(57)【要約】      （修正有）【課題】災害弱者でも自力避難が容易な地下階段最上段部分の転倒型流入水防止装置の提供。【解決手段】非常時の避難階段１２の、回転軸５の回転による起立状態では、シール７及び８による防水状態で、通路の路面１よりも６７センチ程度起立しており、大洪水発生という自然災害時にも、殆どの場合に地下施設に通じる地下階段を、流入しようとする氾濫水から確実に守ることができる構造である。この状態を長期に亘り確実に維持可能にするために、避難階段１２の下面の寸法を小さくして、若干低めの避難階段の取付型補助段１５を挿入し、固定用フランジ１６を介して側壁に設けた螺子部１７に確実に固定する。箱型の補助段１５は側壁と避難階段に沿ってＬ字型のフランジ１６を有し、避難階段の下面１３と、適度な面積のフランジ１６’上面とは、避難階段１２が反時計回り方向に回転しても確実に圧接できる。【選択図】図３
2007002641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下階段最上段附近の階段ブロックをおよそ９０°回転して起立させ、通常時には隠されている裏側に避難用階段を備えた地下階段の転倒式防水装置において、回転する階段を二段にとどめる一方で避難用階段の幅を一人の通行者だけに適した寸法に限定した回転階段構造体と、路面に通じる階段通路上面附近に通路と直角に水平に配置されたシール部材と、このシール部材に平行に少なくとも９０°回転可能に常にシール部材と接する位置に配置され、避難用階段を含む回転階段構造体を強固に固定した不銹鋼回転軸と、回転階段側面に保持され前記回転軸に一端が接すると共に他端は回転起立する階段の上部まで伸びた側面用シール部材とを有している地下施設への洪水等による流入水防止装置
【請求項２】
回転階段構造体の回転軸は外部チェーン省略型の小型油圧ロッドレスシリンダー回転軸により回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の地下施設への洪水等による流入水防止装置
【請求項３】
小型油圧ロッドレスシリンダーはタンクレス方式のＤＣ１２ボルトモーターを備えた小型油圧ユニットを有している請求項１及び請求項２に記載の地下施設への洪水等による流入水防止装置
【請求項４】
回転起立した回転階段構造体の避難階段下面は最上段の固定階段上面との間に隙間が設けられ、この隙間に挿入固定される避難階段の補助段が設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３の各項に記載の地下施設への洪水等による流入水防止装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、洪水発生のような自然災害発生時に、都市地下設備の最大弱点である地下階段入口を介して地下施設に流入する洪水を、多くの人手を掛けずに短時間で防止できる、低コストで設置可能な都市地下インフラの防災技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  大都市では、地下鉄を筆頭に多くの飲食店外を有する地下街や、個別のビルに付属する地下駐車場や電源設備等の設置空間が設けられており、都市生活者に広く利用され、地下施設は欠かすことが出来ない生活空間にもなっている。この都市地下施設の最大弱点は、大洪水のような自然災害が発生した場合、路面に溢れた洪水が地下階段入口を介して大量に地下施設に流入する恐れが有る点である。特に地下鉄の保全技術として、人力による土嚢積立て方式が従来より採用されているが、多くの人手と所要時間を費やすので、実際には緊急時に間に合わない方式であると認識されている。重要な公共インフラの地下鉄でさえこのような状況に止まり、個別のビルや地下街では更に対策が不備であり、近年になって各地で洪水による地下での死者が発生し、社会問題になっている。然し、都市インフラの防災技術全体も未発達な状態と考えられる。【０００３】  従来の都市地下施設等への流入水防止技術では、停電時を想定した水道水圧利用、もしくは路面流水が大流量となった時に、この溢れる流水を蓄えた地下タンクでの浮力を利用した昇降式防水扉で、道路に面した地下施設への出入り階段口を封止する技術が実用化されている。ところがこの技術によれば、階段口を通過しなければならない人々には、起立高さが高いと防水効果は大きくなる反面、通過し難くなる問題を抱えており、通過しやすい高さでは防水効果が低下するという基本的な問題を孕んでいる。