(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路に起伏可能に設けられた扉体と、前記扉体より上流側の前記水路内の水位を検知するフロートと、前記扉体を傾斜状態に保つ扉体保持手段と、
前記フロートが上昇すると前記扉体保持手段を解除し、前記フロートが下降すると前記扉体保持手段を復帰させる断続手段と、
前記フロートの上昇により解除された前記扉体保持手段を解除状態に保つ扉体解放手段と、
前記扉体解放手段の作動、休止を選択的に変更可能な機能切替手段と、を備え、
前記扉体保持手段として、先端側が前記扉体に繋止されたワイヤと、前記ワイヤの基端側が巻回された巻上ドラムと、前記巻上ドラムと連係して回動するようにケーシング内に軸支された駆動軸に装着されたラチェットギアと、前記ラチェットギアに係合してその回動を阻止する係止爪とを設け、
前記断続手段として、前記フロートの昇降に従って前記係止爪を前記ラチェットギアから離脱、係合させるリンク機構を設け、
前記扉体解放手段として、前記リンク機構の一部に設けられたリング部材に係脱可能であって前記リング部材に係合させたとき前記リング部材と連係して回動し、前記ラチェットギアから離脱した前記係止爪の再係合を阻止する着脱式のクランク軸を設け、
前記クランク軸が、前記ケーシングの正面部および背面部に設けられた軸受孔に回動自在に挿通され、前記軸受孔に対して軸方向に移動させることにより前記ケーシングに離脱可能な状態で前記ケーシング内に軸支され、
前記機能切替手段として、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かの選択が可能な係脱機構を設けたことを特徴とする自動倒伏ゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水路を開閉する起伏式の扉体を備えたゲートであって、水量の増大に応じて扉体が自動的に倒伏する機能を備えた自動倒伏ゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水路の水位を調節する自動倒伏ゲートは、一般に、水路の底面に起伏可能に軸支された扉体と、扉体の傾斜角度を設定するための扉体支持機構と、水路の水位を検知するフロートなどで構成され、その機能によって、単段方式と多段方式に大別される。
【０００３】
単段式の自動倒伏ゲートは、使用条件に応じて扉体を所定角度に保っておき、水路の水位が予め設定された計画水位より上昇したら、フロートがそれを検知して、扉体支持機構を解除して扉体を一気に倒伏させる。
【０００４】
一方、多段式の自動倒伏ゲートは、扉体を所定角度に保っておき、水位上昇をフロートが検知したら、扉体を一気に倒伏させるのではなく、多数段に分けて少しずつ転倒させるものである。
【０００５】
単段式の自動倒伏ゲートは、水路の水量が多く、増水時に一気に扉体を倒伏させて放流することによって洪水などを防止し、その後、扉体を再起立させれば比較的短時間で貯水が確保できるところに設置されている。また、多段式の自動倒伏ゲートは、水路の水量が少なく、一度扉体を倒伏させると再貯水に時間がかかって貯水が遅れ、水利用できなくなるのを防止するため、扉体を少しずつ倒伏ささせて貯水を確保する必要があるところに設置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の自動倒伏ゲートは、単段式、多段式いずれか一方の機能しか備えていないが、単段式機能を必要として設定された自動倒伏ゲートに対して、その後、多段式機能を求められる状況が生じたり、これと逆の状況が生じたりすることがある。ところが、単段式と多段式とは巻上ドラムのロック機構が全く異なるため、単段式と多段式との間で機能を変更する必要が生じた場合、既設の巻上機を全部取り替える必要があり、多大な労力、時間および資材が費やされている。また、巻上機を緊急に取り替える必要が生じたとき、速やかな対応ができないので、集中豪雨などの際には洪水などを引き起こすおそれがある。
【０００７】
一方、本出願人は、扉体を徐々に多段階で倒伏させる多段式の機能と、一気に倒伏させる単段式の機能とを具備する自動倒伏ゲート（自動転倒堰）を開発し、特開平５−１４１０号公報などに開示している。この自動倒伏ゲートは、水路の増水初期においては、扉体を徐々に倒伏させ、水位がある程度下がると、扉体を一気に完全倒伏させることができる。
【０００８】
