JP6537218B1 - 居住構造とそれを備えた免震住宅 - Google Patents

Abstract

【課題】居住スペースの強度が高く、かつ、日常的に生活することが可能な居住構造を有するとともに、津波や洪水などが発生した場合には、それらの影響を受けないように居住スペースを短時間で正確に上方へ移動させるとともに、安全に元の場所に着地させることが可能な免震住宅を提供する。【解決手段】本発明の免震住宅１は、平面視した場合に正方形をなすように設置された４枚の側板２ａが鉛直方向と平行をなすとともに、底板２ｂが水平方向と平行をなすように設置された直方体状の居住スペース２と、鉛直方向と平行をなすように土間コンクリート１７に設置され、居住スペース２を鉛直方向へ昇降自在に支持する４本の支柱３を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、津波や洪水などが発生した場合にそれらの影響を受けないように居住スペースを上方へ移動させることが可能な免震住宅に係り、特に、居住スペースの強度が高い居住構造とそれを備えた免震住宅に関する。

火事によって住居が燃えた場合、被災者は一時的に他の場所へ避難することを余儀なくされるものの、住居を立て直すことなどにより、比較的早く、元の生活に戻ることができる。これに対し、津波や川の氾濫などによって、住居が水没してしまった場合には、室内に入り込んだ泥や粗大ゴミを取り除く必要があることから、復旧作業が極めて困難なものになる。

このような課題に対処するものとして、例えば、特許文献１には、「災害緊急避難塔」という名称で、自宅において一緒に建築することができる避難塔に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示される発明は、杭基礎を用いて組設された基台座と、この基台座によって支持される４本の支柱と、その支柱と平行に設置される間柱と、支柱や間柱を繋ぐ横梁と、昇降自在に４本の支柱の内側に設置される浮遊体ルームと、この浮遊体ルームを昇降させる大輪ハンドル及び複合錘昇降手動装置を備えた構造となっている。
このような構造によれば、浮遊体ルームが水に浮くため、遠方に避難することが困難な者であっても浮遊体ルームの中に居ることで、津波や洪水などの水害を避けることができる。

また、特許文献２には、「耐震耐津波住居」という名称で、地震などの揺れを低減させるとともに、津波の被害を受け難い住居に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示される発明は、地面に立設された複数本の柱の間に架け渡された第一床部及び第二床部と、第二床部に設置されるウィンチと、このウィンチによってロープを介して吊り上げ可能に設置される住居と、この住居と柱の間に設置されるバネと、第一床部と住居の間に設置されるダンパと、第二床部の上方に設置されるソーラーパネル及び風力発電装置と、地震感知器を備えた構造となっている。
このような構造によれば、津波が発生した場合には、ウィンチで住居を吊り上げ、住居の下部空間に津波を通すことで、住居が水没するという事態を避けることができる。また、住居がロープに吊り下げられるとともに、柱と住居がバネを介して連結されているため、地震によって柱が揺れた場合でも、柱から住居に伝わる揺れを低減することができる。

さらに、特許文献３には、「津波から家屋を保護させてなる防護柵」という名称で、地震等によって発生した津波から家屋や舟を守る防護柵に関する考案が開示されている。
特許文献３に開示された考案は、矩形状の第１の枠体内に十字型の第２の枠体が設けられた基盤体と、断面釣型の軌条が設けられるとともに基盤体の四隅に樹立される支柱を備えており、基盤体上に建設された木造の家屋の四隅が支柱の軌条に昇降自在に係合された構造となっている。

このような構造によれば、地震が起きて地割れが生じた場合でも、家屋が基盤体上に組み立てられているため、地割れに落ち込んだりして倒壊することもない。また、地震の後に津波が押し寄せた場合には、木造の家屋が海水によって基盤体の四隅に設けられた断面釣型の軌条を有する支柱に沿って押し上げられる一方、津波が引くとともに、海面と一緒に家屋も下方へ移動するため、家屋が被害を受けるおそれがない。

特開２０１７−２０６９３４号公報 特開２０１３−１５００１号公報 実開平７−１６８６１号公報

特許文献１に開示された発明は、浮遊体ルームが４本の支柱の内側に設置されているため、その内部が狭く、一時的な避難場所としては利用できるものの、日常的に生活するスペースとしては利用できないという課題があった。
また、浮遊体ルームがバランスを取り難い構造であるため、浮遊体ルームを傾けることなく、案内レールに沿って上下方向へ正確に移動させることが難しいという課題があった。

特許文献２に開示された発明では、地面に立設された複数本の柱の間に住居が設置されるとともに、柱が末広がりの形状をしているため、住居の内部を広くしようとすると、柱の下端が設置されるエリアを必要以上に広く確保しなければならないという課題があった。
また、複数本の柱は上部ほど、それらの間隔が狭くなる構造であるため、住居を上方に移動できる高さが制限されるという課題があった。

特許文献３に開示された考案では、家屋を上昇させる機構がないため、津波などが発生した場合に、短時間で家屋を上昇させることができないという課題があった。また、家屋が支柱に囲まれているため、その内部が狭いという課題があった。さらに、家屋が木造であるため、津波や洪水などが発生した場合に、わずかな水圧で家屋が簡単に破壊されてしまうおそれがあるという課題があった。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、居住スペースの強度が高く、かつ、日常的に生活することが可能な居住構造を有するとともに、津波や洪水などが発生した場合には、それらの影響を受けないように居住スペースを短時間で正確に上方へ移動させるとともに、安全に元の場所に着地させることが可能な免震住宅を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る居住構造は、底面が菱形をなすとともに４本の稜線の長さが全て等しい四角錐の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼からなる基礎フレームと、下端が菱形の２つの対角線をそれぞれ構成し、かつ、底面に直交するように設置された矩形状の一対の壁板と、からなる居住スペースを備えていることを特徴とするものである。

なお、４つの辺の長さが全て等しい四角形が菱形であり、そのうち特に４つの内角が全て直角である四角形が正方形であることから、正方形は菱形の１種であるといえる。したがって、第１の発明における「基礎フレームの底面が菱形をなす」という構成には、「基礎フレームの底面が正方形」の場合も当然に含まれる。

