JP4738279B2

JP4738279B2 - 回転式ゲートの底部シール装置

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Publication number: JP4738279B2
Application number: JP2006222634A
Authority: JP
Inventors: 丈茂賀谷; 孝昌由井; 典宏高遠
Original assignee: IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Current assignee: IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-08-17
Also published as: JP2008045348A

Description

本発明は、河川や水路の途中位置に設置して水平軸を中心とする扉体の回転動作により開閉を行うようにしてある回転式ゲートにおける上記扉体と水路底部との間を水密構造とするための回転式ゲートの底部シール装置に関するものである。

河川や水路の途中位置に設けられて流量調節等を行うゲートとしては、ローラゲート方式のものが一般的に用いられている。かかるローラゲートは、ゲート躯体として、河川の幅方向に所要間隔で鉛直な支持柱部材（ピア）を設置し、隣接する各支持柱部材間にゲート扉体を昇降可能に設けると共に、該ゲート扉体を支持柱部材の上端部に設置した開閉装置により昇降（開閉）できるようにしたものである。

しかし、上記ローラゲートでは、上記各支持柱部材に、ゲート扉体の水面上への引き上げに対応した高さ寸法を確保する必要があると共に、支持柱部材の上端部に昇降装置を設置するようにしてあることから、大きな構造物が水面上に突出することとなり、周囲環境や景観に少なからず影響を与え、好ましくない場合が生じていた。

そのために、近年、支持柱部材の上端部に昇降装置を設ける必要をなくして上記した如きローラゲートの有する問題点を解消できるようにしたゲート形式の１つとして、回転式ゲートが開発されてきている。

かかる回転式ゲートは、図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）にその一例の概略を示す如く、河川の幅方向に所要間隔で躯体としての支持柱部材（ピア）２を設置して、隣接する支持柱部材２の間に水路１を形成してある。又、左右一対の支持円盤４の周辺部同士の間に、上記支持円盤４の外周面とほぼ同様の湾曲率で所要の角度範囲に亘り湾曲するスキンプレート５ａを備えた弓形（略三日月形）断面形状のシェル構造で左右方向に延びる扉体５を配置して、該扉体５の左右両端部をそれぞれ支持円盤４に取り付けることによりゲート本体３を構成してある。更に、上記ゲート本体３は、上記左右の支持柱部材２の間に水路１を横切るよう配置すると共に、上記水路１を挟んで相対向する左右の支持柱部材２の内側面部（水路１中央側面部）に、上記ゲート本体３の左右の支持円盤４を、該各支持円盤４の中心に配した左右水平方向の支持軸６を介して回転自在に支持させて、上記ゲート本体３が、上記左右の支持柱部材２の間の水路１内で支持軸６を中心に回転できるようにしてある。

更に、上記ゲート本体３の回転駆動機構７として、上記左右の支持円盤４のうちの一方（図上右側）の支持円盤４の外周端部に、ピンラック等のラック部８を周方向に延びるよう設けると共に、対応する側の支持柱部材２内に設置してある油圧モータ等の駆動装置９の出力軸に取り付けたピニオン１０を、上記ラック部８に噛合させた構成としてある。

上記左右の支持柱部材２間の水路１の底部における上記ゲート本体３の配設位置と対応する個所には、扉体収容凹部としての掘込みピット１１を設けて、上記扉体５をゲート本体３の最下端部に配置すると、該扉体５が上記掘込みピット１１に収容されて、扉体５の背面が水路１の底面と一致するようにしてある。

上記構成としてある回転式ゲートによれば、上記駆動装置９によりピニオン１０を回転駆動させると、上記ラック部８が設けてある一方の支持円盤４と一体に上記ゲート本体３を回転させることができて、該ゲート本体３に設けてある上記扉体５の角度及び高さ位置を自在に変更できるようにしてある。したがって、たとえば、図６（イ）に示す如く、回転駆動機構７によりゲート本体３を所要量回転させて、扉体５をゲート本体３の最下端部に配置して上記水路１底部の掘込みピット１１に収容させた状態として固定することにより、水路１を全開状態とさせて、水路上流側（河川上流側）Ｕより下流側Ｄへ水を自然流下させることができるようにしてある。

又、図６（ロ）に示す如く、上記回転駆動機構７により、上記ゲート本体３を、図６（イ）に示した状態より図上反時計方向へ所要角度回転させ、上記扉体５を水路１の底面より所要高さ位置まで突出させた状態として固定することにより、該扉体５を堰として作用させて上流側Ｕの水位調節を行うことができるようにしてある。

更に、図６（ハ）に示す如く、回転駆動機構７により、上記ゲート本体３を、図上反時計方向へ更に回転させて、扉体５のスキンプレート５ａの後端部（下端部）のみが上記堀込みピット１１の水路１上流側端部にかかるように配置して、該扉体５の上端（天端）位置を更に引き上げた状態で固定することにより、水路１を全閉状態として、上流側Ｕの水位を更に高いレベルに保持することができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、上記回転式ゲートは、ゲート本体３の扉体５の所要個所と、水路１の底部との間を径間方向（扉体５の長手方向）の全長に亘りシールするための底部シール装置と、上記ゲート本体３の両端部とその左右に位置する支持柱部材２との間をシールするための側部シール装置とを備えて、水密構造となるようにしてある。

