JPH03262859A - 開閉式ドーム屋根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレジャー施設、イベント会場などの多目的ホー
ルあるいは競技場などに利用される開閉式ドーム屋根に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、野球場や競技場用の施設として利用されている全
天候型のドームは、施設全体を球面あるいはアーチ状の
屋根で覆い、主として、降雨、降雪、風などに対処する
ことを目的としたものである。

これに対し、天候の良いときにはできるだけ自然光や外
気を採り入れ、開放感を与える開閉式ドーム屋根の要望
が高まっている。このような開閉式ドーム屋根に関し、
従来種々の形式のものが出願されている。

例えば、特開昭６１−１６９５４０号公報には球面を構
成するドーム屋根を平面形状がドーナツ状の固定屋根と
中央の開口部に向けて径方向に移動する複数の可動屋根
とで構成した開閉式ドームが開示されている。

また、特開昭６２−２２８５４６号公報には膜屋根部を
平行な複数の要素に分割し、各分割屋根部をこれと直交
する走行路に沿って走行自在とした屋根構造が開示され
ている。

さらに、特公昭６３−４９７７８号公報にはドーム形状
の頂部をかなめ部とし、放射方向に縦分割した三角状の
ドーム屋根要素を偶数個形成し、１つおきのドーム屋根
要素を固定し、残りを固定されたドーム屋根要素と重な
るよう移動自在とした開閉式ドーム屋根が開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように種々の形式の開閉式ドーム屋根が開発され
ているが、従来の開閉式ドーム屋根には以下のような問
題点がある。

まず、開口部をドーム屋根の頂部に設けた形式では換気
の面はともかく、直射日光を採り入れたいという要望に
対しては、日照の角度などにより十分対処することがで
きない。

また、可動屋根部を平行な軌道に沿って走行させる形式
の自立型の屋根では、軌道用のスペースおよび軌道に沿
って移動する屋根収納用のスペースを必要とすることか
ら、ドームの収容スペースに比べ大きな敷地を確保しな
ければならない。また、屋根収納スペースを小さくする
ためには屋根の分割数を多くする必要があり、そうする
と分割屋根部の安定性の問題が生じ、操作も複雑となる
。

さらに、球面を構成するドーム屋根を平行に分割し、こ
れらを平行に移動させる形式では、収納時に各分割屋根
部にかかる風圧による力が大きく、揚力や転倒に対する
設計が難しくなる。

また、１つおきの固定屋根と可動屋根を組み合わせた形
式では固定屋根部分内側は常に陰になり、また、大きな
固定屋根が１つおきに位置するため解放感が十分でない
。

本発明は上述のような従来技術における問題点を解決す
ることを目的としたもので、十分な解放感を与える大き
な開口部が得られ、開放により十分な日照が得られ、構
造的に安定し、開閉操作が迅速かつ容易に行われ、かつ
屋根重量の小さい経済的な開閉式ドーム屋根を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の開閉式ドーム屋根では、球面を水平面で切断し
た形状を有するドーム屋根において、屋根面を屋根頂部
を通る２つの平面上の仮想分割線により分割し、この仮
想分割線に沿って２つのアーチ梁を構築し、アーチ梁に
よって屋根材を支持している。屋根材については、２分
割以上とし、分割数は特に限定されない。また、この屋
根材の下端は円形軌道に沿って、それぞれ別個に摺動で
き、アーチ梁によって支持された状態で移動し、屋根面
の開閉が行われる。

さらに、本発明の開閉式ドーム屋根のより具体的な態様
においては、球面を水平面で切断した形状を有する屋根
部分を屋根頂部を通る２つの平面により４分割し、かつ
４分割した屋根の下端周辺部の弧長が略２二１：２：１
の割合となるようにする。これらの各屋根材は屋根の分
割位置に沿って構築した２つのアーチ梁よって支持され
、各屋根材の下端はそれぞれ構造物躯体または基礎など
に設けた複数の円形軌道に沿って、それぞれ別個に摺動
する。

屋根材頂部における支持は、例えば屋根頂部に設けたヒ
ンジ部材に対し、各屋根材の頂部を回動自在に取り付け
ればよく、アーチ梁によって支持されているため、下端
摺動部における負荷は小さくなる。

アーチ梁については、単純に略６０°の角度で交差する
鉛直面内の２つのアーチ梁を用い、平面的にみて約１２
０°の角度で広がる扇形の大きい屋根材（以下、大屋根
材という〉２つと、約６０”の角度で広がる扇形の小さ
い屋根材（以下、小屋根材という）２つとでドーム屋根
を構成する場合や、屋根頂部で交差する２つの平面内の
アーチ梁を用い、貝殻形状の大屋根材２つと、いちょう
の葉形状の小屋根材２つとでドーム屋根を構成する場合
などが考えられる。

２つの大屋根材と２つの小屋根材とで構成し、大屋根材
と小屋根材の下端周辺部の弧長が略２：１の割合となる
ようにした場合、大屋根材の内側または外側に、小屋根
材を２つ並列させた状態で重ね合わせることができる。

