津波シェルター装置
【課題】津波被害に対して、固定しえない方向から来襲する津波の多大な水圧から、人の安全な避難空間を確保できる津波シェルター装置を提供する。
【解決手段】固定基礎２１に対して回転軸体２３により回動自在に結合された回転基礎２２に、防波壁１と防水空間ユニット３が一体的に設置される。防波壁１は、平面形状が二等辺三角形であり、二等辺の二つの辺の先端頂点が、回転軸体２３の近傍に位置する。防水空間ユニット３は、防波壁１に囲われる。二等辺三角形の防波壁１は、津波の圧力を受けて、風見鶏の羽のような働きをし、二等辺三角形の先端頂点が津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転する。津波の圧力を防波壁１の二等辺三角形の２辺に沿って、効率よくそらされることが可能になり、防波壁１に囲われた防水空間ユニット３を保護しうる。
【解決手段】固定基礎２１に対して回転軸体２３により回動自在に結合された回転基礎２２に、防波壁１と防水空間ユニット３が一体的に設置される。防波壁１は、平面形状が二等辺三角形であり、二等辺の二つの辺の先端頂点が、回転軸体２３の近傍に位置する。防水空間ユニット３は、防波壁１に囲われる。二等辺三角形の防波壁１は、津波の圧力を受けて、風見鶏の羽のような働きをし、二等辺三角形の先端頂点が津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転する。津波の圧力を防波壁１の二等辺三角形の２辺に沿って、効率よくそらされることが可能になり、防波壁１に囲われた防水空間ユニット３を保護しうる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本発明は、津波による人、物、家屋への被害を防ぎ、津波の多大な水圧及び漂流物から家屋を守る津波シェルター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から家屋については、耐震性能や耐火性能は考慮されてきたが、耐津波性能については、まったくと言っていいほど考慮されてこなかった。
【０００３】
大津波に対しては唯一「高所に避難する」という方策しかなく、多くの人、物、家屋の被害がもたらされてきた。他方で、下記特許文献1には、三角形の平面形状をなすシェルター防護台と津波シェルターにより、津波によるシェルター本体への衝撃力への揺動緩和効果をもつ津波シェルターがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２００８−０７４３８５号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献1の施設では、津波への揺動緩和効果をもつ三角形の平面形状をなすシェルター防護台は、津波の来襲する方向を一方向と設定し、固定された方向に三角形の頂点をむけることによって、津波シェルターへの揺動緩和効果を認めている。
【０００６】
しかしながら、津波の来襲方向は一定ではなく、津波を引き起こす地震源の位置、津波シェルターが設置される地形や津波シェルターの周囲の建造物、障害物との位置、さらに津波の高さ、速さ及び地震時の天候、風向きが複雑に関係して、津波シェルターへの津波の来襲する方向が決められ、また刻々と変化して津波が来襲してくるため、津波の方向は一方向として固定されることはない。
【０００７】
よって、津波の来襲する方向を一方向と設定された上記特許文献1の施設では、揺動緩和効果をもつとされる三角形の平面形状をなすシェルター防護台の揺動緩和効果は、十分に機能されない。さらに、既存の建物や家財への物的被害に対しては、何ら対応できていない。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、津波被害に対して、固定しえない方向から来襲する津波の多大な水圧から守る防波壁によって人の安全な避難空間を確保し、津波による人的被害を最小限に食い止めることである。
【０００９】
さらに、津波の水圧及び津波で流されてくる漂流物、例えば木、車、土砂等による多大な圧力から、家屋倒壊による物的被害を最小限に食い止めることである。
【００１０】
さらに、避難された人の最低限のライフライン、すなわち水、食料、衣類、電気を津波後も保持し、非常用として生存可能な空間及び物資を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するため、第１の発明は、地盤に固定された固定基礎と、この固定基礎に対して回転軸体により回動自在に結合された回転基礎と、この回転基礎に設置され平面形状が二等辺三角形であり、この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点が前記回転軸体の近傍に位置する防波壁と、この防波壁に囲われ前記回転基礎に設置された避難用としての防水空間ユニットと、を有することを特徴とする津波シェルター装置である。
第２の発明は、さらに、津波が予想される海岸から見て前記津波シェルター装置の後方直近に既存家屋が存在することを特徴とする津波シェルター装置である。
第３の発明は、さらに、前記防水空間ユニットは、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えることを特徴とする津波シェルター装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、二等辺三角形の防波壁は、津波の圧力を受けて、あたかも風見鶏の羽のような働きをし、二等辺三角形の先端頂点が津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体回りに、回転基礎、防波壁、及び防水空間ユニットが、自動的に回転する。これにより、津波の圧力を防波壁の二等辺三角形の２辺に沿って、効率よくそらされることが可能になり、防波壁に囲われた防水空間ユニットを保護しうる。よって、津波の多大な水圧から守る防波壁によって人の安全な避難空間を確保し、津波による人的被害を最小限に食い止めることができる。
