JP4986231B2

JP4986231B2 - 地下構造物用蓋

Info

Publication number: JP4986231B2
Application number: JP2007190772A
Authority: JP
Inventors: 卓堀ノ内; 香子安田
Original assignee: 株式会社グラウンドデザイン研究所
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: JP2008050933A

Description

本発明は地下構造物用蓋に係わり、特に歩道に埋設される地下構造物用蓋に好適した蓋本体に関する。

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大型鉄蓋，マンホール蓋，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。

この種の地下構造物用蓋はその蓋本体の表面が地上に露出することから、特に、雨天等にて、蓋上を通行する歩行者や車両のスリップ防止を目的とし、蓋本体の表面に装飾を兼ねた凹凸模様を有するものが知られている。例えば、その表面に多数の突部を分散させた蓋本体（特許文献１）や、その表面の凸部を多段形状にする一方、凸部の大きさ及び凸部間の間隔を規定した蓋本体（特許文献２）が知られている。
登録実用新案第3061440号公報特許第2878663号公報

特許文献１の蓋本体はその表面に高さの異なる複数種の突部を分布させているために、特許文献１の蓋本体が歩道に埋設された地下構造物用蓋のための開口部に適用された場合、歩行者が蓋本体における高い方の突部で躓き易く、歩行者の転倒を招く虞がある。
一方、特許文献２の蓋本体は車両のタイヤスリップ防止を目的とし、歩行者のスリップ防止を目的としたものではない。このため、特許文献２の蓋本体の場合、凸部の間隔が広いために、蓋本体が車椅子やベビーカーの通行に障害となる場合もある。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、歩道に埋設される地下構造物用蓋に好適し、歩道を通行する歩行者に対して安全性が高く、且つ、最適なスリップ防止性能を発揮する地下構造物用蓋を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、歩道に露出する蓋本体の表面に互いに独立した凸部をほぼ一様に分布させた地下構造物用蓋において、凸部はその頂面を蓋本体の表面から一定の高さに位置付けて配置され、そして、JIS A 1454に定められている滑り性試験による滑り抵抗係数をC.S.R、蓋本体をその上面側からの表面を平面視した際の総面積に対する前記凸部の頂面の総面積の比を凸比、相互に隣接する凸部での頂面の中心間の距離を凸ピッチとしたとき、凸部は、下記の式
C.S.R＝[-0.45 X (凸比)]＋[0.0401 X (凸ピッチ)]＋[-0.0019 X (凸ピッチ X 凸ピッチ)]＋0.47
から算出されるC.S.Rが０．５５以上となる凸比、凸ピッチにて分布されている（請求項１）。

請求項１の地下構造物用蓋によれば、蓋本体の表面に凸部がほぼ一様に分布され、しかも、凸部の頂面は同一の高さにあるので、歩行者が蓋上を通行しても、凸部で躓くことはない。
また、凸部が０．５５以上のC.S.Rを確保する凸比及び凸ピッチにて分布されているので、蓋本体に雨水等の水や、砂、土が付着し、蓋本体が滑り易い状況にあっても、本発明の蓋本体の上面は歩行者の通行にとって十分な滑り抵抗係数を有する。

相互に隣接する凸部での頂面の輪郭間の距離は１４ｍｍ以下であるのが好ましく（請求項２）、この場合、車椅子やベビーカーの車輪が蓋本体上を通過しても、車輪が大きな走行抵抗を受けることはない。
また、凸部の頂面の高さは２ｍｍ以上確保されているのが望ましく（請求項３）、この場合、凸部が摩耗されるとしても、本発明の蓋本体の上面はその耐用年数に亘り、０．５５以上のC.S.Rを維持する。

更に、凸部の頂面の周縁が曲面に形成されていれば（請求項４）、凸部の外縁に対する歩行者の履物の引っ掛かりが抑制され、また、歩行者が蓋本体の上面に手や膝等を突いても、手や膝等を怪我することもない。
更にまた、本発明の地下構造物用蓋は、凸部の頂面が分布されている分布面よりも低い層域に蓋本体の前記表面から浮き上がったレリーフ模様を更に含むことができ（請求項５）、この場合、レリーフ模様は、自由曲面により形成された外表面を有しているのが望ましい（請求項６）。

