JP6342103B1 - シェルターの扉構造 - Google Patents

Abstract

災害時のシェルターの扉の安全性を高めることにある。扉構造１は、開口部１０３が形成された曲面２ａを有する本体２と、開口部１０３に設けられた第１扉枠５と、曲面２ａに沿って設けられた引き戸となる内扉３と、内扉３を収容する戸袋部４と、内扉３を閉じた状態で内側から固定できる突っ張り棒６と、内扉３の外側に開閉可能に設けられる外扉７と、第１扉枠５の面方向と所定角度（ここでは９０°）をなす方向に第２扉枠８と、を備え、第２扉枠８は、外扉７が開いた状態で、外扉７を拘持する構造である。

Description

本発明は、平時において、居住空間として利用可能なシェルターの扉構造に関する。

平成２３年３月１１日に発生した東日本大震災以降、各地で地震が多発しており、日本列島は地震の活動期に入っているという見方の専門家が多い。近い将来、巨大地震が南海トラフで発生するとの観測もある。このため、災害時に自ら救命するための対策を準備しておくことが不可欠である。

地震による被害として、建物の倒壊など地震そのものに起因するものもあるが、東日本大震災の例にみられるように地震により発生した、地震火災、津波、津波火災に起因するものも想定される。

津波の発生が予測されるときは、自治体があらかじめ定めた高台の施設へ避難することが推奨されている。しかし、地震発生から津波が到達するまでの時間は非常に早く、例えば、東海、東南海、南海の三連動地震が発生したときの予測では、地震発生後わずか５分で３０ｍの津波が襲来する地域も存在する。このような短時間に、高台の施設に避難することは、極めて困難である。そのため、海岸近くに居住する人々は避難が間に合わず、津波に呑み込まれる危険にさらされることとなる。それにもかかわらず、海岸近くに避難シェルターはほとんど存在しないのが実情である。

こうした地震などの災害時に自ら救命するための対策としては、平時において居住空間等として使用し、地震時において避難シェルターとして利用できるシェルターが提案されている。

特許文献１では、居住空間内にシェルターが配置されている避難シェルター付住宅が開示されている。日常生活においてシェルターを有効活用できるとともに、災害時において住人は一歩も外に出ることなく災害と同時に素早く非難することができるシェルターである。

特許文献２では、平時においては、公民館や図書館などの公共施設として利用可能とし、津波が襲来した場合には、容易に浮上し避難場所を確保できる浮体式大人数緊急避難シェルターが開示されている。

特許文献３では、通常の生活に使用する個人住宅として利用できるとともに、津波が襲ってきたときに人間等が避難可能なシェルターの津波対策用の扉が開示されている。具体的には、開口部周辺の壁面を扉押圧機構によってシールする引き戸式の扉である。

特開２０１６−７５０７７号公報 特開２０１５−２０６０３号公報 特開２０１３−１５７９６号公報

しかしながら、特許文献１では、扉構造について具体的な構成は開示されていない。特許文献２では、外部と通行する入り口は、水密扉と気密扉の２重構造とし、水密扉は常時開放状態とする使用態様が開示されている。水密扉は重量があり、開閉に多大な労力を要するためである。このような使用態様で地震が来た場合、重量のある水密扉の丁番が破損し、水密扉として機能しない可能性がある。特許文献３で開示されている扉構造は機構が複雑でありコストダウンすることができない。

本発明の課題は、平時での使用が容易で、地震時において高い安全性を有する安価なシェルターの扉構造を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、シェルターの扉構造であって、開口部が形成された曲面を有する本体と、開口部に設けられた第１扉枠と、曲面に沿って設けられた引き戸となる内扉と、内扉を収容する戸袋部と、内扉を閉じた状態で内側から固定できる突っ張り棒と、内扉の外側に回動可能又は開閉可能に設けられる外扉を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、シェルターの扉構造は、内扉と、内扉の外側に回動可能又は開閉可能に設けられる外扉の２重構造となっているので、それぞれの扉は１重構造の扉に比べて容易に開閉することができる。また、曲面に沿って設けられた引き戸となる内扉と、内扉を収容する戸袋部を備えているので、平時において、内扉を戸袋部に収容した状態にすることによって、外扉のみの開閉で、簡単に外部空間と本体内の出入りをすることができる。

