JP2017008694A - フラップゲート - Google Patents

Abstract

【課題】扉体を上下動可能としつつも、過大な圧力が作用しても変形等を生じることがなく、また門形フレーム内で傾いて外れてしまうこともない、安定した排水を行うことが可能なフラップゲートを提供する。【解決手段】揺動自在とされた扉体３により水路４の排水口４Ａを開閉するフラップゲートであって、扉体３は、排水口４Ａの両側部に設けられた門形フレーム５に上下動可能に取り付けられる枠形の戸当部材１に、ヒンジ機構２を介して揺動自在に支持されている。【選択図】図２

Description

本発明は、水路から河川等に排水する水門の排水口に設けられるフラップゲートに関するものである。

このようなフラップゲートは、通常の河川等の水位よりも僅かに高い位置に開口した水路の排水口に扉体がヒンジ機構によって揺動自在に取り付けられたものであり、河川等が通常の水位のときに水路から排水を行う場合には、排水圧によって扉体が開いて水路から排水が行われる。また、洪水等によって河川等が増水して水位が上昇したときには、その水圧によって扉体が排水口に押し付けられて排水口を閉鎖し、河川等の水が水路に逆流するのを防止する。

ここで、上記扉体は、一般的には排水口の上部に固定されたヒンジ機構を介して揺動自在に支持されるが、特許文献１には、このような扉体を摺動軸に支承し、該摺動軸は案内溝を有する門形フレームに上下動可能にネジ付きロッド等の操作部材を介して案内し、障害物が引っ掛かかるなどして排水口が扉体により完全に閉鎖されない事故が起きたときには、操作部材によって摺動軸ごと扉体を引き上げて障害物を除去するフラップゲートが提案されている。

実公昭４８−０００９０８号公報

ところが、この特許文献１に記載されたフラップゲートでは、扉体はリンクアームを備えたヒンジ機構を介して上述のように摺動軸に支持されており、摺動軸は、その両端の案内体が、門形フレームの断面コ字形の案内溝に収容されて案内されるだけである。このため、過大な排水圧や河川等の水圧が作用して扉体ごと摺動軸が河川側や水路側に押し付けられると摺動軸に変形等が生じるおそれがある。また、地震などによって扉体が大きく振動した場合には、摺動軸が門形フレーム内で傾いてしまうおそれもあり、こうして摺動軸が傾くと案内体が案内溝から脱落して摺動軸および扉体が門形フレームから外れてしまうおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特許文献１と同様に扉体を上下動可能としつつも、過大な圧力が作用しても変形等を生じることがなく、また門形フレーム内で傾いて外れてしまうこともない、安定した排水を行うことが可能なフラップゲートを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、揺動自在とされた扉体により水路の排水口を開閉するフラップゲートであって、上記扉体は、上記排水口の両側部に設けられた門形フレームに上下動可能に取り付けられる枠形の戸当部材に、ヒンジ機構を介して揺動自在に支持されていることを特徴とする。

このように構成されたフラップゲートでは、通常の使用時には枠形の戸当部材は排水口の開口部に位置していて、排水口から河川等に排水を行うときには、この戸当部材の枠内を通して排水することにより、戸当部材にヒンジ機構を介して揺動自在に支持された扉体が排水圧によって河川側に開いて排水する。また、河川等が増水して水位が上昇したときには、その水圧によって扉体が戸当部材に押し付けられるとともに戸当部材は排水口の開口部周縁に押し付けられ、これによって排水口は閉鎖されて河川等の水が水路に逆流するのを防止する。

そして、上記構成のフラップゲートでは、戸当部材は上述のように枠形であるので、特許文献１に記載されたフラップゲートのように１本の摺動軸で扉体を支持するのに比べて強度や扉体の取付剛性が高く、排水時や河川等の増水時に過大な圧力が作用しても変形を生じることがない。また、このような枠形の戸当部材は門形フレーム内で傾くこともないので、門形フレームから外れることもない。このため、上記構成のフラップゲートによれば、長期に亙って安定した排水を行うことが可能となる。

