(57)【要約】【課題】雨水を処理する為の勾配を常に確保して、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象が生じない空気膜構造を提供する。【解決手段】膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされている。【選択図】図１
2007100364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル等が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の大空間屋根構造として採用される空気膜構造において、
膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする、空気膜構造。
【請求項２】
空気膜構造はケーブル等が放射方向と円周方向に配置された円形屋根として構成されており、膜材は円周方向に配置されたケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする、請求項１に記載した空気膜構造。
【請求項３】
膜材は放射方向に配置されたケーブル等に沿った部分もチューブ状の二重膜構造に形成され、前記放射方向の二重膜構造部は円周方向の二重膜構造部と連通されていること、
放射方向の二重膜構造部に加圧装置が接続されており、同加圧装置から屋内よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部を介して円周方向の二重膜構造部内に圧入されていることを特徴とする、請求項２に記載した空気膜構造。
【請求項４】
膜材は平面的に見て屋根の略中央部も二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した空気膜構造。
【請求項５】
放射方向の二重膜構造部は、屋根の略中央部の二重膜構造部とも連通されており、加圧装置から屋内よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部を介して屋根の略中央部の二重膜構造部内に圧入されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載した空気膜構造。
【請求項６】
ケーブル等が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の大空間屋根構造として採用される空気膜構造において、
膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする、空気膜構造。
【請求項７】
空気膜構造はケーブル等が放射方向と円周方向に配置された円形屋根として構成されており、膜材は円周方向に配置されたケーブル等に沿った部分が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする、請求項６に記載した空気膜構造。
【請求項８】
膜材は平面的に見て屋根の略中央部もケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする、請求項６又は７に記載した空気膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーブル等（通例の空気膜構造に採用されているケーブル、鉄骨等を云う。）が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の大空間屋根構造に採用される空気膜構造の技術分野に属し、更に云うと、雨水を処理する為の勾配を常に確保して、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象が生じない空気膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から空気膜構造は、東京ドームをはじめ多数実施されている。通例の空気膜構造は、ケーブル等が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合された構成であり、雨水を処理する為の勾配を確保するために、むくり形状に形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の空気膜構造はケーブル等に沿った部分に凹みが生じ、当該凹みの方向によっては雨水を処理する為の勾配を確保できずに雨水が溜まる欠点がある。一度、雨水が溜まるとその重さで、更に凹みが大きくなり、結果として次々に雨水が溜まっていく所謂ポンディング現象が生じる虞があった。
【０００４】
ところが、上記ポンディング現象を良好に解消できる構成の空気膜構造は見聞することができない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされている構成とし、又は前記ケーブル等に沿った部分の膜材が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされている構成とすることで、屋根の局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保でき、それ故に雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる、空気膜構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る空気膜構造は、
