(57)【要約】      （修正有）【課題】  防潮堤開口部を高潮や津波に備えて扉体の水平移動で閉鎖する横引きゲートでは、老人、主婦でも簡単に間違い無くゲート閉鎖操作を可能にする省力化が望まれていた。【解決手段】  横引きゲートの扉体内部に水平な準密閉型の油圧ロッドレスシリンダー収納体を設け開口１１とは反対側端部を防潮堤１０に固定し、扉体全長の６割程度の全長となる油圧ロッドレスシリンダー２を移動可能な状態で収納体に保持し、直流モーター駆動の超小型油圧ユニット７を備え、油圧ロッドレスシリンダー外部チェーンの上部を収納体に固定し下部に扉体連結部材９を固定した。最初に扉体を車輪６によりレール１４の上に乗せる作業を行い、続いて水平方向の移動作業を油圧ロッドレスシリンダーで自動で実現可能にしたために、誤動作が生じる心配がない素早い省力作業を軽自動車のバッテリー電源で実現した。【選択図】  図１
2007056646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防潮堤開口部のコンクリート基盤上にレールを備え、レール上を移動する扉体を転動可能に支持する複数の車輪を備えた横引きゲートにおいて、扉体内部を水平方向に貫通して設けられ開口と反対側の端部は扉体から突出して防潮堤に固定されている角管形状の油圧ロッドレスシリンダー収納体と、この収納体内部に扉体全長のおよそ６割程度の全長を有し通常時には開口側外部スプロケットに近接した外部チェーン上部が前記収納体内面に固定されると共に移動可能に収納されている油圧ロッドレスシリンダーと、この油圧ロッドレスシリンダーの前記外部スプロケットとは反対側の外部スプロケットに近接する外部チェーン下部を油圧ロッドレスシリンダー収納体スリットを介し扉体の桁材に結合する結合部材と、前記複数の車輪を同時にレールに押圧して扉体を僅かに上昇させる機構とを有し、横引きゲート作動時には最初にこの複数の車輪昇降機構が作動した後に油圧ロッドレスシリンダーが作動する油圧システムを備えていることを特徴とする横引きゲート
【請求項２】
前記油圧ロッドレスシリンダーを駆動する油圧ユニットは、作動油を収納するタンク容積が極小容積の密閉式タンクを備えると共に油圧ロッドレスシリンダーに直接機械的に結合され、１２ボルト小型直流モーター駆動型であることを特徴とする請求項１に記載の防潮堤横引きゲート
【請求項３】
前記の油圧ロッドレスシリンダーは上下に直径が異なるシリンダーとピストンとを備えたエンドレス形状の簡易型油圧ロッドレスシリンダーであることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の防潮堤横引きゲート
【請求項４】
前記の扉体を持ち上げるためのレールへの複数車輪の押圧機構は油圧ロッドレスシリンダーとは異なる油圧アクチュエーター及び１２ボルト小型直流モーター駆動油圧ユニットを有し、油圧ロッドレスシリンダー駆動油圧ユニットとは伸縮自在なコードリールを介して接続されていることを特徴とする請求項１及び請求項２及び請求項３に記載の防潮堤横引きゲート
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、世界で最初の実用化を目指す油圧ロッドレスシリンダーを駆動源とし、津波や高潮から沿岸を守る可動式防潮扉としての横引きゲートを備えた防潮堤に関する。
【背景技術】
【０００２】  日本の大平洋沿岸は大地震の後の津波被害に悩まされてきた。北海道の日本海側の奥尻島でも多数の犠牲者を出したことは記憶に新しい。このために津波被害を軽減する目的で、過去に被害が発生した沿岸には防潮堤が築かれている。潮位の変動が大きく、高潮が発生する沿岸でも防潮堤が築かれてきた。高い防潮堤が長い距離に亘って固定的に構築されているだけでは、海岸部へのアクセスに問題が有るので、通常時は車が通れるような開口部が防潮堤の所々に設けられ、緊急時にこの開口部を閉鎖する横引きゲートが備えられている。ところがこの可動式防潮扉を緊急時に閉鎖する動力を商用電源から得ること自体が難しい。