JPH0686726B2 - 拡縮自在な弾性ダム及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取水堰、河口堰、分流
・流量調節水門等に用いられる拡縮自在な弾性ダム及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】灌漑用、上水用、発電用、工業用等の取
水堰や、逆流防止、防砂、防波等の河口堰や、下水用、
遊水池・貯水池用等の分流・流量調節水門等のために、
拡縮自在な弾性ダムが提供されている。

【０００３】この弾性ダムは、河川の川床に横断方向に
設置され、流体の注入を介して拡縮自在に変形されるチ
ューブ体から成る。即ち、操作室からチューブ体に空気
又は水等の流体を注入すると、該チューブ体は拡大膨張
して河川の水流を妨げる堰を形成する。一方、操作室か
らの操作によりチューブ体内の流体を排出すると、該チ
ューブ体は収縮してフラットになり、河川の水流を妨げ
ず放流する。

【０００４】このため、弾性ダムを形成するチューブ体
は、川床上に設置されチューブ体の底部を構成するシー
ルシートと、このシールシート上に取付けられるゴム製
のダムシートとから成り、ダムシートの両側縁をシール
シートの両側縁に気密的又は水密的に固着され、流体を
注入したとき、ダムシートを起立するように拡大膨張せ
しめる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】弾性ダムの耐用性を保
証するため、前記ダムシートは、キャンバスを複数プラ
イ埋入し、強度の向上に努めている。従って、自然状態
での河川の水流に対しては充分な耐用性を有し、天然の
灌木等が水流に流されて弾性ダムに衝突する程度であれ
ば、ダムシートの僅かな損傷は実用上の支障を来さな
い。

【０００６】然しながら、近年、弾性ダムが人為的に損
傷せしめら、所謂パンク或いはバースト事故に至ってい
ることが散見されている。本発明者において原因を追究
したところ、河川において魚釣、船遊び、水遊び等を行
う人々が増加するにつれ、これらの者が故意又は過失に
より、弾性ダムを銛で突いたり、ナイフで切る等、色々
な方法で人為的に破損せしめる場合があることを究明し
た。また、山中の河川においては、狩猟を行うハンター
が銃砲を弾性ダムに向けて砲撃したり、鳥獣類に向けて
発砲された銃弾が流れ弾として弾性ダムにあたり、破損
する場合があることも知見された。

【０００７】そして、このような人為的な破損の場合、
ダムシートに裂目や貫通孔を生じ、チューブ体中の流体
が漏洩する結果、本来の弾性ダムの機能を失うという重
大な事故となり、憂慮すべき現状にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、弾性ダムを前
述したような人為的な事故から保護することを目的と
し、チューブ体を構成するダムシートに保護層を設ける
ことを特徴とする。

【０００９】このような保護層を提供する方法として
は、例えば、既設又は既製の弾性ダムの外周囲を別体の
保護ネットや保護シートにより被覆することが考えられ
るが、実用上好ましくない。即ち、前述のように、弾性
ダムは、流体の注入を介して拡縮変形自在とされた点に
特色を有するが、別体のネットやシートによって弾性ダ
ムを包囲する構成とした場合、これらのネットやシート
を弾性ダムの拡縮に完全に追従して変形せしめることが
困難になり、前記特色を損なってしまう。また、弾性ダ
ムは、川床の全幅に亘るため、通常は長大のものであ
り、これを現場設置するに際し、同時に別体のネットや
シートを設置することは、作業能率を低下し設置コスト
を増加するため不利である。

【００１０】そこで、本発明者は、このような別体のネ
ットやシートではなく、保護層をダムシートに一体成形
することが有利であることを知見した。即ち、ダムシー
トをゴム基層と、該ゴム基層の外面に積層一体化された
弾性保護層との積層構造体に構成することにより、前述
したような問題を生じることなく耐破損性に優れた弾性
ダムを提供することが可能になった。

【００１１】ところで、前記弾性保護層は、ダムシート
の可撓性を保証する一方で、前述したような人為的な破
損を阻止するためのものであるから、銛で突いても貫通
せず、更には、ライフル銃で砲撃しても銃弾が貫通しな
いような高強度のものでなければならない。

