(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路上に回転軸を水路方向と交叉状に横架し、この回転軸から水路内の下流側へ延びる一体回動状のアーム下端にゲートを、同ゲートの上流側における水位の上昇に応じて水路の開閉方向に揺動可能に配設すると共に、回転軸にバランス要素を一体回動状に備え、バランス要素は、回転軸心を経て同回転軸心の上流側と下流側の間をガイド部に沿い移動可能な移動体を有し、このガイド部は、前記下流側の一端よりも前記上流側の他端が上位にある略凹曲状に形成していて、ゲート上流側の水位が自動的に一定に保たれるように、ゲート上流側の水圧の増減に応答して揺動するゲートの揺動動作を、このゲートの揺動動作に応じたバランス要素の揺動動作に追従して自重で前記略凹曲状のガイド部に沿い移動する移動体の重心移動により高応答性が付与された状態で行なわれるように形成してあることを特徴とする水路用自動水位調整ゲート。
【請求項２】
バランス要素が、同要素の略中間部を回転軸に一体回動状に取り付け固定されていて、移動体としての可動錘体をガイド部に沿い移動可能に備えていることを特徴とする請求項１記載の水路用自動水位調整ゲート。
【請求項３】
バランス要素が、同要素の略中間部を回転軸に一体回動状に取り付け固定されていて、移動体としての流体をガイド部に沿い流動可能に中空状の内部に封入していることを特徴とする請求項１記載の水路用自動水位調整ゲート。
【請求項４】
移動体の移動範囲をストッパーで適宜調整可能にしてあることを特徴とする請求項２記載の水路用自動水位調整ゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水路用自動水位調整ゲートに関し、さらに詳しくは、分水路と通じている主水路における分水口の下流側に配設されて、分水路に至る水位を一定に自動調整して働く有用な水路用自動水位調整ゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、放水された農業用水を主水路から分水路に分水する場合、分水路には一定の水量が安定して分水されるのが望ましい。
この点、従来は、分水路の下流側におけるゲートを適時開閉して調整しているが、ゲートの開閉を電動モータや人力で行なっているために、電動モータで開閉するものにおいても、電動モータのＯＮ・ＯＦＦ操作を人手に頼ることで行なっており、しかも、電気を確保できることが条件であることは言うまでも無い。また、ゲートの開閉は、水路を流れる水量に応じて適確にタイミング良く行なわれる必要があり、作業者による監視が必要であるものの、人的確保は殆ど困難であるのが現状である。
そのため、分水路への給水は、水量が安定していないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、第１には、ゲートに、水路内の水圧（水位）の増減に対する即応性を備えることで、水路内におけるゲート上流側の水位をほぼ一定の高さに自動調整可能な水路用自動水位調整ゲートを、第２には、さらに、水位を現場で簡単且つ無段階に微調整可能である水路用自動水位調整ゲートを、第３には、さらに、水位を現場で簡単且つ無段階に微調整可能で、しかも、構造簡単である水路用自動水位調整ゲートを、第４には、さらに、ゲートの開閉タイミングを現場で簡単に微調整可能である水路用自動水位調整ゲートを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を達成するために、水路上に回転軸を水路方向と交叉状に横架し、この回転軸から水路内の下流側へ延びる一体回動状のアーム下端にゲートを、同ゲートの上流側における水位の上昇に応じて水路の開閉方向に揺動可能に配設すると共に、回転軸にバランス要素を一体回動状に備え、バランス要素は、回転軸心を経て同回転軸心の上流側と下流側の間をガイド部に沿い移動可能な移動体を有し、このガイド部は、前記下流側の一端よりも前記上流側の他端が上位にある略凹曲状に形成していて、ゲート上流側の水位が自動的に一定に保たれるように、ゲート上流側の水圧の増減に応答して揺動するゲートの揺動動作を、このゲートの揺動動作に応じたバランス要素の揺動動作に追従して自重で前記略凹曲状のガイド部に沿い移動する移動体の重心移動により高応答性が付与された状態で行なわれるように形成してあることを特徴とする。
