JP2003302297A - マンホール内の圧力測定方法及び圧力測定装置並びにこの圧力測定装置を備えたマンホール蓋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マンホール内で発生した異常高圧を、確実且つ
略正確に測定できるマンホール内の圧力測定方法と装
置、及びこの圧力測定装置を備えたマンホール蓋を提供
する。 【解決手段】マンホール蓋の裏面又はマンホール内の側
壁に、マンホール内で発生した異常高圧を受けることに
より、圧子の先端部分が検体の表面に衝突して又は押し
込まれて、この検体の表面に圧子による圧痕が形成され
る機能を有する圧力測定装置を設けて、マンホール内が
異常高圧状態になった後、この検体を取り出して圧痕の
大きさを測定し、この測定値を基に、予め検体の硬度試
験により得られたサンプリングデータから、同じ測定値
及び／又は面積値をもつ圧痕を形成した負荷荷重値を特
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マンホール内で発
生した異常高圧を測定するマンホール内の圧力測定方法
と、この測定方法において用いられる圧力測定装置と、
この圧力測定装置を備えたマンホール蓋に関する。

【０００２】

【従来の技術】排水用の管渠や通信回線を配設した管
渠、電気配線やガス管などを配設した管渠に設置された
マンホールは、その開口上端が鉄製のマンホール蓋で覆
われている。このマンホール蓋には、多くの場合、小さ
な通気孔が設けられているため、また、管渠の端末が外
部に通じていることが多く、管渠には、排水口、通気
口、配線や配管の取入口や取出口など、外部と連絡して
いる分岐管を接続していることから、マンホール内の気
圧は、通常、外気圧と略同じである。ところが、特に排
水用の管渠の場合、豪雨、上流における大量放水、地震
による大量出水などによって大量の水が一気に管渠内に
流入して、これにより管渠内の空気のかたまりが逃げ場
を失って圧縮され、これがマンホール内で限界を超え
て、マンホール蓋を飛散させたり、マンホールの開口付
近を破壊させることがある。また、下流の管渠が詰まっ
て大量の水が上流で滞ることが原因で、マンホール内が
異常高圧になることもある。特に地域の都市化によっ
て、地面がコンクリートやタイル、アスファルトによっ
て覆われており、また、管渠の上流の山麓地域が開発さ
れてきていることから、降雨時に雨水が地面に浸透する
ことなく、そのまま一度に排水となって大量に管渠に集
中してくるため、その傾向は年々増加してきている。

【０００３】この他にも、排水用の管渠には、家庭排水
や工場排水に油や引火性の高い液体が混じって流れて来
ることもあり、排水汚泥などの堆積によって硫化水素ガ
スやメタンガスなどの可燃性ガスが生成されることがあ
る。そして、これらがマンホール内で爆発することがあ
る。また、ガス管から漏出したガスが、管渠内やマンホ
ール内で爆発することもある。

【０００４】このようにマンホール蓋やその周辺に過大
な負荷荷重が加わって、マンホール蓋の飛散、マンホー
ル蓋やその係止部の破壊などが発生すると、修復に時間
と費用が掛かるだけでなく、大きな２次被害をもたらす
こともある。

【０００５】従来、これらの事故のときに、マンホール
内にどの程度の異常高圧が発生しているのかは、知る手
段が無かったために、知られていなかった。その理由
は、普及品の圧力計や圧力センサを設置しても、異常高
圧や爆発によって圧力計や圧力センサ自体や測定データ
が破壊されることが多く、また、圧力計や圧力センサで
は測定できない程の異常高圧が瞬間的に加わることも原
因と思われる。また、耐圧性のある圧力計や圧力センサ
が高価であり、設置のための工事も難しいことも原因の
１つである。特に、マンホール内の爆発やマンホール蓋
の飛散などは、数多く設置されているマンホールのうち
の、どのマンホール内でいつ起こるか判らないことも、
異常高圧の測定を難しくしている原因の１つである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の事故のときに、マンホール内でどの程度の異常高圧が
発生していたのかを知ることは、マンホール蓋の構造及
びその強度、マンホール蓋の重量、マンホール蓋の取付
金具やフックの構造及びその強度、マンホール内の構造
などを設計する上で必要である。特に、マンホール事故
の原因調査、マンホール蓋の飛散に関する予測計算とそ
の安全対策、今後のマンホールを含めた地域管渠全体の
設計や管理、管路の設計、経年管渠やマンホールの改修
工事や交換の時期、増設の時期、管渠やマンホールの大
型化などを検討する上において、極めて重要である。

【０００７】このため、本発明者は、マンホール内で異
常高圧が発生したときに、この異常高圧を確実に測定
し、しかもその測定値が確実に得られるようにするため
にはどのようにすれば良いのかについて検討した。そし
て、その後における鋭意なる検討の結果、遂に、マンホ
ール内の圧力測定方法と、この圧力測定方法に用いられ
る圧力測定装置と、この圧力測定装置を備えたマンホー
ル蓋の発明を完成するに至った。

