JP5390720B1

JP5390720B1 - 津波避難地下シェルター

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Publication number: JP5390720B1
Application number: JP2013026203A
Authority: JP
Inventors: 一剛小島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: JP2014080847A

Abstract

【課題】老人、子供、障害者などにとって避難施設までの避難時間を大幅に短縮する工法を提供する。
【解決手段】建築コンクリート基礎４に固着した地下シェルターであつて、上方には脱出エントランス６を有し、下方には非コンクリート製の繊維強化プラスチック、カーボン繊維、ケプラー繊維、ポリカーボネートコンクリート、金属の内の１種又は２種以上からなるのシェルター本体１を備え、脱出エントランス６とシェルター本体１の間には脱出ハッチ５と脱出チューブ２０によってつながる地下シェルターを構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、既設建築物の建物内部地下、外部地下に防災用避難シェルターに関す
る。

先ほど発生した東日本大震災において、午後２時過ぎの明るい時間帯にも関わらず
二万人を超す死亡者が発生した。

主な原因を考察すると、二つの重要な原因が考えられる。その壱は、どうせ津波
なんて来ないであろうという安堵に基づいた避難行動の開始の遅れ。
その弐としては、自宅等から避難場所への移動距離の長さや、土地の標高差がありすて、
短時間に避難を完了することが出来ないまま津波に呑み込まれてしまったことが原因と考
えられる。

要するに、避難時間が短すぎるということである。通常の社会生活において、緊急避難
行動を開始するに当たって最も不利な状況を仮定してみる。冬季、雨天、真夜中、就寝時、入浴時、老人、病人、子供、離島、海岸線、小規模集落などが要件として考えられる。
このような要件が２つ、３つ重なった条件を持つ市民が、最低限の準備を整えて５分以内
に自宅から避難行動を開始することが出来るであろうか。ほとんどの人は、不可能と言わざるを得ない。避難時間の短縮のためにこの工法を考案した。

仮にもし、自宅の内部に避難用の地下シェルターがあったならば、かなりの人が津波に
巻き込まれることから救うことが出来たであろう。

特開２００３ ―２０６６３号公報

従来の常識的な考えでは、シェルター本体がコンクリート製のものを地下に埋設する方
法が一般的であった。しかし、コンクリート製の本体は、重量が数トン程度あり建物の内
部に搬入することがほぼ不可能であった。
また、地下埋設型は酸素の取り入れ方法に問題点があった。

現在発売されているシェルターには、２種類ある。１つは、海面浮上式である。確かに
津波に呑まれて溺死する危険性は軽減されているが、いったん引き潮に乗ってしまい外洋
に出てしまったらならば、容易に発見されることはない。津波の発生が深夜ならば、早朝まで捜索は行われないことを前提に考えれば、救助されるまでに相当な距離外洋に流され
てしまっている。もう１つは地下埋設型で完全密閉式のものである。これも確かに、溺死
する危険性がかなり軽減されているものの、酸素ボンベと二酸化炭素吸着式清浄機を併用
しても、６時間から８時間の酸素の確保しかできない。もし、それまでにシェルターから
脱出もしくは、外気取り入れが出来ない場合は、シェルター内で酸素欠乏にて死にいたる。このような問題点をすべて解決した発明を考案した。

建築コンクリート基礎（４）に固着して用いる地下に設ける地下シェルターであって、
表面保護コンクリート（３）を介して出入口を有する脱出エントランス（６）を上方に有
し、下方には６方向を壁に囲まれたシェルター本体（１）を備えており、前記脱出エントランス（６）とシェルター本体（１）の間には、開閉可能な防水ハッチ（５）を備えた
脱出チューブ（２０）を有し、前記脱出エントランス（６）とシェルター本体（１）の間には、前記脱出エントランス（６）の下部は前記表面保護コンクリート（３）に固着すると共に、前記シェルター本体（１）の上部に固着された脱出チューブ（２０）を前記脱出エントランス（６）の脱出口（１６）に挿入したことを特徴とする地下シェルター。
または、シェルター本体（１）は、繊維強化プラスチック、カーボン繊維、ケプラー繊維、ポリカーボネートコンクリート又は、金属の内の１種又は２種以上からなる板であることを特徴とする請求項１記載の地下シェルター。または、脱出エントランス（６）は、コンクリート製であって、壁又は天井に小規模ハッチ（１３）及び壁に脱出ハッチ（１４）を各々１個以上設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の地下シェルター。または、脱出チューブ（２０）にはシューター開口部（６１）を有する袋状の降下用シューター（１５）を脱着自在に設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の地下シェルター。または、シェルター本体（１）の４方向の周囲には、コンクリート製の装備されたシェルタードック（３８）を前記シェルター本体（１）とのクリアランスを持って囲ったことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の地下シェルター。