特に子供や老人、スカートを履いた女性達には問題が生じることになる。加えて、無動力で自動的に防水扉が起立する場合は、通過中の歩行者の安全を確実に保証するには、何らかの安全装置が必要になろうし、完全な無人での作動には困難がつきまとう。更なる問題は、歩道部分を１メートル程度の深さで掘削する必要があることで、多くの場合にガス、水道、下水用配管等が埋設されている場所に相当し、設置工事自体も困難である。【０００４】  このような状況の中で、昨年特許出願された新技術が有る。これは本発明者が、昨年の近畿建設協会が主催した防災・環境新技術テクノコンペで、研究奨励賞を受賞した技術でもあり、出願人が共同研究を行ってきた福井鐵工株式会社名義で特許出願した。この技術は、階段の最上部附近のブロックを９０°回転させると共に、通常時には隠れてしまう部分に避難用階段形状を備えることで、災害弱者でも通過が容易である防水装置を提案するものである。然し乍ら、この技術は階段の全幅で一様な形状を想定しているのみならず、最上階段から４段程度の階段ブロックを回転させる形状だったために、既設の地下階段に適用するためには、比較的大掛かりな工事を必要とし、経費が高くなり、何ケ所にも設置するプランを採用して貰うには、大幅なコスト削減と工期短縮の課題を有していた。但し、未公開特許出願であり、下記の文献には含まれない。
【特許文献１】特開平１１−２０７７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２１９７９号公報
【非特許文献１】雨水技術資料、Ｖｏｌ．３７，ｐｐ．７−１８，都市型地下水害の実態と対策、２０００．６．（末次）（国土交通省）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明が解決しようとする第一の課題は、防水時には前後両面に避難に適した階段形状を備えることで、災害弱者にも通過しやすい地下階段入口の防水装置を、広く普及することを図る低コスト製品とすることと共に、既設地下階段への取り付け工事の大幅な工期短縮を可能とすることで、現代の都市構造弱点の早急な改善を目指すことである。【０００６】  本発明が解決しようとする第二の課題は、自然災害発生時の停電を想定した駆動方式の確立と、前記の課題解決による都市地下施設階段への普及により、僅かな漏水も遮断できる高い防水機能を長時間維持することが期待できるようにすることで、従来は危険な空間であった地下施設を、急激な自然災害で地上での避難先や行き場を失った帰宅困難者の都市生活者達に、安全な地下施設避難空間として提供可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  前記第一の課題を解決するために必要な手段は、一般論として装置全体の小型、軽量化が有効であることは論を俟たない。しかし、このような常套手段だけでは明らかに限界が有り、それ以上のコスト低減には発想の転換が不可欠である。本発明における新しい発想の転換は、通常時には隠されている避難用階段を、階段の全幅で設けるのではなく、必要最低限度の幅に抑制することで、全体の回転する階段ブロックの合理化が可能となった。例えば横幅が３メートル程度の階段では、避難用階段は一人の通行が可能な、１／５程度の横幅があれば十分である。残りの約８割程度の階段横幅において、避難用の階段形状を無くしてしまい、徹底的な小型化を実現可能にした。【０００８】  前記第二の課題を解決するために、本特許出願人と福井鐵工は、共同研究成果であるノンリーク型シール部品を使用した、外部チェーン省略方式の回転駆動型小型油圧ロッドレスシリンダーを製作し、先月の金沢市での石川県中小企業技術交流展において、カーバッテリーで何度でも実演展示してきた。これは、保安係員が作業車を使って現地に到着すると、作業車のバッテリーを利用して防水装置の駆動が可能であることを示すものであり、停電時駆動源としてのアキュムレータやバッテリーを備えなくともよいこととなり、保守費用低減で低コストでの課題解決を可能とし、更なる普及に向けての手助けになる。【０００９】  更に、長時間にわたる自然災害発生時の確実な防水機能の維持ができるように、避難階段の最下層の高さ寸法を小さくした構造により、固定階段の最上段との間に２７センチ程度の隙間を作り、この隙間に取付型の避難階段の補助段を保安作業員が挿入して側面に固定すれば、確実な長時間にわたる防水機能維持ができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、昨年に特許出願した新技術の課題であった、低コストでの避難階段付きの９０°回転型防水装置を、避難階段幅が一人の避難者の通行幅に相当する寸法になるよう限定することによって、合理的に大幅な小型軽量化を実現して達成可能となった。