JP4473759B2 - 溝蓋 - Google Patents

Description

本発明は、道路の側溝、横断溝などのＵ字溝等に設けられる溝蓋に関するものである。

従来、道路の側溝などのＵ字溝を覆蓋する溝蓋は、コンクリート製のほか、鋼板などを短冊状に切断し組み立てたグレーチングや、透孔を設けた鋳鉄製蓋板が使用されている。
本発明者及び本出願人は、ガタツキの少ない鋳鉄製の三角形状の三点支持の溝蓋を開発し、改良して提案してきた。
例えば、特許文献１（特開平０９−３２８８０７号公報「Ｕ字溝ブロック連結用の溝蓋」）、特許文献２（特開平１０−１０２５７１号公報「溝蓋」）、特許文献３（特開平１１−３３６１７３号公報「溝蓋」）などに開示された発明をあげることができる。
これらの溝蓋は、一般に１０００ｍｍを単位に設計、製作され、主溝蓋が連設され、その両端部に副溝蓋が配設されるよう構成されるが、２０００ｍｍ又はそれ以上に設計する場合も同様に主溝蓋を連設した後、両端部に副溝蓋が配設されるので、主溝蓋は二等辺三角形状とし、副溝蓋は主溝蓋の２分の１の直角三角形状となるよう設計、製作されるを基本とし、また、連設したとき個々の溝蓋が単独で取外し出来ないように隣位する溝蓋の蓋板裏面に係止片を翼状に突設するなどし、溝蓋を持上げると持上げた溝蓋の係止片が隣位する溝蓋の蓋板裏面に係止するように構成してきた。
特許文献４（特開２００３−１２９５５６号公報「三点支持式の溝蓋」）には、副溝蓋である直角三角形の斜辺を長くし、それに隣接する主溝蓋は斜辺も同様に長くした不等辺三角形とした主溝蓋として、端部の安定性を向上させてガタツキ解消を図った三点支持式の溝蓋を提案した。特許文献５（特開２００２−２０６２７３号公報「溝蓋」）には、溝蓋とＵ字溝をボルトで連結して隙間やガタツキが発生することを防止した発明を開示した。

これらの従来提案した鋳鉄製の三点支持式の溝蓋の例を図５に示す。二等辺三角形状をなし各頂部より脚片３００を垂設した主溝蓋１００と、該主溝蓋１００の等しい２辺の交点より底辺への垂線により左右に２分割した直角三角形状をなし各頂部より脚片３００を垂設した副溝蓋２００（即ち、主溝蓋の底辺を２分の１に相当する長さを底辺とした主溝蓋のほぼ半分の大きさの直角三角形）により構成されている。表面には排水用の透孔４００が形成されている。この鋳鉄製の三点支持式の溝蓋は、３脚が常に設置した安定性姿勢を保ち、通常は脚の浮き上がりによるガタツキは発生せず信頼性が高い溝蓋である。
また、この例では三角形状の溝蓋の裏面には図５に示す係止片５００が突設されており、複数の主溝蓋１００を連接し、その両端に副溝蓋２００が配設された状態で設置して、図６に示すように一定長の蓋を構成する。溝蓋を持上げると持上げた溝蓋の係止片５００が隣位する溝蓋の裏面の湾曲部に係止して、溝蓋相互を連接してみだりに浮き上がり、外れてしまうことを防止するように構成されている。

また、鋳鉄製の三点支持式の溝蓋は溝蓋を連設した場合、夏季など気温の上昇に伴う溝蓋の膨張を考慮し、１０００ｍｍにつき９９５〜９９７ｍｍと僅か短かくなるように設計し、膨張しても浮上ることのないよう製作されるので、冬季気温が下り溝蓋が収縮したとき、車両等の通過により両端に位置する副溝蓋を受枠に固定してあっても、主溝蓋と副溝蓋間又は主溝蓋間に隙間が生じることがあり、その対策が望まれている。

特開平０９−３２８８０７号公報 特開平１０−１０２５７１号公報 特開平１１−３３６１７３号公報 特開２００３−１２９５５６号公報 特開２００２−２０６２７３号公報

