(57)【要約】【課題】建造コストを低く抑えることができ、また、開状態のとき水を流れを乱すことがなく、しかもゲート本体を損傷するおそれが少なく、さらに、閉状態のときに水圧による荷重が一箇所に加わることがなく保守管理が容易になる。【解決手段】互いに間隔をあけて配置される左右の側壁１０Ａ、１０Ｂとそれら左右の側壁の下部どうしをつなぐ底部１１とにより形成される断面略矩形状の水路構成体２に、左右のリング部２１とそれら左右のリング部どうしにまたがって取り付けられる円弧状のゲート部２２とを備えるリングゲート本体３が設置される。左右の側壁の内面にはそれぞれリング状の戸溝１４が形成され、この戸溝にはリングゲート本体のリング部２１が収納される。左右の側壁のうち少なくとも一方には、リング部を回転駆動させてゲート部を開閉させる駆動機構が配設される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をあけて配置される左右の側壁とそれら左右の側壁の下部どうしをつなぐ底部とにより形成される断面略矩形状の水路構成体に、左右のリング部とそれら左右のリング部どうしにまたがって取り付けられる円弧状のゲート部とを備えるリングゲート本体が設置されてなるリングゲート装置であって、
前記左右の側壁の内面にはそれぞれリング状の戸溝が形成され、該戸溝には前記リングゲート本体のリング部が収納され、前記左右の側壁のうち少なくとも一方には、前記リング部を回転駆動させて前記ゲート部を開閉させる駆動機構が配設されていることを特徴とするリングゲート装置。
【請求項２】
請求項１記載のリングゲート装置において、
前記リング部は、内周面を回転支持部により支持されることで、前記戸溝に浮遊状態で収納されていることを特徴とするリングゲート装置。
【請求項３】
請求項２記載のリングゲート装置において、
前記ゲート部が取り付けられた箇所のリング部の内周面には水圧支持部材が取り付けられ、該水圧支持部材が前記戸溝の内周面に当接して支持されることを特徴とするリングゲート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川またはダムの水路に設置されるリングゲート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川やダムの水路を開閉するゲート装置として、引き上げ式ゲート装置、倒伏式ゲート装置、ライジングセクターゲート装置等が知られている。
【０００３】
引き上げ式ゲート装置は、起立状態とされた平板状のゲート本体を、左右の支柱に設けた戸溝に案内させながら、ロープ等の引き上げ手段によって上下動させることにより、開状態あるいは閉状態に切り換えるものである。
倒伏式ゲート装置は、水路の底部にゲート本体を、その一端部をピン支持することにより回転可能に支持したものであり、このゲート本体を倒して水路の底部に平行となるように配置したときに開状態、底部に対して所定角度となるよう起こしたときに閉状態に切り換えらものである。
また、ライジングセクターゲート装置は、対をなすよう左右に間隔をあけて設けられた円盤の間にそれら円盤に直交するようゲート本体を掛け渡し、しかも、これら左右の円盤をそれらの中心位置に設けた支持軸を中心に回転させることによって、円盤を介してゲート本体を開状態あるいは閉状態に切り換えらものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のゲート装置にあっては、それぞれ次の問題があった。
すなわち、引き上げ式ゲート装置では、全開時に、ゲート本体を流水と干渉させないよう持ち上げなければならず、左右の支柱を高く起立させることから、土木構造物が大きくなり、結果的に土木費用が嵩む。また、水路の両側に戸溝が形成され、これら戸溝が水の流れを乱す要因となり、水理的に好ましくない。
【０００５】
また、倒伏式ゲート装置では、閉状態になるときゲート本体を格納したり、ゲート本体を開閉させるための駆動部を格納するためのスペースを、水路の底面部に確保しなければならず、水路底面部の土木加工形状が複雑となるため、土木費用が嵩む。また、開状態のとき略水平状態に倒されたゲート本体の上面を流水が流れるため、流砂や流木によってゲート本体の上面が損傷されるおそれがある。
【０００６】
