(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略正方形又は略長方形のグリッドを形成するように配列され、格子シェル構造を構成する複数のフレーム部材と、
前記複数のフレーム部材の間に位置し、ドーム屋根の内面と外面とを貫く中空部である複数の開口に対して移動可能な複数の膜部材と、
前記膜部材を前記開口に対して移動させることにより前記開口を開閉する開閉装置と、を備え、
前記開口及び前記膜部材それぞれは、ドーム屋根の裾部から頂部にかけて少なくとも３つ設けられており、
前記開閉装置は、前記膜部材を移動させることにより、前記裾部から前記頂部の間に、全閉状態の前記開口を全閉状態よりも開放された開放状態の前記開口により挟むこと、及び開放状態の前記開口を全閉状態の前記開口により挟むこと、の両方が可能であり、
前記フレーム部材は、前記膜部材が前記開口に対して移動する際に、前記膜部材を巻き取り及び送り出し可能な芯材を保持しており、
前記複数のフレーム部材のうち前記膜部材の移動方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材の一方には、前記芯材を収容する溝が形成され、
前記複数のフレーム部材のうち前記移動方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材の他方、及び前記複数のフレーム部材のうち前記移動方向と直交する方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材には、前記開口側に前記膜部材の端部を受け入れる間隙が形成されていると共に、前記膜部材の外面を伝って前記間隙を通じて案内された雨水が流れる溝が形成されていることを特徴とする開閉式のドーム屋根。
【請求項２】
前記開口及び前記膜部材それぞれは、ドーム屋根の周方向において複数設けられており、
前記開閉装置は、前記膜部材を移動させることにより、前記周方向の位置によって前記開口の開閉状態を異ならせることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のドーム屋根。
【請求項３】
前記開閉装置は、前記複数の膜部材のうち一部の膜部材のみを、前記開口を全閉状態にする位置と前記開口を開放状態にする位置との間で移動させることが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドーム屋根。
【請求項４】
前記膜部材は、ドーム屋根の外面に沿ってスライド移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のドーム屋根。
【請求項５】
前記フレーム部材は、前記膜部材が前記開口に対して移動する際に、前記膜部材の前記移動方向をガイドするガイド部を備えることを特徴とする請求項４に記載のドーム屋根。
【請求項６】
前記ガイド部は、前記膜部材の前記移動方向と直交する方向における両側で、前記膜部材の端部の外面及び内面を挟み込む、凹型のガイドレールであることを特徴とする請求項５に記載のドーム屋根。
【請求項７】
前記ガイドレールは、前記膜部材が前記開口を全閉状態にする位置に位置する状態で、前記膜部材が略双曲放物面を形成するように、曲線状に延在していることを特徴とする請求項６に記載のドーム屋根。
【請求項８】
前記複数のフレーム部材は、複数層の格子シェル構造層を構成しており、
前記複数層の格子シェル構造層を連結する複数の連結部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のドーム屋根。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉式のドーム屋根に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポーツ、コンサートなどのイベントを、天候に関わらずに開催することが可能なドーム屋根を備える、ドーム球場などの構造物が従来から知られている。また、構造物内で開催されるイベントに対応して、例えば開放感を演出する等の目的を満足するためや、天然芝の育成のために、ドーム屋根を開閉可能にした構造物も知られている。
【０００３】