【００１３】
第２の発明によれば、津波は、一度、防波壁に遮られ、さらに防波壁１の二等辺三角形の２辺に沿って効率よくそらされた後に、既存家屋へ向かうので、既存家屋の被害を最小限に食い止めることができる。
第３の発明によれば、防水空間ユニットが、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えているため、非常用としての生存可能な空間及び物資を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る津波シェルター装置の全体平面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の機能を説明する説明図である。
【図４】図１の機能を説明する説明図である。
【図５】図２の回転体軸付近の拡大図である。
【図６】図１の回転軸体と二等辺三角形の先端頂点との関係を説明する説明図である。
【図７】図１の機能を、船を例にして説明する説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図８】図１の津波シェルター装置を設置する順序を、ステップ１からステップ７の順に説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る津波シェルター装置について、図１から図８を参照しながら説明する。
［全体概略］
図１及び図２は、防波壁１と、防水空間ユニット３と、津波１０の予想される進行方向１１と、既存家屋３０と、の位置関係を示す平面図及び断面図である。
すなわち、地盤２０に固定された固定基礎２１に対して回転軸体２３により回動自在に結合されて回転基礎２２が設けられる。この回転基礎２２に、防波壁１と防水空間ユニット３が一体的に設置される。防波壁１は、平面形状が二等辺三角形である。この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点２が、回転軸体２３の近傍に位置する。防水空間ユニット３は、この防波壁１に囲われ、人の避難用として用いられる。そして、防波壁１と防水空間ユニット３とは、全体として、概略二等辺三角柱状を有する。
【００１６】
防波壁１は、二等辺三角形の平面形状で、好ましくは例えば、この実施形態のように正三角形の平面形状で、鉄筋コンクリート製である。津波の圧力１２により、この二等辺三角形を構成する二等辺の二つの辺により形成される先端頂点２が、津波１０の進行方向１１に対向するように、すなわち、津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転する構造を有する。
さらに、この津波シェルター装置は、津波１０の進行方向１１に対して既存家屋３０の前面に構築される。これにより、津波が予想される海岸から見て津波シェルター装置の後方直近に既存家屋３０が存在することになる。この明細書で、この後方「直近」とは、津波が一度、防波壁１に遮られ、そらされたことによる影響が、既存家屋に対して破壊を低減させる効果として後方に残る範囲を言う。
【００１７】
津波の圧力により、回転が行なわれる働きを、図３、４，を参照して説明する。
まず、図３で示すように、変化する津波１０の進行方向１１の圧力１２は、防波壁１の壁面１aに対して、斜面圧力１３として働く。この壁面１aは、防波壁１の二等辺三角形の平面形状を構成する二等辺のうちの一辺に、相当する壁面である。この壁面１aに働く斜面圧力１３の積は、他方の壁面１ｂに働く斜面圧力の積よりも、大きい。すると、回転軸体２３の中心点を中心にして、回転モーメント１５が発生し、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に図中の時計逆回りに回転する。
【００１８】
そして、図４で示すとおり回転すると、二等辺三角形の先端頂点２は津波１０の進行方向１１に対向してくる。そして、津波１０の進行方向１１に沿って、二等辺三角形の平面形状の防波壁１の先端頂点２及び回転軸体２３の中心点と、二等辺三角形の重心点２６が同一線上に並ぶと、壁面１aに働く斜面圧力の積は、他方の壁面１ｂに働く斜面圧力の積と、同一になる。よって、回転モーメントは働かなくなる。このとき、二等辺三角形の先端頂点２は変化する津波１０の進行方向１１と対向する。
【００１９】
［回転軸体］
回転軸体２３の付近の構造について図２、５を参照して説明する。
津波シェルターの設置場所に、まず地盤２０に、回転軸支持体２３aが固定されている固定基礎２１を設置する。そして、この回転軸支持体２３aへ回転軸体２３を支持させるようにして、回転軸体２３と同一中心上に固定された回転基礎２２を設置する。回転軸体２３は回転軸支持体２３aに敷き並べられたベアリング球２４によって支持される。また、固定基礎２１と回転基礎２２との間には、好ましくは例えばガラスウール材の緩衝材２５を設置し、回転基礎２２の回動を妨げないようにしている。
【００２０】
このように構成することによって、固定基礎２１に対し回転基礎２２は回動自在に結合されているため、回転基礎２２に対して回転モーメント１５（図３参照）が働くと回転基礎２２は回動することになり（図４参照）、よって固定された防波壁１へ多大な圧力が働かなくなり、構造体の破壊、倒壊を未然に防ぐことが可能となる。
【００２１】
［回転軸体と先端頂点との位置関係］
上記の転針の原理を本発明において応用するための構造を、すなわち回転軸体２３と二等辺三角形の先端頂点２との位置関係を、図６を参照して説明する。