ケーブル等が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の大空間屋根構造として採用される空気膜構造において、
膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した空気膜構造において、
空気膜構造はケーブル等が放射方向と円周方向に配置された円形屋根として構成されており、膜材は円周方向に配置されたケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載した空気膜構造において、
膜材は放射方向に配置されたケーブル等に沿った部分もチューブ状の二重膜構造に形成され、前記放射方向の二重膜構造部は円周方向の二重膜構造部と連通されていること、
放射方向の二重膜構造部に加圧装置が接続されており、同加圧装置から屋内よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部を介して円周方向の二重膜構造部内に圧入されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載した空気膜構造において、
膜材は平面的に見て屋根の略中央部も二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載した空気膜構造において、
放射方向の二重膜構造部は、屋根の略中央部の二重膜構造部とも連通されており、加圧装置から屋内よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部を介して屋根の略中央部の二重膜構造部内に圧入されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載した発明に係る空気膜構造は、
ケーブル等が任意に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の大空間屋根構造として採用される空気膜構造において、
膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項６に記載した空気膜構造において、
空気膜構造はケーブル等が放射方向と円周方向に配置された円形屋根として構成されており、膜材は円周方向に配置されたケーブル等に沿った部分が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項６又は７に記載した空気膜構造において、
膜材は平面的に見て屋根の略中央部もケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る空気膜構造は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされている構成、又は前記ケーブル等に沿った部分の膜材が同ケーブル等と非接合状態とされ、この非接合部の膜材が屋内の空気圧によって膨らまされている構成であるので、屋根に局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保できる。よって、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる。
【００１５】
特に、請求項２、７に記載した発明に係る空気膜構造は、ケーブル等の配置が円周・放射型の円形屋根とされているので、ケーブル等の配置が格子型の矩形屋根に比べて、屋根を構成する部材を規格化し易く、同部材の種類を少なくできるので、施工性が良い。また、矩形屋根の場合は、膜材を構成する最下位の膜片が大きな三角形状となり、同膜片に大きな応力が作用する問題が生じるが、円形屋根の場合は前記のような問題が生じない。しかも矩形屋根に比べてケーブル等の交差部が少ないのでクランプの個数を少なくでき、屋根荷重の軽減とコストの削減等に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
膜材は、屋根の凹みが生じやすい部位のケーブル等に沿った部分がチューブ状の二重膜構造に形成され、前記二重膜構造部内に屋内よりも高い圧力の空気が圧入され膨らまされている。
【実施例１】
【００１７】
以下に、請求項１〜３に記載した発明に係る空気膜構造の実施例を、図面に基づいて説明する。本発明に係る空気膜構造は、ドーム屋根等の大空間屋根構造として好適に採用される。
【００１８】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１は、通例の空気膜構造と略同様に、ケーブル２ａ、２ｂが円周方向と放射方向に配置され、更に最上位の円周方向に配置されたケーブル２ａの内部に格子状配置でケーブル２ｃが配置されて成るケーブルネットの上面に膜材３が接合された円形屋根として構成されている。
【００１９】
