JPH11269857A - フロート式フラップゲート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水位の下降上昇により自動的に開閉し、止水
性がよく、しかも、景観や環境を損なうことなく、安価
に設置することを可能にする。 【解決手段】 堤防７１を横断する排水樋管７２の出
口７２ａの上辺に、回転自在に設けられたフラップ部材
１１と、フラップ部材１１に設けられ、重力により、フ
ラップ部材を開方向に回転させるウエイト１２ａ及び河
川の水位が所定の高さを越えたときに、浮力により、ウ
エイト１２ａに打ち勝って、フラップ部材１１を閉方向
に回転させるフロート１２ｂからなるウエイト／フロー
ト１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川の堤防を横断
する排水樋管の逆流を防止するフラップゲートに関し、
特に、フロートを用いてフラップを無動力で開閉するフ
ロート式フラップゲートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、河川の堤防を横断する排水樋管の
逆流防止として、（１）垂直開閉形式ゲート又は（２）
フラップゲートが使用されている。

【０００３】図５は、従来の垂直開閉形式ゲートの一例
を示す図である。垂直開閉形式ゲート５０は、堤防７１
を横断する樋管７２の河川側の出口７２ａを開閉するゲ
ート５１と、ゲート５１の両側に設けられ、ゲート５１
をガイド溝５２ａによって上下動可能に案内する門柱５
２と、門柱５２の上部に設けられた操作室５３と、操作
室５３内に設けられ、ゲート５１を巻き上げる巻上機５
４と、操作室５３と堤防７１の頂部にかけ渡たされ、門
扉／手摺５５ａなどを有する管理橋５５等とを備えてい
る。

【０００４】図６は、従来のフラップゲートの一例を示
す図である。フラップゲート６０は、樋管７２の出口７
２ａの上辺に、フラップ部材６１がヒンジ６３によって
回転可能に支持されている。このフラップゲート６０
は、常時には、フラップ部材６１の自重により、樋管７
２の出口７２ａが閉じており、河川の水位が上昇したと
きには、逆流を防止している。また、樋管７２から河川
への流出時には、フラップ部材５１は、流出圧力によ
り、上部のヒンジ６３を支点にして図６の時計方向に回
転するので、その流出力にバランスする分だけ開く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の垂直開
閉形式ゲート５０は、小規模の場合でも、ゲート５１の
上部の操作室５３に巻上機５４が設置されており、この
巻上機５４により、ゲート５１の開閉操作を行ってい
る。このために、門柱５２及び堤防７１との連絡のため
の通路（管理橋５５）が必要であった。

【０００６】この門柱５２，操作室５３及び管理橋５５
などは、河川空間に現れるために、河川の景観を損なう
と共に、門柱５２が河川の流れを阻害する恐れがあっ
た。また、これら設備は、地震などに弱いために、保守
管理などが必要であり、これらを丈夫に建設したり、運
用をするために、費用がかさんでいた。さらに、地元管
理者がゲートの運用管理を行っており、洪水時等の河川
水位の上昇時に、管理者自身の判断でゲートの閉操作，
水位の下降時にゲートの開動作を行っており、管理者へ
の負担及び責任が大きなものとなっていた。

【０００７】一方、後者のフラップゲート６０は、その
構造上、流出量が少量の場合に、フラップ部材６１と、
樋管出口７２ａとの間に、ゴミ等が溜まりやすい。従っ
て、止水性が垂直開閉形式ゲートに比較して劣るため
に、重要な箇所には使用されていなかった。

【０００８】本発明は、水位の下降上昇により自動的に
開閉し、止水性がよく、しかも、景観や環境を損なうこ
となく、安価に設置することができるフラップゲートを
提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、堤防を横断する排水樋管の出口
の上辺に、回転自在に設けられたフラップ部材と、前記
フラップ部材に設けられ、重力により、前記フラップ部
材を開方向に回転させるウエイト部材と、前記フラップ
部材に設けられ、河川の水位が所定の高さを越えたとき
に、浮力により、前記ウエイト部材に打ち勝って、前記
フラップ部材を閉方向に回転させるフロート部材と、を
備えたフロート式フラップゲートである。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト部材と前
記フロート部材を一体にしたウエイト／フロート部材を
備えたことを特徴とするフロート式フラップゲートであ
る。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト／フロー
ト部材は、前記ウエイト部材が前記フロート部材より
も、その回転軸に対して遠い側に設けられていることを
特徴とするフロート式フラップゲートである。

【００１２】請求項４の発明は、請求項２に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト／フロー
ト部材は、前記フラップ部材に連結され、その回転軸の
反対側に配置されることを特徴とするフロート式フラッ
プゲートである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項２に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト／フロー
ト部材は、前記フラップ部材に連結され、その回転軸と
同じ側に配置されることを特徴とするフロート式フラッ
プゲートである。

