JP2013253381A - 浮体式フラップゲート - Google Patents

Abstract

【課題】浸水時の起立機能を阻害することなく、動力を必要とせずに扉体を起立させる。
【解決手段】水の流入時に開口部を遮断すべく、流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体２の先端側２ｂが基端側２ａを支点として起立揺動する浮体式フラップゲート１である。引張りコイルばね１３の一方端に動滑車１１を取り付け、一端は扉体２の先端部２ｂに、他端は定滑車６，７を介してカウンタウエイト８に取り付けたワイヤロープ５に扉体２を起立させる方向の張力を付与する。引張りコイルばね１３が伸ばされた位置で動滑車１１を固定するストッパ１４を設ける。予め扉体２を起立させるときは、ストッパ１４を解除して動滑車１１を移動可能にし、引張りコイルばね１３が縮もうとする付勢力で動滑車１１を移動させてワイヤロープ５に扉体２を起立させる方向の張力を付与する。
【効果】水が流入しない場合でも、簡易な操作で扉体を容易に起立させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば防潮堤の開口部に設置され、津波などの増水時、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、扉体を起立させて前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートに関するものである。

例えば津波などの増水時に、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないように、流入しようとする水により発生する浮力を利用して扉体を起立させ、防潮堤の開口部を遮断する浮体式フラップゲートがある（例えば特許文献１，２）。

この種の浮体式フラップゲートは、津波の到達までに十分な時間がある場合や、近くに管理者がいて扉体の起立操作が容易に行える場合でも、浸水後に起立することを想定している。このような考え方は、人々の避難を喚起し、安全性に過度な期待をさせない点において、望ましいものである。

ところで、著しく重要性の高い背後施設の場合は、例えば津波の到達までの時間的猶予が存在しても事前に開口部の閉鎖が求められることも想定される。しかしながら、前記浮体式フラップゲートは、水が流入した後に起立することを想定した施設であったので、このような要望に沿うには扉体の開閉装置を設置する必要がある。

特開２００１−２１４４２５号公報 特開２００３−２５３９１２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来の浮体式フラップゲートの場合、例えば津波の到達前に開口部の閉鎖を可能とするためには、扉体の開閉装置を設置する必要があるという点である。

本発明は、浸水時における起立機能を阻害することなく、動力を必要とせずに簡易な人為操作によって扉体を起立させることができるようにすることを目的としてなされたものである。

本発明の浮体式フラップゲートは、
開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側の回転軸を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
前記扉体の先端部に一端を取り付けたロープの他端を少なくとも定滑車を介してカウンタウエイトに取り付ける一方、前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を付与すべく配置した動滑車をばねの一方端に取り付けると共に、このばねが伸ばされた位置で前記動滑車を固定するストッパを設け、
扉体が倒伏状態にある格納時には、前記ストッパによって前記動滑車の移動を規制することで前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を与えないようにする一方、予め扉体を起立させるときには、ストッパを解除して前記動滑車を移動可能にし、前記ばねが縮もうとする付勢力で前記動滑車を移動させて前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を付与するようにしたことを最も主要な特徴としている。

上記の本発明では、例えば津波の到達前に予め扉体を起立させる場合は、ストッパを解除して動滑車を移動可能にすれば、伸ばされたばねが縮もうとする際の付勢力によりロープに扉体を起立させる方向の張力が付与されて扉体の起立が促進され、簡易な人為操作のみで扉体を起立させることができる。

上記本発明において、動滑車の移動をストッパにより規制する位置まで動滑車を移動させる動滑車の移動機構をさらに備えさせた場合は、水が流入しない状態で予め起立させた扉体の倒伏状態への復帰を容易に行うことができる。

本発明では、従来の浮力による起立操作を妨げることなく、水が流入しない場合であっても、簡易な操作によって、浮体式フラップゲートを容易に起立させることができる。

本発明の浮体式フラップゲートを、事前に起立させる場合について説明する側面方向から見た概略構成図で、（ａ）は倒伏状態、（ｂ）は浮上途中、（ｃ）は起立状態を示す図である。 事前に起立させた本発明の浮体式フラップゲートを、倒伏状態に復帰する態様を説明する図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は上方から見た図である。 本発明の浮体式フラップゲートの他の例を説明する図１と同様の図である。 事前に起立させた本発明の浮体式フラップゲートの他の例を、倒伏状態に復帰する態様を説明する図２と同様の図である。 本発明の浮体式フラップゲートが水の流入により起立する場合について説明する側面方向から見た概略構成図で、（ａ）は倒伏状態、（ｂ）は浮上途中、（ｃ）は起立状態、（ｄ）は倒伏途中、（ｅ）は倒伏状態を示す図である。