具体的には、円周方向に配置されたケーブル２ａと放射方向に配置されたケーブル２ｂの交差部、及び格子状配置のケーブル２ｃの交差部がクランプ（図示を省略）で固定され各ケーブル２ａ、２ｂ、２ｃがネット状に配置されている。膜材３は前記円周方向に配置されたケーブル２ａと放射方向に配置されたケーブル２ｂで囲まれた領域、又は格子状配置のケーブル２ｃで囲まれた領域を覆うのに十分な面積を有する複数枚の膜片３ａ…で構成されている。なお、図１（Ａ）の斜線部分は膜片３ａの平面広さを示している（以下、図４（Ａ）、図６（Ａ）、図９（Ａ）も同様）。
【００２０】
各々の膜片３ａ…は止水性を有する接合金具４を用いて円周方向と放射方向に連続するように接続されている（図２を参照）。接合金具４は、円周方向に配置されたケーブル２ａ、又は放射方向に配置されたケーブル２ｂ、又は格子状配置のケーブル２ｃに引っ掛けたＵ字金具５に連結されており、結果として膜材３は各ケーブル２ａ、２ｂ、２ｃに接続されている。
【００２１】
しかし、前記膜材３は、屋根（以下、本実施例では空気膜構造１と同一符号を付する。）１の凹みが生じやすい円周方向に配置されたケーブル２ａに沿った部分３ｂがチューブ状の二重膜構造に形成されている。具体的には、膜材３に所定の大きさ（即ち、従来生じていた凹みを解消できる大きさ）の膨らみを形成するに十分な幅寸法の帯状膜材６が弛ませて溶着されており、形成された二重膜構造部７内に屋根１の内部よりも高い圧力の空気が圧入されている(以上、請求項１、２記載の発明)。そのため、通例の空気膜構造は、円周方向に配置されたケーブル２ａを屋根１の内部の空気圧では十分に支持できずに、前記円周方向に配置されたケーブル２ａが垂れ下がり、それに伴い膜材３が引っ張られて屋根に凹みが生じるが、図１（Ａ）、（Ｂ）に示した空気膜構造１は、二重膜構造部７が膨らみ局部的な凹みが生じないので、雨水を処理する為の勾配を常に確保できる（図１（Ｂ）、図３を参照）。よって、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる。ちなみに、図１（Ａ）に示した空気膜構造１はケーブル配置が円周・放射型の円形屋根とされているので、ケーブル配置が格子型の矩形屋根（例えば東京ドーム等の平面形状）に比べて、屋根１を構成する部材（例えば膜片３ａ）を規格化し易く、同部材の種類を少なくできるので、施工性が良い。また、矩形屋根の場合は最下位の膜片が大きな三角形状となり、同膜片に大きな応力が作用する問題が生じるが、円形屋根の場合は前記のような問題が生じない。しかも矩形屋根に比べてケーブル交差部が少ないのでクランプの個数を少なくでき、屋根荷重の軽減とコストの削減等に寄与できる。
【００２２】
図１（Ａ）に示した空気膜構造１は、膜材３が更に略９０°（π／２rad）の間隔で放射方向に配置された４本のケーブル２ｂ…に沿った部分３ｃもチューブ状の二重膜構造に形成されており、前記放射方向の二重膜構造部８を介して円周方向の二重膜構造部７に空気が圧入される構成とされている。具体的には、放射方向の二重膜構造部８は円周方向の二重膜構造部７と連通されている。この放射方向の二重膜構造部８に加圧装置９が接続され、同加圧装置９から屋根１の内部よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部８を介して円周方向の二重膜構造部７内に圧入されている（請求項３記載の発明）。雨水を処理する為の勾配を阻害することなく、良好に円周方向の二重膜構造部７に空気を圧入できる。
【実施例２】
【００２３】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１０は、上記図１（Ａ）、（Ｂ）等に示した空気膜構造１と略同様の構成であるが、最上位（平面的に見て屋根（以下、本実施例では空気膜構造１０と同一符号を付する。）１０の中央部）に剛強なリングトラス１１が配置されている。前記リングトラス１１はケーブルに比べて重量があり、屋根１０の内部の空気圧では十分に支持できずに、前記リングトラス１１が垂れ下がり、それに伴い膜材３が引っ張られて屋根１０の中央部に凹みが生じるので、円周方向に配置されたケーブル２ａに沿った部分３ｂだけでなく、屋根１０の中央部も二重膜構造とされ、前記二重膜構造部１２内に屋根１０の内部よりも高い圧力の空気が圧入されている（請求項４記載の発明）。その結果、膜材３の二重膜構造部７、１２が膨らみ、局部的な凹みが生じないので、雨水を処理する為の勾配を常に確保できる。よって、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる（図４（Ｂ）、図５を参照）。特に、通例の空気膜構造は、屋根中央部に近づくにつれ、ケーブル等が密集するなどの要因で、屋根中央部に凹みが生じるが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した空気膜構造１０を採用すると、二重膜構造部１２が膨らみ局部的な凹みが生じない。
【００２４】
図４（Ａ）に示した空気膜構造１０は、放射方向の二重膜構造部８が、円周方向の二重膜構造部７だけでなく、屋根１０の中央部の二重膜構造部１２にも連通されており、加圧装置９から屋根１０の内部よりも高い圧力の空気が、放射方向の二重膜構造部８を介して屋根１０の中央部の二重膜構造部１２内に圧入されている（請求項５記載の発明）。
【実施例３】
