JP2010510418A - Ｓ字型のヒンジ結合構造を有するマンホール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホール蓋がマンホール蓋支持枠内で円滑に回転されるようにし、また、雨水の逆流や車の衝撃によってマンホール蓋がマンホール蓋支持枠から離脱したり、分離したりしないとともに、逆流量の大きさによって、マンホール蓋が可変的に開放され、マンホール蓋の自重によって自動的に閉められるなＳ字型のヒンジ結合構造を有する。
【解決手段】Ｓ字型のヒンジ結合構造によって、雨水や下水が逆流する場合、逆流量だけマンホール蓋が開放され、逆流がなくなると正常化状態になって、マンホール蓋の自重によって自動的に本来の位置に閉められるようになる。また、マンホール蓋の底面には、排水路が形成されており、その開放部には、悪臭防止開閉門が設置されていて、悪臭が防止される。路面と接するマンホール蓋支持枠の背面部縁部に、排水口を形成して、路面に溜まっている水を排水させることで、道路陥没を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｓ字型のヒンジ結合構造を有するマンホール組立体に関するものである。さらに詳しく説明すると、本発明は、排水路及び悪臭防止開閉門が形成されたマンホール蓋とマンホール蓋支持枠が、Ｓ字型のヒンジ結合構造によって結合され、これによってマンホール蓋の回転が可能になるようにされたマンホール組立体に関する。

従来より、雨水と下水が逆流する場合、逆流量だけマンホール蓋が開放され、逆流がなくなると、マンホール蓋の自重によって自動的に正常な状態になって、本来の位置に閉められる。これは、マンホール蓋とマンホール蓋支持枠の結合がＳ字型のヒンジ結合構造であるために可能となる。

通常は、下水から上って来る悪臭を防止し、洪水時には、雨水の逆流に対して逆流量だけ可変的にマンホール蓋が開放される。雨水の逆流や車の衝撃荷重によってマンホール蓋がマンホール蓋支持枠から離脱したり、分離したりしないようにしたヒンジ結合構造になっている。

さらに、マンホール蓋とマンホール蓋支持枠の組み立てが簡単で、分解が容易であり、掃除が容易になっている。

従来のマンホール蓋は、単純に排水孔のみ開けられており、悪臭を防止することができない。一方で、例えば、梅雨時の洪水時や豪雨時に、雨水量が急激に増加すると、下水管や汚水管は排水用量の限界を超えるようになって逆流することになる。

逆流による水圧は、マンホール蓋をマンホールフレームから離脱させたり、分離させたりすることになる。

マンホール蓋が離脱された状態では、車や歩行者に致命的な危険となる。

さらに、従来のマンホール蓋は、マンホールフレームに別途の結合手段なしで載せられている状態であるため互いに独立している。

車の衝撃によってマンホール蓋が離脱しないようにするために、掛け金で掛けておく程度である。マンホール蓋がマンホールフレーム内で回転されることができない構造である。

一方、マンホール蓋が、マンホールフレーム内に挿入された状態ではマンホール蓋がマンホールフレーム内でヒンジ結合によって回転することは事実上困難である。何故ならば、ヒンジ軸を中心にマンホール蓋が回転することができる十分な空間的な余裕を確保が難しいからである。

マンホールフレームの高さが高ければ高いほど、マンホール蓋の回転はさらに難しくなる。マンホールフレームの高さがマンホール蓋の回転を妨害するからである。

マンホール蓋とマンホールフレームとが互いに結合されて回転可能であれば、逆流や自動車の衝撃によって、マンホール蓋が分離したり、脱離したりする問題はない。

したがって、問題はヒンジ結合構造にある。

韓国公開特許第１０−２００７−００１２６１１号公報 韓国公開特許第１０−２００７−０００３７２７号公報

本発明の目的は、マンホール蓋がマンホール蓋支持枠内で円滑に回転されるようにし、また、雨水の逆流や車の衝撃によってマンホール蓋がマンホール蓋支持枠から離脱したり、分離したりしないとともに、逆流量の大きさによって、マンホール蓋が可変的に開放され、マンホール蓋の自重によって自動的に閉められるなＳ字型のヒンジ結合構造を有するようにすることにある。

