地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造
【課題】車両通行により生じる蓋のガタツキと、蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を提供する。
【解決手段】地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)は、上方に向って拡径するように傾斜し、受枠2の内側周面(S2)の上部には、第1傾斜面2aが形成され、受枠2の内側周面(S2)の下部には、第2傾斜面2bが形成され、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく、蓋1の外側周面S1には、蓋1が受枠2に嵌め込まれた時に、受枠2の第1傾斜面2aおよび第2傾斜面2bのそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段としての上部角部(P1)および下部角部(P2)が形成されている。
【解決手段】地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)は、上方に向って拡径するように傾斜し、受枠2の内側周面(S2)の上部には、第1傾斜面2aが形成され、受枠2の内側周面(S2)の下部には、第2傾斜面2bが形成され、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく、蓋1の外側周面S1には、蓋1が受枠2に嵌め込まれた時に、受枠2の第1傾斜面2aおよび第2傾斜面2bのそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段としての上部角部(P1)および下部角部(P2)が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造、特に、車両通行により生じる蓋のガタツキと、蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、上下水道における地下構造物としての埋設管路への連絡口を開閉するために、地下構造物用蓋は、車道部分に埋設された受枠内に嵌め込まれている。
【0003】
このような地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造の一例が特許文献1(特開昭53−72357号公報)に開示されている。以下、この地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を従来嵌合構造といい、図面を参照しながら説明する。
【0004】
図10は、従来嵌合構造を示す断面図、図11は、従来嵌合構造を示す部分拡大断面図である。
【0005】
図10および図11に示すように、従来嵌合構造は、円形状の蓋3が嵌合する受枠4の内側周面(S4)は、上方に向って連続的に拡径するように傾斜し、蓋3の外側周面(S3)は、下方に向って連続的に縮径するように傾斜し、受枠4の内側周面(S4)の傾斜角度(θ7)と蓋3の外側周面(S3)の傾斜角度(θ8)とは等しく、5°から10°の範囲内であることからなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭53−72357号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述した従来嵌合構造によれば、荷重が蓋3にかかった場合には、受枠4の内側周面(S4)の傾斜角度(θ7)と蓋3の外側周面(S3)の傾斜角度(θ8)とが等しいので、蓋3は、受枠4に対して面接触により嵌合する。このように、くさび効果が発生することにより蓋3は、ガタツキを発生させることなく受枠4に設置される。
【0008】
しかし、設置環境等により大型車両が頻繁に通過するような状況において、過大な荷重が絶えず蓋3にかかった場合には、蓋3は、受枠4の傾斜した内側周面(S4)に沿って下方向に滑り落ちるために、蓋3が受枠4に過剰に食い込んでしまう。この蓋3の食い込みは、過大な荷重を受ければ受けるほど進行し、食い込みの進行に伴い受枠4の傾斜した内側周面(S4)と蓋3の外側周面(S3)との間のくさび効果が一層強くなる。この結果、蓋3が受枠4に強固に拘束されるので、人力で蓋3を開けるのが非常に困難になる。
【0009】
また、蓋3の過剰な食い込みを防止するために、受枠4の内側周面(S4)の下方部にストッパー5を形成し、過剰な食い込みが発生する前に蓋3の下面をストッパー5に当接させることもある。
【0010】
しかし、この場合、適正な食い込みとなる前に蓋3がストッパー5に当接することになるので、蓋3は、受枠4に対して、くさび効果による拘束が低く、いわゆる、平受けに近い状態となる。この結果、荷重がかかった時には、平受け部において蓋3と受枠4が強く接触すると同時に、この接触時の衝撃により蓋3のズリ上がりも発生する。
【0011】
荷重が連続的にかかる状況になると、強い接触による衝撃とズリ上がりが絶えず発生することになるので、平受け部や受枠4の内側周面(S4)、蓋3の外側周面(S3)に摩耗が生じ、この結果、蓋3のガタツキが発生する。仮に、荷重がかかった状態でも蓋3が当接しない高さにストッパー5を形成した場合には、前述したように、人力で蓋3を開けるのが困難な状態にまで蓋3が食い込んでしまう。
【0012】
荷重は、車両通行等により設置場所によって様々な条件となるため、予め形成されたストッパー5で全ての蓋に対してガタツキを起こさずに蓋3の沈み込みを確実に防止することは極めて困難である。
【0013】
さらに、蓋3の端部に局所的に荷重がかかった場合、すなわち、蓋3に偏荷重がかかった場合、荷重がかかった側の蓋3の端部は、受枠4の内側周面(S4)を滑り落ち、蓋3の反対側の端部は、受枠4の内側周面(S4)をズリ上がるために、蓋3は、受枠4に対して斜めに嵌合することになる。荷重のかかり具合が車両のタイヤの転がりと考えた場合には、蓋3の上面をタイヤが転がっていくために、蓋3の滑り落ちとズリ上がりの両現象が交互に連続して発生することになる。この結果、前記両現象が生じた蓋3と受枠4の接触部分のみが摩耗するので、蓋3は、摩耗していない部分を軸としてガタつくことになる。