【００１２】このため、本発明者は、可撓性と高強度性
という一見矛盾した二つの要求を満たすため、ダムシー
トの外層を構成する弾性保護層を、多数のセラミックス
小片を埋入したフレキシブルなゴムシート層により構成
することが最も有利であることを知見した。即ち、これ
によりゴムシート層は、全体として可撓性を失わず、従
来と全く同様に弾性ダムの拡縮変形を保証する一方、埋
入されたセラミックス小片により銛や銃弾の貫通を阻止
し且つナイフ等による切裂きを阻止できるものとなる。
この際、多数のセラミックス小片をゴムシート層の平面
方向に隣接しつつ散在して広がるよう埋入することによ
り、ダムシートの全体に保護機能を持たせ局部的な脆弱
部が生じることを防ぐことができた。また、セラミック
ス小片を平面方向にのみ広がらせるだけでなく、ゴムシ
ート層の肉厚内で上下にオーバラップするように散在し
て埋入することにより、銛や銃弾の貫通を確実に阻止す
ることができたものである。

【００１３】而して、本発明が提供する弾性ダムは、河
川の川床に横断方向に設置され、流体の注入を介して拡
縮自在に変形されるゴム製のダムシートから成るチュー
ブ状の弾性ダムにおいて、前記ダムシートは、ゴム基層
と、該ゴム基層の外面に積層一体化された弾性保護層と
の積層構造体から成り、前記弾性保護層は、多数のセラ
ミックス小片をアトランダムに埋入したフレキシブルな
ゴムシート層により構成され、前記セラミックス小片の
多数は、ゴムシート層の平面方向に隣接しつつ散在して
広がると共に、ゴムシート層の肉厚内で上下にオーバラ
ップして散在せしめられて成ることを特徴とする。

【００１４】前述した可撓性と高強度性という二つの要
求を満たすため、本発明の好ましい実施態様において、
セラミックス小片は、直径を約２〜４mm、長さを約２〜
８mmとした細長いほぼ円柱形状とされる。また、弾性保
護層の肉厚を約４〜１２mmとする場合、ゴムシート層に
対するセラミックス小片の埋入量を約４kg／ｍ² 〜８kg
／ｍ² とするのが良い。

【００１５】更に、本発明は、前述した弾性保護層を備
えた弾性ダムの製造方法を提供するものであり、その特
徴は、表面にゴム用接着剤を塗布したセラミックス小片
の多数を未加硫ゴムの短尺シート上に薄く堆積しつつ散
在せしめた後、非加硫用プレス型により短尺シート内に
セラミックス小片を埋没せしめ、非加硫状態の保護層用
予備シートを得る工程と、未加硫ゴムの連続シートによ
り非加硫状態とされた帯状長尺の基層用予備シートを得
る工程と、前記非加硫状態の基層用予備シートの上に前
記非加硫状態の保護層用予備シートを順次連続して敷並
べた後、加硫用プレス型により基層用予備シートと保護
層用予備シートを加硫一体化してダムシートを成形する
工程と、得られたダムシートを用いてチューブ状弾性ダ
ムを製作する工程とから成る点にある。

【００１６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述す
る。

【００１７】（弾性ダムの実施例）図１及び図２に示す
ように、弾性ダム１は、河川２の川床３に横断方向に設
置され、流体の注入を介して拡縮自在に変形されるチュ
ーブ体４から成る。このチューブ体４には、川岸に設置
された操作室５から給排管６を介して空気又は水等の流
体が注入及び排出可能とされている。そこで、チューブ
体４に流体を注入すると、該チューブ体４は、図１のよ
うに拡大膨張して河川２の水流を妨げる堰を形成する。
一方、チューブ体４内の流体を排出すると、該チューブ
体４は、図２のように収縮してフラットになり、河川２
の水流を妨げず放流する。