ところが、この自動倒伏ゲートに用いられている巻上機の機構が、同種の巻上機に比べ複雑かつ高精度であり、設置後の取り扱いやメンテナンスに高度の専門知識が要求されるため、簡単には採用しにくいという一面がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、水路の水量や貯水能力に対応するため多段式の機能と単段式の機能とを具備し、簡単な作業で動作方式の選択が可能である自動倒伏ゲートを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動倒伏ゲートは、水路に起伏可能に設けられた扉体と、前記扉体より上流側の前記水路内の水位を検知するフロートと、前記扉体を傾斜状態に保つ扉体保持手段と、
前記フロートが上昇すると前記扉体保持手段を解除し、前記フロートが下降すると前記扉体保持手段を復帰させる断続手段と、
前記フロートの上昇により解除された前記扉体保持手段を解除状態に保つ扉体解放手段と、
前記扉体解放手段の作動、休止を選択的に変更可能な機能切替手段と、を備え、
前記扉体保持手段として、先端側が前記扉体に繋止されたワイヤと、前記ワイヤの基端側が巻回された巻上ドラムと、前記巻上ドラムと連係して回動するようにケーシング内に軸支された駆動軸に装着されたラチェットギアと、前記ラチェットギアに係合してその回動を阻止する係止爪とを設け、
前記断続手段として、前記フロートの昇降に従って前記係止爪を前記ラチェットギアから離脱、係合させるリンク機構を設け、
前記扉体解放手段として、前記リンク機構の一部に設けられたリング部材に係脱可能であって前記リング部材に係合させたとき前記リング部材と連係して回動し、前記ラチェットギアから離脱した前記係止爪の再係合を阻止する着脱式のクランク軸を設け、
前記クランク軸が、前記ケーシングの正面部および背面部に設けられた軸受孔に回動自在に挿通され、前記軸受孔に対して軸方向に移動させることにより前記ケーシングに離脱可能な状態で前記ケーシング内に軸支され、
前記機能切替手段として、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かの選択が可能な係脱機構を設けたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすることにより、機能切替手段で扉体解放手段の作動、休止を選択すれば、増水したとき扉体を一気に倒伏させる単段式動作、または扉体を徐々に倒伏させる多段式動作かを設定できるので、使用条件に対応した的確な水位調整が可能となる。
【００１２】
前記扉体解放手段として、前記リンク機構の一部に設けられたリング部材に係脱可能であって前記リング部材に係合させたとき前記リング部材と連係して回動し、前記ラチェットギアから離脱した前記係止爪の再係合を阻止する着脱式のクランク軸を設け、
前記クランク軸が、前記ケーシングの正面部および背面部に設けられた軸受孔に回動自在に挿通され、前記軸受孔に対して軸方向に移動させることにより前記ケーシングに離脱可能な状態で前記ケーシング内に軸支され、
機能切替手段として、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かの選択が可能な係脱機構を設けている。これにより、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かのいずれかを選択するだけで、単段式動作または多段式動作の切替が可能なので操作性が良好である。
【００１３】
また、前記扉体保持手段として、先端側が前記扉体に繋止されたワイヤと、ワイヤの基端側が巻回された巻上ドラムと、巻上ドラムと連係して回動するようにケーシング内に軸支された駆動軸に装着されたラチェットギアと、ラチェットギアに係合してその回動を阻止する係止爪とを設け、断続手段として、フロートの昇降に従って係止爪を前記ラチェットギアから離脱、係合させるリンク機構を設けている。これにより、平常時は扉体を任意の設定角度に保持することができ、増水時に扉体を確実に多段的に倒伏させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は実施の形態である自動倒伏ゲートを示す側面図、図２は図１に示す自動倒伏ゲートの平面図である。
【００１６】
本実施形態の自動倒伏ゲート１は、水路２の底面に支承装置３３を介して起伏可能に軸支された扉体３と、扉体３より上流側の水路側壁２ａに設けられた取水口４と連通するフロート室５と、フロート室５内の水位に沿って昇降するフロート６と、扉体３を傾斜状態に保持したり、倒伏した扉体３を起立させたりするためのワイヤ７と、ワイヤ７を巻き取る巻上ドラム９を備えた扉体巻上機８などで構成されている。
【００１７】
