JP6277156B2 - 開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、下水道などの流路に使用する開閉装置に関する。

従来より、下水道などの流路に使用する開閉装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。開閉装置は、流路のたるみ部や伏せ越し（サイフォン）構造などのごみがたまりやすい区間を洗浄するために用いられる。このような開閉装置は、通常は弁体（またはゲート）が閉じられた状態で流路をせきとめている。このため、流れてくる下水が徐々にたまり、流路の水位が所定の水位以上となると、弁体が倒れて開いた状態となって流路の下流に水が一気に流れ、ごみがたまりやすい区間でもごみを流し去ることができる。すなわち、流路の洗浄を行うことができる。

なお、特許文献１に記載の開閉装置においては、上下に並んだ二つのフロートを用いて、弁体をすばやく開かせるようにしている。なお、二つのフロートのうちの下方のフロートは、上方のフロートと比べて、上下方向の厚さが厚い。

特許第５１６６３０９号公報

しかしながら、上下に並んだ二つのフロートのうちの下方のフロートに対して維持管理等の作業を行おうとした場合、上方のフロートが邪魔になってしまう。このため、下方のフロートの維持管理を行う際には、開閉装置自体を人孔から取り外すことすら必要となることがある。

そこで、本発明は、二つのフロートのうちの上下方向の厚さが厚い方のフロートに対する作業を容易に行うことができる開閉装置を提供することを課題とする。

本発明にかかる開閉装置は、流体の流れを受け、該流れの下流方向に倒れることが可能なゲートと、前記ゲートを支持することにより、前記ゲートが倒れることを防止する倒れ防止部と、前記倒れ防止部による前記ゲートの支持を解除する支持解除部と、前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の一方に配置され、前記流体よりも比重が小さい第一フロートと、前記第一フロートの浮上を防止する浮上防止部と、前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の他方に配置され、前記流体よりも比重が小さい第二フロートと、前記第二フロートの浮上に伴い、前記浮上防止部による前記第一フロートの浮上の防止を解除する浮上防止解除部とを備え、前記第一フロートの浮上に伴い、前記支持解除部が作動するように構成される。

上記のように構成された開閉装置によれば、ゲートが、流体の流れを受け、該流れの下流方向に倒れることが可能である。倒れ防止部が、前記ゲートを支持することにより、前記ゲートが倒れることを防止する。支持解除部が、前記倒れ防止部による前記ゲートの支持を解除する。第一フロートが、前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の一方に配置され、前記流体よりも比重が小さい。浮上防止部が、前記第一フロートの浮上を防止する。第二フロートが、前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の他方に配置され、前記流体よりも比重が小さい。浮上防止解除部が、前記第二フロートの浮上に伴い、前記浮上防止部による前記第一フロートの浮上の防止を解除する。前記第一フロートの浮上に伴い、前記支持解除部が作動する。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記倒れ防止部は、前記ゲートの下流側の面を支持するようにしてもよい。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記支持解除部は、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張ることにより、前記ゲートの支持を解除するようにしてもよい。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記第一フロートを吊り下げ、前記第一フロートの浮上に伴い上昇する部分を有する吊り下げ部材と、前記第二フロートの上方に位置し、前記吊り下げ部材の前記上昇する部分の上昇に伴い上昇する部分を有する上昇部材と、を備え、前記浮上防止部は、前記上昇部材の上方に位置し、前記上昇部材の上昇する部分の上昇時に前記上昇部材に衝突する衝突部分と、前記流れに対して静止している部分に、前記衝突部分を回転可能に固定する固定部分とを有するようにしてもよい。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記上昇部材と前記吊り下げ部材とが、前記ゲートの回転中心と同じ方向に延伸する回転軸を介して、連結されているようにしてもよい。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記浮上防止部は、前記固定部分を中心として回転可能な回転可能部分を有し、しかも、前記回転可能部分が回転した角度だけ、前記衝突部分も回転するものであり、前記浮上防止解除部は、前記第二フロートの浮上に伴い、前記回転可能部分を動かす駆動部を有するようにしてもよい。

なお、本発明にかかる開閉装置は、前記吊り下げ部材に連結され、前記吊り下げ部材の上昇する部分の上昇に伴って下降する下降部分を備え、前記支持解除部は、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張ることにより、前記ゲートの支持を解除し、さらに、前記支持解除部は、前記下降部分に連結され、前記下降部分の下降を受けて、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張るようにしてもよい。