第１の発明においては、居住スペースの基礎フレームの稜線を構成する４本の形鋼が一対の型板に埋め込まれた状態となるため、それらの形鋼が居住スペース内での生活の支障になるおそれがない。そして、上述の４本の形鋼によって一対の型板の強度が高められるという作用を有する。

第２の発明に係る免震住宅は、鉛直方向と平行をなすとともに、第１の発明を構成する居住スペースを囲むように設置された４本の支柱と、居住スペースを４本の支柱に対し、それらの長手方向へのみ移動可能にそれぞれ連結する４つのガイド部材と、４本の支柱を互いに連結するように支柱の上端に設置された複数本の形鋼からなる補強部材と、形鋼からなる連結部材と、この連結部材に一部が連結されたワイヤロープと、このワイヤロープを介して居住スペースを吊り上げ可能に補強部材に設置されたウィンチと、このウィンチを駆動する電動モーターと、を備え、居住スペースは、その底面が水平方向と平行をなすように設置され、連結部材は、その下端が基礎フレームの頭頂点に連結されており、居住スペースを平面視した場合に４本の支柱と４つのガイド部材が、菱形の各頂点にそれぞれ近接して配置されていることを特徴とするものである。

なお、第２の発明における「４本の支柱が前記居住スペースを囲むように設置された」という構成には、４本の支柱に囲まれた空間内に居住スペースの全体が設置された場合だけでなく、隣り合う２本の支柱の間から、その一部が突出するような状態で居住スペースが設置された場合も含まれるものとする。

第２の発明において、電動モーターでウィンチを駆動してワイヤロープを巻き上げると、連結部材を介してワイヤロープに連結された居住スペースがウィンチによって吊り上げられる結果、上方へ移動する。一方、ウィンチを駆動してワイヤロープを巻き下げると、ワイヤロープがウィンチから繰り出される結果、居住スペースが下方へ移動する。
すなわち、第２の発明においては、ウィンチを操作することによって、居住スペースが上下方向へ移動するという作用を有する。

このとき、鉛直方向と平行に設置された４本の支柱に対してそれぞれ居住スペースを連結する４つのガイド部材によって、居住スペースは支柱の長手方向に沿って案内される。すなわち、４つのガイド部材は、居住スペースの４か所を４本の支柱にそれぞれ連結するとともに、居住スペースの移動方向を鉛直方向に限定するという作用を有する。

また、第２の発明では、居住スペースを平面視した場合に基礎フレームの底面を構成する菱形の各頂点にそれぞれ近接して配置された４本の支柱のそれぞれの近傍に４つのガイド部材が配置されており、居住スペースが上下方向へ移動する際にその姿勢が変化し難い。また、基礎フレームは、頭頂点から底面に下した垂線が当該底面の重心を通る構造となっている。そのため、第１の発明においては、居住スペースが上下方向へ移動する際に、基礎フレームの上記垂線が鉛直方向と平行をなした状態が維持される。
このとき、居住スペースの重量は基礎フレームの稜線を構成する４本の形鋼に対して均等に加わる。そのため、第２の発明では、ワイヤロープを介してウィンチによって吊り上げられた状態の居住スペースが変形したり、破損したりしてしまうおそれがない。

また、第３の発明は、第２の発明において、ガイド部材は、支柱を囲むとともに、その側面に近接するように配置された複数のガイドローラと、このガイドローラを水平な回転軸を中心として回転可能に保持する保持金具と、この保持金具が取り付けられるとともに支柱に外挿された枠体と、この枠体を居住スペースに固定する固定金具と、からなることを特徴とするものである。

このような構造の免震住宅においては、第２の発明の作用に加え、ワイヤロープを介して吊り下げられた状態の居住スペースが風の影響等を受けて揺動した場合でも、ガイドローラが支柱の側面に当接することで、支柱との干渉による枠体の破損を防ぐという作用を有する。
また、居住スペースが上下方向へ振動した場合、支柱の側面に当接したガイドローラは支柱の側面に沿って転動することで、支柱から枠体に加わる上下方向の力を弱めるという作用を有する。

第４の発明は、第３の発明において、ガイドローラが弾性を有する部材によって形成されていることを特徴とするものである。
このような構造の免震住宅においては、第３の発明の作用に加え、ワイヤロープを介して吊り下げられた状態の居住スペースが風の影響等を受けて揺動してガイドローラが支柱の側面に衝突した場合でもガイドローラが弾性変形することで、支柱から受ける衝撃力を緩和するという作用を有する。

第５の発明は、第２の発明乃至第４の発明のいずれかの発明において、水平な第１の回転軸を中心として回転可能に補強部材の下面に設置された少なくとも１つ以上の定滑車と、連結部材の上面に定滑車と同一平面内において第１の回転軸に平行な第２の回転軸を中心として回転可能に設置された複数の動滑車と、を備え、動滑車の数は定滑車の数よりも１つ多く、ワイヤロープは、その一端が補強部材に固定されるとともに、動滑車と定滑車に交互に巻回された状態で、その他端がウィンチによって巻き上げられることを特徴とするものである。

このような構造の免震住宅においては、第２の発明乃至第４の発明のいずれかの発明の作用に加え、例えば、動滑車の数をｎとした場合、ウィンチがワイヤロープを巻き上げる力の２ｎ倍に相当する重量の物体がウィンチによって吊り上げ可能になるという作用を有する。

第６の発明は、第２の発明乃至第５の発明のいずれかの発明において、居住スペースは、基礎フレームの底面の２つの対角線にそれぞれ直交するとともに、平面視した場合に矩形をなすように一対の壁板の両端にそれぞれ設置された４枚の側板と、４枚の側板の各端部に設置されて直方体の各辺を構成するように組み合わされた１２本の形鋼からなる居住フレームと、この居住フレームの上部を覆うように設置された天板と、居住フレームの下部を覆うように設置された底板と、を備えていることを特徴とするものである。