また、ライジングセクターゲート装置では、閉状態のときにゲート本体に加わる水圧が円盤を介して該円盤を支持している支持軸に作用することとなり、支持軸には相当大きな荷重が加わることから、支持軸廻りの構造が複雑となり、しかも、同支持軸廻りの保守管理に多くの費用がかかるという欠点があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、建造コストを低く抑えることができ、また、開状態のとき水を流れを乱すことがなく、しかもゲート本体を損傷するおそれが少なく、さらに、閉状態のときに水圧による荷重が一箇所に加わることがなく保守管理が容易なリングゲート装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明では、互いに間隔をあけて配置される左右の側壁とそれら左右の側壁の下部どうしをつなぐ底部とにより形成される断面略矩形状の水路構成体に、左右のリング部とそれら左右のリング部どうしにまたがって取り付けられる円弧状のゲート部とを備えるリングゲート本体が設置されてなるリングゲート装置であって、
前記左右の側壁の内面にはそれぞれリング状の戸溝が形成され、該戸溝には前記リングゲート本体のリング部が収納され、前記左右の側壁のうち少なくとも一方には、前記リング部を回転駆動させて前記ゲート部を開閉させる駆動機構が配設されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明では、請求項１記載のリングゲート装置において、前記リング部は、内周面を回転支持部により支持されることで、前記戸溝に浮遊状態で収納されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項２記載のリングゲート装置において、前記ゲート部が取り付けられた箇所のリング部の内周面には水圧支持部材が取り付けられ、該水圧支持部材が前記戸溝の内周面に当接して支持されることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるリングゲート装置について図面を参照して説明する。
図１〜図７は本発明にかかるリングゲート装置の実施の形態を示すものであり、図１は一部を断面した全体の斜視図、図２はその一部の拡大斜視図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、ここで示すリングゲート装置１は、河川またはダムの水路に設置されるものであり、該水路途中に配設された水路構成体２に、該水路構成体２の水路部２ａを開閉するリングゲート本体３が設置されて構成されている。
【００１３】
水路構成体２は、互いに間隔をあけて配置される左右の側壁１０Ａ、１０Ｂと、それら左右の側壁１０Ａ、１０Ｂの下部どうしをつなぐ底部１１と、左右の側壁１０Ａ、１０Ｂの上部どうしをつなぐ天井部１２とによって断面略矩形状に形成されたものである。
【００１４】
前記水路部２ａを構成する側壁１０Ａ、１０Ｂは、上流側が円弧状に湾曲して形成され、また底部１１は、上流側が丸みを帯びるとともに、下流側が下流に向かうに従い漸次下方に下がって形成されている。
また、前記側壁１０Ａ、１０Ｂの内面には断面矩形状で全体がリング状とされた戸溝１４が形成されている。戸溝１４にはリングゲート本体３のリング部２１が、該リング部２１の側部表面を側壁１０Ａ、１０Ｂの表面から突出しないようそれと面一になるように収納されている。
【００１５】
リングゲート本体３は、左右のリング部２１とそれら左右のリング部２１どうしにまたがって取り付けられる円弧状のゲート部２２とを備える。
リング部２１は、図３に示すように、例えば複数の鋼材を溶接等の適宜接合手段で断面矩形状となるように組み合わせたものである。
また、ゲート部２２は、リング部２１と同様に鋼材を組み合わせてなるものであり、内部所要箇所には必要に応じて補強部材２２ａが取り付けられている。また、ゲート部２２の左右両側部にはゴム材等のシール部材２３が外方へ張り出して取り付けられ（図３参照）、このシール部材２３が側壁１０Ａ、１０Ｂに当接することにより、ゲート部２２と側壁１０Ａ、１０Ｂとが液密に保持されるようになっている。
【００１６】
また、ゲート部２２の一端部にはシール部材２４が外方へ張り出して取り付けられ、このシール部材２４はゲート部２２が閉状態にあるとき、水路構成体２の底部１１の上面に当接することにより、水路の良好な遮断機能である液密性が確保されるようになっている。
