JP6258661B2 - フラップゲート - Google Patents

Description

本発明は、例えば陸上の護岸の出入口、倉庫の出入口、或いは、防波堤や高架式道路の盛度部分に交差状態で開けられたトンネル状の出入口（開口）等に設置され、海（河川）側からの高潮や津波が出入口から陸側に水が流入しようとする際に出入口を閉鎖するフラップゲートに関するものである。

従来から、津波の遡上を防止するために、例えば特許文献１に、堤防の開口部（出入口）を閉塞するようにした陸上設置型膜式堤防が開示されている。

この特許文献１に開示された膜式堤防には、図１１に示すように、開口部閉鎖時の水圧作用下で、膜構造体（防水膜）１４２をアーチ状に展張・支持する展張手段が設けられている。この展張手段としては、外部保管されて取り出された膜構造体１４２の左右縁部の索条端部１４３を、堤防１４０の開口部１４１の左右縁部のフック部材１４４に係止する。また、膜構造体１４２の左右縁部と開口部１４１の左右縁部との間をファスナー１４５Ａ，１４５Ｂで閉止するものである。

この特許文献１の膜式堤防は、基本的には人力で膜構造体１４２を展張・支持するものであり、どの程度の高さの津波の遡上を防止できるかは、明らかにされていない。しかしながら、その規模から考えて、２ｍ程度の高さの津波の遡上を防止できる程度のものと推測できる。

ところで、最近の東日本大震災では、巨大な津波が海岸から数Ｋｍ離れた内陸側でも３〜５ｍ程度の高さで遡上していることが確認されている。このような津波は、高さが高いほど、その衝撃・破壊力の凄まじいことは周知の事実である。しかも内陸側ほど、漁船、自動車、家屋等の漂流物も同時に流されてくるから、それらの衝撃・破壊力は、津波だけの衝撃・破壊力よりも数倍大きくなることが、コンピュータ・シュミレーションで確認されている（非特許文献１参照）。

特許第４１１９８５７号公報

２０１３年（平成２５年）１月２４日発行の日経産業新聞 １１頁 「津波、建物ごとに予測」

しかしながら、特許文献１に開示された膜構造体（防水膜）１４２は、膜構造体１４２を展張・支持する作業を全て人力で行うため、迅速に膜構造体（防水膜）１４２を展張して出入口を閉鎖するのは困難であるとともに、作業に時間を要する。そのため、津波や高潮が来る前に膜構造体（防水膜）１４２で出入口を閉鎖するする作業が終わらない場合もある。

又、特許文献１に開示された膜構造体（防水膜）１４２を、津波の衝撃・破壊力に漂流物の衝撃・破壊力も考慮した強度とすれば、膜圧が厚くなって、重量も増加するから、人力で迅速に展張して膜構造体（防水膜）１４２を閉鎖することは、より一層、困難であり、作業時間も長くなる。

本発明は、前記問題を解決するためになされたもので、カウンターウェイトと係止部材との係止を、人力で簡単に短時間で解除できるとともに、海側からの水の流入によっても自動的に解除でき、その係止解除に伴って出入口閉鎖状態の扉体に負荷をかけて出入口閉鎖状態にできるフラップゲート提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、陸上の護岸等の出入口に設置され、海側から陸側へ水が流入しようとする際に前記出入口を閉鎖するフラップゲートであって、前記出入口を開閉する扉体と、前記扉体に前記出入口を閉鎖させるように前記扉体に負荷をかけるカウンターウェイトと、前記カウンターウェイトを作動させる作動部材とを備え、前記出入口は、前記扉体が前記出入口の通路面と略平行となって前記出入口を開放した倒伏状態で格納できるように、前記通路面に掘削されたピットを備え、前記扉体は、前記倒伏状態で前記海側となる一端側が前記陸側となる他端側を回動軸にして、前記倒伏状態の位置から、前記出入口を閉鎖した起立状態の位置までの範囲を回動し得るように前記ピット内に格納され、前記カウンターウェイトは、前記倒伏状態の扉体に対応した位置であって前記倒伏状態の扉体に負荷をかけ始める倒伏状態対応位置から、前記扉体に負荷をかけて前記起立状態の扉体に対応した起立状態対応位置までの範囲を、移動可能に配設され、前記作動部材は、前記倒伏状態対応位置の前記カウンターウェイトと係脱自在に係止する係止部材と、前記係止部材に連結されたフロートとを備え、前記フロートは、海側からの水の流入に伴い水圧を受けて浮上可能に配設され、前記係止部材は、人力による係止解除操作によって前記係止されたカウンターウェイトから係止解除できるとともに、前記フロートの浮上に伴って前記係止されたカウンターウェイトから係止解除できるように構成されていることを特徴とするフラップゲートを提供するものである。

