JP2954933B2

JP2954933B2 - マンホールふた

Info

Publication number: JP2954933B2
Application number: JP10211492A
Authority: JP
Inventors: 浩史川瀬
Original assignee: HOKUKYASUTO KK
Current assignee: HOKUKYASUTO KK
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2018-07-27
Also published as: JPH11190037A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマンホールふたに関
する。

【０００２】

【従来の技術】大型車両が通過する道路上に設置される
マンホールふたは、高剛性が要求される。例えば、道路
一般が主な使用場所である球状黒鉛鋳鉄製のマンホール
ふたは、ＪＩＳＡ５５０６（下水道マンホールふ
た）によれば、試験荷重 210kNにおいて、たわみが 2.2
mm以下、残留たわみが 0.1mmの高剛性が要求されてい
る。また、社団法人日本下水道協会規格であるＪＳＷＡ
ＳＧ−４（下水道用鋳鉄製マンホールふた）によれ
ば、口径 600mmの場合のＴ−２５においては 700kNの荷
重をかけて「割れ」および「ひび」のないことが求めら
れている。従来、このような要求特性に適合させるた
め、マンホールふたの裏面には、井桁形状のリブが一体
鋳造されている。従来のリブの形状を図７に示す。図７
（ａ）はマンホールふたの裏面図、図７（ｂ）は、Ａ−
Ａ断面図である。リブ１は、地板であるふた本体２の補
強を目的に一体鋳造されている。リブ１を設けることに
より、マンホールふたの残留たわみ性および強度が向上
する。一方、比較的強度の低いねずみ鋳鉄製マンホール
ふたに対するリブとして、円周上から放射状の直線を有
する放射状リブが知られている（伊藤哲男著、「マンホ
ール鉄蓋」、３５頁、東京出版センター、昭和４２年発
行）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
井桁形状のリブが一体鋳造された球状黒鉛鋳鉄製のマン
ホールふたの場合、特にＴ−２５の大型のマンホールふ
たの場合、次のような問題がある。第一に、マンホール
ふたの重量が重くなるという問題がある。例えば口径 6
00mmのＴ−２５の場合、平均約 46kg もの重さがある。
このため、敷設現場までの輸送コストがかかり、また敷
設自体が非常に困難となる。敷設用の装置を用いても、
その装置自体が大型とならざるを得ないという問題があ
る。

【０００４】第二に、球状黒鉛鋳鉄製マンホールふた
は、井桁形状の場合、リブが直角に交差する部分などで
気泡巣、引け巣と呼ばれる中空部が発生しやすくなるた
め、マンホールふたへの応力が全てリブにかかるという
問題がある。このため、マンホールふたの破壊実験を行
うと、殆どリブで割れや破壊が生じてしまうという問題
がある。

【０００５】第三に、井桁形状の球状黒鉛鋳鉄製マンホ
ールを製造する場合、球状処理を行った溶湯は井桁の交
差部で湯流れが均一とならず、ノロが溜まり易くなる。
このため生産性が向上しないという問題がある。

【０００６】また、ねずみ鋳鉄に比較して、引張強度が
強く、また靭性に富む球状黒鉛鋳鉄を使用したマンホー
ルふたに対するリブとその強度に関する検討はなされて
いないという問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、軽量で、かつ強度に優れ、また、生
産性に優れた球状黒鉛鋳鉄製マンホールふたを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のマンホールふた
は、ふた本体の裏面にリブを有する球状黒鉛鋳鉄製のマ
ンホールふたであって、該リブが、ふた本体と同一中心
を有して配置される六角形状リブと、この六角形状の各
頂点よりふた本体周縁方向に向かって放射状に配置され
る直線状リブとからなることを特徴とする。

【０００９】本発明において、球状黒鉛鋳鉄とは、 80
％以上の黒鉛球状化率を有し、引張強さが 400N/mm²以
上、好ましくは 700N/mm²以上、伸びが 5〜25％、好ま
しくは5〜12％ある鋳鉄をいう。

【００１０】従来、球状黒鉛鋳鉄製マンホールふたの機
械的強度を上げるにはリブつきふたが一番適していると
考えられ、また、マンホールふたが球状黒鉛鋳鉄製とな
ってからリブの形状は井桁の形状が最適と考えられてき
た。しかし、鋳鉄の場合、リブの補強効果の評価及び寸
法、位置、形状についてはその非弾性的な力学的挙動を
考慮しなければならないために、理論的に確立されてい
ない。このため、強度を上げるためにリブが付加され、
荷重条件が厳しくなるたびにリブの高さが高くなりその
肉厚も厚くなってきている。

