JPH01223237A

JPH01223237A - 伸縮自在屋根構造物

Info

Publication number: JPH01223237A
Application number: JP18563287A
Authority: JP
Inventors: L Berger Horst; ホルスト・エル．バーガー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1989-09-06
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0672469B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はスタジアムのような大きな領域を覆うための構
造物、特に伸縮自在な屋根をもつ構造物に関する。

（従来技術とその問題点）部分的に伸縮自在な屋根をもつ構造物は米国特許第４，
５８１．８６０号に開示されている。スタジアム規模の
空間を囲繞する他の大径構造物については、１９８４年
９月１０日に西ドイツ国ドルトムントで開催の空間屋根
構造物に関するｒ５際シンポジウムに提出した本発明者
の論文、「永久建築物用織物テンション構造の１０年」
の１９頁および２０頁に引用した１２件の引例において
論じられている。

天候にかかわらずスポーツおよびその他の行事が開催で
きる屋根付きのスタジアムおよび同種の横遺物の需要が
高まっている一方、特定行事ではできる限り屋外で楽し
みないという要望があるので、伸縮自在な屋根の需要も
ある。伸縮自在な屋根を具備したスタジアム規模の横遺
物を設計し建設する上で最も困難なことは、規模と移動
部分の兼合いである。標準規模のスタジアムは数十万フ
ィートの領域にフリースパン（自由長）の屋根領域を必
要とし、この規模の屋根を商業的且つ実用的に建築し使
用するには特殊な構造技術が必要である。特に、この種
の構造物にはドーム、鞍形等の効果的な形状が適用され
、これらは円、楕円。

超楕円の境界条件を有する０部分的に伸縮自在な屋根の
一実施例は本発明者の前記先行特許に示されているが、
これらの閉じた構造形状を使用して、屋根、または少な
くとも屋根の中央部分を伸縮自在に構成することは一般
に困難である。伸縮自在な構造とする上でさらに重要な
点は、屋根の移動部分を開閉両位置において構造物の形
状にぴったりと嵌合させなければならないことであり、
構造物の形状を選択する際、この要件が左右する傾向に
ある。そのような要件の１つは、移動可能な屋根パネル
の端縁が直線または円に沿って移動しなければならない
ことである。さらに別の要件としては、風や雪のような
積載荷重を開閉両位置において、また好ましくはどのよ
うな中間位！においても確実に担持しなければならない
ことである。

さらに降雨は、どの位！でも原調に流れるようでなけれ
ばならない０本願発明者が知る限りでは伸縮自在なスタ
ジアム用屋根がいままで建造されていないことから、上
記およびその他の要件を満たすことが如何に困難である
かが推量られよう。

（発明の要約）本発明は標準規模のスタジアム用屋根について機能的且
つ構造的に優れた経済的な解決を提供するもので、一実
施例において屋根全体面積の約半分を開けることができ
る伸縮自在な中央部分を有する。これは、特異な形状、
並びに構造、材料。

建設方法の特異な組合わせを選択することによって達成
される。

一実施例において、屋根の中央矩形開口は平面図におい
て矩形でフットボールフィールドを優に上回る面積を覆
うことのできる２つの伸縮自在屋根パネルによって覆わ
れる。パネルは実質上剛性でトラス鉄骨構造または同様
の硼性軽量骨組を使用している。それらのパネルは構造
織物ｌＩ！またはその他の軽量屋根ぶき構造で覆われ、
スタジアムの主軸の方向に移動する（フットボールやサ
ッカーのフィールドの場合、主軸はフィールドの長手方
向に延長し、野球場の場合、主軸はホームプレートとサ
ードベースを通る線である）、少なくとも正面図におい
て屋根パネルは中央で高く、端部で低くなっていて、そ
れによりパネルのどの状態でも水が流れるようにしであ
る。

第１実施例において伸縮自在パネルは主軸の方向に僅か
な円形曲線を描いて延長し、軌道ガーターに支持された
同様に湾曲した軌道上に配設される。第２実施例では伸
縮自在パネルは真直ぐ水平に移動して屋根を開閉する。

