(57)【要約】【課題】  フラップゲートとしての機能を維持しつつ大型水門に設置することができる、多点支持型フラップゲートを提供する。【解決手段】  扉体支持手段２は少なくとも３つ以上の扉体支持ユニット２１で構成されており、これら各扉体支持ユニット２１は大型扉体３を支持する扉体支持軸２２を備えているとともに、それぞれの扉体支持軸２２が互いに同軸線上に配置され、かつ、各扉体支持軸２２の両端が軸受ブラケット２３により固定されており、大型扉体３は、大型水門１０の開口部１１を閉鎖しうる扉体本体３１と、各扉体支持軸２２のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受を介して回動自在に軸支されている複数の扉体ボス部３３と、これらの各扉体ボス部３３に固定されているとともに扉体本体３１を支持している複数の支持アーム３４とを有しており、大型扉体３が複数の扉体支持ユニット２１によって多点支持されてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型水門の上方に設けられた扉体支持手段と、この扉体支持手段に揺動自在であって前記大型水門の開口部を閉鎖する重量バランスで支持されている大型扉体と、この大型扉体を開閉させる油圧式開閉手段とを有する大型のフラップゲートであって、
前記扉体支持手段は少なくとも３つ以上の扉体支持ユニットで構成されており、これら各扉体支持ユニットは前記大型扉体を支持する扉体支持軸を備えているとともに、それぞれの扉体支持軸が互いに同軸線上に配置され、かつ、前記各扉体支持軸の両端が軸受ブラケットにより固定されており、
前記大型扉体は、前記大型水門の開口部を閉鎖しうる扉体本体と、前記各扉体支持軸のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受を介して回動自在に軸支されている複数の扉体ボス部と、これらの各扉体ボス部に固定されているとともに前記扉体本体を支持している複数の支持アームとを有しており、前記大型扉体が複数の前記扉体支持ユニットによって多点支持されてなる、多点支持型フラップゲート。
【請求項２】
前記扉体ボス部には、バランスウェイトを支持するウェイトアームが固定されており、
前記油圧式開閉手段は、前記大型水門の上方において基端部を揺動可能に設置された油圧シリンダーと、前記ウェイトアームに設けられているとともに前記油圧シリンダーのピストンロッドの先端部に係合して油圧動力を前記ウェイトアームに伝達する係合ストッパーとを有しており、
前記係合ストッパーは、前記大型扉体を前記油圧シリンダーにより開方向に揺動させる場合にのみ前記ピストンロッドに係合し、閉方向の揺動に対して離脱可能に設けられている、請求項１に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項３】
前記ピストンロッドの先端部にはガイドローラが取り付けられており、
前記大型扉体が開閉する際に前記係合ストッパーが移動する弧状軌跡に沿って前記ガイドローラを案内するためのガイド部材が、前記大型水門における前記扉体支持軸以外の位置に配置されている、請求項２に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項４】
一つの前記扉体ボス部に左右一対の前記ウェイトアームが設けられている場合、それら左右一対の前記ウェイトアーム間に一つの前記油圧シリンダーのピストンロッドを配置するとともに、そのピストンロッドの先端部に設けられた先端軸が、左右一対の前記ウェイトアームのそれぞれに設けられている前記係合ストッパーと係合するように左右に突出されている、請求項２または請求項３に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項５】
前記各扉体ボス部のうち、左右一対の前記ウェイトアームが固定された前記扉体ボス部が並設されている場合、これら扉体ボス部同士の間で隣り合う前記ウェイトアーム間に前記バランスウェイトが支持されている、請求項４に記載の多点支持型フラップゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型水門に設置される多点支持型フラップゲートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水門や樋門には、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。また、前記開口部には、津波や高潮等による逆流を防止するためゲートが設けられている。このゲートは、従来、管理人が手動により開閉操作するものが多く、人件費等の管理コストが高いという問題がある。また、現地へ向かう途中や開閉作業時に津波や高潮等に巻き込まれる危険があるといった問題もある。
【０００３】
