WO2010027237A2

WO2010027237A2 - 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체

Info

Publication number: WO2010027237A2
Application number: PCT/KR2009/005075
Authority: WO
Inventors: 최윤호
Original assignee: Choi Yoon Ho
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2010-03-11
Also published as: WO2010027237A3; KR100877885B1

Abstract

본 발명은 강철보다 강도가 크고 탄성이 좋으며 내열성 큰 엔지니어링 플라스틱의 기계적 성질을 이용하여 종래의 주물맨홀이 갖는 문제점인 조립공차의 문제, 차량의 충격하중으로 인한 유동의 문제, 누수 및 소음의 문제, 잠금장치의 문제를 해결한 새로운 개념의 엔지니어링 플라스틱 맨홀 구조체를 제공하고자 함과 동시에 일정한 품질의 엔지니어링 플라스틱 맨홀 구조체를 효율적이고 경제적으로 제작하고자함에 그 목적이 있다. 본 발명은 엔지니어링 플라스틱이 갖는 탄성력과, 그리고 맨홀프레임과 맨홀뚜껑사이의 극미한 조립공차에 의하여 이루어진 구성이므로 잠금 돌테와 잠금 고정홈이 서로 밀착ㆍ조립됨으로써 차량의 충격하중에 대한 잠금장치로서 기능할 뿐만 아니라 잠금 돌테와 잠금 고정홈이 서로 빈틈없이 밀착된 상태이므로 지지 프레임의 삽입 공간부로 빗물의 침투가 전혀 방지되는 효과가 있다. 맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 조립구조에 의한 잠금장치이므로 종래의 주물맨홀과는 달리 별도의 잠금장치가 필요 없다. 맨홀프레임과 맨홀뚜껑 사이에 유격이 없으므로 종래의 주물맨홀과는 달리 차량하중으로 인한 소음이 방지되는 효과를 지닌 유용한 발명이다.

Description

잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체

본 발명은 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에 관한 것으로 특히, 엔지니어링 플라스틱이 가지고 있는 기계적 성질, 즉 강철보다 큰 강도와, 탄성과, 그리고 내열성 등을 이용하여 주물맨홀의 종래 개념에서 벗어나 새로운 개념의 엔지니어링 플라스틱으로 성형된 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에 관한 것이다.

엔지니어링 플라스틱은 '금속에 도전하는 플라스틱'으로 1956년말 미국의 듀폰 사가 폴리아세탈의 단 중합체인 Delrin을 개발하여 1960년부터 생산, 판매가 시작된 이래 공업용 구조재료(構造材料)로 사용되어 왔다. 가볍고 녹슬지 않으며, 강도(强度)가 높은 플라스틱이다. 강철보다도 강도가 강하고 알루미늄보다도 전성(展性)이 풍부하며, 금, 은보다도 내약품성(耐藥品性)이 강한 고분자(高分子) 구조의 고기능 수지(樹脂)이다.

이와 같이 엔지니어링 플라스틱 재질이 가지고 있는 물성을 이용하여 맨홀 조립 구조체를 성형함으로써 별도의 잠김 장치가 필요 없고 방수가 확실할 뿐만 아니라 맨홀 뚜껑의 이탈 염려가 없는 신 개념의 맨홀 조립 구조체를 제공하고자 한 것이다.

맨홀 구조체는 맨홀프레임과 맨홀뚜껑으로 이루어져있다.

지금까지의 맨홀 구조체는 주물로 제작되어 왔다. 맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 가공기법은 통상의 주형에 용해된 주물을 부어 응고시켜 제작한다. 주형제작에 사용되는 재료를 주물사(鑄物砂)라 한다. 주물사는 주형의 품질을 좌우하는 중요한 요소이다. 정밀을 요하는 고급주물일수록 주물사가 내화도가 커야 하고 고른 입자를 사용한다. 주물제품의 표면 정밀도는 주물사 입자의 최대 입경과 입도 범위에 달려있다. 예컨대 주물사 입자가 클수록 주물제품의 표면이 거칠거나 고르지 못하게 된다. 즉 주형의 조도(粗度)가 클수록 주물제품의 표면은 거칠고 고르지 못하다.

