JP4817231B2 - 地下構造物用蓋 - Google Patents

Description

本発明は、蓋本体と受枠とからなる地下構造物用蓋に関し、とくにその蓋本体と受枠との支持構造に関するものである。

なお、本願明細書でいう「地下構造物用蓋」とは、下水道における地下埋設物，地下構造施設等と地上とを通じる開口部を閉塞するマンホール蓋，大型鉄蓋，汚水桝蓋、電力・通信における地下施設機器や地下ケーブル等を保護する開閉可能な共同溝用鉄蓋，送電用鉄蓋，配電用鉄蓋、上水道やガス配管における路面下の埋設導管およびその付属機器と地上とを結ぶ開閉扉としての機能を有する消火栓蓋，制水弁蓋，仕切弁蓋，空気弁蓋，ガス配管用蓋，量水器蓋等を総称する。

従来、地下構造物用蓋は、蓋本体外周の勾配面を受枠内周の勾配面に食い込ませることにより蓋本体を受枠に嵌合支持する勾配受構造のものが一般的である。この勾配受構造の地下構造物用蓋として、特開昭５３−７２３５７号公報には、勾配面の垂直面に対する傾斜角度、すなわち勾配角度を５°〜１０°に限定したものが記載されている。特開昭５３−７２３５７号公報に記載のものでは、上記のように勾配角度を限定することにより、蓋本体の受枠に対する食い込みの量および力を十分確保させることができ、蓋本体のがたつき、振動、騒音を著しく抑えることができるとともに、蓋本体のずり上がり（水平ではなく斜めに食い込む現象）も殆ど起こさないという効果を奏することができる。

しかしながら、特開昭５３−７２３５７号公報に記載の地下構造物用蓋にあっては、上述した効果を奏するものの、設置環境によっては蓋本体の受枠への過剰な食い込みが発生する場合があるため、バールで開蓋する際に多大な労力を要することがあり、開蓋作業が困難となることがあった。

また、蓋本体の周縁部分への集中的な荷重が加わった場合など、正しく嵌合支持できずに、蓋本体の斜め食い込みやずり上がりが発生することがあった。

これに対して、実公昭６０−１９１６２号公報には、蓋本体の受枠への過剰な食い込みを防止するために、蓋本体の勾配面の途中に緩傾斜嵌合部を形成するとともに受枠の勾配面の途中に緩傾斜受部を形成し、蓋本体の勾配面を受枠の勾配面に嵌合させたときに、蓋本体の緩傾斜嵌合部と受枠の緩傾斜受部との間に隙間部が形成されるようにしたものが記載されている。

しかし、実公昭６０−１９１６２号公報に記載のものは、前記隙間部によって蓋本体の受枠への食い込み（沈降）を遅延させることができるのみであり、過剰な食い込みを防止するための根本的な解決策とはなっていない。さらに、蓋本体の斜め食い込みやずり上がりの問題については、一切考慮されていない。

本発明の目的は、蓋本体が受枠に過剰に食い込むことを防止し、かつ、受枠に対する蓋本体の斜め食い込みやずり上がりを防止することができる地下構造物用蓋を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の地下構造物用蓋は、蓋本体と受枠とからなり、蓋本体外周の勾配面を受枠内周の勾配面で嵌合支持する地下構造物用蓋において、蓋本体外周および受枠内周の勾配面はそれぞれ上部勾配面と下部勾配面とを有し、蓋本体および受枠の各々の下部勾配面の勾配をその上部勾配面の勾配より急にし、蓋本体および受枠のそれぞれの上部勾配面と下部勾配面とによって蓋本体を受枠に嵌合支持した状態において、蓋本体および受枠のそれぞれの上部勾配面と下部勾配面との境界部分に、蓋本体外周と受枠内周とが接触しない隙間部が確保され、この隙間部を確保する境界部分は、受枠の下部勾配面と連続し且つ受枠の内方に向けて凸となる受枠凸曲面部と、蓋本体の上部勾配面と連続し且つ蓋本体の外方に向けて凸となる蓋凸曲面部とを有することを特徴とする(請求項１)。

勾配受構造の地下構造物用蓋において、蓋本体および受枠の勾配面の勾配が急であれば蓋本体の受枠への食い込み力が増大し、受枠に対する蓋本体の斜め食い込みやずり上がりを抑えることができ、また、勾配面の勾配が緩くなれば食い込み力が減少し、過剰食い込みを防止できる。この点、本発明は、蓋本体および受枠の、勾配の異なる上部勾配面と下部勾配面とによって蓋本体を受枠に嵌合支持することで、受枠への蓋本体の全体としての食い込み力を制御することができ、蓋本体が受枠に過剰に食い込むことを防止できる。

