JP6138657B2 - マンホールの蓋の反転装置 - Google Patents

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Description

本発明は、マンホールの蓋を反転させる装置に関する。
マンホールの蓋は、通常は閉じられているが、マンホールの内部で作業を行う際には、蓋を開閉する必要がある。マンホールの蓋は、鍛鋼等により肉厚に形成されている重量物であるため、専用の装置やクレーン等を用いて蓋を開閉している。また、蓋は、長年の使用によって劣化するため、裏面を点検する必要がある。その際には、蓋を持上げて反転させて、裏面に亀裂等がないかどうかを確認する。
マンホールの蓋を持上げて、反転させる装置として、例えば、特許文献1や特許文献2等が提案されている。特許文献1に示される蓋の開閉反転装置は、蓋を持上げた状態で中蓋を取り除き、マンホールの穴部を利用して蓋を反転する。また、特許文献2に記載の開閉装置は、リフト部材によって蓋を持上げて反転する。
特開平11−050485号公報 特開2008−095411号公報
特許文献1及び特許文献2においては、いずれも、図7に示すように、施蓋状態のマンホールの蓋100に、シャフト110を固定手段120によって固定し、シャフト110を蓋100と共に持上げて、シャフト110を回転中心110Aとして蓋100を反転させることが示されている。しかしながら、シャフト110は、施蓋状態の蓋100の上方に固定されるため、蓋100の回転中心110Aは、蓋100の厚み方向領域よりも上方に位置することとなる。そのため、蓋100を反転させる際には、重量物である蓋100の重心130を通る水平な平面(重心面130A)と回転中心110Aとが離れているため、相当な力を必要とする。また、蓋100を反転した状態で点検や清掃等の作業を行った後、蓋100を元の状態に戻す際には、蓋100の重量(自重)により勢いよく反転するおそれがある。
上記事情に鑑みて、本発明が解決すべき技術的課題は、自重により緩やかに反転し、また、さらに反転させる際には強い力を必要とせずに反転することが可能なマンホールの蓋の反転装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明にかかるマンホールの蓋の反転装置は、保持手段で保持されるマンホールの蓋を反転させるマンホールの蓋の反転装置であって、蓋は、円板形状の蓋部と、蓋部の下方に形成されるリブ部とを有し、保持手段は、蓋部を側面側から保持すると共に、蓋の直径方向に対向する位置に、蓋の反転時の回転中心を形成する一対の支軸を有し、回転中心が、蓋の重心を通る重心面に平行で、かつ蓋部の厚み方向領域内に位置するように、支軸を配置したことを特徴とする。
このように、保持手段は、蓋の蓋部を側面側から保持すると共に、蓋の直径方向に対向する一対の支軸を有するため、これらの支軸を結ぶ直線が、蓋の反転時の回転中心となる。ここで、蓋の重心面とは、載置状態の蓋の重心を通る水平な平面のことをいう。また、蓋の姿勢は、蓋の重心面が回転中心よりも下方に位置することで安定する。そのため、蓋の重心面が回転中心よりも上方に位置する場合には、蓋が自重で反転する。回転中心は、蓋の重心を通る重心面に平行で、かつ蓋部の厚み方向領域内に配置されるため、重心面と回転中心とは近くに配置される。そのため、蓋の重心面が回転中心よりも上方に位置する場合には、蓋を持上げることで、自重によって緩やかに反転させることができる。また、重心面と回転中心が一致する場合及び重心面が回転中心よりも下方に位置する場合には、手動によって、強い力を必要とせずに蓋を反転することができる。