すなわち、好ましくは例えば、回転軸体２３の平面上の設置位置が、防波璧１の先端頂点２と防波璧１の重心点２６とを結んだ中心軸線２７上の範囲Ａ内に設置され、さらに、最も好ましくは先端頂点２に位置するように回転軸体２３が設置されることで、船舶の舵のもつ回転軸と舵面における関係と同一になり、同一の原理である転針作用によって、常に津波の直進圧力１２と防波璧１の先端頂点２は対向する。
【００２２】
なお、回転軸体２３の平面上の設置位置は、必ずしも、範囲Ａ内に設置される必要はなく、範囲Ａを越えて、先端よりもさらに先に、設置することも可能である。
この明細書において、「先端頂点が前記回転軸体２３の近傍に位置する」の「近傍」とは、範囲Ａを越えた、先端よりもさらに先の位置も、含む。
【００２３】
さらに、地震による地盤変動に対して、回転軸体２３をもつ回転基礎２２は変動し回動するため、免震構造体として機能することになり、耐震性能も向上させることが可能となる。
【００２４】
［回転による働き−船を例に説明］
津波がいかなる方向から来襲してきても、防波璧１の先端頂点２が常に津波の直進圧力１２に対向すること（図４参照）が可能であり、有効であることを、船を例に説明する。
船舶の舵の仕組みを例により説明すると、船舶の舵は水流の流れを変えることで船舶の進行方向を変化させることが可能である。舵の多くは、船舶のスクリューの直後に位置しスクリューが生み出す強い水流の向きを右、または左方向へ変えることで船体の向きを変える。向きを変えられた船体はやがて、自らの船首船尾軸方向へと針路を変える。この原理が転針である。
【００２５】
言い換えれば、図４に示すように、船首船尾軸方向である津波の進行方向１１が変われば、転針によって防波璧１の二等辺三角形の先端頂点２が、津波の進行方向１１の軸線方向に向きを変えることによって、常に津波の直進圧力１２と防波璧１の先端頂点２は対向する。
このことは、換言すれば、防波璧１があたかも風見鶏の羽のような働きをして、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転することを意味する。
【００２６】
図７に示すように、周知の如く、船舶４０の舳先４１の平面形状が二等辺三角形をしていることでも明らかなように、二等辺三角形の先端頂点、すなわち舳先４１が、船舶の進行方向４２に対しての波の圧力（抵抗力）４３を低減させているため、より少ない力で船舶４０が前進できる。すなわち、舳先の二等辺三角形の形状が船舶への水圧を低減させている実例であり、本発明の防波壁１の二等辺三角形の平面形状における、水圧に対する原理は同一である。
【００２７】
よって、前記の原理の如く、津波１０の進行方向１１から生じる多大な直進圧力１２を防波壁１の平面形状が二等辺三角形であることによって確実に分散、低減させることが可能となり、防波壁１の破壊、倒壊をより不能とし内部の防水空間ユニット３を保護しえる防御壁として機能することが可能となる。
【００２８】
また、防波壁１の二等辺三角形の平面形状は、津波による既存家屋３０の倒壊を十分に防ぐことが可能になる。
すなわち、図４に示すように、二等辺三角形の平面形状で構成された防波壁１は、既存家屋３０の津波１０の進行方向１１に対向する前面に構築されているため、津波１０による既存家屋３０への進行方向１１の水流は、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿って、すなわち斜面に沿って、斜面方向１４への水流へと変更が可能になり、よって、津波１０の水圧及び津波によって流されてくる漂流物（木、車、土砂等）による多大な圧力から、既存家屋３０への直接破壊を低減させることにより、津波による物的被害を最小限に食い止めることが可能となる。
【００２９】
［防水空間ユニット］
次に、防水空間ユニット３について図２を参照しながら説明する。
津波の人的被害の最多のものは、突発的に訪れる津波に対して、逃げ遅れることで、津波に巻き込まれ人的被害を招くことである。住む家屋のすぐ近くに避難用の安全な空間を確保できれば、津波による多くの人的被害を最小限に食い止めることが可能となる。
【００３０】
防波壁１によって津波からの直接圧力から守られた安全な避難空間である防水空間ユニット３は、上部に発電装置収納空間４、中間部に避難用居住空間５、下部に貯水装置収納空間６で構成されている。さらに好ましくは例えば、鉄骨構造材で組まれた防水空間ユニット３の全面を防水材７、好ましくはウレタン防水吹付け材で覆い、防水空間ユニット３の内部に水の浸入を防止する構造をもつことで、津波による海水の水位上昇に対しても安全な避難空間になっている。防水空間ユニット３へは、後方の水密ドア８から出入りできる。
【００３１】
さらに、津波による物的被害の事例によると、社会が成立している条件としてのライフラインである水道、電気、ガス、交通網、情報網等がズタズタに分断、破壊されている。津波の第一波、第二波を避難空間でやり過ごしたとしても、避難された人の最低限のライフラインである水、食糧、電気、衣類を津波後も保持し非常用として生存可能な空間及び物資を確保できなければ、意味がない。
【００３２】
すなわち、防水空間ユニット３の上部に設置された発電装置収納空間４に、好ましくは例えば小型自家発電機４ａもしくは蓄電バッテリー４ｂを収納しているため、津波による電力不通被害に対して非常用電源を確保でき、照明、発熱器、電子調理器、携帯電話、テレビ等の電気機器の利用を可能とできる。
【００３３】
さらに、防水空間ユニット３の中間部に設置された避難用居住空間５の内部には、非常用食糧５ａや衣類、寝具５ｂさらに非常用照明５ｃ及び給水口５ｄを収納しているため、ライフラインの復旧までの一定の期間は避難された人の生存を可能にできる。
【００３４】