扉体巻上機８は、図３および図４に示すように、開閉可能な箱型のケーシング１０内に、巻上ドラム９を軸支するドラム軸１１と、ドラム軸１１の回動を制御するためチェーン１２を介して連動された駆動軸１５を有する自動倒伏装置１３と、駆動軸１５を制動するためチェーン１６を介して連動された油圧ブレーキ１７などを備えている。
【００１８】
自動倒伏装置１３は、図５〜図８に示すように、箱型のケーシング１８内に、ラチェットギア１９が装着された駆動軸１５が水平に軸支され、フロート６の上昇、下降によりフロート軸２０を介してラチェットギア１９の外周に係止爪２１を係合、離脱させるリンク機構２２が設けられ、リンク機構２２の一部に設けられたリング部材２３にクランク軸２５が回動可能に挿通され、クランク軸２５の基端部２５ｂに手動解除レバー２６が取り付けられている。また、ケーシング１８の正面部１８ａおよび背面部１８ｂには、クランク軸２５が回動自在に挿通された軸受孔２７が設けられ、正面部１８ａには手動解除レバー２６の傾動範囲を制限するストッパ３０，３１が設けられている。
【００１９】
クランク軸２５は、図８に示すような形状であり、軸受孔２７に対して軸方向に移動させることによってケーシング１８から離脱可能であり、その先端部２５ａを正面部１８ａの軸受孔２７に挿通し、ケーシング１８内に押し込むとともにリング部材２３内を通すか、通さないかを選択し、正面部１８ａの軸受孔２７，２８と対応する背面部１８ｂの軸受孔２７，２８のいずれかに挿通させて、背面部１８ｂの外側に先端部２５ａを露出させた後、両端の係止孔２５ｃに係止ピン（図示せず）を挿入すれば、ケーシング１８内に回動可能に軸支される。また、前述と逆の手順をとれば、クランク軸２５をケーシング１８内から離脱させることができる。
【００２０】
ここで、図９および図１０を参照して、自動倒伏ゲート１の機能について説明する。自動倒伏ゲート１において、扉体３、ワイヤ７、扉体巻上機８、自動倒伏装置１３、フロート６などは、図９に示すように連結されている。また、正面部１８ａおよび背面部１８ｂにある軸受孔２７にクランク軸２５を挿通させてケーシング１８に装着するとき、クランク軸２５がリング部材２３内を通すか否かによって多段式か単段式かの切替を行うことができ、クランク軸２５をリング部材２３に通さなければ水路２が増水したとき扉体３は徐々に倒伏する多段式作動を行い、クランク軸２５をリング部材２３内に通せば、増水時に扉体３は一気に倒伏する単段式動作を行う。
【００２１】
多段式にする場合、図１０（ａ）に示すように、クランク軸２５をリング部材２３内に通さずにケーシング１８にセットすれば、水路２内の水位が設定水位以下のとき扉体３は所定の傾斜状態に保たれるが、水路２が増水して設定水位より高くなるとフロート室５内の水位が高まってフロート６が上昇し、フロート軸２０を介してリンク機構２２を押し上げ、係止爪２１がラチェットギア１９から離脱するので、巻上ドラム９の拘束が解除されてワイヤ７が繰り出され、扉体３は倒伏していく。このとき、駆動軸１５と連動する油圧ブレーキ１７が作動し、巻上ドラム９は制動を受けながら回動するので扉体３は徐々に倒伏していき、水路２の水は扉体３の上縁部を乗り越えて下流側へ流出する。
【００２２】
リング部材２３とクランク軸２５とは非係合であるため、図１０（ｂ）に示すように、フロート軸２０の上昇でリング部材２３が押し上げられてもクランク軸２５および手動解除レバー２６は静止したままとなる。
【００２３】
水路２内の水が扉体３を乗り越えて流出することによって上流側の水位が下がるとフロート室５内のフロート６が下降し、フロート軸２０の下降でリング部材２３は図１０（ａ）の状態へ復帰し、フロート軸２０を介してリンク機構２２が引き下げられ、係止爪２１がラチェットギア１９に係合するため、巻上ドラム９の回動が阻止され、扉体３の倒伏が停止し、最初の設定角度よりも緩やかな傾斜角度で保持される。
【００２４】
この後、水路２内の水位が設定水位より上昇してフロート６を押し上げない限り扉体３は傾斜状態に保たれるが、増水によってフロート６が再び上昇すると、巻上ドラム９が解除されるので、扉体３が徐々に倒伏していき、水位が設定水位まで下がった時点で再び扉体３が傾斜状態に保持される。このように、水路２の増水状況に応じて扉体３は多段的に徐々に倒伏していくので、水量が少なく、再貯水に時間を要する場所においても的確な水位調整が可能である。
【００２５】