また本発明では、バランス要素が、同要素の略中間部を回転軸に一体回動状に取り付け固定されていて、移動体としての可動錘体をガイド部に沿い移動可能に備えていることを特徴とする。
また本発明では、バランス要素が、同要素の略中間部を回転軸に一体回動状に取り付け固定されていて、移動体としての流体をガイド部に沿い流動可能に中空状の内部に封入していることを特徴とする。
また本発明では、移動体の移動範囲をストッパーで適宜調整可能にしてあることを特徴とする。
【０００５】
本発明におけるバランス要素の略凹曲状ガイド部は、適宜曲率の態様のもの、直線部同士を適宜角度に連接した態様のもの、これらに類するその他の態様のもののいずれであっても良い。そして、移動体としての可動錘体は、重量が特定された態様のもの、または、重量を増減可能な態様のものになる。また、移動体は流体であっても良く、例えば、水、不凍液、オイル、バリウム等のある程度の粘性を有する液体、その他の公知の流動物であっても良い。この可動錘体および流体は、重量を増やした場合には、設定水位が上がることになり、反対に、重量を減らした場合には、設定水位は下がることになる。
また、ストッパーによる可動錘体の移動範囲の調整は、上流側の移動範囲を調整する態様、下流側の移動範囲を調整する態様、上流側および下流側ともに調整する態様のいずれであっても良く、移動範囲を広げることでゲートの開閉タイミングが遅れて設定水位が高まり、移動範囲を狭めることでゲートの開閉タイピングが早まり設定水位が下がる。すなわち、ゲートの開閉タイミングを変えることになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４には本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の１形態を例示しており、本発明のゲートが設置される水路Ａにおける分水路の下流側部分はコンクリート製躯体Ｂで形成していて、この躯体Ｂにおける左右の上面部Ｂ１にはフレーム１が架設されている。
フレーム１の左右の軸受１ａには、回転軸２が水路Ａを跨いで且つ直交するように横架されていて、水路Ａ上における回転軸２部分にはアーム３が下流側へ向けて斜め下方に垂設されていると共に、アーム３下端にゲート４が回転軸２と一体回動状に垂設されている。
そして、水路Ａ上の回転軸２中央部分には、バランス要素５におけるバランス体６がその中間脚部７を軸着されて一体回動状に備えられている。
【０００７】
バランス要素５における弓形のバランス体６には、略凹曲状レール部８を形成している。この略凹曲状レール部８は、中間部８ａ（図３参照）を間にして、水路Ａの下流側方向に向かう前部８ｂと、水路Ａの上流側方向に向かう後部８ｃとからなると共に、ゲート４が閉じた状態で、下流側の前部８ｂ前端よりも上流側の後部８ｃが上位にある略凹曲状に形成している。そして、この一様な曲率半径の略凹曲状レール部８に沿い移動可能にしてある可動錘体９は、ゲート４の回動角度に応じて、前部８ｂ前端から後部８ｃまで略凹曲状レール部８に沿い自重で移動するようにしてあり、可動錘体９の重心移動によってバランス体６の重心が変位することで、ゲート４の開閉動作が高い応答性を付与された状態で反応良く行なわれるようにしてある。
具体的には、ゲート上流側の水圧が設定水位時よりも低い時には、バランス体６の略凹曲状レール部８における前部８ｂが最下位に在って、可動錘体９が前部８ｂ内の前端に位置していることで、重心は前部８ｂ前端に位置していて、ゲート４を閉じ状態に付勢している。そして、ゲート上流側の水圧が設定水位時よりも高くなると、同時にゲート４が開動してバランス体６の前傾角度が浅くなり、可動錘体９が略凹曲状レール部８に沿い前部８ｂ内の前端から同部における水位の増加に応じた中途位置へ移動することで、重心は前部８ｂにおける前記中途位置へ変位し、ゲート４は反応良く迅速に開動する。また、ゲート４の閉動に伴いバランス体６が元の前傾角度に復動すると、可動錘体９が前部８ｂにおける前記中途位置から前端へ略凹曲状ガイド部８に沿い移動することで、重心は前部８ｂ前端に変位して、ゲート４は反応良く迅速に閉じる。
