JP7424625B2 - 分水トラフの水門装置 - Google Patents

Description

本発明は、農業用水を供給する用水路つまりトラフに適宜設けられている分水ラフにおいて、その側壁に開口している分水穴を開いたり閉鎖して、水田に水を供給したり遮断する水門装置に関するものである。

明渠からなる農業用水路すなわちトラフには、適宜分水トラフが設けられている。分水トラフはトラフを構成しているコンクリートブロックの一つであるがその側壁に分水穴が開けられ、分水穴は水田に接続されている。つまりトラフを流れる農業用水を分岐させて水田に供給できるようになっている。このような分水穴には、分水穴を開口したり閉鎖する水門装置が設けられ、分水穴の開度を調整して水田に供給する水の流量を調整したり、閉鎖して水田への水の供給を遮断するようになっている。

特開平８－１０５０３４号公報 実用新案登録第３１４０４４５号公報

分水トラフに設けられている水門装置には特許文献１、２等において提案されているように、色々なタイプがある。このような水門装置として特許文献１に記載の水門装置５０について説明する。図３の（Ａ）には水門装置５０しか示されていないが、水門装置５０は分水トラフの側壁に設けられている。分水トラフの側壁には水田に水を分岐するための分水穴５１が開けられているが、水門装置５０はこの分水穴５１と関連して設けられている。水門装置５０は、分水穴５１の左右に所定の間隔を空けて設けられている一対のガイド溝５３、５３と、一対のガイド溝５３、５３にガイドされて上下する仕切板５４と、仕切板５４の表面側にピン５５によって軸支されている係止杆５７と、ピン５５によって同様に軸支されている操作レバー５８と、から構成されている。係止杆５７は、一方と他方の端部において板厚が先端に向かって薄くなるように斜めに切り落とされ、それによってクサビ状に形成されている。操作レバー５８と係止杆５７は互いに固着されており、操作レバー５８を回動するとピン５５を中心に係止杆５７を回動させることができるようになっている。図３の（Ａ）に示されているように操作レバー５８を左側に倒すと、係止杆５７は回動して斜めになり、その両端部はガイド溝５３、５３に接触しない。このとき仕切板５４はガイド溝５３、５３に沿って緩やかにスライドさせることができ、操作レバー５８を操作して図３の（Ｂ）に示されているように上下させて、分水穴５１の開度を調整することができる。一方図３の（Ｃ）に示されているように操作レバー５８を右側に倒すと係止杆５７は回動して水平になり、その両端部はガイド溝５３、５３に差し込まれクサビの作用によって仕切板５４は側面６０に押しつけられる。つまり仕切板５４を所定の位置で停止させることができる。なお仕切板５４の裏面には弾性素材からなるシールが設けられており、図３の（Ｃ）に示されているように分水穴５１を閉鎖した状態で仕切板５４を係止杆５７によって締め付けると、分水穴５１は水密的に閉鎖される。つまり止水される。

特許文献１に記載の水門装置５０は、操作レバー５８を回動したり持ち上げたりすれば、容易に仕切板５４を固定したり分水穴５１の開度を調整したりでき、優れている。また、格別に説明はしないが特許文献２に記載の水門装置や他の水門装置についても、容易に分水穴の開度を調整したり閉鎖することができる。しかしながら、これらの水門装置については解決すべき課題も見受けられる。具体的には、人力で操作レバーを操作しているときには問題にならないが、アクチュエータによって水門装置を駆動しようとすると問題が見受けられる。例えば特許文献１に記載の水門装置５０の場合、操作レバー５８は回動させる動作と、上下にスライドさせる動作とによって操作するようになっている。そうするとアクチュエータによりこれを操作する場合には、すくなくとも回動させるためのアクチュエータと、上下にスライドさせるためのアクチュエータと、少なくとも２個のアクチュエータが必要になる。特許文献２に記載の水門装置も、仕切板を移動させるための動作と、仕切板を固定するための動作とが異なっているので、アクチュエータは少なくとも２個必要になる。近年、農業は機械化、自動化が進んできており、分水トラフの水門装置についても自動で操作したいという要求がある。自動で操作するにはアクチュエータで駆動する必要がある。しかしながら、水門装置に対して２個以上のアクチュエータが必要であるとコストが嵩む。またアクチュエータの個数が多いとそれだけ故障の頻度が高くなるという問題もある。

