(57)【要約】【課題】  ゲート扉体に最大水圧荷重が作用するときにローラに偏荷重が作用しないようにする。【解決手段】  ローラ２１の踏面２２に、所要の湾曲率で且つ頂部が、踏面２２の幅方向中央位置よりも、反ゲート扉体３取付側へ所要寸法ずれた位置となるローラクラウンを設けて、ゲート扉体３が最大水圧荷重を受けて撓むことに伴われて、ローラ２１が、水圧荷重作用方向上流側の端部が下流側の端部よりも水路２寄りに位置する傾斜姿勢となるときに、ローラ２１の踏面２２の幅方向中央部が、水圧荷重作用方向の最も下流側端部に位置するようにさせる。【選択図】図１
2008240296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の支持柱部材間の水路に配置してあるゲート扉体の左右幅方向の両端部に回転自在に取り付けて、上記左右の支持柱部材に設けた戸溝に配設してある戸当りレールに係合させることにより、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記左右の戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにするためのローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラにおいて、踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状とし、且つ、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成を有することを特徴とするローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ。
【請求項２】
踏面に設けるローラクラウンの頂部の位置を、水圧荷重支持装置用ローラをゲート扉体の左右幅方向の両端部に取り付けた状態にて、上記ローラが水路に平行な姿勢で該ローラの踏面における戸当りレールのレール踏面に接する部分から、上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことによって、上記ローラが、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに位置するよう傾斜させられることによる該ローラの踏面にて水圧荷重作用方向の最も下流側に位置するようになる部分までの踏面の幅方向における移動量に相当する分、上記踏面の幅方向中央位置から反ゲート扉体取付側へずらすようにした請求項１記載のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ。
【請求項３】
踏面の幅寸法を、該踏面の幅方向中央位置から、左右両側へ、それぞれ、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を水圧荷重支持装置用ローラから戸当りレールへ伝えるときに上記ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円の長径寸法の１／２の寸法、又は、上記応力楕円の長径寸法の１／２の寸法に、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重がゼロから最大水圧荷重に至る間に上記ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円が、上記最大水圧荷重時の応力楕円から長径方向にはみ出す寸法を付加してなる寸法を有するようにした請求項２記載のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ。
【請求項４】
ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなり、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記ローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートの水圧荷重支持装置において、上記ローラの踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状として、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記ローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにしてなる構成を有することを特徴とするローラゲートの水圧荷重支持装置。
【請求項５】
ローラの踏面に設けるローラクラウンの頂部の位置を、上記ローラが水路に平行な姿勢で該ローラの踏面における戸当りレールのレール踏面に接する部分から、上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことによって、上記ローラが、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに位置するよう傾斜させられることによる該ローラの踏面にて水圧荷重作用方向の最も下流側に位置するようになる部分までの踏面の幅方向における移動量に相当する分、上記ローラの踏面の幅方向中央位置から反ゲート扉体取付側へずらすようにした請求項４記載のローラゲートの水圧荷重支持装置。
【請求項６】
ローラの踏面の幅寸法を、該踏面の幅方向中央位置から、左右両側へ、それぞれ、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を上記ローラから戸当りレールへ伝えるときに該ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円の長径寸法の１／２の寸法、又は、上記応力楕円の長径寸法の１／２の寸法に、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重がゼロから最大水圧荷重に至る間に上記ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円が、上記最大水圧荷重時の応力楕円から長径方向にはみ出す寸法を付加してなる寸法を有するようにした請求項５記載のローラゲートの水圧荷重支持装置。
【請求項７】
ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなる水圧荷重支持装置を備えて、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記ローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートにおいて、上記ローラの踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状として、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記水圧荷重支持装置におけるローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにした構成を有することを特徴とするローラゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川や水路の途中位置に設置してゲート扉体の昇降により開閉操作を行うことができるようにしてあるローラゲートにて、ゲート扉体に作用する水圧荷重を、ゲート躯体へ伝えて支持させるために用いるローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ、及び、ローラゲートの水圧荷重支持装置、並びに、該水圧荷重支持装置を用いたローラゲートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川や水路の途中位置に設けられて流量調節等を行うゲートとしては、ローラゲートが多く用いられている。
