JP2012007380A - Openable dome - Google Patents

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牧 粉川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure capable of continuously changing the diameter of an oculus and geometrical shape of the entire dome while keeping the stability of the structure in an openable dome.SOLUTION: The openable dome includes: a plurality of three-dimensional angulated scissors elements arranged at equal angles around the center axis of a partial curved surface in a lamellar shape; respective pin intersections on the same plane respectively passing through the vertex of the partial curved surface and obliquely crossing the center axis; respective posts connected with the respective pin intersections on the innermost periphery; a diagonal cable for connecting the respective posts and the respective pin intersections positioned on the one stage outer periphery than the respective posts; a zigzag cable for connecting the respective pin intersections connected with the respective posts with the respective pin intersections in the further outer peripheral direction; a first hoop cable for connecting the respective adjacent pin intersections on the innermost periphery; and a second hoop cable for connecting the respective adjacent posts on the periphery. By adjusting the lengths of the hoop cables and the zigzag cable, the oculus is opened and closed and the geometrical shape of the dome is changed.

Description

本発明は、頂部に円形の天窓を有する開閉式ドームの構造に関し、より詳細には、その円形の天窓の直径及びドーム全体の幾何学的形状を連続的に変化させることが可能な開閉式ドームの構造に関する。 The present invention relates to a structure of an openable dome having a circular skylight at the top, and more specifically, an openable dome capable of continuously changing the diameter of the circular skylight and the geometric shape of the entire dome. Related to the structure.

開閉式のドームは、柱の無い広い空間を実現することが可能で、しかも、天窓を開閉することによって、天候の変化に対応し、内部の採光状態を調整し、あるいは内部の換気を行うことが可能なので、近年、その構造に関して様々な提案が行われている。 Opening and closing dome can realize a wide space without pillars, and by opening and closing the skylight, it can respond to changes in weather, adjust the internal lighting conditions, or perform internal ventilation In recent years, various proposals have been made regarding the structure.

部分球面上にあるはさみ要素群(Scissors Elements)をラメラ状に配置し、各交点をはさみピンでつなげた構造体は、一種の不安定構造体で、理論上、部材に歪エネルギーを蓄えることなく、その幾何学的形状を変化させることができる。この様なはさみ要素群を用いて構成された開閉式ドームの構造が開発されている。 A structure in which scissors elements on a partial sphere are arranged in a lamellar shape and each intersection point is connected with scissors pins is a kind of unstable structure, and theoretically without storing strain energy in the member. , Its geometric shape can be changed. An openable dome structure constructed using such scissors elements has been developed.

本発明の発明者は、三次元多折はさみ要素から構成される開閉式ドームにおいて、オルクス(円形天窓)の直径及びドーム全体の幾何学的形状を、構造の安定性を保ちつつ連続的に変化させることが可能で、しかも、上記三次元多折はさみ要素の製作が比較的容易な構造を特許文献1や特許文献2において提案した。 The inventor of the present invention continuously changes the diameter of the orcs (circular skylight) and the geometric shape of the entire dome while maintaining the stability of the structure in the openable dome composed of three-dimensional multi-fold scissors elements. Patent Document 1 and Patent Document 2 have proposed a structure that can be manufactured and that can relatively easily manufacture the three-dimensional multi-fold scissors element.

その主構造体は、ある部分球面上に「三次元多折はさみ要素」(3−DMASE)をその球面の中心軸の回りで等角度に配置し、ラメラ状に構成して得られる。三次元多折はさみ要素のピン交点は、前記球面の頂点を通り前記中心軸に対して斜めに交差する各同一平面上にあり、且つ、各要素上で互いに隣接するピン交点は、前記中心軸の回りで成す角度がそれぞれ等しくなるように配置されている。さらに各ピン交点の回転軸(ピボット軸)は、前記部分球面の法線方向に一致している。しかし、形状変化の過程中において、各ピン交点のピボット軸と三次元多折はさみ要素のピン用穴軸の間に微小な角度変化が生じ、この角度変化を吸収するために、要素部材にルーズ・ホールを設けるかあるいは自動調心ころ軸受けなどを埋め込んでいる。このようにして得られる構造体は、一種の可変構造体で、要素の弾性変形を伴うことなくその剛体移動のみによって構造全体の形状、特に頂部の天窓直径を大きく変化させることが出来る。この可変構造体の形状を連続的に変化させる駆動方法且つ大スパンが可能となるような構造システムの構築に向けて、特許文献1では、主構造体の内周と外周にそれぞれ伸縮ロッドを設けて、三次元多折はさみ部材が主に軸力伝達機構となる構造システムを提案した。 The main structure is obtained by arranging “three-dimensional multi-fold scissors elements” (3-DASE) on a partial spherical surface at an equal angle around the central axis of the spherical surface and forming a lamellar shape. Pin intersections of the three-dimensional multi-fold scissors elements are on the same plane passing through the top of the spherical surface and obliquely intersecting the central axis, and adjacent pin intersections on each element are the central axes Are arranged so that the angles formed around are equal. Further, the rotation axis (pivot axis) of each pin intersection coincides with the normal direction of the partial spherical surface. However, during the shape change process, a slight angle change occurs between the pivot axis of each pin intersection and the pin hole axis of the three-dimensional multi-fold scissors element, and the element member is loosened to absorb this angle change.・ Halls are provided or spherical roller bearings are embedded. The structure obtained in this way is a kind of variable structure, and the shape of the whole structure, particularly the top window diameter can be changed greatly only by the rigid body movement without elastic deformation of the elements. In order to construct a driving system that continuously changes the shape of the variable structure and a structural system that enables a large span, Patent Document 1 provides a telescopic rod on the inner periphery and outer periphery of the main structure, respectively. A three-dimensional multi-fold scissor member was proposed as a structural system that mainly serves as an axial force transmission mechanism.

しかしながら、内周リングを構成する直線状の伸縮ロッドは伸縮率が5〜6倍と高くしかも大きな圧縮軸力を受けるため、ロッドの製作技術や座屈耐力に困難な問題が残されていた。 However, since the linear expansion / contraction rod constituting the inner ring has a high expansion / contraction ratio of 5 to 6 times and receives a large compression axial force, a problem remains in the rod manufacturing technology and buckling strength.