【０００８】このような経緯を経て完成するに至った本
発明は、マンホール内で発生した異常高圧を、確実且つ
略正確に測定できるマンホール内の圧力測定方法を提供
することを課題とする。また、この圧力測定方法におい
て用いられる圧力測定装置を提供すること課題とする。
更には、この圧力測定装置を備えたマンホール蓋を提供
することを課題とする。そして、これら方法及び装置等
を利用して、マンホール内で発生した異常高圧の圧力を
知り、これをマンホール蓋などの設計や安全対策だけで
なく、今後のマンホールを含めた地域管渠全体の設計や
管理、経年管渠やマンホールの改修工事やその交換の時
期、増設の時期、管渠やマンホールの大型化などを検討
するための資料を得ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに提案される請求項１に記載の発明は、マンホール蓋
の裏面又はマンホール内の側壁に、マンホール内で発生
した異常高圧を受けることにより、シリンダ部内に支持
されている可動部材が移動して、圧子の先端部分と検体
と衝突して圧子の先端部分が検体の表面に押し込まれ、
この検体の表面に圧子による圧痕が形成される機能を有
する圧力測定装置を設け、マンホール内が異常高圧状態
になり、これが鎮静化した後、或いはマンホール蓋が異
常高圧によって飛散した後、この圧力測定装置内から可
動部材とともに検体を取り出して、又は検体だけを取り
出して、或いは検体が露見できる状態にして、この検体
の表面に形成されている圧痕の大きさを測定し、この測
定値及び／又はこの測定値を演算して得た圧痕の面積値
を基に、予め検体の硬度試験により得られた負荷荷重の
違いによる複数の圧痕のサンプリングデータから、同じ
測定値及び／又は面積値をもつ圧痕を形成した負荷荷重
値を特定し、或いは最も近く前後する測定値及び／又は
面積値をもつ２つの圧痕を形成した２つの負荷荷重値を
特定して、この特定した負荷荷重値或いは特定した２つ
の負荷荷重値の中間値を、マンホール内で発生した異常
高圧の圧力の測定値とするマンホール内の圧力測定方法
である。

【００１０】この請求項１に記載したマンホール内の圧
力測定方法を実施するためには、前以って、同種の検体
を硬度試験して、負荷荷重の違いに応じた圧痕の大きさ
を測定しておき、これをサンプリングデータとして用意
しておく必要がある。

【００１１】本発明は、このための好適な硬度試験とし
て、ビッカース試験機によるビッカース硬さ試験―試験
方法を参考にした。このビッカース硬さ試験―試験方法
（JIS Z 2244 ISO/DIS 6507-1）について説明すると、
ビッカース硬さ試験―試験方法は、ビッカース硬さ試験
機（JIS B7725）を用いて、正四角垂のダイヤモンド圧
子を、試料の表面に押し込んで、試験力（負荷荷重）応
じた大きさのくぼみ（ビッカースくぼみ）を試料の表面
に形成する試験及び試験方法である。このビッカース硬
さ試験―試験方法において、その試験力を解除した後、
試料の表面に残った正四角垂のくぼみ（ビッカースくぼ
み）の大きさを、その２方向の対角線長さを測定してこ
の測定値の平均値を演算して、この演算した値、更に好
ましくは、試料に形成されたビッカースくぼみの表面積
を演算して、この演算値を基にして、ビッカースくぼみ
の大きさの違いを数値で表し、これを異なる負荷荷重毎
に行なうと、試料の硬度が明確に判る。

【００１２】本発明は、このビッカース試験機を用いて
行なうビッカース硬さ試験―試験方法により、本発明の
圧力測定方法で用いられる鉛板の試料（検体）を１５枚
用いて、試験力を１ｋｇ／ｍｍ^２，５ｋｇ／ｍｍ^２，１
０kg／ｍｍ^２毎に、試料を交換して各５回試験した。そ
して、各試料に形成されたビッカースくぼみの対角線長
さを目盛り付き顕微鏡で測定して、試料毎に、同じ試験
力による各５点の対角線長さの測定値からその平均値を
演算して得た。また、各５点におけるビッカースくぼみ
の断面積の平均値も同様に演算して得た。図１２に示す
表とグラフはその結果を示している。

【００１３】図１２に示す表とグラフによると、１ｋｇ
／ｍｍ^２，５ｋｇ／ｍｍ^２，１０kg／ｍｍ^２毎の試験力
に対応した圧痕の２方向長さの平均値と、その断面積が
示されており、例えば、２方向の対角線長さの平均値が
0.7ｍｍの圧痕は、５kg／ｍｍ^２の負荷荷重によって形
成されることが判る。また、２方向の対角線長さの平均
値が0.6ｍｍの圧痕は、１kgと５kgの中間である３kg／
ｍｍ^２の負荷荷重によって形成されることが判る。本発
明方法は、この考え方に基づいた圧力測定方法であり、
本発明方法の実施によって得られた検体の圧痕の大きさ
を測定し、この測定値を、予め試験して得たサンプリン
グデータの圧痕の大きさと対比・演算することによって
負荷荷重を特定し、これを圧力測定装置により得られた
負荷荷重であるとする。

