JP2015117552A

JP2015117552A - フラップゲート

Info

Publication number: JP2015117552A
Application number: JP2013263171A
Authority: JP
Inventors: 山崎　和幸; Kazuyuki Yamazaki; 和幸山崎; 光男工藤; Mitsuo Kudo
Original assignee: Asahi Inovex Corp
Current assignee: Asahi Inovex Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: JP5503074B1

Abstract

【課題】扉体の初期開度を大きく保ちつつも安定的なバランスを取ることができるフラップゲートを提供する。【解決手段】樋門等の構造物９における開口部９１に対して扉体４を開閉させるフラップゲート１であって、前記扉体４の開閉バランスを調整するバランスウエイト５を主ウエイト６と補助ウエイト７とにより構成し、前記扉体４が全閉状態から所定の傾斜角度まで開放される範囲では前記主ウエイト６と前記補助ウエイト７とが一体的に回動し、前記扉体４が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では前記補助ウエイト７を分離して前記主ウエイト６のみが回動する。【選択図】図１

Description

本発明は、樋門や水門等の構造物の開口部を水流に応じて自動的に開閉するフラップゲートに関するものである。

従来、樋門や水門等は、排水を行うために河川や湖、海岸等に向けて開口部が設けられているとともに、その開口部には、洪水や高潮等による逆流防止を目的としたゲートが設けられている。このゲートには、管理人の手動により開閉するものも多いが、人件費等の管理コストが高いという問題や開閉作業が危険な場合もあった。

そこで、このような問題を解決するために、水流の変動に応じて自動的に開閉を行うゲートが提案されている。例えば、特開２０１２−５７３２２号公報には、内水側と外水側の合流点の水路の開口端に内外水圧差により揺動する扉体を備えるフラップゲートであって、前記開口端の外側上部に設けられた回転軸と、前記回転軸の下部に設けられた揺動アームと、前記揺動アームに対して所定の角度を持って傾いて該揺動アームに取り付けられた前記扉体と、前記回転軸を挟んで扉体の反対側に設けられ、前記扉体の揺動を調整するためのバランスウェイトと、前記回転軸の外水側に設けられた調整アームと、前記調整アームに移動可能に設けられ、前記扉体の回転モーメントを調整するための調整ウェイトと、前記扉体の内側下部に設けられ、浮心が該扉体の重心に対して内側となるフロートからなるフラップゲートが開示されている（特許文献１）。

このフラップゲートによれば、ゲート全体のモーメントのバランスを微調整でき、扉体が開口端との間に十分な隙間を持つように支持され、低水位の状態でも水位の変動への反応の良好なフラップゲートを提供することができるとされている。

特開２０１２−５７３２２号公報

ところで、既存のゲートは、老朽化等から交換時期に来ているものが多く、上述のとおり、人件費の問題や作業の危険を回避するため、これまでのゲートに代えて新たに自動開閉式のフラップゲートを設置したいというニーズがある。

ただし、特許文献１に記載のフラップゲートを含め、従来のフラップゲートは、図９に示すように、扉体４が上部の回転軸２を中心に前後に揺動して開口部９１を閉塞する構造のため、開口部９１下方の水路底部には、敷き段差１０と呼ばれる段差が必要となる。この敷き段差１０があれば、扉体４の開度（初期開度）がわずかでも、水路と扉体４との隙間が確保され、内水側からのわずかな排水を阻害しない。

しかし、図１０に示すように、敷き段差１０のない既存の水路や、新設であっても水理上の制約により敷き段差１０を設けられない水路では、内水側から外水側への水の流れを阻害しないために、扉体４の初期開度を大きくとる必要がある。

また、強風により扉体とバランスウエイト５とのバランスが崩れ、前記扉体４が前記水路の出口端部にある戸当たりに衝突し、その衝撃によって騒音が生じることや前記扉体４等が破壊してしまうおそれがあり、前記扉体４が戸当たりに強く衝突しないようにできるだけ前記扉体４の初期開度を大きくしたいというニーズもある。