上記回転式ゲートの底部シール装置としては、図７に示す如き形式の底部シール装置１２が従来提案されている。これは、上記水路１底部の掘込みピット１１における水路１上流側端部（図では左端部）寄りの所要個所に、水密ゴム取付座（支持金具）１３を径間方向の全長に亘り水密に設けて、該水密ゴム取付座１３の上面と、上記扉体５のスキンプレート５ａとの間に、水密ゴム１４の高さ寸法よりもやや狭い隙間を形成するようにしてある。更に、上記水密ゴム取付座１３の上側に、径間方向の全長に亘って延びる水密ゴム１４を取り付けてなる構成としてある。

更に又、上記水密ゴム１４を、中空の本体部１５と、該本体部１５の基端側より幅方向の両側に突出するよう延設した装着部１６とからなる断面形状略Ω字状の構成として、上記各装着部１６を、それぞれ長手方向所要間隔で上記水密ゴム取付座１３に対しボルト止めすることで、該水密ゴム１４の上記水密ゴム取付座１３への取り付けを行うことも提案されている。

以上の如き構成としてある底部シール装置１２によれば、上記水密ゴム取付座１３に取り付けられた上記水密ゴム１４は、水密ゴム取付座１３と上記扉体５のスキンプレート５ａとの間にて、高さ方向に多少圧縮された状態となるため、水密ゴム１４の本体部１５の先端部（突出端部）を、上記ゲート本体３の扉体５のスキンプレート５ａに圧着（密着）させることができて、上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持できるようにしてある。又、上記ゲート本体３を回転させて扉体５の角度配置を変更するときには、上記水密ゴム１４の本体部１５の先端部に対し、上記扉体５のスキンプレート５ａを摺動させることで、上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持しながら扉体５を動かすことができるようにしてある。１７は上記水密ゴム取付座１３における水密ゴム１４の取り付け位置よりも水路１上流側寄りの位置に設けた土砂進入防止ゴムである（たとえば、特許文献２参照）。

又、回転式ゲートの底部シール装置の別の形式のものとしては、図８に示す如く、回転式ゲートの水路１底部に設けてある堀込みピット１１が、上記扉体５のスキンプレート５ａの湾曲形状に沿う湾曲形状としてある場合に、ゲート本体３の扉体５のスキンプレート５ａにおける後端部寄りの所要個所に、図７に示したと同様の水密ゴム１４を、水密ゴム取付座１３を介して扉体５の左右幅方向の全長に亘り取り付けてなる形式の底部シール装置１２ａも考えられている。

かかる形式の底部シール装置１２ａによれば、上記扉体５側に取り付けてある水密ゴム１４の本体部１５の先端部を、上記水路１底部の掘込みピット１１の内面に圧着させることで、上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持できるようにしてあり、又、上記ゲート本体３を回転させて扉体５の角度配置を変更するときには、上記水密ゴム１４の本体部１５の先端部を、上記掘込みピット１１の内面に対して摺動させることで、上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持しながら扉体５を動かすことができるようにしてある。１８は水路１底部における上記掘込みピット１１の上流側近傍位置に設けた土砂進入防止板である（たとえば、特許文献３参照）。

更に、従来提案されている回転式ゲートの底部シール装置の更に別の形式のものとしては、図９に示す如き底部シール装置１９もある。これは、中空状で且つ上下方向の中間部がくびれた断面形状としてなる弾性体２０を、ゲート本体３（図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）参照）の扉体５のスキンプレート５ａおける後端部寄りの所要個所に、左右幅方向の全長に亘って延びるよう配置すると共に、該弾性体２０の下端部を、所要の取付部材（部分扇状体）２１を介して上記扉体５のスキンプレート５ａに取り付け、更に、上記弾性体２０の先端側の中空部２２に、長手方向に延びるチューブ状の空気袋２３を挿入してなる構成としてある。

かかる形式の底部シール装置１９によれば、上記扉体５を水路１（図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）参照）内で所要の角度姿勢に配置して、扉体５側に取り付けてある上記弾性体２０を、水路１底部の掘込みピット１１の内面の所要個所に対峙させた状態にて、上記弾性体２０の先端部の空気袋２３に空気を供給して該空気袋２３の中の気圧を大気圧以上にすることで、上記弾性体２０の先端部を上記掘込みピット１１の内面に密着させて、上記扉体５と水路１底部との間で水密状態を保持できるようにしてあり、又、上記ゲート本体３を回転させて扉体５の角度配置を変更するときには、上記空気袋２３の中の気圧を大気圧又はそれ以下にすることで、上記弾性体２０を上記掘込みピット１１の内面に無接触とさせることができるとされている（たとえば、特許文献４参照）。