【００１８】図３に示すように、弾性ダム１を形成する
チューブ体４は、川床３上に設置されチューブ体４の底
部を構成するシールシート７と、このシールシート７上
に取付けられるゴム製のダムシート８とから成り、ダム
シート８の両側縁をシールシート７の両側縁に気密的又
は水密的に固着され、流体を注入したとき、ダムシート
８を起立するように拡大膨張せしめる。図例の場合、シ
ールシート７の両側縁をアンカーボルトにより川床３に
固着すると共に、該アンカーボルトに付設された金具に
よりダムシート８の両側縁のフランジ部をシールシート
７上に締着している。

【００１９】尚、弾性ダム１のチューブ体４は、図例の
ようなシールシート７とダムシート８の別体構成とする
他、例えば、広幅帯状のダムシート８を円筒状に屈曲さ
せて突き合わせ端縁を焼付固着、接着、或いは金具によ
り締着したような一枚一体構成としても良い。

【００２０】前記ダムシート８は、図３のように、ゴム
基層９と、該ゴム基層９の外面に積層一体化された弾性
保護層１０との積層構造体から成る。前記ゴム基層９
は、図４（Ａ）に示すように、ゴム層中にキャンバス１
１を複数プライ埋入し一体化している。図例の場合、弾
性ダム１の堰高は約２ｍであり、ゴム基層９の肉厚は約
４．１mm、キャンバス１１は二プライである。然し、弾
性ダム１の堰高が約７ｍにもなると、ゴム基層９の肉厚
は約１６mm、キャンバス１１は三プライ以上になる。

【００２１】前記弾性保護層１０は、図４（Ａ）（Ｂ）
に示すように、多数のセラミックス小片１２をアトラン
ダムに埋入したフレキシブルなゴムシート層により構成
されている。このセラミックス小片１２は、小さな直方
体形状、立方体形状、或いはボール状であっても良い
が、図例のような細長いほぼ円柱形状とされていること
が最も好ましい。図示実施例の場合、セラミックス小片
１２は、αーアルミナ、その他のセラミックスから成
り、直径約２〜４mm（最も好ましくは約２mm）、長さ約
２〜８mm（最も好ましくは約４mm）であり、弾性保護層
１０の肉厚を約４〜１２mmとした場合、セラミックス小
片１２の埋入量を約４kg／ｍ² 〜８kg／ｍ² とされてい
る。但し、多数のセラミックス小片１２は、全てが同形
同大のものでも良いが、異なる形状と大きさのものを混
ぜ合わせても良い。

【００２２】その理由は、セラミックス小片１２の寸法
が余りにも大きいと、ダムシート８の膨張変形時に、該
小片１２が変形された弾性保護層１０のゴムシート層を
突き破る虞れがあり、その反面、セラミックス小片１２
の寸法が余りにも小さいと、後述する弾性保護層１０の
予備成形時に該小片１２がゴムシート層の全体に亘り均
一に散在し難いばかりか、上述した保護機能に劣るから
である。

【００２３】また、セラミックス小片１２の埋入量が４
kg／ｍ² 未満の場合は、ゴムシート層内で小片１２が密
に散在せず粗になって上述した保護機能に欠け、その反
面、８kg／ｍ² 超過の場合は、小片１２が過密に散在し
て弾性保護層１０の可撓性を満足できなくなるからであ
る。

【００２４】図４（Ｂ）に示すように、前記セラミック
ス小片１２の多数は、ゴムシート層の平面方向に隣接し
つつ散在して広がっており、細長い円柱形状のセラミッ
クス小片１２に方向性を持たないので、隣接する小片１
２を前後左右方向に相互に入組状にアトランダムに配し
ている。従って、細い銛の先端や、口径の小さい弾丸が
弾性保護層１０の如何なる部分に刺突しても、必ずセラ
ミックス小片１２が貫通を阻害する位置に存在してい
る。また、弾性保護層１０をナイフ等の刃物により切断
しようとしても、切断線を遮るように必ずセラミックス
小片１２が位置している。