しかし、初期開度を大きくするために単純にバランスウエイト５を内水側に大きく傾けると、図１１に示すように、前記扉体４を全開したくても前記バランスウエイト５が前記水路等の構造物９に当接してしまい充分に開放することができない。また、図１２に示すように、バランスウエイト５を内水側に傾ける量を減らして扉体４等の全体の重心位置と回転軸２の中心位置とを近接させることで、扉体４の初期角度を大きくする位置でバランスを取ることも可能であるが、このバランス状態では、扉体４の動作が不安定となり、風などの外力による影響に左右されやすいという問題がある。また、河川側の水位が徐々に上昇するような場合には、図１３に示すように、水圧により扉体４を閉じる力よりも、前記扉体４開く方向の浮力が大きくなり、開放された状態となって逆流を止められないという問題もある。

本発明は、以上のようなニーズおよびそれに対する問題点を解決するためになされたものであって、扉体の初期開度を大きく保ちつつも安定的なバランスを取ることができるフラップゲートを提供することを目的としている。

本発明に係るフラップゲートは、樋門等の構造物における開口部に対して扉体を開閉させるフラップゲートであって、前記扉体の開閉バランスを調整するバランスウエイトを主ウエイトと補助ウエイトとにより構成し、前記扉体が全閉状態から所定の傾斜角度まで開放される範囲では前記主ウエイトと前記補助ウエイトとが一体的に回動し、前記扉体が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では前記補助ウエイトを分離して前記主ウエイトのみが回動する。

また、本発明の一様態として、前記主ウエイトが、前記扉体を支持する回転軸に設置される主ウエイト支持アームと、この主ウエイト支持アームの先端に支持される主ウエイト本体とから構成されているとともに、前記補助ウエイトが、前記回転軸に対して回動可能に設置される補助ウエイト支持アームと、この補助ウエイト支持アームの先端に支持される補助ウエイト本体とから構成されており、前記主ウエイトと前記補助ウエイトとは、前記補助ウエイト支持アームに設けられた補助ウエイト溝部と、前記主ウエイト支持アームに設けられた前記補助ウエイト溝部に嵌合可能な主ウエイト嵌合部とを嵌め合わせることで一体的に回動可能となり、前記扉体が前記所定の傾斜角度まで開放したときには前記構造物に設けられた補助ウエイトストッパーにより前記補助ウエイトのみの回動を止めることで、前記補助ウエイト溝部と前記主ウエイト嵌合部とを分離させ、前記扉体が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では前記主ウエイトのみが回動するようにしてもよい。

さらに、本発明の一様態として、前記主ウエイトが前記補助ウエイトを分離する所定の傾斜角度として、前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントと、前記主ウエイトおよび前記補助ウエイトの重心の開方向における回転モーメントとが釣り合って静止する前記扉体の初期開度に設定していてもよい。

また、本発明の一様態として、前記主ウエイトが前記補助ウエイトを分離する所定の傾斜角度を前記扉体の初期開度に設定し、前記扉体が全閉状態から前記初期開度まで開放される範囲では、前記主ウエイトおよび前記補助ウエイトを合計した重心の開方向における回転モーメントが前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントより大きくなり、前記扉体が前記初期開度以上に開放された範囲では、前記主ウエイトのみの重心の開方向における回転モーメントが前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントより小さくなるように設定してもよい。

さらに、本発明の一様態として、前記扉体が、揺動アームを介して回転軸に固定されているとともに、前記主ウエイト支持アームが、前記回転軸に対して回動可能に設置されており、前記扉体と前記主ウエイトとは、前記主ウエイト支持アームに設けられた主ウエイト溝部と、前記揺動アームに設けられた前記主ウエイト溝部に嵌合可能な扉体嵌合部とを嵌め合わせることで一体的に回動可能となり、前記扉体が主ウエイトのみを伴って開放されて全開よりも小さい所定の傾斜角度まで開放されたときには前記構造物に設けられた主ウエイトストッパーにより前記主ウエイトの回動を止めて前記主ウエイト溝部と前記扉体嵌合部とを分離させ、前記扉体が前記バランスウエイトによる負荷を受けずに回動するようにしてもよい。

