JP5647442B2

JP5647442B2 - 止水扉

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Publication number: JP5647442B2
Application number: JP2010140138A
Authority: JP
Inventors: 謙介谷木; 保西澤; 卓也明永
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP2012002028A

Description

本発明は、樋門や樋管や水門などに設けられる門扉（止水扉）に関する。

河川水を利用するために設けられる用水路や堤内地の雨水や水田の水などを河川まで流すために設けられる排水路には、河川との合流部に樋門や樋管が設けられる。樋門および樋管は、河川や水路を横断して設けられる制水施設で、当該樋門（樋管）の横断する河川又は水路が合流する河川の堤防内に暗渠として設けられ、堤防の機能を有するものである。通常時、河川水を堤内地に引き込む場合や堤内地の雨水や水田の水などを河川に排水する場合は、水路を介して河川（本川）に流されている。しかしながら、本川の水位が高くなったときには、本川の水が当該水路を介して堤内地側に流入し、堤内地側で水が溢れる虞がある。そのため、当該水路には樋門又は樋管が設置され、その門扉（止水扉）は通常時には開放されており、本川が増水した場合などには速やかに閉鎖できるようになっている。

このような止水扉に関する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、河川堤防を横断して設けられた樋門又は樋管の河川側出入口側に設けられる扉体を昇降式にすると共に、扉体の左右を昇降ガイドし上方が開放された一対の側柱を河川堤防の法面に設け、側柱側に扉体の昇降機構を設けたことを特徴とするゲート装置に関する技術が開示されている。

特開２００１−５５７２３号公報

従来の止水扉は、鋼製やステンレス鋼製のものが主流であった。中でも設置費用が安い鋼製のものが好んで用いられ、現存する止水扉の大部分は鋼製である。しかしながら、鋼製の止水扉には、耐久性（耐食性）に問題がある。鋼製の止水扉には防食塗装がなされてはいるが、経年で塗装は劣化するため、その劣化の程度に応じて補修が必要となる。すなわち、鋼製の止水扉は初期費用が安く済むが、耐久性（耐食性）に問題があるため、補修費用や寿命を考慮すると、安いものではない。現存する鋼製の止水扉の多くは老朽化が進行しており、全ての止水扉を補修するには、莫大な費用を要する。また、それらを補修したとしても、近い将来に経年によって再度補修する必要が生じる。

そこで、本発明は、耐久性（耐候性、耐食性）に優れた止水扉を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図面の形態に限定されるものではない。

本発明は、並列して設けられた複数の主桁（６、６、…）と、主桁に対して略直交する方向に並列して設けられた複数の縦桁（７、７、７ａ、７ａ）と、主桁および縦桁で構成される面を覆うように主桁および縦桁に接合された板状のスキンプレート（５）と、を有する止水扉（１０）であって、スキンプレートが、第１樹脂層（１）と第１樹脂層の少なくとも一部を被覆する繊維強化樹脂複合体層（２、２）とを有する止水扉を提供することにより、前記課題を解決する。

本発明において「止水扉」とは、河川や水路を流れる水の流れを適宜調整または遮断できる門扉を意味する。すなわち、「止水扉」とは、樋門や樋管に設けられる門扉や水門に設けられる門扉を含む概念である。また、「第１樹脂層の少なくとも一部を被覆する繊維強化樹脂複合体層」とは、繊維強化樹脂複合体層が第１樹脂層を直接被覆する場合に加えて、繊維強化樹脂複合体層と第１樹脂層との間に他の層が介在している場合も含む意味である。

本発明の止水扉（１０）において、スキンプレート（５）の最外層に、第２樹脂層（３、３）が積層されていることが好ましい。かかる形態とすることによって、繊維強化樹脂複合体層（２、２）の損傷防止やスキンプレートの美観の向上を図ることができる。

また、本発明の止水扉（１０）において、第１樹脂層（１）に塩化ビニルが含まれていることが好ましい。かかる形態とすることによって、スキンプレート（５）の耐衝撃性を向上させやすくなる。

