JP2012136825A

JP2012136825A - フラップゲート

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Publication number: JP2012136825A
Application number: JP2010287767A
Authority: JP
Inventors: Minoru Omote; 実表
Original assignee: MYUURON KK; OMOTE TEKKOSHO KK; Miuron KK; Omote Ironworks Inc
Current assignee: MYUURON KK; OMOTE TEKKOSHO KK; Miuron KK; Omote Ironworks Inc
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: JP5657374B2

Abstract

【課題】
水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体を備えるフラップゲートにおいて、内外水位差が小さくても扉体が揺動し易く、内水排除及び開口端の閉鎖を良好に行ない、かつ製作コストの低い扉体の軸支構造を備えたフラップゲートを提供する。
【解決手段】
フラップゲート１０は、水路の開口端５０を開閉するための扉体２０と、扉体２０を揺動させるための回転軸３０と、回転軸３０の両端部に突出して設けられた略V字状のナイフエッジ３１と、凹円柱形の溝状の軸受け部３２を備え扉体２０を支持する揺動アーム２１と、回転軸３０を支える支持金具３３とを備えている。軸受け部３２がナイフエッジ３１を軸支することによりナイフエッジ軸受け構造を構成し、揺動アーム２１は回転軸３０に設けられることになる。扉体２０は前記ナイフエッジ軸受け構造により自由揺動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、支川と本川の合流点に設けられた排水樋門において、吐口を確実に閉鎖して良好な水密状態を確保でき、開閉装置での操作にも適した製作コストの低いフラップゲートに関するものである。

フラップゲートは、扉体がその上部の水平軸を丁番式で軸支して水路の開口端で揺動するように設けられ、内外水圧差に応じて自動的に扉体が開閉するようにした水門であり、扉体を軸支する形態にはシングルヒンジ構造とダブルヒンジ構造がある。

シングルヒンジ構造とダブルヒンジ構造とも扉体を軸支して揺動する回転軸部分に軸受けが設けられている。通常、軸受けにはすべり軸受けや、転がり軸受けが用いられる。

シングルヒンジ構造のフラップゲートには、揺動する扉体を強制的に開閉できる駆動手段を設けることが多い。この駆動手段は、点検・補修時には扉体を大きく上方に開き、また、扉体と開口端の間に異物が挟まり扉体が完全閉鎖しないときには扉体を強制的に全閉付近で揺動させ、異物を押し流させる等の役割がある。

前記の駆動手段は、特許文献１のようにベルクランク機構を採用したり、特許文献２のように噛み合いヒンジ機構を採用している。ただし、通常の状態では揺動する構造であることが好ましい。

特許文献１のベルクランク機構は、扉体を揺動する水平軸にリンク等の連結手段を介して、水平軸を往復回動させる油圧シリンダを連結してある。つまり油圧シリンダのピストンロッドの往復運動をベルクランク機構を介して回転運動に変換して扉体を開閉している。

特許文献２の噛み合いヒンジ機構は、回転軸に３つのカム部とそれに対応した噛み合いヒンジが遊嵌状に設けられており、カムに設けられた凸部と噛み合いヒンジに設けられた凸部が係合して、駆動手段の回動運動を回転軸に伝達して扉体を強制開閉させる。特許文献２のフラップゲートには、回転軸を軸支するための支持軸が別途設けられている。

特開２０００−３２８５４５号公報特開２００４−５２４８８号公報

ところが、扉体の回転軸に用いられる軸受けは、すべり軸受けの場合は摩擦が大きいため内外水位差が小さいときには扉体が揺動しにくい。また、転がり軸受けの場合は摩擦は小さいもののハウジングに高い加工精度が求められるうえに複雑なシール構造や定期的なメンテナンスを必要とし、製作コスト・保守費用の面で不利であった。

また、摩擦の少ない軸受けとしてピボット軸受けも挙げられるが、ピボット軸受けは端部に球面加工を必要とするため製作コストがかかり、かつ、軸と支持部の接触が点接触であるため、耐荷重や耐久性に問題がある。

また、特許文献１の駆動手段に採用されているベルクランク機構は、扉体が自由に揺動する余地を与えるためトルクアーム部に長穴が必要になるが、充分な揺動を許すには長穴寸法が大きくなり、必然的に部品寸法が大きくなって不経済である。また長穴部に異物を噛んで動作に支障がでる恐れもある。