また、勾配面の勾配が緩くなれば水平方向への分力が大きくなることから、受枠を半径方向外方へ変形させる力も大きくなり、受枠の変形量も大きくなる。さらに、受枠の基本構造としては、筒状部の上部に勾配面を設け、筒状部の下部外周にフランジ部を設けた構造が一般的であるため、受枠の筒状部は下方にいくほど剛性が増し、外力による変形量が少なくなる。この点、本発明は、下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配より急にすることで、受枠において剛性が高く外力に対する変形量が少ない下部勾配面において、受枠への蓋本体の食い込みを主に発生させることができる。その結果として、蓋本体が受枠に適正に嵌合支持されるので、蓋本体のがたつきやずり上がりを抑えることができる。

さらに、本発明では、上部勾配面と下部勾配面との２箇所で蓋本体を受枠が嵌合支持することで、蓋本体を受枠に確実に固定でき、蓋本体の揺動やがたつきも防止できる。

また、本発明の地下構造物用蓋では、上述の隙間部を形成することで、蓋本体の勾配面と受枠の勾配面との接触面積を調節することが可能になり、これによって食い込み力の制御が容易になる。

さらに、本発明の地下構造物用蓋では、蓋本体を丸型とし、前記隙間部が蓋本体および受枠の各々の前記境界部分として前記蓋凸曲面部および前記受枠凸曲面部をそれぞれ有した中部勾配面によって形成され、そして、受枠の中部勾配面については、受枠の上部勾配面と下部勾配面とをつなぐ連続した曲面状に形成するとともに、前記受枠凸曲面部の上方に連なる凹状の受枠凹曲面部をさらに有する一方、蓋本体の中部勾配面については、蓋本体の上部勾配面と下部勾配面とをつなぐ連続した曲面状に形成されるとともに、前記蓋凸曲面部の下方に連なる凹状の蓋凹曲面部をさらに有し、前記蓋凸曲面部及び前記蓋凹曲面部が前記受枠凹曲面部及び前記受枠凸曲面部にそれぞれ倣った曲面となっている（請求項２）。

中部勾配面をこのような構成にすることで、閉蓋時に蓋本体の後方から蓋本体を押し込んで受枠内に収める際、蓋本体の蓋凸曲面部の下側が受枠の受枠凸曲面部の上側に接触し、さらに蓋本体を後方から押すと蓋本体の蓋凸曲面部と受枠の受枠凸曲面部との接触部が徐々に蓋本体の前部に移動しながら蓋凸曲面部が受枠凸曲面部によってガイドされる。そのため、蓋本体を後方から押し込むだけで、蓋本体を受枠にスムーズに収めることができる。

また、本発明において、蓋本体および受枠の各々の下部勾配面の勾配を３°〜１０°とし、上部勾配面の勾配を７°〜２０°とすることが好ましい（請求項３）。この好適態様によれば、受枠への蓋本体の食い込み力を精密に制御して、過剰な食い込みの防止と受枠に対する蓋本体の斜め食い込みやずり上がりの抑制とを高度に両立させることができる。

本発明の一実施例による地下構造物用蓋の分解斜視図である。 蓋本体を受枠から浮かした状態で地下構造物用蓋の要部を示す部分縦断面図、 蓋本体を受枠で嵌合支持した状態で地下構造物用蓋の要部を示す部分縦断面図、 図１に示した地下構造物用蓋における閉蓋操作を説明するためのものであり、蓋本体を受枠にほぼ重ねた状態で示す縦断面図、および 図４Ａの線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿う部分縦断面図である。

図１に示すように、地下構造物用蓋は、丸型の蓋本体１０とこの蓋本体１０を嵌合支持する受枠２０とから構成され、蓋本体１０は図示しない蝶番金物によって受枠２０に対して開閉可能に連結されている。

蓋本体１０の外周には勾配面１１が形成されており、一方、受枠２０の筒状部２２の内周上部には、蓋本体１０の勾配面１１を嵌合支持する勾配面２１が形成されている。また、受枠２０の筒状部２２の下部外周にはフランジ部２３が設けられている。この地下構造物用蓋は、例えばマンホールの上部側塊の上端部に取り付けられ、その上端面が地表面と面一となるように設置される。

図２は蓋本体を受枠から浮かした状態を示し、図２に示すように、受枠２０の勾配面２１は、下方に向けて縮径するテーパー状の上部勾配面２１ａと、同じく下方に向けて縮径するテーパー状の下部勾配面２１ｂと、上部勾配面２１ａと下部勾配面２１ｂとをつなぐ連続した曲面状の中部勾配面２１ｃとからなる。

中部勾配面２１ｃには、受枠２０の内方に向けて凸となる受枠凸曲面部２１ｃ−１を形成するとともに、この受枠凸曲面部２１ｃ−１の上方には、凹状の受枠凹曲面部２１ｃ−２を連続して形成している。そして、受枠凹曲面部２１ｃ−２の上方には上部勾配面２１ａが連続し、受枠凸曲面部２１ｃ−１の下方には下部勾配面２１ｂが連続している。

