(57)【要約】【課題】簡単な構造で安定したケーブルの支持力が得られ、構造物の柱等の固定部材にかかる支持力を抑えることができ、外観上のデザイン性の向上が図れる。【解決手段】支柱２の周囲に離間間隔をもって配置されたテンションリング３と、テンションリング３の周方向に一定の間隔をもって固定された複数の鉛直支持フレーム４と、テンションリング３と鉛直支持フレーム４との交点から略水平方向外方へ向けて延びる水平支持フレーム５と、両端６ａ、６ｂが支柱２に取り付けられ鉛直支持フレーム４の両支持点４ａ、４ｂのそれぞれに巻き架けられるとともに水平支持フレーム５の自由端５ａに巻き架けられるケーブル６とを備え、鉛直支持フレーム４に反力をとって水平支持フレーム５の自由端５ａを鉛直支持フレーム４から離れる方向に移動させ、ケーブル６に緊張力を導入する構成とした。【選択図】図３
2011032760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
前記固定部材の周囲に離間間隔をもって配置されたリング部材と、
該リング部材の周方向に一定の間隔をもって固定されるとともに、一対の支持点を有する複数の第１支持部材と、
一端をなす基端部が前記第１支持部材に固定され、他端が自由端をなす第２支持部材と、
両端が前記固定部材に取り付けられ、前記第１支持部材の両支持点のそれぞれに巻き架けられるとともに両支持点同士の間で前記第２支持部材の自由端に巻き架けられるケーブルと、
を備え、
前記第１支持部材に反力をとって前記第２支持部材の自由端を前記第１支持部材から離れる方向に移動させることで、前記ケーブルに緊張力を導入する構成としたことを特徴とするケーブル支持構造。
【請求項２】
前記第２支持部材には、前記自由端を前記第１支持部材に対して近接離反させることで前記ケーブルに導入する緊張力を調整する張力調整部材が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のケーブル支持構造。
【請求項３】
前記第１支持部材および前記第２支持部材は、それぞれ棒状部材であって、
前記第１支持部材の軸線方向中心が前記リング部材に固定され、
その固定部に前記第２支持部材の基端部が固定されるとともに、前記張力調整部材によって前記第２支持部材がその軸線方向に伸長可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のケーブル支持構造。
【請求項４】
前記固定部材は構造物の支柱であって、
前記ケーブルによって屋根材を支持する屋根構造をなしていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のケーブル支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばケーブルを屋根構造の骨組みとして構築される構造物等に用いられるケーブル支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、多目的ドームやアリーナの屋根架構等では、支柱を利用してケーブルを張設して平板や膜状部材等の屋根材を支持する屋根構造がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、側壁部に位置する柱の上部に屋根材をなす平板を複数組み合わせて多角錐形状の屋根架構を形成し、それら平板の略中央部に内面外に突出する束材を複数設け、各束材の先端と平板の上下に位置する頂点との間にそれぞれ玄材を張設し、複数の束材の先端相互間に環状をなす引張材を張設するとともに、平板の上端に位置する頂部同士を圧縮材で連結することで、平板を補剛し、平板の軽量化させる構造について開示されている。
【０００３】
この特許文献１では、平板同士の支持の安定化を図る構造であって、平板自体の自重は柱にもたせる構造となっている。そのため、例えば鉄道駅の屋根、競技場、或いはイベント会場の仮設建物などの、側壁を省略したり、側壁の部材を軽量化、簡略化することが可能な構造物には不適である。
これに対し、ケーブルの張設による他の屋根構造として、支柱（固定部材）を立てて、その支柱上部からケーブルを張り、膜状部材等（屋根材）を上方から吊るいわゆる吊構造がある。この吊構造では、屋根材の支持力をケーブルと、そのケーブルを固定する支柱とでとる構造であるので、側壁を省略したり簡略化することが可能な屋根構造に採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５６０６５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、従来のケーブルにより屋根仕上げ材を吊って支持する吊構造では、以下のような問題があった。
