(57)【要約】【課題】東日本震災で二万人以上の市民が避難を完了することなくして亡くなった、それは避難施設までの移動距離は老人、子供、障害者などにとって非常に長いので、避難時間を大幅に短縮する工法を考案した。【解決手段】地中に埋設したシェルタードック（１）に収納した地下シェルターであつて、上方には脱出ハッチ（１３）を有し、下方には鉄製の連結具（１１）（１２）を備え、シェルター本体（２）の上部が連結ワイヤー（９）で係止された地下シェルターである。【選択図】図１
2014111873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開放されたコンクリート製のシェルタードック（１）とその内部には、周囲空間
（２５）及び底空間（２６）を介して収納される上部に脱出ハッチ（１３）を備えたシェ
ルター本体（２）からなり、前記シェルター本体（２）は、前記シェルタードック（１）
と連結ワイヤー（９）でつながれ、又底部に於いてはシェルター本体（２）を載置するための台座（１０）を設けることで、前記周囲空間（２５）と底空間（２６）を形成し、且
つシェルタードック（１）とシェルター本体（２）とは連結具上部（１１）、連結具下部
（１２）により脱着自在に係止されており、さらに前記周囲空間（２５）の上部は防塵メ
ッシュ（７）で覆うと共に、前記シェルタードック（１）は、上部の一部を地表に突出さ
せ、下部を地中に埋設してその外部に設けられたモーメント基礎（５）に固着したことを
特徴とする地下シェルター。  
【請求項２】
シェルター本体（２）は、外壁が１層構造又は２層構造であって浮力を所持した構造を持った請求項１に記載のシェルター。
【請求項３】
連結具上部（１１）及び、連結具下部（１２）は、シェルター本体（２）の内部に設けられ
た操作ペダル（３）によりシェルタードック（１）とシェルター本体（２）を脱着自在に
係止可能な構造としたことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の地下シェルター。
【請求項４】
上下方向に複数に分割されたシェルタードックパーツ（１７）であって、それぞれのシェルタードックパーッ（１７）の間は、結合プレート（３３）で固着されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の地下シェルター。
【請求項５】
前記地下シェルターを覆うように形鋼で構成された脱出エントランス（２２）を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地下シェルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭小な敷地の地下に防災用避難シェルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
先ほど発生した東日本震災において、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。
【０００３】
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ぎて短時間に避難を完了することが出来ないことを原因として、津波に呑み込まれてしまったことが考えられる。
【０００４】
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、不可能と言うことしか出来ない。避難時間の短縮のためにこの工法を考案した。
【０００５】
仮にもし、自宅の敷地内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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３ ―２０６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の常識的な工法では、シェルター本体はコンクリート材料を使用して地下に現場施
工する方法が一般的であった。しかし、従来の工法で現場施工するには作業工程が複雑で
手間とコストがかかり、工事期間が長期間に渡り、コストも高額になることの問題であった。また、従来型の地下埋設型シェルターは瓦礫に埋まってしまうと、脱出が不可能だけでなく、酸素の取り入れが困難な問題点もあった。
【０００８】
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