本発明は、建物内部に設置するシェルター本体１を考案した。ガラス繊維、カーボン繊維、ケプラー繊維、強化プラッチック、コンクリート又は、金属の軽量資材によりシェルター本体を工場内製造にて完成品または、準完成品のものを使用することとした。形状については、立方体、円筒体、多面体とし軽量材料の物性上可能な範囲とする。

また、地上部には空気の取入口の為の小規模ハッチ１３及び、自力脱出する為の脱出ハ
ッチ１４を装備した脱出エントランス６を配置した。

本体のサイズも比較的小さいものを前提とした。収容人数が１人から３０人程度のもの
を想定して、容積量も１ .０〜４０ｍ３までのものとした。

小さ目のシェルターを考案した最大の理由は、大規模なシェルターだと、震災瓦礫によって脱出口が塞がれてしまった場合には、自力による脱出は全く不可能と考えられる。

一方、小規模なシェルターを沢山作るという意味は、近隣にあるすべてのシェルターが
瓦礫によって脱出が不可能となることはありえないからである。

たとえて考えるならば、１００人の市民を一つのシェルターに避難させる場合と、１０
人用のシェルターに１０箇で避難させる場合を比べれば明白であろう。

東日本震災の実例から考えて、自衛隊、消防隊、警察などの到着は少なくても２４時間
近くはかかることを前提としておいた方がよい。仮に、早期に到着して捜索を開始しても、手がかりの少ない初期のうちは闇雲に探す非効率な行動になってしまう。

だが、小規模シェルターからの脱出に成功した被災者は、現地の状況を誰よりも把握し
ているので、救出活動へのアプローチ活動が迅速となる。

この工法は、現場での施工時間も短い。特に、国内の離島、海岸線の小規模集落に設置するにも、大型の建設機械等の用意は必要ないので、普及の速度も期待できる。近い将来には、全世界の海抜ゼロメートル地帯への普及ができる。

もう一つの利点は、政府などの援助を待たずに個人負担で工事に着手できることが、最
大の利点である。新築住宅の建設時においての避難シェルターの開発は他にもあるが、既
設の建物については他にない。今後の普及速度の高速化も可能となる。

本発明の敷地全体の平面図を示す。本発明の全体の縦断面図を示す。本発明のシェルター本体の縦断面図を示す。本発明のシェルター本体の断面図を示す。（１）は樹脂材料の断面図（２）は（１）のＣ部の拡大を示す。（３）は金属材料の断面図（４）は（３）のＤ部の拡大を示す。本発明のコンクリート製のシェルター本体を示す（１）二重構造の断面図（２）一重構造の断面図本発明のスペーサーの縦断図（１）スペーサーの斜視図（２）スペーサーの右側面図を示す。防水ハッチの断面図本発明の脱出エントランスの斜視図を示す。本発明の脱出エントランスの鉄筋図を示す。（１）は正面図（２）は背面図（３）右、左側面図（４）は平面図を示す。（５）床伏図を示す。脱出ハッチの詳細図（１）縦断面図を示す。（２）平面図を示す。小規模ハッチの詳細図（１）ハッチの側面図を示す。（２）ハッチの断面図を示す。シェルタードックの縦断面図分割式シェルタードック詳細図（１）は縦断面図（２）は平面図本発明の降下用シューターを示す。（１）は降下用シューター斜視図（２）はリング金物縦断面図を示す。

図１は敷地の全体平面図であり、建物２３の屋内に設置する場合や建物２３の屋外に埋設する場合を示した。さらに、屋内と屋外の両方に設置できることを表したものである。
図２は、その断面図を示したものである。