特許文献１には、正方形の平面形状を有する開閉式ドーム屋根であって、正方形の対角線を境にして設けられた一対のアーチ状の可動屋根と、この可動屋根により開閉される開口部が形成された固定屋根と、を備え、可動屋根が、対角線を境にして隣り合う二辺上を水平に移動することにより、開口部を開閉する開閉式ドーム屋根が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような開閉式ドーム屋根は、ドーム屋根に大きな１つの開口部を形成させるものであるため、大がかりな構造、機構を必要とし、開閉動作に時間がかかる。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、開閉動作に多くの時間を要しない開閉式のドーム屋根を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の開閉式のドーム屋根は、略正方形又は略長方形のグリッドを形成するように配列され、格子シェル構造を構成する複数のフレーム部材と、前記複数のフレーム部材の間に位置し、ドーム屋根の内面と外面とを貫く中空部である複数の開口に対して移動可能な複数の膜部材と、前記膜部材を前記開口に対して移動させることにより前記開口を開閉する開閉装置と、を備え、前記開口及び前記膜部材それぞれは、ドーム屋根の裾部から頂部にかけて少なくとも３つ設けられており、前記開閉装置は、前記膜部材を移動させることにより、前記裾部から前記頂部の間に、全閉状態の前記開口を全閉状態よりも開放された開放状態の前記開口により挟むこと、及び開放状態の前記開口を全閉状態の前記開口により挟むこと、の両方が可能であり、前記フレーム部材は、前記膜部材が前記開口に対して移動する際に、前記膜部材を巻き取り及び送り出し可能な芯材を保持しており、前記複数のフレーム部材のうち前記膜部材の移動方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材の一方には、前記芯材を収容する溝が形成され、前記複数のフレーム部材のうち前記移動方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材の他方、及び前記複数のフレーム部材のうち前記移動方向と直交する方向において前記開口を挟んで対向する２つのフレーム部材には、前記開口側に前記膜部材の端部を受け入れる間隙が形成されていると共に、前記膜部材の外面を伝って前記間隙を通じて案内された雨水が流れる溝が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のドーム屋根において、前記開口及び前記膜部材それぞれは、ドーム屋根の周方向において複数設けられており、前記開閉装置は、前記膜部材を移動させることにより、前記周方向の位置によって前記開口の開閉状態を異ならせることが可能であることが好ましい。
【０００９】
本発明のドーム屋根において、前記開閉装置は、前記複数の膜部材のうち一部の膜部材のみを、前記開口を全閉状態にする位置と前記開口を開放状態にする位置との間で移動させることが可能であることが好ましい。
【００１１】
本発明のドーム屋根において、前記膜部材は、ドーム屋根の外面に沿ってスライド移動することが好ましい。
【００１２】
本発明のドーム屋根において、前記フレーム部材は、前記膜部材が前記開口に対して移動する際に、前記膜部材の移動方向をガイドするガイド部を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明のドーム屋根において、前記ガイド部は、前記膜部材の移動方向と直交する方向における両側で、前記膜部材の端部の外面及び内面を挟み込む、凹型のガイドレールであることが好ましい。
【００１４】
本発明のドーム屋根において、前記ガイドレールは、前記膜部材が前記開口を全閉状態にする位置に位置する状態で、前記膜部材が略双曲放物面を形成するように、曲線状に延在していることが好ましい。
【００１６】
本発明のドーム屋根において、前記複数のフレーム部材は、複数層の格子シェル構造層を構成しており、前記複数層の格子シェル構造層を連結する複数の連結部材を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のドーム屋根によると、開閉動作に多くの時間を要することなく、ドーム屋根の開閉を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１つの実施形態である開閉式のドーム屋根１、を備える構造物１００を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、開口全てが完全に覆われている状態のドーム屋根１を、鉛直方向から見た場合の図である。図２（ｂ）は、当該状態におけるドーム屋根１の一部を拡大した拡大斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、グラウンドの上部に位置する開口全てが全開状態のドーム屋根１を、鉛直方向から見た場合の図である。図３（ｂ）は、ドーム屋根１のうち開口５が全開状態となっている部分を拡大した拡大斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、グラウンドの上部に位置する開口全てが半開状態のドーム屋根１を、鉛直方向から見た場合の図である。図４（ｂ）は、ドーム屋根１のうち開口５が半開状態となっている部分を拡大した拡大斜視図である。
【図５】フレーム部材の連結部を拡大した拡大斜視図である。
【図６】ドーム屋根１の１つのグリッドを示す平面図である。