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開口部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、前記開口部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前記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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５７３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、津波などの水害に対応すべく大型水門のニーズが高まっている。しかしながら、特許文献１に記載された発明を含めて従来のフラップゲートは、小型の樋門に用いられるものがほとんどであり、そのまま大型の水門に使用することはできない。例えば、回転軸は一本の長尺状円柱部材からなり、その両端を軸受で支持されているため、大型の扉体を支持させるとその重量によって前記回転軸が撓んでしまうという問題がある。解決策の一つとして前記回転軸の強度を高めるために軸径を太くすることも考えられるが、その場合は回転軸自体も重くなるため、今度は軸受の補強が必要となり、製造コストも増大する。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、フラップゲートとしての機能を維持しつつ大型水門に設置することができる、多点支持型フラップゲート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】
【０００７】
本発明に係る多点支持型フラップゲートは、フラップゲートとしての機能を維持しつつ大型水門に設置するという課題を解決するために、大型水門の上方に設けられた扉体支持手段と、この扉体支持手段に揺動自在であって前記大型水門の開口部を閉鎖する重量バランスで支持されている大型扉体と、この大型扉体を開閉させる油圧式開閉手段とを有する大型のフラップゲートであって、前記扉体支持手段は少なくとも３つ以上の扉体支持ユニットで構成されており、これら各扉体支持ユニットは前記大型扉体を支持する扉体支持軸を備えているとともに、それぞれの扉体支持軸が互いに同軸線上に配置され、かつ、前記各扉体支持軸の両端が軸受ブラケットにより固定されており、前記大型扉体は、前記大型水門の開口部を閉鎖しうる扉体本体と、前記各扉体支持軸のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受を介して回動自在に軸支されている複数の扉体ボス部と、これらの各扉体ボス部に固定されているとともに前記扉体本体を支持している複数の支持アームとを有しており、前記大型扉体が複数の前記扉体支持ユニットによって多点支持されてなる。
【０００８】
また、本発明の一態様として、バランスウェイトを支持させるウェイトアームに、油圧シリンダーによって大型扉体を揺動させるトルクを発生させるためのトルクアームとしての機能を兼ね備えさせるとともに、前記大型扉体を閉鎖させる際に油圧シリンダーにかかる座屈荷重がかからないようにするという課題を解決するために、前記扉体ボス部には、バランスウェイトを支持するウェイトアームが固定されており、前記油圧式開閉手段は、前記大型水門の上方において基端部を揺動可能に設置された油圧シリンダーと、前記ウェイトアームに設けられているとともに前記油圧シリンダーのピストンロッドの先端部に係合して油圧動力を前記ウェイトアームに伝達する係合ストッパーとを有しており、前記係合ストッパーは、前記大型扉体を前記油圧シリンダーにより開方向に揺動させる場合にのみ前記ピストンロッドに係合し、閉方向の揺動に対して離脱可能に設けられているようにしてもよい。
【０００９】
さらに、本発明の一態様として、大型扉体が上流からの水圧によって開方向に揺動する際に扉体支持軸に油圧シリンダーの重量がかからないようにするという課題を解決するために、前記ピストンロッドの先端部にはガイドローラが取り付けられており、前記大型扉体が開閉する際に前記係合ストッパーが移動する弧状軌跡に沿って前記ガイドローラを案内するためのガイド部材が、前記大型水門における前記扉体支持軸以外の位置に配置されていてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様として、大型扉体を開方向に揺動させる時に油圧シリンダーのピストンロッドに捻り応力がかからないようにするという課題を解決するために、一つの前記扉体ボス部に左右一対の前記ウェイトアームが設けられている場合、それら左右一対の前記ウェイトアーム間に一つの前記油圧シリンダーのピストンロッドを配置するとともに、そのピストンロッドの先端部に設けられた先端軸が、左右一対の前記ウェイトアームのそれぞれに設けられている前記係合ストッパーと係合するように左右に突出されているようにしてもよい。
【００１１】