パネルと軌道ガーダ−との間のローラは、下方荷重、Ｈ
Ａの揚力等の上方荷重、および横荷重に抗するように配
設される。

第１実施例においてパネルは、エレベータやケーブルカ
ーのものと同様の巻上げ機構により移動し、この巻上げ
ｍ楕は軌道ガーグーに沿って走行するケーブルを具備し
、軌道ガーダ−はスタジアムフィールドの側線に沿って
延長する２つの固定屋根部分の内縁を形成する。他の２
つの固定屋根部分はスタジアムフィールドの端部に位１
し、伸縮自在パネルが開放位！に移動するときに沿う曲
線の下方に位置する。第２実施例では、屋根パネルは電
車に使用されるような同期した電気モータに駆動される
動輪に接して直線水平ガーダ−に沿って移動する。軌道
ガーダ−は、スタジアムの全長に亘って延長する屋根の
主要長手方向支持部材である。軌道ガーダ−は、ステイ
ケーブルブリッジに使用されるものと同様のケーブルｍ
構まなは剛性支柱によりアーチから吊下げられる。これ
らの吊りケーブルまたは支柱の上側支持点は、片側の全
ケーブルまたは支柱からの荷重が集合するアーチの一部
分であり、構造物の全長に亘って配設される。さらに各
アーチは、スタジアムの周囲に配設される縁リング上に
担持する傾斜した一組の三角形をなす支柱により側部を
支持さ九る。縁リングは、第１実施例では水平にし、第
２実施例では正面図、側面図の両方で凹状とすることが
できる。

水平の連結ケーブルは、構造の連続性をもたせるべく２
つの軌道ビーム間に延長し、屋根の伸縮自在部の開口を
横切って掛は渡すことができる。

本発明の第１実施例は２つの軌道を有し、この軌道は平
面図において互いに且つスタジアムフィールドの第１の
軸に対して平行であり、第１の軸に沿った正面図におい
て凸状で円弧をなす、第２実施例では、平面図で２つの
軌道は互いに且つスタジアムフィールドの第１の軸に対
して平行であり、正面図で水平である。平面図における
２つのアーチは凸状で軌道に外接する。即ち、軌道はそ
れぞれのアーチの弦をなす、第１実施例の第１の軸に沿
った正面図において、アーチは凸状であり軌道より大き
い曲率を有し、それによって軌道の上方に延長するよう
になっている。第１実施例において、実質上剛性で横長
に延びる縁リングは平面においておおむねアーチの輪郭
線に沿って延長し、第１の軸に沿った正面図においてア
ーチおよび軌道の弦に沿って延長する。第２実施例では
、緑リングは正面図、側面図の両方において凹状である
。縁リングを地表面より上方に支持するのに柱のような
サポートを使用することができる。アーチの端部は、ア
ーチの力を基礎内に伝える剛性アバツトメントに担持さ
れる。これらのアバツトメント間において、アーチは、
緑リングに担持されかつ三角形構造で内方に傾斜した各
々２組の鉄骨等からなる支柱によって側部を支持される
。第２実施例では、アーチを同様に支持することもでき
るし、また水平軌道ガーダ−がアーチの連結桁となるの
でアバツトメントを使用しないようにも構成できる。軌
道ガーダ−は、各々２ｍの三角形構造のケーブルまたは
剛性支柱によりアーチから吊下げられる。水平の連結ケ
ーブルは一方の軌道ガーダ−から他方の軌道ガーダ−ま
で延長し、各々２組の安定用ケーブルまたは剛性支柱に
より軌道ガーダ−を縁リングに接合することができる。

この構造はプレストレスをかけられ、軌道ガーダ−と共
に軌道に対して十分な剛性の支持体を形成することがで
きる。屋根パネルは、布地あるいは他の軒量屋根ぶき材
料で覆われた実質上剛性の骨組を形成し、この屋根ぶき
材料は雨水を側方に流してスタジアムフィールドの側部
に位置する剛性固定屋根部分に排出するように形成され
る。凹状に曲っな軌道を有する第１実施例では、巻上げ
ケーブルやウィンチ装置を使って屋根パネルを軌道に沿
って互いに接近およびＭ反するように選択的に移動させ
それによって構造物の屋根を開閉する。

水平軌道を有する第２実施例では、上記のような装置は
必要なく、屋根パネルは軌道上に取付けられ、電車と同
様に電気モータで駆動される動輪により軌道上を移動す
る。

以下には、本発明の好適な実施例につき図面を参照して
詳述する。

（実施例）本発明の一実施例に係る伸縮自在屋根ｌｌＩ遺物は、フ
ットボール、サッカー、野球のフィールド等のスタジア
ムフィールド１０を覆い、第１の軸１２と第２の軸１４
を有する。第２図の平面図において、軌道ガーダ−１６
，１８は互いに且つ軸１２に対し平行であり、かなりの
距離互いから離間し、この距離はフットボールフィール
ドの幅より大きくすることができる。第１図および第６
図に最も良く示されているように、軸１２に沿った正面
図において各軌道ガーダ−は凸状の円弧を形成する。

