(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水門のゲートを昇降するゲート開閉装置において、
該水門上部にシリンダが機械台に固定され、該水門の門柱部にそれぞれガイドレールが設けられ、該ガイドレールに上下動可能なゲートの上端部にそれぞれ連結された第１と第２吊設部材が設けられ、
前記シリンダのシャフトの先端部に、該シャフトの伸縮に応じて移動する回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第１滑車群が設けられ、該シリンダの軸方向の該第１滑車群の前方に回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第２滑車群を固定し、該第１滑車群の後方の該シリンダ端部に回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第３滑車群を固定し、
該水門上部一片側に第１と第２転向滑車を設け、その門柱底部に第１底部転向滑車を設け、かつ該水門上部他片側に第３と第４転向滑車を設け、その門柱底部に第２底部転向滑車を設け、
前記第１吊設部材の該ゲートの昇降方向にそれぞれ第１と第２索条を接続し、該第１索条を前記第１転向滑車に掛け渡して前記第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、該第２索条を第１底部転向滑車と前記２転向滑車に掛け渡し、第２滑車群の何れかの滑車に掛け渡して前記第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、
かつ、前記第２吊設部材の該ゲートの昇降方向にそれぞれ第３と第４索条を接続し、該第３索条を前記第３転向滑車に掛け渡して前記第３滑車群の何れかの滑車と第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、該第４索条を第２底部転向滑車と前記４転向滑車に掛け渡して該第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、
前記シリンダのシャフトの前後方向への伸縮により前記第１滑車群を移動させることによって、前記第１と第２吊設部材を前記ガイドレールに沿って上下動させて前記ゲートを昇降することを特徴とするゲート開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灌漑用水門、取水用水門等の水門のゲートを昇降するゲート開閉装置に関し、詳しくはゲート規模やゲートの重量に関わりなく、ゲートを確実に着床して止水ができるゲート開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のゲート開閉装置について、図６〜図９を参照して説明する。水門１の上部には、ゲート２を昇降するゲート開閉装置３が設けられ、ゲート開閉装置３は、機械台３ａに油圧シリンダ４が固定され、油圧シリンダ４の一端に固定された支承部材７に滑車５ａ，６ａが回動自在に設けられ、油圧シリンダ４の他端から突出するシャフト４ａの先端には支承部材４ｂが設けられ、支承部材４ｂに滑車５ｂ，６ｂを回転軸中心を同一として、回動自在に設けられている。水門１上部の両側には、転向滑車５ｃ，６ｃが回動自在に設けられている。支承部材４ｂの底部にはガイド車８が設けられている。
【０００３】
ワイヤーロープＷａは、その一端が機械台３ａの固定金具９ａに固定され、滑車５ａ，５ｂ、及び転向滑車５ｃに掛け渡され、かつワイヤーロープＷｂは、その一端が機械台３ａの固定金具９ｂに固定され、滑車６ｂ，６ａ、及び転向滑車６ｃに掛け渡されており、ワイヤーロープＷａ，Ｗｂのそれぞれの他端は、転向滑車５ｃ，６ｃから垂下して、ゲート２両側上端部の吊り金具１０，１１に接続されている。
【０００４】
油圧シリンダ４のシャフト４ａの先端に設けられた支承部材４ｂの滑車５ｂ，６ｂは、それぞれの回転軸中心が等しく、油圧シリンダ４のシャフト４ａを前方に押し出すことによって、支承部材４ｂの底部に設けられたガイド車８に案内されて、前方に移動する（図７、及び図９の矢印Ｙａ参照）。滑車５ｂ，６ｂにそれぞれ掛け渡されたワイヤーロープＷａ，Ｗｂは、滑車５ｂ，６ｂが前方に押し出されると、滑車５ｃ，６ｃは回転し、ワイヤーロープＷａ，Ｗｂが矢印Ｘａ（図９参照）で示したように引き上げられて、ゲート２が上昇して水門１が開かれる。