すなわち、従来の吊構造からなる屋根構造では、ケーブルの緊張力や屋根材の自重を支柱（固定部材）で支持する構造となるので、支柱が受ける荷重負担が大きく、これによる変形に耐え得る強度をもたせた剛性の高い柱を採用する必要があった。
また、ケーブルの基端部を固定支持するために支柱を屋根材を貫通させて支柱上部を屋根材より上方位置に配置させた構造となっている。そのため、屋根材には支柱を挿通させるための貫通部分が形成されることになり、その貫通部分で支柱と屋根材との間の防水性能を高めた複雑な構造とする必要があった。
さらに、屋根材の上方に支柱が突出するとともに、吊り部材のケーブルが屋根上に露出した状態となり、構造物としての外観が低下したものとなり、その点で改良の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で安定したケーブルの支持力が得られるうえ、構造物の柱等の固定部材にかかる支持力を抑えることができるケーブル支持構造を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、屋根構造等において、外観上のデザイン性の向上が図れるケーブル支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るケーブル支持構造では、固定部材と、固定部材の周囲に離間間隔をもって配置されたリング部材と、リング部材の周方向に一定の間隔をもって固定されるとともに、一対の支持点を有する複数の第１支持部材と、一端をなす基端部が第１支持部材に固定され、他端が自由端をなす第２支持部材と、両端が固定部材に取り付けられ、第１支持部材の両支持点のそれぞれに巻き架けられるとともに両支持点同士の間で第２支持部材の自由端に巻き架けられるケーブルとを備え、第１支持部材に反力をとって第２支持部材の自由端を第１支持部材から離れる方向に移動させることで、ケーブルに緊張力を導入する構成としたことを特徴としている。
【０００８】
本発明では、第２支持部材の自由端を第１支持部材から離れる方向に移動させることで、一対の支持点を有する第１支持部材と第２支持部材との離間距離が大きくなって、ケーブルに緊張力を導入することができる。このときのケーブルに導入される緊張力の反力を、第２支持部材から第１支持部材を介して環状に形成されたリング部材にもたせることで、固定部材で負担する支持力を低減させることができ、固定部材の変形を抑制することが可能となる。そのため、固定部材に剛性の大きな材料を使用する必要がなくなり、簡単な構造でコストの低減を図ることができる。
そして、リング部材が環状をなしているので、リング部材にかかる複数のケーブルの緊張時の反力を周方向に分散させることができ、リング部材自体の剛性も抑えることができる。しかも、各第１支持部材がリング部材の周方向に一定の間隔をもった均等な位置に固定されているので、リング部材の中心を固定部材の位置に一致するように各ケーブルの緊張力を調整することで、各ケーブルの緊張力が均一化され、固定部材を中心としたケーブル支持構造としてバランスが保たれて、上述したように固定部材にかかる支持力の位置も均一となり、安定した構造を実現することができる。
また、このようなケーブル支持構造を構造物の屋根の支持構造として採用し、ケーブルに沿って屋根材を配設させることができるので、従来のように屋根材より上方に貫通させた支柱の上端部よりケーブルによって屋根材を吊る、いわゆる吊り構造と比べて貫通部分の防水構造が不要になる等、簡単なケーブル支持構造となり、施工の簡略化が図れる。
【０００９】
また、本発明に係るケーブル支持構造では、第２支持部材には、自由端を第１支持部材に対して近接離反させることでケーブルに導入する緊張力を調整する張力調整部材が備えられていることことが好ましい。
【００１０】
本発明では、張力調整部材によって第２支持部材の自由端を第１支持部材に対して近接離反させてその位置を変位させる簡単な構造により、ケーブルの緊張力を容易に調整することができる。張力調整部材が第２支持部材に内装された伸縮部材である場合には、その伸縮部材によって第２支持部材を伸張し、自由端を第１支持部材から離れる方向に移動させてケーブルに緊張力を導入することができる。
