| 【発明の名称】 |
フラップ弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 利和
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| 【要約】 |
【課題】少流量時にも容易に開動するフラップ弁機能と、緊急時に強制的に開閉操作する機能と兼ね備えたフラップ弁を提供する。
【解決手段】弁箱６内に全閉位置と全開位置の間に亘って揺動自在に弁体８を設け、弁体８の弁軸７の一端にウエイト手段１８を一体に装着し、弁軸７の他端にクラッチ手段１９を介して操作手段２０を装着した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流路を形成する弁箱と、弁箱内の水流方向に対して直交する水平な弁軸と、弁軸と一体に回動して全閉位置と全開位置とに亘って揺動する弁体と、弁軸の一端に装着したウェイト手段と、弁軸の他端にクラッチ手段を介して装着し、弁体を強制的に開閉操作する強制操作手段とを備え、ウェイト手段は、弁軸と一体に回動して弁体の開方向への揺動時に弁軸から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となり、弁体の全閉時に弁軸に接近する方向に向かって下り勾配の姿勢となるレールと、レール上を転動するウェイトとからなり、クラッチ手段は、弁軸と強制操作手段の入力軸との各々に装着する一対のクラッチ板と、各クラッチ板の相対向する面に設けた係合爪とを有し、双方のクラッチ板の係合爪が弁軸の軸線廻りで係合する状態で強制操作手段の入力を弁軸に伝達し、双方のクラッチ板の係合爪が弁軸の軸線廻りで離間する状態で弁体の自由な開閉動作を許容することを特徴とするフラップ弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば河川に設ける樋管等の排水管に装着して用いるフラップ弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すように、陸地側あるいは排水処理場から河川１へ排水するために、堤防２を貫通して樋管３を設置しており、樋管３の先端にフラップ弁４を装着している。フラップ弁４は揺動開閉自在な弁体５を有し、矢印のように、陸地側もしくは排水処理場から河川１に向かって樋管３内を流れる水流によって弁体５が開動する。河川１の水位が一定以上に上昇する増水時には、弁体５が自重で閉動して河川１の側から陸地側あるいは排水処理場側へ逆流することを防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のフラップ弁においては、弁体５が正方向の水流量によって自重に抗して開動する構成であるために、全閉状態での止水性を高めるべく弁体の自重を大きくすると、正方向の水流が少流量である場合に、弁体を開動することが難しく、弁体が排水流体に与える圧力損失が大きくなるばかりでなく、弁体がチャタリングを起こしやすい。また、従来のフラップ弁では、緊急時などにおいて自由に開閉することができないという問題があった。
【０００４】本発明は上記した課題を解決するものであり、少流量時においても弁体を容易に開動することができるとともに、確実な逆止性能も確保でき、しかも、緊急時においては自由に開閉操作することができるフラップ弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決するために、本発明のフラップ弁は、流路を形成する弁箱と、弁箱内の水流方向に対して直交する水平な弁軸と、弁軸と一体に回動して全閉位置と全開位置とに亘って揺動する弁体と、弁軸の一端に装着したウェイト手段と、弁軸の他端にクラッチ手段を介して装着し、弁体を強制的に開閉操作する強制操作手段とを備え、ウェイト手段は、弁軸と一体に回動して弁体の開方向への揺動時に弁軸から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となり、弁体の全閉時に弁軸に接近する方向に向かって下り勾配の姿勢となるレールと、レール上を転動するウェイトとからなり、クラッチ手段は、弁軸と強制操作手段の入力軸との各々に装着する一対のクラッチ板と、各クラッチ板の相対向する面に設けた係合爪とを有し、双方のクラッチ板の係合爪が弁軸の軸線廻りで係合する状態で強制操作手段の入力を弁軸に伝達し、双方のクラッチ板の係合爪が弁軸の軸線廻りで離間する状態で弁体の自由な開閉動作を許容するものである。
