(57)【要約】【課題】設備費用及び金型等の保管場所を削減可能な蓋の製造方法及び蓋を提供する。【解決手段】孔の開口部に設置可能な蓋本体２を形成する蓋本体形成工程と、前記蓋本体形成工程後に、蓋本体２の内壁面８ｗに付加製造技術を用いて意匠部を形成する意匠形成工程と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔の開口部に設置可能な蓋本体を形成する蓋本体形成工程と、
前記蓋本体形成工程の後に、付加製造技術を用いて前記蓋本体に意匠が施された意匠部を設ける意匠形成工程と、
を有する蓋の製造方法。
【請求項２】
前記蓋本体及び前記意匠部の材料として樹脂を用いる請求項１に記載の蓋の製造方法。
【請求項３】
前記蓋本体形成工程において、
前記蓋本体の表面の少なくとも一部に凹部を形成し、
前記意匠形成工程において、
前記凹部の内部空間に前記意匠部を形成する請求項１又は２に記載の蓋の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のうち何れか一項に記載の蓋の製造方法によって製造された蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓋の製造方法及び蓋に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、下水道や雨水対策設備をはじめ、農業用水、電話線、光ファイバ、ガス等が埋設されている場所には、マス又はマンホール等の孔が設置されている。これらの孔の開口部は、通行者及び車両等が誤って孔内に落ちないように蓋で閉じられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ロック機構を備えたマス又はマンホールの蓋が開示されている。この蓋は塩化ビニル製であり、蓋本体と、ガイド部材と、蓋体と、受口と、胴部と、蓋枠と、を備えている。蓋枠の胴部とマス又はマンホールから延びた立ち上がり管を一体成形して共通化することにより、蓋の部品点数がより少なくなる。
【０００４】
上記のマス又はマンホールの蓋には、通行者及び車両が蓋上を移動する際に滑らないように凹凸模様が形成されていたり、凹凸模様の一部又は全体の意匠として自治体の名前や市町村章、その土地の花、景色、郷土芸能等が描かれていたりすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、蓋に形成される意匠は自治体等の管理者や蓋の設置場所・用途等によって異なる。そのため、蓋を鋳型や金型等に溶融金属や樹脂を流し込んで成形する際には、意匠毎に個別の型を用意するとともに、これら複数且つ大型の金型を保管する必要がある一方、特定の自治体や場所においてのみ用いられるため生産量が少ない。即ち、蓋の製造にあたり、製造費用が嵩む一方で投資回収が困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、製造費用を抑制可能な蓋の製造方法及び蓋を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蓋の製造方法は、孔の開口部に設置可能な蓋本体を形成する蓋本体形成工程と、前記蓋本体形成工程の後に、付加製造技術を用いて前記蓋本体に意匠が施された意匠部を設ける意匠形成工程とを有する。
上記蓋の製造方法によれば、蓋本体形成工程で無地又は共通の凹凸模様が形成された蓋本体を共通の金型を用いて形成した後に、意匠形成工程で蓋によって模様等が異なる意匠部に付加製造技術を用いることができる。従って、本発明の蓋の製造方法は、金型を用いて効率的に蓋本体を製造することができるとともに、異なる意匠毎に設備や金型を用意する必要がない。
【０００９】
本発明に係る蓋の製造方法では、前記蓋本体及び前記意匠部の材料として樹脂を用いてもよい。また、前記樹脂として塩化ビニルを用いてもよい。
上記蓋の製造方法によれば、蓋本体と意匠部との接着度が高まり、且つ意匠部の加工精度も向上する。また、このような蓋を簡便且つ安価に提供することができる。
【００１０】
また、本発明に係る蓋の製造方法では、前記蓋本体形成工程において、前記蓋本体の表面の少なくとも一部に凹部を形成し、前記意匠形成工程において、前記凹部の内部空間に意匠が施された前記意匠部を形成することが好ましい。