建物外部地下に埋設する場合に於いて建物内部地下埋設と異なる点は、１点だけである。表面保護コンクリート３についてである。屋外埋設の場合は、建築コンクリート基礎４がほとんど利用できないので、表面保護コンクリート３の厚さを３０センチメートル以上とする。敷地全体が盛土地盤又は、一部が盛土地盤であるところはさらに注意が必要である。津波による表面の洗い流し作用と横からのモーメント作用の２つに対抗する対策が必要である。敷地調査の結果必要であれば、表面保護コンクリート３の厚さを増加させる。敷地地盤に喰いこむ構造の表面保護コンクリートＬ字型２５に変更する。

シェルター本体１の平面的な設置場所は、玄関すぐ横、寝室すぐ前、前庭など避難時
に飛び込み易い場所を選定する。敷地が広い場合は、建築物基礎以外の既設コンクリート
構造物に接合する。この理由は、津波のモーメントに対抗するために少しでも対抗力をもたせることが必要と考えた。

基本的に、建築工事に於いて床や下地の撤去が完了していることを前提とする。図２に
於いて、本体を設置するにあたって建物２３内部の地面に縦横の外周ともにシェルター本
体の外部寸法よりも５０ｃｍ程度大きい寸法で掘り下げる。深さは、建築コンクリート基
礎４と土圧の関係があるために一定とはならないが、約２ｍ程度掘削を行う。事前調査の
場合によっては、土留工事を行う必要となる場合がある。もし必要となれば、土留工事も
同時に進める。土留工事としては、木製矢板にアルミ製の腹起しを使用することが前提と
して考えられる。

人力掘削及び超小型の掘削機を使用して所定の深さまで彫り上げる。掘削作業中は、建
物の本体の挙動に注意を払いながら作業を進める。特に１ .０ｍ以降の掘削深度には、注
意を要する。掘削完了後は、エンジン式プレートにて転圧を行い、続いて砕石を敷きなら
す。砕石の材料は、再生骨材のＪＩＳ規格 RC２５を使用する。砕石の敷均し後は、エンジ
ンプレートにて転圧を行って平坦化を図る。

続いて、基礎コンクリート７の打設を行う。厚さは１０〜２０ｃｍとする。コンクリート材料は、普通ポルトランドセメントを使用する。工事日程の短縮が必要な場合は、早強コンクリートを使用して硬化時間の短縮を行う。コンクリートの圧縮強度は１８０ｋｇｆ／ｃｍ^２、スランプ値は１２〜１８ｃｍとする。木コテ押えは、極力水平に仕上げる。工場製作でシェルター本体が単体の物は、そのまま据え付けを行う。

シェルター本体１の構造について述べる。非コンクリート製であって、内部シェルター本体２１、外部シェルター本体２２は化学繊維を使用する場合については、比重が０．８〜２．６の物を使用する。金属製の場合は、外部、内部シェルター本体の材料の比重は、１．７５〜７．８０のものを使用する。化学繊維材料は液体樹脂加工後の厚さは、１ .２〜９ .０ｍｍまでとする。金属材料の厚さは、１ .０〜９ .０ｍｍまでとする。コンクリート製で造る場合は、コンクリートの比重０．６〜２．３５ｇ／ｃｍ^３とした。
また、シェルター本体１の材料の構成は、外部シェルター本体２２は金属材料で造り、内部シェルター２１は、樹脂材料で造る複合形態も考案した。コンクリート材料も使用して複合的な構造体とした。

また、シェルター本体１は一重又は、二重構造とし、内部シェルター２１と外部シェルター２２との空間は隔壁２４を設置し、浮力を得るためのバラストタンク１１の構造とした。また、不幸にも本体が地中より露出してしまった場合には、浮力により水平バランスを保ったままで浮上することができる。屋外地下に設置した場合には、シェルター本体１が露出した時のために、ハニカム構造の衝撃吸収材２６をバラストタンク１１の内部に取り付けることとした。バラストタンク１１の一部は、便槽１０として使う部分も考案した。バラストタンク１１が、断熱層となり寒冷地などに於いての避難時には、効力が発揮できる。津波による横からのモーメント、キャビテーション、エロージョンから守るために表面保護コンクリート３は、建物コンクリート基礎４と一体化させることによって、水の浮力に対して抵抗する。