【００１４】本発明においてがサンプリングデータを得
るために行なう試験は、ビッカース試験機を用いたビッ
カース試験―試験方法に限定されない。つまり、他の試
験方法であっても良い。また、試験力も上述したものに
限定されず、更に異なる多くの試験力を与えて試験する
ことが好ましい。特に圧子の形状については、正四角錐
のものに限定されるものではなく、特に、成形加工が容
易な円錐形状を有する硬質金属材料で出来たものは最適
である。サンプリングデータを得るために試料に圧痕を
形成する圧子は、圧力測定装置で用いられる圧子と、少
なくとも同じ形状及び大きさの材料、更に好ましくは同
程度の硬度をもつ硬質材料を使用する。このようにする
と、サンプリングのときの試験により得られた圧痕と、
圧力測定装置で得られた圧痕の比較が正確に行なえる。
ビッカース試験―試験方法では、正四角錐のダイヤモン
ド圧子が用いられ、しかも、試験力が上述した３つの負
荷荷重に限定される。本発明者は、圧力測定装置に正四
角錐の圧子を用いると製造コストが高くなるため、円錐
の圧子を用いるのが好ましいと考える。

【００１５】ビッカース試験機を用いない他の試験方法
としては、必ずしも限定されるものではないが、例え
ば、次の試験方法を挙げることができる。 i）圧力計を備え、油圧又は空気圧を利用した圧力装置
の加圧部分の先端に、円錐形の圧子を固定して、この圧
子を検体の表面に直角に押し込む方法。 ii）重量を複数段階に分けた重りを利用して、圧子を検
体に押し付ける方法。 iii）高重量のバネ秤を用いて、圧子を検体に押し付け
る方法。 iv）圧力調節が可能な圧力室内に、本発明方法で用いら
れる圧力測定装置を入れて行なう方法。 v）本発明の圧力測定装置のシリンダ部後端にカバーを
取り付けるなどして密閉空間を設け、この空間にホース
を接続して、このホースに所定圧の水又は空気を流し込
んで、可動部材を移動させて、圧子を検体に押し付ける
方法、などを挙げることができる。i）〜v）において、
検体を圧子に押し付けるようにしてもよい。つまり、負
荷荷重に応じた大きさの圧痕を形成させる試験であれば
特に限定されない。サンプリングデータは、以上の方法
によって得ることができる。

【００１６】次に、本発明方法の実施の手順を説明す
る。先ず、圧力測定装置をマンホール内、好ましくはマ
ンホール蓋の裏面に固定しておくことが大前提である。
数多く存在するマンホール蓋のうちのどのマンホール蓋
を対象とするのかについては、フックなどによってマン
ホール蓋の受け枠に係止することが可能な全てのマンホ
ール蓋を対象にするのが最適であるが、少なくとも、以
前にマンホールの爆発事故やマンホール蓋の飛散事故が
あったマンホール、管渠の位置がポンプ所の近くにあり
ポンプの起動停止に伴う衝撃波（サージ圧）を受け易い
場所のマンホール、排水に可燃性物質や含まれることが
ある管渠のマンホール、排水が集中し易い管渠及びその
近くのマンホール、ガス管などが配設されている管渠の
マンホールに設置されるマンホール蓋が対象になるが、
マンホール蓋は円形のものだけに限らず、矩形状のもの
なども含まれ、マンホール蓋の大きさについても限定さ
れない。例えば、ハンドホールの蓋のような小型の蓋で
あっても構わない。防護蓋も含まれる。この他にも、例
えば、精油所や化学工場の地下や地上に設置されている
貯蔵タンクの蓋、ガソリンや航空燃料の末端供給施設に
設置されているタンクの蓋、タンカーやタンクローリ
車、鉄道貨車等における、貯蔵施設やタンクの蓋及び扉
についても適用される。

【００１７】圧力測定装置は、この請求項１では、マン
ホール内で発生した異常高圧を受けることにより、シリ
ンダ部内に支持されている可動部材が移動して、圧子の
先端部分と検体と衝突して圧子の先端部分が検体の表面
に押し込まれ、この検体の表面に圧子による圧痕が形成
される機能を有するものであれば足りるとする。更に好
ましくは、後述する請求項２ないし４のいずれかに記載
の圧力測定装置が挙げられる。この圧力測定装置は、マ
ンホール蓋の裏面に設ける場合には、その中央又はその
近くに、可動部材の下端部分が下方に向く姿勢で取り付
ける。このようにすると、マンホール蓋に加わる下方か
らの負荷荷重（圧力）が正確に測定できる。

【００１８】その測定は、可動部材とともに検体を測定
装置内から取り出して、或いは、検体だけを取り出し
て、この検体に形成されている圧痕の対角線長さ（又は
径）を、目盛り付き顕微鏡を用いて測定する。より好ま
しくは、この測定とともに、圧痕の面積（断面積又は表
面積）も演算して得る。続いて、この測定値及び／又は
面積値と一致するデータを、上述したサンプリングデー
タから選び出す。なお、サンプリングデータにこれらの
値と一致するものが無いときには、測定値及び／又は面
積値の少なくとも一方に最も近い前後の値をもつ２つの
サンプリングデータを選び出す。そして、最後に、この
選び出した圧痕のサンプリングデータに記載の負荷荷
重、或いは選び出した２つの圧痕のサンプリングデータ
に記載の負荷荷重の中間値を、マンホール内で発生した
異常高圧の圧力値、更に正確には、マンホール蓋に加わ
った負荷荷重の圧力値として置き換える。つまり、圧力
測定装置で測定した圧力値とする。この圧力値はマンホ
ール蓋に加わった負荷荷重でもある。

