(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路脇の側溝や道路の横断溝にグレーチングを角形鋼管等の嵩上げ材を介して装着してなるグレーチングの支持構造において、前記嵩上げ材内部に取付けられ、グレーチング近くの標識、路面の道路標示を構成する発光体、看板を照らすライト又はブザーに接続される圧電素子と、前記側溝や横断溝の開口部上縁の段部に直接或いは該段部に装着される受枠に縦向きに支持され、前記嵩上げ材を通して嵩上げ材内部に突出し、前記圧電素子に当たるか、或いは該圧電素子と適宜の隙間を存するピンとを有し、前記側溝や横断溝に装着されたグレーチング上を車両や歩行者が移動して荷重が掛かると、前記圧電素子の前記ピンへの接触圧が増加するか、或いは前記圧電素子がピンに接触する一方、グレーチングへの載荷が解除されると、圧電素子のピンへの接触圧が減少するか、或いは圧電素子が前記ピンより離間することにより前記圧電素子による発電が行われることを特徴とするグレーチングの支持構造。
【請求項２】
前記圧電素子は嵩上げ材内部に支持部材によって嵩上げ材と適宜の間隔を存して支持されることを特徴とする請求項１記載のグレーチングの支持構造。
【請求項３】
前記ピンは嵩上げ材下面に固着の弾性変形可能なマットに固着され、該マットより下方に突出することを特徴とする請求項１又は２記載のグレーチングの支持構造。
【請求項４】
前記嵩上げ材は前記段部又は該段部に装着の受枠に装着される弾性変形可能なマットを介して装着され、該マットは前記ピンに対し上下動可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のグレーチングの支持構造。
【請求項５】
前記支持部材は長尺で、複数の圧電素子が適宜の間隔を存して取付けられることを特徴とする請求項２記載のグレーチングの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として道路脇の側溝や道路の横断溝に装着されるグレーチングの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレーチングは、その多くが鋼製で、道路脇の側溝や床排水設備の排水溝に取付けた同じ鋼製の受枠に装着されるが、受枠に隙間なく装着することは困難で、一部が受枠から浮き上がって、その上を車両が走行したり、歩行者が歩行するとき、グレーチングが受枠に当たって、ガタ付き音を生じがちである。ガタ付き防止のためグレーチングと受枠の間に金属材或いはゴムよりなるマットを介装したものも知られる（特許文献１及び２）。
【０００３】
グレーチングが装着される側溝にはまた、その近くに車両や歩行者の進行方向を示す標識や看板が取付けられていることがあり、その多くは蛍光塗料により或いはライトアップされて夜間でも識別できるようにされている。道路の横断溝に装着されるグレーチングの近くの路面上にも同様、蛍光塗料により矢印、ライン、横断歩道、制限時速等の道路標示がされている。
【０００４】
一方、雪国では、冬季の除雪対策が日常生活を送る上での重要な課題となっている。幹線の道路では除雪車による雪掻きが行われているが、側溝やその付近等、車両や歩行者の通行に余り支障を生じないところは、雪掻きされた雪が溜まって放置され、車両や人の出入りに支障を生じる場所においてのみ人手により除雪が行われている実情にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４９２８６号
【特許文献２】特開２００５−３２０７６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人は先に特願２００８−６４３４４号において、側溝等に装着されるグレーチングのガタ付き防止のために受枠又は側溝上縁の段部との間に装着されるゴム製の弾性マットを圧電素子で構成するか、或いはマットに圧電素子を組付け、該圧電素子をグレーチング近くの標識、路面の道路標示を構成するＬＥＤ等の発光体、標識や看板を照らすライト又はブザーに接続したグレーチングの支持構造について提案した。
【０００７】
圧電素子や該圧電素子に接続されるリード線が外力を受けて損傷したり、断線し、或いはこれらに防水性を持たせるためには、圧電素子をガタ付き防止材に埋め込んで一体成形するのが望ましいが、それには複雑な金型と高度な成形技術が必要で、製作費が嵩張る難点がある。