さらに、本発明の止水扉（１０）において、第１樹脂層（１）の少なくとも露出している部分に着色が施されていることが好ましい。第１樹脂層の露出している部分（端面など）に着色を施すことによって、紫外線などによる第１樹脂層の劣化を防止することができる。

本発明の止水扉（１０）は、樋門（２０）または樋管に設けることができる。

本発明によれば、耐久性（耐候性、耐食性）に優れた止水扉を提供することができる。

（ａ）は、本発明の止水扉１０が樋門２０に設けられた例を概略的に示した図である。（ｂ）は、（ａ）に示した止水扉１０およびその周辺部を本川４０側から見た概略図である。（ｃ）は、（ｂ）に示したＩｃ−Ｉｃでの断面の一部を概略的に示した図である。（ａ）は、本川４０側から見た本発明の止水扉１０を概略的に示した図である。（ｂ）は、（ａ）に示したＩＩｂ−ＩＩｂでの本発明の止水扉１０の断面を概略的に示した図である。本発明の止水扉１０に備えられるスキンプレート５の断面を概略的に示した図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１（ａ）は、本発明の止水扉１０が樋門２０に設けられた例を概略的に示した図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した止水扉１０およびその周辺部を本川４０側から見た概略図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示したＩｃ−Ｉｃでの断面の一部を概略的に示した図である。図１（ｃ）において、紙面下側が本川４０側、紙面上側が支川３０側である。図２（ａ）は、本川４０側から見た止水扉１０を概略的に示した図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示したＩＩｂ−ＩＩｂでの止水扉１０の断面を概略的に示した図である。図３は、本発明の止水扉１０に備えられるスキンプレート５の断面を概略的に示した図である。

図１に示すように、樋門２０は堤防５０内に設けられたコンクリート製の函体を繋げてなる流路２１と、該流路２１の両端に設けられたコンクリート製の胸壁２２、２２および翼壁２３、２３とを有している。樋門２０は堤内水路（支川）３０と堤外地側の本川４０とを渡すようにして設けられており、流路２１の本川４０側の出入り口に、本発明の止水扉１０が設けられている。止水扉１０は通常時は開放されており、本川４０が増水した場合に、本川４０から支川３０への逆流を防止するために閉鎖される。

止水扉１０は、一対の戸当り１１ａ、１１ａによって支えられており、水平方向の移動は抑制されるとともに、上下方向には自在に移動可能となっている。戸当り１１ａ、１１ａは、対向する面に溝を有しており、図１（ｃ）に示したような略コの字状の断面を有している。この溝に止水扉１０の端部が嵌め込まれていることによって、止水扉１０は水平方向の移動が抑制され、上下方向には自在に移動可能となっている。また、止水扉１０の端部（溝に嵌め込まれた部分）には、止水ゴム１２、１２が備えられるとともに、溝の止水ゴム１２、１２に当接する部分にステンレス鋼製の戸当たり金物１３、１３が備えられている。そのため、止水扉１０の閉鎖姿勢において、止水扉１０が本川４０側から圧力を受けた際に、止水ゴム１２、１２と戸当たり金物１３、１３とが密着することによって、本川４０から支川３０への漏水を防止できる。

止水扉１０にはラック棒１４の一端が連結されており、該ラック棒１４の他端は操作台１５上に設置された巻き上げ機１６に連結されている。止水扉１０の開閉操作は、巻き上げ機１６を操作することによって行うことができる。巻き上げ機１６は、防護柵１７が設けられた管理橋１８を堤防５０から渡って、人が直接操作するものであってもよく、遠隔操作できるものであってもよい。

次に、図２を参照しつつ止水扉１０の構成について説明する。図２に示すように、止水扉１０は、並列して設けられた複数の主桁６、６、…と、主桁６、６、…に対して略直交する方向に並列して設けられた端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａとを備えている。また、主桁６、６、…と端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａとで構成される面を覆うように、主桁６、６、…、端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａに接合された板状のスキンプレート５を有している。主桁６、６、…、端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａの構成は特に限定されず、従来の止水扉と同様とすることができる。