주형이 주물사에 의하여 제작되면서 플라스틱 수지와는 달리 기계적으로 일정하게 주물제품이 제작되는 것이 아니기 때문에 주물제품의 성형시의 공차가 플라스틱 수지제품의 성형시의 공차가 클 수밖에 없다. 그 뿐 아니라 조형자의 숙련도도 공차를 크게 만드는 주된 원인이다. 여기에다 주물제품은 탄성이라고는 전혀 없고 강성만 존재하는 것이므로 맨홀프레임과 맨홀뚜껑과의 원활한 조립을 위하여 성형시의 공차를 고려하여야만 한다.

이러한 점을 고려하여 통상 맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 성형시의 공차는 3∼5mm로 성형된다. 실제 이와 같이 성형하고 있다. 주물의 성형공차에 대하여 플라스틱 성형공차는 1/100mm이다.

그런데 3∼5mm의 성형시 공차는 맨홀프레임과 맨홀뚜껑이 조립된 경우에는 성형시의 공차가 대칭적으로 존재하기 때문에 조립공차는 성형시 공차의 2배가 된다. 즉 조립공차는 6∼10mm이다.

이와 같이 주물제품은 성형시부터 성형공차가 플라스틱 성형공차보다 크기 때문에 맨홀프레임과 맨홀뚜껑사이의 방수가 되지 않을 뿐 아니라 공차로 인한 유동이 발생하고 차량충격이 유동을 증폭시키게 되면 소음과 심하게 됨은 물론이고 맨홀뚜껑이 이탈되는 문제점이 있다. 맨홀뚜껑의 이탈은 대형사고로 이어지게 되게 된다. 맨홀프레임과 맨홀뚜껑사이의 조립공차로 인한 유동을 방지하기 위하여 실제 모래로 채우고 있다.

또한 주물제품은 플라스틱과 같이 자동기계로 제작되는 것이 아니므로 플라스틱 성형과는 달리 주형에 따른 후가공이 많은 것이 그 문제점으로 지적되고 있다.

이제 오로지 강성만 있고 탄성이 전혀 없는 재질로 된 종래 맨홀 구조체의 잠금장치에 대하여 살펴보기로 한다.

통상 잠금장치는 차량의 충격하중에 의하여 맨홀프레임으로부터 맨홀뚜껑이 이탈되지 않도록 한 고정수단이다. 맨홀프레임과 맨홀뚜껑은 서로 독립된 부재이다. 이 2부재를 고정하기 위해서는 별도의 잠금장치가 있어야 한다. 별도의 잠금장치 없다면 맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 자체 구조만으로는 2개의 부재를 고정시키는 것은 불가능하다. 왜냐하면 조립공차가 6∼10mm인데다 주물은 오로지 강성뿐이므로 2개의 부재 자체만으로는 도저히 고정구조를 형성할 수 없기 때문이다.

또한 주물은 녹이 슬면 눌러 붙어 버리기 때문에 키를 갖는 잠금장치라면 시간이 갈수록 녹으로 인하여 키 작동이 잘되지 않는 문제가 있다.

한편 상수도 맨홀이나 전선 및 통신구 맨홀은 방수가 생명이다. 이러한 맨홀은 맨홀 내부로 물이 침투되어서는 안 되는 맨홀이다. 맨홀뚜껑과 맨홀프레임사이로 물이 침투되는 것을 방지하기 위하여 고무 팩킹이나 가스켓을 사용하여 방수되게 하고 있다.