【００１１】
また、本発明に係るケーブル支持構造では、第１支持部材および第２支持部材は、それぞれ棒状部材であって、第１支持部材の軸線方向中心がリング部材に固定され、その固定部に第２支持部材の基端部が固定されるとともに、張力調整部材によって第２支持部材がその軸線方向に伸長可能に設けられていてもよい。
【００１２】
本発明では、第２支持部材の基端部がリング部材と第１支持部材との固定部に一致していることから、第２支持部材の軸線方向に作用するケーブル緊張時の反力がリング部材に直接作用し、第１支持部材にかかる反力の負担を小さくして変形を抑えることができる。そのため、第１支持部材の両支持点でのケーブルの支持が安定し、さらに第１支持部材に剛性の大きな材料を使用する必要がなくなる利点がある。
【００１３】
また、本発明に係るケーブル支持構造では、固定部材は構造物の支柱であって、ケーブルによって屋根材を支持する屋根構造をなしていてもよい。
【００１４】
本発明では、支柱を中心に複数のケーブルを緊張させた状態で設置し、これらケーブルに沿って屋根材を配設させることができるので、剛性の大きな支柱が不要で、安定したケーブルの支持力が得られる簡単な屋根構造を得ることができ、また上述したように屋根材より上方に貫通させた支柱の上端部よりケーブルによって屋根材を吊る従来の吊り構造と比べて貫通部分の防水構造が不要になる等、簡単な屋根構造となり、施工の簡略化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のケーブル支持構造によれば、ケーブルに導入する緊張力の反力を第１支持部材を介してリング部材にもたせることができるので、固定部材で負担する支持力が低減されて変形を抑えることが可能となり、剛性の大きな固定部材が不要な簡単な構造とすることができる。さらに、各第１支持部材がリング部材の周方向に一定の間隔をもった均等な位置に固定されているので、各ケーブルの緊張力が均一化されるとともに、固定部材にかかる支持力の位置も均一となり、安定したケーブルの支持力が得られる構造を実現することができる。
また、本ケーブル支持構造を構造物の屋根の支持構造として採用し、ケーブルに屋根材を支持させて配設することができるので、固定部材が支柱であってその支柱上端よりケーブルによって屋根材を吊る従来の吊構造と比べて、屋根材に支柱の貫通部分がなくなり、防水構造が不要となる簡単な構造となることから、施工の簡略化が図れるうえ、外観上のデザイン性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による屋根構造の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す屋根構造の平面図である。
【図３】屋根構造の詳細を示す側面図である。
【図４】図３に示す張力調整滑車の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態によるケーブル支持構造について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１乃至図３の符号１は、本実施の形態によるケーブル支持構造の一例である構造物の屋根構造を示している。
すなわち、屋根構造１は、支柱２（固定部材）と、この支柱２の上部２ａの周囲に離間間隔をもって配置されたテンションリング３（リング部材）と、テンションリング３の周方向に一定の間隔をもって固定されるとともに、一対の支持点４ａ、４ｂを有する複数の鉛直支持フレーム４（第１支持部材）と、テンションリング３と鉛直支持フレーム４との交点（後述する固定点Ｐ）から略水平方向外方へ向けて延びる水平支持フレーム５（第２支持部材）と、両端部６ａ、６ｂが支柱２に取り付けられ、鉛直支持フレーム４の両支持点４ａ、４ｂのそれぞれに巻き架けられるとともに両支持点４ａ、４ｂ同士の間で水平支持フレーム５の自由端５ａに巻き架けられるケーブル６とを備え、鉛直支持フレーム４に反力をとって水平支持フレーム５の自由端５ａを鉛直支持フレーム４から離れる方向に移動させることで、ケーブル６に緊張力を導入する構成となっている。
【００１８】
鉛直支持フレーム４の支持点４ａ、４ｂに巻き架けられるケーブル６は、互いに交差してその端部６ａ、６ｂがそれぞれ支柱２の側面の固定片２ｂ、２ｃに固定されている（図３参照）。