【図７】図６におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図８】開閉装置の構成を示す模式図である。
【図９】隣り合う２つの開口５ａ及び５ｂの開閉状態を互いに異なるように制御した一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の１つの実施形態としての開閉式のドーム屋根１について、図１〜図９を参照して説明する。なお、各図において共通する部材には、同一の符号を付している。
【００２０】
図１は、開閉式のドーム屋根１を備える構造物１００の断面を示す。図１に示すように、この開閉式のドーム屋根１は、天然芝のグラウンド２と、このグラウンド２の周囲に設けられた観客席３と、を覆っている。天然芝のグラウンド２は、例えば１０５ｍ×６８ｍの面積であって、サッカーなどの競技を行うことができる程度の広さを有する。
【００２１】
このドーム屋根１は、格子シェル構造ＬＳを構成する複数のフレーム部材４と、これら複数のフレーム部材４の間に位置する複数（例えば１００以上）の開口５に対して移動可能な複数のカバー部材６と、このカバー部材６を開口５に対して移動させることにより開口５を開閉する開閉装置７と、を備える。これらの詳細は後述する。
【００２２】
図２（ａ）は、鉛直方向上方（以下、単に「鉛直方向」と記載する）から見た場合のドーム屋根１を示している。また、図２（ａ）は、複数のフレーム部材４の間に位置する複数の開口５すべてが、対応するカバー部材６により完全に覆われている状態のドーム屋根１を示している。図２（ｂ）は、同状態におけるドーム屋根１の一部を拡大した拡大斜視図である。
【００２３】
図３（ａ）は、図２（ａ）と同様、鉛直方向から見た場合のドーム屋根１を示している。但し、図３（ａ）では、グラウンド２の上部に位置する全ての開口５が、対応するカバー部材６により覆われておらず、複数の開口５が全開となっている状態のドーム屋根１を示している。図３（ｂ）は、ドーム屋根１のうち開口５が全開状態となっている部分を拡大した拡大斜視図である。なお、図３（ａ）における長方形は、天然芝のグラウンド２を示している。
【００２４】
図４（ａ）は、図２（ａ）及び図３（ａ）と同様、鉛直方向から見た場合のドーム屋根１を示している。但し、図４（ａ）では、グラウンド２の上部に位置する全ての開口５が、対応するカバー部材６により一部のみ覆われ、半開となっている状態のドーム屋根１を示している。図４（ｂ）は、ドーム屋根１のうち開口５が半開状態となっている部分を拡大した拡大斜視図である。なお、図４（ａ）における長方形は、図３（ａ）と同様、天然芝のグラウンド２を示している。
【００２５】
図２〜図４に示すように、ドーム屋根１は、複数のフレーム部材４により構築された格子シェル構造ＬＳの固定骨組みと、この格子シェル構造ＬＳの各グリッドが画定する開口５をそれぞれ開閉可能なカバー部材６と、を備えている。つまり、本実施形態のドーム屋根１は、固定骨組みの各々のグリッドに対して、１つずつ開閉式のカバー部材６が設けられている構成である。従って、各カバー部材６により、対応する１つのグリッドが画定する開口５を開閉することにより、ドーム屋根１全体の開閉を行うことができる。
【００２６】
以下、本実施形態におけるドーム屋根１の各構成、及び特徴部について詳細に説明する。
【００２７】
［複数のフレーム部材４により構成される格子シェル構造ＬＳ］
図２〜図４に示すように、ドーム屋根１は、フレーム部材４を複数組み合わせることにより構築された格子シェル構造ＬＳを備えている。
【００２８】
図２（ａ）、図３（ａ）、及び図４（ａ）に示すように、この格子シェル構造ＬＳは、ドーム屋根１を鉛直方向から見た場合、略正方形のグリッドを形成するように配列されている。
【００２９】
より具体的に、図２〜図４に示すように、本実施形態における複数のフレーム部材４は、ドーム屋根１の外面側の第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する複数の第１フレーム部材８と、ドーム屋根１の内面側の第２格子シェル構造層ＬＳ２を構成する複数の第２フレーム部材９と、これら２層の格子シェル構造層ＬＳ１及びＬＳ２を連結する連結部材としての複数の第３フレーム部材１０と、を備える。別の言い方をすると、本実施形態の格子シェル構造ＬＳは、第１格子シェル構造層ＬＳ１と、第２格子シェル構造層ＬＳ２と、を備えるダブルレイヤーグリッドシェルである。なお、本実施形態におけるドーム屋根１の裾部には、格子シェル構造ＬＳのスラスト力を受けるテンションリングが設けられている。
【００３０】
第１格子シェル構造層ＬＳ１は、４本の第１フレーム部材８により略正方形のグリッドを形成するように配列されている。また、第２格子シェル構造層ＬＳ２も、４本の第２フレーム部材９により略正方形のグリッドを形成するように配列されている。第３フレーム部材１０は、第１格子シェル構造層ＬＳ１における第１フレーム部材８の連結部と、第２格子シェル構造層ＬＳ２における第２フレーム部材９の連結部と、を連結するように取り付けられる。