従って本発明は、手動ではなくアクチュエータによっても分水穴を開閉することができ、アクチュエータによって駆動する場合には必要なアクチュエータは１個だけで済み、従って実施のためのコストが小さく故障し難い分水トラフの水門装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、分水トラフに設けられている分水穴を開閉する水門装置を、一対のガイド溝と、一対のガイド溝内で上下する仕切板と、操作レバーと、一対の締付金具とから構成する。仕切板には固定ピンを設け、操作レバーには先端部に長穴を開け、固定ピンを挿入する。これによって操作レバーは仕切板に対して所定のスライドが許容された状態で連結される。一対の締付金具は、それぞれの一方の端部を操作レバーに対して回動自在に軸支する。また他方の端部はクサビ状に形成する。仕切板にはその表面の左右にガイドピンを設け、一対の締付金具の中間部がガイドピンによって緩やかに拘束されるようにする。従って、操作レバーを仕切板に対して相対的に下方にスライドさせると、一対の締付金具が左右に開き、それらのクサビ状の端部がガイド溝に差し込まれ、仕切板を締め付ける。操作レバーを上方にスライドさせると一対の締付金具が閉じ、それらの他方の端部がガイド溝から離間し、それによって仕切板は一対のガイド溝において緩やかにスライドが許容される。

すなわち請求項１に記載の発明は、農業用水を流すトラフに適宜設けられている分水トラフにおいて、該分水トラフの壁部に開けられている分水穴を開口・閉鎖するようになっている水門装置であって、前記水門装置は前記壁部において前記分水穴を挟んで左右に対向して設けられている一対のガイド溝と、該一対のガイド溝にガイドされて上下し前記分水穴の開度を調整したり閉鎖するようになっている仕切板と、該仕切板を操作する操作レバーと、一対の締付金具とから構成され、前記仕切板の表面には固定ピンが固着され、該固定ピンは前記操作レバーの先端部近傍に開けられた長穴にスライド自在に挿入され、それによって前記操作レバーと前記仕切板が相対的に所定長さのスライドが許容された状態で連結されており、前記一対の締付金具は所定長さに形成され、それらの一方の端部が前記操作レバーに対して所定の連結ピンによって回動自在に連結されていると共に他方の端部が先端に向かって板厚が減少するクサビ状に形成されており、前記仕切板の表面には所定のガイドピンが設けられ、前記一対の締付金具がそれらの中間部において前記ガイドピンによって緩やかに拘束されており、前記操作レバーを前記仕切板に対して相対的に下方にスライドさせると前記一対の締付金具が左右に広がって前記他方の端部が前記一対のガイド溝に差し込まれ前記仕切板が前記一対のガイド溝内で締め付けられ、前記操作レバーを前記仕切板に対して相対的に上方にスライドさせると前記一対の締付金具の左右の広がりが狭くなって前記他方の端部が前記一対のガイド溝から待避して前記仕切板が前記一対のガイド溝内で緩やかにスライド自在になることを特徴とする、分水トラフの水門装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水門装置において、前記仕切板の裏面にはシール部材が貼合されていることを特徴とする分水トラフの水門装置として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の水門装置において、前記水門装置は１個のアクチュエータを備え、前記操作レバーが前記アクチュエータによって上下に駆動されるようになっていることを特徴とする分水トラフの水門装置として構成される。

