(57)【要約】【課題】  水理実験に用いられる水路の底部に形成された斜面上の粒状物質を容易に、短時間で敷き均すことができるとともに、作業者の熟練度に影響されることなく、経験の浅い作業者であっても、粒状物質を平滑に敷き均すことができる装置を提供する。【解決手段】  水理実験用の水路１６の底部に形成された斜面２３ｂに粒状物質２４ａを敷き均す敷均し装置であって、水路１６の上部に水路１６の長さ方向に沿うように設けられるレール２と、レール２に沿って走行可能な台車３と、台車３に取り付けられるとともに、台車３の走行に追従して水路１６内を移動する敷均し部材５とを備え、敷均し部材５は、台車３に固定金具８によって取り付けられる柄部６と、柄部６の先端に設けられるとともに、斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａに接触可能な敷均し部７とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水理実験用の水路の底部に形成された斜面に粒状物層を敷き均す敷均し装置であって、
前記水路の上部に前記水路の長さ方向に沿うように設けられるレールと、該レールに沿って走行可能な台車と、該台車に取り付けられるとともに、該台車の走行に追従して前記水路内を移動する敷均し部材とを備え、
前記敷均し部材は、前記台車に固定金具によって取り付けられる柄部と、柄部の先端に設けられるとともに、前記粒状物層の表層に接触可能な敷均し部とを備えていることを特徴とする敷均し装置。
【請求項２】
前記固定金具は、前記柄部を固定する固定部と、該固定部を前記台車に回動可能に連結するヒンジと、前記固定部に取り付けられた前記柄部を前記水路の底部方向に付勢する付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の敷き均し装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記ヒンジ又は前記固定部と前記台車との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の敷き均し装置。
【請求項４】
前記柄部は、棒状をなし、前記敷均し部は、板状、フォーク状、ブラシ状をなしていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の敷き均し装置。
【請求項５】
前記柄部は、前記固定部への固定位置が調整可能に構成され、前記柄部の前記固定部への固定位置を調整することにより、前記柄部の鉛直方向に対する傾きが調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の敷き均し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、敷均し装置に関し、特に、各種の水理実験に用いられる水路に適用され、水路の底部に形成された斜面に粒状物質を敷き均すのに有効な敷均し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次元水路等の水路を用いた各種の水理実験が行われている。例えば、図５に示すように、水路１６の一端側の底部に所定の傾斜角度の斜面２３ｂを形成し、この斜面２３ｂ上に粒状物質２４ａを敷き均すことにより、所定の厚さの粒状物質層２４を形成し、この粒状物質層２４に水路１６の他端側に設置した造波装置２５により発生させた波２１ａを作用させることにより、粒状物質層２４の粒状物質２４ａの移動状況等を調査する水理実験が行われている。
【０００３】
このような水理実験においては、造波装置２５により発生させる波２１ａの条件（波高、波速等）を変化させ、水路１６の上部に走行可能に設けられた台車３に取り付けた計測器（波高計、波速計等）により波高、波速等を計測しながら繰り返し実験を行うことにより、実際の海浜に粒状物質２４ａを敷き均した場合と同等の実験データを得ることができる。
【０００４】
特許文献１には、水理実験の他の例が記載されている。この水理実験は、実際の海域に二次元水路等の水路を設置し、この水路の底部に潜堤を設置し、潜堤と護岸との間に砂等の粒状物質を敷き均すことにより粒状物質層を形成し、この粒状物質層に実際の波を作用させることにより、粒状物質層を構成する砂等の粒状物質の移動状況等を調査するように構成したものである。
【０００５】
図４に示す水理実験においては、水路１６の底部に形成された斜面２３ｂ上の粒状物質層２４に波２１ａを作用させることにより、粒状物質層２４を構成する粒状物質２４ａが移動し、粒状物質層２４の表層に凹凸が形成される。このため、１回の実験毎に粒状物質２４ｂを平滑に敷き均す必要がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載の水理実験においても、粒状物質層を構成する砂等の粒状物質が波の作用によって移動し、粒状物質層の表層に凹凸が形成されるため、１回の実験毎に粒状物質を平滑に敷き均す必要がある。
【０００７】
