JP7064186B2 - 回転式屋根構造、及び競技場 - Google Patents

Description

本願発明は、サッカーや野球、陸上競技などを行う競技場の屋根に関するものであり、より具体的には、天然芝のフィールドにおける日照時間をより長くすることができる回転式屋根構造、及びこれを用いた競技場に関する技術である。

近年、固定式の屋根で客席スタンドを覆った競技場が主流となっている。この屋根は、もちろん客席への降雨や直射日光を避けるためのものであるが、反面、競技場フィールドの天然芝にとっては屋根の日陰のため日照時間が短くなるという問題もある。図８は、天然芝のフィールドＦＤと客席スタンドＳＴを備えたサッカー競技場における日照時間を説明するモデル図であり、（ａ）は客席スタンドＳＴに固定式屋根ＲＦが設けられないケース、（ｂ）は客席スタンドＳＴが固定式屋根ＲＦで覆われたケースをそれぞれ示している。この図に示すように、固定式屋根ＲＦがなければフィールドＦＤにおける日照時間は８時間（０７：３０～１５：３０）程度確保できるのに対して、固定式屋根ＲＦを設けるとフィールドＦＤにおける日照時間は４時間（０８：３０～１２：３０）ほどしか確保できない。このように固定式屋根ＲＦは、天然芝の育成にとってむしろ悪い影響を与えているわけである。

ところで、競技場には開閉式の屋根構造が構築されることもある。例えば特許文献１では、折り畳むことができる屋根膜材を利用した開閉式屋根構造を開示している。屋根が開閉式であれば、例えば競技場を使用していないときなど、屋根を開放することによってフィールドＦＤにおける日照時間をより長く確保することができる。

特許第５７１１４１９号公報

競技場の天然芝の育成に配慮すると、競技場全体を開閉屋根で覆うことも考えられる。ただしこの場合、開閉屋根が比較的大きな規模の構造となる。

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解消することであり、すなわち客席スタンドを屋根で覆ったうえで、天然芝のフィールドにおける日照時間をより長く確保することができる回転式屋根構造と、これを用いた競技場を提供することである。

本願発明は、屋根体を支持する回転軸周りにその屋根体を回転させる、という点に着目して開発されたものであり、従来にはない発想に基づいて行われた発明である。

本願発明の回転式屋根構造は、天然芝のフィールドを有する競技場の客席スタンドに設けられる屋根構造であり、屋根体と駆動手段を備えたものである。屋根体は回転軸（客席の配列方向と略平行に配置された軸）周りに回転するものであり、駆動手段は屋根体を回転させるものである。また屋根体は、その後端部（屋根体のうちフィールドから遠い側）が回転軸に取り付けられるとともに、屋根体の回転に伴ってその前端部（屋根体のうちフィールドに近い側）が上下する。屋根体が正回転してその前端部が所定位置まで上昇すると「使用状態」となり、屋根体が反回転してその前端部が所定位置まで下降すると「格納状態」となる。そして、使用状態においては屋根体が客席スタンドの屋根として機能し、格納状態においては太陽光が屋根体に遮られることなくフィールドに直射する。これにより、天然芝への日照時間が確保できるようになる。

本願発明の回転式屋根構造は、策材と牽引装置を具備する駆動手段を備えた構造とすることもできる。なお策材の一端は、屋根体の上面側の一部に固定される。そして、牽引装置が策材を牽引することによって屋根体が正回転し、牽引装置が策材を緩めることによって屋根体が反回転する。

本願発明の回転式屋根構造は、伸縮可能な支持材を具備する駆動手段を備えた構造とすることもできる。なお支持材の上端は、屋根体の下面側の一部に固定される。そして、支持材が伸長することによって屋根体が正回転し、支持材が収縮することによって屋根体が反回転する。

本願発明の回転式屋根構造は、上部支持体と屋根体の間に駆動手段を配置した構造とすることもできる。なおこの上部支持体は、屋根体（客席スタンド）の上方に配置された梁などの構造体である。策材と牽引装置を有する駆動手段を利用する場合、牽引装置が上部支持体に固定されるとともに、策材の一端が屋根体の上面側の一部に固定される。そして、牽引装置が策材を牽引することで屋根体が正回転し、牽引装置が策材を緩めることで屋根体が反回転する。一方、伸縮可能な支持材を具備する駆動手段を利用する場合、支持材の上端が上部支持体に固定されるとともに、支持材の下端が屋根体の上面側の一部に固定される。そして、支持材が収縮することで屋根体が正回転し、支持材が伸長することで屋根体が反回転する。