これによれば、例えば津波や高潮が来るまでに時間的余裕がある場合は、カウンターウェイトに係止された係止部材を人為的に係止解除操作することによってそのカウンターウェイトから係止解除する。これにより、カウンターウェイトが倒伏状態の扉体に負荷をかけ始め、扉体を無動力で起立状態にして出入口を閉鎖できる。従って、津波や高潮が来る前に、予め、扉体を起立状態にして出入口を閉鎖でき、周辺住民に安心感を与えることができる。

又、その際、人力によって係止部材をカウンターウェイトから係止解除操作するだけのため、容易にしかも短時間で行うことができ、作業者が津波や高潮に巻き込まれるおそれのないものにできる。

一方、人為的に係止部材をカウンターウェイトから係止解除操作する前に、津波や高潮が来た場合は、フロートがその津波や高潮による出入口への水の流入に伴い水圧を受けて浮上しその浮上に伴って係止部材をカウンターウェイトから係止解除できる。従って、人力によることなく無電力で自動的に、津波や高潮によって扉体を起立状態にして出入口を閉鎖でき、停電等があった場合でも確実に出入口を閉鎖できる。

又、前記扉体とカウンターウェイトとを連結したリンク部材を、更に備え、前記リンク部材は、第１リンクと、第２リンクとを備え、前記第１リンクの一端側は、前記カウンターウェイトと回動自在に連結され、前記第２リンクの一端側は、前記第１リンクの他端と回動自在に連結され、前記第２リンクの他端側は、前記カウンターウェイトの前記倒伏状態対応位置から前記起立状態対応位置への移動に伴って前記扉体が前記倒伏状態から起立状態になるように、前記扉体の他端側と連結されている構成とできる。

この構成によれば、第１リンクと第２リンクとを介して扉体にカウンターウェイトから負荷をかけることができ、扉体の一端側を、倒伏状態から円滑に回動させて起立状態にして出入口を閉鎖できる。

又、前記カウンターウェイトは、カウンターウェイト本体と、前記カウンターウェイト本体を支持した支持部材とを備え、前記支持部材の一端側は、前記カウンターウェイト本体と連結され、前記支持部材の他端側は、前記出入口に設けられたゲート取付部に軸支され、前記係止部材は、前記支持部材における前記一端と前記他端との間の中間部に係止されている構成とできる。

この構成によれば、支持部材の他端を軸に回動操作することにより、カウンターウェイト本体を倒伏状態対応位置に配置でき、カウンターウェイトを倒伏状態対応位置に容易にセットできる。

又、前記作動部材は、前記係止部材と前記フロートとを連結した連結部材を、更に備え、前記係止部材の上端が前記出入口に設けられたゲート取付部に軸支され、前記係止部材の下端が前記カウンターウェイトと係止され、前記連結部材は、前記フロートの浮上に伴い前記カウンターウェイトと係止した前記係止部材を前記カウンターウェイトから係止解除するように、前記係止部材を回動操作する構成とできる。

