(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱部材と、屋根部材と、屋根部材に渡して形成される梁部材とを有する屋根ユニットを複数備え、これら複数の屋根ユニットをそれぞれ移動可能に支持して順次隣接するものの内部に収納自在にした開閉屋根構造において、
隣接する前記屋根ユニット間で前記柱部材及び梁部材を共用すると共に、前記梁部材を当該屋根部材の上側に設けたことを特徴とする開閉屋根構造。
【請求項２】
前記屋根ユニットは、複数のものが一方向に入れ子状になっていることを特徴とする請求項１に記載の開閉屋根構造。
【請求項３】
前記屋根ユニットは、複数のものが双方向に入れ子状になっていることを特徴とする請求項１に記載の開閉屋根構造。
【請求項４】
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡される梁部材とからなり、それ自体自立する第１の屋根ユニットと、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡される梁部材とからなる複数の屋根ユニットであって、前記第１の屋根ユニット又は当該屋根ユニットに隣接する屋根ユニットと柱部材及び梁部材を共用する第２の屋根ユニットとからなり、
前記第１の屋根ユニット及び前記複数の第２の屋根ユニットが入れ子状に収納可能であり、しかも前記第２の屋根ユニットの屋根部材の端に渡される梁部材が前記屋根部材の上面に設けられていることを特徴とする開閉屋根構造。
【請求項５】
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡された梁部材とを有し、レール上を自立して移動可能な第１の屋根ユニットと、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡された梁部材とからなり、前記レール上を移動可能となっている複数の第２の屋根ユニットとからなり、
前記第２の屋根ユニットの前記第１の屋根ユニット側の端部と前記第１の屋根ユニットの屋根部材又は前記第１の屋根ユニット側に隣接する他の第２の屋根ユニットの屋根部材との間には、屋根ユニット同士の相対的移動を案内し、かつ荷重を伝達する案内支持手段が設けられ、
前記第２の屋根ユニットの前記梁部材は、前記屋根部材の上面に設けられ、
更に、前記第１の屋根ユニット及び各第２の屋根ユニットには、当該屋根ユニットを引き出した状態及び収納した状態でその位置に固定するためのロック手段が具えられていることを特徴とする開閉屋根構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多目的競技場等に用いられる収納形の開閉屋根構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多目的競技場等に用いられる従来の収納形の開閉屋根構造の一例を図１１、図１２に示す。図１１には従来の開閉屋根構造の全体斜視、図１２には屋根を開いた状態の断面を示してある。
【０００３】
図に示すように、４本の柱部材１と屋根部材２とにより構成される屋根ユニット３が５組備えられている。各屋根ユニット３の柱部材１の下部には台車４がそれぞれ設けられ、台車４は各屋根ユニット３毎に設けられた地上レール５に沿って移動自在となっている。各屋根ユニット３は順次隣接する屋根ユニット３の内部に干渉されることなく収納されるように、順次高さ及び幅が大きく（図１１中左側に向かって）形成されている。
【０００４】
図示の開閉屋根構造では、雨天時等においては、、地上レール５に沿って台車４を移動させ、各屋根ユニット３を隣接させて並設することにより屋根を閉じた状態にする。また、屋外で使用する場合には、地上レール５に沿って台車４を移動させ、各屋根ユニット３を順次隣接する屋根ユニット３内に収納して一番大きな屋根ユニット３の部位に全ての屋根ユニット３を収納することにより屋根を開いた状態にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の開閉屋根構造では、個々の屋根ユニット３間で構造高さ及び構造幅が互いに干渉することなく収納されるためには、図１２に示すように、必要な内部空間幅ｂ×ｈを得るための全体構造物として、大きな構造高さＨ及び内部空間幅ｂに両端の下部構造必要幅ｂｓｕｂ  をそれぞれ加えた構造幅Ｂが必要であった。
