JP6518972B1 - マンホールの受け枠 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホールの受け枠に多目的空間を創り出す、又は受け枠にある空間を多目的空間として拡大すること。【解決手段】マンホール１において、蓋を載置する受け枠４を内環部分８と外環部分９を有したものとする。内環部分８は、従来の受け枠に相当するものであり、その外側に外環部分９を設ける。外環部分９は内環部分８の支持壁１２から外側へ水平方向に張り出して形成され、内環部分内側空間１３と外環部分内側空間２０を備える。これらの空間は連通しており、また、マンホール空間６へ繋がっている。内環部分８に加えて外環部分９を設けその外環部分内側空間２０によってマンホールの多目的空間を拡大している。【選択図】図３

Description

本発明は、下水道や共同溝など地下空間と地上をつなぐマンホールに関する。

地下空間を地上へつなぐマンホールには、筒状の本体ブロックと本体ブロックの上端開口面に設置される受け枠と蓋とを有したタイプのものがある（例えば、特許文献１，２）。
このようなマンホールに通信機能を持たせ、マンホール内部の環境データ（水位、温度、気圧など）を外部に送信させたり、マンホールから外部へ種々の情報を発信させたりすることが行なわれている（例えば、特許文献３，４）。

また、このようなマンホールの受け枠に地上への排気空間を設けてマンホール内部の圧力上昇を逃す構造とするもの（例えば、特許文献５、６）がある。
このように、マンホールの内部空間が多目的に利用されるようになっている。

特開２００３−３５０９号公報 特開２０００−２７２１７号公報 特開２０１７−１９５５９号公報 特開２００８−１０９５５６号公報 特開２０１５−１２４６０２号公報 特開２００７−３２１５３５号公報

しかし、従来の受け枠の外径は本体ブロックの上端開口面の外径とほぼ等しく形成されている。そして、マンホールに通信機能や情報発信機能を持たせるための装置（送受信装置、電源、情報発信装置など）は、マンホール内部の空間（マンホール空間）に設置するかマンホールの蓋裏面に装着されている。
このため、送受信装置などをマンホール空間に設置する場合は、装置を配置するために特別な取付けベースのようなものが必要となり、取付けベースがマンホール空間の内壁から内側へ張り出してしまうために、マンホール空間が狭くなる難点がある。

また、蓋の裏面に送受信装置などを配置すると、蓋を開閉する時に損傷してしまう危険がある。さらに、受け枠の外径が本体ブロックの上端開口面の外径とほぼ同じか小さいため、蓋の面積が小さく蓋の裏面に十分な配置面積や内部への突出量（配置容積）を確保できない場合がある。

さらに、受け枠に設けている排気空間は狭く、マンホール内部の突発的な圧力上昇に十分に対応できないことがある。
以上から、この発明は、マンホールの受け枠にあらたに多目的空間を創り出す、又は従来から受け枠にある空間を多目的空間として拡大することを課題とする。

マンホールにおいて本体ブロックの上端開口面に取り付けられ、蓋を支持する受け枠を次の構成とする。
受け枠は、環状をした外環部分の内周側に、やはり環状とした内環部分を配置した平面的な二重構造とする。
内環部分は内環部分内周壁と内環部分上壁及び内環部分外周壁を備え、内側に内環部分内側空間を有するものとする。
外環部分は外環部分内周壁と外環部分上壁及び外環部分外周壁を備え、内側に外環部分内側空間を有するものとする。
そして、内環部分は、内環部分内周壁に蓋の蓋受け部と受け枠の内側であるマンホール空間に開放された第１開口を設ける。
さらに、内環部分外周壁と外環部分内周壁に、前記内環部分内側空間と外環部分内側空間を連通し相互に開放する第２開口を設ける。