この構成によれば、フロートが浮上すると、連結部材が係止部材を回動操作して係止部材をカウンターウェイトから係止解除させることができる。これにより、係止部材を倒伏状態対応位置のカウンターウェイトに確実に係止しておくことができるとともに、フロートの浮上に伴い係止部材をカウンターウェイトから容易且つ確実に係止解除できる。

本発明のフラップゲートは、カウンターウェイトと係止部材との係止を、人力で簡単に短時間で解除できるとともに、海側からの水の流入によっても自動的に解除でき、その係止解除に伴って出入口閉鎖状態の扉体に負荷をかけて出入口閉鎖状態にできる

本発明のフラップゲートを出入口に設置した状態の斜視図である。 図１のフラップゲートの平面図である。 図１のフラップゲートのカウンターウェイト及び作動部材の拡大した要部の斜視図である。 フラップゲートが出入口を閉鎖した状態の斜視図である。 図４のフラップゲートの正面図である。 倒伏状態の扉体とカウンターウェイトと連結部材との側面図である。 カウンターウェイトに係止した状態の係止部材の正面図である。 カウンターウェイトから係止解除した状態の係止部材の正面図である。 カウンターウェイトの負荷が扉体にかかり始めた状態の扉体とカウンターウェイトと連結部材との側面図である。 起立状態の扉体とカウンターウェイトと連結部材との側面図である。 従来例に係り、（ａ）は膜構造体の展開状態の斜視図、（ｂ）は膜構造体で堤防の開口部を閉塞した状態の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明にかかるフラップゲートを出入口に設置した状態の斜視図、図２は図１のフラップゲートの平面図である。

本発明のフラップゲート１０は、例えば陸上の護岸の出入口１１２、倉庫の出入口、或いは、防波堤や高架式道路の盛度部分に交差状態で開けられたトンネル状の出入口（開口）に設置され、海（河川）側からの高潮や津波が出入口１１２から陸側に水が流入しようとする際に出入口１１２を閉鎖するためのものである。

このフラップゲート１０は、出入口１１２を開閉する扉体１と、扉体１に出入口１１２を閉鎖させるように扉体１に負荷をかけるカウンターウェイト２と、扉体１とカウンターウェイト２とを連結したリンク部材３と、カウンターウェイト２を作動させる作動部材４とを備えている。

扉体１は、ステンレス鋼板等から構成され、所定厚さで、平面視で矩形状を呈している。そして、この扉体１は、出入口１１２に設けられたピット１１３に格納されている。

詳しくは、出入口１１２には、扉体１と略同じ大きさ及び深さのピット１１３が掘削されるようにして設けられている。そして、ピット１１３に扉体１が出入口１１２を開放した倒伏状態で格納されている。この扉体１が格納された状態で、出入口１１２の通路面１１２ａと扉体１の上面１ｃが略平行（略面一）なフラット面になり、通路面１１２ａを人や車が支障なく往来できるようになっている。

又、ピット１１３内に格納された扉体１は、倒伏状態で海側となる一端１１が陸側となる他端１２を回動軸にして、その倒伏状態の位置から、略９０°、上方側に回動した図４、図５に示す扉体１の起立状態となる位置まで回動することにより、出入口１１２を閉鎖する。

カウンターウェイト２は、この実施形態では、出入口１１２の左側と右側のそれぞれに配設された一対から構成されている。これらは、互いに同構成を採っており、図３に示すように各カウンターウェイト２は、カウンターウェイト本体２１と、カウンターウェイト本体２１を支持した支持部材２２とを備えている。

カウンターウェイト本体２１は、扉体１の一端１１を倒伏状態から起き上がる程度に扉体１に負荷をかけ得る重量を有する。この実施形態では、カウンターウェイト本体２１は、扉体１の一端１１を倒伏状態から起立状態まで回動できるように扉体１に負荷をかけることができる重量のものとされている。

支持部材２２は、一端がカウンターウェイト本体２１に固定的に連結されている。又、支持部材２２の他端は、出入口１１２に設けられたゲート取付部１２０に軸支されている。

詳しくは、ゲート取付部１２０は、図１に示すように、出入口１１２の左右の両側部に配設されており、断面略矩形状の枠部１２１と、枠部１２１内に立設された支柱１２２（図３参照）とを備えている。