【０００３】
この種のローラゲートは、図３にその一例の概略を示す如く、ゲート躯体として、河川の幅方向（径間方向）に所要間隔で鉛直な支持柱部材（堰柱）１を設置して、隣接する各支持柱部材１の間に水路２を形成すると共に、該水路２を挟んで対向する左右の支持柱部材１の間に、シェル構造やプレートガーダ構造等により形成した左右方向に延びるゲート扉体３（図ではシェル構造のゲート扉体３を示している）が配置してある。
【０００４】
上記左右の各支持柱部材１の水路２側の側面における上記ゲート扉体３の左右幅方向の両端部に臨む個所には、上下方向に延びる戸溝４がそれぞれ設けてある。一方、上記ゲート扉体３の左右幅方向の両端面における上下方向複数個所、一般的には、上部と下部の２個所に、左右水平方向に所要寸法突出する軸（図示せず）を介してローラ５を回転自在にそれぞれ取り付け、該各ローラ５を、上記支持柱部材１の戸溝４に係合させた構成としてある。
【０００５】
又、上記支持柱部材１上の操作室６内には巻上ウインチ７が設置してあり、該巻上ウインチ７から巻き出したワイヤロープ８を、上記ゲート扉体３の上端部に設けた吊りシーブ９と、操作室６側のガイドシーブ１０との間に掛け回すと共に、該ワイヤロープ８の先端部を、上記ゲート扉体３の上端部に設けた吊り金具１１に接続するようにして、上記ワイヤロープ８によりゲート扉体３を吊り下げるようにしてローラゲートの開閉装置が構成されている。これにより、上記巻上ウインチ７を運転してワイヤロープ８を巻上下することにより、上記ゲート扉体３を、各ローラ５と一緒に左右の戸溝４に沿って昇降させて、水路２の開閉操作を行うことができるようにしてある。１２は管理橋である（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
更に、上記ゲート扉体３に作用する水圧加重を支持するために、上記ローラゲートが、その設計上、図４に示す如く、ゲート扉体３に対して、図中に矢印Ｘで示すように片面側からのみ水圧荷重が作用するものとしてある場合には、上記各支持柱部材１の戸溝４の前面部又は後面部のうち、水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）の下流側に位置する一方の面部に、上下方向に延びる戸当りレール（戸当金物）１３、たとえば、Ｈ型鋼による戸当りレール１３を、一方のフランジ部１３ａの外側面がレール踏面（ローラ走行面）１４となるように配設した構成としてある。具体的には、上記戸当りレール１３を、レール踏面１４となる一方のフランジ部１３ａの外側面のみが戸溝４の内側へ露出されるようにして、他方のフランジ部１３ｂとウェブ部１３ｃとを、支持柱部材１の戸溝４の部分に２次コンクリート１ａを用いて埋設した構成としてある。なお、図示してないが、上記ゲート扉体３に対して両面側より水圧が作用する設計のローラゲートの場合は、上記各支持柱部材１の戸溝４における前後両面部に、上記と同様にして戸当りレール１３を配設するようにしてある。これにより、上記ゲート扉体３の左右両端部に取り付けてある各ローラ５と、各支持柱部材１の戸溝４内に取り付けてある戸当りレール１３とから、ローラゲートの水圧荷重支持装置を構築して、上記ゲート扉体３に水圧荷重が作用するときには、該ゲート扉体３に取り付けてある上記各ローラ５が、戸溝４内にて水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）の下流側に配設してある戸当りレール１３のレール踏面１４へ押し付けられるようにすることで、上記ゲート扉体３に作用している水圧荷重を、上記各ローラ５及び各戸当りレール１３を介してゲート躯体である支持柱部材１へ伝えて支持させることができるようにしてある。更に、上記のようにゲート扉体３に水圧荷重が作用している状態であっても、上記各ローラ５が、対応する戸当りレール１３に押し付けられた状態で転動することで、上記ゲート扉体３を円滑に昇降させることができるようにしてある。
【０００７】
以上の構成としてあるローラゲートでは、ゲート扉体３に作用する水圧荷重を、該ゲート扉体３の左右幅方向の両端部に取り付けてある各ローラ５を介して、支持柱部材１側に設けてある戸当りレール１３に受けさせるようにしてあるため、上記ゲート扉体３に対し、図４における矢印Ｘ方向の水圧荷重が作用すると、該ゲート扉体３は、図４に実線で示す如き水圧荷重が作用していないとき（以下、ゲート扉体３の無負荷時と云う）の左右方向に延びた状態から、図４に二点鎖線で示すように、上記左右の各ローラ５と各戸当りレール１３との接触部を支点にして、水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）の下流側へ、左右幅方向の全長に亘って撓むようになる。
【０００８】
このように、上記ゲート扉体３が、作用している水圧荷重により水圧荷重作用方向の下流側へ撓むと、上記ゲート扉体３の幅方向両端部の向きが、水圧荷重作用方向の上流側へ向くように角度変更されることに伴って、ゲート扉体３の両端面に取り付けてある上記ローラ５取付用の各軸１５の向きも、ゲート扉体３の無負荷時における左右水平方向から、図４に二点鎖線で示すように、先端側が水圧荷重作用方向の上流側へ向くように角度変更される。
【０００９】
そのために、該各軸１５に取り付けてある上記各ローラ５は、ゲート扉体３の無負荷時における水路２に平行な姿勢から、図４に二点鎖線で示すように、該各ローラ５の水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）上流側の端部が、水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路２寄りに位置した傾斜姿勢となるように傾動させられる。
【００１０】
ところで、上記各ローラ５の踏面１６が、軸心方向に平行なフラットな面となっていると、上記したように、ゲート扉体３が水圧荷重によって撓むことに起因して、該各ローラ５が、図４に二点鎖線で示したように、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路２寄りに位置するような傾斜姿勢とされるときに、各ローラ５における戸当りレール１３のレール踏面１４との接触個所が、該各ローラ５の水圧荷重作用方向下流側端部の踏面１６における水路２側の端縁部のみに限定されるという片当りが生じてしまい、この片当り個所に、上記ゲート扉体３に作用している水圧荷重が多大な応力として集中するという問題が生じてしまう。
【００１１】
そのため、従来のローラ５では、上記した如き傾斜姿勢となる際にも片当りの発生を未然に防止できるようにするために、図５（イ）に示す如く、上記各ローラ５の踏面１６に、所定の曲率のローラクラウンを、該ローラクラウンの頂部が踏面１６の幅方向中央部に位置するように、すなわち、上記踏面１６の幅方向中央部にて径が最大となるように設けた構成としてある。１７は上記ローラ５のローラボス、１８は外周面に上記踏面１６が形成してあるローラリム、１９は上記ローラリム１８の幅方向中央部と、上記ローラボス１７の幅方向中央部とを繋ぐローラウェブである。
【００１２】
