固定連結された第1の枠組み要素で作製されたコア構造、(b) コア構造に直接的または間接的にヒンジにより連結された第2の枠組み要素、ここで第2の枠組み要素は金属部材で作製され、コア構造および第2の枠組み要素は、折りたたみ式建造物の構造枠組みの一部である；ならびに(c) 内装仕上げ材料と枠組み要素の直接的な接触を低減するように第2の枠組み要素に間接的に連結された内装仕上げ材料を含む折りたたみ式建造物であり、第2の枠組み要素の1つ以上は、枠組み要素に取り付けられたオフセットヒンジで、ヒンジにより連結され、オフセットヒンジは、折りたたまれた場合に枠組み要素に連結された内装仕上げ材料が互いに段を作るように枠組み要素に適合され、配置され、オフセットヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態の建造ユニット内に維持されるように適合され、配置される。

本発明の別の態様は、上述の態様の全てを含む2つ以上の組合せを含む。

本発明の折りたたみ式建造ユニットは、以下の利点の1つ以上を有する。それらは、より簡単に予め作製され、より高い天井およびより広い空間などの建造形状のより大きな柔軟性を可能にし、例えば配送(shipment)、構造的な偏り、熱による屈曲および収縮ならびに構造的経年変化のための材料の損傷が低減または排除され、特別な許可なく建築現場により容易に輸送可能であり、しばしばクレーンを使用することなく建築現場で取り外し可能および展開可能であり(それらは地表持ち上げリグを使用して取り外され得、例えばケーブル機構を使用して展開され得る)、現場で完了される作業の有意な低減および作業速度の有意な増加が可能になり、典型的に費用および予定決定がかなり少なく処理可能である。

さらに、上述のように、本発明の折りたたみ式建造ユニットを取り外し、展開する方法は、高価でかつ計画が複雑になり得るクレーンの必要性を不要にし得、それにより予め作製された折りたたみ式建造ユニットの設置のために、建築現場のかなりの割合が利用できるようにされる。

前述のことは、添付の図面に図示されるように、以下のより具体的な本発明の例示的態様の記載から明らかであろう。図面中、同様の参照記号は、異なる視点を通じて同じ部分を言及する。図面は必ずしも同じ縮尺である必要はなく、本発明の態様の例示が強調される。
図1は、展開された形態の、内装および外装仕上げを有さない折りたたみ式建造物の透視図である。 図2は、展開された形態の、内装および外装仕上げを有さない折りたたみ式建造物の透視図である。 図3は、展開された形態の、図1に示される折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの透視図であり、さらに構造枠組みの構造的特徴のいくつかの詳細な図を示す。 図4は、左側の折りたたまれた形態から、右側の展開された形態への、図1の折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの展開の流れの透視図である。 図5は、4つの中空構造用鋼部品で作製された枠組み要素および該枠組み要素に取り付けられた中間要素の透視図である。 図6は、木材土台と図5の中空構造用鋼部品の火薬発動留め具(powder actuated fastener)連結を示す断面図である。 図7は、仕上げ壁パネルまたは部品の透視図である。 図8は、内装仕上げ材料とそれぞれの枠組み要素の間接的な連結を示す断面図である。 図9は、3軸ステップアウト(step-out)ヒンジの4つの折りたたみ形態の透視図を示す。 図10は、3軸ステップアウトヒンジにより折りたたみ可能に連結された2つの枠組み要素の前面図(図の上部)および上面図(図の下部)を示す。 図11は、4つの折りたたみ形態について、図10に示される2つの折りたたみ可能に連結された枠組み要素のヒンジ領域の上面図である。 図12は、固定軸オフセットヒンジの透視図である。 図13は、シームまたは中空構造用鋼部品とヒンジ(1つ以上)の間の折り目が可とう性ポリマーガスケットで覆われた、2つの折りたたみ可能に連結された中空構造用鋼部品の断面図である。 図14は、仕上げ壁パネルまたは部品の一部の断面図である。 図15は、折りたたみ式建造物の折りたたまれた構造枠組みを保持する4つの地表持ち上げリグの透視図である。 図16は、輸送手段上の折りたたみ式建造ユニットの積み込み(uploading)(左から右)または取り外し(右から左)の工程を示す透視図である。 図17は、左側の折りたたまれた形態から右側の展開された形態への、図2の折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの展開の流れの透視図である。 図18は、展開された形態および実質的に仕上げられた状態における折りたたまれた壁コーナーの断面図である。 図19は、仕上げられた状態の図18の折りたたまれた壁コーナーの断面図である。 図20は、折りたたみ式建造ユニットの折りたたみ式床部品の展開および折りたたみにおけるケーブル機構の使用を示す。 図21は、展開された形態および実質的に仕上げられた状態のヒンジ付加壁の詳細の断面図である。 図22は、仕上げられた状態の図21のヒンジ付加壁の詳細の断面図である。 図23は、本発明の明かり層形状の1階建て(single-story)折りたたみ式建造物の一態様の展開の流れの透視図である。 図24は、それぞれのヒンジが構造部材に取り付けられたままになっている展開された形態の固定軸オフセットヒンジの断面図である。

発明の詳細な説明
本発明の例示態様の説明を以下に続ける。

本発明の教示は、種々の多様な使用のために、異なる重量、大きさ、形状および材料の種々の構造に適用可能であるが、以下の説明の目的で、本発明を、予め作製された折りたたみ式建造ユニットの文脈において記載する。

本発明の折りたたみ式建造物(より一般的に、折りたたみ式建造ユニット)は、建築現場で展開した後、折りたたみ式建造物が実質的に仕上げられた状態になるように、予め作製され得る。すなわち、それらは、壁パネル、床および屋根部品などのさらなる建造部品の付加、または折りたたみ運動に必要な領域中の重要でない非構造的仕上げを除いた内装および外装仕上げ材料の付加を必要としないか、または大きく低減する。しかしながら、予めの作製過程は、本発明の折りたたみ式構造枠組みが単に前もって作製され、建築現場で展開される程度にまで実質的に低減され得る。

さらに、住宅用または商業用の折りたたみ式建造物に必要な全ての機械的かつ電気的システム、例えば全ての必要な電気器具および配管は、折りたたみ式建造物の予めの作製の時点で、そのコア構造中(すなわち、建築現場で展開されていない枠組み要素、典型的に別の枠組み要素との少なくとも1つの固定されたシーム連結を共有する枠組み要素で作製された折りたたみ式建造物の構造枠組みの一部)に設置され得る。この時点で、折りたたみ式建造物は、仕上げられた状態になり、地方公共事業、例えば電気および下水設備への連結、ならびにそれを完成させるためのシーム連結を必要とするのみとなる。

