JP3770554B2 - 水防用のウオータゲート装置 - Google Patents

Description

本発明は、設置に要するコストおよび設置に要するスペースを抑えるとともに、電源が遮断された状況下においても確実に操作することができる手動跳ね上げ方式による水防用のウオータゲート装置に関する。

治水環境上、降雨季における出水の虞が避けられない地域に限らず、例年、大型工事や地震による送水管の破断や排水管の遮断等により、予期し難い場所で予期し難い時期に大規模な出水事故が発生している。水は低所に向かって流れることから、出水事故が発生すると、その地域における相対的に低地の一般家屋および工場設備等が甚大な被害を蒙ることがある。また、低地ではなくとも、低地と同様の環境にある地下街、地下鉄設備、地下駐車場、地下機械室等においては、出水による大量の水が流れ込む危険性がある。

このような危険に対しては、水の侵入通路となる地下鉄の入り口、家屋の塀に設けられる門、地下室の入り口、工場等の周壁に設けられる通用門等に、平常時使用の扉とは別に、水密性能を有する扉装置、シャッタ装置もしくはウオータゲート装置を設置して万一に備えることが好ましい。

万一の出水に備えるという考え方に基づくウオータゲート装置は、単純に堅固で高度の水密性能を有するという機能的要求を充足するのみでは足りず、水の侵入通路となる可能性の大きい多数箇所で、一般的に使用されるための要求をも満たすものであることが求められる。水防用のウオータゲート装置が、一般的なものとして多用されるための要求としては、次のような要求がある。

先ず、低コストであることが必要である。経済的な要因は、防災用設備であっても普及を阻害する要因として働く。第一に、設置が容易であることが必要である。設置に大きな工事が必要であれば、ウオータゲート装置自体が低コストを達成したとしても最終的に大きな経済負担となるからである。第二として、設置スペースが小さくて足りることが必要である。設置スペースの制約は、他の要求が満足されても融通することができない制約要因となる場合が多い。第三に、電源に頼らないで簡単に作動させることができること、が必要である。出水事故は、地震や台風に伴って発生することが多く、この場合には、電源が落ちることも当然考慮されなければならないからである。また、開閉操作が予備知識のない第三者にも直ちに理解されるものであって、かつ、容易に開閉することができる必要がある。ウオータゲート装置が特定の担当者でなければ操作方法が分からないようなものである場合には、例えば、担当者の不在等の理由によって開閉操作が適切な時期に行われない不都合があり、ウオータゲート装置が設置されていたとしても出水による被害を有効に阻止し得ない結果を招来する結果となる。

発明の名称は様々であるが、上記のような目的で浸水被害を阻止しようとする従来の技術を例示する。
実開昭５４−９３５号公報 特開平９−１７０３８２号公報 特開２００１−１８２４５１号公報 特開２００３−２７８５５号公報

特許文献１には「出入口の浸水防止装置」が示されている。開示技術の概要は、地下の機械室に並設した２基のシリンダで、水平姿勢の防水扉を直立姿勢に起立させ、パッキンを添設した防水扉用当板に押圧する構造である。日常は、水平姿勢の防水扉が地下室を塞ぐ蓋板として機能する。一般論として、地下に機械室を設置する形式の装置においては、設置コストが多大であり、一般家庭で災害時に備えて設置することは困難である、技術的にも、雨水等が地下室に侵入しないように地下室全体を密閉構造としなければならないことの他、防水扉を直立姿勢とした使用時には、地下室が開口するため、この部分を避けて通行することができる大きな設置スペースを要する。

特許文献２には、「起伏式防水扉」が示されている。開示技術の概要は、水平姿勢の防水扉をバルーンジャッキで起立させる構造である。特徴として施工深さが浅くて済むとする。しかし、同文献の各図に示されるように、バルーンジャッキを膨張させるための空気圧縮機は、別の場所に設置され、気送管を介して送り込まれる構成であるため、地下部が浅くて済むとしても気送管を埋設する付帯工事を要するという問題がある。また、空気圧縮機の原動機については、開示されていないがモータまたは内燃機関が使用されるであろうことが予想され、モータが使用される場合には、電源が落ちた場合には作動し得ず、内燃機関が使用される場合には、全体コストが嵩むこととなる。