【０００６】
また、全体の構造高さＨが大きくなるため、風や地震等水平荷重による転倒モーメントも大きな値になっていた。こうした部材長の増大や転倒モーメントの増加により、結果として構造物の鉄骨重量が増加する要因となっていた。また、台車４の数も屋根ユニット３毎に柱部材１の数（最低４個）が必要になり、駆動機構も各屋根ユニット３毎に必要であった。更に、地上レール５の数も収納時に重なる各屋根ユニット３毎に必要であり、地上レール５の数に応じて必要下部構造スペースも大きくなっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る開閉屋根構造は、柱部材と、屋根部材と、屋根部材に渡して形成される梁部材とを有する屋根ユニットを複数備え、これら複数の屋根ユニットをそれぞれ移動可能に支持して順次隣接するものの内部に収納自在にした開閉屋根構造において、隣接する前記屋根ユニット間で前記柱部材及び梁部材を共用すると共に、前記梁部材を当該屋根部材の上側に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の開閉形屋根構造においては、屋根ユニットを順次引き出すことにより屋根が構築される。この状態では、屋根ユニットの柱部材及び梁部材は隣の屋根ユニットの柱部材と共用されることになる。つまり、屋根ユニットの一端側は自分の柱部材で支え、他方側は隣の屋根ユニットの柱部材で支える如くなるのである。屋根部材を支える梁部材についても同様である。
梁部材は屋根部材の上側に形成されているので、屋根の内側の天井部に邪魔物がなく、内部スペースが大きくなる。
屋根ユニットを順次収納することにより屋根は開放されることになる。全ての屋根ユニットを収納した状態では、最も内側に位置する屋根ユニット以外の屋根ユニットの一端側は自分の柱部材で支持されるが、他端側は、隣接する屋根ユニットを介して最も内側の屋根ユニットで支持されることになる。
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る開閉屋根構造は、前述の屋根構造において、前記屋根ユニットは、複数のものが一方向に入れ子状になっていること、又は、複数のものが双方向に入れ子状になっていることを特徴とするものである。
【００１０】
この開閉屋根構造によれば、屋根を一方向に開閉するものとしたり、両方向に開閉したりするものとすることができる。
【００１１】
上記課題を解決する本発明に係る開閉屋根構造は、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡される梁部材とからなり、それ自体自立する第１の屋根ユニットと、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡される梁部材とからなる複数の屋根ユニットであって、前記第１の屋根ユニット又は当該屋根ユニットに隣接する屋根ユニットと柱部材及び梁部材を共用する第２の屋根ユニットとからなり、
前記第１の屋根ユニット及び前記複数の第２の屋根ユニットが入れ子状に収納可能であり、しかも前記第２の屋根ユニットの屋根部材の端に渡される梁部材が前記屋根部材の上面に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記開閉屋根構造において、第１の屋根ユニットはそれ自体自立するものであり、屋根ユニットを引出した状態では、一端側は自分の柱部材で支持される第２の屋根ユニットの他端側が第１の屋根ユニットの柱部材で支えられることになる。この第２の屋根ユニットに連なる他の第２の屋根ユニットも同様にして支持されることになる。
第２の屋根ユニットの梁部材は屋根部材の上側に形成されているので、屋根の内側の天井部に邪魔物がなく、内部スペースが大きくなる。
全ての屋根ユニットを収納した状態では、第２の屋根ユニットの一端側は自分の柱部材で支持されるが、他端側は、隣接する第２の屋根ユニットを介して最も内側の第１の屋根ユニットで支持されることになる。
【００１３】
上記課題を解決する本発明に係る開閉屋根構造は、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡された梁部材とを有し、レール上を自立して移動可能な第１の屋根ユニットと、