本願発明の競技場は、天然芝のフィールドと、フィールドの周囲に設置された客席スタンド、そして本願発明の屋根構造を備えたものである。

本願発明の回転式屋根構造、及び競技場には、次のような効果がある。
（１）使用状態（屋根体が所定位置まで上昇した状態）とすることで降雨や直射日光から観客を守ることができるうえ、格納状態（屋根体が所定位置まで下降した状態）とすることでフィールドの天然芝に太陽光を長時間当てることができる。
（２）屋根にとって構造上最も厳しい条件のひとつが強風時であるが、格納状態で待機することができるため強風に抵抗する必要がなく、その結果、従来構造より耐力を軽減させた構造とすることができる。
（３）格納状態とすることによって、紫外線等による客席の劣化を防止することができる。

天然芝のフィールドと、その周辺に配置される客席スタンドを備えた従来のサッカー競技場を示す平面図。 本願発明の回転式屋根構造を模式的に示す側面図。 （ａ）は牽引装置を利用した駆動手段によって屋根体を持ち上げることで「使用状態」とした回転式屋根構造を示す側面図、（ｂ）は牽引装置を利用した駆動手段によって屋根体を下げることで「格納状態」とした回転式屋根構造を示す側面図。 （ａ）は伸縮可能な支持材を利用した駆動手段によって屋根体を持ち上げることで「使用状態」とした回転式屋根構造を示す側面図、（ｂ）は伸縮可能な支持材を利用した駆動手段によって屋根体を下げることで「格納状態」とした回転式屋根構造を示す側面図。 （ａ）は伸縮可能な支持材を利用した駆動手段によって屋根体を引き上げることで「使用状態」とした回転式屋根構造を示す側面図、（ｂ）は伸縮可能な支持材を利用した駆動手段によって屋根体を下げることで「格納状態」とした回転式屋根構造を示す側面図。 （ａ）は「使用状態」とした本願発明の競技場を示す平面図、（ｂ）は「格納状態」とした本願発明の競技場を示す平面図。 本願発明の競技場における日照時間を説明するモデル図。 （ａ）は客席スタンドに固定式屋根が設けられないサッカー競技場の日照時間を説明するモデル図、（ｂ）は客席スタンドが固定式屋根で覆われたサッカー競技場の日照時間を説明するモデル図。

本願発明の回転式屋根構造、及び競技場の実施形態の一例を、図に基づいて説明する。

本願発明の回転式屋根構造は、図１に示すような競技場の客席スタンドＳＴに設置されるものであり、本願発明の競技場は、図１に示すような競技場の客席スタンドＳＴに本願発明の回転式屋根構造を設置したものである。なお図１では、天然芝のフィールドＦＤと、その周辺に配置された客席スタンドＳＴを備えるサッカー競技場を示しているが、本願発明は、天然芝のフィールドＦＤと客席スタンドＳＴを備えた競技場であればサッカー競技場のほか野球場や陸上競技場といった種々の競技場で実施することができる。

図２は、本願発明の回転式屋根構造１００を模式的に示す側面図である。回転式屋根構造１００は、回転軸１２０周りに回転する屋根体１１０と、この屋根体１１０を回転させる駆動手段（図示しない）を備えた構造である。客席スタンドＳＴには多数の客席が水平方向（図２では紙面奥行方向）に配列されており、回転軸１２０は、この客席の配列方向と略平行に配置される。

屋根体１１０は、おおむね平板状であり、その長手方向（図２では紙面奥行方向）が回転軸１２０方向となり、その短手方向（図２では左右方向）が客席スタンドＳＴとフィールドＦＤ（図面右側）を結ぶ方向となるように配置される。なお、便宜上ここでは、屋根体１１０のうちフィールドＦＤに近い側の端部のことを「前端部」といい、屋根体１１０のうちフィールドＦＤから遠い側の端部のことを「後端部」ということとする。