特許文献３には、「簡易防水扉」が示されている。開示技術の概要は、水の侵入路を横断する向きに設置する回転軸を横設するとともに、この回転軸の扉体に下端縁を固定し、回転軸を駆動装置によって駆動することにより、水平姿勢の扉体を直立姿勢にまで起立させる構成である。駆動装置は、モータ駆動または手動駆動、または、モータ駆動と手動駆動との併用によって駆動するウオーム減速機に、チェーンによる引っ張り機構を組み合わせたものであり、駆動装置は、手動用のハンドルを除いて角柱状の門柱内に収納される。扉体を起伏動作させる手段として、直接手動回転できない回転軸を駆動する方式を採用しているため、手動用の駆動装置として観察した場合の駆動装置が煩雑である。つまり、扉体自体は簡易であるが、駆動装置は簡易とは言えないものである。また、扉体が回転軸に片持ち支持されている点からして、大重量を伴う大型の扉体または強固な構造の扉体を起伏駆動するには不向きな構造であり、出水事故に対する対応性は、事実上、浸水レベルが低い場合に限られると考えられる。

特許文献４には、「フロート形防水装置」が示されている。開示技術の概要は、床面または地面にフロートを収納するピットを形成し、浸水時にピット内に侵入した水によるフロートの浮力によって、防水体を水平姿勢から直立姿勢にまで押し上げる構造である。この装置は、従来のフロート形防水装置においては、防水体がピット内への浸水レベルに応じて徐々にしか駆動されない欠点を、断面扇形のフロートを採用し、フロートに回動動作をさせるように工夫することによって、解決することを課題として提案され、防水体を一気に直立姿勢にまで駆動できるとするが、理解し難い面が多い。例えば、ピット内に侵入し得る最大量の水が侵入した時点で、フロートが浮上し始めたと仮定しても、フロートが防水体を直立姿勢にまで駆動するためには、ピット内にフロートの浮上によって減少した量の水が継続的に供給される、という条件が必要と考えられる。同文献に示されるトルク計算は、この条件が満足されてはじめて成り立つのである。しかるに、この条件は、ピット内に水が所定時間を要して水が流れ込む所定時間経過後に、満足されるのである。その他、この装置の設置には、工事コストが高い地下工事を必要とする。

本発明は、従来の水防用のウオータゲート装置における装置自体の高コスト、地下工事等の設置に要する高コスト、操作機構の不明瞭性、電源が失われた場合の作動不能等の問題を解決し、一般家庭ないし小規模事業所レベルで一般的な出水対策設備として、簡単に設置可能な水防用のウオータゲート装置を提供するものである。

本発明に係る水防用のウオータゲート装置は、下端縁を基準にして少なくとも水平姿勢と直立姿勢との範囲で揺動自在に設置する遮蔽板と、遮蔽板の下端縁に沿って設置する下枠部材と、下枠部材の両端位置に前記遮蔽板の幅相当の間隔を保って立設する一対の側枠部材と、下端縁を基準にして遮蔽板を起伏駆動する手動操作機構とを主要部材としてなり、該手動操作機構は、索条と一方の側枠部材に取り付ける手動の巻き胴装置から繰り出される索条の始端は、他方の側枠部材に固定し、索条の中間部は遮蔽板の上端縁の左右端に振り分け配置する方向変換プーリを介して巻き取り可能に遮蔽板に係合し、直立姿勢をとる際の遮蔽板の下端縁と左右の側端縁は、それぞれ、シール部材を介して対応する下枠部材と一対の側枠部材とに水密に密着する水防用のウオータゲート総置において、前記遮蔽板の上端縁の左右端に振り分けは位置された方向変換プーリーから、左右一対の側枠部材に至る前記索条には、ヒンジ金具で中間部を連結した断面コ字形とした一対のダクト状部材と、側枠部材に添設するガイドレールからなるシース部材によってカバーされ、各シース部材は、遮蔽板が水平姿勢をとる際に遮蔽板の側端縁と側枠部材に沿って屈曲姿勢をとるとともに、遮蔽板が直立姿勢をとる際には、遮蔽板の直立動作を許容することを特徴とする。

