(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を開閉する扉体と、
前記扉体を略鉛直方向に駆動して、前記流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、前記扉体を傾斜させて、前記流路を半開状態から全開状態に切り替える切替手段とを含み、
前記切替手段は、
前記扉体を駆動する駆動部と、
前記扉体に設けられたローラを略鉛直方向にガイドするローラガイドと、
前記ローラガイドから接続され、一端に前記ローラが当接されて固定するための肩部と、他端に回転するための回転軸が設けられた転向ローラガイドとを含むとともに、
前記駆動部は、
回転するトルクアームと、
前記トルクアームに連結され、前記トルクアームを回転させるための油圧シリンダと、
前記トルクアームと前記扉体とを連結し、扉体の回転を調整するためのストッパーを有するストッパーリンクと、
前記ストッパーリンクと前記トルクアームに連結され、前記扉体を流路方向へに押し戻すためのばねリンクとを含むこと、
を特徴とするゲート開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水路や取水路などを開閉するゲート開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、河川の樋門ゲートや用水ゲートを開閉するゲート開閉装置が知られている。図７（従来例１）に示すゲート開閉装置１０１は、門柱１０３と、この門柱１０３上に設置された開閉機１０４と、この開閉機１０４によって昇降するラック１０５と、このラック１０５に接続されたローラゲート１１０とを備えている。開閉機１０４は、ラック１０５を昇降させることによって、ローラゲート１１０を吊り上げる。ローラゲート１１０は、門柱１０３の戸溝１０６内に沿って、垂直方向に摺動して、水路１０２を開閉する。このようなゲート開閉装置１０１は、樋門ゲートのときには、河川水を排出し流入を防止し、取水ゲートのときには、用水路から取水する。
【０００３】
また、前記のように扉体を直線状に引き上げるゲート開閉装置に対して、扉体を回転させて水路を開閉させるフラップゲートも知られている。
図８（従来例２）は、従来のフラップゲートを示す断面図である。図８に示すフラップゲート２０１は、ゲート２１０と、このゲート２１０の上部を回転自在に支持するヒンジ２０３とを備えている。このフラップゲート２０１は、水路２０２の内側から作用する水圧によって、ゲート２１０を開閉する。
【０００４】
図８のフラップゲートは構造が比較的簡単で、設置もし易くコンパクトなので小さい水路にもローコストで設置できる利点がある。また、ゲートに駆動装置を取り付ければ強制的にゲート２１０を開閉することもできる。
【０００５】
しかしながら、図８のフラップゲートはゲート２１０の回転により流出口を開閉する際、ゲート２１０と流出口下部との間にゴミなどの夾雑物が挟まると、流出口を完全に密閉することができない可能性がある。
【０００６】
これに対して、特許文献１に開示されているオーバーリンクゲートは、２種類の油圧シリンダを制御して、まず、扉体を第２の油圧シリンダで略鉛直方向へ引き上げたのち、第１の油圧シリンダによって扉体を回転させて水路を開放する構造となっている。逆に水路を閉じる場合には第１の油圧シリンダによって扉体を回転させて水路を半閉状態にしたのち、第２の油圧シリンダで扉体先端部を流出口に押し当てながら引き下げる動作によって流出口を密閉する。
これによって、特許文献１のオーバーリンクゲートは、図８のフラップゲートで問題となる流出口下部との間にゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができる。
【０００７】
また、特許文献２のゲート開閉装置は、扉体をチェーン駆動で回転させて開閉する際に、ゲートに設けられた２種類のガイドに沿って扉体が移動する構成となっており、第１のガイドは扉体を略垂直方向に移動するような形状となっている。また、第１のガイドに沿って扉体が移動する際、扉体が流出口から離れないようにするために扉体を引き戻す引き戻し装置が設けられている。これによって、特許文献２のゲート開閉装置は、図８のフラップゲートで問題となる流出口下部との間にゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４１３５９８号
【特許文献２】特許第４０９２０２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図７に示すゲート開閉装置１０１は、門柱１０３を備えているために、このゲート開閉装置１０１を樋門ゲートに使用すると、門柱１０３が洪水のときに支障をきたす可能性があった。また、このゲート開閉装置１０１を用水路に使用すると、門柱１０３によって基礎地盤に伝わる荷重が大きくなって、不等沈下を生ずる可能性があった。さらに、開閉機１０４を操作するために、管理用の橋などを設ける必要があり、これらが門柱１０３とともに周囲の景観を損ねたり、工事費が高くなってしまうという問題があった。
【００１０】