また、防水空間ユニット３の下部に設置された貯水装置収納空間６には、給排水設備６ａをもち、大量の水の備蓄が可能であり、避難された人の飲料水は十分に確保できる。さらに、防水空間ユニット３の最下部に大量の水を貯蓄することによって、その水の重量が津波の圧力による防波壁１に及ぼす圧力に対して十分に有利に働くことになり、防波壁１の倒壊防止に寄与する。
【００３５】
［設置］
さらに、図８を参照して、本発明の津波シェルター装置の設置について説明する。
防波壁１の構造は好ましくは例えば、プレキャストコンクリート製（ＰＣａ工法）の構造部材で構築され、基礎部材、壁部材、屋根部材で構成され、それぞれの部材は簡易に短期間で組立可能であり、さらに各部材は連結鉄筋で強固に結合されるため、津波の多大な圧力に十分に耐える構造を有している。
【００３６】
また、防水空間ユニット３は好ましくは例えば鉄骨構造材で構築され、３分割された各空間ユニットは鋼製ボルトで連結され、一体化し簡易に設置可能としている。よって図９で示すステップ１〜７により、津波が予想される多くの地域において簡易かつ迅速に設置できる。
すなわちステップ１で、既存家屋３０に対し予想される津波方向を調査し、津波シェルター装置の設置位置を決め、防波壁の向きの初期設定を決定する。
ステップ２で、地盤２０を整備し、固定基礎２１を固定して設置する。
ステップ３で、固定基礎の上に、プレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の回転基礎を設置する。
【００３７】
ステップ４で、回転基礎２２に防水空間ユニット３を設置する。
ステップ５で、回転基礎２２に、防水空間ユニット３を囲んで、防波壁１となるプレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の壁板を取付る。
ステップ６で、壁板の上に、プレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の屋根を取付る。
ステップ７で、完成した津波シェルターに貯水し、水を備蓄する。
【００３８】
「実施形態の効果」
以上の実施形態によれば、津波１０の進行方向１１から生じる多大な直進圧力１２を、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿った斜面圧力１３として、分散させ、減少させることが可能になる。すなわち、津波を、効率よくそらすことが可能になる。よって、防波壁１に対しての津波１０からの多大な圧力を、低減せしめることで、防波壁１の倒壊をより不能とし、防波壁１に囲われた内部の避難用としての防水空間ユニット３を、保護しうる防護壁として機能することが可能となる。したがって、津波に対して安全な避難空間の確保が可能になり、人的被害を最小限に食い止めることができる。
【００３９】
さらに、二等辺三角形の平面形状で構成された防波壁１を、既存家屋３０へ向かう津波１０の進行方向１１に対向する前面に構築することで、津波１０による既存家屋３０へ向かう水流が、一度、防波壁１に遮られ、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿った斜面方向１４へ、そらされることが可能になる。よって、津波１０による水圧及び津波によって流されてくる漂流物（木、車、土砂等）による多大な圧力から、既存家屋３０を守り、既存家屋３０への直接破壊を低減させることが可能となるため、物的被害を最小限に食い止めることができる。
さらに、避難用としての防水空間ユニット３が、上部に発電装置収納空間４、中間部に避難用居住空間５、下部に貯水装置収納空間６を備え、かつ防水空間ユニット３の内部に水の浸入を防止する機能をもっているため、非常用として生存可能な空間及び物資を確保することができる。
【００４０】
「他の実施形態」
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
例えば、以上の実施形態では、防波壁１の平面形状は、二等辺三角形のうちの正三角形であり、二等辺のなす角度は６０度であったが、他の実施形態では、正三角形以外の二等辺三角形でもよく、二等辺のなす角度は６０度以下、あるいは６０度以上でもよい。６０度以下にすると、津波の圧力を受けて回転を生じる機能は強くなる。６０度以上にすると、津波の圧力を受けて回転を生じる機能は弱くなるが、例えば、回転軸体２３の平面上の設置位置を、図６の範囲Ａを越えて、先端よりもさらに先に設置することにより、その機能を強く維持することができる。
【００４１】
以上の実施形態では、防波壁１は正三角形の平面形状であり、よって、防波壁１と防水空間ユニット３とは全体として、正三角柱状であったが、他の実施形態では、正三角柱状以外の二等辺三角柱状であってもよい。さらに、柱状ではなく、全体として、三角錐状でも良い。
【符号の説明】
【００４２】
１ 防波壁
１ａ 壁面
２ 先端頂点
３ 防水空間ユニット
４ 発電装置収納空間
４ａ 小型自家発電機
４ｂ 蓄電バッテリー
５ 避難用居住空間
５ａ 非常用食糧
５ｂ 衣類、寝具
５ｃ 非常用照明
５ｄ 給水口
６ 貯水装置収納空間
６ａ 給排水設備
７ 防水材
８ 水密ドア
１０ 津波
１１ 進行方向
１２ 直進圧力
１３ 斜面圧力
１４ 斜面方向
２０ 地盤
２１ 固定基礎
２２ 回転基礎
２３ 回転軸体
２３a 回転軸支持体
２４ ベアリング球
２５ 緩衝材
２６ 重心点
２７ 中心軸線
３０ 既存家屋
４０ 船舶
４１ 舳先
４２ 船舶の進行方向
４３ 波の圧力（抵抗力）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本発明は、津波による人、物、家屋への被害を防ぎ、津波の多大な水圧及び漂流物から家屋を守る津波シェルター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から家屋については、耐震性能や耐火性能は考慮されてきたが、耐津波性能については、まったくと言っていいほど考慮されてこなかった。