次に、図３を参照しつつスキンプレート５について説明する。図３に示すように、スキンプレート５は、第１樹脂層１と、第１樹脂層１を被覆する繊維強化樹脂複合体層２、２とを有しており、さらに最外層には第２樹脂層３、３が積層されていることが好ましい。

第１樹脂層１を構成する樹脂は特に限定されず、例えば、以下に列記する樹脂を含む樹脂組成物によって、第１樹脂層１を構成することができる。すなわち、第１樹脂層１を構成する樹脂組成物に含まれる樹脂としては、例えばエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、オキシメチレン系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、カーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フェニレン系樹脂、エーテルイミド系樹脂、スルホン系樹脂、アリレート系樹脂、エーテルスルホン、ケトン、エーテルケトン、エーテルエーテルケトン、エーテルケトンケトン、アリレート、エーテルニトリル系樹脂、イミド、アミドイミド系樹脂、フェノール系樹脂、テトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂等を挙げることができ、これらのうちの１種又は２種以上の混合樹脂或いは共重合体を選択して用いることができる。
中でも、好適な成形温度を有するという観点から、例えばＡＢＳ樹脂（ブレンドタイプ）、ＡＢＳ樹脂（グラフトタイプ）、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル／スチレン共重合物（ＡＳ樹脂）、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂などが好ましく、これらのうちの１種又は２種以上の混合樹脂或いは共重合体を選択して好適に用いることができる。なお、第１樹脂層１は発泡性であってもよい。

また、第１樹脂層１の少なくとも露出している部分には、着色が施されていることが好ましい。第１樹脂層１は後に説明する繊維強化樹脂複合体層２、２によって被覆されているが、端面などは露出する場合がある。このように露出している部分に着色を施すことによって、紫外線などによる第１樹脂層１の劣化を防止することができる。なお、少なくとも第１樹脂層１の露出している部分に着色が施されていることが好ましいが、第１樹脂層１全体が着色されていてもよい。第１樹脂層１に着色を施すには、上記樹脂組成物に着色剤を含有させることが好ましい。当該着色剤は顔料と染料に大別される。

本発明に用いることができる顔料としては、市販の顔料、及びカラーインデックス便覧、「最新顔料便覧」（日本顔料技術協会編、１９７７年刊）、「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インキ技術」（ＣＭＣ出版、１９８４年刊）等の文献に記載されている顔料が利用できる。顔料の種類としては、黒色顔料、黄色顔料、オレンジ色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料その他ポリマー結合色素等があげられる。具体的には、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン及びペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染め付けレーキ顔料、アジン顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、蛍光顔料、無機顔料、カーボンブラック等が使用できる。

これらの顔料は表面処理をせずに用いてもよく、また公知の表面処理を施して用いても良い。公知の表面処理方法としては、樹脂やワックスを表面コートする方法、界面活性剤を付着させる方法、反応性物質（例えば、シランカップリング剤やエポキシ化合物、ポリイソシアネート等）を顔料表面に結合させる方法などが考えられる。これらの表面処理方法については、「金属石鹸の性質と応用」（幸書房）、「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インキ技術」（ＣＭＣ出版、１９８４年刊）に記載されている。

本発明に用いることができる染料としては、市販の染料、及び「染料便覧」（有機合成化学協会編集、昭和４５年刊）、「色材工学ハンドブック」（色材協会編、朝倉書店刊、１９８９年）、「工業用色素の技術と市場」（シーエムシー刊、１９８３年）、「化学便覧、応用化学編」（日本化学会編、丸善書店刊、１９８６年）等の文献に記載されている公知のものが使用できる。具体的には、アゾ染料、金属鎖塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料、インジゴ染料、キノリン染料、ニトロ系染料、キサンテン系染料、チアジン系染料、アジン染料、オキサジン染料等の染料が挙げられる。