特開２００３−１５５７３１号公報特開平１０−１８３５８６号公報特開平９−１５８１５９号公報特開平１１−８１２８６号公報

ところが、図７に示した底部シール装置１２、及び、図８に示した底部シール装置１２ａは、いずれも回転式ゲートの扉体５と水路１底部との水密状態を保持することができるものであるが、上記回転式ゲートを長径間ゲートとする場合には、上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持することが難しくなる可能性が生じる。

すなわち、回転式ゲートの扉体５は、図５に示したように、左右の両端部のみが支持円盤４によって支持されているものであるため、回転式ゲートの径間が長くなることに伴って扉体５の左右幅寸法が大きくなると、該扉体５を堰として作用させるときに、堰き止められた水の水圧によって扉体５が水路１下流側へ撓むときの撓み量が大きくなる。このように扉体５が下流側へ大きく撓むと、該扉体５の左右幅方向の中間部が下流側へ大きく変位させられるようになる。

そのために、上記図７に示した形式の底部シール装置１２では、上記のように扉体５が下流側へ大きく変位させられる部分では、扉体５のスキンプレート５ａが、水路１底部の掘込みピット１１における水路１上流側端部寄りの水密ゴム１４の設置個所から離反する方向（図中矢印ｘで示す方向）へ変位されることに起因して、上記水密ゴム１４の本体部１５の扉体５のスキンプレート５ａに対する圧着量が不十分になる虞が生じる。

一方、図８に示した形式の底部シール装置１２ａを採用している場合、扉体５を水路１底部より所要高さ位置まで突出するような角度姿勢に配置して堰として作用させるときには、該扉体５のスキンプレート５ａの後端部寄りに設けてある水密ゴム１４は、掘込みピット１１の上流側端部寄りの内面に接している。このため、上記のように堰として作用させている扉体５が下流側へ大きく変位させられる部分では、該扉体５のスキンプレート５ａにおける上記水密ゴム１４の設置個所が、上記掘込みピット１１の上流側端部寄りの内面から離反する方向（図中矢印ｘで示す方向）へ変位されるようになることから、この場合にも、水密ゴム１４の本体部１５の上記掘込みピット１１の内面に対する圧着量が不十分になる虞が生じる。

上記特許文献４に示された底部シール装置１９は、図９に示した如く、弾性体２０の先端側の中空部２２に空気袋２３を挿入した構成としてあるため、扉体５が撓んでスキンプレート５ａにおける上記弾性体２０の設置個所と、上記弾性体２０の先端部を接触させる対象となる堀込みピット１１の内面との間隔が多少増加しても、上記空気袋２３に供給する空気量を増加させることで、上記弾性体２０の先端部を膨張させて対応することが可能になるとも考えられるが、上記空気袋２３は、単に弾性体２０の長手方向に延びるものとしてあって、上記扉体５が水圧によって撓むときの該扉体５幅方向における変形量の分布を考慮したものとはなっていない。

更に、上記底部シール装置１９は、水密状態を形成させるときには、上記空気袋２３の中の圧力を大気圧以上にし、一方、ゲート本体３を回転させるときには、上記空気袋２３の中の圧力を大気圧又はそれ以下にするため、扉体５の角度姿勢を変更して該扉体５を開閉させる操作が非常に煩雑なものとなっている。又、空気の給排装置や、該給排装置と上記空気袋２３とを接続する空気給排ラインを設けなければならず、しかも、該空気給排ラインは、ゲート本体３の回転に対応できる構造にする必要があることから、構成が複雑化するという問題もある。

更に又、上記したように、扉体５の撓みに応じて弾性体２０の高さ寸法を変化させるためには、上記空気袋２３へ供給する空気量を、上記扉体５の撓み方に応じて変化させる必要が生じることから、上記空気袋２３に対する空気の給排量の制御も複雑化してしまう。更には、空気の給排装置の故障や、空気給排ライン、空気袋２３のいずれかに、一個所でも空気漏れが生じると、回転式ゲートの扉体底部の水密構造が全く機能しなくなる虞もある。

そこで、本発明は、ゲート本体の扉体が水圧により撓んでも、自動的に上記扉体と水路底部との間の水密状態を保持できて、回転式ゲートを長径間に適用する場合に有利なものとすることができ、しかも、構造をシンプルなものとすることができる回転式ゲートの底部シール装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、左右の支持円盤と、該左右の支持円盤の周辺部間に取り付けた扉体とからなるゲート本体を、水路内で回転させて上記扉体を開閉動作できるようにし、更に、上記水路底部に、ゲート本体の最下端部に配する扉体を収容するための掘込みピットを設けてなる回転式ゲートにおける上記掘込みピットの上流側端部に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に扉体のスキンプレートに密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記扉体のスキンプレート側へ常時付勢できるようにした構成とする。

又、請求項２に対応して、左右の支持円盤と、該左右の支持円盤の周辺部間に取り付けた扉体とからなるゲート本体を、水路内で回転させて上記扉体を開閉動作できるようにし、更に、上記水路底部に、ゲート本体の最下端部に配する扉体を収容するための円弧状断面の掘込みピットを設けてなる回転式ゲートにおける上記扉体のスキンプレートの所要位置に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に上記掘込みピットの内面に密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記掘込みピットの内面側へ常時付勢できるようにした構成とする。