また、この構成によれば、内扉を閉じた状態で内側から押圧することによって固定できる突っ張り棒を備えているので、津波等の災害時において、内扉を開口部に強固にロックすることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシェルターの扉構造において、内扉及び／又は外扉は、表板と裏板を有し、それらの間に、縦方向に配置したＣ型鋼材又は中空管を連設する内部構造を有することを特徴とする。

この構成によれば、内扉及び／又は外扉は、表板と裏板を有し、それらの間に、縦方向に配置したＣ型鋼材又は中空管を周状に連設する内部構造を有するので、強度が高い扉を低コストで提供することができる。また、内部に空気層を構成することから断熱効果が期待できる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のシェルターの扉構造において、第１扉枠の面方向と所定角度をなす方向に第２扉枠を備え、第２扉枠は外扉が開いた状態で、外扉を拘持することを特徴とする。

この構成によれば、第１扉枠の面方向と所定角度をなす方向に第２扉枠を備え、第２扉枠は前記外扉が開いた状態で、外扉の移動を制限することができるので、平時において、内扉のみの開閉で、簡単に外部空間と本体内の出入りをすることができる。さらに、内扉を戸袋部に収容した状態にすることによって、内扉及び外扉を開閉することなく、簡単に外部空間と本体内の出入りをすることができる。

また、外扉が拘持された状態で、不意に地震が発生したとしても、第２扉枠の全体で外扉の地震力を受け止めることができるので、外扉の構造上の弱点となる扉枠との接続部（例えば丁番）の破損を防止することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のシェルターの扉構造において、内扉は、第１レール上を走行可能な吊り戸構造の引き戸であり、第１レールは、内扉の下方に形成された第１凹部に敷設されていることを特徴とする。

この構成によれば、内扉は、第１レール上を走行可能な吊り戸構造の引き戸であり、第１レールは、内扉の下方に形成された第１凹部に収容されているので、地震時において、第１凹部により内扉の変形が制限され第１レールからの内扉の逸脱を防止することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１、２、４のいずれか１項に記載のシェルターの扉構造において、外扉は、第２レール上を走行可能な曲面に沿って設けられた吊り戸構造の引き戸であり、第２レールは、外扉の下方に形成された第２凹部に敷設されていることを特徴とする。

この構成によれば、外扉は、第２レール上を走行可能な曲面に沿って設けられた吊り戸構造の引き戸であり、第２レールは、外扉の下方に形成された第２凹部に収容されているので、地震時において、第２凹部により外扉の変形が制限され第２レールからの外扉の逸脱を防止することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から５に記載のシェルターの扉構造において、内扉の表板に対向する第１扉枠の裏面に、外周部に沿って環状に設けられた封止材を備えることを特徴とする。

この構成によれば、内扉の一方の面に対向する第１扉枠面に、外周部に沿って環状に設けられた封止材を備えるので、突っ張り棒によって内扉が開口部に押圧されると、この封止材によって本体の内部は密閉され、外部から水や有毒ガス等が流入することはない。

本実施形態１のシェルターの扉構造を取り付けた避難シェルターの断面平面図である。 同、外扉が第２扉枠に拘持された状態の正面図である。 同、外扉が第２扉枠に拘持された状態の側面図である。 図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。 同、矢視Ｂ−Ｂの部分断面図である。 本実施形態１のシェルターの扉構造の内扉の表側からの斜視図である。 同、内扉に突っ張り棒を装着した部分平面図である。 同、外扉にロック金具が取り付けられた状態の部分断面図である。 本実施形態２のシェルターの扉構造を取り付けた避難シェルターの断面平面図である。 同、外扉の内側からの斜視図である。

