(57)【要約】      （修正有）【課題】地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動に耐えうる十分な強度を有する耐震用構造材，耐震用構造材の製造方法、及び、それを用いた耐震用シェルタを提供する。【解決手段】耐震用構造材１は、パイプ材２の内側に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように配置されたスプリング３と、パイプ材２の中に充填させた硬化材４とで構成し、耐震用構造材１の製造方法は、パイプ材２に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように長尺のスプリング３を挿入するスプリング挿入工程と、パイプ材２内に硬化材を充填する充填工程と、スプリング３を短手方向に回転させるスプリング回転工程とを備え、耐震用シェルタは、耐震用構造材１を構造材として使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ材と、
前記パイプ材の内側に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように配置されたスプリングと、
前記パイプ材の中に充填させた硬化材とを備えていることを特徴とする耐震用構造材。
【請求項２】
鋼材からなる長尺な軸を、前記パイプ材の長手方向に沿うように挿入し、前記軸を前記パイプ材の内側中心に配置したことを特徴とする請求項１に記載の耐震用構造材。
【請求項３】
パイプ材に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように長尺のスプリングを挿入するスプリング挿入工程と、
前記パイプ材内に硬化材を充填する充填工程と、
前記スプリングを短手方向に回転させるスプリング回転工程とを備えることを特徴とする耐震用構造材の製造方法。
【請求項４】
パイプ材と、前記パイプ材の内側に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように配置されたスプリングと、前記パイプ材の中に充填させた硬化材とを備えた耐震用構造材を構造材として使用した耐震用シェルタ。
【請求項５】
前記耐震用構造材で組み立てられた衣類等を収納可能なクローゼットと、
前記耐震用構造材で組み立てられた防災用グッズを収納する格納庫とを備え、
地震発生時において、前記クローゼットに収納している衣類等を取り出し、前記クローゼットをシェルタとして使用するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の耐震用シェルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ材の内側にスプリングを挿入し、硬化材で固めることにより、耐震性に優れる耐震用構造材、その製造方法、及び、それを用いた耐震用シェルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模地震が発生し、今後も複数地域での地震の発生が予想される。そこで、将来予想される大地震の発生に備えるために、全国的に、過去の震災例を参考に種々の対策が講じられつつある。
【０００３】
種々の対策の中でも人々の関心がより高いのが住居への対策で、具体的には、耐震診断に基づく対策や耐震補強等がある。その対策の一つとして、一般家屋用に、地震の発生時に人が避難できる避難用空間を形成する屋内用耐震シェルタが種々提案されている。
【０００４】
この対策として、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１に開示された技術は、枠構造の避難用空間を形成する屋内用耐震シェルタ１００において、前記枠構造を構成する枠部材１０１の全部または一部を角パイプ材で形成し、この角パイプ材の内側にその撓み変形を補強する補強材１０２を設け、この補強材１０２を、前記角パイプ材の少なくとも１辺の内面に、長手方向へ延びるように接着された繊維強化シートとしている。
【０００５】
この屋内耐震用シェルタによれば、枠構造を構成する枠部材１０１の全部または一部を角パイプ材で形成し、この角パイプ材の内側にその撓み変形を補強する補強材１０２を設けたので、十分な剛性を確保した上で、広い出入口を確保することができる。また、角パイプ材の内側に設けられた補強材は、人や物と接触しないので、長い年月の間に損傷する恐れもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１８４２２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の屋内用耐震シェルタの角パイプの内側に用いられた補強材は、炭素繊維等で強化された樹脂製の繊維強化シートであり、炭素繊維には、繊維方向に働く力には極めて強いが、繊維と直角方向に力が働いたときには弱く脆くなるという性質がある。
【０００８】
このため、従来の屋内用耐震シェルタの補強材は、地震発生時に受ける多方向からの強い衝撃に耐えうる十分な強度を有していないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動に耐えうる十分な強度を有する耐震用構造材，耐震用構造材の製造方法、及び、それを用いた耐震用シェルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の耐震用構造材は、パイプ材と、前記パイプ材の内側に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように配置されたスプリングと、前記パイプ材の中に充填させた硬化材とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