そして、各カウンターウェイト２は、各枠部１２１内に配設され、枠部１２１内において、図３に示すように支持部材２２の他端が支柱１２２に軸支されている。これにより、カウンターウェイト本体２１が、倒伏状態の扉体１に対応した位置であってその倒伏状態の扉体１に負荷をかけ始める図６に示す倒伏状態対応位置から、扉体１に負荷をかけて倒伏状態対応位置よりも高さ位置が低い位置であって起立状態の扉体１に対応した図１０に示す起立状態対応位置までの範囲を回動（移動）可能とされている。

この実施形態では、カウンターウェイト本体２１は、図６に示す前上位置から、その前上位置よりも高さの低い後方側の図１０に示す後下位置までの範囲を回動するようになっている。

リンク部材３は、図６に示すように、各カウンターウェイト２と扉体１とを連結した一対のものからなり、各リンク部材３は、第１リンク３１と、第２リンク３２とを備えている。第１リンク３１は、真直棒状を呈し、その一端がカウンターウェイト本体２１と回動自在に連結されている。

第２リンク３２は、くの字状を呈し、その一端が第１リンク３１の他端に回動自在に連結されている。第２リンク３２の他端は、扉体１の他端１２に回動不能に連結されている。

作動部材４は、この実施形態では、各カウンターウェイト２を作動させる一対から構成されている。各作動部材４は、図３、図７に示すように、カウンターウェイト２と係脱自在に係止する係止部材４１と、フロート４２と、係止部材４１とフロート４２とを連結した連結部材４３とを備えている。

係止部材４１は、下端部に、カウンターウェイト２を引っ掛ける引っ掛け部４１ａを備えている。そして、この係止部材４１は、上端が上記ゲート取付部１２０に設けられた係止部材用支持アーム１２５に軸支され、これにより、引っ掛け部４１ａが左右方向（図７の矢印方向）に回動可能とされている。

フロート４２は、中空体からなるフロート本体４２ａと、フロート本体４２ａを上方側から支持したフロート本体支持部材４２ｂとを備えている。

フロート本体４２ａは、上記ゲート取付部１２０に設けられた水貯留部１２３内に配設されている。この水貯留部１２３は、海側からの水の流入に伴い水が貯留可能になっており、水貯留部１２３が予め設定された設定水位になると、フロート本体４２ａが水圧を受けて浮上するようになっている。

フロート本体支持部材４２ｂは、下端がフロート本体支持部材４２ｂに固定的に連結されている。

連結部材４３は、第１連結部材４３ａと、第２連結部材４３ｂとから構成されている。第１連結部材４３ａの一端は、係止部材４１の下端部に回動自在に連結されており、第１連結部材４３ａの他端は、第２連結部材４３ｂの一端に回動自在に連結されている。

第２連結部材４３ｂの他端は、フロート本体支持部材４２ｂの上端に回動自在に連結されている。又、第２連結部材４３ｂの中間部は、上記ゲート取付部１２０に設けられた連結部材用支持アーム１２４に軸支されている。

次に、本発明のフラップゲートの動作について説明する。常時は、扉体１が出入口１１２を開放した状態になっている。この出入口開放状態では、図１、図２に示すように扉体１は、ピット１１３に倒伏状態で格納されている。又、作動部材４における係止部材４１の引っ掛け部４１ａは、図３、図７に示すようにカウンターウェイト２の支持部材２２に係止されており、カウンターウェイト２は扉体１に負荷をかけていない状態になっている。

この出入口開放状態から、人為的に、扉体１が出入口１１２を閉鎖した出入口閉鎖状態にするには、例えばカウンターウェイト２に係止した係止部材４１の下端部を、図７の反時計方向に回動させるようにハンマーで叩いて操作する。これにより、図８に示すように係止部材４１の引っ掛け部４１ａがカウンターウェイト２から外れ、係止部材４１とカウンターウェイト２との係止を解除できる。