【００３１】
なお、本実施形態における第１及び第２格子シェル構造層ＬＳ１及びＬＳ２がそれぞれ形成するグリッドは、第１フレーム部材８及び第２フレーム部材９の中心線で見た場合に、５．０ｍ×５．０ｍの正方形であるが、各グリッドを形成する辺の長さはこの長さに限られるものではなく、ドーム屋根の大きさや開閉式のドーム屋根を備える構造物の使用形態等に応じて適宜適切な長さに変更して設計することが可能である。
【００３２】
ここで、本実施形態のドーム屋根１は、複数のフレーム部材４によって、構造安定性の高い格子シェル構造ＬＳを構築する構成であるため、ドーム屋根に１つの大きな開口部を形成可能な片持ち型の開閉式ドーム屋根の構成と比較して、細い、更には軽いフレーム部材４によりドーム屋根１の骨組みを構築することができる。
【００３３】
片持ち型の開閉式ドーム屋根を備える構造物の場合、大型の開口部を形成することが可能ではあるが、この開口を形成するために、屋根の移動をガイドする比較的大きなガイド部材が必要となる。そのため、開口部自体は大きいものの、グラウンド上にこのガイド部材の大きな影が形成されてしまい、競技者の集中力に悪影響を与えてしまうという問題がある。
【００３４】
この点、本実施形態のドーム屋根１は、上述したように、片持ち型の開閉式ドーム屋根よりも細いフレーム部材４で骨組みを構築することが可能であるとともに、後述するように、このフレーム部材４自体にカバー部材６のガイド部１３（図７参照）を設けることが可能である。このように、細いフレーム部材４を用いることにより、フレーム部材４によって生じるグラウンド２上の影を木の枝の影がぼやけるように弱くすることができる。また、フレーム部材４にガイド部１３（図７参照）を設けることにより、片持ち型の開閉式ドーム屋根で見られるようなガイド部材による大きな影を落とすおそれもない。
【００３５】
なお、本実施形態におけるドーム屋根１の厚み（第１格子シェル構造層ＬＳ１の外面と第２格子シェル構造層ＬＳ２の内面との間の距離）は、ドーム屋根１の裾部から頂部に向かって、薄くなるように構成されている。また本実施形態では、ドーム屋根１の頂部側に位置するフレーム部材４の主要部を構成する角形パイプ部が、ドーム屋根１の裾部側に位置するフレーム部材４の主要部を構成する角形パイプ部よりも細く構成されている。このような構成とすることにより、グラウンド２上に落とされるフレーム部材４の影を、一層弱めることが可能となる。
【００３６】
フレーム部材４の主要部を構成する角形パイプ部の断面寸法は、例えば、ドーム屋根１の裾部に位置するフレーム部材４では４００ｍｍ×２００ｍｍ、ドーム屋根１の頂部に位置するフレーム部材４では２００ｍｍ×２００ｍｍとすることができる。
【００３７】
また、本実施形態における格子シェル構造ＬＳは、略正方形のグリッドを構成するように構築されているが、グリッド形状は正方形に限られるものではなく、例えば、長方形、三角形などの他の多角形状のグリッドを形成するようにフレーム部材４を構築するようにしてもよい。
【００３８】
更に、本実施形態では、２層の格子シェル構造層ＬＳ１、ＬＳ２を備える構成としているが、これも２層に限られるものではなく、単層の格子シェル構造や、３層以上の格子シェル構造とすることも可能である。
【００３９】
［複数のフレーム部材４の間に位置する開口５］
図３（ｂ）、及び図４（ｂ）に示すように、開口５は、ドーム屋根１を鉛直方向から見た場合に、複数のフレーム部材４の間に位置する間隙である。つまり、本実施形態の２層の格子シェル構造ＬＳにおける開口５は、第１格子シェル構造層ＬＳ１及び第２格子シェル構造層ＬＳ２の略正方形のグリッドで画定される、ドーム屋根１の内面と外面とを貫く略四角柱状の中空部である。
【００４０】
後述するカバー部材６は、ドーム屋根１の外面側の第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する複数の第１フレーム部材８（フレーム部材４）の間で移動することにより、各開口５を開閉可能である。
【００４１】
［カバー部材６］
カバー部材６は、後述する開閉装置７により開口５に対して移動可能である。具体的に、カバー部材６は、操作者が開閉装置７を操作することにより、開口５を全閉する第１の位置（図２（ａ）、（ｂ）参照）と、この第１の位置よりも開口５を開放する第２の位置（図３（ａ）、（ｂ）、及び図４（ａ）、（ｂ）参照）との間で移動し、形態を変化することができる。従って、全てのカバー部材６それぞれが、対応するそれぞれの開口５を全閉状態にする第１の位置に位置する場合、ドーム屋根１全体も全閉状態となる。ドーム屋根１が全閉状態にある場合は、天候によらず、構造物１００内で競技を行うことが可能である。
【００４２】