これによって、電気、ガス、水道、下水、通信ラインを含めた各種配管が埋設された歩道を掘削する必要が全く無い、合理的な地下階段防水装置を広く普及させることができる、極めて大きな経済的効果を有している。更に、従来は多くの保安作業員による人手での土嚢積立て作業を必要とした地下鉄入口階段で、装置の大幅な低コスト化で採用可能となることで、省力化と作業性の向上に大きく貢献できるため、経済的な効果は著しい。この結果、大都市における重要なインフラである地下鉄の安全性確保を容易にすることができる。【００１１】  本発明によれば、自然災害による停電に備えた地下階段防水装置の駆動を水力という自然力を利用する方式から完全に脱却し、保安作業車のカーバッテリーで駆動できる、世界初の小型油圧ロッドレスシリンダーを利用するので、自然力利用に備えた無駄な掘削工事を不要とし、一層の低コスト化を可能とする。【００１２】  本発明によれば、都市地下施設の最大の盲点を、地下階段防水装置の低コスト化で早急に改善して補うことが可能になるが、地下階段防水装置を長時間に亘って確実に機能させるように、避難階段の幅で取付型補助段を避難階段下面と最上部固定階段上面との隙間に挿入し、双方共に固定できる構造にしたことで、何日間でも必要な限り確実に防水機能が維持できるようになった。この結果、大洪水のような自然災害発生時には、各地で死者が発生した危険な地下空間を、従来とは逆に、多数の帰宅困難者のための安全な避難空間に大改革して、都市構造の安全性を飛躍的に向上できる効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態・実施例】
【００１３】  本発明を実施するための最良の形態としての実施例を、図１、図２、図３の地下階段側面図にて示す。この内、図１と図２は通常状態における地下階段防水装置の階段部側面図になるが、図２は避難階段部分の断面での側面図であり、図１は階段通路側面での断面を表している。本発明では、基本的な課題である、装置の実用化に向けた徹底した低コスト化を目指す観点から、階段寸法の見直し作業から取組んだ。一般的な駅の階段では、踏面の長さが３４０ミリ程度、蹴上げ面の高さが１６０ミリ程度で、蹴上げ面は踏面を若干広げるように斜めになっており、凡そ１５ミリ程度垂直面からずれていると考えられる。この寸法を土台にして、必要最低限の地下階段防水装置の寸法を検討すると、およそ二段分の最上階段ブロックが９０°回転すれば防水に必要な高さを確保可能と考えられる。６５０ミリ以上の高さが確保できると、土嚢二段分以上の高さが確保できよう。このために、図１で示した地下階段最上部は、最低限必要となる二段相当の階段だけを軸で回転可能にした実施例を示している。図１において、右側の地下階段入口通路の路面１は、地下階段防水装置の本体を構成する回転階段２と、これに連なる最上段の固定階段３とに、通常の階段のように一段づつ連続して連なり、階段の通行者には普通階段との違和感無く通行可能な構造である。この回転階段２は、ステンレス製の回転軸５によって軸支されており、最上段の固定階段３は踏面が回転軸５を僅かに過ぎるあたりまで水平に広がっていることが、本発明における特徴的構造である。防水機能を発揮するために、階段の全幅にわたり回転軸５と、セメントで路面１の左側端部に固定されたシールホルダー６の内部に保持されるゴム製のシール７とが、適度な圧力で接触する状態に保たれている。回転階段２は、この外にも、主な水漏れ発生懸念があるのは、通路の両側面との接触面であり、通常のコンクリートやタイル張りの側壁では十分な水漏れ防止効果は期待できず、このような回転階段２に接触する側面には、平坦なステンレス板（図示せず）を通路壁面に密着固定し、この金属平面と、回転階段２の端面リブ４とが、端面リブ４に設けた溝に保持されるゴム製のシール８により、防水機能を発揮する構造である。回転軸５は、両端が一部の側壁を介して、側壁の内部にコンパクトに設けられる軸受け部分（図示せず）を有しており、更に一方の側壁内部には回転軸５を回転駆動するスプロケット（図示せず）が設けられる。この軸受け部分にも回転軸５の、側壁との密封作用をもたらす回転シールを設置でき、回転軸５と回転階段２を構成する鋼板との接触面を溶接で封止できると、水漏れが生ずる懸念がある部分を全て着実にシールできる構造である。図１に示した回転階段２の基本構造は、通路全幅の大部分を占める割合いであり、３メートル程度の通路では凡そ８割程度で、避難階段の幅は数十ｃｍ程度に止まる。従って、本発明では既設地下階段の最上段の階段部分を改造するに当たっても、極僅かのはつり作業で済むことは図１からも自明であろう。