本実施形態１のシェルターの扉構造１（以下、扉構造１という。）について、図１から図７を参照し説明する。扉構造１は、開口部１０３が形成された曲面２ａを有する本体２と、曲面２ａに沿って設けられた引き戸となる内扉３と、内扉３を収容する戸袋部４と、内扉３を閉じた状態で内側から押圧できる突っ張り棒６と、内扉の外側に開閉可能に設けられる外扉７と、第１扉枠５の面方向と所定角度（ここでは９０°）をなす方向に第２扉枠８を備えている。

本体２は、居住空間内に設けられた円筒状の構造物であり、図１に示す通り、内部に螺旋階段１０４と、踊り場１０６と、中央部に配置された階段柱となる円柱形状の中心軸１０５が設けられている。螺旋階段１０４と、踊り場１０６の一方の端部は中心軸１０５に、他方の端部は本体２の壁面に固定されている。本体２の上端部に設けられた天井ドーム（図示略）には、開口部（図示略）及びハッチ（図示略）が取り付けられている。本体２は、堅牢な鉄筋コンクリート製であり、表面加工によって、高い防水性及び耐火性が付与されている。

居住空間と本体２の内部を往来するための開口部１０３が、本体２に設けられている。開口部１０３の下端は、床１０７及び踊り場１０６と同一の高さに位置している。

内扉３は、開口部１０３を開閉するためのものであり、曲面２ａに沿った形状を有する吊り戸構造の引き戸である。ここでの曲面２ａは本体２の壁面の形状であり円形である。内扉３は曲面板である表板３０（例えば板厚３ｍｍ）と裏板３１（例えば板厚９ｍｍ）が所定の間で配置されて、それらの隙間に複数個のＣ型鋼材３２（例えば厚さが３ｍｍ）を連続して複数配置してある。Ｃ型鋼材３２に代えて中空管でもよい。ここでの中空管は鋼製の管であり、具体的には、単管パイプ、構造用鋼管、角パイプをいう。また、Ｃ型鋼材３２の間にくさびを設けて、強度をより高くすることができる。

表板３０の外面にはグラスウールボード３３が設置されている。グラスウールボードの外側に固定するための金属製たとえばステンレス製のワイヤ３４が十文字に設けられている。これにより、内扉の断熱効果を高め、火災時での本体２内の温度上昇を抑制することができる。（図６参照）

図４に示す通り、レール支持装置９３が、内扉３の上方の壁面に固定されている。レール支持装置９３の内部に一対の懸垂レール９０、９０（以後、懸垂レール９０という）が、また、内扉３の下方には第１レール９が、曲面２ａに沿って設けられており、懸垂レール９０上を一対のローラ９０ａ、９０ａ（以後、ローラ９０ａという）が、第１レール９上を鉄球９ａが走行する。

レール支持装置９３は断面視矩形の筒状の構造であり、底部の中央部にスリットが形成されており、複数個のハンガー９５がこのスリットを貫通する状態でレール支持装置９３の内部に挿入されている。

Ｔ字形のハンガー９５は内扉３を吊り下げるためのものであり、先端部にローラ９０ａが回転可能に取り付けられている。複数個のローラ９０ａが、懸垂レール９０上を走行すると同時に、複数個の鉄球９ａが第１レール９上を走行することによって、内扉３は、曲面２ａに沿って円滑に移動する。内扉３は、複数の回転体を介して懸垂レール９０、第１レール９に支持されているので、内扉３に生じる地震力を分散して受けることにより、レールからの逸脱を回避することができる。

