JP4351918B2 - 空圧式起伏ゲート - Google Patents

Description

この発明は、水路の底部に設けた回転中心によって扉体が自在に起立または倒伏を行なうことにより、水路の流水を堰上げまたは放流する目的で使用される起伏ゲートの一種で、鋼板製の扉体の下流側根元部に位置する枕状の空気袋に陸上の空気操作装置から空気管を接続して圧縮空気を送入すれば、空気袋が膨張して扉体を起立させ、逆に空気袋から圧力を有する空気を排出すれば、空気袋が平らに収縮して扉体が倒伏するようにした空圧式起伏ゲートのうちで、上流側の縁をアンカーボルトと押え板とによって水路の底部に固定したゴム引布製の繋留板の下流側の縁に扉体の上流面下端部を固定取付けして、扉体を起伏自在に水路の底部に繋留した形式の空圧式起伏ゲートに関するものである。

この形式の空圧式起伏ゲートにおいては、繋留板としてのゴム引布が１枚、空気袋の開いた辺のゴム引布が上下各１枚で計３枚のゴム引布を、アンカーボルトと主押え板によって水路底に押し付けることによって水路底に固定すると同時に、空気袋の開いた辺を密閉するのであるが、３枚のゴム引布を１枚の主押え板で押え付ける場合、ゴムのクリープ現象による押え付けの緩みが原因で、密閉が不完全になったり、３枚のゴム引布が所定の位置から引抜かれる等の不具合が発生する。
特にありません

従来のこの形式の空圧式起伏ゲートでは、当初繋留板と空気袋の開いた辺の計3枚のゴム引布を単純に押える構造としたが、ゴムのクリープ現象などにより有効高１ｍ程度のものにのみ応用できた。そこで、アンカーボルトと主押え板とで空気袋の開いた辺の縁を水路底に押え付けて、開いた辺を密閉しつつ空気袋を水路底に固定し、その後に主押え板に繋留板の上流の縁を別の押え板とアンカーボルトによって固定する２段階の方式等が使用されていた。

しかしこの方式では２枚の押え板と２群のアンカーボルトを使用するため構造が複雑であり、経済性に劣るばかりでなく、アンカーボルトによる主押え板の押え付けが緩んだ場合、増し締作業が困難であるという欠点があった。

すなわち、１群のアンカーボルトと１枚の押え板によって、繋留板と空気袋の開いた辺の計３枚のゴム引布を水路底に押え付けて、確実に水路底に固定すると同時に空気袋の開いた辺を密閉することが可能な工法であって、クリープ現象の影響を受けにくく経済性に優れ、加えて、随時アンカーボルトによる増し締が可能な工法が求められるのである。

そこでこの発明の空圧式起伏ゲートにおいては、空気袋の開いた辺の２枚のゴム引布の縁端と、繋留板の上流と下流の縁端には、樹脂製のロッドによって補強繊維の折曲半径が過小とならないよう保護した補強繊維の折返し定着部を設ける。

そして、空気袋の開いた辺の下のゴム引布の縁端の折返し定着部がコンクリートの上面の溝状部分の下流側の角に掛かって所定の位置から引き抜かれないようにし、加えて、繋留板の上流の縁端の折返し定着部が主押え板の上流側の下隅の凹部によって上にも横にも移動しないよう確保されると同時に、空気袋の開いた辺の上のゴム引布の縁端の折返し定着部が、繋留板の上流の縁端の折返し定着部の上流側に掛かって、両者が一緒に主押え板とアンカーボルトによって所定の位置から引抜かれない構造を採用することにした。

このように構成した上で、アンカーボルトをねじ込むナットによって主押え板を強く押えると、３枚のゴム引布は水路底に固定され、同時に空気袋の開いた辺が密閉される。
この場合、３枚のゴム引布は、各々の縁端の折返し定着部によって所定の位置から引抜かれないよう確保されているので、若干のクリープが発生しても、その影響を軽微なものに止めることができる。またこの構造では、主押え板、アンカーボルト、ならびにナットが表面に露出しているので、随時主押え板の増し締が可能であり、維持管理が容易である。