ところで、水路１６の底部に形成された斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを敷き均す場合、１回の実験毎に作業者が平型レーキ、歯付レーキ等の整地用具やデッキブラシ等の清掃用具を用いて、手作業により粒状物質２４ａを平滑に敷き均しているため、その作業に多大な労力と時間がかかる。また、粒状物質２４ａを平滑に敷き均すためには熟練を要するため、経験の浅い作業者では粒状物質２４ａを平滑に敷き均することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−９８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、水路実験用の水路の底部に形成された斜面に粒状物質を容易に短時間で平滑に敷き均すことができるとともに、作業者の熟練度に影響されることなく、経験の浅い作業者でも粒状物質を平滑に敷き均すことができる敷均し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、水理実験用の水路の底部に形成された斜面に粒状物質を敷き均す敷均し装置であって、前記水路の上部に前記水路の長さ方向に沿うように設けられるレールと、該レールに沿って走行可能な台車と、該台車に取り付けられるとともに、該台車の走行に追従して前記水路内を移動する敷均し部材とを備え、前記敷均し部材は、前記台車に固定金具によって取り付けられる柄部と、柄部の先端に設けられるとともに、前記斜面上の前記粒状物質に接触可能な敷均し部とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の敷均し装置によれば、水路の底部に形成された斜面上の粒状物質に凹凸が形成された場合に、台車に敷均し部材を取り付け、台車をレールに沿って走行させて、敷均し部材を台車に追従して水路内を移動させることにより、敷均し部材の敷均し部で斜面上に粒状物質を平滑に敷き均すことができる。従って、粒状物質の敷き均し作業を容易に短時間で行うことができる。また、台車の走行に追従して敷均し部材を移動させればよいので、作業者の熟練度に影響されることなく、経験の浅い作業者であっても粒状物質を平滑に敷き均すことができる。
【００１２】
また、本発明において、前記固定金具は、前記柄部を固定する固定部と、該固定部を前記台車に回動可能に連結するヒンジと、前記固定部に取り付けられた前記柄部を前記水路の底部方向に付勢する付勢手段とを備えていることとしてもよい。
【００１３】
本発明の敷き均し装置によれば、敷均し部材は、固定金具によって台車に回動可能に取り付けられるとともに、水路の底部方向に付勢されているので、台車の走行に追従して敷均し部材を移動させる場合に、敷均し部材の敷均し部を一定の力で粒状物質に押し付けた状態で、敷均し部材を移動させることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記付勢手段は、前記ヒンジ又は前記固定部と前記台車との間に設けられていることとしてもよい。
【００１５】
本発明の敷き均し装置によれば、ヒンジに設けられた付勢手段により、又は固定部と台車との間に設けられた付勢手段により、敷均し部材の柄部が水路の底部方向に付勢され、敷均し部材の敷き均し部が一定の力で粒状物質に押し付けられることになる。
【００１６】
また、本発明において、前記柄部は、棒状をなし、前記敷均し部は、板状、フォーク状、ブラシ状をなしていることとしてもよい。
【００１７】
本発明の敷き均し装置によれば、市販の整地用具、清掃用具を敷均し部材として用いることができるので、汎用性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明において、前記柄部は、前記固定部への固定位置が調整可能に構成され、前記柄部の前記固定部への固定位置を調整することにより、前記柄部の鉛直方向に対する傾きが調整可能に構成されていることとしてもよい。
【００１９】
本発明の敷き均し装置によれば、敷均し部材の柄部の鉛直方向に対する傾きを調整することにより、敷均し部材の敷均し部の粒状物質への接触角度を調整することができるので、勾配の異なる各種の斜面上の粒状物質の敷き均し作業に用いることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明したように、本発明の敷均し装置によれば、水路の底部に形成された斜面上に粒状物質を容易に、短時間で平滑に敷き均すことができる。また、作業者の熟練度に影響されることなく、経験の浅い作業者であっても斜面上に粒状物質を平滑に敷き均すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による敷均し装置の一実施の形態の全体を示した概略図であって、水路の底部に形成された斜面上に粒状物質を敷き均す前の状態を示した概略図である。
【図２】斜面上に粒状物質を敷き均している途中の状態を示した概略図である。
【図３】斜面上に粒状物質を敷き均した後の状態を示した概略図である。
【図４】敷均し部材を台車に取り付ける固定金具を示した概略図である。