図４、５に示す通り、断面視コ字形の溝金具１０８ａは、本体２の壁面に沿って内扉３の下方に設けられている。溝１０８（第１凹部）は、溝金具１０８ａが形成する凹部を意味し、地震力による内扉３の面外方向の移動を制限するためのものである。第１レール９は、踊り場１０６から所定の深さ（例えば２０ｃｍ）に位置する溝１０８の底部に敷設されている。内扉３は、ハンガー９５に吊り下げられた状態であることから、面外方向にたわみやすい構造となっている。地震力によって内扉３の扉面が面外方向に変形すると、溝１０８の壁面に内扉３が接触する。これにより、内扉３の面外方向の変形を制限することができる。

第１レール９は、内扉３の下部に設けられている複数個の鉄球９ａを回転させることによって、円滑に内扉３を走行させるものであり、溝１０８の底面に敷設されている。上述した通り、地震時において、溝１０８で内扉３の変形を制限することによって、鉄球９ａの第１レール９からの逸脱を回避することができる。

なお、溝１０８が形成する窪みは着脱可能な板で塞いでおくことが好ましい。これにより、平時においては、この窪みに足を取られることなく安全に本体２の内部と居住空間を往来し、地震時においては、板を取り外すことによって内扉３を閉扉することができる。

戸袋部４は内扉３を拘持した状態で収容するためのものであり、図１、及び図４に示す通り、本体２の内部に曲面２ａに沿って設けられている。平時において、内扉３を戸袋部４に拘持した状態で収容しておくことにより、内扉３を開閉することなく容易に本体２の内部と外部を往来することができる。また、地震時においては、地震力によって、内扉３が面外方向に変形すると、内扉３の扉面は、ほぼ全体にわたって戸袋部４に接触する。これにより、内扉３に生じる応力を戸袋部４が分担する。その結果、内扉３の破損を防止するとともに、第１レール９からの逸脱を回避できる。すなわち、戸袋部４は地震時において、内扉３の変形を制限することで、安全性を向上することができる。

第１扉枠５は、内扉３と外扉７を閉鎖するとき、これらを閉止するためのものであり、開口部１０３を形成する外縁形状が矩形の骨組み構造である。これにより、地震力に対して変形しづらい強固な開口部１０３とすることができる。第１扉枠５の下端部は、床１０７の下方に位置している。すなわち、床１０７の上方に位置するコ字形の骨組み部分のみが視認できる状態となっている。また、パッキン３５（封止材）が、本体２の内部側の第１扉枠面に、外周部に沿って環状に２重に設けられている。

上層の踊り場（図示略）の下面に、内扉３を第１扉枠５に密着することができる突っ張り棒６が吊り下げられている。突っ張り棒６を吊り下げるための線材（図示略）と線材を巻き取る回転具（図示略）とを連動させることによって突っ張り棒６を上昇及び下降することができる。突っ張り棒６は、棒体６１と、ジャッキ６２と、受け金具１３ａ、ｂを有している。受け金具１３ａは棒体６１の一端に取り付けられており、受け金具１３ｂはジャッキ６２を介して棒体６１の他端に取り付けられている。受け金具１３ａは、円柱形状の中心軸１０５に密着する形状であり、受け金具１３ｂは、内扉３に密着する形状である。

突っ張り棒６の使用について説明する。平時においては、突っ張り棒６は上層の踊り場下面に吊り下げられている。地震発生後、外扉７及び内扉３を閉め、本体２の内部に避難する。突っ張り棒６を下降し、受け金具１３ａを中心軸１０５に密着し、ジャッキ６２を回転し、受け金具１３ｂを内扉３に押圧する。これにより、内扉３はパッキン３５を介して第１扉枠５に密着するので、本体２の内部は、高い気密性を備え、津波や津波火災に起因する海水や有毒ガスが流れ込むことはない。引き戸構造の扉は、開閉式の扉に比べ開閉の容易さ、地震荷重に対する耐荷重性能に優れるが、その反面閉塞性能が劣る。しかし、本実施形態１の通り内扉３を吊り戸構造の引き戸とし、内部から突っ張り棒６で押圧することで、閉塞性能を向上させることができる。

