JP4866488B1

JP4866488B1 - Ｕ字溝

Info

Publication number: JP4866488B1
Application number: JP2011134466A
Authority: JP
Inventors: 源太郎齋藤
Original assignee: 鳥居化成株式会社
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP2013002146A

Abstract

【課題】合成樹脂製のＵ字溝の敷設箇所における地下水位が高い場合やＵ字溝の敷設後に敷設箇所の地下水位が上昇した場合であっても、地下水の浮力によりＵ字溝が浮き上がることがない合成樹脂製のＵ字溝を提供する。
【解決手段】合成樹脂製のＵ字溝１０において、Ｕ字溝１０の内側から外側への水の流出は許容せず、Ｕ字溝１０の外側から内側への水の流入は許容する弁構造体２０がＵ字溝１０の底部１２に配設されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂製のＵ字溝に関し、より詳細には、地下水位が高い場所に敷設した場合や、敷設後に敷設箇所の地下水位が上昇した場合においても浮き上がることのないＵ字溝に関する。

排水路を構築する際に用いられる排水部材としてＵ字溝が広く知られている。このようなＵ字溝としては、従来のコンクリート製のＵ字溝に加えて合成樹脂製のＵ字溝も使用されている。合成樹脂製のＵ字溝は、コンクリート製のＵ字溝に比べ非常に軽量であるため、設置作業や運搬が容易にできるという利点があり、排水路の施工作業が困難な山間部や傾斜地において好適に使用することができる。
このような合成樹脂製のＵ字溝は、軽量であるが故に、Ｕ字溝を敷設した箇所の地下水位が高いと浮力の作用により排水路構築後にＵ字溝が浮き上がってしまうことがあるという不具合も認められており、浮き上がり防止対策が施された合成樹脂製のＵ字溝も提案されている。このような合成樹脂製のＵ字溝としては、例えば特許文献１および特許文献２に開示されているようなものが知られている。

特許文献１には、図５に示すように、断面が略Ｕ字型をなす平板により形成された内壁材１２０の外面側に、断面が略Ｕ字型をなす波型板により形成された外壁材１３０を一体成形した合成樹脂製のＵ字溝１００が示されている。このＵ字溝１００の開口部端縁には、外壁材１３０の側壁部外面に沿って下方に延伸するロッド１５０が係止されていると共に、ロッド１５０の下端部に浮き上がり防止部材１６０が取り付けられた構成が開示されている。

また、特許文献２には、図６に示すように、樹脂による一体成形によって形成されたＵ字溝本体２１０の側壁部２２０に、Ｕ字溝本体２１０の外部からＵ字溝本体２１０内へは通水させ、Ｕ字溝本体２１０の内部からＵ字溝本体２１０の外部への通水を阻止する逆止弁２３０を設けたＵ字溝２００の構成が開示されている。

特開２００６−０６３５４１号公報実用新案登録第３０８５０１３号公報

特許文献１に開示されている合成樹脂製のＵ字溝においては、合成樹脂製のＵ字溝１００の側壁部の外側にロッド１５０を下方に向けて延設し、ロッド１５０の下端部に浮き上がり防止材１６０を取り付け、浮き上がり防止材１６０を土砂に埋設させることにより合成樹脂製のＵ字溝１００の浮き上がりを防止させている。
しかしながら、この合成樹脂製のＵ字溝１００は、Ｕ字溝１００の延長方向における複数箇所に所要寸法の浮き上がり防止材１６０が配設されているだけあり、合成樹脂製のＵ字溝１００を敷設した箇所において地下水位が高い状態が続くと、浮き上がり防止材１６０をもってしてもＵ字溝１００が浮き上がってしまうという課題がある。