上記蓋の製造方法によれば、意匠部が凹部の内部空間に配設されるので、意匠と蓋本体との境界部分に対して外方からの衝撃が伝わりにくく、負荷がかかり難い。従って、意匠が保護され、蓋本体から剥離するのを防止することができる。
【００１１】
本発明に係る蓋は、上記いずれかの蓋の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
上記蓋によれば、金型成形等の方法で形成された蓋本体に、その後から付加製造技術を用いて個別且つ任意の意匠が施された蓋が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造費用を抑制可能な蓋の製造方法及び蓋が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した一実施形態である蓋を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線で蓋を矢視した断面図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態である蓋の製造方法を説明するための図であって、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で蓋を矢視した場合に対応する断面図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態である蓋の製造方法を説明するための図であって、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で蓋を矢視した場合に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）である蓋の製造方法及び該製造方法によって製造される蓋について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。
【００１５】
［蓋］
図１は本実施形態の蓋１を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線で矢視した断面図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、蓋１は、少なくとも蓋本体２と、意匠部１０と、を備えている。蓋１は、さらに受枠２０と、シールリング２２と、を備えていてもよい。
図１（ｂ）に示すように、蓋本体２は下水道や雨水対策設備をはじめ、農業用水、電話線、光ファイバ、ガス等が埋設されている場所に設置されたマスやマンホール等の孔Ｈの開口部Ｐに着脱可能な状態で設置されているものである。受枠２０はマスやマンホール等の立ち上がり部（図示せず）の上部に接着剤やゴム輪によって接合・設置される。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、蓋本体２は平面視円型の板状部材である。ここで、蓋本体２を開口部Ｐに設置した際に上方に向く面を「表面」といい、下方に向く面を「裏面」という。
蓋本体２の表面２ａの平面視略中央には、凹部８が形成されている。凹部８の内壁面８ｗは平滑に形成されていることが好ましい。これにより、内壁面８ｗへの付加製造が円滑に実施される。
【００１７】
蓋本体２の表面２ａには、図示しない通行者及び車両が蓋１の上を移動する際に滑らないようにする目的で、凹凸模様４が形成されている。凹凸模様４の凸面は蓋本体２の表面２ａとされ、凹凸模様４の凹面は蓋本体２の表面２ａから所定の寸法だけ深い中間面２ｂとされている。凹凸模様４は平面視において複数の平行線を所定の角度で交差させた模様をなしているが、凹凸模様４の平面視形状は前述の滑り防止等の効果を発揮可能であれば、特に限定されない。
【００１８】
蓋本体２は通行者や車両等が通過・積載しても割れない強度となるよう、必要な厚さ寸法や強度を備えている。例えば、蓋本体２の材料として硬質塩化ビニル樹脂やポリプロピレン樹脂を用いた場合には、日本下水道協会規格であるＪＳＷＡＳ  Ｋ−７、ＪＳＷＡＳ  Ｋ−８に定められた荷重試験性能を満たすように設計する。また、蓋本体２が鋳鉄製であれば、日本下水道協会規格であるＪＳＷＡＳ  Ｇ−３、若しくは日本工業規格であるＪＩＳ  Ａ  ５５０６に定められた荷重試験性能を満たすように設計する。
