(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体の昇降時に円滑に動くことにより止水にムラが生じない弁を提供する。【解決手段】垂直部１４および水平部１６を有するＴ字管１２と、垂直部の内部に配置される弁体２２とを備え、垂直部の呑口管側の水平部に隣接した個所に、中央に開口がある弁座１８が設けられ、弁体が、上端と下端が開口し、垂直部の内径とほぼ同じ外径をもつほぼ円筒形の外管２４と、外管の内面との間に空間が形成されるように外管の内部に配置され、端部が前記外管の開口に接続され、上端が弁棒３８に接続される内管２６とを有し、外管の外面が、下方に向かって垂直線に対して外管の内方にテーパするように形作られ、外管が収納される垂直部の内面もテーパが付けられており、弁体２２を下降させて弁座１８に着座させると止水状態になり、内管の端部が吐口管と連通するように構成されている。【選択図】図１
2020197250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪管式水平水閘に設置される弁であって、
保護管の下部に接続される垂直部、および前記垂直部の下部に前記垂直部と連通するように配置され、一端が呑口管に他端が吐口管にそれぞれ接続される
水平部を有するＴ字管と、
前記垂直部の内部に配置される弁体とを備え、
前記垂直部の前記呑口管側の前記水平部に隣接した個所に、中央に開口がある弁座が設けられ、
前記弁体が、上端と下端が開口し、前記垂直部の内径とほぼ同じ外径をもつほぼ円筒形の外管と、前記外管の内面との間に空間が形成されるように前記外管の内部に配置され、端部が前記外管の開口に接続され、上端が弁棒に接続される内管とを有し、
前記外管の外面が、下方に向かって垂直線に対して前記外管の内方に角度γをなしてテーパするように形作られ、前記外管が収納される前記垂直部の内面も、角度γのテーパが付けられており、
前記弁体を下降させて前記外管を前記弁座に着座させると止水状態になり、前記内管の前記端部が前記吐口管と連通するように構成されていることを特徴とする弁。
【請求項２】
前記角度γが１０°以下であることを特徴とする請求項１に記載された竪管式水平水閘に設置される弁。
【請求項３】
前記外管の前記開口の周囲の外面にＯ‐リングが取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載された竪管式水平水閘に設置される弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪管式水平水閘に設置される弁に関する。より詳細には、本発明は、弁体の昇降時に円滑に動くことにより止水にムラが生じない弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
農地の排水方法として、地中に暗渠を埋設して排水路とする暗渠排水が広く普及しており、農地の水位を調整する設備として、水閘が知られている。図１０は、竪管式水平水閘と呼ばれる水閘の一例を示した図である。図１０に示される竪管式水平水閘では、下端に弁が取り付けられた弁棒が、保護管内に配置されており、保護管の下端に配置されたＴ字管の一方（下流側）に吐口管が取り付けられ、他方（上流側）に呑口管が取り付けられている。そして、春季から秋季にかけては、弁を閉鎖して止水状態にし（図１０（ａ）参照）、秋の収穫時や冬季間には、弁を開放して排水状態にする（図１０（ｂ）参照）ことによって、農地の給排水を管理するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の竪管式水平水閘に設置される弁は一般的に、弁棒の周囲にゴム製ガイドを取り付けた型式（図１０（ｄ）参照）のものであるため、弁体の昇降時に円滑に動かずにがたつきがちであり、これにより止水にムラが生じ、弁体自体が浮上するおそれもあった。
【０００４】