【００１１】本発明者は、球状黒鉛鋳鉄製マンホールふ
たにおけるリブの形状、その破壊の現象等を理論・実験
により検討したところ、井桁形状に代わり六角形放射状
リブとした場合に、球状黒鉛鋳鉄製マンホールふたの破
壊現象が従来と異なることを見いだした。すなわち、従
来の井桁形状の球状黒鉛鋳鉄製マンホールふたの場合、
その大部分が、荷重が集中するリブの先端で破壊が起こ
ってしまうのに対して、六角形放射状リブとした場合、
井桁形状のリブに比較して、リブ部分においては殆ど破
壊しないことを見いだした。また、歪み測定の結果、リ
ブの各部分におけるたわみ量がほぼ均一であることを見
いだした。本発明は、このような知見に基づきなされた
もので、六角形放射状リブとすることにより、球状黒鉛
鋳鉄製マンホールふたに負荷荷重が均一にかかるため、
リブや地板の厚さを適正化することが可能となり球状黒
鉛鋳鉄製マンホールふたの重量を約 20 ％低減させるこ
とができた。さらに六角形放射状リブとすることによ
り、リブの交差部で溶湯同土のぶつかり合いが少なくノ
ロが溜まりにくいため、気泡巣や引け巣などが発生せず
生産性が向上する。なお、湯流れを均一とする場合、裏
面のリブ形状を円形のマンホールふた中心から放射状に
相互に 120度の角度で形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るリブの形状は、六角
形状リブと、この六角形状の各頂点より放射状に配置さ
れる直線状リブとからなる。また、六角形状リブ以外と
しては、三から五、七、八角形が好ましく、この範囲で
あると井桁形状のリブに比較してノロが溜まりにくい。
八角形を越えると直線状リブの本数が増え、マンホール
ふたの重量が増加する。六角放射状のなかで、以下に述
べる理由で図１に示す正六角放射状形が本発明において
特に好ましい。

【００１３】すなわち、正六角放射状形とすることによ
り、イ）井桁のように十字に交差する場合は、リブの交差点
の最大幅がリブの厚さ×1.414 となり、極端に交差部が
厚くなるが、正六角放射状形のように 120度で交差する
とリブの厚さが交差点の最大幅になるため、交差部の厚
みが井桁リブに比較して小さくなり肉厚が均一になる。
このことから交差部とリブとの冷却速度が均一になり気
泡巣や引け巣等が起こりにくく、強度のばらつきを小さ
くすることができる。ロ）従来の井桁構造であると応力がリブの中央部にかか
かり、亀裂が生じやすいが、正六角形であると応力を分
散できる。ハ）マンホールふたの裏リブは湯道的な役割をしている
ため、井桁では湯の流れが交差部で乱れやすいが正六角
形の場合、溶湯同土のぶつかり合いが少なく、ノロが溜
まりにくい。ニ）施錠装置や蝶番機構部品などがマンホールふた裏面
に配設されるが、正六角放射状形とすることにより、井
桁形に比較して配置の自由度が増大する。

【００１４】以下、図１を参照して本発明の球状黒鉛鋳
鉄製マンホールふたを説明する。図１（ａ）は、マンホ
ールふたの裏面図、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図であ
る。図１（ｃ）は、Ｂ−Ｂ断面図である。本発明に係る
リブは、ふた本体２の中心と同一中心を有して配置され
る正六角形状リブ１ａと、この正六角形状の各頂点より
ふた本体周縁方向に向かって放射状に配置される 6本の
直線状リブ１ｂとからなる。

【００１５】また、直線状リブ１ｂは、正六角形状リブ
の頂点から両側 120度の角度をもって放射状に設けるこ
とが好ましい。これにより、リブの交差部における最大
幅がリブの厚みと同じになる。その結果、リブ交差部で
の冷却が均一となる。また、直線状リブ１ｂは、ふた本
体の円周縁に一体に接続していることがマンホールふた
全体の強度を上げるうえで好ましい。

【００１６】本発明のマンホールふたは、車道用に用い
られる日本グラウンドマンホール工業会規格に規定され
るＴ−２５からＴ−１４、あるいは、歩道用あるいは構
内で用いられるＴ−８などの小径のマンホールふたに適
用することができる。

【００１７】

【実施例】実施例１および実施例２、比較例１図１に示すマンホールふたを黒鉛球状化率 90 ％、引張
強さが 780N/mm²、伸びが 7％の球状黒鉛鋳鉄を用いて
作製した。また比較例１として図７に示す井桁形状のリ
ブを有するマンホールふたを実施例１と同一の球状黒鉛
鋳鉄を用いて作製した。実施例１、実施例２および比較
例１のマンホールふたの直径は 634mm、リブの高さは 6
3mm 、幅は 14mm 、地板の肉厚は 9mmである。