この発明の空圧式起伏ゲートによれば、繋留板ならびに空気袋の開いた辺の定着部には、加工性に優れた補強繊維を樹脂製ロッドに巻き付けて折返す工法を採用し、主押え板が確保した繋留板の折返し定着部がさらに空気袋の開いた辺の上のゴム引布の折返し定着部を確保する構造としたので、充分安定した空気袋の密閉と空気袋と繋留板の固定が可能となり、非常に安価な空圧式起伏ゲートを提供することができる。
加えて、１列のアンカーボルトにねじ込むナットによって押え付ける１枚の主押え板の採用は構造が簡単で経済性に優れると同時に、空圧式起伏ゲートの固定部分において構造的に要求される河床落差を小さくすることが可能となり、河川等の全体計画において採用しやすいゲートとなった。
さらに、アンカーボルトのナットは常に河床表面に露出しているから、随時増締作業によってクリープ現象に対処することが容易となり、維持管理にも優れた空圧式起伏ゲートを提供することができる。

以下、この発明に係る空圧式起伏ゲートの実施の形態を、図面に基いて詳細に説明する。
図１、図２、図３、図４、図５ならびに図６は、この発明の空圧式起伏ゲートの１実施例を示すものであり、図１は空圧式起伏ゲートの背面図、図２は断面図でともに起立状態を示し、図３は断面図で倒伏状態を示し、図４は扉体の説明図であり、図５は空気袋の説明図であり、図６はゴム引布の縁端の折返し定着部の断面の説明図である。また、図７はこの発明の空圧式起伏ゲートの他の実施例に係る断面図で起立状態を示し、図８は断面図で倒伏状態を示し、図９は空気袋の説明図である。

図１、図２および図３において、断面が長方形の水路の底のコンクリートの上面１に、水路を横断して並べて設置したアンカーボルト２が主押え板３によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋４の開いた辺の縁５，６ならびにゴム引布製の繋留板７の上流の縁８の３枚を一緒に、水路底のコンクリートの上面１に押し付けることによって、空気袋４の開いた辺を密閉すると同時に、空気袋４と繋留板７を水路底に固定する。

この空気袋４の開いた辺の下方のゴム引布９の縁５の端には、樹脂製のロッド１０によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した縁端の折返し定着部１１があり、水路底のコンクリートの上面１の上流側にある溝状部分の下流側の角１２に掛かって、ゴム引布９が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

また繋留板７の上流の縁８の端には、樹脂製のロッド１３によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した縁端の折返し定着部１４があり、主押え板３の上流側の下隅の凹部１５によって上にも横にも移動しないよう確保されるので、繋留板７が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

同時に、空気袋４の開いた辺の上方のゴム引布１６の縁６の端には、樹脂製のロッド１７によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した縁端の折返し定着部１８があり、繋留板７の上流側の縁８の端にある折返し定着部１４の上流側１９に掛かって、ゴム引布１６が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。
すなわち、繋留板７と空気袋４の上方のゴム引布１６は、主押え板３とアンカーボルト２によって所定の位置から引抜かれないようになる。

このように構成した上で、アンカーボルト２にねじ込むナット２０によって主押え板３を繋留板７、空気袋４の開いた辺のゴム引布９ならびに１６の３枚のゴム引布を水路底のコンクリートの上面１に対して強く押し付けることにより、空気袋４の開いた辺を密閉しつつ、空気袋４と繋留板７を水路底に固定する。

次に、繋留板７の下流側の縁２１を鋼板製の扉体２２の上流面の下端２３に添う位置に押え板２４とボルト２５によって固定し、鋼板製の扉体２２を繋留板７によって水路底のコンクリートの上面１に起伏自在に繋留する。
この場合も繋留板７の下流の縁２１の縁端には、樹脂製のロッド２６によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した縁端の折返し定着部２７があり、繋留板７が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