他の目的は、路面に接するマンホール蓋支持枠の背面部縁部に、排水口を形成して、道面に溜まっている水を排水させ、道路の陥没を防止することにある。

また、他の目的は、マンホール蓋の両側面部及び背面部の足の厚さをそれに対応するマンホール蓋支持枠の両側面部及び背面部の縁部の幅と同じく形成して、マンホール蓋がマンホール蓋支持枠の縁部に支持されるようにすることで、マンホール構造体を軽量化することにある。

また、他の目的は、マンホール蓋の排水路前面に開閉門を形成して、悪臭を防止することにある。

マンホール蓋をマンホール蓋支持枠とヒンジ結合させて、Ｓ字型回転によって開閉可能にさせる。

本発明は、マンホール蓋がマンホール蓋支持枠にヒンジ結合されて、Ｓ字型回転によって、マンホール蓋の開閉が可能になるような構造としたため、雨水の逆流及び車の衝撃によってマンホール蓋がマンホール蓋支持枠から離脱したり、分離したりしない。

また、雨水や下水が逆流する場合、その逆流量の大きさによって、マンホール蓋が可変的に開放され、逆流がない場合には、マンホール蓋が自重によって閉められるヒンジ結合構造であるため、構造が簡単で、組み立て及び分解が容易である。

Ｓ字型のヒンジ凹溝の最低点Ｐより少し左側に、離脱防止突起を形成したので、ヒンジ凸部が離脱防止突起によって外れにくく、逆流や車の衝撃によってマンホール蓋が離脱したり、分離したりしない。

マンホール蓋の両側面部及び背面部の厚さを、これに対応するマンホール蓋支持枠の両側面部及び背面部の縁部の幅と等しく形成して、マンホール蓋がマンホール蓋支持枠の縁部に支持されるようにしたため、マンホール構造体が軽量化され、取り扱いが容易である。

マンホール蓋の底面部に排水路を形成し、その開放部に開閉門を形成した構造であるため、悪臭を防止する効果がある。

道面に接するマンホール蓋支持枠の背面部縁部に、排水口を形成して、路面に溜まっている水を排水させる構成であるため、凍結融解による道路の陥没を防止することができる有用な発明である。

マンホール蓋とマンホール蓋支持枠が結合された本発明のマンホール組立体の結合状態図。 図１の底面図。 本発明のマンホール組立体の分解斜視図。 本発明のマンホール蓋の底面図。 図１のＡ−Ａ'断面図。 図１のＢ−Ｂ'断面図。 Ｓ字型のヒンジ凹溝とヒンジ凸部によってマンホール蓋が開閉される状態を示す作動模型図。 図７のＡの拡大図。 図７のＢの拡大図。

以下、本発明の目的を達するための手段を図面によって具体的に説明すると、次の通りである。

マンホール組立体（１００）は、マンホール蓋とマンホール蓋支持枠とで構成される。
１）マンホール蓋（１０）の構造
マンホール蓋（１０）の底面には排水路が形成されている。排水路の構造は、排水孔（１２）が形成された上端部（１３）と、排水路の底面部（１４）と、排水路の両側面部（１５）と、排水路の背面部（１６）とで構成される。排水路の底面部（１４）と、排水路の両側面部（１５）と、排水路の背面部（１６）は密閉されており、前面部のみが開放されている。開放された排水路の前面部には、悪臭防止開閉門（１７）が、排水孔（１２）が形成された上端部（１３）にヒンジ結合されている。排水路の両側面部（１５）と、排水路の背面部（１６）の高さ（ｈ）は同じである。これに対応するマンホール蓋支持枠（２０）のフレームの高さ（ｈ）もこれと同じである。排水路の底面部（１４）は、開放された方向に向かって下向きで傾斜している。排水路の底面部（１４）が背面部（１６）から前面部に向かって傾斜されているので、排水路の高さは、背面部（１６）から前面部に向かうほど漸次に高くなる。