【０００３】
大津波に対しては唯一「高所に避難する」という方策しかなく、多くの人、物、家屋の被害がもたらされてきた。他方で、下記特許文献1には、三角形の平面形状をなすシェルター防護台と津波シェルターにより、津波によるシェルター本体への衝撃力への揺動緩和効果をもつ津波シェルターがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２００８−０７４３８５号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献1の施設では、津波への揺動緩和効果をもつ三角形の平面形状をなすシェルター防護台は、津波の来襲する方向を一方向と設定し、固定された方向に三角形の頂点をむけることによって、津波シェルターへの揺動緩和効果を認めている。
【０００６】
しかしながら、津波の来襲方向は一定ではなく、津波を引き起こす地震源の位置、津波シェルターが設置される地形や津波シェルターの周囲の建造物、障害物との位置、さらに津波の高さ、速さ及び地震時の天候、風向きが複雑に関係して、津波シェルターへの津波の来襲する方向が決められ、また刻々と変化して津波が来襲してくるため、津波の方向は一方向として固定されることはない。
【０００７】
よって、津波の来襲する方向を一方向と設定された上記特許文献1の施設では、揺動緩和効果をもつとされる三角形の平面形状をなすシェルター防護台の揺動緩和効果は、十分に機能されない。さらに、既存の建物や家財への物的被害に対しては、何ら対応できていない。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、津波被害に対して、固定しえない方向から来襲する津波の多大な水圧から守る防波壁によって人の安全な避難空間を確保し、津波による人的被害を最小限に食い止めることである。
【０００９】
さらに、津波の水圧及び津波で流されてくる漂流物、例えば木、車、土砂等による多大な圧力から、家屋倒壊による物的被害を最小限に食い止めることである。
【００１０】
さらに、避難された人の最低限のライフライン、すなわち水、食料、衣類、電気を津波後も保持し、非常用として生存可能な空間及び物資を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するため、第１の発明は、地盤に固定された固定基礎と、この固定基礎に対して回転軸体により回動自在に結合された回転基礎と、この回転基礎に設置され平面形状が二等辺三角形であり、この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点が前記回転軸体の近傍に位置する防波壁と、この防波壁に囲われ前記回転基礎に設置された避難用としての防水空間ユニットと、を有することを特徴とする津波シェルター装置である。
第２の発明は、さらに、津波が予想される海岸から見て前記津波シェルター装置の後方直近に既存家屋が存在することを特徴とする津波シェルター装置である。
第３の発明は、さらに、前記防水空間ユニットは、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えることを特徴とする津波シェルター装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、二等辺三角形の防波壁は、津波の圧力を受けて、あたかも風見鶏の羽のような働きをし、二等辺三角形の先端頂点が津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体回りに、回転基礎、防波壁、及び防水空間ユニットが、自動的に回転する。これにより、津波の圧力を防波壁の二等辺三角形の２辺に沿って、効率よくそらされることが可能になり、防波壁に囲われた防水空間ユニットを保護しうる。よって、津波の多大な水圧から守る防波壁によって人の安全な避難空間を確保し、津波による人的被害を最小限に食い止めることができる。
【００１３】
第２の発明によれば、津波は、一度、防波壁に遮られ、さらに防波壁１の二等辺三角形の２辺に沿って効率よくそらされた後に、既存家屋へ向かうので、既存家屋の被害を最小限に食い止めることができる。
第３の発明によれば、防水空間ユニットが、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えているため、非常用としての生存可能な空間及び物資を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態に係る津波シェルター装置の全体平面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の機能を説明する説明図である。
【図４】図１の機能を説明する説明図である。
【図５】図２の回転体軸付近の拡大図である。
【図６】図１の回転軸体と二等辺三角形の先端頂点との関係を説明する説明図である。
【図７】図１の機能を、船を例にして説明する説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図８】図１の津波シェルター装置を設置する順序を、ステップ１からステップ７の順に説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る津波シェルター装置について、図１から図８を参照しながら説明する。
［全体概略］
図１及び図２は、防波壁１と、防水空間ユニット３と、津波１０の予想される進行方向１１と、既存家屋３０と、の位置関係を示す平面図及び断面図である。