このように構成すれば、鋼板製の扉体２２の下端２３は主押え板３の下流側の縁に添う位置において空気袋４の上に載った状態となるので、空気袋４が膨張すれば鋼板製の扉体２２が起立し、逆に空気袋４が平らに収縮すれば鋼板製の扉体２２が倒伏することになる。

さらに、水路の底の空気袋４より下流側の適当な位置のコンクリートの上面２８に設置したアンカーボルト２９と押え板３０で一端をコンクリートの上面２８に固定した十分な強度を有する引留帯３１の他端を、鋼板製の扉体２２の下流側の面の空気袋４の接触するより上の適当な位置にボルト３２と押え板３３で固定することにより、鋼板製の扉体２２が所定の姿勢まで起立した時には、この引留帯３１に作用する張力により停止するようにする。

この引留帯３１においても、その端部には樹脂製のロッド３４によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し定着部３５があって、引留帯３１が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。

次に鋼板製の扉体２２の頭部の曲げ加工部３６は、起立時には越流する水を下流側に導くことにより、水や一緒に流下する流木等が空気袋４や引留帯３１等を打たないよう保護する。
また倒伏時には、鋼板製の扉体２２の頭部の曲げ加工部３６が支持台３７に支持されて、コンクリートの上面１、コンクリートの上面２８、ならびに鋼板製の扉体２２の下流面によって必要な空間を確保するから、空気袋４や引留帯３１は鋼板製の扉体２２に押し潰されることがない。

図４に示すように、鋼板製の扉体２２は、堰幅より少し小さい幅方向の寸法と、起立時に必要な起立高を確保するために必要な長さを有するものであって、頭部には曲げ加工部３６を設けてある。
また下端２３は起立、倒伏の運動に際して空気袋４の上を滑らかに移動するよう半円形に加工し、下端２３に添って繋留板７の下流の縁２１を固定するボルト２５をねじ込む雌ねじ３８が１列に並んでいる。
またその上方には、引留帯３１を固定するボルト３２をねじ込む雌ねじ３９がある。

図５に示すように、空気を排出したときには、平らな長方形となるよう製造された空気袋４の開いた辺の寸法は、ゲート幅より少し小さく、これと直角の方向には、膨張したときに扉体２２を押し起すのに十分な寸法を有している。
そして主押え板３で押えるべき開いた辺以外の３辺では、ゴム引布が連続して折れ曲り閉じている。また、開いた辺では、相対する２枚のゴム引布の縁５，６の端部に、樹脂製のロッド１０，１７によって補強繊維の折曲半径が過小とならないよう保護した補強繊維の折返し定着部１１，１８がある。さらに、この折返し定着部１１，１８に平行してアンカーボルト２が貫通するための孔４０が２枚のゴム引布の縁５，６を貫いている。また空気袋４の下側のゴム引布の中央付近には、口金４１が取付けられる。

このように構成した上で、空気袋４の下部の口金４１に接続した空気管４２を水路のコンクリートに埋設するなどして陸上に導き、空気操作装置の排気用開閉弁４３、排気用流量調節弁４４、排気放出部４５、給気用開閉弁４６、給気用流量調節弁４７、空気圧縮機４８に、図１、図２および図３のように接続する。

その上で空気圧縮機４８から給気用流量調節弁４７、給気用開閉弁４６、空気管４２、口金４１を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体２２が起立した状態の断面図が図２であり、扉体２２の頭部の曲げ加工部３６が、越流する水を下流に導いて、空気袋４や帯３１を打たないよう機能している。
この状態を下流から見たのが図１であり、空気袋４が扉体２２の背面側にあってほぼ全幅において扉体２２を支えている。

