JP2021001442A - フラップゲート用ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダブルヒンジ構造のヒンジ装置の長所を損なわずに、扉体の上縁部の下流側及び上流側への動きを制限できるようにすること及び接続金具が過度に回動しないようにするための移動制限装置を安価に提供するとともに、移動制限装置の位置調整を不要にする。【解決手段】上ヒンジ方式のフラップゲートにおけるヒンジ装置４であって、扉体側吊金具６、戸当側吊金具８及び接続金具９から構成され、接続金具９がＬ字型の金属板であり、接続金具９の角部に上部軸支部１０が配置され、一端部に下部軸支部１１が配置されている。そして、戸当側吊金具８及び扉体側吊金具６に、それぞれ上部軸支部１０及び下部軸支部１１を軸支させ、扉体２によって水路出口が閉鎖されている状態において、先端面１２とベース板１３との間に微小な隙間が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、樋門、水路の出口等に逆流防止を目的として設置され、ゲート上・下流の水位変動に対応して自動開閉作動する上ヒンジ方式のフラップゲートに用いるフラップゲート用ヒンジ装置に関する。

従来、河川堤防の樋門や水路の出口等に、河川水の逆流防止を目的として上ヒンジ方式のフラップゲートが設置されている。
本出願人は、特許文献１（特開２０１７−１１９９８３号公報）に記載されているように、また、図９に示すように、上ヒンジ方式のフラップゲートに改良を加え、水位の低い時には扉体(1)を懸垂する吊り位置を下流側に移動させ扉体(1)を戸当金物(5)より離して扉体(1)の上流側に土砂や流木等の塵芥が堆積しないようにし、水位の上昇時には吊り位置を素早く全閉位置として上・下流水位の変動に対し確実に自動止水・排水を行うようにするとともに、波浪や強風による過度な揺動を防止することのできるフラップゲートを開発した（特に、特許文献１の段落０００６、００１７〜００２０及び図１〜６を参照）。

また、特許文献２（特許第４０６６８６０号公報）には、図１０に示すように、上ヒンジ方式のフラップゲートにおいて、水路上部に固設した第１軸受け(11)、扉体(20)の上部に固設した第２軸受け(12)及び吊りアーム(15)を備え、第１軸受け(11)により吊りアーム(15)の上端部を軸支し、第２軸受け(12)により吊りアーム(15)の下端部を軸支するダブルヒンジ構造のヒンジ装置(10)を用いるとともに、吊りアーム(15)が下流側に揺動した際に当接して吊りアーム(15)の遊間距離を制限する移動制限装置(2)を備えるものが記載されている（特に、特許文献２の段落００１６〜００２０、図１及び図２を参照）。

特開２０１７−１１９９８３号公報 特許第４０６６８６０号公報

しかし、特許文献１に記載されているフラップゲートは、水位の高さに応じて扉体吊下げアーム(21)の先端部が移動し、扉体(1)の位置が適切に制御される優れた発明であるが、接続金具(14)が小判型の形状で自在に揺動可能なため、扉体吊下げアーム(21)の先端部が上流方向に移動した状態（図９を参照）においても、上流側と下流側の水位に大きな差が無い場合には、扉体(1)の上縁部が若干下流側に動き、同上縁部と戸当金物(5)との間にゴミ等が挟まり、除去しにくくなることがあり、また、扉体吊下げアーム(21)の先端部が少しだけ下流方向に移動した状態においては、下流側の波浪の影響を受ける等して扉体(1)の上縁部が戸当金物(5)にぶつかって異音を発生したりすることがあった。
また、特許文献２に記載されているフラップゲートは、図１０に示したとおり、吊りアーム(15)の下流側への移動を制限する移動制限装置(2)を備えているが、移動制限装置(2)を構成するストッパ(5)はヒンジ装置(10)を構成する第１軸受け(11)、第２軸受け(12)及び吊りアーム(15)とは別に設けられており、設置位置の調整も必要となるので、移動制限装置(2)の製造コスト及び設置コストがかさむという問題や扉体(20)を強制的に開状態に保持している時に吊りアーム(15)の上流側への移動を制限することができないという問題があった。

本発明の課題は、このような問題点を解決し、接続金具が回動することで扉体の水密ゴムが均等に戸当金物に圧着可能となるダブルヒンジ構造のヒンジ装置の長所を損なわずに、同装置の問題点である扉体の上縁部の下流側及び上流側への動きを制限できるようにすることを第１の課題とし、同装置において接続金具が過度に回動しないようにするための移動制限装置を安価に提供するとともに、移動制限装置の位置調整を不要にすることを第２の課題としている。

