JP2702552B2 - 開閉式屋根構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、野球場や運動場等の大規模な施設に適用し
て好適な開閉可能な屋根の構造に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 野球場や運動場等の大規模な競技施設には屋根が設け
られていないことが従来一般的であったが、近年、天候
に左右されずに使用できる施設が望まれ、たとえば、ガ
ラス繊維織物に四フッ化エチレン樹脂（いわゆるテフロ
ン樹脂）を主成分とする樹脂をコーティングしてなる膜
材を屋根材として用いてこれを空気圧によって膨らませ
る、という空気膜構造の屋根を設けた施設が実用化さ
れ、また、剛性を有する屋根を必要に応じて開閉できる
ようにされた各種の開閉可能な屋根構造が提案されてい
る。

ところで、上記のような施設においては、運動競技の
みならず、コンサートや各種のイベント等、多種多様な
行事が催されるものであり、したがって、開催される行
事に応じて施設内の明るさや音響特性等の環境条件を最
適な状態に調節できることが望ましいのであるが、空気
膜構造の屋根を設けた施設あるいは現在までに提案され
ている開閉可能な屋根を設けた施設では、いずれもその
ようなことができるものではない。

たとえば、空気膜構造の屋根においては、屋根材とし
て用いられる膜材が十分に薄いものであった透光性を有
しており、このため、この構造の屋根を設けた施設で
は、施設内に自然光を十分に採光することができるとい
う利点がある反面、自然光を遮る必要が生じてもそのよ
うなことができるものではなく、昼間においては施設内
を暗くすることは不可能である。したがって、施設内を
暗くする必要のある行事、たとえばコンサート等の照明
効果が重要視されるような行事を昼間に開催することは
できない、という不具合がある。

また、従来までに提案されている開閉可能な屋根構造
においては、屋根材として膜材を用いた場合には空気膜
構造の屋根と事情は同じであるし、屋根材として遮光性
を有する金属板等を用いた場合には、屋根を閉じること
によって施設内を昼間においても暗くすることができる
反面、たとえば雨天時の昼間に野球を行う場合のように
屋根は閉じてもある程度の自然光は採光したい、という
要求には応じられず、そのような場合には昼間であって
も全面的に人工照明に頼らざるを得ない、という不具合
がある。

さらに、いずれの場合も、残響時間等の施設内の音響
特性は屋根材および天井材によってほぼ決定されてしま
うものであり、したがって、開催される行事に応じて音
響特性を最適な状態に調節するようなことは不可能であ
る。

このように、従来の空気膜構造や開閉式の屋根の構造
では、開催される行事に応じて施設内の環境条件を自由
にかつ最適な状態に調節するようなことができず、その
結果、この施設の用途が限定されてしまう、という欠点
があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、必要に応
じて開閉することが可能であって天候に左右されないこ
とは勿論のこと、開催される行事に応じて施設内の明る
さや音響特性等の環境条件を調節することが可能な屋根
の構造を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は上記目的を達成するため、野球場や運動競技
場等の施設に適用して好適な開閉可能な屋根の構造であ
って、平面視において外形が略円形または長円形とされ
ているとともにその中央部に略円形または長円形もしく
は多角形状の開口部が設けられた環状の固定屋根と、そ
れぞれ半割りドーム状とされているとともに前記固定屋
根の上部において移動可能に設けられて前記開口部を開
閉する２対の可動屋根とを有し、それら２対の可動屋根
のいずれか１対を選択して前記開口部を閉じることで施
設内の環境条件を変更するように構成してなることを特
徴とするものである。

前記固定屋根は、その上面が略平坦面とされていると
ともに高さ寸法が外周縁部から内周縁部にかけて漸次小
さくなるようにされ、かつ、その周方向に沿う複数の補
強リングを有する立体トラスにより構成することが望ま
しい。

