(57)【要約】【課題】蓋を受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌めることができ、かつ、強く押し下げる力が作用した後でも、作業者が容易に開けることができる蓋構造物を提供する。【解決手段】地下構造物用に埋設して用いられ、地表位置Ｐ０に円形の開口２ｂを有する受枠２と、開口に食い込むように嵌合する蓋３とを備えた蓋構造物１において、開口の内周面２及び蓋の側部３ｄは下方に向かうに連れて大きい割合で直径が小さくなっており、内周面２ｄは蓋止め部２ｅを有し、蓋は蓋止め部２ｅに当接してそれより下側に下がらないようにする底縁３ｂを備えており、下限位置から定位置への高さｈ１は、底縁が蓋止め部に当接しているときに、蓋を予定の力で開けることができる値に設定されている。この構成を採用することによって、蓋構造物は、蓋を受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌めることができ、かつ、強く押し下げる力が作用した後であっても、作業者によって予定の力で容易に開けることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物用に埋設して用いられ、地表位置に円形の開口を有する受枠と、前記受枠の開口に食い込むように嵌合される円形の蓋と、を備えた蓋構造物において、
前記開口は、前記地表位置から下限位置まで下方に向かうに連れて大きい割合で直径が小さくなる内周面と、前記下限位置において前記蓋よりも小さな直径となる位置まで前記内周面から中心方向に突出している蓋止め部と、を有しており、
前記蓋は、前記開口の内周面に沿う形状で、前記開口に予め定めた力で嵌めたときに、前記内周面の下限位置より上の定位置で蓋を止める直径を有する側面と、前記力よりも強い力で嵌められたときに、前記蓋止め部に当接して蓋が下がらないようにする底縁と、を備えており、
前記蓋及び開口の一方又は両方は、蓋が前記強い力で嵌められたときに、蓋が定位置よりも下の位置にまで嵌るように弾性変形し、
前記下限位置から前記定位置までの高さは、前記底縁が前記蓋止め部に当接しているときに、蓋を予定の力で開けることができる値に設定されていることを特徴とする蓋構造物。
【請求項２】
前記受枠の放射方向の厚みは、下限位置まで下方に向かうに連れて増す請求項１に記載の蓋構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物用に埋設して用いられる蓋構造物、特にマンホールの蓋等の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水路、地下通路及び下水管等の地下構造物から地表へと伸びる通路に繋がっている開口を有し、地下に埋設して用いられる受枠と、受枠に嵌合される蓋と、を備える蓋構造物として、マンホールの受枠及びその蓋が知られている。蓋構造物の内、特にロック機構を有さず、自重で蓋をするタイプのものは、地下から吹き上げてくる風又は蓋に与えられた振動等によって容易に蓋が受枠から外れないように、一般に鉄製のものが用いられている。また、蓋と受枠の開口の側面に傾斜をつけて、蓋が受枠の開口に食い込むように嵌めるタイプの蓋構造物が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８８６０３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓋が受枠の開口に食い込むように嵌めるタイプの蓋構造物が車道等に設けられた場合、蓋は重量のある貨物車等が上を通過する毎に強く押し下げる力を受ける。この強く押し下げる力は、受枠の開口を放射状に拡げる方向にも力を作用させる。また、蓋は、強く押し下げる力を受けると反り返って直径がわずかに縮む。この結果、蓋は、強く押し下げる力を受ける毎に予定する位置よりも下の位置へと下がってしまう。このようにして固く嵌った蓋は、作業者の力又は開閉ハンドル等の開閉器具等では容易に開けることができず、バーナーを用いて蓋を切開する作業、又は受枠を地中から掘り出す作業が必要になり問題である。