図1は、内装および外装仕上げなしの、展開された形態の折りたたみ式建造物100の透視図である。折りたたみ式建造物は、中空構造用鋼部品で作製された相互連結枠組み要素110およびそれに取り付けられた木製中間要素120を含む構造枠組みを含む。選択された枠組み要素は、本明細書に記載される種々の設計であり得るヒンジ130と折りたたみ可能に連結される。説明の簡易化のために、内装および外装仕上げ材料は示さない。かかる材料は好ましくは中間要素120に(例えば、接着剤で、釘で、ねじ込みで、溶接でおよび/またはボルトで、そうでなければ結び付けられて)取り付けられる。

適切な寸法の金属部品、より典型的には図1に示される中空構造用鋼部品の使用は、折りたたみ式建造ユニットの折りたたみ式構造枠組みの一部として、特に中空構造用鋼部品で作製された折りたたみ可能に連結された枠組み要素の一部として、以下に挙げられるいくつかの理由について有利であることが見出されている：より少ないおよび/または小さいヒンジ(典型的には、金属ヒンジ)を使用して枠組み要素を折りたたみ可能に連結することにより、予めの作製過程における労力および材料費を低減し得る、現場での仕上げの費用を低減し得る、ならびに折りたたみ可能に連結された枠組み要素の折りたたみおよび展開の精度を上げて、展開後に仕上げられていない領域(例えば折りたたみ可能に連結された枠組み要素のシーム)に合わされる内装および外装材料の予めの作製を可能にすることにより、現場での仕上げの労力および材料費をさらに低減し得る(例えば、現場での労力を最小にして典型的な折りたたみ壁コーナーを完成させるために予め作製され得る所望の仕上げ材料に関して図18および19を参照)。構造枠組みの一部としての大きな枠組み寸法、例えば折りたたみ式建造物の側面全体に伸びる長方形枠組み要素を使用して(例えば図4の壁枠組み要素450参照)、予めの作製の費用が低減され得および/または展開が簡易化され得る。

さらに、実質的に金属枠組み要素で作製された(例えば熱間成形鉄鋼、例えば中空構造用鋼部品で作製された)折りたたみ式構造枠組みは、耐性に優れるように予め作製され得、展開時に実質的に仕上げられた状態のそれぞれの折りたたみ式建造ユニットは、折りたたみ可能に連結された枠組み要素間のシーム領域の隙間が低減されるかまたは隙間が生じず、それにより現場でのこれらのシーム領域の仕上げに伴う作業が低減される。

図2は、内装および外装仕上げなしの、展開された形態のさらなる折りたたみ式建造物200の透視図である。該折りたたみ式建造物は、仕上げ材料(示さず)の取り付けのために、中空構造用鋼部品で作製された相互連結された枠組み要素110および木製中間要素120を含む、構造枠組みを含む。選択された枠組み要素は、ヒンジ130により折りたたみ可能に連結される。折りたたみ式建造物は、展開時に展開される枠組み要素および固定されたまま残る他のものを含む。折りたたみ式建造物の屋根は、固定屋根部品210およびヒンジ130により固定された屋根部品210に折りたたみ可能に連結される折りたたみ式屋根部品215を含む。折りたたみ式建造物の床は、折りたたみ式床部品225に折りたたみ可能に連結された固定床部品220を含む。さらに、固定屋根部品210および固定床部品220は、固定壁部品230、232および234と固定して連結される。固定壁部品232は、それ自体が折りたたみ式壁部品242に折りたたみ可能にさらに連結された折りたたみ式壁部品240と、折りたたみ可能に連結される。固定壁部品234は、それ自体が折りたたみ式壁部品246に折りたたみ可能にさらに連結された折りたたみ式壁部品244と、折りたたみ可能に連結される。折りたたみ可能に連結された部品は、それぞれの部品の枠組み要素に取り付けられたヒンジ(全てのヒンジは示さない)により連結される。

折りたたみ式建造ユニット、例えば図1および2に示す折りたたみ式建造物はさらに、固定され得るか、折りたたみ可能に連結され得るか、またははめ込まれて、展開された建造物中に1つ以上の部屋を形成し得る、いくつかの予め作製された内装壁(示さず)を含み得る。

本発明の折りたたみ式建造物は、数階建てであり得る。別々の折りたたみ式建造ユニットをクレーンで積み上げることにより、クレーンを用いて多階構造を建造し得る。この配置において、下部の展開された折りたたみ式建造ユニットの天井枠組み要素は、上部折りたたみ式建造ユニットの床枠組み要素のすぐ下に位置する。予めの作製の際、下部折りたたみ式建造ユニットの天井および上部折りたたみ式構造の床に、階段を収容するための適切な開口が含まれ得、階段は、予めの作製の際に下部折りたたみ式建造ユニットに取り付けられ得る。

図3は、展開された形態の図1に示される折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの透視図であり、構造枠組みの構造的特徴のいくつかの詳細な図を含む。

図4は、左側の折りたたまれた形態400から右側の展開された形態300への、図1の折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの展開の流れの透視図である。折りたたみ式構造枠組みについての展開の流れを示すが、それぞれの実質的に仕上げられた折りたたみ式建造物について同じ展開の流れが使用され得る。屋根枠組み要素410および420、ならびに明かり層トラス枠組み要素430を(例えばケーブル機構により)持ち上げて、壁枠組み要素450に折りたたみ可能に連結される床枠組み要素440のための展開スペースが提供される。床枠組み要素440は地面に対して下方に折りたたまれ、壁枠組み要素450は上方に折りたたまれて折りたたみ式建造物の壁(前面壁)が確立される。次いで、屋根枠組み要素410および420を壁枠組み要素450に降ろして連結し、壁枠組み要素460、470および480の展開を続ける(壁枠組み要素480は折りたたみ可能に連結されて構造枠組み400の一部であるが、展開された形態300の折りたたみ式建造物について示すだけであることに注意されたい)。上述の展開の流れは、折りたたみ式建造物400を展開するための唯一の可能な流れではないことが理解されよう。例えば、壁枠組み要素460および470は、少なくとも部分的に、屋根枠組み要素410および420の展開の前または完了時に少なくとも部分的に展開され得る。構造枠組みのコア構造は、展開中に、展開された形態300へと移動されない枠組み要素によって提供される。

本発明の折りたたみ式建造ユニットは、例えば図4に示されるように、折りたたみ式建造ユニットの構造枠組みのコア構造の一方の面から展開され得るが、複数の面から展開されるようにも設計され得る。例えば、本発明の折りたたみ式建造物は、反対の二方向に展開されるように適合され得る。

