JP4486162B1 - フラップゲート - Google Patents

Abstract

【課題】 開閉動作による衝撃を緩和するとともに、開閉扉体が閉鎖する際における流水路の出口端部の戸当たりとの水密を確保することのできるフラップゲートを提供する。
【解決手段】 流水路Ｃの出口端部ｃに設置される開閉扉体２を水平回転軸６に揺動自在に支持させてなるフラップゲート１であって、流水路Ｃの出口端部ｃの周縁に合わせて額縁状に形成されているとともに、流水路Ｃの出口端部ｃとの間に隙間３１を設けつつ流水路Ｃ方向に移動可能に支持されており、開閉扉体２が閉鎖する際にこの開閉扉体２に当接して流水路Ｃ方向に押動される戸当たり板３と、この戸当たり板３と流水路Ｃの出口端部ｃとの隙間３１を埋めるようにして出口端部ｃまたは戸当たり板３の少なくとも一方に連続的に設けられた衝撃吸収材４と、戸当たり板３に当接する開閉扉体２の当接部分に連続的に設けられる衝撃吸収性を有する水密部材５とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流水路の出口端部に設置される開閉扉体を水平回転軸に揺動自在に支持させてなるフラップゲートに関するものである。

従来、流水路の出口端部に設置される開閉扉体を水平回転軸に揺動自在に支持させてなるフラップゲートでは、水圧や風圧等により開閉扉体が流水路の出口端部の戸当たりに強く打ち付けられ、その衝撃により開閉扉体が損傷してしまうトラブルが多く生じていた。このようなトラブルに対し、衝撃吸収性を有する部材を備えることにより開閉扉体の損傷を防ぐフラップゲートが提案されている。

例えば、特開２００２−１０５９３４号公報において、排水口を有する水路の門体に設置される装置であって、この門体の上部に設けられる支持部材と、前記支持部材に揺動可能に支持され水流によって前記排水口の開閉を行う扉体と、この扉体の側壁に設けられ前記門体の側壁との間を摺動し水密状態を維持する水密部材と、前記扉体の上部に設けられこの扉体が閉じられたとき前記門体の上壁との間を水密にする第２の水密部材と、前記扉体の下部に設けられこの扉体が閉じられたとき前記門体の下壁面との間を水密にする第３の水密部材とからなるフラップゲートが提案されている（特許文献１）。そして、前記門体の下壁面にクッション部材を設け、前記第３の水密部材が水密状態になる前に前記扉体が前記クッション部材に当接するようにしてもよいとされている。

この特許文献１の記載によれば、フラップゲートは、扉体が開閉動作で揺動しても水密状態を維持するようにし、扉体を衝撃なく緩和するようにして閉じるようにしたため、自然排水時に扉体と戸当たりとの間に塵芥が噛み込まないようにし、かつ水密装置を保護してスムーズに開閉動作を行うようにすることができるとされている。

特開２００２−１０５９３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、下壁面にクッション部材を設けただけであり、波を受けるような海岸沿いに設けられ場合には、波から受ける水圧が強大で、その衝撃を十分に緩和できないという問題がある。

また、特許文献１に記載された発明においては、扉体が戸当たりの上部に設けられているため、扉体の上部と下部とでは隙間の大きさが異なり、水密状態を維持するのは難しいという問題がある。特に、下壁面に設けられたクッション部材は、扉体と戸当たりとが平行になる前に扉体と当接するため、扉体と戸当たりの間の隙間を形成する原因となる。したがって、特許文献１に記載された発明におけるクッション部材は、水密状態の維持を阻害する要因になっている。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、開閉動作による衝撃を緩和するとともに、開閉扉体が閉鎖する際における流水路の出口端部の戸当たりとの水密を確保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している。

本発明に係るフラップゲートは、流水路の出口端部に設置される開閉扉体を水平回転軸に揺動自在に支持させてなるフラップゲートであって、前記流水路の出口端部の周縁に合わせて額縁状に形成されているとともに、前記流水路の出口端部との間に隙間を設けつつ前記流水路方向に移動可能に支持されており、前記開閉扉体が閉鎖する際にこの開閉扉体に当接して前記流水路方向に押動される戸当たり板と、この戸当たり板と前記流水路の出口端部との隙間を埋めるようにして前記出口端部または前記戸当たり板の少なくとも一方に連続的に設けられた衝撃吸収材と、前記戸当たり板に当接する前記開閉扉体の当接部分に連続的に設けられる衝撃吸収性を有する水密部材とを有する。

また、本発明において、前記衝撃吸収材は、前記出口端部または前記戸当たり板に固定される平坦状の固定部と、この固定部の両端を、前記隙間を空けて対向配置された前記戸当たり板側または前記出口端部側に湾曲状に延出させて衝撃吸収性を備えさせた衝撃吸収部とを有していてもよい。