すなわち、地盤２０に固定された固定基礎２１に対して回転軸体２３により回動自在に結合されて回転基礎２２が設けられる。この回転基礎２２に、防波壁１と防水空間ユニット３が一体的に設置される。防波壁１は、平面形状が二等辺三角形である。この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点２が、回転軸体２３の近傍に位置する。防水空間ユニット３は、この防波壁１に囲われ、人の避難用として用いられる。そして、防波壁１と防水空間ユニット３とは、全体として、概略二等辺三角柱状を有する。
【００１６】
防波壁１は、二等辺三角形の平面形状で、好ましくは例えば、この実施形態のように正三角形の平面形状で、鉄筋コンクリート製である。津波の圧力１２により、この二等辺三角形を構成する二等辺の二つの辺により形成される先端頂点２が、津波１０の進行方向１１に対向するように、すなわち、津波の向かってくる方向へ向くように、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転する構造を有する。
さらに、この津波シェルター装置は、津波１０の進行方向１１に対して既存家屋３０の前面に構築される。これにより、津波が予想される海岸から見て津波シェルター装置の後方直近に既存家屋３０が存在することになる。この明細書で、この後方「直近」とは、津波が一度、防波壁１に遮られ、そらされたことによる影響が、既存家屋に対して破壊を低減させる効果として後方に残る範囲を言う。
【００１７】
津波の圧力により、回転が行なわれる働きを、図３、４，を参照して説明する。
まず、図３で示すように、変化する津波１０の進行方向１１の圧力１２は、防波壁１の壁面１aに対して、斜面圧力１３として働く。この壁面１aは、防波壁１の二等辺三角形の平面形状を構成する二等辺のうちの一辺に、相当する壁面である。この壁面１aに働く斜面圧力１３の積は、他方の壁面１ｂに働く斜面圧力の積よりも、大きい。すると、回転軸体２３の中心点を中心にして、回転モーメント１５が発生し、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に図中の時計逆回りに回転する。
【００１８】
そして、図４で示すとおり回転すると、二等辺三角形の先端頂点２は津波１０の進行方向１１に対向してくる。そして、津波１０の進行方向１１に沿って、二等辺三角形の平面形状の防波壁１の先端頂点２及び回転軸体２３の中心点と、二等辺三角形の重心点２６が同一線上に並ぶと、壁面１aに働く斜面圧力の積は、他方の壁面１ｂに働く斜面圧力の積と、同一になる。よって、回転モーメントは働かなくなる。このとき、二等辺三角形の先端頂点２は変化する津波１０の進行方向１１と対向する。
【００１９】
［回転軸体］
回転軸体２３の付近の構造について図２、５を参照して説明する。
津波シェルターの設置場所に、まず地盤２０に、回転軸支持体２３aが固定されている固定基礎２１を設置する。そして、この回転軸支持体２３aへ回転軸体２３を支持させるようにして、回転軸体２３と同一中心上に固定された回転基礎２２を設置する。回転軸体２３は回転軸支持体２３aに敷き並べられたベアリング球２４によって支持される。また、固定基礎２１と回転基礎２２との間には、好ましくは例えばガラスウール材の緩衝材２５を設置し、回転基礎２２の回動を妨げないようにしている。
【００２０】
このように構成することによって、固定基礎２１に対し回転基礎２２は回動自在に結合されているため、回転基礎２２に対して回転モーメント１５（図３参照）が働くと回転基礎２２は回動することになり（図４参照）、よって固定された防波壁１へ多大な圧力が働かなくなり、構造体の破壊、倒壊を未然に防ぐことが可能となる。
【００２１】
［回転軸体と先端頂点との位置関係］
上記の転針の原理を本発明において応用するための構造を、すなわち回転軸体２３と二等辺三角形の先端頂点２との位置関係を、図６を参照して説明する。
すなわち、好ましくは例えば、回転軸体２３の平面上の設置位置が、防波璧１の先端頂点２と防波璧１の重心点２６とを結んだ中心軸線２７上の範囲Ａ内に設置され、さらに、最も好ましくは先端頂点２に位置するように回転軸体２３が設置されることで、船舶の舵のもつ回転軸と舵面における関係と同一になり、同一の原理である転針作用によって、常に津波の直進圧力１２と防波璧１の先端頂点２は対向する。
【００２２】
なお、回転軸体２３の平面上の設置位置は、必ずしも、範囲Ａ内に設置される必要はなく、範囲Ａを越えて、先端よりもさらに先に、設置することも可能である。
この明細書において、「先端頂点が前記回転軸体２３の近傍に位置する」の「近傍」とは、範囲Ａを越えた、先端よりもさらに先の位置も、含む。
【００２３】
さらに、地震による地盤変動に対して、回転軸体２３をもつ回転基礎２２は変動し回動するため、免震構造体として機能することになり、耐震性能も向上させることが可能となる。
【００２４】
［回転による働き−船を例に説明］
津波がいかなる方向から来襲してきても、防波璧１の先端頂点２が常に津波の直進圧力１２に対向すること（図４参照）が可能であり、有効であることを、船を例に説明する。
船舶の舵の仕組みを例により説明すると、船舶の舵は水流の流れを変えることで船舶の進行方向を変化させることが可能である。舵の多くは、船舶のスクリューの直後に位置しスクリューが生み出す強い水流の向きを右、または左方向へ変えることで船体の向きを変える。向きを変えられた船体はやがて、自らの船首船尾軸方向へと針路を変える。この原理が転針である。
【００２５】
言い換えれば、図４に示すように、船首船尾軸方向である津波の進行方向１１が変われば、転針によって防波璧１の二等辺三角形の先端頂点２が、津波の進行方向１１の軸線方向に向きを変えることによって、常に津波の直進圧力１２と防波璧１の先端頂点２は対向する。
このことは、換言すれば、防波璧１があたかも風見鶏の羽のような働きをして、回転軸体２３回りに、回転基礎２２、防波壁１、及び防水空間ユニット３が、自動的に回転することを意味する。
