(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根の一部あるいは全部を開閉する複数の開閉屋根片を備えた開閉式屋根であって、
前記開閉屋根片は、支持端を基点に湾曲変形可能に設けられた開閉駆動アームと、この開閉駆動アームから側方に延出するように設けられ、前記開閉駆動アームの変形に追従して変形し得るように構成された屋根要素とからなり、前記開閉駆動アームの変形に追従した前記屋根要素の変形に応じて屋根の一部あるいは全部が開閉されることを特徴とする開閉式屋根。
【請求項２】
前記屋根がドーム形屋根であって、前記開閉屋根片がこの屋根の頂部を中心に放射状に複数分割構成され、それぞれ先細り状に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の開閉式屋根。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋根の一部あるいは全部が１つまたは複数の開閉屋根片で構成された開閉式屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の開閉式屋根は、屋根の一部あるいは全部が１枚あるいは複数枚の可動屋根で構成され、この可動屋根が移動することによって屋根に開口部を形成したりこの開口部を閉塞したりするようになっている。可動屋根は横方向にスライドしたり、屋根頂部を中心に回転したりするようになっている。移動した可動屋根は、他の屋根に幾重にも重なったりして移動量に応じた開口部を形成する。このように屋根が開閉されることで、天気の良い日には屋根を開放して採光や換気を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、このような開閉式屋根を可変形状トラス架構で構築しようという提案がなされている（特開２０００−８４７８号公報、特開２０００−８４７９号公報等参照）。この可変形状トラス架構は、構造部材であるトラス部材の一部を伸縮自在なアクチュエータで構成したもので、アクチュエータの伸縮によって全体の形状があらゆる形状に多彩に変化するようになっている。このような可変形状トラス架構を開閉式屋根に適用すれば、従来のスライド開閉方式では実現できなかった例えば屋根をもっと細かくに部分的に開閉制御したり屋根全部を開放したり屋根の最上部のみを部分的に開閉させるなど多種多様な開閉形態を実現することができる。
【０００４】
ところが、現在提案されている可変形状トラス架構を適用した開閉式屋根では、２つの可変形状トラス架構の間に屋根外装材を掛け渡すという構成であるため、その屋根の端部形状を自由自在に設定することはできず、例えばドーム形屋根などのような複雑な形状の組合せが要求される屋根で実現するのはきわめて難しかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、可変形状トラス架構を利用してドーム形屋根など多種多様な開閉形態の屋根を実現可能な開閉式屋根を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明にかかる開閉式屋根にあっては、屋根の一部あるいは全部を開閉する複数の開閉屋根片を備えた開閉式屋根であって、前記開閉屋根片は、支持端を基点に湾曲変形可能に設けられた開閉駆動アームと、この開閉駆動アームから側方に延出するように設けられ、前記開閉駆動アームの変形に追従して変形し得るように構成された屋根要素とからなり、前記開閉駆動アームの変形に追従した前記屋根要素の変形に応じて屋根の一部あるいは全部が開閉される構成とする。
【０００７】
この開閉式屋根にあっては、屋根要素が開閉駆動アームから側方に延出するように設けられているので、開閉屋根片を所望の形状に成形することができ、これによって各種様々な形状や形態を有する屋根を実現することができる。ドーム屋根やアーチ屋根等にも対応することができる。また、従来のスライド開閉方式では実現できなかった例えば屋根をもっと細かくに部分的に開閉制御したり屋根全部を開放したり屋根の最上部のみを部分的に開閉させるなど多種多様な開閉形態を実現することができる。従来のスライド式開閉屋根に比べ、開閉自由度が飛躍的に向上するとともに大きな開口が得られる。
【０００８】
さらに、前記屋根がドーム形屋根であって、前記開閉屋根片がこの屋根の頂部を中心に放射状に複数分割構成され、それぞれ先細り状に成形されていることで、屋根頂部を中心に各開閉屋根片が拡開するような開閉式屋根をドーム形屋根で実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明にかかる開閉式屋根の実施の形態について添付図面を用いて説明する。図１〜図７は、本発明にかかる開閉式屋根の一実施形態を示したものである。開閉式屋根は、図１に示すように、半球状に成形されたドーム形屋根で、屋根頂部を中心に放射状に分割された複数の開閉屋根片２で構成されている。各開閉屋根片２は、根元部から先端部に向かって徐々に横幅が狭くなっており、全体が先細り状の扇形に成形されている。図１では、ちょうど各開閉屋根片２の先端部が屋根頂部に集まり、隣同士の開閉屋根片が相互に召し合わされ、屋根が閉じられた状態になっている。
