(57)【要約】【課題】  アクチュエータとポンプ等の動力源とを連絡する配管経路が損傷した場合でも、アクチュエータを確実に作動させることができるアクチュエータ作動回路を提供する。【解決手段】  ゲート１を起伏操作させる油圧シリンダ１０（アクチュエータ）に、主配管１４と、主配管１４と並列に配設した補助配管１５を、シャトル弁１６を介して接続してアクチュエータ作動回路を構成した。油圧シリンダ１０と油圧ポンプ２６とを連絡する主配管１４経路がＢＰ点で損傷した場合でも、補助配管１５からシャトル弁１６を介して油圧シリンダ１０に圧油を供給して油圧シリンダ１０を確実に作動させることができるため、アクチュエータ作動回路の信頼性が向上される。また、補助配管１５を利用してアクチュエータ作動回路を短時間で復旧させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧を利用して作動させるアクチュエータに、主配管と、該主配管と並列に配設した補助配管を、シャトル弁を介して接続したことを特徴とするアクチュエータ作動回路。
【請求項２】
前記アクチュエータの近傍に前記シャトル弁を配設したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ作動回路。
【請求項３】
前記シャトル弁は、弁室内の弁体の移動方向が鉛直方向となるように配設され、前記弁室の上部に前記主配管を、また、前記弁室の下部に前記補助配管を、それぞれ接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ作動回路。
【請求項４】
前記アクチュエータは、水門設備のゲートを開閉させる油圧シリンダであり、遠隔配置された油圧装置により作動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアクチュエータ作動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ作動回路に関し、特に、水門設備のゲートを開閉させるアクチュエータに適用されるアクチュエータ作動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
水門設備のゲートを開閉させる油圧シリンダー等のアクチュエータは、液圧を発生させるポンプ等の動力源と配管で連絡されている。そして、アクチュエータに接続する配管は、地形や構造物に合わせて自在に延長敷設してポンプ等の動力源に接続することができるため、遠隔地点や水中等の人手の及び難い場所でもアクチュエータ作動用の動力を得ることが可能である。
しかしながら、アクチュエータとポンプ等の動力源とを連絡する配管経路が損傷して、ポンプ等の動力源からアクチュエータへ液圧を供給することができなくなった場合には、アクチュエータを作動させることが困難となる問題があった。特に、配管の損傷部分が人手の及び難い場所（水中等）で発生した場合には、復旧作業に時間がかかるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、アクチュエータとポンプ等の動力源とを連絡する配管経路が損傷した場合でも、アクチュエータを確実に作動させることができるアクチュエータ作動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を達成するために、請求項１に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明は、液圧を利用して作動させるアクチュエータに、主配管と、該主配管と並列に配設した補助配管を、シャトル弁を介して接続したことを特徴とする。
また、上記課題を達成するために、請求項２に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明は、請求項１に記載の発明において、アクチュエータの近傍にシャトル弁を配設したことを特徴とする。
さらに、上記課題を達成するために、請求項３に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、シャトル弁は、弁室内の弁体の移動方向が鉛直方向となるように配設され、弁室の上部に主配管を、また、弁室の下部に補助配管を、それぞれ接続したことを特徴とする。
さらにまた、上記課題を達成するために、請求項４に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、アクチュエータは、水門設備のゲートを開閉させる油圧シリンダであり、遠隔配置された油圧装置により作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように、請求項１に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明によれば、アクチュエータとポンプ等の動力源とを連絡する主配管経路が損傷した場合でも、シャトル弁を介して補助配管からアクチュエータに液圧を供給してアクチュエータを確実に作動させることができるため、アクチュエータ作動回路の信頼性を向上させることができる。また、アクチュエータとポンプ等の動力源とを連絡する主配管経路が損傷した場合でも、補助配管経路を利用してアクチュエータ作動回路を短時間で復旧させることができる。