また、保持手段は、一対の円弧部材と、一対の円弧部材を連結するリンク部材とを有し、各円弧部材は、蓋部の厚み方向から蓋部を支持する円弧形状の支持板と、支持板の中央位置及び中央位置から等間隔離れた位置に配置されて蓋部の側面を保持する複数の保持部とを有し、中央位置に配置される保持部には、支軸が設けられると共に、中央位置から等間隔離れた位置に配置される保持部には、リンク部材が連結される連結孔が設けられ、リンク部材は、支軸が蓋の直径方向に対向するように、一対の円弧部材を連結するようにしてもよい。このように、一対の円弧部材をリンク部材で連結するだけで、蓋部を保持することができる。これにより、円弧部材と蓋部とを連結する必要がないため、保持手段を蓋に容易に装着することができる。また、円弧部材にリンク部材を連結することで、蓋の直径方向に対向するように支軸を配置することができる。これにより、蓋の回転中心を直径方向に形成することができ、安定した蓋の反転を行うことができる。
上記のリンク部材は、交点を回動軸として回動可能に連結された、一対の板状部材であることが好ましい。これにより、板状部材の各端部を保持部の連結孔に連結することで、板状部材の交点を、回転中心上に配置することができる。そのため、保持手段の位置決めを容易かつ確実に行うことができる。
また、支持部を、蓋部の厚み方向において、蓋の重心面よりも裏面側に設けることがより好ましい。これにより、重心面が回転中心よりも上方に位置するため、保持手段によって保持された状態の蓋を持上げることによって、自重で蓋を反転させることができる。
さらに、支軸に連結可能な連結部を有し、蓋を昇降可能な昇降機を備えてもよい。これにより、連結部を支軸に連結した状態で、昇降機によって蓋を持上げることができる。そのため、蓋の持上げと反転動作とを容易に行うことができる。
このとき、上記の昇降機は、蓋の半径寸法よりも高い位置であって、かつ蓋の直径方向に対向して複数配置することが好ましい。これにより、昇降機は、蓋の半径寸法よりも高い位置に設けるため、蓋を持上げることで、確実に反転を行うことができる。なお、このとき、持上げ機構を、蓋の半径寸法よりも若干高い位置に設けると、持上げの上限を、対向する各昇降機であわせることができるため、蓋の反転の際に、蓋の傾斜を抑え、水平に近い状態とすることができる。
以上のように本発明によれば、自重により緩やかに反転し、また、さらに反転させる際には強い力を必要とせずに反転することが可能なマンホールの蓋の反転装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態にかかる、マンホールの蓋の反転装置を示す斜視図である。 (a)は図1に示す反転装置における円弧部材の平面図であり、(b)は(a)側面図である。(c)は、(b)のX−X線断面図である。 (a)は保持手段による蓋の保持状態を示す平面図であり、(b)は、(a)のY−Y線断面図である。 図1に示す反転装置による蓋の反転動作において、持上げ開始時の状態を示す概念図である。 蓋の反転動作において、持上げ途中の状態を示す。 蓋の反転時の状態を示す。 (a)は従来の反転装置における保持手段による、蓋の保持状態を示す平面図であり、(b)は側面図である。
以下、本発明にかかるマンホールの蓋の反転装置の一実施形態を各図面に基づいて説明する。
本発明にかかるマンホールの蓋10の反転装置1は、マンホールの蓋10を持上げて反転させる装置である。図1に示すように、マンホールの蓋10の反転装置1は、蓋10を保持する保持手段20と、保持手段20と連結して蓋10を昇降可能な昇降機30と、昇降機30を支持する支持体40とを有する。
蓋10は、マンホールの開口部に施蓋される蓋材であり、例えば鍛鋼等の金属材料からなる。以下、蓋10は、施蓋状態で地表に露出している面を表面、その反対側の面を裏面と呼ぶ。図3に示すように、蓋10は、肉厚の円板形状の蓋部11と、蓋部11の下方(裏面側)に格子状に形成されるリブ部12とを有する。本実施形態においては、蓋10の直径は約870mmであり、厚みは約80mm程度である。また、蓋部11は、リブ部12よりも外径側に突出しているため、リブ部12を地面に接するように載置すると、蓋部11の縁部は地面から離れた状態となる。以下、載置状態の蓋10の重心13を通る水平な平面を、重心面13Aと呼ぶ(図3(b)参照)。
