JP3629604B2 - 膜屋根の開閉構造及び開閉方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無柱の大張間屋根の構築などに好適に実施される膜構造屋根（以下、単に膜屋根という。）、及び同膜屋根を天候状態等に応じて開閉するための開閉構造、並びに開閉方法の技術分野に属し、更に云えば、屋根を閉鎖する度に膜材に初期張力が導入され、再張力の導入処置が不要な膜屋根の開閉構造及び開閉方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、膜材を仕上げ材に使用した膜屋根は、自重量の低減化に有効的であるため、無柱の大張間屋根などの構築に多く採用されている。また、開閉式屋根としても使用されている。例えば、
▲１▼ 特公平４−５４０２８号公報には、ガイドレールに対して直交する配置とした三角形状の開閉フレームの両下端を前記ガイドレールに沿って走行可能に設け、複数の隣接する開閉フレームはその下端部同士を相互にピン連結して一連に繋ぎ、隣接する開閉フレームの頂点部材（上弦材）の間にシートを一定幅に止着し、また、同開閉フレームの下端材（下弦材）に前記シートを押さえる押さえワイヤーを架設してあり、三角形状の各開閉フレームをくの字形に開閉運動させ、その集約として屋根全体の開閉動作を行う膜屋根開閉構造ないし開閉方法が記載されている。
【０００３】
▲２▼ 特開平８−１９３３７９号公報には、やはりガイドレールに対して直交する配置とした三角形状の開閉フレームの両下端を前記ガイドレールに沿って走行可能に設け、複数の隣接する開閉フレームはその下端部同士を相互にピン連結して一連に繋ぎ、各開閉フレームの山形状をなす二つの斜辺に沿って独立したシートを止着し、また、同開閉フレームの下端材同士の間（下辺）は中央部が上方へ屈曲自在な繋ぎ材で連結し、三角形状の各開閉フレームは、前記の繋ぎ材を真っ直ぐに伸長させることによって両側の二斜辺が最大の角度開き、屋根としては閉鎖状態となり、同繋ぎ材を上方へ折り曲げることによって両側二つの斜辺は最小の角度に折り畳まれ、屋根は開放状態となる構成の膜屋根開閉構造ないし開閉方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
開閉式の膜屋根は、特に屋根の閉鎖状態においては膜材がピンと張った張力導入状態を保ってこそ、雪や雨が貯ったりせず、風でバタついたりすることを避けることができる。従って、閉鎖状態に膜材の張力導入状態が不十分であると、開閉動作の度に、又はある供用期間毎に再張力を導入する維持管理が必要となる。
【０００５】
従来、膜屋根の簡易な開閉構造ないし開閉方法について、上記▲１▼、▲２▼のような技術をはじめとして種々提案されているが、未だ閉鎖時の膜張力の導入に難があり、それが検討及び解決課題となっている。
例えば上記▲１▼の場合は、三角形状の開閉フレームの頂部の隣接する上弦材の間に止着したシートと、下弦材に架設した押さえワイヤーとの関係に、当初の実質的な高低差、緊張関係が確保されていてこそ、屋根閉鎖時のシートに所定大きさの初期張力が導入される。しかるに、仮にシートが伸びると、その分の緩みを生じ、シートの押さえ力が低下する。かくして、シートと押さえワイヤーの関係に当初の良好な緊張関係をずっと維持することは至難であり、結局は再張力を導入する維持管理が不可欠である。しかも前記▲１▼の技術は、シートの初期張力を維持する手段として押さえワイヤーを採用しているため、その分膜屋根の構造が複雑になっている。
【０００６】
同様に、上記▲２▼の場合にも、各開閉フレームの山形状をなす二つの斜辺に沿って独立に止着しているシートに伸び（弛み）が発生することは避けられず、やはり再張力を導入する維持管理が不可欠である。また、▲２▼の技術の場合は、膜屋根の特に開放時には各開閉フレームの繋ぎ材を一つづつ順に上方へ折り曲げる折り畳み操作が必要であり、開閉の仕組みが複雑になっており、面倒である。