고무 패킹이나 가스켓으로 아무리 맨홀뚜껑과 맨홀프레임 사이를 밀접되게 한다하더라도 주물이 갖는 공차 문제는 그대로 존재하기 때문에 빈번한 차량의 충격하중에 의하여 유동되는 것은 불가피하다. 차량의 지속적인 충격하중은 고무재질이 갖는 탄성을 잃게 하는 주범이다.

고무가 탄성을 잃게 되면 방수에도 문제가 생기게 마련이다.

따라서, 본 발명의 목적은. 엔지니어링 플라스틱이 가지고 있는 기계적 성질, 즉 강철보다 큰 강도와, 탄성과, 그리고 내열성 등을 이용하여 주물재료가 갖는 성형 및 조립공차의 문제, 차량의 충격하중으로 인한 상기 공차에 의한 유동의 문제, 누수 및 소음의 문제, 잠금장치의 문제 등의 종래 개념에서 벗어나 엔지니어링 플라스틱 재료가 갖는 새로운 개념의 맨홀조립 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 엔지니어링 플라스틱 재료가 갖는 탄성과, 그리고 주물공차보다 아주 미세한 공차를 이용하여 맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 구조만을 변형시킴으로써 그 조립에 의하여 잠금장치와 방수가 동시에 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 맨홀뚜껑이 조립ㆍ밀착된 맨홀프레임의 조립부에 외부로 향한 배수공을 형성함으로써 설령 맨홀프레임의 조립부에 물이 침투되었다하더라도 맨홀내부로는 전혀 물이 침투되지 못하도록 완벽하게 방수기능을 갖도록 하는데 있다.

본 발명에 따라, 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)으로 이루어진 맨홀 조립 구조체에 있어서, 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 형상은 원형이고, 맨홀프레임(20)은 저부 수평프레임(22)과, 수직 프레임(24)과, 잠금 프레임(25)과, 그리고 지지프레임으로 이루어지되 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)은 수직선과 이루는 각 θ가 5∼10˚이며 그 외부 경사면(254)은 대체로 수직면을 이루고 있고, 내부 경사면(252)의 중간부근에는 타원형상의 잠금 고정홈(252a)이 내주면을 따라 형성되어 있으며, 지지 프레임(26)의 내ㆍ외측 경사면(262)(264)은 잠금 프레임(25)의 경사면과 동일하고, 수평 연결부(27)로 연결된 잠금 프레임(25)과 지지프레임의 사이에는 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)가 밀착ㆍ조립되는 삽입 공간부(28)가 형성되며, 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)는 상기 삽입 공간부(28)와 동일한 형상이고, 하향돌출부(14)의 외측 경사면(144)은 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)과 동일한 경사면이면서 잠금 고정홈(252a)에 대응되는 위치에 잠금 돌테(144a)가 외주면에 형성되어있고 잠금 고정홈(252a)과 잠금 돌테(144a)가 탄성에 의하여 밀착ㆍ조립ㆍ고정됨을 특징으로 하는 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체를 제공한다.

여기서, 배수공(256)은 잠금 프레임(25)을 관통하면서 수평 연결부(27)와 평행되게 형성될 수 있다.

저부 수평프레임(22)과 잠금 프레임(25) 사이와, 그리고 수직 프레임(24)과 수평 연결부(27) 사이에 보강살(222)(242)을 설치할 수 있다.

맨홀뚜껑(10)의 외주연에 레바(18) 삽입구(16)를 대칭으로 형성할 수 있다.

본 발명을 통하여, 엔지니어링 플라스틱이 갖는 탄성력과, 그리고 맨홀프레임과 맨홀뚜껑사이의 극미한 조립공차에 의하여 이루어진 구성이므로 잠금 돌테와 잠금 고정홈이 서로 밀착ㆍ조립됨으로써 차량의 충격하중에 대한 잠금장치로서 기능할 뿐만 아니라 잠금 돌테와 잠금 고정홈이 서로 빈틈없이 밀착된 상태이므로 지지 프레임의 삽입 공간부로 빗물의 침투가 전혀 방지되는 효과가 있다.

