JP3200989U - フラップゲート - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で水路内に水が逆流するのを抑制しつつ、平常時に水路内の水をより適切に排水するフラップゲートを提供する。【解決手段】上部の連結部２１を中心に搖動して排水口２ａを開閉するゲート本体２０と、ゲート本体に設けられるガイド部２４と、水路２の側壁部から排水口の外側に延びて側壁部側の端部３１を中心に上下方向に揺動するレバー３０と、浮力によって排水口の外側３の水位に応じて上下方向に移動可能であるとともに、移動に伴ってレバーを上下方向に揺動させるフロート４０とを設け、レバーの先端に、排水口側からガイド部に当接してゲート本体の閉じ側への移動を規制するローラ３２を設け、フロートが所定量上昇すると、ローラがガイド部から排水口側に離間してゲート本体が排水口を閉じるように構成する。【選択図】図３

Description

本考案は、水路の排水口の外側に設置されるフラップゲートに関する。

従来、水路の排水口に設置されて、排水口を開閉するゲート本体を備えたフラップゲートが知られている。

例えば、特許文献１には、板状のゲート本体を備え、その上部が水路の壁部にヒンジ部材で支持されたものであって、ゲート本体に水路側から加えられる水圧が小さい場合はゲート本体がその自重で鉛直方向に延びる姿勢となって排水口を全閉とし、前記水圧が大きくなるとこの水圧でゲート本体がその上部を支点として揺動して排水口を開弁するものが開示されている。

ここで、例えば、水路内に水が存在している状態で排水口が閉じられていると、ゲート本体の周囲にごみが溜まる等の問題が生じる。そのため、水路内の水位および排水口の外側の水位が低い平常時においても、水路内から排水口の外側に水が排出され続けることが望ましい。

これに対して、特許文献１のフラップゲートでは、水路内の水位が低くゲート本体に加えられる水圧が小さい場合には、水路内に水が存在してもゲート本体は全閉に維持されてしまう。

これに対して、例えば、図８に示すように、水路２の下壁部を上面よりも内側に退避させることが考えられる。この構成によれば、ゲート本体５２０が自重で鉛直方向に延びる姿勢となってもゲート本体５２０と下壁部との間に隙間が生じるため、水路２の内側の水位が低いときにも水路内の水を適切に排出することができる。

実用新案登録第３１７８６０８号公報

しかしながら、図８に示す構成では、排水口２ａを全閉にするためにはゲート本体５２０を図８の破線に示すように下斜め内側に傾斜する姿勢にする必要があり、排水口２ａの外側から高い水圧が必要になる。そのため、排水口２ａの外側の水位がある程度高くなるまで排水口２ａを全閉にすることができず、水路２内に水が逆流するという問題がある。

本考案は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で水路内に水が逆流するのを抑制しつつ、平常時に水路内の水を適切に排出することのできるフラップゲートを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本考案は、水路の排水口の外側に設置されるフラップゲートにおいて、上部を中心に搖動して前記排水口を開閉するゲート本体と、前記ゲート本体に設けられるガイド部と、前記水路の側壁部から前記排水口の外側に延びるとともに、当該側壁部側の端部を中心として上下方向に揺動可能なようにこの側壁部に連結されるレバーと、浮力によって前記排水口の外側の水位に応じて上下方向に移動可能であるとともに、この移動に伴って前記レバーを上下方向に揺動させるように当該レバーに連結されるフロートとを備え、前記レバーは、前記側壁部側の端部と反対側の端部に設けられて、前記ゲート本体が前記排水口を開放している状態で前記ガイド部に前記排水口側から当接することで前記ゲート本体が全閉位置に向かって閉じ側に移動するのを規制する規制部を有するとともに、前記フロートが最も下方の位置にある状態では前記規制部と前記ガイド部とが当接可能である一方、前記フロートが所定量上昇している状態では全閉位置にある前記ゲート本体の前記ガイド部よりも前記規制部が前記排水口側に位置してこれらが当接不能となるように、前記フロートに連結されていることを特徴とするフラップゲートを提供する。

