(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長スパンの屋根を支える屋根支承部材の長手方向の両端下部に取付けられた連結部を介して支えて往復移動し、前記長スパンの屋根を前記屋根支承部材を介して開閉する開閉式屋根支承装置において、前記連結部に取付けられた球面軸受と、この球面軸受に嵌挿され、前記屋根の開閉方向と直交する向きの水平な屋根支承軸と、この屋根支承軸を摺動可能に支持し、前記屋根の移動方向と平行なレールを転動する走行車輪を備えると共に、前記屋根の移動方向と平行な案内レールを転動する水平車輪を備えた走行台車と、この走行台車に設けられ、水平方向の荷重を緩衝するダンパーとばねとからなる水平荷重緩衝手段と、前記屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とを連結する連結部材とからなることを特徴とする開閉式屋根支承装置。
【請求項２】
長スパンの屋根を支える屋根支承部材の長手方向の両端下部に取付けられた連結部を介して支えて往復移動し、前記長スパンの屋根を前記屋根支承部材を介して開閉する開閉式屋根支承装置において、前記連結部に取付けられた球面軸受と、この球面軸受に嵌挿され、前記屋根の開閉方向と直交する向きの水平な屋根支承軸と、この屋根支承軸を摺動可能に支持し、前記屋根の移動方向と平行なレールを転動する走行車輪を備えると共に、前記屋根の移動方向と平行な案内レールを転動する水平車輪を備えた走行台車と、この走行台車に設けられ、この走行台車の浮上がりを防止する浮上がり防止手段と、同じくこの走行台車に設けられ、水平方向の荷重を緩衝するダンパーとばねとからなる水平荷重緩衝手段と、前記屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とを連結する連結部材とからなることを特徴とする開閉式屋根支承装置。
【請求項３】
前記水平車輪の転動面の幅方向の中心をとおる水平車輪幅中心線と、前記屋根支持軸の径方向の中心をとおる支持軸中心線と、前記水平荷重緩衝手段の荷重負荷中心線とが同一水平面上に位置するように、これら水平車輪と屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とが配置されてなることを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の開閉式屋根支承装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長スパンの屋根を開閉する開閉式屋根支承装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スタジアム等における長スパンの屋根を開閉するための開閉式屋根支承装置としては、例えば特許第２５７８０８８号（特開平２−１７８４５４号）公報や特開平６−２７２３４８号公報に開示されてなるものが公知である。以下、これら従来例１または従来例２の概要を、これらの公報に記載されている同一名称並びに同一符号を以て説明する。
【０００３】
先ず、従来例１に係る特許第２５７８０８８号公報に開示されてなる「開閉式屋根における鉄骨トラスの支承装置」は、開閉隙屋根を支える鉄骨トラストの移動機構付近を示す図の図５（ａ）と、可動支承の詳細を示す図の図５（ｂ）とに示すように構成されている。即ち、この支承装置は、図５（ａ）に示すように、鉄骨トラス１の一端側が固定支承２により固定される一方、他端側が後述する構成になる可動支承４により支持されている。
【０００４】
前記可動支承４は、図５（ｂ）に示すように、鉄骨トラス１の基部１ｂを支持する支持板１３の上に基部１ｂが係合する突起１４が設けられている。また、支持板１３の下側にラック５に固定されるケーシング１５の基板１６が設けられると共に、支持板１３には下方に延び、基板１６との間に間隔を持つ取付け腕１７が設けられている。この取付け腕１７には間隔を開けた多数の薄板１８が積層して設けられると共に、ケーシング１５にブタン系高分子化合物１９が充満されることにより速度比例型粘性ダンパーが構成されている。
【０００５】