【図５】従来の水理実験装置の水路の全体を示した概略図であって、斜面上の粒状物質の表層に凹凸が形成された状態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による敷均し装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態の敷均し装置１は、例えば、水理実験装置１５に用いられる二次元水路等の水路（以下水路１６という。）に適用され、水路１６の底部に形成された斜面２３ｂ上に粒状物質２４を敷き均すのに有効なものである。ここで、二次元水路とは、断面幅が一定の矩形断面の細長い水路を意味する。
【００２３】
水理実験装置１５に用いられる水路は、図１〜図３に示すように、２枚の側板１７ａ、１７ｂと前板１８と後板１９と底板２０とからなる上部が開放された所定の長さ、幅、深さの細長い水路であって、内部に所定量の水２１（海水、淡水等）が貯留されるようになっている。
【００２４】
水路１６の底部には、前板１８から後板１９の方向に向かって下方に傾斜する所定の勾配の斜面２３ｂが形成されている。斜面２３ｂは、水路１６の底部に設けられる基台２３の上面２３ｂによって構成されている。基台２３は、下面２３ａが水平面に形成され、上面２３ｂが所定の角度の傾面２３ｂに形成され、両側面２３ｃ、２３ｄ（図中手前側及び奥側の面）及び右側面２３ｅ（図中右側の面）が鉛直面に形成されるものであって、この基台２３の斜面２３ｂに粒状物質２４ａを敷き均すことにより、斜面２３ｂ上に所定の厚さの粒状物質層２４が形成される。
【００２５】
粒状物質２４は、例えば、砂、礫、石炭灰造粒物等の粒状物質２４ａの集合体であって、水理実験の目的に応じたものが用いられる。本実施の形態においては、粒状物質２４ａとして水の浄化作用に利用される石炭灰造粒物（石炭灰とセメントとを混合させて粒状に形成したもの）が用いられている。
【００２６】
水路１６の後板１９側には、ランジャー型、ピストン型、フラップ型等の造波装置２５が設けられ、造波装置２５により発生させた波２１ａが水路１６の後板１９から前板１８の方向（図１中矢印方向）に移動し、前板１８側に設置された斜面２３ｂ上の粒状物質層２４に作用するようになっている。
【００２７】
水路１６の上部には、本実施の形態の敷均し装置１が設けられている。本実施の形態の敷均し装置１は、水路１６の前板１８と後板１９の上端間に架け渡されるレール２と、レール２に沿って走行可能な台車３と、台車３に取り付けられる敷均し部材５とから構成されている。台車３は、駆動モータ（図示せず）の駆動によって車輪４を回転させることによりレール２上を走行可能に構成されている。台車３の駆動モータは、有線又は無線による遠隔操作により運転、停止が制御されている。
【００２８】
台車３には、波高計、波速計等の計測器（図示せず）が着脱可能に取り付けられ、この計測器によって水路１６内に貯留した水２１の波高、波速等が計測されるようになっている。
【００２９】
敷均し部材５は、棒状の柄部６と、柄部６の先端に設けられるブラシ状、フォーク状、又は板状の敷均し部７とから構成され、柄部６を固定金具８によって台車３の端部に固定することにより、台車３の走行に追従して水路１６内を移動可能となっている。
【００３０】
敷均し部材５としては、例えば、平型レーキ、歯付レーキ等の整地用具や、デッキブラシ等の清掃用具等を用いることができるが、これらに限定することなく、斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを平滑に敷き均すことができるものであればよい。本実施の形態においては、敷均し部材５として、柄部６の先端にブラシ状の敷均し部７が設けられたデッキブラシを用いている。
【００３１】
固定金具８は、例えば、図４に示すように、内側に柄部６を挿通させる筒状の固定部９と、柄部６を固定部９に固定するねじ等の固定手段１０と、固定部９を台車３の端部に回動可能に連結するヒンジ１１と、柄部６を水路１６の底部方向に付勢するばね等の付勢手段１２とから構成されている。
【００３２】
固定金具８の固定部９の内側に敷均し部材５の柄部６を挿通させ、柄部６を固定手段１０で固定部９へ固定することにより、敷均し部材５の柄部６が台車３の端部に鉛直方向に対して傾いた状態に取り付けられ、柄部６の先端の敷均し部７が水路１６の底部の斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａに接触される。
【００３３】
柄部６は、固定金具８の固定部９への固定位置が調整可能に構成され、柄部６の固定部９への固定位置を調整することにより、柄部６の鉛直方向に対する傾きを調整することができ、敷均し部７の粒状物質２３ａへの接触角度を調整することができ、勾配の異なる各種の斜面２３ｂ上の粒状物層２４の表層の敷き均し作業に適用することができる。
【００３４】
付勢手段１２は、ヒンジ１１又は固定部９と台車３の端部との間に設けられ、付勢手段１２の付勢力によって柄部６を水路１６の底部方向に付勢することにより、敷均し部７が浮き上がるのを防止できるとともに、一定の力で敷均し部７を斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａに押し付けることができる。
【００３５】