【００１０】
図２〜図４は、この開閉式屋根の開閉屋根片２の一つを示したものである。図２は開閉屋根片２の正面図、図３は開閉屋根片２の側面図、図４は開閉屋根片２の上面図である。開閉屋根片２は、当該開閉屋根片２の背部に配設されて当該開閉屋根片２を開閉駆動する開閉駆動アーム４と、この開閉駆動アーム４に屋根要素として一体的に設けられ屋根面を形成する複数の屋根パネル６とから構成されている。開閉駆動アーム４は、図２に示すように、開閉屋根片２の中央部に先端部から根元部にかけて真っ直ぐに背骨のように配置されている。この開閉駆動アーム４は、図３に示すように、一端が支持された可変形状トラス架構で構成され、四辺形状をした可変トラス８と、三角形状をした固定トラス１０とから構成されている。可変トラス８と固定トラス１０とは交互に連設されている。
【００１１】
三角形状の固定トラス１０は、相互に結合された固定長の３つの辺部からなり、各辺部が変形しないように強固に結合されている。固定トラス１０は、相隣接したものどうし、四辺形の可変トラス８を間に挟んで、相互にヒンジ部１２を介して回動自在に連結されている。最下部の固定トラス１０は基礎部１４との間にトラスを形成して当該基礎部１４に固定されている。
【００１２】
一方、四辺形状の可変トラス８は、その２つ辺部８ａを、隣接する固定トラス１０の辺部と共有するようになっている。残り２つの辺部８ｂはその端部が三角形状の固定トラス１０の頂点にヒンジ部１６を介して回動自在に連結されている。これら２つの辺部８ｂの交差部と、固定トラス１０と共有の２つの辺部８ａの交差部とを結ぶように対角線に沿って伸縮自在なアクチュエータ１８が介設されている。このアクチュエータ１８は油圧ジャッキ等で構成され、その中央部には可変トラス８の２つの辺部の端部がそれぞれピンヒンジ１９を介してトラニオン方式により回動自在に連結されている。アクチュエータ１８が伸縮することによって、四辺形状の可変トラス８をパンタグラフを小さく折り畳んだように潰れた状態にしたり、また反対に四辺形状の可変トラス８を展開して大きく広げた状態にしたりする。
【００１３】
屋根パネル６は、図２に示すように、多数のトラスが立体的に集合して構成された立体トラス構造体からなり、それぞれ横幅の異なる台形状に成形されていて、開閉駆動アーム４に沿って縦方向に並べられて先細り状の屋根面を形成するようになっている。各屋根パネル６は、開閉駆動アーム４を構成する可変形状トラス架構の固定トラス１０に一体的に固設され、背骨のように配置された開閉駆動アーム４から左右両方向に翼状に延設されている。各屋根パネル６は、相隣接したもの同士、左右二箇所のヒンジ部２０を介して相互に連結されている。これによって、各屋根パネル６間は折り曲げ可能になっている。
【００１４】
本実施の形態では、このように屋根面を形成する屋根パネル６を開閉駆動アーム４から側方へ延出するように一体的に設けるようにしたから、開閉屋根片２を所望の形状に成形することができ、これによって本実施形態のように先細り状にすることができる。このため、本実施形態のようにドーム形屋根であっても、可変形状トラス架構を適した開閉式屋根を実現することができる。
【００１５】
ここで各アクチュエータ１８を伸縮させるとする。図５（ａ）〜（ｃ）は各アクチュエータ１８を伸長もしくは収縮させたときの開閉屋根片２の様子を示す側面図である。アクチュエータ１８を収縮させると、図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示すようにアクチュエータ１８を含む四辺形状の可変トラス８は各々展開して大きく広がって、開閉駆動アーム４全体が図中右側へ弯曲した状態になる。このとき、固定トラス１０に一体的に設けられた屋根パネル６も相互間を連結するヒンジ部２０を介して折れ曲がって、開閉駆動アーム４と一緒に図中右側に弯曲した状態となる。一方、アクチュエータ１８を伸長させると、図５（ｃ）に示すように四辺形状の可変トラス８は折り畳まれて潰れたような状態となり、開閉駆動アーム４全体が図中右側へ弯曲した状態となる。
【００１６】
このように各アクチュエータ１８が伸縮することで、開閉駆動アーム４を構成する可変形状トラス架構の可変トラス８が展開・折畳み変形して、開閉駆動アーム４が図中左右両方向に弯曲変形するとともに、この開閉駆動アーム４と一緒に屋根パネル６もヒンジ部２０を介して折れ曲がって弯曲変形し、開閉屋根片２を開閉駆動することができる。
【００１７】
図６（ａ）〜（ｄ）は、ドーム形屋根が開くときの途中過程を示したものである。各開閉屋根片２に備えられた各アクチュエータ１８を徐々に伸長させれば、図６（ａ）に示すようにその先端部が屋根頂部に集まって屋根を閉じていた各開閉屋根片２は、図６（ｂ）に示すようにその先端部から徐々に持ち上がって相互に分離され、図６（ｃ）に示すように開閉屋根片２が垂直に起立した状態になる。その後、さらに各アクチュエータ１８を伸長させることで、開閉屋根片２は、図６（ｄ）に示すように、さらに反対側に反り返った状態となり、ドーム形の屋根が大きく開口される。