また、傾斜状態に保たれている扉体３を完全倒伏させることが必要となった場合、図１０（ｃ）に示すように、手動解除レバー２６をストッパ３１に当接するまで反時計方向に回せば、クランク軸２５が回転してリング部材２３を押し上げることによってリンク機構２２が押し上げられ係止爪２１がラチェットギア１９から離脱するので、巻上ドラム９の拘束が解除されてワイヤ７が繰り出され、扉体３は倒伏していく。この後、水位が低下してフロート６とともにフロート軸２０が下降しようとしてもクランク軸２５がリング部材２３の下降を阻止することにより、リンク機構２２は押し上げられた状態に保たれるため、扉体３は途中で止まることなく水平状態まで倒伏する。
【００２６】
一方、図１０（ｄ）に示すように、クランク軸２５をリング部材２３内に通してケーシング１８に装着することで、図７の状態にすれば、水路２内が設定水位以下である限り、扉体３は所定の傾斜状態に保たれる。水路２内の水位が設定水位より高くなるとフロート室５内のフロート６が上昇し、フロート軸２０を介してリンク機構２２を押し上げ、係止爪２１がラチェットギア１９から離脱するので、巻上ドラム９の拘束が解除されてワイヤ７が繰り出され、扉体３は倒伏していく。
【００２７】
フロート軸２０の上昇に伴いリング部材２３が上昇すると、クランク軸２５は反時計方向へ回動し、図１０（ｅ）に示す状態を経て、図１０（ｆ）に示す状態で静止する。従って、水位が下がりフロート６が下降してフロート軸２０がリンク機構２２を引き下げようとしても、図１０（ｆ）に示すように、クランク軸２５がリング部材２３に係合してその下降を阻止するので、リンク機構２２は復帰不能となり、係止爪２１はラチェットギア１９に再係合できず、巻上ドラム９はワイヤ７を繰り出す方向へ回動し続け、扉体３は水平姿勢まで倒伏する。
【００２８】
このように、クランク軸２５をリング部材２３内に通せば、水路２が所定水位より増水したとき、自動的に扉体３を一気に水平状態まで倒伏させることができる。なお、扉体３が倒伏していくとき、前述と同様、巻上ドラム９は油圧ブレーキ１７で制動されながら回動するので、扉体３を安全な速度で倒伏させることができる。
【００２９】
以上のように、クランク軸２５を軸受孔２７に挿通させてケーシング１８に装着するとき、リング部材２３内を通すか、通さないかを選択することにより、増水したとき扉体３を一気に倒伏させる単段式動作、または扉体３を徐々に倒伏させる多段式動作かを選択できるので、水路２の水量に対応した的確な水位調整が可能となる。また、扉体３の倒伏動作及び動作切替は電源を必要とせず手動で行われるので、災害時に停電した状況でも水位調整のための操作が可能となる。
【００３０】
なお、倒伏した扉体３を再び起立させる場合は、手動解除レバー２６を時計方向にストッパ３０に当接するまで回動させて図１０（ｄ）の状態にした後、駆動軸１５の端部に着脱式ハンドル（図示せず）を装着して回動させることで巻上ドラム９を巻上方向へ回動させればワイヤ７が巻き込まれていくので、扉体３を徐々に起立させることができる。この場合、ラチェットギア１９に係止爪２１が係合された状態で回動し、着脱式ハンドルの回動を止めた位置で扉体３を保持することができるので、扉体３の傾斜角度を任意に設定することができる。
【００３１】
本実施形態の自動倒伏ゲート１では、扉体保持手段として、先端側が扉体３に繋止されたワイヤ７と、ワイヤ７の基端側が巻回された巻上ドラム９と、巻上ドラム９と連動して回動するラチェットギア１９と、ラチェットギア１９に係合してその回動を阻止する係止爪２１とを設け、断続手段として、フロート６の昇降に従って係止爪２１をラチェットギア１９から離脱、係合させるリンク機構２２を設けているため、平常時は扉体３を任意の設定角度に保持することができ、増水時に扉体３を確実に多段的に倒伏させることができる。
【００３２】
また、扉体解放部材として、リンク機構２２と連動して回動しラチェットギア１９から離脱した係止爪２１の再係合を阻止する着脱可能なクランク軸２５を設け、クランク軸２５をリング部材２３内に通すか否かにより、単段式か多段式かを選択できるようにしているので、クランク軸２５の装着状態を変更するだけの簡単な作業で、単段式または多段式の機能切替ができ、操作性に優れている。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００３４】
（１）水路に起伏可能に設けられた扉体と、前記扉体より上流側の前記水路内の水位を検知するフロートと、前記扉体を傾斜状態に保つ扉体保持手段と、
前記フロートが上昇すると前記扉体保持手段を解除し、前記フロートが下降すると前記扉体保持手段を復帰させる断続手段と、
前記フロートの上昇により解除された前記扉体保持手段を解除状態に保つ扉体解放手段と、
前記扉体解放手段の作動、休止を選択的に変更可能な機能切替手段と、を備え、