なお、固定金具８は、上記の構成のものに限らず、敷均し部材５の柄部６を台車３の端部に回動可能に取り付け、敷均し部７を水路１６の底部の斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａに押し付けることができるものであればよい。
【００３６】
そして、上記のような構成の水理実験装置１５を用い、図１に示すように、造波装置２５を作動させて水路１６内に波２１ａを発生させ、この波２１ａを水路１６内を後板１９から前板１８の方向に向かって移動させて、水路１６の底部に形成される斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａに作用させることにより、粒状物質２４ａが水路１６の前板１８の方向又は後板１９の方向に移動し、粒状物質層２４の表層に凹凸が形成される。
【００３７】
そして、波２１ａの条件（波高、波速等）を変えながら繰り返し実験を行い、粒状物質層２４を構成する粒状物質２４ａの移動の状況を調査することにより、粒状物質２４ａとして石炭灰造粒物を用いた場合の粒状物質２４ａの移動限界水深等を探ることができる。
【００３８】
上記のような水理実験においては、波２１ａの条件を変えて行う実験毎に斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを敷き均して平滑にする必要があり、この粒状物質２４ａの敷き均し作業に本実施の形態の敷均し装置１が用いられる。
【００３９】
本実施の形態の敷均し装置１で斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを敷き均して平滑にするには、まず、台車３から計測器を取り外し、台車３の端部に敷均し部材５を取り付ける。
【００４０】
具体的には、図１及び図４に示すように、固定金具８の固定部９の内側に敷均し部材５の柄部６を挿通させ、柄部６をねじ等の固定手段１０によって固定部９に固定し、柄部６の先端の敷均し部７が浜模型２２の図１中左端に位置するように台車３の位置を調整し、敷均し部７の先端を粒状物質層２４の図中左端の表層に接触させる。
【００４１】
そして、図１〜図３に示すように、台車３を右方向（前板１８の方向）又は左方向（後板１９の方向）に走行させ、台車３に追従して敷均し部材５を同一方向に移動させ、敷均し部材５の敷均し部７を斜面２３ｂ上の粒状物質層２４の表層に沿って図１〜３中左右方向に往復移動させる。
【００４２】
この場合、敷均し部材５は、柄部６が固定金具８を介して台車３に回動可能に取り付けられるとともに、固定金具８の付勢手段１２によって水路１６の底部方向に付勢された状態となっているので、斜面２３ｂの傾斜角度に追従して柄部６が鉛直方向に対する傾きを変えながら、敷均し部７が一定の力で粒状物質２４ａに押し付けられた状態で、粒状物質層２４の表層を図中左右方向に移動することになる。
【００４３】
そして、台車３を図１〜図３に示すように、図中左右方向に複数回往復移動させて、台車３に追従して敷均し部材５を粒状物質層２４の表層に沿って複数回往復移動させることにより、粒状物質２４ａを平滑に敷き均すことができ、粒状物質層２４の表層に形成された凹凸をなくして平滑にすることができる。
【００４４】
上記のように構成した本実施の形態の敷き均し装置１にあっては、波２１ａの条件（波高、波速等）を変えながら繰り返し実験を行う場合に、実験毎に台車３に敷均し部材５を取り付けて、台車３の走行に追従して敷均し部材５を斜面２３ｂ上の粒状物質層２４の表層に沿って移動させることにより、粒状物質２４ａを平滑に敷き均すことができる。
【００４５】
従って、波２１ａの条件を変えて繰り返し実験を行う場合に、実験毎に行う斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａの敷き均し作業に要する手間と時間を削減することができ、粒状物質２４ａの敷き均し作業を容易に短時間で行うことができる。
【００４６】
また、斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを敷き均す場合、台車３に敷均し部材５を取り付けて、台車３の走行に追従して敷均し部材５を斜面２３ｂ上の粒状物質層２４の表層に沿って移動させればよいので、作業者の熟練度に影響させることなく、経験の浅い作業者であっても斜面２３ｂ上の粒状物質２４ａを平滑に敷き均すことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  敷均し装置
２  レール
３  台車
４  車輪
５  敷均し部材
６  柄部
７  敷均し部
８  固定金具
９  固定部
１０  固定手段
１１  ヒンジ
１２  付勢手段
１５  水理実験装置
１６  水路
１７ａ、１７ｂ  側板
１８  前板
１９  後板
２０  底板
２１  水
２１ａ波
２３  基台
２３ａ  下面
２３ｂ  上面
２３ｃ、２３ｄ  側面
２３ｅ  右側面
２４  粒状物質層
２４ａ  粒状物質
２５  造波装置
【図１】
2015152516.tif 000003
【図２】
2015152516.tif 000004
【図３】
2015152516.tif 000005
【図４】
2015152516.tif 000006
【図５】
2015152516.tif 000007