【０００６】上記した構成により、通常時にクラッチ手段は、各クラッチ板の係合爪間に所定距離の遊びを形成したクラッチ切り状態にあり、弁体の自由な開閉動作を許容する。この状態で、弁箱を流れる水流によって弁体が開方向へ揺動すると、ウェイト手段のレールが弁軸から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となることに伴って、ウェイトがレール上を転動して弁軸から離間することにより、ウェイトによって弁軸に開方向モーメントが作用し、弁体の自重による閉方向モーメントに対抗し、水流に付勢される弁体が自重量や水流量の多少にかかわらず容易に全開位置に揺動する。
【０００７】一方、河川の増水などにより逆方向の水流が弁体に作用し、弁体が閉方向へ揺動して全閉もしくは所定開度以下になると、ウェイト手段のレールが弁軸に向かって下り勾配の姿勢となることに伴って、ウェイトがレール上を転動して弁軸に接近する。このことにより、ウェイトにより弁体に作用する開方向モーメントがなくなり、弁体が自重によって速やかに全閉状態となり、弁体を所定の自重量に設定することにより確実な止水性を確保できる。
【０００８】また、緊急時には強制操作手段を操作し、クラッチ手段における双方のクラッチ板を各係合爪を係合させたクラッチ入り状態に切り換えて、強制操作手段による入力をクラッチ手段を介して弁軸に伝え、弁体を強制的に開閉操作する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、弁箱６は水流の流れ方向に対して直交する水平な軸心ａの弁軸７を回転自在に支承しており、弁箱６の内部には弁軸７と一体に回動して弁箱内部流路６Ａを開閉する弁体８を全閉位置と全開位置とに亘って揺動自在に収納している。
【００１０】弁軸７の端部は弁箱６の外部に突出し、その軸端にアーム９を固定しており、アーム９は弁軸７に対する取付角度が調整可能である。アーム９と平行に補助アーム１０を設けており、アーム９及び補助アーム１０には長手方向に適当間隔毎にボルト孔１１及び１２を形成している。アーム９および補助アーム１０は、ボルト孔１１、ボルト孔１２に挿通するボルト３７によってレール１３を保持しており、ボルト孔１１，１２の位置を変更することによってレール１３の取付角度が調整できる。
【００１１】レール１３は弁軸７及び弁体８と一体に開方向へ揺動するにしたがって、弁軸７から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となり、弁体８の全閉状態において、弁軸７に接近する方向に向かって下り勾配の姿勢となる。レール１３は案内溝１３ａに沿って自重で転動しながら移動するウェイト１４を保持しており、ウェイト１４は案内溝１３ａに挿入する支軸にローラベアリングを有し、円滑な転動を確保している。
【００１２】レール１３の両端にはウェイト１４を受け止めるスプリング等の衝撃緩和装置１５，１６を設けており、レール１３の先端側に設けられた衝撃緩和装置１６は調整ボルト１７でウェイト１４の移動方向に位置調整が可能である。アーム９、補助アーム１０、レール１３及びウェイト１４でウェイト手段１８を構成し、ウェイト手段１８を弁軸７の一端に弁軸７と一体に揺動可能に装着している。
【００１３】一方、弁軸７の他端にはクラッチ手段１９を介して操作手段２０を装着しており、操作手段２０は弁体８を強制的に開閉操作するもので、回転操作ハンドル２１とケース２２に回転自在に支承されたウオーム２３及びこれに噛合するウオームホイール２４とで構成している。クラッチ手段１９は一対のクラッチ板２７、３０からなる。一方のクラッチ板２７は、操作手段２０のウオームホイール２４に固定した環状部材２５に一対の係合爪２６，２６が突出してなり、図４に示すように、各係合爪２６，２６は直径方向において対向し、中心角θ１となる円弧状である。他方のクラッチ板３０は、弁軸７の他端にキー止め固定した環状部材２８に一対の係合爪２９，２９が着突出してなり、各係合爪２９，２９は直径方向において対向し、中心角θ２となる円弧状である。
