JP6987421B2 - 昇降式シェルター扉 - Google Patents

Description

本発明は、ガイドレールに沿って昇降することで開口部を開閉する昇降式シェルター扉に関する。

東日本大震災では、巨大津波によって多くの人々の生命が奪われた。このような巨大津波から身を守るためには、津波襲来前に迅速に高台に避難することが防災上の有効な手段の一つとなっている。しかし、東海、東南海、南海の三連動地震が発生した場合、地震発生後わずか５分で高さ３０ｍの津波が襲来する地域が存在することが予想されている。このような短時間で高台に避難することは、小さなお子様、高齢者・障害者の方々にとっては困難を極める。仮に、避難ビルに退避するとしても、階段を昇ることすら困難であるのが現状である。

対策として、住居に近接した場所にシェルターを設置し、このシェルターに避難することが有効である。地震発生とともに速やかにシェルターに退避し、津波が去ったあとに脱出することで多くの人々の人命を津波災害から守ることができる。

しかし、シェルター用の扉は、津波の波力や漂流物の衝突に耐える性能を具備することが求められるため、頑強なつくりとする必要がある。そのため、必然的に重量の重いものとなる。

蝶番で扉を回転させて開閉するいわゆる「開き戸」は、シェルター用の扉として多用されるが、蝶番に大きな負荷が生じるため、重い扉を円滑に回転することは難しい。また、扉の回動中に、余震が発生した場合は、より大きな負荷が蝶番にかかり蝶番が破損して、扉が開閉できない事態も想定される。蝶番が破損しなくても、扉自体が地震力によって不意に回動し、人々が扉に挟まれる事態も想定される。また、シェルターを設置現場に長期間設置している状態では、経年変化によって蝶番が劣化し、扉の回転がますます困難になる事態が生じる。

開き戸式の扉は、少なくとも９０度、好ましくは１８０度回転させる必要がある。すなわち、開閉するために扉の回転端部を大きく移動させる必要があり、特に、シェルター用扉のように重い扉の開閉には時間を要する。そのため、シェルターへの避難が遅れ被災する危険もある。

特に、上方に向かって回動するいわゆるハッチタイプの重量扉は、開閉がより一層困難となる。

シェルター用の扉を「引戸式」とすることも考えられるが、引戸は壁面と引戸との間に隙間が生じ易く、気密性を確保することが難しい。例えば、津波で水没した状態では、シェルター内部が浸水する虞がある。

ＷＯ２０１８／０７０４６７号公報 特開２０１９−９４６６７号公報

本発明の目的は、短時間に簡単に開閉できて、水密性が高く、耐久性に優れた昇降式のシェルター扉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、昇降式シェルター扉であって、シェルターの天井に設けられた開口部に、スライド自在に嵌合できる扉本体と、扉本体を昇降させる昇降装置を備え、昇降装置は、天井から一直線に延びるガイドレールを有し、扉本体は、ガイドレールに沿って昇降することで開口部を開閉し、昇降装置は、扉本体と接続して、ガイドレールに沿って回動を伴って移動できる無端状帯を有し、扉本体は、無端状帯の移動によってガイドレールに沿って昇降することを特徴とする。

この構成によれば、扉本体は開口部とスライド自在に嵌合するので、水密性能が向上するとともに、扉本体の封止効果を高めることができる。扉本体は回動を伴うことなく、ガイドレールに沿って昇降するので、蝶番を用いた開閉式の扉に比べ経年変化による劣化を抑制できる。また、無端状帯をモータ等の駆動源によって駆動することで、開口部を簡単に開閉できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の昇降式シェルター扉において、扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有することを特徴とする。
この構成によれば、扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有するので、昇降台を利用して避難用具等の荷物の搬入搬出を容易にできる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の昇降式シェルター扉において、昇降台は、扉本体の上昇が完了したとき天井の上方に位置し、扉本体が開口部を閉鎖したときシェルターの内部空間に位置することを特徴とする。
この構成によれば、昇降台は、扉本体の上昇が完了したとき天井の上方に位置し、扉本体が開口部を閉鎖したときシェルターの内部空間に位置するので、昇降台への荷物の積み下ろしが容易となる。