それに対して、特許文献２は、通常時の扉体の揺動を妨げることがないように噛み合いヒンジ機構により工夫されているが、その構造は複雑で構成部材が多くなり、また、その機能を発揮するためには構成部材や組立てが高精度であることが要求される。

本発明は上記を鑑みてなされたものであって、内外水位差が小さくても扉体が揺動し易く、内水排除及び開口端の閉鎖を良好に行ない、かつ製作コストの低い扉体の軸支構造を備えたフラップゲートを提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、前記回転軸を支える支持金具と、前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームとを備えたフラップゲートにおいて、前記揺動アームにはナイフエッジ部が設けられるとともに、前記回転軸には前記ナイフエッジ部を軸支する軸受け部が設けられており、前記軸受け部が前記ナイフエッジ部を軸支することにより前記揺動アームが前記回転軸に設けられていることを特徴としている。

本願請求項２に記載の発明は、水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、前記回転軸を支える支持金具と、前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームとを備えたフラップゲートにおいて、前記回転軸にはナイフエッジ部が設けられるとともに、前記揺動アームには前記ナイフエッジ部によって軸支される軸受け部が設けられており、前記ナイフエッジ部が前記軸受け部を軸支することにより前記揺動アームが前記回転軸に設けられていることを特徴としている。

本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のフラップゲートにおいて、前記回転軸に該回転軸を軸中心に回動させるための駆動手段が設けられ、前記駆動手段によって前記回転軸が回動することにより前記扉体が連動して強制開閉されることを特徴としている。

本願請求項４に記載の発明は、水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、前記回転軸を支える支持金具と、前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームとを備えたフラップゲートにおいて、前記回転軸にはナイフエッジ部が設けられるとともに、前記支持金具には前記ナイフエッジ部を軸支する軸受け部が設けられており、前記軸受け部が前記ナイフエッジ部を軸支することにより、前記回転軸が前記支持金具に支えられていることを特徴としている。

本願請求項５に記載の発明は、水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、前記回転軸を支える支持金具と、前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームとを備えたフラップゲートにおいて、前記支持金具にはナイフエッジ部が設けられるとともに、前記回転軸には前記ナイフエッジ部によって軸支される軸受け部が設けられており、前記ナイフエッジ部が前記軸受け部を軸支することにより、前記回転軸が前記支持金具に支えられていることを特徴としている。

本願請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のフラップゲートにおいて、前記フラップゲートは、前記回転軸に設けられたナイフエッジ部と、前記ナイフエッジ部に遊嵌状に設けられたトルクアームと、前記トルクアームを前記回転軸の軸中心に回動させるための駆動手段とが備えられ、前記トルクアームの遊嵌された部分の孔形状は、前記ナイフエッジのなす角度より大きい角度を有した孔形状であり、前記トルクアームの回動により、該トルクアームの内面が前記ナイフエッジ形状を形成する２面のうちいずれかの面に当接し、該トルクアームおよび該回転軸が該回転軸の軸を中心に回動されることにより前記扉体が連動して強制開閉されることを特徴としている。

本願発明のフラップゲートは、扉体が揺動するための中心軸部分にナイフエッジ軸受け構造を有していて揺動するので、揺動部にすべり軸受けやころがり軸受けを用いた場合に比べて摩擦が小さいのでより自由揺動しやすく耐久性にも優れ、また通常用いられている転がり軸受け等による回転軸の軸支の場合と比べると、構成部材に高精度の加工が不要なので低コストで製造することができる利点がある。

また、本願発明のフラップゲートに駆動手段を設けることによって、扉体を強制開閉することができるので、扉体を上方に大きく開けば点検・補修を簡便に行うことができ、また、扉体と開口端の間に異物が挟まり扉体が完全閉鎖できないときには扉体を強制的に全閉付近で揺動させ、異物を押し流させることもできる。

さらに、前記駆動手段は簡単な構造で扉体の自由揺動を妨げないような構成にできるので、製造コストやメンテナンスコストの軽減に繋がる。

また、請求項１〜３のように、回転軸と揺動アームによってナイフエッジ軸受け構造を構成している場合は、自由揺動時には回転軸自体は回転せず揺動の負荷とならないため、より水路内外の水流の変化への反応が良くなる利点がある。

