JPH0657983B2 - 開閉式屋根 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は運動競技場のように屋根が開閉する全天候型の
建物に適した開閉式屋根に関する。

《従来の技術》 従来の開閉式屋根は何れも屋根を数段に重ねた積層構造
とし、これらをスライディング式に滑動または走行させ
て建物天部を開閉するものであった。

例えば屋根を支える梁や桁を伸縮自在に構成し、或いは
桁に走行車輪を装着して梁上を走らせるなどの手段によ
っていた。

《発明が解決しようとする問題点》 しかし、従来の屋根では開いた屋根部分を収納するため
のスペースが天部に残るところから、屋根の水平投影面
積における開口率を考えた場合、屋根の開口率を１００
％とすることは出来なかった。

そこで、本発明は屋根を開いたとき、この屋根部材がほ
ぼ垂直に位置することによって収納に要する水平投影面
積を最小とし、そのときの横風による影響にも充分に耐
え易い開口率１００％の開閉式屋根の提供を目的とす
る。

《問題点を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明の開閉式屋根は、建
物本体を覆う四角錐、三角錐、円錐、ドーム形等の屋根
を、その中央から周縁に達する放射状の切断線に沿って
区画分割すると共に、その高さ方向中途部を該屋根の周
方向に沿う切断線に沿って区画分割し、かつ周縁側基端
部を回動軸として回動運動可能に形成した複数の扇状の
屋根部材と、これら屋根部材の上記中途部を屈伸自在に
連結するヒンジ機構と、上記各屋根部材をそれぞれ支持
させるために、上記建物本体に該屋根部材の周縁側基端
部から上記屋根中央に亘って設けた複数の梁と、上記屋
根部材の屋根中央側先端部に設けた、上記梁に係合しつ
つこれに案内されて走行移動する走行手段と、これら屋
根部材を起立させて上記屋根を開き、倒して該屋根を閉
じるために、これら屋根部材を屈伸させつつ回動運動さ
せる駆動手段と、を備えたことを特徴とする。

《作用》 屋根は閉塞状態から開放状態へ移るとき、駆動手段の駆
動力及び梁と走行手段との係合案内作用によって屋根部
材がその基端部を中心にして、屋根が閉じているときの
中央部が上方へ持ち上がるように仰角方向へ回動移動さ
れながら、かつヒンジ機構で中途部から中折れに屈曲し
て“く”の字形に折り畳まれてほぼ垂直になって停止す
る。開いた状態での屋根部材は中途部から折れ曲り、こ
の中途部が屋根部材の高さ方向の２分の１程度の箇所で
あれば、開ききった位置での屋根の高さは約２分の１程
度になる。

閉塞状態に戻るときには、屋根部材は、その先端が梁に
案内されかつ中途部が伸張されて、基端部を回動軸とし
て俯角方向へ回動運動されて、閉塞状態となる。

《実施例》 以下本発明の好適な実施例について図面を参照にして詳
細に説明する。

第１図は半球形をしたドーム屋根１を有する建物を示
し、この建物は地盤面２上に円形に立設した外壁３にド
ーム屋根１を載せたものである。

ドーム屋根１は屋根の頂部中心点から６０度間隔で放射
状に切り下げ分割した構造で、各々扇状の屋根部材４−
４ａ−４ｂ−４ｃ−４ｄ−４ｅから成る。

各屋根部材４〜４ｅは軽量鉄骨をラチスに組んだ骨組６
に金属薄板やフッ素樹脂加工の膜を張って葺いている。
更に、各屋根部材４〜４ｅは、その高さ方向中途部がド
ーム屋根１の周方向に沿って分割され、さらにヒンジ機
構である自在丁番１３で連結されて、建物の内側へ屈伸
自在に中折れになる。