さらにまた、本発明の一様態として、前記補助ウエイトが複数個設けられており、前記扉体が各補助ウエイト毎に設定された傾斜角度を越えて開放されると、順次、前記各補助ウエイトが前記主ウエイトから分離されて、残りの前記補助ウエイトと前記主ウエイトとにより回動するようにしてもよい。

本発明によれば、扉体の初期開度を大きく保ちつつも安定的なバランスを取ることができる。

本発明に係るフラップゲートの第一実施形態を示す側面図である。本第一実施形態のフラップゲートを示す正面図である。本第一実施形態のフラップゲートが全閉した状態を示す側面図である。他の実施形態において補助ウエイトが２個設けられており、扉体が各補助ウエイト毎に設定された傾斜角度を越えて開放されると、順次、前記各補助ウエイトが前記主ウエイトから分離される状態を示す側面図である。本第一実施形態において扉体が初期開度（第一の傾斜角度）以上に傾斜した状態を示す側面図である。本発明に係るフラップゲートの第二実施形態を示す側面図である。本第二実施形態のフラップゲートを示す正面図である。本第二実施形態のフラップゲートが全開した状態を示す側面図である。従来のフラップゲートを敷き段差のある水路に設けた状態を示す側面図である。従来のフラップゲートを敷き段差のない水路に設けた状態を示す側面図である。従来のフラップゲートの初期開度を大きくしたために、バランスウエイトが構造物に当接して扉体が全開しない状態を示す側面図である。従来のフラップゲートの扉体およびバランスウエイトの全体重心位置と回転軸とを近接させ不安定なバランスになった状態を示す側面図である。従来のフラップゲートにおいて外水側から内水側へ水流があるにもかかわらず浮力により扉体が開放している状態を示す側面図である。

以下、本発明に係るフラップゲートの第一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明に係るフラップゲートは、樋門や水門のほか、バルブや防災設備などのように、水路の開閉が必要な開口部を有する全ての構造物に適用しうるものである。また、本第一実施形態ではフラップゲート１Ａを敷き段差１０のない水路に適用しているが、この構成に限定されるものではなく、敷き段差１０のある水路にも適用しうるものである。

本第一実施形態のフラップゲート１Ａは、樋門等の構造物９における開口部９１に対して扉体４を開閉させるものであって、図１および図２に示すように、主として、扉体４上方に回転自在に支持される回転軸２と、この回転軸２に固定されて揺動自在に支持される一対の揺動アーム３，３と、構造物９の開口部９１を開閉可能な扉体４と、この扉体４の開閉バランスを調整するバランスウエイト５と、このバランスウエイト５を構成する補助ウエイト７の回動を停止させる補助ウエイトストッパー８とから構成されている。以下、各構成について詳細に説明する。

回転軸２は、図１および図２に示すように、一対の揺動アーム３，３を介して扉体４を揺動自在に支持するためのものである。本第一実施形態において、回転軸２は、円柱状に形成されており、構造物９の上部に設置された一対の軸受２１，２１によって、略水平方向に回転自在に支持されている。また、回転軸２には、一対の揺動アーム３，３が貫通された状態で固定されている。なお、一対の軸受２１，２１は、図１および図２に示すように、回転軸の両端近傍に設けられ、軸受固定具２２を介して構造物に固定される。