【００１９】以上、説明した請求項１に記載のマンホー
ル内の圧力測定方法を実施すると、マンホール内で発生
した異常圧力の測定ができるようになり、しかも、マン
ホール内の爆発によってデータ（検体に形成された圧
痕）が破壊されることもないので、確実且つ略正確に圧
力を測定することができる。

【００２０】ところで、本発明は、本発明の適用される
範囲がマンホール内の圧力測定方法だけでなく、この圧
力測定方法に用いられる圧力測定装置にも大きな特徴が
あることから、これを請求項２の発明として記載した。
この請求項２に記載の発明である圧力測定装置は、マン
ホール蓋の裏面に取り付けが可能な上板部を有しその下
端部から下方に向けて短尺幅広形状を有するシリンダ部
が一体形成され又は短尺幅広形状を有するシリンダ部が
着脱可能に取り付けられた基台と、このシリンダ部の内
壁に沿って円滑な移動が可能に支持された可動部材と、
この可動部材の上面又はシリンダ部で囲まれた上板部分
の下面に支持され且つ表面が円滑な平面にて形成された
検体と、シリンダ部で囲まれた上板部分の下面から下方
に向けて又は可動部材の上面から上方に向けて突出する
ように固定された圧子と、この可動部材がシリンダ部内
から脱落するのを防ぐ係止部材とを有しており、マンホ
ール内で発生した異常高圧によって可動部材を上方に移
動させる圧力が加わったときに、この可動部材の移動と
ともに、検体に対向して位置している圧子の先端が検体
の表面に押し込まれて、検体の表面に押し込みの程度に
応じた大きさの圧痕が形成されるように構成されてなる
ことを特徴とする。

【００２１】この請求項２に記載の圧力測定装置におい
て、圧力測定装置の基台をマンホール蓋の裏面にどのよ
うに取り付けて固定するのかについては、マンホール蓋
の肉厚及びその裏面の構造などに対応させる必要がある
ために、必ずしも限定されるものではないが、本発明者
は、例えば、好適な手段として、ビス止めによる固定、
基台の上端にネジ軸を突出させて、このネジ軸をマンホ
ール蓋の裏面に螺入させて行なう固定を挙げる。特に後
者による固定は、圧力測定装置を片手で持ってマンホー
ル蓋の裏面に取り付けることができる便利な面と、マン
ホール内で爆発が発生したときの衝撃によっても、圧力
測定装置が簡単に離脱しないという信頼性がある。この
他、接着剤による固定、基台をマンホール蓋の裏面に一
体形成したものであっても良い。

【００２２】検体を固定する位置とその方法には、２通
りある。その１つは、可動部材の上面に凹部を形成し
て、この凹部内に固定する方法である。その固定は、検
体を溶融して流し込んで行なう方法、接着による固定、
凹部内に嵌め込んで端部を係止させて行なう固定、圧子
の先端を突き当てて固定する方法などがあり、いずれで
あっても構わないが、本発明者は、溶融した鉛を凹部に
流し込んで固定する方法は、確実な固定ができるため最
適な方法と考える。他の１つは、シリンダ部で囲まれた
基台の下面部分に固定する方法である。その固定は、検
体を接着剤又は粘着剤で固定する他、圧子の先端を突き
当てて固定する方法があり、いずれの固定を採用しても
構わない。これら２通りの固定方法のいずれを選択する
かは、圧子をどこに固定させるかによって決められる。

【００２３】本発明は、この圧子を、シリンダ部で囲ま
れた基台下面部分の中央から先端を下方に向けて突出さ
せた姿勢で固定する方法と、可動部材の上面の中央から
先端を上方に向けて突出させた姿勢で固定する方法の２
通りの方法を挙げ、いずれの方法でも構わないとする。
前者の場合には、圧子の基部を基台の下面に圧入するな
どして挿入して固定する。この他、基台の下面に圧子を
一体形成したもので良い。後者の場合も同様の手法で可
動部材の上面に圧子を設ける。このようにして設けられ
た検体と圧子は、垂直方向に対向した向きでシリンダ部
内に位置する。本発明者は、このときの可動部材の抜け
止めとして、シリンダ部の下部に座付きボルトを螺装し
て、このボルトの座の端部で可動部材の下端縁を受けて
行なう方法と、中央に大きな開口を有するキャップをシ
リンダ部の下部に取り付けて行なう方法を挙げ、いずれ
であっても構わないとする。圧力測定装置をこのように
構成することによって、上述したマンホール内の異常高
圧が発生したときには、圧子は検体に対して垂直に突入
する。

【００２４】ところで、可動部材は、シリンダ部内周壁
に沿って直上方に円滑に移動できる状態で支持されるこ
とが必要である。このため、本発明者は、請求項３にお
いて、シリンダ部の内周壁又は可動部材の外周側壁に、
パッキン又はリングを支持させてあることを明記して、
可動部材をシリンダ部の内周壁に対してパッキた。この
ようにすると、シリンダ内の防水、防塵対策にもなる。

【００２５】この他にも、マンホール内の湿気によって
圧力側手定装置、特にその内部に黴や腐蝕が発生しない
ようにする工夫も必要である。その対策としては、例え
ば、シリンダ部の下部の開口をシールパッキン又は柔軟
性の高いシート或いは高圧で破れるシートで封止した
り、圧力測定装置の各部材に、公知の抗菌加工や抗菌処
理をすること、各部材を耐腐蝕性の高い材料で形成した
り、その一部面をフッ素系の材料層を形成することによ
り可能となる。