本発明の実施形態にかかる開閉装置１を下水道１００Ｕ、１００Ｌに設けたときの動作の概要を説明する図であり、下水道１００Ｕの水位が低いときの図（図１（ａ））、下水道１００Ｕの水位が高くなりつつあるときの図（図１（ｂ））、下水道１００Ｕの水位が所定の高さ以上になった後の図（図１（ｃ））である。 開閉装置１の斜視図（ゲート１０が立っている状態）である。 開閉装置１の斜視図（ゲート１０が倒れている状態）である。 開閉装置１を上流側から見た図（図４（ａ））、下流側から見た図（図４（ｂ））である。 開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図５（ａ））、右側面図（図５（ｂ））である。 開閉装置１の浮上防止部４４近傍の（上流側から見て）拡大正面図（図６（ａ））および第一フロート１８近傍の拡大正面図（図６（ｂ））である。 ゲート１０が立っている状態の、倒れ防止部２０ａ、２０ｂ近傍を透視した平面図である。 下水Ｗの水位（W.L.と表記）が低いときの上流側から見たときの開閉装置１の左側面図（図８（ａ））、右側面図（図８（ｂ））である。 下水Ｗの水位（W.L.と表記）が高くなり、第一フロート１８の上端を超えたが、第二フロート１６がほぼ下水Ｗの水位よりも上に位置している場合の開閉装置１の右側面図である。 下水Ｗの水位（W.L.と表記）がさらに高くなり、第二フロート１６が浮上した場合の開閉装置１の右側面図である。 浮上防止部４４が回転したときの開閉装置１の浮上防止部４４近傍の拡大正面図である。 ゲート１０が倒れた状態の、倒れ防止部２０ａ、２０ｂ近傍を透視した平面図である。 開閉装置１を下流側から見たときの右側面図（図１３（ａ））、左側面図（図１３（ｂ））および開閉装置１を下流側から見た図（図１３（ｃ））である。 下水Ｗが下流側に流れた後の開閉装置１の右側面図である。 ゲート１０が倒れたときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１５（ａ））、右側面図（図１５（ｂ））である。 ゲート１０が少し上がったときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１６（ａ））、右側面図（図１６（ｂ））である。 ゲート１０がさらに上がったときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１７（ａ））、右側面図（図１７（ｂ））である。 ゲート１０が立った状態の開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１８（ａ））、右側面図（図１８（ｂ））である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる開閉装置１を下水道１００Ｕ、１００Ｌに設けたときの動作の概要を説明する図であり、下水道１００Ｕの水位が低いときの図（図１（ａ））、下水道１００Ｕの水位が高くなりつつあるときの図（図１（ｂ））、下水道１００Ｕの水位が所定の高さ以上になった後の図（図１（ｃ））である。なお、開閉装置１のゲート１０を図示したが、開閉装置１の他の構成要素は図１においては図示省略する。

まず、下水道１００Ｕが上流側、下水道１００Ｌ側が下流側にある。ここで、開閉装置がない場合では、下水道１００ＬにゴミＧがたまりやすい流路を想定している。開閉装置１は図示省略したマンホールを通して、下水道１００Ｕと下水道１００Ｌとの間に配置される。通常は、下水道１００Ｕを流れる下水Ｗの水位が低い（図１（ａ）参照）。このとき、ゲート１０は、立っており、下水道１００Ｕを流れる下水Ｗ（流体の一種）の流れを受ける。すると、ゲート１０により下水Ｗはせきとめられ、下流側の下水道１００Ｌには下水Ｗが流れない。しかし、下水道１００Ｌに流入する下水によってゴミＧがたまる。

ここで、ゲート１０で下水Ｗをせきとめることにより、下水道１００Ｕを流れる下水Ｗの水位が上昇する（図１（ｂ）参照）。そして、下水道１００Ｕの水位が所定の高さ以上になると（図１（ｂ）参照）、ゲート１０が倒れ、下水Ｗが下水道１００Ｕから下水道１００Ｌに流れる（図１（ｃ）参照）。これにより、下水道１００ＬにたまったゴミＧが流れ去り、下水道１００Ｌを洗浄できる。

図２は、開閉装置１の斜視図（ゲート１０が立っている状態）である。図３は、開閉装置１の斜視図（ゲート１０が倒れている状態）である。図４は、開閉装置１を上流側から見た図（図４（ａ））、下流側から見た図（図４（ｂ））である。

開閉装置１は、ゲート１０、枠柱１２ａ、１２ｂ、底部１２ｃ、プレート１４、第一フロート１８、第二フロート１６、下垂部材３４ａ、上部支点３６ａ、上昇部材３８、吊り下げ部材３８ａ、吊り下げ支点４０、４０ａ、プレート５０、５０ａを備える。

ゲート１０は、ゲート１０の脇に立つ枠柱１２ａ、１２ｂと、ゲート１０の底に配置される底部１２ｃに囲まれ、さらに、プレート１４により部分的に覆われる。ゲート１０は、立っているときに、水流を受けて、せきとめている（図２参照）。しかし、水流の水位が高まって、第一フロート１８および第二フロート１６が浮上すると、ゲート１０が下流側に倒れ、下水Ｗ等の流体が下流に流れる（図３参照）。

なお、図２および図３においては、左側が上流側、右側が下流側となる。また、第一フロート１８および第二フロート１６の比重は、ゲート１０が立った状態で受けている流体の比重よりも小さいものとする。しかも、第一フロート１８および第二フロート１６は、ゲート１０よりも上流側に配置されている。さらに、第二フロート１６は上流から見て右側に、第一フロート１８は上流から見て左側に配置されている（図７も参照）。ただし、第二フロート１６は上流から見て左側に、第一フロート１８は上流から見て右側に配置されているようにすることも可能である。

第一フロート１８は、下垂部材３４ａの下端に固定されている。吊り下げ部材３８ａは、その上部支点３６ａに下垂部材３４ａが固定されており、第一フロート１８を吊り下げる部材である（図６（ｂ）も参照）。吊り下げ部材３８ａは、吊り下げ支点４０ａにより、枠柱１２ａに固定されている。上昇部材３８は、第二フロート１６の上方に位置している。上昇部材３８は、吊り下げ支点４０により、枠柱１２ｂに固定されている。第一フロート１８が浮上しない場合は、下垂部材３４ａも上昇せず、吊り下げ部材３８ａも水平のままである（図８参照）。第一フロート１８が浮上すると、下垂部材３４ａも上昇し、上部支点３６ａが上昇するように、吊り下げ部材３８ａが吊り下げ支点４０ａを中心として回転する。なお、吊り下げ部材３８ａの一部分である上昇部分３８０ａも、第一フロート１８の浮上に伴い上昇する。