このような第１樹脂層１の厚さは特に限定されない。第１樹脂層１の厚さは、製作しようとするスキンプレート５全体の厚さと、後に述べる第２樹脂層３及び繊維強化樹脂複合体層２の厚さを考慮し決定すればよい。

繊維強化樹脂複合体層２、２は、第１樹脂層１の少なくとも一部を被覆している。繊維強化樹脂複合体層２、２は、第１樹脂層１を直接被覆していてもよく、接着剤を含む接着層などの他の層を介して第１樹脂層１を被覆していてもよい。繊維強化樹脂複合体層２、２を備えることによって、第１樹脂層１が紫外線などによって劣化することを防止するとともに、スキンプレート５に所定の強度を持たせることができる。ただし、第１樹脂層１の紫外線などによる劣化防止や、スキンプレート５に所定の強度を持たせるなどの観点からは、繊維強化樹脂複合体層２、２は、第１樹脂層１の両面全面を被覆していることが好ましい。

上記のように、繊維強化樹脂複合体層２、２を備えることによって、スキンプレート５に所定の強度を持たせることができる。スキンプレート５が受ける力は、止水扉１０が設置される場所によって異なる。また、主桁６、６、…、端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａの数（密度）よっても異なる。そのため、スキンプレート５の好ましい強度の範囲は一概には言えないが、機械強度試験としてＪＩＳＫ７１７１による曲げ強度を測定すると、２４０ＭＰａ以上の曲げ強度を持つものが好ましい。

繊維強化樹脂複合体層２、２は繊維および熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂複合体によって構成されている。
当該繊維の種類は特に限定されず、例えば、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス鋼繊維などの無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維が挙げられる。これらの中で、軽量で機械的強度が高いことから、炭素繊維が好ましい。これらの繊維は単独で用いても、２種以上併用しても良い。
また、上記熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール（レゾール型）、ユリア・メラミン、ポリイミド、ビスマレイミド、シアネートエステル等の樹脂や、これらの樹脂の共重合体、変性体、これらの樹脂を２種以上混合した樹脂が挙げられる。
なお、繊維強化樹脂複合体に含まれる上記繊維の比率（Ｖｆ）は、繊維強化樹脂複合体全体を基準（１００体積％）として、３０体積％以上が好ましく、５０体積％以上がより好ましく、５５体積％以上がさらに好ましい。

このような繊維強化樹脂複合体層２、２の厚さは特に限定されない。例えば、繊維と熱硬化性樹脂とが複合一体化してなる繊維強化樹脂複合体から形成する場合には、例えば５０μｍ〜３０００μｍが好ましく、１００μｍ〜１５００μｍがより好ましく、２００μｍ〜１０００μｍがさらに好ましい。また、上記厚さが薄くなるとスキンプレート５の強度が十分に発現しなくなり、逆に厚くなるとスキンプレート５のコストが高くなる。

第２樹脂層３、３は、スキンプレート５の最外層に設けられている。第２樹脂層３、３が備えられていることによって、繊維強化樹脂複合体層２、２が損傷することを防止するとともに、スキンプレート５の外観の向上を図ることができる。

第２樹脂層３、３を構成する樹脂組成物としては、上記した第１樹脂層１を構成する樹脂組成物と同様のものを挙げることができる。第２樹脂層３、３および第１樹脂層１は、同様の樹脂組成物で構成されていてもよく、異なる樹脂組成物で構成されていてもよい。

このような第２樹脂層３、３の厚さは特に限定されない。例えば、スキンプレート５表面の平滑性と剛性を考慮すると、０．１ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましく、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることがさらに好ましい。上記厚さが薄くなるとスキンプレート５表面の平滑性や外観が損なわれ、厚さが厚くなるとスキンプレート５の強度が十分に発現しない。