従って、円形軌道は最低、大屋根材用２つと小屋根材用
１つの合計３つ設ければ足りる。

応力的に安定したアーチ梁で各屋根材を支持することか
ら、屋根材自体の重量は小さくなる。アーチ梁および屋
根材の構造、材質などは、ドームの規模に応じて種々設
計される。小規模なドームでは例えば鉄筋コンクリート
構造や形鋼などによる鉄骨構造、あるいは木造などのア
ーチ梁を用いることが考えられ、屋根材についても膜構
造や各種パネル構造その他が利用できる。また、野球場
などの直径２００ｍ程度に及ぶ大規模なドームでは、ア
ーチ梁を例えば立体トラス構造（種々の設計が可能であ
るが、−例を挙げると下端におけるアーチ梁の高さが５
ｍ、幅が１０ｍメートル程度となる）とし、屋根材につ
いても軽量化した立体トラスあるいは鉄骨骨組を有する
膜構造などを用いることが考えられるが、材質、構造な
ど特に限定されるものではない。

また、アーチ梁の頂部および下端をヒンジとすれば、３
ヒンジアーチとなり、構造的に非常に安定し、設計も容
易となるが、これに限定されない〔実施例〕 以下、図示した実施例について説明する。

第１図〜第７図は本発明の開閉式ドーム屋根を競技場や
イベント会場などに利用する場合の一実施例を示したも
のである。

第１図、第２図および第３図はそれぞれ閉鎖状態、半開
状態および全開状態におけるドームの外観を示したもの
で、第４図〜第６図はこれらに対応して開閉における作
動状態を示したものである。

本実施例のドーム屋根２では鉄筋コンクリート製または
鉄骨鉄筋コンクリート製の筒状に構築した構造物躯体１
の上部に２つのアーチ梁４を架設し、アーチ梁４の頂部
にヒンジ部材３を設けている。アーチ梁４は屋根面に沿
った形で構築され、２つのアーチ梁４で屋根面を４つに
分割している。

本実施例においては、屋根を構成する屋根材もこのアー
チ梁４位置に対応して４分割されており、貝殻形状の２
つの大屋根材５といちょうの葉形状の２つの小屋根材６
とからなる。また、これら大屋根材５と小屋根材６の下
端周辺部の弧長は略２：１となるようにしている。

本実施例におけるアーチ梁４は鉛直面内のアーチではな
く、屋根頂部を通る２つの斜めの平面内のアーチである
。なお、第８図は両斜めの平面に対し直角な断面を示し
ている。構造的には前述したように大規模なドームにお
いては、アーチ梁４を立体トラス構造とし、ヒンジ部材
３に対してピン接合するのが適している。

各屋根材は鉄骨骨組（立体トラスを含む）の上面にテフ
ロン膜などの膜材を張ったものが利用でき、その場合あ
る程度の透光性が確保されるが、これに限らず、各種パ
ネルを用いたものや、コンクリート系の屋根材なども可
能である。各屋根材５．６はアーチ梁４に支持され、か
つ上端と下端がそれぞれヒンジ部材３と構造物躯体１に
支持された状態で円軌道（図示せず）に沿って、それぞ
れ別個独立に摺動する。駆動は屋根材５．６の下端に走
行装置を設けたり、必要に応じて上端のヒンジ部材３と
の連結部に他の駆動手段を併用したりして行われる。

なお、屋根荷重はアーチ梁４より構造物躯体１に伝達さ
れ、筒状の構造物躯体１側壁部分に円周方向の引張応力
を生じさせ、特にアーチ梁４下端取り付は位置などにお
けるはらみ出しを考慮する必要がある。これに対しては
、例えば構造物躯体１の側壁部分にＰＣ鋼材を配置し、
円周方向にプレストレスを与えることなどが考えられる
。

第７図および第８図は各屋根材５．６の重なり方向の位
置関係を示したもので、全開時においては第８図に示す
ように大屋根材の一方５ａが一番下、すなわち内側に位
置し、その上に２つの小屋根材６ａ、６ｂが位置し、そ
の上、すなわち外側に大屋根材の他方５ｂが位置し、そ
れぞれ内軌道、中間軌道、外軌道の３つの軌道に沿って
摺動する。

また、上述のように大屋根材５と小屋根材６の下端周辺
部の弧長が略２：１となるようにしているため、大屋根
材５ｂの内側に、２つの小屋根材６ａ、５ｂ並列させた
状態で重ね合わせることができる。もちろん小屋根材６
ａ、６ｂ用にそれぞれ別個の軌道を設けることも考えら
れるが、軌道部分のスペースも広くなり経済的でない。