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の昇降式シェルター扉において、昇降台は、扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に扉本体に固定されることを特徴とする。
この構成によれば、昇降台は、扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に扉本体に固定されるので、荷物の積み込み積卸に好適な高さを設定できる。

上記課題を解決するために、請求項５に係る発明は、昇降式シェルター扉であって、シェルターの天井に設けられた開口部に、スライド自在に嵌合できる扉本体と、扉本体を昇降させる昇降装置を備え、昇降装置は、天井から一直線に延びるガイドレールを有し、扉本体は、ガイドレールに沿って昇降することで開口部を開閉し、扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有し、昇降台は、扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に扉本体に固定されることを特徴とする。

この構成によれば、扉本体は開口部とスライド自在に嵌合するので、水密性能が向上するとともに、扉本体の封止効果を高めることができる。扉本体は回動を伴うことなく、ガイドレールに沿って昇降するので、蝶番を用いた開閉式の扉に比べ経年変化による劣化を抑制できる。また、扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有するので、昇降台を利用して避難用具等の荷物の搬入搬出を容易にできる。さらに、昇降台は、扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に扉本体に固定されるので、荷物の積み込み積卸に好適な高さを設定できる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の昇降式シェルター扉において、昇降台は、扉本体の上昇が完了したとき天井の上方に位置し、扉本体が開口部を閉鎖したときシェルターの内部空間に位置することを特徴とする。
この構成によれば、昇降台は、扉本体の上昇が完了したとき天井の上方に位置し、扉本体が開口部を閉鎖したときシェルターの内部空間に位置するので、昇降台への荷物の積み下ろしが容易となる。

請求項７に係る発明は、請求項１、５または６に記載の昇降式シェルター扉において、昇降装置は、ガイドレールが延びる方向に沿って伸縮するリフトシリンダーを有し、扉本体は、リフトシリンダーの伸縮によってガイドレールに沿って昇降することを特徴とする。
この構成によれば、リフトシリンダーを油圧ポンプ等の駆動源によって伸縮させることで、開口部を簡単に開閉できる。

好ましくは、天井は、貯水できることを特徴とする。

この構成によれば、火災のとき、天井に貯水された水の潜熱効果によりシェルター内部の温度上昇を抑制できる。

（ａ）は、実施形態１において、昇降式シェルター扉が開口部を閉鎖した状態の正面断面図であり、（ｂ）は同、開放した状態の正面断面図である。 （ａ）は実施形態１における昇降式シェルター扉の部分正面図であり、（ｂ）は同、部分平面断面図である。 実施形態１における開口部と昇降台の関係を説明する部分平面断面図である。 （ａ）は、実施形態１における扉本体の側面図であり、（ｂ）は、同正面図である。 （ａ）は、実施形態２において、昇降式シェルター扉が開口部を閉鎖した状態の部分正面図であり、（ｂ）は同、開放した状態の部分正面図である。

〈実施形態１〉
本発明の実施形態１について、図１〜４を参照して説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す通り、昇降式シェルター扉１（以下、シェルター扉１と呼ぶ）は、扉本体１０が昇降装置５０によってガイドレール２０に沿って昇降することで、開口部３１を開閉する。開口部３１は、シェルター１００の天井３０に設けられている。シェルター１００は、鉄筋コンクリート製であり、地下１３０に避難空間となる内部空間１１０が画定されている。

天井３０は、外周端から上方に向かって垂直に延びる天井側壁３２が環状に設けられている。これにより、天井３０は上方に開口する盆状の凹部が画定され、水Ｗを貯水できる。また、内部空間１１０の側に断熱材３６が設けられている。仮に大規模な火災が発生した場合でも、貯水された状態では、水Ｗの潜熱効果、および断熱材３６の断熱効果によって、内部空間１１０の温度上昇が抑制される。

天井側壁３２を乗り越えて、開口部３１へ往来するための斜路Ｓが、天井側壁３２の内部面、および外部面に接する状態で、天井３０、および地面１２０の上面に設けられている。