また、特許文献２に開示されている逆止弁付きのＵ字溝２００は、Ｕ字溝２００の外部の地下水位が高くなった場合に、地下水をＵ字溝２００の内部に取り込むことによってＵ字溝２００の浮き上がりを防止することを可能にしたものである。しかしながら、Ｕ字溝２００の内部を流下する水の水位が地下水位より大幅に低い状態である場合や、Ｕ字溝２００の内部に水が流れていない場合においては、Ｕ字溝２００の外部の地下水位がＵ字溝２００の側壁部２２０に設けられた逆止弁２３０の高さ位置に到達する前に、地下水の浮力によりＵ字溝２００が浮き上がってしまうという課題の所在が明らかになった。

そこで本願発明は、合成樹脂製のＵ字溝の敷設箇所における地下水位が高い場合やＵ字溝の敷設後に敷設箇所の地下水位が上昇した場合であっても、地下水の浮力によりＵ字溝が浮き上がることがない合成樹脂製のＵ字溝の提供を目的としている。

上記課題を解決し、目的を達成させるために鋭意研究を行った結果、本願発明者は以下の構成に想到した。
すなわち、合成樹脂製のＵ字溝において、前記Ｕ字溝の内側から外側への水の流出は許容せず、前記Ｕ字溝の外側から内側への水の流入は許容する弁構造体が前記Ｕ字溝の底部に配設されていて、前記弁構造体は、外表面に単数または複数の通水孔が形成されると共に外周面にフランジ部が形成された上筒部と、前記Ｕ字溝の底部に形成された装着孔に挿入され、外周面に雄ねじ部が形成された下筒部と、前記上筒部と前記下筒部とを連通させる連通孔が形成された仕切板と、を有するベース部と、前記連通孔を覆う配置で前記上筒部に装着される弁体と、外表面に単数または複数の通水孔が形成され、前記弁体を覆う配置で前記上筒部に装着される上キャップと、前記雄ねじ部に螺着される下キャップと、を有していることを特徴とするＵ字溝である。

また、前記弁構造体は、前記Ｕ字溝どうしの連結部に配設されていることが好ましい。
また、前記Ｕ字溝は外表面が波型形状に形成されていて、前記弁構造体は、前記連結部の外側におけるＵ字溝に形成された平坦部に配設されていることが好ましい。
また、前記平坦部と前記連結部の内側Ｕ字溝の外表面との間には隙間部が形成されていることが好ましい。
これらにより、Ｕ字溝の流路（Ｕ字溝の内側）に弁構造体が露出しないため、Ｕ字溝の外部からＵ字溝内部への水の取り込みを可能にしながらも、Ｕ字溝の排水性能を低下させることがない。また、Ｕ字溝の外部からＵ字溝の内部への土砂の流入を防止することができる。

また、前記ベース部は前記Ｕ字溝の底部と前記フランジ部との間にパッキンを介して装着されていることが好ましい。これにより、さらに確実にＵ字溝の内部からＵ字溝の外部への水の流出を防止することができる。
また、前記下筒部と前記下キャップとの間には、吸出し防止材が挟持されていることが好ましい。これにより、Ｕ字溝の外部からＵ字溝の内部への土砂の流入をより確実に防止することができる。

また、前記弁体は、ゴム製または合成樹脂製の傘形弁であることが好ましい。これにより、簡単な構成であると共に、低コストで確実にＵ字溝の内側からＵ字溝の外側への水の流出を防ぎ、かつ、Ｕ字溝の外側からＵ字溝の内側への水を流入させることができる。

本発明にかかる合成樹脂製のＵ字溝の構成によれば、Ｕ字溝の内側からの水は外側に流出することがなく、Ｕ字溝の外側の水はＵ字溝内側に確実に流入させることができるため、Ｕ字溝の敷設箇所の地下水位が高い場所や、Ｕ字溝の敷設後に地下水位が上昇した場合であっても、地下水の浮力によるＵ字溝の浮き上がりを確実に防止することができる。