【0014】
従って、この発明の目的は、車両通行により生じる蓋のガタツキと蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。
【0016】
請求項1に記載の発明は、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記蓋が嵌め込まれる前記受枠の内側周面は、上方に向って拡径するように傾斜し、前記受枠の前記内側周面の上部には、第1傾斜面が形成され、前記受枠の前記内側周面の下部には、第2傾斜面が形成され、前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく、前記蓋の外側周面には、前記蓋が前記受枠に嵌め込まれた時に、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段が形成されていることに特徴を有するものである。
【0017】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記塑性変形手段は、前記蓋の外側周面の上部と下部に形成され、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれに線接触する角部からなっていることを特徴ことに特徴を有するものである。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記受枠の前記内側周面の最下部には、第3傾斜面が形成され、前記第3傾斜面の傾斜角度(θ3)は、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きいことに特徴を有するものである。
【0019】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1つに記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記受枠の前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内であり、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内であることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明によれば、蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が嵌め込まれる受枠の内側周面の上部に第1傾斜面を形成し、受枠の内側周面の下部に第2傾斜面を形成し、第1傾斜面の傾斜角度を第2傾斜面の傾斜角度より大きく形成し、蓋の外側周面の上部に、第1傾斜面と線接触する上部角部を形成し、蓋の外側周面の下部に、第2傾斜面と線接触する下部角部を形成することによって、蓋に荷重がかかった場合に上部および下部角部により受枠の内側周面を塑性変形させ、かくして、車両通行により生じる蓋のガタツキと、蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる。しかも、蓋のガタツキは、第1傾斜面の傾斜角度を第2傾斜面の傾斜角度より大きく形成することによって、さらに確実に防止することができる。
【0021】
また、受枠の内側周面の最下部に、第3傾斜面を形成し、第3傾斜面の傾斜角度(θ3)を、受枠の第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、蓋が斜めに受枠内に沈み込んだ場合であっても、蓋の下部角部が第3傾斜面に接触する結果、受枠の内側周面の塑性変形が生じて、蓋の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を示す部分断面図である。
【図2】内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が水平に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図3】内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が斜めに嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図4】この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が受枠に斜めに嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図5】地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が斜めに嵌合した状態を示す一部省略断面図である。
【図6】受枠の内側周面の最下部に第3傾斜面を形成しない、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が斜めに受枠に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図7】受枠の内側周面の最下部に第3傾斜面を形成した、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が斜めに受枠に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図8】図1のA部拡大図である。
【図9】図8のB部拡大図である。
【図10】従来嵌合構造を示す断面図である。
【図11】従来嵌合構造を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【0024】
図1は、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を示す部分断面図である。
【0025】
