JPH07111076B2 - 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，野球場等に適した全天候型の建物
に使用する開閉式屋根に関する。

《従来の技術》 一般的に、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又は
走行させて建物の天部を開閉するものであった。

例えば、屋根を支える梁に走行車輪を装着して屋根部材
を梁上に走らせるなどの手段、あるいは梁を伸縮自在に
構成し、梁の移動とともに開閉する屋根部材を固定屋根
上に移動させるなどであった。

これらは移動屋根を開くときには互いを重ね合わせるよ
うにして開口部の面積を広く取るように考えたものであ
った。同様に、開口部の面積を広くするためには開閉式
屋根を折りたたみ構造にすることも考えられている。

また、移動動力容量を小さくするために水平方向への開
閉が行なわれている。

《発明が解決しようとする課題》 開閉式屋根を構成する移動屋根を開閉自在に安定的に支
承するために開口部に梁を残す場合には、開口部の開放
感に欠ける欠点があった。

また、折りたたみ式屋根では屋根の構造が複雑になり、
更にはその屋根膜の材質や耐久性にも問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その
目的は屋根を開いたとき、開口部に梁が残らず開放感に
優れ、しかも構成が簡単で、かつ開閉移動動力を極力小
さくした開閉動作の速い開閉式屋根を提供しようとする
ものである。

《課題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、平
面がほぼ円形状の外壁上に半球形状のドーム屋根の一部
を形成する平面視三日月形の固定屋根を設け、残余の天
面開口部を、該外壁の中心点を通って該固定屋根の中央
を２分する直径線分に沿って左右対称に分割し、該左右
の天面開口部には、主に該天面開口部の外壁周辺回りを
覆ってドーム屋根の一部を形成する扇状の移動屋根と主
に中央領域を覆ってドーム屋根の一部を形成する扇状の
回転屋根とをそれらの幅狭な基端側を前記固定屋根に対
峙する側の外壁上に位置させて一対で設けると共に、該
回転屋根と該移動屋根とは該回転屋根を外側にしてそれ
らの基端部側を回転軸を介して相対回転自在に連結し、
該外壁上には、該移動屋根の下端部に適宜間隔をあけて
複数設けられた走行台車を走行可能に係合支持して該外
壁に沿って該固定屋根の背後に延びる移動用案内レール
を該固定屋根側に向かって登り勾配にして設け、該固定
屋根上には、該移動屋根の幅広な先端縁の上端部に設け
られた走行台車を走行可能に係合支持する上部案内レー
ルを該移動用案内レールに対して平行に設けるととも
に、該回転屋根の幅広な先端縁の上側端部に対して回転
自在に取り付けられた走行台車を係合支持する回転屋根
支持レールを該固定屋根を中央から２分する母線にそっ
て並行に設けた、ことを特徴とする。

《作用》 移動屋根を外壁上の移動案内レールと固定屋根の上部案
内レールとに沿わせて固定屋根方向に旋回移動させる
と、この移動屋根に回転軸を介して連結された回転屋根
の基端部側は一体となって旋回移動すると共に、当該回
転屋根の幅広な先端縁の上側端部に取り付けた走行台車
は固定屋根の母線に沿って敷設された回転屋根支持レー
ルに沿って下方に走行移動し、当該回転屋根は回転軸廻
りに回転して移動屋根上に重畳されながら固定屋根の背
後に回り込んで、天部が開放されていく。

この際、移動屋根は登り勾配の移動になるが、これに反
して回転屋根はドーム屋根自体が保有する曲面傾斜に応
じた下方への下降移動になるので、この回転屋根の荷重
は回転軸を介して移動屋根にこれを登り勾配を引き上げ
る方向の力として働き、移動屋根が固定屋根の方へ移動
するに従って回転屋根は固定屋根の頂部から底部の方へ
移行し、回転軸を介しての移動屋根を引き上げる力は消
失する。

逆に、移動屋根と回転屋根とを閉じるときには、移動屋
根は下り勾配の移動になる一方、回転屋根は上方への上
昇移動となるが、移動屋根の荷重は回転軸を介して回転
屋根にこれを引き上げる方向の力として作用することに
なる。

従って、ドーム屋根の開閉を行う何れの場合において
も、移動屋根と回転屋根とが重力によって受ける運動力
は相互に相殺するように働き、これ故移動屋根と回転屋
根とを開放させるために付与する動力容量を可及的に小
さくすることが可能になる。

《実施例》 以下に、本発明に係わる開閉式屋根の好適な実施例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

第１図〜第４図は半球形状をしたドーム屋根１を示し、
このドーム屋根１は平面円形に立設した外壁２の上に設
けられており、ドーム屋根１の一部を形成する固定屋根
３と、同じくドーム屋根１を形成する開閉可能な一対の
回転屋根４および移動屋根５とから成る。

固定屋根３は外壁２の内側の天部空間の一部を部分的に
平面視三日月状に覆う凸曲面状の三日月形に形成してあ
り、その三日月形の外円側を形成する固定屋根３下端部
外周縁は外壁２の曲率半径に一致されて当該外壁２上に
固定されている。