単に住宅地から離れていることばかりでなく、とりわけ強い地震の後には停電する確率が極めて高く、このために独立した動力源を用意しておかなければ、緊急時の役には立たなくなってしまう。高潮や津波の強い力に耐えるように、可動式の防潮扉も鋼板製の丈夫な構造であり、重たい可動扉になっている。その駆動方式として適しているのは、小さな動力で大きな力を発揮する油圧駆動システムであるが、従来の油圧システムは、専ら移動用の車輪をレールのような案内面に押し付けて、重たい横引きゲート防潮扉を持ち上げる目的や、防水効果を高めるために、シール部材を有するゲートを固定された防潮堤に強く押し付けるための油圧システムとして用いられてきた。油圧システムの駆動源としては、人力によるハンドル回転方式や、モータを利用するタイプなど、色々な機構が開発されている。モータが小型であれば可搬式小型バッテリーでの駆動も可能である。【０００３】  このような可動式の防潮扉は万が一に備えた防災施設であるだけに、複雑な問題を抱えている。殆どを占める通常時は、いたずらによって防潮扉が閉鎖されてしまう事態を防止する必要が有り、緊急時にはこの反対に比較的容易に閉鎖可能な機構でなければならない。この相反する条件を具備させるために、緊急時には車輪を案内レール等に押し付けて防潮扉自体を持ち上げ、車輪の転動で容易に横移動できる機構が採用されている。この確実な防潮扉の移動を保証するために、塩分を多く含んだ風が吹きすさぶ錆が発生しやすい環境下で、耐環境性に優れた機械設備である条件も満たしていなければならない。通常の油圧シリンダーをアクチュエーターとするシステムでは、シリンダー全長が扉体より長くなる傾向が有り、油圧タンクを備えた駆動装置が必要になるが、タンクは外気との連通孔があり、内部に錆が発生する危険が付きまとっている。錆が作動油に混入するとポンプの運転に重大な支障が生じるので、大掛かりな油圧システムは採用されてこなかった。特に対向する２台の車が通過できる数メートルの開口部を有するような横引きゲートでは、油圧シリンダーでのゲート駆動自体が無理である。ゲートを押す力は高々２００ｋｇｆに過ぎず、小径のロッドでは座屈現象が起きるために１メートル未満の距離しか駆動できない。座屈現象を避けるには大径のロッドが必要だが、これでは巨大な油圧タンクを必要とするのみならず、圧力が低くなり過ぎて油圧システムが成り立たない。このため防潮扉の水平方向移動は、専ら成人男子の人力に依存する方式が殆どであり、沿岸集落に老人��主婦、子供達だけしかいない日中は、緊急時の迅速な対応に問題があった。
【特許文献１】実開昭５２−５２３４３号公報
【特許文献２】実公昭５６−２１８６２号公報
【特許文献３】実開昭５９−８４０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明が解決しようとする第一の課題は、如何なる場合でも大地震発生後の緊急時や、予期しない高潮発生時に、確実に防潮堤の開口部の防潮扉による閉鎖を省力で実行できる横引きゲートを実現することであり、第二の課題は、ゲートを持ち上げる車輪の上下動とゲートの水平方向移動とを確実に実行できる横引きゲートを実現することである。第三の課題は、油圧アクチュエーターの長さをゲート移動距離の６割程度まで短縮でき、通常時のゲート内部での準密閉方式による収納が容易な、特に耐環境性に優れた油圧システムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  このような課題を解決するための手段として、本発明の出願人同士で昨年から共同研究契約を締結し、世界で最初の油圧ロッドレスシリンダー実用化のための試作品製造に取組んできた。この試作品はノンリークシールを採用し、油圧ロッドレスシリンダーの油圧タンクが殆ど不要である特性を活用できる上に、略エンドレス形状に近い形で外部チェーンが直線作動力を発揮できる構造の特徴を活かし、単独でピストンストロークの二倍以上の仕事が可能である。