JP4234706B2 - 飛跳防止型マンホール二重蓋装置 - Google Patents

Description

本発明は、路面に設置されたマンホール二重蓋装置に係り、詳しくは、豪雨時や管渠内の急激な水位上昇に伴なう水撃圧や圧縮空気の噴発により、マンホール二重蓋装置が浮上、又は蓋自体が飛跳するのを防止するマンホール二重蓋装置に関するものである。

現在、汚水や雨水の排除を目的とする下水道事業として、各都道府県地区に地下構造物として下水道管渠施設が設置されている。

この下水道管渠施設は、地下内に網羅され、それぞれの管渠は、屋内または屋外に設置された排水溝と直結し、排水溝より排出された汚水や雨水を下水処理場に促す役割を持つ。

下水道管渠施設内においては、清掃や検査のために整備作業員が管渠内に侵入し、下水道管渠の管理、保全を行う。そのため、作業員が出入りするための出入り口として道路面にマンホール（人孔）を設置し、普段はマンホール蓋装置を路面に埋嵌させ、車両や歩行者の妨げにならないようにし、作業員が出入りする時のみマンホール蓋を持ち上げ取り外して作業を行う。

しかしながら、豪雨によって下水道管渠内に急激に雨水が流れ込むことにより、雨水とともに管渠内に入りこんだ圧縮空気の噴発や、急激な水位上昇に伴なう水撃圧により、通常では予期できない圧力が管渠内にかかることにより、マンホール蓋装置がその圧力に耐えられず浮上したり、最悪の場合蓋が飛跳する現象が多発している。

マンホール蓋の浮上は、歩行者のつまづきや車の乗り上げ衝撃によるハンドル操作ミスを引き起こし、飛跳は、マンホール蓋そのものに重量があるため、歩行者や車、建築物に衝突することにより多大な被害を引き起こすとともに、飛跳してしまった後の下水管内部の人孔内に転落、落下してしまう怖れもあり、現時点においても頻繁ではないものの、マンホール蓋の飛跳によって被害を受けた事例が何件も発生している。

上記の問題を解決するために、圧力を逃すことを目的としたマンホール蓋装置として、管渠内圧力が上昇した時に、一定の高さまで一旦マンホール蓋の浮上を許し、隙間から圧力の開放を行う方式を持つ都市型マンホール蓋装置が開発されるが、マンホール蓋装置内の土砂の堆積やその管理保全の問題点を解決する工夫はなんら成されていないため、完全に管内圧力に対応したマンホール蓋装置とは言い難い。

そこで近年、飛跳防止対策として、マンホール蓋を上蓋と底蓋の２重蓋構造にし、底蓋内に、地上道路面から流入した雨水や土砂を管渠内に定量的に廃棄する放落口や、管渠内から上昇した圧力を逃すための排圧口を設けたマンホール二重蓋装置が開発されている。

排圧口を設けたマンホール二重蓋装置の具体例としては、調圧機構（弁）を設け、管内圧力が上昇した場合に、その圧力を弁を通して外部に開放する方式である、東一型やＧＬＶ（Glanthing Lock Value）型などがある。

図４は、東一型マンホール蓋受枠の構成図であり、（ａ）はマンホール二重蓋装置に取り付ける飛跳防止用鉄蓋受枠βの立体図であり、（ｂ）はゴムフラップ開口取付部ｂ２の詳細を示す断面図である。なお、本図においては、飛跳防止用鉄蓋受枠βの内部の構成内容を理解し易くするために蓋を取り外した状態を示すものとする。

同図（ａ）に示すように、東一型は、飛跳防止用鉄蓋受枠βをマンホール入口内に取り付ける方式であり、飛跳防止用鉄蓋受枠βの壁部ｂ１内側面に周方向等間隔４箇所に一対ずつ、環状上側Ｉ’及び、内側Ｉを連道するゴムフラップ取付開口部ｂ２を計８箇所に設けるとともに、転落防止ネット取付部ｂ３を設けている。