さらに、回転軸を支える支持軸にすべり軸受けやころがり軸受け等の軸受けを設けて回転軸を軸支するような構造とした場合、揺動角度が小さい場合はナイフエッジ軸受け構造により低摩擦で揺動することができるので水流の細かな変化に対応しやすく、揺動角以上の大流量の場合は、回転軸３０ごと扉体２０が回転して、より大きく水路を開放することができる。

また、請求項４〜６のように、回転軸と支持金具によってナイフエッジ軸受け構造を構成している場合は、支持金具自体にナイフエッジ軸受け構造が設けられているため、回転軸を軸支する場合にはすべり軸受けやころがり軸受け等の軸受けが不要なので、製造コストやメンテナンスコストをさらに軽減することができる。

本発明に係るフラップゲートの第１の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。第１の実施形態のフラップゲートの回転軸のナイフエッジ部分を示す。（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は図１のA−A断面図、（ｃ）は軸受け部の形状の一例を示す。本発明に係るフラップゲートの第２の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。本発明に係るフラップゲートの第３の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。本発明に係る第３の実施形態のフラップゲートにおいて、トルクアームの動作を示す。（ａ）は自由揺動の状態、（ｂ）は扉体を開く方向にトルクを伝達するために軸受け部の内壁とナイフエッジが接触した状態、（ｃ）は扉体を開く方向にトルクを伝達し扉体を強制開放する状態を示す。本発明に係るフラップゲートの第４の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。第４の実施形態のフラップゲートの回転軸のナイフエッジ部分を示す。（ａ）は一部がナイフエッジを有する回転軸、（ｂ）は全体がナイフエッジを有する回転軸を示す。本発明に係るフラップゲートの第５の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。本発明に係るフラップゲートの第６の実施形態の全体図を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。本発明に係る第６の実施形態のフラップゲートにおいて、図７のB−B断面図を用いてトルクアームの動作を示す。（ａ）は自由揺動の状態、（ｂ）は扉体を開く方向にトルクを伝達する状態、（ｃ）は扉体を閉める方向にトルクを伝達する状態を示す。

本発明に係る第１の実施形態のフラップゲートを図１を参照して説明する。図１のフラップゲートは防潮堤や排水樋門などの水路の開口端（導出口）５０に設けられ、内外水圧差によって扉体２０を自由揺動させて、水路の開口端５０の開閉がなされており、扉体２０を強制開閉する手段は設けられていない。図１のフラップゲートは比較的小さな水路や工場排水の樋門として利用されることが多い。
なお、第１の実施形態はシングルヒンジ構造のフラップゲートであるが、ダブルヒンジ構造のフラップゲートの軸受け部分（ヒンジ部分）にも適用可能である。

フラップゲート１０の構成は、水路の開口端５０を開閉するための扉体２０と、扉体２０を揺動させるための水平に配された回転軸３０と、回転軸３０を支えるための支持金具３３と、扉体２０を支持する揺動アーム２１とを備えている。

回転軸３０には両端に略V字溝形状の軸受け部３２が設けられている。また、揺動アーム２１には略V字形状のナイフエッジ３１が設けられており、ナイフエッジ３１を軸受け部３２に載置することにより、揺動アーム２１に支持された扉体２０が揺動するフラップゲート１０が構成される。

揺動アーム２１に設けられているナイフエッジ３１は図２（ａ）の斜視図のように、回転軸３０に設けられている軸受け部３２の凹円柱形の溝の底部分を所定位置として載置され、自由揺動する。
図２（ｂ）は扉体２０が静止状態のときの図１（ｂ）のA−A断面図であり、ナイフエッジ３１の頂角をθ、軸受け部３２の開き角をα、扉体２０が自由揺動する幅（自由揺動角）をβ、γとすると、β＝γとなるように軸受け部３２の形状が設計されている。

また、図２（ｃ）のように、軸受け部３２の形状を予めβ＜γとなるように設計すると、β＝γの場合に比べ扉体２０をより大きく開放することができる。βの角度は開口端５０を閉鎖することのできる角度が確保されていればよい。

さらに、フラップゲート１０のサイズや設置場所の条件によって自由揺動角β、γをあらかじめ設定し、ナイフエッジ３１の頂角θや軸受け部３２の開き角αの形状を設計すると扉体２０の揺動角度を個々に設定することができる。

略V字状のナイフエッジ３１のエッジ部分は完全に鋭利なエッジでも良いが、先端が丸みを有していると扉体との荷重等のバランスが取りやすく、自由揺動がスムーズになる。また、鋭利なエッジの場合は常時１箇所のエッジで荷重を受けているが、丸みを有していると揺動角度に応じて接触位置が変化するので耐久性も向上する。