本発明は、従来技術における竪管式水平水閘に設置される弁の上述のような課題を克服すべく開発されたものであって、弁体の昇降時に円滑に動くことにより止水にムラが生じない弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の竪管式水平水閘に設置される弁は、保護管の下部に接続される垂直部、および前記垂直部の下部に前記垂直部と連通するように配置され、一端が呑口管に他端が吐口管にそれぞれ接続される水平部を有するＴ字管と、前記垂直部の内部に配置される弁体とを備え、前記垂直部の前記呑口管側の前記水平部に隣接した個所に、中央に開口がある弁座が設けられ、前記弁体が、上端と下端が開口し、前記垂直部の内径とほぼ同じ外径をもつほぼ円筒形の外管と、前記外管の内面との間に空間が形成されるように前記外管の内部に配置され、端部が前記外管の開口に接続され、上端が弁棒に接続される内管とを有し、前記外管の外面が、下方に向かって垂直線に対して前記外管の内方に角度γをなしてテーパするように形作られ、前記外管が収納される前記垂直部の内面も、角度γのテーパが付けられており、前記弁体を下降させて前記外管を前記弁座に着座させると止水状態になり、前記内管の前記端部が前記吐口管と連通するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項２に記載の竪管式水平水閘に設置される弁は、前記請求項１の弁において、前記角度γが１０°以下であることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項３に記載の竪管式水平水閘に設置される弁は、前記請求項１又は２の弁において、前記外管の開口の周囲の外面にＯ‐リングが取り付けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外管２４を垂直部１４の内径とほぼ同じ外径をもつ円筒形に形成したことにより、弁体２２の昇降時のがたつきを回避することができる。また、外管２４の外面および垂直部１４の内面に、角度γのテーパを設けたことにより、止水時において弁体２２が垂直部１４内に確実に収納され、これにより止水性を向上させることができる。また、上述のように角度γのテーパが設けられた外管２４の開口２４ｂの周囲の外面にＯ‐リング３２を取り付けたことにより、Ｏ‐リング３２の密着性が高められ、確実に漏水防止をすることができる。さらに、本発明の弁は、合成樹脂材料で形成され、弁体２２の外管２４と内管２６との間に空間が設けられているので、全体として軽量であり、操作が容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る弁が止水位置にある状態を示した断面図である。
【図２】図１の弁を構成するＴ字管の外観を示した斜視図である。
【図３】図３（ａ）はＴ字管の正面図、図３（ｂ）はＴ字管の平面図、図３（ｃ）はＴ字管の右側面図、図３（ｄ）はＴ字管の左側面図である。
【図４】図４（ａ）は図３（ｂ）の線４ａ‐４ａに沿って見た断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の線４ｂ‐４ｂに沿って見た断面図である。
【図５】図１の弁を構成する弁体の外観を示した斜視図である。
【図６】図６（ａ）は弁体の正面図、図６（ｂ）は弁体の平面図、図６（ｃ）は弁体の左側面図、図６（ｄ）は弁体の右側面図である。
【図７】図７（ａ）は図６（ｂ）の線７ａ‐７ａに沿って見た断面図、図７（ｂ）は図６（ｂ）の線７ｂ‐７ｂに沿って見た断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）の部分７ｃの拡大図、図７（ｄ）は図１の部分７ｄの拡大図である。
【図８】弁体の分解斜視図である。
【図９】弁が設置された竪管式水平水閘を示した模式図である。