本出願人の一人が有する特許第３，４６５，２０１号の基本特許の技術は、基本的に防潮堤の横引きゲート駆動には打ってつけの特徴を有する新技術である。本年完成した新しい試作品では、バッテリーで駆動する小型油圧ユニットを油圧ロッドレスシリンダー本体に強固に連結し、自動車の電源での駆動を実現した。本年７月に本発明の出願人同士が共同特許出願した簡易型油圧ロッドレスシリンダーでは、エンドレス形状の内部チェーンに連結される上下一対のシリンダーとピストンの面積比を適当に選択することで、比較的高圧力でもピストン面積の差で実効ピストン面積が定まる設計自由度の高い機構である。これらの油圧ロッドレスシリンダーは外部チェーンの引張力を利用して直線力を発揮するために、ハウジング全体が強固に支持されておれば座屈現象を簡単に回避できる。【０００６】  第二の課題を解決するための手段として、本発明者は複数車輪を扉体に対して上下動させる油圧駆動機構の駆動油圧ユニットを油圧ロッドレスシリンダー駆動油圧ユニットとは別に設け、これらの両油圧ユニットを伸縮自在なコードリールによって連結する構成を考えた。これは、油圧ロッドレスシリンダーと車輪の上下駆動機構が横引きゲート移動距離の半分だけ相対的に移動してしまう厄介な問題に対処可能とするための手段である。【０００７】  本発明の駆動装置として利用する油圧ロッドレスシリンダーは、両端のハウジングから外部へ平行に伸びた一対の回転出力軸を有しており、左右の回転出力軸に固定された一対の外部スプロケットには、耐環境性に優れた外部チェーンが噛合って、略エンドレス形状に強く張られている。このために上下の外部チェーンはお互いに反対方向に移動する機構であり、各々のチェーンに水平方向の推力を生み出す反力基準としての固定部材が片方に連結され、もう一方の側には被駆動体が連結されておれば、ピストン行程の倍の仕事は簡単に実行可能である。更に加えて、内外のスプロケットのピッチ円直径を外部スプロケットの方が大きくなる組合わせにすれば、ピストン行程の倍以上の直線仕事も可能になる。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、作動油タンクが極めて小さく超小型の自動車バッテリー駆動型油圧ユニットを駆動源とするので、日中の成人男子が沿岸集落に殆どおらない場合でも、予期しない高潮の発生時や、大地震発生後の緊急事態において、主婦や老人が軽自動車を運転して防潮堤開口部に駆け付け、自動車電源を横引きゲートの駆動部に接続すれば、確実に防潮扉で防潮堤開口部を緊急閉鎖することが可能になる。停電時でも差支えは全く無い。この際に、エンジンを停止せず、アイドリング状態でのバッテリー電源接続を行う方が、安全性が高いことは無論である。これによって防潮堤という高潮・津波に備えたインフラの最大の弱点を、極めて容易に補うことが可能になる。【０００９】  この際に本発明では、防潮扉の内部に収納されている油圧ロッドレスシリンダーの水平方向の運動により横引き作動を行うため平常時のゲート閉鎖を防ぐ一方で、緊急時の迅速なゲート移動に備えた上下動車輪を油圧アクチュエーターで行う構造としたので、一連の動作を自動的に極めて確実に且つ迅速に終了させることができる。誤動作が生じる恐れは殆ど無い安全な省力駆動システムになる。【００１０】  本発明によれば、横引きゲート全長のおよそ６割程度の長さの油圧ロッドレスシリンダーを、通常時はゲート扉体内部に固定される油圧ロッドレスシリンダー収納体内部空間にほぼ密閉に近い状態で収納でき、油圧ロッドレスシリンダーの外部チェーンの上方側でこの収納体内壁に外部チェーンの開口側を連結する一方で、外部チェーンの下方側では扉体桁材に固定された扉体結合部材を開口と反対側で連結することで、ピストン行程の二倍以上の扉体移動仕事を行い、車輪の上下動動作も同時に行うことが可能であるために、錆が発生しやすい厳しい環境下でも長年に亘り安全で信頼性の高い、作動油タンクが殆ど不要で極めてコンパクトな油圧駆動システムを提供することが可能になった。この油圧システムには、ノンリーク型のシール部品を採用することで、一層の安全性と信頼性の向上に資することが可能になる。従来は一対の扉体用ストッパーが設けられていたが、本発明ではこれを不要にする効果が有る。
