JP2016084636A - 開閉部材支持構造及び開閉部材移動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量の開閉部材支持構造を提供する。【解決手段】開閉部材支持構造における開閉部材支持架構１０は、構造体４０に形成された開口部４２に架け渡され、開口部４２を開閉する開閉部材２６を保持した移動部材２０が移動する複数のレール１４と、レール１４と交差する方向へ配置され、レール１４に接合されると共に、両端部が構造体４２に支持された複数のケーブル１２と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、開閉部材支持構造及び開閉部材移動機構に関する。

多目的用途の構造物の中には、任意に開閉可能な屋根を採用する構成が散見される。
屋根を、任意に開閉可能とすることより、例えば、晴天時のスポーツイベント開催時には屋根を開放して自然光を取り入れ、雨天時には、屋根を閉じてスポーツイベントの開催を可能とする使い方が可能となる。更に、音楽イベント等の開催時には、屋根を閉じて、遮音や遮光等を行う使い方も可能となる。
屋根を開閉させる開閉部材支持構造には、例えば、屋根位置に開閉部材支持架構を設け、開閉部材支持架構に沿って折り畳み可能な膜材や金属板等の開閉部材を、移動部材を用いて移動させる方式がある（特許文献１参照）。

特許文献１の開閉部材支持構造は、半球形又は蒲鉾形のドーム状の屋根構造部材と、屋根構造部材の下面に固定された複数のガイドレールで開閉部材支持架構を構成している。

特開平８−５６８１９号公報

しかし、特許文献１の開閉部材支持構造では開閉部材支持架構が重くなる。

本発明は上記事実に鑑み、軽量の開閉部材支持構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る開閉部材支持構造は、構造体に形成された開口部に架け渡され、前記開口部を開閉する開閉部材を保持した移動部材が移動する複数のレールと、前記レールと交差する方向へ配置され、前記レールに接合されると共に、両端部が前記構造体に支持された複数のケーブルと、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、複数のレールと複数のケーブルが、互いに交差する方向へ配置され、構造体の開口部に架け渡されている。ケーブルはレールに接合され、両端部が構造体に支持されている。
これにより、ケーブルがレールの座屈止めとして機能し、開閉部材支持構造の重量を、本構成を採用しないものと比較して軽量化できる。また、レールを、開閉部材を保持した移動部材が移動し、開閉部材を展開して開口部を閉じることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の開閉部材支持構造において、前記ケーブル、又は前記レールの少なくともいずれか一方は、前記開口部内で曲線を描いて架け渡され、前記ケーブルの両端部には張力付与手段が設けられ、前記開閉部材は屋根用の膜材であることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ケーブル又はレールの少なくともいずれか一方が、開閉部内で曲線を描くように架け渡されている。これにより、美観を良くすることができ、開閉部材支持構造の設計上及び施工上の負担を軽減することができる。また、張力付与手段によりケーブルに与える張力を調整して、張力屋根とすることができる。また、開閉部材に屋根用の膜材を採用することで、開閉部材の軽量化を図ることができる。

請求項３に記載の発明に係る開閉部材移動機構は、構造体に形成された開口部に架け渡された複数のレールと、前記レールに沿って配置されたチェーンと、前記開口部を開閉する開閉部材を保持した移動部材に設けられ、前記チェーンと噛み合い回転する歯車と、を有することを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、移動部材は、レールに沿って配置されたチェーンと噛み合い回転する歯車を備えているので、制御性を向上させることができると共に、レールを湾曲させても追従して走行させることができる。

本発明は上記構成としてあるので、軽量の開閉部材支持構造を提供することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る開閉部材支持構造の基本構成を示す平面図であり、（Ｂ）は開閉部材支持構造が採用された構造物の平面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る開閉部材支持構造における図１（Ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る開閉部材支持構造における図１（Ａ）のＹ１−Ｙ１線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る開閉部材支持構造の基本構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る開閉部材移動機構の基本構成を示す正面図である。

（第１実施形態）
図１（Ａ）〜図３を用いて、第１実施形態に係る開閉部材支持構造について説明する。
ここに、図１（Ａ）は開閉部材支持構造における開閉部材支持架構１０の平面図であり、（Ｂ）は開閉部材支持構造が採用された構造物の平面図である。図２（Ａ）は図１（Ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。図３は図１（Ａ）のＹ１−Ｙ１線断面図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、開閉部材支持構造における開閉部材支持架構１０は、構造体４０の屋根部４０Ｒに形成された開口部４２に架け渡されている。
開閉部材支持架構１０は、横方向へ架け渡された複数のケーブル１２を有している。ケーブル１２は、所定の距離Ｌ１をあけて同一方向へ設けられている。ケーブル１２は、両端部が所定の張力Ｔ１で引っ張られ、構造体４０に形成された支持部に固定されている。