以上のように、本発明は、農業用水を流すトラフに適宜設けられている分水トラフにおいて、該分水トラフの壁部に開けられている分水穴を開口・閉鎖するようになっている水門装置を対象としている。本発明は、水門装置は壁部において分水穴を挟んで左右に対向して設けられている一対のガイド溝と、該一対のガイド溝にガイドされて上下し分水穴の開度を調整したり閉鎖するようになっている仕切板と、該仕切板を操作する操作レバーと、一対の締付金具とから構成されている。仕切板の表面には固定ピンが固着され、該固定ピンは操作レバーの先端部近傍に開けられた長穴にスライド自在に挿入され、それによって操作レバーと仕切板が相対的に所定長さのスライドが許容された状態で連結されている。そして一対の締付金具は所定長さに形成され、それらの一方の端部が操作レバーに対して所定の連結ピンによって回動自在に連結されていると共に他方の端部が先端に向かって板厚が減少するクサビ状に形成されている。本発明においては、仕切板の表面にはガイドピンが設けられ、一対の締付金具がそれらの中間部においてガイドピンによって緩やかに拘束されており、操作レバーを仕切板に対して相対的に下方にスライドさせると一対の締付金具が左右に広がって他方の端部が一対のガイド溝に差し込まれ仕切板が一対のガイド溝内で締め付けられ、操作レバーを仕切板に対して相対的に上方にスライドさせると一対の締付金具の左右の広がりが狭くなって他方の端部が一対のガイド溝から待避して仕切板が前記一対のガイド溝内で緩やかにスライド自在になる。そうすると、操作レバーを上下に駆動するだけで、分水穴の開度を調整したり、水密的に閉鎖することができる。つまり操作レバーを下方にスライドさせるとき、最初は仕切板は操作レバーと共に下方にスライドされて分水穴の開度を小さくすることができるが、やがて仕切板が分水穴を閉鎖する最下方位置に達すると操作レバーが仕切板に対して相対的に下方にスライドする。そうすると一対の締付金具によって仕切板を締め付けることができ、水密的に分水穴を閉鎖できる。一方、操作レバーを上方にスライドさせるとき、最初は仕切板はガイド溝内で締め付けられて動かないので操作レバーは仕切板に対して相対的に上にスライドされる。そうすると一対の締付金具がガイド溝から待避して締付が解除される。その後、引き続き操作レバーを上方にスライドさせると分水穴の開度を大きくすることができる。このように本発明は、操作レバーを上下方向に駆動するだけで分水穴の開度調整をしたり、水密的に閉鎖することができる。従って水門装置をアクチュエータで駆動する場合、シンプルなアクチュエータで駆動できるし、必要なアクチュエータの個数は１個で済む。実施に要するコストが小さく、そして故障し難いという効果が得られる。他の発明によると、仕切板の裏面にはシール部材が貼合されている。そうすると仕切板によって分水穴を閉鎖し、締付金具によって締め付けると、実質的に完全に分水穴を閉鎖することができ、水田への水の供給を完全に停止できる。

その（Ａ）は本実施の形態に係る水門装置を備えた分水トラフの斜視図であり、その（Ｂ）は本実施の形態に係る水門装置の一部を示す斜視図である。 本実施の形態に係る水門装置の動作を模式的に示す図で、その（Ａ）～（Ｄ）は水門装置の各状態を示す正面図である。 従来の水門装置の動作を模式的に示す図で、その（Ａ）～（Ｃ）は水門装置の各状態を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１の（Ａ）に示されている本実施の形態に係る分水トラフ１はプレキャストコンクリート製のコンクリートブロックからなり、農業用水を供給するトラフにおいて適宜設けられている。分水トラフ１には、その壁部において所定の径の分水穴３が開けられており、分水穴３は直接あるいは所定の水路を介して水田に接続されている。本実施の形態に係る分水トラフ１には分水穴３と関連して本実施の形態に係る水門装置５が設けられている。この水門装置５を操作すると分水穴３の開度が変化して水田に供給する水の水量を調整することができ、あるいは分水穴３を閉鎖して水田への水の供給を遮断できるようになっている。

本実施の形態に係る水門装置５は、所定の金属板から折り曲げ加工されたガイド部材７と、ガイド部材７内においてスライドして分水穴３を開閉するようになっている仕切板８と、この仕切板８を操作する操作レバー９と、一対の締付金具１１、１１とから構成されている。ガイド部材７は図１の（Ａ）に示されているように、前面が広く開口した略箱状を呈しており、背面の板部７ａは分水トラフ１の壁部に固着され、分水穴５１に整合する箇所に開口部が開けられている。ガイド部材７は前面が広く開口しているが、その左右に所定の幅で金属板が折り返されている。次に説明する仕切板８はこのように前面において左右から所定幅で金属板が折り返されているガイド部材７内に収納され、緩やかにスライドするようになっている。つまり、ガイド部材７の左右の部分は仕切板８をガイドする一対のガイド溝７ｂ、７ｂになっている。