すなわち、受枠２０の勾配面２１は全体としてＳ字曲面状周面をなし、また、受枠２０のほぼ逆円錐台状内周面を構成している。

一方、蓋本体１０の勾配面１１は、下方に向けて縮径するテーパー状の上部勾配面１１ａと、同じく下方に向けて縮径するテーパー状の下部勾配面１１ｂと、上部勾配面１１ａと下部勾配面１１ｂとをつなぐ連続した曲面状の中部勾配面１１ｃとからなる。

中部勾配面１１ｃには、受枠凸曲面部２１ｃ−１に倣った凹状の蓋凹曲面部１１ｃ−１を形成するとともに、この蓋凹曲面部１１ｃ−１の上方に受枠凹曲面部２１ｃ−２に倣った凸状の蓋凸曲面部１１ｃ−２を連続して形成している。そして、蓋凸曲面部１１ｃ−２の上方には上部勾配面１１ａが連続し、蓋凹曲面部１１ｃ−１の下方には下部勾配面１１ｂが連続している。

即ち、蓋本体１０の勾配面１１は全体としてＳ字曲面状周面をなし、また、蓋本体１０のほぼ逆円錐台状外周面を構成している。

蓋本体１０の上部勾配面１１ａおよび下部勾配面１１ｂの勾配角度は、受枠２０との嵌合のため、それぞれ受枠２０の上部勾配面２１ａおよび下部勾配面２１ｂの勾配角度と同一とし、蓋本体１０の外周面が受枠２０の内周面と相補形状をなすようにしている。

注目すべきは、下部勾配面１１ｂ、２１ｂの勾配を上部勾配面１１ａ、２１ａの勾配より急にしている点である。例えば、下部勾配面１１ｂ、２１ｂの勾配角度を３°〜１０°たとえば６°とし、上部勾配面１１ａ、２１ａの勾配角度を７°〜２０°たとえば１０°とする。この様に、蓋本体１０および受枠２０の各々の下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配より４°（一般的には１°〜１０°）急にすることにより、受枠２０への蓋本体１０の食い込み力を精密に制御することができ、後で詳述するように、受枠２０への蓋本体１０の過剰な食い込みの防止と受枠２０に対する蓋本体１０の斜め食い込みやずり上がりの抑制とを高度に両立させることができる。

図３は、蓋本体を受枠で嵌合支持した閉蓋状態を示す。図３に示すように、閉蓋状態において、蓋本体１０の上部勾配面１１ａおよび下部勾配面１１ｂは、それぞれ受枠２０の上部勾配面２１ａおよび下部勾配面２１ｂと面合し、上部勾配面１１ａ、２１ａと下部勾配面１１ｂ、２１ｂとの２箇所で嵌合支持されている。また、蓋本体１０の中部勾配面１１ｃは、受枠２０の中部勾配面２１ｃには面合せずに、その間に隙間部が形成されている。この隙間部は、例えば、受枠２０の上部勾配面２１ａを蓋本体１０の上部勾配面１１ａよりも長くすることにより形成可能である。

表１には、受枠に嵌合支持した蓋本体の周縁部分に下記の条件で荷重を加えたときの蓋本体の変位量を勾配面の角度を変えて解析した結果を示す。
蓋本体の直径：６５０ｍｍ
勾配面の総高さ：３９．５ｍｍ
上部勾配面の高さ：５ｍｍ
下部勾配面の高さ：５ｍｍ
勾配面の摩擦係数：０．１６
荷重負荷面積（載荷板サイズ）：２００×２００ｍｍ
荷重負荷速度：１０ｋＮ／ｓｅｃ

表１に示すように、下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配より急にした本発明の実施例では、下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配と同じにした比較例１および下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配より緩やかにした比較例２に比べて、蓋本体の変位量が小さいことがわかる。すなわち、本発明によれば、蓋本体周縁部分への集中的な荷重が加わったとしても、蓋本体の過剰な食い込みが防止されるとともに、蓋本体の斜め食い込みやずり上がりも少なくできることが確認された。

次に、本発明の地下構造物用蓋の閉蓋操作について図４を参照して説明する。図４Ａは、開蓋後、閉蓋のために蓋本体を水平旋回させこれを受枠にほぼ重ねた状態の断面を示し、図４Ｂは、この状態における蓋本体の勾配面と受枠の勾配面との接触部の要部の、図４Ａの線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿う断面を示している。