本発明によれば、開閉動作による衝撃を緩和するとともに、開閉扉体が閉鎖する際における流水路の出口端部の戸当たりとの水密を確保することができる。

本発明に係るフラップゲートの実施形態を示す正面図である。 本実施形態のフラップゲートにおける、図１のＡ２−Ａ２断面を示す縦断面図である。 本実施形態において、開閉扉体が閉鎖している状態の戸当たり板、衝撃吸収材および水密部材を示す拡大断面図である。 本実施形態において、流水路側の水圧が河川等側の水圧よりも高い場合に、フラップゲートが河川等へ水を放水している状態を示す状態図である。 本実施形態において、河川等側の水圧が流水路側の水圧よりも高い場合に、フラップゲートが閉じて流水路側へ水が逆流するのを防いでいる状態を示す状態図である。

以下、本発明に係るフラップゲートの実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のフラップゲート１を示す正面図である。また、図２は、図１のＡ２−Ａ２断面を示す正面縦断面図である。

本実施形態のフラップゲート１は、主として、開閉扉体２と、戸当たり板３と、衝撃吸収材４と、水密部材５とから構成されている。以下、各構成について詳細に説明する。

開閉扉体２は、水圧と自重により自動的に開閉動作を行うものであり、流水路Ｃの出口端部ｃに配設され、この流水路Ｃの出口端部ｃの上方に設けられた水平回転軸６により揺動自在に支持されている。本実施形態における開閉扉体２は、扉本体２１と、支持アーム２２とから構成される。

前記扉本体２１は、流水路Ｃの出口端部ｃを塞ぐのに十分な大きさの略板状に形成されている。本実施形態においては、鉄板を溶接等により板状に繋ぎ合わせることにより形成されており、水圧等の外力から耐え得るように補強梁２３が設けられている。

また、前記支持アーム２２は、開閉扉体２を流水路Ｃの出口端部ｃの上方に設けられた水平回転軸６に揺動自在に支持させるためのものである。本実施形態における支持アーム２２は、正面中心軸に対して左右対称に配置され、図２に示すように、扉本体２１から上方に延出され、かつ流水路Ｃの出口端部ｃの外方向にわずかに屈曲されて略「くの字」状に形成された板状の鋼板により構成されている。そして、その「くの字」の屈曲部近傍には前記水平回転軸６に支持されるための回転軸受２４が設けられている。

さらに、支持アーム２２の上方先端には、扉本体２１の受ける水圧等による外力に対して、扉本体２１の傾斜角度が任意の角度になるようにバランスを取るバランスウエイト２５が設けられている。本実施形態におけるバランスウエイト２５は、扉本体２１が水圧等による外力を受けない場合に、若干、出口端部ｃを開口した状態でバランスを取るように設けられている。

本実施形態における水平回転軸６は、流水路Ｃの出口端部ｃの上方から外方向に延出された一対の軸支持部材６１により水平に支持されている。また、前記水平回転軸６は、扉本体２１が閉鎖する際に、扉本体２１の流水路Ｃ側の面が戸当たり板３に対してほぼ平行に当接しうる位置に配設されている。なお、本実施形態における水平回転軸６の一端部には、開閉扉体２の開閉速度を調整するダンパー６２が設けられている。このダンパー６２は、早い回転運動に対しては大きな抵抗力を発揮し、ゆっくりな回転運動に対しては小さな抵抗力を発揮するようになっている。

戸当たり板３は、流水路Ｃの出口端部ｃの周縁に合わせて額縁状に形成されている。また、流水路Ｃの出口端部ｃとの間に隙間３１を設けるように離間されているとともに、その流水路Ｃ方向に移動可能に支持されており、開閉扉体２が閉鎖する際にこの開閉扉体２に当接して流水路Ｃ方向に押動されるものである。

本実施形態における戸当たり板３は、図１に示すように、額縁状の外周縁から外側に延出された複数の固定片部３２を有しており、この固定片部３２には流水路Ｃの出口端部ｃに移動可能に支持するためのボルトＢを通すボルト穴３３が設けられている。このボルト穴３３は、戸当たり板３が流水路Ｃ方向に移動することを可能にするため、挿入されるボルト径よりも大きい直径の穴に形成されている。さらに、前記固定片部３２のボルト穴３３には、図３に示すように、ボルトＢとの滑りをよくするためにテフロン（登録商標）等の化学合成樹脂で形成された筒状の摺動筒体３４が挿入されている。なお、戸当たり板３と出口端部ｃとの隙間３１は、ボルトＢとナットＮとの間隔によって定められる。