請求項１に係る発明は、 上ヒンジ方式のフラップゲートに用いるヒンジ装置であって、
戸当側吊金具、扉体側吊金具及び接続金具を備え、
前記戸当側吊金具は、前記フラップゲートを設置する水路出口の上部壁面に固定され、
前記扉体側吊金具は、前記フラップゲートの上縁部に固定され、
前記接続金具は、上部軸支部及び下部軸支部を有するとともに、前記上部軸支部の近傍から延びる１又は複数の延長部を有しており、
前記戸当側吊金具及び前記扉体側吊金具に、それぞれ前記上部軸支部及び前記下部軸支部を軸支させ、前記フラップゲートの扉体によって前記水路出口が閉鎖される状態において、前記延長部の先端面と前記戸当側吊金具のベース板との間又は前記延長部の先端面と前記上部壁面との間に微小な隙間が形成されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のフラップゲート用ヒンジ装置において、前記接続金具はＬ字型の金属板であり、前記上部軸支部は前記接続金具の角部に配置され、前記下部軸支部は前記接続金具の一端部に配置され、前記接続金具の他端部の先端面が前記延長部の先端面となっていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のフラップゲート用ヒンジ装置において、前記接続金具は、前記戸当側吊金具によって前記上部軸支部を軸支し、かつ、前記扉体側吊金具によって前記下部軸支部を軸支した状態において、回動可能な角度範囲が２〜５°であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、戸当側吊金具及び扉体側吊金具に、それぞれ上部軸支部及び下部軸支部を軸支させ、フラップゲートの扉体によって水路出口が閉鎖される状態において、延長部の先端面と戸当側吊金具のベース板との間又は延長部の先端面と上部壁面との間に微小な隙間が形成され、接続金具の回動範囲を制限できるので、ダブルヒンジ構造のヒンジ装置の長所を損なわずに、同装置の問題点である扉体の上縁部の下流側及び上流側への動きを制限でき、かつ、同装置において接続金具が過度に回動しないようにするための移動制限装置を安価に提供するとともに、移動制限装置の位置調整を不要にすることができる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明による効果に加えて、接続金具の形状が単純なものとなり、従来とほとんど同じ方法によってフラップゲート用ヒンジ装置を製作及び施工可能であるので、フラップゲート用ヒンジ装置をより安価に提供でき、フラップゲートの設置をよりスムーズに行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に係る発明による効果に加えて、戸当側吊金具によって上部軸支部を軸支し、かつ、扉体側吊金具によって下部軸支部を軸支した状態において、接続金具の回動可能な角度範囲が２〜５°であるため、扉体の上縁部の動きを最適に制限することができる。

実施例１のフラップゲートの側断面図及び正面図（下流水位が高い時）。 実施例１のフラップゲートの側断面図（下流水位が低い時）。 実施例１のフラップゲートにおけるヒンジ装置の拡大側断面図。 実施例２のフラップゲートの側断面図及び正面図（扉体閉鎖時）。 実施例２のフラップゲートの側断面図（上流水位が高い時）。 実施例２のフラップゲートの側断面図（上流水位が低い時）。 従来技術の接続金具を適用した場合の側断面図（上流水位が高い時）。 従来技術の接続金具を適用した場合の側断面図（上流水位が低い時）。 特許文献１に記載されているフラップゲートの側断面図。 特許文献２に記載されているフラップゲートの側断面図。

以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。

下流水位が高い時における実施例１のフラップゲート１の側断面図及び正面図を、それぞれ図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す。
また、下流水位が低い時における実施例１のフラップゲート１の側断面図を図２に示す。
実施例１のフラップゲート１は、図１、２に示すように、扉体２及び水路出口の上部壁面３に扉体２を回動自在に懸垂するヒンジ装置４よりなっている。
そして、扉体２は、図１、２に示すように水路の出口より少し大きい面を有する直方体形状のものであり、その水路側になる面の周囲に水密ゴム５、上縁部に扉体側吊金具６が設けてある。
なお、水路の出口の周囲には戸当金物７が設置され、図１のように下流水位が高く、扉体２が閉じた状態において、水密ゴム５が圧着されるようになっている。
また、ヒンジ装置４は、扉体側吊金具６、水路出口の上部壁面３に固定されている戸当側吊金具８及び接続金具９から構成される。

接続金具９は本発明の最も重要な構成要素であるところ、図１、２に示すように、Ｌ字型の金属板であり、接続金具９の角部に上部軸支部１０が配置され、一端部に下部軸支部１１が配置されており、戸当側吊金具８によって上部軸支部１０が軸支され、扉体側吊金具６によって下部軸支部１１が軸支されるようになっている。
そして、図１の状態におけるヒンジ装置４の拡大側断面図である図３に示すように、扉体２によって水路出口が閉鎖されている状態において、接続金具９の他端部の先端面１２と戸当側吊金具８のベース板１３との間に微小な隙間が形成されるようになっている。