図１の（Ｂ）に示されているように、仕切板８は金属板からなり本実施の形態においては正方形の各頂角が切り落とされた８角形を呈している。仕切板８は分水穴３よりも大きく形成され、完全にこれを閉鎖できるようになっている。仕切板８の裏面側には図には示されていないがゴムシート等の可撓性を備えたシールが設けられており、仕切板８が締め付けられて分水穴３に押しつけられると分水穴３を実質的に完全に閉鎖するようになっている。仕切板８にはその表面の中央において所定の固定ピン１３が固着されている。操作レバー９は、その先端部近傍において縦方向に長い長穴１４が開けられているが、固定ピン１３はこの長穴１４に挿入され、そして固定ピン１３の頂部に固定ピン１３が長穴１４から抜けるのを防止する大径のキャップ１３ａが設けられている。仕切板８と操作レバー９とはこのように連結されているので、固定ピン１３が長穴１４内で縦方向の移動が許容されている。つまり操作レバー９は仕切板８に対して所定の範囲で上下のスライドが許容されている。

締付金具１１、１１は、所定板厚で所定長さの金属板からなる。これら締付金具１１、１１は一方の端部１１ａ、１１ａが薄板に形成され、この部分が操作レバー９に対して連結ピン１６によって軸支されている。つまり一対の締付金具１１、１１は連結ピン１６によって回動可能に操作レバー９に連結されている。締付金具１１、１１の他方の端部１１ｂ、１１ｂは、先端に向かって板厚が薄くなるクサビ状に形成されている。このクサビ状に形成されている他方の端部１１ｂ、１１ｂがガイド溝７ｂ、７ｂに差し込まれ、仕切板８を締め付けるようになっている。仕切板８の表面の左側と右側には、それぞれ上ガイドピン１８、１８と下ガイドピン１９、１９とが設けられている。締付金具１１、１１は、それぞれの中間部分において上下ガイドピン１８、１９によって緩やかに拘束されている。あるいはガイドされている。これによって操作レバー９を上下にスライドするとき、一対の締付金具１１、１１が左右に広がったり、閉じられたりすることになる。

水門装置５において操作レバー９は手動で操作してもよいが、本実施の形態においては図示されない所定のアクチュエータが設けられ、アクチュエータによって操作レバー９が駆動されるようになっている。以下アクチュエータで操作レバー９を駆動するものとして、水門装置５の作用を説明する。

図２に（Ａ）には、水門装置５において仕切板８が上方に位置して分水穴３が開いた状態が示されている。この状態においては仕切板８は一対のガイド溝７ｂ、７ｂにおいて緩やかにスライドされるので、その重量によって操作レバー９に対して下方に位置している。つまり固定ピン１３は長穴１４の下方に位置している。このとき、締付金具１１、１１は左右の広がりが狭まった状態になっており、それぞれの他方の端部１１ｂ、１１ｂは一対のガイド溝７ｂ、７ｂから待避している。アクチュエータによって操作レバー９を上下させると、図２の（Ｂ）に示されているように仕切板８を上下にスライドさせることができ、分水穴３を任意の開度で開くことができる。つまり水田に供給する水量を調整することができる。アクチュエータを駆動して操作レバー９を下方にスライドすると、仕切板８は分水穴３を閉鎖し、分水トラフ１の底部に達する。さらに操作レバー９を下方にスライドさせると、図２の（Ｃ）に示されているように、仕切板８に対して操作レバー９が相対的に下方にスライドすることになる。そうすると、一対の締付金具１１、１１は一対の上下ガイドピン１８、１９によってガイドされて左右に広がる。より正確に説明すると、一対の下ガイドピン１９、１９によって下方への移動が規制されて、一対の締付金具１１、１１が開く。これによって他方の端部１１ｂ、１１ｂが一対のガイド溝７ｂ、７ｂに差し込まれる。さらにアクチュエータを駆動して操作レバー９を下方にスライドすると、図２の（Ｄ）に示されているように一対の締付金具１１、１１が水平に開き、他方の端部１１ｂ、１１ｂがガイド溝７ｂ、７ｂに十分に差し込まれる。クサビ効果によって締め付けられ、仕切板８が分水穴８に強く押しつけられる。これによって水密的に分水穴８が閉鎖され、水田への水の供給が遮断される。