プレート５０は、枠柱１２ｂの上部に固定されている。プレート５０ａは、枠柱１２ａの上部に固定されている。

図５は、開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図５（ａ））、右側面図（図５（ｂ））である。図６は、開閉装置１の浮上防止部４４近傍の（上流側から見て）拡大正面図（図６（ａ））および第一フロート１８近傍の拡大正面図（図６（ｂ））である。図７は、ゲート１０が立っている状態の、倒れ防止部２０ａ、２０ｂ近傍を透視した平面図である。

開閉装置１は、これまで説明したものの他に、倒れ防止部２０ｂ、２０ａ、第一支持解除部２２ａ、第二支持解除部２２ｂ、浮上防止部４４、第二フロート支持はり４１、浮上防止解除部４２、ゲート回転軸２６、共通回転軸２８、回転部２９ｂ、２９ａ、下降部分２４ｂ、２４ａ、第一バネ５２ａ、第二バネ（第二力発生部）５２ｂ、回転体５６ａ、５６ｂを備える。

ゲート１０は、中空のゲート回転軸２６（図１３参照）を回転中心（回転軸）として倒れることができる。

図７を参照して、倒れ防止部２０ｂ、２０ａは、下流側の面１０ａに接触して、水流に対抗する力をゲート１０に与えている。言い換えれば、倒れ防止部２０ｂ、２０ａは、ゲート１０の下流側の面１０ａを支持している。なお、倒れ防止部２０ｂ、２０ａは、ゲート１０を支持することにより、ゲート１０が下流側に倒れることを防止している。上流側から見ると、倒れ防止部２０ｂが右側に、倒れ防止部２０ａが左側に配置されている。

図７を参照して、第一支持解除部２２ａおよび第二支持解除部２２ｂは、上流側から見て（下流側から見ても）左右対称である。

第一支持解除部２２ａは、倒れ防止部２０ａを水流（流れ）の外側（図７では左側）に引っ張ることにより、倒れ防止部２０ａがゲート１０に接触する点をゲート１０から外し、倒れ防止部２０ａによるゲート１０の支持を解除する（図１２参照）。

第二支持解除部２２ｂは、倒れ防止部２０ｂを水流（流れ）の外側（図７では右側）に引っ張ることにより、倒れ防止部２０ｂがゲート１０に接触する点をゲート１０から外し、倒れ防止部２０ｂによるゲート１０の支持を解除する（図１２参照）。

なお、図５（ａ）においては、第一フロート１８よりも後ろに見える第二フロート１６、浮上防止解除部４２、浮上防止部４４を図示省略している。図５（ｂ）においては、第二フロート１６よりも後ろに見える第一フロート１８を図示省略している。他の側面図においても同様である（図１４を除く）。

浮上防止部４４は、第一フロート１８の浮上を防止する。

図６（ａ）を参照して、浮上防止部４４は、衝突部分４４ｂ、固定部分４４ａ、回転可能部分４４ｃを有する。なお、浮上防止部４４を枠柱１２ｂに収容するようにしてもよい。

衝突部分４４ｂは、上昇部材３８の上方に位置し、上昇部材３８の上昇する部分（衝突部分４４ｂの真下にある、上昇部材３８の部分）の上昇時に上昇部材３８に衝突する。上昇部材３８は、吊り下げ部材３８ａの上昇部分３８０ａの上昇に伴い上昇する上昇部分３８０を有する。これは、図１３を参照して、上昇部材３８と吊り下げ部材３８ａとが、共通回転軸２８（ゲート１０の回転中心（ゲート回転軸２６）と同じ方向に延伸している）、第一連結部材６２ａおよび第二連結部材６２ｂを介して連結されているからである。第一フロート１８が浮上すれば、上昇部分３８０ａが上昇し、それに伴い上昇部分３８０も上昇する。しかし、上昇部材３８が衝突部分４４ｂに衝突するので、上昇部分３８０も上昇できず、第一フロート１８が浮上できない。

固定部分４４ａは、流れに対して静止している部分（例えば、プレート５０）に、衝突部分４４ｂを固定する。なお、衝突部分４４ｂは、固定部分４４ａを中心として回転可能である。なお、固定部分４４ａはプレート５０に固定されていることは他の図面では図示省略している。

回転可能部分４４ｃは、固定部分４４ａと同じ程度の高さに位置し、固定部分４４ａを中心として回転可能である。

なお、衝突部分４４ｂおよび回転可能部分４４ｃは一体であり、回転可能部分４４ｃが固定部分４４ａまわりに回転した角度だけ、衝突部分４４ｂも固定部分４４ａまわりに回転する。

第二フロート支持はり４１は、枠柱１２ｂに支点４１ａ（図８参照）において固定されており、第二フロート１６を支持する。第二フロート支持はり４１は、支点４１ａを中心として回転可能である。