本考案によれば、簡単な構成で、平常時すなわち水路内の水位および排水口の外側の水位が低い場合に排水口を開放状態とすることができ、水路内の水をより適切に排出することできる。

具体的には、本考案では、排水口の外側の水位およびフロートにかかる浮力が所定量よりも小さい場合にはフロートはその自重によって最も下方の位置に配置される。そして、これに伴って、レバーの規制部がガイド部と当接可能な位置に配置される。そのため、排水口の外側の水位が低い場合には、水路内の水位によらず、規制部によってゲート本体が全閉位置に移動するのを規制して排水口を開放状態にすることができる。

しかも、本考案では、排水口の外側の水位が高くなった場合には、フロートが上昇し、これに伴って規制部がガイド部から排水口側に離間してこれらの当接が不能となりゲート本体の閉じ側への移動が許容されるようになる。そのため、排水口の外側の水位が高くなった場合には、ゲート本体を全閉として排水口の外側から水路内への水の逆流を防止することができる。特に、排水口の外側の水力によらず排水口の外側の水位に応じてゲート本体を変位させることができるため、高い水圧を必要とせずゲート本体をすみやかに全閉にすることができ、水路内への水の逆流をより確実に抑制することができる。

本考案において、前記ガイド部は、前記レバーの揺動に伴って前記規制部が前記ガイド部上を摺動するように上下方向に延びる形状を有し、前記レバーは、上方に揺動するほど前記規制部と前記水路の側壁部との離間量が小さくなるように設けられているのが好ましい。

このようにすれば、排水口の外側の水位が高くなるのに伴ってゲート本体がより水路の側壁部側に移動してその閉弁量が小さくされるため、水路内への水の逆流をより確実に抑制することができる。

また、本考案において、前記規制部は、前記ガイド部上を回転しながら摺動するのが好ましい。

このようにすれば、規制部を円滑に上下方向に移動させてゲート本体を円滑に開閉することができる。

また、本考案において、前記フロートは、前記レバーから下方に延びているのが好ましい。

このようにすれば、フロートの上下移動によってレバーをより適切に揺動させることができる。

また、前記とは異なる構成として、前記フロートは、前記レバーから下方に延びた後当該レバーから離間する方向に延びていてもよい。

このようにすれば、排出口の外側の部分の底面とスリオの底面との距離すなわちこれらの間の落差が小さい場合であっても、フロートとレバーとを、フロートの上下方向の移動に応じてレバーが上下方向に揺動するように連結させることができ、ゲート本体を適切に開閉することができる。

以上説明したように、本考案のフラップゲートによれば、簡単な構成で水路内に水が逆流するのを抑制しつつ、平常時に水路内の水をより適切に排水することができる。

本考案の第１実施形態にかかるフラップゲートの概略斜視図である。 図１に示すフラップゲートの側面図である。 平常時のフラップゲートの状態を示した側面図である。 排出先の水位が上昇したときのフラップゲートの様子を示した側面図である。 排出先の水位が低い場合に水路内の水位が上昇したときのフラップゲートの様子を示した側面図である。 排出先の水位が所定量上昇した状態で水路内の水位が排出先の水位以上となったときの状態を示した側面図である。 第２実施形態における平常時のフラップゲートの状態を示した側面図である。 本考案とは異なる構成を有するフラップゲートを示した側面図である。

（１）第１実施形態
本考案の第１実施形態に係るフラップゲートについて、図面を参照して説明する。

図１は、第１実施形態に係るフラップゲート１０の概略斜視図である。図２は、後述するゲート本体２０が排水口２ａを全閉とする位置（以下、単に全閉位置という場合がある）にある状態でのフラップゲート１０の側面図である。

図１および図２に示すように、フラップゲート１０は水路２の排水口２ａの外側（下流側）に設置されている。

水路２は、天壁を構成する上壁部２ｂ、底壁を構成する下壁部２ｃ、これら上壁部２ｂと下壁部２ｃとの間で上下に延びる側壁部２ｄ、２ｅを備え、この内側を水が流通する。本実施形態では、各壁部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅは下流方向について同じ位置まで延びており、排水口２ａは鉛直方向に延びる平面上に形成されている。水路２内の水は排水口２ａから外側（例えば、川等）に排出される。以下では、適宜、この外側部分３（排水口２ａよりも下流側の部分）であって、水路２内の水の排出先を単に排出先３という。