本発明は、浸水時における起立機能を阻害することなく、動力を必要とせずに簡易な操作によって扉体を起立させることができるようにすることを目的とするものである。

そして、その目的を、定滑車を介して扉体の先端部とカウンタウエイトを繋ぐロープに、扉体を起立させる方向の張力を付与すべく配置した動滑車をばねの一方端に取り付け、ばねが縮もうとする付勢力で動滑車を移動させて前記張力を発生することで実現した。

（実施例１）
以下、本発明の実施例を、図１を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の浮体式フラップゲートを、事前に起立させる場合について説明する概略構成図である。

図１において、１は例えば防潮堤の、開口部の路面rsに設置される本発明の浮体式フラップゲートである。この浮体式フラップゲート１は、海洋（或いは河川）から生活空間や地下空間等の後背域に水が流入しようとする際、流入する水によって発生する浮力及び水圧を利用して、基端側２ａの回転軸２ａａを支点として扉体２の先端側２ｂを戸当り３に形成したガイド３ａに沿って起立揺動させ、開口部を水密状態に遮断するものである。

この浮体式フラップゲート１を構成する扉体２は、遮断する開口部の幅が広い場合は、複数の扉体２を開口部の幅方向に連結した構成とされ、各扉体２の間は扉間水密ゴムによって連結されている。また、両側の扉体２の、防潮堤の開口部に設けた戸当りと相対する側には水密ゴムが設けられている。

図１に示す本発明の浮体式フラップゲート１は、例えば扉体２の先端付近の両側にそれぞれロッド４が取り付けられ、水圧荷重の支持とワイヤロープ５の一端を取り付ける機能を有している。

前記ワイヤロープ５の他端は、倒伏時の扉体２の先端上方の戸当り３に設置された第１の定滑車６、及び扉体２の基端側の前記第１の定滑車６と同一高さ位置に設置された第２の定滑車７を介して、戸当り３内部に配置されたカウンタウエイト８に取り付けられている。従って、このカウンタウエイト８の重量が扉体２に作用するようになっている。

このカウンタウエイト８の重量は、扉体２の倒伏を可能とするために、扉体２の重量よりも小さくしているので、カウンタウエイト８が必要以上上昇しないように上限位置を規制するストッパ９を戸当り３の所定位置に設けている。

１１は例えば第１の定滑車６の直下から第２の定滑車７に向けて、これら両定滑車６，７に掛け渡されたワイヤロープ５と平行に設けられたレール１２（図２参照）に沿って移動が可能なように設けられた動滑車である。

この動滑車１１は、他方端（固定端）１３ｂを第２の定滑車７側に固定して取り付けた引張りコイルばね１３の一方端（自由端）１３ａに取り付けられ、引張りコイルばね１３が縮もうとする際の付勢力によって前記扉体２と第１の定滑車６の間で、ワイヤロープ５を第２の定滑車７の方向に引き寄せて扉体２を起立させるようにしている。

１４は、前記動滑車１１を第１の定滑車６側の端部に固定するストッパであり、扉体２が倒伏状態にある格納時には（図１（ａ）参照）、前記動滑車１１を第１の定滑車６側の端部に固定することで、動滑車１１からワイヤロープ５に前記張力を与えないようにしている。この扉体２の格納時にワイヤロープ５に作用する張力は、カウンタウエイト８の重量と同じである。

上記構成の本発明の浮体式フラップゲート１では、事前に扉体２を起立する時には、前記ストッパ１４による動滑車１１の拘束を解除するだけの簡易な人為操作で、動力を必要とせずに扉体２の起立を促すことができる。

つまり、ストッパ１４による動滑車１１の拘束解除により、ワイヤロープ５には、扉体２を起立する方向に、カウンタウエイト８の重量によって作用する張力に加えて、引張りコイルばね１３が縮むことによる動滑車１１を介した張力が作用する。