勿論、扉体と戸当部材との間に障害物が引っ掛かったときには、特許文献１に記載されたフラップゲートと同様に扉体ごと戸当部材を引き上げて容易に取り除くことができる。また、揺動自在ではない扉体を門形フレームに取り付けて上下動させることにより排水口を開閉するスライディングゲート（スライドゲート、またはスルースゲート）を、上述のように扉体が揺動自在なフラップゲートに交換するような場合でも、スライディングゲートの扉体を取り外して、上記構成のフラップゲートの揺動自在な扉体が取り付けられた戸当部材を取り付けるだけで済み、土木工事等を要することなく既設のスライディングゲートを短時間で容易にフラップゲートに交換することができる。

さらにまた、これら戸当部材と扉体との間と、戸当部材と排水口の開口部周縁との間とに水密ゴムを介装することにより、河川等の増水時にはこれらの水密ゴムによって二重に排水口を閉鎖することができるので、河川等からの水の逆流を一層確実に防止することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、扉体を戸当部材とともに上下動可能としつつ、過大な圧力が作用しても変形を生じることがないとともに、戸当部材が傾いて扉体とともに門形フレームから外れるような事態も防ぐことができ、安定した排水を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態を取り付けた水門を水路の下流側から見た正面図である。 図１におけるＹＹ断面図である。 図１に示す実施形態の扉体および戸当部材の拡大正面図である。 図３におけるＹＹ断面図である。 図１におけるＺＺ拡大断面図である。 図３におけるＺＺ拡大断面図である。

図１ないし図６は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のフラップゲートは、枠形の戸当部材１と、この戸当部材１にヒンジ機構２を介して揺動自在に支持される扉体３とを備え、河川等に排水を行う農業用や工業用の水路４の水門において、その排水口４Ａの両側部に設けられた門形フレーム５に上下動可能に取り付けられる。これら戸当部材１やヒンジ機構２、扉体３は、後述する水密ゴムを除いて例えばステンレス鋼等の鋼材により形成される。

水路４の断面および排水口４Ａは長方形状をなしており、排水口４Ａがなす長方形の下辺は河川等の通常の水位よりも僅かに上方に位置している。また、門形フレーム５には、排水口４Ａがなす長方形の２つの側辺に沿って上方に平行に延びる一対の戸溝５Ａが設けられており、これら戸溝５Ａは図６に示すように断面コ字状をなしていて、横方向に互いに対向するように開口している。さらに、上記水門において、これらの戸溝５Ａ同士の間の横方向における中央の上方には、戸当部材１ごと扉体３を上下動させて排水口４Ａを開閉する開閉装置６が設けられている。

戸当部材１は長方形の枠形に形成され、その外形寸法の横方向の幅は、上記一対の戸溝５Ａの溝底間の間隔より小さく、排水口４Ａの横方向の幅よりは大きくされるとともに、上下方向の高さは排水口４Ａの開口高さよりも高くされ、さらに戸当部材１の厚さは戸溝５Ａの溝幅よりも大きくされている。このような戸当部材１は、図１に示すようにその枠形がなす長方形の両側辺部を一対の戸溝５Ａにそれぞれ収容させるようにして門形フレーム５に取り付けられる。

また、この戸当部材１がなす長方形の上辺部の中央には、吊り金具１Ａを介してネジ軸１Ｂが上方に延びるように連結されるとともに、このネジ軸１Ｂは開閉装置６に備えられた図示されない回転可能なナットにねじ込まれている。従って、このナットを電動または手動で回転させることによりネジ軸１Ｂが上下動し、これに伴い戸当部材１も、その両側辺部が戸溝５Ａに案内されつつ、上述のように扉体３とともに上下動する。

さらに、本実施形態の戸当部材１は、上記上辺部と両側辺部が図５に示すような断面長方形の角筒材１Ｃによって形成されており、この角筒材１Ｃは、その断面がなす長方形の２つの長辺を水路４の上流側（図２、図４、図６において右側、図５においては上側）と下流側（図２、図４、図６において左側、図５においては下側）に向けている。一方、戸当部材１がなす長方形枠形の下辺部は、両側辺部の下端を繋ぐ図６に示すような水平な板材１Ｄにより形成されている。