図1に示すように、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造は、円形状の蓋1と受枠2との嵌合構造において、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)は、上方に向って連続的に拡径するように傾斜し、内側周面(S2)の上部には、第1傾斜面2aが形成され、受枠2の内側周面(S2)の下部には、第2傾斜面2bが形成されている。第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成されている。なお、傾斜角度とは、受枠2の内側周面(S2)と受枠2の軸線とのなす角度である。
【0026】
この発明において、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aと第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を第2傾斜面2bの傾斜角度より大きく形成した理由を説明する。
【0027】
図2に示すように、受枠2の内側周面(S2)が同一の傾斜角度で傾斜していて、蓋1に垂直方向に荷重がかかり(図2中矢印で示す)、蓋1が水平状態で受枠2内に沈み込む場合には、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ4)となる。
【0028】
また、図3に示すように、受枠2の内側周面(S2)が同一の傾斜角度で傾斜していて、蓋1に斜め方向に荷重がかかり(図3中矢印で示す)、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込む場合には、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ5)となり、図2の場合の角度(θ4)に比べて小さくなる。この結果、塑性変形により受枠2の内側周面(S2)に形成される棚部(H)の幅が狭くなり、蓋1の過剰な食い込みの防止効果が小さくなる。棚部(H)については、後述する。
【0029】
これに対して、図4に示すように、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を、図2および図3の傾斜角度に比べて大きく形成した場合において、蓋1に斜め方向に荷重がかかり(図4中矢印で示す)、蓋1が斜めに受枠2に沈み込んだときの、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ6)となる。この角度(θ6)は、図3の角度(θ5)より大きく、図2の蓋1が水平に沈み込んだ場合の角度(θ4)と同等かそれ以上の大きな角度となる。この結果、棚部(H)の幅が広くなり、蓋1の過剰な食い込みの防止効果を向上させることができる。
【0030】
また、図5に示すように、受枠2の内側周面(S2)が、この発明における受枠2の第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)と同一の傾斜角度で傾斜している場合において、蓋1の端部(E)に荷重がかかり、端部(E)が集中的に受枠2内に沈み込むときには、荷重がかかった側と反対側の蓋1の端部(F)が浮き上がり、受枠2から抜け出す現象が生じる。
【0031】
しかし、蓋1の後述する下部角部(P2)が当接する、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度を小さくすることによって、蓋1の端部の抜け出し現象を抑制することができる。すなわち、図5中、X方向に第2傾斜面2bを寝かせて、第2傾斜面2bの傾斜角度を大きくするほど、蓋1の端部の抜け出し現象が生じやすく、図5中、Y方向に第2傾斜面2bを起こして、第2傾斜面2bの傾斜角度を小さくするほど、蓋1の端部の抜け出し現象が生じにくくなる。
【0032】
従って、この発明では、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aと第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を第2傾斜面2bの傾斜角度より大きく形成した。
【0033】
第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内が好ましい。受枠2の剛性は、受枠2の下部より上部の方が低いので、受枠2は、外側に変形しやすい。傾斜角度(θ1)が8°未満では、後述する蓋の角部により受枠2の内側周面(S2)が塑性変形した際の棚部(H)が形成されにくい。一方、傾斜角度(θ1)が18°を超えると、枠2の内側周面(S2)が塑性変形した際に形成される面接触部(K)が形成されにくい。従って、この発明において、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内が好ましい。
【0034】
第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内が好ましい。傾斜角度(θ2)が5°未満では、上記棚部(H)が形成されにくい。一方、傾斜角度(θ2)が10°を超えると、蓋1が斜めになるように蓋1に荷重がかかった場合、上述したように、荷重がかかった側と反対側の蓋1の端部が浮き上がりやすく、蓋1がガタツキやすくなる。従って、この発明において、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内が好ましい。
【0035】
蓋1の外側周面(S1)には、蓋1の高さ方向の上部および下部の2箇所において、蓋1が受枠2に嵌め込まれた時に、受枠2の内側周面(S2)の一部を塑性変形させる塑性変形手段としての上部角部(P1)、下部角部(P2)が外側周面(S1)の全周に亘り形成されている。上部角部(P1)は、受枠2の内側周面(S2)の第1傾斜面2aと当接し、下部角部(P2)は、受枠2の内側周面(S2)の第2傾斜面2bと当接する。
【0036】
なお、上部角部(P1)および下部角部(P2)を蓋1の外側周面(S1)の全周に亘り形成せずに、外側周面(S1)の周方向に断続的に形成しても良い。
【0037】
図6に示すように、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込む場合、沈み込み側の蓋1の上部角部(P1)は、受枠2の第1傾斜面2aに接触するが、下部角部(P1)は、受枠2の第2傾斜面2bに接触しない場合がある。この場合、蓋1が水平状態で沈み込むときよりも荷重が上部角部(P1)に集中するので、上部角部(P1)の接触だけでは荷重を受けることができないおそれがある。