また、回転軸３０の軸受け部３２と揺動アーム２１のナイフエッジ３１の載置部分にゴミ等を噛み込んで揺動を阻害しないように、軸受け部３２の上部に図示しないカバーを設けても良い。さらに、カバーの構造を、揺動アーム２１が軸受け部３２から外れて揺動アーム２１に支持された扉体２０が落下することを防止できるような構造にすることもできる。

回転軸３０と支持金具３３は完全に固定されても良いが、ころがり軸受け等の軸受けで支持しても良い。揺動角度が小さい場合はナイフエッジ構造により低摩擦で揺動することができるので水流の細かな変化に対応しやすく、揺動角以上の大流量の場合は、回転軸３０ごと扉体２０が回転して、より大きく水路を開放することができる。

次に、第２の実施形態のフラップゲートを図３を参照にして説明する。フラップゲート１０の構成は図１の第１の実施形態のフラップゲートと同様だが、回転軸３０と揺動アーム２１に構成されているナイフエッジの形状が、第１の実施形態のフラップゲートの場合と逆になっている。つまり、回転軸３０には逆V字形のナイフエッジ３１が形成され、支持金具３３には凹円柱形の軸受け部３２が下向きに形成されている。

図３のフラップゲート１０は、揺動アーム２１の軸受け部３２が回転軸３０のナイフエッジ３１に覆い被さるように載置されて揺動アーム２１に取り付けられた扉体２０を自由揺動する。
ナイフエッジ３１と軸受け部３２との支持部分は軸受け部３２により覆い被されているので、第１の実施形態の軸受け部３２の上部にカバーを設けた場合と同様の効果を得られるので、ゴミ等を噛み込んで揺動を阻害する可能性が低くなる。

次に、第３の実施形態のフラップゲートを図４を参照にして説明する。フラップゲート１０の構成は、図１の第１の実施形態のフラップゲートの構成に、扉体２０を強制開閉するための駆動手段として、駆動装置４２と、その駆動力を伝達するためのトルクアーム４０が追加された構成となっている。また、支持金具３３にはころがり軸受けやすべり軸受け等の軸受け３５が設けられて回転軸３０を軸支している。図４のフラップゲートは、フラップゲートや水路の点検・補修時に扉体を大きく上方に開放する必要のある場合や、扉体が大きく重量のある場合に利用されることが多い。なお、第３の実施形態のフラップゲートの駆動手段は図３の第２の実施形態のフラップゲートにも適用可能である。

トルクアーム４０は一端が回転軸のほぼ中央付近に設けられており、もう一端は油圧シリンダ式の駆動装置４２に連結されている。トルクアーム４０は駆動装置４２のピストンロッドの往復運動を回転軸３０の回転運動に変換するために用いられる。

駆動装置４２は本実施例では油圧シリンダ式を用いているが、空圧シリンダ式でも良いし、その他モーター等を用いてトルクアーム４０を回転軸３０を中心に回動して扉体２０を強制開閉することも可能である。
また、駆動装置の構造によってはトルクアーム４０を介さず直接回転軸３０を回動して扉体２０を開閉してもよい。
さらに、トルクアームを設ける位置やトルクアームの数、駆動装置４２の数は、フラップゲートのサイズや用途によって適時変更することができる。

図４のフラップゲートにおいて駆動装置４２を用いて強制開放する際の動作を図５に示す。図５（ａ）は扉体１０が静止状態の図であり、扉体２０はナイフエッジ構造により低摩擦で揺動することが可能である。図５（ｂ）は扉体２０を強制開放するために、駆動装置４２を用いてトルクアーム４０を介して回転軸３０を時計回りに回動させ、軸受け部３２の内壁がナイフエッジ３１に当接した際の図である。図５（ａ）から図５（ｂ）の状態までは回転軸３０の回転運動はまだ扉体２０に伝達されていないので、扉体２０は静止したままである。
図５（ｂ）の状態からさらに回転軸３０を回動させると、図５（ｃ）のように回転軸３０の動きに連動して揺動アーム２１が回動する結果、扉体２０が上方へ開放される。