浮上防止解除部（駆動部）４２は、第二フロート支持はり４１の接続点４１ｂ（支点４１ａよりも上流側に配置される）（図８参照）に回転可能に接続される。第二フロート１６が浮上すると、第二フロート支持はり４１が支点４１ａを中心として回転し、接続点４１ｂが上昇する。すると、浮上防止解除部（駆動部）４２が上昇し、回転可能部分４４ｃを上に突き動かし、回転可能部分４４ｃが固定部分４４ａを中心に回転する。すると、上昇部材３８の上方から、衝突部分４４ｂが移動してしまい（図１１参照）、衝突部分４４ｂの真下にある、上昇部材３８の部分の上昇を妨げるものは無くなる。浮上防止解除部（駆動部）４２は、このようにして、第二フロート１６の浮上に伴い、浮上防止部４４による第一フロート１８の浮上の防止を解除する。

共通回転軸２８は、図１３（ｃ）を参照して、中空のゲート回転軸２６の内部に配置され、ゲート回転軸２６と同じ方向に延伸する。

回転部２９ｂ、２９ａは、共通回転軸２８に固定され、共通回転軸２８とともに回転する。例えば、回転部２９ｂが回転すると、その回転とともに共通回転軸２８が回転する。共通回転軸２８が回転すると、回転部２９ａが回転する。

第一連結部材６２ａは、その一端が吊り下げ部材３８ａの上昇部分３８０ａに接続され、他端が回転部２９ａに接続されている。第二連結部材６２ｂは、その一端が上昇部材３８の上昇部分３８０に接続され、他端が回転部２９ｂに接続されている。

下降部分２４ｂは、回転部２９ｂの端部（第二連結部材６２ｂが接続されている端部とは反対側）に回転できるように固定される。回転部２９ｂが図５（ｂ）において時計回りに回転すると、それに伴い、下降部分２４ｂは下降する。

なお、下降部分２４ｂは、上昇部材３８に、第二連結部材６２ｂおよび回転部２９ｂを介して連結されている。上昇部材３８の上昇部分３８０の上昇に伴い、回転部２９ｂが図５（ｂ）において時計回りに回転し、下降部分２４ｂが下降する。

下降部分２４ａは、回転部２９ａの端部に回転できるように固定される。回転部２９ａが図５（ａ）において反時計回りに回転（図５（ｂ）における時計回りの回転に相当）すると、それに伴い、下降部分２４ａは下降する。

なお、下降部分２４ａは、吊り下げ部材３８ａに、第一連結部材６２ａおよび回転部２９ａを介して連結されている。吊り下げ部材３８ａの上昇部分３８０ａの上昇に伴い、回転部２９ａが図５（ａ）において反時計回りに回転し、下降部分２４ａが下降する。

回転部２９ａおよび下降部分２４ａは、第一解除作動部を構成する。第一解除作動部は、回転部２９ａにより共通回転軸２８を回転（図５（ａ）における反時計回りの回転）させながら、下降部分２４ａを下降させて、第一支持解除部２２ａを引っ張ることにより、第一支持解除部２２ａを作動させる。

図１３（ｃ）を参照して、第一支持解除部２２ａは、ほぼ直角に折れ曲がった形状をしており、水平な部分が下降部分２４ａに連結され、上下方向に延伸する部分が倒れ防止部２０ａに連結され、直角に折れ曲がった部分を中心に回転できる。

よって、下降部分２４ａを下降させて、第一支持解除部２２ａを引っ張ると、第一支持解除部２２ａが図１３（ｃ）において時計回りに回転し、倒れ防止部２０ａを引っ張るので、第一支持解除部２２ａが作動することになる。

回転部２９ｂおよび下降部分２４ｂは、第二解除作動部を構成する。第二解除作動部は、共通回転軸２８の回転（図５（ｂ）における時計回りの回転）に伴い回転部２９ｂが回転し、下降部分２４ｂを下降させて、第二支持解除部２２ｂを引っ張ることにより、第二支持解除部２２ｂを作動させる。

図１３（ｃ）を参照して、第二支持解除部２２ｂは、ほぼ直角に折れ曲がった形状をしており、水平な部分が下降部分２４ｂに連結され、上下方向に延伸する部分が倒れ防止部２０ｂに連結され、直角に折れ曲がった部分を中心に回転できる。

よって、下降部分２４ｂを下降させて、第二支持解除部２２ｂを引っ張ると、第二支持解除部２２ｂが図１３（ｃ）において反時計回りに回転し、倒れ防止部２０ｂを引っ張るので、第二支持解除部２２ｂが作動することになる。

なお、第二解除作動部（回転部２９ｂおよび下降部分２４ｂ）と、第一解除作動部（回転部２９ａおよび下降部分２４ａ）とは上流側から見て（下流側から見ても）左右対称である。

なお、第一バネ５２ａ、第二バネ（第二力発生部）５２ｂ、回転体５６ａ、５６ｂについては、図１５などを用いて、後で説明する。

次に、本発明の実施形態の動作（低水位から高水位となり、ゲート１０が倒れるまで）を説明する。

通常は、下水Ｗの水位が低い。

図８は、下水Ｗの水位（W.L.と表記）が低いときの上流側から見たときの開閉装置１の左側面図（図８（ａ））、右側面図（図８（ｂ））である。図８を参照して、下水Ｗの水位（W.L.と表記）が低いときには、図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明したとおりであり、ゲート１０は倒れ防止部２０ｂ、２０ａにより支持され、立ったままである。

ここで、降雨などにより、下水Ｗの水位が高くなっていく。

図９は、下水Ｗの水位（W.L.と表記）が高くなり、第一フロート１８（図９において図示省略）の上端を超えたが、第二フロート１６がほぼ下水Ｗの水位よりも上に位置している場合の開閉装置１の右側面図である。なお、図９においては、下降部分２４ｂを図示省略している。

