JP2000352039A - 水 門 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを安価にして、しかも水の漏洩が生じ
ない水門を提供することを課題としている。 【解決手段】 開口を設けた受板と該開口を開閉する水
門扉とを具備し、該水門扉を上下に移動させて流水量を
制御する水門において、該水門扉の中央水平部が該受板
から離反するように該水門扉をＶ字状又は湾曲状に形成
し、該水門扉を受板に押圧する付勢手段を設けたことを
特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、農業用水路等に
設ける水門の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の農業用水路等における水門は、例
えば、実用新案公報平成６年第３８６２号に開示されて
いる。図３及び図４はこの公報に記載されている従来の
水門を示している。図３、図４において、水門１０は、
Ｌ字型鋼又は板鋼を溶接してフレーム１１を形成し、フ
レーム１１の下部に通水路１２に合わせた開口１３を有
する受板１４をフレーム１１に溶接により固設し、受板
１４の開口を開閉する水門扉１６を上下に摺動自在に設
けている。水門扉１６は受板１４の両側に設けられたガ
イド１７ａ、１７ｂによってガイドされていると共に水
門扉１６の上端に連結された連結桿１８により上下に移
動され、水門の開閉を行う。

【０００３】フレーム１１には複数の取付部１９が溶接
により固設されている。取付部１９は取付ボルト（アン
カー）２１により取付壁２０に固定される。水門扉１６
を上下に移動させて水路を開閉するために、連結桿１８
の上側にはねじが切られ、このねじと螺合する歯車類２
２及びハンドル２３がフレーム１１の上側に設けられて
いる。また、水門扉１６は水密を保つために、その裏側
に水密ゴム２４が水門扉１６の外周縁部に鋲、ボルトナ
ット又は接着剤等により固着されている。更に、水門扉
１６が所定の位置に止まるようにストッパー２５、２６
が水門扉１６の表側及びガイド１７ａ、１７ｂの裏側に
設けられている。ストッパー２５、２６はくさび状に形
成し、水門扉１６を下げたときに水門扉１６が受板１４
に密着し、停止するように形成されている。

【０００４】上記水門１０は以下のように機能する。即
ち、水路１２から水路２９へ（又は逆方向に）水を流し
たいときはハンドル２３を時計方向に廻して水門扉１６
を上方に移動させ、水門を開く。また、水門扉１６を閉
じて水路１２から水路２９へ（又はこれと逆方向に）水
が流れないようにするにはハンドル２３を反時計方向に
廻して水門扉１６をストッパー２５、２６により停止す
るまで下げる。これによって、受板１４に設けられた開
口１３は水門扉１６により完全に封鎖され水の流れが止
められる。また、適量の水を流したいときは水門扉１６
を途中の適当な位置に止める。以上の操作により水流の
流量を自由にコントロールできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水路１２（上
流）から水路２９（下流）への水の流れを制御する場合
において、水門扉１６の厚さを薄くしてコストの経済性
を図ろうとすると、水門扉１６を完全に閉じた場合に水
圧力により水門扉１６の上下の両端が曲がり、そこに隙
間が生じて水が漏洩するという問題が生じる。これを防
止するために水門扉１６を曲げ強度の高い材料又は肉圧
材料で製作すると材料コスト及び製作コストが高くな
り、課題であった。この発明は、上述のような背景の下
になされたもので、コストを安価にして、しかも水の漏
洩が生じない水門を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、開口を設けた受板と該開口を開閉する水
門扉とを具備し、該水門扉を上下に移動させて流水量を
制御する水門において、該水門扉の中央水平部が該受板
から離反するように該水門扉の上下方向断面をＶ字状等
の湾曲状に形成し、該水門扉を受板に押圧する付勢手段
を設けたを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、前記付勢手段は、前記水門扉を上下方向
にガイドするガイドと該水門扉の中央水平部の両端部と
の間にくさび状部材を設けて該水門扉を下降させること
により付勢力が生じるように構成したことを特徴として
いる。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２に記載の発明において、前記付勢手段は、前記水門
扉を上下方向に駆動するハンドルの回転により付勢力が
生じるように構成したことを特徴としている。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜請求項３に記載の発明において、前記水門扉を正方形
又は矩形状に形成し、該水門扉の上縁部及び下縁部に補
強部材を設けたことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施形態】＜実施形態１＞図１は本発明を実施
した実施形態１の側面断面図を示し、図２は正面図を示
す。本実施形態は上流側水路が円筒等の管路で形成され
ている場合である。以下、図面を参照して実施形態１に
ついて説明する。なお、従来装置と同じ構成要素につい
ては同一の番号を付して詳細な説明を省略する。図１及
び図２において、水門扉３１は外側（左側）に凸状とな
るように湾曲状に形成されている。即ち、水門扉３１の
側面から見たときに中央水平部３４（図２の一点鎖線で
描いた斜線部）が図１の左側に凸状になるように形成さ
れている。水門扉３１の裏側には外縁全周にわたり水密
ゴム２４が固着されている。図３（Ａ）〜（Ｃ）は種々
の水密ゴムの実施例を示す。水密ゴム２４は押え金具３
７を介してボルトナット３８により固定されている。な
お、固定方法はこれに限定されない。