排水路の両側面部（１５）と、排水路の背面部（１６）は、マンホール蓋支持枠（２０）の両側面の縁部（２６）と、背面縁部（２７）の上面に載せられるので、排水路の両側面部（１５）と排水路の背面部（１６）は、排水路の底面部（１４）より突出している。排水路の底面部（１４）が背面部（１６）から前面部に向かって傾斜されているので、突出された高さは、排水路の背面部（１６）に行くほど高く、前面部に行くほど低くなる。

マンホール蓋（１０）の上端部（１３）の長さは、排水路の底面部（１４）の長さより長く形成されている。悪臭防止開閉門は、マンホール蓋（１０）の上端部（１３）にヒンジ結合されるとともに、排水路に流れ込んで来た雨水によって、開閉門（１７）が開かれるように、傾斜して設置されている。開かれた開閉門（１７）は、重力方向へ作用する開閉門（１７）の自重によって、自動で閉められる。このように、開閉門（１７）は、傾斜して設置されているため、雨が降らない時はいつも閉められている。これは、悪臭を防止するためである。雨が降ると、雨水は排水孔（１２）を通じて排水路を通って悪臭防止開閉門（１７）を通過し、マンホール内に流れる。排水孔（１２）を通じて入って来た雨水は、悪臭防止開閉門（１７）を開いて通過することはできるが、マンホール内で逆流される水は、開閉門（１７）を開くことができない構造である。しかし、洪水時のように、雨水が逆流される場合、悪臭防止開閉門（１７）は開かれないが、マンホール蓋（１０）自体が上がりながら開かれるようになる。従来のマンホール蓋は、雨水の逆流によってマンホール蓋が開かれるだけでなく、逆流された水の力によって、元の位置から遠く離れたり、破損されたりする問題点があった。

マンホール蓋（１０）が元の位置に位置しないと、自動車に乗っていた人にとって、致命的な場合がある。歩行者も危険に陥るのは同じである。識別が不可能な状態では、事故の危険がさらに大きくなる。
２）マンホール蓋支持枠（２０）構造
マンホール蓋支持枠（２０）の構造は、４つのフレームで構成される。即ち、両側面部フレーム（２４）と、前面部フレーム（２２）・背面部フレーム（２３）とで構成され、側面部フレーム（２４）と背面部フレーム（２３）の下部内側には、側面縁部（２４）と背面縁部（２３）とが形成されている。前面縁部はない。

代わりに、前面部フレーム（２２）の上端内側に、長さ方向に長く上部段差（２２１）が形成されている。上部段差（２２１）には、排水孔（１２）が形成された上端部（１３）が載せられる。
３）マンホール蓋（１０）とマンホール蓋支持枠（２０）との関係
マンホール蓋（１０）とマンホール蓋支持枠（２０）との関係について説明すると、下記の通りである。

マンホール蓋（１０）の上端部とマンホール蓋支持枠（２０）のフレームの上端は、高さが同一の水平面を成している。

マンホール蓋（１０）が閉められた状態で見ると、排水路の両側面部（１５）の突出部と、排水路の背面部（１６）の突出部は、マンホール蓋支持枠（２０）の両側面縁部（２６）と背面縁部（２７）に載せられる。排水路の底面部（１４）が背面部（１６）から前面部に向かって傾斜されているので、排水路の両側面部（１５）と排水路の背面部（１６）は足がやや突出されている。Ｓ字型のヒンジ結合構造は、マンホール蓋支持枠（２０）の両側面部フレーム（２６）予め決められた場所に形成されたヒンジ凸部（４０）と、これに対応するマンホール蓋（１０）の排水路の両側面部（１５）に形成されたＳ字型ヒンジ凹溝（３０）とで構成される。
４）Ｓ字型のヒンジ結合構造
Ｓ字型のヒンジ結合構造によって、マンホール蓋（１０）が開閉される過程を説明すると、下記の通りである。