までは捜索が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を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。万が一にも、それまでにシェルターから脱出するかもしくは、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よって死にいたる。本願は、このような問題点を解決した発明である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の発明は、請求項１に記載の上部が開放されたコンクリート製のシェルタードック
（１）とその内部には、周囲空間（２５）及び底空間（２６）を介して収納される上部に
脱出ハッチ（１３）を備えたシェルター本体（２）からなり、前記シェルター本体（２）は、前記シェルタードック（１）と連結ワイヤー（９）でつながれ、又底部に於いてはシ
ェルター本体（２）を載置するための台座（１０）を設けることで、前記周囲空間２５）と底空間（２６）を形成し、且つシェルタードック（１）とシェルター本体（２）とは
連結具上部（１１）、連結具下部（１２）により脱着自在に係止されており、さらに前記
周囲空間（２５）の上部は防塵メッシュ（７）で覆うと共に、前記シェルタードック（１）は、上部の一部を地表に突出させ、下部を地中に埋設してその外部に設けられたモーメント基礎（５）に固着したことを特徴とする地下シェルターである。又、請求項２に記載のシェルター本体（２）は、１層構造又は２層構造であって浮力を所持した構造を持ったシェルターである。かつ又、請求項３に記載の連結具上部（１１）及び連結具下部（１２）は、シェルター本体（２）の内部に設けられた連結ペダル（３）によりシェルタードック（１）とシェルター本体（２）を脱着自在に係止可能な構造としたことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の地下シェルター。
かつ、請求項４に記載の上下方向に複数に分割されたシェルタードックパーツ（１７）であって、それぞれのシェルタードックパーツ（１７）の間には、結合プレート（３３）で固着されたものである請求項１乃至３のいずれかに記載の地下シェルター。
更に、請求項５に記載の前記地下シェルターを覆うように形鋼で構成された脱出エントランス（２２）を設けた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。
【００１０】
本発明は、敷地内の地下に設置するためにコンクリート製のシェルタードック１及びシ
ェルター本体２を考案した。特にコンクリートの比重０ .６〜１．８ｇ／ｃｍ３の材料に
よりシェルタードック１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
を考案した。現場において、コンクリート打設する場合の比重は、１．８〜２．３５ｇ／
ｃｍ３のものを使用するよう考案した。形状については、シェルター本体２は立方体、円
筒体、多面体とし軽量コンクリート材料又は、金属材料の物性上可能な範囲とする。
【００１１】
また、地上部には空気の取入の為や自力脱出する為の脱出ハッチ１３を装備したシェルター本体２を配置した。
【００１２】
シェルター本体２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。最少の収容人数が１人用とすれば、シェルター本体２の容積は、幅１ .３ｍ、奥行１ .３ｍ、高さ１ .８ｍのサイズで３．０ｍ３のサイズで十分と考える。
【発明の効果】
【００１３】
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、震災瓦礫により
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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捜索行動になってしまう。
【００１７】
だが、小規模シェルターからの脱出に成功した地元の被災者は、現地の状況を誰よりも
把握しているので、救出活動への初動が迅速となる。
【００１８】
この工法は、狭小な敷地内に設置でき工期も比較的に短期間に出来うるものである。１
人〜４人対応のシェルターシステム設置に必要な敷地内の面積は約７ .０ｍ２で設置でき
うるように考案した。従来の工法では、構造が複雑であったり大規模なものであったりしたことで完成するのに長時間必要とされた。
【００１９】
この発明は特に、国内の離島、海岸線の小規模集落に設置するにも、小型建設機械のみ
の使用で完成が可能である。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。工場製造済みシェルタードック１やシェルター本体２は、運搬、設置の時に小型建設重機などか必要となるのみで、国内の離島や小規模集落、ましてや開発途上国には普及が進む可能性がある。