第一フロート１８は下水Ｗに水没しており、第一フロート１８の比重が下水Ｗの比重よりも小さいことから、本来は第一フロート１８が浮上し、第一フロート１８の上端が下水Ｗの水位を超えるようになるはずである。しかし、第一フロート１８は浮上しない。

第一フロート１８が浮上すれば、吊り下げ部材３８ａが吊り下げ支点４０ａを中心に回転し（図１３（ａ）において反時計回り）、それに伴い、上昇部分３８０ａも上昇する。上昇部分３８０ａが上昇するということは、第一連結部材６２ａも上昇するということであり、回転部２９ａが回転することになる（図１３（ａ）において反時計回り）。回転部２９ａの回転は、共通回転軸２８を介して、回転部２９ｂに伝わり、回転部２９ｂも回転する（図１３（ｂ）において時計回り）。回転部２９ｂの回転に伴い、上昇部分３８０も上昇する。しかし、上昇部材３８が衝突部分４４ｂに衝突するので（図６（ａ）参照）、上昇部分３８０も上昇できず、第一フロート１８が浮上できない。

さらに、下水Ｗの水位が高くなっていく。

図１０は、下水Ｗの水位（W.L.と表記）がさらに高くなり、第二フロート１６が浮上した場合の開閉装置１の右側面図である。

第二フロート１６と第一フロート１８とは共に動作に十分な浮力が得られる形状を有する。例えば、第一フロート１８は発泡材とすることが考えられる。例えば、第二フロート１６は、ボールタップ（ポリエチレン製の球状のものである）を加工したものを使用することが考えられる。第二フロート１６および第一フロート１８の底面の外径は等しい。しかし、第二フロート１６は第一フロート１８に比べて、上下方向の厚さが薄い。よって、第二フロート１６は第一フロート１８よりも軽い。これは、第二フロート１６が下水Ｗに部分的に水没したときは急激に浮上しやすいということを意味する。しかも、第二フロート１６の配置されている高さは、第一フロート１８の上端の位置する高さにほぼ等しいので（例えば、図１４参照）、下水Ｗの水位がゲート１０の上端近くに達すると、第二フロート１６が急激に浮上しやすい。ただし、第一フロート１８の上端の位置する高さは、ゲート１０の上端よりも低いが、ゲート１０の上端の位置する高さにほぼ等しい。

図１１は、浮上防止部４４が回転したときの開閉装置１の浮上防止部４４近傍の拡大正面図である。

第二フロート１６が下水Ｗに部分的に水没して、急激に浮上すると、第二フロート支持はり４１が支点４１ａを中心として回転し、接続点４１ｂが上昇する。すると、浮上防止解除部（駆動部）４２が上昇し、回転可能部分４４ｃを上に突き動かし、回転可能部分４４ｃが固定部分４４ａを中心に回転する。すると、上昇部材３８の上方から、衝突部分４４ｂが移動してしまい（図１１参照）、衝突部分４４ｂの真下にある、上昇部材３８の部分の上昇を妨げるものは無くなる。よって、吊り下げ部材３８ａの上昇部分３８０ａの上昇を妨げるものも無くなり、第一フロート１８の浮上を妨げるものも無くなる。

ここで、第一フロート１８は下水Ｗに完全に水没しており、大きな浮力を受けているため、第一フロート１８が急激に浮上する。その結果、吊り下げ部材３８ａは吊り下げ支点４０ａを中心として回転（図５（ａ）において、反時計回り）する。

すると、第一連結部材６２ａが上昇し、回転部２９ａが共通回転軸２８を回転（図５（ａ）において、反時計回り）させながら、下降部分２４ａを下降させる。下降部分２４ａを下降させて、第一支持解除部２２ａを引っ張ると、第一支持解除部２２ａが図１３（ｃ）において時計回りに回転し、倒れ防止部２０ａを流れの外側（図７において左側）に引っ張るので、第一支持解除部２２ａが作動する。よって、倒れ防止部２０ａはゲート１０から外れる（図１２参照）。

図１３は、開閉装置１を下流側から見たときの右側面図（図１３（ａ））、左側面図（図１３（ｂ））および開閉装置１を下流側から見た図（図１３（ｃ））である。ただし、図１３（ｃ）においては、共通回転軸２８を透視し、さらに、第一解除作動部（回転部２９ａおよび下降部分２４ａ）および第二解除作動部（回転部２９ｂおよび下降部分２４ｂ）、倒れ防止部２０ｂ、２０ａ、第一支持解除部２２ａ、第二支持解除部２２ｂを図示している。

共通回転軸２８が回転（図５（ａ）において、反時計回り）すると、図５（ｂ）において共通回転軸２８が時計回りに回転することになり、下降部分２４ｂが下降して、第二支持解除部２２ｂを引っ張り、第二支持解除部２２ｂが図１３（ｃ）において反時計回りに回転し、倒れ防止部２０ｂを引っ張るので、第二支持解除部２２ｂが作動する。よって、倒れ防止部２０ｂがゲート１０から外れる（図１２参照）。

このように、第一フロート１８の浮上（なお、「浮上」は、必ずしも上端が水面に露出すること必要とせず、上端が水面に向かって動くことも含むものとする）に伴い、第一支持解除部２２ａおよび第二支持解除部２２ｂが作動する。