そして、残余の天面開口部は第２図に示すように、外壁
２の中心点を通って固定屋根３の中央を２分する直径線
分に沿って左右対称に分割し、その左右の天面開口部
を、外壁２上をこれに沿って旋回移動して固定屋根３の
外側に重ね合わされる左右一対で設けられた移動屋根５
と、この各移動屋根５に対して回転軸６を介して回動可
能に連結された当該移動屋根５の外側に重ね合わされる
やはり左右一対で設けられた回転屋根４とで覆ってい
る。

移動屋根５及び回転屋根４は共に凸曲面状の扇形状を成
しており、幅狭側の基端部は、外壁２上の上記固定屋根
３に対峙する側にあり、幅広な先端縁は固定屋根３の三
日月形の内側円を形成する内周縁に沿う円弧を描く凸曲
面になっていて、開口部分の中央を通る線分の左右に対
称に一対で配置されている。

即ち、移動屋根５は回転屋根４の外側に位置して開口部
分の主に外壁２周辺回りを覆い、回転屋根４は主に開口
部分の中央部分を覆って、固定屋根３と相俟って外壁２
の天面にドーム屋根１を構成しているのである。

移動屋根５の下端部には適宜間隔を開けて複数の走行台
車９が取り付けられている。これらの走行台車９は、外
壁２の上面にこれに沿って敷設された円弧状の案内移動
レール７に走行自在に係合して支持されている。また、
移動屋根５にはその幅広な扇形状先端縁の上端部にも走
行台車9aが取り付けられていて、この走行台車9aは上記
案内レール７と平行に配置されて固定屋根３外表面の上
側部位に取り付けられた案内レール８に係合して支持さ
れており、移動屋根５はこれらの案内レール7,8に案内
されて外壁２上をこれに沿って旋回走行移動して固定屋
根３の外側に重畳するようになっている。

尚、ここで上記走行台車9,9aは自走可能な駆動台車であ
ることが望ましく、その駆動機構としては、例えば、走
行台車に9,9aにはピニオンを有する動力装置を搭載する
一方、このピニオンに噛合するラックを案内レール7,8
に沿わせて外壁２上と固定屋根３上とに敷設してなるラ
ック＆ピニオン式駆動装置等の採用が考えられる。

また、回転屋根４にはその扇形の幅広な先端縁両端部に
従動式の走行台車9b,9cが取り付けられている。この一
方の上側端部の走行台車9bは、固定屋根３の頂点から当
該固定屋根を中央から２分するように延びる母線に沿っ
て当該固定屋根３の外表面に設けられた回転屋根支持レ
ール10に係合して支持され、他方の走行台車9cは移動屋
根５の幅広な先端縁に沿って当該移動屋根５上に敷設し
た回転案内レール11に走行可能に係合して支持されてい
る。尚、図示していないが走行台車9bは回転屋根４に対
して回動軸を介して相対回転自在に取り付けられてい
る。

屋根の開閉作用については第３図，第４図に示すが、第
１図からも明らかなように、外壁２の上面は固定屋根３
の側から反対側の方へ下り勾配になっており、移動案内
レール７はその傾斜角に合せて固定屋根３側に向かって
登り勾配で敷設されている。

この移動案内レール７の勾配は、固定屋根３の曲面傾斜
角にも依存するが、レール７の傾斜によって移動屋根５
が受ける自然落下方向と回転屋根４が固定屋根３の曲面
傾斜角によって受ける自然落下方向とが逆になり、夫々
の落下荷重がおおむね均衡するように設定する。凡そ5.
5°〜6.0°程度が考えられる。

上記勾配は固定屋根３の外周縁中央部位から一対の回転
屋根の回転軸６の中間を抜けるドーム屋根１の直径軸線
（対称線）の勾配であり、この軸線の勾配に合せて移動
案内レール７の勾配を決めている。即ち、上記軸線を基
準にして傾斜勾配を選んでいる。

説明の便宜上、この傾斜角を第１図中にＲとして示して
いる。

第３図はドーム屋根１が閉じた状態であり、傾斜角Ｒに
よって移動屋根５は登り状態で開くことになる一方、回
転屋根４は落下方向へ開くことになる。

即ち、このような閉状態から屋根１を開くには、移動屋
根５を外壁２上移動屋根を外壁上の移動案内レール７に
案内させて旋回移動させる。このとき、回転屋根４は回
転軸６を介して移動屋根５に連結されている幅狭な基端
部側が当該移動屋根５と一体となって回転軸６廻りに相
対回転しながら固定屋根３側に旋回移動していく。

この際、回転屋根４の幅広な先端縁の上部側は、当該部
位に取り付けられた走行台車9bにより固定屋根３の母線
に沿って敷設された回転屋根支持レール10に沿って下方
に走行移動するとともに、幅広な先端縁の下部側は当該
部位に取り付けられた走行台車9cにより移動屋根５に敷
設された回転案内レール11に沿って下方に走行移動す
る。

