(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風船状体で屋根シート部を下方から持ち上げ支持して浮上させる浮上屋根において、前記浮上屋根を上に行くにしたがい細くなる形状に形成し、屋根シート部の天辺に風抜き用の孔部を形成し、風圧によって分離可能なように球形の風船状体の上部を前記孔部に係脱自在に下方から挿入し、前記風抜き用の孔は風船状体の径よりも小さく形成したことを特徴とする浮上屋根。
【請求項２】
屋根シート部は、縁部を下方に引っ張る索条を取り付け、孔部の形成部位から周縁にいくにしたがい下方に傾斜するように形成した請求項１記載の浮上屋根。
【請求項３】
風船状体と屋根シート部との組合せで任意形状の浮上屋根ユニットを形成し、該浮上屋根ユニットを適宜数連続させて所要面積の屋根を形成する請求項１または請求項２に記載の浮上屋根。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風船状体の浮力を利用して屋根シート部を空中に広げて構築する浮上屋根に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、各種イベント会場の仮設テントやパビリオン、既存スポーツ施設の屋根架け（例えば天然芝ピッチのイベント利用に際してのサッカースタジアムのピッチ部の屋根）、屋外スケート場の氷面の保護のための屋根架け、炎天下の運動会や運動会などの雨天延期回避のための運動場の屋根架け、建設現場や発掘調査現場など雨や強い日差しを嫌う屋外作業現場での屋根架けなど、雨や強い日差しを避けるために屋外空間を一時的にあるいは恒久的に大きな屋根で、簡易に覆いたいという要求がある。
【０００３】
かかる要求に応える屋根として、従来周知のように、小型のものについては、例えばテントなどの軽量なシート材料を使用した屋根架け方式があるが、大型の屋根については、かかるテントを使用する屋根架け方式では途中に柱が必要になるなどして、構造的に大げさなものになり、設置も大掛かりなものとなり、例えば、既存施設の内部、資材搬入の困難な山中や離島など、設置に制約の多い場所では採用が困難であった。
【０００４】
一方、例えば特許第2834386 号のような気球などの空気よりも軽い気体を封入した風船状体によって、屋根シートを浮き上がらせる、風船ドームの原理を利用した浮上屋根もある。
【０００５】
これは、屋根シートと、この屋根シートを下方から支持するネットと、このネットに連結され大気より密度の小さいガスが封入された気球と、この気球の浮力に抗して前記ネットを地上につなぎ止める係止手段とからなるものであり、前記気球の頂部に前記屋根シートが接合してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記浮上屋根は屋外に設置されるものであることから、風を受けることが多いが、例えば下方から吹き上げる風を受けた場合に、気球と屋根シートとが接合されて一体となっているため、屋根シートのみならず気球の部分も風圧の影響で破損するなどのおそれもある。このため、設置条件が限定され、設置場所も制約されることが多い。
【０００７】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、例えば下方から吹き上げる風を受けた場合に、風の影響を受けにくく、破損や転倒などを最小限に止めることができ、設置場所も限定されず使用範囲の拡大を図ることのできる浮上屋根を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、第１に、風船状体で屋根シート部を下方から持ち上げ支持して浮上させる浮上屋根において、前記浮上屋根を上に行くにしたがい細くなる形状に形成し、屋根シート部の天辺に風抜き用の孔部を形成し、風圧によって分離可能なように球形の風船状体の上部を前記孔部に係脱自在に下方から挿入し、前記風抜き用の孔は風船状体の径よりも小さく形成したことを要旨とするものである。
【０００９】
第２に、屋根シート部は、縁部を下方に引っ張る索条を取り付け、孔部の形成部位から周縁にいくにしたがい下方に傾斜するように形成したことを要旨とするものである。
【００１０】
第３に、風船状体と屋根シート部との組合せで任意形状の浮上屋根ユニットを形成し、該浮上屋根ユニットを適宜数連続させて所要面積の屋根を形成することを要旨とするものである。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、通常時は風船状体が屋根シート部を下方から持ち上げ、その浮力により屋根シート部を空中に支持し浮上させており、この状態では屋根シート部に設けた風抜き用の孔部は、風船状体で塞がれている。突風や強風によって屋根シート部が風をはらむと、風圧によって屋根シート部が持ち上げられ、風船状体から離れる。その結果、風抜き用の孔部から風船状体が離脱し、孔部が開放され、ここから風圧を逃がすことができる。よって、浮上屋根を所定形状に保持でき、破損も最小限に止められる。