保持手段20は、蓋10に装着されて蓋部11を側面側から保持する部材であり、一対の円弧部材21と、リンク部材22とから構成される。蓋10に装着された一対の円弧部材21をリンク部材22で連結することによって、蓋10を持上げ及び反転可能に保持する。
円弧部材21は、図2に示すように、上下方向に配置される一対の保持板23と、これらの保持板23に等間隔に配置される複数の保持部24とを有する。また、図示上側の保持板23には、複数の支持突起25が取付けられる。
保持板23は、蓋10の蓋部11と同じ曲率を有する円弧形状の板材である。本実施形態においては、保持板23の長さ寸法は、蓋部11の全周寸法の約6分の1である。また、図2(a)、(b)に示すように、蓋10の表面側に配置される保持板23には、支持突起25を取付けるための取付け孔23Aが形成される。
保持部24は、図2(b)のX−X線断面図である図2(c)に示すように、略コの字形に開口する開口部を有しており、図示の上下方向に対向する平面に保持板23が取付けられる。このとき、対向する一対の保持板23の間隔は、蓋部11の厚み寸法よりも若干大きく、保持板23によって蓋部11を保持可能な寸法である。また、保持部24は、保持板23の外周に沿って取付けられ、開口部が円弧の内径側を向くように配置される。
ここで、保持部24は、図2(a)に示すように、保持板23の中央位置と、中央位置から両側に等間隔離れた両端部付近とに配置される。以下、保持板23の中央位置の保持部24を保持部24Aと呼び、両端部付近の各保持部24を保持部24Bと呼ぶ。これにより、円弧部材21は、保持板23によって、蓋10の蓋部11の縁部(図3参照)を表裏方向から保持可能であると共に、保持部24によって、蓋部11の側面を外径側から保持可能である。
保持部24Aには、保持板23の外径側に突出する支軸26が設けられる。支軸26は、保持部24Aに設けられるため、蓋10の厚み方向領域内に配置される。また、支軸26は、円弧部材21が蓋部11に装着された状態では、持上げる際の支点となり、支軸26を結ぶ直線は、蓋10の反転時の回転中心26A(図3(b)参照)となる。本実施形態においては、支軸26は、保持部24Aの下端付近に設けられる。具体的には、支軸26は、回転中心26Aと重心面13Aとの距離が約20mmとなるように配置される。このように、支軸26は、蓋部11の厚み方向領域内に設置される。ここで、支軸26は、蓋10の厚み寸法に対する回転中心26Aと重心面13Aとの距離(回転中心26Aと重心面13Aとの距離/蓋10の厚み寸法)が0〜1/2であることが好ましく、1/8〜1/4であることがより好ましい。なお、蓋10の厚み寸法に対する回転中心26Aと重心面13Aとの距離が0であるとは、回転中心26Aが重心面13Aに一致した場合のことである。
支軸26の先端には、リング部材27が取付けられる。リング部材27は、支軸26の軸方向に対して垂直に取付けられる取付軸(図示せず)を中心に180度回転可能であると共に、支軸26を中心に支軸26に対して360度回転可能である。
また、保持部24Bは、保持板23の両端部付近に、保持部24Aからの距離が等間隔になるように配置される。図2(a)に示すように、保持部24Bの、蓋10の表面側には、リンク部材22を固定する連結孔としてのネジ孔24Cがそれぞれ形成される。なお、ネジ孔24Cは、保持部24B及び保持板23を貫通して形成される。
支持突起25は、保持板23に取付けられる円柱形状の部材である。詳しくは、保持部24Aと各保持部24Bとの間の2箇所において、蓋10の表面側の保持板23に形成された取付け孔23Aに取付けられる。また、支持突起25は、保持部24A、24Bよりも高い高さ寸法を有し、反転した蓋10を地面に載置する際に、支持突起25の先端部が地面に接触することで保持手段20を支持する。