柱部材と、柱部材の上部に構成される屋根部材と、屋根部材に渡された梁部材とからなり、前記レール上を移動可能となっている複数の第２の屋根ユニットとからなり、
前記第２の屋根ユニットの前記第１の屋根ユニット側の端部と前記第１の屋根ユニットの屋根部材又は前記第１の屋根ユニット側に隣接する他の第２の屋根ユニットの屋根部材との間には、屋根ユニット同士の相対的移動を案内し、かつ荷重を伝達する案内支持手段が設けられ、
前記第２の屋根ユニットの前記梁部材は、前記屋根部材の上面に設けられ、
更に、前記第１の屋根ユニット及び各第２の屋根ユニットには、当該屋根ユニットを引き出した状態及び収納した状態でその位置に固定するためのロック手段が具えられていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成の開閉屋根構造によれば、第１の屋根ユニットはそれ自体自立するものであり、屋根ユニットを引き出した状態では、一端側は自分の柱部材で支持される第２の屋根ユニットの他端側がローラを介して第１の屋根ユニットの柱部材で支えられることになる。この第２の屋根ユニットに連なる他の第２の屋根ユニットは他端側は、案内支持手段を介し、隣接する第２の屋根ユニットの柱部材で支持されることになる。
第２の屋根ユニットの梁部材は屋根部材の上側に形成されているので、屋根を閉じたとき、内側の天井部に邪魔物がなく、内部スペースが大きくなる。
全ての屋根ユニットを収納した状態では、各第２の屋根ユニットの一端側は自分の柱部材で支持されるが、他端側は、隣接する第２の屋根ユニットを介して最も内側の第１の屋根ユニットで支持されることになる。
上記のように、屋根ユニット間で部材を共用し、又、各屋根ユニットの柱部材を同一のレール上で移動するようにしたので、屋根構造物全体の寸法が小さくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る開閉屋根構造の実施の形態について説明する。図１には本発明の実施の一形態に係る開閉屋根構造全体の斜視外観を示し、図２には屋根を開いた状態の断面、図３には屋根を開いた状態の構造の概略、図４には屋根を閉じた状態の構造の概略をそれぞれ示してある。
【００１６】
図１及び図３に示すように、一対の柱部材１１と、その上部に構築された屋根部材１４と、屋根部材１４における柱部材１１と反対側の端に構築された梁部材としての梁１２とにより一つのユニット（第２の屋根ユニット）１５が形成されている。梁１２は、屋根部材１４における、隣の屋根ユニット１５と重なる側の上側に設けられている。屋根ユニット１５は４組備えられ、各屋根ユニット１５の柱部材１１の下部には台車１６がそれぞれ設けられ、各台車１６は共通の地上レール１７に沿って移動自在となっている。
【００１７】
隣接する屋根ユニット１５の柱部材１１の高さは順次（図１、３、４中右側に向けて）低くされ、屋根部材１４の他端は隣接する屋根ユニット１５の屋根部材１４の上面部に、案内支持部材である屋根上台車１８及び屋根レール１９を介して移動自在に支持されている。つまり、隣接する屋根ユニット１５間で柱部材１１及び梁１２を共用して隣接する屋根部材１４の荷重をサポートし、屋根部材１４の一般部の構造を必要最小限の小さなトラス構造としているのである。
【００１８】
４本の柱部材２０と屋根部材２１とからなり柱ブレース２２を有する端部屋根ユニット（第１の屋根ユニット）２３が端部の第２の屋根ユニット１５に隣接して設けられ、端部屋根ユニット２３の柱部材２０の高さが一番低く設定されている。この第１の屋根ユニット２３は、屋根部材２１の前後両側端部の下側に梁４１、４２が構築されている。４本の柱部材２０の下部には駆動台車２４がそれぞれ設けられており、駆動台車２４は地上レール１７に沿って移動自在となっている。つまり、端部屋根ユニット２３は、それ自体で自立し、地上レール１７上を移動自在となっているのである。屋根部材２１の上面には隣接する屋根ユニット１５の屋根部材１４が、案内支持手段である屋根上台車１８及び屋根レール１９を介して移動自在に支持されている。屋根台車１８は屋根ユニット１５の屋根部材１４の端部に構成され、屋根レール１９は屋根部材１４又は２１の上面に敷設される。尚、柱部材２０は自立できる構造であればよく、図のように前後２本のものを柱ブレース２２で結合したものに限らず、一体のものなど、自立できるものであればよい。