フラップゲート１０は、ゲート本体２０と、レバー３０と、フロート４０とを有する。

ゲート本体２０は、排水口２ａを開閉する板状部材であり、排水口２ａを覆う形状を有する。本実施形態では、ゲート本体２０は排水口２ａよりも外形の大きい四角形状を有する。

ゲート本体２０は、水路２の上壁部２ｂに、これとの連結部分を中心に水路２の内外方向（水路２の上下流方向）に揺動可能に連結されている。具体的には、ゲート本体２０は、その上部に水路２の上壁部２ｂに連結される連結部２１，２１を有する。そして、ゲート本体２０は、水路２の上壁部２ｂに設けられた軸（不図示）回りに連結部２１，２１が回転可能に連結されることで、この軸を中心として水路２の内外方向に揺動する。ゲート本体２０は、鉛直方向に延びる姿勢となったときに排水口２ａを外側から塞ぎ、これよりも排出先３側に揺動することで排水口２ａを開放する。

ゲート本体２０の側壁２２には、側壁２２から外側（側壁２２から離間する側）に突出するレバーガイド（ガイド部）２４が設けられている。レバーガイド２４は、上下に延びる板状部材である。本実施形態では、レバーガイド２４は、ゲート本体２０の上下中央付近からゲート本体２０の下端部付近まで延びている。また、レバーガイド２４は、ゲート本体２０が鉛直方向に延びる姿勢となったときに、これと同様に鉛直方向に延びる形状を有する。

レバー３０は、水路２の側壁部２ｄに連結されてこの側壁部２ｄから排水口２ａの外側に延びる棒状部材である。本実施形態では、側壁部２ｄに形成されて排水口２ａよりも外側に突出するレバー支持部２ｇに、レバー３０の長手方向一方端（以下、基端部という場合がある）３１が連結されている。レバー３０は、基端部３１を中心として上下方向に揺動可能にレバー支持部２ｇに連結されている。

水路２の側壁部２ｄには、レバー３０が水平となった状態でレバー３０に下方から当接してレバー３０がそれ以上下方へ揺動するのを規制するストッパ２ｓが設けられている。これに伴い、レバー３０は、水平に延びる状態から上方にのみ揺動可能となっている。

レバー３０の先端すなわち長手方向他方端には、ローラ（規制部）３２が設けられている。すなわち、レバー３０は、水路２の側壁部２ｄに連結されるレバー本体３０ａと、レバー本体３０ａの先端に連結されるローラ３２とからなる。ローラ３２は、ガイド部２４の側壁２２からの突出方向と平行に延びる軸回りに回転するようにレバー本体３０ａに連結されている。

ローラ３２は、レバーガイド２４に排水口２ａ側から当接して、ゲート本体２０の閉じ側への移動を規制するためのものである。

レバー３０は、所定の搖動位置にある状態で、ローラ３２がレバーガイド２４に排水口２ａ側から当接可能となるように配置されている。本実施形態では、図１等に示すようにレバー３０が水平に延びた状態においてローラ３２がレバーガイド２４の下端部付近に当接し、この状態から上方に所定量搖動する間、ローラ３２とレバーガイド２４とが当接するようになっている。すなわち、レバー３０は、最も下方となる位置から所定量以上揺動するとローラ３２とレバーガイド２４との当接が不能となるように配置されている。具体的には、レバーガイド２４は、ゲート本体２０の側壁２２のうち排水口２ａと反対側寄りの位置に設けられており、ゲート本体２０が全閉位置にある状態では、レバーガイド２４は排水口２ａから外側に離間した位置となる。そのため、図２に示すように、レバー３０が上方に所定量揺動してローラ３２が排水口２ａ側に移動すると、ローラ３２は、全閉位置にあるゲート本体２０のレバーガイド２４よりも排水口２ａ側に移動し、レバーガイド２４に当接不能となる。