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓋を受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌めることができると同時に、強く押し下げる力が作用した後であっても、予定の力、即ち作業者の力又は開閉ハンドル等の開閉器具等を用いて容易に開けることができる蓋構造物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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、地下構造物用に埋設して用いられ、地表位置に円形の開口を有する受枠と、前記受枠の開口に食い込むように嵌合される円形の蓋と、を備えた蓋構造物において、前記開口は、前記地表位置から下限位置まで下方に向かうに連れて大きい割合で直径が小さくなる内周面と、前記下限位置において前記蓋よりも小さな直径となる位置まで前記内周面から中心方向に突出している蓋止め部と、を有しており、前記蓋は、前記開口の内周面に沿う形状で、前記開口に予め定めた力で嵌めたときに、前記内周面の下限位置より上の定位置で蓋を止める直径を有する側面と、前記力よりも強い力で嵌められたときに、前記蓋止め部に当接して蓋が下がらないようにする底縁と、を備えており、前記蓋及び開口の一方又は両方は、蓋が前記強い力で嵌められたときに、蓋が定位置よりも下の位置にまで嵌るように弾性変形し、前記下限位置から前記定位置までの高さは、前記底縁が前記蓋止め部に当接しているときに、蓋を予定の力で開けることができる値に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
前記受枠の放射方向の厚みは、下限位置まで下方に向かうに連れて増すことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蓋は傾斜の急な上部で受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌合する。この傾斜の急な上部の量を調節することによって蓋の厚みによらず所望量の部分を受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌合させることができる。同時に蓋は、強く押し下げる力が作用した場合でも下限位置より下側に蓋が下がらないので、予定の力で容易に開けることができる。このように、本発明の蓋構造物は、強く押し下げる力が作用する環境下で使用される場合でも、蓋を受枠の開口にしっかりと嵌合させることができる一方で、常に予定の力で容易に開けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る蓋構造物の斜視図、（ｂ）は同蓋構造物を地中に埋設した状態を示す斜視図。
【図２】（ａ）は同蓋構造物の断面図、（ｂ）は断面図の一部拡大図、（ｃ）は受枠の上面図。
【図３】蓋の受枠に作用する力を示すベクトル図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る蓋構造物は、開口を有する受枠と、開口に嵌合される蓋と、を備えている。受枠の開口と蓋との接面には、蓋が開口に食い込むように嵌るようにする傾斜が付けられている。受枠の開口は、蓋が自重又は予め定めた力で閉じたときに止まる定位置よりも低い下限位置に、蓋をその位置よりも下がらないように止める蓋止め部を有している。定位置と下限位置との距離は、底縁が蓋止め部に当接しているときに、蓋を予定の力で開けることができる値に設定する。上記構成を採用することで、蓋を定位置よりも更に下側に押し下げる強い力がかけられても、蓋は下限位置よりも下側には下がらず、予定の力で開けることができる。
【００１１】
図１（ａ）は第１実施形態に係る蓋構造物１を示し、図１（ｂ）は地中に埋設された状態の蓋構造物１を示す。蓋構造物１は、地下構造物用に埋設して用いられ、地表位置に円形の開口を有する受枠２と、受枠２の開口に食い込むように嵌合される円形の蓋３と、を備えている。受枠２は、地下水路、地下通路又は下水路等の地下構造物に繋がっている。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、受枠２の本体部分２ｃは、地中に埋設して用いられる。地表には、受枠２の縁２ａ及び蓋３のみが現れる。
【００１３】
図２（ａ）は、受枠２と蓋３の断面を示す。図２（ｂ）は、受枠２の開口２ｂの内周面２ｄと、蓋３の側面３ａとが接している部分を拡大して示す。図２（ｃ）は、受枠２を上方から見た図を示す。
【００１４】