建物の内部中央にはグランド８があり、その外周をスタ
ンド９が囲んでいる。

すなわち、ドーム屋根１は閉じた状態で半球形になって
いるが、開くときには各屋根部材４〜４ｅが外壁３側に
位置する基端部を回動軸にして仰角方向へ、すなわち起
きるように屋根頂部から六方へ開き（第２図）ながら第
３図の如く屋根部材４〜４ｅの開いた高さ方向中途部か
ら内側へ中折れに作動し、開口率を上げるとともに開い
た屋根部材４〜４ｅの風圧を受ける面積を小さくしてい
る。

なお、屋根部材４〜４ｅの骨組は金属に限らず、プラス
チックと金属との複合材でもよく、軽量化することが望
ましい。

次に、屋根部材４乃至４ｅは全て同じ構造であるから、
その一つについて第３図以下に詳細を例示する。図は何
れも屋根部材４のみに係る側面図で、外壁３の外側は、
その頂部から内方へ下る傾斜面１０を形成し、更に傾斜
面１０の頂部に屋根部材４の基端部１１を回動自在にヒ
ンジ１２で枢支している。

この屋根部材４の中途部は自在丁番１３で中折れになっ
ており、先の方を上部屋根材５，基部の方を下部屋根材
７としている。即ち屋根部材４は上部屋根材５，下部屋
根材７を夫々骨組６で形成し、これら上下の屋根材５，
７を自在丁番１３で連結して成る。

自在丁番１３によって連結結合する上部屋根材５と下部
屋根材７との接合面及び屋根部材４の先端面には各々屋
根相互の連結具１４が設置してあって、止水性ならびに
安全な結合を考慮している。

連結具１４としては本出願人の先の出願に係る実願昭６
０−１６１３０９号がよい。これは、一方に鎌形錠と、
他方にこれと係合するロック穴を設け、互いを引き寄せ
状態に連結するものである。

更に、各屋根部材４をドーム状に支承するアーチ梁１６
が各屋根部材４の基端部からドーム屋根１中央に亘って
設けられ、このアーチ梁１６の外周面には案内レール１
８が敷設され、屋根部材４〜４ｅの各上部屋根材５先端
裏面にはレール１８に係合されてこれに案内されつつ走
行する走行手段としての走行輪２０が装着されている。

これらの屋根部材４の基端部１１にての回動運動ならび
に自在丁番１３からの屈伸運動は以下の構造によって行
なう。

第４図に示す第１の実施例では、駆動手段としての駆動
動力には油圧シリンダ２２，２３を使用している。第１
のシリンダ２２の一端は外壁３の頂部内側に、そのシリ
ンダロッド２４の先端は下部屋根材７の基端部１１から
若干上方に離れた位置に回動自在に軸支している。

第１のシリンダ２２の油圧を制御し、そのシリンダロッ
ド２４を伸縮すれば、屋根部材４はその基端部１１のヒ
ンジ１２を回動軸にして俯仰角方向へ往復回動動作す
る。仰角運動するとき、その基端部１１は傾斜面１０に
よって傾斜方向へ逃げるので、屋根部材４の湾曲した曲
率によって内側へ曲がる先端は確実にスタンド９の外側
へ移動し、１００％の開口率が得られる。

また、屋根部材４の中途部にあっては、第２のシリンダ
２３の一端が上部屋根材５と下部屋根部材７との結合部
よりも若干下方に枢支され、そのシリンダロッド２５の
先端には鎌形のブラケット２６がシリンダロッド２５と
上部屋根材５の基部との間に軸着されている。

シリンダロッド２５を伸張すればブラケット２６が前方
へ自在丁番１３を回動軸にして旋回する結果、上部屋根
材５は前屈するように建物の内方へ折れる。シリンダロ
ッド２５を収縮すれば逆の作動になって上部屋根材５は
元の閉じた状態に戻る。

叙述ブラケット２６はシリンダロッド２５の直進運動を
上部屋根材５に伝えて連動する。すなわち、第２のシリ
ンダ２３の力を上部屋根５に伝達するものであるから、
ブラケット２６の形状はシリンダロッド２５の先端軸着
部中心が自在丁番１３を軸心とする円周上を運動するも
のであればよい。

