(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の端部の膜及びケーブルを一体として送り出し又は引き込むことにより、膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させることを特徴とする、空気膜屋根構造の形態可変方法。
【請求項２】
膜及びケーブルの送り出し又は引き込みは、ケーブルの一端方向への操作、又はケーブルの両端方向への操作として行うことを特徴とする、請求項１に記載した空気膜屋根構造の形態可変方法。
【請求項３】
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の膜を支持する押さえケーブルを引張り又は緩めることにより膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させることを特徴とする、空気膜屋根構造の形態可変方法。
【請求項４】
押さえケーブルを引張り又は緩める操作は、押さえケーブルの一端方向への操作、又は押さえケーブルの両端方向への操作として行うことを特徴とする、請求項３に記載した空気膜屋根構造の形態可変方法。
【請求項５】
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の外周部を絞り込み又は拡大させることにより、膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させることを特徴とする、空気膜屋根構造の形態可変方法。
【請求項６】
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の膜を、放射方向に傘骨状に配置した外端方向に先太形状のエアチューブと、前記エアチューブ間を繋いだ一重膜との集合体として構成し、前記エアチューブ内の空気圧を排気して同エアチューブを偏平化し、且つ膜屋根の外周部を外方へ拡大することにより屋根のせいを小さくすること、又は前記エアチューブ内に給気して膨張させ、且つ膜屋根の外周部を内方へ絞り込むことにより空気膜屋根を膨張させ、せいを高くすることを特徴とする、空気膜屋根構造の形態可変方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地震外力で決定されない数少ない架構形式であるエアドーム、即ち、外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態（内部の気積、建物の外形）を、随時に人為的に変化させる方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
屋内野球場等の大空間のドーム屋根を構築する空気膜屋根構造は、既に実施されて公知、周知に属する。そして、空気膜屋根構造の形態を可変とする技術に関しても、例えば、特開平７−２７９２５３号、特開平１０−８８６６１号、及び特開平１０−１５９３９１号公報などに開示されてもいる。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術はいずれも、膜周辺部やケーブルの端部を固定したまま形態可変を行うため、所謂ドラスチックな形態変化を望めない。また、形態変化を実現するための手段、即ち形態可変機構が複雑な構成となり、実現性にも問題がある。せいぜい強風時や降雪時に内圧を制御して対処することはあっても、安定形態を変化させることはなかった。
【０００４】
本発明の目的は、図１に概念図を示したように、建物固定部分Ａに対して、空気膜屋根構造部分Ｂが、収縮時の形態を示すＢ１から、膨張時の形態を示すＢ２のようにライズ変化Ｒが大きく、建物の演出性を高め、あるいはイベント性や生物的な楽しみを与える程度にドラスチックな形態変化を実現する方法を提供することである。
【０００５】
本発明の次の目的は、空気膜屋根構造の安定形態を変化させ、建物内部の気積を変化させて、建物外観上の演出効果が得られるだけのライズ変化Ｒを、比較的に簡単な構成で確実にコントロールできる、実現性の高い形態可変方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した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屋根構造の形態可変方法は、
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の端部の膜及びケーブルを一体として送り出し又は引き込むことにより、膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した空気膜屋根構造の形態可変方法において、
膜及びケーブルの送り出し又は引き込みは、ケーブルの一端方向への操作、又はケーブルの両端方向への操作として行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載した発明に係る空気膜屋根構造の形態可変方法は、
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の膜を支持する押さえケーブルを引張り又は緩めることにより膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載した空気膜屋根構造の形態可変方法において、
押さえケーブルを引張り又は緩める操作は、押さえケーブルの一端方向への操作、又は押さえケーブルの両端方向への操作として行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明に係る空気膜屋根構造の形態可変方法は、