【００１４】請求項６の発明は、請求項５に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト／フロー
ト部材を前記フラップ部材に連結するリンク機構をさら
に備え、前記リンク機構は、前記フラップ部材を所定角
度だけ開いた位置に保持すると共に、前記ウエイト／フ
ロート部材の上昇により、前記フラップ部材を閉方向に
回転させ、前記排水樋管の出口からの水力により、開方
向に回転することを特徴とするフロート式フラップゲー
トである。

【００１５】請求項７の発明は、請求項２に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記ウエイト／フロー
ト部材と前記フラップ部材とを連結し、前記ウエイト／
フロート部材の上下運動を前記フラップ部材の開閉運動
に変換する運動方向変換機構を備えたことを特徴とする
フロート式フラップゲートである。

【００１６】請求項８の発明は、請求項７に記載のフロ
ート式フラップゲートにおいて、前記運動方向変換機構
は、前記フラップ部材の河川側上方に設けられた巻掛機
構と、前記ウエイト／フロート部材に一端が接続され、
前記フラップ部材の下方に他端が接続され、前記巻掛機
構に巻き掛けられた紐状部材とを備えたことを特徴とす
るフロート式フラップゲートである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面などを参照して、本発
明の実施の形態をあげ、さらに詳細に説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明によるフロート式フラ
ップゲートの第１実施形態を示す図である。第１実施形
態のフロート式フラップゲート１０は、１ヒンジ一体式
のものであり、樋管７２の出口７２ａを開閉するフラッ
プ部材１１と、このフラップ部材１１と一体に形成され
たウエイト／フロート部材１２と、その中間部に設けら
れ、それを支点にして、フラップ部材１１を回転自在に
支持するヒンジ１３とを備えており、無動力で作動す
る。

【００１８】ウエイト／フロート部材１２は、重力によ
り、フラップ部材１１を図１の時計方向に回転させるモ
ーメントを発生するカウンタウエイト１２ａと、水位が
ＨＨＷＬに達したときに、その浮力により、フラップ部
材１１を図１の反時計方向に回転させるフロート１２ｂ
とが、一体に形成されている。従って、カウンタウエイ
ト１２ａは、十分に重く、ヒンジ１３から遠くに配置す
ることが好ましい。また、フロート１２ｂは、十分な浮
力が働くように、中空部（体積）を大きくすることが好
ましい。

【００１９】このフロート式フラップゲート１０は、常
時（水位ＮＷＬ）には、フロート１２ｂに付属している
カウンタウエイト１２ａがその重力の作用により、フラ
ップ部材１１をヒンジ１３を中心にして、図１の時計方
向に回転させているので、樋管７２の出口７２ａが開い
ている。

【００２０】また、河川の水位が上昇して、ゲート１０
が水没したとき（水位ＨＨＷＬ）には、フロート１２ｂ
の浮力がカウンタウエイト１２ａの重力に打ち勝って、
フラップ部材１１を図１の反時計方向に回転させるの
で、樋管７２の出口７２ａが閉じる。

【００２１】第１実施形態によれば、河川の水位が低し
下したとき（常時）には、ゲートを開状態を保つため
に、従来のフラップゲート６０のように、ゴミ等が詰ま
ることがない。従って、垂直開閉形式ゲート５０と同程
度の止水の信頼性がある。また、ゲート１０の開閉が河
川の水位による連動するために、地元管理者の負担及び
責任が大幅に軽減される。特に、第１実施形態は、構造
が単純であるので、信頼性が高く、設置コストがやす
い、という利点がある。

【００２２】（第２実施形態）図２は、本発明によるフ
ロート式フラップゲートの第２実施形態を示す図であ
る。なお、以下に説明する各実施形態では、第１実施形
態と同様な機能を果たす部分には、末尾に共通する符号
を付して、重複する説明は適宜省略する。第２実施形態
のフロート式フラップゲート２０は、２ヒンジ式のもの
であり、フラップ部材２１と、フロート（カウンタウエ
イト付属）２２と、フラップ部材２１を樋管７２の出口
７２ａの上辺に回転自在に支持するヒンジ（フラップ支
点）２３と、フロート２２が先端に設けられたアーム部
材２４と、アーム部材２４の下端を出口７２ａで回転自
在に支持するヒンジ（フロート支点）２５と、フラップ
部材２１側面の長溝２１ａとアーム部材２４の長孔２４
ａを連結し、スライド式リンク機構を構成するピン２６
等とを備えている。