なお、図１２は、ゲート１０が倒れた状態の、倒れ防止部２０ａ、２０ｂ近傍を透視した平面図である。倒れ防止部２０ａ、２０ｂが、ゲート１０から外れたので、ゲート１０は下水Ｗの水圧により、下流側に倒れる。

図１４は、下水Ｗが下流側に流れた後の開閉装置１の右側面図である。下水Ｗが下流側に流れることなどにより、第二フロート１６の下端よりも水位が低くなれば、第一フロート１８は下水Ｗの水面に浮かびながら、下降していく。これにより、上昇部材３８も水平に戻る。しかも、第二フロート１６は下降し、接続点４１ｂも下がり、浮上防止部４４も元通りに、上昇部材３８を抑えつける位置（図６（ａ）参照）に戻る。

本発明の実施形態によれば、第一フロート１８が下水Ｗに水没しても、第二フロート１６が浮上するまでは、浮上防止部４４が上昇部材３８を抑えつけており（図６（ａ）参照）、第一フロート１８が浮上できない。

ここで、第二フロート１６の急激に浮上すると、それに伴い、浮上防止部４４が回転し、上昇部材３８を抑えつけなくなり（図１１参照）、第一フロート１８は急激な浮上を開始する（すでに、水没しており、大きな浮力が第一フロート１８に働いている）。これにより、吊り下げ部材３８ａが支点４０ａを中心に図５（ａ）において反時計回りに回転し、第一連結部材６２ａが上昇することで、回転部２９ａが反時計回りに回転し、下降部分２４ａが下降して、第一支持解除部２２ａが引っ張られ（図１３参照）、倒れ防止部２０ａが引っ張られて、ゲート１０の支持が解除される。

しかも、回転部２９ａの回転に伴い、共通回転軸２８が回転し、回転部２９ｂが回転して（図５（ｂ）において時計回り）、下降部分２４ｂが下降して、第二支持解除部２２ｂが引っ張られ（図１３参照）、倒れ防止部２０ｂが引っ張られて、ゲート１０の支持が解除される。なお、原則、引っ張りにより、動作が伝達されることは、倒れ防止部２０ａ、２０ｂによるゲート１０の支持解除が同時に行われるようにするために、有益である。

ここで、第一フロート１８が急激な浮上を行うため、倒れ防止部２０ａ、２０ｂによるゲート１０の支持の解除も急激に行われるので、ゲート１０が素早く倒れて開くことができる。

しかも、倒れ防止部２０ａ、２０ｂが共通回転軸２８により連結されることになるが、共通回転軸２８は、中空のゲート回転軸２６に入っており、ゲート回転軸２６の内部には下水Ｗが入らないようになっているので、共通回転軸２８が下水Ｗにさらされない。

さらに、第一フロート１８（左側、図７参照）が、上流側から見て、第二フロート１６（右側、図７参照）とは反対側にあるので、第一フロート１８の上に第二フロート１６がある従来技術に比べると、第一フロート１８に対する作業を行う際に、第二フロート１６が邪魔にならない。よって、二つのフロート（第一フロート１８および第二フロート１６）のうちの上下方向の厚さが厚い方のフロート（第一フロート１８）に対する作業を容易に行うことができる。

また、第一フロート１８の上に第二フロート１６がある従来技術によれば、第一フロート１８の形状および寸法は、第二フロート１６の動作を阻害しないように大きな制約を受ける。例えば、第一フロート１８の上下方向の厚さを大きくすることに制約を受ける。このため、第一フロート１８に浮力にはかかる制約による限界があり、第一フロート１８に必要とされる浮力を十分に確保できない場合もある。

しかし、本発明の実施形態によれば、第一フロート１８（左側、図７参照）が、上流側から見て、第二フロート１６（右側、図７参照）とは反対側にあるので、第一フロート１８が第二フロート１６の動作を阻害するといったことはほとんど無い。これにより、第一フロート１８の形状および寸法は、第二フロート１６による制約をほとんど受けない。例えば、第一フロート１８に必要とされる浮力を十分に確保できるように、第一フロート１８の上下方向の厚さを大きくすることができる。

また、第一フロート１８の上に第二フロート１６がある従来技術においては、第一フロート１８を吊り下げおよび貫通する部材の左右の偏心を小さくするため（第一フロート１８の上下の貫通孔の径を小さくするためである）、第一フロート１８の下部に、吊り下げおよび貫通する部材を保持する機構を設けている。

しかし、本発明の実施形態によれば、第一フロート１８を吊り下げはするものの、上下に貫通はさせないため、第一フロート１８の下部に保持機構を設けなくてよい。このため、保持機構への汚濁物付着（動作不良の要因となる）が無くなる。しかも、開閉装置の部品点数が減り、維持管理性の向上に貢献できる。

しかも、本発明の実施形態における開閉装置１は、ゲート１０が倒れてから、流路の水位が低くなった場合に、ゲート１０が立った状態に戻るようになっている。

図１５は、ゲート１０が倒れたときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１５（ａ））、右側面図（図１５（ｂ））である。開閉装置１は、先に記載したように、第一バネ５２ａ、第二バネ（第二力発生部）５２ｂ、回転体５６ａ、５６ｂを備える。さらに、開閉装置１は、リンク５８を有する。

回転体５６ａ、５６ｂは、ゲート回転軸２６に固定され、ゲート回転軸２６とともに回転する。

第一力発生部は、第一バネ５２ａおよびリンク５８により構成される。第一バネ５２ａは、第一力発生部の一端５２ａ−１に固定されている。リンク５８は、第一力発生部の他端５８ａに固定され、第一バネ５２ａに連結される。