また、図８に示すゲート開閉装置２０１は、前述のように、ゲート２１０と水路２０２との間に浮遊物などが挟まると、ゲート２１０が不完全な状態で閉鎖して、水路２０２を確実に開閉できない可能性があった。また、フラップゲート２１０の閉鎖が不完全であると、堤内側に河川水が逆流する可能性があった。その結果、このゲート開閉装置２０１は、河川水が逆流しても災害が発生しないような、堤内の地盤の高い箇所に使用が限定されていた。また、このゲート開閉装置２０１は、ゲート２１０を中間位置まで回転させたときに、開口断面を正確に決定することができないために、取水には不向きであるという問題があった。
【００１１】
さらに、特許文献１のオーバーリンクゲートは、ゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができるが、２種類の油圧シリンダを使用するためコストが高くなり、また、２種類の油圧シリンダを制御して協動させる必要があるため、動作に自由度はあるもののその制御回路や油圧回路が複雑となり、これもコストの増加や、メンテナンスの煩雑さを助長することとなっている。
【００１２】
また、特許文献２のゲート開閉装置は、１種類のチェーン駆動装置とその駆動力をクランク機構等を用いることによって機械的に扉体の鉛直動作と、回転動作を実現しているが、動作の切り替えタイミング等の調整が煩雑となり、また、チェーン駆動のため、チェーンの欠点である、錆びやすい、チェーン部分にゴミが挟まる可能性がある、経年変化によってチェーンが延びるため開閉タイミングがずれてしまう、などの問題があった。
【００１３】
本発明の課題は、コンパクトで流路を確実に開閉することができ、複雑な機構や制御をすることなく扉体を開閉できるゲート開閉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載のゲート開閉装置の発明は、流路を開閉する扉体と、前記扉体を略鉛直方向に駆動して、前記流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、前記扉体を傾斜させて、前記流路を半開状態から全開状態に切り替える切替手段とを含み、前記切替手段は、前記扉体を駆動する駆動部と、前記扉体に設けられたローラを略鉛直方向にガイドするローラガイドと、前記ローラガイドから接続され、一端に前記ローラが当接されて固定するための肩部と、他端に回転するための回転軸が設けられた転向ローラガイドとを含むとともに、前記駆動部は、回転するトルクアームと、前記トルクアームに連結され、前記トルクアームを回転させるための油圧シリンダと、前記トルクアームと前記扉体とを連結し、扉体の回転を調整するためのストッパーを有するストッパーリンクと、前記ストッパーリンクと前記トルクアームに連結され、前記扉体を流路方向へに押し戻すためのばねリンクとを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流路を開閉する扉体を略垂直方向に駆動して、流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、扉体を傾斜させて、流路を半開状態から全開状態に切り替えるので、装置をコンパクトにすることができるとともに、流路を確実に開閉することができる。
【００１６】
また、流路を閉鎖状態から半開状態になるまで扉体がガイド面から離れないようにするため、トルクアームが所定の回転角度を回転する間、ばねリンクが扉体を流路方向へに押し戻すことによって、扉体を略垂直方向に駆動することができるので、ゲートと水路との間に浮遊物を挟み込み、ゲートが閉鎖不能になるというような事故を確実に防止することができる。
【００１７】
さらに、ばねリンクはあらかじめばねの押す力とストロークを設定することによって、制御回路や油圧回路を使用せずとも扉体を押し戻すこともできるので、装置の構成が簡単になる利点がある。
【００１８】
また、扉体のローラがローラガイドに沿って略垂直方向にガイドしながら引き上げた後、転向ローラガイドの肩部に当接されて把持され、前記転向ローラガイドの回転軸を中心に扉体が回転することによって、トルクアームの回転角度を小さくすることができるため、それに付随して油圧シリンダのストロークも少なくすることができるので、油圧シリンダの小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。また、従来のガイド方法に比べてメンテナンスもし易くなる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の正面図を示す。
【図２】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の平面図を示す。
【図３】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の側面断面図を示す。
【図４】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の動作状態を示す図で、第１の動作状態を示す。
