JP4199803B2 - 側溝及び桝 - Google Patents

Description

本発明は道路に沿って、又は道路を横断して埋設設置される側溝、及び側溝桝、雨水桝などとして埋設設置される桝に関する。

従来、車両などの通過騒音を解消する側溝としては、下記の特許文献１に開示されるように、蓋接面部及び側溝本体の蓋受部を曲面とし、両曲面を線接触させるものが知られている。この種の側溝は、蓋接面部の曲面及び側溝本体の蓋受部の曲面とが線状の接触となるために、製造誤差で曲面に多少の歪みがあってもこれが吸収され、蓋と側溝本体とが密着して騒音が発生しないという特徴を有する。また、側溝本体の蓋受部が水平部分を有しないので、騒音発生の二次要因である小石などの異物が蓋受部の上に溜まることがない。
特開平６−２４８６８８号公報

図７は上記した従来の側溝の断面図である。この側溝はコンクリート製の本体１とコンクリート製の蓋２からなる。本体１は底板部３とその両側から立設した側板部４で断面がＵ字状に形成され、両側板部の上部内側が蓋受部となっている。本体１の蓋受部に蓋２を装着すると、本体１と蓋２とは接面部５、６で接触する。本体１の接面部５と蓋２の接面部６は、共に曲面をなし、これら曲面の曲率半径は５０〜５５ｍｍ程度である。側板部４のコンクリート使用量を減らし、軽量化するために、側板部４の上部外面は張出部８となっている。

上記した従来の側溝は、積載荷重（上を通る自動車の重量など）に耐える必要から、全体に肉厚に形成され、コンクリート使用量が多く、しかも重いため、製造コストが高くなるばかりでなく、保管、運搬、施工に不便で、作業性も悪かった。また、側板部４の上部外面が張出部８となっているので、設置する際の掘削量が多くなりコスト高となるばかりでなく、隣地境界に隣接する場所に設置するのが困難であった。さらに、側溝設置後に埋め戻し転圧を行うと張出部８の下側の転圧がしづらく、舗装が沈下する大きな要因の一つと考えられている。側板部の外面をフラットにしようとすると、本体上部の幅（全幅）を変えることはできないから、側板部の下部の肉厚を不必要に厚くしなければならず、きわめて不経済である。

例えば、本体１の有効溝幅ｗ１が３００ｍｍの場合、本体１の全幅は５２０ｍｍ、張出部８の張り出し量は片側５０ｍｍ程度であり、蓋２の幅ｗ２は４１０ｍｍ、厚さｔは９５ｍｍ程度必要であった。

本発明は、積載荷重に十分耐えることができながら、本体及び蓋の小型軽量化を実現し、しかも側板部の外面をフラットにできる音のしない側溝を開発することを課題としてなされたものである。

本発明は、蓋接面部と接する本体接面部が凹の曲面となっている側溝本体と、前記本体接面部と接する蓋接面部が凸の曲面となっている蓋とからなり、前記本体接面部が水平部分を有しない側溝において、前記本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が、１１〜２５ｍｍであり、前記本体接面部の曲率半径と前記蓋接面部の曲率半径とを等しくするとともに、前記両接面部の曲率中心が相互に０．５〜１．５ｍｍ離れていることを特徴とする側溝である。

また本発明は、筒状の本体と蓋とからなり、蓋接面部と接する本体接面部が凹の曲面、前記本体接面部と接する前記蓋接面部が凸の曲面となっており、前記本体接面部が水平部分を有しない桝において、前記本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が、１１〜２５ｍｍであり、前記本体接面部の曲率半径と前記蓋接面部の曲率半径とを等しくするとともに、前記両接面部の曲率中心が相互に０．５〜１．５ｍｍ離れていることを特徴とする桝である。