前記した突設片による溝蓋同士の係止構造は途中の１枚を取り外すことができず、溝蓋をＵ字溝に設置する際や、保守点検、修理交換或いは清掃の際に、溝蓋を取り外す場合、端から順に解体分離する必要がある。これは、相互の係止によって、１枚が力を受けても全体で浮き上がり等の異常を防止するには効果を発揮するものである。しかし、透孔から車のキー等を落とした場合には、簡単に拾い上げることができない問題も抱えている。
本発明は、隣接溝蓋同士の連結性を保ちつつ、途中の溝蓋１枚をＵ字溝などの受け枠から取り外すことができる溝蓋を開発し提供することを課題とする。

鉤状の突出片とその鉤状の突出片を受け入れる鉤状の凹部空間を設けて、隙間が空かずに安定した相互係合が保持できる溝蓋を提供するものである。

本発明の主な構成は次のとおりである。
（１）溝蓋において、隣接する溝蓋同士を係合する辺に、鉤形状の係合突出部と該鉤形状の突出部を受容する鉤形状の凹部を設けたことを特徴とする溝蓋。
（２）溝蓋が、三角形状であることを特徴とする（１）記載の溝蓋。
（３）鉤形状の係合突出部と鉤形状の凹部の係合接触面が共に垂直壁面部を有していることを特徴とする（１）又は（２）記載の溝蓋。
（４）隣接する溝蓋同士を係合する辺が、辺の全長又は一部に垂直壁面部を有していることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の溝蓋。
（５）垂直壁面部が、２０〜７５ｍｍの高さであることを特徴とする（３）又は（４）記載の溝蓋。
（６）三角形状の溝蓋が、２等辺三角形状の主溝蓋と、底辺が該主溝蓋の底辺の半分に相当する副溝蓋であることを特徴とする（２）〜（５）のいずれかに記載の溝蓋。
（７）主溝蓋が複数枚と副溝蓋が２枚からモジュールを構成する（６）記載の溝蓋。
（８）溝蓋が、鋳鉄製であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の溝蓋。
（９）三角形状の各頂点部に支持脚を設けたことを特徴とする（２）〜（８）のいずれかに記載の溝蓋。
なお、本発明は、三角形の鋳鉄製の溝蓋に典型的に適用できるものである。

本発明の溝蓋は、鉛直方向には分離可能であるが水平面方向及び斜め上方への移動は規制されるので、安定した連結構造が保たれた溝蓋を提供できる。個々の主な効果は次のとおりである。
１．鉤形状の突出辺と凹部の係合によって、前後左右の平面方向の相互離反を防止することができる。三角形状の場合には、溝蓋同士がくさび状に接しており、傾斜辺に沿ってズレが生じやすく、その繰り返しによって隙間が大きく拡大しやすい傾向があるが、この斜辺に沿うズレ移動を防止する効果がある。
２．鉤形状の係合突出部と鉤形状の凹部の係合接触面が共に垂直壁面部及び隣接辺に設けられた垂直壁は、挟圧を受けても、上方への分力が発生しないので、溝蓋の浮き上がりが軽減される。また、鉤形状の係合によって隙間が拡大しないことから、一方の溝蓋が斜め上方に浮き上がる現象が生じても、隣接する垂直壁に接触して浮き上がりが抑制される効果がある。
鉛直方向には移動が自由であるので、個別に取り外し可能である。
３．鉤形の突出片及び凹部を含めて溝蓋を一体に鋳造成形することによって係合部の強度を確保することができる。

