(57)【要約】【課題】従来の空圧式起伏ゲートにおいては水の流れる方向に長い基礎コンクリートの据付面を必要とするために、水路の側壁の天端に据え付けることが不可能という課題があった。【解決手段】鋼製扉体の下流面下端にほぼ９０°に接合した支圧板を設けて、扉体と支圧板とが全体でＬ字形の断面を有するようにした結果、水路側壁の裏面を空気袋を支持する基礎コンクリート面として利用する空圧式起伏ゲートを提供する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路壁の天端の平らな面に並べて設置したアンカーボルトと空気袋の押え板によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋の開いた辺を水路壁の天端に押え付けることによって、空気袋の開いた辺を密閉しつつ水路壁の天端に固定する。
上記空気袋の押え板の上面に十分な強度を有するゴム引布製の繋ぎ板の中間部を繋ぎ板の押え板とボルトによって強固に固定した上で、その下流側の縁を堰幅より少し小さい幅方向の寸法と、起立時に必要な起立高を確保するために必要な長さを有する鋼板製の扉体の上流面の下部に、ボルトと押え板によって強固に固定して、空気袋の押え板に鋼板製の扉体を起伏自在に繋ぐと同時に、上記ゴム引布製の繋ぎ板の上流側の縁を、空気袋の押え板に沿って水路壁の天端に設けた止水金物にボルトと押え板によって固定することにより、水路壁の天端の止水金物と空気袋の押え板と鋼板製の扉体との間の漏水を防止する。
加えて鋼板製の扉体の下流側の下端に、ほぼ９０°の角度で突き出させ、空気袋と鋼板製の扉体との間に介在させる鋼板製の支圧板を結合して全体としてほぼＬ字形の断面となるようにして、空気袋が鋼板製の支圧板に接触しつつ膨張あるいは収縮することにより、支圧板と扉体が一緒に起立あるいは倒伏するようにする。
このように構成した上で、陸上の空気操作装置から空気袋に空気管を接続し、この空気袋の内に空気操作装置から圧縮空気を送入すれば空気袋が膨張して鋼板製の支圧板を介して鋼板製の扉体を起立させ、逆に空気袋から空気を排出すれば、空気袋が平らな長方形に収縮しつつ折れ曲がって、水路壁の裏の壁面と鋼板製の支圧板の間に納まり、鋼板製の扉体が倒伏するようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
【請求項２】
請求項１の空圧式起伏ゲートにおいて、水路壁の天端の平らな面に並べて設置したアンカーボルトと、繋ぎ板の押え板によって、空気袋の開いた辺と繋ぎ板の中間部とを重ねて一緒に水路壁の天端に押し付けることによって、空気袋の開いた辺を密閉しつつ、空気袋と繋ぎ板の中間部とを水路壁の天端に固定するようにしたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
【請求項３】
請求項１または２の空圧式起伏ゲートにおいて、ゲートの堰幅を確定する側壁面に、扉体と支圧板が起立したときに、扉体の上流側の側端部を支持してそれ以上の起立運動を阻止すると同時に扉体側端部と側壁の間の漏水を防止するように接触する側面戸当を突出させ、加えて扉体と支圧板が倒伏したときに扉体または支圧板の側端部を支持してそれ以上の倒伏運動を阻止する倒伏時支持台を突出させ、さらに扉体の側端部の上流面の起立したときに側面戸当と接触する部分に帯状の平板ゴムを貼付して側面の水密性を向上させたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの空圧式起伏ゲートにおいて、全体としてほぼＬ字形の断面となるよう結合された鋼板製の扉体と支圧板の結合部の反対側の縁を１枚または２枚の連結鋼板で連結して、全体としての断面を３角形または４辺形の鋼管状とすることにより、扉体と支圧板の全体としての強度を向上させたことを特徴とする空圧式起伏ゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、基礎コンクリートの上面に回転中心を有する鋼製扉体が自在に起立または倒伏を行うことにより流水を堰上げまたは放流する目的で使用される起伏ゲートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、起伏ゲートとしては、水圧力を受ける鋼板に対し充分に強度のある横桁や縦桁を配置した鋼製の扉体の頭部にワイヤロープやチェーンを取り付けて、これを陸上の巻上機で巻き取りまたは巻き戻して起立または倒伏の操作をする形式のものや、同様の鋼製扉体を油圧ジャッキで押し起こして起立させ、または油圧ジャッキを縮めて倒伏させるものなどが種々開発され、使用されてきた。