図5は、4つの構造用鋼部品510で作製された枠組み要素および該枠組み要素に取り付けられた中間要素を含む、仕上げられていない壁部品またはパネル500の透視図である。中間要素は、木材土台520(すなわち木製底部プレート要素)および木材ヘッダー530(すなわち木製頂部プレート要素)であり、両方は火薬発動留め具または他の適切な留め具540(木材ヘッダー530を枠組み要素に連結する留め具はこの透視図では見えていない)により、枠組み要素に固定される。木材間柱550(すなわち間柱要素)は、木材ヘッダー530と木材土台520の間に固定される。内装仕上げ材料は、(例えば釘で、ねじ込みで、結び付けられておよび/または接着剤で)中間要素(ここでは木材)に取り付けられて、枠組み要素を間接的に連結する。

鉄鋼枠組み要素は、図5に示されるように木製中間要素と合わされて、軽量鉄鋼および木材混成構造を形成し、そこで枠組み要素に構造安定性がもたらされ、木製中間要素に実質的な側面構造抵抗性がもたらされ、木製中間要素は標準的な構築アプローチを使用して内装および外装仕上げ材料を取り付けるために使用され、労働訓練およびそれに伴う費用が低減される。これらの強力かつ軽量な構造を使用すること(特に本発明の折りたたみ式構造枠組みを使用すること)により、必要とされる建築資材の量がかなり低減され、さらに枠組み要素の重量の低減が可能になり、そのために折りたたみ式建造ユニットの重量が低減されて、所定の道路制限に従った所定の最大許容重量について、より大きな折りたたまれた建造ユニットを輸送することが容易になる。さらに、折りたたみ可能に連結された枠組み要素の重量の低下により、クレーンを使用せずにこれらの枠組み要素を展開することが容易になり得る。

図6は、図5の木材土台520の構造用鋼部品510への連結の火薬発動留め具連結または他の適切な留め具連結を図示する断面図である。木材土台520は、中空構造用鋼部品510の鉄鋼との木材オフセット610を提供するような配置および寸法である。木材オフセット610は、内装仕上げ材料(示さず；例えば木材土台520に取り付けられる乾式壁)と鉄鋼の接触を低減または防ぎ得る。これは、熱の伝達を低減し得、および/または鉄鋼上に形成された潜在的な凝縮物と内装仕上げ材料の接触を低減もしくは防ぎ得る。

火薬発動留め具を使用することで、木製中間要素と鉄鋼枠組み要素(特に中空構造用鋼製)の間の強力な連結が迅速に確立され、予めの作製の費用が低減され、有意な連結強度が提供可能になることが見出された。

図7は、石膏壁ボード710および幅木720などの内装仕上げ材料を仕上げられていない壁パネルに取り付けることにより得られ得る、仕上げられた壁パネルまたは部品700の透視図である。仕上げられた壁パネル700は、それぞれの枠組み要素に間接的に連結された石膏壁ボード710および幅木720などの内装仕上げ材料を含む。さらなる間接的な連結は図8に図示される。

図8は、内装仕上げ材料とそれぞれの枠組み要素の間接的な連結を図示する断面図である。石膏壁ボード710などの内装仕上げ材料は、底部プレート(ここでは木材土台プレート520)に取り付けられ、次いで火薬発動留め具または他の適切な留め具540を用いて中空構造用鋼部品510に固定される。幅木720は石膏壁ボード710に取り付けられ、任意に合板裏打ちボード810が木材オフセットの隙間を埋める。

図8に示される間接的な連結は、構造枠組みから内装仕上げ材料への構造的な応力の伝達の低減を可能にし、熱消失を低減し、かつ湿度調節を向上させるいくつかの可能性のある連結の1つである。さらなる間接的な連結を図18および19に示す。

内装および/または外装仕上げ材料の金属枠組み要素(特に、構造用鋼部品で作製された枠組み要素)への間接的な連結は、砕け易いかまたは脆い仕上げ材料を、予め作製された折りたたみ式建造ユニットの出荷(shipping)、設置、展開および安定化時に、構造枠組みにかかる振動、運動および安定化力から引き離して衝撃吸収する「多重抵抗性」建造アプローチの一局面である。多重抵抗性建造アプローチの第二の局面は、ヒンジにより連結された(すなわち1つ以上のヒンジにより折りたたみ可能に連結された)枠組み要素を隣り合う枠組み要素と所定の間隔で離して安全に入れ子になるような特異的に作り変えられた本発明のオフセットヒンジにより提供され、ここでは例えば壁の深さをより厚くして仕上げ材料を予め含ませて作製することが可能になる。これは、現場で完了される作業の範囲の有意な減少に関連し、費用および予定決定がかなり少なく処理され得る。したがって、本発明の折りたたみ式建造ユニットは、装飾木工部(trim)、石膏ボード、塗料または壁紙などの最終的な内装仕上げを含み得る。

図9は、3軸ステップアウトヒンジ900(例えばオフセットヒンジの型)の4種類の折りたたみ形態の透視図である。ヒンジばね(leaves)910は、ヒンジピン930の周囲にあるヒンジナックル920に向かって伸びる。中心ヒンジばね940は、ヒンジピン930の周囲にあるヒンジナックル920に向かって二方向に伸びる。折りたたみ形態は、折りたたみおよび/または展開の流れの一部であり得る。

3軸ステップアウトヒンジは、折りたたみ柔軟性を提供し、折りたたみ式建造ユニットの梱包/折りたたみの度合いを増加し得る。

図10は、3軸ステップアウトヒンジ900により折りたたみ可能に連結される2つの枠組み要素110の前面図(図の上部)および上面図(図の底部)を示す。

図11は、図10に示される2つの折りたたみ可能に連結された枠組み要素110のヒンジ領域の上面図であり、展開された形態(例えば左側に示される折りたたみ形態)から右側に示される折りたたまれた形態への展開の流れの一部であり得る4種類の折りたたみ形態を示す。枠組み要素110の1つは、3軸ステップアウトヒンジのヒンジばね910の1つに、平坦表面が、図の左側に示される展開された形態で2つの折りたたみ可能に連結された枠組み要素により接合的に形成されるような寸法および配置のスペーサー要素1110を介して連結される。折りたたまれた形態について見られるように、3軸ステップアウトヒンジは、オフセット1120を提供し得る。したがって、枠組み要素に取り付けられた内装仕上げ材料(示さず)は、互いに段を作り得る。