居住スペースが基礎フレームのみからなる場合、居住スペースは全体が４本の支柱に囲まれた空間内に配置された状態になるが、この場合、その底面積は第４の発明における居住フレームの底面積の半分となる。
すなわち、第６の発明では、第２の発明乃至第５の発明のいずれかの発明の作用に加え、居住スペースを平面視した場合、その角部が２本の支柱の間から突出した状態であることから、４本の支柱に囲まれた空間内に居住スペースの全体が設置されている場合よりも居住スペースの内部が広いという作用を有する。

第７の発明は、第２の発明乃至第６の発明のいずれかの発明において、一対の壁板の各端部に設置されて矩形の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼からなる補強フレームを備えていることを特徴とするものである。
このような構造の免震住宅においては、第２の発明乃至第６の発明のいずれかの発明の作用に加えて、補強フレームによって居住スペースの剛性が高められるという作用を有する。

第８の発明は、第２の発明乃至第７の発明のいずれかの発明において、蓄電池が補強部材に設置されていることを特徴とするものである。
このような構造の免震住宅においては、第２の発明乃至第７の発明のいずれかの発明の作用に加えて、津波などの災害の発生により発電所からの送電がストップした場合や居住スペースが吊り上げられていて送電線から電力の供給が受けられない状態にある場合に、居住スペース内で生活する上で必要な電力や電動モーターを駆動するための電力が蓄電池によって賄われるという作用を有する。

第９の発明は、第８の発明において、蓄電池を充電する太陽光発電設備が補強部材に設置されていることを特徴とするものである。
このような構造の免震住宅においては、第８の発明の作用に加えて、居住スペース内で生活する上で必要な電力や電動モーターを駆動するための電力が太陽光発電によって得られるという作用を有する。

第１０の発明は、第３の発明又は第４の発明において、ガイド部材は、枠体が固定金具によって居住スペースに固定される代わりに、固定金具がコイルばねを介して居住スペースに固定されていることを特徴とするものである。

このような構造の免震住宅においては、第３の発明又は第４の発明の作用に加えて、ワイヤロープを介して吊り下げられた状態の居住スペースが風の影響等を受けて揺動することにより居住スペースと支柱の位置関係が変化した場合に、コイルばねの付勢力によって居住スペースが正しい位置に戻されるという作用を有する。
また、居住スペースが揺動して支柱がガイドローラに接触した場合に、ガイドローラに支柱から加わる力がコイルばねによって緩和されるという作用を有する。

第１１の発明は、第２の発明乃至第１０の発明のいずれかの発明において、居住スペースの底面が地面から離れたことを検知して上昇開始信号を発するとともに、この上昇開始信号を発した後に居住スペースの底面が接地したことを検知した場合に接地信号を発するセンサーと、居住スペースの外面に開閉自在に設置された扉と、この扉に取り付けられた電子錠と、この電子錠の動作を制御する第１の制御ユニットと、を備え、この第１の制御ユニットは、センサーから上昇開始信号を受信すると、電子錠に扉を施錠させるとともに、センサーから接地信号を受信すると、電子錠に扉を開錠させることを特徴とするものである。

なお、第１１の発明において「居住スペースの底面が接地した状態」には、居住スペースの底面が地面と接触している状態だけでなく、居住スペースの底面が地面に近接しており、居住スペースがほぼ接地している状態も含まれるものとする。
このような構造の免震住宅においては、第２の発明乃至第１０の発明のいずれかの発明の作用に加えて、居住スペースが吊り上げられている場合は、居住スペースの扉が常に施錠された状態になるという作用を有する。

第１２の発明は、第２の発明乃至第１１の発明のいずれかの発明において、災害警報を受信した場合に災害発生信号を発する通信ユニットと、電動モーターの動作を制御する第２の制御ユニットと、を備え、この第２の制御ユニットは、通信ユニットから災害発生信号を受信すると、ウィンチがワイヤロープを巻き上げる方向に電動モーターを回転させることを特徴とするものである。
このような構造の免震住宅においては、第２の発明乃至第１０の発明のいずれかの発明の作用に加えて、災害が発生すると、自動的に居住スペースがウィンチによって吊り上げられるという作用を有する。

以上説明したように、第１の発明によれば、一対の壁板の強度を高める４本の形鋼が居住者の生活の支障にならないため、居住者は居住スペース内の空間を有効に利用することができる。

第２の発明によれば、ウィンチによって居住スペースを吊り上げることによって、津波や洪水等による被害を確実に避けることができる。また、移動時に居住スペースの姿勢が変化し難いため、居住スペースを短時間で正確に安全な高さまで移動させることが可能である。
さらに、第２の発明は、ワイヤロープを介してウィンチが居住スペースを吊り上げる際に、居住スペースの重量が基礎フレームの稜線を構成する４本の形鋼に均等に加わる構造であるため、ワイヤロープを介してウィンチによって吊り上げられた状態の居住スペースが変形したり、破損したりしてしまうおそれがない。したがって、第２の発明は安全性に優れている。

第３の発明によれば、第２の発明の効果に加え、ガイド部材が破損し難いため、安全に長期間使用できるという効果を奏する。

第４の発明によれば、ガイドローラが破損し難いため、安全に長期間使用できるという第３の発明の効果がより一層発揮される。

第５の発明によれば、第２の発明乃至第４の発明のいずれかの発明の効果に加え、巻き上げ力の大きい高価なウィンチを用いる必要がなく、小型で安価なウィンチを用いることができるため、製造コストが削減されるという効果を奏する。

第６の発明によれば、第２の発明乃至第５の発明のいずれかの発明の効果に加え、居住スペースの内部が広いことから、居住スペース内の空間を有効に利用できるという効果を奏する。

第７の発明によれば、第２の発明乃至第６の発明のいずれかの効果に加え、居住スペースの剛性が高いことから、使用時の安全性が向上するという効果を奏する。

第８の発明によれば、第２の発明乃至第７の発明のいずれかの発明の効果に加え、送電線から電力の供給を受けられない状態でも居住スペース内で一定の期間生活をすることができるという効果を奏する。また、蓄電池から供給される電力によって電動モーターを駆動することができるため、災害により発電所からの送電がストップした場合でも、津波などの影響を受け難いように居住スペースを上方へ移動させることで、居住者の安全を速やかに確保することができる。