特開2002−81165号公報JP 2002-81165 A 特許第4224833号公報Japanese Patent No. 4224833 米国特許第3139957号公報U.S. Pat. No. 3,139,957

本発明は、上記の様なこれまでの開閉式ドームの問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、三次元多折はさみ要素から構成される開閉式ドームにおいて、オルクスの直径及びドーム全体の幾何学的形状を、構造の安定性を保ちつつ連続的に変化させることが可能で、しかも、上記三次元多折はさみ要素の製作が比較的容易な構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional open / close dome as described above, and an object of the present invention is to provide an orcs diameter and an open / close dome composed of three-dimensional multi-fold scissors elements. An object of the present invention is to provide a structure in which the geometric shape of the entire dome can be continuously changed while maintaining the stability of the structure, and the three-dimensional multi-fold scissors element is relatively easy to manufacture.

本発明の一実施形態においては、ドームの基本形状を構成する軸対称状の部分曲面の上に構成された頂部の天窓の開閉が可能な開閉式ドームにおいて、ラメラ状に、前記部分曲面の中心軸の回りに等角度に配置された複数の三次元多折はさみ要素と、前記三次元多折はさみ要素同士が接続され、前記部分曲面の頂点を通り前記中心軸に対して斜めに交差する各同一平面上にある各ピン交点と、最内周に位置する前記各ピン交点とその一端が接続された各ポストと、前記各ポストの他端と前記各ポストより1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続するダイアゴナル・ケーブルと、前記各ポストと接続された前記各ピン交点がより外周方向の前記各ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置されるジグザグ・ケーブルと、最内周に位置し隣接する前記各ピン交点間を接続する第1のフープ・ケーブルと、前記各ポストの一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト間を接続する第2のフープ・ケーブルとを含み、前記各ピン交点は、前記三次元多折はさみ要素上において互いに隣接する前記各ピン交点の間で、前記中心軸の回りでなす角度がそれぞれ等しくなるように配置され、前記各ピン交点の回転軸が、前記部分曲面の法線方向に一致するように構成され、前記第1及び第2のフープ・ケーブルと前記ジグザグ・ケーブルの長さを調整することによって、前記天窓の開閉及びドームの幾何学的形状の変更を行うことを特徴とする。 In one embodiment of the present invention, in an openable dome capable of opening and closing a top skylight configured on an axially symmetric partial curved surface constituting the basic shape of the dome, the center of the partial curved surface is formed in a lamellar shape. A plurality of three-dimensional multi-fold scissors elements arranged at an equal angle around an axis, and the three-dimensional multi-fold scissors elements are connected to each other, and each of the three-dimensional multi-fold scissors elements passes through the vertex of the partial curved surface and intersects the central axis obliquely Each pin intersection on the same plane, each pin intersection located on the innermost periphery and each post connected to one end thereof, each other located on the outer periphery from the other end of each post and each post A diagonal cable connecting pin intersections and a zigzag cable arranged so that each pin intersection connected to each post connects a diagonal diagonal vertex of the square formed with each pin intersection in the outer circumferential direction. And most A first hoop cable connected between the adjacent pin intersections located on the circumference and a second hoop cable connected to one end of each post and connected between the adjacent posts on the same circumference The pin intersections are arranged so that the angles formed around the central axis are equal between the pin intersections adjacent to each other on the three-dimensional multi-fold scissors element, The rotation axis of the intersection is configured to coincide with the normal direction of the partial curved surface, and by opening and closing the skylight and adjusting the lengths of the first and second hoop cables and the zigzag cable, It is characterized by changing the geometric shape of the dome.

本発明の他の実施形態においては、ドームの基本形状を構成する軸対称状の部分曲面の上に構成された頂部の天窓の開閉が可能な開閉式ドームにおいて、ラメラ状に、前記部分曲面の中心軸の回りに等角度に配置された複数の三次元多折はさみ要素と、前記三次元多折はさみ要素同士が接続され、前記部分曲面の頂点を通り前記中心軸に対して斜めに交差する各同一平面上にある各ピン交点と、最内周及び最内周より1つ外周に位置する前記各ピン交点と一端が接続された各ポストと、前記各ポストの他端と前記各ポストより1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続するダイアゴナル・ケーブルと、前記各ポストと接続された最内周より1つ外周に位置する前記各ピン交点がより外周方向の前記ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置されるジグザグ・ケーブルと、最内周に位置し隣接する前記各ピン交点間を接続する第1のフープ・ケーブルと、前記各ポストの一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト間を接続する第2のフープ・ケーブルとを含み、前記各ピン交点は、前記三次元多折はさみ要素上において互いに隣接する前記各ピン交点の間で、前記中心軸の回りでなす角度がそれぞれ等しくなるように配置され、前記各ピン交点の回転軸が、前記部分曲面の法線方向に一致するように構成され、前記第1及び第2のフープ・ケーブルと前記ジグザグ・ケーブルの長さを調整することによって、前記天窓の開閉及びドームの幾何学的形状の変更を行うことを特徴とする。 In another embodiment of the present invention, in an openable dome capable of opening and closing a top skylight configured on an axially symmetric partial curved surface constituting the basic shape of the dome, a lamellar shape of the partial curved surface is provided. A plurality of three-dimensional multi-fold scissors elements arranged at an equal angle around the central axis, and the three-dimensional multi-fold scissors elements are connected to each other, and obliquely intersect the central axis through the vertex of the partial curved surface From each pin intersection located on the same plane, each pin intersection located at one outer periphery from the innermost circumference and the innermost circumference and each post connected to one end, the other end of each post and each post A diagonal cable connecting the pin intersections located on one outer periphery, and the pin intersections located one outer periphery from the innermost periphery connected to the posts form the pin intersections in the outer peripheral direction. The diagonal vertices of the rectangle to be connected A zigzag cable arranged so as to be connected, a first hoop cable connected between the adjacent pin intersections located on the innermost circumference, and connected to one end of each post and adjacent on the same circumference A second hoop cable connecting between the posts, and the pin intersections are formed around the central axis between the pin intersections adjacent to each other on the three-dimensional multi-fold scissor element. The angle of rotation is set to be equal to each other, and the rotation axis of each pin intersection is configured to coincide with the normal direction of the partial curved surface, and the first and second hoop cables and the zigzag cable By adjusting the length, the skylight is opened and closed and the geometric shape of the dome is changed.

更に、本発明の一実施形態においては、前記部分曲面の最外周に位置する前記各ピン交点間を接続して配置される外周ケーブルをさらに含むことを特徴とする。 Furthermore, in one embodiment of the present invention, it further includes an outer peripheral cable arranged by connecting the pin intersections located on the outermost periphery of the partial curved surface.

また、前記ジグザグ・ケーブルは、前記三次元多折はさみ要素と協働してはさみトラス状の圧縮リングを形成することを特徴とする。 Further, the zigzag cable forms a scissor truss-like compression ring in cooperation with the three-dimensional multi-fold scissor element.