さらに、本発明の一態様として、複数の扉体支持軸によって扉体本体を多点支持するために生じるウェイトアーム間のスペースを有効に利用するという課題を解決するために、前記各扉体ボス部のうち、左右一対の前記ウェイトアームが固定された前記扉体ボス部が並設されている場合、これら扉体ボス部同士の間で隣り合う前記ウェイトアーム間に前記バランスウェイトが支持されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フラップゲートとしての機能を維持しつつ大型水門に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る多点支持型フラップゲートの一実施形態を示す側面図である。
【図２】本実施形態の多点支持型フラップゲートにおける扉体支持手段、扉体および油圧シリンダーを示す斜視図である。
【図３】本実施形態における扉体支持手段および油圧シリンダーを示す斜視図である。
【図４】本実施形態の多点支持型フラップゲートにおける扉体支持手段、ウェイトアームおよび油圧シリンダーを示す正面図である。
【図５】本実施形態における扉体支持ユニットを示す正面図である。
【図６】本実施形態における扉体支持ユニットの先端部分を示す側面図である。
【図７】本実施形態における油圧シリンダーがガイド部材に沿って伸張された状態を示す側面図である。
【図８】本実施形態における油圧シリンダーがガイド部材に沿って収縮された状態を示す側面図である。
【図９】本実施形態における扉体を示す斜視図である。
【図１０】本実施形態におけるウェイトアーム、扉体ボス部および支持アームを示す側面図である。
【図１１】本実施形態における油圧式開閉手段および油圧制御手段の保持モードを示す模式図である。
【図１２】本実施形態における油圧式開閉手段および油圧制御手段の収縮モードを示す模式図である。
【図１３】本実施形態における油圧式開閉手段および油圧制御手段の伸張モードを示す模式図である。
【図１４】本実施形態の多点支持型フラップゲートが開口部を閉鎖した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る多点支持型フラップゲートの一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
本実施形態の多点支持型フラップゲート１は、図１に示すように、大型水門１０の上方に設けられた扉体支持手段２と、この扉体支持手段２によって支持されている大型扉体３と、この大型扉体３を開閉させる油圧式開閉手段４とを有している。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１６】
なお、本発明における大型水門１０は、大型の樋門、大型の樋管、大型の門樋等を含むものであって、河川、湖または海等に河川の水や生活排水等を排出する開口部１１を有する。また、本実施形態における開口部１１は、図２に示すように、左右横長矩形状の大開口を有しており、多点支持型フラップゲート１を２台併設させることによって前記開口部１１全体を閉鎖するようになっているが、以下では、これら２台は同じ構造および作用のため、一方の多点支持型フラップゲート１についてのみ説明を行い、他方の多点支持型フラップゲート１の説明は省略する。
【００１７】
扉体支持手段２は、大型水門１０の開口部１１の上方で大型扉体３を揺動自在に支持するものである。扉体支持手段２は、前記大型扉体３を多点で支持することができるように、少なくとも３つ以上の扉体支持ユニット２１で構成されており、本実施形態では、図２ないし図４に示すように、４つの扉体支持ユニット２１から構成されている。
【００１８】
各扉体支持ユニット２１は、図３および図４に示すように、大型扉体３を支持する扉体支持軸２２と、この扉体支持軸２２の両端を支持する軸受ブラケット２３とを有する。
【００１９】
扉体支持軸２２は、円柱状の棒材である。また、図５に示すように、左右中央位置には扉体ボス部３３と軸受ブラケット２３との隙間幅に合わせて一段高くなるように嵌め入れられた左右一対のスペーサー２４を有する。この扉体支持軸２２は、従来のフラップゲートにおける回転軸と比較して短尺状に形成されており、これによって大型扉体３を支持する際の撓みが抑制され、前記大型扉体３がスムーズに揺動できるようになっている。また、扉体支持軸２２の左右両端には、軸受ブラケット２３に固定するための固定板２５を挿入する固定溝２６が上下２箇所に形成されている。この固定溝２６は、底部が直線状に形成されており、図６に示すように、略矩形状の固定板２５を嵌め入れて軸受ブラケット２３の側面に固定することによって扉体支持軸２２を回転できない状態で固定するようになっている。
【００２０】
また、各扉体支持軸２２は大型扉体３をスムーズに揺動することができるように、図２および図３に示すように、互いに同軸線上に配置されている。
【００２１】