【００２０】
もう一つの利点は、政府などの援助金を待たずに個人負担で工事に着手できる程度の予定
販売価格帯であることが、最大の利点である。今後の普及速度の高速化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の縦断面図を示す。
【図２】本発明の平面図を示す。
【図３】本発明の脱出ペダルの縦断面図を示す。
【図４】本発明の脱出ハッチの縦断面図を示す。
【図５】本発明の縦断面図を示す。
【図６】本発明の分割シェルタードックの断面図を示す。（１）は斜視図  （２）は断面図  （３）は詳細断面図
【図７】本発明の脱出エントランスの縦断面図を示す。  （１）は縦断面図  （２）は平面図
【図８】本発明の被災時の縦断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
基本的に、敷地内にシェルタードック１を埋設できる空間が必要である。
図１より、シェルタードック１を設置するにあたって敷地の内部の地面に縦横の外周
ともにシェルタードック１の外部寸法よりも５０〜８０ｃｍ程度大きい寸法で掘り下げる。深さは、シェルタードック１の深さよりも少し深めとなる約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。
【００２３】
人力掘削及び小型の掘削機を使用して所定の深さまで掘り下げる。掘削作業中は、掘削
法面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
レートにて転圧して、平坦化を図る。
【００２４】
続いて、均しコンクリート４の打設を行う。厚さは５〜１０ｃｍ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／
ｃｍ２、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２が単体の物は、そのまま据え付けを行う。
【００２５】
図１より、シェルタードック１の設置について述べる。シェルタードック１が工場にて
製造された物の場合は、小型クレーンによって吊り下げて均しコンクリート４の上に静か
におろす。
【００２６】
シェルタードック１が、現場施工となる場合には、床、壁の部分ともに在来工法によって構築される。作業工程としては、鉄筋の組立て、型枠組立て、生コンクリート打設、コ
ンクリート養生、型枠解体とした作業工程の繰り返しにより壁の構築方法とした。
なお、床盤の施工に於いて雨水抜きのための水抜口１９も設置する。コンクリート内に塩
化ビニールパイプで内径５０ｍｍの物を垂直方向でコンクリート製の床盤を貫通する長さ
で装備する。工場製作の場合は、同じサイズのものを工場製作中に設置する。
【００２７】
また、今回の発明の特徴は、シェルタードック１の上方の一部が地上に露出している点
である。全部分を地下に埋設する方法も選択できるが、津波の被災後に自力により脱出を
試みる場合は少しでも地上に頭の部分が露出していた方が脱出に有利になるからである。
その理由は、東日本大震災の被災地の跡地の状況を解析すると、コンクリート製の布基礎
部分と床の土間コンクリート部分がかなりの確率で残されていたことを根拠とした。であ
るから、シェルター本体２の高さに於いて上方の３分の１位は地上に露出して設置するよ
う考案した。ただし、津波による横からのモーメントに対抗するために地上に露出したシ
ェルタードック１の側面部分を補強するためにモーメント基礎５を考案した。
【００２８】
図１より、モーメント基礎５は、鉄筋コンクリート製でシェルタードック１が現場施工の場合と工場製造の場合でも、現場に於いて生コンクリートで打設施工する。シェルタードック１を設置後所定の高さまで埋戻しが完了した時点で、モーメント基礎５の施工を行う。モーメント基礎５の床盤部分をエンジン式プレートにて転圧した後、均しコンクリート４を打設する。均しコンクリート４が硬化後に、鉄筋の組み立てを行う。その後、型枠設置をして生コンクリートを打設する。床部分が終了した後は、モーメント基礎５の壁の部分も同様に施工を行う。ここで大切なことは、モーメント基礎５とシェルタードック１が構造的に一体化することである。
【００２９】
シェルタードック１が現場での施工の場合は、シェルタードック１の壁の外側の側面に
振動式ドリルで外径１８〜２４ｍｍの穴をあけて、清掃後にこの穴にケミカルアンカーを
挿入して、ＪＩＳ異形鉄筋Ｄ１３又はＤ１６を挿入して固着させる。工場製作の場合には、工場内でシェルタードック１に全ねじのアンカーセット２０を埋め込むこととした。
【００３０】