内環部分と外環部分を別体とし、外環部分の内周側に内環部分を嵌合して平面的に二重構造のマンホールの受け枠とすることがある。
受け枠の内環部分を内環部分下壁を備えたものとし、
内環部分下壁の形状は、マンホールにおける本体ブロックの上端開口面の形状にほぼ一致するものとすることがある。
内環部分の内側空間又は前記外環部分の内側空間に、あるいは両空間にまたがって、マンホールに通信機能や情報発信機能を持たせるための装置を配置した構成とすることがある。
本体ブロック周囲の本体ブロックに対する揚圧力が高くなったとき、本体ブロック周囲の揚圧を外環部分内側空間へ誘導するために、外環部分の外環部分下壁に圧抜き部を設けたり、内環部分上壁と外環部分上壁に着脱が可能な蓋を設けたりすることがある。

受け枠の外環部分によってマンホールに前記多目的空間が創り出され、あるいは拡大されるので、マンホールに通信機能や情報発信機能を持たせるための装置を余裕を持って配置することができる。すなわち、前記の装置が高機能化されるにともないサイズが大きくなったり、付属のパーツが増えたりしても余裕を持って配置することができる。

また、外環部分の上壁に排気孔を多数設ければ、受け枠から地上への排気能力が格段に向上し、マンホール内部の突発的な圧力上昇時に、マンホールが一時に受け止めることができる排気容量が大きくなるので、マンホール蓋の浮き上がりや吹き飛び事故を防止できる。

拡大されたマンホール空間を利用して、種々のデータ送受信装置や外部への情報発信装置及びこれらのための電源装置をより多く、より複雑に配置することができ、通信及び情報発信の性能や機能を向上させることができる。
マンホールに通信機能や情報発信機能を持たせるための装置は、蓋ではなく開閉や移動のない受け枠に配置されるので、作動が安定し、乱暴に扱われることによる故障が発生しにくい。

さらに、受け枠の外環部分は内環部分の支持壁から外方へ張り出して構成されているので、受け枠の上面全体が外環部分の上壁と内環部分の上壁が連なった広い面積を備えたものであっても、その中央部が前記支持壁で内環部分下壁すなわち本体ブロックの上端開口面に支持されるので、車両通行に伴う上方からの変動加重に対して安定しており、受け枠上面の強度を維持することができる。

さらに、地震時の液状化現象によるマンホール周囲の揚圧力（浮力によって本体ブロックを押し上げる力）を創出されたあるいは拡大された多目的空間を利用してマンホール空間へ抜く構造とすることができる。

図２のＡ−Ａ線に沿った断面図（実施例１、一部ハッチングを省略）。 マンホールの受け枠を示した平面図（実施例１）。 図１の一部を拡大して示す断面図（実施例１）。 マンホールの受け枠を示した平面図（実施例２）。 一部を拡大して示す断面図（実施例３）。 一部を拡大して示す断面図（実施例４）。 受け枠の一部を拡大して示す断面図（実施例５）。 受け枠の一部を拡大して示す断面図（実施例６）。

［実施例１］
図１は、本願の実施例１によるマンホール１である。
このマンホール１は、地中の下水管（地下空間）と地上空間を垂直に結ぶ筒状の本体ブロック２と本体ブロック２の上端開口面３に設置された受け枠４および受け枠４に装着される蓋５とを有している。
符号６はマンホール空間である。

本体ブロック２は通常コンクリート製で上端開口面３に１２本（複数本）のアンカーボルト７が上方に向けて固定されている。
受け枠４は、ダクタイル鋳鉄の鋳物製であり、環状をした外環部分９の内周側に、やはり環状とした内環部分８を配置した平面的な二重構造である。すなわち、この実施例の受け枠４は、全体として環状である（図２）。また、この実施例において内環部分８と外環部分９とは一体に構成され、受け枠４は本体ブロック２の上端開口面３に前記のアンカーボルト７を利用して取り付けられている（図３）。