本発明の開閉式ドームによれば、常に力学的合理性を保ちながら、すなわち強度と剛性に優れつつ、連続的に形状が変化する構造体が得られる。三次元多折はさみ要素の各ピン交点の回転軸を、ドームの基本形状を構成する軸対称状の部分曲面(典型的には部分球面)の法線方向に一致させているので、その加工が極めて容易である。従って、部材間の応力伝達がスムーズに行われ、構造体としての強度に優れている。 According to the open / close dome of the present invention, it is possible to obtain a structure whose shape continuously changes while maintaining mechanical rationality, that is, excellent in strength and rigidity. The rotation axis of each pin intersection of the three-dimensional multi-fold scissors element is made to coincide with the normal direction of the axisymmetric partial curved surface (typically partial spherical surface) constituting the basic shape of the dome. Very easy. Therefore, the stress transmission between the members is performed smoothly, and the strength as a structure is excellent.

また、本発明の開閉式ドームにおいては、可撓性引張材の長さと張力を制御しながら、構造全体の形状変化を与えようとするものであり、現代の緊張工法を発展し適用することにより、大型の開閉式ドームの建築が可能となる。 In the open / close dome of the present invention, the length and tension of the flexible tensile material are controlled to change the shape of the entire structure. By developing and applying a modern tension method, The construction of a large openable dome is possible.

本発明の一実施形態に係る開閉式ドームの構造を示した概要図である。It is the schematic which showed the structure of the opening-and-closing type dome concerning one Embodiment of this invention. 図1の開閉式ドームについての、x−x’の断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section of x-x 'about the open / close-type dome of FIG. 本発明の一実施形態に係る開閉式ドームのピン交点の配置を示す断面図及び伏図である。It is sectional drawing and a bottom view which show arrangement | positioning of the pin intersection of the opening-and-closing dome which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の開閉式ドームにおけるジグザグ・ケーブルの配置を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the zigzag cable in the opening-and-closing type dome of FIG. 本発明の他の実施形態に係る開閉式ドームの構造を示した概要図である。It is the schematic which showed the structure of the open / close-type dome which concerns on other embodiment of this invention. 図5の開閉式ドームについての、x−x’の断面における断面図である。It is sectional drawing in the cross section of x-x 'about the open / close-type dome of FIG. 図5の開閉式ドームにおけるジグザグ・ケーブルの配置を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the zigzag cable in the opening-and-closing dome of FIG. 本発明の一実施形態に係る開閉式ドームの基準状態におけるピン交点の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the pin intersection in the reference | standard state of the open / close-type dome which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る開閉式ドームにおいて、基準状態からの並進量と回転量の増分を表すtが、t=0、t=−0.25、t=0.3の場合における開閉式ドームの形状を示す概要図である。In the open / close dome according to the embodiment of the present invention, the open / close dome in the case where t representing the translation amount and the rotation increment from the reference state is t = 0, t = −0.25, and t = 0.3. It is a schematic diagram which shows the shape. 本発明の実施形態に係る開閉式ドームに係る可変長ケーブルのtに対する長さの変化の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the change of the length to t of the variable-length cable concerning the opening-and-closing type dome concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る開閉式ドームのモデルを試作し、開閉動作を行った際の、オルクスが開かれた状態の図である。It is a figure of the state in which the orcs were opened when the model of the opening-and-closing dome concerning an embodiment of the present invention was made as a prototype, and opening and closing operation was performed. 本発明の実施形態に係る開閉式ドームのモデルを試作し、開閉動作を行った際の、オルクスがやや開かれた状態の図である。It is a figure of the state in which the orcs were opened a little when the prototype of the open-and-close type dome concerning an embodiment of the present invention was made as a prototype, and opening and closing operation was performed. 本発明の実施形態に係る開閉式ドームのモデルを試作し、開閉動作を行った際のオルクスが閉じられた図である。FIG. 3 is a diagram in which an orcus when a model of an open / close dome according to an embodiment of the present invention is prototyped and an open / close operation is performed is closed.

図1は、本発明の一実施形態に係る開閉式ドームの構造を示した概要図であり、図2は、そのx−x’の断面における断面図である。また、図3は本発明の一実施形態に係る開閉式ドームのピン交点の配置を示す断面図及び伏図である。 FIG. 1 is a schematic view showing the structure of an open / close dome according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line x-x ′. FIG. 3 is a cross-sectional view and a plan view showing the arrangement of pin intersections of the openable dome according to one embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態に係る開閉式ドーム100は、三次元多折はさみ要素110、ポスト120、第1のフープ・ケーブル130、第2のフープ・ケーブル135、ジグザグ・ケーブル140、ダイアゴナル・ケーブル150、外周ケーブル160、オルクス170を含む。 The openable dome 100 according to an embodiment of the present invention includes a three-dimensional multi-fold scissor element 110, a post 120, a first hoop cable 130, a second hoop cable 135, a zigzag cable 140, and a diagonal cable 150. , An outer peripheral cable 160 and an ORUX 170.

三次元多折はさみ要素110は、図3に示す様に、ドームの基本形状を構成する部分球面S上に、この部分球面Sの中心軸Zの回りで等角度に、ラメラ状に配置される。なお、三次元多折はさみ要素110の構造の詳細については、特許第4224833号公報(特許文献2)を参照されたい。 As shown in FIG. 3, the three-dimensional multi-fold scissors element 110 is arranged in a lamellar shape on the partial spherical surface S constituting the basic shape of the dome at an equal angle around the central axis Z of the partial spherical surface S. . For details of the structure of the three-dimensional multi-fold scissor element 110, refer to Japanese Patent No. 4224833 (Patent Document 2).

各三次元多折はさみ要素110は、図2に示すように、上記部分球面Sの上にある各部材(通常、直線部材、但し、基本形状に沿った曲線部材等でも良い)a−b、b−c、c−d、d−e、e−fなどを、直列に接合することによって構成されている。各三次元多折はさみ要素110は、各接合部において、このピンを共有する状態で他の三次元多折はさみ要素110と交差している。 As shown in FIG. 2, each three-dimensional multi-fold scissor element 110 is a member on the partial spherical surface S (usually a straight member, but may be a curved member along the basic shape) a-b, bc, cd, de, ef, and the like are joined in series. Each three-dimensional multi-fold scissor element 110 intersects with another three-dimensional multi-fold scissor element 110 while sharing this pin at each joint.