カウンターウェイト２が係止解除されると、図９に示すように、カウンターウェイト本体２１が自重によって下方側（図８の反時計方向）に回動し始める。これに伴い、第１リンク３１及び第２リンク３２を介して、扉体１に負荷がかかり、扉体１の一端１１が他端１２を回動軸にして上方側（図９の時計方向）に回動し始める。

更に、カウンターウェイト本体２１の回動に伴い扉体１に負荷がかかると、扉体１の一端１１が同方向に更に回動し、図１０に示すように倒伏状態から略９０°回動して扉体１が起立した起立状態で、扉体１がゲート取付部１２０の枠部１２１に当接して回動が止まる。この状態で扉体１が出入口１１２を閉鎖した出入口閉鎖状態になる。

一方、人為的にカウンターウェイト２と係止部材４１との係止を解除する前に、例えば津波や高潮が来た場合には、図８に示すように水貯留部１２３に水１２３ａが溜まって水貯留部１２３の水位が設定水位以上になる。

これに伴い、フロート本体４２ａが水圧を受けて浮上し、フロート本体支持部材４２ｂの上端を押し上げる。これにより、第２連結部材４３ｂが、図８の反時計方向に回動し、これに伴い、第１連結部材４３ａを介して係止部材４１の下端部が引き操作されて係止部材４１が図８の反時計方向に回動する。

これにより、係止部材４１の引っ掛け部４１ａがカウンターウェイト２から外れ、係止部材４１とカウンターウェイト２とが係止解除される。以下、上述の人為的に係止解除する場合と同様に動作し、図１０に示すように扉体１が出入口１１２を閉鎖した出入口閉鎖状態になる。

以上のように構成することにより、例えば津波や高潮が来るまでに時間的余裕がある場合は、人為的に係止解除操作することによって係止部材４１を、係止されたカウンターウェイト２から係止解除でき、カウンターウェイト２によって扉体１に負荷をかけ、扉体１を無動力で起立状態にして出入口１１２を閉鎖できる。

その際、人力によって係止部材を４１カウンターウェイト２から係止解除操作するだけのため、容易にしかも短時間で行うことができ、作業者が津波や高潮に巻き込まれるおそれのないものにできる。

又、津波や高潮が来る前に、予め、扉体１を起立状態にして出入口１１２を閉鎖でき、周辺住民に安心感を与えることができる。

一方、人為的に係止部材４１をカウンターウェイト２から係止解除操作する前に、津波や高潮が来た場合は、フロート４２によって係止部材４１をカウンターウェイト２から係止解除できる。従って、人力によることなく、しかも無電力で自動的に、津波や高潮によって扉体１を起立状態にして出入口１１２を閉鎖でき、停電等があった場合でも確実に出入口１１２を閉鎖できる。

尚、上記実施形態では、ハンマーで係止部材４１を叩くことによりカウンターウェイト２と係止部材４１とを人為的に係止解除したが、人為的に係止解除する手段は、特に限定されない。例えば係止部材の下端に、人為的に可動操作可能に連結した操作部材を設け、その操作部材を、例えば押し操作又は引き操作あるいは回動操作する等、可動操作するに伴い係止解除できるようにしてもよい。

又、上記実施形態では、カウンターウェイト２は、支持部材２２によって回動自在に配設されたが、この形態のものに限らず、例えば上下移動可能に配設する等、適宜変更できる。

又、上記実施形態では、カウンターウェイト本体２１は、扉体１の一端１１を倒伏状態から起立状態まで回動できるように扉体１に負荷をかけることができる重量のものとされたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えばカウンターウェイト本体２１は、扉体１の一端１１を倒伏状態から起き上がる程度に扉体１に負荷をかけ得る重量であればよく、扉体１の一端１１が倒伏状態から起き上がれば、海側からの津波等によって扉体１が起立状態まで回動できる。