第一力発生部の一端５２ａ−１が、ゲート回転軸２６よりも上に固定されている。第一力発生部の他端５８ａは、第一力発生部の他端５８ａは回転体５６ａに固定されており、ゲート回転軸２６（の中心）から、所定長さだけ離れた位置に配置されている。すなわち、回転体５６ａがゲート回転軸２６とともに回転しても、第一力発生部の他端５８ａとゲート回転軸２６（の中心）との距離（所定長さ）は変わらない。

第一バネ５２ａは、ゲート１０を立った状態に戻る力を発生する。ただし、第一バネ５２ａは、ゲート１０が倒れた状態では、ゲート１０を立った状態にするためには充分ではない力を発生する。図１５（ａ）を参照して、ゲート１０が倒れた状態における、第一力発生部の一端５２ａ−１と第一力発生部の他端５８ａとを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離Ｄ１（一端５２ａ−１と他端５８ａとを結んだ直線に、ゲート回転軸２６の中心から下ろした垂線の長さに相当する）が短い。よって、ゲート回転軸２６を、図１５（ａ）において時計回りに回転させるトルクが小さく、ゲート１０を立った状態にするためには力が充分ではない。

第二力発生部は、第二力発生部の一端５２ｂ−１および第二力発生部の他端５２ｂ−２の双方に固定された第二バネ５２ｂを有する。ただし、第二バネ５２ｂを一端５２ｂ−１（または他端５２ｂ−２）に固定し、リンクを他端５２ｂ−２（または一端５２ｂ−１）に接続し、第二バネ５２ｂとリンクとを接続するようにすることも考えられる。

第二力発生部の一端５２ｂ−１は、ゲート回転軸２６よりも上に固定される。第二力発生部の他端５２ｂ−２は回転体５６ｂに固定されており、ゲート回転軸２６（の中心）から、所定長さだけ離れた位置に配置されている。すなわち、回転体５６ｂがゲート回転軸２６とともに回転しても、第二力発生部の他端５２ｂ−２とゲート回転軸２６（の中心）との距離（所定長さ）は変わらない。

なお、ゲート１０が倒れた状態における、第二力発生部の一端５２ｂ−１と第二力発生部の他端５２ｂ−２とを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の回転中心との距離Ｄ２（一端５２ｂ−１と他端５２ｂ−２とを結んだ直線に、ゲート回転軸２６の中心から下ろした垂線の長さに相当する）は、距離Ｄ１よりも長い。しかし、第二バネ５２ｂは第一バネ５２ａよりも長く（バネ定数は小さくなる）、図１５（ｂ）において反時計回りに回転させるトルクは小さい。

なお、距離Ｄ２や第二バネ５２ｂを収縮させる長さを調整することで、流体（下水Ｗ）の流れる流路の水位が所定の水位以下であるときに、ゲート１０を立った状態にし始めるために充分な力を発生するようにする。ただし、第二バネ５２ｂの力を大きくしすぎて、流路の水位がまだ高いうちにゲート１０を立った状態にし始めるために充分な力を発生しないようにする。

すると、水位が所定の水位以下になったときに、第二バネ５２ｂの収縮力により、ゲート回転軸２６が回転し、ゲート１０が少し上がる。

図１６は、ゲート１０が少し上がったときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１６（ａ））、右側面図（図１６（ｂ））である。

図１６（ａ）を参照して、ゲート１０が少し上がったときの第一力発生部の一端５２ａ−１と第一力発生部の他端５８ａとを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離は依然として短い。よって、第一バネ５２ａにより生じる、ゲート回転軸２６を時計回りに回転させるためのトルク（ゲート１０を上げるためのトルク）は依然として小さい。

図１６（ｂ）を参照して、ゲート１０が少し上がったときの第二力発生部の一端５２ｂ−１と第二力発生部の他端５２ｂ−２とを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離は依然として、長い。よって、第二バネ５２ｂにより生じる、ゲート回転軸２６を反時計回りに回転させるためのトルク（ゲート１０を上げるためのトルク）は依然として、ゲート１０を上げるために充分なものである。

さらに、ゲート１０が上がる。

図１７は、ゲート１０がさらに上がったときの開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１７（ａ））、右側面図（図１７（ｂ））である。

図１７（ａ）を参照して、ゲート１０が所定の角度だけ倒れかけているときの第一力発生部の一端５２ａ−１と第一力発生部の他端５８ａとを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離Ｄ３は長い。すなわち、ゲート１０が倒れた状態における（図１５（ａ）参照）、第一力発生部の一端５２ａ−１と第一力発生部の他端５８ａとを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離Ｄ１が、距離Ｄ３よりも短い。なお、所定の角度未満だけ倒れかけているとき（図１７（ａ）よりも、ゲート１０が立っているとき）も、同様である。よって、ゲート１０が所定の角度以下だけ倒れかけているとき、第一バネ５２ａは、ゲート１０を立った状態にするために充分な力を発生する。すなわち、第一バネ５２ａにより生じるゲート回転軸２６を時計回りに回転させるためのトルク（ゲート１０を上げるためのトルク）が、ゲート１０を立った状態にするために充分に大きい。

図１７（ｂ）を参照して、ゲート１０がさらに上がったときの第二力発生部の一端５２ｂ−１と第二力発生部の他端５２ｂ−２とを結んだ直線と、ゲート回転軸２６の中心との距離はやや短くなる。よって、第二バネ５２ｂにより生じる、ゲート回転軸２６を反時計回りに回転させるためのトルク（ゲート１０を上げるためのトルク）はやや小さくなる。