以上の構成によって、ドーム屋根１を開くときには、第
１のシリンダ２２及び第２のシリンダ２３の各シリンダ
ロッド２４，２５を伸張させながらヒンジ１２を回動軸
にして下部屋根材７を抑角方向へ回動すると同時に上部
屋根材５の先端は走行輪２０によってアーチ梁１６に沿
って下がりながら自在丁番１３の箇所を中心軸に屋根部
材４〜４ｅが“く”の字形に折れ曲りつつ開放動作は終
了する。ドーム屋根１を閉じるときには全く逆の運動を
行う。

ドーム屋根１の頂部は各屋根部材４〜４ｅが当接してお
り、格別に止水性を確保するために、屋根部材４〜４ｅ
の何れかに軸着した軸着部分を偏心軸として回動し、ド
ーム屋根１の頂部を覆う頂部カバー２８（第５図）が設
けてある。

この頂部カバー２８と併せて走行輪２０についても第５
図に詳しく示す。

すなわち、頂部カバー２８は屋根部材４の先の方に遊嵌
したピン３０で旋回動自在に軸着され、ドーム屋根１を
開放するときにはピン３０を旋回させて屋根部材４側に
寄せ、ドーム屋根１を閉じた後は再びピン３０を回して
各屋根部材４〜４ｅが当接し合う中心点上に戻すのであ
る。

ピン３０には電動モーター等を内設して回動可能にして
いる。

また、走行輪２０は屋根部材４〜４ｅの先端に吊設した
十字状の台車枠３１の水平部材各端部に軸支してある。
この台車枠３１の垂下端部にはレール１８の上部フラン
ジ裏面に当って走行輪２０をレール１８上に保持し、結
果的に屋根部材４〜４ｅをアーチ梁１６に係止する浮上
り防止輪３２を具える。

なお、レール１８のウェブ側面には、アーチ梁１６の頂
部を挟んで一対のシーブ３３が対向配置され、これに牽
引ロープ３４が巻回されている。これは、第６図以下に
例示する第２の実施例に係る。

第２の実施例ではドーム屋根１を開閉する駆動手段とし
て第１の実施例の如く油圧シリンダ２２，２３を使用せ
ず、牽引ロープ３４とウインチ３５を用いている。

牽引ロープ３４はアーチ梁１６の下方に設置したウイン
チ３５と、アーチ梁１６の頂点近傍に設置したシーブ３
３との間に無終端に巻回されている。ウインチ３５を稼
働すれば索引ロープ３４がウインチ３５とシーブ３３と
の間を移動する。牽引ロープ３４の巻回状態はレール１
８のウェブに沿って一定の間隔で配置した案内ローラ３
６で担持支承されている。そして、台車枠３１は牽引ロ
ープ３４に係止してある（第７図）。また、上部屋根材
５と下部屋根材７とを連結している自在丁番１３の直下
であって、アーチ梁１６と屋根部材４の骨組６との間に
はジャッキ３７を設置している。

以上構成によって、ドーム屋根１を開くときには、ウイ
ンチ３５を稼働し、牽引ロープ３４によって屋根部材４
〜４ｅの先端を引き下げる。その初期において、ウイン
チ３５と牽引ロープ３４との負担を軽減するためにジャ
ッキ３７で骨組６の自在丁番１３近くを浮かせる。

そのまま牽引ロープ３４で屋根部材４〜４ｅの先端を引
き下げると、ヒンジ１２と自在丁番１３の箇所を各回動
軸としながら下部屋根材７を抑角方向へ移動させると同
時に上部屋根材５の先端は走行輪２０によってアーチ梁
１６に沿って下りながら“く”の字形に折れ曲りつつ開
放動作は終了する。ドーム屋根１を閉じる際にはウイン
チ３５の回転方向を逆にして叙述の開放動作とは全く逆
の動きが得られる。