【図５】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の動作状態を示す図で、第２の動作状態を示す。
【図６】本発明に係るゲート開閉装置の実施形態の動作状態を示す図で、第３の動作状態を示す。
【図７】従来のゲート開閉装置（従来例１）を示す断面図である。
【図８】従来のゲート開閉装置（従来例２）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について、さらに詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の正面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の閉鎖状態の側面断面図である。図４〜図６は、ゲート開閉装置の扉体が全閉状態から全開状態になるまでの動作状態を示す模式図である。
【００２１】
ゲート開閉装置１０は、河川水などを排出して流入を防止する排水樋門ゲートなどを開閉する装置である。ゲート開閉装置１０は、扉体１６と、前記扉体１６を開閉する駆動装置として油圧シリンダ２１を用い、油圧シリンダ２１の直線運動を回転運動に変換するためのトルクアーム１１と、回転の中心軸となるトルク軸１２が設けられている。トルクアーム１１にはストッパーリンク１４が連結され、ストッパーリンク１４には扉体１６の上部に設けられた扉体吊金具１５が連結されている。
また、扉体１６を略鉛直方向へ移動させるための機構として、トルクアーム１１の所定の位置と、ストッパーリンク１４の所定の位置を連結するためのばねリンクが設けられている。
さらに、扉体１６の回転動作の軌道は、ローラガイド１９及び転向ローラガイド２０によって調整されている。
【００２２】
水路２は、河川水などが流れる流路である。水路２は、開口部２ａと、ガイド面２ｂとを備えている。ガイド面２ｂは、扉体１０を略垂直方向に移動自在にガイドする部分である。ガイド面２ｂは、開口部２ａの幅方向の両端部にそれぞれ形成されている。
【００２３】
開閉機台２２は、ゲート開閉装置１０を設置するための基礎部分である。開閉機台２２上に、トルク軸１２の軸受１２ａ、油圧シリンダ２１、転向ローラガイド２０の軸受２０ｃなどが載置されている。開閉機台２２は、水路２の上部に設けられている。
【００２４】
扉体１６は、水路２を開閉する開閉部材である。扉体１６は、開口部２ａよりも面積が広い板状の扉である。扉体１６の上部には扉体吊金具１５が設けられている。また、扉体１６の両側面には上部ローラ１７及び下部ローラ１８が備えられている。扉体吊金具１５の上部にはストッパーリンク１４にピン１４ａを介して連結されるための軸穴が形成されていて、前記軸穴位置は扉体１６の重心よりも樋門函体側に配置されている。このため、扉体１６はピン１４ａを中心に常に樋門函体を閉じようとする力が働いている。
【００２５】
上部ローラ１７及び下部ローラ１８は、自動車のタイヤのようにガイド面２ｂと転がり接触し、開閉動作の際には上部ローラ１７はローラガイド１９と転がり接触しながら転向ローラガイド２０の肩部２０ｂに当接される。
【００２６】
トルクアーム１１は、回転動作によって、扉体１６を駆動する部材である。図３のように、トルクアーム１１にはトルク軸１２、油圧シリンダ２１、ばねリンク１３、ストッパーリンク１４が回転自在に取り付けられるための軸穴が合計３箇所形成されている。
油圧シリンダ２１はピン１３ａを介して回転自在に取り付けられ、ピン１３ａが取り付けられた軸穴に対して水路２の上流側にトルクアーム１１の回転の軸となるトルク軸１２が取り付けられている。ピン１３ａが取り付けられた軸穴に対して水路２の下流側にストッパーリンク１４がピン１４ａを介して取り付けられる。
【００２７】
ばねリンク１３は、伸びる方向へ力が作用するリンクとなっており、ロッドの一端がトルクアーム１１のピン１３ａに回転自在に連結され、他端はストッパーリンク１４のピン１４ｂに回転自在に連結されている。ばねリンク１３はストッパーリンク１４をピン１４ａを支点に扉体１６を閉じる方向、図３によると時計方向に作用するようなばねリンクとなっている。また、ばねリンク１３はロッドのストロークを任意に設定することもできる構造としても良い。
【００２８】
ストッパーリンク１４は、ピン１４ａによってトルクアーム１１に回転自在に連結されており、ピン１４ａの上部に軸穴が形成されていて、ばねリンク１３とピン１４ｂを介して連結されている。また、ピン１４ａの下部にも軸穴が形成されていて、扉体吊金具１５とピン１４ｃを介して連結されている。
また、ストッパーリンク１４には扉体１６を略鉛直方向へ駆動させるために扉体１６の回転を調整するためのストッパー１４ｄが扉体吊金具１５と当接するように設けられている。
【００２９】
ローラガイド１９は、扉体１６に備えられた上部ローラ１７を転がり接触させて扉体１６の開閉の軌跡を調整し、上部ローラ１７を転向ローラガイド２０の肩部２０ｂまでガイドするためのものである。
【００３０】
転向ローラガイド２０は、一端の回転軸２０ａが軸受２０ｃに回転自在に連結され、他端には半円筒状の肩部２０ｂが形成されている。肩部２０ｂの半円筒部内面の形状は、扉体１６に設けられた上部ローラ１７が当接するように上部ローラ１７の外径にほぼ等しい内径を有した半円筒形状となっている。