また屋根体１１０は、その後端部が回転軸１２０に支持される（いわば、片持ちとされる）ことで回転軸１２０周りに回転することができ、そしてこの回転に伴って前端部が上下する。図２では、屋根体１１０が反時計回りに回転すれば屋根体１１０の前端部が上昇し、屋根体１１０が時計回りに回転すれば屋根体１１０の前端部が下降する。なお、便宜上ここでは、屋根体１１０の前端部が上昇する回転のことを「正回転（図２では反時計回り）」といい、屋根体１１０の前端部が下降する回転のことを「反回転（図２では時計回り）」ということとする。

図３は、牽引装置１３１を利用した駆動手段によって屋根体１１０を回転させる状況を示す側面図であり、（ａ）は使用状態を、（ｂ）は格納状態をそれぞれ示している。ここで「使用状態」とは、屋根体１１０が正回転して前端部が所定位置（あらかじめ設定した高さ）まで上昇した状態であり、すなわち屋根体１１０が客席スタンドＳＴの屋根として機能する状態である。一方の「格納状態」とは、屋根体１１０が反回転して前端部が所定位置（例えば客席の直上）まで下降した状態であり、すなわち屋根体１１０がフィールドＦＤに直射する太陽光の障壁とならない（つまり影を作らない）状態である。

図３に示す駆動手段は、牽引装置１３１と策材１３２を含んで構成される。このうち牽引装置１３１はウィンチやホイストといった荷揚げ装置を利用することができ、策材１３２はワイヤーロープ等を利用することができる。また策材１３２は、牽引装置１３１に巻き回されるとともに、いくつかの滑車を経由したうえでその一端が屋根体１１０の上面側の一部に固定される。

図３（ａ）に示すように牽引装置１３１が策材１３２を巻き取って（牽引して）いけば、策材１３２に固定された屋根体１１０が正回転して前端部が上昇していき、最終的に「使用状態」となる。一方、図３（ｂ）に示すように牽引装置１３１が策材１３２を巻き出して（緩めて）いけば、屋根体１１０が反回転して前端部が下降していき、最終的に「格納状態」となる。

図４は、伸縮可能な支持材１３３を利用した駆動手段によって屋根体１１０を回転させる状況を示す側面図であり、（ａ）は使用状態を、（ｂ）は格納状態をそれぞれ示している。図４に示す駆動手段は、支持材１３３を含んで構成されるものであり、この支持材１３３の上端は屋根体１１０の下面側の一部に回転可能に固定され、下端は客席スタンドＳＴの一部に回転可能に固定される。

支持材１３３は伸縮可能な構造であり、例えば外管とこれに収容された内材で構成し、油圧等によって内材が外管に対して移動する構造とすることができる。このような構造とすることによって、図４（ａ）に示すように支持材１３３が伸長していけば、支持材１３３の上端に固定された屋根体１１０が正回転して前端部が上昇していき、最終的に「使用状態」となる。一方、図４（ｂ）に示すように支持材１３３が収縮していけば、屋根体１１０が反回転して前端部が下降していき、最終的に「格納状態」となる。

客席スタンドＳＴの上方にトラス構造の梁などの上部支持体が配置されている競技場であれば、牽引装置１３１と策材１３２からなる駆動手段を屋根体１１０の上面側に設置することもできる。より具体的には、牽引装置１３１が上部支持体に固定され、策材１３２が牽引装置１３１に巻き回されるとともに、その一端が屋根体１１０の上面側の一部に固定される。これにより、図５（ａ）に示すように牽引装置１３１が策材１３２を巻き取って（牽引して）いけば、支持材１３３の下端に固定された屋根体１１０が引き上げられるように正回転して前端部が上昇していき、最終的に「使用状態」となる。一方、図５（ｂ）に示すように支牽引装置１３１が策材１３２を巻き出して（緩めて）いけば、屋根体１１０が下げられるように反回転して前端部が下降していき、最終的に「格納状態」となる。

図５に示すように、牽引装置１３１と策材１３２からなる駆動手段に代えて、図４に示す伸縮可能な支持材１３３を利用した駆動手段を設置することもできる。この場合、支持材１３３の上端は上部支持体の一部に回転可能に固定され、下端は屋根体１１０の上面側の一部に回転可能に固定される。そして、支持材１３３が収縮していけば、支持材１３３の下端に固定された屋根体１１０が正回転して前端部が上昇していき、最終的に「使用状態」となる。一方、支持材１３３が伸長していけば、屋根体１１０が反回転して前端部が下降していき、最終的に「格納状態」となる。