【０００８】
本発明は、圧電素子をマットにインサート成形することなく、外力から保護し、防水性を確保することができるグレーチングの支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係わる発明は、道路脇の側溝や道路の横断溝にグレーチングを角形鋼管等の嵩上げ材を介して装着してなるグレーチングの支持構造において、前記嵩上げ材内部に取付けられ、グレーチング近くの標識、路面の道路標示を構成する発光体、看板を照らすライト又はブザーに接続される圧電素子と、前記側溝や横断溝の開口部上縁の段部に直接或いは該段部に装着される受枠に縦向きに支持され、前記嵩上げ材を通して嵩上げ材内部に突出し、前記圧電素子に当たるか、或いは該圧電素子と適宜の隙間を存するピンとを有し、前記側溝や横断溝に装着されたグレーチング上を車両や歩行者が移動して荷重が掛かると、前記圧電素子の前記ピンへの接触圧が増加するか、或いは前記圧電素子がピンに接触する一方、グレーチングへの載荷が解除されると、圧電素子のピンへの接触圧が減少するか、或いは圧電素子が前記ピンより離間することにより前記圧電素子による発電が行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、圧電素子は嵩上げ材内部に支持部材によって嵩上げ材と適宜の間隔を存して支持されることを特徴とする。
請求項３に係わる発明は、請求項１又は２に係わる発明において、前記ピンは嵩上げ材下面に固着の弾性変形可能なマットに固着され、該マットより下方に突出することを特徴とし、
請求項４に係わる発明は、請求項１又は２に係わる発明において、嵩上げ材は前記段部又は該段部に装着の受枠に装着される弾性変形可能なマットを介して装着され、該マットは前記ピンに対し上下動可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係わる発明は、請求項２に係わる発明において、複数の圧電素子が前記支持部材、又は嵩上げ材内面に密着して取着される帯鋼に適宜の間隔を存して取付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係わる発明によると、グレーチング上を車両や歩行者が移動する都度グレーチングが上下動し、圧電素子がピンに押付けられるか、押付けが解除され、或いはピンへの接触圧が変化することにより電力が発生し、標識や看板、道路標示等の発光体を発光させてこれらの識別が夜間でも容易に行えるようになること、ブザーを鳴らすことで、付近の歩行者や車両の運転者に注意を促すことができるようになること、また電熱線に電力を供給して発熱させることにより、融雪を行い、除雪を不要にすることもできること、圧電素子やリード線との接続部分が剛性のある嵩上げ材の内部に設けられ、外力から保護されるため、破損したり、断線するのが防止され、また雨水に直接晒されないため、防水対策について格別配慮しなくてもよいこと、嵩上げ材はグレーチング両端に固着されていなくてもよいが、固着すれば、グレーチングの強度が増すこと等の効果を有する。なお、圧電素子の発電能力だけでは、照明や融雪の電力不足となるときには、バッテリーに充電させ、一定時間、例えば照明電源として使用する場合には、夜間にバッテリーから発光体に電気エネルギーを供給させるようにするとよい。
【００１３】
圧電素子は、その全体が嵩上げ材内部に嵩上げ材に密着して取付けられるようにしてもよいが、請求項２に係わる発明にように、嵩上げ材との間に隙間を存して支持されると、突部との接触により上下動し、発電能力が向上する。
【００１４】
請求項３に係わる発明によると、グレーチングはピンによって側溝や横断溝の開口部上縁の段部又は該段部に装着の受枠に支持され、段部に多少の凹凸があっても、また受枠との間に隙間があってもガタ付きを生ずることなく支持できる。
請求項４に係わる発明によると、グレーチングは側溝や横断溝の開口部上縁の段部又は受枠に装着されるマットを介して支持され、段部に多少の凹凸があっても、また受枠との間に隙間があってもガタ付きを生ずることなく支持できること、ピンはマットの圧縮による変形の影響を受けることなく、圧電素子のピンへの接触が維持され、発電を行うことができることなどの効果を有する。