【００２６】本発明は、好適な検体材料として、上述に
おいて鉛を挙げたが、必ずしも鉛だけに限定されるもの
ではない。このため、本発明者は、請求項４の前段部分
において、検体は、鉛、軟鉄、亜鉛、すず、銅、アルミ
ニウム、マグネシウムなどの軟質金属のいずれか又はこ
れらいずれかを主材料とする合金、或いは、経年劣化が
少なく耐候性及び塑性変形特性に優れた合成高分子材料
で形成されていることを明記した。

【００２７】上述した金属は、いずれも軟質で圧痕が形
成され易い特性がある。上述した合成高分子材料として
は、例えば、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂などを挙げることがで
きる。しかしながら、本発明者は、検体は、圧痕が明瞭
に形成され、圧痕の変形や保存性などの面で優れる上述
した軟質金属が最適であるとする。この他、金属板を積
層させたものであっても良い。

【００２８】そして本発明は、請求項４の後段部分にお
いて、可動部材上端の少なくとも圧子は、検体よりも硬
質の材料で形成されていることを明記して、圧子が検体
に押し込まれるときに、圧子が変形しないようにした。

【００２９】また、本発明は、検体を安定して支持させ
るための最適な手段として、請求項５において、検体
は、可動部材の上面に形成されている凹部内又はシリン
ダ部で囲まれた上板部分の下面に形成されている凹部内
に埋め込まれて固定されるという技術を挙げた。

【００３０】これら何れかの凹部内に固定する手段とし
ては、本発明者は、例えば、検体が鉛のように比較的低
い温度で溶融可能な金属材料である場合には、これを溶
融して凹部内に流し込み、常温まで温度が低下した後、
検体の表面と凹部の開口周りの面とが均一且つ円滑面に
なるように表面加工することを最適と考える。勿論、凹
部内に接着剤で固定したり、圧入させたり、凹部内に嵌
め込んでその上端縁を係止させるようにしても良い。

【００３１】このような構成をもつ圧力測定装置は、耐
衝撃性、耐久性、耐水性などに富み、電気も不要であ
り、加圧や爆発によるデータ破壊も生じなく、導入コス
ト及び維持コストに優れ、特にマンホール蓋の裏面に取
り付けて使用することが最適であると考える。このた
め、本発明は、請求項６において、上述したいずれかの
請求項に記載の圧力測定装置がマンホール蓋の裏面に着
脱可能に取り付けられているマンホール蓋にも本発明が
適用されるようにした。

【００３２】ところで、マンホール内で異常高圧が発生
しても、その後に沈静化して、マンホール内にその跡を
残していない場合には、検体が圧力測定装置内にあるた
めに、異常高圧が発生していたのかどうかも判らない。
このため、圧力測定装置の中から可動部材や検体を取り
出してチェックするという面倒な作業が必要になる。

【００３３】このため、本発明は、このような面倒で時
間と人手を要するチェックの作業を無くすために、請求
項７において、マンホール内に、所定以上の圧力を受け
ると破砕し又は亀裂が生じ或いは回復不能な形状変化が
生じる密閉中空形成体を設け、この中空形成体の外観状
態を見てマンホール内に所定以上の圧力が発生していた
か否かを知るマンホール内の圧力測定方法を挙げた。

【００３４】本発明は、この請求項７に記載のマンホー
ル内の圧力測定方法を、請求項１に記載の圧力測定方
法、請求項２ないし５に記載の圧力測定装置、請求項６
に記載の圧力測定装置を備えたマンホール蓋等と併用す
ることが良いとする。このようにすると、マンホール内
で異常高圧が発生していたのか否かの判断が、圧力測定
装置内から検体を取り出す前に、請求項６に記載の方法
によって知ることができるため、チェックの作業が大幅
に省略出来、また、短縮させることができる。

【００３５】密閉中空形成体とは、例えば、缶、風船、
ガラス容器、プラスチック製の容器のようなものであ
る。この密閉中空形成体は、例えば網袋に入れたり、吊
り下げ具を取り付けるなどして、マンホール内の壁面な
どに吊り下げておく。そして、定期的に、或いは作業員
が点検や工事でマンホール内に入ったときにこの密閉中
空形成体を見て、その外観形状などをチェックする。こ
の密閉中空形成体の外観に凹みなどの異常がないときに
は、マンホール内で異常高圧状態が発生していなかった
ことが判る。外観に凹みなどを発見したときには、圧力
測定装置を取り外すなどして、その内部をチェックす
る。なお、この請求項６に記載のマンホール内の圧力測
定方法は、圧力測定装置を使用していない場合でも、単
独で実施することもできる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧力測定装置につ
いて、その具体的な実施の形態を添付図面に沿って詳述
する。図１は本発明実施形態の圧力測定装置の側面断面
図であり、図２はその底面図である。そして、図３は基
台の側面断面図であり、図４はその底面図であり、図５
は可動部材の平面図であり、図６はその側面断面図であ
る。