第９の発明によれば、第８の発明の効果に加え、太陽光発電設備によって発電した電力が蓄電池に蓄えられるため、送電線から電力の供給を受けられない状態でも居住スペース内での生活を第８の発明の場合よりもさらに長い期間にわたって続けることが可能である。

第１０の発明によれば、居住スペースが風の影響等を受けて揺動した場合でも居住スペースと支柱の位置関係が正しい状態で維持されるため、居住スペースを短時間で正確に安全な高さまで移動させることができるという第２の発明の効果がより一層発揮される。また、第１０の発明では、ガイド部材が破損し難いため、安全に長期間使用できるという第３の発明又は第４の発明の効果がより一層発揮される。

第１１の発明は、第２の発明乃至第１０の発明のいずれかの発明の効果を奏することに加え、吊り上げられた状態にある居住スペースの中で生活している居住者が居住スペースから誤って落下するおそれがないため、安全性に優れている。

第１２の発明によれば、第２の発明乃至第１１の発明のいずれかの発明の効果に加え、災害の発生後、津波や洪水等の被害を受け難い高さまで居住スペースを短時間で上昇させて、居住者の安全を速やかに確保できるという効果を奏する。

本発明に係る免震住宅の外観の一例を示した斜視図である。 図１において支柱の上部を拡大して示した図である。 図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。 （ａ）は図４におけるＤ−Ｄ線矢視断面図であり、（ｂ）は図４におけるＥ−Ｅ線矢視断面図である。 制御ユニットの動作を説明するためのブロック図である。 図３に示したワイヤロープの拡大図である。 図７を模式的に示した図である。 （ａ）は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示したＦ部の拡大図である。 （ａ）は図１に示した居住スペースを構成する居住フレームと補強フレームと底板と壁板の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）において壁板と底板の図示を省略した状態を示した図である。 （ａ）は図１における居住スペースを構成する居住フレームと基礎フレームと補強フレームと底板と壁板の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）において壁板と底板の図示を省略した状態を示した図である。 ガイド部材の変形例を示した図である。 （ａ）は図１における居住スペースの第１の変形例を示した図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示した居住スペース内の広さを説明するための図である。 図１における居住スペースの第２の変形例を示した図である。

本発明の免震住宅について、図１乃至図１４を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の説明では、底面が水平方向と平行をなすように居住スペースが設置されるとともに、鉛直方向と平行に支柱が設置された状態を想定して、「上面」や「下面」あるいは「上端」や「下端」などの表現を用いている。

図１は本発明に係る免震住宅の外観の一例を示した斜視図であり、図２は図１において支柱の上部を拡大して示した図である。また、図３は図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。さらに、図４は図１におけるＣ−Ｃ線矢視断面図であり、図５（ａ）は図４におけるＤ−Ｄ線矢視断面図であり、図５（ｂ）は図４におけるＥ−Ｅ線矢視断面図である。ただし、図１及び図３では、太陽光発電設備の図示を省略し、図１乃至図３では、電動モーターと、この電動モーターや太陽光発電設備に接続される各種のケーブル及び蓄電池の図示を省略している。

なお、本発明の免震住宅においても、災害が発生しないときは、発電所から電線を通して送られてくる電力を使用するため、居住スペースには、電線からの引き込み線に対してケーブルが切り離し可能な状態で接続されている。また、居住スペースには、水道管等の水道設備に対して切り離し可能な状態で接続される各種の配管が設置されており、補強部材５の上部には、それらの配管を介して水道管等に対して切り離し可能な状態で接続される貯水用のタンクが設置されている。しかしながら、図が煩雑になるのを避けるため、図１乃至図３では、それらの図示を省略している。さらに、図３では、居住スペースについて底板と側板と天板と壁板の図示を省略している。

図１に示すように、免震住宅１は、平面視した場合に正方形をなすように設置された４枚の側板２ａが鉛直方向と平行をなすとともに、底板２ｂが水平方向と平行をなすように設置された直方体状の居住スペース２が鉛直方向と平行をなすように土間コンクリート１７に設置された４本の支柱３によって、鉛直方向へ昇降自在に支持された構造となっている。
なお、４枚のうちの少なくとも１枚の側板２ａには、居住スペース２に出入りするための扉（図示せず）が開閉自在に設けられている。

４本の支柱３は、平面視した場合に正方形の各頂点を構成するとともに、居住スペース２を囲むように４枚の側板２ａに対してそれぞれ近接して配置されている。また、４本の支柱３の上端３ａには、連結金具４がそれぞれ取り付けられており、この４つの連結金具４は、正方形の４辺を構成するように配置された４本の形鋼５ａと、４本の支柱３の上端３ａによって形成される正方形の対角線を構成するように配置された２本の形鋼５ｂによってそれぞれ連結されている。
すなわち、４本の支柱３は、上端３ａに設置された４本の形鋼５ａと２本の形鋼５ｂからなる補強部材５によって互いに連結されている。

２本の形鋼５ｂ，５ｂの下面には、電動モーター（図示せず）とともに、この電動モーターによって駆動される２台のウィンチ６，６が設置されており、このウィンチ６，６は、ワイヤロープ７と動滑車８ａを介して連結部材９に連結されている。
居住スペース２には上部を覆うように天板２ｃが設置されている。また、居住スペース２はガイド部材１１ａを介して支柱３に連結されており、図２に示すように、補強部材５には電動モーターに電力を供給するための太陽光発電設備１０とそれに接続された蓄電池（図示せず）及び居住スペース２の扉の開閉状態や電動モーターの動作を制御するための制御ユニット（図示せず）が設置されている。

図３乃至図５に示すように、居住スペース２は、ガイド部材１１ａが固設された居住フレーム１８と、この居住フレーム１８に一部が接合された基礎フレーム１９ａを備えており、ワイヤロープ７は、この基礎フレーム１９ａに連結された連結部材９に動滑車８ａを介して連結されている。
なお、連結部材９は、下端が基礎フレーム１９ａに連結された形鋼９ａの上端に滑車取付台９ｂが設置されるとともに、上端と下端の外面に平面視直角三角形状をなす補強板９ｃ，９ｄが取り付けられた構造となっている。