又、上記実施形態では、フラップゲートは陸上の護岸の出入口１１２に設定されたが、フラップゲートの設定される箇所は特に限定されず、上述したように、例えば倉庫の出入口、或いは、防波堤や高架式道路の盛度部分に交差状態で開けられたトンネル状の出入口（開口）に設置することもできる。また、本発明でいう「海」には、河川も含まれる。

１ 扉体
２ カウンターウェイト
３ リンク部材
４ 作動部材
１０ フラップゲート
２１ カウンターウェイト本体
２２ 支持部材
３１ 第１リンク
３２ 第２リンク
４１ 係止部材
４２ フロート
４３ 連結部材
４３ａ 第１連結部材
４３ｂ 第２連結部材
１１２ 出入口
１１２ａ 通路面
１１３ ピット

Claims (4)

1. 陸上の護岸等の出入口に設置され、海側から陸側へ水が流入しようとする際に前記出入口を閉鎖するフラップゲートであって、
   前記出入口を開閉する扉体と、前記扉体に前記出入口を閉鎖させるように前記扉体に負荷をかけるカウンターウェイトと、前記カウンターウェイトを作動させる作動部材とを備え、
   前記出入口は、前記扉体が前記出入口の通路面と略平行となって前記出入口を開放した倒伏状態で格納できるように、前記通路面に掘削されたピットを備え、
   前記扉体は、前記倒伏状態で前記海側となる一端側が前記陸側となる他端側を回動軸にして、前記倒伏状態の位置から、前記出入口を閉鎖した起立状態の位置までの範囲を回動し得るように前記ピット内に格納され、
   前記カウンターウェイトは、前記倒伏状態の扉体に対応した位置であって前記倒伏状態の扉体に負荷をかけ始める倒伏状態対応位置から、前記扉体に負荷をかけて前記起立状態の扉体に対応した起立状態対応位置までの範囲を、移動可能に配設され、
   前記作動部材は、前記倒伏状態対応位置の前記カウンターウェイトと係脱自在に係止する係止部材と、前記係止部材に連結されたフロートとを備え、
   前記フロートは、海側からの水の流入に伴い水圧を受けて浮上可能に配設され、
   前記係止部材は、人力による係止解除操作によって前記係止されたカウンターウェイトから係止解除できるとともに、前記フロートの浮上に伴って前記係止されたカウンターウェイトから係止解除できるように構成されていることを特徴とするフラップゲート。
2. 前記扉体とカウンターウェイトとを連結したリンク部材を、更に備え、
   前記リンク部材は、第１リンクと、第２リンクとを備え、
   前記第１リンクの一端側は、前記カウンターウェイトと回動自在に連結され、
   前記第２リンクの一端側は、前記第１リンクの他端と回動自在に連結され、
   前記第２リンクの他端側は、前記カウンターウェイトの前記倒伏状態対応位置から前記起立状態対応位置への移動に伴って前記扉体が前記倒伏状態から起立状態になるように、前記扉体の他端側と連結されていることを特徴とする請求項１記載のフラップゲート。
3. 前記カウンターウェイトは、カウンターウェイト本体と、前記カウンターウェイト本体を支持した支持部材とを備え、
   前記支持部材の一端側は、前記カウンターウェイト本体と連結され、前記支持部材の他端側は、前記出入口に設けられたゲート取付部に軸支され、
   前記係止部材は、前記支持部材における前記一端と前記他端との間の中間部に係止されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフラップゲート。
4. 前記作動部材は、前記係止部材と前記フロートとを連結した連結部材を、更に備え、
   前記係止部材の上端が前記出入口に設けられたゲート取付部に軸支され、前記係止部材の下端が前記カウンターウェイトと係止され、
   前記連結部材は、前記フロートの浮上に伴い前記カウンターウェイトと係止した前記係止部材を前記カウンターウェイトから係止解除するように、前記係止部材を回動操作することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のフラップゲート。

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