【０００７】
高所で足場に乏しい膜屋根の上で再張力を導入する維持管理は、大変危険で、手間と費用のかかるものであるから、大きな問題になっている。
したがって、本発明の目的は、膜屋根を開閉する度に初期張力を導入する仕組みであり、したがって、再張力を導入する維持管理は一切無用であり、しかも開閉操作のための仕組みが簡単で、屋根の開口率を十分に大きくできて開閉屋根としての実効性をあらしめる、膜屋根の開閉構造及び開閉方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の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膜屋根の開閉構造は、
ガイドレールと直交する配置で前記ガイドレールに沿って移動する複数の梁が架設され、前記梁を支持骨とし膜材を取付けて成る膜屋根が、前記梁の移動に従って開閉される膜屋根開閉構造において、
膜材を隣合う二つの梁に接合してその間に垂らし、同二つの梁の間に、端面方向に見ると山形状をなしその頂部を屈曲回動が自在にピン連結してクランク型のリンク機構を構成した可動フレームの両下端が前記両隣の二つの梁にそれぞれピン連結されており、前記可動フレームの前記頂部のピンからぶら下がり直下の前記膜材に臨む垂直フレームが設置された構成を１ユニットとし、同様な多数のユニットが各梁を仲介として一連に繋がっていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る膜屋根の開閉方法は、
ガイドレールと直交する配置で前記ガイドレールに沿って移動する複数の梁を架設し、前記梁を支持骨とし膜材を取付けて成る膜屋根を、前記梁の移動に従って開閉する膜屋根開閉方法において、
膜屋根は、膜材を隣合う二つの梁に接合してその間に垂らし、同二つの梁の間に、端面方向に見ると山形状をなしその頂部を屈曲回動が自在にピン連結してクランク型のリンク機構を構成した可動フレームの両下端を前記両隣の二つの梁にそれぞれピン連結してあり、前記可動フレームの前記頂部のピンからぶら下がり直下の前記膜材に臨む垂直フレームが設置された構成を１ユニットとし、同様な多数のユニットが各梁を仲介として一連に繋がった構成であること、
前記膜屋根の閉鎖は、一側の梁を他側の梁との間隔が広がる方向へ移動させ、該梁の前記移動に従い可動フレームを山形状の頂角が開く方向へ追従動作させ、同可動フレームの頂部からぶら下がった垂直フレームを下降させて前記二つの梁の間で引っ張られた膜材に突き当て、同膜材の張力と前記垂直フレームが押す力との平衡が保たれた状態を１ユニットの拡張状態とし、以下隣のユニットについても次々と同様な拡張動作を行なわせて一連の膜屋根全体の閉鎖状態を実現すること、
同膜屋根の開放は、一側の梁を他側の梁へ接近する方向へ移動させ、梁の前記移動に従い可動フレームを山形状の頂角が閉じる折り畳み方向へ追従動作させ、同可動フレームの頂部からぶら下がった垂直フレームを上昇させて膜材から遠のかせ、膜材は二つの梁の間に垂らし、二つの梁同士が突き当たる接近状態を１ユニットの折り畳み状態とし、以下隣のユニットについても次々と同様な折り畳み動作を行わせ、一連の膜屋根全体の開放状態を実現すること、を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態及び実施例】
請求項１に記載した発明に係る膜屋根開閉構造は、図１〜図５に実施形態を示したように、ガイドレール１と直交する配置で前記ガイドレール１に沿って図１の矢印Ａ、Ｂ方向へ移動する複数の梁２…が各々平行に架設され、前記梁２を支持骨として膜材３を取付けて成る膜屋根が、前記梁２の移動に従って開閉される構造形態で好適に実施される。