【００１１】ガイド１７ａ及び１７ｂの裏面にはくさび
状部材３３が固設され、一方水門扉３１の中央水平部３
４の表面両端部にくさび状部材３２が固設されている。
くさび状部材３２及び３３は相互の作用によりストッパ
ーの機能と付勢手段の機能とを兼ね備えている。即ち、
水門扉３１を下降させて、開口１３を閉じた状態にする
と、又はその状態に近づくと、くさび状部材３２の傾斜
部３２ａがくさび状部材３３の傾斜部３３ａと圧接触し
始め、同時に下降に対する抵抗力が急速に増大する。こ
の状態で更に水門扉３１を下降させるとくさび状部材３
２はくさび状部材３３により受板１４方向に押し付けら
れ、この付勢力により水門扉３１の湾曲形状が扁平状に
近づき、水門扉３１の外周縁部に設けられた水密ゴム２
４が全面にわたり圧接触する。従って、開口１３は完全
に閉じられた状態になる。同時に下降も停止される。

【００１２】水門扉３１は、くさび状部材３２、３３に
より受板１４に押し付けられるが、同時に（水路１２が
上流のときは）水路１２からの水圧により反対方向に押
される。図４はこれらの作用力の関係と変位量を説明す
る図である。図４（Ａ）は付勢力のみが作用した状態
で、水門扉３１を下向きに押す力（点線）とくさび部材
３３による付勢力（点線）との合力Ｆ１（実線）が右向
きに作用し、受板１４からの反力Ｒが作用している状態
を示す。この状態ではモーメントＭ１が生じる。図４
（Ｂ）は水圧ｗのみが作用した状態で、くさび状部材３
２に反力Ｆ２が生じ、モーメントＭ２が生じる。

【００１３】図４（Ｃ）は水門扉３１の上端部又は下端
部における応力と変位（又は歪み）の関係を示した図
で、斜線部は歪みエネルギーを示す。歪みエネルギーＥ
１は付勢力を与えた結果生じた歪みエネルギーで内部応
力σ１に対して変位δ１が生じている。この場合、変位
δ１は歪みエネルギーＥ１に対して大きな値となる。歪
みエネルギーＥ２は水圧の作用により生じた歪みエネル
ギーである。水圧が加わったことによる変位ｄ（＝δ２
−δ１）は歪みエネルギーＥ２に比して小さな値とな
る。これは付勢力を予め作用させておいた結果であり、
この原理は応力と変位（又は歪み）の関係から容易に理
解できる。

【００１４】従って、水門扉３１を湾曲状に形成し、付
勢力を作用させておくと、水門扉３１の水圧による変位
量は小さく押さえられ、水門扉３１は扁平になった状態
で水密ゴム２４が受板１４と圧接触状態を維持すること
ができ、水門を閉じた場合の水漏れ防止が可能になる。

【００１５】以上に説明したように、本実施形態による
水門は、開放状態では上記した従来の水門と同様に作用
する。しかし、閉鎖状態では水門扉３１を湾曲状等に形
成したため、水路１２による水圧が作用しても上端部及
び下端部は変形量が微少であり、水密状態は維持され
る。従って、本実施形態によれば、水門扉３１に肉厚の
厚い材料又は曲がり強度の大きな材料を使用しなくても
完全な水密状態が実現可能となり、製作コストを安価に
することができるという効果が得られる。