そして、２対の可動屋根のうちの１対の可動屋根にお
ける屋根材を透光性材料によって形成するとともに、他
の対の可動屋根における屋根材は遮光性材料によって形
成することが考えられ、さらに、２対の可動屋根のうち
の少なくともいずれか１対の可動屋根には施設内の音響
特性を調節するための音響調節手段を設けることが考え
られる。

「作用」 本発明の屋根構造では、２対の可動屋根の屋根材を互
いに異なるものとしたり、それらに設ける各種設備類を
互いに異なるものとすることで、それら２対の可動屋根
の有する機能を互いに異なるものとしておき、天候や施
設内において開催される行事に応じていずれか一方の可
動屋根を選択的に使用して開口部を閉じることにより、
施設内の環境条件たとえば明るさや音響条件を変更す
る。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第10図を参照
して説明する。

第１図は本実施例の構造の屋根を備えた野球場の外観
を示す斜視図、第２図はその立断面図である。これらの
図において、図中符号１は全体として円形をなすように
所定間隔で立設された柱、２は外壁であり、その外壁２
の内側にはグラウンド（アリーナ）３が設けられている
とともに、グラウンド３の周囲には顧客を収容するスタ
ンド４が設けられている。

また、符号５は、スタンド４の上方を全周にわたって
覆うように設けられているとともに、グラウンド３の上
方に位置して円形の開口部６が設けられた環状の固定屋
根である。この固定屋根５は、外周縁部を上記柱１に支
持されることによって設けられた立体トラス７の上面
に、金属板やコンクリートスラブ等の遮光性を有する屋
根材８を取り付けることによって形成されたものであ
る。

上記の立体トラス７は、第２図および第３図〜第６図
にその一部を模式的に示すように、それぞれ鉄骨材（鋼
管等）からなる柱材10、上弦材11、下弦材12、ラチス材
13により組み立てられたものであって、柱材10の下端が
上記柱１の上端にローラ支承されることによってそれら
柱１にカンチレバー形式で支持されるようになってい
る。

そして、この立体トラス７の上面は、わずかな水勾配
が確保されているのみでほぼ水平な平坦面とされている
とともに、この立体トラス７の高さ寸法は外周縁部から
内周縁部にかけて漸次小さくなるようにされ、かつ、そ
の上面および下面にはこの立体トラス７の周方向に沿う
複数の補強リング14,15がそれぞれ設けられたものとな
っている。それら補強リング14,15のうち、上面に位置
する補強リング14は主として圧縮力を負担するものであ
り、下面に位置する補強リング15は主として引張力を負
担するものであって、この立体トラス７は、それら各補
強リング14,15によるいわゆるリング効果によって荷重
を周方向に有効に伝達し得るものであり、また、その高
さ寸法が外周縁部から内周縁部にかけて小さくされてい
ることから、上面が平坦とされていてもそれ自身で十分
な構造強度が得られるものとなっており、従来一般のこ
の種の立体トラスのように上方にむくりをつける、すな
わちドーム状とする必要がなく、勿論、プレストレスを
導入する必要もない。

また、上記立体トラス７は、その柱材10の下端が上記
柱１の柱頭にローラ支承されていることから、この架橋
全体の温度応力が有効に吸収されるようになっている。

また、この立体トラス７には、必要に応じて各種の設
備器具類、たとえば照明器具、拡声装置、防災関連装
置、冷暖房換気用のダクト、吹出口、吸込口等、が取り
付けることができることは勿論、第２図に示すようにグ
ラウンドを見下ろし得る位置に観客席18を組み込むこと
が可能である。

以上で説明した固定屋根５の中央部に設けられている
開口部６は、固定屋根６の上部に移動可能に設けられた
２対の可動屋根20a,20b、21a,21bにより開閉されるよう
になっている。