【0038】
この問題は、図7に示すように、受枠2の内側周面(S2)の最下部に、第3傾斜面2cを形成し、第3傾斜面2cの傾斜角度(θ3)を、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって解決できる。すなわち、第3傾斜面2cを形成することによって、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込んだ場合、蓋1の下部角部(P2)が第3傾斜面2cに接触する結果、受枠2の内側周面(S2)の塑性変形が生じて、蓋1の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【0039】
このように構成されている、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造によれば、蓋1が受枠2内に嵌め込まれると、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とは、角部(P1)、(P2)の2箇所において線接触する。さらに蓋1に荷重がかかると、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とが2箇所の角部(P1)、(P2)において塑性変形を起し、蓋1が受枠2に食い込む。
【0040】
例えば、角部P2が受枠2に食い込むと、図8および図9に示すように、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とは、図8および図9中、(K)で示すように、わずかな範囲であるが面接触する。この現象は、角部(P1)においても基本的には同様に生じる。
【0041】
また、図9に示すように、面接触部(K)の下部には、受枠2の内側周面(S2)の傾斜角度(θ2)よりも大きく、水平に近い角度の棚部(H)が形成される。このため、この棚部(H)がストッパーとなることにより蓋1の沈み込みによる過剰な食い込みを防止することができる。
【0042】
さらに、わずかな面接触部(K)においても、蓋1が受枠2に対して支持されることになる。この結果、蓋1に荷重がかかっても、蓋1は、それ以上、受枠2に食い込まず、しかも、車両の走行により蓋1に偏荷重がかかっても、蓋1のガタツキは生じない。
【0043】
この塑性変形により形成される面接触部(K)および棚部(H)は、設置場所で受ける荷重の大きさによって適度な形状が形成される。そのため、予めストッパーが形成された従来技術とは異なり、様々な設置場所に対応することが可能となる。
【0044】
また、上記効果を生じさせるためには、蓋1の材質を受枠2の材質より硬くすると良い。例えば、蓋1の材質をFCD700、受枠2の材質をFCD600とする。
【0045】
以上説明したように、この発明によれば、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)の上部に第1傾斜面2aを形成し、受枠2の内側周面(S2)の下部に第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)を第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成し、蓋1の外側周面(S1)の上部に、第1傾斜面2aと線接触する上部角部(P1)を形成し、蓋1の外側周面(S1)の下部に、第2傾斜面2bと線接触する下部角部(P2)を形成することによって、蓋1に荷重がかかった場合に上部および下部角部(P1)、(P2)により受枠2の内側周面(S2)を塑性変形させ、かくして、車両通行により生じる蓋1のガタツキと、蓋1の受枠2への過剰な食い込みを確実に防止することができる。しかも、蓋1のガタツキは、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)を第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、さらに確実に防止することができる。
【0046】
また、受枠2の内側周面(S2)の最下部に、第3傾斜面2cを形成し、第3傾斜面2cの傾斜角度(θ3)を、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込んだ場合であっても、蓋1の下部角部(P2)が第3傾斜面2cに接触する結果、受枠2の内側周面(S2)の塑性変形が生じて、蓋1の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【符号の説明】
【0047】
1:蓋
2:受枠
2a:第1傾斜面
2b:第2傾斜面
2c:第3傾斜面
3:従来嵌合構造の蓋
4:従来嵌合構造の受枠
5:従来嵌合構造のストッパー
S1:蓋の外側周面
S2:受枠の内側周面
S3:従来嵌合構造の蓋の外側周面
S4:従来嵌合構造の受枠の内側周面
P1:上部角部
P2:下部角部
K:面接触部
H:棚部
【技術分野】
【0001】
この発明は、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造、特に、車両通行により生じる蓋のガタツキと、蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、上下水道における地下構造物としての埋設管路への連絡口を開閉するために、地下構造物用蓋は、車道部分に埋設された受枠内に嵌め込まれている。
【0003】
このような地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造の一例が特許文献1(特開昭53−72357号公報)に開示されている。以下、この地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を従来嵌合構造といい、図面を参照しながら説明する。
【0004】
図10は、従来嵌合構造を示す断面図、図11は、従来嵌合構造を示す部分拡大断面図である。
【0005】