【００１８】得られた実施例１、実施例２および比較例
１に係るマンホール裏面リブの交差部に気泡巣や引け巣
はみられなかった。得られたマンホールふたについて、
重量、歪み、たわみ、残留たわみ、破壊荷重を測定し
た。まず、リブの裏側 9ヶ所に歪みゲージを図２に示す
位置に貼りつけた。図２（ａ）は実施例１および実施例
２の貼りつけ位置、図２（ｂ）は比較例１の貼りつけ位
置をそれぞれ示す。貼りつけた測定箇所をｃｈで表す。
210kN まで 10kN ずつ荷重をかけ、ＪＩＳＡ５５０
６の方法に準じてダイヤルゲージにてたわみを測定し、
また、歪みゲージによりリブの各位置における歪みを測
定した。歪み値は歪みゲージの読み値である。また、21
0kN に到達後、一旦荷重を戻して残留たわみを測定し
た。その後、再び荷重をかけ、300kN からは 100kNずつ
荷重をかけて破壊させ、破壊時の荷重を測定した。な
お、実施例１は 200mm×500mm の載荷板（Ｌ₁）を、実
施例２は 200mm×200mm の載荷板（Ｌ₂）を、それぞれ
使用した。 200mm×200mm の載荷板（Ｌ₂）は、この載
荷板を使用するとたわみが大きく破壊が遅くなる傾向に
あるので、本発明に係るリブの特性をよりよく知るため
に用いた。測定結果を図３〜図６、表１にそれぞれ示
す。図３は荷重−たわみの関係を示すグラフ、図４〜図
６は歪み−荷重の関係をそれぞれ示すグラフである。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示すように、中子、熱処理、方案な
どの鋳造条件を全く変えることなく、従来の井桁形状の
リブを有するマンホールふたよりも約 20 ％軽量である
球状黒鉛鋳鉄製のマンホールふたが得られた。

【００２１】また、図３に示すように、たわみについて
も井桁形状のリブを有するマンホールふたと比較して同
等である。

【００２２】図４ないし図６に示すように、歪みの測定
結果は、実施例と比較例で大きな差を示し、実施例１お
よび実施例２の歪みが小さく、かつその測定各点でのバ
ラツキが小さかった。すなわち、図４ないし図６に示す
ように、比較例の井桁形状のリブに比較して実施例に係
るマンホールふたの場合、荷重 210kNにおける実施例１
の歪み値が 350以下なのに対して比較例１のそれは約 7
00であった。また、実施例１および実施例２は、歪み値
のバラツキが殆どみられなかった。これは、井桁形状の
リブに比較して応力が均等に分散されていることを示し
ている。なお、測定箇所３（３ｃｈ）および測定箇所７
（７ｃｈ）を含めて歪みのバラツキを均一とすること
は、交差部におけるリブの高さを低くすることなどで可
能である。以上、本発明によれば、マンホールふた全体
に平均化されて応力がかかるため、強度的に優れ、かつ
軽量化したマンホールふたが得られる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のマンホールふたは、球状黒鉛鋳
鉄製のマンホールふたであって、裏面のリブがふた本体
と同一中心を有して配置される六角形状リブと、この六
角形状の各頂点よりふた本体周縁方向に向かって放射状
に配置される直線状リブとからなるので、マンホールふ
たにかかる負荷荷重が均一となる。その結果、リブや地
板の厚さを適正化することができ、マンホールふたの重
量を低減させることができる。六角形状が正六角形状の
とき、特にその効果が向上する。また、リブの交差部で
溶湯同土のぶつかり合いが少なくノロが溜まりにくいた
め、気泡巣や引け巣などが発生せず生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリブ形状を有するマンホールふた
の裏面図である。

【図２】歪みゲージを貼りつけた位置を示す図である。

【図３】荷重−たわみの関係を示すグラフである。

【図４】実施例１における歪み−荷重の関係を示すグラ
フである。

【図５】実施例２における歪み−荷重の関係を示すグラ
フである。

【図６】比較例１における歪み−荷重の関係を示すグラ
フである。

【図７】井桁形状のリブを有するマンホールふたの裏面
図である。

【符号の説明】

１リブ２ふた本体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ふた本体の裏面にリブを有する球状黒鉛
鋳鉄製のマンホールふたであって、前記リブは、前記ふた本体と同一中心を有して配置され
る六角形状リブと、この六角形状の各頂点より前記ふた
本体周縁方向に向かって放射状に配置される直線状リブ
とからなることを特徴とするマンホールふた。