また、全てのカバー部材６、又は一部のカバー部材６が、開口５を開放状態にする第２の位置に位置する場合、ドーム屋根１全体としても開放状態となる。なお、「第２の位置」とは、１つのカバー部材６が１つの開口５を完全に開放する位置、すなわち、１つのカバー部材６が１つの開口５を全開状態とする位置と、１つのカバー部材６が１つの開口５の一部のみを開放する半開状態とする位置と、の両方を含む意味であり、ここでは全開状態及び半開状態を併せて「開放状態」と呼ぶ。
【００４３】
図２〜図４に示すように、本実施形態におけるカバー部材６は、第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する第１フレーム部材８の間でスライド移動し、フレーム部材４の間に位置する複数の開口５それぞれを開閉する、スクリーンなどの膜部材６ａである。本実施形態のカバー部材６、すなわち膜部材６ａは、１つの開口５に対して１つ設けられており、１つの開口５は、１つの膜部材６ａにより開閉される。但し、このような構成に限らず、隣り合う複数の開口５を、１つの膜部材６ａにより開閉する構成としてもよい。例えば、隣接する４つの開口５に対して１つの膜部材６ａを設ける構成や、一列に連なる３つの開口５に対して１つの膜部材６ａを設ける構成とすることができる。なお、隣接する複数の開口５を１つの膜部材６ａにより開閉する構成とする場合であっても、全てのカバー部材６それぞれが、対応する複数の開口５を全閉状態にする第１の位置に位置する場合、ドーム屋根１全体も全閉状態となる。また、全てのカバー部材６又は一部のカバー部材６が、対応する複数の開口５の少なくとも一部を開放する第２の位置に位置する場合、ドーム屋根１全体も開放状態となる。
【００４４】
本実施形態では、１つのカバー部材６の面積を２５ｍ２程度、ドーム屋根１におけるカバー部材６の総数を８００個としているが１つのカバー部材６の面積及びカバー部材６の総数については、これに限られるものではない。１つのカバー部材６の面積としては、例えば１００ｍ２以下とすることができる。但し、５０ｍ２以下とすることが好ましく、３０ｍ２以下とすることが特に好ましい。また、ドーム屋根１におけるカバー部材６の総数については、例えば、数十個以上とすることができる。但し、５０個以上が好ましく、１００個以上とすることが特に好ましい。
【００４５】
膜部材６ａが開口５に対して移動する際は、膜部材６ａが第１格子シェル構造層ＬＳ１により形成されるシェル状の外形に沿って（ドーム屋根１の外面に沿って）スライド移動する。膜部材６ａをスライド移動させる機構の詳細は後述する（図５、図７等参照）。
【００４６】
カバー部材６としての膜部材６ａは、可撓性を有する薄肉部材（０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度）であって、膜部材６ａの材料としては、例えばテフロン（デュポン社の登録商標）、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどのフッ素樹脂や、ポリエステル繊維などを使用することが可能である。また、その他の樹脂材料にフッ素樹脂層をコーティングすることにより膜部材６ａを形成することも可能である。また、カバー部材６としては、不透明なもののみならず、例えば一部の可視光を吸収する半透明のものとすることも可能である。
【００４７】
なお、本実施形態における膜部材６ａは、第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する複数の第１フレーム部材８の間でスライド移動して、対応する開口５を開閉する構成であるが、このような構成に限られるものではなく、例えば、膜部材６ａが、第２格子シェル構造層ＬＳ２を構成する複数の第２フレーム部材９の間でスライド移動して、対応する開口５を開閉する構成としてもよい。
【００４８】
［カバー部材６のスライド移動機構］
次に、カバー部材６としての膜部材６ａが、開口５に対して移動する機構について説明する。
【００４９】
図５は、第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する第１フレーム部材８の連結部を拡大した拡大斜視図である。図５に示すように、カバー部材６としての膜部材６ａは、第１フレーム部材８に設けられた芯材１１に巻き取られることにより、開口５を開放する。逆に、膜部材６ａは、第１フレーム部材８に設けられた芯材１１から送り出されることにより開口５を全閉する。以下、詳細に説明する。
【００５０】
図２〜図５に示すように、フレーム部材４は、膜部材６ａが開口５に対して移動する際に、膜部材６ａを巻き取り可能な芯材１１を保持している。具体的に、第１格子シェル構造層ＬＳ１の１つのグリッドを形成する４つの第１フレーム部材８のうち、膜部材６ａの移動方向Ａにおいて対向する２つの第１フレーム部材８ａ、８ｂは、その外面側（ドーム屋根１の外面側）に溝形鋼部１２を備えており、一方の第１フレーム部材８ａが、この溝形鋼部１２の溝に芯材１１を収容している。
【００５１】