【０００５】
一方、水門１のゲート２を閉じる際は、油圧シリンダ４が単動の場合、油圧シリンダ４への油圧力を抜くことによって、油圧シリンダ４のシャフト４ａが縮み、ゲート２の自重によって降下して水門１は閉じられる。また、油圧シリンダ４が複動の場合、油圧シリンダ４への他方の油口から油圧力を加えて、油圧シリンダ４のシャフト４ａの縮むことによって、ワイヤーロープＷａ，Ｗｂが緩められてゲート２の自重により降下して水門１が閉じられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のゲート開閉装置は、油圧シリンダが単動或いは複動であったとしても、水門のゲートを閉じる場合にワイヤーロープを緩めてゲートの自重により降下させて水門のゲートを閉じている。従って、ゲート規模が大きくゲート自体の重量が重い場合はゲートが問題なく着床して完全に止水することができる。しかし、ゲート規模が小さく、ゲートの重量が軽量である場合には、ゲートに水圧等の抵抗が掛かって、ゲートの降下に支障をきたして、ゲートの着床が不十分となり、止水が完全にできないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであって、ゲート規模に依存することなく、ゲートの重量が軽量であっても水門の止水が確実にできるゲート開閉装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成したものであって、請求項１記載の発明は、水門のゲートを昇降するゲート開閉装置において、
該水門上部にシリンダが機械台に固定され、該水門の門柱部にそれぞれガイドレールが設けられ、該ガイドレールに上下動可能なゲートの上端部にそれぞれ連結された第１と第２吊設部材が設けられ、
前記シリンダのシャフトの先端部に、該シャフトの伸縮に応じて移動する回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第１滑車群が設けられ、該シリンダの軸方向の該第１滑車群の前方に回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第２滑車群を固定し、該第１滑車群の後方の該シリンダ端部に回転軸中心を同一とする複数の滑車からなる第３滑車群を固定し、
該水門上部一片側に第１と第２転向滑車を設け、その門柱底部に第１底部転向滑車を設け、かつ該水門上部他片側に第３と第４転向滑車を設け、その門柱底部に第２底部転向滑車を設け、
前記第１吊設部材の該ゲートの昇降方向にそれぞれ第１と第２索条を接続し、該第１索条を前記第１転向滑車に掛け渡して前記第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、該第２索条を第１底部転向滑車と前記２転向滑車に掛け渡し、第２滑車群の何れかの滑車に掛け渡して前記第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、
かつ、前記第２吊設部材の該ゲートの昇降方向にそれぞれ第３と第４索条を接続し、該第３索条を前記第３転向滑車に掛け渡して前記第３滑車群の何れかの滑車と第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、該第４索条を第２底部転向滑車と前記４転向滑車に掛け渡して該第１滑車群の何れかの滑車に掛け渡しその他端を水門上部に固定し、
前記シリンダのシャフトの前後方向への伸縮により前記第１滑車群を移動させることによって、前記第１と第２吊設部材を前記ガイドレールに沿って上下動させて前記ゲートを昇降することを特徴とするゲート開閉装置である。
【０００９】
請求項１の発明では、灌漑用水門、取水用水門等の水門のゲートの両上端部を第１と第２吊設部材に連結し、第１と第２吊設部材のそれぞれに２本の索条（例えば、ワイヤーロープ）を接続してゲートを昇降させて水門の開閉を行っている。第１と第２吊設部材には、ゲートの昇降方向にそれぞれの索条が接続されており、強制的に開閉が行えるようになされている。
【００１０】