外部シェルター本体２２と内部シェルター２１との中間部には、隔壁２４を設けて中が空気層となるような構造に組み立てる。図４―１、２より、樹脂繊維材料の場合は拡大図のように補強を行い水密性のある隔壁２４とする。図４−３、４より、金属製の場合はＬ型アングルや同じ素材の金属を使用してアーク溶接を行い、水密性を確保する。外部からの衝撃を受けて、外部シェルターが破損した場合に水が浸入する。隔壁２４を作ることによって、水の侵入範囲を極力小さく抑えることにより浮力を確保する。

図５（１）において、鉄筋コンクリート製であって内部シェルター２１、外部シェルター本体２２は軽量コンクリートを使用する場合については、比重が０．６〜１．８ｇ／ｃｍ３の物を使用する。金属製のシェルターとの複合構造の場合は、外部、内部シェルター本体の金属材料の比重は、１．７５〜７．８０ｇ／ｃｍ３のものを使用する。軽量コンクリートで製作した場合の壁の厚みは、一重構造シェルター本体１は１０〜２５ｃｍ、二重構造シェルター本体１は２０〜３５ｃｍとし、空洞部の厚さは５〜１０ｃｍに考案した。金属材料を複合して使用する場合の金属材料の厚さは、１ .０〜９ .０ｍｍまでとした。

シェルター本体１の材料の構成は、外部シェルター本体２２は軽量コンクリート材料で比重０ .６〜１ .８ｇ／ｃｍ３のもので造り、内部シェルター２１は、金属又は樹脂材料で造る複合構造も考案した。
図５（２）より、コンクリート製で一層構造にて製作する場合は、コンクリートの比重が０ .６〜１ .８ｇ／ｃｍ^３のものを使用することを考案した。

二重構造シェルター本体１の場合は、外部シェルター２２と内部シェルター２１の間に補強のためにスペーサー４１を取り付ける。その理由は、地上面に露出してしまった場合、濁流内の瓦礫と接触した時に衝撃を受けて内部シェルター２１が破損することを防止するために衝撃吸収することを考案した。

図６より、スペーサー４１は金属製、樹脂製のものを使用する。金属製は鉄製でメッキを施した厚さ５〜１５ｍｍとした。スペーサー４１の外部シェルター２２側は、コンクリート内部に定着ボルト５８を呑込ませる設置となる。内部シェルター２１側は円錐形状であり、コンクリート内に呑み込ませず設置面積を大幅に増やしたスペーサーベース６０とし、接触するだけとした。中間にある衝撃吸収体５９がつぶれることにより外部からの衝撃を吸収することを考案した。定着ボルト５８は、鉄製で外径１０〜２０ｍｍのものと考案した。鉄筋の配筋は、シェルター本体１ともたて筋１６、よこ筋１７はＪＩＳ規格Ｄ１３〜Ｄ２２をそれぞれ縦横共に１５〜２０ｃｍの間隔で配置するよう考案した。４図（２）より、一重構造本体の帯筋１８も、１５〜２０ｃｍの間隔で配置するよう考案した。
外部と内部の間には樹脂素材の発砲断熱材２６を使用することによって断熱効果のさらなる向上も考案した。

シェルター本体１のサイズは、１人当たり１ .５ｍ^３の必要空間として換算とする。一般家族用が４人の収容とする。４人 ×１ .５ｍ３＝６ .０ｍ^３となる。幅１ .５ｍ、高さ１ .５ｍ、長さ２.７ｍほどの内部サイズとなる。既設建物や収容人数などの条件によってシェルター本体のサイズの変更が可能である。このシェルター内の酸素容量では、３０分程しか酸素呼吸が持たないので、事前に搭載してある酸素ボンベからの酸素供給を行う。酸素ボンベについては、収容人数、子供、大人などの条件によって異なるので、１２時間はシェルター内部に滞在できるための容量を確保する。