シェルター本体２とシェルタードック１を連結させるために、Ｕ字アンカーボルト８を
シェルタードック１の上方部とシェルター本体２の上部に各４か所以上取り付けておく。
シェルター本体２の現場据え付けが完了した後は、連結ワイヤー９によって連結する。
【００３１】
シェルター本体２の構造について述べる。鉄筋コンクリート製のものは、軽量コンクリートで比重が０．６〜１．８ｇ／ｃｍ３の物を使用して一層構造又は二層構造のものとする。金属製のシェルター本体２を製造する場合の金属材料の比重は、１．７５〜７．８０ｇ／ｃｍ３のものを使用した一層構造又は、二層構造とした。また、軽量コンクリートで
製作した場合の壁の厚みは、一層構造シェルター本体２は１０〜２０ｃｍ、二層構造シェ
ルター本体２は２０〜３０ｃｍに考案した。
金属材料を使用する場合の金属材料の厚さは１ .０〜９.０ｍｍまでとし、シェルター本体１の壁の厚みは金属材料の物性により十分な強度が確保できる厚さとした。
【００３２】
また、シェルター本体２の材料の構成は、外側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、内側のシェルターは、金属又は樹脂材料で造る複合構造
も考案した。鉄筋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／ｃｍ３のもで、圧縮強度は  １８０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ２のものを使用することとした。鉄筋コンクリート製の壁の厚みは、浮力を考えて１０〜１５ｃｍとする。壁厚が過剰に厚いと浮力を得られないので、極力軽量化しつつも剛性を確保する厚さとした。
【００３３】
シェルター本体２のサイズは、１人当たり１ .５ｍ３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＝６.０ｍ３となる。幅１ .８ｍ、高さ１ .８ｍ、長さ１ .８ｍ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分程度しか酸素呼吸が継続できないので、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。それ以上の時間を滞在するためには、特別に酸素ボンベの数量と二酸化炭素の吸着剤を増加させることとする。
【００３４】
図３より、連結ペダル３を踏むことで連結具上部１１と連結部下部１２が切り離され、シェルター本体２が浮力により上昇する。その後、脱出ハッチ１３を開放して屋外に出る場合は、シェルター本体２と脱出エントランス２２の間に脱出空間３９が確保される。その空間から四方向の中から瓦礫の少ない位置を選択して、完全に脱出を完了することができる。連結具上部１１、連結具下部１２は、鋳鉄製で腐食性能の高いものとした。基本的には、機械構造のものとした。電磁石式で高性能な電池で作動するものも連結方法に含めた。また、軌道式列車で使用されているものも流用できるようにした。
【００３５】
基本的には、地中内にシェルタードック１及びシェルター本体２を地盤面より下方に３
分の２前後の部分が埋まる深さ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
に入れることが最も重要である。しかし、建物の敷地条件によっては東日本大震災におい
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、モーメント基礎５の幅、
地下方向への深さのサイズを大きくする。シェルタードック１の壁の厚さを厚くすること
によって対抗できるように考案した。
【００３６】
図１により、表面保護コンクリート６の打設について述べる。今回の発明のシェルター
本体２の全ての部分は、シェルタードック１の内部に格納さてれている。しかし、津波に
よるキャビテーション、エロージョン、瓦礫による衝撃からシェルター本体２の天井部分
を守る為に現場又は工場製作に於いてコンクリート打設を行う。コンクリート材料は、比
重が０．６〜１．８ｇ／ｃｍ３で圧縮強度は、１８０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ３で厚さは、
１０〜２０ｃｍとした。
しかし、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種を使用することとする。スランプ値
は１０〜１５ｃｍとする。
【００３７】
シェルタードック１の平面的な設置場所は、玄関すぐ横、寝室のすぐ前、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。そうすることにより、津波のモーメントに対する抵抗力が増加する。