前記扉体保持手段として、先端側が前記扉体に繋止されたワイヤと、前記ワイヤの基端側が巻回された巻上ドラムと、前記巻上ドラムと連係して回動するようにケーシング内に軸支された駆動軸に装着されたラチェットギアと、前記ラチェットギアに係合してその回動を阻止する係止爪とを設け、
前記断続手段として、前記フロートの昇降に従って前記係止爪を前記ラチェットギアから離脱、係合させるリンク機構を設け、
前記扉体解放手段として、前記リンク機構の一部に設けられたリング部材に係脱可能であって前記リング部材に係合させたとき前記リング部材と連係して回動し、前記ラチェットギアから離脱した前記係止爪の再係合を阻止する着脱式のクランク軸を設け、
前記クランク軸が、前記ケーシングの正面部および背面部に設けられた軸受孔に回動自在に挿通され、前記軸受孔に対して軸方向に移動させることにより前記ケーシングに離脱可能な状態で前記ケーシング内に軸支され、
前記機能切替手段として、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かの選択が可能な係脱機構を設けたことにより、増水時、扉体を一気に倒伏させる単段式動作または扉体を徐々に倒伏させる多段式動作かを機能切替手段で設定することができる。
【００３５】
（２）前記扉体解放手段として、前記リンク機構の一部に設けられたリング部材に係脱可能であって前記リング部材に係合させたとき前記リング部材と連係して回動し、前記ラチェットギアから離脱した前記係止爪の再係合を阻止する着脱式のクランク軸を設け、
前記クランク軸が、前記ケーシングの正面部および背面部に設けられた軸受孔に回動自在に挿通され、前記軸受孔に対して軸方向に移動させることにより前記ケーシングに離脱可能な状態で前記ケーシング内に軸支され、
機能切替手段として、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かの選択が可能な係脱機構を設けたことにより、前記クランク軸を前記ケーシング内に軸支するとき当該クランク軸を前記リング部材に挿通するか否かのいずれかを選択するだけで、単段式動作または多段式動作の切替が可能なので操作性が良好である。
【００３６】
（３）前記扉体保持手段として、先端側が前記扉体に繋止されたワイヤと、ワイヤの基端側が巻回された巻上ドラムと、巻上ドラムと連係して回動するようにケーシング内に軸支された駆動軸に装着されたラチェットギアと、ラチェットギアに係合してその回動を阻止する係止爪とを設け、断続手段として、フロートの昇降に従って係止爪を前記ラチェットギアから離脱、係合させるリンク機構を設けたことにより、平常時は扉体を任意の設定角度に保持することができ、増水時に扉体を確実に多段的に倒伏させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態である自動倒伏ゲートを示す側面図である。
【図２】  図１に示す自動倒伏ゲートの平面図である。
【図３】  図１に示す自動倒伏ゲートを構成する扉体巻上機の透視側面図である。
【図４】  図３に示す扉体巻上機の透視平面図である。
【図５】  図３に示す扉体巻上機に内蔵された自動倒伏装置の透視平面図である。
【図６】  図５に示す自動倒伏装置の透視側面図である。
【図７】  図５に示す自動倒伏装置の透視正面図である。
【図８】  （ａ）は図５に示す自動倒伏装置を構成するクランク軸の平面図であり、（ｂ）はクランク軸の正面図である。
【図９】  図１に示す自動倒伏装置の自動倒伏機能を示す説明図である。
【図１０】  図５に示す自動倒伏装置の機能を示す説明図である。
【符号の説明】
１  自動倒伏ゲート
２  水路
２ａ  水路側壁
３  扉体
４  取水口
５  フロート室
６  フロート
７  ワイヤ
８  扉体巻上機
９  巻上ドラム
１０，１８  ケーシング
１１  ドラム軸
１２，１６  チェーン
１３  自動倒伏装置
１５  駆動軸
１７  油圧ブレーキ
１８ａ  正面部
１８ｂ  背面部
１９  ラチェットギア
２０  フロート軸
２１  係止爪
２２  リンク機構
２３  リング部材
２５  クランク軸
２５ａ  先端部
２５ｂ  基端部
２６  手動解除レバー
２７  軸受孔
３０，３１  ストッパ
３３  支承装置
【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】
0004702506.tif 000008
【図８】
0004702506.tif 000009
【図９】
0004702506.tif 000010
【図１０】
0004702506.tif 000011