本発明に基づく開閉式ドームでは、その基本形状において、各ピン交点の回転軸が上記部分球面の法線方向、すなわち球の中心方向に一致する様に構成される。 The open / close dome according to the present invention is configured such that, in its basic shape, the rotation axis of each pin intersection coincides with the normal direction of the partial spherical surface, that is, the center direction of the sphere.

また、本発明に基づく開閉式ドームでは、この三次元多折はさみ要素110のピン交点の配置の幾何学的条件を決定する方法として、「平面カット法」が適用される。すなわち、図3に示すように、ドームの基本形状を構成する部分球面Sの上に、三次元多折はさみ要素110のピン交点(例えばa、b、c、d、e、f)を、各ピン交点が、部分球面Sの頂点Tを通り部分球面Sの中心軸Zに対して斜めに交差する各同一平面P上にあり、且つ、各三次元多折はさみ要素110上で互いに隣接するピン交点の間で、中心軸Zの回りで成す角度がそれぞれ等しくなる様に配置する。 In the openable dome according to the present invention, the “planar cut method” is applied as a method for determining the geometrical condition of the pin intersection of the three-dimensional multi-fold scissors element 110. That is, as shown in FIG. 3, on the partial spherical surface S constituting the basic shape of the dome, pin intersections (for example, a, b, c, d, e, f) of the three-dimensional multi-fold scissors element 110 are Pin intersection points are located on the same plane P passing through the vertex T of the partial spherical surface S and obliquely intersecting the central axis Z of the partial spherical surface S, and pins adjacent to each other on each three-dimensional multi-fold scissor element 110 The intersections are arranged so that the angles formed around the central axis Z are equal.

即ち、部分球面Sの上に、各三次元多折はさみ要素110のピン交点を次の様に配置する。 That is, on the partial spherical surface S, pin intersections of the respective three-dimensional multi-fold scissors elements 110 are arranged as follows.

部分球面Sを、部分球面Sの頂点を通り前記中心軸zに対して斜めに交差する平面Pで切断する。 The partial spherical surface S is cut along a plane P that passes through the apex of the partial spherical surface S and obliquely intersects the central axis z.

各三次元はさみ要素110上のピン交点を、部分球面Sと前記平面Pとが交差する部分に形成される円Q(図3(b)では楕円として現れる)の上に、周方向に順次、等角度で配置する。 The pin intersections on each three-dimensional scissor element 110 are successively arranged in the circumferential direction on a circle Q (appears as an ellipse in FIG. 3B) formed at a portion where the partial spherical surface S and the plane P intersect. Arrange at equal angles.

すなわち、図3(b)においては、
θab=θbc=θcd=θde=θef・・・
である。
ドーム形状を上記の部分球面S(基本形状)から任意に変形させた状態において、各ピン交点a、b、c、d、e、fは、上記の部分球面Sとはわずかに異なる軸対称曲面上にある。ドーム形状の変形の過程で、各ピン交点において、ピンと各部材との間に微小な角度変化が生じるが、各部材側にルーズ・ホールを設けるか、あるいは、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受等を埋め込むことにより、この角度変化を吸収することができる。
That is, in FIG.
θab = θbc = θcd = θde = θef...
It is.
In a state where the dome shape is arbitrarily deformed from the partial spherical surface S (basic shape), each pin intersection point a, b, c, d, e, f is an axisymmetric curved surface slightly different from the partial spherical surface S. It's above. In the process of deformation of the dome shape, a slight angle change occurs between the pin and each member at each pin intersection, but a loose hole is provided on each member side, or a self-aligning ball bearing, self-aligning This angle change can be absorbed by embedding a roller bearing or the like.

ポスト120は、三次元多折はさみ要素110の最内周にあるピン交点と一端が接続され、固定荷重(自重)の向きへとその他端が延びている。ポスト120には、座屈耐力のある材料が用いられる。 One end of the post 120 is connected to the pin intersection on the innermost periphery of the three-dimensional multi-fold scissors element 110, and the other end extends in the direction of the fixed load (self-weight). A material having a buckling strength is used for the post 120.

第1のフープ・ケーブル130は、最内周に位置し周方向に隣接する各ピン交点間を接続する。すなわち、図2においては、ピン交点fと円周方向に隣接するピン交点とを順次接続する。 The 1st hoop cable 130 connects between each pin intersection located in the innermost periphery and adjoining the circumferential direction. That is, in FIG. 2, the pin intersection point f and the pin intersection point adjacent in the circumferential direction are sequentially connected.

第2のフープ・ケーブル135は、各ポスト120の一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト120間を接続する。すなわち、図2においては、第2のフープ・ケーブル135は、ピン交点fに接続されたポスト120の端部gに接続され、同周上の隣接する各ポスト120間を接続する。 The second hoop cable 135 is connected to one end of each post 120 and connects the adjacent posts 120 on the same circumference. That is, in FIG. 2, the second hoop cable 135 is connected to the end g of the post 120 connected to the pin intersection point f, and connects between the adjacent posts 120 on the same circumference.

ジグザグ・ケーブル140は、各ポスト120と接続された各ピン交点がより外周方向の各ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置される。すなわち、図1及び図2においては、ジグザグ・ケーブル140は、ポスト120と接続されたピン交点f、ピン交点fより外周方向にあるピン交点e、e、d1で形成する四角形においてピン交点fと対角頂点に位置するピン交点dとピン交点fとの間を接続する。 The zigzag cable 140 is arranged such that each pin intersection connected to each post 120 connects a diagonal diagonal vertex of a quadrangle formed with each pin intersection in the outer circumferential direction. That is, in FIGS. 1 and 2, the zigzag cable 140 is connected to the post 120 at a pin intersection f and a pin intersection e, e 1 , d 1 in the outer periphery direction from the pin intersection f. connecting the pin intersection d 1 and pin intersection f located f and opposite corners.

ジグザグ・ケーブル140は、それぞれの折曲がり個所にプーリー(滑車)を取り付け、1本の長尺な可撓性引張材(ケーブル材)をジグザグ状に配置する。すなわち、図4に示すように、例えば、ジグザグ・ケーブル140は、eを起点として、eより外周にあるd、eより内周にあるf、eと同周上のe、eより内周にあるf、eより外周にあるd、eと同周上のe、eより外周にあるd、eより内周にあるfを順に通るようなジグザグ状に配置され、最終的に、eに接続される。 In the zigzag cable 140, pulleys (pulleys) are attached to respective bent portions, and one long flexible tensile material (cable material) is arranged in a zigzag shape. That is, as shown in FIG. 4, for example, the zigzag cable 140 has an e 1 as a starting point, d 1 on the outer circumference from e, f on the inner circumference from e, and e 1 and e on the same circumference as e. It is arranged in a zigzag shape so as to pass through f 1 on the circumference, d 2 on the outer circumference from e, e 2 on the same circumference as e, d 3 on the outer circumference from e, and f 2 on the inner circumference from e. Finally, it is connected to e.