水田への水の供給を再開するときは、アクチュエータを駆動して操作レバー９を上方にスライドさせればよい。図２の（Ｄ）に示されている状態から操作レバー９を上方にスライドすると、仕切板８に対して相対的に操作レバー９がスライドするが、このとき締付金具１１、１１は連結ピン１６によって上方に引き上げられる。しかしながら上ガイドピン１８、１８によって上方への移動が規制されるので、一対の締付金具１１、１１は回転し、それによって左右の広がりが狭まる。他方の端部１１ｂ、１１ｂが一対のガイド溝７ｂ、７ｂから外れて仕切板８が滑らかにスライドするようになる。以下、分水穴３が所望の開度になるように操作レバー９を駆動する。

本実施の形態に係る水門装置５は色々な変形が可能である。例えば、仕切板８の形状を変形することができる。仕切板８は８角形にする必要はなく、長方形であってもあるいは円形であってもよい。また、固定ピン１３を変形することもできる。固定ピン１３の代わりにボルトを採用することができ、この場合にはボルトの軸部が固定ピン１３に、ボルトの頭部が操作レバー９の長穴１４を押さえるキャップ１３ａに、それぞれ対応することになる。さらには、本実施の形態においてはガイドピンは上ガイドピン１８と下ガイドピン１９の両方が必要であるように説明したが、上ガイドピン１８は必ずしも必要ではない。上ガイドピン１８が無くても、締付金具１１は自重により落下して下ガイドピン１９に支持され、緩やかに拘束されるからである。なお、図２の（Ｄ）に示されている状態から、操作レバー９を上方にスライドするとき、一対の締付部材１１、１１が上ガイドピン１８、１８によって上方への移動が規制されて回転するように説明したが、上ガイドピン１８、１８がない場合でも、他方の端部１１ｂ、１１ｂが一対のガイド溝７ｂ、７ｂに挟まっていて上方への移動が規制されているので、同様に回転することになる。つまり、上ガイドピン１８、１８は必須ではない。ただし、安全のため上ガイドピン１８、１８は設けた方が好ましい。

１ 分水トラフ ３ 分水穴
５ 水門装置 ７ ガイド部材
７ｂ ガイド溝 ８ 仕切板
９ 操作レバー １１ 締付金具
１１ａ 一方の端部 １１ｂ 他方の端部
１３ 固定ピン １４ 長穴
１６ 連結ピン １８ 上ガイドピン
１９ 下ガイドピン

Claims (3)

1. 農業用水を流すトラフに適宜設けられている分水トラフにおいて、該分水トラフの壁部に開けられている分水穴を開口・閉鎖するようになっている水門装置であって、
   前記水門装置は前記壁部において前記分水穴を挟んで左右に対向して設けられている一対のガイド溝と、該一対のガイド溝にガイドされて上下し前記分水穴の開度を調整したり閉鎖するようになっている仕切板と、該仕切板を操作する操作レバーと、一対の締付金具とから構成され、
   前記仕切板の表面には固定ピンが固着され、該固定ピンは前記操作レバーの先端部近傍に開けられた長穴にスライド自在に挿入され、それによって前記操作レバーと前記仕切板が相対的に所定長さのスライドが許容された状態で連結されており、
   前記一対の締付金具は所定長さに形成され、それらの一方の端部が前記操作レバーに対して所定の連結ピンによって回動自在に連結されていると共に他方の端部が先端に向かって板厚が減少するクサビ状に形成されており、
   前記仕切板の表面には所定のガイドピンが設けられ、前記一対の締付金具がそれらの中間部において前記ガイドピンによって緩やかに拘束されており、前記操作レバーを前記仕切板に対して相対的に下方にスライドさせると前記一対の締付金具が左右に広がって前記他方の端部が前記一対のガイド溝に差し込まれ前記仕切板が前記一対のガイド溝内で締め付けられ、前記操作レバーを前記仕切板に対して相対的に上方にスライドさせると前記一対の締付金具の左右の広がりが狭くなって前記他方の端部が前記一対のガイド溝から待避して前記仕切板が前記一対のガイド溝内で緩やかにスライド自在になることを特徴とする、分水トラフの水門装置。
2. 請求項１に記載の水門装置において、前記仕切板の裏面にはシール部材が貼合されていることを特徴とする分水トラフの水門装置。
3. 請求項１または２に記載の水門装置において、前記水門装置は１個のアクチュエータを備え、前記操作レバーが前記アクチュエータによって上下に駆動されるようになっていることを特徴とする分水トラフの水門装置。

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