【００１７】
前記左右の側壁１０Ａ、１０Ｂのうち一方、例えば、側壁１０Ａには、リング部２１を回転駆動させて前記ゲート部２２を開閉する駆動機構３０が配設されている（図２参照）。
駆動機構３０は、リング部２１の外周に設けられた大歯車３１と、この大歯車３１と噛合するピニオン３２と、ピニオン３２を正逆回転駆動するモータ３３とからなっている。ここで、大歯車３１は、図３にも示すように、リング部２１を構成するリング部側壁構成材２１ａとそれに平行に設けられた鋼板３４との間に複数のピン材３５が周方向に一定間隔置きに取り付けられて構成されている。また、ピニオン３２やモータ３３は、水がかからないよう水路構成体２のできるだけ高い位置に設けられている。
【００１８】
また、図６、図４に示すように、水路構成体２の側壁１０Ａ、１０Ｂであって、戸溝１４に面する箇所にはリング部２１を回転支持する支持部材３６が複数個（例えば、ここでは一つのリング部２１当たり２個）ブラケット３７によりその中心部分を回転自在に軸支持されている。そして、リング部２１は、これら支持部材３６によっ上部内周面を支持されることにより、戸溝１４に浮遊状態で収納されている。
【００１９】
また、図３に示すように前記ゲート部２２が取り付けられた箇所のリング部２１の内周面には、水圧支持部材３８が取り付けられ、この水圧支持部材３８が戸溝１４の内周面に当接することによって、ゲート部２２が受ける水圧をリング部２１を介して水圧支持材３８、戸当たり金物３９を経て側壁１０Ａ、１０Ｂ側に伝達するようになっている。ここで、水圧支持部材３８としては、例えば、ローラやシュー等が利用される。
【００２０】
一方、前記水路構成体２の側壁１０Ａ、１０Ｂの戸溝１４の内周面であって、前記水圧支持部材３８に対向する部分には戸当たり金物３９が埋設され、前記水圧支持部材３８から受ける荷重を水路構成体２に分散伝達されるように戸溝１４の内周面が補強されている。
【００２１】
また、図５に示すように、戸溝１４のリング部３１の内周面に対向する箇所には、ガイド金物４０が戸溝１４の周方向に沿って所定間隔おきに複数設けられ、これによって、戸溝１４におけるリング部２１の円滑な回転が得られるようになっている。なお、図１、図２中４１は、水路構成体２の天井部１２の上部に設けれた点検用通路を示す。
【００２２】
次に、上記構成のリングゲート装置１の作用について説明する。
図６はリングゲート装置１が全閉状態の場合を示している。すなわち、このとき、リングゲート本体３のゲート部２２は、水路構成体２ａの水路部２ａを遮断するよう、その下端に設けられたシール部材２４が水路構成体２の底部１１に当接している。
【００２３】
このとき、ゲート部２２には前方から水圧による荷重が加わるが、この荷重は、ゲート部２２から左右のリング部２１、該左右のリング部２１に設けられた水圧支持部３８、該水圧支持部３８に対向する戸当たり金物３９を経て水路構成体２に広く分散して伝達される（図３参照）。このように水圧による荷重に対し広く分散支持するようになっているため、リングゲート装置１全体でみた場合、水圧に対する強い強度を有しており、ゲート部２２に作用する水圧が装置の一部が集中荷重を受けて損傷されるといった事態を未然に防止することができる。
【００２４】
その後、例えば、このリングゲート装置１が取り付けられたダムの水位が上がってダム内の水を放流しなければならない場合等には、駆動機構３０を作動させてゲート部２２を開状態にする。
すなわち、モータ３３を適宜方向に回転させ、ピニオン３２を強制回転させる。ピニオン３２の回転はそれと噛合している大歯車３１に伝達し、この大歯車３１と一体になっている一方のリング部２１を回転させる。この一方のリング部２１の回転に伴い、それと一体的にゲート部２２及び他方のリング部２１が回転することとなり、その結果、当該リングゲート装置１は、図７に示すような全開状態になる。
【００２５】
上記左右のリング部２１及びゲート部２２からなるリングゲート本体３を回転させるとき、左右のリング部２１は、支持部材２６によって戸溝１４内に浮遊状態で支持されていること、また、リング部２１が回転するときガイド金物４０によって案内されることから、摩擦抵抗が少なく滑らかな回転が確保され、したがって、モータ３３の駆動力も比較的小さなもので足りる。
【００２６】