【００１５】
請求項５に係わる発明によると、圧電素子を複数取付ける場合、個々に嵩上げ材に取付けるよりも取付けや修理、交換する際の取外しが容易となり、修理やメンテナンスが容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】側溝に装着したグレーチングの支持構造を示す断面図。
【図２】グレーチングの斜視図。
【図３】嵩上げ材の縦断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】嵩上げ材の要部の底面図。
【図６】載荷時における嵩上げ材の縦断面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線における断面図。
【図８】圧電素子の支持部材の別の態様を示す図。
【図９】圧電素子の支持部材の更に別の態様を示す図。
【図１０】別の実施形態の支持構造を示す断面図。
【図１１】図１０に示す支持構造に用いられるマットの平面図。
【図１２】図１０に示す支持構造に用いられる嵩上げ材の底面図。
【図１３】図１０に示す支持構造に用いられる帯金の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態のグレーチングの取付構造について図面により説明する。
図１は、グレーチングの使用例の一つである側溝１に装着したグレーチング２の取付構造を示すもので、グレーチング２は図２に示すように主部材２ａと、並列する主部材２ａの両端に固着される端板２ｂと、主部材２ａと直交し、主部材上端に固着されるクロスバー２ｃとよりなり、端板側の両端部が側溝１の開口部上縁の段部３に弾性変形可能なマット４及び剛性の大なる角形鋼管の嵩上げ材よりなる嵩上げ材５を介在させて装着され支持されている。
【００１８】
ガタ付き防止材４には、例えばゴムや樹脂製の成形体等を用いることができるが、この中ではゴム製のマットを用いるのが望ましい。
【００１９】
嵩上げ材５は底壁部に長手方向に適当間隔で穴６が形成され、マット４と嵩上げ材５がグレーチング両端部に固着される。これらの固着は、嵩上げ材下面にマット４を接着或いはボルト、ネジ又はリべット等の止着具により止着すると共に、嵩上げ材上面をグレーチング２に直接、或いはグレーチング２に固着した図示しない取付板に溶接又は上記止着具により止着することにより行われる。
【００２０】
図３は、嵩上げ材の縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は嵩上げ材５の要部の底面を示すもので、帯金７が嵩上げ材５の上壁内面に図示しないボルト、ネジ或いはリベット等の止着具により止着して取付けられている。なお、上記止着具による帯金の止着はグレーチング２の主部材間において行われる。
【００２１】
前記帯金７には、断面凹形をなす支持部材８が嵩上げ材５に形成される穴６に対応する箇所にそれぞれ固着され、各支持部材８に圧電素子９が嵩上げ材上壁と適宜の間隔を存して貼着されている。なお、帯金７は金属製とされるが、硬質樹脂のように適度な剛性を有すれば金属製でなくてもよい。
【００２２】
前記支持部材８は、例えば耐候性鋼、ばね鋼、りん青銅、工具鋼等のいずれかからなる導電性及び高弾性を具有する細長形状の弾性体であって、表裏両面に圧電素子が貼着される。これはバイモルフと称されるものであるが、いわゆるユニモルフと称される片面貼着であってもよい。なお、片面に貼着する場合、支持部材８の撓みを大きくすることができる。
【００２３】
上述する圧電素子９の接着は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性接着剤を用いて行われるか、或いは接着性を具有する高分子フィルムを用いて加温加圧処理を施すことによって行われる。
【００２４】
圧電素子９にはまた、図示していないが、リード線が接続され、該リード線はグレーチング近くの標識、路面の道路標示を構成する発光体、例えば発光ダイオード、看板を照らすライト又はブザーに接続されている。
【００２５】
マット４には、嵩上げ材５に形成される穴６に対応し、かつ圧電素子９に対応する箇所にそれぞれピン１１がガタ付き防止材４より上下に突出して縦向きに固着され、マット４より下方に突出する突出部分が前記段部３に当たり、これによりマット４を段部３上に段部３と適宜の間隔を存して支持している。そしてマット４より上向きに突出する突出部１１ａが嵩上げ材底壁に開けられた穴６を通して突出し、圧電素子９に向き合っている。