【００１４】以下、上記した構成における作用を説明する。クラッチ手段１９は、操作手段２０のクラッチ板２７を正方向＋ｒもしくは逆方向−ｒに回転させることに伴って、係合爪２６，２６が弁軸７のクラッチ板３０の係合爪２９，２９と係合するクラッチ入り状態となり、この状態で、操作手段２０により弁体８を強制的に開閉操作する。
【００１５】図４に示すように、両クラッチ板２７，３０の係合爪２６，２６及び２９，２９が離間し、その端面間に中心角θ３の範囲の遊びを形成したクラッチ切り状態において、弁体８が全閉位置と全開位置とに亘って揺動することを許容し、弁体８がフラップ弁として機能する。通常は、操作手段２０を操作してクラッチ手段１９におけるクラッチ板２７を正方向＋ｒに回転させ、図５（ａ）に示す位置から図５（ｂ）に示す位置に変更し、両クラッチ板２７，３０の係合爪２６，２６及び２９，２９を離間させ、端面間に遊びを形成してクラッチ切り状態とする。
【００１６】この状態で、弁箱６の内部流路６Ａに正方向（図１のＹ方向）に水流が流れ込むと、全閉位置にあった弁体８が開方向へ向けて揺動するとともに、アーム９及び補助アーム１０が同一方向に一体に揺動する。この弁体８、アーム９及び補助アーム１０の揺動に伴って、ウェイト手段１８のレール１３が弁軸７から離間する方向に向かって下り勾配の姿勢となる。図１の仮想線に示すように、ウェイト１４はレール１３の案内溝１３ａに沿って転がり移動し、衝撃緩和装置１６によって受け止められる。
【００１７】このウェイト１４の移動によって、弁体８には開方向モーメントが作用し、弁体８の自重による閉方向モーメントに対抗し、水流の付勢力を受ける弁体８は、自重量、水流の流量の多少にかかわらず、図１の仮想線に示す全開位置に容易に揺動し、大きな開度に維持される。このとき、クラッチ手段１９におけるクラッチ板２７および係合爪２６は図５（ｂ）に示す位置にあり、クラッチ板３０および係合爪２９のみが弁体８及び弁軸７と一体に図５（ｃ）に示す位置に回転する。
【００１８】また、クラッチ手段１９が図５（ｂ）に示すクラッチ切り状態において、河川側の増水など排水側の水位が一定以上まで上昇し、逆方向（図１のＸ方向）から弁体８に水圧が作用すると、弁体８が閉方向へ向けて揺動するとともに、アーム９及び補助アーム１０も同一方向に一体揺動する。弁体８、アーム９及び補助アーム１０の揺動に伴い、図１の実線に示すように、ウェイト手段１８のレール１３が弁軸７に接近する方向に向かって下り勾配の姿勢となり、ウェイト１４がレール１３の案内溝１３ａに沿って転がり移動し、衝撃緩和装置１５によって受け止められる。
【００１９】このウェイト１４の移動により、ウェイト１４によって弁体８に作用していた開方向モーメントがなくなり、自重によって弁体８は図１の実線に示す全閉位置で止水性能を確保する。また、緊急時には、操作手段２０を操作し、操作手段２０側のクラッチ板２７を正方向＋ｒもしくは逆方向−ｒに回転させ、クラッチ手段１９におけるクラッチ板２７の係合爪２６，２６と弁軸７側のクラッチ板３０の係合爪２９，２９とを係合させてクラッチ入り状態とし、弁体８を強制的に開閉操作する。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、クラッチ手段の入り切り操作によって、弁体がウェイト手段によるモーメントを受けて容易に開動する状態と、弁体を強制的に開閉操作する状態とに切り換えることで、通常時には少流量であっても弁体を容易に大きな開度に維持することができるフラップ弁機能と、緊急時には強制的に容易かつ迅速に開閉する機能とを単一の弁において具現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１４日（１９９９．１０．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１２２（Ｐ２００１−１０８１２２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１７２５ |
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