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の外周部を絞り込み又は拡大させることにより、膜屋根に作用する内圧で空気膜屋根を膨張させ、又は内圧より強い力で収縮させ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屋根構造の形態可変方法は、
外部の気圧よりも高い内圧を設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法であって、
空気膜屋根構造の膜を、放射方向に傘骨状に配置した外端方向に先太形状のエアチューブと、前記エアチューブ間を繋いだ一重膜との集合体として構成し、前記エアチューブ内の空気圧を排気して同エアチューブを偏平化し、且つ膜屋根の外周部を外方へ拡大することにより屋根のせいを小さくすること、又は前記エアチューブ内に給気して膨張させ、且つ膜屋根の外周部を内方へ絞り込むことにより空気膜屋根を膨張させ、せいを高くすることを特徴とする。
【００１２】
【本発明の実施形態及び実施形態】
図２と図３は、請求項１、２記載の発明に係る空気膜屋根構造の形態可変方法の実施形態を示している。
【００１３】
形態変化の状態を図４Ａ、Ｂに象徴的に例示したように、外部の気圧よりも高い内圧Ｐを設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造Ｂの形態を変化させる方法である。
【００１４】
図２は、空気膜屋根構造Ｂを構成する膜１及び縦、横方向へ格子状に配置した押さえケーブル２、２を、紙面の上端方向にのみ、及び右端方向にのみ送り出し又は引き込む操作をして、送り出し幅Ｌだけ形態変化させる方法の実施形態である。図３は、縦横の押さえケーブル２、２を、紙面の上下両端方向、及び左右両端方向に送り出し又は引き込む操作をして、送り出し幅Ｌだけ形態変化させる方法の実施形態を示している（請求項２記載の発明）。
【００１５】
具体的には、空気膜屋根構造Ｂの外周端部の膜１及びケーブル２を一体として送り出し又は引き込むことにより、膜屋根に作用する内圧Ｐで空気膜屋根構造Ｂを膨張させてせいＨを高くし（図４Ｂ）、又は内圧Ｐより強い力で偏平形状に収縮させ、せいＨ’を低くすること（図４Ａ）を特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１６】
本実施形態の場合、空気膜屋根構造Ｂの外周部形状は、図２及び図３に実線で示した真円形状を保つのであり、膜屋根外周部の建物固定部分Ａに設置した送り出し装置４の位置は固定されている。つまり、前記の送り出し装置４によって図２及び図３の送り出し幅Ｌだけ膜１及びケーブル２が一体として送り出されると、図４Ｂのように内圧Ｐによって膨張してせいＨが高くなる。逆に、送り出し装置４によって前記の送り出し幅Ｌだけ膜１及びケーブル２を一体として強制的に引き込むと、図４Ａのように内圧Ｐよりも優勢な強い力で収縮され、せいＨ’が低い偏平形状に変化するのである。
【００１７】
前記送り出し装置４としては、種々な手段を採用可能である。図示することは省略したが、膜１及びケーブル２を一体として巻取り（引き込み）又は繰り出す（送り出す）巻取り機による方法、或いは図５に示した実施形態のように、建物固定部分Ａの内端部（膜屋根との境界部）に膜屋根支持部（室）５を設け、その室内に膜１及びケーブル２の端部を一体として引き込み又は送り出すジャッキ６を含む送り出し装置４が設置される。膜屋根支持部（室）５における膜出入り口には、内圧の漏気対策シール部７が設けられている。
【００１８】
次に、図６及び図７は、請求項３、４に記載した発明の実施形態を示している。
【００１９】
本発明も、外部の気圧よりも高い内圧Ｐを設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造Ｂの形態を変化させる方法である。即ち、空気膜屋根構造Ｂの膜１を支持するべく縦、横方向に格子状に配置された押さえケーブル２を緩めると、膜屋根に作用する内圧Ｐで空気膜屋根構造Ｂは図７Ｂのように上方へ膨張する。逆に、内圧Ｐよりも強い力で強制的に引き下げる（引っ張る）と、図７Ａのように強制的に偏平形状に収縮される（請求項３記載の発明）。
【００２０】
縦、横方向の押さえケーブル２を前記のように強制的に引張り（引き下げる）、又は緩める（戻す）手段についても、種々採用できる。その一例を図７Ａ、Ｂに例示したように、各押さえケーブル２の下に一定のピッチで吊りケーブル８を下げ、各吊りケーブル８の下端を共通な親ケーブル９と連結し、親ケーブル９の両端（又は一端でも可）にウインチ１０を接続する。ウインチ１０は建物固定部分Ａに固定して設置する。該ウインチ１０の運転により、押さえケーブル２を強制的に引張り（引き下げる）、又は緩める（戻す）操作を行うことにより、上記の形態変化を必要に応じて随時に人為的に実現できる。
【００２１】
本発明の場合も、各押さえケーブル２を強制的に引張り又は緩める操作は、上記図２と図３に示した実施例と同様に、一端方向にのみ操作する方式と、又両端方向に操作する方式とを選択的に実施できる（請求項４記載の発明）。
【００２２】
次に図８と図９及び図１０は、請求項５に記載した発明の実施形態を示している。
【００２３】
本発明も、外部の気圧よりも高い内圧Ｐを設定して安定形態を保つ空気膜屋根構造の形態を変化させる方法である。空気膜屋根構造Ｂの外周部を図１０Ｂのように内方へ移動させることによって絞り込み、膜屋根に作用する内圧Ｐを利用して空気膜屋根構造Ｂを上方へ膨張させ、「せい」を高くする。又は図１０Ａのように空気膜屋根構造Ｂの外周部を外方へ移動させることにより拡大（拡径）して、強制的に内圧Ｐより強い力で偏平形状に収縮させる（せいを低くする）方法である。
【００２４】
図８は、押さえケーブル２が放射状に配置された空気膜屋根構造Ｂの形態変化（絞り込み量Ｌ）を示し、図９は押さえケーブル２が縦、横方向に格子状に配置された空気膜屋根構造Ｂの形態変化（絞り込み量Ｌ）を示している。