以上の構成としてあるローラゲートによれば、ゲート扉体３が無負荷の状態から、作用する水圧荷重が増加することによって該ゲート扉体３の撓み量が徐々に大きくなることに伴われて、上記ゲート扉体３の左右幅方向両端部に取り付けてある各ローラ５が、図５（イ）に示したような水路２に平行な姿勢から、図５（ロ）に示す如き該各ローラ５における水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）上流側の端部が、水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路２寄りに位置する傾斜姿勢となるように傾動するときに、上記各ローラ５の踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、該踏面１６に設けてある上記ローラクラウンの頂部から、上記各ローラ５の傾斜角度の増加に応じて上記ローラクラウンの円弧に沿って該各ローラ５のゲート扉体３取付側（水路２寄り）へ滑らかに移動（移行）できるようにすることで、該各ローラ５に片当りが発生する虞を未然に防止できるようにしてある。
【００１３】
ここで、図６（イ）（ロ）（ハ）を用いて上記した如きローラクラウンを備えたローラ３の踏面１６と、各戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部について更に詳しく述べる。
【００１４】
先ず、上記したように、ゲート扉体３は、該ゲート扉体３に水圧荷重が作用していない無負荷時には、撓み量がゼロである。その後、ゲート扉体３に作用する水圧荷重が徐々に増大すると、該ゲート扉体３の撓み量も徐々に増大して、ゲート扉体３に作用する水圧荷重が、設計により規定されている最大水圧荷重に達すると、該ゲート扉体３の撓み量は最大となる。そのために、上記ゲート扉体３の左右幅方向の両端部に取り付けてある各ローラ５は、ゲート扉体３無負荷時の図６（イ）に示す如き水路２（図５（イ）参照）に平行な姿勢から、ゲート扉体３が水圧荷重を受けて撓むときには、図６（ロ）及び図６（ハ）に示す如く、該各ローラ５の水圧作用方向（図中、矢印Ｘ方向）の上流側の端部が、水圧作用方向下流側の端部よりも水路２側に位置するように傾動される。よって、ゲート扉体３の無負荷時には、図６（イ）に示すように、各ローラ５の踏面１６にて最も戸当りレール１３のレール踏面１４に近接する部分Ａ０は、該ローラ５の踏面１６における幅方向中央部と一致している。
【００１５】
その後、上記ゲート扉体３の撓み量の増加に応じて、図６（ロ）に示すようにローラ５の傾動角度が徐々に増加したときには、該ローラ５の踏面１６にて水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａは、該踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置よりゲート扉体３取付側（図上右側、図５（イ）（ロ）参照）へ、徐々に増大する移動量Ｂで移動するようになる。しかる後、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用して該ゲート扉体３の撓み量が最大となると、図６（ハ）に示す如く、ローラ５の傾斜角度が最大となり、この際、該ローラ５の踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１は、該踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置から最もゲート扉体３取付側へ移動することとなる。上記Ａ０の位置からＡ１の位置までの最大の移動量をＢ１とする。
【００１６】
更に、実際には、上記ゲート扉体３の撓み量が徐々に増加すると、該ゲート扉体３の左右幅寸法が徐々に減ることから、上記各ローラ５自体も、初期状態の位置より水路２側（図上右側、図４参照）へ変位し、その変位量Ｃが徐々に増加するようになる。そして、上記ゲート扉体３の撓み量が最大となるときに、上記各ローラ５の初期状態位置から水路２側への変位量Ｃ１が最大となる。
【００１７】
更に又、上記ローラ５は鍛造あるいは鋳造による鉄製（鋼製）としてあり、又、上記戸当りレール１３も鉄製（鋼製）としてあるが、上記ローラ５が、ゲート扉体３に作用している水圧荷重によって上記戸当りレール１３に対して押し付けられると、両者の接触部ではそれぞれの硬さに応じて多少の弾性変形が生じるため、上記ローラクラウンを備えたローラ５の踏面１６と、戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部は、図６（ロ）（ハ）に示す如く、左右方向に延びる楕円形状の応力楕円２０となる。この応力楕円２０の中心位置は、上記ローラ５の踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ，Ａ１の位置に対応しており、又、上記応力楕円２０のサイズは、上記ローラ５の踏面１６を、上記戸当りレール１３のレール踏面１４に押し付ける荷重、すなわち、上記ゲート扉体３に作用している水圧荷重の増加、減少に応じて拡大、縮小される。よって、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときには、上記応力楕円２０のサイズも最大となる。この応力楕円２０が最大サイズとなるときの長径寸法をＤとする。
【００１８】
したがって、ゲート扉体３に水圧荷重が作用していない無負荷時には、該ゲート扉体３の左右両端部に取り付けてある各ローラ５は、図６（イ）に示すように、水路に平行な姿勢で、踏面１６の幅方向中央部にて最も戸当りレール１３のレール踏面１４に近接する部分Ａ０の位置で、戸当りレール１３のレール踏面１４における初期状態接触位置Ｏに接することとなる。この場合は、上記ゲート扉体３に水圧荷重が作用しておらず、各ローラ５の踏面１６が対応する戸当りレール１３の踏面１４に対して強く押し付けられることはないので、上記初期状態接触位置Ｏを中心に上記したような応力楕円２０が形成されることはない。
【００１９】
その後、ゲート扉体３に作用する水圧荷重が増加して、該ゲート扉体３の撓み量が増加すると、このゲート扉体３の撓み量の増加に伴われて、図６（ロ）に示す如く、上記各ローラ５の傾斜角度が増加し、該各ローラ５の傾動に伴って、踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａが、該踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置よりゲート扉体３取付側（水路２側）へ移動量Ｂで移動させられると共に、該各ローラ５自体も、上記ゲート扉体３の撓み量の増加に伴われて、初期状態の位置より水路２側へ変位量ｃで変位するようになることから、上記戸当りレール１３のレール踏面１４に対する各ローラ５の踏面１６の接触部は、上記初期状態接触位置Ｏより、上記移動量Ｂと変位量Ｃの和の寸法Ｅ（Ｅ＝Ｂ＋Ｃ）で水路２側へシフトした位置を中心とする所要サイズの応力楕円２０となる。
【００２０】
更に、ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときには、該ゲート扉体３の撓み量が最大となることに伴って、図４（ハ）に示す如く、上記各ローラ５の傾斜角度が最大となるため、該各ローラ５の踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１の、該踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置からゲート扉体３取付側（水路２側）への移動量が最大移動量Ｂ１に達すると共に、該各ローラ５自体も、上記ゲート扉体３の撓み量が最大となることに伴われて、初期状態の位置より水路２側へ最大の変位量Ｃ１で変位するようになることから、上記戸当りレール１３のレール踏面１４に対する各ローラ５の踏面１６の接触部は、上記初期状態接触位置Ｏより、上記最大移動量Ｂ１と最大変位量Ｃ１の和の寸法Ｅ１（Ｅ１＝Ｂ１＋Ｃ１）で水路２側へシフトした位置を中心として長径寸法Ｄの応力楕円２０となる。
【００２１】