【００２５】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１３は、上記図１（Ａ）、（Ｂ）等に示した空気膜構造１と略同様の構成とされているが、屋根（以下、本実施例では空気膜構造１３と同一符号を付する。）１３の凹みを解消する為の構成が異なる。
【００２６】
具体的には、膜材３は、屋根１３の凹みが生じやすい円周方向に配置されたケーブル２ａに沿った部分３ｂが同ケーブル２ａと非接合状態とされている（図７を参照）。すなわち、複数枚の膜片３ａ…が円周方向及び放射方向に連続するように、止水性を有する接合金具４を用いて接続されており、放射方向に配置されたケーブル２ｂのみにＵ字金具５が引っ掛けられ、同Ｕ字金具５が接合金具４に連結されている。その結果、膜材３は円周方向に配置されたケーブル２ａと非接合状態と成り、同ケーブル２ａに沿った部分（即ち非接合部）３ｂが屋根１３の内部の空気圧によって膨らみ、局部的な凹みが生じないので、雨水を処理する為の勾配を常に確保できる。よって、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる（図８を参照、請求項６、７記載の発明）。
【００２７】
ちなみに、本実施例の空気膜構造１３は、膜材３の非接合部３ｂの軽量化を図り、当該非接合部３ｂが屋根１３の内部の空気圧によって良好に膨らむように、前記非接合部３ｂを避けた位置で放射方向に隣接する膜片３ａと３ａが接続されている（図７を参照）。なお、図６（Ａ）の破線で示した部分が放射方向に隣接する膜片３ａと３ａの境界である。
【実施例４】
【００２８】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１４は、上記図６（Ａ）、（Ｂ）等に示した空気膜構造１３と略同様の構成であるが、最上位（平面的に見て屋根（以下、本実施例では空気膜構造１４と同一符号を付する。）１４の中央部）に剛強なリングトラス１１が配置されている。前記リングトラス１１はケーブルに比べて重量があり、屋根１４の内部の空気圧では十分に支持できずに、前記リングトラス１１が垂れ下がり、それに伴い膜材３が引っ張られて屋根１４の中央部に凹みが生じるので、円周方向に配置されたケーブル２ａに沿った部分３ｂだけでなく、屋根１４の中央部もリングトラス１１と非接合状態とされている。その結果、前記屋根１４の中央部の非接合部３ｄも屋根１４の内部の空気圧によって膨らみ、局部的な凹みが殆ど生じないので、雨水を処理する為の勾配を常に確保できる。よって、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる。
【実施例５】
【００２９】
上記実施例１〜４の空気膜構造は円形屋根とされているが、矩形屋根でも略同様に実施できる。
【実施例６】
【００３０】
以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）は実施例１の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図２】円周方向に配置されたケーブル周辺の構造を示した構造図である。
【図３】二重膜構造部が膨らんだ状態を模式的に示した断面図である。
【図４】（Ａ）は実施例２の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図５】二重膜構造部が膨らんだ状態を模式的に示した断面図である。
【図６】（Ａ）は実施例３の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図７】円周方向に配置されたケーブルと放射方向に配置されたケーブルとの交差部近傍の構造を概略的に示した斜視図である。
【図８】非接合部の膜材が膨らんだ状態を模式的に示した断面図である。
【図９】（Ａ）は実施例４の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図１０】非接合部の膜材が膨らんだ状態を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１        空気膜構造（屋根）
２ａ      円周方向に配置されたケーブル
２ｂ      放射方向に配置されたケーブル
３        膜材
３ｂ      円周方向に配置されたケーブルに沿った箇所（非接合部）
３ｃ      放射方向に配置されたケーブルに沿った箇所
３ｄ      屋根中央部の非接合部
７        円周方向の二重膜構造部
８        放射方向の二重膜構造部
９        加圧装置
１０      空気膜構造（屋根）
１２      屋根中央部の二重膜構造部
１３      空気膜構造（屋根）
１４      空気膜構造（屋根）
【図１】
2007100364.tif 000003
【図２】
2007100364.tif 000004
【図３】
2007100364.tif 000005
【図４】
2007100364.tif 000006
【図５】
2007100364.tif 000007
【図６】
2007100364.tif 000008
【図７】
2007100364.tif 000009
【図８】
2007100364.tif 000010
【図９】
2007100364.tif 000011
【図１０】
2007100364.tif 000012