맨홀프레임과 맨홀뚜껑의 조립구조에 의한 잠금장치이므로 종래의 주물맨홀과는 달리 별도의 잠금장치가 필요 없다.

배수공이 지지 프레임에 관통하여 수평 연결부와 평행되게 설치된 것이므로 사출이 용이하다.

엔지니어링 플라스틱으로 자동기계로 성형이 이루어지므로 종래의 주물맨홀과는 달리 사출이 용이하고 후가공이 없어 효율적이고 경제적이다.

맨홀프레임과 맨홀뚜껑사이에 유격이 없으므로 종래의 주물맨홀과는 달리 차량하중으로 인한 소음이 방지되는 효과를 지닌 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체가 조립ㆍ결합된 상태를 보인 단면 사시도,

도 2는 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에서 맨홀뚜껑을 레바에 의하여 분리하기 위한 모습을 보인 평면도,

도 3은 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에서 맨홀뚜껑이 맨홀프레임에서 분리된 상태를 보인 단면도,

도 4는 본 발명의 잠금장치의 주요부분을 나타낸 분해확대 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 맨홀뚜껑 12: 수평면부 122: 보강살

14: 하향돌출부 142: 내측 경사면 144: 외측 경사면

144a: 잠금 돌테(144a) 16: 레바 삽입구 18: 레바

20: 맨홀프레임(20) 22: 저부 수평프레임 222: 보강살

24: 수직 프레임 242: 보강살 25: 잠금 프레임

252: 내부 경사면 252a: 잠금 고정홈 254: 외부 경사면

256: 배수공 26: 지지 프레임 262: 외측 경사면

264: 내측 경사면 27: 수평 연결부 28: 삽입 공간부

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하면서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체가 조립ㆍ결합된 상태를 보인 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에서 맨홀뚜껑을 레바에 의하여 분리하기위한 모습을 보인 평면도이며, 도 3은 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에서 맨홀뚜껑이 맨홀프레임에서 분리된 상태를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 잠금장치의 주요부분을 나타낸 분해확대 단면도이다.

본 발명은 엔지니어링 플라스틱 재료가 갖는 기계적인 성질을 이용하여 잠금장치와 방수가 동시에 이루어지는 새로운 개념의 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체이다.

엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)은 공업용 구조재료(構造材料)로 사용되는 강도(强度)가 높은 플라스틱이다. 강철보다 강하고 알루미늄보다 전성(展性)이 풍부하며, 금, 은보다 내약품성(耐藥品性)이 강한 고분자(高分子) 구조의 고기능 수지(樹脂)이다. 가볍고 녹이 슬지 않는 성질을 가지고 있다.

엔지니어링 플라스틱의 내열성은 통상 100℃ 이상이고, 그 강도는 49.0MPa (또는 49kgf/㎠)이며, 굴곡 탄성율은 2.4Gpa(또는 24000kgf/㎠)을 갖는다.

엔지니어링 플라스틱으로 성형ㆍ제작한 맨홀 조립체의 공차는 1/100mm이다. 주물에 비하여 상대적으로 그 공차가 아주 미세하다.

이와 같이 엔지니어링 플라스틱은 강도가 강철보다 강한 점과, 엔지니어링 플라스틱의 성형공차가 아주 미세한 점과, 그리고 주물에 비하여 상대적으로 탄성이 크게 주어져 있는 점을 고려하여 본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체를 발명하게 된 것이다.

본 발명의 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 맨홀조립 구조체는 종래의 주물맨홀 구조체와 거의 유사한 형태이다.

맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)으로 이루어져 있으면서 맨홀프레임(20)에 맨홀뚜껑(10)이 삽입되는 것은 다를 게 없다.