【００１９】
そして、テンションリング３、鉛直支持フレーム４、水平支持フレーム５、およびケーブル６等からなる構成は、本実施の形態の屋根構造１の骨組み構造をなし、その骨組み構造の外殻を覆うようにして膜状屋根部材８（屋根材）が配置されている。
【００２０】
図２および図３に示すように、テンションリング３は、例えばＨ型鋼材等の材料からなり、リング状に形成されており、中心軸線を鉛直方向に立設された支柱２の軸線方向に一致させた状態で配置されている。そして、テンションリング３の周方向に沿って所定間隔をもって複数個所（図２では８箇所）の固定点Ｐ（Ｐ１〜Ｐ８）において、水平支持フレーム５の基端部５ｂが固定されるとともに、鉛直支持フレーム４の長手方向で中心４ｃが固定されている。
【００２１】
鉛直支持フレーム４は、棒状部材からなり、軸方向（長手方向）を鉛直方向に向けた状態で、中心４ｃをテンションリング３の各固定点Ｐ（Ｐ１〜Ｐ８）に固定させている。鉛直支持フレーム４の両端部の支持点４ａ、４ｂは、その端部において回転可能な回転支承からなる。
ここで、鉛直支持フレーム４の支持点４ａ、４ｂに巻き架けられるケーブル６は、図３に示すように、各支持点４ａ、４ｂより支柱２側において鉛直支持フレーム４に対して鋭角をなし、それぞれの支持点４ａ、４ｂに巻き架けられたケーブル６同士が側面視で交差した状態で各端部６ａ、６ｂが支柱２に固定されている。
【００２２】
水平支持フレーム５は、棒状部材からなり、この軸線方向を鉛直支持フレーム４の軸線方向に対して直交する水平方向に向けて配置され、一端をなす基端部５ｂが鉛直支持フレーム４に固定され、他端をなす自由端５ａには鉛直支持フレーム４の両支持点４ａ、４ｂ同士の間のケーブル６が巻き架けられている。すなわち、水平支持フレーム５は、図２に示す平面視で支柱２を中心にした半径方向にほぼ水平に配置された状態となっている。そして、水平支持フレーム５の長さ寸法は鉛直支持フレーム４より長い寸法をなし、鉛直支持フレーム４と水平支持フレーム５とが図３に示す側面視でＴ型状に接続された構成となっている。
なお、本実施の形態では水平支持フレーム５の棒状部材の他端（基端部５ｂと反対側の端部）を自由端５ａとしているが、正確には後述する張力調整滑車７の滑車７２の先端（ケーブル６に係合する頂点が本発明でいう自由端５ａに相当する（図４参照）。
【００２３】
また、水平支持フレーム５には、自由端５ａを鉛直支持フレーム４に対して近接離反させることでケーブル６に導入する緊張力を調整するための張力調整滑車７（張力調整部材）が備えられている。
【００２４】
図４に示すように、張力調整滑車７は、水平支持フレーム５の先端５ｃ（鉛直支持フレーム４に固定される基端部５ｂとは反対側の端部）の内面に形成された雌ねじ（図示省略）に螺合して取り付けられている。すなわち、張力調整滑車７は、水平支持フレーム５の先端５ｃの雌ねじに螺合する雄ねじ部７１と、その雄ねじ部７１の前記雌ねじに螺合する方向と反対側に固定された滑車７２とを具備してなり、滑車７２の外周部にはケーブル６が巻き架けられていて、雄ねじ部７１にナット７３を係合させた状態で水平支持フレーム５側の雌ねじに螺合させて取り付けられている。つまり、ナット７３を水平支持フレーム５側に締め付けることで、滑車７２がケーブル６を押し上げる方向（水平支持フレーム５の先端部から離れる方向）に突出して変位し、これによりケーブル６に緊張力を導入することが可能な構成となっている。
【００２５】
膜状屋根部材８は、本実施の形態では図２の平面視でテンションリング３の各固定点Ｐ１〜Ｐ８に設けられている隣り合うケーブル６、６同士の間を覆うように、且つ側面視で所定位置に緊張されているケーブル６の外殻に沿って敷設され、図２に示す平面視で多角形（８角形）をなしている。
【００２６】
次に、このように構成されるケーブル６により支持力を得た屋根構造１の作用について、図面に基づいて説明する。
図１および図３に示すように、本屋根構造１では、張力調整滑車７によって水平支持フレーム５の自由端５ａを鉛直支持フレーム４から離れる方向に移動させることで、一対の支持点４ａ、４ｂを有する鉛直支持フレーム４と水平支持フレーム５との離間距離が大きくなって、ケーブル６に緊張力を導入することができる。このときのケーブル６に導入される緊張力の反力を、水平支持フレーム５から鉛直支持フレーム４を介して環状に形成されたテンションリング３にもたせることで、支柱２で負担する支持力を低減させることができ、支柱２の変形を抑制することが可能となる。