ケーブル１２と交差する方向には、レール兼用のＨ形鋼（レール）１４が、所定の距離Ｌ２をあけて横方向へ複数設けられている。Ｈ形鋼１４の両端部も、構造体４０に形成された支持部に固定されている。Ｈ形鋼１４は、断面形状の選択により中央部の撓みを小さくすることができる。ケーブル１２とＨ形鋼１４の中央部の撓みを小さくすることで、開閉部材支持架構１０を、ほぼ水平方向に構築することができる。

図２（Ａ）に示すように、各Ｈ形鋼１４のウェブ１４Ｗには、貫通孔１６が、所定の距離Ｌ１をあけて複数形成されている。貫通孔１６は、ケーブル１２が挿通可能な外径寸法とされている。
貫通孔１６を貫通したケーブル１２とＨ形鋼１４は、貫通孔１６の位置に設けられた接合金具１８により、相対移動しないよう接合されている。Ｈ形鋼１４は、ケーブル１２にウェブ１４Ｗの位置で固定されているので、開閉部材支持架構１０の最大高さは、Ｈ形鋼１４の高さとされている。
これにより、開閉部材支持架構１０の高さを低く押えることができる。また、ケーブル１２とＨ形鋼１４が固定されているので、ケーブル１２がＨ形鋼１４の座屈止めとして機能し、Ｈ形鋼１４に圧縮力や曲げモーメントを負担させることができる。

また、図２（Ｂ）に示すように、Ｈ形鋼１４の下フランジ２２Ｄには、トロリー（移動部材）２０が、下フランジ２２Ｄの周囲を囲む構成で取付けられている。トロリー２０の内部には、上下に配置された一対の車輪２４が、下フランジ２２Ｄの両端部に設けられている。また、車輪２４は下フランジ２２Ｄの両端部に設けられ、下フランジ２２Ｄの両端部を上下から挟持する。

この構成とすることにより、下フランジ２２Ｄがレールの機能を果たし、下フランジ２２Ｄに沿ってトロリー２０の走行が可能となる。また、走行方向の先頭のトロリー２０に駆動モータを搭載し、自走可能なトロリー２０とすることができる。これにより、遠隔操作で容易にトロリー２０を走行させることができる。
更に、下フランジ２２Ｄにピンギアを取付けることで、駆動モータでトロリー２０の位置を正確に制御しながら走行させることも可能となる。

トロリー２０の下端部には、下方へ突出された吊り金具２８が固定されている。吊り金具２８には吊り部が設けられ、屋根用の膜材２６の一部（吊り下げ部）が吊下げられて保持されている。屋根用の膜材２６は、例えばポリ塩化ビニール製の膜（ＰＶＣ膜）等の折り畳み可能な膜材で形成されている。

図３に示すように、トロリー２０は、Ｈ形鋼１４の下フランジ２２Ｄに、距離をあけて複数個が取付けられており、屋根用の膜材２６を分担して保持している。走行方向の先頭のトロリー２０には、屋根用の膜材２６の先端部を保持させており、先頭のトロリー２０を、屋根用の膜材２６を保持させて自走させることで、屋根用の膜材２６を矢印Ｐ１で示す方向へ、Ｈ形鋼１４に沿って移動させ、屋根用の膜材２６を下フランジ２２Ｄに沿って広げることができる。
また、屋根用の膜材２６を矢印Ｐ２で示す方向へ、Ｈ形鋼１４に沿って移動させることで、屋根用の膜材２６を、折り畳んで収納させながら屋根を開放することができる。

なお、Ｈ形鋼１４の上フランジ２２Ｕに、メンテナンス用の昇降式ゴンドラ（不図示）の走行装置を取付け、上フランジ２２Ｕを、メンテナンス用の昇降式ゴンドラの走行装置用走行路（レール）として利用しても良い。
これにより、開閉部材支持架構１０、及び屋根用の膜材２６のメンテナンスが容易となり、メンテナンス性が向上する。更に、メンテナンス用のゴンドラの走行装置用レールを別途設ける必要がなくなる。

本構成とすることにより、ケーブル１２とＨ形鋼１４で開閉部材支持架構１０が構成され、開閉部材支持架構１０に沿って屋根用の膜材２６が支持される。このとき、ケーブル１２は、Ｈ形鋼１４に設けられた貫通孔１６を貫通した状態で、Ｈ形鋼１４と接合されるので、高さ寸法が小さい開閉部材支持架構１０を提供できる。
また、開閉部材支持架構１０は、ケーブル１２とＨ形鋼１４で構築されているので、開閉部材支持架構１０の重量を、本構成を採用しないものと比較して軽量化できる。