実施例１のフラップゲート１は上記のように構成されているため、下流水位が高い図１（Ａ）の状態においては、扉体２が下流側からの水圧を受けて水路出口を閉鎖する方向に移動し、水密ゴム５は戸当金物７に圧着されるが、接続金具９は先端面１２の上部がベース板１３に突き当たるところから先端面１２の下部がベース板１３に突き当たるところまで、約４°の範囲で回動することができ、その動きによって扉体２の水密ゴム５は均等に戸当金物７に圧着される。
なお、扉体２の水密ゴム５が均等に戸当金物７に圧着されるためには、接続金具９の回動可能範囲は２〜５°程度あれば十分である。
一方、下流水位が低い図２の状態においては、扉体２が上流側からの排水圧を受けて水路出口を開放する方向に移動し、水路の水は下流側に放出される。
そして、図２の状態においては接続金具９が約４°の範囲でしか回動できないので、扉体２が波浪の影響を受けても、扉体２の上縁部（水密ゴム５）が戸当金物７にぶつかって異音を発生する頻度は低くなる。

扉体閉鎖時における実施例２のフラップゲート２１の側断面図及び正面図を、それぞれ図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す。
また、上流水位が高い時及び上流水位が低い時における実施例２のフラップゲート２１の側断面図を、それぞれ図５及び図６に示す。
実施例２のフラップゲート２１は、図４〜６に示すように、扉体２２、水路出口の上部壁面２３に扉体２２を回動自在に懸垂するヒンジ装置２４、両ロッド式油圧シリンダ３４及び図示しない油圧操作装置よりなっている。
そして、扉体２２は、図４〜６に示すように水路の出口より少し大きい面を有する直方体形状のものであり、その水路側になる面の周囲に水密ゴム２５、上縁部に扉体側吊金具２６及び扉体駆動アーム３５が設けてある。
それから、両ロッド式油圧シリンダ３４は、図４〜６に示すように本体部が上部壁面２３に回動自在に軸支されているとともに、ロッドの先端部が扉体駆動アーム３５の上部に軸支されており、図示しない油圧操作装置でロッドの先端部の位置を制御することによって、扉体２２を開閉操作できるようになっている。
例えば、ロッドの先端部を下方に位置させると図４のように水路出口は閉鎖状態となり、上方に位置させると図５及び図６のように水路出口は開放状態となる。
なお、水路の出口の周囲には戸当金物２７が設置され、図４のように両ロッド式油圧シリンダ３４の駆動により扉体２２が閉じた状態において、水密ゴム２５が圧着されるようになっている。
また、ヒンジ装置２４は、実施例１と同様に、扉体側吊金具２６、水路出口の上部壁面２３に固定されている戸当側吊金具２８及び接続金具２９から構成される。

接続金具２９は、実施例１と同様、図４〜６に示すように、Ｌ字型の金属板であり、接続金具２９の角部に上部軸支部３０が配置され、一端部に下部軸支部３１が配置されており、戸当側吊金具２８によって上部軸支部３０が軸支され、扉体側吊金具２６によって下部軸支部３１が軸支されるようになっている。
そして、実施例２のフラップゲートにおいても実施例１と同様、接続金具２９は先端面３２の上部がベース板３３に突き当たるところから先端面３２の下部がベース板３３に突き当たるところまで、約４°の範囲で回動することができるので、両ロッド式油圧シリンダ３４の駆動により扉体２２が水路出口を閉鎖する図４に示す状態において、扉体２２の水密ゴム２５は均等に戸当金物２７に圧着される。
なお、実施例２においても、扉体２２の水密ゴム２５が均等に戸当金物２７に圧着されるためには、接続金具２９の回動可能範囲は２〜５°程度あれば十分である。

図５は上流水位が高い時におけるフラップゲート２１の側断面図を示し、図６は上流水位が低い時におけるフラップゲート２１の側断面図を示しているが、どちらの状態においても、両ロッド式油圧シリンダ３４の駆動により、扉体２２は水路出口を開放する状態に保持されている。
そして、上流水位が高く扉体２２に浮力が発生する図５に示す状態及び上流水位が低く下流水位がさらに低くて扉体２２に浮力が発生しない図６に示す状態のいずれにおいても、接続金具２９が約４°の範囲でしか回動できないため、扉体２２の開放状態はほぼ同じ角度に保持される。
これに対して、実施例２のフラップゲート２１において、Ｌ字型の接続金具２９に代えて従来技術である小判型の接続金具を適用した場合には、図７に示した従来技術の接続金具を適用した場合の側断面図（上流水位が高い時）及び図８に示した従来技術の接続金具を適用した場合の側断面図（上流水位が低い時）から分かるように、上流水位が低く下流水位がさらに低くて扉体２２に浮力が発生しない図８に示す状態になると、小判型の接続金具の下部が上流側に移動するため、扉体２２の開き角度が小さくなり、図７の時と同様の開放状態を保持することができない。