本発明の側溝と桝とは、本体接面部及び蓋接面部の構成を同じくすることで、同じ作用効果を奏するものである。

本体接面部及び蓋接面部の曲率半径を１１〜２５ｍｍに小さくすると、蓋掛かりの幅、すなわち（蓋の幅ｗ２−有効幅ｗ１）／２、を小さくすることができるので、蓋の幅を小さくできると共に、側溝の側板部又は桝の周壁の外面をフラットにすることができる。また、接面部の曲率半径を小さくすると、蓋接面部が低い位置となるので、蓋の強度が向上し、蓋の厚さｔを薄くしても、十分な強度を保てる。したがって、蓋を薄くできると共に、これに伴って本体の高さを低くすることができる。

本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が１１ｍｍ未満であると、積載荷重が作用したときに蓋接面部に過大な応力が発生し、接面部が破壊するおそれがある。本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が２５ｍｍを超えると、蓋の幅を十分に狭くすることができず、側板部のコンクリート使用量を適正にした場合、側板部の外面をフラットにすることができない。

本発明においては、本体接面部の曲率半径と蓋接面部の曲率半径とを等しくするとともに、両接面部の曲率中心が相互に直線距離で０．５〜１．５ｍｍ離れているように構成する。

このように構成すると、蓋を装着したときは、蓋と本体の接触部分が線状の接触となり（図４）、製造誤差によって接面部に多少の凹凸や歪みがあったとしても蓋のガタツキが生じない。蓋に積載荷重がかかると、蓋と本体の側板部が僅かに変形し、蓋接面部と本体接面部とが広い曲面で接触し（図５）、蓋と本体に過度の応力が生じることがなく、積載荷重に十分に耐えることができる。本体接面部と蓋接面部の曲率半径が異なると、積載荷重がかかったときの蓋と本体との接触面積が小さくなり、過度の応力が発生する可能性がある。本体接面部の曲率中心Ｏ_１と蓋接面部の曲率中心Ｏ_２との距離が０．５ｍｍよりも小さいと、図４に示す積載荷重のない状態において、寸法誤差の吸収が不十分となり、ガタツキを生じる可能性がある。１．５ｍｍよりも大きいと、図５に示す積載荷重が作用した状態において、本体接面部と蓋接面部の接触が不十分となり、過度の応力が発生するおそれがある。したがって、本体接面部の曲率中心Ｏ_１と蓋接面部の曲率中心Ｏ_２との距離は０．５〜１．５ｍｍが好ましい。

本発明において、蓋をレジンコンクリート製とすることができる。レジンコンクリートは曲げ強度、引張強度が大きいので、必要強度を得るのに蓋の厚さを薄くすることができる。さらにレジンコンクリートは可使時間の制御が可能であり、早期に高強度を発現し、接着性、水密性、耐凍結融解性、耐薬品性、耐摩耗性、電気絶縁性等に優れる。また本発明において、蓋を繊維補強コンクリート製とすることができる。繊維補強コンクリートは、ガラス繊維、鋼繊維、カーボン繊維などの繊維をコンクリート中に分散させたものである。繊維補強コンクリートも曲げ強度、引張強度が大きいので、蓋の厚さを薄くすることができる。

本発明は、蓋掛かりが小さくなることで蓋の幅を狭く、厚みを薄くすることができ、したがって、有効溝幅を保ちながら側溝又は桝が小型、軽量化され、コンクリート使用量も低減し、コストダウンとなるばかりでなく、運搬・施工作業も軽減する。また、側溝又は桝の外面をフラットにすることができるので、設置する際の掘削量が少なく、隣地境界に接する場所に設置するのも容易であり、埋め戻し後の転圧も良好となる。

図１は本体接面部及び蓋接面部の曲率半径を１５ｍｍ（Ｒ１５）とした実施例の側溝の説明図である。下段に全体の断面を示し、上段に蓋受部を拡大して示している。図２は本体接面部及び蓋接面部の曲率半径を２０ｍｍ（Ｒ２０）とした実施例の側溝の説明図である。図３は本体接面部及び蓋接面部の曲率半径を３０ｍｍ（Ｒ３０）とした比較例の側溝の説明図である。