東一型の土砂の回収や排圧は、図５の（ｂ）に示すようにゴムフラップ取付開口部ｂ２により行われ、飛跳防止用鉄蓋受枠βの環状上側Ｉ’と、ゴムフラップ取付開口部ｂ２との間には空洞部ｂ４があり、環状上側Ｉ’方向から流入した雨水や土砂は空洞部ｂ４を通りゴムフラップ取付開口部ｂ２を通過し内側Ｉに入り込み、管渠内に回収されるとともに、内側Ｉにて発生した圧縮空気等の圧力はゴムフラップ取付開口部ｂ２を通り環状上側Ｉ’へと排圧される。なお、図中ｂ５はゴムフラップである。

ゴムフラップ取付開口部ｂ２に堆積した土砂の清掃活動を作業員が実施する場合、マンホール蓋を取り外しての作業となるため、飛跳防止鉄蓋受枠β内にある転落防止ネット取付部ｂ３に金網等のネットを取り付けることにより、作業中に管渠内への作業員の落下を防止する。

上記東一型と同様に、雨水・土砂の回収及び管渠内圧縮空気の排圧の両方を実施可能としたマンホール蓋型としてＧＬＶ型がある。、図５は、ＧＬＶ型マンホール二重蓋装置γの構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。なお、（ａ）の平面図においては、上記東一型と同様に、本来ならば上外蓋ｃ６が存在するものの、ＧＬＶ型マンホール二重蓋装置γ内部の構成を明確にするために上外蓋ｃ６の記載を省略するものとする。

ＧＬＶ型二重鉄蓋装置γの有底円筒状底蓋ｃ１は、その水平底面に設けられ、かつ上外蓋ｃ６外の道路面から流入した土砂や雨水を一旦ストックして定量的に放落する放落弁ｃ２と、管渠内に発生した管渠内圧気等を排出する排圧弁ｃ３と、放落弁ｃ２が土砂等の一定の重みにより開弁し土砂等が管渠内に放落回収された後、再び放落弁ｃ２を閉塞するための重錘ｃ４と、把手ｃ５を備える。

この場合、上外蓋ｃ６から底蓋ｃ１内に入りこんだ土砂、雨水が、重錘ｃ４よりも重量を増した場合、放落弁ｃ２が下方に開口し、放落弁ｃ２上に堆積していた土砂、雨水が下水道管渠内に放落回収される仕組みとなる。

放落弁ｃ２の開閉に関しては、上記東一型と同様に放落弁ｃ２上に堆積された土砂が重錘ｃ４の重量を超えない場合には常に放落弁ｃ２が閉塞状態を維持することが可能となる。

また、排圧弁ｃ３は放落弁ｃ２とは逆に、管渠内からの圧縮空気の圧力により排圧弁ｃ３が押し上げられ、管渠内の圧縮空気を逃がす役割を果たす。

ＧＬＶ型のマンホール二重蓋装置は、現在実用化されているマンホール蓋装置において排圧に順応した方式とされ、その構成は図５とは多少異なるものの、例えば以下に示す特許文献１から３に示すようにマンホール蓋外の土砂や雨水を回収するための放落弁と管内圧気をマンホール外に放出する排圧弁をそれぞれ配置したＧＬＶ型のマンホール二重蓋装置がマンホールの飛跳を防ぐものとして有益であるとされていた。
特開平１１−２８００９６号公報 特開２０００−１９２４９１号公報 特開２００２−０３８５１１号公報

しかしながら、東一型やＧＬＶ型を示す特許文献に開示されたマンホール二重蓋装置は、底蓋内部の構造が複雑化しており、多数の小型の開口部や、重錘、複数の弁などの細かな部材によりその部材等が道路面より管渠内へ入りこんだ土砂の放落回収や管渠内圧気の排圧の妨げになり、さらに底蓋の水平底面に均一に土砂等が堆積するため、弁や開口部付近にて土砂が堆積する影響により、弁や開口部の作動に影響が出る可能性が非常に高い。又、放落弁ｃ２はエルボウアーム下端に取り付けられているので、開弁してもエルボウアームに邪魔されて、放落がスムーズにいかない。ひどい時には、放落せず堆積した土砂に苔や草等が生え、雨水、土砂の定量的放落や、排圧機能を完全に阻害する怖れが大である。