【０００３】また最近は、水路の底に並べて設置したアンカーボルトと押え板によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋の開いた辺を密閉しつつ水路底に押し付けることによって、空気袋の開いた辺を密閉しつつ水路底に固定し、この押え板の下流側の縁に沿い、かつ空気袋の上側に位置する回転中心によって起伏運動が自在であるように設置した鋼板製の扉体が、空気袋に圧縮空気を送り込んで膨張させ、あるいは内部の圧力を有する空気を排出して収縮させることにより起立あるいは倒伏するようにした空圧式起伏ゲートも広く使用されるようになった。
【０００４】この形式の起伏ゲートは、従来使用されてきた鋼製扉体による起伏ゲートの荷重に対して強く、耐磨耗性があり、中間的起立姿勢でも安定しているという長所を活かしながら、空気袋によりゲートを幅方向に連続して支持するので経済的に優れているという特性を有し、非常に安価で取扱いが容易な起伏ゲートである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの起伏ゲートにおいては、設置する場所の基礎コンクリートの水流方向の長さが堰上げる水の高さの１．５倍ほど必要になる。すなわち、鋼製扉体の起立する角度は水平に対して６０°〜７０°にするから鋼製扉体の斜めの長さは堰上げる水の高さの１．２倍程度になり、これに回転中心を構成するための空間を含めると、鋼製扉体が倒伏したときの水流方向の必要寸法は堰上げる水の高さの１．５倍ほどになるのである。河川に設ける起伏ゲートでは、下流の水叩や上下流の護床工を設けるので、一般に堰上げる水の高さの５倍から１０倍の長さの河川工作物となる。
【０００６】いまこれらの起伏ゲートを用水路の側壁の天端に設置して常時は起立させておき、必要に応じて倒伏させて用水路の側方に分水する場合等、人工の構造物の天端に起伏ゲートを設置する場合には、このように基礎コンクリートの水流方向の長さが大きくなることは必要な用地が広くなって設置に制限を受けたり、構造物が大きくなるために工事費が多額となることなどの原因であり不具合であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこでこの発明の起伏ゲートにおいては、２枚の鋼板を結合したほぼＬ字形の断面を有する鋼製扉体を使用することにした。
【０００８】すなわち、ほぼＬ字形の１つの辺は従来の鋼製扉体として水を堰上げまたは放流する機能を分担し、他の辺は空気袋のよって連続的に支持されて空気の圧力を鋼製扉体を起伏運動させる操作力に変換する機能を有するようにするのである。このようにすれば、用水路の側壁の裏面が、膨張と収縮によってほぼＬ字形の断面を有する鋼製扉体と支圧板に対して起立または倒伏の操作を実行する空気袋を支持する機能を果たすことになり、ゲート構造物の水平方向の寸法を著しく小さくする効果を得られることになる。
【０００９】ただしこの場合には、収縮した空気袋は側壁の裏面に沿って垂れ下がった状態となるから、これを収容するためにはゲート下流側の落差が必要となる。
すなわち、水流の方向に水平に展開されるゲート設置のための必要寸法を鉛直方向に切替えることに成功したのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の空圧式起伏ゲートの実施の形態を図面に基づき詳述する。
図１、図２、図３、図４ならびに図５はこの空圧式起伏ゲートの１実施例を示すものであり、図１は空圧式起伏ゲートの正面図、図２は空圧式起伏ゲートの断面図でともに起立状態を示し、図３は空圧式起伏ゲートの断面図で倒伏状態を示し、図４は扉体ならびに支圧板の説明図であり、図５は空気袋の説明図である。
【００１１】図１、図２ならびに図３において、水路壁の天端の平らな面１に１列に並べて設置した鉛直のアンカーボルト２が空気袋の押え板３によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋４の開いた辺の縁５を、水路壁の天端の平らな面１に押し付けることによって、空気袋４の開いた辺を密閉しつつ水路壁の天端の平らな面１に固定する。