【００１１】
膜材３は、その両縁が隣合う二つの梁２、２に接合されてその間に垂らされている。但し、膜材３は、隣合う二つの梁２、２毎に独立した幅の形態、大きさで構成する場合と、複数ユニットに共通するように広く大きな形態で構成する場合のいずれかが適宜選択的に実施される。
前記二つの梁２、２の間に、図３〜図５のように端面方向に見ると山形状をなしその頂部が屈曲回動が自在にピン４で連結されてクランク型のリンク機構を構成した可動フレーム５が配置され、その両下端が前記両隣の二つの梁２、２にそれぞれピン６で回転自在に連結されている。したがって、この可動フレーム５は、二つの梁２、２の間隔の大小変化に追従してくの字形の開閉運動（クランク型の運動）をする。
【００１２】
前記可動フレーム５の前記頂部のピン４から自重でぶら下がり直下の前記膜材３に臨む、高さＨの垂直フレーム７が設置されている。このように左右二つの梁２、２と可動フレーム５及び垂直フレーム７とからなる構成（要するに図４の構成）を膜屋根の最小構成単位（１ユニット）とし、図１の膜屋根は前記構成のユニットが多数、各梁２…を仲介として一連に繋がった構成とされている。
【００１３】
したがって、上記構成の膜屋根の開閉方法（請求項２記載の発明）は、図３〜図５に概略を例示したように行われる。
先ず膜屋根の閉鎖は、図４のように右側の梁２を左側の梁２との間隔が広がるＢ矢印方向へ移動させる。すると右側の梁２の前記右行移動に従い、可動フレーム５は山形状の頂角θが拡大する方向へ追従動作する。そのため同可動フレーム５の頂部からぶら下がった垂直フレーム７は段々と下降する。また、左右の梁２、２の間隔が広がるにつれて膜材３も両梁間で左右に引っ張られて水平姿勢に近づこうとする。その結果、図５のように前記垂直フレーム７の下端が２つの梁２、２間で強く引っ張られた膜材３へ突き当たり、同膜材３の張力と垂直フレーム７が下向きに押す力との平衡が保たれた状態に至り、一種の拘束リンク構造となって固定化する。したがって、前記垂直フレーム７の高さＨは、図５のように膜材３に必要十分な屈折角度αと張力の増幅を生じさせる大きさに設計される。
【００１４】
前記のような拘束リンク構造を１ユニットの拡張状態として、前記梁２を矢印Ｂ方向へ引っ張る力は、続いて隣のユニットの梁についても左右二つの梁２、２の間隔を広げる力として波及させ、以下次々と同様な拡張動作を生じさせる。こうした拡張動作の連鎖が一連の膜屋根全体に広がってゆき、ひいては屋根の全閉を実現することになる。
【００１５】
逆に膜屋根の開放は、図５のように左右二つの梁２、２の間隔が最大限度広がった拘束リンク構造の状態から、右側の梁２を左側の梁２へ接近するように矢印Ａ方向へ移動させる。すると同梁２の前記左行移動に従い、両梁２、２間で張られていた膜材３は図４のように弛んで順次垂れ下がる。同時に可動フレーム５は山形状の頂角θが縮小する方向に追従動作する。このため同可動フレーム５の頂部のピン４からぶら下がった垂直フレーム７は、順次上昇して前記膜材３から遠のいてゆく。最終的には二つの梁２、２同士が図３のように突き当たる接近状態となって当該１ユニットは折り畳み状態となる。続いて前記梁２を押す力を隣のユニットの梁についても波及させて同様な折り畳み状態とするなど、以下次々と同様な折り畳み動作の連鎖が一連の膜屋根の全体に波及して屋根の全開状態を実現することになる。
【００１６】
本発明によれば、単に梁２を引っ張るか押すかの操作のみによって膜屋根全体の開閉を達成できるので、すこぶる簡単である。
しかも、膜屋根の各ユニットを拡張動作させて閉鎖する度に、図５のように左右二つの梁２、２の間で強く引っ張られ、且つ垂直フレーム７で押される膜材３には、その張力を増幅させる作用が奏され、必要十分な大きさの初期張力を必ず導入する仕組みなので、別途に再張力を導入する維持管理の処置は一切無用である。
【００１７】