支柱３の下端３ｂが立設される地中には、最下層に砕石１２ａが敷き詰められており、その上に「捨てコン」と呼ばれる無筋コンクリート層１２ｂが形成されている。さらに、無筋コンクリート層１２ｂの上には、４本の支柱３が立設される４箇所に矩形状のベース１３ａがコンクリートによってそれぞれ形成されており、ベース１３ａの上には支柱３の下端３ｂの周りを囲むように柱型１３ｂが形成されている。そして、支柱３の下端３ｂには、アンカーボルト１４ａが取り付けられるとともに、外周面に複数本のスタッドジベル１４ｂが水平に取り付けられている。

また、無筋コンクリート層１２ｂの上には、４つのベース１３ａの間を埋めるように耐圧盤１５がコンクリートによって形成されており、耐圧盤１５の上には、鉄筋コンクリートからなる地中梁１６（図４又は図５参照）が隣り合う２つの柱型１３ｂ，１３ｂを互いに連結するように形成されている。そして、柱型１３ｂの上部には、土間コンクリート１７が平面視矩形状をなすように形成されている。なお、土間コンクリート１７が設置されている地面ＧＬと耐圧盤１５又は地中梁１６の間は、土砂によって埋め尽くされている。

ここで、前述の制御ユニットについて図６を用いて説明する。ただし、図６は制御ユニットの動作を説明するためのブロック図である。
図６に示すように、免震住宅１は、居住スペース２の底面の接地状態を検出するセンサー２０ａと、ウィンチ６がワイヤロープ７を巻き上げた長さを検出するセンサー２０ｂと、災害警報を受信した場合に災害発生信号Ｐ_１を発する通信ユニット２１と、居住スペース２の側板２ｂに設置された前述の扉と、この扉に取り付けられた電子錠２２と、ウィンチ６を駆動する前述の電動モーター２３及び電子錠２２の動作を制御する制御ユニット２４を備えている。

制御ユニット２４は、通信ユニット２１の発した災害発生信号Ｐ_１を受信すると、電動モーター２３に対して巻き上げ開始信号Ｑ_１を送る。巻き上げ開始信号Ｑ_１を受信した電動モーター２３はウィンチ６がワイヤロープ７を巻き上げる方向へ回転する。その結果、居住スペース２はウィンチ６によってワイヤロープ７を介して吊り上げられるようにして上方へ移動する。
センサー２０ｂは、居住スペース２が所定の高さに達し、ウィンチ６が予め定められた長さのワイヤロープ７を巻き上げたことを検知すると、巻き上げ終了信号Ｐ_２を制御ユニット２４に送る。センサー２０ｂの発した巻き上げ終了信号Ｐ_２を受信した制御ユニット２４は電動モーター２３に対して巻き上げ停止信号Ｑ_２を送り、巻き上げ終了信号Ｑ_２を受信した電動モーター２３は回転を停止する。その結果、ウィンチ６によってワイヤロープ７が巻き上げられなくなるため、居住スペース２の上方への移動も停止する。

センサー２０ａは、居住スペース２の底面が地面ＧＬから離れたことを検知すると上昇開始信号Ｐ_３を発するとともに、この上昇開始信号Ｐ_３を発した後に居住スペース２の底面が接地したことを検知すると接地信号Ｐ_４を発する。
制御ユニット２４は、センサー２０ａの発した上昇開始信号Ｐ_３を受信すると、電子錠２２に対して施錠信号Ｑ_３を送り、施錠信号Ｑ_３を受信した電子錠２２は居住スペース２の扉を施錠する。
一方、制御ユニット２４は、センサー２０ａの発した接地信号Ｐ_４を受信すると、電子錠２２に対して開錠信号Ｑ_４を送り、開錠信号Ｑ_４を受信した電子錠２２は居住スペース２の扉を開錠する。

このように、免震住宅１においては、災害が発生すると、自動的にウィンチ６が居住スペース２を吊り上げ始めることから、災害が発生した場合に、津波や洪水等の被害を受け難い高さまで居住スペース２を短時間で上昇させて、居住者の安全を速やかに確保することができる。また、免震住宅１では、居住スペース２が吊り上げられている間は、その扉が常に施錠されており、吊り上げられた状態の居住スペース２の中で生活している居住者が居住スペース２から誤って落下するおそれがない。したがって、免震住宅１は安全性に優れている

次に、ウィンチ６がワイヤロープ７を巻き上げる力と居住スペース２の重量の関係について、図７及び図８を用いて説明する。図７は居住スペースに対するワイヤロープの連結状態を説明するための図であり、図３においてワイヤロープとその周辺を部分的に拡大した図に相当する。また、図８は図７に示した構造を模式的に表した図である。
なお、図７では、ウィンチの外観のみを示し、その具体的な内部構造については図示を省略している。また、動滑車、定滑車、補強部材及び連結部材について、断面であることを示すハッチングを省略している。

図７に示すように、２台のウィンチ６，６の間に設置された２つの滑車固定具２５ｂによって、２つの定滑車８ｂが同一平面内で水平な回転軸を中心としてそれぞれ回転可能に保持されている。また、連結部材９の滑車取付台９ｂの上面に設置された３つの滑車固定具２５ａによって、３つの動滑車８ａが定滑車８ｂと同一平面内において定滑車８ｂの回転軸に平行な回転軸を中心としてそれぞれ回転可能に保持されている。

ワイヤロープ７は、３つの動滑車８ａと２つの定滑車８ｂに交互に巻回されるとともに、両端が２台のウィンチ６，６のローラ（図示せず）にそれぞれ巻き付けられている。
すなわち、免震住宅１では、２台のウィンチ６，６のローラを回転させてワイヤロープ７の両端を巻き上げることにより、連結部材９を介して居住スペース２が吊り上げられる構造となっている。なお、２台のウィンチ６，６のローラを上述と逆の方向に回転させると、ワイヤロープ７の両端が巻き下げられるため、居住スペース２は下降する。