図７より、防水ハッチ５は脱出チューブ２０と一体化している。また、脱出チューブ２０は金属製、樹脂製であり、シェルター本体１と工場製作の過程で一体化させる。脱出チューブ２０は、シェルター本体１と防水ハッチ５を繋ぐ重要な部位なので水密性と耐衝撃性能を持った強度とする。鋳鉄製であれば厚さ３．０〜１０.０ｍｍ程度とする。樹脂製であれば、鋳鉄製と同程度の強度のものとする。脱出チューブ２０は、シェルター本体１の端部の外側で接続されている。接続方法は、２液性のエポキシ樹脂接着剤とボルト及びナットを使用する。特殊樹脂で接着剤が指定されるものである場合には、指定された設着剤を使用する。また、脱出チューブ２０は、円筒形状の外周は発泡ウレタン３３で鉢巻きされており、表面保護コンクリート３とは隔離されている。コンクリート製部位は、主に力学的強度に対抗するものした。シェルター本体１は、耐水強度を分担することを主な目的とした。

防水ハッチ５の詳細説明をする。ハッチ框５２と脱出チューブ２０は、工場内で一体化される。実施例は、脱出チューブ２０が鋼製である場合を示した。工事用内で突合せ溶接を行って一体化がなされている。ハッチ框に１つ又は複数のヒンジ４３により取り付けられた防水ハッチ５は、屋内側のハンドル３０を左右に回すことにより、ツメ３１が上下することによりハッチの水密性能を発揮するものとした。ハンドル３０、ツメ３１などの部品は鋼製又はステンレス鋼製のものとした。

基本的には、地下に埋設するのが前提であるので、水に対しての浮力を考慮に入れる必要がない。しかし、建物の敷地条件によっては東北大震災において、敷地自体が洗い流されたケースがある。そのような場合は、浮力を利用して水平な状態のまま、上昇をした方が救助を待つためにも有利となる。また、二重構造であることから、断熱の効果も期待できる。東北大震災のように、冬季で寒冷地に於いて、水中で救助を待つのに断熱仕様は生存率を上げる。その上に、濁流に呑まれた場合は、鉄骨などの多くの瓦礫と衝突することが予測されるので、シェルター本体の破損によって沈没する危険性を減少させた。内部地下に設置するタイプの物には、発泡性の樹脂系断熱材を取り付けると断熱性能がより一層向上する。

埋戻しに当たっては、人力作業によって掘削した残土を再利用して行うが、残土の中にコンクリートガラ、砕石が混じっている場合は、シェルター本体１を痛める可能性があるので、洗浄済み海砂を使用する。この際、砂の水分が乾燥した状態のものを使用し所定の高さまで埋め戻す。建物の敷地の条件によっては、ＪＩＳ規格単粒度砕石にて埋め戻す。一部盛土地盤などがあると、盛土部分が津波に洗い流されるために、建築コンクリート基礎４が水平で残される可能性が低いからである。シェルター本体１が反転して、脱出ハッチ１４が塞がれることに対しての防止対策である。そのような場合には、埋戻しの際にＪＩＳ単粒度砕石によって埋戻しを行う。ＪＩＳ単粒度砕石の隙間から水を取り入れてバラストタンク１１の浮力によって水平な状況を確保することを目的とする。

図２により、表面保護コンクリート３の打設については、建築コンクリート基礎７に振動ドリルを使って内径１８ｍｍの穴をあけて、その中にケミカルアンカー９を使用してＪＩＳ規格異形鉄筋Ｄ１３を定着させる。その後、ＪＩＳ規格異形鉄筋Ｄ１３を縦横１５ｃｍの間隔で敷き並べて、鉄製結束線にて結合する。結合が済んだ後はコンクリート製のスペーサーを鉄筋の下側に１ｍ２に付き１つの割合で下側に挟む。表面保護コンクリート３打設の前には、建築コンクリート基礎４に十分な水を撒き接着性を確保する。

表面保護コンクリート３の打設厚は、２０〜４０ｃｍとする。コンクリート材料は、普通ポルトランドセメントでよいが工期短縮の必要があるならば、早強コンクリートを使用する。また、海岸線に比較的に近い場合は耐塩害性に強い高炉セメントＢ種を使用する。コンクリートの強度は、２１０〜２７０Ｋｇｆ／ｃｍ^３、スランプ値は１２ｃｍとする。