一対の揺動アーム３，３は、図１および図２に示すように、同一形状に形成されており、上端部分に貫通された回転軸２に対して同じ姿勢で固定されている。このため、一対の揺動アーム３，３は、回転軸周りに揺動自在に支持されることとなる。また、各揺動アーム３の下端には、扉体４が取り付けられている。なお、揺動アーム３は、一対のものに限定されるものではなく、揺動アーム３の長さや扉体の重量等に応じて適宜選択されるものである。

扉体４は、構造物９の開口部９１を開閉するためのものであり、図１および図２に示すように、開口部９１を閉塞可能な寸法に形成されている。また、扉体４は、一対の揺動アーム３，３の各下端に固定され、回転軸周りに揺動自在に支持されている。さらに、扉体４の内水側面には、開口部９１に設けられた戸当たり金物と水路下面との水密状態を保持するとともに、前記扉体４が閉じるときの衝撃を緩衝させるための水密ゴム４１が前記扉体４の周縁部に沿って設けられている。

なお、本第一実施形態では、扉体４と揺動アーム３とを別体として形成し、溶接により一体的に固定しているが、この構成に限定されるものではなく、ボルト等によって一体的に固定してもよく、鋳造や鍛造等により一体成形してもよい。

次に、バランスウェイト５は、扉体４の開閉バランスを調整するものであり、主ウエイト６および補助ウエイト７から構成されている。

主ウエイト６は、回転軸２に設置される一対の主ウエイト支持アーム６１，６１と、この一対の主ウエイト支持アーム６１，６１の先端に支持される主ウエイト本体６２とから構成されている。

一対の主ウエイト支持アーム６１，６１は、図１および図２に示すように、同一形状に形成されており、下端部分に貫通された回転軸２に対して同じ姿勢で固定されている。このため、一対の主ウエイト支持アーム６１，６１は、回転軸２周りに揺動自在に支持されることとなる。よって、本第一実施形態における主ウエイト６と、扉体４とは一体的に回動するようになっている。

また、主ウエイト支持アーム６１には、後述する補助ウエイト支持アーム７１に設けられた補助ウエイト溝部７３とを嵌め合わせられることで、補助ウエイト７と一体的な回動を可能とする主ウエイト嵌合部６３が設けられている。本第一実施形態では、図１および図２に示すように、一対の主ウエイト支持アーム６１，６１の上下略中央に貫通するように設けられた棒材により構成されている。

なお、主ウエイト支持アーム６１は、一対のものに限定されるものではなく、主ウエイト支持アーム６１の長さや主ウエイト本体６２の重量等に応じて適宜選択されるものである。また、主ウエイト嵌合部６３の形状は、棒材によるものに限定されるものではなく、所定の作用効果を奏するものであれば突起物等であってもよい。

主ウエイト本体６２は、円柱状に形成された金属により形成されており、その両端にリング状に形成された複数枚の金属片６４を設けることで、重さの調節ができるようになっている。本第一実施形態では、扉体４が所定の傾斜角度以上に開放された範囲において、主ウエイト６全体の重心による回転モーメントが、前記扉体４の重心による回転モーメントより小さくなる重さに調節されている。なお、主ウエイト本体６２の素材や形状は、特に限定されるものではなく、任意の形状でよく、コンクリート製のものや水を貯留させたタンク等から構成されていてもよい。

補助ウエイト７は、図２に示すように、一対の補助ウエイト支持アーム７１，７１と、各々の補助ウエイト支持アーム７１，７１に設けられる一対の補助ウエイト本体７２，７２とから構成されている。また、補助ウエイト７は、扉体４が閉鎖された状態から所定の傾斜角度まで開放される範囲では、主ウエイト６と一体的に回動し、扉体４が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では、主ウエイト６から分離されるようになっている。