図１〜３の実施例及び比較例は、有効溝幅３００ｍｍの側溝で、いずれも本体が普通コンクリート製、蓋がレジンコンクリート製であり、適宜の量の鉄筋を配筋している。いずれも、本体には断面において水平部分を有しない凹の曲面の本体接面部が形成され、蓋には凸の曲面となっている蓋接面部が形成されている。ＪＩＳ Ａ ５３４５ に基づき、活荷重を総重量２５ｔトラックとして構造計算（応力解析）を行い、図示の寸法を確定した。各図において、蓋接面部の曲率中心を通り、水平面と４５°の線が蓋を横切る寸法が記載されているが、この寸法が蓋に発生する応力の大きさの目安となることが、応力解析の結果から導かれた。すなわち、この線の寸法が長いほど蓋に発生する応力は小さく、強度的に有利になる。この線の寸法は蓋接面部及び本体接面部の曲率半径（Ｒ）が小さいほど長くなり、蓋に発生する応力が小さくなる。Ｒ１５で６１．７ｍｍ、Ｒ２０で５９．６ｍｍであるが、Ｒ３０では５５．５ｍｍと小さくなり、強度が弱くなる。すなわち、Ｒ３０では安全率が小さいので、鉄筋の位置ずれなどの製造誤差がほとんど許されず、作業性や歩掛かりが悪くなる。また、蓋掛かりの寸法も、Ｒ１５及びＲ２０では１５ｍｍで側板部の外面はフラットであるが、Ｒ３０では蓋掛かりは２０ｍｍとなり、側板部の外面がフラットではなくなる。

図１、２の実施例は、いずれも本体接面部５の曲率中心Ｏ_１と蓋接面部６の曲率中心Ｏ_２とが僅かに（０．５〜１．５ｍｍ）離れている。これを図４、５に基づいて説明する。図４に示すように、蓋２の曲面は、Ｏ_１（本体の曲面の曲率中心）を基準として垂線から角度αの所から始まり角度βにわたって形成されている。αは跳ね上がりを防止する突起部９を設けた関係上設けたもので、３０°〜３５°程度が適当である。なお、突起部９は蓋の製造工程上の理由から設けたものであるが、突起部９を設けない場合、αは０°でもよい。α＋βは６０°程度が適当である。曲面の上端部は接合点７（蓋を装着したとき本体と接する部分）となっており、その上部は本体に干渉しないように、接合点７でやや折れ曲がった後直線となっている。本体の曲面は、積載荷重がかかったときに、蓋の曲面となるべく広い面積で接するように設計すればよい。図４に示すように、Ｏ_２はＯ_１のやや外側上方にずらすのがよい。なお、図４ではＯ_１とＯ_２の距離、及び蓋と本体の曲面の離れ具合を強調して表している。

図４に示すのは蓋を本体に装着した（積載荷重のない）状態で、本体１と蓋２とは、蓋接面部６の端部の接合点７で接する線状の接触である。これに積載荷重が作用すると、蓋と本体の側板部が僅かに変形し、図５に示すように、本体接面部５と蓋接面部６とが広い面積で接触し、蓋に作用した力が有効に本体側に伝達される。なお、図５では、蓋と本体側板部の変形を強調して表している。

図１、２の実施例と、図７の従来側溝を比較すれば一目瞭然のように、実施例は本体、蓋共に大幅に小型軽量化されており、しかも側板部外面はフラットになっている。有効溝幅３００ｍｍの場合、側溝本体の全幅は１００ｍｍ小さくなり、蓋の幅は約９０ｍｍ小さくなり、蓋の厚さは４５ｍｍ薄くなっている。さらに、蓋が薄くなった分だけ本体の高さも低くなっている。