請求項1に記載の耐震用構造材によれば、パイプ材は、内側に、パイプ材の長手方向に沿うようにスプリングが配置されているので、そのスプリングが、地震による全方向からの揺れや振動に対して、しなることで揺れや振動のエネルギーを吸収し、屈曲が回避されるとともに、高強度及び耐衝撃性を有する硬化材が構造材内部に充填されているので、地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動に耐えうる十分な強度を確保することができる。
【００１２】
請求項２に記載の耐震用構造材は、請求項１において、鋼材からなる長尺な軸を、前記パイプ材の長手方向に沿うように挿入し、前記軸を前記パイプ材の内側中心に配置したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の耐震用構造材によれば、請求項１の効果に加えて、パイプ材の内側に鋼材からなる長尺な軸が配置されることにより、さらに高い強度が得られ、また、軸を中心にスプリングを回転させることで、空隙を入れることなく硬化材をパイプ材内部に充填することができる。
【００１４】
請求項３に記載の耐震用構造材の製造方法は、パイプ材に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように長尺のスプリングを挿入するスプリング挿入工程と、前記パイプ材内に硬化材を充填する充填工程と、前記スプリングを短手方向に回転させるスプリング回転工程とを備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の耐震用構造材の製造方法によれば、パイプ材に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように長尺のスプリングを挿入するスプリング挿入工程と、前記パイプ材内に硬化材を充填する充填工程と、前記スプリングを短手方向に回転させるスプリング回転工程とを備えたことにより、空隙を入れることなく硬化材をパイプ材内部に充填することができる。
【００１６】
請求項４に記載の耐震用シェルタは、パイプ材と、前記パイプ材の内側に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように配置されたスプリングと、前記パイプ材の中に充填させた硬化材とを備えた耐震用構造材を構造材として使用したことを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の耐震用シェルタによれば、耐震用シェルタの構造材に、パイプ材と、前記パイプ材の内側に、伸縮方向が該パイプ材の長手方向に沿うように配置されたスプリングと、前記パイプ材の中に充填させた硬化材とを備えた耐震用構造材を使用したことにより、地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動で、パイプ材が変形又は折れてしまう心配がなく、シェルタ内部の空間を確実に確保することできる。また、耐震用構造材は外部ではなく、内部に補強が施されているため、日常的な人や物との接触がなく損傷を受けにくいため、耐久性に優れ、いつ何時発生するかもしれぬ地震にも安心して備えることができる。
【００１８】
請求項５に記載の耐震用シェルタは、請求項４において、前記耐震用構造材で組み立てられた衣類等を収納可能なクローゼットと、前記耐震用構造材で組み立てられた防災用グッズを収納する格納庫とを備え、地震発生時において、前記クローゼットに収納している衣類等を取り出し、前記クローゼットをシェルタとして使用するように構成したことを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の耐震用シェルタによれば、請求項４の効果に加えて、前記耐震用構造材で組み立てられた衣類等を収納可能なクローゼットを備えていることにより、平常時は、衣類等を収納するクローゼットとして活用でき、地震発生時には、避難場所となり、人命を守る。また、前記耐震用構造材で組み立てられた防災用グッズを収納する格納庫を備えていることから、何も持たずに避難した場合であっても、必要な防災用グッズを取り出して使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動に耐えうる十分な強度を有する耐震用構造材，耐震用構造材の製造方法、及び、それを用いた耐震用シェルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】耐震用構造材１の構成の説明に供する模式図である。
【図２】耐震用構造材１の断面の模式図である。
【図３】芯出用治具１１の構成の説明に供する側面の模式図である。
【図４】芯出用治具１１の台座１３及び軸部１５の構成の説明に供する断面の模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る耐震用構造材１の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る耐震用構造材１を構造材として使用した隣り合う住居同士の耐震補強方法の説明に供する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る耐震用構造材１で組み立てられた耐震用シェルタの構成の説明に供する図である。
【図８】従来の耐震用構造材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．耐震用構造材１の構成
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、例えば、図１及び図２に示すような構成の耐震用構造材１に適用される。
【００２３】
先ず、図１及び図２を参照して、耐震用構造材１の構成の概略について説明する。この耐震用構造材１は、図１及び図２に示すように、パイプ材２と、パイプ材２の内側に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように配置されたスプリング３と、パイプ材２の中に充填させた硬化材４とを主要部として備えている。