そのため、マンホール蓋に常に正常動作をさせるためには、弁や開口部に堆積した土砂等のゴミを頻繁に清掃する必要があり、マンホール自体の総数が多大であるにもかかわらず、保全作業の頻度も高くなり、多数の清掃人の確保を必要とし大変効率が悪い。

さらに、人孔内に作業員が立ち入る際には、上外蓋のみならず、土砂堆積で重くなった底蓋までも持ち上げて取り外しを行わなくてはならず、従来のステンレスを利用した上外蓋、底蓋の２重構造により全てのマンホール蓋の搬入及び搬出には大変な労力を必要とすることとなる。

ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次の通りである。

即ち、本発明の第１の目的は、マンホール二重蓋装置の浮上、マンホール蓋自体の飛跳を防ぐとともに、道路面より入りこんだ土砂等のゴミを底蓋にほぼ残さずに管渠内へ定量づつ放落回収することが可能なマンホール二重蓋装置を提供せんとするものである。

本発明第２の目的は、清掃を殆んど不要とし作業員が人孔に入る際の負担を軽減するため、軽量な底蓋を備えるマンホール二重蓋装置を提供せんとするものである。

本発明第３の目的は、マンホール蓋の破損の際にも、低コストかつ交換容易な底蓋を備えるマンホール二重蓋装置を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、明細書、図面、特に、特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずと明らかになろう。

本発明によるマンホール二重蓋装置は、上記課題の解決に当たり、道路面に埋嵌した蓋受枠内上部に載嵌させた上外蓋と、当該蓋受枠内部に当該上外蓋を通じて道路面から入り込んだ土砂、雨水を一旦ストックして定量放落する機能及び、管渠内の圧縮空気等をマンホール外へ排圧する排圧機能とを備えた一つの蝶弁を設けて、当該蝶弁が過度に回転するのを防ぐとともに、一方向傾斜底面の弁座口を閉鎖する習性を付与する重錘の役割を持つストッパーを設けた有底円筒状底蓋と、からなるマンホール二重蓋装置の手段を講じる特徴を有する。

さらに具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念にかかる新規な特徴的構成手段を採用することにより、前記目的を達成するよう為される。

即ち、本発明の第１の特徴は、地上道路面に開口するマンホール入り口内に、埋嵌設置した蓋受枠内の上部に載嵌する上外蓋と、当該蓋受枠内に抜上可能に上端を係止して嵌挿し、かつ一方向に傾斜した底面に広い範囲に亙って貫設する弁座口に蝶弁を回転角軌制可能に取り付けた有底円筒状底蓋とを備え、前記弁座口と前記蝶弁は、前記底蓋底面中心より最低縁側に中心を偏寄して配置し、前記蝶弁の閉弁時の下面に、雨水や土砂等の定量放落開弁のために当該蝶弁の所要の逆方向回転力に抗する重量を持つストッパーを突設して、当該ストッパー先端が、前記弁座口最高内縁下側に掛止可能とし、逆方向回転角を規制してなる飛跳防止型マンホール二重蓋装置の構成採用にある。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴における、前記蝶弁が、半部低側外縁を前記弁座口半部低側内縁より大きくとって、当該半部低側外縁が当該弁座口半部低側内縁下側に当接閉弁可能とするとともに、半部高側外縁を前記弁座口半部高側内縁より小さくとって、閉弁時当該半部高側外縁が、当該弁座口半部高側内縁内側に臨むよう形成して、正方向回転角を規制してなる飛跳防止型マンホール二重蓋装置の構成採用にある。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴における、前記底蓋が、プラスチック、強化プラスチック又はアルミニウムを素材とし、前記蝶弁が、プラスチック、強化プラスチック、アルミニウム又はステンレススチール素材としてなる飛跳防止型マンホール二重蓋装置の構成採用にある。