上述のレリーフ模様は周辺の環境との調和を図るうえで好適するばかりでなく、凸部の分布面よりも下方に存在することから、歩行者がレリーフ模様で躓くようなことはない。また、歩行者が蓋本体を遠方斜めからみたとき、レリーフ模様の外表面はレリーフ模様の稜線を際だたせるものとなる。

請求項１の地下構造物用蓋、即ち、その蓋本体は歩行者の通行に安全であるばかりでなく、歩行者にとっての耐スリップ性能を十分に発揮する。それ故、請求項１の蓋本体は歩道に埋設される地下構造物用蓋として頗る好適する。
請求項２の蓋本体は隣接する凸部間の間隔が狭いので、車椅子やベビーカーの車輪の走行にとって蓋本体が大きな抵抗となることもないし、請求項３の蓋本体はその凸部の高さが十分に確保されているので、その耐用年数に亘って十分な耐スリップ性能を発揮し、そして、請求項４の蓋本体は凸部での歩行者の安全性をより高めることが可能となる。更に、請求項５，６の蓋本体は歩行者の安全性を損なうことなく、そのレリーフ模様の存在が周辺の環境との調和を図るうえで大きく役立ち、しかも、遠方からのレリーフ模様の識別性は高い。

図１は、本発明を適用した地下構造物用蓋の一実施例を示し、蓋本体２は、歩道に埋設されている地下構造物用蓋に好適する。蓋本体２は円盤状をなし、地下構造物用蓋のための開口部、即ち、その受枠（図示しない）に嵌合され、開口部を開閉可能に閉塞するものである。なお、本実施例の場合、蓋本体２は鋳鉄製の鋳造品である。
歩道に露出する蓋本体２の表面２ａには多数の凸部４が一体成形されており、これら凸部４は互いに独立し、蓋本体２の表面２ａにほぼ一様に分布されている。各凸部４は蓋本体２の表面２ａから一定の高さにある頂面６を有する。従って、図２に示されるように、各凸部４の頂面６は蓋本体２の表面２ａから一定の距離だけ離間した同一の面、即ち、分布面８にそれぞれ位置付けられている。なお、蓋本体２が受枠に嵌合されたとき、分布面８は歩道の表面とほぼ面一となる。

各凸部４における頂面６の輪郭形状は、視覚的な優しさや成形の容易さを考慮すれば、図１に示されるような円形又は円形に近い形状が望ましいが、この形状に限らず、三角形や星形などの多角形であってよい。しかしながら、何れの輪郭形状であっても、頂面６の周縁は曲面に形成されており、これにより、凸部４による歩行者の履き物の引っ掛かりが防止され、また、歩行者等が蓋本体２に手や膝等を突いても、手や膝を怪我するようなこともない。

以下、凸部４の分布に関して詳述する。
JIS A 1454に定められている滑り性試験による滑り抵抗係数をC.S.R、
蓋本体２をその上面側から平面視した際の総面積に対する前記凸部の頂面の総面積の比を凸比、
相互に隣接する凸部での頂面の中心間の距離を凸ピッチとしたとき、
凸部は、下記の式にて求められるC.S.Rが０．５５以上となる凸比、凸ピッチにて分布されている。

C.S.R＝{-0.45 X (凸比)}＋{0.0401 X (凸ピッチ)}＋{-0.0019 X (凸ピッチ X 凸ピッチ)}＋0.47 …(1)
０．５５以上のC.S.Rを満たす凸比及び凸ピッチは、一実施例の蓋本体２に雨水等の水や、砂、土が付着し、蓋本体２が滑り易い状況下にあるとしても、歩行者が危険と感じることはない滑り抵抗係数を蓋本体２に付与する。このことは、一実施例の蓋本体２が歩道に露出していても、蓋本体２は歩行者の通行に対する耐スリップ性能を十分に発揮することを意味する。しかも、凸部４の頂面６は同一の分布面８内に位置付けられているので、凸部４が歩行者の躓きの要因になることもなく、歩行者の通行の安全性をもまた十分に確保される。