本実施形態における合成樹脂製のＵ字溝の正面図である。本実施形態における合成樹脂製のＵ字溝による地下水の取り込み状態を示す説明図である。Ｕ字溝の連結部分における状態を示す一部断面図である。弁構造体の組立図である。特許文献１に開示されている浮き上がり防止対策が施された合成樹脂製Ｕ字溝を示す説明図である。特許文献２に開示されている逆止弁付Ｕ字溝を示す説明図である。

以下、本発明にかかる合成樹脂製Ｕ字溝１０の実施形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態における合成樹脂製のＵ字溝１０（以下、単にＵ字溝１０という）は、図１に示すように、底部１２と底部１２の両端部から上方へそれぞれ起立する側壁部１４とにより略Ｕ字状をなし、底部１２と側壁部１４が一体形成されている。本実施形態においては、Ｕ字溝１０の底部１２と側壁部１４とにより囲まれた上方開口空間のことを流路１６ということがある。Ｕ字溝１０の底部１２および側壁部１４の内側表面および外側表面のそれぞれは、Ｕ字溝１０の外側と内側に交互に突出する連続波型形状に形成されている。
このようにして形成されたＵ字溝１０において、Ｕ字溝１０の外側からＵ字溝１０の内側への水の流入を許容し、Ｕ字溝１０の内側からＵ字溝１０の外側への水の流出を許容しない弁構造体２０が底部１２に配設されている点が本発明の最大の特徴点である。

このような弁構造体２０をＵ字溝１０の底部１２に配設することで、弁構造体２０を介してのＵ字溝１０の流路１６への地下水の取り込み能力を最大限に高めることができる。
例えば、Ｕ字溝１０の流路１６における水位ＷＬに対し、地下水の水位ＧＷＬが図２（Ａ）に示す状態である場合、図２（Ｂ）に示すように、Ｕ字溝１０の底部１２に配設された弁構造体２０によって、Ｕ字溝１０の流路１６の水位ＷＬが地下水の水位ＧＷＬになるまで地下水がＵ字溝１０の流路１６に取り込まれる。これにより、地下水によりＵ字溝１０に作用する浮力を０にすることができ、Ｕ字溝１０の浮き上がりを防止することができるのである。もし、Ｕ字溝１０の流路１６に水がない場合において地下水の水位ＧＷＬがＵ字溝１０の底部１２に配設された弁構造体２０よりも上側位置であれば、弁構造体２０により地下水がＵ字溝１０の流路１６に流入し、Ｕ字溝１０の流路１６における水位ＷＬが上昇し、最終的には図２（Ｂ）に示すように地下水の水位ＧＷＬとＵ字溝１０の流路１６の水位ＷＬとが等しくなり、Ｕ字溝１０に作用する地下水による浮力を０にすることができる。

このように弁構造体２０をＵ字溝１０の底部１２に配設する構成は、地下水の水位ＧＷＬが高い施工箇所や、Ｕ字溝１０の敷設後において地下水の水位ＧＷＬが上昇した場合に、確実、かつ、速やかに地下水をＵ字溝１０の外部から内部に流入させることができ好都合である。なお、地下水の水位ＧＷＬがＵ字溝１０の流路１６における水位ＷＬよりも低水位である場合には、地下水による浮力よりも流路１６内の水に作用する重力の方が大きいため、Ｕ字溝１０が浮き上がることはない。また、弁構造体２０から流路１６を流下する水がＵ字溝１０の外部に流出することはなく、Ｕ字溝１０の流路１６を流れる水を確実に排水処理することができる。

次に図３および図４に基づいて、弁構造体２０について説明する。
弁構造体２０の装着位置について説明する。図３に示すように、弁構造体２０は合成樹脂製のＵ字溝１０の端部１１を所要範囲にわたって重複させてなる連結部において、連結部の外側（下側）に位置するＵ字溝１０Ａの底部１２に形成された装着孔１２Ａに装着されている。より詳細には、連結部の内側に位置するＵ字溝１０Ｂの流路１６側（Ｕ字溝１０Ｂの内側）に突出する山部１７と、連結部の外側のＵ字溝１０Ａに設けられた平坦部１８との間に形成された隙間部分９０に弁構造体２０が収まるように装着されている。このような位置に弁構造体２０を装着することにより、Ｕ字溝１０Ｂの流路１６に弁構造体２０の一部が露出することがなく、Ｕ字溝１０Ｂの排水能力の低下が防止でき好都合である。