図10および図11に示すように、従来嵌合構造は、円形状の蓋3が嵌合する受枠4の内側周面(S4)は、上方に向って連続的に拡径するように傾斜し、蓋3の外側周面(S3)は、下方に向って連続的に縮径するように傾斜し、受枠4の内側周面(S4)の傾斜角度(θ7)と蓋3の外側周面(S3)の傾斜角度(θ8)とは等しく、5°から10°の範囲内であることからなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭53−72357号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述した従来嵌合構造によれば、荷重が蓋3にかかった場合には、受枠4の内側周面(S4)の傾斜角度(θ7)と蓋3の外側周面(S3)の傾斜角度(θ8)とが等しいので、蓋3は、受枠4に対して面接触により嵌合する。このように、くさび効果が発生することにより蓋3は、ガタツキを発生させることなく受枠4に設置される。
【0008】
しかし、設置環境等により大型車両が頻繁に通過するような状況において、過大な荷重が絶えず蓋3にかかった場合には、蓋3は、受枠4の傾斜した内側周面(S4)に沿って下方向に滑り落ちるために、蓋3が受枠4に過剰に食い込んでしまう。この蓋3の食い込みは、過大な荷重を受ければ受けるほど進行し、食い込みの進行に伴い受枠4の傾斜した内側周面(S4)と蓋3の外側周面(S3)との間のくさび効果が一層強くなる。この結果、蓋3が受枠4に強固に拘束されるので、人力で蓋3を開けるのが非常に困難になる。
【0009】
また、蓋3の過剰な食い込みを防止するために、受枠4の内側周面(S4)の下方部にストッパー5を形成し、過剰な食い込みが発生する前に蓋3の下面をストッパー5に当接させることもある。
【0010】
しかし、この場合、適正な食い込みとなる前に蓋3がストッパー5に当接することになるので、蓋3は、受枠4に対して、くさび効果による拘束が低く、いわゆる、平受けに近い状態となる。この結果、荷重がかかった時には、平受け部において蓋3と受枠4が強く接触すると同時に、この接触時の衝撃により蓋3のズリ上がりも発生する。
【0011】
荷重が連続的にかかる状況になると、強い接触による衝撃とズリ上がりが絶えず発生することになるので、平受け部や受枠4の内側周面(S4)、蓋3の外側周面(S3)に摩耗が生じ、この結果、蓋3のガタツキが発生する。仮に、荷重がかかった状態でも蓋3が当接しない高さにストッパー5を形成した場合には、前述したように、人力で蓋3を開けるのが困難な状態にまで蓋3が食い込んでしまう。
【0012】
荷重は、車両通行等により設置場所によって様々な条件となるため、予め形成されたストッパー5で全ての蓋に対してガタツキを起こさずに蓋3の沈み込みを確実に防止することは極めて困難である。
【0013】
さらに、蓋3の端部に局所的に荷重がかかった場合、すなわち、蓋3に偏荷重がかかった場合、荷重がかかった側の蓋3の端部は、受枠4の内側周面(S4)を滑り落ち、蓋3の反対側の端部は、受枠4の内側周面(S4)をズリ上がるために、蓋3は、受枠4に対して斜めに嵌合することになる。荷重のかかり具合が車両のタイヤの転がりと考えた場合には、蓋3の上面をタイヤが転がっていくために、蓋3の滑り落ちとズリ上がりの両現象が交互に連続して発生することになる。この結果、前記両現象が生じた蓋3と受枠4の接触部分のみが摩耗するので、蓋3は、摩耗していない部分を軸としてガタつくことになる。
【0014】
従って、この発明の目的は、車両通行により生じる蓋のガタツキと蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。
【0016】
請求項1に記載の発明は、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記蓋が嵌め込まれる前記受枠の内側周面は、上方に向って拡径するように傾斜し、前記受枠の前記内側周面の上部には、第1傾斜面が形成され、前記受枠の前記内側周面の下部には、第2傾斜面が形成され、前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく、前記蓋の外側周面には、前記蓋が前記受枠に嵌め込まれた時に、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段が形成されていることに特徴を有するものである。
【0017】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記塑性変形手段は、前記蓋の外側周面の上部と下部に形成され、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれに線接触する角部からなっていることを特徴ことに特徴を有するものである。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記受枠の前記内側周面の最下部には、第3傾斜面が形成され、前記第3傾斜面の傾斜角度(θ3)は、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きいことに特徴を有するものである。
【0019】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1つに記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、前記受枠の前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内であり、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内であることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明によれば、蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が嵌め込まれる受枠の内側周面の上部に第1傾斜面を形成し、受枠の内側周面の下部に第2傾斜面を形成し、第1傾斜面の傾斜角度を第2傾斜面の傾斜角度より大きく形成し、蓋の外側周面の上部に、第1傾斜面と線接触する上部角部を形成し、蓋の外側周面の下部に、第2傾斜面と線接触する下部角部を形成することによって、蓋に荷重がかかった場合に上部および下部角部により受枠の内側周面を塑性変形させ、かくして、車両通行により生じる蓋のガタツキと、蓋の受枠への過剰な食い込みを確実に防止することができる。しかも、蓋のガタツキは、第1傾斜面の傾斜角度を第2傾斜面の傾斜角度より大きく形成することによって、さらに確実に防止することができる。