【図１０】従来の竪管式水平水閘の一例を示した模式図であって、図１０（ａ）は止水状態を示した図、図１０（ｂ）は排水状態を示した図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の部分１０ｃの拡大図、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）の線１０ｄ‐１０ｄに沿って見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る竪管式水平水閘に設置される弁（以下、単に「弁」という）について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る弁が止水位置にある状態を示した断面図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る弁は、Ｔ字管１２と、Ｔ字管１２の垂直部１４の内部に配置される弁体２２とを備えている。
【００１１】
図２は、Ｔ字管１２の外観を示した斜視図である。Ｔ字管１２は、円筒形の垂直部１４と、垂直部１４の下部に配置された円筒形の水平部１６とを有しており、「Ｔ」を逆さにした正面形状を呈している。垂直部１４と水平部１６は、Ｔ字管１２の断面を図示した図４（ａ）に示されるように、互いに連通している。
【００１２】
垂直部１４には、呑口管側の水平部１６に隣接した個所に、弁座１８が設けられている。弁座１８は、図４（ｂ）に最も良く示されるように、下部が切除されたリング形状に形作られており、呑口管側の水平部１６の端部上端１６ａから下方に向けて、水平面に対して垂直部１４の内方に角度αをなすように傾斜して配置されている。ここで、垂直部１４の「内方」とは、垂直部１４の中心の方向を意味する。なお、参照符号２０は、補強用のリブを示している。
【００１３】
図４（ｂ）を参照して、弁座１８の形状についてより詳細に説明すると、弁座１８は、外周１８ａおよび内周１８ｂを有し、中央が開口１８ｃしたリング形状に形作られており、リング形状の中心１８ｄから下方に中心角βをなすように両方向にそれぞれ延ばした線と外周１８ａとの交点１８ｅが弁座１８の下端となるように下部が切除されている。弁座１８の外周１８ａは、垂直部１４の内面１４ａに固定されている。
【００１４】
呑口管を介して給水されると、水は開口１８ｃから弁１０に流入するが、弁座１８の外周１８ａが垂直部１４の内面１４ａに固定されているので、弁１０は、水圧に有効に抗することができる。また、弁座１８の下部が切除されているため、水に含まれるゴミが垂直部１４の下面１４ｂや弁座１８などに絡みついて溜まるのを回避することができる（後述するように、止水時に弁体２２が弁座１８に着座するが、弁座１８の下部が切除されていないと、ゴミが弁座１８に絡みつき、弁体２２の弁座１８への着座が不十分になり、これにより止水が不完全になるおそれがある）。
【００１５】
弁座１８の傾斜角度αは、弁体２２が弁座１８に確実に着座するように選定されている（角度αが小さすぎると、弁体２２の支持が不十分になるおそれがあり、角度αが大きすぎると、垂直管１４の下部の空間が狭くなるため、後述する弁体２２の内管２６の吐口管側の水平部１６への接続が難しくなる）。本発明者の行った種々の実験によれば、好ましい角度αは５５°〜７５°であり、最も好ましい角度αは６０°〜７０°である。
【００１６】
弁座１８の下部の切除範囲を規定する中心角βは、ゴミの絡みつきを排除し、かつ、弁体２２を確実に支持することができるように選定されている（中心角βが小さすぎると、ゴミが絡みつく可能性が大となり、中心角βが大きすぎると、弁体２２の支持が不十分になるおそれがある）。本発明者の行った種々の実験によれば、好ましい中心角βは９０°〜１１５°であり、最も好ましい中心角βは９５°〜１１０°である。
【００１７】
垂直部１４の下部には、吐口管側の水平部１６に隣接した個所に、開口１４ｃが設けられている。開口１４ｃは、詳細には後述するように、弁体２２の内管２６の水平管２６ｂの端部２６ｂ１に接続されており、内管２６から吐口管への排水の際の通路となる。
【００１８】
図５は、弁体２２の外観を示した斜視図、図８は、弁体２２の分解斜視図である。弁体２２は、外管２４と、外管２４の内部に配置される内管２６とを有している。
【００１９】
外管２４は、全体として円筒形の形状を有しており、上端と下端が開口している。外管２４の外径は、Ｔ字管１２の垂直部１４の内部に収納できるように、垂直部１４の内径とほぼ同じになるように選定されている。
