JP2016132333A - 転覆しにくく、且つ、転覆状態から正立状態に回復しやすい水害用シェルター - Google Patents

Abstract

【課題】従来より転覆しにくい構造であると共に、仮に転覆したとしても速やかに正立状態に復帰可能な水害用シェルターを提供する。【解決手段】ボディ部１０が、所定の長さを有し、横断面形状が略卵形となるように形成されていると共に、その重心Ｇを、正立状態（底面部１４が水面下に位置する状態）において、ボディ部１０の上下方向中心よりも下方に位置し、かつ、浮心Ｂよりも上方に位置するように設定する。これにより、正立状態では、ボディ部１０が波によって横方向に傾いても、もとの状態に復原する復原力が作用すると共に、大きな波によって万一転覆して倒立状態になった場合でも、速やかに正立状態に復原できる。【選択図】 図７

Description

本発明は、津波等の水害発生時に使用される水害用シェルターに関する。

特許文献１には、津波等の水害発生時に内部に人を収容し、その状態で浮上して、水害から人を守る浮上型水害シェルターが開示されている。

特開２０１３−２０９８７１号公報

特許文献１に記載の技術は、人を収容する胴体部の空間を広くとり、その浮力を利用して、津波襲来時に水面に浮上させ、人命救助を図るものである。特許文献１の技術は、浮力を利用して津波に対処することで多くの人命救助に役立つ可能性があるものの、津波の規模によっては、このようなシェルターが常に正立状態の姿勢を保つことができるとは限らず、転覆して倒立状態になる可能性もある。倒立状態が所定時間以上継続する場合には、たとえ居室への浸水が困難な構造であるとしても、速やかに正立状態に回復することが望ましい。

また、この種の避難用のシェルターは自力で進むことができるエンジンなどの駆動部は備えられていないのが一般的である。そのため、津波に流された際に、前後左右のいずれが進行方向の前方になるか一定しない。しかし、漂流するだけだとしても、シェルターの前方部が前方に向かいやすくすることで、居室に収容された人がより安定した姿勢で待機することが可能である。また、前方部を前方に向けて進行しやすくすることで、漂流物との衝突時の衝撃を緩和する緩衝部を、前方部において特に緩衝機能が高くなるような構造とすれば、それにより居室への衝撃力をより効果的に緩和することが可能となる。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、従来より転覆しにくい構造であると共に、仮に転覆したとしても速やかに正立状態に復帰可能な水害用シェルターを提供することを課題とする。これに加え、本発明は、津波等に流される場合でも、前方部が進行方向に向きやすく、漂流物との衝突時における居室への衝撃緩和特性に優れ、居室に収容された人の待機姿勢の安定性や保護性を向上させることができる水害用シェルターを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の水害用シェルターは、内部に人が収容される居室を有するボディ部を備えた水害用シェルターであって、前記ボディ部は、所定の長さを有し、横断面形状が略卵形となるように形成されていると共に、重心が、正立状態における上下方向中心よりも下方に位置し、かつ、浮心よりも上方に位置するように設定されていることを特徴とする。

前記ボディ部は、平面から見たときの前記重心の位置が、長手方向中央位置よりも前方に設定されていることが好ましい。前記ボディ部の底面部上に浮力材が配置されてなる構成とすることが好ましい。前記ボディ部は、前記居室の前方部に、前記居室との境界となる隔壁部と、前記隔壁部と前記ボディ部の前面部との間に配置される浮力材とを備えた緩衝部を有することが好ましい。前記ボディ部がアルミニウム合金製であることが好ましい。

本発明は、ボディ部が所定の長さを有すると共に、横断面形状が略卵形となるように形成されていると共に、重心が、正立状態における上下方向中心よりも下方に位置し、かつ、浮心よりも上方に位置するように設定されている。重心が下方寄りの位置しているため、転覆しにくい。一方、万一転覆して倒立状態になった場合でも、重心位置が高くなり、倒立状態では不安定な状態となるため、速やかに正立状態に復原できる。

また、平面から見たときの重心の位置を、長手方向中央位置よりも前方に設定する構成とすることにより、特にヨーイングが生じにくくなり、前進しやすくなる。すなわち、ボディ部の前方部を前方に向けて進行しやすくなる。そのため、ボディ部の前方部を緩衝機能の高い構造とすることで、居室への衝撃緩和特性を向上させ、待機している人をより安定した姿勢を保ちつつ保護することができる。