受け枠４の内環部分８は、図３に見るように、内環部分上壁１０と内環部分下壁１１及びこれらの外径側をつなぐ支持壁１２を有し、これにより断面において内径側に開口したコ字形となっている。コ字形断面の内側は内環部分内側空間１３であり、この実施例において、内環部分８は箱型の枠構造となっている。

内環部分８の内環部分下壁１１は、外径が本体ブロック２の上端開口面３の外径とほぼ等しいか小さく、内環部分下壁１１が本体ブロック２への取付け部となっている。内環部分下壁１１には、前記アンカーボルト７が挿通する内環部分下壁挿通孔１４が形成されている。

内環部分上壁１０の内周に内環部分内周壁１５が内環部分上壁１０の内周縁から下方へ形成され（図３）、マンホール空間６と内環部分８の内側空間を連通させる第１開口１５ａを有している。この内環部分内周壁１５には蓋５を載置するための蓋受け部１６が内側へ張り出して、設けられている。

外環部分９は内環部分８の前記支持壁１２から外方へ水平に張り出して一体に形成された部分である（図２、図３）。
外環部分９は、外環部分上壁１７と外環部分下壁１８及びこれらの外径側をつなぐ外環部分外周壁１９とで断面コ字形に形成されている。この断面コ字形の内側は外環部分内側空間２０であり、外環部分もまた箱型の枠構造となっている。
そして、内環部分８の前記支持壁１２は内環部分８の内環部分内側空間１３と外環部分９の外環部分内側空間２０を連通させる複数の連通口２１を有している。

支持壁１２は、内環部分８の外周壁であり、外環部分９の内周壁に相当する。
すなわち、内環部分８は内環部分内周壁１５と内環部分上壁１０及び内環部分外周壁（支持壁１２）を備え、内側に内環部分内側空間１３を有する。
外環部分９は外環部分内周壁（支持壁１２）と外環部分上壁１７及び外環部分外周壁１９を備え、内側に外環部分内側空間２０を有する。
そして、内環部分８は、内環部分内周壁１５に蓋５の蓋受け部１６と受け枠４の内側であるマンホール空間６に開放された第１開口１５ａを有する。
さらに、内環部分外周壁（支持壁１２）と外環部分内周壁（支持壁１２）に、前記内環部分内側空間１３と外環部分内側空間２０を連通し相互に開放する第２開口（連通口２１）を設けてある。

受け枠４は、内環部分下壁１１をアンカーボルト７へ第１ナット２２と第２ナット２３及び第３ナット２４で、次のように取り付けられている。
（１）アンカーボルト７へ第１ナット２２を装着し、その上下位置を概略で定め、ついで受け枠４をアンカーボルト７へ内環部分下壁挿通孔１４を介して挿し込み、第１ナット２２に内環部分下壁１１を支持させる。

（２）第１ナット２２の上下位置を調整して受け枠４の上下位置を正確に定める。
（３）前記内環部分下壁挿通孔１４を貫通したアンカーボルト７に第２ナット２３、第３ナット２４を装着して受け枠４の位置を固定する。
（４）受け枠４の下面と本体ブロック２の上端開口面３との間に生じた隙間に充填材２５を充填する。
（５）受け枠４の外周側領域にモルタル又はアスファルト等の補強材２６（図示していない）を施工し、受け枠４の取付けを完了する。

以上において、本体ブロック２の上端開口面３と直径がほぼ等しい内環部分８が従来の受け枠４の大きさであるから、受け枠４の内側空間は従来のものよりも、外環部分内側空間２０の分だけ拡大されている。すなわち、マンホール１における多目的空間が拡大されている。
拡大された多目的空間は次のように利用される。
１．装置の収納
（１）マンホールの内部環境に関するデータを収集する測定器と前記データを記録保存又は送信する電子機器およびこれらを駆動するための電源装置を前記内環部分８の内側空間１３又は前記外環部分９の外環部分内側空間２０に、あるいは両空間にまたがって、配置する。測定器としては、温度計、湿度計、流量計、水位計、ガス検知器あるいは匂い検知器などである。