次に、前記式(1)を導き出した根拠、そして、C.S.R が０．５５以上である理由について説明する。
先ず、図３〜図５は、蓋本体２に滑り易さを増加させる混合物を付着させ、この状態で、蓋本体２の上面のC.S.Rを測定した結果をそれぞれ示している。
ここで、測定方法についてはJIS A 1454「高分子系張り床材試験方法」に規定されている滑り性試験に準拠し、混合物には水、砂（人工砂＃550）、土（関東ローム層(JIS試験用粉体第7種)を質量比でみて２０：９：１の割合で混合したものを使用し、そして、C.S.Rの測定には「携帯型すべり試験機（ONO-PPSM）」（東北測器株式会社製）を使用した。

因みに、一般的な地下構造物用蓋（鋳鉄製）の従来の蓋本体に前記混合物を付着させ、従来の蓋本体の上面のC.S.Rを前記試験機及び試験方法にて同様に測定したところ、C.S.Rは０．３１〜０．５の範囲であった。
図３は、凸部４の大きさ（直径）、即ち、凸サイズとC.S.Rとの関係を示す。
図３から明らかなように凸サイズが小さくなればなるほど、C.S.Rは増加する傾向を示し、逆に、凸サイズが大きくなればなるほど、C.S.Rは減少する傾向を示す。このことかから、C.S.Rを増加させるには凸サイズを小さくする方が望ましいものの、蓋本体２が鋳造品であることを考慮すれば、凸部４の直径を２ｍｍよりも小さくすることは困難であり、凸部４の直径は２ｍｍが最小限界値となる。

図４は凸比とC.S.Rとの関係を示す。
図４から明らかなように、凸比０．３よりも小さければ、C.S.Rは０．５５以上となるものの、凸比が０．４を超えて大きくなればなるほど、C.S.Rは大きく低下する傾向を示す。
図５は凸ピッチとC.S.Rとの関係を示す。

図５から明らかなように、凸ピッチが大きくなると、C.S.Rは大きく低下する傾向を示す。
図３〜図５の測定結果をもとに多変量解析により、C.S.R、凸比及び凸ピッチの相関係数を求めることで、前記式(1)が導出された。
蓋本体の試料ＴＰ1〜ＴＰ4を準備し、これら試料ＴＰ1〜ＴＰ4に関し、前記式(1)から算出されるC.S.R計算値とC.S.R実測値との比較結果を以下の表１に示す。

表１から明らかなように、C.S.R計算値とC.S.R実測値とは極めて近い値をとり、前記式(1)は十分に実用的であることが理解される。
C.S.Rと耐スリップ性能との関係を把握するために、歩行者の主観的な感覚により比較された結果を数値化する官能試験（以下、「歩行試験」という）を実施した。

ここでの歩行試験の概要は以下の通りである。
先ず、歩行台（幅９００ｍｍ×全長４５００ｍｍ）上にアスファルトを敷き、且つ、その中央に試験片（□３００ｍｍ）を配置した歩行試験台を準備した。
ここで、アスファルトは地下構造物用蓋の周辺の代表的な舗装材であり、歩行試験に最も好適したものである。そして、試験片には、JIS A 1454に準拠して測定したC.S.Rの値が０．２〜１．０となる数種類のものが用意された。

因みに、清掃状態にある歩行試験台（アスファルト）及び前述した混合物が付着された歩行試験台のC.S.Rを測定した結果を以下の表２に示す。

そして、歩行試験台の中央に各試料片を設置し、この状態で、被験者が歩行試験台上を実際に歩行し、各試料片の安全性についての評価を行った。
ここで、被験者及び歩行試験台の設定条件は、以下の表３の通りである。

被験者による評価には、以下の表４に示す５段階の安全評価尺度を採用した。

そして、評価結果は系列範ちゅう法（評定尺度法）による統計処理を受け、評価尺度の数値化が実施された。
この結果、清掃状態にある歩行試験台の場合では、その勾配が１２％の下り傾斜で且つ被験者としての成人男性が一時停止の動作を行ったときに、被験者の最も厳しい評価が下されて、この場合における試験片のC.S.Rと安全性尺度との関係を図６に示す。