【００１９】
蓋本体２の外周端縁には、蓋本体２の着脱を行う際にバール等の着脱専用器具（図示略）を係合可能な係合部６が形成されている。係合部６は円周方向に２から３箇所設けられていることが好ましい。また、蓋本体２には図示しない耐圧用の通気孔が設けられていてもよい。係合部６が前記耐圧用の通気孔を兼ねて、蓋本体２の厚み方向に貫通する孔として設けられていてもよい。
蓋本体２の裏面２ｃには、補強用のリブ９が設けられている。図１（ｂ）に示すように、リブ９は裏面２ｃから略鉛直方向に所定の高さで突出している。また、リブ９は平面視において、例えば裏面２ｃの板面上で互いに交差するように複数設けられている。なお、リブ９の形状は特に限定されない。
【００２０】
蓋本体２の材料は、例えばポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、硬質塩化ビニル樹脂等の樹脂や、鋳鉄等の金属、レジンコンクリート等が挙げられ、一般的に蓋として用いられる材料であれば特に限定されないが、後述する意匠部１０の材料と同一若しくは密着性の良い材料であることが望ましい。蓋本体２の材料として樹脂を使用すれば、蓋本体２を容易且つ安価に製造することができる。特に、蓋本体２の材料としてポリプロピレン樹脂、硬質塩化ビニル樹脂を使用すれば、蓋本体２の剛性又は耐薬性等の物性を向上させ、蓋本体２をより安価に製造することができる。さらに、蓋本体２の材料としてリサイクル材料が使用可能なポリ塩化ビニル樹脂とした場合には、蓋本体２を省資源・安価に製造することができる。
蓋本体２は、例えば上述した材料を用いて射出成形用金型や鋳型により成形されている。射出成型や鋳型による成形は寸法精度が高いため、蓋本体２の外径をマンホールやマスの開口寸法に合わせた外径寸法とすることができ、マンホールの開口部に隙間なく蓋本体２を設置することができる。
【００２１】
意匠部１０は、図１（ａ）に例示するように自治体等の管理者や蓋１の設置場所・用途を表示する目的で、蓋本体２の表面２ａの平面視略中央に形成されている。但し、前記の表示する目的を達成できれば、蓋本体２に形成される際の意匠部１０の位置及び大きさは特に限定されない。また、意匠部１０は、凹凸模様４と同様に、表面２ａに凹凸を形成することで形成されている。具体的には、意匠部１０の表示部位１２が凹部８の内部空間Sを形成する内壁面８ｗの底面から上方に向けて凸状に形成されている。意匠部１０の凸面は蓋本体２の表面２ａと略面一になり、意匠部１０の凹面は内壁面８ｗの底面であって、蓋本体２の中間面２ｂと略面一になっている。このような意匠部１０は、凹凸模様４と同様に前述の滑り防止の効果も発揮する。
【００２２】
表示部位１２の平面視形状、即ち意匠部１０の表示内容は、図１（ａ），（ｂ）に例示したものに限定されず、例えば管理者を示す文字、記号、紋章、市町村章、社章や、蓋１の設置場所・用途を示す「汚水」や「雨水」の文字、記号等といった識別性のあるものや、意匠性のあるデザインやキャラクター、さらには滑り止め防止の凹凸模様４と同様の幾何学模様であってもよい。
【００２３】
意匠部１０の材料は、例えば感光性樹脂、塩化ビニル樹脂等の樹脂や金属が挙げられ、後述する付加製造技術を適用できるものであれば特に限定されないが、上述した蓋本体２の材料と同一若しくは密着性の良い材料であることが望ましい。より具体的には、樹脂材料としては塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の感光性樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられ、金属材料としてはステンレス鋼、工具鋼、青銅合金、コバルトクロム、インコネル、アルミニウム、チタン等が挙げられる。意匠部１０の材料として樹脂を使用すれば、蓋１を簡便且つ安価に製造することができ、着色材を添加して望みの色に着色することができる。特に、意匠部１０の材料として塩化ビニルを使用すれば、意匠部１０の剛性又は耐薬性等の物性を向上させ、より安価に蓋１を製造することができる。