【００２６】
図６及び図７は、グレーチング上を車両が通過し、或いは歩行者が歩行してグレーチング２に載荷され、これによりグレーチング２と嵩上げ材５が図６の矢印方向にマット４を段部３に押込んで降下した状態を示すもので、嵩上げ材５が降下することによりマット４が図示するように変形しながら、圧電素子９が段部３で支持されるピン１１の突出部１１ａに当たり、嵩上げ材５が更に降下すると、支持部材が撓みながら圧電素子９が上記突出部１１ａに圧着する一方、グレーチング上を車両や歩行者が通り過ぎて載荷が解除されると、マット４の復元力により図３及び図４に示すように、グレーチング２と嵩上げ材５が上昇し、圧電素子９が突出部１１ａより離間するようになっている。
【００２７】
以上のように、グレーチング上を車両や歩行者が通過する都度、圧電素子９が突出部１１ａに当たって発電し、グレーチング近くの標識や路面の道路標識を構成する発光ダイオード、看板を照らす発光ダイオードを点灯し、或いはブザー音を鳴らすようにしている。
【００２８】
本実施形態のグレーチングの支持構造によると、グレーチング２は、その両端部において側溝上縁の段部３にピン１１により複数箇所で支持され、段部に凹凸があっても各ピン１１は段部３に浮くことなく当たり、ガタ付きを生じにくいこと、車両や歩行者の通行により圧電素子９がピン１１の突出部分１１ａに当たって発電し、標識や看板、道路標示等の発光体を発光させてこれらの識別が夜間でも容易に行えるようになること、ブザーを鳴らすことで、付近の歩行者や車両の運転者に注意を促すことができるようになること、また電熱線に電力を供給して発熱させることにより、融雪を行い、除雪を不要にすることもできること、圧電素子９や図示しないリード線との接続部分が剛体の嵩上げ材よりなる嵩上げ材５を利用し、その内部に納められるため外力から保護され、破損したり、断線しにくく、また雨水に直接晒されないため防水構造にしなくてもよいこと、圧電素子９は市販のものを用いてそのまま支持部材８に接着して取付けるだけでよく、インサート成形するのに比べ製作コストを低減できること、圧電素子９は帯金７に適当間隔をおいて取付けられているため、嵩上げ材５への取付けは帯金７を嵩上げ材５に挿入して帯金７を嵩上げ材５にボルト、ネジ、リべットなどの止着具を用いて数箇所で止着するだけで圧電素子９を所定間隔で取付けることができ、取付や交換に際しての取外しが容易となり、修理やメンテナンスが容易であること、等の効果を有する。
【００２９】
前記実施形態において、圧電素子９は凹形断面の支持部材８に取付けられているが、図８に示すように片持ばり状で可撓性を有する支持部材１５に取付けてもよいし、図９に示すように一端が嵩上げ材上壁に固着されると共に、他端が嵩上げ材上壁にスライド可能に支持される山形状の支持部材１６に取付けるようにしてもよい。
【００３０】
前記圧電素子９はまた、チップ状をなして支持部材８、１５、１６により嵩上げ材５上壁内面に取付けられているが、支持部材８、１５、１６を省き、帯金７又は嵩上げ材上壁内面に密着させて直接取付けてもよく、また圧電素子９をチップ状に形成する代わりに長尺状に形成して帯金７又は嵩上げ材５に取付けてもよい。この場合、嵩上げ材５に形成される穴６は、嵩上げ材５の長手方向に延びる長穴又は溝に形成され、長穴又は長溝に嵌合するピン１１も嵩上げ材５の長手方向に長く延びる細板状に形成される。
【００３１】
図１０は、グレーチング２の別の取付構造を示すもので、前記実施形態と同様、グレーチング２は端板側の両端部が側溝の開口部上縁の段部３に弾性変形可能なマット２１及び剛性の大なる鋼製の角パイプよりなる嵩上げ材２２を介在させて装着され支持されている。
【００３２】
前記マット２１は、前記実施形態のマット４と同様、好ましくはゴム板で、中央の一か所又は長手方向に一定間隔を置いて複数箇所（図１１に示す例においては２か所）に後述のピン２３に上下動可能に通される嵌合穴２４が形成されている。
【００３３】
嵩上げ材２２は、底壁部に長手方向に適当間隔で前記嵌合穴２４より径大の穴２５が複数（図１２において５か所）形成され、そのうち中央の穴２５を挟む両側の二か所の穴２５は前記嵌合穴２４と同位置に形成されている。