前述した戸当たり板３のボルトＢとナットＮによる固定方法は一例であって、流水路Ｃの出口端部ｃとの間に隙間３１を設けつつ当該出口端部ｃ方向に移動可能に支持するものであれば、いかなる方法でもよい。

衝撃吸収体４は、開閉扉体２の開閉の際における戸当たり板３が受ける衝撃を吸収するとともに、当該戸当たり板３と流水路Ｃの出口端部ｃとの隙間３１を水密状態に維持するためのものである。このため、前記衝撃吸収体４は、戸当たり板３と流水路Ｃの出口端部ｃとの隙間を埋めるようにして前記出口端部ｃの矩形枠に沿って連続的に設けられている。

本実施形態における衝撃吸収材４は、図３に示すように、出口端部ｃに固定される平坦状の緩衝用固定部４１と、この緩衝用固定部４１の両端を、隙間を空けて対向配置された戸当たり板３側に湾曲状に延出させて形成された衝撃吸収部４２とにより構成されており、全体として縦断面略「Ｃの字」状に形成されている。衝撃吸収部４２の戸当たり板３側に延出される高さは、水密状態を維持するため、戸当たり板３と流水路Ｃの出口端部ｃとの隙間３１よりも大きく形成されている。そして、戸当たり板３をボルトＢとナットＮとにより締め付けることにより、前記戸当たり板３を衝撃吸収部４２に押し付けるようにして密着させている。また、本実施形態において、緩衝用固定部４１および衝撃吸収部４２は、弾性力を有するゴム等の化学合成樹脂により一体成型されている。

本実施形態における衝撃吸収材４では、緩衝用固定部４１が流水路Ｃの出口端部ｃとボルトや接着剤等によって固定され、衝撃吸収部４２が戸当たり板３と流水路Ｃの出口端部ｃとの隙間３１を連続的に埋める。なお、衝撃吸収材４が固定される位置は、流水路Ｃの出口端部ｃに限定されるものではなく、戸当たり板３側に固定されていてもよいし、また出口端部ｃと戸当たり板３の両方に固定されていてもよい。

なお、衝撃吸収材４の形状および材質等は、特に限定されるものではなく、十分な衝撃吸収性と水密性を有するものから適時選択されるものである。

水密部材５は、戸当たり板３に当接する開閉扉体２の当接部分に設けられており、開閉扉体２が閉鎖された際に、戸当たり板３と開閉扉体２との水密を維持するとともに、当接される際の衝撃を吸収するためのものである。

本実施形態における水密部材５は、開閉扉体２の当接部分に固定される平坦状の水密用固定部５１と、この水密用固定部５１の一端を内部に空隙が設けられたチューブ状の水密部５２とから構成されており、全体として縦断面略「Ｐの字」状に形成されている。また、本実施形態において、水密用固定部５１および水密部５２は、弾力性を有するゴム等の化学合成樹脂により一体成型されている。本実施形態における水密用固定部５１は、開閉扉体２が閉鎖した際に、戸当たり板３を挟んで前記衝撃吸収材４と対向する位置に配置されている。

次に、本実施形態のフラップゲート１の各構成の作用について説明する。

開閉扉体２は、主に、流水路Ｃから放水される水の水圧と、放水先からの水圧と、自重の作用により揺動し、流水路Ｃの出口端部ｃを自動的に開閉する。すなわち、図４に示すように、通常時には、流水路Ｃ側の水圧が海岸や河川等の放水される側の水圧より高くなり、開閉扉体２が開口する方向に揺動する。一方、放水される側の海面や河川の水位が上昇すると、図５に示すように流水路Ｃ側の水圧が放水される側の水圧より低くなり、開閉扉体２が閉鎖する方向に揺動する。

従って、放水される側の水位が上昇して、水が流水路Ｃ側へ逆流しようとしても、開閉扉体２が水圧の差で自動的に閉鎖する方向に揺動することにより、流水路Ｃの出口端部ｃに逆流するのを防ぐ。

バランスウエイト２５は、流水路Ｃ側の水圧と、放水された側の水圧との差によって、扉本体２１とともに支持アーム２２がどちらか一方に揺動されると、その重力が揺動された方向と同じ方向のモーメント力を発揮するため、より揺動し易くなる。

また、ダンパー６２は、早い回転運動に対しては大きな抵抗力を発揮するため、海岸における波等による急激な水圧の変化に対して開閉扉体２の揺動を抑え、当該開閉扉体２が出口端部ｃに衝突するのを抑制する。また、ゆっくりな回転運動に対しては小さな抵抗力を発揮するため、干満の差等のゆっくりとした水位の上昇等にともなう水圧の変化に対しては、抵抗力が小さいため開閉扉体２の揺動を妨げず、スムーズな閉鎖動作を行う。