本発明によれば、従来の土砂の放落を行う放落口と、管渠内からの圧縮空気の排圧を行う排圧口の両機能を兼ねる機能が、１つの弁座口と１つの蝶弁で併用可能となるため、これまでの排圧弁や放落弁をそれぞれ底蓋の水平底面内に設置したマンホール二重蓋装置に比べ、細かい凸凹部が減少し、傾斜底面により片側に寄せ集めて放落するため、土砂等のゴミが溜まりにくくなるという優れた効果を奏し、マンホール蓋装置の信頼性が高まる。

さらに、底蓋の材質としてＦＲＰ（強化プラスチック）やプラスチックやアルミニウム素材、及び蝶弁の材質として、ＦＰＲやプラスチックやアルミニウムやステンレススチール素材を利用することにより、従来のステンレス製の底蓋より軽量であるためマンホール底蓋の取り外しや、作業員が人孔に入る際の負担も軽減する。

また、底蓋の軽量化により底蓋に係るコストが激減するとともに、万一底蓋が何らかの事情により破損した場合でも、容易に底蓋の交換が可能になり、維持管理が容易になる。

以下、本発明の実施最良形態であるマンホール二重蓋装置を図面につき説明する。

まず、本発明に係る飛跳防止型マンホール二重蓋装置を図１を用いて説明する。図１は、飛跳防止型マンホール二重蓋装置αの構成図であり、（ａ）はそのＢ−Ｂ線で上外蓋を半部切除した平面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。

同図に示すように、本飛跳防止型マンホール二重蓋装置αは、地上道路面に連続面を形成するよう設置する上外蓋１及び上蓋１下に設置する有底円筒状底蓋２の二重構造で人孔入口内に埋嵌設置された環状蓋枠３の上部内に上外蓋１を載嵌し、中間縮径段部３１に上端鍔縁２１を上方に抜出可能に係止して、蓋受枠３内に嵌挿し、その下端外に突出した円筒状の底蓋２の底面が図中左方向への片流れ状の傾斜状態にある。

底蓋２の底面２２中心から傾斜低側寄りに中心を偏寄して広い範囲に亙り貫設した偏心状の弁座口２３下側縁の傾斜方向に直交する直径方向上に相対峙した一対の軸受２４、２４に両端を支持する支持棒２５に蝶弁４下側に並突する支片４１、４１を貫通支承する。

さらに、蝶弁４は半部低側外縁上側がこれより小さな弁座口２３の半部低側内縁下側に当接閉鎖して正方向回転角を規制し下方逆方向に開抜可能にかつ、閉弁時、半部高側外縁がこれより大きな弁座口２３の片部高側内縁内側に臨むよう開閉口可能な状態に弁座口２３に対し中心をずらして取り付ける。

また、底蓋２と、上外蓋１が外れ、上外蓋１が道路面に対して浮上したり飛跳するのを防ぐために、上外蓋１下側に、ボルト１２にて半径方向スライド自在に取り付けられたロッククランプ１１の先端を底蓋２の対応胴壁部２６を貫通して蓋受枠３のロック凹部３２に嵌入拘止し、ボルト１２を締結して一体化を計る。なお、図中１３はゴム栓、５は把手である。

蝶弁４下面の最高外縁側Ａ’近傍下面には、蝶弁４が過度に開口するのを防ぐためのストッパー４２が設けられ、ストッパー４２作動時に弁座口２３の最高内縁側Ａ’下側に先端が引っ掛かるように設置され逆方向回転角を規制する。

また、底蓋２の材質はＦＲＰとし、蝶弁４の材質をステンレスとすることにより、従来の二重構造型のマンホール蓋装置の場合、底蓋及び放落弁、排圧弁が全てステンレス製だった状態よりも軽量化を図ることができ、底蓋本体の持ち運びも非常に楽になる。上述したＧＬＶ型と比較すると、重量やコストが半減する上に、排圧口の面積が大きくなったことにより管渠内からの圧縮空気の空気抜量が倍以上となる結果が得られるため、非常に有益であると言える。