【００１９】
水平荷重に対する安定性を確保するために、個々の屋根ユニット１５及び端部屋根ユニット２３間の水平力、アップシフトに対する荷重伝達を保障する固定手段２５（例えばロックピン）が屋根上台車１８に設けられている。また、台車１６及び駆動台車２４にも固定手段２６（例えばロックピン）が設けられ、個々の屋根ユニット１５及び端部屋根ユニット２３間の水平力、アップシフトに対する荷重伝達を保障するようになっている。固定手段２５としてロックピンを使用した場合、屋根上台車１８に具えられたロックピンを屋根レール１９側嵌合することにより、屋根上台車１８を屋根レール１９側に固定する構造とされる。同様に、固定手段２６としてロックピンを使用した場合も、台車１６側のロックピンをレール１７側に嵌合して固定する構造とされる。
【００２０】
個々の屋根ユニット１５及び端部屋根ユニット２３を入れ子（テレスコピック）方式として柱面を共通の一面とし（図４参照）、柱部材１１を隣接する屋根ユニット１５と共用する構造としたので、柱の本数が低減でき地上レール１７を片側当たり１本に低減することができる。尚、図４（ａ）  は屋根を全閉にした状態（拡張時）であり、図４（ｂ）  は屋根を全開にした状態（収納時）である。このことから、図２に示すように、必要な内部空間幅ｂ×ｈを得るための全体構造物として、構造高さＨ及び内部空間幅ｂに両端の下部構造必要幅ｂｓｕｂ  をそれぞれ加えた構造幅Ｂは非常にコンパクトになる。
【００２１】
図５に示すように、屋根荷重による地震時水平力をＨＲ１〜ＨＲ５とし、柱荷重による地震時水平力をＨＣ１〜ＨＣ５とする。地震時水平力に対しては、水平剛性を高めるために設けた柱ブレース２２を有する端部屋根ユニット２３にて、台車１６及び駆動台車２４側の固定手段２６を介して水平支点反力ＲＨ５、ＲＨ６及び転倒モーメントの偶力として生じる鉛直支点反力ＲＶ５、ＲＶ６で抵抗することになる。
【００２２】
地震力に対する支点反力の概算値は以下で示される。
【数１】
0003626816.tif 000002
【００２３】
地上レール１７に直交する方向についても同様に固定手段２６により水平力を伝達し、柱及び屋根トラス梁で構成される門型ラーメンにより地震時水平力に抵抗することになる。
【００２４】
上述した開閉屋根構造の使用例として、多目的球技場３１の開閉屋根３２として用いた状況の概略を図６に示す。図６（ａ）  には開閉屋根３２を開いた状態（屋根収納時）の平面視を示してあり、図６（ｂ）  には開閉屋根３２を閉じた状態（屋根拡張時）の平面視を示してある。柱ブレース２２を有する端部屋根ユニット２３には駆動台車２４が設けられ、駆動台車２４の駆動移動によって開閉屋根３２の開閉を行う。
【００２５】
図７には開閉屋根３２を閉じる際における端部屋根ユニット２３及び屋根ユニット１５の移動状況を示してある。
【００２６】
図７▲１▼の状態が収納場所に収納されて屋根が全開にされた状態を示してある。この状態から屋根を全閉にする場合、図７▲２▼から図７▲７▼の順で屋根を閉じる。即ち、図７▲２▼が全体移動の状態で、図７▲３▼から図７▲６▼の順に順次進行方向の後方の屋根ユニット１５が所定位置に達した段階で、駆動台車２４及び台車１６に固定手段２６を作用させると共に、屋根上台車１８に固定手段２５を作用させて固定する。そして、図７▲７▼で屋根が全閉の状態になる。
【００２７】
固定手段２５、２６を固定する順序は、端部屋根ユニット２３及び屋根ユニット１５の屋根上の移動荷重が常に１ユニット分の荷重となるように設定され、移動屋根荷重が直下の屋根構造に及ぼす影響を小さくするようになっている。
【００２８】
図８には開閉屋根３２を開く際における端部屋根ユニット２３及び屋根ユニット１５の移動状況を示してある。図８▲１▼の状態が屋根が全閉にされた状態を示してある。この状態から屋根を全開にする場合、図７▲７▼から図７▲１▼の動作と逆に図８▲１▼から図８▲６▼の順序で開閉屋根３２を収納場所に収納する。
【００２９】
上述した開閉屋根構造では、屋根の構造高さを薄い必要最小限のトラス構造とし、また、柱部材１１を隣接する屋根ユニット１５間で共用する入れ子方式の収納形としているため、全体構造物として構造高さＨ及び内部空間幅ｂに両端の下部構造必要幅ｂｓｕｂ  をそれぞれ加えた構造幅Ｂを大幅に低減することができる。また、部材長が小さくなると共に柱部材１１の本数が少なく部材点数が減るため鉄骨重量が低減できる。