これら両張力の和が、扉体２を倒伏させる方向に作用する倒伏モーメントによる張力よりも若干大きくなるようにしておけば、動力を必要とせずに扉体２は、図１（ａ）の倒伏状態から図１（ｂ）に示す位置を経て、図１（ｃ）の位置まで起立する。この扉体２が起立する間、カウンタウエイト８はストッパ９によって上昇を規制されており、その位置が変化することはない。

この際、引張りコイルばね１３が縮むことによる前記張力が作用した時に、扉体２に作用する倒伏モーメントによる張力よりも若干（少し）大きくなるように引張りコイルばね１３の付勢力を決定しておけば、扉体２の急激な起立動作を防ぐことができて安全である。引張りコイルばね１３が縮むことによる前記張力が扉体２に作用する倒伏モーメントによる張力よりも非常に大きい場合は、扉体２が急激に起立することになって扉体２が大きく動揺し、危険性が高くなるからである。さらに、倒伏状態に戻すときに、巻き取りに大きな動力が必要となる。

前記操作により起立させた扉体２を倒伏状態に戻すには、例えば図２に示すような構成の動滑車１１の移動機構２１を、動滑車１１の移動を案内するレール１２の第１の定滑車６側の端部に設置しておけばよい。

２２はレール１２の第１の定滑車６側の端部に正逆回転が自在なように取り付けた軸であり、この軸２２にハンドル２３とドラム２４を取り付け、このドラム２４に一端を巻き付けたロープ２５の他端を動滑車１１の軸１１ａに取り付ける。

このような構成の移動機構２１の場合、ハンドル２４を回してロープ２５をドラム２４に巻き取ることで動滑車１１を引張りコイルばね１３の付勢力に抗して第１の定滑車６側端部まで引き寄せるだけで、扉体２を倒伏状態に戻すことができる。

ロープ２５をドラム２４に巻き取った後は、ストッパ１４で、動滑車１１の移動を拘束し、ハンドル２４の回転を自在な状態にしておく。

（実施例２）
次に、本発明の他の実施例を、図３を用いて詳細に説明する。
図３は本発明の浮体式フラップゲートの他の実施例を説明する図１と同様の図である。

図３に示す他の実施例は、第１の定滑車６の直下から第２の定滑車７に向けた動滑車１１の移動方法が図１に示す実施例と異なるものである。

図３に示した他の実施例は、側面から見た場合に、第１の定滑車６、第２の定滑車７等と同一の面内に配置したアーム３１の先端側３１ｂに動滑車１１を回転自在に取り付けたものである。そして、アーム３１の基端側３１ａを、倒伏状態の扉体２側に回転が自在なように支持させることで、動滑車１１を支持したアーム３１の先端側３１ｂが第１の定滑車６と第２の定滑車７の間を、基端側３１ａを支点として揺動移動するようにしている。

そして、前記アーム３１の先端側３１ｂが常時第２の定滑車７側に位置するよう、アーム３１に引張りコイルばね１３を取り付ける一方、扉体２が倒伏状態の格納時には（図３（ａ）参照）、動滑車１１を第１の定滑車６側の端部にストッパ１４により固定するものである。

かかる構成の本発明の浮体式フラップゲート１も、引張りコイルばね１３による張力を前記の実施例１と同様に設定しておけば、事前に扉体２を起立する時には、ストッパ１４による動滑車１１の拘束を解除するだけの簡易な人為操作で、動力を必要とせずに扉体２を起立させることができる。

前記操作により起立させた扉体２を倒伏状態に戻す場合も、例えば図４に示すように、図３と同様の構成の動滑車１１の移動機構２１を、第１の定滑車６側に設置しておけばよい。この他の実施例の場合、アーム３１によって動滑車１１の移動軌跡が確定されるので、レール１２は不要である。

このような構成の移動機構２１の場合も、ハンドル２４を回してロープ２５をドラム２４に巻き取ることで動滑車１１を引張りコイルばね１３の付勢力に抗して第１の定滑車６側に引き寄せるだけで、扉体２を倒伏状態に戻すことができる。