また、戸当部材１の上記角筒材１Ｃには、図５に示すようにその水路４の上流側を向く面に、断面略Ｐ字状をなす水密ゴム７が、このＰ字の断面環状をなす部分を戸溝５Ａの水路４下流側を向く溝壁面に対向させるようにして突出させ、上記上辺部と両側辺部の全長に亙って取り付けられている。さらに、戸当部材１の下辺部の上記板材１Ｄの下面には、図５に示すように板状の水密ゴム８が、この板材１Ｄのやはり全長に亙って取り付けられている。

一方、扉体３は、断面コ字状の角材３Ａによって正面視に図１および図３に示すように長方形の枠形に形成されるとともに、上下方向の略中央部には同じく角材３Ａが横方向に亙って取り付けられ、こうして枠形に形成された扉体３の水路４の上流側を向く面全体には、スキンプレート３Ｂが取り付けられて枠内が覆われている。横方向に渡された角材３Ａは、断面コ字状の開口部が下向きとされている。また、扉体３の横方向の幅は、戸当部材１の枠内開口部の幅よりも大きく、一対の戸溝５Ａの溝開口部間の幅よりは小さくされるとともに、上下方向の高さは戸当部材１の枠内開口部の高さよりも高く、戸当部材１の外形寸法における高さよりは低くされている。

このような扉体３を戸当部材１に揺動自在に支持するヒンジ機構２は、図３および図４に示すように戸当部材１の上辺部に取り付けられるブラケット２Ａと、扉体３の上辺部に取り付けられるブラケット２Ｂと、これらのブラケット２Ａ、２Ｂに両端部が取り付けられたアーム２Ｃとを備えており、このアーム２Ｃの両端部が水平な軸線回りに回転自在にブラケット２Ａ、２Ｂに取り付けられることにより、扉体３は戸当部材１に揺動自在に支持される。本実施形態では一対のこのようなヒンジ機構２が戸当部材１の横方向中央部に関して対称な位置に２つ設けられている。

扉体３は、このヒンジ機構２によって吊り下げられることにより戸当部材１の水路４下流側に配置され、水路４からの排水が行われていないときや河川等が増水して水路４の上流側に向けた水圧が作用したときには、図２、図４に実線で示すようにスキンプレート３Ｂが戸当部材１に対向してその枠内の開口部を閉鎖する。また、水路４から排水を行うときには、排水口４Ａからの排水の圧力（排水圧）によって扉体３が図２に鎖線で示すように上記軸線回りに回転することにより揺動して枠内の開口部を開放し、排水を河川等に排出する。

さらに、本実施形態では、この扉体３にも、扉体３がなす上記長方形の全周に亙って水密ゴム９が配設されて戸当部材１との間に介装されている。この扉体３の水密ゴム９は、図５および図６に示すように断面が２段に斜めに折り曲げられた板状のものであって、この折り曲げられた一方の側がスキンプレート３Ｂに固定されるとともに、他方の側は一方の側と平行に戸当部材１側に突出してスキンプレート３Ｂに設けられた凸部３Ｃに支持され、戸当部材１の上記角筒材１Ｃと板材１Ｄの水路４下流側を向く面に密着可能とされている。

このように構成されたフラップゲートでは、枠形の戸当部材１が、その両側辺部を水路４の排水口４Ａの両側部に設けられた門形フレーム５の一対の戸溝５Ａに収容させて取り付けられており、扉体３は、この枠形の戸当部材１にヒンジ機構２を介して揺動自在に支持されているので、戸当部材１の強度を確保するとともに扉体３を高い剛性で戸当部材１に取り付けることができる。このため、排水時や河川等の増水時に扉体３および戸当部材１に過大な圧力が作用しても、これら戸当部材１や扉体３に変形等が生じるのを防ぐことができる。

特に、本実施形態では、長方形枠形の戸当部材１の上辺部と２つの側辺部が断面長方形の角筒材１Ｃによって形成されているので、一層高い強度を確保することができて、変形等をさらに確実に防ぐことができる。その一方で、戸当部材１の下辺部は、この角筒材１Ｃよりも薄い板材１Ｄによって形成されているので、水路４の底面と戸当部材１の下辺部との間に生じる段差を小さく抑えることができ、この段差に排水中のゴミなどが溜まるのを防ぐことができる。