그러나 주물재료로 형성된 주물맨홀은 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)에 의해 맨홀 구조체가 이루어졌다 하더라도 전혀 탄성이 없고 오로지 강성만 존재하므로 성형 및 조립공차를 크게 형성할 수밖에 없기 때문에 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)이 서로 밀착된 상태, 즉 맨홀프레임(20)에 삽입된 맨홀뚜껑(10)이 빠져나오지 않을 만큼 밀착된 상태가 되게 하는 것은 거의 불가능하다.

이에 대하여 본 발명의 엔지니어링 플라스틱은 주물과는 달리 탄성을 갖는 재료이다.

여기에다 엔지니어링 플라스틱으로 제작된 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 공차가 1/100mm정도이므로 이 정도의 공차에서는 강제적인 힘이 작용되지 않는다면 맨홀프레임(20)에 맨홀뚜껑(10)의 삽입이 쉽지 않다. 일단 맨홀프레임(20)에 맨홀뚜껑(10)의 삽입되게 되면 두 부재사이에 탄성력이 작용하게 되어 이를 분리하는데도 강제적인 힘이 필요한 것은 말할 것도 없다.

본 발명 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체의 잠금 장치는 바로 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 공차가 극히 미세한 점과, 그리고 엔지니어링 플라스틱의 탄성력을 이용한 것이다.

본 발명의 잠금장치는 원형형상의 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 조립에 의하여 이루어지고, 맨홀프레임(20)은 저부 수평프레임(22)과, 수직 프레임(24)과, 잠금 프레임(25)과, 그리고 지지프레임(26)으로 이루어지되 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)은 수직선과 이루는 각 θ가 5∼10˚이며 그 외부 경사면(254)은 대체로 수직면을 이루고 있고 내부 경사면(252)의 중간부근에는 타원형상의 잠금 고정홈(252a)이 내주면을 따라 형성되어 있으며, 지지 프레임(26)의 내ㆍ외측 경사면(262)(264)은 잠금 프레임(25)의 경사면과 동일하고, 수평 연결부(27)로 연결된 잠금 프레임(25)과 지지프레임(26)의 사이에는 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)가 밀착ㆍ조립되는 삽입 공간부(28)가 형성되며, 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)는 상기 삽입 공간부(28)와 동일한 형상이고 하향돌출부(14)의 외측 경사면(144)은 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)과 동일한 경사면이면서 잠금 고정홈(252a)에 대응되는 위치에 잠금 돌테(144a)가 외주면에 형성되어있고 잠금 고정홈(252a)과 잠금 돌테(144a)가 탄성에 의하여 밀착ㆍ조립ㆍ고정되는 구성이다.

여기에다 배수공(256)은 잠금 프레임(25)을 관통하면서 수평 연결부(27)와 평행되게 형성된 구성이다. 빗물이 지지 프레임(26)의 삽입 공간부(28)에 침투되는 경우 이를 밖으로 배수시키기 위해서다.

또한 저부 수평프레임(22)과 잠금 프레임(25)사이에는 보강살(222)이, 그리고 수직 프레임(24)과 수평 연결부(27)사이에는 보강살(242)이 형성되어 있다. 상부 하중에 대한 맨홀프레임(20)의 지지를 보강하기 위해서다.

이와 같이 본 발명의 잠금장치는 엔지니어링 플라스틱이 갖는 탄성력과, 그리고 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10) 사이의 극미한 조립공차(d)에 의하여 이루어진 구성이다. 이는 다음과 같은 3가지 요건을 충족하고 있는 구성이다.

첫째 요건은 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체의 형상이 원형이어야 하는 요건이다.

맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)사이의 조립공차(d)가 극미하므로 맨홀뚜껑(10)에 형성된 잠금 돌테(144a)가 맨홀프레임(20)에 형성된 잠금 고정홈(252a)에 삽입되기 전까지는 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 잠금 돌테(144a)를 흡수하지 않으면 삽입이 불가능하게 된다.