【００３８】
津波によっての水没後の数時間から１２時間は、水の流入により脱出ハッチ１３は開け
ることが出来ない。しかし、その後水の流入が止まることで、自力で脱出を試みることが
出来る。もし、震災瓦礫によって脱出ハッチ１３が覆われて自力脱出できない場合におい
ても、脱出ハッチ１３が少しでも空けば生存の為の酸素の確保ができる。震災瓦礫に埋ってしまっても、脱出ハッチ１３がわずかでも開けば外部救助までの時間が稼げる。
【００３９】
脱出ハッチ１３が水没した状態が続いたとしても、シェルター本体２の内部圧力が酸素ボンベを使用することにより、内部気圧が上昇するので１ｍ程度の水没状態でも脱出ハッチ１３は、開放できる。
【００４０】
そして、図１よりシェルタードック１の壁上方の内側にＵ字アンカーボルト８を埋め込む。同時に、工場製作においてシェルター本体２にＵ字アンカーボルト８を埋め込んで製作する。現地で据え付けを行った最後に連結ワイヤー９によって結合を行う。連結ワイャー９の外径は、３０〜７０ｍｍとした。
【００４１】
台座１０は、シェルター本体２が平常時にはシェルタードック１内に於いて、腐食しな
いために取付けを考案した。シェルタードック１が、現場打設の場合は床の生コン打設の
際に異形鉄筋Ｄ１３をコンクリート内に呑み込ませる。その後、コンクリート２次製品を
現場で取り付ける。工場製作でシェルタードック１が単体の場合は、工場製作の時点で取
付用のための全ねじのアンカーを取り付けておき、現場においてナット接合又はコンクリートボンドで床に取り付ける。
【００４２】
シェルター本体２とシェルタードック１を連結させるために、Ｕ字アンカーボルト８を
シェルタードック１の上部とシェルター本体２の上部に各４か所以上取り付けておく。シ
ェルター本体２の現場据え付けが完了した後は、連結ワイヤー９によって連結する。この
連結ワイヤー９は、シェルター本体２が必要以上に上昇するのを抑制するために設置する
ことを考案した。連結ワイヤー９の外径は、３０〜７０ｍｍとした。
【００４３】
図２より、防塵メッシュ７について説明を述べる。シェルター本体１の天井部分に取付けてシェルタードック１とシェルター本体２の周囲空間２５の隙間に震災瓦礫が流れ込むのを防止するために考案した。津波の上げ潮、引き潮によって色々な瓦礫がシェルタードック内１に流れ込むと、シェルター本体２が浮上する際の支障となる。瓦礫の流入防止のために考案した。防塵メッシュ７の材料は、鉄、ステンレス鋼、チタン合金を使用した強度の強いものを使用する。外径は、１５〜４０ｍｍとした。
【００４４】
図３より、連結具上部１１、連結具下部１２は、鋳鉄製で腐食性能の高いものとした。基本的には、機械構造のものとした。電磁石式で高性能な電池で作動するものも連結方法に含めた。また、軌道式列車で使用されているものも流用できるようにした。
【００４５】
図４より、脱出ハッチ１３について説明する。脱出ハッチ１３は、鋼鉄製でできている。框４４にツメ４３によって押えつけられることにより、ブチルゴム製の水密パッキン４５
がつぶされることにより、隙間を充填され水圧に対抗できる構造とした。また、シェルター本体２の外部にあるハンドル４２を浮遊する瓦礫などの衝撃から守る為にハッチカバー４１を取り付けた。ハッチカバー４１は、鉄製で脱出ハッチ１３と一体化している。
【００４６】
ツメ４３は、ハンドル４２と連動して動く仕組みとなっている。また、框はシェルター本体２に溶接により接合されて一体化されている。今回は、鋼製の二層構造のシェルター本体２に取り付けを行った例を示した。
【００４７】
脱出ハッチ１３は、シェルター本体２と一体化している。脱出ハッチ１３は、扉と框とも強度を持った鋼鉄製で、扉と框との中間にはブチルゴム製の防水性を有したパッキンを装備した。脱出ハッチ１３は、脱出に有利なばね構造の装置を取り付けて外開きとした。
図４より、補助スプリング４５は脱出ハッチ１３を上方へと開放する時の為にばねの力を利用して、開放を容易できるよう補助するように考案した。
【００４８】
図５より、ラジオなどからの情報に基づき、６〜１２時間後にシェルター本体２の床に
設置してある連結ペダル３を踏むことにより、シェルター本体２の外部の底に取り付けて
ある連結具上部１１とシェルタードック１内の床に埋め込み済みの連結具下部１２と切り
離される。津波によってシェルタードック１にすでに流入した水の浮力によりシェルター本体２が上昇する。
【００４９】