【００１２】
また、風船状体を球形に形成することにより、容積に対して表面積が最も小さい形状となり、また、膜面に応力集中の起こりにくい形状となり、薄く軽量なものにしやすい。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、屋根シート部は、縁部を下方に引っ張る索条を取り付け、孔部の形成部位から周縁にいくにしたがい下方に傾斜するように形成したことにより、屋根シート部は裾の部分をアンカーされ、また、屋根シート部が円錐形状となり、横風に対して安定した形状となって、強い横風を受けた場合、風船状体の横揺れを防ぎながら全体形状が保持される。
【００１４】
請求項３記載の本発明によれば、前記作用に加えて、任意形状、任意面積の浮上屋根の形成が可能となり、種々の要求に応えられる。また、量産が可能な浮上屋根ユニットを連続させることで、価格を低減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の浮上屋根の第１実施形態を示す斜視図、図２は同上分解斜視図で、本発明の基本形態を図１、図２について説明する。本発明の浮上屋根は、屋根を持ち上げて支持する機能を有する構造部としての風船状体１と、該風船状体１で支持され浮上され、雨や日差しを遮る機能を有する屋根シート部２とで構成する。
【００１６】
風船状体１は、気球やアドバルーンなどのような浮力を有するものとして、例えば塩化ビニルシートなどのＣ種膜材による球体の内部に、ヘリウムを混合した空気を充填したものとする。この場合、風船状体１を球形とすることで、容積に対して表面積が最も小さい形状で、かつ、膜面に応力集中に起こりにくいものとなるから、薄く軽量なものにしやすい。
【００１７】
屋根シート部２は、材質としては塩化ビニルや軽量で強度を有するものとして炭素繊維などを使用し、一枚を例えば1100ｍ２  程度の面積の方形に形成する。なお、素材は、屋根シート部２が機密性や恒久性を要求されないことから選定の自由度は大きく、日除け、雨除け、装飾などの使用目的に合わせて軽量な材質のものを自由に選定できる。そして、屋根シート部２を軽量にすれば、風船状体１は同一の大きさのものを使用し同じ浮力であっても、全体的に面積の大きい屋根を構築できる。また、シートの強度に応じて補強ロープを縫い込むこともできる。
【００１８】
かかる風船状体１と屋根シート部２を組み合わせて浮上屋根を形成するには、屋根シート部２の中心に風抜き用の円形の孔部３を設ける。この孔部３の直径は風船状体１の直径よりも小さく形成する。
【００１９】
そして、孔部３内に風船状体１の頂部を係脱自在に挿入する。屋根シート部２が平面形状の場合は、風船状体１が孔部３から離脱した後、ここに復位しやすいよう、ゴムなどの弾性を有するケーブルやロープなどの索条４で風船状体１が孔部３からずれない程度に屋根シート部２に緩く固定しておくこともできる。
【００２０】
このようにして風船状体１を屋根シート部２に組合せた状態では、風船状体１と屋根シート部２との接点（止水ライン）は、常時は勾配の急な水上部になるから、漏水しにくい構造となる。
【００２１】
かかる風船状体１と屋根シート部２とを組合せたものを設置するには、風をはらんだとき風船状体１と屋根シート部２が離れやすくするために、風船状体１が一定の高さ以上に上がらないように必要に応じてケーブル５などでアンカーする。また、屋根シート部２の裾部（周縁部）もケーブル６などで適宜ピッチで放射方向にアンカーする。
【００２２】
次に作用について説明する。図３に示すように風船状体１および屋根シート部２はそれぞれケーブル５、ケーブル６によってアンカーされ、かつ、風船状体１の頂部が孔部３に挿入し、孔部３を塞ぐようにして上方に突出した状態で、風船状体１の浮力により屋根シート部２が下方から持ち上げられ支持されて浮上している。こうして、風船状体１および屋根シート部２により浮上屋根が空中に構築され、下方の地上部を雨や日差しから保護している。
【００２３】
この状態で、孔部３は前記のように風船状体１で塞がれ、かつ、風船状体１と屋根シート部２との接点（止水ライン）は、勾配の急な水上部になっているから、漏水しにくい。
【００２４】
強風や突風によって風圧を受けて屋根シート部２が風をはらみ、下方からあおられると、図４に示すように、屋根シート部２が風圧で持ち上げられ、孔部３から風船状体１が抜け出る。その結果、この孔部３が開放され、ここに風抜き孔が形成され、風圧を逃がす。よって、風圧によって風船状体１が破損することを防止できる。なお、風の程度によっては屋根シート部２が破損することも考えられるが、屋根シート部２は使い捨て、風船状体１は繰り返し利用と、耐久性が異なるように製作しておくこともできるから、損害を最小に止めることができる。
【００２５】
また、強い横風を受けた場合は、屋根シート部２は裾部をケーブル６でアンカーされているから、該アンカー６により風船状体１の横揺れが防止されながら屋根全体が大きく動かないようにして全体形状が保持される。