【０００８】
可動錘体９を含むバランス要素５とゲート４の重量バランス関係は、水位が設定水位乃至未満では、ゲート４が閉じ状態に付勢されて閉じ位置に位置する関係にしてあると共に、水位が設定水位以上に上昇した際には、ゲート４上流側の圧力が勝って、ゲート４が開動して、略凹曲状レール部８に沿い移動する可動錘体９の重心移動により、水位の増減に対するゲート４の回動動作の反応性が高まるようにしてある。
この可動錘体９の重量は、ゲート４が水路Ａを所謂堰止めして、水路Ａから分水路へ流れ出る水量を所望水量に安定させて働けるようにしてある一方で、水位が設定水位を上回った場合すなわち過大な水圧が負荷された場合には、同水圧を受けて開動することで過剰な水量分を逃がして働くゲート４の開動運動の反応性を高め、また、水路Ａが設定水位に戻った時点で自動的に閉動するゲート４の閉動運動の反応性を高めて働くようにしてある。
さらに、可動錘体９は複数の錘体で構成してあり、錘体の個数を調整して重量を適宜増減することにより、現場でゲート４の開閉動作の反応性を調整可能にしてある。
【０００９】
可動錘体９の前後両端には、スプリングまたは弾性ゴム等からなる衝撃吸収体１０がそれぞれ取付けられている。この衝撃吸収体１０は可動錘体９が水下側又は水上側へ移動する際に、バランス体６における前後両端の固定止め部１１に弾性的に当接して移動を停止されるようにしている。
また、フレーム１上の前部にはウインチ１２が配設されていて、このウインチ１２から伸びるワイヤ１３はゲート４上端に止着又は着脱可能に接続していて、ゲート４の不使用期間や水路Ａのゲート４部分にゴミ等が詰まった際に、ウインチ１２を運転することでゲート４を強制的に開き乃至同開き状態に固定し得るようにしてある。同様に、フレーム１上の後部にはウインチ１４が配設されていて、このウインチ１４から伸びるワイヤ１５はバランス体６後端に止着又は着脱可能に接続していて、ウインチ１４を運転することでゲート４を強制的に閉じ乃至同閉じ状態に固定し得るようにしてある。
【００１０】
如くした水路用ゲートの開閉状態について説明すると、ゲート４は、水路Ａに水が無い場合、若しくは水路Ａにおける水が設定水位よりも少ない場合には、水路Ａを閉じている。
この閉じ状態では、可動錘体９は、前部８ｂ内前端に位置していて、ゲート４を閉状態に維持するように働いている。
そして、水路Ａ内の水量が増大して、設定水位を越えて、水圧がゲート４を開動させるまで高まると重量バランスが崩れて、ゲート４は開動し始める。その際、深い前傾角度から浅い角度へ変動するバランス体６における可動錘体９は、略凹曲状レール部８に沿い、前部８ｂにおける前端から水位の増加に応じた中途位置へ移動して、バランス体６の重心が前部８ｂ前端から前部８ｂにおける前記中途位置へ変位することにより、ゲート４は水位の上昇にすばやく反応して迅速に開動運動することになる。
また、水路Ａ内の水位が再び減少して設定水位まで下がり、ゲート４に対する水圧が低くなると、ゲート４は閉動する。その際、深い前傾角度状に復動するバランス体６における可動錘体９は、前部８ｂにおける前記中途位置から前部８ｂ前端へ移動して、バランス体６の重心が前部８ｂにおける前記中途位置から前部８ｂ前端へ変位することにより、ゲート４は水位の下降にすばやく反応して迅速に閉動運動することになる。
【００１１】
図５および図６には本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の他の１形態を例示しており、構成は前記した図１の態様のものと基本的に同一であるため、共通している構成の説明は符合を準用して省略して、相違する構成について説明する。
バランス要素５における断面略皿形のバランス体１６には、それぞれが直線状の中間部１７ａと前部１７ｂと後部１７ｃからなる略凹曲状レール部１７を形成している。この略凹曲状レール部１７は、ゲート４が閉じた状態で、僅かに前傾している前部１７ｂよりも中間部１７ａの前傾角度が深く、この中間部１７ａよりも後部１７ｃの前傾角度がさらに深い態様にしていて、可動錘体９が、前部１７ｂと中間部１７ａ間および中間部１７ａと後部１７ｃ間をゲート４の回動角度に応じて移動し易くして重心移動容易にしてあり、ゲート４が開き易く且つ閉じ易くしてある。