マンホール蓋支持枠（２０）に設置されたヒンジ凸部（４０）は、固定されており、マンホール蓋（１０）に形成されたＳ字型のヒンジ凹溝（３０）が移動するだけである。ヒンジ凹溝（３０）の移動がマンホール蓋（１０）の開閉を決めることになる。

Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）の移動によるマンホール蓋（１０）の開閉程度は、図７の作動模型図に図示されている。
図７の作動模型図と図８及び図９の拡大断面図によって、これに対して説明すると、下記の通りである。

マンホール蓋開放−（１）に図示されているように、Ｓ字型の最低点をＰ、ヒンジ凸部（４０）が位置された定点をＯ、マンホール蓋の上端点をＢ、下端点をＡとする。
マンホール蓋（１０）の開閉に関与するＳ字型のヒンジ凹溝（３０）は、円弧ＰＯ区間である。
即ち、マンホール蓋（１０）が閉められた状態では、ヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）のＯに位置される。（マンホール蓋開放−（１）参照）
逆に、マンホール蓋（１０）が開かれた状態では、ヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）のＰに位置される。（マンホール蓋開放−（６）参照）
次に、マンホール蓋（１０）が閉められた状態（マンホール蓋開放−（１）参照）からマンホール蓋（１０）が開放される過程を、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）とヒンジ凸部（４０）によって説明すると、下記の通りである。
マンホール蓋（１０）の上端Ｑと下端Ｒとがマンホール蓋支持枠（２０）のフレームの面に接している。（マンホール蓋開放−（１）参照）
マンホール蓋（１０）が回転するには、ヒンジ凸部（４０）Ｏを中心に、半径ＯＱと半径ＯＡが同時に回転されなければならない。即ち、半径ＯＱは、水平方向への空間的余裕が必要であり、同時に、半径ＯＡは垂直方向への空間的余裕があることにより回転が可能である。

しかし、ヒンジ凸部（４０）Ｏは、マンホール蓋支持枠（２０）のフレームに設置された固定点であるため、マンホール蓋支持枠（２０）を基準にして見れば、半径ＯＱやＯＲは、いつも決まった距離に固定されているが、マンホール蓋（１０）を基準にして見れば、マンホール蓋（１０）の半径ＯＱやＯＲは、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）によってその水平及び垂直距離が同時に変化されることになる。
マンホール蓋の（１０）半径ＯＱとＯＲとが短くなれば短くなるほど、マンホール蓋支持枠（２０）のフレームとの空間的余裕が大きくなるので、マンホール蓋（１０）の回転が円滑になる。

これをＳ字型のヒンジ凹溝（３０）で示すと、Ｓ字型の定点Ｏから最低点Ｐに向かうほど水平距離と垂直距離とが同時に短くなるとともに、空間的余裕もそれだけ大きくなって、マンホール蓋（１０）の回転が円滑になる。
図７は、マンホール蓋（１０）が完全に閉められた状態から、完全に開かれた状態までの全過程にかけて、ヒンジ凸部（４０）の位置がＳ字型のヒンジ凹溝（３０）上での変化を示した作動模型図である。（図８と図９の拡大断面図参照。）
マンホール蓋（１０）が完全に閉められた状態（マンホール蓋開放−（１））で、ヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型の定点Ｏに位置している。

逆に、マンホール蓋（１０）が完全に開放された状態（マンホール蓋開放−（６））でヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型の最低点Ｐに位置している。

このように、マンホール蓋（１０）が開かれる程度によって、ヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型の定点Ｏから最低点Ｐとの間でだけ移動する。
これは、マンホール蓋開放−（１）とマンホール蓋開放−（６）を亘る過程によく現われている。