天井３０に設けられた開口部３１は、正面視でガイドレール２０の傾斜角度と同様の傾斜角度で開口している。また、開口部３１を往来するための梯子６０が、内部空間１１０に設けられている。梯子６０の設置角度はガイドレール２０の傾斜角度と同じであることが好ましい。さらに、梯子６０に替えて、踏板を有するタラップとしてもよい。この場合において、踏板は梯子６０の傾斜角度に沿うように回動できることが好ましい。

扉本体１０は、本体部１１、本体部１１の下方に固定される受支柱１２、受支柱１２にスライド自在に固定される昇降台１３、および昇降装置５０に接続する接続部１７を有する。

本体部１１は、中央部に、中央凸部１１ａが設けられている。中央凸部１１ａは、正面視で両側面がガイドレール２０の傾斜方向に沿って下方に向かって延びている。また、中央凸部１１ａの下面には断熱材１６が設けられている。断熱材１６は、中央凸部１１ａと同様に正面視で両側面がガイドレール２０の傾斜方向に沿って下方に向かって延びている。これにより、中央凸部１１ａは、ガイドレール２０の傾斜方向に沿ってスライド自在に嵌合する。この嵌合によって、扉本体１０は、ガイドレール２０の傾斜方向に沿ってのみの昇降が可能となり、水平方向、鉛直方向の移動は制限される。本体部１１は、鉄筋コンクリート製であることが好ましい。また、中央凸部１１ａが設けられた範囲の本体部１１は、厚さが４０ｃｍ〜７０ｃｍであることが好ましい。より好ましい厚さは、６０ｃｍ〜７０ｃｍである。これにより、所定の放射線遮蔽性能を具備し、核シェルター用の扉として利用できる。

図４に示す通り、２本の受支柱１２は、一端が中央凸部１１ａに固定されて、下方に向かってガイドレール２０の傾斜方向に沿って延びており、他端は自由端となっている。受支柱１２は、斜材１２ａ、および横繋材１４によって補強されている。斜材１２ａの一端は、中央凸部１１ａに固定されて、他端は、受支柱１２の中間部に固定されている。横繋材１４は、梯子状に配設されて、端部はそれぞれの受支柱１２に固定されている。斜材１２ａ、および横繋材１４によって補強されることで、受支柱１２の変位は拘束され、見かけ上の剛性は高まる。

昇降台１３は、図３に示す通り、対向する位置に切欠き部１３ａ、１３ａが設けられた略矩形の平板であり、水平を保った状態で、受支柱１２にスライド自在に固定される。また、上面が受支柱１２に接する位置まで上方に向かって回動できる。図１（ａ）、（ｂ）に示す通り、扉本体１０の上昇が完了したとき、昇降台１３は、開口部３１の上方に位置し、開口部３１が閉鎖されたとき、内部空間１１０に位置する。

本体部１１の上面に、２個の接続部１７が固定されている。接続部１７は、本体部１１と昇降装置５０を接続するためのものであり、先端部は２股に分岐している。２股に分岐した一方の端部となる第１端部１７ａは、チェーン４３（無端状帯）に固定され、他方の端部となる第２端部１７ｂは、一対の従動輪４５、４５を介してガイドレール２０と接続している。

昇降装置５０は、一対のガイドレール２０、２０、並びにモータ４０、第１歯車４１、第２歯車４２、およびチェーン４３を有している。ガイドレール２０は、溝２０ａが設けられた断面視がコ字形の部材であり、天井３０に固定されて、所定の角度を維持した状態で一直線に上方に向かって延びている。

モータ４０は、回転軸に第１歯車４１が固定された状態で、一対のガイドレール２０、２０の上端に対向して設けられている。ガイドレール２０の下端部には第２歯車４２が回動自在に固定されている。また、チェーン４３は、第１歯車４１、および第２歯車４２に架け渡されている。電源を入れてモータ４０を回動すると、第１歯車４１が回動し、それに伴って、無端状のチェーン４３が回動を伴ってガイドレール２０の傾斜方向に沿って移動する。また、第２歯車４２が従動して回動する。本実施形態１では、第１歯車４１は、モータ４０の回転軸に直接固定されているが、変速機を介して固定することが好ましい。これによりモータの負荷を低減できるとともに、本体部１１の滑らかな昇降が可能となる。