軸受ブラケット２３は、開口部１１の上方において扉体支持軸２２を固定するためのものであり、図５に示すように、左右一対の軸受ブラケット２３によって前記扉体支持軸２２の両端を固定している。各軸受ブラケット２３の先端部２７には、図３および図６に示すように、前記扉体支持軸２２を挿通させる挿通孔２８が形成されている。また、その先端部２７は、図１に示すように、大型水門１０を構成する構造体の外側上面から外水側に突出する位置に配置されている。
【００２２】
また、中央２箇所の左右一対の軸受ブラケット２３には、図２ないし図４、図７および図８に示すように、油圧シリンダー６の先端部に設けられたガイドローラ６８を案内するガイド部材５が設けられている。このガイド部材５は、後述する係合ストッパー７が移動する弧状軌跡に沿って弧状に形成されている。なお、ガイド部材５は、軸受ブラケット２３に設けられているものに限定されるものではなく、例えば、大型水門１０を構成する構造体の外側上面に固定されていてもよい。
【００２３】
大型扉体３は、大型水門１０の開口部１１を開閉させるものであり、本実施形態では、図９に示すように、大型水門１０の開口部１１を閉鎖しうる扉体本体３１と、各扉体支持軸２２のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受からなる軸受３２を介して回動自在に軸支されている複数の扉体ボス部３３と、これらの各扉体ボス部３３に固定されているとともに前記扉体本体３１を支持している複数の支持アーム３４と、前記扉体ボス部３３に固定されるウェイトアーム３５とを有している。
【００２４】
扉体本体３１は、開口部１１を完全に閉鎖することができるように前記開口部１１より一回り大きい大きさに形成されており、本実施形態では、略矩形状に形成されている。この扉体本体３１は、鋼板等からなり、その外水側面には津波の水圧等の外力に耐え得るようにＨ形鋼、Ｉ形鋼、Ｃ形鋼等の鋼材によって形成された格子状の補強枠３６が溶接等によって固定されている。なお、補強枠３６に用いられる鋼材は、ＪＩＳ等の標準規格のものに限定されるものではなく、規格外のものから適宜選択してもよい。
【００２５】
また、扉体本体３１の内水側面には、図１に示すように、扉体用フロート３７が設けられている。この扉体用フロート３７は、外水側の水位や内水側の水位に応じて得られる浮力によって、大型扉体３の開閉を補助するものであり、本実施形態では、前記開口部１１に当接しない所定の高さの位置で、その浮心が大型扉体３の重心に対して内水側となるように内水面側に突出するように設けられている。
【００２６】
扉体ボス部３３は、扉体支持軸２２に対して回動自在に軸支されるものであり、扉体本体３１の重量を支持可能な肉厚の円筒状に形成されている。この扉体ボス部３３において扉体支持軸２２と接する内周面には、前記扉体支持軸２２との摩擦力を低減させるための滑り軸受または転がり軸受からなる軸受３２が設けられている。本実施形態では、各扉体ボス部３３により大型化して重量の増した大型扉体３を支持するため、耐荷重性能の高い滑り軸受を用いている。この扉体ボス部３３は、図２および図４に示すように、扉体支持軸２２において左右方向にずれないようにスペーサー２４同士の中間位置で軸支されている。
【００２７】
なお、軸受３２は滑り軸受に限定されるものではなく、扉体本体３１の重量等を考慮して、摩擦力の低減能力の高い転がり軸受を用いてもよい。
【００２８】
支持アーム３４は、扉体ボス部３３に固定されているとともに、扉体本体３１を支持するものである。本実施形態における支持アーム３４は、図２および図９に示すように、前記扉体ボス部３３から下方に向けて延出されており、前記扉体本体３１の外水面側に固定されている。
【００２９】
ウェイトアーム３５は、大型扉体３の開閉をスムーズにするために前記大型扉体３全体の重量バランスを調整するバランスウェイト３８を支持するものであり、図１０に示すように、支持アーム３４（扉体本体３１）を垂直状態にしたときに扉体ボス部３３から外水側の斜め上方向に延出するようにボルト止めで固定されている。本実施形態では、図２および図４に示すように、４つの扉体ボス部３３のうち左右両端に位置する扉体ボス部３３にはそれぞれ１つのウェイトアーム３５が固定されており、中央に位置する２つの扉体ボス部３３には左右一対のウェイトアーム３５が固定されている。なお、ウェイトアーム３５の固定方法はボルト止めに限定されるものではなく、溶接等の固定方法から適宜選択してもよい。
【００３０】
また、ウェイトアーム３５は、上端部にバランスウェイト３８を支持している。バランスウェイト３８は、大型扉体３が開状態の場合において、扉体支持軸２２周りに扉体本体３１側が若干重くなる重量バランスになる重さに調整されており、重力以外の外力が加わらなければ、大型扉体３が自身の重量バランスによって開口部１１を閉鎖または従来のフラップゲートの初期開度と同程度の角度で僅かに開口するようになっている。本実施形態では、開口部１１を完全に閉鎖するバランスに調整されている。バランスウェイト３８は、図２、図４および図９に示すように、ウェイトアーム３５の上端部において各ウェイトアーム３５の間に支持されている。特に、本実施形態では、左右一対の前記ウェイトアーム３５が固定された前記扉体ボス部３３が並設されおり、これら扉体ボス部３３同士の間で隣り合う前記ウェイトアーム３５間にも前記バランスウェイト３８が支持されている。これにより、複数の扉体支持軸２２によって扉体本体３１を多点支持するために生じるウェイトアーム３５間のスペースを有効に利用している。