各々の補助ウエイト支持アーム７１は、その下端の軸受７５によって回転軸２に対して回動自在に設けられている。このため、補助ウエイト支持アーム７１は、回転軸２周りに自由に回動することができるようになっている。また、補助ウエイト支持アーム７１の上下略中央には、主ウエイト支持アーム６１の主ウエイト嵌合部６３に嵌合しうる補助ウエイト溝部７３が形成されている。補助ウエイト溝部７３に主ウエイト嵌合部６３が嵌め合わされることによって、補助ウエイト７が主ウエイト６の回動動作に追従し、一体的に回動できるようになっている。なお、補助ウエイト溝部７３および主ウエイト嵌合部６３の形状は、特に限定されるものではなく、適宜選択してよい。

補助ウエイト本体７２は、主ウエイト本体６２と同様に、円柱状に形成された金属により形成されており、リング状に形成された複数枚の金属片７４を設けることで、重さの調節ができるようになっている。本第一実施形態では、扉体４が全閉状態から所定の傾斜角度まで開放される範囲において、主ウエイト６と補助ウエイト７とを合計した重心による回転モーメントが、前記扉体４の重心による回転モーメントより大きくなる重さに調節されている。なお、補助ウエイト本体７２の形状や素材は、特に限定されるものではなく、任意の形状でよく、コンクリート製のものや水を貯留させたタンク等から構成されていてもよい。

次に、補助ウエイトストッパー８は、扉体４が所定の傾斜角度まで開放されたときに補助ウエイト７の回動を停止させるものであり、図１および図２に示すように、樋門等の構造物９に設けられている。このときの傾斜角度を以下、第一実施形態では「第一の傾斜角度」という。

本第一実施形態における第一の傾斜角度は、前記扉体４の重心の閉方向における回転モーメントと、前記主ウエイト６および前記補助ウエイト７の重心の開方向における回転モーメントとが釣り合って静止する前記扉体４の初期開度に設定されている。よって、補助ウエイトストッパー８は、扉体４が初期開度まで傾斜したときに、左右それぞれの補助ウエイト７，７と係止して、それ以上前記各補助ウエイト７，７が回動しないようになっている。

なお、初期開度の位置は、扉体４の重心の閉方向における回転モーメントが、主ウエイト６および補助ウエイト７の重心の開方向における回転モーメント以下になるように調節されていれば、各回転モーメントが釣り合って静止する位置に限定されるものではなく、任意に設定することができる。また、補助ウエイト７の回動を停止させる扉体４の第一の傾斜角度と、扉体４の初期開度の位置とは、異なっていてもよい。

また、本第一実施形態における構造物９には、図３に示すように、補助ウエイト７が扉体４の開閉による反動で主ウエイト６から分離されて前方側へ転じて回動し、転倒するのを防止するため、扉体４が全閉状態の位置で前記補助ウエイト７に当接する転倒防止ストッパー１１が設けられている。

また、本第一実施形態では、左右の補助ウエイト７，７が一対のウエイトとして主ウエイト６と一体的に回動し、第一の傾斜角度のときに主ウエイト６から分離されるように構成されているが、これに限定されるものではなく、分離するタイミングをずらしてもよい。例えば、図４に示すように、左右の補助ウエイトストッパー８，８の設置位置を回動方向にずらして各補助ウエイト７，７毎に主ウエイト６から離れる所定の傾斜角度を設定してもよい。これにより、前記扉体４が各補助ウエイト７，７毎に設定された傾斜角度を越えて開放されると、順次、前記各補助ウエイト７，７が前記主ウエイト６から分離されて、残りの前記補助ウエイト７と前記主ウエイト６とにより回動するようになる。

なお、補助ウエイト７の回動を停止させる第一の傾斜角度は、初期開度に限定されるものではなく、任意の傾斜角度にすることができる。また、補助ウエイト７および補助ウエイトストッパー８の数等は、２つに限定されるものではなく、１つでもよく、３つ以上であってもよい。