なお、ローラ３２がレバーガイド２４との当接は、後述するように、水路２内の水位が低い場合に生じる。

本実施形態では、レバー３０が、水平方向に延びる状態から９０度よりも小さい角度すなわち鉛直方向に対して排出先３側に傾斜する姿勢となる位置まで上方に搖動すると、ローラ３２が全閉位置にある状態のゲート本体２０のレバーガイド２４よりも排水口２ａ側に移動してこれらの当接が不能になるように構成されている。

フロート４０は、排出先３の水位に応じて上下移動してレバー３０を搖動させるものである。フロート４０は、比較的容積の大きいフロート本体４１と、フロート本体４１とレバー３０とを連結するフロート側連結部４２とを有する。

本実施形態では、フロート側連結部４２は上下方向に延びる棒状部材からなり、フロート側連結部４２の上端部にレバー３０が連結され、フロート側連結部４２の下端部にフロート本体４１が固定されている。これに伴い、本実施形態では、フロート４０は全体として、レバー３０から下方に延びている。

フロート側連結部４２は、レバー３０のうち基端部３１よりも先端側の部分に連結されている。また、レバー３０は、フロート側連結部４２との連結部分を中心に回転可能に連結されている。従って、フロート４０が排出先３の水位に応じて上下移動すると、これに伴ってレバー３０は上下方向に揺動する。

本実施形態では、フロート４０は、図４の実線に示すように、排出先３の水面位置が水路２の底面２ｆ付近となってフロート本体４１がこの底面２ｆ付近まで上昇すると、ローラ３２がレバーガイド２４の上端よりもわずかに上方に配置されるように、フロート４０の寸法および重さが設定されている。

（２）作用等
以上のように構成された本実施形態にかかるフラップゲート１０の作用について説明する。

図３に示すように、平常時すなわち水路２の水位および排出先３の水位がいずれも所定レベルより低くフロート本体４１に加えられる浮力が所定値よりも小さい場合は、フロート本体４１の位置は最も下方の位置となる。そして、レバー３０は、フロート４０の自重によって下方に引っ張られて水平方向に延びる状態となる。

前記のように、レバー３０が水平方向に延びる状態において、ローラ３２はレバーガイド２４に当接可能となっている。従って、平常時は、ローラ３２がレバーガイド２４に排水口２ａ側から当接し、これにより、ゲート本体２０は開弁した状態に維持される。すなわち、ゲート本体２０は、ローラ３２とレバーガイド２４とが当接する位置から全閉位置（鉛直方向に延びる位置）に向かって閉じ側へ移動するのが規制され、開弁状態に維持される。

このように、本実施形態にかかるフラップゲート１０では、平常時、ゲート本体２０が全閉となるのが規制されて排水口２ａは開放状態に維持される。

一方、図４の破線に示すように、排出先３の水位が上昇すると、フロート本体４１のうち水没する部分の体積が増えてフロート本体４１にかかる浮力は大きくなる。そのため、排出先３の水位が高くなり、フロート本体４１にかかる浮力が大きくなると（レバー３０からフロート本体４１に加えられる力とフロート４０に係る重力とを合わせた力より大きくなると）、フロート４０は上昇し、これに伴ってレバー３０は上方に搖動する。そして、ローラ３２は、上方かつ排水口２ａに近づく方向に移動する。このとき、ローラ３２は回転しながらレバーガイド２４上を摺動し、レバーガイド２４と当接しながら移動する。また、このとき、排出先３の水位が高いほど、ローラ３２はより上方およびより排水口２ａに近い位置に移動し、ゲート本体２０はより閉じ側に移動する。

さらに排出先３の水位が所定レベルより高くなると、図４の実線に示すように、ローラ３２はレバーガイド２４よりも排水口２ａ側に移動し、ローラ３２はレバーガイド２４との当接不能となる。本実施形態では、このときフロート本体４１の全体が水没する。このようにしてローラ３２とレバーガイド２４との当接が不能となると、ゲート本体２０は、その自重で鉛直方向に延びる姿勢となり、排水口２ａは全閉とされる。