【００３１】
さらに、ウェイトアーム３５には、図１０に示すように、次に説明する油圧式開閉手段４の油圧シリンダー６のピストンロッド６１の先端部に係合して前記油圧シリンダー６による油圧動力を伝達するための係合ストッパー７が設けられている。つまり、本実施形態におけるウェイトアーム３５は、油圧シリンダー６によって大型扉体３を揺動させるトルクを発生させるためのトルクアームとしての機能を兼ね備えている。
【００３２】
油圧式開閉手段４は、大型扉体３を開閉させるためのものであり、本実施形態では、主に、前記大型水門１０の上方において基端部を揺動可能に設置された油圧シリンダー６と、前記ウェイトアーム３５に設けられているとともに前記油圧シリンダー６のピストンロッド６１の先端部に係合して油圧動力を前記ウェイトアーム３５に伝達する係合ストッパー７と、前記油圧シリンダー６の油圧を制御する油圧制御手段８とを有している。
【００３３】
油圧シリンダー６は、油圧によって伸縮するアクチュエータである。本実施形態における油圧シリンダー６は、図１１に示すように、主に筒状のシリンダーケース６２と、このシリンダーケース６２内で油圧により往復運動するピストンロッド６１とを有している。
【００３４】
ピストンロッド６１は、前記シリンダーケース６２内で往復運動するピストン部６３と、このピストン部６３から延設されておりその先端部が前記シリンダーケース６２から突出されているロッド部６４とを有する。ピストン部６３は、前記シリンダーケース６２内を先端側油室６５と後端側油室６６の２つの油室に分割するようになっており、一方の油室に作動油を注入し他方の油室から作動油を排出させることでシリンダーケース６２に沿って移動するようになっている。つまり、ピストン部６３がシリンダーケース６２に沿って移動して、シリンダーケース６２からロッド部６４が突出する長さが変わることで、油圧シリンダー６全体が伸縮するようになっている。
【００３５】
また、本実施形態におけるロッド部６４には、図２ないし図４に示すように、その先端部に当該ロッド部６４と直交するように先端軸６７が設けられている。この先端軸６７は、左右に突出するように設けられており、左右一対の前記ウェイトアーム３５のそれぞれに設けられている係合ストッパー７と係合するようになっている。また、前記先端軸６７の左右端には、軸受ブラケット２３に設けられたガイド部材５に沿って移動しやすいように、タイヤのように円形状に形成されたガイドローラ６８が回転自在に設けられている。
【００３６】
係合ストッパー７は、先端軸６７を係合させるものであり、図１０に示すように、半円状に形成されており、その凹状の面が外水側に向くように設けられている。これにより前記係合ストッパー７は、油圧シリンダー６によって開方向に揺動される場合にのみ、前記ピストンロッド６１の先端部の先端軸６７に係合するようになっており、閉方向の揺動に対しては離脱可能となっている。本実施形態における係合ストッパー７は、図２、図４および図９に示すように、扉体ボス部３３に対して左右一対に設けられた各ウェイトアーム３５に設けられており、前記ピストンロッド６１の先端部において左右に突出した先端軸６７の左右両方に係合可能に構成されている。
【００３７】
油圧制御手段８は、油圧シリンダー６の油圧を制御するものであり、図１１に示すように、主に、油圧ユニット８７と、弁開閉制御装置８５とを有している。また、前記油圧ユニット８７は、油圧シリンダー６に作動油を送り込む油圧ポンプ８１と、前記油圧シリンダー６の各油室への作動油の送り込み先を切り換える切換用電磁弁８２と、前記作動油を貯留する作動油タンク８３と、これら各構成を連結する配管路８４と、扉体３の全開状態を保持するパイロットチェックバルブ８８とを有している。
【００３８】
油圧ポンプ８１は、油圧シリンダー６に作動油を供給するものであり、前記油圧シリンダー６への給油に用いられる一般的な油圧ポンプからなる。
【００３９】
切換用電磁弁８２は、油圧ポンプ８１に連通させる先端側油室６５と後端側油室６６との切り換えを行う切換用弁体８６と、図示しないが、この切換用弁体８６を左右に切り換えさせるソレノイドとを有する。
【００４０】
切換用弁体８６は、図１１に示すように、パイロットチェックバルブ８８により油圧ポンプ８１、油圧シリンダー６および作動油タンク８３の配管路８４を遮断して油圧シリンダー６の長さを保持させる保持モードと、図１２に示すように、油圧ポンプ８１と油圧シリンダー６の先端側油室６５とを連結するとともに後端側油室６６と作動油タンク８３とを連結して前記油圧シリンダー６を収縮させる収縮モードと、図１３に示すように、前記収縮モードとは逆に油圧ポンプ８１と油圧シリンダー６の後端側油室６６とを連結するとともに先端側油室６５と作動油タンク８３とを連結して前記油圧シリンダー６を伸張させる伸張モードとを有している。