【００２５】更に、図４（Ａ）に示すように、セラミッ
クス小片１２の多数は、ゴムシート層の肉厚内で上下に
オーバラップして散在せしめられている。即ち、図例の
場合、セラミックス小片１２の多数が、弾性保護層１０
の表面に近い部分において平面方向に広がる第一の層１
３と、該第一の層１３の下方に位置する第二の層１４
と、更に下方に位置する第三の層１５とを形成し、弾性
保護層１０の肉厚方向に関して、各層におけるセラミッ
クス小片１２の隣接間隔を他の層におけるセラミックス
小片１２により塞ぐように配されている。このため、細
い銛の先端や、口径の小さい弾丸が弾性保護層１０の表
面から前記第一の層１３のセラミックス小片１２の隣接
間隔（平面方向に隣接する二つのセラミックス小片１２
の間）に刺突され、これらのセラミックス小片１２を横
方向に押し退けつつ進入しても、下層１４、１５におけ
るセラミックス小片１２に遮られ進入を阻止されること
になる。

【００２６】（製造方法の実施例）前述した弾性保護層
１０を備えたダムシート８は、次の工程により製造する
ことができる。

【００２７】（保護層用予備シートの製作工程）先ず、
図５（Ａ）に示すように、準備されたセラミックス小片
１２の表面にゴム用接着剤１６を塗布し乾燥させる。こ
の接着剤１６は、塩化ゴムを溶剤に溶解し、これに反応
性フェノール樹脂を添加したものを主成分としたもので
あり、例えば、ケムロック２０５及び２２０の商標の下
で市販されているものがある。この接着剤塗布の方法
は、多数のセラミックス小片１２を籠に入れて接着剤中
に浸漬しても良いが、噴霧器により接着剤を多数の小片
１２に噴霧付着せしめても良い。尚、塗布された接着剤
１６は、自然乾燥される。

【００２８】次いで、図５（Ｂ）に示すように、前記セ
ラミックス小片１２の多数を未加硫ゴムの短尺シート１
７上に薄く堆積しつつ散在せしめる。このセラミックス
小片１２の散在量は、前述したような約４kg／ｍ² 〜８
kg／ｍ² であり、短尺シート１７の寸法は、例えば、１
３５０mm（幅）×２０００mm（長さ）、或いは、その他
の適宜寸法とされる。

【００２９】その後、図５（Ｃ）に示すように、未加硫
ゴムの短尺シート１７に多数のセラミックス小片１２を
載せた状態で上下金型１８、１９による非加硫用プレス
型を用いてプレスし、未加硫ゴムの短尺シート１７内に
セラミックス小片１２を埋没せしめ、肉厚約４〜１２mm
程度の非加硫状態の保護用予備シート２０を得る。埋没
された多数のセラミックス小片１２は、弾性保護層１０
について上述したところと同様にアトランダムに配され
る。このプレス工程において、前記未加硫の短尺シート
は、常温でプレスされるだけであり加硫されない。或い
は、非加硫用プレス型を６０〜８０度（摂氏）に加熱せ
しめれば、ゴムの加硫には至らないが、ゴムを柔軟化せ
しめることにより、短尺シート１７の塑性変形によるセ
ラミックス小片１２の埋入が容易となる。このように、
非加硫プレス型によりプレスされた保護層用予備シート
２０は、ゴム素材を未加硫のままの状態とされる。或い
は離型後に少なくともゴムの焼けと称される程度の自然
加硫による半加硫状態を生起されることはあっても、後
にホットプレスによる本加硫を可能とする「非加硫状
態」のものとされている。

【００３０】この保護層用予備シート２０は、図６に示
すように、両側縁に位置する断面を傾斜せしめる（図例
の場合、４５度の角度で傾斜する）ことにより、接合部
２１ａ、２１ｂを形成される。この傾斜した接合部２１
ａ、２１ｂを形成するためには、前記金型１８、１９の
内面に該接合部に相当する斜面を付与しておき、前記非
加硫用プレス型によるプレス時に短尺シート１７の塑性
変形を介してプレス成形することが好ましいが、保護層
用予備シート２０を成形した後、カッター手段により側
縁を斜めに切断することによって形成しても良い。