本発明は、溝蓋の係止構造として、鉤形状の係止部材が相互に噛み合うようにすることによって、前後左右の水平面での分離を規制する機能を持たせたものである。更に、溝蓋が相互に接する面同士に鉛直面を設けることにより、挟圧を受けても上方への浮き上がり分力が発生し難いようにしたものである。また、鉤形形状の噛み合いによって、隙間が広がることが防止され、溝蓋の端部に荷重がかかり、他端に上向きのモーメントが生じても、他端側の対向面が接触して、他端の跳ね上がりを抑止するものである。
その結果、本発明の溝蓋は、連接されて敷設されることとなるので、車両の通行時に、溝蓋が前後又は左右方向へ移動することを防止でき、また、溝蓋が浮き上がることを防止できる係合構造を備えた溝蓋が実現できる。そして、溝蓋を設置する際に、又は取り外す際に、溝蓋を垂直上下方向へスライドするだけの操作で係合又は分離ができる係合構造を備えた溝蓋が実現することができる。中途から施行ができるので、工事の自由度が広がり、施行時間の短縮につながり、メンテナンスや落とし物の回収も容易となる。

＜溝蓋の形状＞
溝蓋は、基本的には、従来の通常の形状、構造と共通しており、表面の平板と裏面側に梁状のリブから構成される。表面の平板には、多くの場合、透孔が形成される。また、滑り止め用の凹凸や小さな突起が形成される。溝蓋の形状は、方形、三角形など通常Ｕ字溝などの溝蓋として用いられているものに適用できる。特に、三角形状に適用した場合は、斜辺同士が接触・離反の繰り返しによって、溝の長手方向に隙間が広がりやすいので、効果が大きい。これらの基本形状の溝蓋が連接される対向壁面に、本発明に係る係止構造が設けられる。側辺部は、係止構造が挿脱できるような形状とされる。

＜溝蓋の製法、材質＞
鋳造の場合は、高強度で耐久性に優れ、大荷重の箇所にも使用可能である。鋼材を溶接したグレーチングや鋳造物など通常の溝蓋全般に用いることができる。しかし、係止構造を溶接した場合、大きな荷重がかかる箇所に使用するには適さない。

＜鉤形係止構造＞
係止構造は、側壁面を構成するリブ等に設けられ、鉤形の突出片と該突出片を収容できる凹部とからなり、隣接するこの突出片と凹部が互いに噛み合わされて係合して前後左右の分離を防止できるような形状で設計される。具体的な突出片の形状は、釣り針形、Ｌ字形、くの字形などが例示され、凹部は、これらの突出片の外面に添う形状を基本とする。ただし、隣合う係止構造が噛み合って、前後左右の抜止機能が発揮される構造であるように設計されることが満足されれば、突出片と凹部の形状の設計はこの例示に限定されない。
係止構造は、側壁面に１〜複数設けることができる。同形状構造の係止構造を側壁の長手方向中央部あるいは三等分する位置の２カ所など左右反転しても同じ位置に来るようにすると、溝蓋の種類を少なくすることができ、製作、施工上有利である。
突出辺と凹部が接触する当接面は、鉛直方向に形成すると、当接横圧が水平に伝播し、強度上あるいは浮き上がり力などが発生せず、安全である。
突出片の基部に応力が集中するので、突出片の取り付け角度や、長さを変更することにより、強度設計を変更することができる。
係止構造は、リブに設けることが強度上望ましいが、表面板に設けることが可能である。従来例に示したリブから縁が庇状に表面板が延出されている場合は、係止構造が設けられた部分の縁を切り欠きを設けて、結合を容易にすることができる。