以上のことに鑑みて、従来は、上記ローラ５の踏面１６の幅寸法を、幅方向の中央位置（Ａ０の位置）から、左右の両側に、上述したようにゲート扉体３に最大水圧荷重が作用して上記ローラ５の傾斜角度が最大となるときに該ローラ５の踏面１６における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１の該踏面１６の幅方向中央部Ａ０からの最大移動量Ｂ１と、ゲート扉体３に最大荷重が作用するときに最大となるローラ５の踏面１６と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される最大の応力楕円２０の長径寸法Ｄの１／２の値との和によって算出される寸法（Ｂ１＋１／２Ｄ）以上の幅がそれぞれ確保できるように決定することが行われていた。
【００２２】
更に、上記従来のローラゲートでは、通常、図５（イ）に示す如く、上記支持柱部材１の戸溝４側に配設する戸当りレール１３を、上記ローラ５の踏面１６の幅寸法よりもやや幅広なレール踏面１４を備えてなる構成として、ゲート扉体３に水圧荷重が作用していない無負荷時に、水路２に平行な姿勢となる各ローラ５の踏面１６におけるローラクラウンの頂部となる幅方向中央部のＡ０の位置が、戸当りレール１３のレール踏面１４の幅方向中央部に接するように、上記戸当りレール１３とゲート扉体３に取り付けてある各ローラ５との位置合わせを行うようにしてある。
【００２３】
なお、水圧荷重によるゲート扉体３の撓み量は、一般的には、ゲート扉体３の幅方向中央位置での変位量が、ゲート扉体３の左右幅方向の寸法に対して最大で１／８００となるように規制されているが、図４では、図示する便宜上、ゲート扉体３の撓み量を強調して記載してある。又、上記したようにゲート扉体３の撓み量が実際には非常に小さいことから、上記ゲート扉体３の撓みに伴って上記ローラ５が傾斜姿勢となるときの角度は、実際にはごく狭い角度範囲であり、よって、踏面１６に実際に設けるローラクラウンは、非常に緩やかな曲率でよいが、図示する便宜上、図５（イ）（ロ）及び図６（イ）（ロ）（ハ）では、上記ローラ５の傾斜姿勢の角度、及び、ローラ５の踏面１６に設けるローラクラウンの曲率を強調して記載してある（後述する図１（イ）（ロ）及び図２（イ）（ロ）も同様である）。更に、図６（ロ）（ハ）では、図示する便宜上、上記ゲート扉体３の撓みに伴って上記ローラ５が水路２側へ変位するときの変位量Ｃ，Ｃ１も拡大して示してある。
【００２４】
【特許文献１】特開平７−２５９０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところが、上記従来のローラゲートの水圧荷重支持装置用のローラ５では、その踏面１６に、該踏面１６の幅方向中央部に頂部を有するローラクラウンを形成してあるため、ゲート扉体３に水圧荷重が作用することに伴って上記図６（イ）に示した状態から、図６（ロ）に示したように、該ゲート扉体３の左右幅方向両端部に取り付けてある各ローラ５が傾斜姿勢になると、該各ローラ５の踏面１６における戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部となる応力楕円２０の中心位置が、該踏面１４の幅方向中央部のＡ０の位置より水路２側へ移動するため、ゲート扉体３に作用している水圧荷重を各ローラ５より上記戸当りレール１３へ伝える際に、該水圧荷重の反力が、上記各ローラ５の幅方向中央部のＡ０の位置より水路２側へ偏った個所に偏荷重として作用するようになる。
【００２６】
更には、図６（ハ）に示したように、ゲート扉体３に作用する水圧荷重が最大になると、ゲート扉体３に作用している最大水圧荷重を各ローラ５より上記戸当りレール１３へ伝える際に上記各ローラ５に作用する反力も最大となるが、この際、上記ゲート扉体３の撓み量が最大になっていることに伴われて上記各ローラ５の傾斜角度も最大となっており、該各ローラ５の踏面１６における戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部となる応力楕円２０の中心は、該各ローラ５の踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置から水路２側へ最も偏った位置（Ａ１）となっていることから、該各ローラ５に対し最も大きな偏荷重が作用するようになる。
【００２７】
そのために、従来は、上記各ローラ５に、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用しているときに最も大きな偏荷重が作用するということを前提として、該各ローラ５のローラリム１８やローラウェブ１９等に要求される強度を定める必要があることから、合理的な設計が特に行われていないというのが実状である。
【００２８】
更に、上記ローラゲートでは、開閉装置による昇降操作の対象となる上記ゲート扉体３と、該ゲート扉体３に取り付けられた上記各ローラ５の重量の軽減化を図ることは、上記開閉装置の各構成要素（構成機器）に要求される性能の軽減化、具体的には、巻上ウインチ７の電動機容量やドラムのサイズ、ワイヤロープ８の径、各シーブ９，１０のサイズや強度等の軽減化に直接繋がるものであり、しかも、これら開閉装置の各構成要素に用いられている各種機器の性能や規格は、通常、段階的に変化するものであるため、１クラス下の機器が採用できれば、製造コストの大幅な削減に繋がる可能性がある。
【００２９】
そこで、本発明者は、上記ローラ５が、ゲート扉体３のサイズに応じて直径数十ｃｍ〜数ｍ程度のものが用いられており、通常は、鋳造又は鍛造により製作される鉄製（鋼製）のものであるため、ゲート扉体３に取り付けられた各ローラ５の重量が、上記開閉装置による昇降操作の対象であるゲート扉体３と各ローラ５の総和重量に対して約１０％と非常に大きな重量を占めていることに鑑みて、上記ローラ５の軽量化を図ることを考えたが、従来は、上記ローラ５の軽量化を図る有効な手段は特に提案されていないというのが実状である。
【００３０】
更に又、従来のローラゲートのゲート扉体３側に設けた各ローラ５と、支持柱部材１の戸溝４側に設けた戸当りレール１３とからなる水圧荷重支持装置では、上記図５（イ）に示したように、ゲート扉体３無負荷時に、上記各ローラ５の踏面の幅方向中央部のＡ０の位置と、対応する戸当りレール１３のレール踏面１４の幅方向中央部が合うように位置合わせを行うようにしてあるため、ゲート扉体３に水圧荷重が作用すると、各ローラ５が傾斜姿勢になって、該各ローラ５の踏面１６における水圧作用方向の最も下流側に位置する部分Ａが、該踏面１６の幅方向中央部のＡ０の位置よりゲート扉体３取付側（水路２側）へ移動する。更に、該各ローラ５の位置自体も水路２側へ変位することから、上記戸当りレール１３のレール踏面１４における上記各ローラ５の踏面１６との接触部の中心位置が、該レール踏面１４の幅方向中央部（初期状態接触位置Ｏ）より水路２側へシフトするようになり、このため、ゲート扉体３に作用している水圧荷重が、上記各ローラ５より、上記戸当りレール１３の幅方向中央部から水路２側に偏った個所へ、偏荷重として作用するようになる。更に、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重が最大になると、該ゲート扉体３の撓み量が最大になることに伴って、上記各ローラ５の傾斜角度が最大になると共に、該各ローラ５自体の水路２側への変位量も最大となるため、上記各戸当りレール１３のレール踏面１４に対し、各ローラ５の踏面１６より、上記ゲート扉体３に作用している最大水圧荷重が最も大きな偏荷重として作用するようになる。
【００３１】
そのために、従来は、上記各戸当りレール１３についても、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用しているときに該各戸当りレール１３に最も大きな偏荷重が作用するということを前提として、該各戸当りレール１３のウェブ部１３ｃやフランジ部１３ａ，１３ｂに要求される強度を定める必要がある等、合理的な設計が特に行われていないというのが実状である。
【００３２】