なお、底蓋２の材質はＦＲＰに限定せず、持ち運びが容易にできる樹脂、プラスチック、アルミニウム等の軽量素材であり、ある程度の重量に耐えうるものであればよい。

さらに、図２は図１（ａ）の平面図における上外蓋１を取り外した状態を示す平面図であり、同図や図１（ｂ）に示すように、蝶弁４の中心は、底蓋２底面２２の中心よりも最低縁側寄りに中心を置くように備え付けられており、上外蓋１より流れ込んだ排水が、ゴミを残さずに落ちるように、底蓋２の底面２２で蝶弁４が取り付け可能な位置範囲内で最も低い位置に寄せて、弁座口２３を広い範囲に亙って貫設されるように構成される。

図３は、土砂等や管内圧気が入出した際の蝶弁４の開閉時の様子を示したものであり、（ａ）は通常何ら異常がない状態を示す図であり、（ｂ）は蝶弁４の弁座口２３の開口時の様子を示したものである。

把手５や、ロッククランプ１１、ボルト１２、ゴム栓１３は、図１から３では２箇所また３箇所に設置されているが、設置位置や形状及びその数量には限定がなく、状況に応じて、底蓋２を持ち上げられる仕組みであり、上外蓋１の浮上、飛跳を防ぐものであればよい。又、弁座口２３や蝶弁４は円形に限らず、底蓋２、底面２２の形状に合わせて方形、長方形、楕円形その他の形状でも構わない。

次に、本発明の飛跳防止型マンホール二重蓋装置αの本実施最良形態例の動作につき説明する。

飛跳防止型マンホール二重蓋装置αは、晴天、雲天時などの人孔付近に影響のない状態では、図１の（ｂ）に示すように、蝶弁４は底蓋２底面２２の弁座口２を被い、閉弁状態に保たれる。

砂埃などの、少量のゴミが蝶弁４上最低外縁側Ａ寄りに多少堆積している場合でも、ストッパー４２の重量より軽量であれば閉弁状態は維持される。そのため、管渠内に異臭が発生しても完全に底蓋２上とは遮断された状態になり、上外蓋１上方の道路面には何ら影響がない。

次に、雨天時や工事作業等の影響で汚水や土砂などのゴミが、飛跳防止型マンホール二重蓋装置α内に流れこむ場合、上外蓋１の孔部分から底蓋２内に流入したゴミは、底蓋２の底面２２が傾斜している影響により、最低側へと滑り寄せられ蓄積される。

蝶弁４の低側上に堆積したゴミの重量が、ストッパー４２の重量よりも重くなると、蝶弁４の最低外縁側Ａは下方へ開口し、ゴミは管渠内へと障害物なく滑って放出落下する。

このとき、蝶弁４は、１枚の金属板により構成されているため、最低外縁側Ａの開口と同時に、反対の最高外縁側Ａ’側も上方に開口する。ここで、例えば多大な重量の土砂が流入し、最低外縁側Ａが急激に開口した場合でも、ストッパー４２先端が弁座口２３の最高内縁側Ａ’下側に掛止し、蝶弁４の最高外縁側Ａ’が急激な開口により上外蓋１下面に激突するのを避けることが可能である。

蝶弁４の最低外縁側Ａの開口により土砂等が落下すると、蝶弁４の最低外縁側Ａに掛かる負担は軽減され、再度、ストッパー４２の重量により最低外縁側Ａの蝶弁４は元状復帰上昇し、通常時の閉塞状態に戻る。

さらに、豪雨時において、多量の汚水や空気が下水管渠内に流れ込み、管渠内にて圧縮空気ができ高圧力の排気が人孔内に押し寄せた場合には、蝶弁４の最高外縁側Ａ’が上方へ開口し、管渠内の圧気を上外蓋１を通じて外部へ逃がす。

上記蝶弁４の最低外縁側Ａの開口と同様、多大な圧力が蝶弁４にかかり、蝶弁４が勢いよく跳ね上げられても、ストッパー４２が弁座口２３の最高内縁側Ａ’下側に掛止されることにより一定以上、蝶弁４がそれ以上逆回転することを防ぐ。

管渠内に充満した圧気が、上外蓋１外へ排出され管渠内の圧力が通常時に戻れば、ストッパー４２の自重で弁座口２３の最高内縁側Ａ’は閉塞し、再び蝶弁４の最低外縁側Ａは底蓋２の弁座口２３の最低内縁側Ａ下側に当接する。