受枠２の内周面２ｄの直径は、地表位置Ｐ０から下限位置Ｐ１へと向かうに連れて大きい割合で小さくなる。受枠２の内周面２ｄの放射方向の厚みＤは、地表位置Ｐ０から下限位置Ｐ１へと向かうに連れて増す。受枠２は、内周面２ｄの下限位置Ｐ１に、蓋よりも小さな直径となるまで内周面２ｄから中心方向に突出している蓋止め部２ｅを有している。蓋止め部２ｅは、図２（ｃ）に示すように、受枠２は、上方から見ると輪又は環状の形状を有している。また、蓋止め部２ｅは、蓋３を下限位置Ｐ１よりも下側に下がらないように止める機能を確保しつつ、円周に沿って断続的に削除部分２ｆを設けることによって受枠２の軽量化を図っている。
【００１５】
蓋３の側面３ａは、受枠２の内周面２ｄに沿う形状を有している。蓋３は、予め定めた力より強い力で嵌められたときに、蓋止め部２ｅに当接して蓋３が下がらないようにする底縁３ｂを備えている。蓋３は、予め定めた力又は蓋の自重を用いて受枠２の開口２ｂに嵌めたときに、底縁３ｂが受枠２の内周面２ｄの下限位置Ｐ１より上の定位置Ｐ２で止まる直径を有する。下限位置Ｐ１から定位置Ｐ２までの高さｈ１（ｍｍ）は、０より大きな値で、底縁３ｂが蓋止め部２ｅに当接する位置まで蓋３が押し下げられたときに、蓋３を予め定めた力で開けることができる値に設定されている。
【００１６】
蓋３の側面３ａは、その断面形状において、中心が蓋３の上面よりもｈ２、例えば２ｍｍだけ上の位置にある半径Ｒ、例えば１４５ｍｍの円の円弧と同一形状を有するように設計されている。受枠２の内周面２ｄ及び蓋３の側面３ａの、地表位置Ｐ０及び下限位置Ｐ１のほぼ中間位置における、接線と水平線との交点の鋭角を表す傾斜角度（以下同じ）α１は、蓋３が食い込むように嵌る角度、例えば、５０度以上９０度未満、好ましくは７０度以上９０度未満の内の特定の角度、例えば８１度に設定する。下限位置Ｐ１付近の底縁３ｂの傾斜角度α２は、例えば４５度以上でα１未満の内の特定の角度、例えば６０度に設定する。上記構成を採用することによって、蓋３は、傾斜角度α１近傍の蓋３の側面３ａにおいて受枠２の内周面２ｄに食い込むように嵌まり、固定される。
【００１７】
高さｈ１の値は、蓋３を開けるのに要する力と食い込み位置との関係の実験データに基づいて設定する。底縁３ｂが蓋止め部２ｅに当接しているときに、一般の作業者の通常の作業に要する力以上の力を用いて蓋３を持ち上げる必要があるが、高さｈ１は、一般の作業者の発揮し得る力で、かつ、作業者が用いるバール又は開閉用ハンドル等の開閉器具を壊すことなく、確実に蓋３を持ち上げ得る値（以下高さｈ１の設定値という）に設定する。例えば、蓋３の縁にバールを差し込み、てこの原理で蓋３をこじ開ける場合、バールを壊すことなく、確実に蓋３を持ち上げ得る値に設定する。ある実施例において、高さｈ１の設定値は、１．５ｍｍであった。
【００１８】
高さｈ１は、上記の例では１．５ｍｍの設定値が最も好ましい値であるが、製造誤差を考慮して、１．５ｍｍより大きな値の上限値を定めることができる。この上限値は、それ以上の値となると、一般の作業者が自身の力で、又はバール又は開閉用ハンドル等の開閉器具によって確実に、蓋３を持ち上げることができなくなる値、具体的には作業者の発揮し得る力以上の力を要するようになる値、又は、開閉器具が壊れる虞のある力でしか開けられなくなる値(以下高さｈ１の上限値という）である。上記バールを用いて蓋３をこじ開ける例においてバールを壊さずに蓋３を確実に開けることができる高さｈ１の上限値は、２ｍｍであった。
【００１９】
なお、高さｈ１の設定値及びその上限値は、上記の要件を満たす限りにおいて、蓋構造物１毎に、想定される作業者の発揮し得る力、開閉器具の使用の有無、使用する場合には開閉器具の強度、受枠２及び蓋３の直径、形状、材料、変形のし易さ等を考慮して好ましい値に設定する。
【００２０】
図３は、傾斜角度α３、α４、α５が８０度、４５度、１０度の場合に、蓋３が受枠２に重力方向に沿って与える力Ｆ１１、Ｆ２１、Ｆ３１（ｋｇｆ）（以下、単にＦ１と記す）をベクトル表示する。また、図３は、蓋３の中心から外周へと向かう方向に与える力Ｆ１２、Ｆ２２、Ｆ３２（ｋｇｆ）と、受枠２の直径を拡げる向きに作用する力Ｆ１３、Ｆ２３、Ｆ３３（ｋｇｆ）（以下、単にＦ３と記す）と、をベクトル表示する。本図より、傾斜角度が４５度の時にもっとも強い力Ｆ３が、受枠２の直径を拡げる向きに作用することが分かる。蓋構造物１では、点線３０で囲んで示す円弧の領域を蓋３の側面３ａの形状に用いる。
【００２１】