そこで、本発明は、ゲート扉体に最大水圧荷重が作用するときに、偏荷重が作用する虞がなく、しかも軽量化を図ることが可能なローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ、及び、該水圧荷重支持装置用ローラより上記ゲート扉体に作用している最大水圧荷重が伝えられる際に、戸当りレールに偏荷重が作用する虞のないローラゲートの水圧荷重支持装置、並びに、該水圧荷重支持装置を用いたローラゲートを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、左右の支持柱部材間の水路に配置してあるゲート扉体の左右幅方向の両端部に回転自在に取り付けて、上記左右の支持柱部材に設けた戸溝に配設してある戸当りレールに係合させることにより、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記左右の戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにするためのローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラにおいて、踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状とし、且つ、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成を有するローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラとする。
【００３４】
又、上記構成における踏面に設けるローラクラウンの頂部の位置を、水圧荷重支持装置用ローラをゲート扉体の左右幅方向の両端部に取り付けた状態にて、該ローラが水路に平行な姿勢で戸当りレールのレール踏面に接する部分から、上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことに伴われて、上記ローラが、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに位置する傾斜姿勢となるときに、水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分までの左右方向の移動量に相当する分、上記踏面の幅方向中央位置から反ゲート扉体取付側へずらすようにした構成とする。
【００３５】
更に、上記構成における踏面の幅寸法を、該踏面の幅方向中央位置から、左右両側へ、それぞれ、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を水圧荷重支持装置用ローラから戸当りレールへ伝えるときに上記ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円の長径寸法の１／２の寸法、又は、上記応力楕円の長径寸法の１／２の寸法に、数ｍｍ付加した寸法を有するようにした構成とする。
【００３６】
又、請求項４に対応して、ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなり、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記ローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートの水圧荷重支持装置において、上記ローラの踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状として、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記ローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにしてなる構成を有するローラゲートの水圧荷重支持装置とする。
【００３７】
更に、上記構成におけるローラの踏面に設けるローラクラウンの頂部の位置を、該ローラが、水路に平行な姿勢で戸当りレールのレール踏面に接する部分から、上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに位置する傾斜姿勢となるときに、水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分までの左右方向の移動量に相当する分、上記ローラの踏面の幅方向中央位置から反ゲート扉体取付側へずらすようにした構成とする。
【００３８】
更に又、上記構成におけるローラの踏面の幅寸法を、該踏面の幅方向中央位置から、左右両側へ、それぞれ、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を上記ローラから戸当りレールへ伝えるときに該ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円の長径寸法の１／２の寸法、又は、上記応力楕円の長径寸法の１／２の寸法に数ｍｍ付加した寸法を有するようにした構成とする。
【００３９】
更に、請求項７に対応して、ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなる水圧荷重支持装置を備えて、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記ローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートにおいて、上記ローラの踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状として、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記水圧荷重支持装置におけるローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにした構成を有するローラゲートとする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。 
（１）左右の支持柱部材間の水路に配置してあるゲート扉体の左右幅方向の両端部に回転自在に取り付けて、上記左右の支持柱部材に設けた戸溝に配設してある戸当りレールに係合させることにより、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記左右の戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにするためのローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラにおいて、踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状とし、且つ、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成、更に具体的には、上記踏面に設けるローラクラウンの頂部の位置を、水圧荷重支持装置用ローラをゲート扉体の左右幅方向の両端部に取り付けた状態にて、該ローラが水路に平行な姿勢で戸当りレールのレール踏面に接する部分から、上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことに伴われて、上記ローラが、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに位置する傾斜姿勢となるときに、水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分までの左右方向の移動量に相当する分、上記踏面の幅方向中央位置から反ゲート扉体取付側へずらすようにした構成を有するローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラとしてあるので、該ローラを採用したローラゲートによれば、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を上記ローラを介して支持柱部材側の戸当りレールへ伝える際に、上記ローラに対して上記最大水圧荷重の反力が大きな偏荷重として作用する虞を未然に防止できる。これにより、上記水圧荷重支持装置用ローラを、上記最大水圧荷重の反力という大きな偏荷重が作用することを前提に設計する必要がなくなるため、該ローラのローラリムやローラウェブの合理的な設計が可能となる。 