【００３７】図１及び図２に示すように、本発明実施形
態の圧力測定装置（以下、本発明の圧力測定装置と略称
する）１は、検体３を内部に固定した基台２と、鉛の検
体３を固定させた可動部材４と、係止部材に相当する複
数本の座付きボルト５，５・・と、Ｏ型のパッキン６と
が組み付けられたもので構成されている。

【００３８】図１ないし図４に示すように、基台２は、
平面視、円形を有する上板部２ａの外周部分から下方に
向けて周壁からなる短尺幅広形状のシリンダ部２ｂが形
成されており、上板部２ａの上面中央には、マンホール
蓋の裏面に螺入する短尺のネジ軸部２ｃが上方に向けて
突出しており、シリンダ部２ｂで囲まれた上板面部分の
中央に、圧子７の基部を圧入させるための穴２ｄが形成
され、上板部２ａのシリンダ部２ｂで囲まれた部分の側
方寄りの箇所に、シリンダ部２ａ内から上方に抜き出る
通気孔２ｅが形成され、シリンダ部２ｂの内周壁面にお
ける略中央の高さの位置にパッキン６を支持させる凹部
２ｆが形成され、シリンダ部２ｂの下面に周方向に等間
隔毎に座付きボルト５，５・・を螺装するためのネジ穴
２ｇ，ｇ・・が形成された厚肉金属成形品である。そし
て、前記穴２ｄ内に、硬質金属、例えば、鋼鉄又は真鍮
で形成された圧子７の基部を圧入させて、円錐形状を有
する圧子７の先端部分を下方に突出させており、また、
前記凹部２ｆ内に高分子材料で形成されたＯ形状を有す
るパッキン６を支持させてある。

【００３９】図１、図２及び図５、図６に示すように、
可動部材４は、前記シリンダ部２ｂの内径よりも僅かな
がら小径を有し上下高さがあり、平面視において円形を
有する本体部４ａの上面中央に小径の凹部４ｂが形成さ
れ、この本体部４ａの上面における外周端とこの凹部４
ｂの間の中間近傍箇所に、平面視において環形状の凹部
４ｃが下方に向けて形成された厚肉金属成形品である。
この可動部材４は、シリンダ部３内に、円滑に進退可能
に支持された状態で収容されている。前記凹部４ｂは、
底部が上端縁よりも広く形成されている。そして、この
凹部４ｂ内には、鉛を溶融して凹部内に流し込んで、こ
れを常温まで温度が低下した後、鉛の表面と凹部４ｂの
開口周りの面とが均一且つ円滑面になるように表面加工
した検体３が固定されている。

【００４０】そして、シリンダ部２ｂ内に可動部材４を
収容し、シリンダ部２ｂの下面に形成されているネジ穴
２ｇ，２ｇ・・内に座付きホルト５，５・・を螺装し
て、この座付きボルト５，５・・の座面の一部で可動部
材４の下端縁を受けさせることによって、可動部材４が
シリンダ部２ｂ内から抜け落ちないようにしてある。

【００４１】このようにして組み付けられた本発明の圧
力測定装置１は、シリンダ部２ｂで囲まれた空間内で
は、圧子７の先端部分が検体３面の中央箇所とが対向し
て略接触した状態にある。

【００４２】図７及び図８に示すように、この圧力測定
装置１は、その上端に突出しているネジ軸部２ｃをマン
ホール蓋５０の裏面中央に螺入させることによって、マ
ンホール蓋の裏面に取り付けられる。このため、マンホ
ール蓋５０は、その裏面の一部を厚肉に形成して、ここ
にネジ部２ｃを螺入させるためのネジ穴５０ａが形成さ
れたものが用いられている。

【００４３】マンホール蓋５０の裏面には圧力測定装置
１の通気孔２ｅにつながる環状凹部からなる空間５０ｂ
が形成されており、この空間５０ｂはシリンダ部２ｂ内
の空間と連通している。このようにシリンダ部２ｂ内の
空間がマンホール６０内の空間とは別の独立した空間と
連通していると、後述するように可動部材４が上方に押
し上げられたときに、シリンダ部２ｂ内の空気がこの空
間５０ｂ内に押し出される。つまり、圧縮された空気の
逃げ場ができるので、可動部材４は抵抗無く押し上げら
れる。このため、可動部材４は負荷荷重に応じた動きが
でき、正確な測定ができる環境になる。なお、シリンダ
部２ｂ内の空気や通気孔２ｅを外部に逃がす手段として
は、上記空間５０ｂを設けることに限定されない。例え
ば、マンホール蓋５０に、雨水や大気中の埃や塵、雨水
などが進入しないように、マンホール蓋５０の開孔を通
じて地上に逃がようにしても良い。例えば、外部に連通
する曲管や曲孔、交差孔などをマンホール蓋５０に設け
たり接続させたりする手段が挙げられる。

【００４４】このようにしてマンホール蓋５０の裏面に
本発明の圧力測定装置１を取り付けて固定した状態にお
いて、マンホール６０内又はその近傍の管渠内で、排水
に含まれていた可燃物や汚泥から生成されたガスがマン
ホール６０内で爆発したとき、及び管渠に大量の水が押
し流されて来たとき、下流の管渠で排水の流れが悪くな
ったときには、マンホール６０内が異常高圧になる。