軌道ガーダ−１６，１８はそれぞれの組の吊りケ−プル
３２．２４によりそれぞれのアーチ２０゜２２から吊設
される。この吊りケーブル３２は、第１図および第５図
に最も良く示されているように、外方に傾斜した一組の
三角形（または平行でもよい）をなすように配設される
。軌道ガーダ−１６，１８は、縁リング２４に係止され
たそれぞれ２Ｍの安定用ケーブル４０．４２によって安
定させる。吊りケーブルと安定用ケーブルにかかる力の
水平成分は水平連結ケーブル４８により釣り合い状態と
なる。第２図に示した平面図において、アーチ２０．２
２は凸状であり、軌道ガーダ−１６，１８に外接してい
る、即ち各軌道ガーダ−はそれぞれのアーチの弦をなす
、第４図に示した軸１２に沿った正面図において、アー
チ２０．２２も凸状であり、軌道ガーダ−１６，１８よ
り大きい曲率を有し、そのために軌道ガーダ−より上方
に延長している。実質上剛性で横長に延びる縁リング２
４は、平面図において、おおむね（必ずしも正確である
必要はないが）アーチ２０．２２に沿って延長しく第２
図参照）、軸１２に沿った正面図においてリング２４は
アーチおよび軌道ガーグーの弦に沿って延長する（第４
図参照）、アーチの端部はアバツトメント６０により支
持され、このアバツトメントには軌道ガーダ−１６，１
８および縁リング２４も係止される。アバツトメント６
０はこれに係止された構成部材の合成荷重を基礎に中に
伝える。縁リング２４を地表面の上方に支持するのに例
えば柱２６から成るサポートを使用することができる。

縁リング２４はフィールドの側部で多角形または長円に
、またフィールドの端部で直線とすることができる。！
！客席９０用のサポートの一部が屋根構造の荷重の所定
量を支えるように構成されるのであれば、縁リングは完
全な円形である必要はない、２組の実質上剛性の支柱２
８．３０が縁リング２４からそれぞれのアーチ２０．２
２まで上方に延長している。支柱２８．３０は第１図〜
第４図に例示した通り、−通の三角形をなすか、あるい
は互いに平行でもよい。

固定の側部屋根部分３６．３８は縁リング２４の側部か
らそれぞれの軌道ガーダ−１６，１８，４でおおむね側
方に延長し、固定の端部屋根部分６２゜６４は屋根構造
物の端部から伸縮自在パネル４４゜４６用の矩形開口ま
で延長する。伸縮自在パネル４４．４６はローラ４４ａ
ｌ　４６ａによりガーダ−１６，１８の軌道１６ａ、１
８ａに沿って走行し、このローラは平面図において軌道
に重なり、軸１２に沿うた第６図の縦断面図に最もよく
示すように軌道の曲率に一致する軌跡上の回転中心に設
けられる。第５図に示す通り、軸１４に沿った横断面図
において、屋根パネル４４．４６は凸状である。屋根パ
ネル４４．４６を軌道ガーダ−１６，１８に沿って互い
に接近および離反する方向に選択的に移動させそれによ
り構造物の屋根を開閉する伸縮手段が設けられる。これ
らの手段は、滑車５４と案内車５６に巻装されかつアバ
ツトメント６０に収納されたウィンチ装置ｔ５８により
所望方向に走行する巻上げクープル５０．５２を有し、
ケーブルカーおよびエレベータに使用されるものと同様
の装置を形成する。

第７図は、軌道ガーダ−１６および屋根パネル４４にお
ける伸縮装置を示すが、同じ方法が他のガーダ−および
屋根パネルに使用される。軸１０２はパネル４４の縁桁
１２０から支柱１００により吊下されて、各々ローラ４
４ａを支持しており、このローラは鉄道の車輪と類似の
ものであり、ガーダ−１６に支持された軌道１０４に載
置されている。上側軌道１０６は束１０５を介しガーダ
−１６に取付けられ、軸１０２の外側端部に重なって、
大きな揚力荷重によるパネル４４の浮上がりを防止する
０巻上げケーブル５０の前進および後退走行は案内車５
６により支持される。支柱１００を軸１０２に載置させ
ることによりバネ°ル４４とガーダ−１６との間で幾ら
かの相対的な横方向移動が許容されるが、その程度はロ
ーラ４４ａによって制限される。