なお、ここでは、ジグザグ・ケーブル140として、1本の長尺な可撓性引張材(ケーブル材)をジグザグ状に配置する例を示したが、これに限られず、複数の引張材を使用して、図4におけるdとf、dとf、dとfといった、上記で説明した四角形の対角頂点を各引張材が接続するよう配置してもよい。 In addition, although the example which arrange | positions one elongate flexible tensile material (cable material) in the zigzag shape as the zigzag cable 140 was shown here, it is not restricted to this, A several tensile material is used. Te, d 1 and f in FIG. 4, such d 2 and f 1, d 3 and f 2, the opposite corners of the rectangle described above may be arranged such that each tension member is connected.

ダイアゴナル・ケーブル150は、各ポスト120の他端と各ポスト120より1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続する。すなわち、図2においては、ダイアゴナル・ケーブル150は、ポスト120の端部gと、ポスト120より1つ外周に位置するピン交点eとを接続する。 The diagonal cable 150 connects the other end of each post 120 to each of the pin intersections located on the outer periphery of each post 120. That is, in FIG. 2, the diagonal cable 150 connects the end g of the post 120 and the pin intersection point e located on the outer periphery of the post 120.

第1のフープ・ケーブル130及び第2のフープ・ケーブル135の長さと張力を調整することによって、H方向に対する水平力が与えられる。すると、ダイアゴナル・ケーブル150には引張力が、ポスト120には圧縮力が生ずる。ポスト120は突き上げられて、固定荷重(自重)の向きと反対の力が作用する。ダイアゴナル・ケーブル150の引張力によって、ドーム周方向に縮む作用が生ずる。この作用に対してジグザグ・ケーブル140を配置して、三次元多折はさみ要素110と協働してはさみトラス状の圧縮リングを形成し、自己釣合型の構造体を得る。内周上部の節点fを通る第1のフープ・ケーブル130は風荷重の揚力に対して抵抗する。 By adjusting the length and tension of the first hoop cable 130 and the second hoop cable 135, a horizontal force in the H direction is applied. Then, a tensile force is generated in the diagonal cable 150 and a compressive force is generated in the post 120. The post 120 is pushed up, and a force opposite to the direction of the fixed load (self-weight) acts. The pulling force of the diagonal cable 150 causes an action of contracting in the circumferential direction of the dome. For this action, a zigzag cable 140 is arranged to cooperate with the three-dimensional multi-fold scissor element 110 to form a scissor truss-like compression ring to obtain a self-balancing structure. The first hoop cable 130 that passes through the node f at the upper part of the inner periphery resists the lift of wind loads.

外周ケーブル160はドーム裾部において外周方向に広がろうとする作用に対して抵抗し、ドーム形状を安定させる。なお、必ずしも外周ケーブル160でなくとも、外周方向に広がろうとする作用に対して抵抗する手段であれば、本発明に対して適用可能である。 The outer peripheral cable 160 resists the action of trying to spread in the outer peripheral direction at the dome bottom, and stabilizes the dome shape. In addition, even if it is not necessarily the outer periphery cable 160, if it is a means which resists the effect | action which is going to spread in an outer periphery direction, it is applicable with respect to this invention.

上記各ケーブルは、代表的にはワイヤである。各ケーブルの長さや張力をコンピュータなどで制御し、調整することにより、ドーム100のオルクス170の開閉動作を行うことが可能である。なお、上記各ケーブルは、ピン交点やポスト120との間においては、例えば滑車を介して接続されるが、これに限定されず、ケーブルの長さや張力を調節可能にピン交点やポスト120と接続されればよい。 Each of the cables is typically a wire. By controlling and adjusting the length and tension of each cable with a computer or the like, it is possible to open and close the orcs 170 of the dome 100. Each cable is connected to the pin intersection or post 120 via, for example, a pulley, but is not limited to this, and is connected to the pin intersection or post 120 so that the length and tension of the cable can be adjusted. It only has to be done.

図5は、本発明の他の実施形態に係る開閉式ドームの構造を示した概要図であり、図6は、そのx−x’の断面における断面図である。図1及び図2を用いて説明した上述の実施形態と重複する説明については省略する。 FIG. 5 is a schematic view showing the structure of an open / close dome according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line x-x ′. The description overlapping the above-described embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 is omitted.

本発明の他の実施形態に係る開閉式ドーム200は、三次元多折はさみ要素210、ポスト220、第1のフープ・ケーブル230、第2のフープ・ケーブル235、ジグザグ・ケーブル240、ダイアゴナル・ケーブル250、外周ケーブル260、オルクス270を含む。 The openable dome 200 according to another embodiment of the present invention includes a three-dimensional multi-fold scissor element 210, a post 220, a first hoop cable 230, a second hoop cable 235, a zigzag cable 240, and a diagonal cable. 250, outer peripheral cable 260, and ORUX 270.

ポスト220は、三次元多折はさみ要素210の最内周及び最内周より1つ外周にあるピン交点と一端が接続され、固定荷重(自重)の向きへとその他端が延びている。ポスト220には、座屈耐力のある材料が用いられる。 One end of the post 220 is connected to the innermost periphery of the three-dimensional multi-fold scissors element 210 and one pin outer periphery from the innermost periphery, and the other end extends in the direction of the fixed load (self-weight). A material having a buckling strength is used for the post 220.

第1のフープ・ケーブル230は、最内周に位置し隣接する前記各ピン交点間を接続する。第2のフープ・ケーブル235は、各ポスト220の一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト220間を接続する。すなわち、図6においては、第2のフープ・ケーブル235は、ピン交点fに接続されたポスト220の端部hと同周上の隣接する各ポスト220間とを接続し、ピン交点eに接続されたポスト220の端部gと同周上の隣接する各ポスト220間とを接続する。 The first hoop cable 230 is located on the innermost circumference and connects between adjacent pin intersections. The second hoop cable 235 is connected to one end of each post 220 and connects the adjacent posts 220 on the same circumference. That is, in FIG. 6, the second hoop cable 235 connects the end portion h of the post 220 connected to the pin intersection point f and the adjacent posts 220 on the same circumference, and connects to the pin intersection point e. The end g of the post 220 and the adjacent posts 220 on the same circumference are connected.