すなわち、ゲートは第１と第２吊設部材に連結され、第１吊設部材に接続された一方の索条を送り出し、他方の索条を引き上げるようにし、第２吊設部材の一方の索条を引き上げ、他方の索条を送り出すようにして、第１と第２吊設部材を上昇させて水門を開く。一方、第１吊設部材に接続された一方の索条を引き上げ、他方の索条を送り出し、第２吊設部材の一方の索条を送り出し、他方の索条を引く上げることにより、第１と第２吊設部材を同時に降下させて、第１と第２吊設部材に吊設されたゲートを、その重量に依存することなく強制的に降下させて水門を閉じる。
【００１１】
さらに、索条について詳細について説明すると、第１と第２索条及び第３と第４索条は、それぞれの一端が機械台に固定されて第１滑車群の滑車にそれぞれ掛け渡されており、第１と第２索条が第１吊設部材の昇降方向に接続され、かつ第３と第４索条が第２吊設部材の昇降方向に接続され、第１滑車群はシリンダのシャフトの先端に設けられており、シリンダのシャフトの伸縮によって、第１と第２索条及び第３と第４索条の引き上げと送り出しが容易になし得る。従って、ゲートの自重に依存することなく、第１と第２吊設部材に連結されたゲートを強制的に昇降させることができる。殊に、ゲートの降下時には、索条を下方に引っ張って、ゲートを確実に着床するようになされている。しかも、水門のゲートの開閉に当たり、シリンダのシャフトの伸縮によるストロークが不十分な位置に停止すれば、ゲートが完全に開かれていないか、または完全に着床していないことが判明し、異状を容易に察知できる。
【００１３】
また、本願発明では、第１乃至第３滑車群のそれぞれが回転軸中心を同一とする滑車から構成され、第１滑車群がシリンダのシャフトの先端に設けられ、ゲートが自重で降下するのではなく、第１滑車群に掛け渡された索条の引き上げと引き出しにより、ゲート両側の２本の索条によってゲートの開閉がなされる。すなわち、シリンダのシャフトの伸縮によるストロークがゲートの昇降位置の高さと一致し、ゲートの高さの調整が容易である。従って、ゲートが流木等に当接して途中で降下を停止する以外は、ゲートはシリンダのシャフトの伸縮により、索条で引かれて着床し、水門の止水が確実になし得る。
【００１４】
また、本発明では、第２と第３滑車群は、固定位置に設けられ、それぞれの索条が第２と第３滑車群の一方に掛け渡され、かつ第２と第３滑車群には補助滑車（ガイド滑車）として利用しており、索条と滑車或いは索条同士が接触するのを回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るゲート開閉装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は水門の正面図であり、図２はゲート開閉装置が設けられた水門の側面図であり、図３はゲート開閉装置の要部上面図、図４はワイヤロープの掛け渡し図である。図５（ａ）は門柱部底部の転向滑車の正面図、同図（ｂ）は吊設部材の上面図である。
【００１６】
図１〜図５を参照して、本実施形態のゲート開閉装置について説明する。先ず、１２は灌漑用水門、取水用水門等の水門を示している。水門１２は門柱部１３，１４の上部に架橋部１５が設けられ、門柱部１３，１４間にゲート１８が昇降可能に設けられている。架橋部１５の上部には、ゲート１８を昇降するゲート開閉装置２０が設けられている。
【００１７】
ゲート開閉装置２０は、水門１２の架橋部１５の上部に設けられた機械台２０ａに油圧シリンダ２１が固定され、そのシャフト２１ａの先端に滑車群Ａが設けられ、さらに、機械台２０ａには滑車群Ａの前方のシリンダ２０の軸方向に滑車群Ｂが設けられ、滑車群Ａの後方の油圧シリンダ２０の端部に滑車群Ｃが設けられ、水門１２の門柱部１３側には、転向滑車群Ｄ１が設けられ、門柱部１４側には、転向滑車群Ｄ２が設けられている。転向滑車群Ｄ１，Ｄ２のそれぞれは、水門１２の上部と門柱部底部とを対とする転向滑車群である。
【００１８】
水門１２の門柱部１３，１４には、ガイドレール１６，１７がそれぞれ設けられ、ガイドレール１６，１７のそれぞれに吊設部材４０が滑動し得るように設けられている。吊設部材４０は、ゲート１８の両上端部に設けられた吊り金具１０，１１にそれぞれ連結し、ゲート１８を吊設して昇降するための略Ｔ字形状の部材である。吊設部材４０は、ガイドレール１６（又は１７）を滑動するためのガイドローラ４１（図５（ｂ）参照）が取り付けられたローラ取付部４０ａと、ローラ取付部４０ａからゲート方向に突出し、ゲート１８の吊り金具１０（又は１１）に連結する腕部４０ｂと、吊設部材４０の昇降方向にそれぞれ突出して、それぞれにワイヤーロープが接続される上端部４０ｃ及び下端部４０ｄとが設けられている。
