JP2001108122A - フラップ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少流量時にも容易に開動するフラップ弁機能
と、緊急時に強制的に開閉操作する機能と兼ね備えたフ
ラップ弁を提供する。 【解決手段】 弁箱６内に全閉位置と全開位置の間に亘
って揺動自在に弁体８を設け、弁体８の弁軸７の一端に
ウエイト手段１８を一体に装着し、弁軸７の他端にクラ
ッチ手段１９を介して操作手段２０を装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば河川に設け
る樋管等の排水管に装着して用いるフラップ弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、陸地側あるいは排水
処理場から河川１へ排水するために、堤防２を貫通して
樋管３を設置しており、樋管３の先端にフラップ弁４を
装着している。フラップ弁４は揺動開閉自在な弁体５を
有し、矢印のように、陸地側もしくは排水処理場から河
川１に向かって樋管３内を流れる水流によって弁体５が
開動する。河川１の水位が一定以上に上昇する増水時に
は、弁体５が自重で閉動して河川１の側から陸地側ある
いは排水処理場側へ逆流することを防止する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のフラッ
プ弁においては、弁体５が正方向の水流量によって自重
に抗して開動する構成であるために、全閉状態での止水
性を高めるべく弁体の自重を大きくすると、正方向の水
流が少流量である場合に、弁体を開動することが難し
く、弁体が排水流体に与える圧力損失が大きくなるばか
りでなく、弁体がチャタリングを起こしやすい。また、
従来のフラップ弁では、緊急時などにおいて自由に開閉
することができないという問題があった。

【０００４】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、少流量時においても弁体を容易に開動することがで
きるとともに、確実な逆止性能も確保でき、しかも、緊
急時においては自由に開閉操作することができるフラッ
プ弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のフラップ弁は、流路を形成する弁箱
と、弁箱内の水流方向に対して直交する水平な弁軸と、
弁軸と一体に回動して全閉位置と全開位置とに亘って揺
動する弁体と、弁軸の一端に装着したウェイト手段と、
弁軸の他端にクラッチ手段を介して装着し、弁体を強制
的に開閉操作する強制操作手段とを備え、ウェイト手段
は、弁軸と一体に回動して弁体の開方向への揺動時に弁
軸から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となり、
弁体の全閉時に弁軸に接近する方向に向かって下り勾配
の姿勢となるレールと、レール上を転動するウェイトと
からなり、クラッチ手段は、弁軸と強制操作手段の入力
軸との各々に装着する一対のクラッチ板と、各クラッチ
板の相対向する面に設けた係合爪とを有し、双方のクラ
ッチ板の係合爪が弁軸の軸線廻りで係合する状態で強制
操作手段の入力を弁軸に伝達し、双方のクラッチ板の係
合爪が弁軸の軸線廻りで離間する状態で弁体の自由な開
閉動作を許容するものである。

【０００６】上記した構成により、通常時にクラッチ手
段は、各クラッチ板の係合爪間に所定距離の遊びを形成
したクラッチ切り状態にあり、弁体の自由な開閉動作を
許容する。この状態で、弁箱を流れる水流によって弁体
が開方向へ揺動すると、ウェイト手段のレールが弁軸か
ら離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となることに
伴って、ウェイトがレール上を転動して弁軸から離間す
ることにより、ウェイトによって弁軸に開方向モーメン
トが作用し、弁体の自重による閉方向モーメントに対抗
し、水流に付勢される弁体が自重量や水流量の多少にか
かわらず容易に全開位置に揺動する。

【０００７】一方、河川の増水などにより逆方向の水流
が弁体に作用し、弁体が閉方向へ揺動して全閉もしくは
所定開度以下になると、ウェイト手段のレールが弁軸に
向かって下り勾配の姿勢となることに伴って、ウェイト
がレール上を転動して弁軸に接近する。このことによ
り、ウェイトにより弁体に作用する開方向モーメントが
なくなり、弁体が自重によって速やかに全閉状態とな
り、弁体を所定の自重量に設定することにより確実な止
水性を確保できる。

【０００８】また、緊急時には強制操作手段を操作し、
クラッチ手段における双方のクラッチ板を各係合爪を係
合させたクラッチ入り状態に切り換えて、強制操作手段
による入力をクラッチ手段を介して弁軸に伝え、弁体を
強制的に開閉操作する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１〜図３において、弁箱６は水
流の流れ方向に対して直交する水平な軸心ａの弁軸７を
回転自在に支承しており、弁箱６の内部には弁軸７と一
体に回動して弁箱内部流路６Ａを開閉する弁体８を全閉
位置と全開位置とに亘って揺動自在に収納している。