最後に、ゲート１０が立った状態に戻る。

図１８は、ゲート１０が立った状態の開閉装置１の側面図であり、上流側から見て左側面図（図１８（ａ））、右側面図（図１８（ｂ））である。

図１８（ａ）を参照して、第一バネ５２ａにより生じるゲート回転軸２６を時計回りに回転させるためのトルクが大きい。

図１８（ｂ）を参照して、第二力発生部の一端５２ｂ−１と第二力発生部の他端５２ｂ−２とを結んだ直線上に、ゲート回転軸２６があり、第二バネ５２ｂにより生じる、ゲート回転軸２６を反時計回りに回転させるためのトルクはほぼ０となる。

本発明の実施形態によれば、ゲート１０が倒れたときは（図１５（ａ）参照）、バネ定数が大きい第一バネ５２ａにより生じるゲート１０を立った状態にするためのトルクは小さいので、流路の水位が高いうちに、ゲート１０が閉じてしまわないようにすることができる。

しかも、ゲート１０が所定の角度以下だけ倒れかけているときには（図１７（ａ）参照）、第一バネ５２ａは、ゲート１０を立った状態にするために充分な力を発生する。よって、ゲート１０を立った状態にすることができる。

さらに、ゲート１０が倒れたときは（図１５（ｂ）参照）、流体（下水Ｗ）の流れる流路の水位が所定の水位以下であるときに、ゲート１０を立った状態にし始めるために充分な力を発生するようにした第二バネ５２ｂにより、ゲート１０を立った状態にし始めることができる。

１００Ｕ、１００Ｌ 下水道
１ 開閉装置
１０ ゲート
１０ａ 下流側の面
１２ａ、１２ｂ 枠柱
１２ｃ 底部
１４ プレート
１８ 第一フロート
１６ 第二フロート
２４ｂ、２４ａ 下降部分
２６ ゲート回転軸
２８ 共通回転軸
２９ｂ、２９ａ 回転部
３８ 上昇部材
３８ａ 吊り下げ部材
４１ 第二フロート支持はり
４２ 浮上防止解除部
４４ 浮上防止部
４４ｂ 衝突部分
４４ａ 固定部分
４４ｃ 回転可能部分
５２ａ 第一バネ
５２ｂ 第二バネ（第二力発生部）
５６ａ、５６ｂ 回転体
５８ リンク
第一解除作動部 回転部２９ａおよび下降部分２４ａ
第二解除作動部 回転部２９ｂおよび下降部分２４ｂ

Claims (6)

1. 流体の流れを受け、該流れの下流方向に倒れることが可能なゲートと、
   前記ゲートを支持することにより、前記ゲートが倒れることを防止する倒れ防止部と、
   前記倒れ防止部による前記ゲートの支持を解除する支持解除部と、
   前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の一方に配置され、前記流体よりも比重が小さい第一フロートと、
   前記第一フロートの浮上を防止する浮上防止部と、
   前記ゲートよりも上流側に配置され、上流から見て前記ゲートの左側および右側の他方に配置され、前記流体よりも比重が小さい第二フロートと、
   前記第二フロートの浮上に伴い、前記浮上防止部による前記第一フロートの浮上の防止を解除する浮上防止解除部と、
   前記第一フロートを吊り下げ、前記第一フロートの浮上に伴い上昇する部分を有する吊り下げ部材と、
   前記第二フロートの上方に位置し、前記吊り下げ部材の前記上昇する部分の上昇に伴い上昇する部分を有する上昇部材と、
   を備え、
   前記第一フロートの浮上に伴い、前記支持解除部が作動し、
   前記浮上防止部は、
   前記上昇部材の上方に位置し、前記上昇部材の上昇する部分の上昇時に前記上昇部材に衝突する衝突部分と、
   前記流れに対して静止している部分に、前記衝突部分を回転可能に固定する固定部分と、
   を有する、
   開閉装置。
2. 請求項１に記載の開閉装置であって、
   前記倒れ防止部は、前記ゲートの下流側の面を支持する、
   開閉装置。
3. 請求項１に記載の開閉装置であって、
   前記支持解除部は、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張ることにより、前記ゲートの支持を解除する、
   開閉装置。
4. 請求項１に記載の開閉装置であって、
   前記上昇部材と前記吊り下げ部材とが、前記ゲートの回転中心と同じ方向に延伸する回転軸を介して、連結されている、
   開閉装置。
5. 請求項１または４に記載の開閉装置であって、
   前記浮上防止部は、
   前記固定部分を中心として回転可能な回転可能部分を有し、
   しかも、前記回転可能部分が回転した角度だけ、前記衝突部分も回転するものであり、
   前記浮上防止解除部は、
   前記第二フロートの浮上に伴い、前記回転可能部分を動かす駆動部を有する、
   開閉装置。
6. 請求項１または４に記載の開閉装置であって、
   前記吊り下げ部材に連結され、前記吊り下げ部材の上昇する部分の上昇に伴って下降する下降部分を備え、
   前記支持解除部は、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張ることにより、前記ゲートの支持を解除し、
   さらに、前記支持解除部は、前記下降部分に連結され、前記下降部分の下降を受けて、前記倒れ防止部を前記流れの外側に引っ張る、
   開閉装置。

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