【００１９】
油圧シリンダ２１のシャフト２１ａの先端部には、滑車群Ａが設けられる支承部材３０が固定され、滑車群Ａのシャフト２１ａの軸前方の機械台２０ａには、滑車群Ｂが設けられた支承部材３３が固定され、油圧シリンダ２１の他端部には、滑車群Ｃが設けられた支承部材３１が固定されている。図３に示したように、支承部材３０の滑車群Ａは、回転軸中心が等しい滑車２２ａ，２２ｆ，２３ａ，２３ｆが設けられ、支承部材３０の底部には、シャフト２１ａの伸縮に応じて回転して案内するガイド車３２（図１参照）が設けられている。支承部３３の滑車群Ｂには、回転軸中心が等しい滑車２２ｅと補助滑車２５ａ，２５ｂとが設けられている。支承部材３１の滑車群Ｃは、回転軸中心が等しい滑車２３ｅと補助滑車（ガイド滑車）２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００２０】
転向滑車群Ｄ１は、図１に示したように、門柱部１３上部の転向滑車台２０ｂに設けられた転向滑車２２ｂ，２２ｄと、門柱部１３底部に設けられた滑車２２ｃとからなる滑車群であり、また、転向滑車群Ｄ２は、に門柱部１４上部の転向滑車台２０ｃに設けられた転向滑車台２３ｂ，２３ｄと、門柱部１４底部に設けられた滑車２３ｃとからなる滑車群である。
【００２１】
続いて、ゲート開閉装置２０のワイヤーロープ（索条）について、図４のワイヤーロープ掛け渡し図を参照して説明する。Ｗａ１，Ｗａ２、及びＷｂ１，Ｗｂ２は、ゲート１８を昇降するためのワイヤーロープであり、ワイヤーロープＷａ１，Ｗａ２は、ゲート１８の吊り金具１０に連結された吊設部材４０に接続され、ワイヤーロープＷｂ１，Ｗｂ２は、ゲート１８の吊り金具１１に連結された吊設部材４０に接続されている。これらワイヤーロープは、滑車群Ａ、滑車群Ｂ、滑車群Ｃ、転向滑車群Ｄ１，Ｄ２に掛け渡されている。
【００２２】
以下、詳細に説明すると、ワイヤーロープＷａ１は、その一端が機械台２０ａに固定金具３４ａで固定されて、滑車２２ａと転向滑車２２ｂとに掛け渡されて、その他端が吊設部材４０の上端部４０ｃに接続されている。そして、ワイヤーロープＷａ２は、その一端が吊設部材４０の下端部４０ｄに接続されて、転向滑車２２ｃ，２２ｄ、滑車２２ｅ，２２ｆに掛け渡されてその他端が固定金具３４ｂで機械台２０ａに固定されている。なお、ワイヤーロープＷａ１，Ｗａ２は、それぞれ補助滑車（ガイド滑車）２４ａ，２４ｂに掛けられている。
【００２３】
また、ワイヤーロープＷｂ１は、その一端が機械台２０ａの固定金具３５ａに固定されて、滑車２３ａと転向滑車２３ｂ，２３ｃとに掛け渡されて、その他端が吊設部材４０の下端部４０ｄに接続され、ワイヤーロープＷｂ２の一端は、吊設部材４０の上端部４０ｃに接続されて、転向滑車２３ｄと、滑車２３ｅ，２３ｆとに掛け渡されてその他端が機械台２０ａの固定金具３５ｂに固定されている。なお、ワイヤーロープＷｂ１，Ｗｂ２は、それぞれ補助滑車２５ａ，２５ｂに掛けられている。
【００２４】
続いて、ゲート１８の昇降動作について説明する。滑車群Ａの回転軸中心が等しい滑車２２ａ，２２ｆ，２３ａ，２３ｆは、油圧シリンダ２１のシャフト２１ａの先端に設けられている。油圧シリンダ２１のシャフト２１ａを前方に伸長させると、滑車２２ａが前方（矢印Ｙａ１方向）に移動し、滑車２２ａと転向滑車２２ｂとに掛け渡されたワイヤーロープＷａ１は引き上げられ、吊設部材４０は上昇（矢印Ｘａ１方向）し、同時に滑車２２ｆも前方（矢印Ｙａ１方向）に移動するので、滑車２２ｅ，２２ｆ，転向滑車２２ｃ，２２ｄに掛け渡されたワイヤーロープＷａ２は送り出される。同時に、滑車２３ａ，２３ｆも前方（矢印Ｙａ１方向）に移動し、滑車２３ａと転向滑車２３ｂ，２３ｃとに掛け渡されたワイヤーロープＷｂ１は送り出され、滑車２３ｆ，２３ｅと、転向滑車２３ｄとに掛け渡されたワイヤーロープＷｂ２は引き上げられ、吊設部材４０は上昇（矢印Ｘａ１方向）する。すなわち、ゲート１８の両上端部の吊り金具１０，１１に連結された吊設部材４０が引き上げられるので、水門１２は開かれる。
【００２５】