【００３１】（基層用予備シートの製作工程）前記保護
層用予備シート２０の製作工程とは別に、上述したダム
シートのゴム基層９を成形するための基層用予備シート
２２が製作される。この基層用予備シート２２の製作工
程は、従来の弾性ダムにおけるダムシートを製造する中
間工程と同じであるから図示省略しているが、従来と同
様、未加硫ゴムの連続シートによる帯状長尺のものであ
り、内部に必要に応じたプライ数のキャンバス１１が埋
入されている。このような基層用予備シート２２を製作
する方法としては、必要枚数のキャンバス１１の各々を
挟んで未加硫ゴムシートをサンドイッチ状に積層せしめ
ても良いが、或いは、予め未加硫ゴムにより被覆された
所定の肉厚のゴム引布を用い、このようなゴム引布を必
要枚積層することにより製作しても良い。尚、この基層
用予備シート２２の肉厚及び幅寸法は、上述したように
目的とする弾性ダムの堰高に応じて決定される。

【００３２】この基層用予備シート２２も、前記保護層
用予備シート２０と同様に、後にホットプレスによる本
加硫を可能とするように「非加硫状態」のままとされ
る。

【００３３】（ダムシート成形工程）図６に示すよう
に、前述の非加硫状態とされた基層用予備シート２２の
上に、非加硫状態とされた保護層用予備シート２０を順
次連続して敷並べる。この際、隣接して敷並べられる保
護層用予備シート２０、２０は、相互に接続部２１ａ、
２１ｂを重合せしめられる。尚、基層用予備シート２２
の上に保護層用予備シート２０を敷並べるに際しては、
両予備シート２０、２２のゴム配合が相互に異なり、後
の加硫工程における加硫進行速度が相互に異なる場合
は、両予備シートの間に別の未加硫ゴムシートを付加し
て介在せしめたり、或いはゴム用接着剤の塗膜を介在せ
しめれば良い。しかし、両予備シート２０、２２の加硫
進行速度がほぼ同じものである場合は、このような付加
的介在層を有しなくても、後のホットプレスにより両予
備シートは加硫一体化される。

【００３４】保護層用予備シート２０を順次敷並べられ
た基層用予備シート２２は、帯状に連続して連続加硫機
へと送られ、図５（Ｄ）に示すように、連続加硫機にお
ける加硫用プレス型の上下型２３、２４によりホットプ
レスされ、両シート２０、２２を加硫一体化して上述し
たダムシート８を成形される。

【００３５】このホットプレスによる加硫に際し、各保
護層用予備シート２０は、接合部２１ａ、２１ｂを加硫
一体化されるので、成形後の弾性保護層１０の表面に継
ぎ目や目地を有せず、所謂シームレス状に一体化され
る。また、加硫中の保護層用予備シート２０内で、多数
のセラミックス小片１２は、ゴム用接着剤１６を介して
全周をゴム中に強固に接着せしめられる。

【００３６】（弾性ダムの製作工程）このようにして製
造されたダムシート８は、表層に本発明の弾性保護層１
０を積層一体化している他は従来のダムシートと同様で
あるから、従来と同様の方法によりチューブ状に屈曲せ
しめられ、図１〜３に示すような弾性ダム１として用い
られる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１〜３に記載の本発明によれば、
従来と同様に拡縮変形自在でありながら、銛や銃弾等の
人為的な危害によっても所謂パンク或いはバーストを生
じることがない弾性ダムを提供できる効果がある。

【００３８】特に、多数のセラミックス小片をアトラン
ダムに埋入したフレキシブルなゴムシート層から構成さ
れる弾性保護層が、セラミックス小片の多数をゴムシー
ト層の平面方向に隣接して散在しつつ広がらせ、しか
も、ゴムシート層の肉厚内で上下にオーバラップして散
在せしめているので、何者かが、銛の細い先端や、口径
の小さい銃弾等を弾性保護層の外面に刺突しようとした
り、ナイフで弾性保護層を切り裂くよう試みても、この
ような刺突方向や切り裂き方向に関してセラミックス小
片が平面方向と肉厚方向の両方向から遮り破損を阻止す
る。このため、可撓性と高強度性の二つの要求を満たし
たダムシートを提供するものとして頗る優れている。