【００１２】
如くした図５に示す態様の水路用ゲートの開閉状態は、図１に示す態様のものと基本的に同一であり、さらに、可動錘体９が、前部１７ｂと中間部１７ａ間および中間部１７ａと後部１７ｃ間をゲート４の回動角度に応じてそれぞれ移動し易くなっているため、重心移動がスムーズに行なわれ、ゲート上流側の水位の上下に応じたゲート４の開閉動作の反応性が高まり、ゲート４の上流側水位を一定に自動調整する。
【００１３】
図７乃至図９には本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の他の１形態を例示しており、構成は前記した図１の態様のものと基本的に同一であるため、共通している構成の説明は符合を準用して省略して、相違する構成について説明する。
バランス体６の略凹曲状レール部８における前部８ｂおよび後部８ｃには、複数の係止孔１８が前後方向に等間隔状にそれぞれ開けられていて、適宜の係止孔１８に移動止め部１９を係止することで、この移動止め部１９により可動錘体９の移動範囲を任意にコントロールし得るようにしてある。移動止め部１９は、脚状ピン１９ａを係止孔１８と着脱・係止可能に垂設していて、この移動止め部１９に可動錘体９の衝撃吸収体１０が当接して移動規制されるようにしてある。
【００１４】
如くした図７に示す態様の水路用ゲートの開閉状態は、図１に示す態様のものと基本的に同一であり、可動錘体９の移動範囲を、バランス体６における前後両端の固定止め部１１で規制される最大移動範囲から、移動止め部１９による任意の移動範囲まで適宜設定することで、可動錘体９による重心移動が任意に制限されて、ゲート４の開閉タイミングが調整される。
【００１５】
図１０乃至図１３には本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の１形態を例示しており、構成は前記した図１の態様のものと基本的に同一であるため、共通している構成の説明は符合を準用して省略して、相違する構成について説明する。
水路Ａの外側へ突出している回転軸２両端には、バランス要素５が一体回動状に備えられている。躯体Ｂにおける左右の上面部Ｂ１には、バランス要素５の回動を妨げぬように凹部Ｂ２が凹設形成されている。
【００１６】
バランス要素５における中空の弓形状バランス体２１は、内部に一様な曲率半径の略凹曲状面部２２を形成している。この略凹曲状面部２２は、中間部２２ａを間にして、水路Ａの下流側方向に向かう前部２２ｂと、水路Ａの上流側方向に向かう後部２２ｃとからなると共に、ゲート４が閉じた状態で、下流側の前部２２ｂ前端よりも上流側の後部２２ｃが上位にある略凹曲状に形成している。
そして、このバランス体２１内における略凹曲状面部２２に沿い移動可能にしてある流体２３は、ゲート４の回動角度に応じて、前部２２ｂ前端から後部２２ｃまで略凹曲状面部２２に沿い自重で移動するようにしてあり、流体２３の重心移動によってバランス体２１の重心が変位することで、ゲート４の開閉動作が高い応答性を付与された状態で反応良く行なわれるようにしてある。
【００１７】
尚、上記した図１、図５、図７、図１０の各態様のものでは、ゲート４とゲート上流側の重量バランスが、ゲート４を閉じた状態で設定水位と釣り合う関係にしているが、これに限定されず、ゲート４がある程度開いた状態で設定水位と均衡するようにしても良い。
また、図１、図５、図７の各態様のものにおけるバランス要素５では、水路Ａ上に配設した態様にしてあるが、これに限定されず、このバランス要素５を、図１１の態様のもので例示しているように、水路Ａの外側の両脇に配設しても良いし、或いは、片脇に配設するようにしても良い。
また、図１、図５、図７の各態様のものにおける可動錘体９では、車輪９ａを備えて、略凹曲状レール部８に沿い前後に移動可能にしてあるが、可動錘体９は、略凹曲状レール部８に沿ってスムーズに移動し得るものであれば、既存のどのような構造を採用してもよい。また、バランス体６にはカバー２４を備えて、略凹曲状レール部８を含む可動錘体９が覆い隠されて外部から保護されるようにしても良い。