居住スペース２がワイヤロープ７を介してウィンチ６によって吊り上げられている場合（図１参照）、ワイヤロープ７には所定の大きさの張力が発生する。この張力の大きさをＴとすると、図８に示すように、２つの定滑車８ｂにはワイヤロープ７を介して大きさ２Ｔの下向きの力がそれぞれ加わるが、２台のウィンチ６，６には、大きさＴの下向きの力がワイヤロープ７を介してそれぞれ加わるのみである。この場合、ウィンチ６がワイヤロープ７を巻き上げる力はＴとなる。

一方、３つの動滑車８ａには大きさ２Ｔの上向きの力がワイヤロープ７を介してそれぞれ加わることになるが、この合計６Ｔの大きさの上向きの力は３つの動滑車８ａと連結部材９と居住スペース２の総重量と釣り合っている。すなわち、免震住宅１では、２台のウィンチ６，６がワイヤロープ７をそれぞれ巻き上げる力の６倍に相当する重量の物を巻き上げることが可能となっている。

なお、動滑車８ａと定滑車８ｂの数は、図７や図８に示したものに限定されない。例えば、動滑車８ａの数をｎ個とし、定滑車８ｂの数を（ｎ−１）個とした場合、ウィンチ６によって、ワイヤロープ７が巻き上げられる力のｎ倍に相当する重量の物が吊り上げられることになる。すなわち、免震住宅１では、ウィンチ６が巻き上げ能力の高いものでなくとも良いため、小型で安価なウィンチを用いることにより製造コストの削減を図ることができる。

図９（ａ）は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示したＦ部の拡大図である。なお、図９（ａ）では、ワイヤロープ及び動滑車並びに連結部材の図示を省略している。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、居住スペース２に取り付けられた４つのガイド部材１１ａは、支柱３を囲むとともに、耐候性を有するゴムによって形成され、４つの側面３ｃにそれぞれ近接するように配置された４つのガイドローラ２６と、この４つのガイドローラ２６を水平な回転軸を中心として回転可能にそれぞれ保持する４つの保持金具２７と、この４つの保持金具２７が内面に取り付けられた状態で支柱３に外挿される枠体２８と、この枠体２８を居住スペース２の居住フレーム１８（図３参照）に固定する固定金具２９からなる。
なお、ガイドローラ２６の材質は、上述のゴムに限らず、耐候性と弾性を有するものであれば良い。例えば、エラストマーなどのような合成樹脂によってガイドローラ２６を形成することもできる。

このような構造によれば、ワイヤロープ７を介して吊り下げられた状態の居住スペース２が風の影響等を受けて揺動した場合でも、ガイドローラ２６が支柱３の側面３ｃに当接することで、支柱３との干渉による枠体２８の破損を防ぐように作用する。
また、居住スペース２が上下方向へ振動した場合、支柱３の側面３ｃに当接したガイドローラ２６は支柱３の側面３ｃに沿って転動するため、支柱３から枠体２８に加わる上下方向の力が弱まる。
さらに、免震住宅１においては、居住スペース２が風の影響等を受けて揺動してガイドローラ２６が支柱３の側面３ｃに衝突した場合でも、ガイドローラ２６が弾性変形することで支柱３からガイドローラ２６に加わる衝撃力が緩和されるため、ガイドローラ２６が破損し難い。
このように、免震住宅１は、ガイド部材１１ａが破損し難いため、長期間にわたって安全に使用することが可能となっている。

図１０（ａ）は図１に示した居住スペースを構成する居住フレームと補強フレームと底板と壁板の外観を示した斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）において壁板と底板の図示を省略した状態を示した図である。
また、図１１（ａ）は図１に示した居住スペースを構成する居住フレームと基礎フレームと補強フレームと底板と壁板の外観を示した斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）において壁板と底板の図示を省略した状態を示した図である。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、居住スペース２の居住フレーム１８は、４枚の側板２ａ（図１参照）の各端部に設置されて直方体の各辺を構成するように組み合わされた１２本の形鋼５ｃからなる。
また、居住スペース２は、平行な二対の側板２ａ，２ａに対してそれぞれ直交するとともに、底板２ｂに直交するように設置された矩形状の一対の壁板２ｄ，２ｄと、この一対の壁板２ｄ，２ｄの各端部に設置されて矩形の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼５ｄからなる補強フレーム３０を備えている。すなわち、居住スペース２では、４枚の側板２によって囲まれた空間が一対の壁板２ｄ，２ｄによって、４つの部屋に仕切られた構造となっている。なお、図１０（ａ）には示していないが、一対の壁板２ｄ，２ｄには各部屋に移動するための扉がそれぞれ設けられている。
このように免震住宅１は、補強フレーム３０によって居住スペース２の剛性が高められているため、安全性に優れている。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、居住スペース２の基礎フレーム１９ａは、底面が正方形をなすとともに４本の稜線の長さが全て等しい四角錐の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼５ｄからなる。
連結部材９は、基礎フレーム１９ａの頭頂点に下端が連結されており、一対の壁板２ｄ，２ｄは、その下端が上記正方形の対角線をそれぞれ構成するとともに、基礎フレーム１９ａの上記底面に直交するように設置されている。
また、基礎フレーム１９ａの底面は居住フレーム１８と同一平面上にあり、居住スペース２の底板２ｂは居住フレーム１８及び基礎フレーム１９ａの各底面に対して平行に設置されている。そして、４本の支柱３は、平面視した場合に、基礎フレーム１９ａの底面が構成する上記正方形の各頂点に対してそれぞれ近接するように配置されている。

このような居住スペース２を備えた居住構造においては、居住スペース２の基礎フレーム１９ａの稜線を構成する４本の形鋼５ｄが一対の型板２ｄ，２ｄに埋め込まれた状態となるため、それらの形鋼５ｄが居住スペース２の中での生活の支障になるおそれがない。そして、上述の４本の形鋼は一対の壁板２ｄ，２ｄの強度を高めるように作用する。したがって、当該居住構造の居住者は、居住スペースの内部の空間を有効に利用することができる。