ヒンジ凸部（４０）が、Ｓ字型の定点Ｏと最低点Ｐとの間を移動することになると、これと同時に、マンホール蓋（１０）の上端Ｂが下端Ａに向かって妨害することなく、円滑に回転される。

一方、マンホール蓋（１０）の開閉は、Ｓ字型のＰＯ区間だけであるので、Ｓ字型の最低点Ｐで、少し左側に離脱防止突起（３２）を形成すると、ヒンジ凸部（４０）が離脱防止突起（３２）によって外れられないため、逆流や車の衝撃によって、マンホール蓋（１０）が離脱したり、分離したりない。離脱防止突起（３２）によって、ヒンジ凹溝（３０）の直径がヒンジ凸部（４０）の直径より少し小さくなったからである。

ここで、離脱防止突起（３２）によって小さくなったヒンジ凹溝（３０）の直径は、組み立て時や分解時、マンホール蓋（１０）に力を加えると、すり抜けられる直径である。マンホール組立体（１００）の素材が高分子エンジニアリングプラスチック樹脂であるため、樹脂の弾性がこれを可能とさせたのである。

また、道路地面と接するマンホール蓋支持枠（２０）の背面部縁部（２７）とフランジにかけて排水口（２８）が形成されている。路面に溜まっている水を排水させるだけでなく、冬季に凍結による道路陥没を防止するようにするためである。
次に、マンホール蓋（１０）をマンホール蓋支持枠（２０）に組立てる過程に対して説明する。

マンホール蓋支持枠（２０）を施工される場所に堅固に固定する。
マンホール蓋（１０）のＳ字型のヒンジ凹溝（３０）をマンホール蓋支持枠（２０）のヒンジ凸部（４０）に挿入して力を加えなければ、ヒンジ凸部（４０）が離脱防止突起（３２）にかかっている状態、即ち、ヒンジ凸部（４０）がまだ最低点Ｐに位置していない直前の状態である。

離脱防止突起（３２）がＳ字型の最低点Ｐの直前に形成されているからである。ヒンジ凸部（４０）が離脱防止突起（３２）を通過してから最低点Ｐに位置することになる。ヒンジ凸部（４０）が最低点Ｐに到達された状態でのみ、マンホール蓋（１０）の開閉が可能である。マンホール蓋（１０）の開閉は、Ｓ字型のＰＯ区間でのみ行われるからである。

離脱防止突起（３２）にかかっているヒンジ凸部（４０）を最低点Ｐに位置させるためには、マンホール蓋（１０）に強い力を加えることにより組み立てが可能になる。分解時には、これと反対に強い力で引っぱらなければならない。

Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）とヒンジ凸部（４０）によって、マンホール蓋（１０）が回転されるため、回転時、マンホール蓋（１０）とマンホール蓋支持枠（２０）が接しやすいコーナー部分には回転曲率を与えることが好ましい。マンホール蓋（１０）がマンホール蓋支持枠（２０）によって回転を邪魔されず、円滑に回転されるためである。

例えば、マンホール蓋（１０）に曲率を与えるコーナー部分は、両側面部の前面Ｅ部分と背面Ｆ部分である。前面Ｅ部分は、内側に傾斜させながら、コーナー部分に曲率を形成した（３０）ものであり、背面Ｆ部分にも曲率を形成した。

本発明のマンホール蓋（１０）の底面に大型の排水路を形成して、その開放部に悪臭防止開閉門（１７）を傾斜して設置することにより、排水が円滑で、悪臭が遮られる。

悪臭防止開閉門（１７）は、マンホール蓋の上端部（１３）と長く、排水路の底面部（１４）が短く、形成された開放部に設置されるため、悪臭防止開閉門（１７）は傾斜されている。開閉門（１７）は自重により、常に閉められることになる。