図１０の態様では、ゲート４を開き状態にロック可能にしてあるが、これに限定されず、図１、図５、図７の各態様のように閉じ状態にもロック可能にして良く、バランス体１６の後部２２ｃを、ウインチを動かしてワイヤで引き上げて、ゲート４を閉じ状態にロックするようにしても良い。
【００１８】
【発明の効果】
Ａ．請求項１により、ゲートの揺動動作に追従して移動体が略凹曲状ガイド部に沿い移動することで、ゲートとゲート上流側との重量バランスを可及的速やかに採れるようにしたことにより、ゲートに、水路内の水位の増減に対する揺動動作の高即応性を備えることができて、水路内における水位をほぼ一定の高さ即ち設定水位に自動調整することができる。
それにより、分水路への分水を一定水量に安定供給可能であり、しかも、人手を必要としないから、無人の自動水位調整ゲートとして有用である。
Ｂ．請求項２により、さらに、移動体としての可動錘体を適宜重量に調節することによって、水路における設定水位をごく簡単に微調整可能であるから、現場での設定水位の上げ下げ調整作業が容易である。また、構造が簡単で保守・点検が容易である。
Ｃ．請求項３により、さらに、移動体としての流体を増減することによって、水路における設定水位をごく簡単に微調整可能であるから、現場での設定水位の上げ下げ調整作業が容易である。
Ｄ．請求項４により、さらに、移動体による重心移動を任意の範囲に制限することで、ゲートの開閉タイミングを施工現場で簡単に微調整可能であるから、現場での調整作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の１形態を例示している縦断側面図で一部切欠している。
【図２】図１における（２）−（２）横断平面図。
【図３】（ａ）はバランス要素の縦断側面図、（ｂ）同部分平面図。
【図４】水位の上昇にともないゲートが自動的に揺動して、バランス要素による重量バランスが採られて、一定水位に自動調整されている状態を示す縦断側面図。
【図５】本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の他の１形態を例示している縦断側面図で一部切欠している。
【図６】水位の上昇にともないゲートが自動的に揺動して、バランス要素による重量バランスが採られて、一定水位に自動調整されている状態を示す縦断側面図。
【図７】本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の他の１形態を例示している縦断側面図で一部切欠している。
【図８】部分拡大縦断側面図。
【図９】ウインチによりゲートを強制的に閉じた状態の一部切欠して示す縦断側面図。
【図１０】本発明の水路用自動水位調整ゲートにおける実施の他の１形態を例示している縦断側面図で一部切欠している。
【図１１】横断平面図。
【図１２】水位の上昇にともないゲートが自動的に揺動して、バランス要素による重量バランスが採られて、一定水位に自動調整されている状態を示す縦断側面図。
【図１３】ウインチによりゲートを強制的に開いた状態の一部切欠して示す縦断側面図。
【符号の説明】
Ａ  水路
Ｂ  躯体
Ｂ１  上面部
Ｂ２  凹部
１  フレーム
１ａ  軸受
２  回転軸
３  アーム
４  ゲート
５  バランス要素
６、１６、２１  バランス体
７  中間脚部
８、１７、２２  略凹曲状レール部（ガイド部）
８ａ、１７ａ、２２ａ  中間部
８ｂ、１７ｂ、２２ｂ  前部
８ｃ、１７ｃ、２２ｃ  後部
９  可動錘体（移動体）
９ａ  車輪
１０  衝撃吸収体
１１  固定止め部
１２、１４  ウインチ
１３、１５  ワイヤ
１８  係止孔
１９  移動止め部
１９ａ  脚状ピン
２３  流体（移動体）
２４  カバー
【図１】
0003631970.tif 000002
【図２】
0003631970.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003631970.tif 000008
【図８】
0003631970.tif 000009
【図９】
0003631970.tif 000010
【図１０】
0003631970.tif 000011
【図１１】
0003631970.tif 000012
【図１２】
0003631970.tif 000013
【図１３】
0003631970.tif 000014