つまり、この従来例１に係る開閉式屋根における鉄骨トラスの支承装置は、長時間をかけた緩速度では粘性体であるブタン系高分子化合物１９の粘性せん断力の値が著しく小さいという性質を利用して、長時間をかけた緩速度での変位を許容する一方、地震時においては、地震振動が極めて短時間で高速で、他端の可動支承４として速度比例型粘性ダンパーにおけるブタン系高分子化合物１９の粘性せん断力の値が著しく大きくなるため鉄骨トラス１の他端における長手方向の変位を許容しないようにして、両側を固定支承２と同様に働かせ、地震力を鉄骨トラス１の両端で１／２ずつ負担させることによって耐震安全性を高めるものである。
【０００６】
次に、従来例２に係る「大型開閉屋根駆動装置」は、その側面図の図６（ａ）と、図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図の図６（ｂ）とに示すように構成されている。即ち、走行レール５を転動する走行車輪９、および走行レール６を転動する水平車輪１０を備えた一端側の従動台車７ｂの架台１１と屋根下部架構１３の架構基部１４との結合部を、下側摺動金物１５と上側摺動金物１６との嵌合により構成すると共に、下側摺動金物１５の両側に一対の両ロッドタイプの油圧シリンダ１７が配設されている。そして、この油圧シリンダ１７の両ロッドの先端が架構基部１４の下面部に当接するようになっている。勿論、この従動台車７ｂ側であって、かつこの従動台車７ｂの走行方向の前後方向の所定距離はなれた位置にはモーター、減速機により走行する図示しない駆動台車が設けられており、他端側も同様である。
【０００７】
従って、この従来例２に係る大型開閉屋根駆動装置によれば、温度応力による屋根下部架構１３の走行方向に対し直角方向の水平変位によって温度荷重が生じても、架台１１と架構基部１４との結合部における下側摺動金物１５と上側摺動金物１６との摺動によって、温度応力による水平変位量が逃がされるので、従動台車７ｂに温度荷重の作用が回避される。
【０００８】
また、前記下側摺動金物１５と上側摺動金物１６との摺動方向の地震が発生した場合には、これら摺動金物１５，１６のみによって地震力に対向することができず、他端側の一体剛結構造の駆動台車側から荷重が伝達されることとなり、一端側の駆動台車と、従動台車７ｂだけが大きな地震力を負担することになるが、油圧シリンダ１７に地震力に対して抵抗できるダンパー機能を付与しておくことによって、一端側の駆動台車と従動台車７ｂだけで大きな地震力を負担することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、長スパンの開閉式屋根を支える鉄骨トラス、または架構の支承装置が、下記のような構成になっていると、鉄骨トラスに発生する応力または変形を小さくすることができるので、鉄骨トラスの構成部材の重量を軽減することを可能ならしめる効果が得られることが知られている。
（１）  温度および施工誤差による支承部の変位が自由な構成になっている。
（２）  地震力はダンパーを介して伝達させる構成になっている。
（３）  積雪および風による支承部の変位を規制できる構成になっている。
【００１０】
ところが、上記従来例１に係る開閉式屋根における鉄骨トラスの支承装置または従来例２に係る大型開閉屋根駆動装置では、積雪および風による支承部の変位が自由となるため、屋根鉄骨トラスの変形が大きくなり、仕上材が破損したり、開閉屋根と固定屋根、あるいは上屋根と下屋根とが衝突する可能性がある。従って、変形を小さくするためには、屋根鉄骨部材を大きくする必要があり、鉄骨重量の増加につながるという解決すべき課題がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、温度および施工誤差による支承部の変位を許容し、かつ地震力を緩衝するだけでなく、積雪および風による支承部の変位を規制することを可能ならしめる開閉式屋根支承装置をすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る開閉式屋根支承装置が採用した手段は、長スパンの屋根を支える屋根支承部材の長手方向の両端下部に取付けられた連結部を介して支えて往復移動し、前記長スパンの屋根を前記屋根支承部材を介して開閉する開閉式屋根支承装置において、前記連結部に取付けられた球面軸受と、この球面軸受に嵌挿され、前記屋根の開閉方向と直交する向きの水平な屋根支承軸と、この屋根支承軸を摺動可能に支持し、前記屋根の移動方向と平行なレールを転動する車輪を備えると共に、前記屋根の移動方向と平行な案内レールを転動する水平車輪を備えた走行台車と、この走行台車に設けられ、水平方向の荷重を緩衝するダンパーとばねとからなる水平荷重緩衝手段と、前記屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