【発明を実施するための最良の形態・実施例】
【００１１】  本発明は、以下に実施例の図面により詳述する。図１は横引きゲートの扉体１内部の油圧ロッドレスシリンダー２に関連する駆動機構の全体を、通常時における収納状態にて示した、扉体１及び油圧ロッドレスシリンダー収納体５の断面図である。油圧ロッドレスシリンダー２を駆動するための油圧動力は、１２ボルトのバッテリー電源で駆動可能な小型油圧ユニット７により供給されるが、小型油圧ユニット７自体は油圧ロッドレスシリンダー２のハウジング部分に図示のように固定されている。外部から自動車等のバッテリー電源だけで駆動できるが、この際に伸縮可能なコードリールで直流電流を供給し、油圧ロッドレスシリンダー２の左方向への移動に備える。油圧ロッドレスシリンダー自体の特性により、ピストン左右の作動室面積は同一なので、作動油は片方の作動室からもう一方の作動室へと流れるのみであり、外部のタンクは略不要であるために、小型油圧ユニット７は極めて小型である。この油圧ロッドレスシリンダー２は扉体１に対して相対的に横移動する構造であり、このために油圧ロッドレスシリンダー２を準密閉方式で収納しておく油圧ロッドレスシリンダー収納体５が扉体１の内部に設けられ、右端を固定具１７で防潮堤１０に固定されている。角管形状の油圧ロッドレスシリンダー収納体５は油圧ロッドレスシリンダー２のハウジングを摺動可能に保持しているが、超高分子ポリエチレンの板を介している。この材料は摩擦係数がテフロンに次いで低い値であり、耐摩耗性が極端に高いのみならず、砂粒のような細粒が摩擦面に混入しても感受性が低く、防潮堤のような環境に最も適したエンプラと考えられる。油圧ロッドレスシリンダー２には左右端部に一対の平行な回転出力軸３、３と、これに契合する外部スプロケット４、４が設けられている。この外部スプロケット４、４にはステンレス製の外部チェーンが噛合っているが、簡単のため直線で表現するに止まり、詳細な図示は省いている。矢標Ａで示すのは外部チェーンの上側の、油圧ロッドレスシリンダー２の水平力の基盤となる左方向への反力を齎すための、収納体５への結合点を表している。下側の外部チェーンは左側のスプロケット４の下方において、扉体１の桁材２０に固定された扉体結合部材９に連結されている。この結合部材９の左方向への移動を可能にするために、収納体５の下面には一部スリットが設けられている。基盤１２に固定されているレール１４は扉体１を僅かに持ち上げて転動させる扉体車輪６、６の案内レールの役割を担い、車輪６、６は桁材２０に固定された一対の単動型油圧シリンダー８、８でレール１４に押圧されると扉体１を僅かに持ち上げる構造である。この他、開口１１の両側には防潮堤１０、１０が構築されており、防潮堤１０の上部には扉体１の真上に下向きに開口するガイドレール１３が担持され、扉体１の転倒を防止するためのガイド輪１５を受入れて扉体１を垂直に保持している。ガイドレール１５は一部が左側の堤体１０上部にも設けられ、扉体１の閉鎖時の保持にも備えられたりするが、簡単のために多数のガイド輪１５と共に図示を省いている。
【００１２】  図１に示した防潮堤開口１１の正面図では、扉体１と収納体５内部の作動機構を中心に、油圧ロッドレスシリンダーを使用することのメリットが判りやすくなる作動説明図を兼ねている。防潮堤１０には、開口１１が設けられているが、通常時は横引きゲートの扉体１は右側の収納位置に保持されている。扉体１を左側の閉鎖位置迄移動させる油圧ロッドレスシリンダー２は、扉体１の６割程度の全長であり、比較的小型の油圧ロッドレスシリンダー収納体５に摺動可能に保持されている。収納体５の右端開口は、通常時は可動性の蓋で閉鎖され、駆動時のみ手動で開口されるが、この右側の開口からは伸縮可能なコードリールを介して自動車のバッテリー電源がコンセントに接続される。