【００１２】この空気袋の押え板３の上面６に、充分な強度を有するゴム引布製の繋ぎ板７の中間部を繋ぎ板の押え板８とボルト９によって強固に固定した上でその下流側の縁を堰幅より少し小さい幅方向の寸法と起立時に必要な起立高を確保するために必要な長さを有する鋼板製の扉体１０の上流面の下部にボルト１１と押え板１２によって強固に固定して空気袋の押え板３に鋼板製の扉体１０を起伏自在に繋ぐと同時に、この繋ぎ板７の上流側の辺を空気袋の押え板３に沿って水路壁の天端に設けた止水金物１３にボルト１４と押え板１５によって固定して水路壁の天端の止水金物１３と空気袋の押え板３と鋼板製の扉体１０の間の漏水を防止する。
【００１３】加えて、鋼板製の扉体１０の下流側の下端において、ほぼ９０°の角度にて突き出させ、空気袋４と扉体１０との間に介在させる鋼板製の支圧板１６を取付けて扉体１０と支圧板１６とが全体としてほぼＬ字形の断面となるようにして、空気袋４が鋼板製の支圧板１６に接触しつつ膨張あるいは収縮することにより支圧板１６と扉体１０が一緒に起立あるいは倒伏するようにする。
【００１４】このように構成した上で、空気袋４の下部の口金１７に接続した空気管１８を水路壁のコンクリートに埋設するなどして高い所に導き、空気操作装置の排気用開閉弁１９、排気用流量調節弁２０、排気放出部２１、給気用開閉弁２２、給気用流量調節弁２３、空気圧縮機２４に接続する。
【００１５】その上で空気圧縮機２４から給気用流量調節弁２３、給気用開閉弁２２、空気管１８、口金１７を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体１０が起立した状態の正面図が図１であり、またその断面図が図２である。膨張した空気袋４が支圧板１６をほぼ水平の姿勢に押上げた結果、支圧板１６とほぼ９０°の角度で結合され、全体としてほぼＬ字形となっている扉体１０はほぼ鉛直の姿勢となり、水路内側の水が流出するのを防止している。
【００１６】このとき扉体１０の下部では繋ぎ板７が水密ゴムの機能も兼ね止水金物１３、空気袋の押え板３、扉体１０の間の漏水を防止しており、扉体１０の側端部では側面水密ゴム２５が押え板２６とボルト２７によって取付けられ、側面水密ゴム２５の先端が側壁面２８と適度な接触を保つことにより、この部分の漏水を防止している。
加えて、側壁面２８からは起立時停止突起２９が突き出して押え板２６に接触し、これ以上の起立を防止している。
【００１７】他方、空気圧縮機２４を停止し、給気用開閉弁２２を閉じ、排気用開閉弁１９を開いて、空気袋４の内部の圧力を有する空気を、排気用流量調節弁２０によって制御しつつ、排気放出部２１から大気中へ放出した結果、扉体１０が完全に倒伏した状態の断面図が図３である。
この状態では、水路壁の外側の面３０が収縮した空気袋４を介して支圧板１６を支持すると同時に、繋ぎ板７が扉体１０を繋留しているので全体としてほぼＬ字形に結合された扉体１０と支圧板１６は扉体１０が先端を下方に傾けた姿勢となり、水路内側の水が水路外側へ流出しやすい状態となっている。
【００１８】図４は扉体１０ならびに支圧板１６の説明図である。横方向の曲げ剛性を向上させるため先端部に９０°の折曲部３１を有する扉体１０の下流面下端において９０°の角度で結合した支圧板１６は扉体１０と同様に横方向の曲げ剛性を向上させるため先端部に９０°の折曲部３２を有している。
さらに扉体１０の下端に沿っては繋ぎ板７を固定するボルト１１に合わせたボルト孔３３があり、また両側端に沿っては側面水密ゴムを固定するボルト２７に合わせた雌ねじ３４がある。
【００１９】図５は空気袋４の説明図である。空気袋４はゴム引布によって３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作されている。その閉じた３つの辺ではゴムと補強繊維が無理なく一体の接合を保ちつつ折曲がるため適当な折曲半径を有している。空気袋４の開いた辺ではアンカーボルト２が貫通する孔３５が２枚のゴム引布を貫いている。また開いた辺に近い位置の水路壁に常時接触する所を選んで口金１７が取付けられる。