図３の構成のスキンプレート５は、以下のようにして作製することができる。まず、上記した樹脂組成物によって第１樹脂層１を作製し、第１樹脂層１の両面に繊維強化樹脂複合体シートあるいは加熱硬化させることにより繊維強化樹脂複合体を構成する繊維プリプレグ（繊維強化樹脂複合体層２、２）を積層し、さらに第２樹脂層３、３を重ね合わせて熱圧着することにより、スキンプレート５を作製することができる。この際の熱圧着条件の目安としては、例えば温度を１５０℃〜２２０℃、圧力を１０ｋｇ／ｃｍ^２〜１００ｋｇ／ｃｍ^２、時間を１０分〜１５０分とするのが好ましい。

上記のようにしてスキンプレート５を作製した後、スキンプレート５を主桁６、６、…、端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａに接合することによって、止水扉１０を得られる。スキンプレート５を主桁６、６、…、端縦桁７、７及び縦補助桁７ａ、７ａに接合する方法は特に限定されず、例えば、ボルト接合等などによって接合することができる。

なお、本発明の止水扉はスキンプレートに特徴を有しており、上記のようにして作製したスキンプレートを、従来の止水扉のスキンプレートと交換することによっても、本発明の止水扉とすることができる。

本発明の止水扉に備えられるスキンプレートは、樹脂や繊維強化樹脂複合体などによって構成されており、該スキンプレートは耐候性や耐食性に優れている。したがって、従来の鋼製のスキンプレートに比べてメンテナンスの頻度を少なくすることができるため、維持費を軽減することができる。また、本発明の止水扉は、スキンプレートが樹脂や繊維強化樹脂複合体などによって構成されているため、従来の止水扉に比べて軽量である。止水扉の昇降操作は人力で行われる場合もあるため、止水扉の軽量化によって得られる利益は大きい。また、止水扉の昇降操作が機械で行われる場合であっても、止水扉が軽量化されることによって、止水扉を昇降させる機械を小型化することができるという利益を得られる。

これまでの本発明の説明では、本発明の止水扉が樋門に設けられたスルースゲート（巻き上げ方式）である形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、本発明の止水扉は、樋門より規模が小さい樋管に設けることも可能であり、樋門よりも規模の大きな水路などに備えられる水門に設けることも可能である。また、本発明の止水扉の形式は、スルースゲート（巻き上げ方式）に限定されず、いかなる形態であってもよい。

以上、現時点において実践的で好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う止水扉もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１第１樹脂層
２繊維強化樹脂複合体層
３第２樹脂層
５スキンプレート
６主桁
７端縦桁
７ａ縦補助桁
１０止水扉
１１門柱
１１ａ戸当り
１２止水ゴム
１３戸当たり金物
１４ラック棒
１５操作台
１６巻き上げ機
１７防護柵
１８管理橋
２０樋門
２１水路
２２胸壁
２３翼壁
３０支川
４０本川
５０堤防

Claims

並列して設けられた複数の主桁と、前記主桁に対して略直交する方向に並列して設けられた複数の縦桁と、前記主桁および前記縦桁で構成される面を覆うように前記主桁および前記縦桁に接合された板状のスキンプレートと、を有する止水扉であって、
前記スキンプレートは、第１樹脂層と、該第１樹脂層の少なくとも一部を被覆するとともに熱硬化性樹脂を含む炭素繊維強化樹脂複合体層とを有し、最外層にさらに第２樹脂層が積層されており、
前記スキンプレートは、前記熱硬化性樹脂を含む炭素繊維強化樹脂複合体からなる繊維プリプレグであって加熱硬化させることにより前記繊維強化樹脂複合体層を構成する繊維プリプレグを前記第１樹脂層に積層し、さらに前記第２樹脂層を重ね合わせて熱圧着することにより構成されたものである、止水扉。
前記第１樹脂層に塩化ビニルが含まれている、請求項１に記載の止水扉。
前記第１樹脂層の少なくとも露出している部分に着色が施されている、請求項１又は２に記載の止水扉。
樋門または樋管に設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の止水扉。