【００１０】弁軸７の端部は弁箱６の外部に突出し、そ
の軸端にアーム９を固定しており、アーム９は弁軸７に
対する取付角度が調整可能である。アーム９と平行に補
助アーム１０を設けており、アーム９及び補助アーム１
０には長手方向に適当間隔毎にボルト孔１１及び１２を
形成している。アーム９および補助アーム１０は、ボル
ト孔１１、ボルト孔１２に挿通するボルト３７によって
レール１３を保持しており、ボルト孔１１，１２の位置
を変更することによってレール１３の取付角度が調整で
きる。

【００１１】レール１３は弁軸７及び弁体８と一体に開
方向へ揺動するにしたがって、弁軸７から離間する方向
に向かって下り勾配の姿勢となり、弁体８の全閉状態に
おいて、弁軸７に接近する方向に向かって下り勾配の姿
勢となる。レール１３は案内溝１３ａに沿って自重で転
動しながら移動するウェイト１４を保持しており、ウェ
イト１４は案内溝１３ａに挿入する支軸にローラベアリ
ングを有し、円滑な転動を確保している。

【００１２】レール１３の両端にはウェイト１４を受け
止めるスプリング等の衝撃緩和装置１５，１６を設けて
おり、レール１３の先端側に設けられた衝撃緩和装置１
６は調整ボルト１７でウェイト１４の移動方向に位置調
整が可能である。アーム９、補助アーム１０、レール１
３及びウェイト１４でウェイト手段１８を構成し、ウェ
イト手段１８を弁軸７の一端に弁軸７と一体に揺動可能
に装着している。

【００１３】一方、弁軸７の他端にはクラッチ手段１９
を介して操作手段２０を装着しており、操作手段２０は
弁体８を強制的に開閉操作するもので、回転操作ハンド
ル２１とケース２２に回転自在に支承されたウオーム２
３及びこれに噛合するウオームホイール２４とで構成し
ている。クラッチ手段１９は一対のクラッチ板２７、３
０からなる。一方のクラッチ板２７は、操作手段２０の
ウオームホイール２４に固定した環状部材２５に一対の
係合爪２６，２６が突出してなり、図４に示すように、
各係合爪２６，２６は直径方向において対向し、中心角
θ１となる円弧状である。他方のクラッチ板３０は、弁
軸７の他端にキー止め固定した環状部材２８に一対の係
合爪２９，２９が着突出してなり、各係合爪２９，２９
は直径方向において対向し、中心角θ２となる円弧状で
ある。

【００１４】以下、上記した構成における作用を説明す
る。クラッチ手段１９は、操作手段２０のクラッチ板２
７を正方向＋ｒもしくは逆方向−ｒに回転させることに
伴って、係合爪２６，２６が弁軸７のクラッチ板３０の
係合爪２９，２９と係合するクラッチ入り状態となり、
この状態で、操作手段２０により弁体８を強制的に開閉
操作する。

【００１５】図４に示すように、両クラッチ板２７，３
０の係合爪２６，２６及び２９，２９が離間し、その端
面間に中心角θ３の範囲の遊びを形成したクラッチ切り
状態において、弁体８が全閉位置と全開位置とに亘って
揺動することを許容し、弁体８がフラップ弁として機能
する。通常は、操作手段２０を操作してクラッチ手段１
９におけるクラッチ板２７を正方向＋ｒに回転させ、図
５（ａ）に示す位置から図５（ｂ）に示す位置に変更
し、両クラッチ板２７，３０の係合爪２６，２６及び２
９，２９を離間させ、端面間に遊びを形成してクラッチ
切り状態とする。

【００１６】この状態で、弁箱６の内部流路６Ａに正方
向（図１のＹ方向）に水流が流れ込むと、全閉位置にあ
った弁体８が開方向へ向けて揺動するとともに、アーム
９及び補助アーム１０が同一方向に一体に揺動する。こ
の弁体８、アーム９及び補助アーム１０の揺動に伴っ
て、ウェイト手段１８のレール１３が弁軸７から離間す
る方向に向かって下り勾配の姿勢となる。図１の仮想線
に示すように、ウェイト１４はレール１３の案内溝１３
ａに沿って転がり移動し、衝撃緩和装置１６によって受
け止められる。