また、膜屋根の開放時には、同膜屋根を構成する最小単位のユニットが図３のようにほぼ偏平な状態にまで小さく折り畳まれるので、図５の拡張状態との対比で明らかなように開口率が大きく、開閉屋根の実効性をあらしめるのである。
【００１８】
【発明の奏する効果】
請求項１及び２記載の発明に係る膜屋根の開閉構造及び開閉方法によれば、膜屋根を開閉する度に初期張力を導入する仕組みであるから、再張力を導入する維持管理は一切無用であり、所謂メンテナンスフリーとなり、実用性が高い。
しかも屋根を開閉する操作の仕組みが簡単で、実施が容易であり、更に屋根の開口率を十分に大きくでき開閉屋根としての実効性をあらしめるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膜屋根の開閉構造を概念的に示した斜視図である。
【図２】同膜屋根の構成要素を分解して示した斜視図である。
【図３】膜屋根の開放状態を１ユニットについて示した端面図である。
【図４】膜屋根の開閉の途中段階を示した端面図である。
【図５】膜屋根の閉鎖状態を１ユニットについて示した端面図である。
【符号の説明】
１ ガイドレール
２ 梁
３ 膜材
４ ピン
５ 可動フレーム
６ ピン
７ 垂直フレーム

Claims (2)

1. ガイドレールと直交する配置で前記ガイドレールに沿って移動する複数の梁が架設され、前記梁を支持骨とし膜材を取付けて成る膜屋根が、前記梁の移動に従って開閉される膜屋根開閉構造において、
   膜材を隣合う二つの梁に接合してその間に垂らしており、同二つの梁の間に、端面方向に見ると山形状をなしその頂部を屈曲回動が自在にピン連結してクランク型のリンク機構を構成した可動フレームの両下端が前記両隣の二つの梁にそれぞれピン連結されており、前記可動フレームの前記頂部のピンからぶら下がり直下の前記膜材に臨む垂直フレームが設置された構成を１ユニットとし、同様な多数のユニットが各梁を仲介として一連に繋がっていることを特徴とする、膜屋根開閉構造。
2. ガイドレールと直交する配置で前記ガイドレールに沿って移動する複数の梁を架設し、前記梁を支持骨とし膜材を取付けて成る膜屋根を、前記梁の移動に従って開閉する膜屋根開閉方法において、
   膜屋根は、膜材を隣合う二つの梁に接合してその間に垂らし、同二つの梁の間に、端面方向に見ると山形状をなしその頂部を屈曲回動が自在にピン連結してクランク型のリンク機構を構成した可動フレームの両下端を前記両隣の二つの梁にそれぞれピン連結してあり、前記可動フレームの前記頂部のピンからぶら下がり直下の前記膜材に臨む垂直フレームが設置された構成を１ユニットとし、同様な多数のユニットが各梁を仲介として一連に繋がった構成であること、
   前記膜屋根の閉鎖は、一側の梁を他側の梁との間隔が広がる方向へ移動させ、該梁の前記移動に従い可動フレームを山形状の頂角が開く方向へ追従動作させ、同可動フレームの頂部からぶら下がった垂直フレームを下降させて前記二つの梁の間で引っ張られた膜材に突き当て、同膜材の張力と垂直フレームが押す力との平衡が保たれた状態を１ユニットの拡張状態とし、以下隣のユニットについても次々と同様な拡張動作を行わせて一連の膜屋根全体の閉鎖状態を実現すること、同膜屋根の開放は、一側の梁を他側の梁へ接近する方向へ移動させ、梁の前記移動に従い可動フレームを山形状の頂角が閉じる折り畳み方向へ追従動作させ、同可動フレームの頂部からぶら下がった垂直フレームを上昇させて膜材から遠のかせ、膜材は二つの梁の間に垂らし、二つの梁同士が突き当たる接近状態を１ユニットの折り畳み状態とし、以下隣のユニットについても次々と同様な折り畳み動作を行わせて、一連の膜屋根全体の開放状態を実現すること、
   を特徴とする、膜屋根開閉方法。

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