【００２６】
強風や突風がおさまれば、風船状体１は孔部３に復位する。この場合、ずれ防止用の索条４があれば、復位が容易かつ確実に行える。
【００２７】
図５は第２実施形態を示し、前記第１実施形態に示したものをユニット７として、その複数を連続させて面積の大きい屋根を形成することもできる。この場合、標準化したユニット７の組合せとすることで、風船状体１や屋根シート部２の量産が可能となり、価格を低減できる。また、仮設で、リースで使用する場合は、屋根の大きさに合わせた複数のユニット７の組合せが可能となるから、資材や機材の調達も簡単になる。
【００２８】
図６〜図12は第３実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同様であるが、屋根シート部２の形状をゆるやかな円錐形状に形成した。かかる円錐形状の場合も、強風や突風を受けると、屋根シート部２が風をはらんで吹き上げられ、孔部３から風船状体１が抜け出て、風抜き孔が形成されるが、屋根シート部２に傾斜があるから、風船状体１が中央の孔部３から抜け出た後、孔部３に自然に復位する。また、横風に対しても風が傾斜にそって流れるから安定した形状を保持しやすい。
【００２９】
この円錐形状の屋根シート部２は、図10に示すように裾の部分を緩やかにカットすることもでき、また、第４実施形態として、裾の部分を直線状の方形にカットし、これを連続させれば、図13に示すように平面形状のものに形成でき、第５実施形態として図14に示すように平面略楕円形状とすることもできる。
【００３０】
また、円錐形状に形成する方法としては、例えばドーナッツ形状の平面状のシートに対して、その一部を半径方向にカットし除去して、カットされた対向端部を接合すれば、立体的な円錐形状となる。
【００３１】
このような浮上屋根の屋根シート部２は、一重の膜材で平面に展開できるから、製作や補強が容易であり、折り畳みやすく収納もコンパクトにできる。なお、円錐形状の場合は、前記カットした対向端部の接合部をファスナーなどで分離自在に形成しておけば、立体的な円錐形状のものを平面的なものに展開できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の浮上屋根は、中央に風抜き用の孔を設けた屋根シート部と、該孔を係脱自在に塞ぐとともに前記屋根シート部を浮き上らせる風船状体との組合せで構成したから、下方から吹き上げる風を受けた場合に、風船状体が孔から抜け出て風抜き孔が開放され、風の影響を受けにくく、破損や転倒などを最小限に止めることができ、形状や設置場所も限定されず使用範囲の拡大を図ることができ、また、製作も容易で安価にでき、設置や撤去も容易なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の浮上屋根の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】  本発明の浮上屋根の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】  本発明の浮上屋根の第１実施形態を示す通常時の縦断正面図である。
【図４】  本発明の浮上屋根の第１実施形態を示す強風時の縦断正面図である。
【図５】  本発明の浮上屋根の第２実施形態を示す斜視図である。
【図６】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す斜視図である。
【図７】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す縦断正面図である。
【図９】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す平面図である。
【図１０】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す屋根シート部の斜視図である。
【図１１】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す通常時の縦断正面図である。
【図１２】  本発明の浮上屋根の第３実施形態を示す強風時の縦断正面図である。
【図１３】  本発明の浮上屋根の第４実施形態を示す平面図である。
【図１４】  本発明の浮上屋根の第５実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１…風船状体                    ２…屋根シート部
３…孔部                        ４…索条
５，６…ケーブル                ７…ユニット
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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