上記の実施例及び比較例は側溝であるが、桝についても全く同様のことがいえる。

図６は実施例の桝の斜視図である。この桝は側溝に接続して設ける側溝桝で、本体１１と蓋１２からなる。本体１１は普通コンクリート製で、周壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと底板部（図示せず）により有底の四角筒状に一体成形されている。対向する周壁１３ａ、１３ｂの上部には凹の曲面をなし断面において水平部分を有しない本体接面部１５が形成されている。周壁１３ａ下部には下水管に接続する接続孔１７を設けている。対向する周壁１３ｃ、１３ｄの上部には、側溝に接続し、側溝を流れる水を流入させるための流入孔１４を設けている。側溝内を流れてきた水は流入孔１４から桝内に流入し、さらに接続孔１７から下水管に流出する。なお、底板部をポーラスコンクリートとしたり、底板部を設けずに、水を土中に浸透させるようにすることもできる。

蓋１２はレジンコンクリート製で、四角板状をなし、複数のスリット溝１８を形成して雨水が直接桝の中に流入できるようになっている。対向する２辺には凸の曲面の蓋接面部１６を形成している。蓋は、蓋接面部が形成されている１辺を本体に回動自在に取り付けることも可能である。

この桝における本体と蓋との関係は、図１、２、４、５に示す側溝の場合と同じである。すなわち、本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が１５ｍｍの場合は図１の上段の図に示すようになり、曲率半径が２０ｍｍの場合は図２の上段の図に示すようになる。また、本体に蓋を装着した場合は図４のようになり、蓋に積載荷重が作用した場合は図５のようになる。

本発明の側溝は、本体の断面が全長に亘ってＵ字状の、いわゆるＵ字溝はもとより、自由勾配形の側溝（対向する２側板部の上部を梁部材で連結したもの）、水路が円形や卵形の側溝など、本体と蓋とからなるあらゆるタイプの側溝に適用できる。また、蓋は金属製のグレーチングでも良い。

本発明の桝は、側溝桝の他に、雨水を溜めて下水管に流したり土中に浸透させたりする雨水桝など、種々の用途に使用することができる。

実施例の側溝（Ｒ１５）の説明図である。 実施例の側溝（Ｒ２０）の説明図である。 比較例の側溝（Ｒ３０）の説明図である。 側溝本体及び蓋接面部の説明図である。 積載荷重作用時の側溝本体及び蓋接面部の説明図である。 実施例の桝の斜視図である。 従来の側溝の説明図である。

符号の説明

１ 本体
２ 蓋
３ 底板部
４ 側板部
５ 本体接面部
６ 蓋接面部
７ 接合点
８ 張出部
９ 突起部
１１ 本体
１２ 蓋
１３ａ 周壁
１３ｂ 周壁
１３ｃ 周壁
１３ｄ 周壁
１４ 流入孔
１５ 本体接面部
１６ 蓋接面部
１７ 接続孔

Claims (4)

1. 蓋接面部と接する本体接面部が凹の曲面となっている側溝本体と、前記本体接面部と接する蓋接面部が凸の曲面となっている蓋とからなり、前記本体接面部が水平部分を有しない側溝において、前記本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が、１１〜２５ｍｍであり、前記本体接面部の曲率半径と前記蓋接面部の曲率半径とを等しくするとともに、前記両接面部の曲率中心が相互に０．５〜１．５ｍｍ離れていることを特徴とする側溝。
2. 請求項１の側溝において、前記蓋がレジンコンクリート製又は繊維補強コンクリート製であることを特徴とする側溝。
3. 筒状の本体と蓋とからなり、蓋接面部と接する本体接面部が凹の曲面、前記本体接面部と接する前記蓋接面部が凸の曲面となっており、前記本体接面部が水平部分を有しない桝において、前記本体接面部及び蓋接面部の曲率半径が、１１〜２５ｍｍであり、前記本体接面部の曲率半径と前記蓋接面部の曲率半径とを等しくするとともに、前記両接面部の曲率中心が相互に０．５〜１．５ｍｍ離れていることを特徴とする桝。
4. 請求項３の桝において、前記蓋がレジンコンクリート製又は繊維補強コンクリート製であることを特徴とする桝。

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