第８図は、閉止位置における固定端部屋根部分６４と伸
縮自在パネル４６との間の接合部を例示するが、６６と
４４との間における接合部も同様である。各固定屋根部
分は、トラス部材６４ｂの＃Ｊ構造物ようなトラス構造
で構成することができ、６４で示すような屋根膜および
６４ｃで示すような黒幕を設けることができる。同様に
、各伸縮自在屋根パネルは、４４ｂで示すような部材の
トラス構造および４４ｃで示すようなトラス部材で構成
でき、これらは４４ａで示すような屋根膜で覆われ、所
望ならば４６ｄで示すような黒幕を使用する。接合部は
、伸縮自在パネルの端縁部材が固定屋根端部部分に重な
るようにすることにより、例えば第９図に例示した端縁
部材を使用することにより防水性にするどとができる。

第１０図は伸縮自在パネル４４．４６が閉止位！にある
ときのこれらのパネル間の接合部を示す、第１１図に示
すように、パネル４４の突出部材８０はパネル４６の端
縁部材を覆っているが、更に防水性を増すために圧縮可
能なゴムチューブ８２を使用できる。

第９図に例示した接合部にも同じ目的で同様のチューブ
８４を使用することができる。

補遺物は、おおむね通常の建築材料および建築方法を使
用して建設できる。ＰＡえば適当な基礎が設けられ、鉄
筋コンクリートを使用して柱２６とアバツトメント６０
が構築される。縁リング２４は、好ましくは１度に１区
画毎に鋳造される。各アーチは、アバツトメント６０か
ら始めて区画毎に構築される０例えば、あるアバツトメ
ントで始まる場合、最も近い２つの支柱２８が構造用鋼
フレームを用いて縁リング２４上に建てられ、三角形頭
頂部で接合され、仮設の控え綱または支柱等により正確
な角度で内方に傾斜するように保持される０次いで、ア
ーチ鋼フレームの１区画が組立てられ、アバツトメント
上の係止点から支柱結合部に掛は渡すために所定位置に
移動される０次いで、次の２つの支柱２８が同様に建て
られて所定位置に保持され、アーチ鋼フレームの次の区
画が２つの支柱接合部間に掛は渡すために使用され、ア
ーチの鋼フレームが完成するまで同様の工程を繰り返す
０次いで、アーチ鋼フレームに支持された型にこのフレ
ームを鉄筋としてコンクリートが注入され得る。軌道ガ
ーダ−は地上で好ましくは区画毎に組立てることができ
、支持点として完成されたアーチを用い所定位置に引き
揚げ、区画を次々に連結してガーダ−と軌道を完成する
０次に、連結ケーブル４８を張りプレストレスをかける
ことができる。固定屋根部分は、従来のトラス技術を用
いて構築できる。伸縮自在パネルは地上で１度に１トラ
ス幅分だけ組立て、それらを連結ケーブル４８に対し傾
斜させることにより所定位置に引き揚げることができ、
その後に屋根膜の組立て、取付けが所定位１で行なわれ
る。

第１２図及び第１３図を参照に本発明の第２実施例を説
明する。第２実施例はほぼ上記の第１実施例に類似して
おり、第１実施例の凸状軌道ガーダ−１６，１８及び軌
道１６ａ、１８ａの代わりに直線で水平な軌道ガーダ−
１６’、１８’及び軌道１６ａ’　、１８ａ’を使用す
ることが主な相違点である。ａの相違点は、この直線で
水平な軌道ガーダ−及び軌道を使用することから派生す
る。

従って、第１実施例のように傾斜した軌道に沿って屋根
パネル４４．４６を移動させるための巻上げケーブル及
びその関連装置は必要ない、第２実施例では軌道１６ａ
’　、１８ａ’は水平であるので、電車を同期した電気
モータの手段で駆動するのと同じ方法で、電気モータの
手段で（第７図にＭで概略に示す）少なくとも一部のロ
ーラ４４ａ。

４６ａを駆動するだけで伸縮自在屋根パネルを軌道に沿
って移動させることができる。勿論、この例では軌道は
直線で水平なために、固定屋根パネル６２．６４の軸１
２に平行な垂直断面はどれをとっても同一であり、また
同じく伸縮自在屋根部分の同様の断面も同一になる。第
１と第２実施例のその他の大きな相違点は、第２実施例
では縁リングが軸１４に沿った正面図において凹状であ
ることで（第１３図参照）、これによって縁リングはア
ーチ２０．２２と角度をなして接合し、十分に傾斜して
降雨が流れやすくなっている。注目すべきことは、第２
実施例では軌道ガーダ−１６′。