他方、空気圧縮機４８を停止し、給気用開閉弁４６を閉じ、排気用開閉弁４３を開いて、空気袋４の内部の圧力を有する空気を、排気用流量調節弁４４によって制御しつつ、排気放出部４５から大気中へ放出した結果、扉体２２が完全に倒伏した状態の断面図が図３である。

図６はゴム引布の縁端に設けた折返し定着部の詳細説明図である。ゴム引布は上下の外層ゴム４９の間に補強繊維５０を保護した構造であり、外層ゴム４９単独と比較して著しく強度が向上するのであるが、ゴム引布の縁端では外層ゴム４９と補強繊維５０の一体性を維持できないので、樹脂製のロッド５１に補強繊維５０を巻き掛けて折り返した後に適当な長さ、補強繊維５０に添える定着用補強繊維部５２を設け、全体を外層ゴム４９で被覆してゴム引布の折返し定着部とする。
この折返し定着部は押え板とボルトによって強く押えられるので、定着用補強繊維部５２の定着効果は信頼性のあるものとなる。

図７、図８および図９はこの発明に係る空圧式起伏ゲートの他の実施例を示すものであり、図７は空圧式起伏ゲートの断面図で起立状態を示し、図８は空圧式起伏ゲートの断面図で倒伏状態を示し、図９は空気袋の説明図である。
図７および図８において、断面が長方形の水路の底のコンクリートの上面１の上流側の溝状部分６５において、水路を横断して並べて設置したアンカーボルト２が、主押え板６０の下流側の縁端の下方への突起６１によって３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋６２の開いた辺の縁５，６ならびにゴム引布製の繋留板７の上流の縁８の３枚を一緒に水路底のコンクリートの上面１に押し付けることによって、空気袋６２の開いた辺を密閉すると同時に、空気袋６２と繋留板７を水路底に固定する。

この空気袋６２の開いた辺の下方のゴム引布９の縁５の端には、樹脂製のロッド１０によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し定着部があり、水路底のコンクリートの上面１の上流側にある溝状部分６５の下流側の角１２に掛かってゴム引布９が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。
また繋留板７の上流の縁８の端には、樹脂製のロッド１３によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し定着部１４があり、主押え板６０の下流側の縁端の下方への突起６１の上流側の根元部の凹部６３によって上にも横にも移動しないよう確保されるので、繋留板７が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。
同時に空気袋６１の開いた辺の上方のゴム引布１６の縁６の端には、樹脂製のロッド１７によって補強繊維の折曲半径が過小とならないように保護した補強繊維の折返し定着部１８があり、繋留板７の上流側の縁８の折返し定着部１４の上流側１９に掛かって、ゴム引布１６が作用する張力によって所定の位置から引抜かれないようにする。
すなわち、繋留板７と空気袋６２の上方のゴム引布１６は主押え板６０とアンカーボルト２によって所定の位置から引抜かれないようになる。

さらに、主押え板６０の上流側の縁端には、下方への突起６４がコンクリートの上面１の上流側にある溝状部分６５の底まで達しており、アンカーボルト２を間にして、下流側の縁端の下方への突起６１と相対しているので、アンカーボルト２とナット２０による押し付け効果が非常に優れている。

このように構成した上で、アンカーボルト２にねじ込むナット２０によって主押え板６０の下流側の縁端の下方への突起６１を繋留板７、空気袋６２の開いた辺のゴム引布９ならびに１６の３枚のゴム引布を水路底のコンクリートの上面１に対して強く押し付けることにより空気袋６２の開いた辺を密閉しつつ、空気袋６２と繋留板７を水路底に固定する。

