JPH08302886A - 可動ルーバーを用いたドーム屋根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉パターンの自由度が大きく、季節・天候
・用途等に応じて最適な屋内環境を作り出すことのでき
る可動ルーバーを用いたドーム屋根を提供する。 【構成】 ドーム屋根の開口部に、屋根面に沿って移動
する複数の可動屋根ユニット３を設ける。各可動屋根ユ
ニット３には複数のルーバー４を並列に組み込み、可動
屋根ユニット３が屋根開口部２を覆っている状態で、各
ルーバー４を軸回りに回転し、ルーバー４の開口面積や
光、風等の侵入方向を変化させる。可動屋根ユニット３
の走行路となる複数の開口部メインビーム６は、開口部
２の対向する２辺に位置する固定支持梁５ａに沿って平
行移動し、ルーバー４の開閉、可動屋根ユニット３の移
動、開口部メインビーム６の移動による３段階の開閉が
可能である。強風時等には開口部メインビーム６を開口
部２に残し、屋根全体としての構造的安定性を保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明はレジャー施設、イベン
ト会場等の多目的ホールあるいは競技場等としてのドー
ム型構造物等に用いられる可動ルーバーを用いたドーム
屋根に関するものである。

【０００２】

【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
等に対処することを目的としている。このような全天候
型のドームとしては、鉄筋コンクリート製の、あるいは
トラスを骨組とするシェル構造、曲げ構造の他、屋根構
造の軽量化を図った空気膜構造（例えば、特開昭６０−
７３９７４号公報参照）、テンション膜構造（例えば、
特開昭６１−１３０５３４号公報参照）、サスペンショ
ン膜構造（例えば、特開昭６２−９９５７３号公報参
照）等、種々の形式の膜構造が採用されている。また、
膜構造では、採光を考慮して半透明の膜材を用いること
が多い。

【０００３】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、解放感を与えたいという要
望から、各種形式の開閉式ドームが開発されている。例
えば、特開昭５９−１２６８３５号公報には中空半球状
のドームにおいて、ドーム本体の頂部に直径方向の帯状
の開口部を形成し、その開口部に開閉自在な蓋体を設け
た構造が開示されている。また、特開昭６１−２７４０
２９号公報にはドーム屋根を径方向にほぼ同一幅で分割
し、曲率半径の異なる複数のアーチ状の可動屋根で構成
し、各可動屋根を平行軌道に沿って摺動自在とした構造
が開示されている。

【０００４】さらに、特開平６−１３６８２９号公報に
は、ドーム型構造物の屋根部について、自然光の取り入
れを可能とするとともに、換気性、耐水性、音響性能等
にも優れたドーム型構造物を提供することを目的とし
て、屋根面を多数の羽板で構成し、上下の羽板間に採光
用のルーバーを構成する開口部を形成したルーバー屋根
の構造が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の全天候型ドーム
の場合、開閉式ドームのような自然光や外気を採り入
れ、解放感を与えることは難しい。また、半透明の膜材
を用いた膜構造の場合も、膜材の汚れや破損に対するメ
ンテナンスが面倒である他、膜材は一般に低い吸音特性
しか持っていないため、ドームに良好な音響性能を与え
ることが難しいという問題がある。

【０００６】また、開閉式ドームの場合、規模の大きい
ドームでは、開閉に時間がかかるため、急な雨等、天候
の変化に追従させることができない場合がある。さら
に、屋根の大規模な開閉は、動力に要するランニングコ
ストが大きくなる。また、ドーム屋根を開放すること
で、自然光を取り入れることができるという利点がある
反面、直射光によるまぶしさの問題がある。また、開放
した状態ではドーム内外の音が漏れることで、良好な音
響性能を得ることが困難である。