とを連結する連結部材とからなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項２に係る開閉式屋根支承装置が採用した手段は、長スパンの屋根を支える屋根支承部材の長手方向の両端下部に取付けられた連結部を介して支えて往復移動し、前記長スパンの屋根を前記屋根支承部材を介して開閉する開閉式屋根支承装置において、前記連結部に取付けられた球面軸受と、この球面軸受に嵌挿され、前記屋根の開閉方向と直交する向きの水平な屋根支承軸と、この屋根支承軸を摺動可能に支持し、前記屋根の移動方向と平行なレールを転動する走行車輪を備えると共に、前記屋根の移動方向と平行な案内レールを転動する水平車輪を備えた走行台車と、この走行台車に設けられ、この走行台車の浮上がりを防止する浮上がり防止手段と、同じくこの走行台車に設けられ、水平方向の荷重を緩衝するダンパーとばねとからなる水平荷重緩衝手段と、前記屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とを連結する連結部材とからなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項３に係る開閉式屋根支承装置が採用した手段は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の開閉式屋根支承装置において、前記水平車輪の転動面の幅方向の中心をとおる水平車輪幅中心線と、前記屋根支持軸の径方向の中心をとおる支持軸中心線と、前記水平荷重緩衝手段の荷重負荷中心線とが同一水平面上に位置するように、これら水平車輪と屋根支承軸と水平荷重緩衝手段とが配置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る開閉式屋根支承装置の構成を、その側面図の図１と、その平面図の図２と、図１のＡ−Ａ線断面図の図３と、図１のＢ−Ｂ線断面図の図４とを順次参照しながら説明する。但し、屋根を支える屋根支持部材の長手方向の両端下部を支える開閉式屋根支承装置のうち一端側の開閉式屋根支承装置のみを取り上げて説明し、他端側の開閉式屋根支承装置については同構成であるから、他端側の開閉式屋根支承装置に係る説明については割愛する。
【００１６】
先ず、本実施の形態に係る開閉式屋根支承装置１の概要を説明すると、長スパンの図示しない屋根支える屋根支持部材である鉄骨トラス１０の長手方向の下部に取付けられた連結部２に取付けられた球面軸受２１と、この球面軸受２１に嵌挿された水平な後述する屋根支持軸３と、この屋根支持軸３を摺動可能に支持し、走行車輪４３と水平車輪４４とを備えた後述する走行台車４と、この走行台車４に設けられ、ダンパー５１とばね５２とからなり、水平方向の荷重を緩衝する後述する構成になる水平荷重緩衝手段５と、前記屋根支持軸３と水平荷重緩衝手段５との水平車輪４４の反対側同士を連結する連結部材である連結フレーム６とから構成されている。
【００１７】
前記走行台車４の台車フレーム４１の上には、所定の間隔を隔てて２つのスライド軸受４２が固着されており、これら２つのスライド軸受４２に、軸受嵌合３１と、この軸受嵌合軸３１に外装される円筒状の軸受押さえ金具３２とからなる屋根支持軸３が嵌挿されることにより、この屋根支持軸３はその長手方向に往復摺動し得るようになっている。そして、前記球面軸受２１は、軸受嵌合軸３１に外装されると共に、前記軸受押さえ金具３２，３２によって、これら２つのスライド軸受４２の間の位置に固定されている。
【００１８】
前記走行台車４の台車フレーム４１の下部には、下方に延びる二股状の走行車輪取付部４１ａが設けられており、この走行車輪取付部４１ａ下端部付近に、横断断面がエの字状で、かつ屋根の移動方向と水平な向きに設けられたレール受梁７の上面に敷設されてなるレール７１の水平転動面を転動する走行車輪４３が設けられている。また、前記台車フレーム４１の一側には、一対の水平車輪支持部４１ｂが水平に突出しており、その先端部のそれぞれに、同じく屋根の移動方向と平行な向きで、かつ前記レール７１と所定の間隔を隔てて平行に敷設されてなる案内レール８１を転動する水平車輪４４が設けられている。
【００１９】
