(57)【要約】【課題】  従来の手動式人力操作水門開閉装置は、手回しによる操作のため開閉速度が遅く小さな操作力しか得られなかった。このため、水門を開けるのに操作員は長時間の苦渋作業を余儀なくされていた。【解決手段】  腕の力を利用した手動式の機構から踏む力を利用したペダル式の機構に替えることにより、開閉速度が速くなり操作力も増大し人力操作が楽になるだけでなく、従来、手動式では実用的でないため電動式にせざるを得ない規模の水門でもペダル式にすることにより実用的な開閉操作が可能になる。【選択図】図１
2007170156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水門を人力により開閉するための動力を得る手段であるペダルと、水門全開時、扉体の自重で降下しないようにロックする手段であるつめ歯車と、水門全閉時、扉体の自重で降下する場合降下速度を制御する手段であるブレーキとで構成され、ペダルに接合されたスプロケットからの駆動力が、チェーンを介して減速機と接合されたスプロケットに伝達され、さらに該減速機に接合されたピン歯車がラック棒と噛み合い、ラック棒が上下することにより水門を開閉するペダル式人力操作水門開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、苦渋作業を軽減するためペダルを用いた人力操作水門開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】      従来の水門開閉装置は、一般的にモータで駆動する電動式とハンドルを手回し操作する手動式に大別される。【０００３】      水門の使用頻度は、制水用の場合一般的に年に数回と少なく、かつ、一回当たりの操作時間も電動式の場合で１０〜２０分程度と短いが、洪水時に確実に作動しなければならないため、電動式の場合でも故障や停電時に作動不能にならないよう手動式ハンドルを予備として装備している場合が多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】    電動式の場合は電源が必要になるが、現場の近くに電源がないことが多く、電源引き込みにコストが嵩む。また、発動発電機を利用する場合やエンジン駆動の場合もメンテナンスが容易でないうえコストが嵩む。【０００５】    手動式は、実際の水門操作に対しては実用的でないものが多く、現実には操作力１００Ｎ回転数３０ｒｐｍで１０分程度が限界であり、ローラゲートでは扉体面積が４ｍ２程度が上限である。（非特許文献１参照）【０００６】    水門開閉装置が具備すべき条件として、故障やトラブルの心配がなく安全確実に作動する、特殊技術や専門知識なしでも操作できる、イニシャルコストが低くメンテナンスも容易、操作員に過度な労力を課さないなどであるが、電動式は故障や電気系統のトラブル、停電時作動不能になる心配があり、従来の手動による操作は開閉速度が遅く苦渋作業を伴う。
【非特許文献１】    ゲート用開閉装置（機械式）設計要領（案）、ダム・堰施設技術協会、平成１２年８月、ｐ１０１
【課題を解決するための手段】
【０００７】    電動式やエンジン駆動式は故障などの心配があるが、人力による操作は前記に示す条件のうち苦渋作業を除いてほぼ満足している。そこで、この苦渋作業を軽減するため従来腕の力を利用した手動式ではなく、操作力に踏む力を利用したペダル式とする。【０００８】    ペダルには操作員の体重かそれ以上の加重を掛けることができる。  また、ペダルの回転半径はハンドルの回転半径より一般的に小さいので回転数もペダル式の方がハンドル式より速くすることができる。このため、従来手動式を主動力にするのは実用的でないため電動式にせざるを得ない規模の水門でもペダル式にすることにより実用的な開閉操作が可能となる。また、比較的小規模の水門であればゲート用開閉装置（機械式）設計要領（案）で目安としている開閉速度（０．３ｍ／ｍｉｎ）で開閉することができる。
【発明の効果】
【０００９】      上述したように本発明のペダル式人力操作水門開閉装置は、苦渋作業を軽減するとともに、設定した開閉速度で操作でき、故障の心配がほとんどない低コストな開閉装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】    以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。【００１１】      ペダル１は小スプロケット２に接合され、小スプロケット２と大スプロケット３はチェーン４で繋がっている。操作員は上下に高さ調節のできるサドル５に腰掛け固定ハンドル６を握り、ペダルを正回転（前進方向に回転）で踏んだ時ラック棒７に接合している扉体は上昇し、逆回転で踏んだ時扉体は降下するようになっている。