【００２５】
具体的には空気膜屋根構造Ｂの外周部において、ケーブル２と膜１とを一体として支持した可動装置１１を建物固定部分Ａへ放射方向への移動が可能に設置し、且つ内圧Ｐの漏気対策として可動シール手段が併設されている。
【００２６】
図１１Ａ、Ｂは、前記可動装置の一例を示したものである。これは２本のリンク１２と１３の中点をピン１４で回転可能に連結した機構を最小単位として、前記リンク１２、１３を周方向へ順次にピン連結し、円周方向に所謂パンタグラフ機構を組み立てる。放射方向に配置する押さえケーブル２は、頂部リング１５と前記中点のピン１４との間、及び頂部リング１５と外側ピン１６との間にそれぞれ連結した構成とされている。
【００２７】
図１１Ａは２本のリンク１２と１３の交差角を小さくして円周方向長さを拡大した、図１０Ａに相当する空気膜屋根構造Ｂの収縮状態を示し、図１１Ｂは２本のリンク１２と１３の交差角を大きくして円周方向長さを縮小した、図１０Ｂに相当する空気膜屋根構造Ｂの膨張状態を示している。リンク１２、１３の駆動は例えば油圧ジャッキ等で行う。
【００２８】
最後に、図１２〜図１５は、請求項６記載の発明の実施形態であり、しかも上記請求項５記載の発明と同様、空気膜屋根構造Ｂの外周部を図１５Ａのように内方へ移動させることによって絞り込み、膜屋根に作用する内圧Ｐを利用して空気膜屋根構造Ｂを上方へ膨張させ、「せい」を高くする。又は図１５Ｂのようにエアチューブ１７内の空気圧を排気して扁平化し、且つ図１４Ａのように空気膜屋根構造Ｂの外周部を外方へ移動させることにより拡大（拡径）して、強制的に内圧Ｐより強い力で偏平形状に収縮させ、「せい」を低くする方法であるが、その補助手段としてエアチューブ１７を採用したことを特徴とする。
【００２９】
即ち、空気膜屋根構造Ｂの膜は、放射方向に傘骨状に配置した外端方向に先太形状のエアチューブ１７と、前記エアチューブ１７、１７間を繋いだ一重膜１との集合体として構成する。必要に応じて、放射方向及び円周方向に押さえケーブル２を配置する。そして、前記エアチューブ１７内の空気圧を排気して同エアチューブ１７を図１４Ｂのように偏平化し、その実質幅寸Ｍを増大させる。その分膜屋根外周部の円周方向長さが拡大して、強制的に内圧Ｐより強い力で空気膜屋根構造Ｂを偏平形状に収縮させる（せいを低くする）。或いは逆に、前記エアチューブ１７内に給気して図１５Ｂのように丸く膨張させると、その外径Ｎは前記偏平形状の幅寸Ｍよりも縮小される。その分膜屋根の外周部を絞り込むことになり、膜屋根に作用する内圧Ｐで空気膜屋根を上方へ膨張させる（せいを高くする）方法である。
【００３０】
本実施形態の場合も、図１４Ａ及び図１５Ａに示したように、空気膜屋根構造Ｂの外周部において、ケーブル２と膜１及びエアチューブ１７をそれぞれ一体として支持する可動装置１８を建物固定部分Ａへ放射方向への移動が可能に設置し、且つ内圧Ｐの漏気対策としての可動シール手段が併設される。
【００３１】
【本発明が奏する効果】
請求項１ないし６記載の発明によれば、建物固定部分に対して、空気膜屋根構造部分の安定形態が、収縮時の形態から、膨張時の形態まで、ライズ変化の大きい形態変化をドラスチックに実現するから、建物の演出性を高め、あるいはイベント性や生物的な楽しみを与える。
【００３２】
本発明はまた、空気膜屋根構造の安定形態を変化させ、建物内部の気積を変化させ、建物外観上の演出効果が得られるだけのライズ変化を、比較的に簡単な構成で確実にコントロールできる、実現性の高い形態可変方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気膜屋根構造の形態変化を概念的に示した説明図である。
【図２】空気膜屋根構造の形態変化を説明した平面図である。
【図３】空気膜屋根構造の異なる形態変化を説明した平面図である。
【図４】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の形態変化を説明した断面図である。
【図５】空気膜周辺部の支持構造を示した断面図である。
【図６】空気膜屋根構造を示した平面図である。
【図７】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の形態変化を説明した断面図である。
【図８】空気膜屋根構造の形態変化を説明した平面図である。
【図９】空気膜屋根構造の異なる形態変化を説明した平面図である。
【図１０】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の形態変化を説明した断面図である。
【図１１】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の形態変化の機構を説明した斜視図である。
【図１２】Ａ、Ｂ、Ｃは空気膜屋根構造の収縮形態を説明した立面図と平面図及び斜視図である。
【図１３】Ａ、Ｂ、Ｃは空気膜屋根構造の膨張形態を説明した立面図と平面図及び斜視図である。
【図１４】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の収縮形態とその際のエアチューブの形態を説明した断面図である。
【図１５】Ａ、Ｂは空気膜屋根構造の膨張形態とその際のエアチューブの形態を説明した断面図である。
【符号の説明】
Ｐ    内圧
Ｂ    空気膜屋根構造
１    膜
２    ケーブル
１７  エアチューブ
【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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【図１５】
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