図６から明らかなように試験片のC.S.Rが０．４以上にあれば、「どちらでもない」以上の安全性尺度を示し、更に、試験片のC.S.Rが０．５５以上にあれば、「やや安全である」の安全性尺度水準となることが確認された。
一方、前述した混合物を付着した歩行試験台にて、各試験片に対する歩行試験（方向変換）を行った場合、図７の評価結果が得られた。この場合には、試験片のC.S.Rが０．５以上であれば、「どちらでもない」の安全性尺度水準となることが分かる。

従って、上述の結果から歩道に設置される地下構造物用蓋はその安全性が最優先である場合、蓋本体２の上面のC.S.Rを０．５５以上にする必要がある。
次に、図８及び図９は、隣接する凸部４において、頂面６の輪郭間の距離が凸部４の縦断面形状及び凸部４の分布により異なることを示す。
図８（ａ）に示されように凸部４が長方形の縦断面形状を有する場合、輪郭間の距離Ｌはその上端縁を形成する角縁と角縁との間の距離を指し、図８（ｂ）に示されるように凸部４が台形の縦断面形状を有する場合も同様に、輪郭間の距離Ｌはその上端縁を形成する角縁と角縁との間の距離を指す。しかしながら、図８（ｃ）に示されるように凸部４が三角形や半球状の縦断面形状を有している場合、輪郭間の距離Ｌは最も高い点と点との間の距離を指す。

また、図９（ａ），（ｂ）に示すように凸部４が分布されている場合、輪郭間の距離Ｌは、対象とする凸部４と、この凸部４の周囲を直接的に囲むように配置された凸部４との間にて規定される。
隣接する凸部４における頂面６の輪郭間の距離Ｌが上述の如く定義される場合、距離Ｌは１４ｍｍ以下であるのが望ましい。

この点について詳述すれば、図１０は、アスファルト、バリアフリーブロック、ゴムチップ、規格模様を有した鉄蓋及び車道用耐スリップ鉄蓋のそれぞれの上面にて、車椅子の前輪（直径４インチ（１インチ＝２５．４ｍｍ））に３０ｋｇの荷重を加えた状態で、車椅子を１０ｍｍ／secの速度で動かしたとき、前輪にかかる抵抗値の最大値を鉄蓋表面模様評価試験機にて測定した結果を示す。なお、この場合、車椅子の前輪が自由に回転できる状態にあることは言うまでもない。

一方、図１１は隣接する凸部４の前記輪郭間の距離Ｌと抵抗値との関係を示す。図１１から明らかなように、距離Ｌが１０ｍｍを超えると、抵抗値は距離Ｌが長くなるに連れ、急激に増加することが分かる。それ故、地下構造物用蓋の周辺環境（アスファルト、バリアフリーブロック等）の同程度の抵抗値（４．５kgf以下）を蓋本体２に付与するには、前記輪郭間の距離Ｌを１４ｍｍ以下にする必要がある。

このように前記輪郭間の距離Ｌが１４ｍｍ以下に設定されていれば、歩行者の滑りに対して考慮されているのは勿論、車椅子やベビーカーの車輪にかかる抵抗を抑制できることから、車椅子やベビーカーの快適な通行が可能となり、歩道に設置される地下構造物用蓋として最適なものとなる。
一方、図１２は地下構造物用蓋のための一般的な鋳鉄製の蓋本体について、その使用を開始してからの経過年数と摩耗量との関係を示す。通常、この種の蓋本体２には３０年程度の耐用年数が要求され、耐用年数の満了時には図１２から明らかなように１．０ｍｍ程度の摩耗量が見込まれることから、その使用期間中、蓋本体２の上面のC.S.Rが蓋本体２の表面２ａに影響されず、そのC.S.Rを初期値に維持するにあたっては、表面２ａからの分布面８（凸部４）の高さは少なくとも２ｍｍ以上、より好ましくは、２．５ｍｍ以上確保されているのが好ましい。