蓋３の側面３ａは、蓋３を重力方向（図面下向き）に押し下げる力Ｆ１が加えられると、力の分散作用によって、同時に受枠２の内周面２ｄに矢印Ａ１で示す外周方向の力Ｆ３を加える。この場合、鉄製の受枠２は、開口２ｂの直径が拡がるように弾性変形する。また、蓋３は、中心付近に力が掛けられると、中心が周囲よりも凹むように変形し、蓋３の側面３ａの上側の半径が縮む。この結果、蓋３は、側面３ａの傾斜が急になり、受枠２の開口２ｂに食い込む。しかし、蓋３は、強く押し下げる力が作用した場合でも蓋止め部２ｅの作用によって下限位置Ｐ１より下側に下がらない。このため、強く押し下げる力が作用した後であっても、作業者は容易に蓋３を開けることができる。
【００２２】
蓋３の厚みは、強度及び重量を確保するため設計上の下限値がある。仮に、蓋３の側面３ａ及び受枠２の内周面２ｄの直径が直線状にのみ減少する場合、蓋３の側面３ａの全てが受枠２の内周面２ｄに食い込むように嵌る。この場合、定位置よりも下側に嵌ることによって増加する、蓋３を持ち上げるのに要する力の増分が多く、結果として、高さｈ１の設定値及びその上限値は小さな値になる。高さｈ１の設定値及びその上限値が小さな値の場合、許容される製造誤差が少なく、製造が難しくなる。これに対し、蓋３の側面３ａの直径は、下限位置Ｐ１に向かうに連れて大きい割合で小さくなるように設計さてれており、蓋３の必要な厚みを確保しつつも、受枠２の開口２ｂに食い込むように嵌る部分が所望量となるように調節されている。該構成を採用することによって、蓋の厚みによらず所望量の部分を受枠の開口に食い込むようにしっかりと嵌合させることができる。この結果、高さｈ１の設定値及びその上限値を比較的大きな値に設定することができ、これに伴い高さｈ１の設定値及びその上限値の差で表される製造上の許容誤差も大きくすることができるので製造が容易になる。
【００２３】
蓋３の側面３ａの直径を上記形状とする場合、下限位置Ｐ１付近で受枠２の内周面２ｄを外周方向に押し拡げるように作用する力の割合が大きくなる。しかし、受枠２の内周面２ｄは、この外周方向に押し拡げる力に抗するため、図２（ｂ）に示すように、枠受２の開口２ｂが下限位置Ｐ１に近づくに連れて厚みＤが増すように設計されているため、蓋３が定位置Ｐ２よりも下側に押し込まれる量は少ない。
【００２４】
このように、蓋３は、必要な厚みを確保しつつも、受枠２の開口２ｂに食い込むように嵌る部分を所望量となるように調節されており、かつ、定位置Ｐ２よりも下側に押し込む強い力を受けても押し込まれる量を少なくできる。
【００２５】
例えば、受枠２の内周面２ｄの地表位置Ｐ０付近に傾斜角度α１が４０〜５０度の蓋止め部２ｅに相当する部分を有し、かつ、その下方で傾斜角度α２が６０〜９０度未満の食い込むように嵌る部分を有する比較用蓋構造物を考える。この比較用蓋構造物では、蓋を押し下げた場合に開口の直径を拡げようとする力が地表位置Ｐ０付近の受枠２の内周面２ｄの薄い部分にかかり、開口の直径の拡がりが多い。この比較用蓋構造物に対し、蓋構造物１は、受枠２の内周面２ｄの地表位置Ｐ０付近で食い込むように嵌る部分を有し、かつ、その下方の下限位置付近の厚みある部分に蓋止め部２ｅを有する。本実施形態の蓋構造物１は、蓋３を定位置よりも下側に押し込むような強い力がかけられたときでも、比較用蓋構造物に比べて開口２ｂの直径の拡がりを抑え、定位置Ｐ２よりも下側（但し下限位置Ｐ１より上）に押し込まれる量を少なくできる。
【００２６】
本発明の蓋構造物は、上記実施形態に示す構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、蓋３は、地下構造物から吹き上げてくる風によって持ち上げられることを防ぐため、１又は複数の空気孔を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の蓋構造物は、地下水路、地下通路及び下水路以外にも、例えば光ファイバーケーブル及び電話線等を埋設している地下管路等の地下構造物と地表、特に車道とを繋ぐ場合に有効に用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１          蓋構造物
２          受枠
２ｂ        開口
２ｄ        内周面
２ｅ        蓋止め部
３          蓋
３ａ        側面
３ｂ        底縁
Ｐ０        地表位置
Ｐ１        下限位置
Ｐ２        定位置
ｈ１        下限位置から定位置までの高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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