それら各可動屋根20a,20b,21a,21bは、それぞれ立体
トラスにより半割りドーム状とされたものであって、そ
れら２対の可動屋根20a,20b、21a,21bはそれぞれ固定屋
根５の上面に設けられたレール22,23（第８図参照）に
支持され、電動あるいは油圧駆動される図示しない駆動
装置によってそれらレール22,23上を第７図に示すよう
に固定屋根５の径方向に沿い、かつ互いに直交する方向
に移動できるようにされている。これら２対の可動屋根
20a,20b、21a,21bは、通常時においては第１図、第７図
に示すように固定屋根５の上部に位置しており、このと
きには開口部６は開放されているが、必要に応じてそれ
ら２対の可動屋根20a,20b、21a,21bのうちいずれか１対
によって開口部６を閉じることができるようにされてい
る（第２図には可動屋根20a,20bにより開口部６が閉じ
られた状態が示されている）。

そして、上記２対の可動屋根20a,20b、21a,21bのう
ち、１対の可動屋根20a,20bにおける屋根材24は、固定
屋根５におけるものと同様に金属板あるいはコンクリー
トスラブ等の遮光性を有するものが用いられているが、
他の対の可動屋根21a,21bにおける屋根材25は膜材、た
とえばガラス繊維織物に四フッ化エチレン樹脂を主成分
とする樹脂をコーティングしたもの等、の透光性を有す
るものが用いられている。

なお、上記の各レール22,23は互いに交差するように
敷設されているが、それらは第８図、第９図に示すよう
に可動屋根20a,20b、21a,21bの移動が阻害されないよう
に、段差を生じることなく交差するようになっている。
また、対の可動屋根20a,20b、21a,21bにより開口部６が
閉じられた際には、第10図に示すようにそれら可動屋根
20a,20b、21a,21bの縁部が互いに係合し、かつ、ゴム等
の弾性材からなるパッキン28が介在する状態で突き合わ
されるようになっており、これによって水密および気密
が保持されるようになっている。さらに、これら可動屋
根20a,20b、21a,21bにも、固定屋根５と同様に必要に応
じて上述したような設備器具類を取り付けることが可能
である。

上記構造の屋根を備えたこの施設では、晴天時におい
ては開口部６を開いておくことにより野球等の競技を屋
外において行うことができるとともに、雨天時あるいは
必要に応じて２対の可動屋根20a,20b、21a,21bのうちの
いずれか一方により開口部６を閉じることによって、こ
の施設を天候に左右されずに常時使用できることは勿論
のこと、開口部６を閉じるに当たっては、施設において
開催される行事に応じて２対の可動屋根20a,20b、21a,2
1bのいずれかを選択することによって、施設内の明るさ
を変えることができるものである。

すなわち、たとえば昼間にコンサート等を開催する場
合、遮光性の屋根材24が用いられた可動屋根20a,20bに
より開口部６を閉じれば、自然光が遮ぎられて施設内を
暗くすることができ、したがって十分な照明効果を得る
ことができる。また、雨天時に野球等の運動競技を行う
場合、透光性の屋根材25が用いられた可動屋根21a,21b
により開口部６を閉じれば十分に自然光を採光でき、し
たがって必要最少限の人工照明を使用すれば足りる。

このように上記構造の屋根を備えた施設では、開催さ
れる行事に応じて施設内へ自然光を採光するか否かを選
択できるものであり、このため、用途が制限されること
なく多種多様な行事を自由に開催できるものである。し
かも、照明効果や演出効果をより高めるために、イベン
トの進行に対応して可動屋根20a,20b、21a,21bにより開
口部６を自由に開閉させることも可能である。

そして、この構造では、固定屋根５を補強リング14,1
5を有する立体トラス７により構成してその上面をほぼ
水平な平坦面となしたから、従来の開閉式の屋根に比し
て構造が大幅に簡略化されているとともに、この固定屋
根５上に設けられた可動屋根20a,20b、21a,21bの安定性
を自ずと確保でき、かつ、その移動を容易に行うことが
できるものである。