【００１４】  図２に示した通常状態の回転階段２の避難階段部分は、最上段の固定階段３から凡そ３８センチ下方迄空間を広げた、必要最低限度の避難階段収納スペースを構成する、コンクリート壁面１１が設けられており、非常時以外はこの状態で階段の一部として使用される。避難階段１２は、避難階段リブ１０と、段形鋼板２０とで構成され、回転軸５にボルトなどで強固に固定されたフランジ９を介して、リブ１０と回転軸５とが堅固に固定されている構造である。この点は、図１のリブ４と回転軸５との結合構造も同様であるが、裏側のフランジ９は破線で示している。避難階段リブ１０には、図１とは反対側になる通路壁面とのシールに備えて、破線で示したシール８で水漏れを防ぐ点は前記同様である。このリブ１０は２枚の使用であり、前記のリブ４は数十ｃｍ間隔で複数枚使用することで、回転階段２全体が回転軸５に強固に固定される構造である。尚、本発明の図示実施例では、避難階段の右端に相当する下端部は、寸法を適当に短縮してあり、後述する避難状態の長期維持効果のみならず、避難階段１２の収納スペース削減と、はつり工事の合理化にも役に立っている。最上段の固定階段３と回転階段２の間には、避難階段１２の踏面を広げるための隙間が有り、スペーサー１４が固定階段３に固定されている。
【００１５】  図３に示した非常時の避難階段１２の、回転軸５の回転による起立状態では、シール７及び８による防水状態で、通路の路面１よりも６７センチ程度起立しており、大洪水発生という自然災害時にも、殆どの場合に地下施設に通じる地下階段を、流入しようとする氾濫水から確実に守ることができる構造である。本発明では、この図３の状態を長期に亘り確実に維持可能にするために、避難階段１２の下面の寸法を小さくして、最上段の固定階段３と避難階段の下面１３との間に２７ｃｍ程度の隙間を設け、若干低めの避難階段の取付型補助段１５を挿入可能とし、固定用フランジ１６を介して側壁に設けた螺子部１７に確実に固定することができる構造にした。箱型の補助段１５は側壁と避難階段に沿ってＬ字型のフランジ１６を有し、避難階段の下面１３と、適度な面積のフランジ１６’上面とは、避難階段１２が反時計回り方向に回転しても確実に圧接できるので、地下階段の防水機能を長期間維持できる。加えて、１６センチの高さの補助段１５は避難階段１２の蹴上げ高さを５ｃｍ以上低くしている。段幅を適当にすれば、通常時は避難階段１２の内部に格納しておくことも可能である。
【００１６】  図示はしていないが、前記のように回転軸５を回転駆動するスプロケットや外部チェーン省略型の小型油圧ロッドレスシリンダーが、通路側壁の狭い幅の空間内に設けられており、この小型の油圧ロッドレスシリンダーには、カーバッテリーでの駆動ができる、ＤＣ１２ボルトタイプの、油タンク容量が不要な小型油圧ユニットを装着している。油圧ロッドレスシリンダーはピストンの前後（もしくは左右）両面の受圧面積が同一なので、作動油は両作動室の間で循環するのみであり、タンク自体不要である。この点は、特に狭い空間に設置する地下階段の防水装置には最適の組合わせとなる。また、ノンリークシールが採用できるので、回転型油圧駆動装置としての好ましい特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明実施例の、地下階段防水装置の本体部分の側面図
【図２】  本発明実施例の、地下階段防水装置の避難階段部分の通常状態における断図を示した側面図
【図３】  本発明実施例の、地下階段防水装置避難階段部分の防水状態での断面を示した側面図
【符号の説明】
【００１８】１  階段通路の地上側の路面
２  回転階段
３  最上階の固定階段
４  回転階段の端面リブ
５  回転軸
６  回転軸シールホルダー
７  回転軸シール
８  通路側の側面シール
９  フランジ
１０  避難階段リブ
１１  避難階段収納コンクリート壁面
１２  避難階段
１３  避難階段下面
１４  スペーサー
１５  避難階段の取付型補助段
１６、１６’  避難階段の取付型補助段にＬ字型に設けたフランジ
１７  通路側壁の螺子部
２０  段形鋼板
【図１】
2007002641.tif 000003
【図２】
2007002641.tif 000004
【図３】
2007002641.tif 000005