ここで、今回の発明の詳しい説明を行う。水位が下がった状態を仮定したものである。最少収容人数のサイズの設置例を用いて説明する。シェルター本体２の外部寸法を幅１．５ｍ、奥行１．５ｍ、高さ１．８ｍとする。シェルター本体２の容積は、１．５ｍ ×１．５ｍ ×１．８ｍ＝４．０５ｍ３  となる。また、シェルタードック１の内部寸法を幅１．９ｍ、奥行１．９ｍ、高さ２．３ｍとする。シェルタードック１の内法容積は、１．９ｍ ×１．９ｍ ×２．３ｍ＝８．３ｍ３となる。シェルタードック１の内法容積とシェルター本体２の容積の差は、８．３ｍ３−４．０５ｍ３＝４．２５ｍ３となる。底部の水の容積は、１．９ｍ ×１．９ｍ ×０．５ｍ＝１．８０５ｍ３である。よって側面の水量は、４．２５ｍ３−１．８０５ｍ３＝２．４４５ｍ３即ち２．４４５ｔｏｎとなる。また、シェルター本体２の表面積を求めると、１．５ｍ ×１．５ｍ ×２面＋１．５ｍ ×１．８ｍ ×４面＝１５．３ｍ２となる。かりに３ｍｍの鉄板で製作したと仮定して計算する、使用する鉄板の容積は１５．３ｍ２×０．００３ｍ＝０．０４５９ｍ３となる。これに鉄の比重７．８を掛け算すると、使用する鉄板の重量は０．０４５９ｍ３×７．８＝０．３５８ｔｏｎとなる。内部に残る水の量から鉄板の重量を引くと、浮力として使用できる水の容積は２．４４５ｔｏｎ−０．３５８ｔｏｎ＝２．０８７ｔｏｎとなる。これを、シェルタードック１の底面積、１．９ｍ ×１．９ｍ＝３．６１ｍ２で割ると、水の高さは、２．０８７ｔｏｎ ÷３．６１ｍ２＝０．５７８ｍだけ上昇する。
【００５０】
周囲空間２５内に浸水した場合、この時点で連結ペダル３を踏むことにより、連結具上部１１と連結具下部１２が切り離される。そうすると、シェルタードック１内の周囲空間２５にたまっていた水の浮力により、ある一定程度の上昇が可能となる。この上昇する高さは、シェルタードック１とシェルター本体２の容積の差に大きく影響される。つまり、周囲空間２５の容積に関係する。始めに、地盤面より６０ｃｍ上昇して設置してあるので、５７．８ｃｍを加えると約１．２ｍの位置まで計算上では上昇できる。津波が完全に撤退して、水位がシェルタードック１の内部の水量のみで計算した結果である。水位がシェルタードック１よりも高い位置で留まった状態の時に連結を開放すれば、もう少し高い位置まで上昇できる。
【００５１】
また、水位が地盤面よりも数十センチメートル高い時に連結を切り離せば、さらに浮力による上昇を期待できる。図５に示すように、津波の撤退の終盤の時点で切り離せば、最
大に浮力を利用して浮かび上がることが出来る。ただし、この最大浮力を得られるタイ
ミングを見計ることがなかなか容易とは考えにくいし、安易に上昇することは、危険を招
くことに成りかねない。上げ潮及び引き潮の前期に於いて、瓦礫による損傷を受ける可能
性が大いに残るからである。
【００５２】
この段階において、初めて今回の発明の効果が発揮されるのである。東日本大震災に於
いて、地盤沈下を発生した高さは約１ｍと聞き及んでいる。このシェルターは、最初から
地上にシェルター本体の３分の１以上の部分が露出しているので、計算上では、最低でも
あと３０〜４０ｃｍ浮力により上昇できれば、水面上に脱出ハッチ１３を開放することが
出来て場外に出られるという計算である。先行出願の地下埋設型シェルターの多くは、脱
出ハッチが地盤面に設定されている事例が多かった。シェルタードック１及びシェルター
本体２を設置した時点で震災瓦礫がどの位高さに堆積するかは想定できないことは、否定
できない。この発明では、最初からの地上露出の高さ部分に加え、浮力によって上昇でき
る高さにより脱出が有利になることを最大の発明の効果と考えた。
【００５３】
次に図６より、シェルタードックパーツ１７について説明する。
分割で製造されたものの場合には、すべてのシェルタードックパーツ１７の据え付け後に、一体化となり水密性を確保するために、結合及び防水処理を行う。
図６（２）より、結合モルタル２１は、防水樹脂モルタル、エポキシ樹脂モルタルを使用
する。止水ゴム１８は、耐候性能が高いブチルゴム材の止水パッキンを使用する。
【００５４】
また、要求されるシェルター本体２のサイズによってこれを収納するシェルタードック
１のサイズも比例して大きさが変化する。そのような場合において、中型トラック、大型
トラックによっても運搬できないサイズのシェルタードック１となる場合は、現場に於いて生コンクリート打設によって構築する工法も考案した。大型のシェルタードック１を現
場での施工時間を短縮する為の工法でシェルタードックパーツ１７も考案した。     
【００５５】
シェルタードックパーツ１７は、比重が０．６〜１．８ｇ／ｃｍ３の軽量コンクリートを使用して工場製造とする。内部には異形鉄筋ＪＩＳＤ１６を縦横ともに２０ｃｍの間隔をもって作られている。従来のコンクリートの約半分の重量しか無い為に、作業効率が良い。また、大型クレーン者などの使用が回避される。シェルタードックパーツ１７の結合方法について述べる。工場で製造時に於いて、外径１５〜２０ｍｍのステンレス製の結合ボルト３４を埋め込む。図６（３）より、現場において各段の組立が終了するたびに、ステンレス製の結合プレート３３をステンレス製の結合ナット３５を使用して定着させる。結合プレート３３の厚さは、３〜１０ｍｍとする。