【００２０】
外管２４の外面は、下方に向かって、垂直線に対して外管２４の内方に角度γをなしてテーパするように形作られている。換言すると、外管２４の外面は、下方に向かって角度γだけ幅狭になっている（図６（ａ）参照）。外管２４が収納される垂直部１４の内面も、外管２４の外面のテーパに適合するように、角度γのテーパが付けられている（図４（ａ）参照）。ここで、外管２４の「内方」とは、外管２４の中心の方向を意味する。外管２４の外面および垂直部１４の内面に、このようなテーパを設けたことにより、止水時において弁体２２が垂直部１４内に確実に収納され、これにより弁体２２のがたつきを防止することができる。
【００２１】
テーパの角度γは、弁１０の止水位置において弁体２２が垂直部１４内に確実に収納できるように選定されている（角度γが大きすぎると、弁体２２が収納される垂直部１４内の空間が狭くなるので、好ましくない）。本発明者の行った種々の実験によれば、好ましい角度γは１０°以下であり、最も好ましい角度γは３°以下である。
【００２２】
外管２４の０度の位置（図６（ｂ）に示されるような呑口管が接続される位置）の下部は、弁座１８の傾斜角度αに合致するような角度に切除２４ａされている。これにより、弁体２２を弁座１８に確実に着座させることができ、水圧が不十分なときでも良好な止水を達成することができる。
【００２３】
外管２４の１８０度の位置（図６（ｂ）に示されるような吐口管が接続される位置）には、内管２６の水平管２６ｂの端部２６ｂ１に接続される開口２４ｂが設けられている。また、外管２４の１８０度の位置の下部は、弁体２２が弁座１８に着座した際に垂直部１４の下部の内面１４ｂに合致するような形状２４ｃに形作られている。
【００２４】
外管２４の９０度の位置（図６（ｂ）参照）の下部は、弁体２２が弁座１８に着座した際に垂直部１４の下部の内面１４ｂに合致するような形状２４ｄに形作られている。また、外管２４の１８０度の位置（図６（ｂ）参照）の下部も、９０度の位置の下部と同様に、弁体２２が弁座１８に着座した際に垂直部１４の下部の内面１４ｂに合致するような形状２４ｄに形作られている。
【００２５】
内管２６は、弁体２２の分解斜視図である図８に示されるように、全体としてＬ形の円筒管であり、垂直管２６ａと、垂直管２６ａの底部に垂直管２６ａと連通するように延びた水平管２６ｂとを有し、垂直管２６ａの上端２６ａ１と水平管２６ｂの端部２６ｂ１は開口している。内管２６は、その中心軸線ｘが外管２４の中心軸線ｘと実質的に同一になり、かつ、水平管２６ｂの端部２６ｂ１が外管２４の開口２４ｂに位置し、外管２４との間に空間が形成されるように外管２４内に固定されている。内管２６の外管２４への固定は、複数枚（図では４枚）の取付板２８によって行われる。
【００２６】
なお、内管２６の垂直管２６ａの上端２６ａ１が外管２４の上方に突出しているように図示されているが（例えば、図６（ａ）参照）、後述するように垂直管２６ａ内への弁棒３８の取り付けのし易さを考慮したものであり、本願発明の必須の構成ではない。
【００２７】
呑口管から流入した水は、外管２４と内管２６との間の空間を通して上昇するとともに、内管２６の水平管２６ｂの下方空間に流入する。内管２６の水平管２６ｂの下方空間に流入した水は、外管２４の内面に衝突して拡散するが、このような水の拡散を防止して一方向に流れるようにするため、好ましくは、内管２６の水平管２６ｂの下面外側に水流方向に沿うように、複数枚（図６（ｄ）及び図７（ｂ）では３枚）の整流板３０が取り付けられている。整流板３０は、水圧に抗することができるように、上縁が水平管２６ｂの下面に固定され、先縁が外管２４の内面に固定されている。
【００２８】
整流板３０を取り付けたことにより、呑口管から水平管２６ｂの下方空間に流入した水は、水流方向に沿って流れた後に上昇するが、拡散しないため一定の流速を保持することができるので、水平管２６ｂの下方空間にゴミが溜まるのを防止することができる。
【００２９】