この実施例が図１、図２、図３、図４、図５ならびに図６で説明した実施例と異なるのは、
１）アンカーボルト２の位置を空気袋６２の開いた辺のゴム引布の縁端の折り返し定着部より上流側に移すことにより図９に示すごとく空気袋６２にはアンカーボルト２が貫通する孔が不要となり、漏気の発生する危険性が少なくなるよう改善されたこと、
２）ならびに主押え板６０は主押え板３と比較して著しく幅を拡げ、その上流側の縁端にはコンクリートの溝状部分の底にまで達する突起６４を設けると同時に、その下流側の縁端には適当な大きさの下方への突起６１を設けることにより繋留板７と空気袋６２の開いた辺のゴム引布の計３枚のゴム引布を一緒に水路底のコンクリートの上面１に押し付けるようにしたこと、
の２項目である。
この実施例では、アンカーボルト２とナット２０による主押え板６０の安定性が優れているので、有効高が３mを越える大形ゲートにおいても採用することができる。

上記実施例１または２の空圧式起伏ゲートにおいて、水路底を横断して並べて設置したアンカーボルトの代わりの、水路底を横断して設置したアンカー金物に並べて設置した雌ねじにねじ込むボルトと主押え板とが、ゴム引布製の空気袋の開いた辺の縁とゴム引布製の繋留板の上流の縁を水路底に押え付けることにより、空気袋の開いた辺を密閉しつつ、空気袋と繋留板をアンカー金物に固定するようにしてもよい。

この発明の空圧式起伏ゲートは、河川または水路の底部に設けた回転中心によって扉体が自在に起立または倒伏を行なうことにより、河川または水路の流水を堰上げまたは放流する目的で使用される空圧式起伏ゲートとして利用することができる。
従来この種の空圧式起伏ゲートは経済性に優れたゲートとして利用されてきたのであるが、ゴム引布の柔軟性とクリープ現象のために長期間確実に空気袋と定着ゴムを固定することが不充分であった。しかし、この発明の空圧式起伏ゲートでは小形のゲートから有効高が３ｍを超える大形のゲートまで、確実なゴム引布の固定方式が１群のアンカーボルトと主押え板により可能となったので、確実性、安全性の高い維持管理の容易な空圧式起伏ゲートを安価に提供できるようになった。

この発明の空圧式起伏ゲートの一実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の背面図である。 空圧式起伏ゲートが起立した状態の断面図である。 空圧式起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。 空圧式起伏ゲートの扉体の説明図である。 空圧式起伏ゲートの空気袋の説明図である。 ゴム引布の縁端の折り返し定着部の断面説明図である。 この発明の空圧式起伏ゲートの他の実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の背面図である。 空圧式起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。 空圧式起伏ゲートの空気袋の説明図である。

１ コンクリートの上面
２ アンカーボルト
３ 主押え板
４ 空気袋
５ 縁
６ 縁
７ 繋留板
８ 上流の縁
９ ゴム引布
１０ ロッド
１１ 折り返し定着部
１２ 角
１３ ロッド
１４ 折り返し定着部
１５ 凹部
１６ ゴム引布
１７ ロッド
１８ 折り返し定着部
１９ 上流側
２０ ナット
２１ 下流の縁
２２ 鋼板製の扉体
２３ 下端
２４ 押え板
２５ ボルト
２６ ロッド
２７ 折り返し定着部
２８ コンクリートの上面
２９ アンカーボルト
３０ 押え板
３１ 引留帯
３２ ボルト
３３ 押え板
３４ ロッド
３５ 折り返し定着部
３６ 曲げ加工部
３７ 支持台
３８ 雌ねじ
３９ 雌ねじ
４０ 孔
４１ 口金
４２ 空気管
４３ 排気用開閉弁
４４ 排気用流量調節弁
４５ 排気放出部
４６ 給気用開閉弁
４７ 給気用流量調節弁
４８ 空気圧縮機
４９ 外層ゴム
５０ 補強繊維
５１ ロッド
５２ 定着用補強繊維部
６０ 主押え板
６１ 突起
６２ 空気袋
６３ 凹部
６４ 突起
６５ 溝状部分

Claims (2)