【００２０】図６、図７、図８、図９および図１０はこの発明に係る空圧式起伏ゲートの他の実施例を示すものであり、図６は空圧式起伏ゲートの正面図、図７は断面図でともに起立状態を示し、図８は断面図で倒伏状態を示し、図９は扉体ならびに支圧板として機能する角形鋼管の説明図であり、図１０は空気袋の説明図である。
【００２１】図６、図７および図８において、水路壁の天端の平らな面１に、１列に並べて設置した鉛直のアンカーボルト２が繋ぎ板の押え板８によって、３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形に製作したゴム引布製の空気袋４の開いた辺の縁５と充分な強度を有するゴム引布製の繋ぎ板７の中間部とを重ねて一緒に水路壁の天端の平らな面１に押し付けることによって空気袋の開いた辺を密閉しつつ、空気袋４と繋ぎ板７の中間部を水路壁の天端の平らな面１に固定する。この繋ぎ板７の下流側の適当な位置を堰幅より少し小さい幅方向の長さと起立時に必要な起立高を確保するために必要な辺の長さを有する角形鋼管製の扉体兼支圧板５１の流水を制御する面５５の下部にボルト１１と押え板１２によって強固に固定して、扉体兼支圧板５１を水路壁の天端の平らな面１に起伏自在に繋ぎ、さらに下流側に延長した繋ぎ板７の下流側の辺を角形鋼管製の扉体兼支圧板５１の天端となる辺５２にボルト５３と押え板５４によって固定する。加えてこの繋ぎ板７の上流側の辺をアンカーボルト２の列と平行にして水路壁の天端に設けた止水金物１３にボルト１４と押え板１５によって固定して水路壁の天端の止水金物１３と角形鋼管製の扉体兼支圧板５１との間の漏水を防止する。
【００２２】いま、角形鋼管製の扉体兼支圧板５１の流水を制御する面５５と空気袋４が接触する面５６とは９０°の角度で結合されている。したがって空気袋４が膨張したとき面５６を水平の姿勢に押上げれば、面５５が鉛直の姿勢となり、水路内側の水が流出するのを防止することができる。すなわち、面５５が扉体として機能し面５６が支圧板として機能するのである。
【００２３】この実施例の特徴の１つは図１ないし図５で説明した実施例における空気袋の押え板３と繋ぎ板の押え板８の機能を繋ぎ板の押え板８の１個で確保したことである。この場合、空気袋４の開いた辺を密閉する効果が弱くなるけれど、アンカーボルト２と空気袋の押え板３ならびに繋ぎ板の押え板８の機構が単純となる経済性に加えてアンカーボルトの増し締め作業が容易となる利点があり、小形の空圧式起伏ゲートでは有効に利用される。
【００２４】この実施例のもう１つの特徴は、側壁面２８から突出させてアンカーボルト５７で固定した側面戸当５８が起立時の停止機能とともに起立時の側面水密の機能を有することであり、同様にアンカーボルト５９で側壁２８から突出させて固定した倒伏時支持台６０により倒伏時の扉体兼支圧板５１を支持するので扉体兼支圧板５１の安定性が向上することである。
【００２５】すなわち、図６ならびに図７に示すごとく、空気袋４が面５６を押して扉体兼支圧板５１を起立させると、扉体兼支圧板５１の流水を制御する面５５の下部にボルト１１と押え板１２に固定された後、面５５に沿って延長されその下流側の辺を天端となる辺５２にボルト５３と押え板５４によって固定した繋ぎ板７と扉体兼支圧板５１の面５５の両側端部が側面戸当５８と繋ぎ板の押え板８の下流側の面に接触するので、扉体兼支圧板５１は側面戸当５８から受ける反力により起立運動を停止し同時に繋ぎ板７と側面戸当５８の下流面が密着することにより両者間の漏水が防止されるのである。
この実施例では、側面２８と扉体兼支圧板５１ならびに繋ぎ板７とは直接接触しないから、扉体兼支圧板５１の起伏運動に際して側壁２８との間に摩擦力が発生することがないので操作の確実性が向上する。
【００２６】このように構成した上で、空気袋４の下部の口金１７に接続した空気管１８を水路壁のコンクリートに埋設するなどして高所に導き、空気操作装置の排気用開閉弁１９、排気用流量調節弁２０、排気放出部２１、給気用開閉弁２２、給気用流量調節弁２３、空気圧縮機２４に接続する。
【００２７】その上で空気圧縮機２４から給気用流量調節弁２３、給気用開閉弁２２、空気管１８、口金１７を経由して空気袋４の内部に空気を圧入した結果、扉体兼支圧板５１が起立した状態の正面図が図６であり、またその断面図が図７である。
膨張した空気袋４が扉体兼支圧板５１の空気袋４が接触する面５６を水平になるよう押上げた結果、面５６と９０°の角度をなす、扉体兼支圧板５１の流水を制御する面５５が鉛直の姿勢となり、水路内側の水が外側に流出するのを防止している。