弁体２２の外管２４の開口２４ｂの周囲の外面には、Ｏ‐リング３２が取り付けられている。すなわち、湾曲したリング状の取付片３２ａの外周の溝にＯ‐リング３２を配置し、外管２４の開口２４ｂの周囲に設けられた凹部２４ｅに取付片３２ａを嵌め込むことにより、Ｏ‐リング３２が取り付けられている（図７（ｃ）参照）。そして、弁体２２を下降させて外管２４の呑口管側の下部２４ａを弁座１８に着座させると止水状態になり、内管２６の水平管２６ｂの端部２６ｂ１が開口２４ｂを介して吐口管と連通するようになっている。なお、Ｏ‐リング３２が取り付けられる外管２４の外面にテーパが設けられ、Ｏ‐リング３２が接触する垂直部１４の内面にもテーパが設けられているので、Ｏ‐リング３２の密着性が高められ、確実に漏水防止をすることができる。
【００３０】
Ｏ‐リング３２を設けたことにより、内管２６の水平管２６ｂから吐口管を通して排出される水が水平部１６と外管２４との間の隙間から漏出することがなくなる（図７（ｄ）参照）。
【００３１】
なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示される参照符号３４は、後述する弁棒３８を垂直管２６ａの上端に取り付ける際に弁棒３８が垂直管２６ａ内に入り過ぎないようにするためのストッパを表している。
【００３２】
図９は、弁１０が設置された竪管式水平水閘を示した模式図である。Ｔ字管１２の垂直部１４の上端には、保護管３６が接続されており、弁体２２の垂直管２６ａの上端には、弁棒３８が取り付けられている。Ｔ字管１２の一方（上流側）の水平部１６は、呑口管および接続ソケットを介して暗渠排水管に接続されており、Ｔ字管１２の他方（下流側）の水平部１６は、吐口管に接続されている。弁棒３８の上半部には、複数の水位調整孔３８ａが設けられているとともに、弁棒３８の外径と略同じ内径を有する水位調整カラー３８ｂが嵌め込まれており、水位調整カラー３８ｂを上下動させて水位調整孔３８ａを露出／閉鎖することにより、水位を調整するようになっている。なお、このような水位調整機構は、公知の手段である。
【００３３】
本発明の弁１０のＴ字管１２および弁体２２の各構成部分は、塩化ビニル等の合成樹脂材料で形成されている。
【００３４】
以上のように構成されている弁１０が設置された竪管式水平水閘の使用法について、主として図９を参照して説明する。春季から秋季にかけての止水状態においては、弁棒３８を下降させて弁体２２を弁座１８に着座させる。その際、外管２４が垂直部１４の内径とほぼ同じ外径をもつ円筒形に形成されているので、弁体２２の昇降時のがたつきを回避することができるとともに、外管２４の外面および垂直部１４の内面に角度γのテーパが設けられているので、止水時において弁体２２が垂直部１４内に確実に収納され、良好な止水性が得られる。また、角度γのテーパが設けられた外管２４の開口２４ｂの周囲の外面にＯ‐リング３２が取り付けられているので、Ｏ‐リング３２の密着性が高められ、確実に漏水防止をすることができる。
【００３５】
農地が所望の水位になるように弁棒３８の水位調整カラー３８ｂを上下動させておく。すると、呑口管から流入した水は、外管２４と内管２６との間の空間を通して、水位調整カラー３８ｂの上端まで上昇する。水位調整カラー３８ｂの上端まで上昇した水は、弁棒３８の水位調整孔３８ａから内管２６に流入し、吐口管を介して排出される。これにより、農地が常に所望の水位に維持されるようになっている。
【００３６】
なお、弁座１８の下部が切除されているため、流入する水に含まれるゴミが垂直部１４の下面１４ｂなどに絡みついて溜まるのを回避することができる。また、整流板３０を取り付けたため、呑口管から流入する水が拡散せずに一定の流速を保持することができるので、水平管２６ｂの下方空間にゴミが溜まるのを防止することができる。
【００３７】
収穫期や冬季などの排水状態においては、弁体２２を上昇させて、弁１０を開放する。すると、呑口管から流入した水は、そのまま吐口管に流れて排出される。
【００３８】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３９】