また、作業員が人孔内の清掃や整備を実施する場合には、ロッククランプ１１の拘止を解いた後、上外蓋１を外し、さらに、把手５を持ち上げて底蓋２を取り除く。

以上、本発明の実施の形態につき、その飛跳防止型マンホール二重蓋装置を説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段にのみ限定されるものではなく、前述した効果を有する範囲内において、適宜、変更実施することが可能なものである。

本発明の実施最良形態例にかかる飛跳防止型マンホール二重蓋装置を示す構成図であり、（ａ）はＢ−Ｂ線視で上外蓋半部を切除した平面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線視断面図である。 本発明の実施最良形態例にかかる飛跳防止型マンホール二重蓋装置を示す説明図であり、上外蓋を取り外した状態を示す平面図である。 本発明の実施最良形態例にかかる飛跳防止型マンホール二重蓋装置を示す説明図であり、（ａ）は通常閉鎖時の断面図であり、（ｂ）は蝶弁４の開弁動作時の断面図である。 従来の東一型マンホール蓋を示す説明図であり、（ａ）は蓋受枠の斜面図であり、（ｂ）は開口部拡大断面図である。 従来のＧＬＶ型マンホール二重蓋装置を示す説明図であり、（ａ）は上外蓋を取り除いた平面図であり、（ｂ）は中央縦断面図である。

符号の説明

α…飛跳防止型マンホール二重蓋装置
β…東一型飛跳防止用鉄蓋受枠
γ…ＧＬＶ型マンホール蓋装置の底蓋
１、ｃ１…上外蓋
１１…ロッククランプ
１２…ボルト
１３…ゴム栓
２…底蓋
２１…上端鍔縁
２２…底面
２３…弁座口
２４…軸受
２５…支持棒
２６、ｂ１…胴壁部
３…蓋受枠
３１…中間縮径板部
３２…ロック凹部
４…蝶弁
４１…支片
４２…ストッパー
５…把手
Ａ…最低内外縁側
Ａ’…最高内外縁側
ｂ２…ゴムフラップ取付開口部
ｂ３…転落防止ネット取付部
ｂ４…空洞部
ｂ５…フラップ
Ｉ…内側
Ｉ’…マンホール蓋環状上側
ｃ２…放落弁
ｃ３…排圧弁
ｃ４…重錘
ｃ５…把手

Claims (3)

1. 地上道路面に開口するマンホール入り口内に、埋嵌設置した蓋受枠内の上部に載嵌する上外蓋と、当該蓋受枠内に抜上可能に上端を係止して嵌挿し、かつ一方向に傾斜した底面に広い範囲に亙って貫設する弁座口に蝶弁を回転角軌制可能に取り付けた有底円筒状底蓋とを備え、
   前記弁座口と前記蝶弁は、前記底蓋底面中心より最低縁側に中心を偏寄して配置し、
   前記蝶弁の閉弁時の下面に、雨水や土砂等の定量放落開弁のために当該蝶弁の所要の逆方向回転力に抗する重量を持つストッパーを突設して、当該ストッパー先端が、前記弁座口最高内縁下側に掛止可能とし、逆方向回転角を規制する、
   ことを特徴とする飛跳防止型マンホール二重蓋装置。
2. 前記蝶弁は、
   半部低側外縁を前記弁座口半部低側内縁より大きくとって、当該半部低側外縁が当該弁座口半部低側内縁下側に当接閉弁可能とするとともに、
   半部高側外縁を前記弁座口半部高側内縁より小さくとって、閉弁時当該半部高側外縁が、当該弁座口半部高側内縁内側に臨むよう形成して、正方向回転角を規制する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の飛跳防止型マンホール二重蓋装置。
3. 前記底蓋は、
   プラスチック、強化プラスチック又はアルミニウムを素材とし、
   前記蝶弁は、プラスチック、強化プラスチック、アルミニウム又はステンレススチール素材とする、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の飛跳防止型マンホール二重蓋装置。

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