更に、上述の各構成において、ばね部材を、圧縮コイルばねとし、複数本の圧縮コイルばねの基端部を、所要の長さ寸法を有するベースプレートの長手方向所要間隔位置に該ベースプレートの表面に対し直角方向に配して取り付けると共に、該ベースプレートを介し基端側が互いに連結された上記複数本の圧縮コイルばねの先端部同士を、先端側に配した先端プレートを介して連結してなるばねユニットを形成し、水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に、上記ばねユニットを水密ゴムの長手方向に並べて介装させるようにした構成とする。

本発明の回転式ゲートの底部シール装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）左右の支持円盤と、該左右の支持円盤の周辺部間に取り付けた扉体とからなるゲート本体を、水路内で回転させて上記扉体を開閉動作できるようにし、更に、上記水路底部に、ゲート本体の最下端部に配する扉体を収容するための掘込みピットを設けてなる回転式ゲートにおける上記掘込みピットの上流側端部に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に扉体のスキンプレートに密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記扉体のスキンプレート側へ常時付勢できるようにした構成、又は、上記と同様の回転式ゲートにおける上記扉体のスキンプレートの所要位置に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に上記掘込みピットの内面に密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記掘込みピットの内面側へ常時付勢できるようにした構成としてあるので、扉体を堰として作用させるときに、該扉体が水圧により下流側へ大きく撓んで、スキンプレートの長手方向中間部分が下流側へ大きく変位しても、その変位に追従して上記水密ゴムの長手方向中間部分を押し出すように変位させることができて、水密ゴムの圧着量を長手方向の全長に亘って確保することができる。このため、扉体と水路底部との間の水密状態を良好に保持できて、リークが生じる虞を未然に防止することができる。したがって、回転式ゲートを長径間ゲートとする場合の底部シール装置として好適なものとすることができる。
（２）しかも、水密ゴムの長手方向中間部分を扉体のスキンプレートの下流側への変位に追従させる作動は、ばね部材の弾性力により自動的に行わせることができるため、ゲート本体を回転させて扉体の角度姿勢を変更する操作が煩雑化する虞はない。又、装置構成をシンプルなものとすることができる。
（３）水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に介装するばね部材の圧縮量が異なるようにして、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量の大きなばね部材を介装するようにした構成としてあるので、水密ゴムの長手方向中間部分に対し、扉体の水圧による撓み形状に応じた変位ストロークを備えた状態で付勢できる。又、水密ゴムの長手方向両端部については、ばね部材による付勢を行っていない。このため、ゲート本体を回転させて扉体の角度姿勢を変更するときの抵抗が過大となる虞を防止できる。よって、ゲート本体の回転駆動機構に要求される性能を抑えることができる。
（４）ばね部材を、圧縮コイルばねとし、且つ該ばね部材を、水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に水密ゴムの長手方向に所要間隔で多数配設するようにした構成としてあるので、水密ゴムの長手方向中間部分を容易に付勢できる。更に、複数本の圧縮コイルばねの基端部を、所要の長さ寸法を有するベースプレートの長手方向所要間隔位置に該ベースプレートの表面に対し直角方向に配して取り付けると共に、該ベースプレートを介し基端側が互いに連結された上記複数本の圧縮コイルばねの先端部同士を、先端側に配した先端プレートを介して連結してなるばねユニットを形成し、水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に、上記ばねユニットを水密ゴムの長手方向に並べて介装させるようにした構成とすることにより、各圧縮コイルばねを水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に介装させる作業を容易なものとすることができる。又、上記各圧縮コイルばねの先端側には、先端プレートが設けてあるため、上記各圧縮コイルばねの弾性力を、水密ゴムに対して長手方向に偏在させることなく作用させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は本発明の回転式ゲートの底部シール装置の実施の一形態を示すもので、図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）に示したと同様の回転式ゲートにおける水路１底部の掘込みピット１１の水路上流側の端縁部に、図７に示したと同様の水密ゴム取付座１３を、径間方向の全長に亘り設ける。更に、上記水密ゴム取付座１３に、水密ゴム１４を径間方向の全長に亘り取り付けると共に、該水密ゴム１４の長手方向中間部における所要の長さ領域（以下、長手方向中間部分と云う）１４ａにおける水密ゴム１４と、上記水密ゴム取付座１３との間に、ばね部材としての圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃを水密ゴム１４の長手方向に所要間隔で多数介装して、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａを、上記圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの弾性力により上記ゲート本体３の扉体５側（ゲート本体３の回転軸心方向）へ付勢できるようにする。