脱出口１６を表面面保護コンクリート３の表面上に開口部を貫通して設置をする必要がある。これは、シェルター本体１と脱出チューブ２０と脱出ハッチ５は工場で製造される段階に於いて一体化させる。シェルター本体１を現場に設置後に円筒形の外周に発泡材料を撒きつけるためのクリアランスとして使用するために必要である。脱出ハッチ５の外周直径がφ９００ｍｍであるならば、脱出口１６の外周半径はφ１０００〜１１００ｍｍとした。

上部の脱出エントランス６の定着用のエントランス定着アンカー１２も同時に表面保護コンクリート３の内部に埋め込む。表面保護コンクリート３の養生期間は、初期強度が発生するまでの期間を必ず確保する。工期の短縮を計るのであれば、早強コンクリートを使用する。ここで、最も重要なことは、建築コンクリート基礎４と脱出エントランス６と表面保護コンクリート３が一体化となることである。東日本大震災の例から分析しても、建築基礎コンクリート４が残される可能性が高いからである。

表面保護コンクリート３が硬化後に脱出エントランス６の据え付けを行う。
この部品だけは、重量があるのでトラッククレーンにて、建物内に搬入する。先行して表面保護コンクリート３に埋めてあるエントランス定着アンカー１２に合わせて据え付ける。据え付け後は、ナットにて締め付けを行う。ナットの締め付け作業は、すべてのナットが均一になるように、トルク式レンチを使用する。また、津波による横からのモーメント力に対抗できるように、建築復旧工事に影響がなければ、表面保護コンクリート３をさらにもう一度打設することとする。

脱出エントランス６を敢えて比重のあるプレキャストコンクリート製としたのは、東日本大震災で木造家屋、軽量鉄骨家屋の殆どの部位を流されてしまったが、建築コンクリート基礎４と床土間コンクリートが残されたケースが多かったことを根拠とした。建築コンクリート基礎４より上部では、比重の重いコンクリートでないと津波撤退の後には、全く何も残らないことが実証ずみであることを開発の根拠とした。

脱出エントランス６は工場製造のプレキャストコンクリートとする。コンクリートの厚みは、２５〜４５ｃｍを基準とする。コンクリート強度は２４０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ^３とする。図９−（１）乃至（５）に於いては、鉄筋コンクリート製のものを示したが、試作品製造及び破壊試験の結果を踏まえて、強度的、水密性能的に有利な場合には鋼製鉄板を内部側に装備した脱出エントランス６も考案した。鋼製鉄板は、厚さ２〜１０ｍｍのものを使用し水圧に対抗できるように溶接を行うものとした。

図６より、内部の鉄筋は、ＪＩＳ規格異形鉄筋Ｄ１０〜Ｄ４０程度で縦横の配筋を行う。また、端部には、補強鉄筋の挿入を行う。小規模ハッチ１３、脱出ハッチ１４の周りにも補強鉄筋を配置した。４人用のサイズは、幅１ .０ｍ、高さ１ .５ｍ、長さ２ .０ｍとする。高さについては、津波によるモーメント力の軽減を計る為に低めに設定した。

実施例ではエントランス定着アンカー１２はステンレス製又は、鉄製の防食メッキを施した直径１０〜４５ｍｍのボルト構造のものとする。ナットも同素材の物を使用し、ダブルナット締めとする。脱出エントランス６の定着力をさらに向上させるためには、脱出エントランス６の下部より、異形鉄筋を使用して表面保護コンクリート３の中に打設する工法も考案した。脱出エントランス６は、工場製造のプレキャストコンクリート製のものとした。この脱出エントランス６には、１個から３個の脱出ハッチ１４及び１個から４個の小規模ハッチ１３を装備する。

図１０―（１）（２）より、框と嵌め殺しの鋼製鉄板のくみ合わせに変更できることも考案した。脱出エントランス６の内部からドライバーなどを使用して鋼製鉄板を取り外しできる構造のものとした。可動性のあるハッチであると製造費が高額になるで、脱出の際のみ開口部が確保できるように考案した。