受け枠４の多目的空間は、外環部分９による内側空間２０によって従来の内環部分８による内側空間１３よりも大きく拡大されているので、十分な大きさや容量を持った機器及び装置を配置することができる。
前記のように、内環部分８や外環部分９は受け枠４の一部であって、蓋５のように取り外すなどの移動や衝撃がなく、前記測定器や電子機器および電源を安定した環境に配置することができる。

収集されたデータは、ＬＴＥ（無線規格）を利用して情報センターのサーバなどに送信される。
これによって、マンホール内環境のデータをリアルタイムで収集し、局地的な大雨の際に浸水域を予測したり、注意を促したりすることができる。マンホール空間６の臭気を検出して早期に対策を講じて近隣の住民の苦情を未然に防ぐことができる。

図４は電源装置としてソーラーパネル２７と蓄電池２８を用いた例であり、ソーラーパネル２７は光学的・電磁的に透明で擦過に耐久性がある合成樹脂に埋入させて、外環部分上壁１７の上面に設けた凹所へ、環形に沿って間隔を取った配置として取り付ける。蓄電池２８は内環部分内側空間１３に送受信装置２９と共に配置されている。符号３０はアンテナであり、電磁的に透明な合成樹脂製窓の下部に配置されている。これらは結線され、測定・送受信システムを構成している。
前記の外環部分下壁１８はほぼ環形で比較的面積が大きいのでソーラーパネル２７による発電量を増大させることができる。

なお、図示していないが、外環部分９の外環部分上壁１７に多数の排気孔を形成する場合は、外環部分下壁１８の内面に防水型としたソーラーパネル２７を配置することができる。排気孔から差し込む太陽光で発電が可能であると共に、単位面積当たりの発電量が小さくても面積を大きく取れるので、必要な電力を受けることができる。
また、前記の外環部分下壁１８はマンホール空間６へ向かって低く傾斜しているので、土砂が付着しにくく、表面が雨などで洗い流されるので発電量の低下を防止しやすい。

受け枠４の内側空間（内環部分内側空間１３）、外環部分内側空間２０あるいは両空間には、他に、マンホールの外部環境に関するデータを収集する測定・通信装置、人間が知覚できる光または音により情報を伝達する発信装置、あるいは無線ビーコン発信装置等を装着することができる。

前記の情報発信装置によれば、例えば、混雑する広場での群集の誘導や消火栓や防災貯水槽への誘導などを行なえる。また、蓋５や受け枠４に排気孔がある場合は、これらの孔を通してマンホール内部からＬＥＤなど発光体に光を外部へ放出させて、夜の路面にイルミネーション効果を持たせることもできる。

無線ビーコン発信装置とこれを駆動するための電源装置を配置することもできる。
マンホールからの無線ビーコンの発信は、受け枠４の内環部分上壁１０あるいは外環部分上壁１７にアンテナ３０を形成しておき、マンホールが存在する直上１ｍくらいまでの紡錘上電磁界を作るものであり、無線ビーコン受信装置を搭載あるいは携帯して通過する移動体（車両、人）に現在の位置情報を伝達する。この情報は車両や人の誘導に利用できる。

２．排気量の増大
実施例１のマンホール１は、受け枠４の本体ブロック２に対する取付けは内環部分８で行なうので本体ブロック２は通常のものである。しかし、通常のマンホールが備える蓋５と内環部分８の地表部面積が外環部分上壁１７によって拡大されている。
そして、外環部分９の外環部分内側空間２０は内環部分内側空間１３を通じてマンホール空間６に達しているので、外環部分上壁１７に多数の排気孔３１（外環部分排気孔）を設けると（図７）、マンホール空間６の内圧が突発的に上昇しても一時に大きな圧を逃すことができる。