また、請求項２に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明によれば、アクチュエータの近傍にシャトル弁を配設したので、主配管のほぼ全経路を補助配管で代替することが可能となる。
さらに、請求項３に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明によれば、弁室内の弁体の移動方向が鉛直方向となるようにシャトル弁を配設すると共に、弁室の上部に主配管を、また、弁室の下部に補助配管を、それぞれ接続したので、常時は、シャトル弁の弁体は重力により弁室の下方に位置して補助配管経路を閉鎖するため、シャトル弁の作動が安定して主配管経路とアクチュエータとを確実に連絡することができる。
さらにまた、請求項４に記載のアクチュエータ作動回路に係る発明によれば、水門設備のゲートを開閉させる油圧シリンダを確実に作動させることができるため、ゲートが操作不良に陥ることがなく、水門設備の保安性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
一般に、水門設備等の水中で使用する設備は、ゲート等を作動させるアクチュエータ（油圧シリンダ）に容易に近づくことができないことが多い。また、水門設備等の作動性が、治水や利水等の国民の生命財産に大きく影響するため、水門設備等の作動の確実性が求められている。さらに、ゲート等を作動させる場合には比較的大きな作動力を必要とするため、油圧装置等の液圧装置を水門設備等に用いることが多い。
本実施の形態では、水門設備のゲートを開閉させる油圧駆動システムに本発明の実施の形態に係るアクチュエータ作動回路を適用した例を図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２は、水門設備のゲート１を開閉操作（起伏操作）させる油圧シリンダ（アクチュエータ）１０の作動回路として、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ作動回路を適用した例を示すものである。
なお、本実施の形態では、水門設備のゲートを開閉させる油圧駆動システムに、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ作動回路を適用する場合について説明するが、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ作動回路は、液圧等を利用して作動される流体作動回路の技術分野であれば、他の適宜の技術分野に適用することができることはもちろんである。
【０００７】
図１及び図２に示すように、水門装置のゲート１は、その下端が、河床７に固定された軸受５に軸４を介して回動自在（起伏自在）に支承されている。ゲート１の上端にスポイラー２が、また、ゲート１の下端にシールゴム６が、それぞれ取り付けられている。
また、ゲート１の背面には凹曲面３が形成されており、この凹曲面３に、後述する油圧シリンダ１０のシリンダロッド１２の先端部に取り付けたローラ１３が当接される。そして、ゲート１を起伏操作する場合には、油圧装置２０からの圧油を油圧シリンダ１０に供給することにより、シリンダロッド１２を伸縮させて、シリンダロッド１２の先端部に取り付けたローラ１３を凹曲面３で案内させながら、ゲート１の背面を支承してゲート１を起伏操作する。なお、ゲート１は、倒伏時には、河床７に形成したピット部に収容されるような形状に形成されている。
【０００８】
ゲート１を開閉する推力を発生する油圧シリンダ１０は、シリンダ１１部分が河床７のピット部に埋設され、シリンダロッド１２の伸縮方向がゲート１の背面に形成した凹曲部３を指向するように設定されている。本実施の形態では、油圧シリンダ１０は単動式油圧シリンダであり、シリンダ１１の底部に形成したポート（図示省略）に、シャトル弁１６からの配管が接続されており、油圧装置２０の油圧力とゲート１に作用する水流方向の水圧力とをバランスさせてゲート１を自動的に起伏動作させるようにしている。なお、シリンダ１１内に、シリンダロッド１２を伸長方向に付勢するスプリングを内蔵させてゲート１を起立方向に付勢するようにしてもよい。
【０００９】
シャトル弁１６は、油圧シリンダ１０のシリンダ１１に近接させて河床７のピット部内に埋設されている。ここで、シャトル弁１６は、シャトル弁１６の弁室１７内での弁体１８の移動方向が鉛直方向と一致するように配置されている。そして、弁室１８の上部に主配管１１が、また、弁室１８の下部に補助配管１５が、それぞれ接続されている。また、シャトル弁１６は、弁室１７内での弁体１８の移動方向が鉛直方向と一致するように配置されているため、常時はシャトル弁１６の弁体１８は重力により常に弁室１７の下方に位置し、補助配管１５の経路を閉止している。
