专利名称：排水沟以及集水槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种沿着道路或横穿道路埋设的排水沟以及作为排水槽或雨水槽等埋设的集水槽。
背景技术：
过去，作为消除车辆等通过时产生的噪音的排水沟，如下述专利文献1所示，公开了一种将盖接触部以及排水沟本体的盖安放部制成曲面，使两个曲面进行线接触的排水沟。此种排水沟由于盖接触部的曲面以及排水沟本体的盖安放部的曲面进行线接触，因此，具有即使由于制造误差而使曲面多少有些变形，也能将其吸收，从而使盖与排水沟本体紧密接触，以免产生噪音的特点。另外，由于排水沟本体的盖安放部没有水平部分，作为发生噪音之次要原因的小石子等异物无法积存在盖安放部上。
专利文献1日本特开平6-248688号公报图7为上述以往排水沟的截面图。该排水沟由混凝土制的本体1和混凝土制的盖2组成。本体1由底板部3和竖立于两侧的侧板部4构成，其截面呈U字形，两个侧板部的上部内侧为盖安放部。如果将盖2安装在本体1的盖安放部上，则本体1与盖2在接触部5和6进行接触。本体1的接触部5和盖2的接触部6均成曲面形，这些曲面的曲率半径为50～55mm左右。为了减少侧板部4的混凝土使用量以达到减轻重量的目的，侧板部4的上部外面为突出部8的形状。
发明内容
上述以往的排水沟，为了能够承受载重(在其上通过的汽车的重量等)，其整体壁厚较厚，混凝土使用量大，并且很重。因此，不仅增加了制造成本，而且给保管、运输、施工等方面均带来不便，故作业性也差。另外，由于其侧板部4的上部外面为突出部8的形状，在设置时需要挖掘的土方量大，从而使成本增加，而且难于设置在与其它地界相邻的场所。再者，在设置排水沟后进行回填压实时，突出部8的下侧难以被压实，被认为导致铺设道路下沉的重要原因之一。如果要使侧板部的外面为平坦面，由于无法改变本体上部的宽度(总宽度)，只好不必要地增加侧板部的下部的壁厚，因此，非常不经济。
例如，当本体1的有效沟宽w1为300mm时，需要使本体1的总宽度为520mm，突出部8的单侧突出量为50mm左右，盖2的宽度w2为410mm，其厚度t为95mm左右。
本发明要解决的技术问题是，开发一种承受载重能力强的同时，实现本体以及盖的小型轻量化，并能使侧板部外面为平坦面且不发出声音的排水沟。
为解决上述技术问题，本发明提供一种排水沟，它由与盖接触部相接触的本体接触部为凹形曲面的排水沟本体、和与所述本体接触部相接触的盖接触部为凸形曲面的盖组成，所述本体接触部没有水平部分，其特征在于所述本体接触部以及盖接触部的曲率半径为11～25mm。
另外，本发明还提供一种集水槽，它由筒状本体和盖组成，与盖接触部相接触的本体接触部为凹形曲面，与所述本体接触部相接触的盖接触部为凸形曲面，所述本体接触部没有水平部分，其特征在于所述本体接触部以及盖接触部的曲率半径为11～25mm。
本发明的排水沟和集水槽，如果使本体接触部以及盖接触部的结构相同，则可以起到相同的作用效果。
如果将本体接触部以及盖接触部的曲率半径缩小至11～25mm，由于能缩小盖座的宽度、即(盖的宽度w2-有效宽度w1)/2，不仅可缩小盖宽度，而且还可使排水沟的侧板部或集水槽的周壁外面为平坦面。另外，如果缩小接触部的曲率半径，则由于盖接触部处于较低的位置，可提高盖的强度，即使减小盖的厚度t，也能保证足够的强度。因此，可使盖变薄的同时，随之降低本体的高度。
如果本体接触部以及盖接触部的曲率半径小于11mm，则承受载重时在盖接触部上产生过大的应力，可能使接触部受到破坏。如果本体接触部以及盖接触部的曲率半径大于25mm，则不能充分地缩小盖的宽度，因此，当侧板部的混凝土使用量适当时，无法使侧板部外面为平坦面。
本发明可以在使本体接触部的曲率半径与盖接触部的曲率半径相同的同时，使两个接触部曲率中心之间的直线距离为0.5～1.5mm。