この構造によれば、マンホール空間の内圧を逃すために、蓋５の排気孔を増やしたり大きくしたりしてマンホールの地表面部分の構造が脆弱になってしまうのを避けることができる。
すなわち、内環部分８の直径が８２０ｍｍ、外環部分の直径が１０２０ｍｍとすると、受け枠４の外環部分９の表面積は内環部分８と蓋５による表面積の約５５％を有する。そして、内環部分８の内環部分内側空間１３と外環部分９の外環部分内側空間２０は連通しており、さらにこの空間がマンホール空間６に連通しているので、外環部分９における外環部分排気孔３１の面積割合が内環部分８と蓋５における排気孔（内環部分排気孔３２と蓋５の排気孔３３）の面積割合が同じであったとしても、マンホール１の排気量は約５５％増加している。

なお、実施例３のマンホール１（図５）では、外環部分下壁１８は内環部分下壁１１と連続した水平な壁とされており、外環部分内側空間２０は断面が矩形となるような環状の空間である。
図６は実施例４を示し、内環部分８と外環部分９を別体とし、外環部分９の内周側に内環部分８を嵌合して平面的に二重構造の受け枠４としてある。
外環部分９は外環部分下壁１１ａを有し、この部分は内環部分８の下部にまで延長されて、この部分に内環部分８の内環部分下壁１１が重合し、嵌合状態となっている。前記外環部分下壁１１ａには、外環部分下壁挿通孔１４ａが設けられており、また、内環部分下壁１１には前記のように内環部分下壁挿通孔１４が設けられているので、内環部分下壁１１と外環部分下壁１１ａはこれら挿通孔に貫通させた１本のアンカーボルト７と第１ナット２２、第２ナット２３及び第３ナット２４で本体ブロック２の上端開口面３に固定されている。なお、内環部分８と外環部分９との固定を、アンカーボルト７と第１ナット２２などによる本体ブロック２への固定手段と兼用せず、別途、専用のボルトナットなどにより内環部分８と外環部分９を固定しても良い。

このように、内環部分８と外環部分９を別体とし、外環部分９の内周側に内環部分８を嵌合して平面的に二重構造の受け枠４は、製造し易く、また、分割されて軽量となった内環部分８と外環部分９を個別に扱えるので、作業し易く、危険も少なくなる。

図７は、実施例５であり、地震時に地盤が液状化してマンホール１に下方からの揚圧力（＝過剰間隙水圧、浮力）が作用してもこれを解放することにより、マンホール１が浮き上がってしまうことを防止する構造を特徴としている。なお、この受け枠４は外環部分排気孔３１と内環部分排気孔３２を備えている。

実施例５の受け枠４は基本的に前記実施例１（図３）と同様であるが、外環部分９の外環部分下壁１８に複数のスリットからなる圧抜き部３４を備えている。圧抜き部３４のスリットは受け枠４の周囲に施工する補強材２６の骨材などが外環部分内側空間２０に入り込まない程度の幅を有したものである。
あるいは、圧抜き部３４を図８のようにキャップ状とし、本体ブロック２の外部において地盤が液状化して本体ブロック２に対する揚圧力が１．８倍（コンクリートの比重）に達すると外環部分内側空間２０側へ開く弁体構造とすることもできる。

このため、地震時に地盤の液状化が発生しても、マンホール１が浮き上がる前に前記圧抜き部３４が機能して、液状化した土砂が外環部分内側空間２０に流れ込む。そして、内環部分内側空間１３、マンホール空間６を経て本体ブロック２の内部や外部へ逃すのでマンホール１周囲の揚圧力を逃し、マンホール１が浮き上がるのを防止することができる。
同時に、液状化した土砂が地上へ噴出すのを防止できる。
さらに、内環部分上壁１０、外環部分上壁１７は着脱可能な蓋構造としてもよい（図８）。そして、これらの上壁１０，１７に多数の排気孔（外環部分排気孔３１、内環部分排気孔３２）を設けることができる。