図１は、本発明の一の実施形態に係る水害用シェルターの外観構成を示した斜視図である。 図２（ａ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの平面図であり、図２（ｂ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの底面図である。 図３（ａ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの左側面図であり、図３（ｂ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの右側面図である。 図４（ａ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの正面図であり、図４（ｂ）は上記実施形態に係る水害用シェルターの背面図である。 図５（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、図５（ｂ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図６（ａ）はボディ部の内部構造を示した平面方向から見た断面図であり、図６（ｂ）はボディ部の内部構造を示した側面方向から見た断面図である。 図７（ａ）は平面方向から見た重心位置を説明するための図であり、図７（ｂ）は正立状態及び倒立状態における重心位置及び浮心位置の位置関係を説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。図１〜図６は、本実施形態に係る水害用シェルター１を示した図であり、これらの図に示したように、水害用シェルター１は、ボディ部１０及び緩衝部材２０を有して構成される。

ボディ部１０は、前面部１１、背面部１２、上面部１３、底面部１４及び各側面部１５，１６を有する所定の長さを備えた横断面略卵形に形成されている（図４及び図５参照）。横断面略卵形に形成されていることにより、側方からの津波等の水の衝撃を緩和し、また、横揺れやローリング等が生じた際の復原力も効率よく働く。それにより転覆の可能性が小さくなると共に、仮に転覆して倒立状態になった場合でも、もとの正立状態に速やかに復帰できる。

ボディ部１０は、具体的には、底面部１４を形成する平面視で略長方形の板状部材に対して、略逆Ｕ字状の骨格部材１７を所定間隔ごとに溶接等して取り付け（図５参照）、この骨格部材１７の周囲に、前面部１１、背面部１２、上面部１３、及び各側面部１５，１６を形成する板状部材を溶接等により相互に一体化している。骨格部材１７はアルミニウム合金製で所定の強度を担うが、本実施形態では、それに加え、前面部１１、背面部１２、上面部１３、底面部１４及び各側面部１５，１６がそれぞれアルミニウム合金製の板状部材からなり、これらの各面も強度を担うモノコック構造となっている。アルミニウム合金製とすることにより、軽量でありながら高い剛性を保持できる。

ボディ部１０の前面部１１の形状は、ボディ部１０の先端が稍尖った形状となるように、ボディ部の先端に近づくにつれて横断面の面積が小さくなる。このように、ボディ部１０の前面部１１が先端に近づくにつれ細くなるような形状とすることで、ボディ部１０の前面部１１に物体が接触したとしても、ボディ部１０の先端部の正面に物体が衝突しない限り、その衝撃力を受け流すことができる。また、水害用シェルター１の重心が前方寄りであることとの相乗効果により、前面部１１が進行方向前方となるように進みやすくなる。

ボディ部１０はその内部空間が居室１００となっており（図５及び図６参照）、背面部１２にはメインの出入り口となる出入口ドア１２ａが設けられ、一方の側面部（本実施形態では右側面）１５には補助的に使用される出入口ハッチ１５ａが設けられる。出入口ドア１２ａは、車椅子等での出入りも可能なように開口を広めにとることが好ましい。また、上面部１３に主に脱出時に利用される脱出用ハッチ１３ａが設けられている。なお、ボディ部１０は津波等の水の力により様々な姿勢になることも予想され、出入口ドア１２ａ及び出入口ハッチ１５ａを緊急時の脱出用に、脱出用ハッチ１３ａを出入り口として利用可能であることはもちろんである。

出入口ドア１２ａ、出入口ハッチ１５ａ及び脱出用ハッチ１３ａはいずれもボディ部１０に形成された開口に対してシール部材を介して閉鎖時に水密となるように設けられる。また、出入口ドア１２ａ、出入口ハッチ１５ａ及び脱出用ハッチ１３ａを形成する位置、形成数、開口の大きさ等はいずれも任意であり、図面に示したものに限定されるものではない。

ボディ部１０内の底面部１４上には、例えば、発泡スチロール等から形成される浮力材１１０が配置される（図５，図６参照）。浮力材１１０の上面には、アルミニウム合金製の板状部材からなる床部１２０が設けられる。一方、前面部１１から若干後方寄りの部位（例えば、数十ｃｍ〜１ｍ前後の部位）において、アルミニウム合金製の板状部材からなる隔壁部１３０が設けられ（図５，図６参照）、この隔壁部１３０と前面部１１との間にも浮力材１１０Ａが収容配置される。この隔壁部１３０、前面部１１及び両者間の浮力材１１０Ａを含んだ部位が、居室１００と区画されてボディ部１０の前方部に位置する緩衝部となる。