図12は、固定軸オフセットヒンジの透視図である。ヒンジピン930の周囲にある伸長したヒンジナックル1210を有するヒンジばね910は、ヒンジピン930により提供される軸の周りを回転し得る。完全に折りたたまれた形態では(示さず)、オフセットヒンジは、伸長したヒンジナックル1210の伸長1220の長さに伴って増加するオフセットを提供する。したがって、枠組み要素に取り付けられた内装仕上げ材料(示さず)は、互いに段を作り得る。

図13は、2つの折りたたみ可能に連結された中空構造用鋼部品510の断面図であり、中空構造用鋼部品510とヒンジ(1つ以上)1310の間のシームまたは折り目は、中空構造用鋼部品に(例えば接着剤で)取り付けられた可とう性ポリマーガスケット1320で覆われる。

図14は、内装および外装仕上げ材料の、枠組み要素の構造用鋼部品への間接的な連結を図示する、仕上げられた壁パネルまたは部品の一部の断面図である。2つの中間要素、木材面板1410および木材板1420(例えば木材土台)は、長方形構造用鋼部品1430に取り付けられる。さらに、木材板1420に木材間柱1440が取り付けられる。内装仕上げ材料1460(例えば石膏ボード)は、木材板1420に取り付けられる。外装仕上げ材料1450(例えば合板またはOSBシート(sheating))は、木材面板1410、木材板1420および/または木材間柱1440に取り付けられる。

図15は、折りたたみ式建造物の折りたたまれた鉄鋼組み立て品1520を保持する4つの地表持ち上げリグ1510の透視図である。鉄鋼組み立て品のみを示すが、種々の仕上げられた状態の折りたたみ式建造ユニットが、示されるものなどの地表持ち上げリグを使用して、保持され、持ち上げられ、下ろされ得る。それぞれの持ち上げリグ1510は、巻き上げ機1530(例えば手動または電気式)および持ち上げ部材1540(例えば固体ストック鉄鋼リグへの連結のためのフックを有する鎖)を含む。連結部材1550(例えば固体ストック鉄鋼リグ)は、地表持ち上げリグ1510の持ち上げ部材1540に連結される。連結部材は、折りたたまれた鉄鋼組み立て品の一部であり得、示されるような伸長位置に伸長し得るか、または折りたたまれた鉄鋼組み立て品(例えば床枠組み要素の中空構造用鋼部品)に挿入される別個の部分であり得る。

図16は、折りたたみ式建造ユニット(ここでは、折りたたまれた折りたたみ式建造ユニットは、その折たたまれた鉄鋼組み立て品1520について図示する)の、輸送手段1610への積み込み(左から右)または取り外し(右から左)の工程を図示する透視図である。積み込みについて、地表持ち上げリグは、折りたたみ式建造ユニット(これは輸送規制を満たすように充分に折りたたまれる)の隣に配置される。折りたたまれた鉄鋼組み立て品1520および地表持ち上げリグの持ち上げ部材は、折りたたまれた建造ユニットに取り付けられる。次いで、持ち上げリグは、折りたたまれた建造ユニットを、輸送手段1610が折りたたまれた鉄鋼組み立て品の下へとその積載量域1620を運転し得るのに充分な高さに持ち上げるように操作される。左では、4つの地表持ち上げリグ1510は、輸送手段1610が折りたたまれた鉄鋼組み立て品1520の下へとその積載量域1620を運転し得るのに充分な高さで折りたたまれた鉄鋼組み立て品1520を保持している。図の中央および右に示されるように、輸送手段1610は、折りたたまれた鉄鋼組み立て品の下へとその積載量域1620を動かす。右に示されるように、折りたたまれた建造ユニット下に積載領域1620を適切に配置した後、持ち上げリグは、建造ユニットを積載量域上に降ろすように操作され得る。次いで、地表持ち上げリグを分離し得、所望の場合は、地表持ち上げリグも折りたたみ式建造ユニットの取り外しにおける使用のために建築現場に輸送される。

図17は、左側の折りたたまれた形態1700から右側の展開された形態1710への、図2の折りたたみ式建造物の折りたたみ式構造枠組みの展開の流れの透視図である。展開の流れは、折りたたみ式構造枠組みについて示されるが、それぞれの実質的に仕上げられた折りたたみ式建造物について、同じ展開の流れが使用され得る。第一に、床1720および/または屋根パネル1730が展開され、次いで2つの別々の組のヒンジにより連結された壁パネル1740および1750が展開されて建造物の覆い(envelope)が完了される。

図18は、展開された形態および実質的に仕上げられた状態の折りたたみ壁コーナーの断面図である。ヒンジ1810は、2つの折りたたみ可能に連結された枠組み要素の部材1820(典型的に中空構造用鋼部品)に取り付けられる。中間要素1830(例えば木材)は、部材1820に取り付けられる。乾式壁1840などの内装仕上げ材料は、中間要素1830に取り付けられる。シート1850(例えばAdvantech(登録商標)シート)、ハウスラップ(housewrap)1860、羽目板1870(例えば木材または波型鉄鋼羽目板)および合板1880などの外装仕上げ材料は、枠組み要素の折りたたみを収納するような寸法の仕上げられていない領域1890を残すように、中間要素1830に直接または間接的に取り付けられる。

図19は、仕上げられた状態の、図18の折りたたみ壁コーナーの断面図である。さらなる内装仕上げ材料、例えば乾式壁1910は(例えば乾式壁接着剤および/またはねじ込みにより)、シームでテープ1920により中間要素に取り付けられる。さらに、泡状物1930、および木材装飾木工部1940などの外装仕上げ材料が付加されて、仕上げられていない外装領域が仕上げられる。

図20は、折りたたみ式建造ユニットの折りたたみ式床部品2000の展開および折りたたみにおけるケーブル機構の使用を図示する。説明の簡易化のために、折りたたみ式建造ユニットの構造枠組みの一部だけを断面図で示す。電気式ウインチ2020(例えば構造枠組みの固定部分に取り付けられる)のケーブル2010は、適切に選択された枠組み要素を通して、折りたたみ式床部品2000の折りたたみ(ここでは持ち上げ)または展開(ここでは降下)に適した位置に誘導される。ケーブルが明かり層トラスに取り付けられる場合、ケーブル機構を使用して、明かり層トラスを上昇または降下し得る。