更に、回転式ゲートの扉体５が水圧で撓むときには、該扉体５の左右幅方向の中央位置、すなわち、径間方向の中央位置Ｃに近付くほど初期状態からの変位量が大きくなる。このことに鑑みて、上記圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、自由高さ寸法が相違する複数種の圧縮コイルばね、たとえば、図３（ロ）（ハ）（ニ）に示す如く、自由高さ寸法がＬａ＞Ｌｂ＞Ｌｃの関係にある３種の圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃを用意して、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａと水密ゴム取付座１３との間に圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃを介装させる際には、図３（イ）に示す如く、径間方向の中央位置Ｃ付近には、自由高さ寸法Ｌａが最も大きい圧縮コイルばね２４ａを、又、径間方向中央位置Ｃ付近から左右両側へ離れるにしたがって、自由高さ寸法Ｌｂ，Ｌｃが徐々に小さくなる圧縮コイルばね２４ｂ，２４ｃを、それぞれ同様の圧縮高さ寸法まで圧縮した状態で配設するようにする。これにより、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａに対し、径間方向中央位置Ｃに近付くほど大きな変位ストロークを備えた状態で扉体５側へ付勢できるようにしてある。

詳述すると、上記水密ゴム１４は、図７に示したと同様に、中空の本体部１５の両側に、上記水密ゴム取付座１３にボルト止めするための装着部１６が延設された断面形状略Ω字状としてある。上記各装着部１６には、表面側と裏面側に、長手方向に延びる薄板状の補強部材２５と２６をそれぞれ取り付けて補強するようにしてある。更に、上記表面側の補強部材２５は、上記本体部１５寄りの幅方向の片側を、本体部１５の先端側へ屈曲させて該本体部１５の側面に所要寸法に亘り沿わせるようにして、水密ゴム１４の本体部１５の先端部と、上記扉体５のスキンプレート５ａとを摺動させる際に、該水密ゴム１４の本体部１５が、上記扉体５のスキンプレート５ａの動きに同伴されて幅方向へ過剰に変形する虞を阻止できるようにしてある。

上記水密ゴム１４において圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃによる扉体５側への付勢を行うべき長手方向中間部分１４ａは、扉体５を最も高い堰として作用させる場合に該扉体５の上流側に堰き止められる水の水圧によって該扉体５が下流側へ撓むときの該扉体５の下流側への変位量の幅方向の分布と、初期状態で水密ゴム取付座１３と扉体５のスキンプレート５ａとの間に多少押し潰された状態で配設してある上記水密ゴム１４の弾性変形量とを考慮して定めるようにすればよい。具体的には、扉体５の剛性と左右幅寸法等を基に、上記のように扉体５が下流側へ撓むときのスキンプレート５ａが初期状態から下流側、すなわち、水密ゴム取付座１３より離反する方向へ変位するときの変位量の左右幅方向の分布を求めて、該求められたスキンプレート５ａの初期状態からの変位量が、水密ゴム取付座１３に取り付けてある上記水密ゴム１４の弾性変形では追従できなくなって、該水密ゴム１４の本体部１５と、上記扉体５のスキンプレート５ａとの間に圧着不足の虞が生じるような変位量に達する部分を、扉体５の左右幅方向の中間部に選定し、該選定された扉体５の左右幅方向の中間部分に圧着させるべき水密ゴム１４の長手方向中間部の所要の長さの領域を、上記長手方向中間部分１４ａとして設定するようにしてある。たとえば、回転式ゲートの径間が約２２ｍの場合、径間方向中央位置Ｃから左右にそれぞれ５ｍの範囲として設定するようにすればよい。

上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、同じ自由高さ寸法Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃのものごとに、上記水密ゴム１４の各装着部１６における水密ゴム取付座１３へのボルト止め個所同士の間隔よりも狭い幅寸法で且つ所要の長さ寸法、たとえば、１ｍ程度の長さ寸法を備えた細長い平板状のベースプレート２７の表面側に、該ベースプレート２７の表面に対して直角方向に伸縮できるよう長手方向所要間隔で複数個ずつ配列して、各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの基端部を、上記ベースプレート２７の表面にそれぞれ溶接等により固定する。又、上記ベースプレート２７によって基端部同士が連結された上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの先端側には、圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの外径よりもやや大きな幅寸法で且つ上記ベースプレート２７と同様の長さ寸法を有する細長い平板状とし、且つ表面側のすべてのコーナ部を滑らかな湾曲面としてなる先端プレート２８を、上記ベースプレート２７と平行となるように配置して、上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの先端部を、上記先端プレート２８の裏面にそれぞれ溶接等により固定して一体とし、自由高さ寸法Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの等しい圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃ同士を、複数個ずつ上記ベースプレート２７と先端プレート２８との間に介在させてなるばねユニット２９ａ，２９ｂ，２９ｃを形成する。

上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａと対応する水密ゴム取付座１３の長手方向中間部の上面には、上記ばねユニット２９ａと２９ｂと２９ｃを、長手方向に所要個数ずつ、たとえば、径間方向中央位置Ｃから１つのばねユニット２９ａと、２つのばねユニット２９ｂと、２つのばねユニット２９ｃを順に並べて配置して、該各ばねユニット２９ａと２９ｂと２９ｃのベースプレート２７を、上記水密ゴム取付座１３の上面に溶接等により取り付けるようにしてある。

更に、上記水密ゴム取付座１３の表面側に、径間方向の全長に亘って延びる上記水密ゴム１４を、該水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａで上記各ばねユニット２９ａと２９ｂと２９ｃの先端側を覆うように配置して、上記各ばねユニット２９ａと２９ｂと２９ｃの先端プレート２８が、それぞれ上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５の裏面側に接するようにした状態にて、上記水密ゴム１４の装着部１６を、それぞれ水密ゴム取付座１３にボルト止めして固定するようにしてある。