第２端部１７ｂに設けられた従動輪４５、４５はガイドレール２０の対向するフランジ２０ｂ、２０ｂに接触している。一方、第１端部はチェーン４３に固定される。モータ４０によって第１歯車４１を回動させたとき、チェーン４３はガイドレール２０に沿って移動し、この移動に伴って本体部１１は接続部１７と一体となって、ガイドレール２０の傾斜方向に沿って昇降する。

シェルター扉１の使用について説明する。

通常時においては、重量の重い物資、例えば酸素ボンベ等を容易に内部空間１１０に搬入し、また搬出できる。具体的には、遠隔操作で扉本体１０の上昇を完了させた後、昇降台１３を開口部３１の上方に位置させて、水平を保つ。昇降台１３に酸素ボンベを載せて、切欠き部１３ａから内部空間１１０を目視して安全を確認したうえで、扉本体１０を降下させる。降下が完了した段階で、あらかじめ、内部空間１１０に待機していた作業員が、昇降台１３から酸素ボンベを荷下ろしする。内部空間１１０から搬出するときは、ほぼ同様の手順を踏めばよい。

災害が発生したときは、遠隔操作によって扉本体１０の上昇を完了させて、開口部３１を開放する。昇降台１３は、上面が受支柱１２に接した状態で上方にスライドされて固定されている。横繋材１４を手摺として、梯子６０を使用して内部空間１１０に避難する。全員の避難を確認した段階で、扉本体１０を降下させて、開口部３１を閉鎖する。その後、天井３０に水Ｗを貯水する。火災が発生した場合でも、水Ｗの潜熱効果によって、内部空間１１０の温度上昇は抑制される。また、津波が発生した場合でも、本体部１１は天井側壁３２で防護される。

本体部１１は、中央凸部１１ａによって開口部３１と嵌合しているため、開口部３１の接触面積は増加する。これにより、開閉式の扉に比べ高い水密性能を具備できる。また、波力等の外力によって扉本体１０が、開口部３１から外れることはない。

災害の終息を確認して、天井３０に貯水された水Ｗを排水した後、扉本体１０を上昇させて、開口部３１を開放する。梯子６０を使用して、開放された開口部３１から脱出する。

なお、自力での昇降が困難な人々、例えば日常生活において車椅子を使用している人々に対しては、安全基準等の諸条件を満たしたうえで、昇降台１３に腰かけた状態で昇降して、内部空間１１０に避難できるようにすることが好ましい。具体的には、扉本体１０の上昇が完了した時点で、昇降台１３をスライドさせて腰かけ易い位置に固定する。足を切欠き部１３ａに入れた状態で昇降台１３に座り、扉本体１０を降下させる。この場合において、車椅子も同時に昇降台１３に乗せてもよい。より好ましくは、車椅子に乗った状態で昇降台１３まで移動して、車椅子ごと昇降することである。

〈実施形態２〉
本発明の実施形態２について、図５を参照して説明する。実施形態２は、実施形態１とほぼ同様の構成となっていることから、主な相違点となる昇降装置について説明する。実施形態１と同様の構成については、同じ符号を付し、異なる構成については２００番台の符号を付す。

昇降装置２５０は、一対のガイドレール２２０、２２０、並びに滑車２４５、ワイヤー２４６、およびリフトシリンダー２４０を有する。ガイドレール２２０は、外ガイドレール２２１、および内ガイドレール２２２で構成されている。外ガイドレール２２１は、天井３０に固定されて、一直線に上方に向かって垂直に延びている。