【００２３】このフロート式フラップゲート２０は、常
時（水位ＮＷＬ）には、フロート２２に付属しているカ
ウンタウエイトの重力により、アーム部材２４がヒンジ
２５を中心に図２の反時計方向に回転しようとする。こ
のときに、ピン２６は、アーム部材２４の長孔２４ａの
下端と、フラップ部材２１の長溝２１ａの下端に係合し
ており、図２（ｂ）の位置（θ＝約３０゜の角度）で、
フラップ部材２１を押し、出口７２ａを開く状態を保っ
ている。

【００２４】水没時（水位ＨＨＷＬ）には、フロート２
２が浮力により上昇し、アーム部材２４がヒンジ２５を
中心に図２の時計方向に回転する。このときに、アーム
部材２４は、スライド式リンク機構を介して、フラップ
部材２１を押し下げて、ヒンジ２３を中心に図２の反時
計方向に回転するので、出口７２ａを閉じる。

【００２５】また、樋管７２からの流出が大量の場合
（水位ＨＷＬ）は、流出圧力により、フラップ部材２１
を押し上げて、出口７２ａが全開となる。この動作は、
従来形式のフラップゲート６０の原理と同様である。

【００２６】第２実施形態によれば、常時のフラップ部
材２１の開度が約３０゜程度であるので、第１実施形態
の場合よりも、カウンタウエイトが軽くて済むという利
点がある。また、樋管７２の出口付近の上側（図２のＡ
の部分）に、ウエイトがないので、この部分の堤防を掘
削する必要がないので、設置費用が安くなる。

【００２７】（第３実施形態）図３は、本発明によるフ
ロート式フラップゲートの第３実施形態を示す図であ
る。第３実施形態のフロート式フラップゲート３０は、
フラップ部材３１自身にフロート３２が装架している形
式（フラップ付フロート式）であって、フラップ部材３
１と、フロート（カウンタウエイト付属）３２と、フラ
ップ部材３１を樋管７２の出口７２ａの上辺に回転自在
に支持するヒンジ（フラップ支点）３３と、フロート３
２が先端に設けられたアーム部材３４と、アーム部材２
４の中間部を、フラップ部材３１の側面に回転自在に支
持する回転軸（フロート支点）３５と、アーム部材３４
の下端に設けられ、出口７２ａの縁部７２ｂを転がるロ
ーラ３７と、フラップ部材３１の側面に設けられ、アー
ム部材３４を図３の位置で停止させるストッパ３８等と
を備えている。

【００２８】このフロート式フラップゲート３０は、常
時（水位ＮＷＬ）には、フロート３２に付属しているカ
ウンタウエイトの重力により、アーム部材３４が回転軸
３５を中心に図３の反時計方向に回転し、ストッパ３８
に当接した位置で停止する。このときに、反対側のロー
ラ３７が樋管出口７２ａの縁部７２ｂを押して、フラッ
プ部材３１がθ＝約３０゜で開いている状態を保ってい
る。

【００２９】水没時（水位ＨＨＷＬ）では、フロート３
２が浮力により上昇し、アーム部材３４が回転軸３５を
中心に図３の時計方向に回転する。このときに、反対側
のローラ３７が樋管出口７２ａの縁部７２ｂから離れ、
フラップ部材３１が出口７２ａを閉じる。

【００３０】また、樋管７２からの流出が大量の場合
（水位ＨＷＬ）は、流出圧力により、フラップ部材３１
を押し上げて、出口７２ａが全開となる。これは、従来
形式のフラップゲート６０の原理と同様である。

【００３１】第３実施形態によれば、第２実施形態と比
較して、機構が単純になるので、信頼性がより高くな
る。

【００３２】（第４実施形態）図４は、本発明によるフ
ロート式フラップゲートの第４実施形態を示す図であ
る。第４実施形態のフロート式フラップゲート４０は、
ワイヤ式フラップゲートであって、フラップ部材４１
と、フロート（カウンタウエイト付属）４２と、フラッ
プ部材４１を樋管７２の出口７２ａの上辺に回転自在に
支持するヒンジ（フラップ支点）４３と、樋管７２の出
口７２ａの河川側上方に設けられ、通し軸４８ａ及びシ
ーブ４８ｂ，４８ｃ，４８ｄからなる巻き掛け機構４８
と、一端がフラップ部材４１の側面に取り付けられ、他
端がシーブ４８ｂ，４８ｃに巻き掛けられたワイヤ４９
ｂ，４９ｃ及び一端がフロート４２に取り付けられ、他
端がシーブ４８ｄに巻き掛けられたワイヤ４９ｄなどを
備えている。