＜接触壁面＞
隣接する溝蓋が接触する側壁面は、鉛直方向に近づけることが好ましい。挟圧を受けた場合に、水平に圧力を受け、テーパがついていた場合のアーチ状の盛り上がりなどが防止できる。また、隣接溝蓋が互いに係合されていることにより、常に、密接していることとなり、一端に荷重が掛かり、他端が持ち上がろうとしても、隣接している溝蓋の側壁に接触して、持ち上がりが抑制されることとなる。この側壁の鉛直壁面は、壁面の一部でも良く、高さ方向もある程度の長さがあれば良く、必ずしも壁面全体である必要はない。この、鉛直壁同士の接触効果は、鉤形係止構造部の壁面でも生ずる機能である。また、係合によって隣接溝蓋同士が離反せず密接しているので、辺同士が接して、平面回動も抑制され、安定性が向上する。
模式的に示した図４の当接壁面を参考に説明すると、図４（ａ）は、横圧を受けても、鉛直面で受け止めるため、上向きの分力は発生し難いが、図４（ｂ）では、テーパが付いているので、挫屈するように上向きの分力が発生し、テーパ面同士が接触してアーチ状に盛り上がり、更に横圧が加わるとはじけるように分離して、溝蓋が溝から外れる危険が生ずる。この様な状態になると、脱輪や運転操作が不自由になり事故の危険が大きくなる。特に、横断溝では、このような危険性を少なくする必要性が高い。
鉛直壁面の角度は、設計や施工上の制約から現実的には、高さが２０〜７５ｍｍであって、テーパ（Δｄ）が０．０５〜０．６ｍｍ程度となるようにする。
図４（ｃ）、（ｄ）にテーパの状況を示す。図４（ｃ）は２段テーパとなっていて、テーパの高さｈ₁部分を鉛直に近づけるので、全高Ｈが大きくても緩テーパとすることができる。図４（ｄ）は、全高Ｈに渡って、同じテーパを設けている。具体的な目安は(1) ｈ₁又はＨ＝２０ｍｍのとき、テーパは０．０５ｍｍ≦Δｄ≦０．３ｍｍ、(2) ｈ₁又はＨ＝５０ｍｍのときテーパは０．２ｍｍ≦Δｄ≦０．５ｍｍ、(3) ｈ₁又はＨ＝７５ｍｍのときテーパは０．３ｍｍ≦Δｄ≦０．６ｍｍ程度とする。
したがって、連接される側壁面同士は直接接触することが好ましいので、表面から側壁を構成するリブは連続して形成されることが好ましい。
特に、鋳造法では、一般に型抜き勾配が設けられているので、リブにはテーパがついていることが多いが、本発明では、溝蓋の外壁面となる面は、鉛直に近づけ、内側面にテーパを大きくするなどして、型抜きに対する技術的な課題を克服する。また、テーパ付きのリブを基本としつつも、鉛直部を一部に設けること、あるいは、半柱状に複数本鉛直状に設けることも可能である。鉛直壁の高さは、溝の受け枠の形状から、２０〜７５ｍｍの範囲に構成され、係合隙間との関係にもよるが、２０〜３０ｍｍでも十分に機能させることができる。

＜施工＞
本発明の溝蓋は、上下に挿脱可能であるので、設置位置が決まっていれば、中間位置からでも施工が可能である。交通車両が多く、長時間交通止めができないような場所では特に有利である。メンテナンスも必要な箇所に限って実施可能であるので、短時間かつ容易である。
特に、三角形状の溝蓋は、三脚であるので、四本脚などと比較して、脚のガタツキは少なく、常に脚が接地していることから、静穏性が優れ、車両が通過する道路の横断溝に適しているので、施工性、メンテナンス性の向上は重要である。また、道路脇の側溝に比べて、車両の荷重を受ける頻度が高い横断溝の蓋にあっては、端部に荷重が掛かる機会も多く、他端の持ち上がり抑制効果、及び、隙間が空くことによる二輪車の脱輪や誤操作などの危険を防止するうえで有効に寄与する。
三角形状の場合は、底辺長５００ｍｍの二等辺三角形と底辺長２５０ｍｍの直角三角形を基本形状とすることが多い。この場合は、二等辺三角形の等辺部と直角三角形の斜辺部に係止構造を設けて、互いに連接施行する。Ｕ字溝などの溝は、メーター単位で製品化されていることが多く、横断車線は、２ｍ以上の幅があることが普通なので、二等辺三角形の溝蓋が７枚と直角三角形の溝蓋２枚で２ｍが構成されることとなる。
実施例として、この三角形状の溝蓋を例示する。