次に、本第一実施形態のフラップゲート１Ａにおける各構成の作用について説明する。

まず、扉体４が水流の影響を受けない状態では、図１に示すように、回転軸２に対して、扉体４等の重心の閉方向における回転モーメントと、主ウエイト６および補助ウエイト７からなるバランスウェイト５の重心の開方向における回転モーメントとが釣り合う、いわゆる初期開度の位置で、扉体４が静止している。この初期開度が、主ウエイト６および補助ウエイト７の両方の重量によって大きく開口できているため、扉体４と水路底面との隙間を大きく保つことができる。これにより、水深の浅い場合であっても、水流が扉体４に干渉することなく外水側へ排水することができる。

また、初期開度でバランスしている状態において、外水側から風が吹いた場合、扉体４は風力により閉まろうとする。しかし、この初期開度から全閉になるまでは、主ウエイト６と補助ウエイト７とが一体的に回動するため、前記主ウエイト６および前記補助ウエイト７を合計した重心の開方向における回転モーメントが前記扉体４の重心の閉方向における回転モーメントより大きくなり、前記扉体４は簡単には閉まらず、所望の初期開度を保つことができる。

次に、図５に示すように、内水側から外水側へと水が流れて水位が上昇し、扉体４が水圧と浮力を受けると、扉体４は回転モーメントにより第一の傾斜角度よりも大きく傾斜する。このとき、構造物９に設けられた補助ウエイトストッパー８が補助ウエイト７に当接して回動を停止させることにより、補助ウエイト溝部７３から主ウエイト嵌合部６３が離れる。

つまり、扉体４が第一の傾斜角度以上に開放される範囲では、補助ウエイト７が分離されて主ウエイト６のみが扉体４と一緒に回動する。扉体４は主ウエイト６のみの開方向の回転モーメントを受けるため、バランスウエイト５全体の場合よりも開方向の回転モーメントが小さくなる。よって、主ウエイト６の開方向の回転角度が小さくなるため、主ウエイト６が構造物９に当接することを抑制することができる。また、河川側の水位が徐々に上昇するような場合においても、扉体４による閉方向の回転モーメントが大きく、前記扉体４開く方向の浮力で開放された状態になりづらくなり、逆流を止め易くなる。

なお、内水側から外水側へと水が流れる水量が減って扉体４が初期開度まで閉まると、主ウエイト嵌合部６３が補助ウエイト溝部７３に嵌合し、主ウエイト６と補助ウエイト７とは、再び、一体的に回動する。

次に、外水側から内水側へと水が流れて扉体４を押圧する場合、当該扉体４は、閉まる方向へ回動し、その傾斜角度は初期開度よりも小さくなる。このような扉体４が初期開度（第一の傾斜角度）から全閉する範囲までは、主ウエイト６と補助ウエイト７とは一体的に回動する。よって、主ウエイト６だけの場合よりも補助ウエイト７が加わる荷重により扉体４はゆっくり閉鎖方向へ回動し、一方、扉体４が閉まるにつれてバランスウエイト５による開放方向の回転モーメントが小さくなるので、図３に示すように当該扉体４を全閉することができる。

以上のような本第一実施形態のフラップゲート１Ａによれば、以下の効果を得ることができる。
１．バランスウエイト５として主ウエイト６とともに補助ウエイト７を設けることにより扉体４の初期開度を大きくすることができるため、敷き段差１０のない樋門等においても充分に大きな開口を確保できて流水することができる。
２．バランスウエイト５として主ウエイト６に補助ウエイト７を加えたため、初期開度を保持する力が強く、突風や高波によって扉体４が開口部９１に衝突するのを抑制することができる。
３．扉体４の開閉位置に応じてバランスウエイト５の重さを自動的に変更できるので、前記扉体４の開閉速度や開閉力を適宜調整することが可能となり、開閉動作をスムーズに行うことができる。

次に、本発明に係るフラップゲートの第二実施形態について図面を用いて説明する。なお、本第二実施形態のフラップゲート１Ｂのうち、上述した第一実施形態の構成と同等または相当する構成については、再度の説明を省略する。