前記案内レール８１は、横断断面が横長Ｈ型の形状をした案内レール受梁８の一対の垂直部材の相対する面のそれぞれに敷設されており、この案内レール８１の垂直な転動面を転動する水平車輪４４によって、走行台車４に水平方向の力が作用しても、前記走行台車４の走行車輪４３がレール７１から脱輪することがないように構成されている。
【００２０】
また、前記水平車輪支持部４１ｂの水平車輪４４の取付位置よりも基端側であって、かつ上下位置に前記案内レール受梁８の走行台車４側の垂直部材の上・下の水平な端面を転動するガイドローラ４５が設けられると共に、前記走行車輪取付部４１ａの下端には、前記レール受梁７の上部水平部材の先端部下面よりも垂直部材側に突出する浮上がり防止手段である浮上がり防止板４６が設けられている。これにより、走行台車４に上向きの力が作用して、この走行台車４が浮き上がろうとしても、その浮き上がりが防止される。従って、地震の発生時に突き上げ力が作用したとしても、走行台車４の走行車輪４３がレール７１から脱輪するような恐れが少なくなる。
【００２１】
さらに、この走行台車４の台車フレームの上であって、かつ前記屋根支持軸３を挟む両側に、周知の構成になるダンパー５１が屋根支持軸３と平行に配設されると共に、これらダンパー５１の外側の両側にばね５２が、同じく屋根支持軸３と平行に配設されており、これら一対ずつのダンパー５１とばね５２とにより、水平方向の荷重を緩衝する水平荷重緩衝手段５が形成されている。さらに、これら一対ずつのダンパー５１、ばね５２および屋根支持軸３の水平車輪４４の反対側同士に連結フレーム６が連結ピンにより連結されている。つまり、前記屋根支持軸３に球面軸受２１から水平方向の力が作用すると、この水平方向の力はダンパー５１、ばね５２を介して走行台車４に伝達されるように構成されている。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、上記のとおり、ダンパー５１，５１の外側の両側にばね５２が配設されているが、これとは逆に、ばね５２，５２を屋根支持軸３側寄りに配設すると共に、これらばね５２の外側の両側にダンパー５１を配設してなる構成にしても良い。
【００２３】
さらに、図３および４から良く理解されるように、前記水平車輪４４の転動面の幅方向の中心をとおる水平車輪幅中心線と、前記屋根支持軸３の径方向の中心をとおる支持軸中心線と、前記水平荷重緩衝手段５の荷重負荷中心線とが同一平面上に位置するように、これら水平車輪４４と屋根支持軸３と水平荷重緩衝手段５とが配置されている。
【００２４】
以下、本実施の形態に係る開閉式屋根支承装置１における屋根からの荷重の伝達経路について説明すると、先ず垂直荷重の場合には、屋根、鉄骨トラス１０、連結部２、球面軸受２１、屋根支持軸３、スライド軸受４２、台車フレーム４１、走行台車４３、レール７１、レール受梁７およびこのレール受梁７を支える図示しない建築物のキールアーチの順に伝達される。また、水平荷重の場合には、屋根、鉄骨トラス１０、連結部２、球面軸受２１、屋根支持軸３、連結フレーム６、水平荷重緩衝手段（ダンパー５１、ばね５２）、台車フレーム４１、水平車輪４４、案内レール８１、案内レール受梁８およびこの案内レール受梁８を支える図示しない建築物のキールアーチの順に伝達される。
【００２５】
屋根からの垂直荷重と水平荷重とは、それぞれ上記のような経路を経て伝達されるが、本実施例の形態に係る開閉式屋根支承装置１によれば、上記のとおり、鉄骨トラス１０は球面軸受２１を介して屋根支持軸３に支持されていて、垂直方向が規制されると共に、走行方向および走行方向と直交する方向の回転を許容するので、温度および施工誤差による変位を効果的に吸収することができる。
【００２６】
また、水平荷重緩衝手段５は一対ずつのダンパー５１とばね５２とによって構成されていて、地震力のように高速度の変位に対しては主としてダンパー５１が働く一方、温度応力、積雪および風荷重のように低速の変位に対しては主としてばね５２が働くから、積雪および風による支承部の変位が自由で、鉄骨トラスの応力が大きくなるが故に、鉄骨トラスの部材を大きくしなければならない従来例１または２に比較して、鉄骨トラスの部材を小さくすることができ、その軽量化に大いに寄与することができるという効果がある。
【００２７】
さらに、上記のとおり、水平車輪４４の転動面の幅方向の中心をとおる水平車輪幅中心線と、前記屋根支持軸３の径方向の中心をとおる支持軸中心線と、前記水平荷重緩衝手段５の荷重負荷中心線とが同一平面上に位置するように配置されていて、屋根支持軸３に球面軸受２１から水平方向の力が作用すると、この力はダンパー５１、ばね５２を介して走行台車４、水平車輪４４に一直線上に力が伝達され、走行台車４に偏荷重やモーメントが作用しないため、走行台車４の構成部材の強度を低強度にすることができ、走行台車４の重量減に寄与することができるという効果がある。