【００２８】他方、空気圧縮機２４を停止し、給気用開閉弁２２を閉じ、排気用開閉弁１９を開いて、空気袋４の内部の圧力を有する空気を排気用流量調節弁２０によって制御しつつ、排気放出部２１から大気中へ放出した結果、扉体兼支圧板５１の面５６によって空気袋４を押して収縮させ、扉体兼支圧板５１が完全に倒伏した状態の断面図が図８である。
この状態では倒伏時支持台６０が扉体兼支圧板５１の面６２の両側端部を支持するので，扉体兼支圧板５１はその姿勢で安定している。
【００２９】図９は扉体兼支圧板５１の説明図である。全体として横方向の曲げ剛性を向上させるために角形鋼管を使用した扉体兼支圧板５１の流水を制御する面５５の下部は繋ぎ板７を固定するボルト１１に合わせたボルト孔３３があり、これに沿って９０°の角をなす面５６は空気袋４が接する面５６であり、支圧板として機能する。また面５５のボルト孔３３から離れた上部において面５５と９０°の角をなす面５２が起立時に天端となる辺５２である。
面５２には繋ぎ板の下流の辺を固定するボルト５３に合わせた雌ネジ６１が１列に並んでいる。面６２は倒伏時に倒伏時支持台６０により支持される。
【００３０】図１０は空気袋４の説明図である。空気袋４は３辺が閉じ１辺が開いた平らな長方形にゴム引布によって製作されている。その閉じた３つの辺ではゴムと補強繊維が無理なく一体の接合を保ちながら折曲げるための適当な折曲半径を有している。またその開いた辺ではアンカーボルト２が貫通する孔３５が２枚のゴム引布を貫いている。さらに幅の中央付近で開いた辺に近く水路壁に常に接触している位置を選んで口金１７が取付けられている。
【００３１】
【発明の効果】この発明の空圧式起伏ゲートによれば、流水を制御する扉体と空気袋に接触して扉体を支持する力を受け取る支圧板とを約９０°の角度をもって結合した別の鋼板としたことにより、水路壁の天端のように幅の狭い平らな構造物の天端に空圧式起伏ゲートを設置することが可能となった。
【００３２】このような空圧式起伏ゲートは、有効高が約１ｍ以下程度の小形のものに限られるけれど、現存する水路に余水吐や分水ゲートを増設する場合等に利用される非常に経済性に優れた施工技術を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の空圧式起伏ゲートの一実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の正面図である。
【図２】起伏ゲートが起立した状態の断面図である。
【図３】起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。
【図４】起伏ゲートの扉体ならびに支圧板の説明図である。
【図５】空気袋の説明図である。
【図６】この発明の空圧式起伏ゲートの他の実施例を示し、起伏ゲートが起立した状態の正面図である。
【図７】起伏ゲートが起立した状態の断面図である。
【図８】起伏ゲートが倒伏した状態の断面図である。
【図９】起伏ゲートの扉体ならびに支圧板として機能する角形鋼管の説明図である。
【図１０】空気袋の説明図である。
【符号の説明】
１  平らな面
２  アンカーボルト
３  空気袋の押え板
４  空気袋
５  縁
６  上面
７  繋ぎ板
８  繋ぎ板の押え板
９  ボルト
１０  扉体
１１  ボルト
１２  押え板
１３  止水金物
１４  ボルト
１５  押え板
１６  支圧板
１７  口金
１８  空気管
１９  排気用開閉弁
２０  排気用流量調節弁
２１  排気放出部
２２  給気用開閉弁
２３  給気用流量調節弁
２４  空気圧縮機
２５  側面水密ゴム
２６  押え板
２７  ボルト
２８  側壁面
２９  起立時停止突部
３０  面
３１  折曲部
３２  折曲部
３３  ボルト孔
３４  雌ネジ
３５  孔
５１  扉体兼支圧板
５２  天端となる辺
５３  ボルト
５４  押え板
５５  面
５６  面
５７  アンカーボルト
５８  側面戸当
５９  アンカーボルト
６０  倒伏時支持台
６１  雌ネジ
６２  面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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