リンク部材22は、図3(a)に示すように、蓋10の直径と略同寸法の、一対の板状部材からなる。各部材は、交点22Aを回動軸として回動可能に連結される。また、各部材の端部には、図示しないネジ孔が形成される。リンク部材22は、端部にネジ孔が形成され、保持部24Bに形成されたネジ孔24Cと共にボルト28(図1参照)によってネジ止めされる。これによって、対向する円弧部材21を蓋10の直径方向に対向して連結する。
図3には、蓋10に保持手段20を装着した状態を示す。図3(a)は平面図であり、図3(b)は、図3のY−Y線断面図の概略図である。なお、図3(b)では、保持部24B及びリンク部材22を省略している。図3(a)に示すように、蓋10の蓋部11の縁部に、直径方向に対向して一対の円弧部材21がそれぞれ装着される。また、各円弧部材21は、リンク部材22によって連結される。これによって、保持手段20は、円弧部材21によって蓋10を拘束し、蓋10の持上げ時や反転時における保持手段20からの脱落による落下を防止することができる。なお、リンク部材22の交点22Aは、蓋10の重心13Aを通る軸心に含まれる。
また、図3(b)に示すように、対向する保持手段20の保持部24Aに設けられる一対の支軸26は、蓋10の重心面13Aに対して、蓋10の厚み方向にずらした位置に配置される。これによって、各支軸26を結ぶ直線であって、蓋10の反転時に軸となる回転中心26Aは、重心面13Aに対して平行となる。本実施形態においては、対向する支軸26は、蓋10の重心面13Aよりも裏面側(下方)に配置される。このため、各支軸26を結ぶ直線である回転中心26Aは、蓋10の重心面13Aよりも裏面側に形成される。
続いて、蓋10を昇降する機構について説明する。本実施形態においては、図1に示すように、蓋10を昇降する機構は、対向して配置される一対の昇降機30と、各昇降機30を支持する支持体40とを有する。
昇降機30は、本実施形態においては、手動式のウインチを用いる。昇降機30は、ワイヤー31が巻き掛けかけられるドラム32と、ドラム32を回転駆動させるハンドル33とを有する。ワイヤー31の先端には、連結部としてのフック34が取付けられる。昇降機30は、ハンドル33の回転によって、図示しない駆動伝達機構を介してドラム32が回転し、ドラム32に巻き掛けられるワイヤー31を送り出したり巻き取ったりする。これにより、ワイヤー31の先端のフック34に連結された保持手段20及び蓋10を昇降する。
また、支持体40は、昇降機30を支持する部材である。支持体40は、重量物を支持可能な金属材料からなり、昇降機30を支持する支柱41と、支柱41を支持する基部42とを有する。基部42は、蓋10を囲って配置可能な、一辺が蓋10の直径寸法よりも大きい寸法を有する正方形状の枠体である。支柱41は、基部42の対向する頂点位置から上方に延びる部材であり、各支柱41の上端は、昇降機30が取付けられる。本実施形態においては、昇降機30は、蓋10の半径寸法よりも若干高い位置に対向して配置される。これにより、昇降機30によって上限付近まで持上げた状態で、蓋10を反転できるため、蓋10の直径方向両側の持上げ高さを、昇降機30で合わせることができ、蓋10が傾斜することなく水平に近い状態で反転させることが可能となる。
次に、本発明にかかるマンホールの蓋10の反転装置1による蓋10の反転動作について、図4〜図6に基づいて説明する。なお、図4及び図6では、保持部24B及びリンク部材22を省略している。蓋10は、通常はマンホールの上に載置されて施蓋しているが、例えばクレーン等の公知の方法を用いて、マンホールから蓋10を持上げ、別の場所に移動して載置した状態で、本発明の反転装置1を用いた反転動作が実施される。
まずは、図4に示すように、地面に載置されたマンホールの蓋10に対して、保持手段20を装着する。詳しくは、蓋10の蓋部11縁部に、直径方向に対向して円弧部材21を装着し、円弧部材21の保持部24Bに形成されるネジ孔24Cに、X字形状に開いたリンク部材22の各端部に形成されるネジ孔(図示せず)を合わせ、ボルト28によってネジ止めする(図3(a)参照)。本実施形態においては、マンホールの蓋10は、裏面側にリブ部12が形成されており、蓋部11の縁部が地面から離れた状態で載置されるため、蓋部11の縁部に対して容易に円弧部材21を装着することができる。