また、可動屋根20a,20b、21a,21bを半割りドーム状の
立体トラスにより構成したので、それらの構造強度を十
分に確保できることは勿論のこと、施設内の有効高さ寸
法を十分に大きく確保することができる。

さらに、この構造では、開口部６の面積を適宜設定で
きるものであり、たとえば第２図に示されるように開口
部６の面積をグラウンド３の面積と同等とすることで、
グラウンド３の上方全体を完全に開放することが可能で
ある。すなわち、グラウンド３の面積に対する開口部６
の面積の比率（アリーナ開放率）を100％とできるもの
であって、十分に開放的な空間を得ることができるもの
である。

以上で本発明の一実施例を説明したが、本発明は上記
実施例に限定されず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上記実施例では、２対の可動屋根20a,20
b、21a,21bにおける屋根材24,25を互いに異なるものと
して、自然光を採光するか遮光するかを選択するように
構成したのであるが、それに加えて、あるいはそのよう
にすることに代えて、施設内の音響特性を変化させるよ
うに構成することもできる。それには、２対の可動屋根
20a,20b、21a,21bのいずれか一方にのみ吸音板もしくは
音響反射板等の音響調節手段を取り付けておくか、ある
いは、２対の可動屋根20a,20b、21a,21bの双方に互いに
異なる音響調節手段を取り付けておき、開催される行事
に応じていずれか一方の対の可動屋根を選択してそれに
より開口部６を閉じるようにすれば良い。

さらに、可動屋根20a,20b、21a,21bに取り付けておく
上述したような各種の設備器具類の種類や数を異なるも
のとしておけば、施設内におけるその他種々の環境条件
を調節することも可能である。

また、上記実施例では、２対の可動屋根20a,20b、21
a,21bをそれぞれ固定屋根５の径方向に沿い、かつ互い
に直交する方向に移動させることで開口部６を開閉する
ようにしたのであるが、第11図あるいは第12図に示すよ
うに、各可動屋根20a,20b、21a,21bの一端部を固定屋根
５に対して回動可能に連結し、それらをそれぞれ90゜回
動させることで開口部６を閉じるように構成することも
可能である。

また、構造ではアリーナ開放率を100％以上とする、
すなわち、開口部６の面積をグラウンド３の面積より大
きくして、グラウンド３の上方のみならずスタンド４の
上方も開放してより開放的な空間を得ることが可能であ
る。この場合、可動屋根の大きさが上記実施例の場合に
比して大きくなるとともに固定屋根は小さくなるので、
可動屋根を固定屋根上に収納するためには、たとえば上
記実施例における各可動屋根をそれぞれ２分割する。す
なわち、第13図に示すように可動屋根20a,20bをそれぞ
れ20a₁,20a₂、20b₁,20b₂に分割して、それらをそれぞれ
固定屋根５上において移動可能となし、それらを上下に
重ねた状態で開口部６を開くように構成すれば良い。こ
の場合も、上記実施例の場合と同様に、分割された各可
動屋根の安定性を確保できるとともにそれらの移動を容
易に行うことができる。そして、上記のように可動屋根
を２分割あるいはさらに多数に分割することにより、15
0％程度あるいはそれ以上のアリーナ開放率を得ること
ができる。

なお、固定屋根５の外形は円形に限らず長円形とする
ことが可能であるし、その中央部に設ける開口部６の形
状も円形に限らず長円形や多角形状とすることも可能で
あり、その場合、可動屋根の形状は平面視円形とするの
みならず開口部の形状に応じて適宜変更することも可能
である。