【００３３】第４実施形態によれば、常時には、フロー
ト４２に付属しているカウンタウエイトの重力により、
フロート４２が下方に移動し、ワイヤ４９（４９ｂ，４
９ｃ，４９ｄ等）の張力により、フラップ部材４１がヒ
ンジ４３を中心に図４の反時計方向に回転するので、θ
＝約３０゜の開度で開いた状態を保っている。水没時に
は、フロート４２が浮力により上方に移動するので、ワ
イヤ４９が弛み、フラップ部材４１は、自重により、ヒ
ンジ４３を中心にして図４の時計方向に回転して、出口
７２ａを閉じる。また、樋管からの流出が大量の場合に
は、流出圧力により、フラップ部材４１がヒンジ４３を
中心にして、図４の反時計方向に回転し、出口７２ａを
開く。

【００３４】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、第４実施
形態において、ワイヤ４９ｂ，４９ｃは、通し軸４８ａ
の中央部に１本設けるだけであってもよい。また、フロ
ート４２は、河川の流れによって踊らないように、図４
のＢの位置に、ガイド部材（囲い）等を設けるようにし
てもよい。ワイヤの変わりに、チェーンなどを用いても
よい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、以下のような種々の効果を奏するものである。 （１） 河川の水位が低下している（常時）ときには、
ゲートを開状態に保つために、従来のフラップゲートの
ように、ゴミ等が詰まることがなく、止水性がよい。 （２） ゲートの開閉が河川の水位による連動するため
に、地元管理者の負担及び責任が大幅に軽減される。

【００３６】（３） 門柱，操作室及び管理橋などのよ
うな施設が必要ないので、河川空間を専有することな
く、河川の景観を損なうことがない。また、河川の流れ
を阻害することもない。 （４） 構造が簡単であるので、地震などにも強く、保
守や設置の費用が安くて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフロート式フラップゲートの第１
実施形態を示す図である。

【図２】本発明によるフロート式フラップゲートの第２
実施形態を示す図である。

【図３】本発明によるフロート式フラップゲートの第３
実施形態を示す図である。

【図４】本発明によるフロート式フラップゲートの第４
実施形態を示す図である。

【図５】従来の垂直開閉形式ゲートの一例を示す図であ
る。

【図６】従来のフラップゲートの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ フロート式フラップゲート １１，２１，３１，４１ フラップ部材 １２，２２，３２，４２ フロート １３，２３，３３ ヒンジ ２４，３４ アーム部材 ２５ ヒンジ ２６ ピン ３７ ローラ ３８ ストッパ ４８ 巻掛機構 ４９ ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 陽彦 東京都目黒区中目黒一丁目10番21号 八千 代エンジニヤリング株式会社内 (72)発明者 小山田 誠一 東京都目黒区中目黒一丁目10番21号 八千 代エンジニヤリング株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堤防を横断する排水樋管の出口の上辺
   に、回転自在に設けられたフラップ部材と、 前記フラップ部材に設けられ、重力により、前記フラッ
   プ部材を開方向に回転させるウエイト部材と、 前記フラップ部材に設けられ、河川の水位が所定の高さ
   を越えたときに、浮力により、前記ウエイト部材に打ち
   勝って、前記フラップ部材を閉方向に回転させるフロー
   ト部材と、を備えたフロート式フラップゲート。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト部材と前記フロート部材を一体にしたウエ
   イト／フロート部材を備えたことを特徴とするフロート
   式フラップゲート。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト／フロート部材は、前記ウエイト部材が前
   記フロート部材よりも、その回転軸に対して遠い側に設
   けられていることを特徴とするフロート式フラップゲー
   ト。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト／フロート部材は、前記フラップ部材に連
   結され、その回転軸の反対側に配置されることを特徴と
   するフロート式フラップゲート。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト／フロート部材は、前記フラップ部材に連
   結され、その回転軸と同じ側に配置されることを特徴と
   するフロート式フラップゲート。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト／フロート部材を前記フラップ部材に連結
   するリンク機構をさらに備え、 前記リンク機構は、前記フラップ部材を所定角度だけ開
   いた位置に保持すると共に、前記ウエイト／フロート部
   材の上昇により、前記フラップ部材を閉方向に回転さ
   せ、前記排水樋管の出口からの水力により、開方向に回
   転することを特徴とするフロート式フラップゲート。
7. 【請求項７】 請求項２に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記ウエイト／フロート部材と前記フラップ部材とを連
   結し、前記ウエイト／フロート部材の上下運動を前記フ
   ラップ部材の開閉運動に変換する運動方向変換機構を備
   えたことを特徴とするフロート式フラップゲート。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のフロート式フラップゲ
   ートにおいて、 前記運動方向変換機構は、前記フラップ部材の河川側上
   方に設けられた巻掛機構と、 前記ウエイト／フロート部材に一端が接続され、前記フ
   ラップ部材の下方に他端が接続され、前記巻掛機構に巻
   き掛けられた紐状部材とを備えたことを特徴とするフロ
   ート式フラップゲート。