【００５６】
その際は、シェルタードックパーツ１７の分割サイズ１段当たりの高さを３０〜５０ｍ
として、掘削が深くなるたびに分割シェルタードック１７を上方に積み上げていく方法を
考案した。シェルター本体の高さが１．５〜１．８ｍと仮定すると、分割シェルタードッ
クの１段当たりの高さは約３０ｃｍのものを使用すれば、数段で土留め工事も同時に終了
することとなる。
【００５７】
シェルタードックパーツ１７の各段の隙間には、止水ゴム１８を挟む。素材は、耐久性能の高いブチルゴムを使用する。また、各段の結合部分の水密性を高めるために、目地の中には、結合モルタル２１を詰め込む。材料は、防水樹脂モルタル、エポキシ樹脂モルタルを詰めることとした。
【００５８】
今回発明したシェルタードックパーツ１７は、建物の内部の地下にシェルターを埋設する際の留め工法としても使用できることも考案した。建物の内部の地下を掘るという作業は、建物に対して過大な負荷をかけるので、出来るだけその負荷を軽減できるように考案した。建物内の作業に於いて仮設資材を出し入れすることは、作業効率が低下する。また、建物に悪影響を与えることが多い。このような無駄をなくす為にも有効な手段となる。
【００５９】
また、シェルター本体２が二層構造である時は、断熱の効果も十分に期待できる。東日
本大震災のような寒冷地でかつ冬季に於いて水中で救助を待つためには、断熱効果が高い
仕様が生存率を上げる。その上に濁流に呑まれた場合は、震災瓦礫の衝突によりシェルター本体２が破損することが予測されるので、そのことによって沈没する危険性を減少させ
た。地下に設置する物には、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
上するよう考案した。
【００６０】
図７に基づいて脱出エントランス２２を説明する。
震災瓦礫対策として重量鉄骨製の脱出エントランス２２を考案した。使用材料は、重量鋼のＨ鋼、丸鋼とＨ鋼の複合材料、丸鋼とＨ鋼とグラウト材の複合材料とした。六面体で地上には五面が露出する。脱出エントランス２２の剛性を高めるために、重量鋼を使用して、鉄骨筋違２４を対角方向に相互に配置する。脱出エントランス２２の天井と側面分は、瓦礫が喰い込まないようにＨ鋼を交差状に組む。今回の事例で使用するＨ鋼のサイズは、フランジ長さ３００ｍｍ、ウエブ長さ３００ｍｍ、フランジ厚さ１５ｍｍ、ウエブ厚さ１０ｍｍのものを具体例として挙げた。工事予算に余裕がある場合は、鉄骨筋違の外側にプレキャストのコンクリート製の壁を取り付けると一層強度が確保される。現場において壁は、生コンクリートを使用して打設する工法だと時間と経費が必要となるので、出来限りプレキャストのコンクリート壁を使用する。壁を設置するに当たり、壁の出入り口にも脱出ハッチ１３を取り付けるように考案した。
【００６１】
基礎もエントランス基礎２３を増設して、外部からの力学モーメントに対応できる大き
さとした。エントランス基礎２３の上部はシェルタードック１とは密着せず、エラスタイトを使用して密着を防ぐ。また、脱出エントランス２２はシェルター本体２が浮力による上昇を妨げない高さとする。シェルター本体２が地盤面から、１．０〜２．０ｍ上昇するよう考案したので脱出エントランス２２の高さは最大で２．５〜３．０ｍとした。エントランス基礎２３の内部に確実に固着できるようにベースプレート２７を考案した。鉄製で大きさは、縦横共に８０ｃｍで、鉄板の厚さは５〜１０ｍｍとした。ベースプレート２７の四隅には、外径２２〜２８ｍｍ穴あけベースプレートホール３１を設け、そこの中にＬ型に加工された鉄製で外径２０ｍｍのＬ型ボルト３２をコンクリートの中に打設することとした。
【００６２】
コンクリート支柱３６について説明する。津波の衝撃により脱出エントランス２２にモーメントが作用すると、コンクリート支柱３６に引抜力が発生する。この引抜力に対抗するために今回の発明を考案した。地中の先端部は、補強基礎３７を貫通して原地盤に定着させる。そして、頭頂部はエントランス基礎２３の内部に定着させる。こうすることにより、津波と接触する部位では、引抜対抗力が増し、反対側の部位では圧縮抵抗力が増加する。こうすることにより、地上に露出して津波の破壊力を直接に受ける脱出エントランス２２の構造上の耐力を増加させることにより、津波による破壊から免れる。引抜抵抗土４６も引抜抵抗に抵抗加算する。これは、東日本大震災において重量鉄骨構造物が地上に多く残存したことを根拠とした。今回の実施例では、四隅に各一本の設置としたが、シェルター本体２のサイズにより随時本数は増加する。