1. 断面が長方形の水路の底を横断して並べて設置した鉛直のアンカーボルトに、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋の開いた辺に添う位置にアンカーボルトの配列に合わせてボルト孔を開けて、空気袋をアンカーボルトに組付けつつ、水路底のコンクリートの上面に設置する。
   その上に同じくアンカーボルトの配列に合わせて開けたボルト孔を有するゴム引布製の繋留板を置き、さらにその上に、同じくアンカーボルトの配列に合わせて開けたボルト孔を有する主押え板を置き、この主押え板を上からアンカーボルトにねじ込むナットによって強く押え付けることにより、空気袋の開いた辺を密閉しつつ、空気袋と繋留板ならびに主押え板を水路底のコンクリートの上面に固定する。
   この繋留板の下流側の縁を、堰幅より少し小さい幅方向の寸法と起立時に必要な起立高を確保するために必要な長さを有する鋼板製の扉体の上流側の下端に添う位置にボルトと繋留板の押え板によって強固に固定することにより、扉体を水路底に起伏自在に繋留すると同時にコンクリートの上面と扉体の間の漏水を防止する。
   加えて、水路底の空気袋より下流の適当な位置のコンクリートに設置したアンカーボルトと引留帯の押え板とで一端を固定した、十分な強度を有するゴム引布製の引留帯の他端を扉体の下流面の空気袋が接触するより上側の適当な位置にボルトと引留帯の押え板とで固定することにより、扉体が所定の姿勢まで起立したときにはこの引留帯に作用する張力によって扉体が停止するようにする。
   このように構成した上で、陸上の空気操作装置から空気袋に空気管を接続し、空気袋の内部に空気操作装置から圧縮空気を送入すれば空気袋が膨張して扉体を起立させ、逆に空気袋から圧力を有する空気を排出すれば空気袋が平らに収縮して扉体が倒伏するようにした空圧式起伏ゲートにおいて、
   空気袋の開いた辺の2枚のゴム引布の縁端と繋留板の上流と下流の縁端には、樹脂製のロッドに補強繊維を巻き掛けて補強繊維の折曲半径が過小とならないよう保護して折り返した後に適当な長さ、補強繊維に添える定着用補強繊維部を設け、全体を外層ゴムで被覆した縁端のゴム引布の折返し定着部を設ける。
   この時、繋留板の上流の縁端の折返し定着部が主押え板の上流側下隅の凹部によって上にも横にも移動しないよう確保されると同時に、空気袋の開いた辺の上のゴム引布の縁端の折返し定着部が繋留板の上流の縁端の折返し定着部の上流側に支持されるようにして両者一緒に主押え板の上流側下隅の凹部によって所定の位置から引抜かれないようにする。
   加えて、空気袋の開いた辺の下のゴム引布の縁端の折返し定着部がコンクリートの上面の溝状部分の下流側の角に掛かって所定の位置から引抜かれないようにし、さらに、繋留板の下流の縁端の折返し定着部が繋留板の押え板の下流側の角に掛かって所定の位置から引抜かれないようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
2. 請求項１の空圧式起伏ゲートにおいて、空気漏れの原因となるのを回避するためゴム引布製の空気袋の開いた辺に添う位置にはアンカーボルトが貫通する孔を設けず、主押え板の幅を水流方向に拡げて、主押え板に設けるアンカーボルトが貫通する孔を空気袋の開いた辺のゴム引布の縁端の折返し定着部より上流側とすると同時に、かつその上流ならびに下流の縁端に下方に向けての適当な高さの突起を設けることにより、下流側の突起は、繋留板と空気袋の計３枚のゴム引布を水路底のコンクリートに強く押え付けると同時に、その上流側の根元部の凹部によって、繋留板の上流の縁端の折返し部を上にも横にも移動しないよう確保し、また上流側の突起はアンカーボルトの上流側において水路底のコンクリートによって直接支持されて、下流側の突起による押し付けを効果あるようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。

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