本第二実施形態のフラップゲート１Ｂの特徴は、第一実施形態の構成のうち、扉体４が全開に近い所定の傾斜角度に開いたときに、扉体４から主ウエイト６を分離して当該扉体４のみにより回動する点にある。具体的には、本第二実施形態のフラップゲート１Ｂにおける一対の主ウエイト支持アーム６１，６１は、その下端の軸受６６によって回転軸２に対して回動可能に設置されている。また、図６および図７に示すように、揺動アーム３および主ウエイト支持アーム６１，６１には、後述する扉体嵌合部３１と嵌合可能な主ウエイト溝部６５が設けられている。

また、本第二実施形態における扉体４を支持している揺動アーム３，３には、図７に示すように、各揺動アーム３，３に架設されるように設けられた棒材からなる扉体嵌合部３１が設けられており、前記主ウエイト溝部６５と嵌合可能な寸法に形成されている。なお、扉体嵌合部３１および主ウエイト溝部６５の形状は、特に限定されるものではなく、適宜選択してよい。

さらに、本第二実施形態における構造物９には、図６に示すように、所定の開度において主ウエイト６を伴う回動を停止するための主ウエイトストッパー１２が設けられている。この主ウエイトストッパー１２は、扉体４が主ウエイト６のみを伴って回動し、全開よりも小さい所定の傾斜角度まで前記扉体４が開放されたとき、主ウエイト６に当接してそれ以上回動しないように支持する。このときの扉体４の傾斜角度を本第二実施形態では第二の傾斜角度と呼ぶ。よって、扉体４が第二の傾斜角度まで開放されたときに、扉体嵌合部３１を主ウエイト溝部６５から分離させる。第二の傾斜角度をどの位置に設定するかは、特に限定されるものではないが、本第二実施形態では、扉体４が全開する手前に設けることが好ましく、これにより主ウエイト６が構造物９に当接するのを防止できる。

次に、本第二実施形態のフラップゲート１Ｂにおける各構成の作用について説明する。

本第二実施形態のフラップゲート１Ｂでは、扉体４が全閉位置から第一の傾斜角度（初期開度）まで開く範囲においては、主ウエイト６および補助ウエイト７とともに一体的に回動する。次に、扉体４が第一の傾斜角度（初期開度）から第二の傾斜角度まで開く範囲においては、補助ウエイト７が分離されており、主ウエイト６のみの重量によって扉体４は回動する。したがって、全閉位置から前記第二の傾斜角度までは、扉体嵌合部３１が主ウエイト溝部６５に嵌った状態にあり、扉体４は主ウエイト６と一体的に回動する。

次に、扉体４が第二の傾斜角度から全開位置までの範囲で回動する場合、図８に示すように、主ウエイトストッパー１２が主ウエイト６に当接してその回動を止め、扉体嵌合部３１が主ウエイト溝部６５から離れる。したがって、前記扉体４が内水側からの排水による水圧で第二の傾斜角度以上まで開放されても、前記バランスウエイト５に水圧による過負荷を及ぼさない。

以上、本第二実施形態のフラップゲート１Ｂによれば、扉体４が全開する手前である第二の傾斜角度を越えて開いたときに、前記扉体４から主ウエイト６を分離させて当該主ウエイト６が構造物９に当接しないように保持し、前記扉体４のみで全開することができる。

なお、本発明に係るフラップゲートは、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、図示しないが、扉体４に任意の浮力を生じさせるフロートを設けて、扉体４にかかる浮力を調節するようにしてもよい。

１Ａ，１Ｂフラップゲート
２回転軸
３揺動アーム
４扉体
５バランスウェイト
６主ウエイト
７補助ウエイト
８補助ウエイトストッパー
９構造物
１０敷き段差
１１転倒防止ストッパー
１２主ウエイトストッパー
２１軸受
２２軸受固定具
３１扉体嵌合部
４１水密ゴム
６１主ウエイト支持アーム
６２主ウエイト本体
６３主ウエイト嵌合部
６４金属片
６５主ウエイト溝部
６６軸受
７１補助ウエイト支持アーム
７２補助ウエイト本体
７３補助ウエイト溝部
７４金属片
７５軸受
９１開口部