【００４５】このようにマンホール６０内が異常高圧に
なると、図８に示すように、この異常高圧によって本発
明の圧力測定装置１の可動部材４に上方に押し上げられ
る強い力（負荷荷重）が加わって、この可動部材４と共
に検体３が上方に向けて押し上げられて、圧子７の先端
部分が検体３の表面に押し込まれる。この結果、検体３
の表面には圧子７による圧痕３ａが形成される。

【００４６】その後、シリンダ部２ｂの下部に螺装され
ている座付きボルト５，５・・を取り外して、シリンダ
部２ｂ内から可動部材４を抜き外す。図９はこのように
して抜き外した可動部材４を斜め上方から見た図であ
り、この可動部材４の上面中央に固定されている検体３
の表面の中央には、上述した小さな圧痕３ａが見える。

【００４７】図１０の（ａ）図は検体３の表面に形成さ
れた圧痕３ａを拡大して見た平面図であり、同（ｂ）図
は同じく側面断面図であり、これら各図に示すように、
圧痕３ａは逆円錐形状を有しており、しかも、負荷荷重
の程度に応じた大きさ（深さ）に形成されている

【００４８】そして、検体３を可動部材４に固定させた
まま、照明付きの目盛り付き顕微鏡の前に置いて、圧痕
３ａを拡大して見る。図１１は顕微鏡で圧痕３ａを拡大
して見た画像を示している。この顕微鏡を覗くと、圧痕
３ａが拡大して見え、また、Ｘ，Ｙ方向に交差した目盛
り７０ｘ，７０ｙも重なって見える。この顕微鏡を見な
がら、可動部材４の位置を水平方向に調節してその中心
を目盛り７０ｘ，７０ｙの交点に位置合わせするなどし
て、圧痕３ａの径を測定する。好ましくは目盛り７０
ｘ，７０ｙに沿った２方向の径を測定してその平均値を
演算する。更に好ましくは、この測定した径を基にし
て、圧痕３ａの断面積も演算して求める。

【００４９】そして、このようにして得た測定値（又は
演算値）を、検体３の硬度試験により得た負荷荷重の違
いによる複数の圧痕のサンプリングデータから、この演
算値と同じ値をもつ圧痕を形成した負荷荷重値を選び出
し、或いはこの演算値に最も近く前後する２つの圧痕を
形成した負荷荷重値を選び出して、この選び出した負荷
荷重値、或いは選び出した２つの荷荷重の中間値を、マ
ンホール内で発生した異常高圧の圧力の測定値に置き換
える。このようにすると、本発明の圧力測定装置１で測
定した圧力、すなわちマンホール蓋に加わっていた負荷
荷重が判る。

【００５０】また、図７に示すように、マンホール６０
内の壁面に、所定以上の圧力を受けると破砕し又は亀裂
が生じ或いは回復不能な形状変化が生じる密閉中空形成
体８０を紐で吊るして設けると、この中空形成体８０の
外観状態を見てマンホール６０内で所定以上の圧力が発
生していたか否かを知ることができる。このように、圧
力測定装置１と中空形成体８０を併用すると、マンホー
ル６０内で異常高圧が発生していたのか否かの判断が、
圧力測定装置１で測定する前に知ることができる。この
ため、異常高圧が発生していたか否かのチェックが簡単
にできる。の作業が大幅に省略出来、また、短縮させる
ことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上、説明した本発明によるマンホール
内の圧力測定方法及びこの圧力測定装置を利用すると、
マンホール内で発生した異常圧力が測定できるようにな
り、しかも、マンホール内の爆発などによって装置やデ
ータ（圧痕）が破壊されることもないので、確実且つ略
正確に測定できる。しかも、この測定方法及び装置によ
れば、マンホール内の爆発や浸水、雨水の浸入などによ
って装置が破壊されたり故障することも無く、確実にデ
ータ（圧痕）を残すことができるので、高い信頼性が得
られる。また、本発明の圧力測定装置は基本構造が簡単
であるため、小型化と製造における低コスト化を実現さ
せることができる。このような様々な効果を有する本発
明の圧力測定装置は、マンホール蓋の裏面に取り付ける
時も、片手で持って行なえるため、取り付けが簡単に行
なえ、しかもその取り付け後はマンホール内の爆発によ
っても脱落しないといった様々が効果をもつ。

【００５２】そして、本発明方法及び装置を利用して、
マンホール内で発生した異常圧力の測定ができるように
なると、その結果資料は、今後におけるマンホール蓋の
構造及びその強度、マンホール蓋の重量、マンホール蓋
の取付金具やフックの構造及びその強度、マンホール内
の構造などを設計する上で、貴重な資料になる。特に、
今後のマンホールを含めた地域管渠全体の設計や管理、
管路の設計、経年による管渠やマンホールの改修工事、
管渠やマンホール蓋の交換の時期、管渠やマンホールの
増設の時期、管渠やマンホールの大型化などを検討する
ための重要な資料になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の圧力測定装置を示した側面断
面図である。

【図２】同じく底面図である。

【図３】基台の側面断面図である。

【図４】同じく底面図である。

【図５】可動部材の平面図である。

【図６】同じく側面断面図である。

【図７】圧力測定装置を取り付けたマンホール蓋をマン
ホールに設置して示した側面断面図である。

【図８】本発明実施形態の圧力測定装置を作動時の状態
で示した側面断面図である。

【図９】可動部材の斜視図である。

【図１０】（ａ）図は、検体の上面に形成された圧痕の
平面図である。（ｂ）図は、同じく側面断面図である。

【図１１】顕微鏡で圧痕を拡大して見た画像を示す図で
ある。

【図１２】（ａ）図は、本発明による圧力測定方法を理
論づけて説明するために３つの負荷荷重を与えて試験し
た圧痕の対角線長さと断面積の数値を示した図である。
（ｂ）図は、同じくそのグラフを示す図である。