次いで、蓋10を囲うように支持体40の基部42を配置する。そして、蓋10に装着された各円弧部材21のリング部材27に、各昇降機30のワイヤー31の先端に取付けられるフック34をそれぞれ連結する。そして各昇降機30のハンドル33を所定方向に回転することで、ドラム32にワイヤー31を巻き取りながら蓋10を上昇させる。ここで、支軸26は、保持部24Aにおいて、蓋10の重心面13A(図3(b)参照)よりも裏面側に取付けられるため、重心面13Aは、回転中心26Aよりも上方に位置する。そのため、蓋10の上昇に伴って、自重による反転が開始する。
蓋10が上昇すると、図5に示すように、蓋10の蓋部11の縁部の一端が、地面に接触した状態で蓋10が持ち上がる。そのため、蓋10の上昇に伴って、蓋10が徐々に起立する。蓋10が、半径寸法と略同じ距離持ち上がると、蓋10は、蓋部11の側面に支持されて直立した状態となる。さらに、蓋10が上昇すると、蓋部11が地面と離れるため、蓋10は自重で反転する。
図6に示すように、蓋10が反転した状態では、蓋10の重心面13A(図3(b)参照)は、蓋10を持上げる際の支点となる支軸26よりも下方に位置するため、安定した状態となる。蓋10が反転した状態で、昇降機30のハンドル33を逆方向に回転させて、蓋10を下降させる。このようにして、裏面が上になるように蓋10を反転させて地面に載置することができ、蓋10の裏面の点検や清掃を行うことができる。なお、このとき、蓋10は、保持手段20の円弧部材21に取付けられた、4箇所の支持突起25によって安定して支持される。
さらに、蓋10の裏面の点検等が終了した後、蓋10を元の表裏状態となるように反転させる動作について説明する。上記と同様に、各昇降機30のハンドル33を回転させて、蓋10を上昇させる。このとき、蓋10は、そのままの姿勢で持上げられる。
各昇降機30を上限位置まで上昇させた状態で、手動によって蓋10を反転させる。このとき、支軸26による蓋10の回転中心26Aは、蓋10の厚み方向領域内であり、重心面13Aの近傍に配置されるため、蓋10の厚み方向領域の外側に回転中心26Aが形成される場合に比べると、強い力を必要とせずに反転させることができる。
蓋10が蓋部11の側面に支持されて直立した状態となる位まで反転させると、昇降機30のハンドルを逆方向に回転させて、蓋10を徐々に下降させる。このとき、蓋10の蓋部11の縁部を地面に接触させた状態で、起立角度を徐々に緩やかにすることができる。このようにして、徐々に下降させることで、蓋10を確実に元の表裏状態に戻すことができる。
蓋10を元の姿勢に戻して、地面に載置すると、支軸26のリング部材27からフック34を取り外す。さらに、ボルト28を外して各保持部24Bからリンク部材22を取り外し、円弧部材21を蓋10の蓋部11の縁部から取り外す。そして、クレーン等の公知の方法によって、蓋10を持上げて、元のマンホールの穴部に戻して施蓋する。
以上述べてきたように、本発明にかかるマンホールの蓋の反転装置1においては、蓋10の重心面13Aからずらした位置に、蓋10を持上げる際の支点としての支軸26を設けた。このとき、支軸26は、蓋10の縁部を保持する保持部24Aに設けたため、支軸26によって形成される回転中心26Aを蓋10の蓋部11の厚み方向領域内に配置することができる。そのため、蓋10の重心面13Aと回転中心26Aとを近くに配置することができ、強い力を必要とせずに蓋10を反転できる。特に、支軸26を蓋10の重心面13Aよりも裏面側に設けたため、蓋10を持上げる際に、反転させることができる。
なお、上記実施形態においては、保持部24Aの支軸26を、蓋10の重心面13Aよりも裏面側に配置したが、これに限ることはなく、支軸26を、蓋10の重心面13Aよりも表面側に配置してもよい。このようにすると、蓋10の裏面を上方に向ける方向に反転する際には、手動によって反転させ、元の状態に戻す際には、自重によって反転させることができる。また、保持部24Aの支軸26を、蓋10の重心面13Aと一致するように配置してもよい。この場合には、蓋10をどちら側に反転する場合であっても、反転に要する力を少なくすることができる。