【0021】
また、受枠の内側周面の最下部に、第3傾斜面を形成し、第3傾斜面の傾斜角度(θ3)を、受枠の第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、蓋が斜めに受枠内に沈み込んだ場合であっても、蓋の下部角部が第3傾斜面に接触する結果、受枠の内側周面の塑性変形が生じて、蓋の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を示す部分断面図である。
【図2】内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が水平に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図3】内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が斜めに嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図4】この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が受枠に斜めに嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図5】地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、内側周面の傾斜角度が同一角度の受枠に蓋が斜めに嵌合した状態を示す一部省略断面図である。
【図6】受枠の内側周面の最下部に第3傾斜面を形成しない、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が斜めに受枠に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図7】受枠の内側周面の最下部に第3傾斜面を形成した、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、蓋が斜めに受枠に嵌合した状態を示す部分断面図である。
【図8】図1のA部拡大図である。
【図9】図8のB部拡大図である。
【図10】従来嵌合構造を示す断面図である。
【図11】従来嵌合構造を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【0024】
図1は、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造を示す部分断面図である。
【0025】
図1に示すように、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造は、円形状の蓋1と受枠2との嵌合構造において、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)は、上方に向って連続的に拡径するように傾斜し、内側周面(S2)の上部には、第1傾斜面2aが形成され、受枠2の内側周面(S2)の下部には、第2傾斜面2bが形成されている。第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成されている。なお、傾斜角度とは、受枠2の内側周面(S2)と受枠2の軸線とのなす角度である。
【0026】
この発明において、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aと第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を第2傾斜面2bの傾斜角度より大きく形成した理由を説明する。
【0027】
図2に示すように、受枠2の内側周面(S2)が同一の傾斜角度で傾斜していて、蓋1に垂直方向に荷重がかかり(図2中矢印で示す)、蓋1が水平状態で受枠2内に沈み込む場合には、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ4)となる。
【0028】
また、図3に示すように、受枠2の内側周面(S2)が同一の傾斜角度で傾斜していて、蓋1に斜め方向に荷重がかかり(図3中矢印で示す)、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込む場合には、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ5)となり、図2の場合の角度(θ4)に比べて小さくなる。この結果、塑性変形により受枠2の内側周面(S2)に形成される棚部(H)の幅が狭くなり、蓋1の過剰な食い込みの防止効果が小さくなる。棚部(H)については、後述する。
【0029】
これに対して、図4に示すように、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を、図2および図3の傾斜角度に比べて大きく形成した場合において、蓋1に斜め方向に荷重がかかり(図4中矢印で示す)、蓋1が斜めに受枠2に沈み込んだときの、荷重の方向と受枠2の傾斜面とのなす角度は、(θ6)となる。この角度(θ6)は、図3の角度(θ5)より大きく、図2の蓋1が水平に沈み込んだ場合の角度(θ4)と同等かそれ以上の大きな角度となる。この結果、棚部(H)の幅が広くなり、蓋1の過剰な食い込みの防止効果を向上させることができる。
【0030】
また、図5に示すように、受枠2の内側周面(S2)が、この発明における受枠2の第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)と同一の傾斜角度で傾斜している場合において、蓋1の端部(E)に荷重がかかり、端部(E)が集中的に受枠2内に沈み込むときには、荷重がかかった側と反対側の蓋1の端部(F)が浮き上がり、受枠2から抜け出す現象が生じる。
【0031】