ジグザグ・ケーブル240は、最内周より1つ外周に位置する前記各ピン交点がより外周方向の前記ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置される。すなわち、図5及び図6においては、ジグザグ・ケーブル240は、ポスト220と接続されたピン交点e、ピン交点eより外周方向にあるピン交点d、d、cで形成する四角形においてピン交点eと対角頂点に位置するピン交点cとピン交点eとの間を接続する。 The zigzag cable 240 is arranged so that each pin intersection located on the outer periphery one from the innermost periphery connects the diagonal vertexes of the quadrangle formed with the pin intersection in the outer periphery direction. That is, in FIGS. 5 and 6, the zigzag cable 240 is connected to the post 220 at the pin intersection point e and the pin intersection point d, d 1 , c 1 in the outer peripheral direction from the pin intersection point e. connecting the pin intersection c 1 and pin intersection e located e and opposite corners.

ジグザグ・ケーブル240は、前述したジグザグ・ケーブル140と同様に、それぞれの折曲がり個所にプーリー(滑車)を取り付け、1本の長尺な可撓性引張材(ケーブル材)をジグザグ状に配置する。すなわち、図7に示すように、例えば、ジグザグ・ケーブル240は、dを起点として、dより外周にあるc、dより内周にあるe、dと同周上のd、dより内周にあるe、dより外周にあるc、dと同周上のd、dより外周にあるc、dより内周にあるeを順に通るようなジグザグ状に配置され、最終的に、dに接続される。 As with the zigzag cable 140 described above, the zigzag cable 240 has pulleys (pulleys) attached to the respective bent portions, and one long flexible tensile material (cable material) is arranged in a zigzag shape. . That is, as shown in FIG. 7, for example, a zigzag cable 240, starting from the d, e in the inner periphery than c 1, d in the outer periphery than d, inner than d 1, d on the and d periphery E 1 on the circumference, c 2 on the outer circumference from d, d 2 on the same circumference as d, c 3 on the outer circumference from d, e 2 on the inner circumference from d, and so on. Finally, it is connected to d.

なお、ここでは、ジグザグ・ケーブル240として、1本の長尺な可撓性引張材(ケーブル材)をジグザグ状に配置する例を示したが、これに限られず、複数の引張材を使用して、図7におけるcとe、cとe、cとeといった、上記で説明した四角形の対角頂点を各引張材が接続するよう配置してもよい。 In addition, although the example which arrange | positions one elongate flexible tensile material (cable material) in the zigzag shape as the zigzag cable 240 was shown here, it is not restricted to this, A several tensile material is used. Thus, the tensile materials may be arranged so as to connect the diagonal vertices of the quadrangle described above, such as c 1 and e, c 2 and e 1 , and c 3 and e 2 in FIG.

ダイアゴナル・ケーブル250は、各ポスト220の他端と各ポスト220より1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続する。すなわち、図6においては、ダイアゴナル・ケーブル250は、ポスト220の端部hと、より1つ外周に位置するピン交点eとを接続し、ポスト220の端部gと、より1つ外周に位置するピン交点dとを接続する。 The diagonal cable 250 connects the other end of each post 220 and each of the pin intersections located on the outer periphery of each post 220. That is, in FIG. 6, the diagonal cable 250 connects the end portion h of the post 220 and the pin intersection point e positioned at one outer periphery, and is positioned at the end portion g of the post 220 and one outer periphery. The pin intersection d to be connected is connected.

第1のフープ・ケーブル230及び第2のフープ・ケーブル235の長さと張力を調整することによって、H方向に対する水平力が与えられる。すると、ダイアゴナル・ケーブル250には引張力が、ポスト220には圧縮力が生ずる。ポスト220は突き上げられて、固定荷重(自重)の向きと反対の力が作用する。ダイアゴナル・ケーブル250の引張力によって、ドーム周方向に縮む作用が生ずる。この作用に対してジグザグ・ケーブル240を配置して、三次元多折はさみ要素210と協働してはさみトラス状の圧縮リングを形成し、自己釣合型の構造体を得る。内周上部の節点fを通る第1のフープ・ケーブル230は風荷重の揚力に対して抵抗する。 By adjusting the length and tension of the first hoop cable 230 and the second hoop cable 235, a horizontal force in the H direction is applied. Then, a tensile force is generated in the diagonal cable 250 and a compressive force is generated in the post 220. The post 220 is pushed up, and a force opposite to the direction of the fixed load (self-weight) acts. The pulling force of the diagonal cable 250 causes an action of contracting in the circumferential direction of the dome. The zigzag cable 240 is arranged for this action, and cooperates with the three-dimensional multi-fold scissor element 210 to form a scissor truss-like compression ring to obtain a self-balancing structure. The first hoop cable 230 passing through the node f at the upper inner periphery resists the lift of wind load.

この実施形態においては、ポスト220を、最内周に位置するピン交点に加えて、最内周より1つ外周にあるピン交点にも接続し、各ポストに第2のフープ・ケーブル235、ダイアゴナル・ケーブル250を接続し、その作用に対してジグザグ・ケーブル240を配置することにより、最内周にのみポスト220を設置する前述の実施形態に比べて、より安定した自己釣合型の構造体を得ることが出来、オルクス270の直径の大きさをより安定した状態で変化させ、ドームの全体形状を安定して変化することが可能となる。 In this embodiment, in addition to the pin intersection located on the innermost circumference, the post 220 is also connected to a pin intersection located one outer circumference from the innermost circumference, and each post has a second hoop cable 235 and a diagonal. By connecting the cable 250 and arranging the zigzag cable 240 for its action, a more stable self-balancing structure compared to the above-described embodiment in which the post 220 is installed only at the innermost periphery Thus, the diameter of the ORUX 270 can be changed in a more stable state, and the overall shape of the dome can be changed stably.

三次元多折はさみ要素210、外周ケーブル260及びオルクス270については、上述した三次元多折はさみ要素110、外周ケーブル160及びオルクス170についての説明と同様である。 The three-dimensional multi-fold scissors element 210, the outer peripheral cable 260, and the ORUX 270 are the same as those described above for the three-dimensional multi-fold scissors element 110, the outer peripheral cable 160, and the ORUX 170.

以下において、本発明の実施形態に係る開閉式ドームの構造モデルの形状変化シミュレーションを行うための数値計算について述べる。 Hereinafter, numerical calculation for performing a shape change simulation of the structural model of the openable dome according to the embodiment of the present invention will be described.

図8は、基準状態におけるピン交点の位置を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating the position of the pin intersection in the reference state.