そして、床部１２０、隔壁部１３０、各側面部１５，１６、上面部１３及び背面部１２３により画成された空間が、上記した居室１００となる。居室１００内には、人が着座可能な座席シート１０１が設置されている。座席シート１０１は、個別の一人掛け用であってもよいし、複数人が着座可能な長椅子形態のものであってもよい。但し、津波等によって大きな揺れが予想されるため、座席シート１０１には、着席者毎に個別のシートベルトを設けることが好ましい。居室１００内の着席可能人数の設定は任意であり、ボディ部１０の大きさ等を考慮して数人から数百人規模まで設計可能である。但し、水害用シェルター１は、非使用時において所定の場所に保管しておく必要があり、また、その保管場所までトラック等で運搬する必要もあり、実用的には、ボディ部１０の長さは長くても１０ｍ程度、幅が１．５〜３ｍ程度で設計され、それに伴い居室１００内での着席可能人数は、１０〜３０人程度で設定される。

居室１００における隔壁部１３０のすぐ後方はトイレスペース１０２、荷物や装備品を収容する倉庫１０３等を設け、着席スペースは、それらのさらに後方に設置することが好ましい。着席スペースには、座席シート１０１が設置されている。本実施形態では、図５及び図６に示したように、トイレスペース１０２と、トイレスペース１０２の幅方向両隣に倉庫１０３を設けている。前面部１１に物体が衝突した際には、ボディ部１０の前方部に設けた緩衝部による衝撃吸収機能により、すなわち前面部１１の変形、前面部１１と隔壁部１３０との間の浮力材１１０Ａの変形、隔壁部１３０の変形等によって衝撃が緩和、吸収されるが、人への影響をより軽減するため、隔壁部１３０のすぐ後方を着席スペースとせずに、トイレスペース１０２等を配している。後述するように、重心Ｇが、長手方向（前後方向）に沿って見たときに、長手方向中央位置よりも前方となるように設計されているため、水害用シェルター１は前進しやすい。着席スペースよりも人がいる頻度が少ないトイレスペース１０２を着席スペースよりも前方に配することで、前面部１１において物体と衝突したとしても、避難者への影響を極力少なくすることができる。

ここで、ボディ部１０は、図７（ａ）に示したように、重心Ｇが、長手方向（前後方向）に沿って見たときに、長手方向中央位置ではなく、それよりも前方となるように設計される。それにより、津波等の水の力を受けて生じる重心回りの回転振動、特にヨーイングが生じにくくなり、前進しやすくなる。重心Ｇは、船体形状、船体を構成する部材等を選択することで、長手方向中央位置よりも前方となるように設計可能である。

また、図７（ｂ）に示したように、重心Ｇは、正立状態（底面部１４が水面下に位置する状態）において、ボディ部１０の上下方向中心よりも下方に位置し、かつ、浮心Ｂよりも上方に位置するように設計される。これにより、正立状態では、ボディ部１０が波によって横方向に傾いても、もとの状態に復原する復原力が作用すると共に、大きな波によって万一転覆して倒立状態になった場合でも、速やかに正立状態に復原できる。具体的には、ボディ部１０は、上記のような重心設定により、倒立状態になった場合には、重心Ｇが浮心Ｂよりも遙かに高くなる。そのため、倒立状態では不安定になり、正立状態に復原する力（矢印ｘ方向に回転する力）が作用するが、本実施形態では、ボディ部１０が横断面略卵型であるため、倒立状態から正立状態への回転が速やかになされる。なお、ボディ部１０には、床部１２０の下方及び隔壁部１３０の前方に浮力材１１０，１１０Ａが配置されているため、倒立状態になったとしても沈むことはない。重心Ｇは、船体形状、船体を構成する部材等を選択することで、ボディ部１０の上下方向中心よりも下方に位置するように設計可能である。

緩衝部材２０は、ゴム等の弾性部材からなり、例えば、ボディ部１０の背面部１２、上面部１３、底面部１４及び各側面部１５，１６のそれぞれの外表面に、部分的に突出するように設けられる。緩衝部材２０を各外表面の全面に付設すると、水害用シェルター１の全体重量が重くなり、喫水線が上昇して居室１００への侵入可能性が高くなる。また、コストもかかる。その一方、物体はボディ部１０に種々の方向から接近して衝突しようとする。そこで、いずれの方向から物体が接近してもボディ部１０への直接の衝突をできるだけ回避できるように、緩衝部材２０は、いずれの外表面においても格子状（網目状）に設けることが好ましい。

緩衝部材２０のうち、前面部１１の外表面は、前進方向の正面であるため物体に接触しやすい。そこで、前面部１１の外表面には、背面部１２、上面部１３、底面部１４、各側面部１５，１６と同様に、格子状の緩衝部材を設けても良い。また、前方からの物体の衝突に備えて、該前面部１１を広く被覆するゴム等の弾性部材からなる緩衝部材（例えば、板状の緩衝部材）を別途、設けてもよい。