本実施例は二等辺三角形と直角三角形状の実施例である。
図１（ａ）は三角形状の溝蓋の平面図、図１（ｂ）はその裏面斜視図、図２は組み付けた施工図、図３（ａ）は表面側から見た係止部要部斜視図、図３（ｂ）は裏面側から見た係止部要部斜視図である。
溝蓋は、図１、２に示す如く、二等辺三角形状をなす主溝蓋Ａと、直角三角形状をなす副溝蓋Ｂとから構成されている。本実施例では、鋳鉄製である。
主溝蓋Ａは、鋳鉄製で二等辺三角形をなしており、裏面には二等辺三角形の各頂点の三点に脚片４が設けられていると共に、各脚片４間にはリブ５が設けられ鋳鉄製三点支持式（三角形）溝蓋を構成している。踏面をなす表面には裏面に貫通する排水用の透孔７が全面に多数設けられており、透孔７は六角形をなしそれがハニカム状に多数配置されている。
副溝蓋Ｂは、鋳鉄製で直角三角形をなしており、裏面には三角形の各頂点位置に脚片４が設けられていると共に、各脚片４間にはリブ５が設けられ、鋳鉄製三点支持式（三角形）溝蓋を構成している。表面には透孔７が設けられている。
斜辺部のリブは、表面から連続する側壁面を形成している。底辺に位置するリブは、斜辺部とは異なり、連続面には限られず、内側に位置させることも、波形に連続屈曲させることもできる。

鉤形係合部１は、鉤形係合突部１０と鉤形係合凹部（係合溝）２０及び挿通間隙３０とからなり、該鉤形係合部１は、図１、２に示すように、主溝蓋Ａでは、二等辺三角形の等辺をなす接合側辺６の各々の略中央に設けられており、また、副溝蓋Ｂでは直角三角形の斜辺をなす接合側辺６の略中央部に設けられている。鉤状係合部１は、接合側壁６１であるリブ５に鋳造によって形成されている。

鉤形係合突部１０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、平面視でＣ字状乃至はＬ字状をなすように突出形成されている。また、鉤形係合突部１０の側面は、溝蓋厚さ方向軸線に対して平行な垂直壁１０ａとして形成されており、上端は溝蓋表面高さと同位置にあり、下端はリブの高さ方向の中間位置に達する程度の高さに形成されている。
鉤形係合凹部（係合溝）２０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、鉤形係合突部１０の基端部から先端に向かって溝蓋の接合側辺６に形成されており、鉤形係合突部１０を収容する収容空所となる。本実施例では、リブ５を湾曲状に鉤形係合突部１０に対向して鋳造している。
挿通間隙３０は、鉤形係合突部１０の先端と鉤形係合凹部（係合溝）２０との開放間に形成されており、鉤形係合部１相互を係合したとき、鉤形係合突部１０の基部１１が挿通される間隙となる。

鉤形係合突部１０の外面は、溝蓋の厚さ方向軸線に対して平行な垂直壁面１０ａを有しており、該垂直壁面１０ａはまた湾曲面乃至は多角面の形状を呈するように形成されている。
鉤形係合凹部（係合溝）２０の内面は、溝蓋の厚さ方向軸線に対して平行な垂直壁面２０ａを有しており、該垂直壁面２０ａもまた鉤形係合突部１０の外面の添うように湾曲面乃至は多角面の形状を呈するように形成されている。