如果采取这种结构，则在安装了盖时，盖与本体的接触部分成为线接触(图4)，即使因制造误差而使接触部有一些凹凸不平或变形，盖也不会发生晃动。一旦在盖上施加载重，则盖和本体侧板部略有变形，盖接触部与本体接触部以大面积的曲面进行接触(图5)，盖和本体上不会产生过度的应力，因此可以可靠地承受载重。如果本体接触部与盖接触部的曲率半径不同，则由于在承受载重时盖与本体的接触面积变小，有可能产生过度的应力。如果本体接触部的曲率中心O1与盖接触部的曲率中心O2之间的距离小于0.5mm，则在如图4所示的不受载重的状态下，不能充分吸收尺寸误差，可能引起晃动。如果大于1.5mm，则如图5所示，在承受载重的状态下，本体接触部与盖接触部的接触不充分，可能会产生过度的应力。因此，本体接触部的曲率中心O1与盖接触部的曲率中心O2之间的距离最好在0.5～1.5mm之间。
在本发明中，可用树脂混凝土制造盖。由于树脂混凝土的弯曲强度和拉伸强度大，在得到必要的强度时可减小盖的厚度。而且，可对树脂混凝土的可用时间进行控制，并可在早期发现高强度，还具有优良的粘接性、水密性、抗冻抗熔性、耐化学品性、耐磨性以及电绝缘性等性能。另外，在本发明中，还可使用纤维加强混凝土制造盖。纤维加强混凝土是将玻璃纤维、钢纤维、碳纤维等纤维分散到混凝土中得到的产品。由于纤维加强混凝土的弯曲强度和拉伸强度大，因此，也可以减小盖的厚度。
在本发明中，通过使盖座变小，可使盖的宽度变窄，厚度变薄，因此，在保持有效沟宽的同时实现了排水沟或集水槽的小型、轻量化，并减少了混凝土的使用量，不仅可以降低成本，而且还可减轻运输和施工作业强度。另外，由于可将排水沟或集水槽的外面制造成平坦面，因此，设置时挖掘的土方量减少，易于设置在与其它地界相邻的场所，且回填后的压实效果也良好。
图1为本发明实施例的排水沟(R15)的说明图。
图2为本发明实施例的排水沟(R20)的说明图。
图3为对比例的排水沟(R30)的说明图。
图4为排水沟本体以及盖接触部的说明图。
图5为承受载重时排水沟以及盖接触部的说明图。
图6为本发明实施例的集水槽的立体图。
图7为现有排水沟的说明图。
具体实施例方式
图1是本体接触部以及盖接触部的曲率半径均为15mm(R15)的实施例的排水沟的说明图。其中，下图表示排水沟整体的截面图，上图表示盖安放部的放大图。图2是本体接触部以及盖接触部的曲率半径均为20mm(R20)的实施例的排水沟的说明图。图3是本体接触部以及盖接触部的曲率半径均为30mm(R30)的对比例的排水沟的说明图。
在图1～3的实施例和对比例中，排水沟的有效沟宽均为300mm，各例中的本体均由普通混凝土制成，而盖均由树脂混凝土制成，且其中加有适量的钢筋。各本体上均形成有截面上没有水平部分的凹形曲面状的本体接触部，而各盖上均形成有凸形曲面状的盖接触部。根据JIS A 5345，将活载荷按总重量25吨货车进行结构计算(应力分析)，确定了图示的尺寸。在各图中，标出了通过盖接触部的曲率中心并与水平面成45°的线横切盖时的尺寸，根据应力分析的结果得知，该尺寸可作为盖上产生的应力大小的大致标准。即，该线的尺寸越长，盖上产生的应力越小，对强度越有利。盖接触部以及本体接触部的曲率半径(R)越小，该线的尺寸越长，盖上产生的应力越小。该线的尺寸在R15时为61.7mm，在R20时为59.6mm，在R30时减小至55.5mm，强度下降。即，R30时安全率低，几乎不允许出现钢筋的位置偏差等制造误差，作业性和工效变差。另外，当R15以及R20时，盖座的尺寸为15mm、侧板部的外面为平坦面，而在R30时，盖座的尺寸为20mm、侧板部的外面为非平坦面。
在图1和2的实施例中，本体接触部5的曲率中心O1和盖接触部6的曲率中心O2稍微离开一点(0.5～1.5mm)。下面将结合图4、5对此进行说明。如图4所示，盖2的曲面是以O1(本体曲面的曲率中心)为基准、从与下垂线成α角度的位置开始跨越β角度而形成的曲面。α是由于设置了突起部9而设置的角度，设在30°～35°左右之间较为适宜，该突起部9是为了防止跳起而设置的。此外，虽然因制造上的原因设置了突起部9，但在不设置突起部9的情况下，也可以令α为0°。α+β以60°左右为宜。曲面的上端部为接合点7(安装盖时与本体相接触的部分)，其上部在接合点7处略微弯曲后呈直线状，以免对本体产生干扰。本体的曲面可设计成在承受载重时能以尽可能大的面积与盖曲面进行接触。如图4所示，O2最好在O1的外侧上方稍微错开。另外，图4强调表示O1和O2之间的距离以及盖与本体的曲面离开的状况。
图4表示将盖安装到本体上(没有承受载重)的状态，本体1和盖2在接触部6的端部接合点7进行线接触。如果对此施加载重，则盖与本体的侧板会略有变形，如图5所示，本体接触部5与盖接触部6以大面积相接触，作用到盖上的力可以有效地传递到本体侧。另外，图5强调表示盖与本体侧板部的变形状况。