たとえば、上述の水位調整機構は例示的なものであり、他の適当な水位調整機構を用いてもよい。また、各構成要素の細部の形状や寸法も一例として示したものにすぎない。
【符号の説明】
【００４０】
１０  弁
１２  Ｔ字管
１４  垂直部
１４ａ  内面
１４ｂ  下面
１４ｃ  開口
１６  水平部
１８  弁座
１８ａ  外周
１８ｂ  内周
１８ｃ  開口
１８ｄ  中心
１８ｅ  下端
２０  リブ
２２  弁体
２４  外管
２６  内管
２６ａ  垂直管
２６ｂ  水平管
２８  取付板
３０  整流板
３２  Ｏ‐リング
３４  ストッパ
３６  保護管
３８  弁棒
３８ａ  水位調整孔
３８ｂ  水位調整カラー
【図１】
2020197250.tif 000003
【図２】
2020197250.tif 000004
【図３】
2020197250.tif 000005
【図４】
2020197250.tif 000006
【図５】
2020197250.tif 000007
【図６】
2020197250.tif 000008
【図７】
2020197250.tif 000009
【図８】
2020197250.tif 000010
【図９】
2020197250.tif 000011
【図１０】
2020197250.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月24日(2019.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪管式水平水閘に設置される弁であって、
保護管の下部に接続される垂直部、および前記垂直部の下部に前記垂直部と連通するように配置され、一端が呑口管に他端が吐口管にそれぞれ接続される水平部を有するＴ字管と、
前記垂直部の内部に配置される合成樹脂材料製の弁体とを備え、
前記垂直部の前記呑口管側の前記水平部に隣接した個所に、中央に開口がある弁座が設けられ、
前記弁体が、上端と下端が開口し、前記垂直部の内径とほぼ同じ外径をもつほぼ円筒形の外管と、前記外管の内面との間に空間が形成されるように前記外管の内部に配置され、端部が前記外管の開口に接続され、上端が弁棒に接続される内管とを有し、
前記外管の外面が、下方に向かって垂直線に対して前記外管の内方に角度γをなしてテーパするように形作られ、前記外管が収納される前記垂直部の内面も、角度γのテーパが付けられており、
前記外管の前記開口の周囲の外面にＯ‐リングが取り付けられており、
前記弁体を下降させて前記外管を前記弁座に着座させると止水状態になり、前記内管の前記端部が前記吐口管と連通するように構成されていることを特徴とする弁。
【請求項２】
前記角度γが１０°以下であることを特徴とする請求項１に記載された竪管式水平水閘に設置される弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本願請求項１に記載の竪管式水平水閘に設置される弁は、保護管の下部に接続される垂直部、および前記垂直部の下部に前記垂直部と連通するように配置され、一端が呑口管に他端が吐口管にそれぞれ接続される水平部を有するＴ字管と、前記垂直部の内部に配置される合成樹脂材料製の弁体とを備え、前記垂直部の前記呑口管側の前記水平部に隣接した個所に、中央に開口がある弁座が設けられ、前記弁体が、上端と下端が開口し、前記垂直部の内径とほぼ同じ外径をもつほぼ円筒形の外管と、前記外管の内面との間に空間が形成されるように前記外管の内部に配置され、端部が前記外管の開口に接続され、上端が弁棒に接続される内管とを有し、前記外管の外面が、下方に向かって垂直線に対して前記外管の内方に角度γをなしてテーパするように形作られ、前記外管が収納される前記垂直部の内面も、角度γのテーパが付けられており、前記外管の前記開口の周囲の外面にＯ‐リングが取り付けられており、前記弁体を下降させて前記外管を前記弁座に着座させると止水状態になり、前記内管の前記端部が前記吐口管と連通するように構成されていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】