排水路の底面部（１４）は、水の流れを円滑にするために、下向きに傾斜している。

マンホール蓋（１０）の両側面部（１５）と、背面部（１６）の高さ（ｈ）が等しく、しかも排水路の底面部（１４）が傾斜されているので、排水路の底面部（１４）の背面には、排水路の底面部（１４）と両側面部（１５）及び背面部（１６）の突出された足によって空間が形成される。排水路の底面部（１４）の背面は、その空間部に位置されているので、補強凸条部（１４２）を形成することが容易である。補強凸条部（１４２）は、排水路の底面部（１４）の剛性を強化することになる。

また、路面に溜まる水を排水させるために、マンホール蓋（１０）の背面縁部（２７）とフランジにかけて排水口（２７）が形成されている。路面に溜められている水を排水させることで、凍結による道路陥没を防止するためである。

本発明に用いられるマンホール蓋（１０）及びマンホール蓋支持枠（２０）の素材は、親環境的高分子エンジニアリングプラスチックであり、これは、強度において鋳鉄より優れており、耐衝撃性、耐食性、耐磨耗性などが大きく、半永久性である。また、カラーの多様化により、都市環境に相応しいカラーの選択が可能である。軽量で、運搬が易しくて、作業が容易である。

Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）とヒンジ凸部（４０）は、その結合構造が簡単であるので、連続成形が容易で、生産性を極大化することができるとともに、後加工が不必要で、速かに製造することができて経済的である。

ヒンジ結合構造が簡単であるので、マンホール蓋（１０）の組み立て及び分解が容易であり、掃除が簡単で、下水溝下積み掃除が不必要である。

また、雨水と下水が逆流する場合、逆流量だけマンホール蓋（１０）が開放され、正常になると、自動的に本来の位置に閉められて、構造的に安定的である。

１２・・・排水孔
１３・・・上端部
１４・・・底面部
２２・・・前面部フレーム
２４・・・両側面部フレーム
２８・・・排水口
１４２・・・補強凸条部

Claims (3)

1. マンホール蓋（１０）と、マンホール蓋支持枠（２０）とで構成されるマンホール組立体（１００）において、
   マンホール蓋（１０）の底面には、排水路が形成されており、排水路の構造は、排水路の底面部（１４）と、同じ高さｈを有する排水路の両側面部及び背面部で形成されており、
   排水路の底面部（１４）は、排水孔（１２）が形成された上端部（１３）よりその長さが短く形成されており、
   排水路の両側面部（１５）には、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）が形成されており、
   ここに対応するマンホール蓋支持枠（２０）は、両側面部フレーム（２４）と前面部フレーム（２２）・背面部フレーム（２３）とからなる４つのフレームで構成され、４つのフレームの高さはｈで、排水路の両側面部（１５）及び背面部（１６）の高さｈと同じであり、
   両側面部フレーム（２４）と背面部フレーム（２３）の下部には、内側に両側面縁部（２６）と背面縁部（２７）とが形成されており、
   両側面縁部（２６）と背面縁部（２７）の幅（ｂ）は、排水路の両側面部（１５）及び背面部（１６）の厚さ（ｔ）と等しく、両側面部フレーム（２４）には、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）と対応する位置に、ヒンジ凸部（４０）が形成されており、
   ヒンジ凸部（４０）は、Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）の定点Ｏと最低点Ｐとの間を移動し、ヒンジ凸部（４０）の移動経路ＯＰによって、マンホール蓋（１０）が開閉されるようにすることを特徴とするＳ字型のヒンジ結合構造を有するマンホール組立体。
2. 路面と接するマンホール蓋支持枠（２０）の背面縁部（２７）には、
   排水口（２８）が形成され、マンホール蓋支持枠（２０）の前面部フレーム（２２）の上端内側には長さ方向に上部段差（２２１）が形成されることを特徴とする請求項１記載のＳ字型のヒンジ結合構造を有するマンホール組立体。
3. Ｓ字型のヒンジ凹溝（３０）の最低点Ｐから少し左側に離脱防止凸部（３２）が形成され、
   マンホール組立体（１００）の素材は、高分子エンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＳ字型のヒンジ結合構造を有するマンホール組立体。

Images