また、ケーブル１２とＨ形鋼１４は、互いに交差した状態で接合される。これにより、ケーブル１２がＨ形鋼１４の座屈止めとして機能し、Ｈ形鋼１４に圧縮力を負担させることができる。更に、Ｈ形鋼１４の下フランジ２２Ｄを、空間を開閉する屋根用の膜材２６を保持して走行する、トロリー２０のレールとして利用することができる。

なお、図１（Ｂ）の構造体４０及び屋根部４０Ｒの形状は一例である。本形状に限定されることはなく、開口部４２を備え、開口部４２を開閉部材２６で開閉させる構成であれば、本実施形態に係る開閉部材支持構造を適用することができる。

また、本実施形態では、レールとして、Ｈ形鋼１４の下フランジ２２ｄを用いる場合について説明した。しかし、これに限定されることはなく、必要とされる圧縮力を負担でき、かつ、下端部がトロリー２０のレールとして利用できれば、Ｔ形鋼やＬ形鋼等、他の形鋼であってもよい。

また、本実施形態では、開閉部材として屋根用の膜材２６を例にとり説明した。しかし、これに限定されることはなく、折り畳み可能な屋根用の金属板等でもよい。
更に、開閉部材支持構造の設置位置は、屋根の開閉に限定されることはなく、例えば、壁用膜体、若しくは壁用の折り畳み可能な金属板等を採用した場所に用いて、壁体の開閉に適用することもできる。

（第２実施形態）
図４を用いて、第２実施形態に係る開閉部材支持構造について説明する。
図４の斜視図に示すように、開閉部材支持構造における開閉部材支持架構３０は、ケーブル３２とレール兼用のＨ形鋼（レール）３４でいわゆる鞍型曲面を形成している点において、第１実施形態に係る開閉部材支持架構１０と相違する。相違点を中心に説明する。

開閉部材支持架構３０は、図１（Ｂ）に示した構造体４０の開口部４２に設けられている。開口部４２を含む屋根部４０Ｒは、３次元的に変化する曲面形状を有している。このため、開口部４２に形成された開閉部材支持架構３０も、屋根部の曲面形状に沿わせて、３次元的に変化する曲面形状を有している。

図４に示すように、開閉部材支持架構３０は、ケーブル３２とＨ形鋼３４を有し、Ｈ形鋼３４が下に凸の曲線を描いて開口部４２の内部に架け渡され、ケーブル３２が上に凸の曲線を描いて開口部４２の内部に架け渡されている。これにより、ケーブル３２は、張力Ｔ２が付与され押さえ張力材として機能し、Ｈ形鋼３４は、吊り張力材として機能する。

ケーブル３２は、両端部が構造体４０の開口部４２に沿って、曲面状に設けられた屋根部４０Ｒに支持されている。ケーブル３２は、所定の距離Ｌ３をあけて複数架け渡されている。
ケーブル３２は、上に凸の曲線を描いて架け渡され、両端部には、ジャッキ（張力付与手段）４４が設けられている。ジャッキ４４は、ケーブル３２に所定の張力Ｔ２を加えている。
なお、ケーブル３２は、曲線形状を適切に選ぶことにより、直線形状の場合や、他の曲線形状の場合に比べて、張力Ｔ２を小さくすることができる。

また、ケーブル３２と交差する方向には、Ｈ形鋼３４が所定の距離Ｌ４をあけて、下に凸の曲線を描いて開口部４２の内部に架け渡されている。Ｈ形鋼３４は、両端部が曲面状に設けられた屋根部４０Ｒに支持されている。
Ｈ形鋼３４のウェブには図示しない貫通孔が設けられ、貫通孔にはケーブル３２が挿通されている。ケーブル３２とＨ形鋼３４は、接合金具で、相対移動しないよう接合されている。

これにより、ケーブル３２がＨ形鋼３４の座屈止めとして機能し、Ｈ形鋼３４に圧縮力や曲げモーメントを負担させることができる。更に、Ｈ形鋼３４の下フランジを、空間を開閉する屋根用の膜材２６を保持して走行する、トロリー２０のレールとして利用することができる。
この結果、Ｈ形鋼３４の下フランジを利用して、トロリー２０で屋根用の膜材２６を、矢印Ｐ１の方向へ移動させ、鞍型形状の開閉部材支持架構３０に沿って広げることができる。また、屋根用の膜材２６を矢印Ｐ２で示す方向へ、Ｈ形鋼３４に沿って移動させることで、屋根用の膜材２６を、折り畳んで収納させながら屋根を開放することができる。

本構成によれば、ケーブル３２とＨ形鋼３４が、いずれも開口部４２の内部で曲線を描くように架け渡されているので、ジャッキ４４によりケーブル３２に張力を与えて張力曲面を形成し、開閉部材支持架構１０を軽量化することができ、開閉部材支持架構１０の、設計上及び施工上の負担を軽減することができる。また、屋根材に屋根用の膜材２６を採用することで屋根材の軽量化を図ることができる。