なお、各屋根材の重なり方向の位置関係もこれに限定さ
れるものではなく、例えば２つの小屋根材６ａ、６ｂが
一番下または一番上にくるような配置も考えられる。

図中、７は半地下としたドーム内部の観客席部分を示す
。

次に本実施例の開閉式ドーム屋根の開閉時における作動
状態を説明する。

（１）完全閉鎖状態 第１図および第４図はドーム屋根２を閉鎮した状態を示
したもので、アーチ梁４に沿って各屋根材５．６が並び
、屋根面を覆っている。

（２）半開状態 （１）の状態から各屋根材５，６を矢印の方向に回転さ
せることにより、第２図および第５図のように半開状態
となる。

（３）全開状態 （２）の状態からさらに屋根材５．６を回転させること
により、第３図および第６図のような全開状態とするこ
とができる。各屋根材５．６はそれぞれ独立して駆動さ
せることができるため、さらに、この状態から太陽方向
を追跡させることも可能である。

第９図および第１０図は他の実施例を示したもので、略
６０°の角度で交差する２つの鉛直面内のＴ−チエ４梁
により、大小の屋根材１５．１６を支持させた場合であ
る。２つのアーチ１４は平面的にみてＸ字状に交差し、
扇形の２つの大屋根材１５と、この約半分の面積を持つ
扇形の２つの小屋根材１６を支持している。基本的な構
成は上述した実施例の場合と同様である。

〔発明の効果〕

■　分割された屋根材は屋根面に沿ったアーチをなす強
度的に安定したアーチ梁によって支持されており、自立
させる構造でないため、屋根材としての強度が確保でき
ればよく、軽量化が図れる。

■　屋根材の軽量化により駆動機構に係る負荷が低減さ
れ、迅速かつスムーズな運転が行なえる。

■　屋根材の軽量化により、屋根および駆動機構におけ
るコストの低減が図れる。

■　アーチ梁に照明装置や音響装置据え付けることがで
き、配線スペースなどとしても利用可能である。

■　屋根開閉のための軌道は円形の軌道となるため、ド
ーム内外に特別のスペースを設ける必要がない。

■　屋根材部分を２つの大屋根材と２つの小屋根材で構
成し、これらの下端周辺部の弧長を略２：１とし、２つ
の小屋根材を並列させてちょうど大屋根材と重なり合う
ようにすれば、最低３つの軌道を確保することにより、
屋根材の重なりも３段に抑えることができる。

■　分割された各屋根材は下端を摺動させる構造であり
、これらを重ね合わせることにより、大きな開口部が得
られ、斜め方向の太陽光線をドーム内に十分採り入れる
ことができる。さらに、太陽の方向を追尾するよう操作
すれば、常に最大限の日照を確保することができる。

■　分割された各屋根材が円軌道に沿って別個に摺動す
るため、緊急の開閉を要する場合でも迅速に対処できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の開閉式ドーム屋根の一実施例における
全体構造を示す斜視図、第２図および第３図はそれぞれ
同実施例における半開状態および全開状態を示す斜視図
、第４図、第５図および第６図はそれぞれ第１図、第２
図および第３図に対応して作動状態を説明するための平
面図、第７図は同実施例における正面図、第８図は鉛直
断面図、第９図および第１０図はそれぞれ他の実施例に
おけるドーム屋根閉鎖状態および全開状態を示す平面図
である。 １・・・構造物躯体、２・・・ドーム屋根、３・・・頂
部ヒンジ部材、４・・・アーチ梁、５・・・大屋根材、
６・・・小屋根材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）球面を水平面で切断した形状を有するドーム屋根
   において、屋根面を屋根頂部を通る２つの平面上の仮想
   分割線により分割し、該仮想分割線に沿って２つのアー
   チ梁を構築し、２以上に分割されたドーム屋根の各屋根
   材を前記アーチ梁によって支持するとともに、各屋根材
   の下端を円形軌道に沿って、それぞれ別個に摺動可能と
   したことを特徴とする開閉式ドーム屋根。
2. （２）球面を水平面で切断した形状を有するドーム屋根
   において、前記屋根を該屋根頂部を通る２つの平面によ
   り４分割し、かつ４分割した屋根の前記下端周辺部の弧
   長が略２：１：２：１の割合となるようにし、前記屋根
   表面を構成する屋根材を、該屋根材の内側に前記屋根の
   分割位置に沿って構築した２つのアーチ梁によって支持
   するとともに、前記各屋根材の下端を複数の円形軌道に
   沿って、それぞれ別個に摺動可能としたことを特徴とす
   る開閉式ドーム屋根。
3. （３）前記円形軌道として外軌道、中間軌道、内軌道の
   ３つの軌道を設け、前記屋根材のうち下端周辺部の弧長
   が長い２つの屋根材がそれぞれ前記外軌道または内軌道
   のいずれか一方に沿って摺動し、下端周辺部の弧長が短
   い２つの屋根材が前記中間軌道に沿って摺動する請求項
   ２記載の開閉式ドーム屋根。
4. （４）前記両アーチ梁はその中央部が、前記屋根頂部に
   おいて各屋根材の回転軸となるヒンジ部材に対しピン接
   合されている請求項３記載の開閉式ドーム屋根。