JP4473759B2 - 溝蓋 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
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