この構造は、受け枠４において拡大された多目的空間を利用する一つの態様である。そして、内環部分８の外周に外環部分９が内環部分８の支持壁１２から外方へ水平に張り出して形成されているために、外環部分９が本体ブロック２の上端開口面３よりも外方へ張り出し、外環部分下壁１８の下面側から揚圧力を受けやすい本願の受け枠４の構造において、浮き上がり防止に特に有効である。
実施例３の外環部分９の外環部分下壁１８にも揚圧力を逃すための圧抜き部３４（弁体、スリットなど）を設けることができる。

以上、いくつかの実施例について説明した。
受け枠の断面形状などは、発明の技術的思想の範囲において種々に設計が可能である。
また、受け枠４の材質は鋳鉄の他に鋼製、合成樹脂製とすることもできる。
さらに、受け枠４の平面形状は円形に限らず、楕円形、四角形、三角形などとすることもできる。

下水道管路、共同溝、地下埋設函等に設けるマンホールの受け枠として利用できる。

１ マンホール
２ 本体ブロック
３ 上端開口面
４ 受け枠
５ 蓋
６ マンホール空間
７ アンカーボルト
８ 内環部分
９ 外環部分
１０ 内環部分上壁

１１ 内環部分下壁
１１ａ 外環部分下壁
１２ 支持壁
１３ 内環部分内側空間
１４ 内環部分下壁挿通孔
１４ａ 外環部分下壁挿通孔
１５ 内環部分内周壁
１５ａ 第１開口
１６ 蓋受け部
１７ 外環部分上壁
１８ 外環部分下壁
１９ 外環部分外周壁
２０ 外環部分内側空間

２１ 第２開口（連通口）
２２ 第１ナット
２３ 第２ナット
２４ 第３ナット
２５ 充填材
２６ 補強材
２７ ソーラーパネル
２８ 蓄電池
２９ 送受信装置
３０ アンテナ

３１ 外環部分排気孔
３２ 内環部分排気孔
３３ 蓋の排気孔
３４ 圧抜き部（弁体、スリット）

Claims (6)

1. マンホールにおいて本体ブロックの上端開口面に取り付けられ、蓋を支持する受け枠であって、
   受け枠は、環状をした外環部分の内周側に、環状をした内環部分が配置された平面的な二重構造であり、
   内環部分は内環部分内周壁と内環部分上壁及び内環部分外周壁を備えて内側に内環部分内側空間を有し、
   外環部分は外環部分内周壁と外環部分上壁及び外環部分外周壁を備えて内側に外環部分内側空間を有し、
   内環部分には、内環部分内周壁に蓋の蓋受け部と、受け枠の内側であるマンホール空間に開放された第１開口とが設けられており、
   さらに、内環部分外周壁と外環部分内周壁に前記内環部分内側空間と外環部分内側空間を連通し相互に開放する第２開口が設けられている、
   ことを特徴としたマンホールの受け枠。
2. 内環部分と外環部分が別体であり、
   外環部分の内周側に内環部分が嵌合されていることを特徴とした請求項１に記載のマンホールの受け枠。
3. 内環部分は内環部分下壁を備え、
   内環部分下壁の形状は、マンホールにおける本体ブロックの上端開口面の形状にほぼ一致するものであることを特徴とした請求項１又は２に記載するマンホールの受け枠。
4. 内環部分上壁と外環部分上壁に着脱が可能な蓋が配置されていることを特徴とした請求項１〜３の何れか一つに記載するマンホールの受け枠。
5. 前記内環部分の内側空間又は前記外環部分の内側空間に、あるいは両空間にまたがって、マンホールに通信機能や情報発信機能を持たせるための装置を配置してあることを特徴とした請求項１〜４の何れか一つに記載のマンホールの受け枠。
6. 外環部分は下壁を備え、本体ブロック周囲の本体ブロックに対する揚圧力が高くなったとき、本体ブロック周囲の揚圧を外環部分内側空間へ誘導する圧抜き部を下壁に備えていることを特徴とした請求項１〜５の何れか一つに記載のマンホールの受け枠。

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