一方、油圧シリンダ２１のシャフト２１ａを前方に伸長した状態からシャフト２１ａを縮めると、滑車２２ａ，２２ｆ，２３ａ，２３ｆは、矢印Ｙａ２で示した軸方向に移動する。滑車２２ａと転向滑車２２ｂとに掛け渡されたワイヤーロープＷａ１は送り出され、滑車２２ｆ，２２ｅと転向滑車２２ｄ，２２ｃとに掛け渡されたワイヤーロープＷａ２は引き上げられ、同時に、滑車２３ａと転向滑車２３ｂ，２３ｃとに掛け渡されたワイヤーロープＷｂ１は引き上げられ、滑車２３ｆ，２３ｅと転向滑車２３ｄとに掛け渡されたワイヤーロープＷｂ２は送り出される。従って、吊設部材４０は降下（矢印Ｘａ２の方向）する。すなわち、水門１２のゲート１８は降下し、水門１２は閉じられる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、油圧シリンダ２１が用いられているが、エアーシリンダであってもよいし、さらに他の駆動機構によってもよい。また、油圧シリンダは、単動式であっても複動式であってもよい。
【００２７】
また、ゲートを閉じる際は、ゲート自体の重量に依存しないので、ゲート自体の重量を重くする必要がないので、水圧に耐えるものであれば、軽量のゲートを使用することができる。軽量のゲートを使用すれば、油圧シリンダに加えられるエネルギーの省力化が可能である。
【００２８】
また、上記実施形態では、ワイヤーロープと滑車とを利用してゲートを昇降しているが、この実施形態に限定することなく、ワイヤーロープに代えて、チェーンとスプロケットとを利用してもよい。なお、索条は、ワイヤーロープやチェーンを含むものとする。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、ゲートの開閉が強制的に行えるゲート開閉装置であり、水門のゲートの開閉がゲート規模やゲートの重量に依存することなく、水門の止水が確実になし得る利点がある。
【００３０】
また、本発明によれば、従来重量の重いゲートが使用されていたが、ゲートの遮断が強制的になされるので、軽量のゲートが使用することが可能であり、比較的ゲート開閉装置のエネルギーの省力化が可能となる利点がある。
【００３１】
また、本発明によれば、ゲート開閉装置のシリンダのシャフトのストロークによって、ゲートが完全に着床しているか否かが判断できるので、シリンダのシャフトが十分に収縮しない場合、水門の止水が不十分である等の異状が発生したことを容易に判断できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のゲート開閉装置が実装された水門の正面図である。
【図２】本実施形態に係わる水門の概略側断面図である。
【図３】本実施形態のゲート開閉装置の要部上面図である。
【図４】本実施形態に係るワイヤーロープの掛け渡し図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態における門柱部底部の転向滑車の上面図、（ｂ）は吊設部材の上面図である。
【図６】従来の灌漑用，取水用等の水門の側面図である。
【図７】従来の水門の正面図である。
【図８】従来のゲート開閉装置の上面図である。
【図９】従来のゲート開閉装置のワイヤーロープ掛け渡し図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｃ  滑車群
Ｄ１，Ｄ２  転向滑車群
Ｗａ１，Ｗａ２、Ｗｂ１，Ｗｂ２  ワイヤーロープ（索条）
１２  水門
１３，１４  門柱部
１５  架橋部
１６，１７  ガイドレール
１８  ゲート
２０  ゲート開閉装置
２０ａ  機械台
２０ｂ，２０ｃ  転向機械台
２１  油圧シリンダ
２１ａ  シャフト
２２ａ  滑車
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  転向滑車
２２ｅ，２２ｆ  滑車
２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  転向滑車
２３ｅ，２３ｆ  滑車
３０，３２，３３  支承部材
３１  ガイド車
３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ  固定金具
４０  吊設部材
４０ａ  ローラ取付部
４０ｂ  腕部
４０ｃ  上端部
４０ｄ  下端部
４１  ガイドローラ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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