また、当該リングゲート装置１が開状態になったときあるいは閉状態から開状態に至るときも同様に、戸溝１４がリングゲート本体３のリング部２１によって閉塞されており、水路構成体２の側壁１０Ａ、１０Ｂの内面はほとんど凹凸がなく、まるで一つの部材表面のように面一になっている。このように、側壁１０Ａ、１０Ｂの内面は単にフラットな面一状態になっているので、流路抵抗が極めて少なく、水理的に良好となって円滑な水の流れが確保される。
【００２７】
また、前述したように戸溝１４がリング部２１によって閉塞された状態になっているから、越流水が戸溝１４内部に侵入するのを防止することができ、これにより、戸溝１４に沿って設けられた駆動機構３０の各構成部材である大歯車３１、ピニオン３２、モータ３３が流水に直接曝されるのを防止することができ、それら駆動機構３０の耐久性を向上させることができる。
図６、図７において符号Ｗａは設計上の洪水位、Ｗｂはサーチャージ水位、Ｗｃは常時満水位をそれぞれ示す。
【００２８】
なお、上記した実施の形態はあくまで本発明の例示であり、本発明は必要に応じて適宜設計変更可能である。
例えば、前記実施の形態では、ゲート部２２を開閉させるのにリング部２１の一方のみを駆動機構によって強制的に回転させるようにしているが、これに限られることなく、左右のリング部をともに同期しながら強制回転するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
引き上げ式ゲート装置に比べて、大規模な土木構造（ピア）を必要としないので、土木費用を縮減し、重心をさげることができるので構造の安定性も良好となる。また、景観上も良好と判断される場合がある。
また、戸溝をリング部を収納させることで側壁内面を凹凸のないフラットな形状にすることができ、水理上良好な構造とすることができる。また、リング部を回転駆動させる駆動機構が流水に直接曝されるのを防止することができ、それら駆動機構の耐久性を向上させることができる。
また、倒伏式ゲート装置に比べて、流路底部に構造物を収める必要がないので、土木形状が単純となる。また、全開時に、ゲート部が全く流水を干渉しないので、流砂、流木等による損傷を受ける可能性がなく、しかも、流水時でもゲート部の保守点検を行うことができる。
また、ライジングセクターゲート装置に比べて、水圧荷重が水圧支持部材から水路構成体に伝達するので、機械的・土木的に簡単な構造物となり、保守管理も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のリングゲート装置の全体構成を示す一部を断面した斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のリングゲート装置の駆動機構を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態のリングゲート装置のゲート部そその周辺の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のリングゲート装置の回転支持部の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態のリングゲート装置のガイド金物の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態のリングゲート装置の全閉状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のリングゲート装置の全開状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　リングゲート装置
２　水路構成体
２ａ　水路部
３　リングゲート本体
１０Ａ、１０Ｂ　側壁
１１　底部
１２　天井部
１４　戸溝
２１　リング部
２２　ゲート部
２３　シール部材
２４　仕切部材
３０　駆動機構
３１　大歯車
３２　ピニオン
３３　モータ
３８　水圧支持部材
３９　戸当たり金物
４０　ガイド金物
【図１】
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【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】
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