【００２７】
そのため、支柱２に剛性の大きな材料を使用する必要がなくなり、簡単な構造でコストの低減を図ることができる。そして、テンションリング３が環状をなしているので、そのテンションリング３にかかる複数のケーブル６、６、…の緊張時の反力を周方向に分散させることができ、テンションリング３自体の剛性も抑えることができる。しかも、各鉛直支持フレーム４がテンションリング３の周方向に一定の間隔をもった均等な位置に固定されているので、テンションリング３の中心を支柱２の位置に一致するように各ケーブル６の緊張力を調整することで、各ケーブル６の緊張力が均一化され、支柱２を中心としたケーブル支持構造としてバランスが保たれて、上述したように支柱２にかかる支持力の位置も均一となり、安定した構造を実現することができる。
【００２８】
そして、本屋根構造１では、張力調整滑車７によって水平支持フレーム５の自由端５ａを鉛直支持フレーム４に対して近接離反させてその位置を変位させる簡単な構造により、ケーブル６の緊張力を容易に調整することができる。
【００２９】
また、水平支持フレーム５の基端部５ｂがテンションリング３と鉛直支持フレーム４との固定部Ｐに一致していることから、水平支持フレーム５の軸線方向に作用するケーブル緊張時の反力がテンションリング３に直接作用し、鉛直支持フレーム４にかかる反力の負担を小さくして変形を抑えることができる。そのため、鉛直支持フレーム４の両支持点４ａ、４ｂでのケーブル６の支持が安定し、さらに鉛直支持フレーム４に剛性の大きな材料を使用する必要がなくなる利点がある。
【００３０】
上述のように本実施の形態による屋根構造では、ケーブル６に導入する緊張力の反力を鉛直支持フレーム４を介してテンションリング３にもたせることができるので、支柱２で負担する支持力が低減されて変形を抑えることが可能となり、剛性の大きな支柱２が不要な簡単な構造とすることができる。さらに、各鉛直支持フレーム４がテンションリング３の周方向に一定の間隔をもった均等な位置に固定されているので、各ケーブル６の緊張力が均一化されるとともに、支柱２にかかる支持力の位置も均一となり、安定したケーブル６の支持力が得られる構造を実現することができる。
また、本屋根構造１では、ケーブル６に膜状屋根部材８を支持させて配設することができるので、支柱上端よりケーブルによって屋根材を吊る従来の吊構造と比べて、屋根材に支柱２の貫通部分がなくなり、防水構造が不要となる簡単な構造となることから、施工の簡略化が図れるうえ、外観上のデザイン性を向上させることができる。
【００３１】
以上、本発明によるケーブル支持構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、支柱２、テンションリング３、鉛直支持フレーム４、水平支持フレーム５等の各寸法、材質はとくに制限されることはなく、構造物の大きさ、屋根材の材質、重量などの条件に応じて適宜設定することができる。また、テンションリング３に対する鉛直支持フレーム４（ケーブル６）の固定位置、固定数についても任意に設定することができる。
【００３２】
また、本実施の形態ではねじ式で滑車７２を備えた張力調整滑車７を水平支持フレーム５に設けているが、これに限定されることはない。例えばこの他の張力調整部材として、ターンバックル、ジャッキ類等の伸縮部材を水平支持フレーム５に備えた構造であってもよく、またこれらターンバックル、ジャッキ類等をそれ自体で水平支持フレーム５（第２支持部材）として使用することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  屋根構造（ケーブル支持構造）
２  支柱（固定部材）
３  テンションリング（リング部材）
４  鉛直支持フレーム（第１支持部材）
４ａ  支持点
４ｂ  支持点
５  水平支持フレーム（第２支持部材）
５ａ  自由端
５ｂ  基端部
５ｃ  先端
６  ケーブル
６ａ、６ｂ  端部
７  張力調整滑車（張力調整部材）
８  膜状屋根部材（屋根材）
Ｐ、Ｐ１〜Ｐ８  固定点
【図１】
2011032760.tif 000003
【図２】
2011032760.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011032760.tif 000006