ボディ部１０の底面部１４の外表面にも、上記の緩衝部材２０を構成する各辺部２０ａが格子状に設けられるが、本実施形態ではさらに、図２（ｂ）に示したように、緩衝部材２０のうち長手方向に延びる辺部２０ａに積層して弾性脚部２１を設けている。弾性脚部２１は、本実施形態では、左右及び中央の３箇所に設けられる。３本の弾性脚部２１は、底面部１４に設けられる緩衝部材２０の各辺部２０ａよりも突出している。底面部１４は、津波によって流されている間、水面下において種々の物体との接触が想定される。そのため、弾性脚部２１を複数設けることで、底面部１４の保護を他の面よりも強化したものである。また、底面部１４に長手方向に沿って突出することにより、弾性脚部２１は、ボディ部１０の横揺れを低減し、直進性を高める機能も有する。

本実施形態の水害用シェルター１は、通常、公共施設などに保管され、津波等の水害発生時に避難者が出入口ドア１２ａ、出入口ハッチ１５ａを通じて居室１００内に入る。出入口ドア１２ａ、出入口ハッチ１５ａを閉鎖し、各避難者は座席シート１０１に着席してシートベルトを装着して待機する。

水害用シェルター１は津波によって流されるが、重心Ｇが水害用シェルター１の前方寄りであり、また、ボディ部１０の底面部１４には上記のような弾性脚部２１が設けられているため、ヨーイング、ローリング、横揺れなどが抑制され、前面部１１が進行方向前方となるように進んでいく。そのため、水害用シェルター１の前方から、津波によって流された種々の物体と接触することになるが、その場合は、ボディ部１０の前方部に設けられた緩衝部により衝撃力が吸収される。また、ボディ部１０がモノコック構造であるため、緩衝部において十分な衝撃吸収がなされ、居室１００内への衝撃の影響は極めて小さい。従って、居室１００内で待機している人を、安定した姿勢で保護するのに優れている。

また、ボディ部１０の背面部１２、上面部１３、底面部１４及び各側面部１５，１６の各外表面には緩衝部材２０が格子状に設けられているため、水害用シェルター１の前方以外の方向から物体と接触したとしても、緩衝部材２０によってボディ部１０とこれらの物体との直接の衝突が回避される。緩衝部材２０に物体が衝突した場合、緩衝部材２０によって衝撃が緩和されてボディ部１０に伝達されるため、居室１００内の避難者に与える衝撃も低減される。

重心Ｇが、長手方向（前後方向）に沿って見たときに、長手方向中央位置ではなく、それよりも前方となるように設計されているため、水害用シェルター１は、エンジンなどの駆動部が備えられていなくても、前進しやすくなる。そのため、前面部１１からビル等の建築物と衝突する可能性が高くなるため、ボディ部１０の前方部に緩衝部を設け、さらに、前面部１１から後方寄りに隔壁部１３０を設け、居室１００内への衝撃の影響を小さくすることは、極めて有効である。

底面部１４上、並びに、前面部１１及び隔壁部１３０の間には、それぞれ浮力材１１０，１１０Ａが配置されている。従って、ボディ部１０に津波による大きな力が作用しても転覆や沈没することはまずない。また、津波の力によって倒立状態になった場合でも、重心Ｇが浮心Ｂよりも遙かに上方に位置するため、速やかに回転し、正立状態に復原する（図７（ｂ）参照）。

津波が収まって水が引くと、水害用シェルター１は、陸上に着地するか水上でそのまま漂流する。水上で漂流する場合には、そのまま救助を待つことになるが、陸上に着地する場合、本実施形態では、底面部１４に弾性脚部２１が設けられているため、任意の場所で着地しても衝撃が少ない。

１ 水害用シェルター
１０ ボディ部
１１ 前面部
１２ 背面部
１３ 上面部
１４ 底面部
１５，１６ 側面部
１００ 居室
１１０，１１０Ａ 浮力材
２０ 緩衝部材
２０ａ 辺部
２１ 弾性脚部

Claims (5)

1. 内部に人が収容される居室を有するボディ部を備えた水害用シェルターであって、
   前記ボディ部は、所定の長さを有し、横断面形状が略卵形となるように形成されていると共に、重心が、正立状態における上下方向中心よりも下方に位置し、かつ、浮心よりも上方に位置するように設定されていることを特徴とする水害用シェルター。
2. 前記ボディ部は、平面から見たときの前記重心の位置が、長手方向中央位置よりも前方に設定されている請求項１記載の水害用シェルター。
3. 前記ボディ部の底面部上に浮力材が配置されてなる請求項１又は２記載の水害用シェルター。
4. 前記ボディ部は、前記居室の前方部に、前記居室との境界となる隔壁部と、前記隔壁部と前記ボディ部の前面部との間に配置される浮力材とを備えた緩衝部を有する請求項１〜３のいずれか１に記載の水害用シェルター。
5. 前記ボディ部がアルミニウム合金製である請求項１〜４のいずれか１に記載の水害用シェルター。

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