【００１７】このウェイト１４の移動によって、弁体８
には開方向モーメントが作用し、弁体８の自重による閉
方向モーメントに対抗し、水流の付勢力を受ける弁体８
は、自重量、水流の流量の多少にかかわらず、図１の仮
想線に示す全開位置に容易に揺動し、大きな開度に維持
される。このとき、クラッチ手段１９におけるクラッチ
板２７および係合爪２６は図５（ｂ）に示す位置にあ
り、クラッチ板３０および係合爪２９のみが弁体８及び
弁軸７と一体に図５（ｃ）に示す位置に回転する。

【００１８】また、クラッチ手段１９が図５（ｂ）に示
すクラッチ切り状態において、河川側の増水など排水側
の水位が一定以上まで上昇し、逆方向（図１のＸ方向）
から弁体８に水圧が作用すると、弁体８が閉方向へ向け
て揺動するとともに、アーム９及び補助アーム１０も同
一方向に一体揺動する。弁体８、アーム９及び補助アー
ム１０の揺動に伴い、図１の実線に示すように、ウェイ
ト手段１８のレール１３が弁軸７に接近する方向に向か
って下り勾配の姿勢となり、ウェイト１４がレール１３
の案内溝１３ａに沿って転がり移動し、衝撃緩和装置１
５によって受け止められる。

【００１９】このウェイト１４の移動により、ウェイト
１４によって弁体８に作用していた開方向モーメントが
なくなり、自重によって弁体８は図１の実線に示す全閉
位置で止水性能を確保する。また、緊急時には、操作手
段２０を操作し、操作手段２０側のクラッチ板２７を正
方向＋ｒもしくは逆方向−ｒに回転させ、クラッチ手段
１９におけるクラッチ板２７の係合爪２６，２６と弁軸
７側のクラッチ板３０の係合爪２９，２９とを係合させ
てクラッチ入り状態とし、弁体８を強制的に開閉操作す
る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、クラッチ
手段の入り切り操作によって、弁体がウェイト手段によ
るモーメントを受けて容易に開動する状態と、弁体を強
制的に開閉操作する状態とに切り換えることで、通常時
には少流量であっても弁体を容易に大きな開度に維持す
ることができるフラップ弁機能と、緊急時には強制的に
容易かつ迅速に開閉する機能とを単一の弁において具現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフラップ弁全体の右側面図であ
る。

【図２】同フラップ全体の左側面図である。

【図３】同フラップ弁の要部の正面図である。

【図４】同フラップ弁におけるクラッチ手段の拡大側面
図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）はフラップ弁としての機能時に
おけるクラッチ手段の動作状態の変化を説明する概略側
面図である。

【図６】河川樋管に使用されている従来のフラップ弁の
側面図である。

【符号の説明】

６ 弁箱 ７ 弁軸 ８ 弁体 １３ レール １４ ウェイト １８ 開閉補助用ウェイト手段 １９ クラッチ手段 ２０ 操作手段 ２６，２９ 係合爪 ２７，３０ クラッチ板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路を形成する弁箱と、弁箱内の水流方
   向に対して直交する水平な弁軸と、弁軸と一体に回動し
   て全閉位置と全開位置とに亘って揺動する弁体と、弁軸
   の一端に装着したウェイト手段と、弁軸の他端にクラッ
   チ手段を介して装着し、弁体を強制的に開閉操作する強
   制操作手段とを備え、 ウェイト手段は、弁軸と一体に回動して弁体の開方向へ
   の揺動時に弁軸から離間する方向に向かって下り勾配の
   姿勢となり、弁体の全閉時に弁軸に接近する方向に向か
   って下り勾配の姿勢となるレールと、レール上を転動す
   るウェイトとからなり、 クラッチ手段は、弁軸と強制操作手段の入力軸との各々
   に装着する一対のクラッチ板と、各クラッチ板の相対向
   する面に設けた係合爪とを有し、双方のクラッチ板の係
   合爪が弁軸の軸線廻りで係合する状態で強制操作手段の
   入力を弁軸に伝達し、双方のクラッチ板の係合爪が弁軸
   の軸線廻りで離間する状態で弁体の自由な開閉動作を許
   容することを特徴とするフラップ弁。