【００６３】
補強基礎３７は、鉄筋コンクリート製で、ＪＩＳＤ１３又はＤ１６の異形鉄筋を使用して縦横１５０〜２００ｍｍの間隔で平面上に配置する。コンクリートは、普通ポルトランドセメント又は高炉セメントＢ種を使用する。配合強度は、１８０〜２８０ｋｇｆ／ｃｍ２のものを使用し、厚みは１５０〜２００ｍｍとする。また、コンクリート支柱３６は、鉄筋コンクリート製で工場製作されたものとする。頭部と先端部には、摩擦抵抗力を増加させるために、杭の外周部にはヒダを付ける。内部の鉄筋は、たて筋は異形鉄筋ＪＩＳＤ１３又はＤ１６〜２４とし、その周りには同規格のループ筋を配置することとした。コンクリート支柱３６の外径は、直径２００〜６００ｍｍのものとする。
【００６４】
敷地地盤の支持力が悪い場合には、引抜抵抗土４６はコンクリートに置き換えて、補強基礎３７とエントランス基礎２３と一体化させる。ただし、シェルタードック１とは、絶縁させる。使用コンクリートは、普通ポルトランドセメント又は、高炉セメントＢ種を使用する。
【００６５】
図８より、脱出エントランス２２を装備することにした根拠は、東日本大震災において木造家屋のなどの大量の破片が地上に堆積することを根拠とした。堆積物により脱出経路が閉鎖されることの危険を回避することを開発の目的とした。重量鉄骨で造られた脱出エントランス２２の上部に瓦礫が堆積してもある一定の量であれば、脱出のための空間である脱出空間３９が確保できるために考案した。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
海外に生産を拡大した場合には、超軽量コンクリートを使用することにより、生産工場
から設置現場へも比較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。金属製、樹脂製のものと比
べると、耐塩害性についても有利な素材を使用したことによりメンテナンスに手間がかからない。また、先行出願を拝見すると共鳴する発明がいくつか存在したが、一般社会への
普及を考えると高額で大規模なものがほとんどで、普及に至らない可能性が高いものが多
くあった。安い値段で普及する発明を今回目指した。部品については、東北地域の業者を
選定する予定である。国内需要を想定すると他の発明と異なり、復旧のために建物の内部
改修工事を必然とされるので、地方の建築、建設業者への工事の発注量の増加として考え
れば、内需拡大対策となる。なお、今回の発明のように小規模のシェルターは、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。
【符号の説明】
【００６７】
１  シェルタードック
２  シェルター本体
３  連結ペダル
４  均しコンクリート
５  モーメント基礎
６  表面保護コンクリート
７  防塵メッシュ
８  Ｕ字アンカーボルト
９  連結ワイヤー
１０  台座
１１  連結具上部
１２  連結具下部
１３  脱出ハッチ
１４  階段
１５  吊上げフック
１６  防塵メッシュ
１７  シェルタードックパーツ
１８  止水ゴム
１９  水抜口
２０  アンカーセット
２１  結合モルタル
２２  脱出エントランス
２３  エントランス基礎
２４  鉄骨筋違
２５  周囲空間
２６  底空間
２７  ベースプレート
３１  ベースプレートホール
３２  Ｌ型ボルト
３３  結合プレート
３４  結合ボルト
３５  結合ナット
３６  コンクリート支柱
３７  補強基礎
３９  脱出空間
４０  ハッチカバー
４１  ハンドル
４２  ツメ
４３  框
４４  水密パッキン
４５  補助スプリング
４６  引抜抵抗土
【図１】
2014111873.tif 000003
【図２】
2014111873.tif 000004
【図３】
2014111873.tif 000005
【図４】
2014111873.tif 000006
【図５】
2014111873.tif 000007
【図６】
2014111873.tif 000008
【図７】
2014111873.tif 000009
【図８】
2014111873.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月28日(2013.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
シェルタードック（１）は、上下方向に複数に分割されたシェルタードックパーツ（１７）が結合されてなり、それぞれのシェルタードックパーツ（１７）の間は、結合プレート（３３）で固着されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の地下シェルター。