【００１８】
さらに各開閉屋根片２の開閉順序を適宜設定することで、図７（ｅ）や（ｆ）のような多彩な屋根開閉時に多彩な演出を醸し出すことができる。この他、各アクチュエータ１８の伸縮量を調節したり、複数あるアクチュエータ１８の中から適宜なもの選択して伸縮させたりすれば、開閉屋根片２の一部を起こして屋根を部分的に開放したり、様々な開閉形態を実現することができる。
【００１９】
図８は、本発明にかかる開閉式屋根の他の実施形態を示したものである。ここでは、本発明にかかる開閉式屋根をくの字状に形成された断面アーチ形のトンネル形屋根２２に適用している。このトンネル形屋根２２は、前後の直線部分２３，２５とその間のカーブ部分２４とからなる。直線部分２３，２５はアーチ頂部において左右に二分され、長方形状の２つの開閉屋根片２６から構成されている。各開閉屋根片２６の背面にはそれぞれ相互に間隔をあけて３本の開閉駆動アーム４が配設されている。各開閉屋根片２６はこれらの開閉駆動アーム４によって開閉される。
【００２０】
一方、カーブ部分２４は、さらにその長さ方向に沿って３つのパート２４ａ，２４ｂ，２４ｃに分かれ、それぞれ断面アーチ形の屋根を構成している。各パート２４ａ，２４ｂ，２４ｃは直線部分２３，２５と同じくアーチ頂部において二分されて２つの開閉屋根片２７，２８からなり、各開閉屋根片２７，２８はそれぞれアーチ形の屋根を形成すべくそれぞれ台形状または逆台形状に成形されている。図９は各開閉屋根片２６，２７，２８が開いたときの様子を示したものである。このようにトンネル状の屋根でも屋根全体を開放して大きな開口を得ることができる。なお、カーブ部分２４の内側に位置する３つの開閉屋根片２８については、屋根開閉時に隣の開閉屋根片２８と相互に干渉する場合があるため、これを防止すべく屋根開閉時に開閉駆動アーム４の変形量を調節して各開閉屋根片２８の開閉駆動に時間差を持たせるようにする。
【００２１】
なお、本発明にかかる開閉式屋根にあっては、前述したドーム形屋根やカーブ部を有するトンネル状の屋根に限らず、あらゆるタイプの屋根への適用が可能であるとともに、多種多様な形状変化の演出が可能である。
【００２２】
また、前記実施の形態では、複数の屋根パネル６をヒンジ部１２を介して相互に連結して、開閉駆動アーム４の変形に追従するように屋根要素を形成していたが、本発明の屋根要素にあってはこれに限らず、開閉駆動アーム４の変形に追従できれば、例えば１枚の柔軟性を有する膜材等で形成するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明にかかる開閉式屋根によれば、屋根要素が開閉駆動アームから側方に延出するように設けられているので、屋根開閉片を所望の形状に成形することができ、これによってドーム屋根やアーチ屋根等をはじめ、各種様々な形状や形態を有する屋根を実現することができる。また、従来のスライド開閉方式では実現できなかった例えば屋根をもっと細かくに部分的に開閉制御したり屋根全部を開放したり屋根の最上部のみを部分的に開閉させるなど多種多様な開閉パターンを実現することができる。従来のスライド式屋根に比べ、屋根の開閉自由度が飛躍的に向上するとともに大きな開口が得られる。
【００２４】
さらに、前記屋根がドーム形屋根であって、前記開閉屋根片がこの屋根の頂部を中心に放射状に複数分割構成され、それぞれ先細り状に成形されていることで、屋根頂部を中心に各開閉屋根片が拡開するような開閉式屋根をドーム形屋根で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる開閉式屋根をドーム形屋根に適用したときの一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１の開閉式屋根を構成する開閉屋根片の一実施形態を示した正面図である。
【図３】図１の開閉式屋根を構成する開閉屋根片の一実施形態を示した側面図である。
【図４】図１の開閉式屋根を構成する開閉屋根片の一実施形態を示した上面図である。
【図５】図１の開閉式屋根を構成する開閉屋根片が開閉するときの様子を横から見たときの側面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）図１の開閉式屋根の開閉屋根片が開くときの過程を示した斜視図である。
【図７】（ｅ）及び（ｆ）図１の開閉式屋根の開閉屋根片が開いたときの他の態様を示した斜視図である。
【図８】本発明にかかる開閉式屋根を適用したのときの一実施形態を示した斜視図である。
【図９】図７に示す開閉式屋根において屋根が開放されたときの様子を示した斜視図である。
【符号の説明】
２  開閉屋根片
４  開閉駆動アーム
６  屋根パネル
８  可変トラス
１０  固定トラス
１２，１６，２０  ヒンジ部
１８  アクチュエータ
【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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