Claims

樋門等の構造物における開口部に対して扉体を開閉させるフラップゲートであって、
前記扉体の開閉バランスを調整するバランスウエイトを主ウエイトと補助ウエイトとにより構成し、前記扉体が全閉状態から所定の傾斜角度まで開放される範囲では前記主ウエイトと前記補助ウエイトとが一体的に回動し、前記扉体が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では前記補助ウエイトを分離して前記主ウエイトのみが回動する、前記フラップゲート。
前記主ウエイトが、前記扉体を支持する回転軸に設置される主ウエイト支持アームと、この主ウエイト支持アームの先端に支持される主ウエイト本体とから構成されているとともに、
前記補助ウエイトが、前記回転軸に対して回動可能に設置される補助ウエイト支持アームと、この補助ウエイト支持アームの先端に支持される補助ウエイト本体とから構成されており、
前記主ウエイトと前記補助ウエイトとは、前記補助ウエイト支持アームに設けられた補助ウエイト溝部と、前記主ウエイト支持アームに設けられた前記補助ウエイト溝部に嵌合可能な主ウエイト嵌合部とを嵌め合わせることで一体的に回動可能となり、
前記扉体が前記所定の傾斜角度まで開放したときには前記構造物に設けられた補助ウエイトストッパーにより前記補助ウエイトのみの回動を止めることで、前記補助ウエイト溝部と前記主ウエイト嵌合部とを分離させ、前記扉体が前記所定の傾斜角度以上に開放された範囲では前記主ウエイトのみが回動する、請求項１に記載のフラップゲート。
前記主ウエイトが前記補助ウエイトを分離する所定の傾斜角度として、前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントと、前記主ウエイトおよび前記補助ウエイトの重心の開方向における回転モーメントとが釣り合って静止する前記扉体の初期開度に設定している、請求項１または請求項２に記載のフラップゲート。
前記主ウエイトが前記補助ウエイトを分離する所定の傾斜角度を前記扉体の初期開度に設定し、前記扉体が全閉状態から前記初期開度まで開放される範囲では、前記主ウエイトおよび前記補助ウエイトを合計した重心の開方向における回転モーメントが前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントより大きくなり、前記扉体が前記初期開度以上に開放された範囲では、前記主ウエイトのみの重心の開方向における回転モーメントが前記扉体の重心の閉方向における回転モーメントより小さくなるように設定している、請求項１または請求項２に記載のフラップゲート。
前記扉体が、揺動アームを介して回転軸に固定されているとともに、前記主ウエイト支持アームが、前記回転軸に対して回動可能に設置されており、
前記扉体と前記主ウエイトとは、前記主ウエイト支持アームに設けられた主ウエイト溝部と、前記揺動アームに設けられた前記主ウエイト溝部に嵌合可能な扉体嵌合部とを嵌め合わせることで一体的に回動可能となり、
前記扉体が主ウエイトのみを伴って開放されて全開よりも小さい所定の傾斜角度まで開放されたときには前記構造物に設けられた主ウエイトストッパーにより前記主ウエイトの回動を止めて前記主ウエイト溝部と前記扉体嵌合部とを分離させ、前記扉体が前記バランスウエイトによる負荷を受けずに回動する、請求項１から請求項４のいずれかに記載のフラップゲート。
前記補助ウエイトが複数個設けられており、前記扉体が各補助ウエイト毎に設定された傾斜角度を越えて開放されると、順次、前記各補助ウエイトが前記主ウエイトから分離されて、残りの前記補助ウエイトと前記主ウエイトとにより回動する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のフラップゲート。