【００２４】
一般に、構造材とは、建物を構築するための骨組みになる部材のことをいい、柱に限らず、梁，土台，桁，筋かい等に用いることができる。本発明の耐震用構造材１も柱に限らず、広く構造材として使用できる。
【００２５】
パイプ材２は、図１に示すように、中空・長尺で、例えば断面視角状又は丸状の構造用鋼管である。サイズは、例えば、角パイプとした場合、断面縦が１００ｍｍ、断面横が１００ｍｍ、厚みが４．５ｍｍである。また、丸パイプとした場合、外径が１１４．３ｍｍ、内径が１０５．３ｍｍ、厚みが４．５ｍｍである。なお、パイプ材２は、中空・長尺であればよく、上記形状及び大きさに限定されない。
【００２６】
スプリング３は、コイル状の形状をしており、例えば、ピアノ線，硬鋼線、ステンレス等からなり、耐震用構造材として相応しい強度を有していれば、材料は特に限定されない。サイズは、例えば、外径が９０ｍｍ，線径が１０ｍｍである。スプリング３は、パイプ材２の内側に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように配置されている。なお、スプリング３は、パイプ材２に収まる大きさであれば良く、上記大きさに限定されない。
【００２７】
硬化材４は、例えば、セメント系硬化材又は高強度合成樹脂等の構造材として十分な強度を有する材料であれば特に限定されない。高強度合成樹脂であれば、例えば、ポリウレタン等の高強度の材料が挙げられる。硬化材４には、この他に、アクリル樹脂，モルタル，生コンクリート等が挙げられる。硬化材４は、パイプ材２の中に空隙が入らないようにして充填されている。
【００２８】
軸５は、例えば、高強度の鋼材からなり、長尺で、丸鋼とした場合、線径が３５ｍｍであり、パイプ材２の長手方向に沿うように挿入され、パイプ材２の内側中心に配置されている。
【００２９】
以上のとおり、本発明によれば、パイプ材２の内側に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように配置されたスプリング３がしなることで、地震による揺れや振動のエネルギーを吸収し、屈曲が回避され、パイプ材２の中に充填させた硬化材４とを備えたことにより、地震発生時に受ける多方向からの揺れや振動に耐えうる十分な強度を確保することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、パイプ材２の内側に鋼材からなる長尺な軸５が配置されることにより、さらに高い強度が得られ、また、軸５を中心にスプリング３を回転させることで、空隙を入れることなく硬化材４をパイプ材２内部に充填することができる。
【００３１】
２．耐震用構造材１の製造方法
続いて、図３乃至図５を参照して、前述した構成の耐震用構造材１の製造方法について説明する。この耐震用構造材１の製造方法は、図５のフローチャートに示すように、パイプ材２に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように長尺のスプリング３を挿入するステップＳＴ１（請求項３のスプリング挿入工程に対応）と、パイプ材２内に硬化材４を充填するステップＳＴ２（請求項３の充填工程に対応）と、スプリング３を短手方向に回転させるＳＴ３（請求項３のスプリング回転工程に対応）とで構成されている。
【００３２】
図３は、ステップＳＴ１で用いる芯出し用治具１１である。芯出し用治具１１は、図３に示すように、フランジを備えたベアリング１２からなる台座部１３と、スプリング３と、軸５と、円板１４とからなる軸部１５と、ハンドル１６と、治具取り付け台１７と、固定金具１８と、ベアリング１９とからなるハンドル部２０との３つの部材で構成されている。
【００３３】
台座部１３は、フランジを備え、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に挟まれたいくつかの転動体と、保持器とからなるベアリングを備える。
【００３４】
軸部１５は、軸５の一方端部を円板１４の中心に空けた穴に挿通した後、軸５と円板１４とを溶接固定し、スプリング３の一方端部と円板１４の上面とを溶接固定することによって、軸５と、円板１４と、スプリング３とが一体となったものである。
【００３５】
ハンドル部２０は、軸部１５を回転操作するためのハンドル１５と、パイプ材２の一方開口端部においてパイプ材２の外面を挟持する治具取り付け台１６と、固定金具１８を介して、治具取り付け台１６に固定されたベアリング１９とを主要部として備え、軸部１５の軸５をベアリング１９に挿通して軸支できるようになっている。
【００３６】
なお、この実施形態では、ベアリング１２及びベアリング１９は、ＮＴＮ株式会社の深溝玉軸受６０００番台ＺＺを使用している。
【００３７】
ステップＳＴ１では、図３に示すように、軸部１５をパイプ材２に、伸縮方向がパイプ材２の長手方向に沿うように挿入し、硬化材４が漏れないように、パイプ材２の他方開口端部を軸部１５の円板１４で密閉する。
【００３８】
次に、軸部１５の軸５の一方端部をハンドル部２０のベアリング１９に挿通する。そして、軸部１５の軸５の他方端部を台座部１３のベアリング１２に挿通する。この作業によって、ハンドル部２０のハンドル１６を回転させると、軸部１５がパイプ材２の中で回転するようになる。
【００３９】
ステップＳＴ２では、ハンドル部２０の治具取り付け台１７によって挟持されたパイプ材２の一方の開口から、高強度の硬化材４を充填する。
【００４０】
ステップＳＴ３では、ハンドル部２０のハンドル１６を回転させることにより、ベアリング１２及びベアリング１９を介して、軸部１５が回転する。その回転により、パイプ材２に充填された硬化材４が撹拌され、パイプ材２内に空隙を入れることなく硬化材４を充填することができる。
【００４１】