【００４１】
ソレノイドは、電磁力を利用して電気エネルギーを機械的運動に変換するものであり、本実施形態では、切換用弁体８６を左右に切り換えさせることによって保持モード、収縮モードまたは伸張モードに適宜切り換えられるようになっている。
【００４２】
パイロットチェックバルブ８８は、保持モードの場合に配管路８４における作動油の流通を遮断して大型扉体３の全開状態を保持するものであり、油圧ポンプ８１による作動油が供給されるまで油圧シリンダー６側の圧力を保持するようになっている。
【００４３】
弁開閉制御装置８５は、切換用電磁弁８２を制御するものであり、本実施形態では、スイッチ操作などによって前記切換用電磁弁８２のソレノイドに適宜電流を供給するようになっている。
【００４４】
次に、本実施形態の多点支持型フラップゲート１における各構成の作用について説明する。
【００４５】
まず、大型扉体３によって大型水門１０の開口部１１が閉鎖されている状態から全開状態まで開放される場合について説明する。
【００４６】
弁開閉制御装置８５が、油圧シリンダー６を収縮させるために、切換用電磁弁８２のソレノイドに電流を供給して切換用弁体８６を収縮モードに切り換えさせる。これにより、図１２に示すように、油圧ポンプ８１と油圧シリンダー６の先端側油室６５とが連結されるとともに後端側油室６６と作動油タンク８３とが連結される。
【００４７】
油圧ポンプ８１は、配管路８４を介して油圧シリンダー６の先端側油室６５に作動油を注入する。ピストンロッド６１のピストン部６３は注入された作動油の油圧によって押されて後端側に移動する。一方、油圧シリンダー６の後端側油室６６内に溜まっていた作動油は前記ピストン部６３によって押し出されて配管路８４を介して作動油タンク８３に排出される。このようにピストン部６３が油圧によって移動することで、油圧シリンダー６全体の長さが収縮する。
【００４８】
油圧シリンダー６が収縮するのに際して、ピストンロッド６１の先端部に設けられた先端軸６７が、ウェイトアーム３５に設けられた係合ストッパー７に係合する。本実施形態では、扉体ボス部３３に対して左右一対に設けられたウェイトアーム３５のそれぞれに設けられた係合ストッパー７に係合する。先端軸６７は、左右均等にウェイトアーム３５を引きつけることができ、ロット部に捻り応力がかからなくてすむ。
【００４９】
また、油圧シリンダー６が収縮する際に、図７および図８に示すように、ガイドローラ６８がガイド部材５の円弧に沿って移動する。このため先端軸６７を係合ストッパー７に係合した状態を保ちながらスムーズに移動することができる。さらに、ウェイトアーム３５の上端にバランスウェイト３８を設けており、扉体本体３１側はわずかに重くなるようにバランスされているため、全開させるのに要する収縮力は僅かであり、軽い力で開方向に回転させることができる。
【００５０】
そして、油圧シリンダー６が完全に収縮することにより、図１に示すように、ウェイトアーム３５は内水側に引っ張られ、扉体本体３１は全開状態となる。この状態で弁開閉制御装置８５が、図１１に示すように、切換用電磁弁８２のソレノイドに電流を供給して切換用弁体８６を保持モードに切り換えさせる。これにより、パイロットチェックバルブ８８が、油圧ポンプ８１、油圧シリンダー６および作動油タンク８３の配管路８４を遮断し、作動油の移動ができなくなる。よって、油圧シリンダー６の長さがこの収縮状態で保持され、大型扉体３は全開状態に保持される。
【００５１】
また、大型扉体３は複数の扉体支持ユニット２１によって多点で支持されているため、前記大型扉体３の荷重は、各扉体支持ユニット２１で分散される。よって、各扉体支持軸２２における撓みは少ない。
【００５２】
また、各扉体ボス部３３が、各扉体支持軸２２のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受からなる軸受３２を介して回動自在に軸支されているため、大型扉体３を閉鎖状態から全開状態または全開状態から閉鎖状態に揺動させる際に、スムーズに揺動させることができる。特に、本実施形態では、各扉体支持軸２２の回転を固定して各扉体ボス部３３側に軸受３２を設けたことにより、３つ以上の軸受３２で大型扉体３を支持することになる。よって、従来の回転軸の両端２箇所のみで支持する軸受よりも耐荷重性能が低い軸受３２が使用可能であり、安定的に支持することができる。また、軸受３２は消耗品であり定期的な交換が必要であるが、本実施形態では、大型扉体３の荷重が分散されるため軸受３２の使用期間が延びることでメンテナンス費用を抑制することができる。
【００５３】