잠금 프레임(25)의 탄성변형에 의하여 잠금 돌테(144a)를 흡수하기 위해서는 맨홀 조립 구조체의 형상이 원형이어야 한다. 원형은 원의 중심을 기준으로 해서 어느 방향이나 대칭을 이루는 것이 특징이다. 탄성변형 역시 원형 전체에 균일하게 작용하게 된다. 이와 같이 대칭적으로 균일하게 변형된 탄성변형의 크기는 탄성한계 내에서 잠금 돌테(144a)의 크기를 흡수할 수 있을 만큼 커지게 된다.

만약 맨홀 조립 구조체의 형상이 원형이 아니고 4각형 형상이라면 맨홀뚜껑(10)에 형성된 잠금 돌테(144a)가 맨홀프레임(20)에 형성된 잠금 고정홈(252a)에 삽입되는 것이 불가능하다.

4각형상의 각 모서리부가 잠금 프레임(25)의 탄성변형을 억제하고 있으므로 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 잠금 돌테(144a)의 크기를 흡수할 수 있을 만큼 변형되지 못하기 때문이다.

둘째 요건은 잠금 프레임(25)이 잠금 돌테(144a)를 흡수할 수 있을 만큼 탄성변형이 발휘되는 형상이어야 하는 요건이다.

잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)의 경사각 θ가 5∼10˚를 갖도록 한 것은 맨홀프레임(20)의 탄성변형이 잠금 돌테(144a)를 흡수할 수 있을 만큼 탄성변형이 발휘되도록 하기 위해서다.

만약 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)이 θ＝0˚, 즉 수직면을 이루고 있다면 잠금 프레임(25)은 잠금 돌테(144a)를 흡수할 만큼 탄성변형이 발휘되지 못한다. 반드시 내부 경사면(252)의 경사각 θ는 5˚이상 되어야 한다. 5˚이하는 수직면과 동일하게 되어 원하는 잠금 프레임(25)의 탄성변형을 얻을 수 없다. 이와 반대로 경사각 θ가 10˚이상이 되면 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 커지기는 하나 잠금 돌테(144a)와 잠금 고정홈(252a)사이의 탄성력이 약화되어 차량의 충격하중에 의하여 쉽게 이탈될 뿐만 아니라 차량하중에 대한 지지가 취약하여 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 이러한 상태에서는 잠금장치로서의 기능과 맨홀구조체로서의 기능을 할 수 없다.

셋째 요건은 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 원활하게 삽입되게 하기 위해서는 타원형 형상과 같이 그 직경이 그 중심을 향하며 점차로 커지는 형상이어야 하는 요건이다.

맨홀뚜껑(10)이 맨홀프레임(20)에 삽입되는 과정에서 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 잠금 돌테(144a)를 흡수하고 동시에 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 삽입된 후의 탄성력이 차량 충격하중에 의하여 이탈되지 않도록 하기 위해서는 잠금 돌테(144a)의 형상도 타원형 형상으로 하는 것이 가장 바람직하다.

타원형 형상은 양단에서 그 반경이 가장 작고 그 중심을 향하여 점차로 커지는 형상이므로 잠금 프레임(25)의 탄성변형을 점차로 크게 할 수 있을 뿐 아니라 차량의 충격하중에 대하여 쉽게 이탈되지 않으므로 유리한 형상이다.

원형 형상은 타원형보다 반경이 커지는 것이 가파르기 때문에 순간적으로 잠금 프레임(25)의 변형이 탄성한계를 벗어나게 될 우려가 있다. 순간적이긴 하나 이는 작은 실크랙을 형성하므로 실크랙이 반복되게 되면 파괴의 원인이 된다.