更に、図１３に示されているように、蓋本体２は前述の凸部４に加えて、レリーフ模様１０を一体に有することができる。このレリーフ模様１０は図１４から明らかなように蓋本体２の表面２ａから浮き上がっているものの、前述した分布面８よりも低い下層域に存在する。
ここで、蓋本体２の上面のC.S.Rがレリーフ模様１０により影響を受けないようにするには、レリーフ模様１０の最も高いピーク位置でのピーク面１２と分布面８との間に前述した２ｍｍ以上、好ましくは２．５ｍｍ以上の間隔を確保すればよい。

本実施例の場合、レリーフ模様１０は多数の突条１０ａの組み合わせから描かれており、図１４から明らかなように、突条１０ａは自由曲線により規定された横断面を有する。つまり、レリーフ模様１０の外表面は、分布面８に対して平行な平坦面領域が存在しない自由曲面により形成されている。このことは、歩行者が遠方斜めから蓋本体２を見る場合にあっても、歩行者は凸部４が分布されているにも拘わらず、レリーフ模様１０の稜線を明確に視認できることを意味し、レリーフ模様１０は遠方からの高い識別性を発揮する。

上述したレリーフ模様１０は、歩道に露出する一実施例の蓋本体を周辺の環境に調和させ、また、視覚的な親しみを提供するうえで大きく役立つ。
なお、レリーフ模様１０は必ずしも突条１０ａのみによって描かれるものに限らず、要は自由曲面から形成された外表面、これを換言すれば、任意の断面でみて自由曲線からなる断面輪郭を有する外表面を有していればよく、その絵柄に制約を受けるものではない。

一実施例の地下構造物用蓋を示す平面図である。図１の蓋本体の一部を示す断面図である。凸サイズとC.S.Rとの関係を示したグラフである。凸比とC.S.Rとの関係を示したグラフである。凸ピッチとC.S.Rとの関係を示したグラフである。 C.S.Rと安全性尺度との関係を示したグラフである。 C.S.Rと安全性尺度との関係を示したグラフである。凸部同士の間隔Ｌが凸部の縦断面形状により相違することを示す断面図である。凸部同士の間隔Ｌを分布状態により示す平面図である。車椅子の前輪にかかる抵抗値が路面材料毎に異なることを示すグラフである。凸部頂面の輪郭間の距離と抵抗値との関係を示すグラフである。経過年数と摩耗量との関係を示すグラフである。レリーフ模様を有する蓋本体の平面図である。図１３の蓋本体の一部を示す断面図である。

符号の説明

２蓋本体
２ａ表面
４凸部
６頂面
８分布面
１０レリーフ模様

Claims

歩道に露出する蓋本体の表面に互いに独立した凸部をほぼ一様に分布させた地下構造物用蓋において、
前記凸部は
その頂面を前記蓋本体の表面から一定の高さに位置付けて配置され、
JIS A 1454に定められている滑り性試験による滑り抵抗係数をC.S.R、
前記蓋本体を上面側から平面視した際の総面積に対する前記凸部の頂面の総面積の比を凸比、
相互に隣接する凸部での頂面の中心間の距離を凸ピッチとしたとき、
下記の式
C.S.R＝[-0.45 X (凸比)]＋[0.0401 X (凸ピッチ)]＋[-0.0019 X (凸ピッチ X 凸ピッチ)]＋0.47
から算出されるC.S.Rが０．５５以上となる凸比、凸ピッチにて分布されていることを特徴とする地下構造物用蓋。
相互に隣接する前記凸部での頂面の輪郭間の距離が１４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の地下構造物用蓋。
前記凸部の頂面の高さが２ｍｍ以上確保されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地下構造物用蓋。
前記凸部の頂面の周縁を曲面に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の地下構造物用蓋。
前記凸部の前記頂面が分布されている分布面よりも低い層域に前記蓋本体の前記表面から浮き上がったレリーフ模様を更に含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の地下構造物用蓋。
前記レリーフ模様は、自由曲面により形成された外表面を有することを特徴とする請求項５に記載の地下構造物用蓋。