【００２６】
図７に示すように、周知の如く、船舶４０の舳先４１の平面形状が二等辺三角形をしていることでも明らかなように、二等辺三角形の先端頂点、すなわち舳先４１が、船舶の進行方向４２に対しての波の圧力（抵抗力）４３を低減させているため、より少ない力で船舶４０が前進できる。すなわち、舳先の二等辺三角形の形状が船舶への水圧を低減させている実例であり、本発明の防波壁１の二等辺三角形の平面形状における、水圧に対する原理は同一である。
【００２７】
よって、前記の原理の如く、津波１０の進行方向１１から生じる多大な直進圧力１２を防波壁１の平面形状が二等辺三角形であることによって確実に分散、低減させることが可能となり、防波壁１の破壊、倒壊をより不能とし内部の防水空間ユニット３を保護しえる防御壁として機能することが可能となる。
【００２８】
また、防波壁１の二等辺三角形の平面形状は、津波による既存家屋３０の倒壊を十分に防ぐことが可能になる。
すなわち、図４に示すように、二等辺三角形の平面形状で構成された防波壁１は、既存家屋３０の津波１０の進行方向１１に対向する前面に構築されているため、津波１０による既存家屋３０への進行方向１１の水流は、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿って、すなわち斜面に沿って、斜面方向１４への水流へと変更が可能になり、よって、津波１０の水圧及び津波によって流されてくる漂流物（木、車、土砂等）による多大な圧力から、既存家屋３０への直接破壊を低減させることにより、津波による物的被害を最小限に食い止めることが可能となる。
【００２９】
［防水空間ユニット］
次に、防水空間ユニット３について図２を参照しながら説明する。
津波の人的被害の最多のものは、突発的に訪れる津波に対して、逃げ遅れることで、津波に巻き込まれ人的被害を招くことである。住む家屋のすぐ近くに避難用の安全な空間を確保できれば、津波による多くの人的被害を最小限に食い止めることが可能となる。
【００３０】
防波壁１によって津波からの直接圧力から守られた安全な避難空間である防水空間ユニット３は、上部に発電装置収納空間４、中間部に避難用居住空間５、下部に貯水装置収納空間６で構成されている。さらに好ましくは例えば、鉄骨構造材で組まれた防水空間ユニット３の全面を防水材７、好ましくはウレタン防水吹付け材で覆い、防水空間ユニット３の内部に水の浸入を防止する構造をもつことで、津波による海水の水位上昇に対しても安全な避難空間になっている。防水空間ユニット３へは、後方の水密ドア８から出入りできる。
【００３１】
さらに、津波による物的被害の事例によると、社会が成立している条件としてのライフラインである水道、電気、ガス、交通網、情報網等がズタズタに分断、破壊されている。津波の第一波、第二波を避難空間でやり過ごしたとしても、避難された人の最低限のライフラインである水、食糧、電気、衣類を津波後も保持し非常用として生存可能な空間及び物資を確保できなければ、意味がない。
【００３２】
すなわち、防水空間ユニット３の上部に設置された発電装置収納空間４に、好ましくは例えば小型自家発電機４ａもしくは蓄電バッテリー４ｂを収納しているため、津波による電力不通被害に対して非常用電源を確保でき、照明、発熱器、電子調理器、携帯電話、テレビ等の電気機器の利用を可能とできる。
【００３３】
さらに、防水空間ユニット３の中間部に設置された避難用居住空間５の内部には、非常用食糧５ａや衣類、寝具５ｂさらに非常用照明５ｃ及び給水口５ｄを収納しているため、ライフラインの復旧までの一定の期間は避難された人の生存を可能にできる。
【００３４】
また、防水空間ユニット３の下部に設置された貯水装置収納空間６には、給排水設備６ａをもち、大量の水の備蓄が可能であり、避難された人の飲料水は十分に確保できる。さらに、防水空間ユニット３の最下部に大量の水を貯蓄することによって、その水の重量が津波の圧力による防波壁１に及ぼす圧力に対して十分に有利に働くことになり、防波壁１の倒壊防止に寄与する。
【００３５】
［設置］
さらに、図８を参照して、本発明の津波シェルター装置の設置について説明する。
防波壁１の構造は好ましくは例えば、プレキャストコンクリート製（ＰＣａ工法）の構造部材で構築され、基礎部材、壁部材、屋根部材で構成され、それぞれの部材は簡易に短期間で組立可能であり、さらに各部材は連結鉄筋で強固に結合されるため、津波の多大な圧力に十分に耐える構造を有している。
【００３６】
また、防水空間ユニット３は好ましくは例えば鉄骨構造材で構築され、３分割された各空間ユニットは鋼製ボルトで連結され、一体化し簡易に設置可能としている。よって図９で示すステップ１〜７により、津波が予想される多くの地域において簡易かつ迅速に設置できる。
すなわちステップ１で、既存家屋３０に対し予想される津波方向を調査し、津波シェルター装置の設置位置を決め、防波壁の向きの初期設定を決定する。
ステップ２で、地盤２０を整備し、固定基礎２１を固定して設置する。
ステップ３で、固定基礎の上に、プレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の回転基礎を設置する。
【００３７】
ステップ４で、回転基礎２２に防水空間ユニット３を設置する。
ステップ５で、回転基礎２２に、防水空間ユニット３を囲んで、防波壁１となるプレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の壁板を取付る。
ステップ６で、壁板の上に、プレキャスト（ＰＣａ）コンクリート製の屋根を取付る。
ステップ７で、完成した津波シェルターに貯水し、水を備蓄する。
【００３８】
「実施形態の効果」