なお、開閉扉体２は、流水路Ｃの端部出口ｃにおける水圧差だけでなく、風圧等の差によっても揺動される。

次に、水圧の差等により流水路Ｃが閉鎖されている際の、戸当たり板３、衝撃吸収材４および水密部材５の作用について、より詳細に説明する。

流水路Ｃが閉鎖されている際には、開閉扉体２は流水路Ｃの出口端部ｃと略平行になるように戸当たり板３と当接している。このとき、水密部材５の水密部５２は戸当たり板３と当接して水密状態を維持する。つまり、この水密部５２は、開閉扉体２が閉鎖される方向に力を受けると、弾性力によりその空隙を戸当たり板３に対して横長の空隙になるように変形する。これにより、水圧の差等が大きくなるにつれ水密部５２と戸当たり板３との設置面積は広くなり、より高い水密状態を維持できる。

また、本実施形態における衝撃吸収材４の衝撃吸収部４２は、戸当たり板３と出口端部ｃとの間の隙間３１より高く形成させて前記隙間３１に設置されていることにより、この部分においても水密状態を維持している。

さらに、戸当たり板３は流水路Ｃ方向に移動可能に支持されているためボルトＢとナットＮとの間隔の範囲内で傾斜することが可能である。そのため、開閉扉体２の水平回転軸６に近い側と遠い側との接触タイミングのズレを吸収することができる。また、水密部材５や衝撃吸収材４の経年変化等により開閉扉体２が戸当たり板３に対して多少のガタが生じたとしても、水密部材５や衝撃吸収材４が弾性変形することにより、当接された角度に戸当たり板３が傾斜して、隙間ができるのを防止し、水密を維持することができる。

次に、開閉扉体２の閉鎖にともなう衝撃吸収に対する、戸当たり板３、衝撃吸収材４および水密部材５の作用についてより詳細に説明する。

水密部材５の水密部５２は、閉鎖時の衝撃を弾性力により吸収する。また、戸当たり板３が流水路Ｃ方向に移動可能に支持されているため、戸当たり板３が受けた衝撃は衝撃吸収材４の弾性力により吸収される。従って、開閉扉体２側および出口端部ｃ側の両方において、衝撃を吸収するため、より衝撃吸収性を高められる。

また、戸当たり板３は流水路Ｃ方向に移動可能に支持されて傾斜可能であるため、戸当たり板３と開閉扉体２とが衝突時に多少平行な位置関係になくても、作用を受けることで適当に傾斜して、戸当たり板３と水密部材５とがほぼ面同士で密着することができ、衝撃力を当接面全体に分散することができる。そのため、開閉扉体２や戸当たり板３の一部が破損したり変形したりするのを防ぐことができる。

以上のような本実施形態のフラップゲート１によれば、以下の効果を得ることができる。
１．開閉扉体２が波浪等によって流水路Ｃの出口端部ｃに強く衝突する場合があってもその衝撃を効果的に吸収し、破損等を防止することができる。
２．開閉扉体２と流水路Ｃの出口端部ｃとの密着性を高めることができる。

１ フラップゲート
２ 開閉扉体
３ 戸当たり板
４ 衝撃吸収材
５ 水密部材
６ 水平回転軸
２１ 扉本体
２２ 支持アーム
２３ 補強梁
２４ 回転軸受
２５ バランスウエイト
３１ 隙間
３２ 固定片部
３３ ボルト穴
３４ 摺動筒体
４１ 緩衝用固定部
４２ 衝撃吸収部
５１ 水密用固定部
５２ 水密部
６１ 軸支持部材
６２ ダンパー
Ｃ 流水路
ｃ 出口端部
Ｂ ボルト
Ｎ ナット

Claims (2)

1. 流水路の出口端部に設置される開閉扉体を水平回転軸に揺動自在に支持させてなるフラップゲートであって、
   前記流水路の出口端部の周縁に合わせて額縁状に形成されているとともに、前記流水路の出口端部との間に隙間を設けつつ前記流水路方向に移動可能に支持されており、前記開閉扉体が閉鎖する際にこの開閉扉体に当接して前記流水路方向に押動される戸当たり板と、
   この戸当たり板と前記流水路の出口端部との隙間を埋めるようにして前記出口端部または前記戸当たり板の少なくとも一方に連続的に設けられた衝撃吸収材と、
   前記戸当たり板に当接する前記開閉扉体の当接部分に連続的に設けられる衝撃吸収性を有する水密部材と
   を有するフラップゲート。
2. 請求項１において、前記衝撃吸収材は、前記出口端部または前記戸当たり板に固定される平坦状の固定部と、この固定部の両端を、前記隙間を空けて対向配置された前記戸当たり板側または前記出口端部側に湾曲状に延出させて衝撃吸収性を備えさせた衝撃吸収部とを有しているフラップゲート。

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