【００２８】
ところで、上記実施の形態に係る開閉式屋根支承装置１においては、屋根を支える鉄骨トラス１０の長手方向の両端下部を支える開閉式屋根支承装置１の何れにも、ダンパー５１とばね５２とからなる水平荷重緩衝手段５が設けられている場合を例として説明した。
しかしながら、従来例１の場合と同様に、鉄骨トラス１０の長手方向の両端下部を支える開閉式屋根支承装置のうち、何れか一方の開閉式屋根支承装置１にダンパー５１とばね５２とからなる水平荷重緩衝手段５が設けられていれば良いものである。
【００２９】
また、上記実施の形態に係る開閉式屋根支承装置は、本発明の具体例に過ぎず、例えばダンパーとしてはオイルダンパー、好ましくは粘性ダンパーとしてゴム等を、ばねとしては皿ばね、コイルばね等を使用することができる。従って、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１乃至３に係る開閉式屋根支承装置によれば、屋根支持部材は球面軸受を介して屋根支持軸に支持されていて、垂直方向が規制されると共に、走行方向および走行方向と直交する方向の回転を許容するので、温度および施工誤差による変位を効果的に吸収することができる。また、水平荷重緩衝手段はダンパーとばねとによって構成されていて、地震力のように高速度の変位に対しては主としてダンパーが働く一方、温度応力、積雪および風荷重のように低速の変位に対しては主としてばねが働くから、積雪および風による支承部の変位が自由で、屋根支持部材の変形が大きくなるが故に、屋根支持部材の部材を大きくしなければならない従来例１または２に比較して、屋根支持部材の部材を小さくすることができ、その軽量化に大いに寄与することができるという効果がある。
【００３１】
また、本発明の請求項２に係る開閉式屋根支承装置によれば、走行台車に、この走行台車の浮上がりを防止する浮上がり防止手段が設けられているため、走行台車に上向きの力が作用しても、その浮上がりが防止される。従って、地震の発生時に突き上げ力が作用したとしても、走行台車の走行車輪がレールから脱輪するような恐れが少なくなるという効果がある。また、本発明の請求項３に係る開閉式屋根支承装置によれば、水平車輪の転動面の幅方向の中心をとおる水平車輪幅中心線と、前記屋根支持軸の径方向の中心をとおる支持軸中心線と、前記水平荷重緩衝手段の荷重負荷中心線とが同一平面上に位置するように配置されていて、屋根支持軸に球面軸受から水平方向の力が作用すると、この力はダンパー、ばねを介して走行台車から水平車輪に一直線上に伝達され、走行台車に偏荷重やモーメントが作用しないため、走行台車の構成部材の強度を低強度にすることができ、走行台車の重量減に寄与することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る開閉式屋根支承装置の側面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る開閉式屋根支承装置の平面図である。
【図３】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】  従来例１に係り、図５（ａ）は開閉式屋根を支える鉄骨トラスの移動機構付近を示す図、図５（ｂ）は可動支承の詳細を示す図である。
【図６】  従来例２に係り、図６（ａ）は大型開閉屋根駆動装置の側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１…開閉式屋根支承装置
２…連結部，２１…球面軸受
３…屋根支持軸，３１…軸受嵌合軸，３２…軸受押さえ金具
４…走行台車，４１…台車フレーム，４１ａ…走行車輪，４１ｂ…水平車輪取付部，４２…スライド軸受，４３…走行車輪，４４…水平車輪，４５…ガイドローラ，４６…浮上がり防止板
５…水平荷重緩衝手段，５１…ダンパー，５２…ばね
６…連結フレーム
７…レール受梁，７１…レール
８…案内レール受梁，８１…案内レール
１０…鉄骨トラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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