（２）踏面の幅寸法を、該踏面の幅方向中央位置から、左右両側へ、それぞれ、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を水圧荷重支持装置用ローラから戸当りレールへ伝えるときに上記ローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部に形成される応力楕円の長径寸法の１／２の寸法、又は、上記応力楕円の長径寸法の１／２の寸法に、数ｍｍ付加した寸法を有するようにした構成とすることにより、従来のローラゲートの水圧荷重支持装置用のローラに比して、踏面、すなわち、ローラリムの幅寸法を細くすることができて、該ローラの重量を削減することが可能になる。これにより、ローラゲートのゲート扉体をローラと共に昇降させるための開閉装置による開閉荷重に余裕ができることから、上記開閉装置の各構成要素のサイズや強度等の軽減化を図るのに有利なものとすることができ、よって、開閉装置全体のコンパクト化、及び、製造コストの低減化を図るために有利なものとすることができる。 
（３）更に、ローラリムの幅寸法を細くすることにより、ゲート扉体の幅方向両端面におけるローラ取付部の近傍の塗装替え等のメンテナンスを、従来に比して容易なものとすることができる。 
（４）ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなり、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記戸溝に係合させたローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートの水圧荷重支持装置における上記ローラを、上記（１）（２）に示した如き構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記ローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにしてなる構成を有するローラゲートの水圧荷重支持装置とすることにより、上記（１）（２）（３）に示した効果に加えて、ゲート扉体に作用する最大水圧荷重を、上記ローラを介して支持柱部材の戸溝に設けた戸当りレールに伝える際に、該戸当りレールに、上記最大水圧荷重が偏荷重として作用する虞がなくなるため、上記戸当りレールを、フランジ部やウェブ部を、大きな偏荷重の作用を前提とすることなく設計できて、合理的な設計が可能となる。 
（５）更に、上記ローラの踏面の幅寸法が従来に比して削減できることに伴って、戸当りレールのレール踏面の幅寸法も、従来に比して削減することが可能になるため、戸当りレールの重量の軽減化を図ることができると共に、製造コストの低減化を図ることが可能になる。 
（６）ゲート扉体の左右両端部に取り付けたローラと、支持柱部材の戸溝に取り付けた戸当りレールとからなる水圧荷重支持装置を備えて、上記ゲート扉体に作用する水圧荷重を、上記ローラを介して上記戸当りレールへ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートにおいて、上記ローラの踏面を、所要の湾曲率のローラクラウン形状として、該ローラクラウンの頂部が、上記踏面の幅方向中央位置より反ゲート扉体取付側へ所要寸法ずれた位置に形成されるようにしてなる構成とし、且つ上記ゲート扉体が最大水圧荷重で撓むことにより、上記ローラの水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部よりも水路寄りに所要寸法変位するような傾斜姿勢となるときに、該ローラの踏面で水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分が、上記戸当りレールのレール踏面の幅方向中央部に一致するように、上記水圧荷重支持装置におけるローラと戸当りレールの位置合わせを行うようにした構成を有するローラゲートとすることにより、上記（１）（２）（３）（４）（５）に示した効果を得ることが可能なローラゲートを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００４２】
図１（イ）（ロ）及び図２（イ）（ロ）は本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ、及び、ローラゲートの水圧荷重支持装置、並びに、該水圧荷重支持装置を用いたローラゲートの実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００４３】
すなわち、上記本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ２１は、図５（イ）（ロ）に示したと同様に、ローラボス１７とローラリム１８とローラウェブ１９を有すると共に、上記ローラリム１８の外周に、図５（イ）（ロ）に示したローラ５の踏面１６と同様の曲率のローラクラウンを備えた踏面２２を備え、且つ該踏面２２の幅方向中央位置より反ゲート扉体３取付側へ所要寸法ずれた位置に、上記ローラクラウンの頂部が位置するようにした構成とする。
【００４４】
上記踏面２２に設けるローラクラウンの頂部の具体的な位置について、図２（イ）（ロ）を参照して説明する。先ず、上記ローラ２１を、図４に示したと同様のゲート扉体３の左右幅方向両端部における上下方向所要間隔の複数個所、たとえば、上下方向の２個所に、左右水平方向の軸１５を介してそれぞれ回転自在に取り付けた状態にて、上記各ローラ２１が、ゲート扉体３の無負荷時と対応する図２（イ）に示す如き水路２に平行な姿勢から、上記ゲート扉体３に対して最大水圧荷重が作用して、該ゲート扉体３の撓み量が最大となるときに、上記各ローラ２１が、図２（ロ）に示す如く、該各ローラ２１の水圧荷重作用方向（図中の矢印Ｘ方向）上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部より水路２側に位置するような傾斜姿勢となるときの、最大の傾斜角度を求める。次に、求めた上記各ローラ２１の最大傾斜角度と、上記ローラ２１の踏面２２に設けたローラクラウンの湾曲率とから、各ローラ２１が、図２（イ）に示したように、水路２に平行な姿勢のときの踏面２２におけるローラクラウンの頂部位置Ａ０から、図２（ロ）に示したように、最大傾斜角度で傾斜した姿勢となるときに水圧荷重作用方向の最も下流側となる部分Ａ１までの水路２側への最大移動量Ｂ１を求める。そして、予め、上記ローラ２１の踏面２２における幅方向中央部より、上記で求めた最大移動量Ｂ１分、反ゲート扉体３取付側へずれた位置に、ローラクラウンの頂部が位置するように上記ローラ２１の踏面２２を形成するようにしてある。これにより、上記ローラ２１を、ゲート扉体３の幅方向両端部の所要個所に軸１５を介してそれぞれ回転自在に取り付けた構成とすると、上記ゲート扉体３に対して水圧荷重が作用していない場合は、図２（イ）に示す如く、上記各ローラ２１は、水路２に平行な姿勢で、踏面２２における幅方向の中央部より反ゲート扉体３取付側にずれた位置に設定してあるローラクラウンの頂部Ａ０で戸当りレール１３（図示せず）のレール踏面１４と接することになるが、この際には、上記ゲート扉体３には水圧荷重が作用していないため、上記各ローラ２１に大きな偏荷重が作用する虞はない。