また、図３に示すように、平坦部１８の位置を連結部の内側のＵ字溝１０Ｂの端部１１に最も近い山部１７に対応する部位とし、連結部の内側のＵ字溝１０Ｂの端部１１を連結部の外側のＵ字溝１０Ａの底部１２内表面から離反させておけば、弁構造体２０から取り込んだ連結部の外側のＵ字溝１０Ａの外部の地下水をスムーズに流路１６に流入させることができる点でさらに好都合である。

次に弁構造体２０の具体的な構造について説明する。本実施形態における弁構造体２０は、図４に示すように、ベース部３０と、ベース部３０に装着される弁体である傘形弁４０と、傘形弁４０を被覆する配置でベース部３０に装着される上キャップ５０と、ベース部３０の下部に装着される下キャップ６０と、を有している。このような弁構造体２０は、Ｕ字溝１０とベース部３０との間にリングパッキン７０を介在させた状態でＵ字溝１０の底部１２に形成された装着孔１２Ａに装着されている。

ベース部３０は、上筒部３１および下筒部３２と、仕切板３３とを有し、上筒部３１と下筒部３２の間に仕切板３３を配設した状態で一体に形成されている。上筒部３１は、外表面の一部である外周面に所要間隔をあけて通水孔３１Ａが複数形成されていると共に、外周面の一部を拡径方向に突出させたフランジ部３１Ｂが形成されている。また、下筒部３２は、Ｕ字溝１０の底部１２に形成された装着孔１２Ａに挿入可能な径寸法に形成され、外周面に雄ねじ部３２Ａが形成されている。仕切板３３には上筒部３１および下筒部３２の内部空間どうしを連通させる連通孔３３Ａが所要間隔をあけて穿設されている。

このようにして形成されたベース部３０の仕切板３３には、連通孔３３Ａを覆う配置で弁体として合成ゴム製の傘形弁４０が取り付けられている。傘形弁４０は、取付軸４２と傘部４４とを有し、取付軸４２には中途位置が他の位置における径寸法よりも大径寸法に形成された太径部４２Ａが形成されている。この太径部４２Ａは、仕切板３３の平面中央位置に穿設された取付孔３３Ｂの径寸法よりも若干大径寸法に形成されている。このように形成された太径部４２Ａを取付孔３３Ｂに差し込むと、太径部４２Ａが弾性変形しながら縮径し、太径部４２Ａが取付孔３３Ｂを通過することにより太径部４２Ａが取付孔３３Ｂにスナップフィットする。すなわち、太径部４２Ａと取付孔３３Ｂ部分においてに抜け止めさせた状態で傘形弁４０を仕切板３３に装着することができる。

このようにして仕切板３３の略中央位置に傘形弁４０を装着することにより、傘部４４が仕切板３３に穿設されたすべての連通孔３３Ａを覆った状態にすることができる。仕切板３３に傘形弁４０を装着した後に、上筒部３１に上キャップ５０が装着される。上筒部３１に装着されている上キャップ５０の外周面には周方向に所要間隔をあけて通水孔５１が形成されているので、上筒部３１と上キャップ５０とは互いの通水孔３１Ａ、５１を介して連通した状態になっている。上筒部３１への上キャップ５０の取り付け形態は、スナップフィットや螺着等の着脱可能な取り付け形態を採用すれば傘形弁４０のメンテナンスを行うことができるため好都合である。