【００３０】
また、全体構造物の構造高さＨを低く抑えることが可能になることから、風や地震等の水平荷重に対する転倒モーメントを小さくすることができ、安定性が向上すると共に台車１６、駆動台車２４の反力を低減することができる。更に、地上レール１７を片側１レールとすることが可能となり、下部構造必要幅ｂｓｕｂ  であるレール専有幅を大幅に低減することが可能になる。
【００３１】
図９、図１０には本発明の他の実施形態例に係る開閉屋根構造を示してある。図示の開閉屋根構造は、二方向から屋根ユニット１５を収納する構造で、中央部の屋根ユニット１５の柱部材２０の高さが高く、端部屋根ユニット２３を両端に備えている。図１０（ａ）  が屋根を全閉にした状態（拡張時）で、図１０（ｂ）  が屋根を全開にした状態（収納時）である。この構造の使用態様の他の例としては、図１０（ｂ）に示す状態で全体を所定の箇所に移動し、そこで中央部部分の二つの第２の屋根ユニット１５を固定し、その状態で他の屋根ユニット１５、２３を引き出すというものも考えられる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る開閉屋根構造よれば、柱部材と、屋根部材と、屋根部材に渡して形成される梁部材とを有する屋根ユニットを複数備え、前記複数の屋根ユニットをそれぞれ移動自在に支持して順次隣接する前記屋根ユニットの内部に収納自在にした開閉屋根構造において、隣接する前記屋根ユニット間で前記柱部材及び梁部材を共用すると共に、前記梁部材を当該屋根部材の上側に設けるものとしたので、以下の効果を奏する。
（１）  全体構造寸法を大幅に小さくすることができる。
（２）  部材長及び柱の数が減少するために、鉄骨重量が低減できる。
（３）  全体構造高さを低く抑えることができることから、地震力等の水平力に対する転倒モーメントを小さくすることができ、、安定性が向上する。
（４）  上記（２），（３）  の結果により、台車反力を低減できる。
（５）  レールを片側１レールとすることが可能になり、下部構造の専有スペースを大幅に低減することができる。
（６）  梁部材を屋根部材の上側に構築するので、屋根内側の天井部に邪魔な物がなくなり、内部空間を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る開閉屋根構造全体の斜視外観図である。
【図２】屋根を開いた状態の断面図である。
【図３】開閉屋根構造の機構概念図である。
【図４】屋根を閉じた時と開いた時の機構概念図である。
【図５】水平力に対する抵抗機構図である。
【図６】使用状況を表す平面図である。
【図７】拡張時の動作状況説明図である。
【図８】収納時の動作状況説明図。
【図９】他の実施形態例に係る開閉屋根構造の機構概念図である。
【図１０】屋根を閉じた時と開いた時の機構概念図である。
【図１１】従来の開閉屋根構造の全体斜視図である。
【図１２】屋根を開いた状態の断面図である。
【符号の説明】
１１  柱部材
１２  梁
１４  屋根部材
１５  屋根ユニット（第２の屋根ユニット）
１６  台車
１７  地上レール
１８  屋根上台車
１９  屋根レール
２０  柱部材
２１  屋根部材
２２  柱ブレース
２３  端部屋根ユニット（第１の屋根ユニット）
２４  駆動台車
２５  固定手段
２６  固定手段
３１  多目的球技場
３２  開閉屋根
４１  梁
４２  梁
【図１】
0003626816.tif 000003
【図２】
0003626816.tif 000004
【図３】
0003626816.tif 000005
【図４】
0003626816.tif 000006
【図５】
0003626816.tif 000007
【図６】
0003626816.tif 000008
【図７】
0003626816.tif 000009
【図８】
0003626816.tif 000010
【図９】
0003626816.tif 000011
【図１０】
0003626816.tif 000012
【図１１】
0003626816.tif 000013
【図１２】
0003626816.tif 000014