【００１０】
主配管１４及び補助配管１５は、油圧シリンダ１０に近接して設けられたシャトル弁１６の弁室１７の上下部にそれぞれ接続された後、ゲート１の設置箇所から離して配置されたゲート操作室（図示省略）の油圧装置２０まで延長して敷設されている。
油圧装置２０内では、主配管１４は主操作弁２１を介して、また、補助配管１５は補助操作弁２２を介して、それぞれチェック弁２３及び油圧ポンプ２６に接続されている。また、主配管１４は主操作弁２１を介して、補助配管１５は補助操作弁２２を介して、それぞれ流量調整弁２４、操作弁２５及びそれに続くオイルタンク２８に接続されている。なお、符号２７は、油圧ポンプ２６を駆動するモータを示す。
【００１１】
次に、本実施の形態に係るアクチュエータ作動回路の作用を、通常の作動状態と主配管が損傷した場合の作動状態にわけて説明する。
（１）通常の作動状態（図１）
図１は通常時にゲート１を起立させた状態を示している。すなわち、油圧ポンプ２６から開状態の主操作弁２１及びシャトル弁１６を介して油圧シリンダ１０に圧油を供給して、ゲート１を起立操作する。この状態では、油圧ポンプ２６から、チェック弁２３及び開状態の主操作弁２１を介して、シャトル弁１６の弁室１７の上部に圧油が供給され、その後油圧シリンダ１０のシリンダ１１内の油圧力が上昇することによりシリンダロッド１２が伸長し、シリンダロッド１２の上端に装着したローラ１３がゲート１の背面に形成した凹曲部３に沿って移動してゲート１を起立操作する。
また、図１の状態からゲート１を倒伏させる場合は、操作弁２５を開き、流量調整弁２４を介して油圧シリンダ１０のシリンダ１１内の油をオイルタンク２８に戻すことによりゲート１は倒伏操作される。この時、流量調節弁２４を流通する油量を調整することにより、ゲート１の倒伏速度を調節することができる。
なお、主配管１４を介してゲート１の起伏操作をしている場合は、補助配管１５は、シャトル弁１６と補助操作弁２２により油圧装置２０の油圧ポンプ２６の圧力供給ラインから切り離されている。
また、万一シャトル弁１６が誤動作して、弁体１８が弁室１７の上部に移動して、主配管１４からのポートが塞がれた場合には、補助操作弁２２を開いて補助配管１５、補助操作弁２２、流量調整弁２４、操作弁２５を介して、油圧シリンダ１０内の圧油をオイルタンク２８に戻流させてゲート１を倒伏させることができる。
【００１２】
（２）主配管が損傷した場合の作動状態（図２）
図２は主配管１４が河床７内で損傷して早急な復旧が困難な状態を示す。このような事態が発生した場合には、主操作弁２１を閉じて補助操作弁２２を開くことにより、補助配管１５を介してゲート１を起立操作することができる。
すなわち、図２に示すように、シャトル弁１６の近傍で主配管１４経路がＢＰの箇所で損傷した場合には、まず、主操作弁２１を閉じて主配管１４を油圧装置２０の圧力供給ラインから切り離す。その後、補助操作弁２２を開いて補助配管１５を油圧装置２０の圧力供給ラインに接続した後、油圧ポンプ２６から補助配管１５を介してシャトル弁１６に圧油を供給すると、弁室１７内の弁体１８が弁室１７の上方に移動して、油圧シリンダ１０に油圧ポンプ２６からの油圧力が供給されシリンダロッド１２の伸張動作によりゲート１が起立操作される。また、図１で説明したように、操作弁２５を開操作することによりゲート１を倒伏させることができる。
このように、本実施の形態によれば、河川内の配管の損傷事故によりゲートが操作不能状態に陥ることを確実に防止することができ、国民の生命財産の安全確保に寄与する効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るアクチュエータ作動回路を適用した水門装置を示す図であり、主配管及びシャトル弁を介して油圧シリンダ（アクチュエータ）を作動させてゲートを起立操作している図である。
【図２】主配管経路が損傷した場合に、補助配管及びシャトル弁を介して油圧シリンダ（アクチュエータ）を作動させてゲートを起立操作している図である。
【符号の説明】
【００１４】
１；ゲート、２；スポイラー、３；凹曲面、４；軸、５；軸受、６；シールゴム、７；河床、１０；油圧シリンダ（アクチュエータ）、１１；シリンダ、１２；シリンダロッド、１３；ローラ、１４；主配管、１５；補助配管、１６；シャトル弁、１７；弁室、１８；弁体、２０；油圧装置、２１；主操作弁、２２；補助操作弁、２３；チェック弁、２４；流量調整弁、２５；操作弁、２６；油圧ポンプ、２７；モータ、２８；オイルタンク、ＢＰ；主配管損傷部。
【図１】
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【図２】
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