そして、このような居住構造を備えた免震住宅１では、居住スペース２を平面視した場合に基礎フレーム１９ａの底面を構成する正方形の各頂点にそれぞれ近接して配置された４本の支柱３のそれぞれの近傍に４つのガイド部材１１ａが配置されており、居住スペース２が上下方向へ移動する際にその姿勢が変化し難い。また、基礎フレーム１９ａは、頭頂点から底面に下した垂線が当該底面の重心を通る構造となっている。そのため、居住スペース２が上下方向へ移動する際に、基礎フレーム１９ａの上記垂線が鉛直方向と平行をなした状態が維持される。この場合、居住スペース２の重量は基礎フレーム１９ａの稜線を構成する４本の形鋼５ｄに対して均等に作用する。

このように、免震住宅１は、ワイヤロープ７を介してウィンチ６が居住スペース２を吊り上げる際に、居住スペース２の重量が基礎フレーム１９ａの稜線を構成する４本の形鋼５ｄに均等に加わる構造であることから、ワイヤロープ７を介してウィンチ６によって吊り上げられた状態の居住スペース２が変形したり、破損したりしてしまうおそれがなく、安全性に優れている。
また、免震住宅１によれば、ウィンチ６によって居住スペース２を吊り上げることによって、津波や洪水等による被害を確実に避けることができる。さらに、移動時に居住スペース２の姿勢が変化し難いため、居住スペース２を短時間で正確に安全な高さまで移動させることが可能である。

また、免震住宅１は、蓄電池を備えているため、津波などの災害の発生により発電所からの送電がストップした場合や居住スペース２が吊り上げられていて送電線から電力の供給が受けられない状態にある場合でも居住スペース２の中で生活する際に必要な電力が蓄電池によって賄われる。したがって、居住スペース２では、一定の期間生活をすることが可能である。
そして、免震住宅１においては、蓄電池から供給される電力によって電動モーター２３（図６参照）を駆動することができるため、災害の発生に伴って発電所からの送電が即座にストップした場合でも、津波などの影響を受け難いように居住スペース２を上方へ移動させることで、居住者の安全を速やかに確保することができる。
さらに、免震住宅１では、蓄電池を充電するための太陽光発電設備１０を備えていることから、送電線から電力の供給が受けられない状態が長く続いた場合でも支障なく居住スペース２の中で生活することができる。

ここで、ガイド部材１１ａの変形例に係るガイド部材１１ｂについて図１２を用いて説明する。なお、図１２はガイド部材１１ａを示した図９（ａ）に相当する図である。
図１２に示すように、ガイド部材１１ｂは、ガイド部材１１ａにおいて、固定金具２９がコイルばね３１を介して居住スペース２の居住フレーム１８に固定されたことを特徴とする。なお、コイルばね３１は圧縮ばねと引張ばねのいずれであっても良い。また、コイルばね３１に限らず、空気ばねや弾性を有する部材を用いることもできる。

このような構造によれば、ワイヤロープ７を介して吊り下げられた状態の居住スペース２が風の影響等を受けて揺動することにより居住スペース２と支柱３の位置関係が変化した場合でも、コイルばね３１の付勢力によって居住スペース２が正しい位置に戻されるため、居住スペース２を短時間で正確に安全な高さまで移動させることが可能である。
また、居住スペース２が揺動して支柱３がガイドローラ２６に接触した場合でも、ガイドローラ２６に支柱３から加わる力をコイルばね３１が緩和するように作用するため、ガイド部材１１ｂが破損し難い。これにより、使用時の安全性が向上する。

図１３（ａ）は居住スペース２の変形例に係る居住スペース３２ａを示した図であり、図１３（ｂ）は居住スペース２と居住スペース３２ａについて内部の広さの違いを説明するための図である。なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）はいずれも居住スペース２に係る図９（ａ）に相当する図である。
図１３（ａ）に示すように、居住スペース３２ａは、居住スペース２において、居住フレーム１８の底面を基礎フレーム１９ａの底面に一致させた状態に相当する。この場合、居住フレーム１８の底面積は基礎フレーム１９ａの底面積と等しくなる。したがって、図１３（ｂ）に示すように、居住スペース３２ａの底面積（基礎フレーム１９ａの底面の面積）は居住スペース２の底面積（居住フレーム１８の底面の面積）の半分となる。
すなわち、免震住宅１では、居住スペース２を平面視した場合、その角部が２本の支柱３，３の間から突出しており、４本の支柱３に囲まれた空間内に居住スペース３２ａの全体が設置されている場合よりも居住スペース２の内部が広いため、居住スペース２の内部空間を有効に利用することが可能となっている。

図１４は居住スペース２の変形例に係る居住スペース３２ｂを示した図であり、居住スペース２に係る図９（ａ）に相当する図である。
図１４に示すように、居住スペース３２ｂは、居住スペース２の基礎フレーム１９ａにおいて、底面を正方形の代わりに４つの内角がいずれも直角でない菱形にしたことを特徴とする。

この場合、４本の支柱３は平面視した場合に正方形ではなく、長方形の各頂点を構成する。ただし、このような構造であっても、基礎フレーム１９ｂは頭頂点から底面に下した垂線が当該底面の重心を通るため、既に説明した基礎フレーム１９ａを有する居住スペース２ｂを備えた免震住宅１における作用及び効果は同様に発揮される。

上述の実施例では、支柱３を角管としているが、これに限らず、支柱３を円管とすることもできる。また、免震住宅１が設置される地域や場所によっては、支柱３の内部にコンクリートを充填することで支柱３の強度を高めるようにしても良い。さらに、支柱３の長さについては、例えば、津波の被害を受け易い沿岸部では１０ｍ以上、洪水や土石流が発生し易い山間部では３〜５ｍとするなど、免震住宅１が設置される場所に応じて設定することが望ましい。
また、居住スペース２は直方体ではなく、立方体であっても良い。さらに、ガイド部材１１ａ，１１ｂにおいて、枠体２８の内部に設置されるガイドローラ２６の数は４個に限らず、適宜変更可能である。
さらに、ワイヤロープ７の両端を２台のウィンチ６，６によって巻き上げる代わりに、ワイヤロープ７の一端を補強部材５に固定するとともに、ワイヤロープ７の他端を１台のウィンチ６によって巻き上げる構造とすることもできる。
なお、上記いずれの場合であっても、図１乃至図１４を用いて説明した本発明の作用及び効果は同様に発揮される。