また、図５に示すように、この芯材１１の長手方向の両端は、第１格子シェル構造層ＬＳ１の１つのグリッドを形成する４つの第１フレーム部材８のうち、膜部材６ａの移動方向Ａと直交する方向（以下、「幅方向Ｂ」と記載する）において対向する２つの第１フレーム部材８ｃ、８ｄにより、回転可能に保持されている。具体的に、幅方向Ｂにおいて対向する２つの第１フレーム部材８ｃ、８ｄは、その外面側（ドーム屋根１の外面側）に、上述した溝形鋼部１２と同様の溝形鋼部１４を備えており、芯材１１の長手方向（本実施形態では幅方向Ｂと同じ方向）の両端は、この溝形鋼部１４の溝内において溝形鋼部１４の内壁と固定された芯材保持部としての山形鋼部１８に対して、回転可能に保持されている。このように、本実施形態では、溝形鋼部１４の溝内に固定された山形鋼部１８が芯材１１の両端を保持する構成であるが、芯材１１の両端を保持する構成はこの構成に限られるものではなく、例えば、山形鋼部１８の代わりに、Ｉ形鋼やＴ形鋼などを溝形鋼部１４の溝内に固定することにより形成された、Ｉ形鋼部やＴ形鋼部が、芯材１１の両端を保持する構成としてもよい。また、山形鋼部１８を設けず、溝形鋼部１４の内壁の一部が芯材１１の両端を保持するよう構成してもよい。なお、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び図５では、説明の便宜上、対向する２つの第１フレーム部材８ｃ、８ｄのうち一方の第１フレーム部材８ｄにおける溝形鋼部１４（図６等参照）が省略されて描かれている。
【００５２】
図６は、ドーム屋根１の１つのグリッドを示す平面図であり、図７は、図６におけるＩ−Ｉ断面図である。図７に示すように、膜部材６ａの幅方向Ｂに位置する、対向する２つの第１フレーム部材８ｃ、８ｄは、膜部材６ａが開口５に対して移動する際に、膜部材６ａの移動方向をガイドするガイド部１３を備える。本実施形態におけるガイド部１３は、上述した溝形鋼部１４に設けられている。具体的に、このガイド部１３は、膜部材６ａの幅方向Ｂにおける両側で、膜部材６ａの端部の外面及び内面を挟み込んでガイドする凹型のガイドレール１５であり、このガイドレール１５が、溝形鋼部１４の溝内に設けられている。より具体的に、本実施形態の溝形鋼部１４は、溝形鋼部１４の溝内において、この溝形鋼部１４の断面よりも断面寸法が小さい小型断面を有する溝形鋼部１９を備えており、この溝形鋼部１９の溝が凹型のガイドレール１５として機能している。本実施形態における溝形鋼部１９は、溝形鋼を溝形鋼部１４の内壁に溶接やボルトナット接合等によって固定することにより形成されている。なお、凹型のガイドレール１５の構成は、幅方向Ｂにおける膜部材６ａの端部の外面及び内面を挟み込んでガイドするものであればよく、上述した溝形鋼部１９の構成に限られるものではない。従って、例えば、溝形鋼部１４の溝内に溝形鋼部１９を設けずに、溝形鋼部１４の溝内の内壁の一部に溝を形成し、この溝を凹型のガイドレール１５とする等、各種構成により実現することが可能である。
【００５３】
このように、膜部材６ａは、第１格子シェル構造層ＬＳ１を構成する第１フレーム部材８のうち幅方向Ｂにおいて対向する第１フレーム８ｃ及び８ｄに設けられた凹型のガイドレール１５に案内されながら、芯材１１に巻き取られることにより、ドーム屋根１を全閉する第１の位置から、ドーム屋根１の少なくとも一部を開放する第２の位置に移動する。逆に、膜部材６ａは、凹型のガイドレール１５に案内されながら、芯材１１から送り出されることにより、第２の位置から第１の位置に移動する。なお、膜部材６ａは、凹型のガイドレール１５に案内されながら、１つの開放状態から別の開放状態へと移動することも可能である。
【００５４】
また、ガイド部１３としてのガイドレール１５は、膜部材６ａが第１の位置に位置する状態で、膜部材６ａの内面及び外面が略双曲放物面を形成するように（図２（ｂ）等参照）、曲線状に延在している。膜部材６ａの幅方向Ｂ両側に位置する第１フレーム部材８ｃ、８ｄに設けられたガイドレール１５は共に、例えば正弦波曲線のような、波状の曲線を描くように延在しているが、一方の第１フレーム部材８ｃに設けられたガイドレール１５ｃ（以下、「第１ガイドレール１５ｃ」と記載する）と、他方の第１フレーム８ｄに設けられたガイドレール１５ｄ（以下、「第２ガイドレール１５ｄ」と記載する）とは、位相がずれた波状の曲線である。すなわち、図７に示すように、幅方向Ｂにおいて対向する位置における第１ガイドレール１５ｃの高さＨｃ（第１フレーム部材８ｃの主要部を構成する角形パイプ部の外表面からの距離）と、第２ガイドレール１５ｄの高さＨｄ（第１フレーム部材８ｄの主要部を構成する角形パイプ部の外表面からの距離）は異なる。
【００５５】