最後に、ステップＳＴ３では、硬化材４が硬化した後、パイプ材２の一方端部を、スプリング３と円板１４の溶接固定箇所で切断し、ハンドル部２０側他方端部を、所望の長さに切断する。
【００４２】
以上のように、この耐震用構造材１の製造方法によれば、ベアリング１２及びベアリング１９を介して、軸部１５の回転させることにより、パイプ材２内に空隙を入れることなく硬化材４を充填することができる。
【００４３】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００４４】
図６を参照して、耐震用構造材１を構造材として使用した隣り合う住居同士の耐震補強方法について説明する。
【００４５】
耐震用構造材１を構造材として使用した建て売りの集合住宅において、隣り合う住居の正面視側面の耐震用構造材１からなる柱同士を対角線上に、それぞれ地中で、例えばステンレス線からなる高強度ワイヤー２１によって結ぶ。なお、高強度ワイヤー２１は、高強度の素材であればよく上記に限定されない。
【００４６】
以上のように、この耐震用構造材１を使用した耐震補強方法によれば、耐震用構造材１が撓ることで高強度であることに加え、地中で柱同士を結ぶ高強度ワイヤーの引張力により、地震発生時の強い横揺れに対して、建物全体で撓ることで地震による揺れや振動のエネルギーを分散し、建物が倒壊・変形するのを防ぐことができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、図７を参照して、耐震用構造材１で組み立てられたクローゼットをシェルタとして使用するように構成した耐震用シェルタ３１について概略を説明する。図７は、耐震用シェルタ３１の模式図である。
【００４８】
耐震用シェルタ３１は、耐震用構造材１を構造材として使用して組み立てられ、クローゼット３９と、防災用グッズを収納するための格納庫４１とを備えている。
【００４９】
耐震用シェルタ３１は、正面パネル３２と、背面パネル３３と、左側面パネル３４と、右側面パネル３５とを主要部として備え、正面パネル３２には、人が出入りするための開口及びこの開口を開閉する扉３６が設けられている。
【００５０】
クローゼット３９は、格納庫４１との間仕切パネル４０と、正面パネル３２と、背面パネル３３と、左側面パネル３４と、右側面パネル３５とで構成された箱形状の構造物であり、内部空間を上側空間と下側空間に仕切るスライド式の板３７が設けられている。また、クローゼット３９は、扉３６が閉ざされ使用できない場合に、外へ避難できるように背面パネル３３に避難口３８が設けられている。
【００５１】
格納庫４１は、防災用グッズを収納するためのスペースであり、クローゼット３９の左側に間仕切パネル４０を介して設けられている。格納庫４１は、クローゼット３９との間仕切パネル４０と、正面パネル３２と、背面パネル３３と、左側面パネル３４とで構成された箱形状の構造物である。間仕切パネル４０は、クローゼット３９内側からの開閉が可能な観音開きの扉４０ａ（図示省略）が設けられている。なお、格納庫４１は、本実施例においては、クローゼット３９の左側に位置するが、右側に設けてもよい。
【００５２】
続いて、耐震用シェルタ３１の使用方法について説明する。ユーザは、平常時は、クローゼット３９に衣類等を収納し、一般的なクローゼットと同様に使用することができる。
【００５３】
また、地震発生時に備えて格納庫４１に防災用グッズを用意しておく。これで、いつ地震が発生してもいいように、必要な品物を確保しておくことができる。
【００５４】
そして、地震発生時は、クローゼット３９に収納している衣類等を取り出し、板３７をスライドさせて、立ったまま中に入り避難する。扉３６が開閉できなくなった場合には、避難口３８から避難する。
【００５５】
また、クローゼット３９内から扉４０ａを開いて、格納庫４１に用意しておいた防災用グッズを取り出して、必要に応じて使用する。
【００５６】
耐震用シェルタ３１によれば、耐震用構造材１で組み立てられた衣類等を収納可能なクローゼット３９と、耐震用構造材１で組み立てられた防災用グッズを収納する格納庫４１とを備えたことにより、平常時は、衣類等を収納するクローゼットとして活用でき、地震発生時には、避難場所となり、人命を守ることができる。また、耐震用構造材１で組み立てられた防災用グッズを収納する格納庫４１を備えていることから、何も持たずに避難した場合であっても、必要な防災用グッズを取り出して使用することができる。
【００５７】
なお、本発明は前述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１          耐震用構造材
２          パイプ材
３          スプリング
４          硬化材
５          軸
１１        芯出用治具
１２        ベアリング
１３        台座部
１４        円板
１５        軸部
１６        ハンドル
１７        取り付け台
１８        固定金具
１９        ベアリング
２０        ハンドル部
２１        高強度ワイヤー
３１        耐震用シェルタ
３２        正面パネル
３３        背面パネル
３４        左側面パネル
３５        右側面パネル
３６        扉
３７        板
３８        避難口
３９        クローゼット
４０        間仕切りパネル
４０ａ      扉
４１        格納庫
Ｇ          地面
１００      屋内用耐震シェルタ
１０１      枠部材
１０２      補強材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014136869.tif 000009
【図８】
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