また、上記実施形態においては、蓋10の持上げには、昇降機30として手動式のウインチを用いた例を示したが、これに限ることはなく、例えば、自動駆動式のウインチであってもよく、マンホールから蓋10を持上げる際に用いるクレーンを用いてもよい。クレーンを用いると、昇降機30及び支持体40は不要である。また、マンホールからの蓋10の持上げ作業、及び反転作業の両方にクレーンを用いることができ、効果的に作業を進めることができる。なお、この場合には、クレーンによって蓋10を反転させる際に、蓋10の保持部24Aの支軸26に取付けられるリング部材27に連結するために、クレーンと接続する接続部と、リング部材27と連結する連結部とを有する中間部材を用いてもよい。
さらに、リンク部材22は、一対の板状部材を回動可能に連結して構成したが、これに限ることはなく、固定形状であってもよい。例えば、保持部24Bに連結可能な端部を有するX字形状としてもよい。
また、昇降機30を支持する支持体40は、支柱41と基部42とを分解及び組立可能に構成してもよい。例えば、昇降機30及び支柱41を分離し、基部42を頂点で折り畳に可能にしてもよい。これにより、反転装置1の非使用時にコンパクト化でき、装置の運搬も容易になる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
1 反転装置
10 蓋
11 蓋部
12 リブ部
13 重心
13A 重心面
20 保持手段
26 支軸
26A 回転中心

Claims (6)

  1. 保持手段で保持されるマンホールの蓋を反転させるマンホールの蓋の反転装置であって、
    前記蓋は、円板形状の蓋部と、該蓋部の下方に形成されるリブ部とを有し、
    前記保持手段は、前記蓋部を側面側から保持すると共に、前記蓋の直径方向に対向する位置に、前記蓋の反転時の回転中心を形成する一対の支軸を有し、
    前記回転中心が、前記蓋の重心を通る重心面に平行で、かつ前記蓋部の厚み方向領域内に位置するように、前記支軸を配置したことを特徴とするマンホールの蓋の反転装置。
  2. 前記保持手段は、一対の円弧部材と、該一対の円弧部材を連結するリンク部材とを有し、
    前記各円弧部材は、前記蓋部の厚み方向から前記蓋部を支持する円弧形状の支持板と、該支持板の中央位置及び該中央位置から等間隔離れた位置に配置されて前記蓋部の側面を保持する複数の保持部とを有し、
    前記中央位置に配置される保持部には、前記支軸が設けられると共に、前記中央位置から等間隔離れた位置に配置される保持部には、前記リンク部材が連結される連結孔が設けられ、
    前記リンク部材は、前記支軸が前記蓋の直径方向に対向するように、前記一対の円弧部材を連結することを特徴とする請求項1に記載のマンホールの蓋の反転装置。
  3. 前記リンク部材は、交点を回動軸として回動可能に連結された、一対の板状部材であることを特徴とする請求項2に記載のマンホールの蓋の反転装置。
  4. 前記支軸を、前記蓋部の厚み方向において、前記蓋の重心面よりも裏面側に設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマンホールの蓋の反転装置。
  5. 前記支軸に連結可能な連結部を有し、前記蓋を昇降可能な昇降機をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマンホールの蓋の反転装置
  6. 前記昇降機は、前記蓋の半径寸法よりも高い位置であって、かつ前記蓋の直径方向に対向して複数配置することを特徴とする請求項5に記載のマンホールの蓋の反転装置。
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