上述したような、位相差を有する第１ガイドレール１５ｃ及び第２ガイドレール１５ｄの構成としては、例えば、移動方向Ａにおける所定位置において、第１ガイドレール１５ｃが極大値をとるのに対し、移動方向Ａにおける同位置において、第２ガイドレール１５ｄは極小値をとるような正弦波曲線とすることが可能である。すなわち、第１ガイドレール１５ｃと第２ガイドレール１５ｄとが、１８０度の位相差を有する構成とすることができる。このように、位相が１８０度異なる正弦波曲線を対向させることにより、膜部材６ａは、第１の位置に位置する状態で、その外面及び内面が略双曲放物面を形成する。
【００５６】
このような構成とすることにより、膜部材６ａの撓みによって雨水が膜部材６ａの外面に溜まってしまうことを抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、第１格子シェル構造層ＬＳ１の１つのグリッドを形成する４つの第１フレーム部材８すべてが、その外面側に溝形鋼部１２、１４を備えると共に、溝形鋼部１２、１４を開口５側に間隙を有する略Ｃ形断面としているため、溝形鋼部１２、１４は雨樋としても機能する。つまり、膜部材６ａの外表面を伝って溝形鋼部１２、１４の溝内に案内される雨水は、溝形鋼部１２、１４の溝内を通って流れ、所定の位置から排出される。なお、溝形鋼部１９についても、溝形鋼部１２、１４と同様、Ｃ形断面を有している。
【００５８】
更に、本実施形態において、１つのグリッドにおける溝形鋼部１４と、幅方向Ｂにおいて隣り合う、別のグリッドにおける溝形鋼部１４との間、及び、１つのグリッドにおける溝形鋼部１２と、移動方向Ａにおいて隣り合う、別のグリッドにおける溝形鋼部１２との間には間隙が形成されており、この間隙は雨樋として機能すると共に、メンテナンスレールとしても利用することが可能である。
【００５９】
［開閉装置７］
次に、カバー部材６としての膜部材６ａを、対応する開口５に対して移動させて、開口５を開閉する開閉装置７について説明する。操作者は、開閉装置７を操作することにより、ドーム屋根１のカバー部材６を、第１の位置と第２の位置との間で移動させることができ、この操作により、ドーム屋根１の全閉状態と開放状態とを切り換え可能である。
【００６０】
図８は、開閉装置７を示す模式図である。図８に示すように、本実施形態における開閉装置７は、膜部材６ａを巻き取り可能な、及び送り出し可能な芯材１１と、この芯材１１を回転させる駆動装置１６と、芯材１１の回転を制御する制御装置１７と、を備える。
【００６１】
芯材１１は、本実施形態では、ドーム屋根１の各グリッドに１つ設けられており、上述したように、フレーム部材４のうち第１フレーム部材８により、回転可能に保持されている。
【００６２】
駆動装置１６は、芯材１１を回転させる電動モータ等を備え、制御部１７からの指示に基づき、芯材１１を回転させる。具体的に、開口５が全閉状態にある場合に、制御部１７から開口５を開放状態にする指示があると、芯材１１を所定方向に回転させて膜部材６ａを巻き取る。逆に、開口５が開放状態にある場合に、制御部１７から開口５を全閉状態にする指示があると、芯材１１を、上述の巻き取る際の所定方向とは逆方向に回転させて、膜部材６ａを送り出す。
【００６３】
このように、開閉装置７は、膜部材６ａを、第１の位置と第２の位置との間で移動させて、開口５を開閉する。
【００６４】
以上のように、本実施形態のドーム屋根１は、複数の開口５それぞれに対応する複数のカバー部材６を備え、各カバー部材６を、対応する１つの開口５のみを開閉するように、その１つの開口５に対して移動させるだけで、ドーム屋根１全体の開閉を行うことができる。そのため、短時間でドーム屋根１の開閉動作を行うことができる。また本実施形態では、カバー部材６として膜部材６ａを用いるとともに、この膜部材６ａを巻き取ること及び送り出すことによって簡単に開口５を開閉することができるため、開閉装置７の構造が複雑化、大型化することがなく、開閉装置７を構築するコストや、ドーム屋根１を開閉するために必要な電力コストも抑えることができる。
【００６５】
［開閉装置７による複数の開口５の部分的開閉制御］
ここまでは、ドーム屋根１の各部材、及び各グリッドが画定する１つの開口５を開閉する機構について主に説明してきた。以下、開閉装置７により、複数の開口５間で異なる開閉制御を行う使用方法について説明する。
【００６６】
上述したように、本実施形態において、カバー部材６としての膜部材６ａは、開閉装置７により、対応する１つの開口５に対して移動し、その１つの開口５を開閉する。更に開閉装置７は、複数の開口５全てを、同時に、同じ開閉状態にすることも可能であるが、複数の膜部材６ａそれぞれを個別に、対応する開口５に対して移動させることも可能である。すなわち、開閉装置７は、複数のカバー部材６（本実施形態では膜部材６ａ）のうち一部のカバー部材６のみを第１の位置と第２の位置との間で移動させることができる。
【００６７】
図９は、隣り合う２つの開口５ａ及び５ｂの開閉状態を互いに異なるように制御した一例を示す斜視図である。開口５ａは、膜部材６ａにより半開状態（開放状態）となっており、開口５ｂは、膜部材６ａにより全閉状態となっている。このように、本実施形態の開閉装置７は、複数の膜部材６ａのうち一部の膜部材６ａのみを第１の位置（全閉状態）とし、その他の膜部材６ａを第２の位置（開放状態）とすることが可能である。また、複数の膜部材６ａのうち一部の膜部材６ａのみを半開状態とし、その他の膜部材６ａを全開状態とすることも可能である。