図４の第３の実施形態のフラップゲート１０は、既存の噛み合いヒンジ機構のように複雑な構造を必要としないので製造コストやメンテナンスコストを低くできる。また、扉体の自由揺動時では回転軸３０とトルクアーム４０と駆動手段４２は切り離された状態と同様の効果をなすので揺動の負荷とはならず、扉体が容易に揺動し得る利点もある。

本発明に係る第４の実施形態のフラップゲートを図６を参照して説明する。図６のフラップゲート１０は防潮堤や排水樋門などの水路の開口端（導出口）５０に設けられ、内外水圧差によって扉体２０を自由揺動させて、水路の開口端５０の開閉がなされており、扉体２０を強制開閉する手段は設けられていない。図６のフラップゲートは比較的小さな水路や工場排水の樋門として利用されることが多い。
なお、第４の実施形態はシングルヒンジ構造のフラップゲートであるが、ダブルヒンジ構造のフラップゲートの軸受け部分（ヒンジ部分）にも適用可能である。

フラップゲート１０の構成は、水路の開口端５０を開閉するための扉体２０と、扉体２０を揺動させるための水平に配された回転軸３０と、回転軸３０の両端部に突出して設けられた略V字状のナイフエッジ３１と、凹円柱形の溝状の軸受け部３２を備えた支持金具３３と、扉体２０を支持する揺動アーム２１とを備えている。ナイフエッジ３１が軸受け部３２に載置されることによりナイフエッジ軸受け構造を構成している。

図６のフラップゲートは図１のフラップゲートと異なり、支持金具３３にナイフエッジ構造を有しているので、回転軸を別途軸支するためのころがり軸受け等の軸受けが不要である。そのため、製造コストやメンテナンスコストの軽減を図れる。

回転軸３０の形状は、図７（ａ）のように、両端部などの一部にナイフエッジ３１を設けても良いし、図７（ｂ）のように軸全体がナイフエッジ形状になっていても良く、強度や製造コスト、組立て容易性等によって適宜選択すれば良い。

略V字状のナイフエッジ３１のエッジ部分は完全に鋭利なエッジでも良いが、図７のように、先端が丸みを有していると扉体との荷重等のバランスが取りやすく、自由揺動がスムーズになる。また、鋭利なエッジの場合は常時１箇所のエッジで荷重を受けているが、丸みを有していると揺動角度に応じて接触位置が変化するので耐久性も向上する。

また、フラップゲート１０は排水樋門であるため、当然のことながら開口端５０を密閉しなければならない。そのため軸受け部３２の形状は、ナイフエッジ３１が載置される所定位置を大きくずれることなく一意に決められて揺動できる形状が望ましい。よって、軸受け部３２の形状は図１のような凹円柱形や、その他Ｖ字形、２平面交さ形にすると良い。

ナイフエッジ３１は図７（ａ）のように、支持金具３３に設けられている軸受け部３２の凹円柱形の溝の底部分を所定位置として載置され、自由揺動する。
図７（ａ）は扉体２０が静止状態のときの図であり、ナイフエッジ３１の頂角をθ、軸受け部３２の開き角をα、扉体２０が自由揺動する幅（自由揺動角）をβ、γとすると、β＝γとなっている。
フラップゲート１０のサイズや設置場所の条件によって自由揺動角β＝γをあらかじめ設定し、ナイフエッジ３１の頂角θや軸受け部３２の開き角αの形状を設計すると扉体２０の開閉角度を個々に設定することができる。

また、軸受け部３２の形状を予めβ＜γとなるように設計すると、β＝γの場合に比べ扉体２０をより大きく開放することができる。βの角度は開口端５０を閉鎖することのできる角度が確保されていればよい。

ナイフエッジ３１と軸受け部３２で構成されるナイフエッジ軸受け構造は、通常用いられている転がり軸受け等による回転軸の軸支の場合と比べると、構成部材に高精度の加工が不要であるし部材点数も少なくて済むので低コストで製作することができる利点がある。

また、支持金具３３の軸受け部３２とナイフエッジ３１の支持部分にゴミ等を噛み込んで揺動を阻害しないように、軸受け部３２の上部に図示しないカバーを設けても良い。さらに、カバーの構造を、回転軸３０が軸受け部３２から外れて扉体２０が落下することを防止できるような構造にすることもできる。

次に、第５の実施形態のフラップゲートを図８を参照にして説明する。フラップゲート１０の構成は図６の第４の実施形態のフラップゲートと同様だが、回転軸３０と支持金具３３のナイフエッジを構成する部材の形状が、第４の実施形態のフラップゲートの場合と逆になっている。つまり、回転軸３０には凹円柱形の軸受け部３２が下向きに形成され、支持金具３３には逆V字形のナイフエッジ３１が形成されている。