その他、図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）、並びに、図７に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

以上の構成としてある底部シール装置を装備した回転式ゲートの場合、扉体５にあまり水圧が作用しておらず該扉体５が下流側へほとんど撓んでいない状態では、上記水路１底部の堀込みピット１１の上流側寄り個所に水密ゴム取付座１３を介して配設してある上記水密ゴム１４の本体部１５の先端側が、長手方向の全長に亘り扉体５のスキンプレート５ａに圧着されるようになるため、扉体５と水路１底部との間が水密状態に保持される。

上記扉体５を堰として作用させて、堰き止められた水の水圧が大きく作用するようになると、該扉体５が下流側へ撓む。この撓みにより扉体５の左右幅方向の中央部が水路１下流側へ大きく変位する場合には、上記扉体５の左右幅方向の中央部にて、スキンプレート５ａが上記水密ゴム１４を設置してある水密ゴム取付座１３から離反するように水路１下流側へ大きく変位させられるようになるが、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａには、本体部１５と水密ゴム取付座１３との間に介在させて配設してある上記各ばねユニット２９ａ，２９ｂ，２９ｃの圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの弾性力により上記本体部１５が常に扉体５側へ付勢されるようにしてあることから、該水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５を、上記扉体５のスキンプレート５ａの水路１下流側への変位に追従して扉体５側へ押し出すよう変位させることができる。

しかも、上記のように扉体５が水圧の作用によって下流側へ撓むときの該扉体５の下流側への変位量は、左右幅方向の中央部で最も大きく、該中央部から左右方向に離れるにしたがって小さくなるが、上記底部シール装置では、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５と、水密ゴム取付座１３との間に、径間方向中央位置Ｃ付近には最も大きな自由高さ寸法Ｌａの圧縮コイルばね２４ａを備えたばねユニット２９ａを介装させ、又、径間方向中央位置Ｃから左右方向へ離れるにしたがって、自由高さ寸法がＬｂ，Ｌｃと順に小さくなる圧縮コイルばね２４ｂ，２４ｃを備えたばねユニット２９ｂと２９ｃを順に介装させるようにしてあることから、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａの本体部１５に対し、径間方向中央位置Ｃ付近では大きな変位ストロークを、又、径間方向中央位置Ｃ付近から左右両側へ離れるにしたがって、順に小さくなるように変位ストロークをそれぞれ付与することができる。よって、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５を、上記扉体５の撓み形状に対応した変位ストロークで扉体側へ押し出して変位させることができる。

以上により、上記扉体５が水圧により撓んでも、扉体５の左右幅方向の中央部におけるスキンプレート５ａに対する上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４における本体部１５の先端部の圧着量を確保することができる。

なお、上記扉体５は左右幅方向の両端部が左右の支持円盤４（図５参照）にそれぞれ取り付けられているものであるため、該扉体５に水圧が作用している状態であっても、扉体５の幅方向両端部は、あまり下流側へ変位することはない。よって、上記水密ゴム１４の長手方向両端部においては、該水密ゴム１４の本体部１５の先端部と、扉体５のスキンプレート５ａとの圧着量は、該水密ゴム１４の弾性変形のみで確保される。

このように、本発明の回転式ゲートの底部シール装置によれば、回転式ゲートの扉体５を堰として作用させるときに、該扉体５が水圧により下流側へ大きく撓んでも、水密ゴム１４の本体部１５の先端部の上記扉体５のスキンプレート５ａに対する圧着量を長手方向の全長に亘って確保することができることから、扉体５と水路１底部との間の水密状態を良好に保持できて、リークが生じる虞を未然に防止することができる。このため、上記底部シール装置を、回転式ゲートを長径間ゲートとする場合の底部シール装置として好適なものとすることができる。

しかも、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５を扉体５のスキンプレート５ａの下流側への変位に追従させて下流側へ押し出す作動は、圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの弾性力により自動的に行わせることができるため、ゲート本体３（図５及び図６（イ）（ロ）（ハ）参照）を回転させて扉体５の角度姿勢を変更する場合にも、上記水密ゴム１４に対する特別な操作は必要ない。更に、図９に示した従来の底部シール装置１９のように、空気の給排装置や、該給排装置と弾性体２０の空気袋２３とを接続する空気給排ライン等は全く必要ないため、構造をシンプルなものとすることができる。

更に、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａに対し、扉体５の水圧による撓み形状に応じた変位ストロークを備えた状態で付勢するようにしてあると共に、水密ゴム１４の長手方向両端部については、ばね部材による扉体５側への付勢を行っていないため、扉体５のスキンプレート５ａを上記水密ゴム１４と摺動させるときの抵抗が過大となる虞を防止できる。よって、回転式ゲートにおけるゲート本体３の回転駆動機構７（図５参照）に要求される性能を抑えることができる。