本発明は、津波の被害を受け易い沿岸部に限らず、洪水や土石流が発生し易い山間部においても利用可能である。

１…免震住宅 ２…居住スペース ２ａ…側板 ２ｂ…底板 ２ｃ…天板 ２ｄ…壁板 ３…支柱 ３ａ…上端 ３ｂ…下端 ３ｃ…側面 ４…連結金具 ５…補強部材 ５ａ〜５ｄ…形鋼 ６…ウィンチ ７…ワイヤロープ ８ａ…動滑車 ８ｂ…定滑車 ９…連結部材 ９ａ…形鋼 ９ｂ…滑車取付台 ９ｃ，９ｄ…補強板 １０…太陽光発電設備 １１ａ，１１ｂ…ガイド部材 １２ａ…砕石 １２ｂ…無筋コンクリート層 １３ａ…ベース １３ｂ…柱型 １４ａ…アンカーボルト １４ｂ…スタッドジベル １５…耐圧盤 １６…地中梁 １７…土間コンクリート １８…居住フレーム １９ａ，１９ｂ…基礎フレーム ２０ａ，２０ｂ…センサー ２１…通信ユニット ２２…電子錠 ２３…電動モーター ２４…制御ユニット ２５ａ，２５ｂ…滑車固定具 ２６…ガイドローラ ２７…保持金具 ２８…枠体 ２９…固定金具 ３０…補強フレーム ３１…コイルばね ３２ａ，３２ｂ…居住スペース ＧＬ…地面

Claims (12)

1. 底面が菱形をなすとともに４本の稜線の長さが全て等しい四角錐の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼からなる基礎フレームと、
   下端が前記菱形の２つの対角線をそれぞれ構成し、かつ、前記底面に直交するように設置された矩形状の一対の壁板と、からなる居住スペースを備えていることを特徴とする居住構造。
2. 鉛直方向と平行をなすとともに、請求項１記載の居住構造を構成する前記居住スペースを囲むように設置された４本の支柱と、
   前記居住スペースを４本の前記支柱に対し、それらの長手方向へのみ移動可能にそれぞれ連結する４つのガイド部材と、
   ４本の前記支柱を互いに連結するように前記支柱の上端に設置された複数本の形鋼からなる補強部材と、
   形鋼からなる連結部材と、
   この連結部材に一部が連結されたワイヤロープと、
   このワイヤロープを介して前記居住スペースを吊り上げ可能に前記補強部材に設置されたウィンチと、
   このウィンチを駆動する電動モーターと、を備え、
   前記居住スペースは、その底面が水平方向と平行をなすように設置され、
   前記連結部材は、その下端が前記基礎フレームの頭頂点に連結されており、
   前記居住スペースを平面視した場合に４本の前記支柱と４つの前記ガイド部材が、前記菱形の各頂点にそれぞれ近接して配置されていることを特徴とする免震住宅。
3. 前記ガイド部材は、
   前記支柱を囲むとともに、その側面に近接するように配置された複数のガイドローラと、
   このガイドローラを水平な回転軸を中心として回転可能に保持する保持金具と、
   この保持金具が取り付けられるとともに前記支柱に外挿された枠体と、
   この枠体を前記居住スペースに固定する固定金具と、からなることを特徴とする請求項２に記載の免震住宅。
4. 前記ガイドローラは、弾性を有する部材によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の免震住宅。
5. 水平な第１の回転軸を中心として回転可能に前記補強部材の下面に設置された少なくとも１つ以上の定滑車と、
   前記連結部材の上面に前記定滑車と同一平面内において前記第１の回転軸に平行な第２の回転軸を中心として回転可能に設置された複数の動滑車と、を備え、
   前記動滑車の数は前記定滑車の数よりも１つ多く、
   前記ワイヤロープは、
   その一端が前記補強部材に固定されるとともに、
   前記動滑車と前記定滑車に交互に巻回された状態で、その他端が前記ウィンチによって巻き上げられることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の免震住宅。
6. 前記居住スペースは、
   前記基礎フレームの底面の２つの対角線にそれぞれ直交するとともに、平面視した場合に矩形をなすように一対の前記壁板の両端にそれぞれ設置された４枚の側板と、
   ４枚の前記側板の各端部に設置されて直方体の各辺を構成するように組み合わされた１２本の形鋼からなる居住フレームと、
   この居住フレームの上部を覆うように設置された天板と、前記居住フレームの下部を覆うように設置された底板と、を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の免震住宅。
7. 一対の前記壁板の各端部に設置されて矩形の各辺を構成するように組み合わされた８本の形鋼からなる補強フレームを備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の免震住宅。
8. 蓄電池が前記補強部材に設置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の免震住宅。
9. 前記蓄電池を充電する太陽光発電設備が前記補強部材に設置されていることを特徴とする請求項８に記載の免震住宅。
10. 前記ガイド部材は、
    前記枠体が前記固定金具によって前記居住スペースに固定される代わりに、
    前記固定金具がコイルばねを介して前記居住スペースに固定されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の免震住宅。
11. 前記居住スペースの前記底面が地面から離れたことを検知して上昇開始信号を発するとともに、この上昇開始信号を発した後に前記居住スペースの前記底面が接地したことを検知した場合に接地信号を発するセンサーと、
    前記居住スペースの外面に開閉自在に設置された扉と、
    この扉に取り付けられた電子錠と、
    この電子錠の動作を制御する第１の制御ユニットと、を備え、
    この第１の制御ユニットは、前記センサーから前記上昇開始信号を受信すると、前記電子錠に前記扉を施錠させるとともに、前記センサーから前記接地信号を受信すると、前記電子錠に前記扉を開錠させることを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれか１項に記載の免震住宅。
12. 災害警報を受信した場合に災害発生信号を発する通信ユニットと、
    前記電動モーターの動作を制御する第２の制御ユニットと、を備え、
    この第２の制御ユニットは、前記通信ユニットから前記災害発生信号を受信すると、前記ウィンチが前記ワイヤロープを巻き上げる方向に前記電動モーターを回転させることを特徴とする請求項２乃至請求項１１のいずれか１項に記載の免震住宅。
    

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