図8に示すように、ドームの基本形状を構成する部分球面Sの上に、三次元多折はさみ要素110のピン交点(例えば1、2、3、・・、i、(i+1)、・・n)を、次のように配置する。 As shown in FIG. 8, on the partial spherical surface S constituting the basic shape of the dome, pin intersection points (eg, 1, 2, 3,..., I, (i + 1),. n) is arranged as follows.

部分球面Sを、部分球面Sの頂点を通り前記中心軸zに対して斜めに交差する平面Pで切断する。 The partial spherical surface S is cut along a plane P that passes through the apex of the partial spherical surface S and obliquely intersects the central axis z.

各三次元はさみ要素110上のピン交点を、部分球面Sと前記平面Pとが交差する部分に形成される円Q(図8(b)では楕円として現れる)の上に、周方向に順次、等角度で配置する。 Pin intersections on each three-dimensional scissor element 110 are sequentially arranged in a circumferential direction on a circle Q (which appears as an ellipse in FIG. 8B) formed at a portion where the partial spherical surface S and the plane P intersect. Arrange at equal angles.

すなわち、図8(b)においては、
θ12=θ23=θi(i+1)=・・・θ(n−1)n
である。
That is, in FIG. 8B,
θ 12 = θ 23 = θ i (i + 1) =... θ (n−1) n
It is.

前述した平面カット法によって決定されるピン交点iの可変中における空間座標は、基準状態からの並進量と回転量の増分を表すtを用いると、次式(数1)で与えられる。尚、t=0の状態を便宜上、「基準状態」とする。
The spatial coordinates in the variable pin intersection point i determined by the plane cut method described above are given by the following equation (Equation 1) when t representing the translation amount and the rotation amount increment from the reference state is used. For convenience, the state at t = 0 is referred to as a “reference state”.

可変中のピン回転軸の角度変化量は、以下の方法により求められる。 The amount of change in the angle of the rotating pin rotation shaft can be obtained by the following method.

ピン交点は、円Qの周上にあるだけでなく、曲率半径がrの球面上Sにある。可変中の球Sの中心点P’の座標値(Px、Py、Pz)は、次式(数2)で与えられる。
The pin intersection is not only on the circumference of the circle Q, but also on the spherical surface S with a radius of curvature r. The coordinate values (Px, Py, Pz) of the center point P ′ of the variable sphere S are given by the following equation (Equation 2).

基準状態、すなわちt=0の状態では、Px=Py=Pz=0である。3次元多折はさみ要素の球中心座標の内、Px、Pyは各要素毎に異なっているが、Pzは共通の値を有する。従って、交点iにおけるピン回転軸の角度変化ηはこの中心点からy=tanθxまでの垂線の長さhを曲率半径rで除した値のsin−1に等しい。
すなわち、次式(数3)の通りである。
In the reference state, i.e., t = 0, Px = Py = Pz = 0. Among the spherical center coordinates of the three-dimensional multi-fold scissors element, Px and Py are different for each element, but Pz has a common value. Therefore, the angle change η i of the pin rotation axis at the intersection point i is equal to sin −1 which is a value obtained by dividing the length h i of the perpendicular from this center point to y = tan θ i x by the radius of curvature r.
That is, it is as the following formula (Formula 3).

まず、t=0(基準状態)のとき、ポスト220はxy平面に対して垂直、それぞれの長さはLp1=C(Z−Z)、Lp2=C(Z−Z)で与えられるものとする。ここに、C及びCは定数とし、ともに2.5としたときにはLp1=0.1414、Lp2=0.1186となる。このとき、ダイアゴナル・ケーブル250の長さはそれぞれLd1=0.1652、Ld2=0.1656となる。開閉式ドーム200の形状変化の過程において、ポスト220とダイアゴナル・ケーブル250の長さを固定すると、第1のフープ・ケーブル230、第2のフープ・ケーブル235、ジグザグ・ケーブル240及び外周ケーブル260の長さは変化する。 First, when t = 0 (reference state), the post 220 is perpendicular to the xy plane, and the lengths thereof are L p1 = C 1 (Z 5 −Z 4 ) and L p2 = C 2 (Z 6 −Z). 5 ). Here, C 1 and C 2 are constants, and when both are 2.5, L p1 = 0.1414 and L p2 = 0.1186. At this time, the lengths of the diagonal cable 250 are L d1 = 0.1652 and L d2 = 0.1656, respectively. If the lengths of the post 220 and the diagonal cable 250 are fixed in the process of changing the shape of the openable dome 200, the first hoop cable 230, the second hoop cable 235, the zigzag cable 240, and the outer peripheral cable 260 are fixed. The length varies.

図9は、本発明の実施形態に係る開閉式ドームのt=−0.25、t=0、t=0.3の場合における、概要図であり、図10はポスト220とダイアゴナル・ケーブル250の長さを固定した場合の可変長ケーブルのtに対する変化の一例を示したグラフである。Lは外周ケーブル260の長さ、L3−5はジグザグ・ケーブル240の長さ、L及びLは第2のフープ・ケーブル235の長さ、そしてLは第1のフープ・ケーブルの長さを示す。 FIG. 9 is a schematic view of the open / close dome according to the embodiment of the present invention when t = −0.25, t = 0, and t = 0.3, and FIG. 10 shows the post 220 and the diagonal cable 250. It is the graph which showed an example of the change with respect to t of the variable length cable when the length of is fixed. L 1 is the length of the outer cable 260, L 3-5 is the length of the zigzag cable 240, L 6 and L 7 are the length of the second hoop cable 235, and L 8 is the first hoop cable. Indicates the length.

図11から図13は、本発明の実施形態に係る開閉式ドームのモデルを試作し、開閉動作を行った図である。図11から図13において、図11はオルクスが最も開かれた状態であり、図13ではオルクスが閉じられた状態である。この試作において、可変長ケーブルの長さを変化させることにより、安定してオルクスの開閉及び開閉式ドームの形状を変化することができることが確認された。 FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams in which an open / close dome model according to an embodiment of the present invention is prototyped and the open / close operation is performed. 11 to 13, FIG. 11 shows a state in which the orcs are most opened, and FIG. 13 shows a state in which the orcs are closed. In this trial production, it was confirmed that by changing the length of the variable-length cable, it is possible to stably change the opening and closing of the ORUX and the shape of the openable dome.