このように、本実施形態では、排出先３の水面位置が水路２の底面２ｆ（下壁部２ｃの上面）付近に到達するとローラ３２がレバーガイド２４よりも排水口２ａ側に移動するように設定されており、この状態においてゲート本体２０は全閉となり、排出先３から水路２内への水の逆流が回避される。

なお、図４に鎖線で示すように、排出先３の水位が水路２の底面２ｆよりもさらに上昇した場合には、ゲート本体２０に排出先３側から水圧が加えられるため、排水口２ａは全閉に維持される。

このように、本実施形態では、排出先３の水位が高くなると（水路２内の水位が低い場合において）、この水位の上昇に伴ってゲート本体２０の閉じ側に移動し、この水位が所定レベル以上となるとゲート本体２０は全閉とされる。

ここで、前記のようにゲート本体２０はローラ３２によって閉じ側への移動は規制されるが、開き側への移動は規制されていない。そのため、図５に示すように、水路２内の水が増えた場合は、ゲート本体２０に排水口２ａ側から高い水圧が加えられることで、ゲート本体２０は外側に揺動し、排水口２ａは開放される。

また、図６に示すように、排出先３の水位が高い場合であっても、水路２内の水位が高く、ゲート本体２０に排水口２ａ側から加えられる水圧が排出先３側からの水圧よりも高くなると、ゲート本体２０は開き側に移動し、水路２内の水は排出先３に排出される。

このように、本実施形態に係るフラップゲート１０では、水路２内の水が増加した場合には、この水の圧力によって排水口２ａが開放される。

以上のように、本実施形態に係るフラップゲート１０では、平常時には、ローラ３２がレバーガイド２４に排水口２ａ側から当接することで、ゲート本体２０が開弁状態に維持され排水口２ａが開放状態とされる。従って、水路２内の水位が低い平常時においても水路２内の水を適切に排出することが可能となる。そして、これにより、ゲート本体２０の周囲にごみがたまるのを抑制することができる。

しかも、排出先３の水位が所定レベル以上になった場合には、ローラ３２とレバーガイド２４との当接が解除されてゲート本体２０が全閉とされる。そのため、排出先３から水路２内への水の逆流を抑制することができる。特に、本実施形態では、排出先３の水位が高くなってこの水の逆流が生じやすくなるほどゲート本体２０がより閉じ側に移動するようになっており、この水の逆流をより適切に抑制することができる。

また、本実施形態では、排出先３の水位の上昇に伴うフロート４０の上昇を利用して、ローラ３２とレバーガイド２４との当接を解除してゲート本体２０を開弁状態から全閉状態に変更している。そのため、排出先３からゲート本体２０に加えられる水圧によってゲート本体２０を開弁状態から全閉状態に変更する場合に比べて、この水圧が上昇するのを待つ必要がなく、よりすみやかにゲート本体２０を全閉として水の逆流をより確実に抑制することができる。

（３）第２実施形態
次に、本考案の第２実施形態に係るフラップゲートについて、図面を参照して説明する。

図７は、平常時における第２実施形態にかかるフラップゲート１１０の側面図である。図７に示すように、第２実施形態では、第１実施形態と異なり、フロート１４０の構成が第１実施形態と異なっている。ここで、フロート１４０の構成以外は第１実施形態と同様であるため、ここではフロート１４０の構成についてのみ説明する。

具体的には、第２実施形態では、フロート側連結部１４２がレバー３０から下方に延びた後、レバー３０から離間する方向に延びている。そして、これに伴いフロート１４０が、全体として、レバー３０から下方に延びた後、レバー３０から離間する方向に延びる形状となっている。

図７に示した例では、フロート側連結部１４２が排水口２ａから離間する方向に延びている。詳細には、フロート側連結部１４２は、ローラ３２とレバーガイド２４とが当接している状態で、レバー３０から下方に延びた後、レバー３０の先端（ローラ３２）およびゲート本体２０を超えて排水口２ａから離間する方向に延びている。そして、このレバー３０の先端よりも外側（排水口２ａから離間する側）にフロート本体１４１が配置されている。