【００６８】
このように、開閉装置７により、複数の膜部材６ａ間で異なる開閉状態を実現するように制御することができる。
【００６９】
また、第１の位置及び第２の位置との間で移動可能な本実施形態のカバー部材６、すなわち膜部材６ａは、ドーム屋根１の周方向Ｃ（図２（ａ）参照）において複数設けられており、更に、ドーム屋根１の裾部から頂部にかけても複数設けられているため、ドーム屋根１の外面上の位置によって、開口５の開閉状態を制御することができる。すなわち、ドーム屋根１の周方向Ｃの位置によって開口５の開閉状態を異ならせることも、ドーム屋根１の裾部から頂部の間の位置によって開口５の開閉状態を異ならせること（例えば、ドーム屋根１の頂部付近の開口５を全開状態とし、この開口５より裾部側の開口５を全閉状態とすることや、頂部付近の開口５を全閉状態とし、この開口５よりも裾部側の開口５を全開状態とすることなど）も可能である。例えば、図３（ａ）に示すように、グラウンド２の上部に位置する全ての開口５を全開状態とし、観客席３の上部に位置する全ての開口５を全閉状態とすることができる。また、グラウンド２の上部に位置する全ての開口５を全開状態とすると共に、観客席３の上部の開口５については、周方向Ｃにおける観客席３の位置によって開閉状態を異ならせるようにすることも可能である。この他に、例えばドーム屋根１の外方の風向きや風速に合わせて、開閉する開口５を変化させるようにしてもよい。このように、複数の開口５間で開閉状態を異ならせるように制御することにより、天候のみならず、ドーム屋根１を備える構造物内において開催されるイベントの内容や座席の配置などに対応した様々な演出をすることが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態のドーム屋根１は、グラウンド２及び観客席３を覆う、位置が固定された格子シェル構造ＬＳを構成するフレーム部材４を備えるため、例えばこのフレーム部材４の全域に多数の小型照明を配置することにより、明るさのムラを抑え、通常の競技場用大型照明にみられる強い影、グレアや光のちらつきを軽減することができる。また、小型照明をこのように配置することにより、構造物内で行われるスポーツなどの競技において競技者のパフォーマンスを向上させるだけでなく、観客側からも逆光が少なくなる。更に、競技種目やイベントの利用形態にとって最適な照明方法を選択することができるため、必要な照度を効率良く確保でき、消費電力の削減を図ることも可能となる。また更に、コンサート等において照明による様々な演出を実現することも可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、ドーム屋根１における全ての開口５を開閉することができるように、全てのカバー部材６（膜部材６ａ）が第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるが、このような構成に限らず、例えば、観客席３の上部に位置する全て又は一部の開口５を、開閉することができない固定屋根とすることも可能である。このような構成とする場合には、固定屋根を、例えば遮音機能を持った合せガラスと吸音膜との二重構成として、遮音性を高めた構成とすることができる。なお、固定屋根としては、不透明なものとすることも、半透明なものとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、開閉式のドーム屋根に利用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１：ドーム屋根
２：グラウンド
３：観客席
４：フレーム部材
５、５ａ、５ｂ：開口
６：カバー部材
６ａ：膜部材
７：開閉装置
８：第１フレーム部材
８ａ、８ｂ：膜部材の移動方向において対向する第１フレーム部材
８ｃ、８ｄ：膜部材の幅方向において対向する第１フレーム部材
９：第２フレーム部材
１０：第３フレーム部材（連結部材）
１１：芯材
１２：溝形鋼部
１３：ガイド部
１４：溝形鋼部
１５：ガイドレール
１５ｃ：第１ガイドレール
１５ｄ：第２ガイドレール
１６：駆動装置
１７：制御装置
１８：山形鋼部（芯材保持部）
１９：溝形鋼部
１００：構造物
Ａ：カバー部材の移動方向
Ｂ：カバー部材の幅方向
Ｃ：ドーム屋根の周方向
ＬＳ：格子シェル構造
ＬＳ１：第１格子シェル構造層
ＬＳ２：第２格子シェル構造層
Ｈｃ：第１ガイドレールの高さ
Ｈｄ：第２ガイドレールの高さ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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