鉤形係合突部１０の垂直壁面１０ａ及び鉤形係合凹部（係合溝）２０の垂直壁面２０ａは、相手側の鉤形係合凹部（係合溝）２０の垂直壁面２０ａ又は鉤形係合突部１０の垂直壁面１０ａに対面状態で係合されている。そこで、車両走行時の衝撃で溝蓋が移動又は回動しようとしても側壁部同士の当接と、鉤形係合突部１０と鉤形係合凹部（係合溝）２０とが湾曲面乃至は多角面の対面部分が接触して溝蓋の移動や回動を阻止する抵抗によって、溝蓋は連結を保持し、位置と姿勢を維持する。
垂直壁面１０ａ、２０ａは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、湾曲した垂直壁面として形成されており、そのため壁面は垂直軸線方向に平行な複数の面を有している。平面であれば、特定方向からの作用力に対して最大の抵抗力を示しそれ以外の角度の作用力に対しては対抗力が漸減する。しかしながら、湾曲した垂直壁面として形成しているため、何れの方向の作用力に対しても略等しい抵抗力で安定的に対抗する。なお、垂直壁面10ａ，20ａは、側壁面６１のテーパとの関係で、型抜勾配を設ける必要が生ずることがあるので、製造技術上の制約の範囲内で、垂直に設けることが望ましい。その範囲は、図４（ｃ）（ｄ）の説明と同様である。
鉤形係合部１が形成されたリブ５の側壁面６１は、ほぼ鉛直形成して、隣接溝蓋同士の衝合が鉛直面で受けるように構成している。
本実施例は、鉤形係合によって、隣接溝蓋同士が密着して衝合し、離反しないので、溝蓋同士は水平回動も抑制され、端部の跳ね上がりも防止できる溝蓋の施工に寄与する。
なお、以上の例では、鉤形係合突部１０の基部が接合側辺６に対して、反時計回りで示す取り付け角度θが、小さい例を示したが、それよりも小さくすると、鉤形係合突部の取り付け強度を大きくし、耐久性を向上させることができる。そのバリエーション例を図７（ａ）と図７（ｂ）に示す。図７（ａ）は前者であり、図７（ｂ）は後者である。

本実施例では、２０００ｍｍのモジュール構成として、７枚の主溝蓋Ａと２枚の副溝蓋で構成された例が図２である。主溝蓋は底辺長が４５０ｍｍで頂角部が５０ｍｍであり、副溝蓋はそれぞれ半分である。斜辺長は、溝の幅によって変更される。実用化されているＵ字溝の幅は３００〜１０００ｍｍ程度である。
鉤形係合部１はまた、当接面が垂直壁に形成されているため、溝蓋をＵ字溝上で下降操作の所謂スライドさせるだけの簡単な作業で係合することができる。また溝の保守点検や改修工事を行うために溝蓋を取り外す際にも、溝蓋を上方へ持ち上げるという簡単な作業で取り外すことができる。

（ａ）主溝蓋の平面図、（ｂ）主溝蓋の裏面斜視図。 溝蓋組み付け図。 （ａ）鉤形係合部の表面側斜視図、（ｂ）鉤形係合部の裏面側斜視図。 （ａ）鉛直面衝合参考図、（ｂ）テーパ面衝合参考図、（ｃ）2段テーパ側壁面の図、（ｄ）全高周テーパ側壁面の図。 従来例の溝蓋を示す斜視図。 従来例の溝蓋をＵ字溝へ設置した平面図。 鉤形係合突部の取り付け状態の例、（ａ）係合突起の取り付け角度小の例、（ｂ）係合突起取り付け角度大の例。

符号の説明

Ａ 主溝蓋
Ｂ 副溝蓋
１ 鉤形係合部
１０ 鉤形係合突部
１０ａ 垂直壁面
１１ 基部
２０ 鉤形係合凹部（係合溝）
２０ａ 垂直壁面
３０ 挿通間隙
４ 脚片
５ リブ
６ 接合側辺
６１ 側壁面
７ 透孔
１００ 主溝蓋
２００ 副溝蓋
３００ 脚片
４００ 透孔
５００ 係止片

Claims (4)

1. 三角形状で、鋳鉄製の溝蓋において、隣接する溝蓋同士を係合する辺（脚片部を除く）に、鉤形状の係合突出部と該鉤形状の突出部を受容する鉤形状の凹部を設けた溝蓋であって、
   係合突出部と鉤形形状の凹部とは鉛直方向に自由に挿脱可能に形成されていることを特徴とする溝蓋。
2. 鉤形状の係合突出部と鉤形状の凹部の係合接触面が共に垂直壁面部を有していることを特徴とする請求項１記載の溝蓋。
3. 隣接する溝蓋同士を係合する辺が、辺の全長又は一部に垂直壁面部を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の溝蓋。
4. 三角形状の溝蓋が、２等辺三角形状の主溝蓋と、底辺が該主溝蓋の底辺の半分に相当する副溝蓋であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溝蓋。