内ガイドレール２２２は、外ガイドレール２２１に沿って昇降する構造となっており、上端部に滑車２４５が回動自在に固定されている。

リフトシリンダー２４０は、一端が天井３０に固定されて、上方に向かって垂直に延び、他端は内ガイドレール２２２に接続している。

扉本体２１０は、従動輪（図示略）等によって内ガイドレール２２２に沿って昇降可能となっている。

ワイヤー２４６は、一端が扉本体２１０に固定されて、滑車２４５を経由して他端が外ガイドレール２２１に固定されている。

リフトシリンダー２４０を上昇させると、内ガイドレール２２２が、外ガイドレール２２１に沿ってリフトシリンダー２４０の上昇した距離と同等の距離を上昇する。同時に、内ガイドレール２２２に固定された滑車２４５もリフトシリンダー２４０の上昇した距離と同等の距離を上昇する。このとき、扉本体２１０は、リフトシリンダー２４０の昇降する距離の２倍の距離を昇降する。これにより、扉本体２１０の昇降速度を速めることが可能となるとともに、開口部３１が閉鎖された状態で、ガイドレール２２０の構造高さを低くできる。

なお、内ガイドレール２２２を外ガイドレール２２１に沿って昇降させるために必要となる構成、および扉本体２１０を内ガイドレールに沿って昇降させるために必要となる構成については、フォークリフトの昇降で用いるものとほぼ同様であり、一般的構成であることから説明は省略する。

実施形態１、２はあくまでも例示であり、上述した実施形態に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、様々な改変、置換等を行うことができる。例えば、実施形態１、２においてガイドレールの傾斜角度は垂直であっても、所定の傾斜角度であってもよい。また、実施形態１で用いた昇降装置において、モータに替えて、リフトシリンダーで扉本体を直接昇降させてもよい。

本発明に係る昇降式シェルター扉を、地下シェルターに用いることで、通常時において、重量物の内部空間への搬入・搬出を行い得る。また、津波災害、火災、放射能災害に対して幅広く対応できることから産業上の利用可能性は大である。

１： シェルター扉
１０： 扉本体
１３： 昇降台
２０、２２０： ガイドレール
３０： 天井
３１： 開口部
４３： チェーン（無端状帯）
５０、２５０： 昇降装置
１００： シェルター
１１０： 内部空間

Claims (7)

1. シェルターの天井に設けられた開口部に、スライド自在に嵌合できる扉本体と、
   前記扉本体を昇降させる昇降装置と、を備え、
   前記昇降装置は、前記天井から一直線に延びるガイドレールを有し、前記扉本体は、前記ガイドレールに沿って昇降することで前記開口部を開閉し、
   前記昇降装置は、前記扉本体と接続して、前記ガイドレールに沿って回動を伴って移動できる無端状帯を有し、
   前記扉本体は、前記無端状帯の移動によって前記ガイドレールに沿って昇降することを特徴とする昇降式シェルター扉。
2. 前記扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有することを特徴とする請求項１に記載の昇降式シェルター扉。
3. 前記昇降台は、前記扉本体の上昇が完了したとき前記天井の上方に位置し、前記扉本体が前記開口部を閉鎖したとき前記シェルターの内部空間に位置することを特徴とする請求項２に記載の昇降式シェルター扉。
4. 前記昇降台は、前記扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に前記扉本体に固定されることを特徴とする請求項２または３に記載の昇降式シェルター扉。
5. シェルターの天井に設けられた開口部に、スライド自在に嵌合できる扉本体と、
   前記扉本体を昇降させる昇降装置と、を備え、
   前記昇降装置は、前記天井から一直線に延びるガイドレールを有し、前記扉本体は、前記ガイドレールに沿って昇降することで前記開口部を開閉し、
   前記扉本体は、下端部に設けられる昇降台を有し、
   前記昇降台は、前記扉本体の昇降方向に沿ってスライド自在に前記扉本体に固定される
   ことを特徴とする昇降式シェルター扉。
6. 前記昇降台は、前記扉本体の上昇が完了したとき前記天井の上方に位置し、前記扉本体が前記開口部を閉鎖したとき前記シェルターの内部空間に位置することを特徴とする請求項５に記載の昇降式シェルター扉。
7. 前記昇降装置は、前記ガイドレールが延びる方向に沿って伸縮するリフトシリンダーを有し、
   前記扉本体は、前記リフトシリンダーの伸縮によって前記ガイドレールに沿って昇降することを特徴とする請求項１、５または６に記載の昇降式シェルター扉。

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