【０００７】一方、特開平６−１３６８２９号公報記載
のものは、ルーバーの角度を可変とすることで、自然光
の取り入れ（直射光によるまぶしさの解消）や、換気
性、耐水性、音響性能等の面で有利であるが、ルーバー
による開閉パターンの自由度が小さく、また、従来の開
閉式ドームの全開状態ほどの解放感は得られ難い。さら
に、例えば野球場として利用したり、陸上競技場とし
て、特に投てき競技等に利用したい場合、屋根高さによ
っては利用方法が制限されてしまうといった問題もあ
る。

【０００８】本願発明は上述のような従来技術における
課題の解決を図ったものであり、複数の可動ルーバーを
組み込んだ屋根ユニットを用いることで、ルーバー屋根
の利点を維持しつつ、開閉パターンの自由度を増し、施
工性を改善し、さらに季節・天候・用途等に応じて最適
な屋内環境を作り出すことのできるドーム屋根を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明は、固定屋根
部、屋根開口部および複数の開口部屋根ユニットとを有
するドーム屋根において、開口部屋根ユニットに複数の
ルーバーを並列に組み込むとともに、ルーバーを軸回り
に回転させるための駆動装置を設けたものである。この
駆動（回転）装置は、ルーバーとの重量バランスを図る
上で、極めて小さい動力で回転を可能としている。

【００１０】開口部屋根ユニットは、可動屋根ユニット
として屋根面に沿って移動可能な構成とすることで（請
求項２に対応）、屋根開口部における大規模な開閉を行
うことができ、その場合、駆動機構に関しては従来知ら
れている種々の機構を適用することができる。

【００１１】請求項３は、請求項２に係る発明につい
て、可動屋根ユニットの移動機構の一つを限定したもの
であり、屋根開口部の開口形状を矩形とし、その対向す
る２辺に位置する固定支持梁間に複数の開口部メインビ
ームを架設し、これらの開口部メインビームに沿って可
動屋根ユニットを走行させる場合である。なお、この場
合、可動屋根ユニットは開口部においては開口部メイン
ビームに沿って移動し、徐々に固定屋根部に重なる形で
そのまま屋根面に設けた走行路等に沿って移動して行
く。

【００１２】請求項４は、上述のルーバーの開閉と可動
屋根ユニットの移動による開閉の２段階の開閉に加え、
さらに開口部メインビームの両端を、開口部において対
向する２辺の固定支持梁に沿って平行移動させることに
より、３段階の開閉を可能とする場合を限定したもので
ある。開口部メインビームの移動を必要とする状況とし
ては、例えば投てき競技や野球を行う場合等である。た
だし、強風時等には開口部に間隔をおいて開口部メイン
ビームが位置することで、屋根の骨組全体としての構造
的安定性が高まる。

【００１３】ルーバーは隣り合うルーバーの羽板間に細
長い開口を形成するものであるが、駆動装置を用いて軸
回りに回転させることで、羽板の角度を変化させ、開口
面積や光、風等の侵入方向を変化させ、また隣り合うル
ーバーの羽板の端部どうしを合わせることで、開口を閉
じることもできる。

【００１４】なお、全ての開口部屋根ユニットまたは可
動屋根ユニットにルーバーを組み込む場合に限らず、一
部の開口部屋根ユニットまたは可動屋根ユニットのみに
ルーバーを組み込む場合もあり得る。

【００１５】請求項５は、このような軸回りの回転によ
る開閉を行うルーバーの構造の一つを限定したものであ
り、ルーバーが、駆動装置によって回転する回転シャフ
トと、この回転シャフトの一側に設けられ外表面が凹面
の形状をなす透光性のある羽板と、回転シャフトおよび
羽板の長手方向に間隔をおいて配置した補強リブとから
なる場合である。

【００１６】羽板部分の材料については、一例として透
光率３０％程度としたポリカーボネート板等が考えられ
るが、合成樹脂製、金属製等、特に限定する必要はな
い。

【００１７】

【実施例】次に、図示した実施例について説明する。な
お、以下に述べる実施例は開口部屋根ユニットが屋根面
に沿って移動する可動屋根ユニットの場合の実施例であ
り、開口部屋根ユニットが固定式の場合は、屋根ユニッ
トとしての移動機構は必要なくなる。