遮蔽板の左右端の方向変換プーリから対応する側枠部材に至る索条の中間部分は、通行の障害にならない位置にあるが、念のためにシース部材でカバーする趣旨である。シース部材は、その中間部で略９０度に屈曲させることにより、索条を水平姿勢の遮蔽板と直立姿勢の側枠部材に沿って押さえ込み、索条の浮いた部分を解消することができる。また、遮蔽板を起立動作させるために索条に緊張力が加えられるときには、シース部材は、索条に倣って直線状に伸長するように変形し、遮蔽板の起立動作を許容することができる。

本発明の水防用のウオータゲート装置は、水平姿勢と直立姿勢との範囲内において遮蔽板を起伏駆動する手動操作機構が索条と巻き胴装置とからなる簡単なものであり、設置に際しても地下工事が全く不要であるので、一般家庭で採用することができる程度に低コスト化が達成されるとともに、巻き胴装置が一覧できる一方の側枠部材に配置され、索条と遮蔽板とが掛合していることにより、第三者にも巻き胴装置を操作すれば遮蔽板が起立することが容易に理解され、電源の喪失や担当者不在等による対応遅れを回避することができる。また、索条は、最も操作力が少なくて済む遮蔽板の上端縁側に掛合しているので、簡略な手動操作機構によって大サイズの遮蔽板を駆動する用途にも簡単に適合することができる。

本発明に係る水防用のウオータゲート装置は、使用箇所に応じた所望の規模のものとして実施することができるが、本発明の目指す一般家庭用途、小規模事業用途、小間口用途に対応するものとして次に示すようなウオータゲート装置１０を作製し、手動操作機構２０の操作具合、遮蔽板１１と下枠部材１２および左右の側枠部材１３，１３間の水密性能、遮蔽板１１の耐水圧性能等をテストした。

ウオータゲート装置１０は、水を堰き止める遮蔽板１１と、遮蔽板１１の下端縁に対応する固定部材としての下枠部材１２と、下枠部材１２の両端に位置し、遮蔽板１１の左右の側端縁に対応する固定部材としての一対の側枠部材１３，１３と、遮蔽板１１を起伏駆動する手動操作機構２０を主要部材としてなる（図１）。なお、同図に示すウオータゲート装置１０には、実際に水を張ってウオータゲート装置１０の機能をテストするための水槽Ｂが付設されている。

遮蔽板１１は、周縁部を縁曲げ加工するとともに、裏面側に多数の補強桟を配設した全体として板状の板金加工部材である。遮蔽板１１の幅寸法は、略１８０ｃｍ、高さ寸法は、略６０ｃｍに設定されている。遮蔽板１１の下端縁には、全縁に及んでシール部材Ｓ２が下向きに取り付けられ（図１，図３）、左右の側端縁１１Ｄ，１１Ｄには、シール部材Ｓ１，Ｓ１が内側に向けて取り付けられている（図１，図２）。３箇所に配設されるシール部材Ｓ１，Ｓ２には、いずれも、独立気泡の発泡ゴム部材が採用されている。また、遮蔽板１１の上端縁１１Ｅの左右端には、２個一組の方向変換プーリＰ２，Ｐ２が取り付けられている。なお、この実施例に係る遮蔽板１１は、構造用鋼板を加工したものであるが、販売用の製品では、屋外使用に適するステンレススチールを用い、表面に滑り止めを付設することが予定されている。

一対の側枠部材１３，１３は、ボックス構造の角柱状部材であり、一対の側枠部材１３，１３の間口間隔は、遮蔽板１１の側端縁１１Ｄ，１１Ｄと重なり合う間隔、つまり、遮蔽板１１の幅寸法より狭く設定され、側枠部材１３，１３の下端は、ベース板１５に固定されている。各側枠部材１３の外側、すなわち、水槽Ｂ側には、凸条１４Ｔを形成したシールド桟１４が取り付けられている（図１，図２，図３）。このシールド桟１４は、凸条１４Ｔを形成する手段として設けるものであり、凸条１４Ｔを直接側枠部材１３，１３に形成し、シールド桟１４を省略することもできる。