この第２実施形態に係るフラップゲート１１０によれば、フロート１４０が前記のように構成されることで、フロート１４０の体積を確保しつつ、レバー３０とフロート１４０の下端位置との距離を短く抑えることができる。従って、図７に示すように平常時の排出先３の底面と水路２の底面２ｆとが近く、これに伴って、排出先３の底面とレバー３０との間に十分な空間が確保されない場合であっても、フロート１４０にかかる浮力を確保してフロート１４０を排出先３の水位に応じて上下方向に移動可能としつつ、この移動に伴ってレバー３０を上下方向に揺動させることができる。そして、排出先３の水位に応じてフロート４０を上下方向に移動させることができる。

（４）変形例
前記実施形態では、レバーガイド２４を上下方向に延びる形状とし、排出先３の水位が上昇するのに伴ってローラ３２がレバーガイド２４と当接しながら上昇する場合について説明したが、レバーガイド２４の具体的形状は限らない。例えば、ローラ３２が上昇を開始した時点でローラ３２とレバーガイド２４との当接が解除されるようにしてもよい。

ただし、前記実施形態のようにすれば、排出先３の水位が高くなるのに応じてゲート本体２０を閉じ側に移動させることができ、排出先３から水路２への水の逆流をより確実に防止することができる。

また、レバーガイド２４と当接するレバー３０の先端はローラ３２で構成されなくてもよい。すなわち、この先端は回転不能であってもよい。ただし、この先端をローラ３２で構成して回転可能とすれば、レバー３０の先端をレバーガイド２４上で円滑に移動させることができ、レバー３０の揺動ひいてはゲート本体２０の開閉を円滑することができる。

２ 水路
２ａ 排水口
２ｄ 側壁部
１０ フラップゲート（第１実施形態）
２０ ゲート本体
２４ レバーガイド（ガイド部）
３０ レバー
３２ ローラ（規制部）
４０ フロート（第１実施形態）
１１０ フラップゲート（第２実施形態）
１４０ フロート（第２実施形態）

Claims (5)

1. 水路の排水口の外側に設置されるフラップゲートにおいて、
   上部を中心に搖動して前記排水口を開閉するゲート本体と、
   前記ゲート本体に設けられるガイド部と、
   前記水路の側壁部から前記排水口の外側に延びるとともに、当該側壁部側の端部を中心として上下方向に揺動可能なようにこの側壁部に連結されるレバーと、
   浮力によって前記排水口の外側の水位に応じて上下方向に移動可能であるとともに、この移動に伴って前記レバーを上下方向に揺動させるように当該レバーに連結されるフロートとを備え、
   前記レバーは、
   前記側壁部側の端部と反対側の端部に設けられて、前記ゲート本体が前記排水口を開放している状態で前記ガイド部に前記排水口側から当接することで前記ゲート本体が全閉位置に向かって閉じ側に移動するのを規制する規制部を有するとともに、
   前記フロートが最も下方の位置にある状態では前記規制部と前記ガイド部とが当接可能である一方、前記フロートが所定量上昇している状態では全閉位置にある前記ゲート本体の前記ガイド部よりも前記規制部が前記排水口側に位置してこれらが当接不能となるように、前記フロートに連結されていることを特徴とするフラップゲート。
2. 請求項１に記載のフラップゲートにおいて、
   前記ガイド部は、前記レバーの揺動に伴って前記規制部が前記ガイド部上を摺動するように上下方向に延びる形状を有し、
   前記レバーは、上方に揺動するほど前記規制部と前記水路の側壁部との離間量が小さくなるように設けられていることを特徴とするフラップゲート。
3. 請求項２に記載のフラップゲートにおいて、
   前記規制部は、前記ガイド部上を回転しながら摺動することを特徴とするフラップゲート。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のフラップゲートにおいて、
   前記フロートは、前記レバーから下方に延びていることを特徴とするフラップゲート。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のフラップゲートにおいて、
   前記フロートは、前記レバーから下方に延びた後、当該レバーから離間する方向に延びていることを特徴とするフラップゲート。

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