下筒部３２と雄ねじ部３２Ａに螺着されている下キャップ６０との間には吸出し防止材８０が配設されている。吸出し防止材８０は、下筒部３２の下端面と下キャップ６０の内底面との間で挟持された状態となっている。また、下キャップ６０の底面には所要間隔をあけて取込孔６２が穿設されているので、土砂を含む地下水は、下キャップ６０の取込孔６２から取り込まれ、吸出し防止材８０により濾過された後に水のみが下筒部３２の内部空間に誘導されることになる。このような吸出し防止材８０は、配設を省略することもできる。

Ｕ字溝１０への弁体構造２０の装着は、まず、Ｕ字溝１０の底部１２に形成した装着孔１２Ａにリングパッキン７０を配設し、ベース部３０の下筒部３２を装着孔１２ＡにＵ字溝１０の内側から外側に挿通させる。次いでＵ字溝１０の外側に突出した下筒部３２の外周面に形成された雄ネジ部３２Ａに、吸出し防止材８０を内部に収容した下キャップ６０を螺着すればよい。
ベース部３０には上筒部３１のフランジ部３１Ｂが形成されているので、Ｕ字溝１０の底部１２から外部に突出させた下筒部３２の雄ネジ部３２Ａに下キャップ６０を螺着させることで、フランジ部３１Ｂと底部１２および下キャップ６０とでリングパッキン７０を挟持した状態で弁構造体２０をＵ字溝１０に水密にシールした状態で装着することができるのである。

傘形弁４０の作用について説明する。図３、図４にも示しているように、傘形弁４０の傘部４４は、取付軸４２部分から傘部４４の外側に離反するにつれて傘部４４が仕切板３３側に接近するように湾曲する形状に形成されている。すなわち傘部４４は、Ｕ字溝１０の外側にある地下水に対しては、傘部４４の下面と仕切板３３との間に通水部分となる隙間が形成されやすくなるため、Ｕ字溝１０の外側の地下水を内側に積極的に取り込む（流入させる）ことができる。これとは逆に、Ｕ字溝１０の内側を流れる水に対しては、水の重量によって傘部４４が仕切板３３の連通孔３３Ａを上側から押さえ込むように被覆する（密着させる）ことにより、Ｕ字溝１０の内側から外側への水の流出を防ぐことができる。

以上に本実施形態にかかる合成樹脂製Ｕ字溝１０の構成について詳細に説明したが、本願発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲において適宜改変を行ったとしても本願発明の技術的範囲に属する。例えば、以上の実施形態においては、弁構造体２０をＵ字溝１０の連結部分において、弁構造体２０をＵ字溝１０の流路１６に露出させないように配設した形態について説明しているが、この形態に限定されるものではない。弁構造体２０をＵ字溝１０の底部１２から露出させた状態で配設する形態とすることも可能である。この場合、Ｕ字溝１０の底部１２からの突出量は可及的に少なくすることが好ましいのはもちろんである。

また、弁構造体２０は、Ｕ字溝１０の底部１２に配設されていればよいため、本実施形態で示すようにＵ字溝１０の底部１２の中央位置に限定されるものではなく、底部１２であれば側壁部１４との境界部分をはじめとする他の部位に弁構造体２０を配設することも可能である。さらに、Ｕ字溝１０の延長方向における弁構造体２０の配設箇所については、連結部の外側のＵ字溝１０Ａの端部１１に弁構造体２０を配設した形態について説明しているが、弁構造体２０は連結部以外に配設することもできる。特に、Ｕ字溝１０の外表面が本実施形態に示すような波型形状に形成されている場合には、Ｕ字溝１０の底部１２に形成されている山部１７における下流側の傾斜面から弁構造体２０の一部を露出させるようにして配設するようにしてもよい。このような形態を採用することで、流路１６に弁構造体２０の一部が露出している状態で流路１６内に水が流れている場合であっても、弁構造体２０によるＵ字溝１０の外部からＵ字溝１０内部への地下水の取り込みを確実に行うことができる。