図21は、展開された形態および実質的に仕上げられた状態のヒンジ付加壁の詳細2100の断面図である。ヒンジ2110は、第1の実質的に仕上げられたパネル(断面図に示される部分のみ)の第1の構造部材2120(典型的には、構造用鋼部品)と、第2の実質的に仕上げられたパネル(断面図に示される部分のみ)の第2の構造部材2130(典型的には、構造用鋼部品)を折りたたみ可能に連結する。中間要素2140および2150(例えばここでは木材)は、それぞれ部材2120および2130に取り付けられる。内装仕上げ材料、例えば乾式壁2160は、中間要素2140および2150に取り付けられる。外装仕上げ材料、例えばシート2170(例えばAdvantech(登録商標)シート)、羽目板2180(例えば木材または波形鉄鋼羽目板)および合板2190は、枠組み要素の折りたたみを収納する寸法の仕上げられていない領域2195を残すように、中間要素2140および2150に直接または間接的に取り付けられる。

2つの実質的に仕上げられた壁パネルの間の折りたたみ可能連結は、例えば図21に示されるように構築および配置され得る1つ以上、典型的には少なくとも2つのヒンジを含み得る。

図22は、仕上げられた状態2200の図21のヒンジ付加壁の詳細の断面図である。さらなる内装仕上げ材料、例えばホイル裏打ち乾式壁2210は(例えば接着剤および/またはねじ込みで)、シームでテープ2220により中間要素に取り付けられる。さらに、泡状物2230、および木材(例えばスギ)内装木工部2240などの外装仕上げ材料が付加されて、仕上げられていない外装領域が仕上げられる。

図21および22のヒンジ付加壁の詳細では、より脆く、構造部材から力が実質的に伝達された場合に壊れ易い仕上げ段階(finish-grade)材料と構造部材との直接接触が分離される。さらに、ヒンジ付加壁の詳細は、構造の内装と外装の間の好ましくない熱の伝達を防ぐために、構造の外装および内装の間の直接金属経路を提供しない。

図23は、折りたたまれた形態2300から展開された形態2310への、本発明の明かり層型1階建て折りたたみ式構造物の一態様についての展開の流れの透視図である。折りたたまれた建造物は、非常にコンパクトで建築現場への効率的な輸送が可能な適切な寸法である。展開の流れは、実質的に仕上げられた状態の1つ以上、より典型的には全てのパネル(固定連結または折りたたみ可能に連結されたもの)により使用され得、窓2320およびドア2330も、折りたたまれた建築物の一部であり得る。第一に、折りたたみ式建造物のコア構造2350にヒンジにより連結された床パネル2340が展開される。床パネル2340はさらに、壁パネル2360にヒンジにより連結され、壁パネルは典型的に、床パネル2340が展開された後に展開される。さらに、コア構造にヒンジにより連結された壁パネル2370および2380が展開されて、展開された壁パネル2360に固定される。次いで、屋根パネル2390が展開されて、1つ以上の展開された壁パネルに固定される。

図24は、展開された形態で示される、それぞれのヒンジばね2420が構造部材(典型的に構造用鋼部材)に取り付けられた、固定軸オフセットヒンジ2410の断面図である。典型的に、図面に示されるものなどの固定軸オフセットヒンジは、抵抗性部2420(例えば1/8インチ)が設けられるように構造部材に取り付けられる。完全に展開された形態(示さず)では、オフセットヒンジは、仕上げおよび他の材料の充分な除去を可能にするオフセットを提供する。さらに、枠組み要素に取り付けられた内装仕上げ材料(示さず)は、例えば輸送時に、直接および潜在的に損傷する接触を回避するように互いに充分に段を作り得る。

本発明の折りたたみ式建造ユニットは、高価でかつ計画が複雑になり得る1つ以上のクレーンを必要とすることなく、予め作製された家の、現場での円滑で容易な展開を可能にする頑丈で費用効果的なケーブル機構を使用して、展開に適切なように適合され得る。

具体的に、本発明の折りたたみ式構造枠組みは、少なくとも一部において、それぞれの枠組み要素をケーブル巻き上げ機などのデバイスで引き上げることにより生じる点荷重に適合された点荷重強度を有する材料で作製された枠組み要素を含み得る。

本発明の地表リグの使用は、折りたたみ式建造ユニットの取り外しのためのクレーンの使用と比較して、以下に挙げられるいくつかの利点を有し得る。地表持ち上げリグは、建築現場での、クレーンの使用に適切でないまたはクレーンによっても接触可能でない折りたたみ式建造ユニットの取り外しに使用され得る。さらに、地表リグは、折りたたまれた建造ユニットと共に輸送手段で移動され得るので、事前に予定決定することなく(クレーンを使用した場合には通常必要となるような)、任意の所望の時点での取り外しが可能になる。

本明細書で使用する場合「折りたたみ式建造ユニット」は、建造物の一部または建造物全体であり、一部または全体の建造物が折りたたみ可能であり、すなわち展開された配置から折りたたまれた配置へと折りたたまれ得、逆もまた同じ。例えば、折りたたみ式建造ユニットは、建造物の1つ以上の折りたたみ式の部屋、建造物の折りたたみ式の階、または折りたたみ式建造物全体であり得る。好ましくは、折りたたみ式建造ユニットは、折りたたみ式建造物全体である。建造物の折りたたみ式の部分または折りたたみ式建造物の全体は、典型的には展開された形態では数階建ての高さであり得るが、より典型的には1階または2階建ての高さであり得る。「展開された形態」の折りたたみ式建造ユニットは、折りたたみ可能に連結された枠組み要素が、折りたたみ式建造ユニットの仕上げられた状態で維持され得る配置に展開された折りたたみ式建造ユニットである。「折りたたまれた形態」の折りたたみ式建造ユニットは、折りたたみ可能に連結された枠組み要素が、建造ユニットの積み込み、輸送および/または取り外しに適切な配置に折りたたまれた折りたたみ式建造ユニットである。折りたたみ式建造物または折りたたみ式建造ユニットは商業用または居住用の建造物であり得る。

本発明はまた、2階建てより高い建造物を包含する。かかる建造物は、建造ユニットの1回の展開から、または複数の折りたたみ式建造ユニットから建造され得、例えばそれぞれの折りたたみ式建造ユニットは、典型的に最終的に多階建て建造物の1階または2階である。典型的に、多くの場所で、伴う費用および可能性のあるクレーンの予定決定の困難さのために、クレーンの使用は望ましくない。しかしながら、2階より高い建造物を建築現場に建築しようとする場合は、より典型的にはクレーンが使用され得る。