次に、大型水門１０の開口部１１が全開状態から閉鎖される場合について説明する。弁開閉制御装置８５が、油圧シリンダー６を伸張させるために、切換用電磁弁８２のソレノイドに電流を供給して切換用弁体８６を伸張モードに切り換えさせる。これにより、図１３に示すように、油圧ポンプ８１と油圧シリンダー６の後端側油室６６とが連結されるとともに先端側油室６５と作動油タンク８３とが連結される。
【００５４】
油圧ポンプ８１は、配管路８４を介して油圧シリンダー６の後端側油室６６に作動油を注入する。ピストンロッド６１のピストン部６３は注入された作動油の油圧によって押されて先端側に移動する。一方、油圧シリンダー６の先端側油室６５内に溜まっていた作動油は前記ピストン部６３によって押し出されて配管路８４を介して作動油タンク８３に排出される。このようにピストン部６３が油圧によって移動することで、油圧シリンダー６全体の長さが伸張する。
【００５５】
油圧シリンダー６が伸張するのに際して、ピストンロッド６１の先端部に設けられた先端軸６７が、ウェイトアーム３５に設けられた係合ストッパー７に係合しつつ伸張する。このとき、扉体本体３１側がウェイトアーム３５側に比べて重い重量バランスで支持されている。よって、大型扉体３はその重量バランスによって開口部１１を閉鎖する方向に揺動する。そして、油圧シリンダー６がさらに伸張すると、大型扉体３は開口部１１の戸当たりに当接し、図１４に示すように、前記開口部１１を閉鎖する。このように、本実施形態では、前記開口部１１を完全に閉鎖するのに油圧シリンダー６を伸張させて大型扉体３を戸当たりに押し付ける必要がない。
【００５６】
また、従来、大型化により重量が増加した扉体本体３１を開口部１１に押し付けるためにはその重量に応じた座屈荷重に耐えうる油圧シリンダー６が必要であったが、本実施形態では、油圧シリンダー６の先端軸６７が離脱可能に設けられているため、開口部１１を完全に閉鎖した状態において、前記油圧シリンダー６には座屈荷重がかからず破損の確率を低減できる。よって、本実施形態では、油圧シリンダー６に係る製造コストを抑制することができる。
【００５７】
また、開口部１１を閉鎖している状態において、油圧シリンダー６の先端軸６７が閉方向の揺動に対して離脱可能に設けられているため、本実施形態の多点支持型フラップゲート１は、従来のフラップゲートと同様に、上流からの水流による水圧によって開方向に揺動し、排水させることができる。
【００５８】
また、ガイド部材５が、大型水門１０における扉体支持軸２２以外の位置に配置されているため、揺動の際に油圧シリンダー６の重量が一切かからない。よって、扉体本体３１は、上流からの水流による水圧によって容易に揺動することができ、排水がスムーズに行われる。
【００５９】
以上のような本実施形態の多点支持型フラップゲート１によれば、以下の効果を奏することができる。
１．大型化した扉体を少なくとも３つ以上の扉体支持ユニット２１による多点で支持することによって、各扉体支持軸２２にかかる大型扉体３の重量を分散できるため前記各扉体支持軸２２の軸径を細くすることができる。
２．各扉体支持軸２２の軸径を細くすることで、扉体ボス部３３に設ける軸受３２も細いものが使用可能になり、比較的安価で汎用性の高い滑り軸受または転がり軸受を使用することができる。
３．大型扉体３は自身の重量バランスで閉鎖するため油圧シリンダー６で押し付ける必要がなく、完全に閉鎖した状態では先端軸６７が係合ストッパー７から離脱するため、前記油圧シリンダー６に座屈荷重をかけずに閉鎖可能であり、前記油圧シリンダー６の製造コストを抑制することができる。
４．係合ストッパー７はピストンロッド６１に対して閉方向の揺動に対して離脱可能であるため、閉鎖時には従来のフラップゲートと同様に、水圧によって開方向に揺動されて排水を行うことができる。
５．水圧によって開方向に揺動する場合に、ピストンロッド６１の先端は扉体支持軸２２以外の位置に配置されたガイド部材５で支持されるため、油圧シリンダー６の重量が大型扉体３にかかることがなく、前記大型扉体３はスムーズに揺動することができる。
６．左右一対のウェイトアーム３５にトルクアームを兼ねさせるとともにその間に配置される油圧シリンダー６のピストンロッド６１に捻り応力がかからないようにすることができる。
７．並設された左右一対のウェイトアーム３５が固定された扉体ボス部３３同士の間で隣り合う前記ウェイトアーム３５間にバランスウェイト３８を支持させることで、複数の扉体支持軸２２によって扉体本体３１を多点支持するために生じるウェイトアーム３５間のスペースを有効に利用することができる。
【００６０】
なお、本発明に係る多点支持型フラップゲートは、前述した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、本実施形態では、左右横長矩形状の大開口を多点支持型フラップゲート１を２台併設させることによって前記開口部１１全体を閉鎖するようになっているが、これに限定されるものではなく、前記大開口を開閉可能な左右横長矩形状の１枚の扉体本体３１を有する１台の多点支持型フラップゲート１によって前記開口部１１全体を閉鎖するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  多点支持型フラップゲート