본 발명의 잠금장치는 엔지니어링 플라스틱이 갖는 탄성력과, 그리고 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10) 사이의 극미한 조립공차(d)에 의하여 이루어진 구성이므로 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 빈틈없이 밀착ㆍ조립된 상태이기 때문에 맨홀뚜껑(10)을 분해한 경우를 제외하고는 빗물이 지지 프레임(26)의 삽입 공간부(28)로 침투될 염려는 전혀 없다. 이와 같이 본 발명의 잠금장치는 방수역할을 겸한 이중의 역할을 하고 있다.

배수공(256)은 지지 프레임(26)에 관통되고 수평 연결부(27)와 평행되게 설치되어 있다.

지지 프레임(26)의 삽입 공간부(28)에 분해ㆍ조립시 들어온 물을 밖으로 배수시키기 위해서다.

이하, 본 발명에 따른 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체의 구성을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

잠금장치는 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 조립구조에 의하여 이루어진다.

맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 조립구조에 의하여 잠금장치가 이루어지기 위해서는 탄성이 있어야 하고 공차가 아주 작아야 한다. 엔지니어링 플라스틱재료가 가장 이상적인 재료이다. 강도가 강철보다 크고 탄성이 좋은데다 공차가 1/100mm이기 때문이다.

그렇다고 엔지니어링 플라스틱재료가 탄성성질을 갖고 있다고 해서 곧바로 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 조립구조에 의한 잠금장치가 되는 것은 아니다.

조립구조에 의한 잠금장치에서 엔지니어링 플라스틱의 탄성성질이 가장 발휘되는 시점은 바로 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 조립공차(d)가 극미한 상태에서 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 삽입되는 과정이다. 잠금 돌테(144a)의 크기가 상기의 조립공차(d)보다 훨씬 크기 때문에 잠금 돌테(144a)의 크기만큼 잠금 프레임(25)이 탄성 변형되어야 한다. 그런데 잠금 프레임(25)이 엔지니어링 플라스틱 재료로 이루어졌다 하더라도 이 만한 크기의 탄성변형이 발휘될 수는 없다. 더구나 차량의 충격하중을 지지하기 위한 잠금 프레임(25)의 두께가 주어져 있기 때문에 잠금 프레임(25)이 잠금 돌테(144a)의 크기를 흡수할 수 있을 만큼의 탄성변형이 발휘되는 것은 거의 불가능하다. 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)에 5∼10˚의 경사면을 준 것은 바로 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 잠금 돌테(144a)를 흡수할 수 있도록 하면서 동시에 차량의 충격하중을 지지할 수 있는 두께를 갖도록 한 것이다. 즉, 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)이 5˚보다 작으면 잠금 프레임(25)이 잠금 돌테(144a)를 흡수할 수 있을 만큼의 탄성변형이 발휘되지 못하고 10˚보다 크면 잠금 프레임(25)이 잠금 돌테(144a)를 흡수할 수 있을 만큼의 탄성변형이 충분히 발휘되기는 하나 이렇게 되기 위해서는 잠금 프레임(25)의 두께를 얇게 형성해야 하기 때문에 차량의 충격하중을 지지할 수 없게 된다.

지지 프레임(26)에 형성된 내ㆍ외측 경사면(262)(264)을 잠금 프레임(25)의 내ㆍ외부 경사면(252)(254)과 동일하게 형성한 것은 잠금 프레임(25)의 탄성변형에 대하여 지지 프레임(26)도 같은 방향으로 변형되도록 함으로써 잠금 프레임(25)의 탄성변형을 도와 잠금 돌테(144a)의 삽입이 원활하도록 하기 위해서다.

여기에다 잠금 돌테(144a)의 형상을 원형 형상으로 하지 않고 타원형 형상으로 형성하였다. 타원형 형상은 원형과는 달리 점차로 그 반경이 커지는 형상이므로 잠금 프레임(25)의 탄성변형이 급격히 확대되게 되면 순간적으로 크랙이 발생하게 되고 이는 반복적인 차량의 충격하중에 의하여 크랙이 성장되는 원인이 되기 때문이다.