鋼製プレート５１とハッチ框５２とからなり、間に水密パッキン３２をステンレスボルト５３によって挟み込むことにより、水密を確保した。鋼製プレート５１は鉄製又はステンレス鋼製であり、厚さは５〜１５ｍｍものとした。ハッチ框も鋼製であり、工場内でコンクリート内部に埋め込まれたものとした。ステンレスボルト５３は、ステンレス製でボルトの外径はφ１０〜３０ｍｍものとした。

図１１―（１）（２）より小規模ハッチ１３についての詳細を説明する。工場内でコンクリート内に埋め込まれた扉框４２にヒンジ４３によって接合されて小規模ハッチ１３の扉は一体化されている。扉框４２に溶接された小規模ハツチブラケット２は鋼製で脱出エントランス６のコンクリート壁の中に十分に固定出来るサイズとした。小規模ハッチ１３の扉の中央部にある内部ハンドル４４、又は外部ハンドル４５を左右に回すことにより扉ツメ４６の開閉が行われる。ハンドルと一体化された楕円プレート５０は、回転することにより斜行プレート４９を上下させて、その力が平行プレート４８を上下に動かす。平行プレート４８に固定されたツメ４６は、回転金具４７を中心として上下又は左右に動く。ツメ４６は、Ｖ字型の形状をしており、回転金具４７を中心として回転動作をする。この動作によってハッチの開閉動作が確保される。小規模ハッチ１３の扉は鋼製鉄板で厚さは、５〜１５ｍｍのものとした。扉框４２は、小規模ハッチ１３の構造耐力に適合できる耐力構造とした。また、外部ハンドル４５は簡易に脱着できるものとした。津波到来の時に瓦礫等で破壊されないように考案した。回転軸５４の端部を６角形に加工して、外部ハンドルの受け側も六角形状のものとした。

津波によっての水没後の数時間から１２時間程度は、水の流入によりすべての脱出ハッチ１４及び小規模ハッチ１３は開けることが出来ない。しかし、その後は自力で脱出を試みることが出来る。もし、震災瓦礫によって自力脱出できない場合においても、脱出ハッチ１４及び小規模ハッチ１３が少しでも空けば、生存の為の酸素の確保ができる。震災瓦礫に埋まってしまっても、どれか１つのハッチがわずかでも開けば外部救助までの時間が稼げる。

図１２より、シェルター本体１をいろいろな外部圧力から保護するためには、コンクリート製のシェルタードック３８を考案した。平常時に於いては、外部土圧と建物荷重圧と加算圧力からの保護を担う。津波到来時には、津波海水圧を表面保護コンクリート３からシェルタードック３８を経由して垂直下方に伝達することにより、シェルター本体を保護する。

シェルタードック３８は、鉄筋コンクリート製で普通ポルトランドセメント又は高炉セメントＢ種により作られている。内部の主鉄筋は、異形鉄筋Ｄ１６〜Ｄ２４を縦横に１５〜２０ｃｍで格子上に組まれている。内部の主鉄筋は、ダブルの格子状の場合も考案した。鉄金コンクリート製による壁の厚さは２５〜４０ｃｍとした。

なお、これによって脱出エントランス６と表面保護コンクリート３とシェルタードック３８と基礎コンクリート７は、全て一体化する。このことによって、内部にあるシェルター本体１とは隔離される。一方、脱出ハッチ５と脱出チューブ２０とシェルター本体１は、一体化している。ただ唯一、発泡ウレタン３３と発泡スチロール３９と台座４０を介して、コンクリート製の部材と接触するのみの構造を特徴とした。

図１３−（１）より、シェルタードック３８が工場内製造の分割式の場合は、最初に下部分割シェルタードック５７を据え付ける。その後、上部分割シェルタードック５７を下部分割シェルタードック５７の上に据え付けを行った後。結合ボルト２７及び結合ナット２８にて接合作業を完成させる。その後、表面保護コンクリート３を鉄筋コンクリート構造のものを打設する。結合ボルト２７は、ステンレス製で外径はφ２０〜４０ｍｍのものとした。結合ボルト２７は、工場製作時にコンクリート内部に埋め込む。

図１４−（１）により、シェルター本体１に避難する際に、老人、幼児、身体障害者の避難が迅速に完了できるために、降下用シューター１５も考案した。降下が完了後には、シューター開口部６１から脱出する。