単動シリンダー２を駆動する専用の小型油圧ユニット１９は、伸縮自在なコードリール１８により、油圧ロッドレスシリンダー２の油圧ユニット７に連結され、前記コンセントは共通型なので、油圧ユニット７と同時にバッテリー電源供給を受けることができる。直流モーターは電極の＋−変化で回転方向が反転し、スイッチが方向制御弁を兼ねることができる。単動シリンダー８はピストン径６３ｍｍとすると、３．５ＭＰａでは１，０９１ｋｇｆの力を発揮でき、２台で２トン程度の横引きゲートの持ち上げを可能にする。ピストン径と油圧作動圧力は扉体１の大きさや重さの変化に応じて適当に増減できることは云う迄も無い。この時の単動シリンダーによる扉体を持ち上げのためのピストン移動距離を１５ｍｍとすると、２台の作動油流量は９３．５ｃｃであり、作動油タンク容量は１８０ｃｃ程度の超小型密閉式タンクで十分であろう。油圧ロッドレスシリンダー２はタイマーにより単動シリンダー８よりも２〜３秒程度遅れて、単動シリンダー８の作動完了後に作動するが、直径５０ｍｍと４５ｍｍのシリンダー／ピストンを組み合わせれば、油圧が７ＭＰａでは油圧ロッドレスシリンダー２は理論出力２６１ｋｇｆで、扉体１を押す力は１３０ｋｇｆとなり、効率係数０．８を乗じても２トン扉体を駆動するに必要な１００ｋｇｆを上回ることで容易に横引きゲートの水平駆動が可能になる。扉体１の大きさや重量変化に応じて一対のシリンダー径組合わせを自由に選択できる。この時に、油圧ロッドレスシリンダー２の外部チェーンは扉体結合部材９を矢標Ｓの長さに相当する距離だけ左方向に引き付ける一方で、油圧ロッドレスシリンダー２自体も矢標Ａで示す位置で外部チェーンが収納体５に固定されているために、左方向に矢標Ｓ相当距離を移動させられ、結合部材９は相対的に矢標Ｓの二倍に相当する長い距離を左に移動する結果となる。尚、一対の単動シリンダー８、８は図示していない固定配管で連結している。この扉体昇降機構は、リンク機構を介して車輪６が昇降され、左右のリンク機構がワイヤーやチェーンで連結されると共に、１台の油圧アクチュエーターにより駆動される方式でも差し支えない。
【００１３】  図２に示した横引き動作完了後の、油圧ロッドレスシリンダー２の作動状態を示す図面では、扉体１が閉鎖位置に移動すると、油圧ロッドレスシリンダー２は扉体１よりも右側方向に突出してしまう状態を示している。図２では扉体１の詳細な内部構造は省略して示している。油圧ロッドレスシリンダー２も外部チェーンの動きにより左方向に移動しているが、扉体１は外部チェーンの下側に連結された扉体連結部材９のＳ１＋Ｓ２の移動による動きとの相乗効果によって、二倍のストローク分左に移動し、その結果シリンダー２は相対的に扉体１の右側に突出する状態になってしまったのである。この結果として、扉体外部の通常時は略密閉に近い状態の収納体内部に、余裕を持って収納可能な油圧ロッドレスシリンダーにより、防潮堤の横引きゲートの閉鎖作業を、軽自動車のバッテリー電源により簡単に省力化できる。コードリール１８の伸びも、扉体１の移動距離の半分になっている。油圧ロッドレスシリンダー２が収納体５から飛び出す長さは、全長の半分程度であり、ゲート横引き距離に比較すると極端に短い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】  本発明の横引きゲート扉体の収納状態における内部と油圧ロッドレスシリンダー収納体内部の正面方向の断面図
【図２】  本発明の防潮堤開口部の、閉鎖状態における扉体の作動機構状態を示す正面図
【符号の説明】
１  扉体
２  油圧ロッドレスシリンダー
３  回転出力軸
４  外部スプロケット
５  油圧ロッドレスシリンダー収納体
６  扉体車輪
７  油圧ユニット
８  単動油圧シリンダー
９  扉体結合部材
１０  防潮堤
１１  開口
１２  コンクリート基盤
１３  ガイドレール
１４  レール
１５  ガイド輪
１７  固定具
１８  コードリール
１９  単動シリンダー用小型油圧ユニット
２０  扉体の桁材
【図１】
2007056646.tif 000003
【図２】
2007056646.tif 000004