本実施形態によれば、ケーブル３２とＨ形鋼３４で張力曲面が形成される。これにより、Ｈ形鋼３４の断面を、例えば、ケーブル３２とＨ形鋼３４で平面を形成する場合の断面に比べ小さくすることができる。

なお、本実施形態においては、ケーブル３２とＨ形鋼３４で等張力曲面を形成する構成について説明した。しかし、これに限定されることはなく、ケーブル３２又はＨ形鋼３４の少なくともいずれか一方が、曲線を描いて開口部４２に架け渡されていてもよい。
他の構成は、第１実施形態と同じであり説明は省略する。

（第３実施形態）
図５を用いて、第３実施形態に係る開閉部材移動機構５０について説明する。
図５の正面図に示すように、開閉部材移動機構５０は、構造体４０に形成された開口部４２に架け渡された複数のレール兼用のＨ形鋼（レール）５２を有している（図１（Ｂ）参照）。

Ｈ形鋼５２は、開口部４２に直接、架け渡されていても良いし、開口部４２に架け渡された複数のケーブルに吊下げられた構成でもよいし、ケーブルとＨ形鋼５２が直接接合された構成でもよい。
Ｈ形鋼５２の下フランジ５４の下面には、Ｈ形鋼５２に沿って、ピンギア機構を構成するチェーン５６が取り付けられている。

また、Ｈ形鋼５２の下フランジ５４には、トロリー（移動部材）５８が走行可能に設けられている。トロリー５８には、チェーン５６と噛み合い、回転するピンギア機構を構成するスプロケット（歯車）６０が設けられている。また、トロリー５８には、下フランジ５４の上面を走行する車輪６４が設けられている。スプロケット６０と車輪６４は下フランジ５４を挟んで上下に対向配置されている。
スプロケット６０と車輪６４で、下フランジ５４を適切な圧力を加えて挟持することにより、チェーン５６とスプロケット６０の確実な噛み合わせを可能にしている。

更に、スプロケット６０と車輪６４を上下に対向配置させた組合せが、トロリー５８の走行方向に複数（２組）設けられている。これにより、トロリー５８の鉛直軸周りの回転が抑制される。なお、上述した構成は、トロリー５８の正面側であり、トロリー５８の裏面側も同じ構成とされている。
トロリー５８の下端部には吊り金具６２が設けられ、吊り金具６２には、開口部４２を開閉する屋根用膜体（開閉部材）２６が保持されている。

本構成とすることにより、トロリー５８は、Ｈ形鋼５２の下フランジ５４に沿って配置されたチェーン５６にスプロケット６０を噛み合わせながら走行する。この結果、トロリー５８の制御性を向上させることができる。更に、Ｈ形鋼５２を３次元的に湾曲させても、追従して走行させることができる。

なお、チェーン５６の取り付け位置は、下フランジ５４の下面に限定されるものではなく、例えば、Ｈ形鋼５２の下フランジ５４の上面に、Ｈ形鋼５２に沿って取り付けられていてもよい。この場合には、スプロケット６０を下フランジ５４の上側に配置し、車輪６４を下フランジ５４の下側に対向配置させることとなる。

１０、３０ 開閉部材支持架構
１２、３２ ケーブル
１４、３４、５２ Ｈ形鋼（レール）
１６ 貫通孔
１８ 接合金具
２０、５８ トロリー（移動部材）
２２、５４ 下フランジ（レール）
２４、６４ 車輪（移動部材）
２６ 屋根用の膜材（開閉部材）
４０ 構造体
４２ 開口部
４４ ジャッキ（張力付与手段）
５０ 開閉部材移動機構
５６ チェーン
６０ スプロケット（歯車）

Claims (3)

1. 構造体に形成された開口部に架け渡され、前記開口部を開閉する開閉部材を保持した移動部材が移動する複数のレールと、
   前記レールと交差する方向へ配置され、前記レールに接合されると共に、両端部が前記構造体に支持された複数のケーブルと、
   を有する開閉部材支持構造。
2. 前記ケーブル、又は前記レールの少なくともいずれか一方は、前記開口部内で曲線を描いて架け渡され、前記ケーブルの両端部には張力付与手段が設けられ、
   前記開閉部材は屋根用の膜材である
   請求項１に記載の開閉部材支持構造。
3. 構造体に形成された開口部に架け渡された複数のレールと、
   前記レールに沿って配置されたチェーンと、
   前記開口部を開閉する開閉部材を保持した移動部材に設けられ、前記チェーンと噛み合い回転する歯車と、
   を有する開閉部材移動機構。