２  扉体支持手段
３  大型扉体
４  油圧式開閉手段
５  ガイド部材
６  油圧シリンダー
７  係合ストッパー
８  油圧制御手段
１０  大型水門
１１  開口部
２１  扉体支持ユニット
２２  扉体支持軸
２３  軸受ブラケット
２４  スペーサー
２５  固定板
２６  固定溝
２７  先端部
２８  挿通孔
３１  扉体本体
３２  軸受
３３  扉体ボス部
３４  支持アーム
３５  ウェイトアーム
３６  補強枠
３７  扉体用フロート
３８  バランスウェイト
６１  ピストンロッド
６２  シリンダーケース
６３  ピストン部
６４  ロッド部
６５  先端側油室
６６  後端側油室
６７  先端軸
６８  ガイドローラ
８１  油圧ポンプ
８２  切換用電磁弁
８３  作動油タンク
８４  配管路
８５  弁開閉制御装置
８６  切換用弁体
８７  油圧ユニット
８８  パイロットチェックバルブ
【図１】
2019027217.tif 000003
【図２】
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【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】
2019027217.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019027217.tif 000012
【図１１】
2019027217.tif 000013
【図１２】
2019027217.tif 000014
【図１３】
2019027217.tif 000015
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月26日(2018.4.26)
【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】
水門の上方に設けられた扉体支持手段と、この扉体支持手段に揺動自在であって重力以外の外力が加わらなければ前記水門の開口部を閉鎖する重量バランスで支持されている扉体と、この扉体を開閉させる油圧式開閉手段とを有するフラップゲートであって、
前記扉体支持手段は少なくとも３つ以上の扉体支持ユニットで構成されており、これら各扉体支持ユニットは前記扉体を支持する扉体支持軸を備えているとともに、それぞれの扉体支持軸が互いに同軸線上に配置され、かつ、前記各扉体支持軸の両端が軸受ブラケットにより固定されており、
前記扉体は、前記水門の開口部を閉鎖しうる扉体本体と、前記各扉体支持軸のそれぞれに滑り軸受または転がり軸受を介して回動自在に軸支されている複数の扉体ボス部と、これらの各扉体ボス部に固定されているとともに前記扉体本体を支持している複数の支持アームとを有しており、前記扉体が複数の前記扉体支持ユニットによって多点支持されてなる、多点支持型フラップゲート。
【請求項２】
前記扉体ボス部には、バランスウェイトを支持するウェイトアームが固定されており、
前記油圧式開閉手段は、前記水門の上方において基端部を揺動可能に設置された油圧シリンダーと、前記ウェイトアームに設けられているとともに前記油圧シリンダーのピストンロッドの先端部に係合して油圧動力を前記ウェイトアームに伝達する係合ストッパーとを有しており、
前記係合ストッパーは、前記扉体を前記油圧シリンダーにより開方向に揺動させる場合にのみ前記ピストンロッドに係合し、閉方向の揺動に対して離脱可能に設けられている、請求項１に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項３】
前記ピストンロッドの先端部にはガイドローラが取り付けられており、
前記扉体が開閉する際に前記係合ストッパーが移動する弧状軌跡に沿って前記ガイドローラを案内するためのガイド部材が、前記水門における前記扉体支持軸以外の位置に配置されている、請求項２に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項４】
一つの前記扉体ボス部に左右一対の前記ウェイトアームが設けられている場合、それら左右一対の前記ウェイトアーム間に一つの前記油圧シリンダーのピストンロッドを配置するとともに、そのピストンロッドの先端部に設けられた先端軸が、左右一対の前記ウェイトアームのそれぞれに設けられている前記係合ストッパーと係合するように左右に突出されている、請求項２または請求項３に記載の多点支持型フラップゲート。
【請求項５】
前記各扉体ボス部のうち、左右一対の前記ウェイトアームが固定された前記扉体ボス部が並設されている場合、これら扉体ボス部同士の間で隣り合う前記ウェイトアーム間に前記バランスウェイトが支持されている、請求項４に記載の多点支持型フラップゲート。