【符号の説明】

１ 圧力測定装置 ２ 基台 ２ａ 上板部 ２ｂ シリンダ部 ２ｃ ネジ軸 ３ （鉛の）検体 ３ａ 圧痕 ４ パッキン ５ 座付きボルト ７ 圧子 ５０ マンホール蓋 ６０ マンホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 7/00 Ｇ０１Ｌ 7/00 Ａ 11/00 11/00 Ｚ (72)発明者 清水 悦次 大阪府吹田市青葉丘北13番１号 株式会社 ヨドキャスチング内 (72)発明者 西山 宏 大阪府大阪市中央区南本町４丁目１番１号 株式会社淀川製鋼所内 Ｆターム(参考） 2D047 BB00 2D063 DA11 EA03 2F055 AA39 BB19 CC06 CC59 DD01 EE01 EE39 FF05 FF49 GG03 GG11 2F070 AA20 BB01 CC01 FF20 GG10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンホール蓋の裏面又はマンホール内の
   側壁に、マンホール内で発生した異常高圧を受けること
   により、シリンダ部内に支持されている可動部材が移動
   して、圧子の先端部分と検体と衝突して圧子の先端部分
   が検体の表面に押し込まれ、この検体の表面に圧子によ
   る圧痕が形成される機能を有する圧力測定装置を用い、 マンホール内が異常高圧状態になり、これが鎮静化した
   後、或いはマンホール蓋が異常高圧によって飛散した
   後、 この圧力測定装置内から可動部材とともに検体を取り出
   して、又は検体だけを取り出して、或いは検体が露見で
   きる状態にして、この検体の表面に形成されている圧痕
   の大きさを測定し、 この測定値及び／又はこの測定値を演算して得た圧痕の
   面積値を基に、予め検体の硬度試験により得られた負荷
   荷重の違いによる複数の圧痕のサンプリングデータか
   ら、同じ測定値及び／又は面積値をもつ圧痕を形成した
   負荷荷重値を特定し、或いは最も近く前後する測定値及
   び／又は面積値をもつ２つの圧痕を形成した２つの負荷
   荷重値を特定して、 この特定した負荷荷重値或いは特定した２つの負荷荷重
   値の中間値を、マンホール内で発生した異常高圧の圧力
   の測定値とするマンホール内の圧力測定方法。
2. 【請求項２】 マンホール蓋の裏面に取り付けが可能な
   上板部を有しその下端部から下方に向けて短尺幅広形状
   を有するシリンダ部が一体形成され又は短尺幅広形状を
   有するシリンダ部が着脱可能に取り付けられた基台と、 このシリンダ部の内壁に沿って円滑な移動が可能に支持
   された可動部材と、 この可動部材の上面又はシリンダ部で囲まれた上板部分
   の下面に支持され且つ表面が円滑な平面にて形成された
   検体と、 シリンダ部で囲まれた上板部分の下面から下方に向けて
   又は可動部材の上面から上方に向けて突出するように固
   定された圧子と、 この可動部材がシリンダ部内から脱落するのを防ぐ係止
   部材とを有しており、 マンホール内で発生した異常高圧によって可動部材を上
   方に移動させる圧力が加わったときに、この可動部材の
   移動とともに、検体に対向して位置している圧子の先端
   が検体の表面に押し込まれて、検体の表面に押し込みの
   程度に応じた大きさの圧痕が形成されるように構成され
   てなることを特徴とする圧力測定装置。
3. 【請求項３】 シリンダ部の内周壁又は可動部材の外周
   側壁に、パッキン又はリングを支持させてある請求項２
   に記載の圧力測定装置。
4. 【請求項４】 検体は、鉛、軟鉄、亜鉛、すず、銅、ア
   ルミニウム、マグネシウムなどの軟質金属のいずれか又
   はこれらいずれかを主材料とする合金、或いは、経年劣
   化が少なく耐候性及び塑性変形特性に優れた合成高分子
   材料で形成されており、検体に対向している圧子は、検
   体よりも硬質の材料で形成されている請求項２又は３に
   記載の圧力測定装置。
5. 【請求項５】 検体は、可動部材の上面に形成されてい
   る凹部内又はシリンダ部で囲まれた上板部分の下面に形
   成されている凹部内に、埋め込まれて固定されている請
   求項２ないし４のいずれか１項に記載の圧力測定装置。
6. 【請求項６】 請求項２ないし４のいずれか１項に記載
   の圧力測定装置をマンホール蓋の裏面に備えて構成した
   圧力測定装置を備えたマンホール蓋。
7. 【請求項７】 マンホール内に、所定以上の圧力を受け
   ると破砕し又は亀裂が生じ或いは回復不能な形状変化が
   生じる密閉中空形成体を設け、この中空形成体の外観状
   態を見てマンホール内に所定以上の圧力が発生していた
   か否かを知るマンホール内の圧力測定方法。