その後、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重が増加して、最大水圧荷重に達するときには、該ゲート扉体３の撓み量が最大に達することに伴われて、該ゲート扉体３の左右幅方向の両端部に取り付けてある上記各ローラ２１が、図２（ロ）に示す如き傾斜姿勢とされるが、この際、該各ローラ２１の踏面２２にて水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１は、各ローラ２１の踏面２２の幅方向の中央部に位置しているため、上記ゲート扉体３に作用している最大水圧荷重を、上記各ローラ２１を介して支持柱部材１側の戸当りレール１３へ伝えるときに、該最大水圧荷重の反力は、上記各ローラ２１の踏面２２に、幅方向中央部を中心に作用するようになる。このため、上記ローラ２１に、上記ゲート扉体３に作用する最大水圧荷重の反力が、大きな偏荷重として作用する虞を解消できるようにしてある。
【００４５】
更に、上記ローラ２１の踏面２２の幅寸法は、該踏面２２の幅方向中央部より左右両側へ、図２（ロ）に示すように、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときに上記ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される最大サイズの応力楕円２０の長径寸法Ｄの１／２の寸法とする。
【００４６】
又、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重がゼロから最大水圧荷重に至る間に、該ゲート扉体３に生じる撓みによって上記各ローラ２１が、水圧荷重作用方向上流側の端部が水圧荷重作用方向下流側の端部より水路２側に位置する傾斜姿勢となることによる該各ローラの２１の踏面２２における水圧荷重作用方向の最も下流側となる部分がローラクラウンの頂部位置Ａ０から水路２側へ移動する量と、そのときに上記各ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される応力楕円２０の大きさ（長径寸法）との関係によっては、該ゲート扉体３に作用する水圧荷重がゼロから最大水圧荷重に至る間に、たとえば、ゲート扉体３に作用する水圧荷重が最大水圧荷重の１／２程度となるときに、上記各ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される応力楕円２０が、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときに上記各ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される最大サイズの応力楕円２０から長径方向にはみ出すことが考えられる。この場合は、上記ローラ２１の踏面２２の幅寸法を、該踏面２２の幅方向中央部より左右両側へ、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときに上記ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される最大サイズの応力楕円２０の長径寸法Ｄの１／２の寸法に、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重がゼロから最大水圧荷重に至る間に上記ローラ２１の踏面２２と戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成される応力楕円２０が、上記最大水圧荷重時の応力楕円２０から長径方向にはみ出す寸法を付加してなる寸法を有するように設置すればよい。これにより、上記ローラ２１の踏面２２の幅寸法を、上記最大サイズの応力楕円２０の長径寸法Ｄとほぼ同様の寸法とすることができるようにしてある。しかも、上記したように、ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときには、戸当りレール１３の踏面１４との間に、上記踏面２２の幅方向中央部のＡ１の位置を中心とする長径寸法Ｄの応力楕円２０を形成して応力の伝達を行うことができるようにしてある。
【００４７】
次に、本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置は、ゲート扉体３の幅寸法両端部における上下方向所要間隔の複数個所、たとえば、上下方向の２個所に、左右水平方向の軸１５を介して上記構成としてあるローラ２１を、それぞれ回転自在に取り付ける。一方、ゲート躯体となる支持柱部材１の戸溝４における前面部又は後面部における水圧荷重作用方向（矢印Ｘ方向）の下流側となる面部に、図４及び図５（イ）（ロ）に示したと同様の戸当りレール１３、たとえば、Ｈ型鋼による戸当りレール１３を、図１（ロ）、図２（ロ）に示す如く、ゲート扉体３が最大水圧荷重の作用によって撓み量が最大となるときに、上記ゲート扉体３に取り付けてある各ローラ２１が最大傾斜角度の傾斜姿勢で、且つ上記各ローラ２１の位置自体が水路２方向へ最も大きな変位量で変位させられた状態のときに、該各ローラ２１の踏面２２における水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１と、上記戸当りレール１３のレール踏面１４の幅方向中央部の位置Ｏとが一致するように位置合わせして配設してなる構成とする。なお、上記戸当りレール１３の戸溝４に対する取り付けは、従来と同様に、該戸溝４における所要個所に、一方のフランジ部１３ａの外側面に形成するレール踏面１４のみが露出されるようにして、他方のフランジ部１３ｂとウェブ部１３ｃとを２次コンクリートを用いて埋設するようにすればよい。
【００４８】
以上の構成により、上記ゲート扉体３に水圧荷重が作用していない無負荷時には、図１（イ）、図２（イ）に示すように、上記戸当りレール１３のレール踏面１４に対する上記ローラ２１の踏面２２のローラクラウンの頂部Ａ０の接触個所Ｏ０が、上記レール踏面１４における幅方向中央位置より反水路２側に寄った位置となるが、この際、上記ゲート扉体３には水圧荷重が作用していないので、上記ローラ２１の踏面２２より、戸当りレール１３のレール踏面１４に対して大きな偏荷重が作用することはない。その後、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重が増加して、最大水圧荷重に達すると、該ゲート扉体３の撓み量が最大に達することに伴われて、該ゲート扉体３の左右幅方向の両端部に取り付けてある上記各ローラ２１が、図１（ロ）、図２（ロ）に示すような傾斜姿勢に傾動されると共に、ゲート扉体３が撓んで幅寸法が減少することに伴われて水路２側へ変位されるため、該各ローラ２１の踏面２２にて水圧荷重作用方向の最も下流側に位置する部分Ａ１が、上記戸当りレール１３の踏面１４の幅方向中央部Ｏに一致するようになるため、上記ゲート扉体３に作用している最大水圧荷重は、各ローラ２１の踏面２２より、上記戸当りレール１３のレール踏面１４における幅方向中央部Ｏに伝達される。よって、上記ゲート扉体３に作用している最大水圧荷重が、各ローラ２１を介して上記戸当りレール１３へ伝えられるときに、該戸当りレール１３に大きな偏荷重として作用する虞を解消できるようにしてある。
【００４９】
本発明のローラゲートは、図３及び図４に示したと同様の構成において、水圧荷重支持装置として、上述した如き構成の水圧荷重支持装置を備えてなる構成としてあるものとする。
【００５０】
その他、図４乃至図６（イ）（ロ）（ハ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００５１】