이런 과정을 통하여 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 삽입되어 고정되는 것으로 조립이 완성된다. 본 발명의 조립에 의한 잠금장치는 차량에 의한 충격하중에 대하여 맨홀뚜껑(10)이 이탈되지 않는다. 이와 같이 견고하게 조립되었다하더라도 맨홀내의 작업이라든가 보수를 위하여 맨홀뚜껑(10)을 해체하기도 한다. 잠금 돌테(144a)가 잠금 고정홈(252a)에 원활하게 삽입되었다면 해체과정도 동일하게 원활하게 된다. 타원형 형상이 해체과정에서도 중요한 역할을 한다.

맨홀뚜껑(10)의 해체는 맨홀뚜껑(10)위에 대칭으로 형성된 레바(18) 삽입구(16)에 레바(18)를 삽입하고 도 2와 같이 잠금 프레임(25)의 상단을 레바(18)의 지지점으로 하여 힘을 가하여 회전시키게 되면 해체된다.

잠금 프레임(25)의 외측면은 지면과 접하는 곳이므로 시공의 편의상 수직면으로 형성하는 것이 바람직하다.

맨홀뚜껑(10)의 표면은 수평면부(12)이고 그 이면에는 보강살(122)이 형성되어 있다.

맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)는 내측경사면(142)과 외측경사면(144)으로 구성되고 잠금 돌테(144a)(144a)는 외측경사면(144)에 형성되어 있다.

본 발명의 기본취지는 엔지니어링 플라스틱 재료가 갖는 물성을 이용하여 맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 구조만으로 잠금장치 문제를 해결하면서 주물이 갖는 기존의 개념을 벗어나 경제적이고 취급이 용이한 새로운 개념의 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims

맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)으로 이루어진 맨홀 조립 구조체에 있어서,

맨홀프레임(20)과 맨홀뚜껑(10)의 형상은 원형이고, 맨홀프레임(20)은 저부 수평프레임(22)과, 수직 프레임(24)과, 잠금 프레임(25)과, 그리고 지지프레임으로 이루어지되 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)은 수직선과 이루는 각 θ가 5∼10˚이며 그 외부 경사면(254)은 대체로 수직면을 이루고 있고, 내부 경사면(252)의 중간부근에는 타원형상의 잠금 고정홈(252a)이 내주면을 따라 형성되어 있으며, 지지 프레임(26)의 내ㆍ외측 경사면(262)(264)은 잠금 프레임(25)의 경사면과 동일하고, 수평 연결부(27)로 연결된 잠금 프레임(25)과 지지프레임의 사이에는 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)가 밀착ㆍ조립되는 삽입 공간부(28)가 형성되며, 맨홀뚜껑(10)의 하향돌출부(14)는 상기 삽입 공간부(28)와 동일한 형상이고, 하향돌출부(14)의 외측 경사면(144)은 잠금 프레임(25)의 내부 경사면(252)과 동일한 경사면이면서 잠금 고정홈(252a)에 대응되는 위치에 잠금 돌테(144a)가 외주면에 형성되어있고 잠금 고정홈(252a)과 잠금 돌테(144a)가 탄성에 의하여 밀착ㆍ조립ㆍ고정됨을 특징으로 하는 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체.
제1항에 있어서,

배수공(256)은 잠금 프레임(25)을 관통하면서 수평 연결부(27)와 평행되게 형성됨을 특징으로 하는 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

저부 수평프레임(22)과 잠금 프레임(25) 사이와, 그리고 수직 프레임(24)과 수평 연결부(27) 사이에 보강살(222)(242)을 설치함을 특징으로 하는 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

맨홀뚜껑(10)의 외주연에 레바(18) 삽입구(16)를 대칭으로 형성함을 특징으로 하는 잠금장치가 일체로 형성된 엔지니어링 플라스틱 맨홀 조립 구조체.