また、戸当部材１は長方形の枠形をなしており、その両側辺部を上方に平行に延びる一対の戸溝５Ａに収容させて門形フレーム５に取り付けられているので、この門形フレーム５内で傾いて戸当部材１および扉体３が門形フレーム５から外れるようなこともない。このため、上述した扉体３の揺動による水路４からの排水および河川等の増水時の排水口４Ａの閉鎖といった操作を、長期に亙って安定して自動的に行うことができる。

また、上記構成のフラップゲートは、扉体３を揺動自在に支持する戸当部材１が門形フレーム５に上下動可能に取り付けられているので、特許文献１に記載されたフラップゲートと同様に、扉体３と戸当部材１との間に障害物が引っ掛かったりしたときには、ネジ軸１Ｂおよび開閉装置６によって扉体３ごと戸当部材１を引き上げることにより、河川等の近くに開口する排水口４Ａまで作業者が近づくことなく、このような障害物を容易に取り除くことができる。

さらに、揺動自在ではない単なる板状の扉体を門形フレーム５に取り付けてネジ軸１Ｂによって上下動させることにより排水口４Ａを開閉するスライディングゲートを、扉体が揺動自在で排水と増水時の閉鎖を自動で行うフラップゲートに交換するような場合でも、上記構成のフラップゲートによれば、上記板状の扉体をネジ軸１Ｂから取り外して本実施形態のようなフラップゲートを取り付けるだけで済む。このため、土木工事等を要することなく、既設のスライディングゲートを短時間で容易にフラップゲートに交換することが可能である。

さらにまた、本実施形態では、戸当部材１の上辺部と両側辺部の角筒材１Ｃの水路４上流側を向く面に水密ゴム７が取り付けられるとともに、下辺部には板材１Ｄの下面に水密ゴム８が取り付けられていて、戸当部材１が排水口４Ａの位置に配設されたときには、これらの水密ゴム７、８が戸当部材１と排水口４Ａの開口部周縁との間に介装される。さらに、本実施形態では、扉体３の水路４上流側を向く面にも水密ゴム９が取り付けられていて、扉体３が戸当部材１の枠内開口部を閉鎖した状態では、この水密ゴム９が戸当部材１との間に介装される。

従って、河川等の増水時に水路４の上流側に向けて扉体３および戸当部材１に水圧が作用したときには、これらの水密ゴム７〜９によって扉体３と戸当部材１の間および戸当部材１と排水口４Ａ開口部周縁との間を二重に封止して排水口４Ａを閉鎖することができるので、河川等の水が水路４に逆流するのを一層確実に防止することができる。また、このうち戸当部材１の下辺部の板材１Ｄ下面に取り付けられる水密ゴム８は、板材１Ｄと同様に薄い板状であるので、上述した水路４の底面と戸当部材１の下辺部との間に生じる段差が大きくなることもない。

なお、本実施形態では、水路４の断面および排水口４Ａが長方形であるのに対し、戸当部材１が長方形の枠形に形成されていて、その枠内開口部も長方形状とされており、これに併せて扉体３もこの枠内開口部を閉鎖可能な長方形状に形成されているが、例えば水路４の断面および排水口４Ａが円形である場合などには、上記枠内開口部も円形としたり、扉体３もこの枠内開口部を閉鎖可能な大きさの円形としたりしてもよい。

１ 戸当部材
１Ｂ ネジ軸
１Ｃ 角筒材
１Ｄ 板材
２ ヒンジ機構
３ 扉体
３Ａ 角材
３Ｂ スキンプレート
４ 水路
４Ａ 排水口
５ 門形フレーム
５Ａ 戸溝
６ 開閉装置
７〜９ 水密ゴム

Claims (2)

1. 揺動自在とされた扉体により水路の排水口を開閉するフラップゲートであって、
   上記扉体は、上記排水口の両側部に設けられた門形フレームに上下動可能に取り付けられる枠形の戸当部材に、ヒンジ機構を介して揺動自在に支持されていることを特徴とするフラップゲート。
2. 上記戸当部材と上記扉体との間と、上記戸当部材と上記排水口の開口部周縁との間とには、水密ゴムが介装されていることを特徴とする請求項１に記載のフラップゲート。

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