通过比较图1和2中的实施例与图7中的对比例，可以明显地看出本发明实施例中的本体和盖被大幅度地小型轻量化，并且，侧板部外面为平坦面。当有效沟宽为300mm时，排水沟本体的总宽度缩小100mm，盖的宽度缩小约90mm，盖的厚度缩小45mm。而且，相应于盖厚度变薄的量，本体的高度也降低。
虽然上述实施例和对比例所涉及的是排水沟，但也完全同样适用于集水槽。
图6为实施例中集水槽的立体图。该集水槽是与排水沟相连设置的排水槽，它由本体11和盖12组成。本体11用普通混凝土制造，由周壁13a、13b、13c、13d和底板部(未图示)一体构成有底的长方筒形整体。相对的周壁13a、13b的上部形成有凹形曲面状的本体接触部15，其截面上没有水平部分。在周壁13a的下部设有连接下水管的连接孔17。相对的周壁13c、13d的上部设有与排水沟相连并使在排水沟中流动的水流入的流入孔14。在排水沟中流动的水从流入孔14流入集水槽内，进而从连接孔17流出到下水管中。另外，还可以用多孔混凝土制造底板部，或者不设置底板部，使水直接渗透到土壤中。
盖12由树脂混凝土制造，呈四边板状，其中形成有多个槽孔18，可以使雨水直接流入集水槽中。在相对的两边上形成有凸曲面状的盖接触部16。盖还可以将形成有盖接触部的一边转动自如地安装在本体上。
该集水槽的本体与盖的关系与图1、2、4、5中所示的排水沟的情况相同。即，当本体接触部以及盖接触部的曲率半径为15mm时，为如图1的上图所示；当曲率半径为20mm时，为如图2中的上图所示。另外，在本体上安装了盖时，为如图4所示；在盖上施加载重时，为如图5所示。
本发明的排水沟，适用于本体的截面在全长范围内为U字形的所谓U字排水沟当然不必说，还适用于自由倾斜形的排水沟(用梁部件连接相对的两侧板部的上部的排水沟)、水道为圆形或卵形的排水沟等的、由本体和盖组成的所有类型的排水沟。另外，盖也可采用金属制的格栅式盖。
本发明的集水槽除用作排水槽之外，也可用于使雨水汇集后流入下水管或渗入土壤中的雨水槽等各种其它用途。
权利要求
1.一种排水沟，由与盖接触部相接触的本体接触部为凹形曲面的排水沟本体、和与所述本体接触部相接触的盖接触部为凸形曲面的盖组成，所述本体接触部没有水平部分，其特征在于所述本体接触部以及盖接触部的曲率半径为11～25mm。
2.根据权利要求1所述的排水沟，其特征在于所述本体接触部的曲率半径和所述盖接触部的曲率半径相同，而且所述两个接触部的曲率中心相距0.5～1.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的排水沟，其特征在于所述盖由树脂混凝土或纤维加强混凝土制造。
4.一种集水槽，由筒状本体和盖组成，与盖接触部相接触的本体接触部为凹形曲面，与所述本体接触部相接触的所述盖接触部为凸形曲面，所述本体接触部没有水平部分，其特征在于所述本体接触部以及盖接触部的曲率半径为11～25mm。
5.根据权利要求4所述的集水槽，其特征在于所述本体接触部的曲率半径和所述盖接触部的曲率半径相同，而且所述两个接触部的曲率中心相距0.5～1.5mm。
6.根据权利要求4或5所述的集水槽，其特征在于所述盖由树脂混凝土或纤维加强混凝土制造。
全文摘要
本发明开发一种既能充分地承受载重，又能实现本体和盖的小型轻量化，并能使侧板部或周壁的外面为平坦面且不产生声音的排水沟和集水槽。该排水沟或集水槽由与盖相接触的本体接触部为凹形曲面的本体、和与所述本体接触部相接触的盖接触部为凸形曲面的盖组成，所述本体接触部没有水平部分。所述本体接触部与盖接触部的曲率半径为11～25mm。由于能使盖座的宽度变窄，不仅可缩小盖宽度，而且还可使侧板部或侧壁的外面为平坦面。尤其是，如果本体接触部和盖接触部的曲率半径相同，且两个接触部的曲率中心相距0.5～1.5mm，则可消除盖的晃动，使其能够可靠地承受载重。
文档编号E03F5/04GK1954124SQ200480043048
公开日2007年4月25日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年6月15日
发明者佐野健一 申请人:中越制陶株式会社