【００１８】図１(a) 〜(c) は本願発明のドーム屋根の
一実施例における屋根部分の３段階の開閉状態を示した
平面図であり、図２(a) 〜(c) はその３段階の開閉状態
を鉛直断面図として概念的に示したものである。

【００１９】本実施例は、天井高さが約３５ｍで、中央
に１００ｍ×１８０ｍの開閉式の屋根開口部を有するド
ーム型構造物の屋根であって、１対のメインアーチ１０
と、サスペンションケーブル、ステイケーブル、ハンガ
ーケーブル等によって、屋根部分の骨組を吊り支持する
サスペンション構造を想定している（図１、図２では、
サスペンションケーブル、ステイケーブル、ハンガーケ
ーブル等の図示を省略している）。

【００２０】屋根周辺部は鉄骨骨組の上に四フッ化エチ
レン等の膜材を取り付けた固定屋根部１を構成してお
り、その内側に長方形の開口部２を形成している。この
開口部２は、図１中、左右方向の中心軸に対し、両側に
それぞれ５ユニット、合計１０ユニット配置した可動屋
根ユニット３によって覆われる。

【００２１】図３は、可動屋根ユニット３に組み込まれ
る単一のルーバー４の構造を示したもので、駆動装置に
よって回転する回転シャフト４ｂと、その一側に設けら
れ外表面が凹面の形状をなす透光性のある羽板４ｂと、
プロペラ形の補強リブ４ｃとからなる。

【００２２】本実施例におけるルーバー４の羽板は、透
光率３０％のポリカーボネート板からなり、１枚の羽板
４ａのカバーする範囲は幅６ｍ、長さ４５ｍである。ま
た、補強リブ４ｃは４．５ｍピッチで入り、プレストレ
スを導入したケーブル４ｄで補強されている。

【００２３】ルーバー４は隣り合うルーバー４の羽板４
ａ間に細長い開口を形成し、駆動装置で軸回りに回転さ
せることで、羽板４ａの角度を変化させ、開口面積や
光、風等の侵入方向を変化させることができる。この制
御については、他のルーバー４と回転速度・角度等を同
調させて行うことができる。

【００２４】１つの可動屋根ユニット３は、図４の分解
斜視図に示すように、並列に配置した５枚のルーバー４
を１セットとして、その外部を駆動装置としての軸回転
装置（図示せず）を組み込んだボックスフレーム３ａで
囲んだものである。ボックスフレーム３ａは移動時の変
形が少なくなるように鉛直剛性と水平剛性を確保する。

【００２５】この可動屋根ユニット３は、開口部２にお
いては、対向する２辺に位置する固定支持梁５ａ間に複
数配置（短スパン方向）したトラス構造の開口部メイン
ビーム６に沿って移動し、固定支持梁５ａと後述する開
口部メインビーム６の移動のための走行ガーダー７の間
を抜けて、固定屋根部１の鉄骨骨組間のスペースに収納
される。

【００２６】図５は、開口部メインビーム６と走行ガー
ダー７および可動屋根ユニット３の関係を示したもの
で、可動屋根ユニット３を固定屋根部１側へ移動させた
後、開口部メインビーム６を固定支持梁５ａ上に敷設し
た走行ガーダー７に沿って平行移動させることができ
る。ただし、強風時等には開口部メインビーム６を開口
部２に残し、屋根の骨組全体としての構造的安定を図
る。

【００２７】次に、図１および図２に基づいて、開閉の
基本パターンを説明する。

【００２８】(1) 全閉 図１(a) において、各ルーバー４の羽板の角度を上向き
に固定することで、全閉の状態とすることができる。

【００２９】(2) ルーバー４の回転 図１(a) の状態で、プログラミングに従い、自動的にル
ーバー４の回転を行うことによって、直射日光や自然換
気のコントロールを行うことができる（図２(a) 参
照）。