図４Ｂに示すように、閉蓋のために蓋本体１０を受枠２０にほぼ重ねた状態では、蓋凸曲面部１１ｃ−２の下側が受枠凸曲面部２１ｃ−１の上側に接触し、蓋本体１０が受枠２０の中に大きく落ち込むことが防止されている。この状態で、足によって蓋本体１０の後部（図４Ａにおいて左端部）を押し、蓋本体１０を斜め下方向に押し込むと、蓋凸曲面部１１ｃ−２の受枠凸曲面部２１ｃ−１との接触部が徐々に蓋本体１０の前方（図４Ａにおいて右側）に移動しながら蓋凸曲面部１１ｃ−２が受枠凸曲面部２１ｃ−１によってガイドされる。これに伴い、蓋本体１０の前部（図４Ａにおいて右端部）はせり上がるように上昇し、最終的には蓋本体１０が受枠２０内に完全に収まるようになる。このように本発明の地下構造物用蓋では、閉蓋の際に、蓋本体１０は、その蓋凸曲面部１１ｃ−２が受枠凸曲面部２１ｃ−１によってガイドされながら移動するので、蓋本体１０を押し込むだけで蓋本体１０を受枠２０にスムーズに収めることができる。

上記実施例の地下構造物用蓋によれば、以下の効果が奏される。
１．勾配の異なる上部勾配面と下部勾配面とによって蓋本体を受枠に嵌合支持するので、受枠への蓋本体の全体としての食い込み力を制御することができ、蓋本体が受枠に過剰に食い込むことを防止できる。
２．下部勾配面の勾配を上部勾配面の勾配より急にしているので、受枠において剛性が高く外力に対する変形量が少ない下部勾配面において食い込みを主に発生させることができるため、受枠に対する蓋本体の斜め食い込みやずり上がりを防止できる。
３．上部勾配面と下部勾配面との２箇所で蓋本体を受枠で嵌合支持するので、蓋本体を受枠に確実に固定でき、蓋本体の揺動やがたつきも防止できる。
４．蓋本体および受枠の各々の上部勾配面と下部勾配面との境界部分に、蓋本体外周と受枠内周とが接触しない隙間部を形成したので、蓋本体の勾配面と受枠の勾配面との接触面積を調節することが可能となり、これによって受枠への蓋本体の食い込み力の制御が容易になる。
５．受枠の中部勾配面に受枠の内方に向けて凸となる受枠凸曲面部を形成するとともに、蓋本体の中部勾配面に凸状の蓋凸曲面部を形成したので、閉蓋の際、蓋凸曲面部が受枠凸曲面部によってガイドされながら移動し、バールで蓋本体を引きずるようにしたり、蓋本体を後方から押し込むだけで蓋本体を受枠内にスムーズに収めることができる。

Claims (3)

1. 蓋本体と受枠とからなり、蓋本体外周の勾配面を受枠内周の勾配面で嵌合支持する地下構造物用蓋において、
   蓋本体外周および受枠内周の勾配面はそれぞれ上部勾配面と下部勾配面とを有し、
   前記蓋本体および前記受枠の各々の前記下部勾配面の勾配をその前記上部勾配面の勾配より急にし、
   前記蓋本体および前記受枠のそれぞれの前記上部勾配面と前記下部勾配面とによって前記蓋本体を前記受枠に嵌合支持した状態において、前記蓋本体および前記受枠のそれぞれの前記上部勾配面と前記下部勾配面との境界部分に、前記蓋本体外周と前記受枠内周とが接触しない隙間部が確保され、
   前記隙間部を確保する前記境界部分は、前記受枠の前記下部勾配面と連続し且つ前記受枠の内方に向けて凸となる受枠凸曲面部と、前記蓋本体の上部勾配面と連続し且つ前記蓋本体の外方に向けて凸となる蓋凸曲面部とを有することを特徴とする地下構造物用蓋。
2. 前記蓋本体が丸型であり、
   前記隙間部は、前記蓋本体および前記受枠の各々の前記境界部分として前記蓋凸曲面部および前記受枠凸曲面部をそれぞれ有した中部勾配面によって形成されており、
   前記受枠の前記中部勾配面は、前記受枠の前記上部勾配面と前記下部勾配面とをつなぐ連続した曲面状に形成されると共に、前記受枠凸曲面部の上方に連なる凹状の受枠凹曲面部をさらに有し、
   前記蓋本体の前記中部勾配面は、前記蓋本体の前記上部勾配面と前記下部勾配面とをつなぐ連続した曲面状に形成されるとともに、前記蓋凸曲面部の下方に連なる凹状の蓋凹曲面部をさらに有し、
   前記蓋凸曲面部及び前記蓋凹曲面部は、前記受枠凹曲面部及び前記受枠凸曲面部にそれぞれ倣った曲面となっている請求項１に記載の地下構造物用蓋。
3. 前記蓋本体および前記受枠の各々の前記下部勾配面の勾配を３°〜１０°とし、前記上部勾配面の勾配を７°〜２０°とした請求項１または２に記載の地下構造物用蓋。

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