100、200・・・開閉式ドーム
110、210・・・三次元多折はさみ要素、
120、220・・・ポスト
130、230・・・第1のフープ・ケーブル
135、235・・・第2のフープ・ケーブル
140、240・・・ジグザグ・ケーブル
150、250・・・ダイアゴナル・ケーブル
160、260・・・外周ケーブル
170、270・・・オルクス
100, 200 ... Openable dome 110, 210 ... Three-dimensional multi-fold scissors element,
120, 220 ... post 130, 230 ... first hoop cable 135, 235 ... second hoop cable 140, 240 ... zigzag cable 150, 250 ... diagonal cable 160 260, outer peripheral cables 170, 270, ORUX

Claims (4)

ドームの基本形状を構成する軸対称状の部分曲面の上に構成された頂部の天窓の開閉が可能な開閉式ドームにおいて、
ラメラ状に、前記部分曲面の中心軸の回りに等角度に配置された複数の三次元多折はさみ要素と、
前記三次元多折はさみ要素同士が接続され、前記部分曲面の頂点を通り前記中心軸に対して斜めに交差する各同一平面上にある各ピン交点と、
最内周に位置する前記各ピン交点とその一端が接続された各ポストと、
前記各ポストの他端と前記各ポストより1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続するダイアゴナル・ケーブルと、
前記各ポストと接続された前記各ピン交点がより外周方向の前記各ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置されるジグザグ・ケーブルと、
最内周に位置し隣接する前記各ピン交点間を接続する第1のフープ・ケーブルと、
前記各ポストの一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト間を接続する第2のフープ・ケーブルと
を含み、
前記各ピン交点は、前記三次元多折はさみ要素上において互いに隣接する前記各ピン交点の間で、前記中心軸の回りでなす角度がそれぞれ等しくなるように配置され、
前記各ピン交点の回転軸が、前記部分曲面の法線方向に一致するように構成され、
前記第1及び第2のフープ・ケーブルと前記ジグザグ・ケーブルの長さを調整することによって、前記天窓の開閉及びドームの幾何学的形状の変更を行うことを特徴とする開閉式ドーム。
In the openable dome capable of opening and closing the top skylight constructed on the axisymmetric partial curved surface constituting the basic shape of the dome,
A plurality of three-dimensional multi-fold scissors elements arranged in a lamellar manner at an equal angle around the central axis of the partial curved surface;
The three-dimensional multi-fold scissors elements are connected to each other, and each pin intersection point on each same plane passing through the vertex of the partial curved surface and obliquely intersecting the central axis,
Each of the pin intersections located on the innermost circumference and each post to which one end thereof is connected,
A diagonal cable connecting the other end of each post and each pin intersection located on the outer periphery of one of the posts;
A zigzag cable arranged so that each pin intersection connected to each post connects the diagonal vertices of a quadrangle formed with each pin intersection in the outer circumferential direction;
A first hoop cable connecting the adjacent pin intersections located on the innermost circumference; and
A second hoop cable connected to one end of each post and connecting between adjacent posts on the same circumference;
The pin intersections are arranged such that angles formed around the central axis are equal between the pin intersections adjacent to each other on the three-dimensional multi-fold scissors element,
The rotation axis of each pin intersection is configured to coincide with the normal direction of the partial curved surface,
Opening and closing the skylight and changing the geometric shape of the dome by adjusting the lengths of the first and second hoop cables and the zigzag cable.
ドームの基本形状を構成する軸対称状の部分曲面の上に構成された頂部の天窓の開閉が可能な開閉式ドームにおいて、
ラメラ状に、前記部分曲面の中心軸の回りに等角度に配置された複数の三次元多折はさみ要素と、
前記三次元多折はさみ要素同士が接続され、前記部分曲面の頂点を通り前記中心軸に対して斜めに交差する各同一平面上にある各ピン交点と、
最内周及び最内周より1つ外周に位置する前記各ピン交点と一端が接続された各ポストと、
前記各ポストの他端と前記各ポストより1つ外周に位置する前記各ピン交点とを接続するダイアゴナル・ケーブルと、
前記各ポストと接続された最内周より1つ外周に位置する前記各ピン交点がより外周方向の前記ピン交点と形成する四角形の対角頂点を接続するように配置されるジグザグ・ケーブルと、
最内周に位置し隣接する前記各ピン交点間を接続する第1のフープ・ケーブルと、
前記各ポストの一端に接続され、同周上の隣接する前記各ポスト間を接続する第2のフープ・ケーブルと
を含み、
前記各ピン交点は、前記三次元多折はさみ要素上において互いに隣接する前記各ピン交点の間で、前記中心軸の回りでなす角度がそれぞれ等しくなるように配置され、
前記各ピン交点の回転軸が、前記部分曲面の法線方向に一致するように構成され、
前記第1及び第2のフープ・ケーブルと前記ジグザグ・ケーブルの長さを調整することによって、前記天窓の開閉及びドームの幾何学的形状の変更を行うことを特徴とする開閉式ドーム。
In the openable dome capable of opening and closing the top skylight constructed on the axisymmetric partial curved surface constituting the basic shape of the dome,
A plurality of three-dimensional multi-fold scissors elements arranged in a lamellar manner at an equal angle around the central axis of the partial curved surface;
The three-dimensional multi-fold scissors elements are connected to each other, and each pin intersection point on each same plane passing through the vertex of the partial curved surface and obliquely intersecting the central axis,
Each pin intersection located at one outer circumference from the innermost circumference and the innermost circumference and each post connected at one end;
A diagonal cable connecting the other end of each post and each pin intersection located on the outer periphery of one of the posts;
A zigzag cable arranged so that each pin intersection located on the outer periphery one from the innermost circumference connected to each post connects the diagonal vertex of the quadrangle formed with the pin intersection in the outer circumferential direction;
A first hoop cable connecting the adjacent pin intersections located on the innermost circumference; and
A second hoop cable connected to one end of each post and connecting between adjacent posts on the same circumference;
The pin intersections are arranged such that angles formed around the central axis are equal between the pin intersections adjacent to each other on the three-dimensional multi-fold scissors element,
The rotation axis of each pin intersection is configured to coincide with the normal direction of the partial curved surface,
Opening and closing the skylight and changing the geometric shape of the dome by adjusting the lengths of the first and second hoop cables and the zigzag cable.
前記部分曲面の最外周に位置する前記各ピン交点間を接続して配置される外周ケーブルをさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の開閉式ドーム。   The open / close dome according to claim 1 or 2, further comprising an outer peripheral cable arranged to connect between the pin intersections located on the outermost periphery of the partial curved surface. 前記ジグザグ・ケーブルは、前記三次元多折はさみ要素と協働してはさみトラス状の圧縮リングを形成することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の開閉式ドーム。   4. The openable dome according to claim 1, wherein the zigzag cable forms a scissor truss-like compression ring in cooperation with the three-dimensional multi-fold scissor element.
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