しかし、蓋1の後述する下部角部(P2)が当接する、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度を小さくすることによって、蓋1の端部の抜け出し現象を抑制することができる。すなわち、図5中、X方向に第2傾斜面2bを寝かせて、第2傾斜面2bの傾斜角度を大きくするほど、蓋1の端部の抜け出し現象が生じやすく、図5中、Y方向に第2傾斜面2bを起こして、第2傾斜面2bの傾斜角度を小さくするほど、蓋1の端部の抜け出し現象が生じにくくなる。
【0032】
従って、この発明では、受枠2の内側周面(S2)に第1傾斜面2aと第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度を第2傾斜面2bの傾斜角度より大きく形成した。
【0033】
第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内が好ましい。受枠2の剛性は、受枠2の下部より上部の方が低いので、受枠2は、外側に変形しやすい。傾斜角度(θ1)が8°未満では、後述する蓋の角部により受枠2の内側周面(S2)が塑性変形した際の棚部(H)が形成されにくい。一方、傾斜角度(θ1)が18°を超えると、枠2の内側周面(S2)が塑性変形した際に形成される面接触部(K)が形成されにくい。従って、この発明において、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内が好ましい。
【0034】
第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内が好ましい。傾斜角度(θ2)が5°未満では、上記棚部(H)が形成されにくい。一方、傾斜角度(θ2)が10°を超えると、蓋1が斜めになるように蓋1に荷重がかかった場合、上述したように、荷重がかかった側と反対側の蓋1の端部が浮き上がりやすく、蓋1がガタツキやすくなる。従って、この発明において、第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内が好ましい。
【0035】
蓋1の外側周面(S1)には、蓋1の高さ方向の上部および下部の2箇所において、蓋1が受枠2に嵌め込まれた時に、受枠2の内側周面(S2)の一部を塑性変形させる塑性変形手段としての上部角部(P1)、下部角部(P2)が外側周面(S1)の全周に亘り形成されている。上部角部(P1)は、受枠2の内側周面(S2)の第1傾斜面2aと当接し、下部角部(P2)は、受枠2の内側周面(S2)の第2傾斜面2bと当接する。
【0036】
なお、上部角部(P1)および下部角部(P2)を蓋1の外側周面(S1)の全周に亘り形成せずに、外側周面(S1)の周方向に断続的に形成しても良い。
【0037】
図6に示すように、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込む場合、沈み込み側の蓋1の上部角部(P1)は、受枠2の第1傾斜面2aに接触するが、下部角部(P1)は、受枠2の第2傾斜面2bに接触しない場合がある。この場合、蓋1が水平状態で沈み込むときよりも荷重が上部角部(P1)に集中するので、上部角部(P1)の接触だけでは荷重を受けることができないおそれがある。
【0038】
この問題は、図7に示すように、受枠2の内側周面(S2)の最下部に、第3傾斜面2cを形成し、第3傾斜面2cの傾斜角度(θ3)を、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって解決できる。すなわち、第3傾斜面2cを形成することによって、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込んだ場合、蓋1の下部角部(P2)が第3傾斜面2cに接触する結果、受枠2の内側周面(S2)の塑性変形が生じて、蓋1の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【0039】
このように構成されている、この発明の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造によれば、蓋1が受枠2内に嵌め込まれると、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とは、角部(P1)、(P2)の2箇所において線接触する。さらに蓋1に荷重がかかると、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とが2箇所の角部(P1)、(P2)において塑性変形を起し、蓋1が受枠2に食い込む。
【0040】
例えば、角部P2が受枠2に食い込むと、図8および図9に示すように、蓋1の外側周面(S1)と受枠2の内側周面(S2)とは、図8および図9中、(K)で示すように、わずかな範囲であるが面接触する。この現象は、角部(P1)においても基本的には同様に生じる。
【0041】
また、図9に示すように、面接触部(K)の下部には、受枠2の内側周面(S2)の傾斜角度(θ2)よりも大きく、水平に近い角度の棚部(H)が形成される。このため、この棚部(H)がストッパーとなることにより蓋1の沈み込みによる過剰な食い込みを防止することができる。
【0042】
さらに、わずかな面接触部(K)においても、蓋1が受枠2に対して支持されることになる。この結果、蓋1に荷重がかかっても、蓋1は、それ以上、受枠2に食い込まず、しかも、車両の走行により蓋1に偏荷重がかかっても、蓋1のガタツキは生じない。
【0043】
この塑性変形により形成される面接触部(K)および棚部(H)は、設置場所で受ける荷重の大きさによって適度な形状が形成される。そのため、予めストッパーが形成された従来技術とは異なり、様々な設置場所に対応することが可能となる。
【0044】
また、上記効果を生じさせるためには、蓋1の材質を受枠2の材質より硬くすると良い。例えば、蓋1の材質をFCD700、受枠2の材質をFCD600とする。
【0045】