本発明の折りたたみ式建造物は、1つ以上の部屋を有し得る。

本明細書で使用する場合、「構造枠組み」は、折りたたまれた、部分的に展開および展開された状態での折りたたみ式建造ユニットの構造安定性をもたらす主要な原因であり、負荷(例えば静的、動的および/または振動の負荷)を地表へと伝達する折りたたみ式建造ユニットの部材の全体のことをいう。折りたたみ式建造ユニットの構造枠組みは、少なくとも部分的に、折りたたみ式に連結された枠組み要素により作製され得る。構造枠組みの他の部分は、固定された相対位置で連結され得る。典型的に、構造枠組みは、折りたたみ可能に連結された枠組み要素および固定された相対位置で連結された枠組み要素の両方を含み得る。しかしながら、構造枠組みはまた、全体的に、折りたたみ可能に連結された枠組み要素で構成され得る。構造枠組みは、種々の形態および寸法の複数の材料で作成される部材を含み得る。使用され得る適切な材料としては、限定されないが、木材、金属(例えばアルミニウムまたは鉄鋼)およびポリマーが挙げられ得る。適切な形態としては、限定されないが、I形梁、ワイドフランジe形梁(wide flange e beam)、アングル(angles)、中空構造部品および溝部品が挙げられる。所定の構造部分または構造枠組みの部材のための材料、形態および寸法の選択は相互に依存し、構造部分または構造枠組みの部材の配置および部材が折りたたみ可能に連結された枠組み要素の一部であるかどうかなどの要因に依存する。

本明細書で使用する場合、「枠組み要素」は、閉じたまたは開いた枠組みを形成する複数の部材を含む折りたたみ式建造ユニットの構造枠組みの要素のことをいう。典型的に、該部材は、閉じた枠組みを形成する。しかしながら、部材はまた、開いた枠組みを形成し得るか、またはそれに付随して示されるようなさらなる部材を有し得る。典型的に、ヒンジを介して折りたたみ可能に連結された枠組み要素は、少なくとも一部が金属で作製され、ヒンジは枠組み要素の金属部分、例えば金属部材に取り付けられる。枠組み要素は、金属で作製された1つ以上の部材を含み得、典型的にはヒンジが取り付けられた部材は少なくとも金属で作製される。適切な金属としては限定されないが、アルミニウムおよび鉄鋼が挙げられる。好ましくは、金属部材は熱間成形鉄鋼で作製される。適切な熱間成形鉄鋼としては、中空構造用鋼部品、I形梁および鉄鋼溝(steel channel)(典型的にはC型断面)が挙げられる。典型的には、熱間成形鉄鋼は、中空構造用鋼部品または鉄鋼溝である。鉄鋼部材は、例えば溶接により連結されて鉄鋼枠組み要素を形成し得る。

枠組み要素は、部分を含み得るか、折りたたみおよび/または展開時に折りたたみ可能に連結された枠組み要素の相対的な移動を自動的に誘導し得る部分に取り付けられた要素を有し得る。

枠組み要素はさらに、部分を含み得るか、または選択された折りたたみ形態において折りたたみ可能に連結された枠組み要素を自動的に施錠またはボルト固定し得る部分に取り付けられた要素を有し得る。

内装および外装仕上げ材料は、構造枠組み、具体的には構造枠組みの枠組み要素に取り付けられ得る。内装仕上げ材料としては限定されないが、壁仕上げ(例えば石膏ボードおよびAdvantech(登録商標)シート)、天井仕上げおよび床仕上げ(例えば上面に竹のフローリングを有するAdvantech(登録商標)シートが挙げられる。外装仕上げ要素としては限定されないが、羽目板および屋根ふき材が挙げられる。

仕上げ材料、特に内装仕上げ材料について、内装仕上げ材料と枠組み要素の接触が部分的または全体的に低減される枠組み要素への「間接的な連結」は、1つ以上の以下の理由で有利であることが見出された。接触が低減されることで、(a) 構造枠組みの1つ以上の枠組み要素からしばしば脆くて壊れ易い内装仕上げ材料への構造応力の伝達が低減され、それにより、特に折りたたみ式建造ユニットの折りたたみ、積み込み、輸送、取り外しおよび/または展開時に内装仕上げ材料の重大な損傷(例えば乾式壁のひび割れ)が低減または排除され得る、(b) 内装仕上げ材料の、水、例えば枠組み要素の金属部分に凝縮し得る水への曝露が低減または排除され得る、ならびに(c) 仕上げられた建造ユニットの内部と仕上げられた建造ユニットの外部の間の熱の伝達が低減され得る。

したがって、一般的に、仕上げ材料、特に内装仕上げ材料とそれぞれの枠組み要素の直接的よりも間接的な連結を使用することが好ましい。しかしながら、典型的に間接的な連結が好ましいが、内装仕上げ材料とそれぞれの枠組み要素間の全ての連結が間接的である必要はない。

全体的に金属で作製された枠組み要素、すなわち金属枠組み要素について、間接的な連結が特に好ましい。しかしながら、「間接的な連結」が好ましいが、枠組み要素の金属部分に対しても、(例えば接着剤、ねじ、釘など)直接的な連結が存在しても良い。

間接的な連結は、中間要素を介して提供され得る。中間要素は、複数の材料で作製され得る。好ましくは、中間要素は、少なくとも一部において、力を吸収する効果を有する材料、すなわち例えば木材、噴霧泡沫および軽量内径アルミニウム間柱などの力吸収要素(force cushioning elements)で作製され得る。典型的に、中間要素は、(例えば火薬発動留め具またはセルフタッピングねじを使用して)中間要素の1つの領域を介して(例えば中間要素の一方の面を介して)枠組み要素を連結し得るかまたはそれに連結され得るような、かつ中間要素の別の領域を介して(例えば中間要素のもう一方の面を介して)(例えば釘またはねじを使用して)仕上げ材料、特に内装仕上げ材料に連結され得るような配置および寸法である。さらにより好ましくは、中間要素は、全体が木材などの力吸収材料で作製される。本発明の折りたたみ式建造ユニットは、実質的に仕上げられた状態の壁パネル、屋根および床部品を含み得、すなわち枠組み要素の折りたたみを収納するような寸法の仕上げられていない領域および壁連結シーム(すなわち連結されていないが展開時に共に壁を形成する壁間のシーム)のために仕上げられていない領域以外の、これらの壁パネル、屋根および床部品は完成されている。

本明細書で言及する場合「仕上げられたパネル」は、枠組み要素およびそれに(典型的に間接的に)連結した内装仕上げ材料を含み、かつドアおよび窓などの要素も含み得るパネルである。仕上げられたパネルは、例えば仕上げられた壁パネル、仕上げられた床パネル、仕上げられた天井パネルおよび仕上げられた屋根パネルであり得る。

本明細で言及する場合「金属ヒンジ」は、少なくとも耐荷重部分(load bearing parts)(例えばヒンジばね、ヒンジナックルおよびヒンジピン(1つまたは複数))が金属で作製されるヒンジのことをいう。好ましくは、全ヒンジは金属で作製される。好ましくは、金属は鉄鋼である。