上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、複数個ずつ基端側のベースプレート２７と先端側の先端プレート２８を介して連結して形成してなるばねユニット２９ａ，２９ｂ，２９ｃの状態で、上記水密ゴム取付座１３に設置するようにしてあるため、上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃを水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａと水密ゴム取付座１３との間に介装させる作業を容易なものとすることができる。更に、上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの先端側には、細長い板状の先端プレート２８を設けて、該先端側プレート２８を、水密ゴム１４の本体部１５の裏面側に接触させるようにしてあるため、上記各圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの弾性力を、水密ゴム１４の本体部１５に対して長手方向に偏在させることなく作用させることができて、該水密ゴム１４の本体部１５の先端部を、扉体５のスキンプレート５ａに対し水密ゴム１４の長手方向に均等に圧着させることができる。

次に、図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示したと同様の構成において、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５と、水密ゴム取付座１３との間に、自由高さ寸法がＬａ＞Ｌｂ＞Ｌｃと順に小さくなる圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃを個々に具備したばねユニット２９ａ，２９ｂ，２９ｃを、径間方向中央位置Ｃに近い側から順に並べて介装させる構成に代えて、平行配置したベースプレート２７と先端プレート２８との間に、所要の自由高さ寸法を有する圧縮コイルばね２４を、長手方向に所要間隔で複数個配列すると共に、該配列された各圧縮コイルばね２４の基端部をベースプレート２７に、又、先端部を先端プレート２８にそれぞれ溶接等により固定してなるばねユニット２９を形成する。更に、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５と、水密ゴム取付座１３との間に、径間方向中央位置Ｃから、上記ばねユニット２９の下方に厚み寸法Ｔａが大きいライナ３０ａを配したものを１組と、上記ばねユニット２９の下方に上記ライナ３０ａよりも小さい厚み寸法Ｔｂ（Ｔａ＞Ｔｂ）のライナ３０ｂを配したものを２組と、上記ばねユニット２９のみを２つ順に並べて介装させるようにしたものである。

その他の構成は図１乃至図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態の底部シール装置によれば、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５と、水密ゴム取付座１３との間に各ばねユニット２９を介装する際に、径間方向中央位置Ｃに近付くにしたがって、厚み寸法が順次大きくなるライナ３０ａ，３０ｂを一緒に介装させる構成としてあることから、扉体５に下流側への撓みが生じていない初期状態のときには、該扉体５のスキンプレート５ａに接する水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａの本体部１５と、水密ゴム取付座１３との間で圧縮される上記各ばねユニット２９のうち、径間方向中央位置Ｃ付近のばねユニット２９では、各圧縮コイルばね２４の自由高さ寸法からの圧縮量が大きく、径間方向中央位置Ｃから左右へ離れるにしたがって、ばねユニット２９の各圧縮コイルばね２４の自由高さ寸法からの圧縮量が順に小さくなっている。このため、これらの圧縮コイルばね２９が自由高さ寸法まで延びようとするときの弾性力によって上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａの本体部に対して付与される変位ストロークは、径間方向中央位置Ｃに近付くにつれて大きくなる。

したがって、本実施の形態によっても、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａの本体部１５に対し、上記扉体５が水圧によって撓むときの撓み形状に応じた変位ストロークを付与できるようにした状態で、該水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａの本体部１５を扉体５側へ付勢できることから、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、使用する圧縮コイルばね２４は、すべて均一なものとすることができるため、コストの削減化を図る効果が期待できる。

図１乃至図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）の実施の形態、図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）の実施の形態では、いずれも水路１底部の堀込みピット１１側に水密ゴム取付座１３を介して取り付けてある水密ゴム１４の先端部を、扉体５のスキンプレート５ａに圧着させることで、該扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持する形式の底部シール装置に適用する場合を示したが、図８に示した底部シール装置１２ａと同様に、扉体５のスキンプレート５ａ側に水密ゴム１４を水密ゴム取付座１３を介して取り付けて、扉体５側の水密ゴム１４の先端部を、水路１底部の堀込みピット１１の内面に圧着させることで、扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持する形式の底部シール装置に適用してもよい。この場合は、扉体５のスキンプレート５ａ側に取り付けた水密ゴム取付座１３と、該水密ゴム取付座１３に取り付ける水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａにおける本体部１５との間に、図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）又は図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示したと同様に、径間方向中央位置Ｃに近付くにしたがって自由高さ寸法からの圧縮量が大きくなるように圧縮した状態の圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃ又は圧縮コイルばね２４をそれぞれ介装させるようにして、上記水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａに対し、径間方向中央位置Ｃ付近では大きな変位ストロークを、又、径間方向中央位置Ｃ付近から左右両側へ離れるにしたがって、順に小さくなるように変位ストロークをそれぞれ付与することができるようにすればよい。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、図１乃至図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）の実施の形態では、圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの自由高さ寸法や、ばね定数等のばねとしての性能は、回転式ゲートの扉体５を堰として作用させるときに、該扉体５が水圧により下流側へ撓むときの撓み量の大小に応じて適宜変更してよい。同様に、図４（イ）（ロ）（ハ）（ニ）の実施の形態では、圧縮コイルばね２４の自由高さ寸法や、ばね定数等のばねとしての性能、及び、該圧縮コイルばね２４の初期状態での圧縮量を定めるためのライナ３０ａ，３０ｂの厚み寸法は、回転式ゲートの扉体５を堰として作用させるときに、該扉体５が水圧により下流側へ撓むときの撓み量の大小に応じて適宜変更してよい。