【００３０】(3) 可動屋根ユニット３開放 可動屋根ユニット３を固定屋根部１側へ移動させ、収納
することで、開口部２が開放される（図１(b) 、図２
(b) 参照）。この状態では、開口部２に開口部メインビ
ーム６が残っている。この場合、開口部メインビーム６
が屋根全体の構造安定に寄与し、多少の強風にも耐えら
れる。

【００３１】(4) 全開 開口部メインビーム６を固定支持梁５ａに沿って、左右
に平行移動させることで、開口部２上に障害となるもの
が全てなくなり全開状態となる（図１(c) 、図２(c) 参
照）。

【００３２】次に、図６に基づいて、季節・天候状態等
に応じた換気方法の一例を説明する。

【００３３】(1) 雨天・有風→ルーバー４閉 ドーム側壁２０に設けた下部開口２１から流入する新鮮
な空気が、観客席上部の汚れた空気をサイドスリット２
２に押し上げ、プレーヤーや観客にとって必要な新鮮空
気量を十分に確保する。

【００３４】(2) 冬期→ルーバー４、サイドスリット２
２、下部開口２１を全て閉 保温効果が高まる。

【００３５】(3) 晴天・有風→ルーバー４回転 ルーバー４の羽板の角度を変えることで、強風時等にも
ドーム内への通風を制御し、競技と観戦に最適な環境を
提供する。

【００３６】屋根の開閉パターンによって、ドーム内の
通風効果を促進する。例えば、真夏の有風時には、風下
側のルーバーのみを開いて通風を促進し、内部の体感温
度を降下させる。

【００３７】(4) 晴天・無風→ルーバー４開 サイドスリット２２を開き、屋根面に溜まった熱気を有
効に排出する。屋根材取付面からの不快な輻射熱を除去
する。

【００３８】図７は、閉鎖状態の屋根面における雨仕舞
いのための構造の一例を示したもので、それぞれ図７
(a) のＢ，Ｃ部分を表した図７(b) ，(c) に示すよう
に、隣り合うルーバー４間および固定屋根部１とルーバ
ー４間に可動フラップ８を用い、屋内への雨水の侵入を
防いでいる。雨水はルーバー４の勾配を利用して屋根の
外周部に集水される。

【００３９】なお、以上述べた実施例における全体およ
び各部材、装置の形状、材質、寸法、数等は、一例を挙
げたものに過ぎず、本願発明はこれによって限定される
ものではない。

【００４０】

【発明の効果】 屋根開口部が可動式のルーバーで覆われることで、
その角度調整により直射光を遮りつつ、構造物内部に自
然光を最大限に取り入れたり、屋内の照度分布の均一化
を図ったり、自然換気を最大限に利用し、機械換気や空
調を最小限に抑え、ランニングコストの低減を図れる、
さらに膜屋根等に比べ音響性能の面で有利であるといっ
た利点がある他、屋根ユニットとして施工性の向上、ル
ーバー開閉における制御機構の単純化、メンテナンスの
容易化等が図れる。

【００４１】 本願の請求項２に係る発明において
は、ルーバーの開閉に加え、ルーバーを組み込んだ可動
屋根ユニットの移動による２段階の開閉を可能とするこ
とで、開閉パターンの自由度が大きくなる。

【００４２】 本願の請求項３に係る発明において
は、開口部メインビームが可動屋根ユニットの走行路と
して機能する他、開口部メインビームによって強風時等
における屋根構造全体の安定性が高まるといった利点が
ある。

【００４３】 本願の請求項４に係る発明において
は、上述のルーバーの開閉と可動屋根ユニットの移動に
よる開閉に加え、さらに開口部メインビームの平行移動
による３段階の開閉が可能であることから、開閉パター
ンの自由度がさらに大きく、季節・時間・天候・用途等
に応じて最適な環境状態を作り出すことができる。