図８のフラップゲート１０は、回転軸３０の軸受け部３２がナイフエッジ３１に覆い被さるように載置されて回転軸３０に取り付けられた扉体２０を自由揺動する。
ナイフエッジ３１と軸受け部３２との支持部分は軸受け部３２により覆い被されているので、第４の実施形態の軸受け部３２の上部にカバーを設けた場合と同様の効果を得られるので、ゴミ等を噛み込んで揺動を阻害する可能性が低くなる。

次に、第６の実施形態のフラップゲートを図９及び図１０を参照して説明する。図９はフラップゲート１０の全体図、図１０は図９（ｂ）の第６の実施形態のフラップゲートのB−B断面の一部拡大図で、回転軸とトルクアームの動作の説明図も兼ねている。
図９のフラップゲート１０の構成は、水路の開口端５０を開閉するための扉体２０と、扉体２０を揺動させるための回転軸３０と、回転軸３０の両端部に突出したナイフエッジ３１と、ナイフエッジ３１に当接して回転軸３０を軸支する軸受け部３２を備えた支持金具３３と、扉体２０を支持する揺動アーム２１とからなり、さらに、扉体２０を強制開閉するための駆動手段として、回転軸３０の略中央部に扉体２０を強制開閉するためのトルクアーム４０が取付けられていて、トルクアーム４０は一端に駆動装置４２が連結され他端にトルク伝達部４１が設けられている。なお、第６の実施形態のフラップゲートの駆動手段は図８の第５の実施形態のフラップゲートにも適用可能である。

軸受け部３２は図６の第４の実施形態のフラップゲートと同様に上部が開放されていても良いが、図９及び図１０のように上部がカバーされていても良い。

なお、本実施例では駆動装置４２に油圧シリンダ式を用いているが、空圧シリンダ式でも良いし、その他モーター等を用いてトルクアーム４０をトルク伝達部４１を中心に回動して扉体２０を強制開閉することも可能である。

トルク伝達部４１が設けられている部分に対応する回転軸３０にはナイフエッジ３４が設けられていて、そのトルク伝達部４１の断面形状は、図９のように回転軸３０に設けられたナイフエッジ３４に遊嵌状にはめ込まれる構造となっている。
ナイフエッジ３４は断面形状は略V字形になっていて、回転軸３０の回動に従って回転・自由揺動する。トルク伝達部４１の孔形状はナイフエッジ３４の自由揺動を妨げないように、ナイフエッジ３４の頂角θ_２よりも大きい角度α_２を有した略扇形形状の孔形状となっている。

第６の実施形態のフラップゲート１０は、第４の実施形態のフラップゲートと同様に自由揺動することができる。
図１０（ａ）は扉体２０が静止状態のときの図であり、ナイフエッジ３４の頂角θ_２とトルク伝達部４１の開き角α_２と扉体２０の自由揺動角β_２及びγ_２との関係は、θ_２＋β_２＋γ_２＝α_２となっている。また本実施例では、静止状態で、β_２＝γ_２となるように軸受け部３２を設計している。

なお、フラップゲート製造時には、フラップゲート１０のサイズや設置場所の条件によって自由揺動角β_２やγ_２を設定し、ナイフエッジ３４の頂角θ_２やトルク伝達部４１の開き角α_２の角度及び形状を設計すると良い。

扉体２０が自由揺動する角度β_２（＝γ_２）の間では、トルク伝達部４１が回転軸３０に遊嵌状に設けられているので、トルクアーム４０と駆動装置４２は切り離された状態と同様の効果をなすため揺動の負荷とはならず、扉体２０が容易に揺動することができる。

図１０（ｂ）はトルクアーム４０を駆動手段４２により扉体２０を開く方向に強制的に回動させた図である。トルクアーム４０が時計方向に回動すると、自由揺動角γ_２まではトルクアーム４０のみが回動し、その後、ナイフエッジ３４の左側の面とトルク伝達部４１の内壁が当接する。その後トルクアーム４０の回動に連動してナイフエッジ３４、つまり回転軸３０が回動し、回転軸３０に取り付けられている揺動アーム２１を介して扉体２０が強制的に開かれる仕組みとなっている。