なお、本実施形態では、突っ張り棒６は１本のみ備えているが、複数個備えてもよい。また、受け金具１３ｂは曲面２ａの円周方向に長くしておくことが好ましい。これにより、内扉３を第１扉枠５により均一に押圧できるからである。

図１に示す通り、外扉７は、第１扉枠５に丁番７ａを介して矢印Ｖ１方向に回動可能に固定されている。図３に示す通り、外扉７は、開いた状態で、ロック金具７０を矢印Ｖ２方向に回転することにより第２扉枠８に拘持される。これにより、地震時において、外扉７に作用する地震力を、丁番７ａのみで受けるのではなく、丁番７ａ、ロック金具７０、及び第２扉枠８のそれぞれに分散して受けることができる。その結果、構造上の弱点となる丁番７ａの破損を免れることができる。

ロック金具７０は、外扉７を第１扉枠５又は第２扉枠８に拘持するためのものであり、図８に示す通り、両端部が突出した状態で外扉７に回動可能に固定される軸部７０ａと、軸部７０ａの両端から垂直に延びる回転部７０ｂ、ｃと、回転部７０ｂから下方に延びる回転部７０ｄより成っている。外扉７を開いた状態で、回転部７０ｂ、ｄを矢印Ｖ２方向に回転すると、回転部７０ｃは第２扉枠８に形成されたロック凹部８ａに嵌挿される。これにより、外扉７は第２扉枠８に拘持される。同様に、地震時において、外扉７を閉じた状態で、本体２の内部側から回転部７０ｂ、又は７０ｄを回転することにより、外扉７は、第１扉枠５に拘持される。なお、本実施形態では、１個のロック金具７０で外扉７を第１、又は２扉枠に拘持しているが、複数のロック金具７０で拘持してもよい。そうすることによって、外扉７に作用する地震力をさらに分散して受けることができる。また、ロック金具７０を用いて外扉７を第１扉枠５、又は第２扉枠８に拘持しているが、これに限らずカムロック構造の金具を用いてもよい。

外扉７は平板の矩形形状であり、その構成は内扉３とほぼ同じであるので説明は省略する。なお、外扉７は、第１扉枠５の内寸法よりも所定以上、大きくすることが好ましい。これにより、耐火性能が向上する。

第２扉枠８は、矩形の骨組み構造であり、第１扉枠５と直交して、本体２の外部に配置されている。第２扉枠８の下端部は床１０７の下方に位置している。すなわち、床１０７の上方に位置するコ字形の骨組み部分のみが視認できる状態となっている。床１０７から所定高さ（例えば２００ｃｍ）上、床１０７から所定深さ（例えば１０ｃｍ）の位置に、所定角度、例えば、直角に配置することが好ましい。

内扉３、及び外扉７は、平時において開いた状態で使用することができる。地震力によって破損する可能性が低いためである。これにより、扉の開閉をすることなく居住空間と階段のある本体２の内部を自由に往来することができる。

本実施形態２のシェルターの扉構造２０１（以下、扉構造２０１という。）について図９、図１０を参照し説明する。この実施形態２は実施形態１と基本的には共通するので、部品番号を２００番台として図示と説明は援用し、相違点を中心として説明する。

第２実施形態の第１実施形態に対する相違点としては、本体２０２に設けられる外扉２０７を図９、図１０に示す通り、曲面形状の引き戸としたものである。この外扉２０７は内扉３と同様の構造である。具体的には、曲面板である表板２３０（例えば板厚３ｍｍ）と裏板２３１（例えば板厚９ｍｍ）が所定の間で配置されて、それらの隙間に複数個のＣ型鋼材２３２（例えば厚さが３ｍｍ）を連続して複数配置してある。Ｃ型鋼材２３２の間にくさび２３８を設け、より強度を強くしている。