図１４−（２）より、脱出チューブ２０の内側に引掛金具２９を溶接し、それにリング金物１８を引っ掛けるだけですぐに脱着ができるように考案した。リング金物１８は、図面上ではカーブ形状の金属製とし、ワイヤーリング１９は外径が１０〜２０ｍｍのステンレスワイヤーに外径２〜５ミリのステンレスワイヤーを撒きつけたものとした。シューターのリング金物１８を滑らかに差し込む。避難完了後は、引掛金具２９より簡単に取り外しができるので、数秒後には防水ハッチ５を閉めることができる。降下用シューター１５は、アラミド繊維、ケプラー繊維、強化ナイロン繊維を使用し、エアークッション１７は塩化ビニール、ナイロン繊維の密閉性の高い素材の使用を考案した。

海外に生産を拡大した場合には、コンクリートプラント工場のような巨大のプラントを作る必要性はない。また、生産工場から設置現場へも比較的小さなトラックで運搬が可能である。アジア、アフリカ、太平洋の島国など開発途上国の普及にも、非常に有効な発明である。今回の発明は、２１世紀以降の世界に於いて大多数の人命を救う工法と考える。

１シェルター本体
２小規模ハツチブラケット
３表面保護コンクリート
４建築コンクリート基礎
５防水ハッチ
６脱出エントランス
７基礎コンクリート
８昇降階段
９ケミカルアンカーセット
１０便槽
１１バラストタンク
１２エントランス定着アンカー
１３小規模ハッチ
１４脱出ハッチ
１５降下用シューター
１６脱出口
１７エアークッション
１８リング金物
１９ワイヤーリング
２０脱出チューブ
２１内部シェルター
２２外部シェルター
２３建物
２４隔壁
２５表面保護コンクリートＬ字型
２６衝撃吸収材
２７結合ボルト
２８結合ナット
２９引掛金具
３０ハンドル
３１ツメ
３２水密パッキン
３３発泡ウレタン
３４たて筋
３５よこ筋
３６帯筋
３７補強金
３８シェルタードック
３９発泡スチロール
４０台座
４１スペーサー
４２扉框
４３ヒンジ
４４内部ハンドル
４５外部ハンドル
４６扉ツメ
４７回転金具
４８平行プレート
４９斜行プレート
５０楕円プレート
５１鋼製プレート
５２ハッチ框
５３ステンレスボルト
５４回転軸
５５扉ブラケット
５６上部分割シェルタードック
５７下部分割シェルタードック
５８定着ボルト
５９衝撃吸収体
６０スペーサーベース
６１シューター開口部

Claims

建築コンクリート基礎（４）に固着して用いる地下に設ける地下シェルターであって、
表面保護コンクリート（３）を介して出入口を有する脱出エントランス（６）を上方に有
し、下方には６方向を壁に囲まれたシェルター本体（１）を備えており、前記脱出エントランス（６）とシェルター本体（１）の間には、開閉可能な防水ハッチ（５）を備えた
脱出チューブ（２０）を有し、前記脱出エントランス（６）とシェルター本体（１）の間には、前記脱出エントランス（６）の下部は前記表面保護コンクリート（３）に固着すると共に、前記シェルター本体（１）の上部に固着された脱出チューブ（２０）を前記脱出エントランス（６）の脱出口に挿入したことを特徴とする地下シェルター。
シェルター本体（１）は、繊維強化プラスチック、カーボン繊維、ケプラー繊維、ポリカーボネートコンクリート又は、金属の内の１種又は２種以上からなる板であることを特徴とする請求項１記載の地下シェルター。
脱出エントランス（６）は、コンクリート製であって、壁又は天井に小規模ハッチ（１３）及び壁に脱出ハッチ（１４）を各々１個以上設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の地下シェルター。
脱出チューブ（２０）には、シューター開口部（６１）を有する袋状の降下用シューター（１５）を脱着自在に設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の地下シェルター。
シェルター本体（１）の周囲４方向は、コンクリート製のシェルタードック（３８）により囲まれており、かつ、基礎コンクリート（７）と表面保護コンクリート（３）と一体化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地下シェルター