また、転向ローラガイド２０の回転軸２０ａが、図３のようにトルクアーム１１のトルク軸１２に対して下流側かつ上方に設けられると、扉体１６の開閉に伴うトルクアームの回転角度（移動距離）が従来のゲート開閉装置（特許文献２など）のような扉体のガイド方法に比べて非常に小さくなる。その結果、油圧シリンダの伸縮量が少なくなるので、油圧シリンダの小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。
【００３１】
つぎに、本発明に係るゲート開閉装置１０の動作を図４〜図６を参照に説明する。図４〜図６は全閉状態から開放する動作となる。
まず第１に、図３のように水路２が全閉状態から図４の扉体１６が略鉛直方向へ駆動する動作状態について説明する。トルクアーム１１は、トルク軸１２を回転の中心として、油圧シリンダ２１が連結されたピン１３ａが力点、ストッパーリンク１４のピン１４ａが作用点として図４のＡ方向（反時計方向）に回転していく。
【００３２】
図４のように、トルクアーム１１がＡ方向へ回転すると、ストッパーリンク１４に扉体吊金具１５を介して連結された扉体１６は、ピン１４ａを中心として時計方向へ回転しようとする。このため、扉体１６の下部が開口部２ａに接触し上部は離れようとするので、このままでは扉体１６が傾斜してしまう。
【００３３】
ここで、ストッパーリンク１４の上部に連結されたばねリンク１３が、ばねが伸びる方向つまりＢ方向の力によってストッパーリンク１４をピン１４ａを中心に時計方向へ押すこととなる。そのため、ストッパーリンク１４に設けられたストッパー１４ｄが扉体吊金具１５に当接して時計方向へ回転しようとして押すため、扉体１６の上部が開口部２ａに押し戻されることになる。
その結果、ばねリンク１３が所定のストロークまで伸びる間、扉体１６はＣ方向（略鉛直方向）へ駆動することとなり、開口部２ａの下部のみが半開状態となる。なお、略鉛直方向への移動距離はばねリンク１３のストローク長によって任意に設定可能である。
【００３４】
第２に、図４の状態から図５への動作状態を説明する。
扉体１６は略鉛直方向へ所定の距離移動したのち、図５のように、扉体１６に設けられた上部ローラ１７がローラガイド１９に沿って移動していき、転向ローラガイド２０の肩部２０ｂにはめ込まれる。
【００３５】
第３に、図５の状態から図６の全開状態への動作を説明する。
扉体１６に設けられた上部ローラ１７が転向ローラガイド２０の肩部２０ｂにはめ込まれたのち、図６のように、トルクアーム１１がトルク軸１２を中心に更にＤ方向（反時計方向）へ回転されると、その動きに協動して転向ローラガイド２０が回転軸２０ａを中心にＥ方向へ回転し、それにつられて肩部２０ｂにはめ込まれた扉体１６が円弧状に回転し全開状態となる。
【００３６】
扉体１６の開閉に伴うトルクアーム１１の回転角度（移動距離）は、転向ローラガイド２０が回転軸２０ａを中心に回転し扉体１６を開放させることによって、従来のゲート開閉装置（特許文献２など）のような扉体のガイド方法でのトルクアームの回転角度に比べて非常に小さくすることができる。その結果、油圧シリンダ２１の伸縮量が少なくなるので、油圧シリンダ２１の小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。また、従来のガイド方法に比べて設置時のガイドの調整や、メンテナンスもし易くなるメリットもある。
【００３７】
ゲート開閉装置１０の開口部２ａを全開状態から全閉状態に切り替えるのは、前記図４〜図６の動作の逆手順となって閉鎖することになる。扉体１６は開口部２ａの下部を略鉛直移動により閉鎖するので、扉体１６と水路２との間に浮遊物等が挟み込むことを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のゲート開閉装置は、排水樋門を一例として説明したが、これに限らず用水路や取水ゲートの開閉装置としても適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２      流路
２ａ    開口部
２ｂ    ガイド面
１０    ゲート開閉装置
１１    トルクアーム
１２    トルク軸
１３    ばねリンク
１４    ストッパーリンク
１５    扉体吊金具
１６    扉体
１７    上部ローラ
１８    下部ローラ
１９    ローラガイド
２０    転向ローラガイド
２０ａ  回転軸
２０ｂ  肩部
２１    油圧シリンダ
２２    開閉機台
【図１】
0005307192.tif 000002
【図２】
0005307192.tif 000003
【図３】
0005307192.tif 000004
【図４】
0005307192.tif 000005
【図５】
0005307192.tif 000006
【図６】
0005307192.tif 000007
【図７】
0005307192.tif 000008
【図８】
0005307192.tif 000009