１８′が直線であるために夫々のアーチ２０，２２用の
連結桁として使用されて、アーチの端部に掛かる荷重を
支持し得るので、この荷重を基礎に伝えるためのアバツ
トメント６０が不要になることである。

どちらの実施例にも第１実施例のゲーブル３２゜３４の
代わりに剛性支柱３２’　、３４’を使用することがで
き、そうすると第２実施例では安定用ケーブル４０，４
２．４８は省略できる。剛性支柱３２’、３４’は第１
実施例の支柱２８．３０に類似のトラス部材でよい、こ
のようにしてアーチの各区画が一組のこのような剛性支
柱に接合されたとき他の支持を必要としないので、アー
チの架設はより簡易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る伸縮自在屋根構造物
の斜視図、第２図は同屋根構造物の開放位置における伸
縮自在屋根パネルを示す平面図、第３図は同屋根構造物
の閉塞位置における伸縮自在屋根パネルを示す平面図、
第４図は同屋根構造物の第１の軸に沿った正面図、第５
図は同屋根構造物の第１の軸に沿った断面図、第６図は
同屋根構造物の軌道ガーダ−に沿った断面図、第７図は
同屋根構造物の軌道ガーグーの横断面図、第８図は第３
図の線８〜８に沿った部分断面図、第９図は第８図の細
部を示す断面図、第１０図は第３図の線１０〜１０に沿
った部分断面図、第１１図は第１０図の細部を示す断面
図、第１２図は本発明の第２実施例に係る屋根構造物の
斜視図、第１３図はその第１軸に沿った正面図、第１４
図はその第２の軸に沿った断面図である。１０・・・スタジアム・フィールド１２・・・第１の軸　　　　１４・・・第２の軸１６ａ
、１８ａ、・・・軌道２０．２０’　、２２．２２’・・・アーチ２４．２４
′・・・縁リング２６・・・サポート　　　　２８．３０・・・支柱３２
．３２’　、３４．３４’・・・軌道慧架部材３６．３
８，６２．６４・・・固定屋根部分４４．４６・・・伸
縮自在屋根パネル６４ｂ・・・トラス部材特許出願人　　　　　ホルスト・エル、バーガー化　理
　人　　　　　　弁理士　−色　健　軸間　　　　　　
　　弁理士　原　島　典　孝Ｆ″ＩＧ、９Ｒｉ＋、；“°”）５χ内容に変更なし）ＦＩＧ、　１
１手続辛市正書　（方式）平成元年４月１３日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示昭和６２年特許願第１８５６３２号２、発明の名称伸縮自在屋根構造物３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　アメリカ合衆国・ニューヨーク州　１０７０Ｇ
・ハスティングズーオンーハドソン・チェスツナッツ　ドライブ　１８氏名　　ホルスト・エル、バーガー４、代理人住　所　東京都港区新橋２丁目１２番７号労金新橋ピル
７階　置　０３−５０８−０３３６住　　所　　同　　
上５、補正命令の日付平成元年３月２８日（発送臼）６、補正の対象願書に添付した図面の第４．７．１１〜１４図７、補正
の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の軸と第２の軸を有するフィールドを覆うた
めの伸縮自在屋根構造物であって、互いにかっ該第１の
軸に対して平行な２つの軌道と、平面図及び該第１の軸
に沿った正面図において凸状であり、該軌道に外接して
これがなす弦に対する円弧をなしながら該軌道の上方に
延長する２つのアーチと、実質上剛性で平面図において
ほぼ該アーチに沿って横長に延長する縁リングと、地表
面より上方に該縁リングを支持するサポートと、該縁リ
ングからそれぞれの該アーチまで延長する２組の実質上
剛性なアーチ支持支柱と、該アーチからそれぞれの該軌
道まで延長する２組の軌道懸架部材と、該縁リングから
それぞれの該軌道まで延長する２つの固定屋根部分と、
平面図において該軌道を覆いかつ該第１の軸に沿った正
面図において該軌道に沿って延長する滑走子を有し、該
第２の軸に沿った正面図において凸状である２つの伸縮
自在屋根パネルと、構造物の屋根を開閉すべく該屋根パ
ネルを該軌道に沿って互いに接近及び離反する方向に選
択的に移動させるための手段とからなることを特徴とす
る伸縮自在屋根構造物。
（２）前記軌道がほぼ直線かつ水平であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の伸縮自在屋根構造物
。
（３）前記軌道懸架部材が実質的に剛性のトラス部材で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の伸
縮自在屋根構造物。
（４）前記縁リングが少なくとも１つの正面図において
凹状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の伸縮自在屋根構造物。