【００４４】 羽板の形状や角度を適切に与えること
で、雨水の侵入を防ぐことができ、必要に応じ透光性の
板材や膜材を開口部の閉塞に用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (a) 〜(c) は本願発明の可動ルーバーを用い
たドーム屋根の一実施例における屋根部分の３段階の開
閉状態を示した平面図である。

【図２】 (a) 〜(c) は上記実施例における屋根部分の
３段階の開閉状態を概念的に示した鉛直断面図である。

【図３】 (a) は単一のルーバーの構造を示す軸方向と
直角な断面図、(b)は軸方向と直角な方向から見た正面
図である。

【図４】 可動屋根ユニットの構造と、移動方向を示す
分解斜視図である。

【図５】 開口部メインビームと走行ガーダーおよび可
動屋根ユニットの位置関係を示す鉛直断面図である。

【図６】 (a) 〜(c) は季節・天候状態に応じた換気方
法を説明するための概略的な鉛直断面図である。

【図７】 屋根面における雨仕舞いの説明図であり、
(a) はルーバーと開口部メインビームの位置関係を示す
鉛直断面図、(b) は(a) のＢ部分の雨仕舞いのための構
造の一例を示す断面図、(c) は(a) のＣ部分の雨仕舞い
のための構造の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…固定屋根部、２…屋根開口部、３…可動屋根ユニッ
ト、３ａ…ボックスフレーム、４…ルーバー、４ａ…羽
板、４ｂ…回転シャフト、４ｃ…補強リブ、４ｄ…ケー
ブル、５ａ，５ｂ…固定支持梁、６…開口部（可動）メ
インビーム、７…走行ガーダー、８…可動フラップ、１
０…メインアーチ、１１…サスペンションケーブル、１
２…ステイケーブル、１３…ハンガーケーブル、２０…
ドーム側壁、２１…下部開口、２２…サイドスリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫原 健一 大阪市中央区北久宝町３丁目６番１号 株 式会社鴻池組大阪本店内 (72)発明者 松本 隆 大阪市中央区北久宝町３丁目６番１号 株 式会社鴻池組大阪本店内 (72)発明者 ジョン バチェラ 東京都千代田区一番町14番地 オブ・アラ ップ・アンド・パートナーズ・ジャパン・ リミテッド内 (72)発明者 近藤 一雄 大阪市中央区伏見町４丁目４番10号 株式 会社東畑建築事務所内 (72)発明者 河原 省三 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定屋根部と、屋根開口部と、前記屋根
   開口部を覆う複数の開口部屋根ユニットとを有するドー
   ム屋根において、前記開口部屋根ユニットに複数のルー
   バーを並列に組み込むとともに、前記ルーバーを軸回り
   に回転させるための駆動装置を設けたことを特徴とする
   可動ルーバーを用いたドーム屋根。
2. 【請求項２】 前記開口部屋根ユニットは、屋根面に沿
   って移動可能な可動屋根ユニットとして構成されている
   請求項１記載の可動ルーバーを用いたドーム屋根。
3. 【請求項３】 前記屋根開口部が矩形であり、矩形の開
   口部の対向する２辺に位置する固定支持梁間に複数の開
   口部メインビームが架設され、前記可動屋根ユニットを
   前記開口部メインビームに沿って走行可能とした請求項
   ２記載の可動ルーバーを用いたドーム屋根。
4. 【請求項４】 前記開口部メインビームの両端を、前記
   対向する２辺に位置する固定支持梁に沿って平行移動可
   能とした請求項３記載の可動ルーバーを用いたドーム屋
   根。
5. 【請求項５】 前記ルーバーは、前記駆動装置によって
   回転する回転シャフトと、前記回転シャフトの一側に設
   けられ外表面が凹面の形状をなす透光性のある羽板と、
   前記回転シャフトおよび羽板の長手方向に間隔をおいて
   配置した補強リブとからなる請求項１または２記載の可
   動ルーバーを用いたドーム屋根。