さらには、同一のＵ字溝１０において、底部１２の平面領域内に所要間隔をあけて均等間隔に弁構造体２０を配設する等して、一本のＵ字溝１０に複数の弁構造体２０を配設してもよい。このようにＵ字溝１０に対する弁構造体２０の配設個数を増加させることにより、Ｕ字溝１０の外部の地下水をより効率的にＵ字溝１０の内部に取り込むことができるため好都合である。
さらにまた、Ｕ字溝１０の底部１２の幅方向に複数の弁構造体２０が配設された形態を採用してもよい。この構成によれば、Ｕ字溝１０の端部１１における樹脂成形金型ブロックを交換するだけで弁構造体２０の配設個数が異なるＵ字溝１０を製造することができる。すなわち、樹脂成形金型の製造コストや、樹脂成形金型装置の段取り替えに要する手間が大幅に軽減し、Ｕ字溝１０の製造コストの上昇を抑えることができる点で好都合である。

また、本実施形態における弁構造体２０は、Ｕ字溝１０の内側表面とベース部３０との間にリングパッキン７０を介在させた状態で取り付けされた形態について説明しているが、リングパッキン７０に代えてシール剤を塗布した形態とすることもできるし、シール加工を省略してもよい。
また、本実施形態においては、弁体として合成ゴム製の傘形弁４０を用いた形態について説明をしているが、シリコーン樹脂等の合成樹脂製の傘形弁４０としてもよい。また、弁体は、Ｕ字溝１０の内側から外側への水の流出を許容せず、Ｕ字溝１０の外側から内側への水の流入を許容することができれば、他の公知の弁体を採用してもよいのはもちろんである。

１０，１０Ａ，１０ＢＵ字溝
１２底部
１２Ａ装着孔
１４側壁部
１７山部
１８平坦部
２０弁構造体
３０ベース部
３１上筒部
３１Ａ通水孔
３１Ｂフランジ部
３２下筒部
３２Ａ雄ねじ部
３３仕切板
３３Ａ連通孔
４０傘形弁
４２取付軸
４２Ａ太径部
４４傘部
５０上キャップ
５１通水孔
６０下キャップ
６２取込孔
７０リングパッキン
８０吸出し防止材
９０隙間部分

Claims

合成樹脂製のＵ字溝において、
前記Ｕ字溝の内側から外側への水の流出は許容せず、前記Ｕ字溝の外側から内側への水の流入は許容する弁構造体が前記Ｕ字溝の底部に配設されていて、
前記弁構造体は、
外表面に単数または複数の通水孔が形成されると共に外周面にフランジ部が形成された上筒部と、前記Ｕ字溝の底部に形成された装着孔に挿入され、外周面に雄ねじ部が形成された下筒部と、前記上筒部と前記下筒部とを連通させる連通孔が形成された仕切板と、を有するベース部と、
前記連通孔を覆う配置で前記上筒部に装着される弁体と、
外表面に単数または複数の通水孔が形成され、前記弁体を覆う配置で前記上筒部に装着される上キャップと、
前記雄ねじ部に螺着される下キャップと、を有していることを特徴とするＵ字溝。
前記弁構造体は、前記Ｕ字溝どうしの連結部に配設されていることを特徴とする請求項１記載のＵ字溝。
前記Ｕ字溝は外表面が波型形状に形成されていて、
前記弁構造体は、前記連結部の外側におけるＵ字溝に形成された平坦部に配設されていることを特徴とする請求項２記載のＵ字溝。
前記平坦部と前記連結部の内側Ｕ字溝の外表面との間には隙間部が形成されていることを特徴とする請求項３記載のＵ字溝。
前記ベース部は前記Ｕ字溝の底部と前記フランジ部との間にパッキンを介して装着されていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のＵ字溝。
前記下筒部と前記下キャップとの間には、吸出し防止材が挟持されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のＵ字溝。
前記弁体は、ゴム製または合成樹脂製の傘形弁であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載のＵ字溝。