下枠部材１２は、左右の側枠部材１３，１３間を結ぶ線に平行となるように、ベース板１５上に横設されている。下枠部材１２には、全長に及んで上向きに凸条１２Ｔが形成されている。遮蔽板１１は、その側端面の下端部と下枠部材１２の側端面との間を結ぶように取り付ける連結プレート１１Ｊを介して連結され（図２，図３）、下枠部材１２の側端面側の揺動軸１１Ｐを中心として揺動自在である。したがって、遮蔽板１１は、その下端縁１１Ｂを基準にして、ベース板１５に沿う水平姿勢と、シールド桟１４に沿う直立姿勢とを採ることができる。

手動操作機構２０は、巻き胴装置２１と索条２３とからなる明快なものである（図１，図４）。巻き胴装置２１は、手動用の操作ハンドル２２を備え、索条２３を巻き取り、または巻き解き駆動することができる。巻き胴装置２１は、操作ハンドル２２を内側に向けて、一方の側枠部材１３に固定されている。また、巻き胴装置２１の下方には、方向変換プーリＰ１が取り付けられる。この方向変換プーリＰ１の高さ位置は、略遮蔽板１１の高さ相当に設定される。

手動操作機構２０の索条２３の始端は、他方の側枠部材１３に固定され、索条２３の中間部は、遮蔽板１１の方向変換プーリＰ２，Ｐ２に掛合されている。遮蔽板１１における２個一組の方向変換プーリＰ２，Ｐ２は、軸方向の異なる２個の組み合わせであり、一方の側枠部材１３側からの索条２３を遮蔽板１１の背面を通過させて他方の側枠部材１３側に導くことができる（図４）。

したがって、巻き胴装置２１の操作ハンドル２２を操作して索条２３を巻き取ると、各組の方向変換プーリＰ２，Ｐ２は、側枠部材１３，１３側に引き付けられる。この結果として、揺動軸１１Ｐを中心として遮蔽板１１が引き起こされ、遮蔽板１１の下端縁のシール部材Ｓ２が下枠部材１２の凸条１２Ｔに乗り上げるとともに（図３，図５）、遮蔽板１１の側端縁のシール部材Ｓ１，Ｓ１は、対応する側枠部材１３，１３のシールド桟１４，１４の凸条１４Ｔ，１４Ｔに密着することとなる。

この状態で水槽に水位５０ｃｍまで水を張り、各部を観察した結果、遮蔽板１１の下端縁１１Ｂの両隅部分に若干の水漏れが認められたが、水防用途としては無視し得る好結果であった。これは、水圧ＷＰが遮蔽板１１を側枠部材１３，１３側に押し付ける向きに作用するからである。ただし、遮蔽板１１は、水圧ＷＰのよって内側に膨出するように歪み、下枠部材１２とシール部材Ｓ２の対応が失われるおそれが生じることが判明したが、この問題に対しては、シール部材Ｓ２の幅を増すことによってコスト増加を伴うことなく簡単に対応することができる。なお、ウオータゲート装置１０は、水槽Ｂが不要である通常の設置条件では、ベース板１５をグランドレベルＧＬに位置決めするとともに、側枠部材１３，１３を門柱等に連結して倒れ防止をする簡単な工事によって設置することができる。

なお、一対の側枠部材１３，１３から遮蔽板１１の上端縁の左右端に振り分け配置された方向変換プーリＰ２，Ｐ２に至る索条２３の中間部分には、シース部材３０を取り付けてカバーするようにしてもよい（図６）。索条２３が通行障害とならないように、索条２３を各側枠部材１３とベース板１５とに沿って曲げて収納しておく趣旨である。ただし、この場合には、シース部材３０を取り付けたままで遮蔽板１１を駆動することができなければならない。