【００１６】＜実施形態２＞実施形態２は上流側水路が
矩形状（正方形も含む）断面をした水路についての場合
である。図５は側面断面図、図６は正面図を示す。図７
はゲートの拡大図を示す。図５〜図７において、上流側
水路４０は断面が矩形状をしている。従って、受板１４
の開口部４１も矩形状をなし、水門扉４２も矩形状に形
成される。水門扉４２の上縁部及び下縁部に補強部材４
４及び補強部材４５が固設されている。また、水密パッ
キン４６も矩形状リングで構成される。補強部材４４、
４５は長手方向の曲げに強い材料で構成される。例え
ば、Ｌ字形アングル又は溝型チャンネル等が好ましい
が、これに限定されるものではない。

【００１７】水門扉４２の表面にくさび状部材３２が上
下方向略中央の位置の両側端に固設され、ガイド１７
ａ、１７ｂの裏面の対向した位置にくさび状部材３３が
固設され、水門扉４２が締め切られた状態で付勢力が受
板１４方向に作用する構成になっている。

【００１８】実施形態２は実施形態１とほぼ同様な構成
であり、ほぼ同様な機能を有する。実施形態２では水門
扉４２の上縁部及び下縁部に補強部材４４及び補強部材
４５を固設した点で主に相異する。水門扉が矩形状の場
合で補強部材４４、４５を設けないと、水門扉の上縁部
又は下縁部の中央付近に隙間が生じやすく、ここから水
が洩れる恐れがあった。これは水門扉の上縁部又は下縁
部の中央付近では、くさび状部材３２、３３による付勢
力の影響が弱いために十分な内部応力が発生しないため
である。

【００１９】実施形態２では水門扉４２の上縁部及び下
縁部に補強部材４４及び補強部材４５を固設して左右の
両側端と同じように内部応力が発生するようにしたの
で、上流側水圧によって水門扉の上縁部又は下縁部は一
様に変形し、しかも、その変位量は少ないので水漏れを
防止できる。従って、実施形態２の場合も実施形態１の
場合と同じ効果が得られる。

【００２０】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、付勢手段はくさび状部材を中央水平部両端に設けた
場合に限定されるものではなく、他の場所、例えば中央
水平部全般に付勢する手段を設けてもよい。また、湾曲
状はＶ字状、Ｕ字状に限定されるものではない。更に、
上流側水路の断面は円形、矩形状に限定されない。例え
ば３角状水路、５角形状水路、その他の形状の水路にも
適用される。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明（請求項
１〜請求項４）の構成によれば、水門扉に肉厚の厚い材
料又は曲がり強度の大きな材料を使用しなくても完全な
水密状態が実現可能となり、製作コストを安価にするこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の側面図を示す。

【図２】 本発明の実施形態１の正面図を示す。

【図３】 水密ゴムの例及び固定方法の例を示す。

【図４】 （Ａ）は付勢力が作用した場合、（Ｂ）は水
圧が作用した場合、（Ｃ）は応力と変位の関係を示す。

【図５】 本発明の実施形態２の側面図を示す。

【図６】 本発明の実施形態２の正面図を示す。

【図７】 実施形態２の拡大図を示す。（Ａ）は側面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図８】 従来装置の側面図を示す。

【図９】 従来装置の正面図を示す。

【符号の説明】

１０ 水門 １２、２９ 水路 １３ 開口 １４ 受板 １６、３１ 水門扉 ２２ 歯車類 ２３ ハンドル ２４ 水密ゴム ２５、２６ ストッパー ３２、３３ くさび状部材（付勢手段） ３４ 中央水平部 ４０ 矩形状水路 ４２ 水門扉 ４４、４５ 補強部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口を設けた受板と該開口を開閉する水
   門扉とを具備し、該水門扉を上下に移動させて流水量を
   制御する水門において、該水門扉の中央水平部が該受板
   から離反するように該水門扉の上下方向断面をＶ字状等
   の湾曲状に形成し、該水門扉を受板に押圧する付勢手段
   を設けたことを特徴とする水門。
2. 【請求項２】 前記付勢手段は、前記水門扉を上下方向
   にガイドするガイドと該水門扉の中央水平部の両端部と
   の間にくさび状部材を設けて該水門扉を下降させること
   により付勢力が生じるように構成したことを特徴とする
   請求項１に記載の水門。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、前記水門扉を上下方向
   に駆動するハンドルの回転により付勢力が生じるように
   構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れ
   か１に記載の水門。
4. 【請求項４】 前記水門扉を正方形又は矩形状に形成
   し、該水門扉の上縁部及び下縁部に補強部材を設けたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の
   水門。