図６は、本願発明の競技場を示す平面図であり、（ａ）は使用状態を、（ｂ）は格納状態をそれぞれ示している。既述したとおり本願発明の競技場は、図１に示すような競技場の客席スタンドＳＴに回転式屋根構造１００を設置したものであり、客席スタンドＳＴに囲まれた天然芝のフィールドＦＤを備えている。なお、この図では、便宜上、サッカーフィールドのサイドライン側にのみ回転式屋根構造１００を設置しているが、ゴールライン側に回転式屋根構造１００を設置することもできるし、コーナー部を含め客席スタンドＳＴ全体を覆うように回転式屋根構造１００を設置することもできる。さらに、この図では両サイドライン側にそれぞれ２分割の回転式屋根構造１００を設置しているが、分割することなく１連の回転式屋根構造１００を設置することもできるし、３以上に分割した回転式屋根構造１００を設置することもできる。屋根体１１０の後端部が取り付けられる回転軸１２０は、図中の破線矢印に示す「回転軸方向」上に設定される。

回転式屋根構造１００は、当然ながら屋根体１１０が客席の上方に位置するように設置される。そして回転式屋根構造１００を使用状態にすると、図６（ａ）に示すように、屋根体１１０がサイドライン側の全客席を覆うとともにフィールドＦＤの一部（サイドライン周辺）も覆う。一方、回転式屋根構造１００を格納状態にすると、図６（ｂ）に示すように、屋根体１１０はフィールドＦＤにかかることがなく、そのため上方から見るとフィールドＦＤの全域が表れている。

図７は、本願発明の競技場における日照時間を説明するモデル図である。なおこの図では、回転式屋根構造１００は格納状態とされている。この図に示すように、屋根体１１０の前端部を所定位置まで下降させて格納状態とした効果で、フィールドＦＤに当たる太陽光を屋根体１１０が遮ることがない。したがって、固定式屋根ＲＦを設けない図８（ａ）のケースと同様、本願発明の競技場はフィールドＦＤの日照時間としては８時間（０７：３０～１５：３０）程度確保している。

本願発明の回転式屋根構造、及び競技場は、サッカー競技場、野球場、陸上競技場といった種々の競技場や、コンサートをはじめ種々のイベントを行う興行施設、スポーツとコンサート等を実施できる複合施設など様々な施設で採用することができる。

１００ 回転式屋根構造
１１０ （回転式屋根構造を構成する）屋根体
１２０ （回転式屋根構造を構成する）回転軸
１３１ （回転式屋根構造を構成する駆動手段の）牽引装置
１３２ （回転式屋根構造を構成する駆動手段の）策材
１３３ （回転式屋根構造を構成する駆動手段の）支持材
ＦＤ 天然芝のフィールド
ＳＴ 客席スタンド
ＲＦ 固定式屋根
ＳＮ 太陽

Claims (2)

1. 天然芝のフィールドを有する競技場の客席スタンドに設けられる屋根構造において、
   客席の配列方向と略平行に配置された回転軸周りに回転する屋根体と、
   前記屋根体を回転させる駆動手段と、を備え、
   前記駆動手段は、策材と牽引装置、又は伸縮可能な支持材を有し、
   前記策材の一端、又は前記支持材の下端が、前記屋根体の上面側の一部に固定され、
   前記牽引装置、又は前記支持材の上端が、前記屋根体の上方に配置された上部支持体に固定され、
   前記屋根体は、該屋根体のうち前記フィールドから遠い側の後端部が前記回転軸に取り付けられるとともに、該屋根体の回転に伴って該屋根体のうち前記フィールドに近い側の前端部が上下し、
   前記牽引装置が前記策材を牽引することで、又は前記支持材が収縮することで、前記屋根体が正回転し、
   前記牽引装置が前記策材を緩めることで、又は前記支持材が伸長することで、前記屋根体が反回転し、
   前記屋根体が正回転して前記前端部が所定位置まで上昇すると使用状態となり、前記屋根体が反回転して前記前端部が所定位置まで下降すると格納状態となり、
   前記使用状態では、前記屋根体が前記客席スタンドの屋根として機能し、
   前記格納状態では、太陽光が前記屋根体に遮られず前記フィールドに直射する、
   ことを特徴とする回転式屋根構造。
2. 天然芝のフィールドと、
   前記フィールドの周囲に設置された客席スタンドと、
   前記客席スタンドに設けられた請求項１記載の前記屋根構造と、
   を備えたことを特徴とする競技場。

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