【００３９】請求項４に記載の本発明によれば、前述し
たような弾性ダムを簡単な方法で製造できる効果があ
る。

【００４０】特に、ダムシートの製造に際し、保護層用
予備シートと、基層用予備シートを何れも非加硫状態で
準備した後、これを重合して加硫一体化するものである
から、二回加硫を行う方法の場合のようなゴム劣化によ
る弾性劣化を生じることはなく、所期目的通りのゴム特
性によるダムシートを提供できる。しかも、予備製作工
程において、保護層用予備シートは、多数のセラミック
ス小片を埋没せしめた短尺なシート状物を簡便に多数製
作した後、これを帯状に連続する基層用予備シート上に
敷並べた後、ダムシート成形工程において加硫一体成形
するものであるから、製造が簡単であり、極めて能率的
にダムシートを製造できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る弾性ダムの拡大膨張状
態を示す斜視図である。

【図２】本発明の１実施例に係る弾性ダムの収縮状態を
示す斜視図である。

【図３】本発明の１実施例に係る弾性ダムの縦断面図で
ある。

【図４】本発明の１実施例に係る弾性ダムにおけるダム
シートを示しており、（Ａ）は拡大縦断面図、（Ｂ）は
平面図である。

【図５】本発明の１実施例に係る弾性ダムに用いるダム
シートの製造方法を示しており、（Ａ）はセラミックス
小片に対するゴム用接着剤の塗布工程を示す斜視図であ
り、（Ｂ）は多数のセラミックス小片を未加硫ゴムの短
尺シートに薄く堆積せしめた状態を示す縦断面図であ
り、（Ｃ）は冷間プレスにより保護層用予備シートを成
形する状態を示す縦断面図であり、（Ｄ）は熱間プレス
により基層用予備シートと保護層用予備シートを加硫一
体化してダムシートを成形する状態を示す縦断面図であ
る。

【図６】基層用予備シート上に保護層用予備シートを連
続して敷並べる方法を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 弾性ダム ２ 河川 ３ 川床 ４ チューブ体 ８ ダムシート ９ ゴム基層 １０ 弾性保護層 １２ セラミックス小片 １６ ゴム用接着剤 １７ 未加硫ゴムの短尺シート ２０ 保護用予備シート ２２ 基層用予備シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川の川床に横断方向に設置され、流体
   の注入を介して拡縮自在に変形されるゴム製のダムシー
   トから成るチューブ状の弾性ダムにおいて、前記ダムシ
   ートは、ゴム基層と、該ゴム基層の外面に積層一体化さ
   れた弾性保護層との積層構造体から成り、前記弾性保護
   層は、多数のセラミックス小片をアトランダムに埋入し
   たフレキシブルなゴムシート層により構成され、前記セ
   ラミックス小片の多数は、ゴムシート層の平面方向に隣
   接しつつ散在して広がると共に、ゴムシート層の肉厚内
   で上下にオーバラップして散在せしめられて成ることを
   特徴とする拡縮自在な弾性ダム。
2. 【請求項２】 セラミックス小片が直径を約２〜４mm、
   長さを約２〜８mmとした細長いほぼ円柱形状とされたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の拡縮自在な弾性ダム。
3. 【請求項３】 弾性保護層の肉厚を約４〜１２mmとし、
   ゴムシート層に対するセラミックス小片の埋入量を約４
   kg／ｍ² 〜８kg／ｍ² としたことを特徴とする請求項２
   に記載の拡縮自在な弾性ダム。
4. 【請求項４】 表面にゴム用接着剤を塗布したセラミッ
   クス小片の多数を未加硫ゴムの短尺シート上に薄く堆積
   しつつ散在せしめた後、非加硫用プレス型により短尺シ
   ート内にセラミックス小片を埋没せしめ、非加硫状態の
   保護層用予備シートを得る工程と、未加硫ゴムの連続シ
   ートにより非加硫状態とされた帯状長尺の基層用予備シ
   ートを得る工程と、前記非加硫状態の基層用予備シート
   の上に前記非加硫状態の保護層用予備シートを順次連続
   して敷並べた後、加硫用プレス型により基層用予備シー
   トと保護層用予備シートを加硫一体化してダムシートを
   成形する工程と、得られたダムシートを用いてチューブ
   状弾性ダムを製作する工程とから成ることを特徴とする
   拡縮自在な弾性ダムの製造方法。