つまり、移動屋根５の旋回に伴って回転屋根４はその幅
広な先端縁側が回転屋根支持レール10と回転案内レール
11とに導かれながら回転軸６廻りに回転して移動屋根５
上に重畳しつつ、移動屋根５とともに旋回しながら固定
屋根３の背後に回り込んで、天部が開放されていく。

この際、外壁２には傾斜角Ｒが付されているため、移動
屋根５は登り方向への移動になるが、これに反して回転
屋根４は固定屋根３の曲面傾斜を下る方向に案内されて
移動するので、この回転屋根４の荷重は回転軸６を介し
て移動屋根５にこれを引き上げる方向の力として働き、
漸次移動屋根５が固定屋根３の方へ移動するに従って回
転屋根４は固定屋根３の頂部から底部の方へ移行し、回
転軸６を引き上げる力は消失する。

そして、逆に屋根4,5を閉じるときには傾斜角Ｒが移動
屋根５の起動を助け、そのまま移動屋根５がある程度移
動したときには、回転屋根４には回転軸６を介してこれ
を引き上げる方向への力が作用することになり、ドーム
屋根１の開閉を行う何れの場合においても、移動屋根５
と回転屋根４とが重力によって受ける運動力は相互に相
殺するように働き、これ故移動屋根５と回転屋根４とを
開放させるために付与する動力容量を可及的に小さくす
ることを可能にしている。

つまり、これらの開閉運動の際に、移動屋根５にその開
閉方向に作用する重力の移動案内レール７の傾斜方向分
力と、回転屋根４の開閉方向に作用するドーム１の曲面
傾斜に応じた重力の分力とが互いに相殺し合い、もって
これらの屋根4,5の開閉移動に要する動力の大幅な軽減
が図れる。

尚、図示していないが、移動屋根５を走行移動させるた
めの装置としては、前述のラック＆ピニオン式駆動装置
の他にも種々の装置の適用が可能である。例えば、固定
屋根３の中央背面側の外壁２上にウィンチを配設し、移
動屋根５に結束したケーブルをそのウィンチで巻き上げ
て当該移動屋根５を走行移動させるようにしても良い。

《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、開閉移動する移動屋根と回転屋根とを外壁及び固定
屋根とで支持し、天面には梁を設けないので、開放感に
優れる。

また、回転屋根を移動屋根上に重ねて固定屋根の背面側
に収容するように構成しているので、開放時の屋根収納
容積を可及的に小さくしながら、ドームの天面開口面積
を大きく得られる利点がある。

屋根の開閉にあたっては、移動屋根の開閉方向に作用す
る重力の分力と回転屋根の開閉方向に作用するドームの
曲面傾斜に応じた重力の分力とが、互いに相殺し合うよ
うにしているので、回転屋根並びに移動屋根とを小さな
動力容量で開閉させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の開閉式屋根の側面図、第２図はその平
面図、第３図はその斜視図、第４図は第３図のドームを
開いた状態を示す斜視図である。 １……ドーム屋根、２……外壁 ３……固定屋根、４……回転屋根 ５……移動屋根、６……回転軸 ７……移動案内レール、８……上部案内レール 9,9a……（駆動側）走行台車、9b,9c……（従動側）走
行台車 10……回転屋根支持レール、11……回転案内レール Ｒ……傾斜角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平面がほぼ円形状の外壁上に半球形状のド
   ーム屋根の一部を形成する平面視三日月形の固定屋根を
   設け、 残余の天面開口部を、該外壁の中心点を通って該固定屋
   根の中央を２分する直径線分に沿って左右対称に分割
   し、 該左右の天面開口部には、主に該天面開口部の外壁周辺
   回りを覆ってドーム屋根の一部を形成する扇状の移動屋
   根と主に中央領域を覆ってドーム屋根の一部を形成する
   扇状の回転屋根とをそれらの幅狭な基端側を前記固定屋
   根に対峙する側の外壁上に位置させて一対で設けると共
   に、 該回転屋根と該移動屋根とは該回転屋根を外側にしてそ
   れらの基端部側を回転軸を介して相対回転自在に連結
   し、 該外壁上には、該移動屋根の下端部に適宜間隔をあけて
   複数設けられた走行台車を走行可能に係合支持して該外
   壁に沿って該固定屋根の背後に延びる移動用案内レール
   を該固定屋根側に向かって登り勾配にして設け、 該固定屋根上には、該移動屋根の幅広な先端縁の上端部
   に設けられた走行台車を走行可能に係合支持する上部案
   内レールを該移動用案内レールに対して平行に設けると
   ともに、該回転屋根の幅広な先端縁の上側端部に対して
   回転自在に取り付けられた走行台車を係合支持する回転
   屋根支持レールを該固定屋根を中央から２分する母線に
   沿って並行に設けた、 ことを特徴とする開閉式屋根。