《効果》 以上詳細に説明したように、本発明の開閉式屋根によれ
ば、建物本体に対し屋根部材を、屈曲させつつ垂直に起
立させるように、その基端部を回動軸として回動運動さ
せて屋根を開くので、開ききったときの水平投影面積が
最小になり、開口率を１００％とすることができる。従
って、開放感は屋根がない状態とほぼ同じようにするこ
とができる。また本発明の開閉式屋根は、従来の多層構
造のものと異なり段部がないので、屋根を閉じたときに
段部のない平坦な屋根面を得ることができ、それ故に段
部に対して留意すべき雨仕舞を施す必要がない点で有利
である。また、風の吹き込みの問題についても、段部を
生じる従来の屋根では何らかの閉塞手段で吹き込みを防
止する必要があるが、本発明では平坦な屋根面を確保で
きることからこのような配慮を必要としない効果があ
る。

さらに、屋根部材を起立させて屋根を開いた際に、屋根
部材の中途部を屈曲させることができるので、横風を受
ける面積を減少させることができ、また起立させた屋根
部材の高さを低くすることができるので、耐風圧や景観
の面で好ましいと共に、耐風圧のための構造を軽減でき
ることで、屋根を支持する基礎部分など周辺構造の設計
強度を軽減することもできる。

さらに、屋根部材の屋根中央側先端部に設けた走行手段
を梁に係合させて、この梁で屋根部材の回動・屈伸動作
を案内させながら屋根の開閉動作を行わせるようにした
ので、梁によって確実に屋根部材を支持することができ
ると共に、梁のガイドで開閉時の屋根部材の移動動作並
びに位置決めを簡単かつ確実に確保することができると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図は何れも本発明の実施例に係り、第１図はドーム屋根
の斜視図、第２図はその動作状態を示す斜視図、第３図
は開閉の動作を側面視して示す説明図、第４図は第１の
実施例に係る側面図、第５図は屋根部材の頂部を示す側
面図、第６図は第２の実施例に係る側面図、第７図は台
車枠と牽引ロープとの状態を示す端面図である。 １……ドーム屋根、２……地盤面 ３……外壁、４……屋根部材 ５……上部屋根材、６……骨組 ７……下部屋根材、８……グランド ９……スタンド、１０……傾斜面 １１……基端部、１２……ヒンジ １３……自在丁番、１４……連結具 １６……アーチ梁、１８……レール ２０……走行輪、２２……第１のシリンダ ２３……第２のシリンダ、２４……シリンダロッド ２５……シリンダロッド、２６……ブラケット ２８……頂部カバー、３０……ピン ３１……台車枠、３２……浮上り防止輪 ３３……シーブ、３４……牽引ロープ ３５……ウインチ、３６……案内ローラ ３７……ジャッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物本体を覆う四角錐、三角錐、円錐、ド
   ーム形等の屋根を、その中央から周縁に達する放射状の
   切断線に沿って区画分割すると共に、その高さ方向中途
   部を該屋根の周方向に沿う切断線に沿って区画分割し、
   かつ周縁側基端部を回動軸として回動運動可能に形成し
   た複数の扇状の屋根部材と、 これら屋根部材の上記中途部を屈伸自在に連結するヒン
   ジ機構と、 上記各屋根部材をそれぞれ支持させるために、上記建物
   本体に該屋根部材の周縁側基端部から上記屋根中央に亘
   って設けた複数の梁と、 上記屋根部材の屋根中央側先端部に設けた、上記梁に係
   合しつつこれに案内されて走行移動する走行手段と、 これら屋根部材を起立させて上記屋根を開き、倒して該
   屋根を閉じるために、これら屋根部材を屈伸させつつ回
   動運動させる駆動手段と、 を備えたことを特徴とする開閉式屋根。