以上の構成としてある本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ２１によれば、従来のローラ５と同様に、ローラゲートのゲート扉体３の左右両端部に軸１５を介して回転自在に取り付けることで、該ゲート扉体３に作用する水圧荷重を、各ローラ２１を経てゲート躯体となる支持柱部材１の戸溝４に取り付けてある戸当りレール１３へ伝えて支持させることができる。更に、上記ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用するときに、該最大水圧荷重を戸当りレール１３側へ伝える際に、その反力が各ローラ２１へ大きな偏荷重として作用する虞を未然に防止できる。これにより、上記各ローラ２１を、上記ゲート扉体３に作用する最大応力荷重が大きな偏荷重として作用することを前提として、該大きな偏荷重に耐え得るように設計する必要がなくなるため、該各ローラ２１のローラリム１８やローラウェブ１９の合理的な設計が可能となる。
【００５２】
更に、上記ローラ２１では、踏面２２の幅寸法を、ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用する際に、該ゲート扉体３に取り付けられた各ローラ２１の踏面２２と、戸当りレール１３のレール踏面１４との接触部に形成されることとなる最大サイズの応力楕円２０の長径寸法Ｄとほぼ同様の寸法とすることができることから、従来のローラ５に比して、踏面の幅寸法、すなわち、ローラリム１８の幅寸法を細くすることができる。これにより、該ローラ２１の重量を削減することができる。
【００５３】
なお、本発明者が行った直径１１００ｍｍ程度のローラについての試算によれば、従来２００ｍｍ程度必要とされていた踏面の幅寸法を、１３０ｍｍ程度まで削減することが可能になり、これにより、ローラ重量を約３０％削減することが可能であることが確認できた。
【００５４】
したがって、ゲート扉体３に取り付けられている各ローラ２１の重量は、ローラゲートの開閉装置による昇降操作の対象となるゲート扉体３と、各ローラ２１の総和の重量のうちの約１０％であるが、仮に、ゲート扉体３と、各ローラ２１の総和の重量が１００ｔであるとすると、上記各ローラ２１の重量を、従来に比して約３０％ずつ削減すれば、全体では３ｔの軽量化を図ることができて、開閉装置による昇降操作対象の重量を約３％削減できることとなる。これにより、開閉装置による開閉荷重に余裕ができることから、図３に示した開閉装置における巻上ウインチ７の電動機容量やドラムのサイズ、ワイヤロープ８の径、各シーブ９，１０のサイズや強度等を軽減化に有利となる。よって、開閉装置全体のコンパクト化、及び、製造コストの低減化を図るために有利なものとすることができる。
【００５５】
更には、上記ローラリム１８の幅寸法を細くすることができることにより、面圧荷重の制限から従来と同様の軸心方向寸法が要求されるローラボス１７の軸心方向寸法と、上記ローラリム１８の幅寸法との差が大きくなる。このため、上記ローラボス１７を、ゲート扉体３の左右幅方向の両端面に突設してある軸１５に取り付けた状態とするときに、ゲート扉体３の左右幅方向の両端面と、上記ローラ２１のローラリム１８との間の隙間を、従来に比して大きくすることができるため、ゲート扉体３の幅方向両端面におけるローラ２１取付部の近傍の塗装替え等のメンテナンスを、従来に比して容易なものとすることができる。
【００５６】
又、上述した構成としてある本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置によれば、上記ローラ２１を使用することにより得られる効果に加えて、ゲート扉体３に最大水圧荷重が作用する際、支持柱部材１の戸溝４に設けた戸当りレール１３に、上記最大水圧荷重が偏荷重として作用する虞がなくなるため、上記戸当りレール１３を、上記ゲート扉体３に作用する最大応力荷重が大きな偏荷重として作用することを前提として設計する必要がなくなるため、該戸当りレール１３の各フランジ部１３ａ，１３ｂやウェブ部１３ｃの合理的な設計が可能となる。
【００５７】
更に、上記ローラ２１の踏面２２の幅寸法が従来に比して削減されることに伴って、戸当りレール１３のレール踏面１４の幅寸法も、従来に比して削減することが可能になるため、戸当りレール１３の重量の軽減化を図ることができると共に、製造コストの低減化を図ることが可能になる。
【００５８】
更には、上記戸当りレール１３の各フランジ１３ａ，１３ｂの幅寸法が細くなることにより、該戸当りレール１３を支持柱部材１の戸溝４の所定個所に２次コンクリートを用いて埋設するときに、該２次コンクリートの回りを従来に比して向上させる効果が期待できる。
【００５９】
本発明のローラゲートによれば、上記ローラ２１を使用することにより得られる効果、及び、上記ローラゲートの水圧荷重支持装置を使用することにより得られる効果を備えたローラゲートを構築することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、支持柱部材１の戸溝４に戸当りレール１３を備え、且つゲート扉体３の左右幅方向両端部に、上記戸当りレール１３に沿って転動させるためのローラ２１を取り付けて、上記ゲート扉体３に作用する水圧荷重を、ローラ２１より上記戸当りレール１３を介して支持柱部材１へ伝えて受けさせることができるようにしてあるローラゲートであれば、ローラゲートの開閉装置として、スピンドル式やラック式等、巻上ウインチによるワイヤロープの巻上下方式以外の開閉装置を備えたローラゲート等、いかなるローラゲートに適用してもよい。
【００６１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のローラゲートの水圧荷重支持装置用ローラ、及び、ローラゲートの水圧荷重支持装置、並びに、該水圧荷重支持装置を用いたローラゲートの実施の一形態を示すもので、（イ）はゲート扉体無負荷時の状態を、（ロ）はゲート扉体に最大水圧荷重が作用しているときの状態を、それぞれ示す概略切断平面図である。
【図２】図１におけるローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部の位置と形状を示すもので、（イ）はゲート扉体無負荷時の状態を、（ロ）はゲート扉体に最大水圧荷重が作用しているときの状態をそれぞれ示す切断平面図である。
【図３】従来用いられているローラゲートの一例の概略を示す切断側面図である。
【図４】図３のローラゲートの概略切断平面図である。
【図５】従来のローラゲートで用いられている水圧荷重支持装置を示すもので、（イ）はゲート扉体無負荷時の状態を、（ロ）はゲート扉体に最大水圧荷重が作用しているときの状態を、それぞれ示す概略切断平面図である。
【図６】図５におけるローラの踏面と戸当りレールのレール踏面との接触部の位置と形状を示すもので、（イ）はゲート扉体無負荷時の状態を、（ロ）はゲート扉体に水圧荷重が作用しているときの状態を、（ハ）はゲート扉体に最大水圧荷重が作用しているときの状態をそれぞれ示す切断平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  支持柱部材
２  水路
３  ゲート扉体
４  戸溝
１３  戸当りレール
１３ａ，１３ｂ  フランジ部
１３ｃ  ウェブ部
１４  レール踏面
１５  軸
１７  ローラボス
１８  ローラリム
１９  ローラウェブ
２０  応力楕円
２１  ローラ
２２  踏面
【図１】
2008240296.tif 000003
【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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