さらに、上記実施例では、固定屋根５の上面をほぼ水
平としたのであるが、必要であれば固定屋根５全体を傾
斜させることも可能である。たとえば、野球場に適用す
る場合においては、ホームベース側から外野側にかけて
施設内の有効高さが高くなるように、固定屋根５をたと
えば５〜10゜程度傾斜させることが好ましい。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明によれば、環状
の固定屋根の上部に２対の半割りドーム状の可動屋根を
移動可能に設けて、それら２対の可動屋根のいずれか一
方を選択して開口部を閉じるように構成したから、それ
ら２対の可動屋根における屋根材を互いに異なるものと
したり、それら可動屋根に設ける設備類を互いに異なる
ものとしておくことにより、施設内の環境条件を開催さ
れる行事に応じて変更することが可能となる。そして、
特に、一方の可動屋根の屋根材として透光性材料を用い
るとともに他方の可動屋根の屋根材として遮光性材料を
用いるようにすれば、施設内へ自然光を採光するか否か
を自由に選択することが可能であり、また、少なくとも
一方の可動屋根に音響調節手段を設けておけば施設内の
音響特性を調節することが可能である。

また、高さ寸法が外周縁部から内周縁部にかけて小さ
くされているとともに、周方向に沿う複数の補強リング
を有する立体トラスにより固定屋根を構成すれば、固定
屋根はそれ自身で十分な強度を有するので従来の開閉式
の屋根に比して構造が簡略化されるとともに、この固定
屋根の上面を略平坦面とすることにより、その上部に設
けられる可動屋根の安定性を自ずと確保でき、また、そ
の移動を容易に行うことができる、という効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第10図は本発明に係わる屋根構造の一実施
例を示すもので、第１図はこの構造の屋根を備えた野球
場の外観を示す斜視図、第２図はその立断面図、第３図
ないし第６図は固定屋根を構成している立体トラスの一
部を模式的に示すものであって、第３図は立断面図、第
４図は外壁側から見た側面図、第５図は上面を示す平面
図、第６図は下面を示す平面図、第７図はこの施設の屋
根面を概略的に示す平面図、第８図は開口部周囲の部分
拡大図、第９図はレール交差部の拡大断面図、第10図は
可動屋根どうしの突き合わせ部を示す拡大図である。 第11図ないし第13図はいずれも本発明の他の実施例を示
すもので、第11図および第12図はそれぞれ屋根面を概略
的に示す平面図、第13図は立断面図である。 １……柱、２……外壁、 ３……グラウンド（アリーナ）、４……スタンド、 ５……固定屋根、６……開口部、 ７……立体トラス、８……屋根材、 14,15……補強リング、 20a,20b、21a,21b……可動屋根、 22,23……レール、 24……遮光性材料からなる屋根材、 25……透光性材料からなる屋根材。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】野球場や運動競技場等の施設に適用して好
   適な開閉可能な屋根の構造であって、平面視において外
   形が略円形または長円形とされているとともにその中央
   部に略円形または長円形もしくは多角形状の開口部が設
   けられた環状の固定屋根と、それぞれ半割りドーム状と
   されているとともに前記固定屋根の上部において移動可
   能に設けられて前記開口部を開閉する２対の可動屋根と
   を有し、それら２対の可動屋根のいずれか１対を選択し
   て前記開口部を閉じることで施設内の環境条件を変更す
   るように構成してなることを特徴とする開閉式屋根構
   造。
2. 【請求項２】前記固定屋根は、その上面が略平坦面とさ
   れているとともに高さ寸法が外周縁部から内周縁部にか
   けて漸次小さくなるようにされ、かつ、その周方向に沿
   う複数の補強リングを有する立体トラスにより構成され
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   開閉式屋根構造。
3. 【請求項３】前記２対の可動屋根のうちの１対の可動屋
   根における屋根材は透光性材料によって形成され、他の
   対の可動屋根における屋根材は遮光性材料によって形成
   されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の開閉式屋根構造。
4. 【請求項４】前記２対の可動屋根のうちの少なくともい
   ずれか１対の可動屋根には、施設内の音響特性を調節す
   るための音響調節手段が設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項または第３項に記
   載の開閉式屋根構造。