このため、シース部材３０は、屈伸動作可能な構造を採用している。シース部材３０は、ヒンジ金具Ｊ１で中間部を連結した断面コ字形とした一対のダクト状部材３１，３１と、側枠部材１３に添設するガイドレール３２とからなる。各ダクト状部材３１の長さは、遮蔽板１１の高さ寸法を少し上回るほどに設定されている。ガイドレール３２には、長手方向に沿って長孔３２Ｈが形成されている。シース部材３０一端は、ヒンジ金具Ｊ２によってベース板１５に固定され、シース部材３０の上端側は、ガイドレール３２の長孔３２Ｈに摺動自在に挿通するガイドピン３１Ｐを介してガイドレール３２に連結されている。

索条２３が巻き取られると、シース部材３０によって曲げられていた索条２３が直線状に伸びようとし、シース部材３０の中間部を押し上げるように作用する。そこで、屈曲していたシース部材３０が中間のヒンジ金具Ｊ１部分から直線状の形態をとり、シース部材３０の上端は、ガイドレール３２に案内されて上方に移動する。ついで、シース部材３０は、起立する遮蔽板１１の方向変換プーリＰ２に押し上げられて反対側に屈曲し、シース部材３０の上端は、下方に移動する。

シース部材３０が反対側にまで屈曲すると遮蔽板１１を倒してもシース部材３０は、もとの姿勢に復帰しないが、この場合には、シース部材３０の中間部を押し下げれば足りる。また、ヒンジ金具Ｊ１にばね入りのものを用いることによって、操作所要力が若干増加するが、自力で復帰するようにすることができる。

本発明の実施例を示す斜視図。 本発明の実施例を示す平面図。 本発明の実施例を示す要部の側面図。 本発明の実施例における手動操作機構の動作説明図。 本発明の実施例における遮蔽板の動作説明図。 本発明の実施例におけるシース部材の動作説明図。

符号の説明

Ｓ１ シール部材
Ｓ２ シール部材
Ｐ２ 方向変換プーリ
１０ ウオータゲート装置
１１ 遮蔽板
１１Ｂ 下端縁
１１Ｄ 側端縁
１１Ｅ 上端縁
１２ 下枠部材
１２Ｔ 凸条
１３ 側枠部材
１４Ｔ 凸条
２０ 手動操作機構
２１ 巻き胴装置
２３ 索条
３０ シース部材
３１ ダクト状部材
３２ ガイドレール
Ｊ１ ヒンジ金具

Claims (1)

1. 下端縁を基準にして少なくとも水平姿勢と直立姿勢との範囲で揺動自在に設置する遮蔽板と、遮蔽板の下端縁に沿って設置する下枠部材と、下枠部材の両端位置に前記遮蔽板の幅相当の間隔を保って立設する一対の側枠部材と、下端縁を基準にして遮蔽板を起伏駆動する手動操作機構とを主要部材としてなり、該手動操作機構は、索条と一方の側枠部材に取り付ける手動の巻き胴装置から繰り出される索条の始端は、他方の側枠部材に固定し、索条の中間部は遮蔽板の上端縁の左右端に振り分け配置する方向変換プーリを介して巻き取り可能に遮蔽板に係合し、直立姿勢をとる際の遮蔽板の下端縁と左右の側端縁は、それぞれ、シール部材を介して対応する下枠部材と一対の側枠部材とに水密に密着する水防用のウオータゲート装置において、
   前記遮蔽板の上端縁の左右端に振り分け配置された方向変換プーリから、左右一対の側枠部材に至る前記索条には、ヒンジ金具で中間部を連結した断面コ字形とした一対のダクト状部材と、側枠部材に添設するガイドレールからなるシ−ス部材によってカバーされ、各シース部材は、遮蔽板が水平姿勢をとる際に遮蔽板の側端縁と側枠部材に沿って屈曲姿勢をとるとともに、遮蔽板が直立姿勢をとる際には、遮蔽板の直立動作を許容することを特徴とする、
   水防用のウオータゲート装置。
   

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