【００３４】
図１３は、嵩上げ材２２の上壁内面に固着される帯金２６で、前記嵌合穴２４に面する内面の嵌合穴２４に対応する箇所に圧電素子２７が貼着されている。この帯金２６は嵩上げ材２２と共に、前記穴２５を通してボルト、ネジ、リペット等の止着具でグレーチング２に止着することにより固定され、嵌合穴２４に対応する穴２５以外の３か所の穴２５は工具によって止着具を止着作業する際に使用される。
【００３５】
なお、嵩上げ材２２はグレーチング２に溶接または接着により固定することも可能で、帯金２６も嵩上げ材２２に接着して固定することができ、この場合、穴２５は嵌合穴２４に対応するか所に２か所形成すればよく、他の３か所の穴２５は不要となる。
【００３６】
嵌合穴２４が上下動可能に通されるピン２３は、前記段部３に支持され、全体が好ましくはゴム又は樹脂製で、上端に圧電素子２７に接触する頭部２３ａを備えて断面凸状をなし、頭部２３ａは穴２５に嵌合可能であるが、嵌合穴２４に通すことはできず、嵌合穴２４の穴縁に引掛って抜け止めされるようになっている。
【００３７】
マット２１の嵩上げ材２２への組付けは、マット２１の２か所の各嵌合穴２４を段部３に支持されるピン２３にそれぞれ通し、各ピン３の頭部２３ａを上向きにした状態で嵩上げ材２２の穴２５に嵌め込んで圧電素子２７に接触させ、かつマット２１を嵩上げ材下面に当てがい、該嵩上げ材下壁に接着するか、或いはネジやリペット等の止着具により止着することにより行う。図１０は、取付状態を示す。
【００３８】
本実施形態のグレーチングの支持構造によると、グレーチング２は、その両端部において、側溝上縁の段部３にマット２１及び嵩上げ材２２を介して取付けられ、段部３に多少の凹凸があってもマット２１が弾性変形して密着し、ガタ付きを生じにくいこと、グレーチング上を車両や歩行者が通行すると、その重みによりマット２１が圧縮されてグレーチング２が嵩上げ材２２と共に降下し、嵩上げ材２２の降下により段部３に支持されるピン頭部２３ａへの圧電素子２７の接触圧が上昇し発電する。これにより前記実施形態と同様、発光体を発光させたり、ブザーを鳴らし、また電熱線に電力を供給して発熱させることにより融雪を行うこともできること、圧電素子２７やリード線との接続部分が剛体の嵩上げ材２２の内部に納められるため、損傷や断線を生じにくく、雨水に直接晒されないため、防水構造にする必要がないこと、ピン２３は嵩上げ材２２とは別体で、嵩上げ材２２に進退可能となっているため、マット２１がどのように圧縮されても、段部３に支持されるピン２３は外力を受けることがないため、頭部２３ａは常に定位置に位置し、圧電素子２７のピン頭部２３ａへの接触を確実に維持できるようになること、圧電素子２７は市販のものをそのまま用いることができること、一対の圧電素子２７は帯金２６に所定の間隔をおいて取付けられているため、帯金２６を嵩上げ材２２に一端から挿入してボルト、ネジ、リペット等の止着具を用い、嵩上げ材２２に止着するだけで圧電素子２７を所定間隔で嵌合穴２４に対応して取り付けることができ、また嵩上げ材２２への取り付けや取外しも容易となり、修理やメンテナンスが容易となること、等の効果を有する。
【００３９】
前記実施形態において、圧電素子２７は帯金２６に取付けられているが、前述の実施形態と同様、帯金に固着される凹形断面の支持部材８に取付けてもよいし、帯金を省いて嵩上げ材上壁内面に直接取付けてもよい。
【００４０】
前記各実施形態におけるグレーチング２は、両端部に取付けた嵩上げ材５及びマット４を介して側溝上縁の段部３に直接装着し、ピンは段部に支持されているが、側溝上縁の段部３に周知の受枠を取付け、グレーチング２を受枠上に装着し、ピンを受枠に支持させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１・・側溝
２・・グレーチング
３・・段部
４、２１・・マット
５、２２・・嵩上げ材
６、２５・・穴
７、２６・・帯金
８、１５、１６・・支持部材
９、２７・・圧電素子
１１、２３・・ピン
１１ａ・・突出部
２３ａ・・頭部
２４・・嵌合穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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