逆に、図１０（ｃ）はトルクアーム４０を駆動手段４２により扉体２０が閉じる方向に強制的に回動させた図である。トルクアーム４０が反時計方向に回動すると、自由揺動角β_２まではトルクアーム４０のみが回動し、その後、ナイフエッジ３４の右側の面とトルク伝達部４１の内面が当接する。その後トルクアーム４０の回動に連動してナイフエッジ３４、つまり回転軸３０が回動し、回転軸３０に取り付けられている揺動アーム２１を介して扉体２０が閉じられる。

第６の実施形態のフラップゲートは、本実施例ではトルクアーム４０が回転軸３０の中央付近に設けられて扉体２０を強制開閉する構成となっているが、トルクアーム４０を設ける位置やトルクアーム４０の数、また、駆動装置４２の数はフラップゲート１０のサイズや用途によって適時変更することができる。

また、第６の実施形態のフラップゲートは、既存の噛み合いヒンジ機構のように複雑な構造を必要としないので製造コストやメンテナンスコストを低くできる。さらに、扉体の自由揺動時ではトルクアーム４０と駆動手段４２は切り離された状態と同様の効果をなすので揺動の負荷とはならず、扉体が容易に揺動し得る利点もある。

本発明のフラップゲートは、河川の排水樋門に使用できるだけでなく、工場等での配管の導出口に使用することもできる。

１０フラップゲート
２０扉体
２１揺動アーム
３０回転軸
３１ナイフエッジ
３２軸受け部
３３支持金具
３４ナイフエッジ
３５軸受け
４０トルクアーム
４１トルク伝達部
４２駆動装置
５０開口端

Claims

水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、
前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、
前記回転軸を支える支持金具と、
前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームと
を備えたフラップゲートにおいて、
前記揺動アームにはナイフエッジ部が設けられるとともに、
前記回転軸には前記ナイフエッジ部を軸支する軸受け部が設けられており、
前記軸受け部が前記ナイフエッジ部を軸支することにより前記揺動アームが前記回転軸に設けられていること
を特徴としたフラップゲート。
水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、
前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、
前記回転軸を支える支持金具と、
前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームと
を備えたフラップゲートにおいて、
前記回転軸にはナイフエッジ部が設けられるとともに、
前記揺動アームには前記ナイフエッジ部によって軸支される軸受け部が設けられており、
前記ナイフエッジ部が前記軸受け部を軸支することにより前記揺動アームが前記回転軸に設けられていること
を特徴としたフラップゲート。
請求項１又は２に記載のフラップゲートにおいて、
前記回転軸に該回転軸を軸中心に回動させるための駆動手段が設けられ、
前記駆動手段によって前記回転軸が回動することにより前記扉体が連動して強制開閉されることを特徴としたフラップゲート。
水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、
前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、
前記回転軸を支える支持金具と、
前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームと
を備えたフラップゲートにおいて、
前記回転軸にはナイフエッジ部が設けられるとともに、
前記支持金具には前記ナイフエッジ部を軸支する軸受け部が設けられており、
前記軸受け部が前記ナイフエッジ部を軸支することにより、前記回転軸が前記支持金具に支えられていること
を特徴としたフラップゲート。
水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体と、
前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、
前記回転軸を支える支持金具と、
前記回転軸に設けられ、前記扉体を支持する揺動アームと
を備えたフラップゲートにおいて、
前記支持金具にはナイフエッジ部が設けられるとともに、
前記回転軸には前記ナイフエッジ部によって軸支される軸受け部が設けられており、
前記ナイフエッジ部が前記軸受け部を軸支することにより、前記回転軸が前記支持金具に支えられていること
を特徴としたフラップゲート。
請求項４又は５に記載のフラップゲートにおいて、前記フラップゲートは、
前記回転軸に設けられたナイフエッジ部と、
前記ナイフエッジ部に遊嵌状に設けられたトルクアームと、
前記トルクアームを前記回転軸の軸中心に回動させるための駆動手段と
が備えられ、
前記トルクアームの遊嵌された部分の孔形状は、前記ナイフエッジのなす角度より大きい角度を有した孔形状であり、
前記トルクアームの回動により、該トルクアームの内面が前記ナイフエッジ形状を形成する２面のうちいずれかの面に当接し、該トルクアームおよび該回転軸が該回転軸の軸を中心に回動されることにより前記扉体が連動して強制開閉されること
を特徴としたフラップゲート。