内扉２０３と外扉２０７に対応して第１実施形態の戸袋部４と同様の構造の戸袋部２０４と、この戸袋部２０４の外側に周設された戸袋部２７１を二重に設けている。第１実施形態の第１レール９と同様の構造の第１レール２０９と、この第１レール２０９の外側に周設された第２レール２５９とを二重に設けている。

第１レール２０９、第２レール２５９は、第１実施形態の溝１０８と同様の溝（第２凹部、図示略）の底面に敷設されている。

内扉２０３、及び外扉２０７は、平時において開いた状態で使用することができる。地震力によって破損する可能性が低いためである。これにより、扉の開閉をすることなく居住空間と階段のある本体２０２の内部を自由に往来することができる。なお、第１実施形態と同様に溝の窪みは着脱可能な板で塞いでおくことが好ましい。

突っ張り棒２０６は、津波波圧に対応し、適宜、伸長させて、内扉２０３の内壁と、中心軸２０５又は中心軸２０５を通貫して本体２０２の内壁との間に設置される。内扉２０３、外扉２０７に緊急避難口２９１を設け、蓋を脱着可能とする。

本発明は、居住空間内に設置するシェルターの扉構造として、安価で使い勝手がよく、しかも安全性が高く、産業上の利用可能性は大である。

１、２０１ ：扉構造
２、２０２ ：本体
２ａ ：曲面
３、２０３ ：内扉
４、２０４，２７１ ：戸袋部
５ ：第１扉枠
６、２０６ ：突っ張り棒
７，２０７ ：外扉
７ａ ：丁番
８ ：第２扉枠
８ａ ：ロック凹部
９、２０９ ：第１レール
９ａ ：鉄球
３０、２３０ ：表板
３１、２３１ ：裏板
３２，２３２ ：Ｃ型鋼材
７０ ：ロック金具
９０ ：懸垂レール
９０ａ ：ローラ
９３ ：レール支持装置
９５ ：ハンガー
１０３ ：開口部
１０４ ：螺旋階段
１０５、２０５ ：中心軸
１０６、２０６ ：踊り場
１０７ ：床
１０８ ：溝（第１凹部）
１０８ａ ：溝金具
２５９ ：第２レール

Claims (6)

1. 開口部が形成された曲面を有する本体と、
   前記開口部に設けられた第１扉枠と、
   前記曲面に沿って設けられた引き戸となる内扉と、
   前記内扉を収容する戸袋部と、
   前記内扉を閉じた状態で内側から固定できる突っ張り棒と、
   前記内扉の外側に回動可能、又は開閉可能に設けられる外扉と、
   を備えたことを特徴とするシェルターの扉構造。
2. 前記内扉及び／又は外扉は、表板と裏板を有し、それらの間に、縦方向に配置したＣ型鋼材又は中空管を連設する内部構造を有することを特徴とする請求項１に記載のシェルターの扉構造。
3. 前記第１扉枠の面方向と所定角度をなす方向に第２扉枠を備え、
   前記第２扉枠は前記外扉が開いた状態で、前記外扉を拘持することを特徴とする請求項１又は２に記載のシェルターの扉構造。
4. 前記内扉は、第１レール上を走行可能な吊り戸構造の引き戸であり、
   前記第１レールは、前記内扉の下方に形成された第１凹部に敷設されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載のシェルターの扉構造。
5. 前記外扉は、第２レール上を走行可能な前記曲面に沿って設けられた吊り戸構造の引き戸であり、
   前記第２レールは、前記外扉の下方に形成された第２凹部に敷設されることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか１項に記載のシェルターの扉構造。
6. 前記内扉の表板に対向する前記第１扉枠の裏面に、外周部に沿って環状に設けられた封止材を備えることを特徴とする請求項1から５のいずれか１項に記載のシェルターの扉構造。

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