操作力を軽減するため、バッテリーで作動する減速機付きモータ（図示なし）を装備し、携帯型充電式バッテリー８を装着することもできる。また、操作力と開閉速度を操作員の体力に合わせて変えられるよう変速機（図示なし）を装備することもできる。【００１２】      大スプロケット３には軸９を介してディスクブレーキローター１０とつめ歯車１１と減速機１２内の小歯車１３が接合されている。また、軸９にはフランジ２４が接合して反対側にも駆動力を伝達することができる。【００１３】      小歯車１３は大歯車１４と噛み合い、大歯車１４は軸を介して小歯車１５と接合し、小歯車１５は大歯車１６と噛み合い、大歯車１６は軸を介して小歯車１７と接合し、小歯車１７は大歯車１８と噛み合っている。【００１４】      大歯車１８は軸１９を介してピン歯車２０と接合し、ピン歯車２０はラック棒７と噛み合っている。【００１５】      つめ歯車１１はペダル１が正回転の時、すなわち扉体を上昇させている時ロックせず、扉体が降下する逆回転の時ロックするようになっている。  つめ２１はロック解放レバー２３ａを握るとワイヤーケーブルまたはロッドを介してつめ歯車１１から外れ、回転が自由になる。【００１６】      ブレーキ２２はブレーキレバー２３ｂを握るとワイヤーケーブルまたはロッドまたは油圧システムを介して作動するようになっている。
水門を閉める時は、ブレーキを掛けつめ歯車１１からつめ２１を外し、少しずつブレーキを緩め扉体の自重で扉体を徐々に下げて行く。降下速度の制御はラック棒７の動きや開度計（図示なし）を操作員が確認しながらブレーキレバー２３ｂの操作によって行う。この時、安全のため足は足載せ棒（図示なし）に載せておく。
小型水門では自重降下させようとしても扉体が軽量なため、水圧による摩擦抵抗と浮力等の上向きの力が働き自重降下ができない場合がある。この時はブレーキを解放のままにしてつめ２１を外しペダル１を逆回転に踏んで扉体に下向きの力を加え降下させる。【００１７】      以上のように、ペダル式人力操作水門開閉装置は構造が簡単で故障の心配もほとんどなく、開閉操作はペダル１を踏むことやブレーキレバー２３ｂとロック解放レバー２３ａの操作だけで行うことができ容易かつ確実である。【００１８】      なお、減速機の歯車列は、図２において縦（垂直方向）に配列した例であるが、該歯車列を横（水平方向）に配列してもよい。【００１９】      また、減速機には平歯車のほかにウォーム歯車を用いることもできる。ウォーム歯車はセルフロック機能があるため、ブレーキもつめ歯車も不要で構造が簡単であるが、現状では伝達効率が低いので、ペダル式であっても人力のような小さい動力では減速比を平歯車の場合より大きくしトルクを稼ぐ必要がある。また、水門全閉時も常にペダルを踏み続けなければならないうえ、自重降下により作動する急降下閉鎖装置を別途装備しなければならない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】    本発明の実施形態を示すペダル式人力操作水門開閉装置の平面図と減速機の断面図
【図２】    ペダル式人力操作水門開閉装置の立面図
【符号の説明】
【００２１】    １…ペダル、２…小スプロケット、３…大スプロケット、４…チェーン、７…ラック棒、１０…ディスクブレーキローター、１１…つめ歯車、１２…減速機、２０…ピン歯車、２１…つめ、２２…ブレーキ、２３ａ…ロック解放レバー、２３ｂ…ブレーキレバー
【図１】
2007170156.tif 000003
【図２】
2007170156.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月31日(2006.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水門を人力により開閉するための動力を得る手段であるペダルと、水門全開時（水門を開ける時）、扉体の自重で降下しないようにロックする手段であるつめ歯車と、水門全閉時（水門を閉める時）、扉体の自重で降下する場合降下速度を制御する手段であるブレーキとで構成され、ペダルに接合されたスプロケットからの駆動力が、チェーンを介して減速機と接合されたスプロケットに伝達され、さらに該減速機に接合されたピン歯車がラック棒と噛み合い、ラック棒が上下することにより水門を開閉するペダル式人力操作水門開閉装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、減速機には平歯車のほかにウォーム歯車を用いることもできる。ウォーム歯車はセルフロック機能があるため、ブレーキもつめ歯車も不要で構造が簡単であるが、現状では伝達効率が低いので、ペダル式であっても人力のような小さい動力では減速比を平歯車の場合より大きくしトルクを稼ぐ必要がある。また、水門全閉時（水門を閉める時）も常にペダルを踏み続けなければならないうえ、自重降下により作動する急降下閉鎖装置を別途装備しなければならない場合もある。
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水門を人力により開閉するための動力を得る手段であるペダルと、操作力を軽減するためバッテリーで作動する減速機付モータと、操作力と開閉速度を操作員の体力に合わせて変えられる変速機と、水門開動作時、扉体の自重で降下しないようにロックする手段であるつめ歯車と、水門閉動作時、扉体の自重で降下させる場合、握ることによりワイヤーケーブルまたはロッドを介してつめをつめ歯車から外して回転を自由にするロック解放レバーと、ブレーキレバーを握ることによりワイヤーケーブルまたはロッドまたは油圧システムを介して作動して降下速度を制御する手段であるディスクブレーキロータを装備したブレーキとで構成され、ペダルに接合されたスプロケットからの駆動力が、チェーンを介して減速機と接合されたスプロケットに伝達され、さらに、該減速機に接合されたピン歯車がラック棒と噛み合い、ラック棒が上下することにより水門を開閉するペダル式人力操作水門開閉装置。