【００２４】
意匠部１０は、付加製造技術を用いて内壁面８ｗ上に形成されている。即ち、意匠部１０は、金型等で成形された蓋本体２の凹部８に所謂３Ｄプリンタによって形成されている。従って、意匠部１０の材料は蓋本体２に付着し得るものが用いられている。意匠部１０の材料は蓋本体２の材料と同一であることが好ましく、その場合、意匠部１０と蓋本体２との付着力がより高まる。上述した物性を向上させる観点もふまえ、例えば蓋本体２の材料が塩化ビニルであれば、意匠部１０の材料としては同じく塩化ビニルが好適である。
【００２５】
受枠２０は筒状部材であり、孔Ｈの上部の内周側に当接して設置可能とされている。受枠２０の上端は拡径し、拡径部分に蓋本体２の外周部が設置可能とされている。受枠２０の材料は、蓋本体２と同様の材料が好ましく、例えば塩化ビニル樹脂とされている。
【００２６】
シールリング２２は水密性を確保可能な耐久性を有する材料からなり、蓋本体２が受枠２０から容易に外れないように固定する目的で、蓋本体２と受枠２０との間に設置可能とされている。シールリング２２の材料としては、例えば合成ゴムが挙げられ、その中でも良質な原料ゴム又はポリエチレン樹脂等が挙げられる。
【００２７】
［蓋の製造方法］
次いで、本実施形態の蓋１の製造方法について説明する。
蓋１の製造方法は、蓋本体形成工程と、意匠形成工程と、を備えている。
図２及び図３は、本実施形態の蓋１の製造方法を説明するための図であって、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で矢視した場合に対応する断面図である。
【００２８】
（蓋本体形成工程）
本工程は、図１（ｂ）に示す孔Ｈの開口部Ｐに設置可能な蓋本体２を形成する工程である。このような蓋本体２を形成する方法としては、射出成形が挙げられるが、特に限定されない。該射出成形では、図１（ａ），（ｂ）に示す蓋本体２に対応する形状の凹所を備えた金型に、溶融させた硬質塩化ビニル等の材料を供給する。その後、適切な条件下で材料を冷却させ、成型する。本工程により、図２に示す蓋本体２が完成する。
【００２９】
（意匠形成工程）
上述した蓋本体形成工程後に、意匠形成工程を行う。本工程は、蓋本体形成工程で完成した蓋本体２の表面の少なくとも一部に付加製造技術を用いて意匠部１０を形成する工程である。付加製造技術には、主に結合剤噴射方式（Ｂｉｎｄｅｒ  ｊｅｔｔｉｎｇ）、指向性エネルギー堆積方式（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、材料押出方式（Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）、材料噴射方式（Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｊｅｔｔｉｎｇ）、粉末床溶融結合方式（Ｐｏｗｄｅｒ  ｂｅｄ  ｆｕｓｉｏｎ）、シート積層方式（Ｓｈｅｅｔ  ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）、液槽光重合方式（Ｖａｔ  ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）がある。本工程において、付加製造技術の方式は、上記の七方式の何れかであってもよく、又は上記の七方式以外の方式であってもよく、蓋本体２の表面に材料を堆積・積層して意匠部１０を形成できる方法であれば特に限定されない。付加製造技術の方式は、蓋本体２と意匠部１０の各材料等を勘案して適切に選択することができる。例えば、付加製造技術として、粉末床溶融結合方式を採用する場合の意匠部１０の材料としてはナイロンやチタン、材料噴射方式を採用する場合の意匠部１０の材料としてはアクリル樹脂、シート積層方式を採用する場合の意匠部１０の材料としては塩化ビニル樹脂を用いることができる。
【００３０】