以上説明したように、この発明によれば、蓋1が嵌め込まれる受枠2の内側周面(S2)の上部に第1傾斜面2aを形成し、受枠2の内側周面(S2)の下部に第2傾斜面2bを形成し、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)を第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成し、蓋1の外側周面(S1)の上部に、第1傾斜面2aと線接触する上部角部(P1)を形成し、蓋1の外側周面(S1)の下部に、第2傾斜面2bと線接触する下部角部(P2)を形成することによって、蓋1に荷重がかかった場合に上部および下部角部(P1)、(P2)により受枠2の内側周面(S2)を塑性変形させ、かくして、車両通行により生じる蓋1のガタツキと、蓋1の受枠2への過剰な食い込みを確実に防止することができる。しかも、蓋1のガタツキは、第1傾斜面2aの傾斜角度(θ1)を第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、さらに確実に防止することができる。
【0046】
また、受枠2の内側周面(S2)の最下部に、第3傾斜面2cを形成し、第3傾斜面2cの傾斜角度(θ3)を、受枠2の第2傾斜面2bの傾斜角度(θ2)より大きく形成することによって、蓋1が斜めに受枠2内に沈み込んだ場合であっても、蓋1の下部角部(P2)が第3傾斜面2cに接触する結果、受枠2の内側周面(S2)の塑性変形が生じて、蓋1の過剰な沈み込みとガタツキを防止することができる。
【符号の説明】
【0047】
1:蓋
2:受枠
2a:第1傾斜面
2b:第2傾斜面
2c:第3傾斜面
3:従来嵌合構造の蓋
4:従来嵌合構造の受枠
5:従来嵌合構造のストッパー
S1:蓋の外側周面
S2:受枠の内側周面
S3:従来嵌合構造の蓋の外側周面
S4:従来嵌合構造の受枠の内側周面
P1:上部角部
P2:下部角部
K:面接触部
H:棚部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、
前記蓋が嵌め込まれる前記受枠の内側周面は、上方に向って拡径するように傾斜し、前記受枠の前記内側周面の上部には、第1傾斜面が形成され、前記受枠の前記内側周面の下部には、第2傾斜面が形成され、前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく、前記蓋の外側周面には、前記蓋が前記受枠に嵌め込まれた時に、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段が形成されていることを特徴とする、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項2】
前記塑性変形手段は、前記蓋の外側周面の上部と下部に形成され、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれに線接触する角部からなっていることを特徴とする、請求項1に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項3】
前記受枠の前記内側周面の最下部には、第3傾斜面が形成され、前記第3傾斜面の傾斜角度(θ3)は、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項4】
前記受枠の前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内であり、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内であることを特徴とする、請求項1から3の何れか1つに記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項1】
地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造において、
前記蓋が嵌め込まれる前記受枠の内側周面は、上方に向って拡径するように傾斜し、前記受枠の前記内側周面の上部には、第1傾斜面が形成され、前記受枠の前記内側周面の下部には、第2傾斜面が形成され、前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きく、前記蓋の外側周面には、前記蓋が前記受枠に嵌め込まれた時に、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれの一部を塑性変形させる塑性変形手段が形成されていることを特徴とする、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項2】
前記塑性変形手段は、前記蓋の外側周面の上部と下部に形成され、前記受枠の前記第1傾斜面および前記第2傾斜面のそれぞれに線接触する角部からなっていることを特徴とする、請求項1に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項3】
前記受枠の前記内側周面の最下部には、第3傾斜面が形成され、前記第3傾斜面の傾斜角度(θ3)は、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)より大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【請求項4】
前記受枠の前記第1傾斜面の傾斜角度(θ1)は、8°から18°の範囲内であり、前記受枠の前記第2傾斜面の傾斜角度(θ2)は、5°から10°の範囲内であることを特徴とする、請求項1から3の何れか1つに記載の、地下構造物用蓋と受枠との嵌合構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2013−7198(P2013−7198A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−140344(P2011−140344)
【出願日】平成23年6月24日(2011.6.24)
【出願人】(000231877)日本鋳鉄管株式会社 (48)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月24日(2011.6.24)
【出願人】(000231877)日本鋳鉄管株式会社 (48)
【Fターム(参考)】
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