本明細書で言及する場合「オフセットヒンジ」は、折りたたみ可能に連結された少なくとも2つのヒンジばねを含み、折りたたまれた形態の2つのヒンジばねの間にオフセットを提供するヒンジである。オフセットヒンジは、1、2、3本またはそれ以上の軸の周りに折りたたみ可能に連結された2つのヒンジばねを含み得る。1つの回転軸を提供するオフセット(offset set)ヒンジは、これ以降は「固定軸(fixed-axis)ヒンジ」とも称する。好ましくは、固定軸ヒンジは、ヒンジばねに取り付けられた伸張したヒンジナックルを有する2つのヒンジばねで作製され、伸長したヒンジナックルはヒンジピンの周囲に伸長して、ヒンジばねを折りたたみ可能に連結する。オフセットヒンジについて、伸長したヒンジナックルのそれぞれにより提供される伸長は、同じ長さであり得るか、または異なり得る。典型的に、オフセットヒンジの伸長したヒンジナックルのそれぞれにより提供される伸長は、同じである。例えば、折りたたみ可能に連結された2つの枠組み要素の厚みが異なる場合、異なる伸長長さの伸長したヒンジナックルが望ましくあり得る。オフセットヒンジの伸長したヒンジナックルにより提供される伸長が大きいほど、(典型的に間接的に)枠組み要素に連結された内装仕上げ材料間のオフセットは大きくなり得る。

典型的に、オフセットヒンジの少なくとも耐荷重部分(例えばヒンジばね、伸長したヒンジナックルおよびヒンジピン(1つまたは複数))は、金属で作製される。好ましくは、オフセットヒンジの全体は金属で作製される。好ましくは、金属は鉄鋼である。

2、3またはそれ以上の回転軸を提供するオフセットヒンジは、これ以降「ステップアウト(step-out)ヒンジ」とも称される。ステップアウトヒンジにより提供される軸の数が増加するにつれて、折りたたみの自由度は増加するが、それと同時に、折りたたみ過程の調節は徐々に困難になる。好ましくは、ステップアウトヒンジは、3本の回転軸を提供する(すなわち3軸ステップアウトヒンジ)。より好ましくは、ステップアウトヒンジは、第1のヒンジばね、第2のヒンジばね、第1の中心ヒンジばねおよび第2のヒンジばねを含み、第1のヒンジばねは、第1の中心ヒンジばねに折りたたみ可能に連結され、第1の中心ヒンジばねは、第2の中心ヒンジばねに折りたたみ可能に連結され、第2の中心ヒンジばねは、第2のヒンジばねに折りたたみ可能に連結される。複数の軸を有するステップアウトヒンジは1軸ヒンジと比較して有利な折りたたみ可とう性を提供することが見出された。典型的に、ステップアウトヒンジの少なくとも耐荷重部分(例えばヒンジばね、伸長したヒンジナックルおよびヒンジピン(1つまたは複数))は、金属で作製される。好ましくは、ステップアウトヒンジの全体は金属で作製される。適切な金属としては鉄鋼が挙げられる。ヒンジは、それぞれのヒンジばねを介して枠組み要素に取り付けられ得、枠組み要素を折りたたみ可能に連結する。枠組み要素の金属部分、例えば金属部材または全金属枠組み要素に取り付けられる金属ヒンジの好ましい場合において、ヒンジは、例えば溶接により取り付けられ得る。典型的に、金属ヒンジのヒンジばねは、当該技術分野に公知の方法を使用して枠組み要素に溶接される。

ヒンジ、特にオフセットヒンジおよびステップアウトヒンジ(オフセットヒンジでもあり得る)は、ヒンジばねおよびそれぞれの取り付けられた枠組み要素のそれぞれの相対位置に関連する、複数の折りたたみ形態を可能にする。典型的に、本発明に適切なステップアウトヒンジはオフセットをもたらす。例えば、図9は、折りたたまれた形態においてオフセットをもたらす、3軸ステップアウトヒンジの4種類の折りたたみ形態の透視図を示す。典型的に、3軸ステップアウトヒンジについて、折りたたまれた形態は図9の底部に示されるとおりである。内装仕上げ材料が、折りたたまれた形態において互いに向かい合うように枠組み要素に(典型的に間接的に)連結される場合、3軸ステップアウトヒンジは、折りたたまれた形態でオフセットを提供し、すなわち、それにより内装仕上げ材料は互いに段を作る。ヒンジを使用して、平坦な表面、例えば仕上げられた建造ユニット中の床を共同で形成する2つの枠組み要素を折りたたみ可能に連結する場合、上部に示されるような折りたたみ形態は、展開された形態に相当し得る。ヒンジを使用して、例えば仕上げられた建造ユニット中に90°の壁コーナーを共同で形成する2つの枠組み要素を折りたたみ可能に連結する場合、図9に示される上から3番目の折りたたみ形態は、展開された形態に相当し得る。2つの折りたたみ可能に連結された枠組み要素が、仕上げられた建造ユニットにおいて異なる角度で配置されることが望ましい場合、3軸ステップアウトヒンジの他の折りたたみ配置は、展開された形態に相当し得る。

ヒンジおよび/または枠組み要素はさらに、ヒンジばねと枠組み要素の間に、折りたたみ可能に連結された枠組み要素の所望の展開形態が達成されるように挟まれるスペーサー要素を含み得る(例えば図11の特徴1110参照)。付加的または代替的に、ヒンジばね、枠組み要素の部材の一部、枠組み要素の部材または枠組み要素全体は、共同で形成される平坦な表面を達成する異なる寸法を有し得る。

本発明の折りたたみ式建造ユニットに使用されるヒンジは、展開された形態および仕上げられた状態で、建造ユニット中に維持されるように適合され、配置され得る。

スペーサー要素は3軸ステップアウトヒンジの一部であり得、特に3軸ステップアウトヒンジのヒンジばねの1つは、スペーサー要素を不要にする厚みを有し得る。スペーサー要素は、枠組み要素の一部でもあり得、例えば枠組み要素は、ヒンジばねが取り付けられる領域において、スペーサー要素の必要性を不要にする厚みを有し得る。代替的に、スペーサー要素は、ヒンジばねおよび枠組み要素に取り付けられ得る別々の要素であり得る。典型的に、スペーサー要素は、金属、好ましくは鉄鋼で作製される。