上記の付加製造技術を用いた意匠形成工程の一例として材料押出方式を採用した場合は先ず、付加製造技術に基づく三次元印刷装置（以下、３Ｄプリンタという）３０を用いる。３Ｄプリンタ３０は、既存の材料押出方式で使用されている装置と同様の構成を備えている。具体的には、少なくとも図示しない意匠データ格納部と、図示しない制御部と、図示しない材料収容部と、この材料収容部に接続されたフィラメント２８と、フィラメント２８の先端部に接続されたノズル２５と、を備えている（図３参照）。
【００３１】
予め、３Ｄプリンタ３０の意匠データ格納部に意匠部１０の３次元形状データを保存しておく。
先ず、３Ｄプリンタ３０の材料収容部に意匠部１０の材料を装填する。その後、図３に示すように、ノズル２５の位置に合わせて蓋本体２を図示しないステージに設置する。続いて、制御部によって意匠データ格納部から意匠部１０の３次元形状データを取り出し、該３次元形状データに合わせてステージに設置した蓋本体２とノズル２５とを相対的に移動させるとともに、ノズル２５から材料を押し出す。同時に、押し出した材料を堆積させるとともに、固化させる。その後、必要に応じて意匠部１０表面の凹凸等を研磨すれば、図１（ａ），（ｂ）に示す蓋１が完成する。
【００３２】
［本発明の作用効果］
以上説明したように、蓋の製造方法及び蓋１では、個別の意匠部１０に対応して、意匠部１０の形成や変更を蓋本体形成工程後に印刷の形態で行うことができる。そのため、無地の蓋本体又は共通の凹凸模様４が形成された蓋本体２の大量生産が可能になり、生産工程の変更を最小限に抑えることができる。また、互いに意匠部１０が異なる蓋本体２であっても、凹凸模様４等が共通していれば、蓋本体２の共通部分は金型成形等で一括して形成することができる。そのため、用意する金型数の大幅な削減が図られる。従って、蓋１の製造にあたり、設備費用及び保管場所を大きく削減することができる。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態では平面視円型の蓋本体２及び受枠２０を例示して説明した。平面視円型であることによって、蓋本体２が円周方向に回転しても、受枠２０から外れることがない。但し、蓋１の設置場所や用途に応じて、蓋本体２、受枠２０の開口部の平面視形状は楕円形、矩形、長方形等に変更されてもよい。
また、３Ｄプリンタ３０は、蓋本体２の形状や蓋本体２やステージに付される位置合わせマーク、凹凸模様４等の既存の模様等を認識する画像認識手段と、画像認識手段によって認識した蓋本体２における意匠部１０とノズル２５との位置関係を調整する位置合わせ手段等を備えていてもよい。
【００３５】
さらに、本実施形態の蓋の製造方法では、蓋本体２に意匠部１０を形成した後に、インクジェット等の方式で蓋本体２の全体又は一部、或いは意匠部１０のみを着色してもよい。また、この際に転写フィルム等の方式で蓋本体２の全体又は一部、或いは意匠部１０のみに色を転写してもよい。そして、３Ｄプリンタ３０で形成した意匠部１０を保護するために、形成後の意匠部１０に保護フィルムや透明な樹脂を充填する等した保護層を設けてもよい。
【００３６】
さらにまた、上記実施形態ではあらかじめ凹凸模様４が付された蓋本体２を例示して説明したが、凹凸模様４の全くない蓋本体２の表面全体を意匠部１０とし、３Ｄプリンタ３０により蓋本体２の表面全体に模様等を形成してもよい。
そして、蓋本体２の裏面２ｃに蛍光性の樹脂等を材料とした意匠部１０を形成し、閉じた蓋１をマンホールの底部から視認可能としてもよく、暗闇や夜の作業中に作業者に対して注意喚起可能としてもよい。
【００３７】
さらにまた、上記実施形態ではマスやマンホール等の立ち上がり部（図示せず）の上部に設置される蓋の製造方法について説明したが、建物の配管に設置される掃除口等の蓋の製造方法に適用してもよい。
【００３８】
さらにまた、上記実施形態では蓋本体２として水平な板状の場合を例示して説明したが、本発明は、蓋本体２の中央部が山なりに膨らんでいる場合や、蓋本体２の一部にマンホールやマス内の正圧力を解放するための可動部を有した構造に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…蓋、２…蓋本体、２ａ…表面、８…凹部、８ｗ…内壁面、１０…意匠部、Ｈ…孔、Ｐ…開口部
【図１】
2016176193.tif 000003
【図２】
2016176193.tif 000004
【図３】
2016176193.tif 000005