扉体５が水圧によって撓むときの撓み量に応じた変位ストロークで、水密ゴム１４の長手方向中間部分１４ａを扉体５側へ付勢することができれば、圧縮コイルばね以外の形式のばね部材を用いるようにしてもよい。

扉体５を堰として作用させるときに、該扉体５のスキンプレート５ａと、水路１底部に設けた堀込みピット１１の上流側端部のいずれか一方の側に設けた水密ゴム１４を、他方側に圧着させて上記扉体５と水路１底部との間の水密状態を保持させるための底部シール装置を備える回転式ゲートであれば、回転式ゲートの形式に関わらずにその底部シール装置として適用できる。

図３（イ）における圧縮コイルばね２４ａ，２４ｂ，２４ｃの伸縮方向の寸法や、ベースプレート２７及び先端プレート２８の幅寸法、又、図４（イ）における圧縮コイルばね２４の伸縮方向の寸法や、ライナ３０ａ，３０ｂの厚み寸法、更には、該ライナ３０ａ，３０ｂ、ベースプレート２７及び先端プレート２８の幅寸法は、いずれも図示するための便宜的な寸法であって、実際の寸法を反映したものではない。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の回転式ゲートの底部シール装置の実施の一形態を示すもので、径間方向中間部付近における概略切断側面図である。図１における水密ゴムの部分を拡大して示す図である。図１の装置の要部を示すもので、（イ）は径間方向中間部位置付近に配設するばねユニットの配置を示す図１のＡ−Ａ方向矢視に対応する図、（ロ）（ハ）（ニ）は異なるばねユニットの圧縮されていない状態をそれぞれ示す図である。本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）（ロ）（ハ）（ニ）は、それぞれ図３（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に対応する図である。回転式ゲートの一例の概略を示す正面図である。図５の回転式ゲートの作用を示すもので、（イ）は扉体を全開とした状態、（ロ）は扉体を所要量閉じて堰として作用させている状態、（ハ）は扉体を全閉とした状態をそれぞれ示す概略切断側面図である。従来提案されている回転式ゲートの底部シール装置の一例を示す概略切断側面図である。従来提案されている回転式ゲートの底部シール装置の別の例を示す概略切断側面図である。従来提案されている回転式ゲートの底部シール装置の更に別の例を示す概略切断側面図である。

符号の説明

１水路
２支持柱部材
３ゲート本体
４支持円盤
５扉体
５ａスキンプレート
６水平軸
１１掘込みピット
１３水密ゴム取付座
１４水密ゴム
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ圧縮コイルばね（ばね部材）
２７ベースプレート
２８先端プレート
２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃばねユニット

Claims

左右の支持円盤と、該左右の支持円盤の周辺部間に取り付けた扉体とからなるゲート本体を、水路内で回転させて上記扉体を開閉動作できるようにし、更に、上記水路底部に、ゲート本体の最下端部に配する扉体を収容するための掘込みピットを設けてなる回転式ゲートにおける上記掘込みピットの上流側端部に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に扉体のスキンプレートに密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記扉体のスキンプレート側へ常時付勢できるようにしたことを特徴とする回転式ゲートの底部シール装置。
左右の支持円盤と、該左右の支持円盤の周辺部間に取り付けた扉体とからなるゲート本体を、水路内で回転させて上記扉体を開閉動作できるようにし、更に、上記水路底部に、ゲート本体の最下端部に配する扉体を収容するための円弧状断面の掘込みピットを設けてなる回転式ゲートにおける上記扉体のスキンプレートの所要位置に、水密ゴム取付座を径間方向に設け、該水密ゴム取付座に上記掘込みピットの内面に密着させるための水密ゴムを取り付け、且つ該水密ゴムの長手方向中間部分と、上記水密ゴム取付座との間に、水密ゴムの長手方向中央位置に近づくにつれて圧縮量が大きくなるように圧縮量が異なるばね部材を所要間隔で多数配設させて介装して、該ばね部材の弾性力により、上記水密ゴムの長手方向中間部分を、上記掘込みピットの内面側へ常時付勢できるようにしたことを特徴とする回転式ゲートの底部シール装置。
ばね部材を、圧縮コイルばねとし、複数本の圧縮コイルばねの基端部を、所要の長さ寸法を有するベースプレートの長手方向所要間隔位置に該ベースプレートの表面に対し直角方向に配して取り付けると共に、該ベースプレートを介し基端側が互いに連結された上記複数本の圧縮コイルばねの先端部同士を、先端側に配した先端プレートを介して連結してなるばねユニットを形成し、水密ゴムの長手方向中間部分と、水密ゴム取付座との間に、上記ばねユニットを水密ゴムの長手方向に並べて介装させるようにした請求項１又は２記載の回転式ゲートの底部シール装置。