ロープ２５をドラム２４に巻き取った後は、ストッパ１４で、動滑車１１の移動を拘束し、ハンドル２４の回転を自在な状態にしておく。

前記実施例１，２の場合、水の流入により扉体２が起立する際の動作を、図５を用いて説明する。なお、図５は実施例１を示した図である。

（扉体２の起立時）
水の流入により扉体２が起立する際は、ストッパ１４によって動滑車１１の移動が拘束されているので、ワイヤロープ５には引張りコイルばね１３が縮もうとする付勢力による張力が作用しない。

従って、水の流入により扉体２に発生する浮力が増加し、当該浮力とカウンタウエイト８による張力の和が、扉体２を倒伏させる方向の倒伏モーメントによる張力よりも大きくなった時に、図５（ａ）に示す倒伏状態から扉体２が起立し始める。

扉体２の起立初期は、カウンタウエイト８が降下し、扉体２は起立方向に引っ張られて起立を補助される。そして、水平面に対する扉体２の傾斜角が例えば４５度になると、扉体２とワイヤロープ５が一直線になり、カウンタウエイト８は最下端の位置となる（図５（ｂ）参照）。水平面に対する扉体２の傾斜角が４５度を超えると、扉体１２の起立揺動により、カウンタウエイト８が上昇するので、カウンタウエイト８が抵抗となって扉体２の起立速度を減速し、図５（ｃ）に示す起立完了時の衝撃力が緩和される。

（起立状態の扉体２の倒伏時）
倒伏初期は、カウンタウエイト８が下降し、扉体２は倒伏方向に引っ張られて水位の低下に追従して倒伏する。そして、水平面に対する扉体２の傾斜角が４５度になると、扉体２とワイヤロープ５が一直線になり（図５（ｄ）参照）、カウンタウエイト８は最下端の位置となる。水平面に対する扉体２の傾斜角が４５度より小さくなると、扉体２の倒伏により、カウンタウエイト８が上昇するので、カウンタウエイト８が抵抗となって扉体２の倒伏速度を減速し、図５（ｅ）に示す倒伏完了時の衝撃力が緩和される。

本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

上記の例では、扉体２を事前に起立させる際には、ストッパ１４を人為的に解除する構成について説明したが、遠隔操作により機械的に解除しても良い。この場合も、ストッパ１４を解除するだけであるため、扉体２の起立を機械的に行うものに比べてごく小さな装置とわずかな動力で済む。

また、前記実施例では、ワイヤロープ５を使用しているが、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、アラミド系、ポリアリレート系、超高密度ポリエチレンなどの繊維ロープを使用しても良い。

また、前記の実施例では扉体２が単一の浮体で構成された浮体式フラップゲート１を示したが、複数の浮体を高さ方向に連結した浮体連結式フラップゲートに適用しても良い。

また、前記実施例では、扉体２の両側にロッド４を取り付けたものを示したが、扉体２の先端部の幅方向全域に１本のロッドを取り付けたものでも良い。

１ 浮体式フラップゲート
２ 扉体
２ａ 基端側
２ａａ 回転軸
２ｂ 先端側
５ ワイヤロープ
６ 第１の定滑車
７ 第２の定滑車
８ カウンタウエイト
１１ 動滑車
１３ 引張りコイルばね
１４ ストッパ
２１ 移動機構
２３ ハンドル
３１ アーム

Claims (2)

1. 開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断すべく、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側の回転軸を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
   前記扉体の先端部に一端を取り付けたロープの他端を少なくとも定滑車を介してカウンタウエイトに取り付ける一方、前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を付与すべく配置した動滑車をばねの一方端に取り付けると共に、このばねが伸ばされた位置で前記動滑車を固定するストッパを設け、
   扉体が倒伏状態にある格納時には、前記ストッパによって前記動滑車の移動を規制することで前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を与えないようにする一方、予め扉体を起立させるときには、ストッパを解除して前記動滑車を移動可能にし、前記ばねが縮もうとする付勢力で前記動滑車を移動させて前記ロープに扉体を起立させる方向の張力を付与するようにしたことを特徴とする浮体式フラップゲート。
2. 前記動滑車の移動をストッパにより規制する位置まで前記動滑車を移動させる動滑車の移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の浮体式フラップゲート。

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