以上の実施形態によれば、津波１０の進行方向１１から生じる多大な直進圧力１２を、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿った斜面圧力１３として、分散させ、減少させることが可能になる。すなわち、津波を、効率よくそらすことが可能になる。よって、防波壁１に対しての津波１０からの多大な圧力を、低減せしめることで、防波壁１の倒壊をより不能とし、防波壁１に囲われた内部の避難用としての防水空間ユニット３を、保護しうる防護壁として機能することが可能となる。したがって、津波に対して安全な避難空間の確保が可能になり、人的被害を最小限に食い止めることができる。
【００３９】
さらに、二等辺三角形の平面形状で構成された防波壁１を、既存家屋３０へ向かう津波１０の進行方向１１に対向する前面に構築することで、津波１０による既存家屋３０へ向かう水流が、一度、防波壁１に遮られ、防波壁１の二等辺三角形の２辺の壁面１ａに沿った斜面方向１４へ、そらされることが可能になる。よって、津波１０による水圧及び津波によって流されてくる漂流物（木、車、土砂等）による多大な圧力から、既存家屋３０を守り、既存家屋３０への直接破壊を低減させることが可能となるため、物的被害を最小限に食い止めることができる。
さらに、避難用としての防水空間ユニット３が、上部に発電装置収納空間４、中間部に避難用居住空間５、下部に貯水装置収納空間６を備え、かつ防水空間ユニット３の内部に水の浸入を防止する機能をもっているため、非常用として生存可能な空間及び物資を確保することができる。
【００４０】
「他の実施形態」
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
例えば、以上の実施形態では、防波壁１の平面形状は、二等辺三角形のうちの正三角形であり、二等辺のなす角度は６０度であったが、他の実施形態では、正三角形以外の二等辺三角形でもよく、二等辺のなす角度は６０度以下、あるいは６０度以上でもよい。６０度以下にすると、津波の圧力を受けて回転を生じる機能は強くなる。６０度以上にすると、津波の圧力を受けて回転を生じる機能は弱くなるが、例えば、回転軸体２３の平面上の設置位置を、図６の範囲Ａを越えて、先端よりもさらに先に設置することにより、その機能を強く維持することができる。
【００４１】
以上の実施形態では、防波壁１は正三角形の平面形状であり、よって、防波壁１と防水空間ユニット３とは全体として、正三角柱状であったが、他の実施形態では、正三角柱状以外の二等辺三角柱状であってもよい。さらに、柱状ではなく、全体として、三角錐状でも良い。
【符号の説明】
【００４２】
１ 防波壁
１ａ 壁面
２ 先端頂点
３ 防水空間ユニット
４ 発電装置収納空間
４ａ 小型自家発電機
４ｂ 蓄電バッテリー
５ 避難用居住空間
５ａ 非常用食糧
５ｂ 衣類、寝具
５ｃ 非常用照明
５ｄ 給水口
６ 貯水装置収納空間
６ａ 給排水設備
７ 防水材
８ 水密ドア
１０ 津波
１１ 進行方向
１２ 直進圧力
１３ 斜面圧力
１４ 斜面方向
２０ 地盤
２１ 固定基礎
２２ 回転基礎
２３ 回転軸体
２３a 回転軸支持体
２４ ベアリング球
２５ 緩衝材
２６ 重心点
２７ 中心軸線
３０ 既存家屋
４０ 船舶
４１ 舳先
４２ 船舶の進行方向
４３ 波の圧力（抵抗力）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に固定された固定基礎と、この固定基礎に対して回転軸体により回動自在に結合された回転基礎と、この回転基礎に設置され平面形状が二等辺三角形であり、この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点が前記回転軸体の近傍に位置する防波壁と、この防波壁に囲われ前記回転基礎に設置された避難用としての防水空間ユニットと、を有することを特徴とする津波シェルター装置。
【請求項２】
津波が予想される海岸から見て前記津波シェルター装置の後方直近に既存家屋が存在することを特徴とする請求項１に記載の津波シェルター装置。
【請求項３】
前記防水空間ユニットは、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えることを特徴とする請求項１、または２に記載の津波シェルター装置。
【請求項１】
地盤に固定された固定基礎と、この固定基礎に対して回転軸体により回動自在に結合された回転基礎と、この回転基礎に設置され平面形状が二等辺三角形であり、この二等辺の二つの辺により形成される先端頂点が前記回転軸体の近傍に位置する防波壁と、この防波壁に囲われ前記回転基礎に設置された避難用としての防水空間ユニットと、を有することを特徴とする津波シェルター装置。
【請求項２】
津波が予想される海岸から見て前記津波シェルター装置の後方直近に既存家屋が存在することを特徴とする請求項１に記載の津波シェルター装置。
【請求項３】
前記防水空間ユニットは、上部に発電装置収納空間、中間部に避難用居住空間、下部に貯水装置収納空間を備えることを特徴とする請求項１、または２に記載の津波シェルター装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２１８８（Ｐ２０１３−２１８８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５８２５（Ｐ２０１１−１３５８２５）
【出願日】平成２３年６月１８日（２０１１．６．１８）
【出願人】（５０３４７０８２７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１８日（２０１１．６．１８）
【出願人】（５０３４７０８２７）
【Ｆターム（参考）】
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