内装仕上げ材料を含むように予め作製された折りたたみ式建造ユニットについて、折りたたまれた形態の折りたたみ式建造ユニットは、折りたたまれたパネルの仕上げ材料と有意に直接接触することなく、積み込み、輸送および取り外しされ得ることが望ましい。適切な寸法のオフセットヒンジを使用して、枠組み要素に取り付けられた内装仕上げ材料を有する枠組み要素を折りたたみ可能に連結することにより、接触が低減され得るかまたは完全に防がれ得ることが見出された。

本発明の折りたたみ式建造ユニットは、建築現場で展開して、建造物の一部または全体を提供し得る。一般的に、折りたたみ式建造ユニットの展開後、建築現場でいくつかの仕上げ作業が必要である。

「仕上げられた状態」の折りたたみ式建造ユニットは、商業的または個人的使用のために準備される建造ユニットのこという。

本発明の折りたたみ式建造ユニットの利点は、展開後、これらの建造ユニットが実質的に仕上げられた状態になり、建築現場での展開後、以前に記載されたものよりも有意に少ない労力を要する程度で該建造物ユニットを予め作製することができるということである。

本発明の折りたたみ式建造ユニットは、予め作製された建造ユニットの輸送を容易にするように折りたたみ可能である。好ましくは、折りたたまれた形態の折りたたみ式建造ユニットは、輸送手段、好ましくはセミトレーラーでの輸送に特別な輸送の許可を必要としないような寸法である。トラックおよびトレーラーの操縦に関する規制は、国によって、いくつかの場合は州によって異なる。例えば、現在、米国の少なくとも1つの州では、折りたたみ式建造ユニットを含むセミトレーラーの長さは、営業用自動車免許を必要とせずに53フィートまで可能であり、折りたたみ式建造ユニットを含むセミトレーラーの幅は、営業用自動車免許を必要とせずに102インチまで可能であり、折りたたみ式建造ユニットを含むセミトレーラーの高さは、営業用自動車免許を必要とせずに13フィート6インチまで可能であり得る。

本明細書に言及する場合「輸送手段」は、折りたたみ式建造ユニットを道路に沿って建築現場まで輸送するのに適した乗り物である。典型的に、該輸送手段はセミトレーラーである。

本明細書に言及する場合「地表持ち上げリグ」は、積荷を移動させることに適合し、典型的には積荷を持ち上げることに適合し、折りたたみ式建造ユニットに連結され得る少なくとも1つの持ち上げ部材を含む装置である。地表持ち上げリグは、その構造安定性および持ち上げ力に関して設計され、該装置は、持ち上げリグに構造的損傷を与えることなく、折りたたみ式住宅モジュールの持ち上げに使用され得る。典型的に、地表持ち上げリグは移動式である。また、それらは、折りたたみ式建造ユニットと共に、例えば折りたたみ式建造ユニットを輸送する輸送手段での輸送の容易さのために好ましくは小さい。地表持ち上げリグは、手動動力式(manually powered)(例えば手動巻き上げ機)であり得るか、または別の動力源(例えば電気式巻き上げ機、電気式水圧系、空気動力持ち上げなどを用いた電気式動力)を使用し得る。地表持ち上げリグは、平坦、平坦でないおよび/または傾斜ありもしくは傾斜なしであり得る種々の型の表面上に設置され得るように適合され得る。

本明細に言及する場合「持ち上げ部材」は、連結部材に連結され得るかまたは折りたたみ式建造ユニットに直接連結され得る地表持ち上げリグの一部であり、折りたたみ式住宅モジュールの持ち上げ中に移動される。持ち上げリグは、1つ以上の持ち上げ部材を有し得る。典型的に、持ち上げリグは、1つの持ち上げ部材を含む。該持ち上げ部材は、連結部材に一時的に接触し得るかもしくは取り付けられ得る、または折りたたみ式建造ユニットと直接接触し得るかもしくは取り付けら得る任意の部分であり得、折りたたみ式建造ユニットの持ち上げおよび/または降下中に、接触または取り付けが維持されるように適合される。

本明細書に言及する場合「連結部材」は、構造枠組みのいずれかの部分であるかまたは構造枠組みに取り付けられ得、かつ地表持ち上げリグの持ち上げ部材に連結され得る部分であり、折りたたみ式建造ユニットの持ち上げおよび/または降下の際に、折りたたみ式建造ユニットと地表持ち上げリグの持ち上げ部材の間の連結が維持されるように適合される。

それぞれの枠組み要素のシームまたは折りたたみ可能に連結された部材(例えば中空構造用鋼部品)の折り目およびヒンジ(オフセットヒンジおよびステップアウトヒンジなど)を覆うためにポリマーガスケットが使用され得る。適切なポリマーガスケットは、折りたたみおよび展開時にポリマーガスケットの破断を防ぐように充分に可とう性であり、折りたたみおよび展開を妨げず、好ましくは水透過性ではない。例を図13に示す。

折りたたみ可能に連結された枠組み要素のシームまたは折り目、好ましくは折りたたまれた構成要素の全ての境界は、予めの作製と同時にポリマーガスケットで目張りされて、時間がかかり間違いが起こりやすい現場での耐候性付与(weatherproofing)の必要性を低減または除去し得る。

本発明は、その例示的な態様を参照して具体的に示され記載されるが、添付の特許請求の範囲に包含される発明の範囲を逸脱することなく、形態および詳細において種々の変化がなされ得ることが当業者には理解されよう。

Claims (2)

1. (a) 少なくとも一部が、金属ヒンジにより折りたたみ可能に連結された枠組み要素で作製された構造枠組み；および
   (b) 内装仕上げ材料とそれぞれの枠組み要素の接触を低減するように、それぞれの枠組み要素に間接的に連結された内装仕上げ材料
   を含む、折りたたみ式建造物ユニットであって、
   該枠組み要素が、少なくとも一部において金属で作製され、該金属ヒンジが、枠組み要素の金属部分に取り付けられ、
   該枠組み要素およびそれぞれの内装仕上げ材料が、該折りたたみ式建造物ユニットの折りたたみ、積み込み、輸送、積み降ろしおよび/または展開の際に内装仕上げ材料のひび割れを防ぐように適合され、かつ配置された中間要素を介して間接的に取り付けられ、
   該中間要素が、力吸収性要素(force cushioning elements)であり、
   該力吸収性要素が、該枠組み要素に固定され、かつ該内装仕上げ材料が取り付けられる底部プレート要素および頂部プレート要素を含み、該折りたたみ式建造物ユニットが、底部プレート要素と頂部プレート要素の間に間柱要素をさらに含む、折りたたみ式建造物ユニット。
2. 金属ヒンジが、仕上げられた状態の折りたたみ式建造物ユニット内に維持されるように適合され、かつ配置される、請求項１記載の折りたたみ式建造物ユニット。