実施例１及び２の変形例を列記する。
（１）実施例１及び２においては、接続金具９、２９はＬ字型の金属板であったが、Ｌ字型の金属板に限らず、上部軸支部１０、３０及び下部軸支部１１、３１を有するとともに、上部軸支部１０、３０の近傍から延びる１又は複数の延長部を有するものであれば良い。
そして、戸当側吊金具８、２８によって上部軸支部１０、３０が軸支され、かつ、扉体側吊金具６、２６によって下部軸支部１１、３１が軸支された状態において、延長部の先端面とベース板１３、３３又は上部壁面３、２３との間に微小な隙間が形成されるように配置可能となっていれば良い。
なお、複数の延長部や先端面が上下に広い延長部を設けた場合は、先端面の上部と下部の距離を大きく取ることができるので、接続金具が回動可能な範囲の調整がし易くなる。

（２）実施例１及び２においては、接続金具９、２９はＬ字型の金属板であり、また変形例（１）においては、接続金具は上部軸支部１０、３０及び下部軸支部１１、３１を有するとともに、上部軸支部１０、３０の近傍から延びる１又は複数の延長部を有するものであったが、Ｌ字型の金属板に代えてコ字型の金属板としても良く、上部軸支部１０、３０の近傍から延びる１又は複数の延長部に加えて下部軸支部１１、３１の近傍から延びる副延長部を設けたものとしても良い。
そうした場合、扉体２、２２によって水路出口が閉鎖される状態において、コ字型の金属板の下側の先端面とベース板１３、３３との間にも微小な隙間ができるようにし、同様に副延長部の先端面と戸当側吊金具のベース板１３、３３との間又は副延長部の先端面と上部壁面３、２３との間にも微小な隙間が形成されるようにする。
そうすることにより、接続金具が上流側に回動する時に先端面に加わる荷重が分散されるので、接続金具やベース板１３、３３等の摩滅が軽減される。

（３）実施例１及び２においては、先端面１２、３２とベース板１３、３３との間に、また変形例（１）においては、延長部の先端面とベース板１３、３３又は上部壁面３、２３との間に微小な隙間が形成されるようになっていたが、微小な隙間ができる部分に柔軟な部材や弾力のある部材を設置しても良い。
そうすることにより、接続金具とベース板１３、３３や上部壁面３、２３との衝突音やきしみ音が小さくなり、接続金具の回動範囲の調整ができる。
（４）実施例１及び２においては、ヒンジ装置４、２４を２つ用いたが、小規模のフラップゲートであればヒンジ装置は１つだけでも良く、大規模のフラップゲートであればヒンジ装置を３つ以上用いても良い。

１、２１ フラップゲート ２、２２ 扉体 ３、２３ 上部壁面
４、２４ ヒンジ装置 ５、２５ 水密ゴム ６、２６ 扉体側吊金具
７、２７ 戸当金物 ８、２８ 戸当側吊金具 ９、２９ 接続金具
１０、３０ 上部軸支部 １１、３１ 下部軸支部
１２、３２ 他端部の先端面 １３、３３ ベース板
３４ 両ロッド式油圧シリンダ ３５ 扉体駆動アーム

Claims (3)

1. 上ヒンジ方式のフラップゲートに用いるヒンジ装置であって、
   戸当側吊金具、扉体側吊金具及び接続金具を備え、
   前記戸当側吊金具は、前記フラップゲートを設置する水路出口の上部壁面に固定され、
   前記扉体側吊金具は、前記フラップゲートの上縁部に固定され、
   前記接続金具は、上部軸支部及び下部軸支部を有するとともに、前記上部軸支部の近傍から延びる１又は複数の延長部を有しており、
   前記戸当側吊金具及び前記扉体側吊金具に、それぞれ前記上部軸支部及び前記下部軸支部を軸支させ、前記フラップゲートの扉体によって前記水路出口が閉鎖される状態において、前記延長部の先端面と前記戸当側吊金具のベース板との間又は前記延長部の先端面と前記上部壁面との間に微小な隙間が形成される
   ことを特徴とするフラップゲート用ヒンジ装置。
2. 前記接続金具はＬ字型の金属板であり、前記上部軸支部は前記接続金具の角部に配置され、前記下部軸支部は前記接続金具の一端部に配置され、前記接続金具の他端部の先端面が前記延長部の先端面となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフラップゲート用ヒンジ装置。
3. 前記接続金具は、前記戸当側吊金具によって前記上部軸支部を軸支し、かつ、前記扉体側吊金具によって前記下部軸支部を軸支した状態において、回動可能な角度範囲が２〜５°である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフラップゲート用ヒンジ装置。