JP2002180445A - 水門扉の非常停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 河川・堰のゲートを開閉する水門扉開閉装置
による扉の昇降が上限位置を越え過巻きとならないよう
に設けられるリミットスイッチを押上げ棒によらずに作
動させて正確に位置検出ができ、その構成が簡易でコス
トが安価で、かつ据付作業や調整作業が容易で安全に実
施できる水門扉の非常停止装置を得る。 【解決手段】 水門扉の非常停止装置１０は、ウインチ
ドラム６の内側に取付けられる位置応動部材１０ｂとこ
れにより水門扉の上昇位置の上限非常位置を検出する非
常用上限制御開閉装置１０ａとから成り、上限非常位置
のワイヤ溝６ａまでワイヤロープ３が巻かれて位置応動
部材１０ｂが作動するとリミットスイッチ１６により検
出してウインチの巻取りを停止させ、ワイヤロープ３の
過巻きによる事故を未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、河川やダムの水
位保持等のために用いられる水門扉を開閉する開閉装置
の非常停止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川やダムに用いられる水門扉は、貯水
池の水位保持や高潮、台風等による異常超水や集中豪雨
による洪水への対策のため等治水ゲートとしてなくては
ならない設備であり、その扉体を開閉する開閉装置は、
その使用目的や設備規模に応じて、例えばワイヤロープ
ウインチ式、ラック式、油圧シリンダ式等種々の形式の
ものが採用される。又、このような治水ゲートは、貯水
池に一定水位（水量）を維持しなければならない治水ダ
ムのダム堰で、ゲートは常に下限位置に閉鎖され、大雨
で洪水の虞れがある場合扉体を開いて下流に放水するタ
イプと、ゲートは常に上下位置に保持され、高潮等によ
る異常超水時に扉体を閉鎖して洪水を防止する河口堰の
タイプとに大別される。

【０００３】いずれのタイプの治水ゲートであれ扉体の
開閉装置としてはワイヤロープウインチ式のものが最も
多く採用されており、これはこのワイヤロープウインチ
式の開閉装置が、扉体の上下ストロークを大きく必要と
する場合に（扉体の揚程が通常１０メートル前後ある）
有利な形式だからである。一方、社団法人ダム・堰施設
技術協会の発行によるダム・堰施設技術基準によれば、
上記ワイヤロープウインチ式のものを含む各種形式の開
閉装置に対し、保護装置として上下限制限開閉装置（リ
ミットスイッチ等）を設けることが義務付けられてい
る。

【０００４】そして、さらに上限位置で上限制限開閉装
置（リミットスイッチ等）が何らかの故障等により作動
せず上限位置で扉体が停止しなかった場合を想定して二
重安全保護装置として非常上限を検出する非常用上限制
限開閉装置を上限とは別形式で設置することが指示され
ている。かかる非常用上限制限開閉装置の例として、一
般には図９に示す形式のものが多く採用されている。

【０００５】この従来例では、水門扉１の上端の滑車２
と床４上の支持台８に支持された滑車５との間に張設さ
れたワイヤロープ３を滑車５に隣接して設置されている
図示しないウインチのドラムに巻込んで水門扉１を図示
の上限位置まで上昇させると、この上限位置に到達した
ことを検出する押上げ棒２１と、これに応答する上限位
置用リミットスイッチ２２から成る上限制限開閉装置
と、ワイヤロープ３の過巻きで万一生じる事故を防止す
るためリミットスイッチ２２の直ぐ上方位置（図示の例
では５０ｍｍ上方）に非常用上限制限用として設けられ
ているもう１つのリミットスイッチ２０ａ’から成る非
常用上限制限開閉装置２０’とを備えている。

【０００６】押上げ棒２１は支持台８からその長さの大
部分が昇降自在に吊り下げられ、水門扉１が上限位置ま
で上昇して滑車２を支持する支持部材の一端に設けた脚
材２’が押上げ棒２１の下端に当接してわずかに押上げ
棒２１を押上げるとリミットスイッチ２２が作動し、水
門扉１が上限位置に到達したことを検出するようになっ
ている。そして、万一上限制限用のリミットスイッチ２
２が何らかの故障により作動せずワイヤロープ３がさら
に巻上げられて過巻きされても、非常用上限制限用のリ
ミットスイッチ２０ａ’が作動し、非常用上限制限位置
で必ず巻上げを停止させるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
押上げ棒による非常用上限制限開閉装置を開閉装置架台
に設置し、扉体と連動する押上げ棒により作動させる形
式では、開閉装置室の床の厚さ等により押上げ棒を細長
くしなければならず、このため屋外に設置される水門扉
に強風が作用すると押上げ棒が揺れ動き、揺止めのガイ
ドや落下防止ストッパを設けなければ扉体との接触が正
確に行われず位置検出が困難となり、ガイドやストッパ
を設ければ装置構成が複雑となり、設備費用が増大す
る。

【０００８】又、押上げ棒を設置する場合、開閉装置室
の床から押上げ棒の大部分は下に突き出ているため、こ
れを据付ける作業や据付後に位置調整、長さ調整をする
作業が危険であり、運用後のメンテナンスも困難である
という問題がある。

【０００９】この発明は、上記の問題に留意して、非常
用上限制限開閉装置をドラム側方に設けて従来の押上げ
棒を用いずに正確に上限非常位置を検出でき、かつ構成
が簡単でコストが安価、かつ据付作業や調整作業が容易
で安全に実施できる水門扉の非常停止装置を提供するこ
とを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決する手段として、河川、ダムの治水用の水門扉に
ワイヤロープを連結し、ウインチでワイヤロープを巻
取、繰出して水門扉を開閉するワイヤロープウインチ式
の水門扉において、ウインチドラムの上限非常位置に相
当する箇所にワイヤのワイヤ溝への当接を機械素子の位
置変化に変換する位置応動部材を設け、この応動部材の
位置変化に応答して水門扉の上限非常位置を検出する位
置検出手段をドラム近くの静止位置に設け、位置検出手
段で上限非常位置を検出した信号によりウインチドラム
の回転を停止させるようにしたことを特徴とする水門扉
の非常停止装置としたのである。

【００１１】上記の構成としたこの発明の非常停止装置
は、水門扉を昇降させて河川、堰のゲートを開閉する際
に、特に扉を設計で定められた上限位置を越えてワイヤ
ロープを過巻きすると、水門扉の開閉装置に事故が発生
するのを防止するため、上限非常位置で必ず過巻きを停
止させるように設けられる。水門扉が過巻きにより上限
非常位置まで上昇すると、ウインチドラムに設けられた
位置応動部材が作動する。

【００１２】位置応動部材の機械素子は過巻き位置まで
ワイヤロープが巻かれてワイヤ溝にワイヤロープが嵌合
するためこれにより押圧されて移動し、その移動を位置
変化に変換して異なる位置の部材の位置変化となって現
れる。この異なる位置の部材の位置変化で作動する位置
検出手段が対応して設けられているため、上記位置変化
を位置検出手段で電気信号として検出し、この検出信号
によりウインチドラムの駆動部を停止させる。

【００１３】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図１は実施形態の水門扉の縦断
面図、図２は平面図である。図１では水門扉１を昇降さ
せてゲートを開閉する水門扉の開閉装置の要部のみを示
している。水門扉１は図示しない案内部により昇降を案
内される。開閉装置は、上下に設置された滑車２、５に
ワイヤロープ３を張設したワイヤ吊下手段と、ワイヤロ
ープ３を巻取り、繰出しするウインチドラム６と、この
ウインチドラム６を駆動する駆動部とから成る。

【００１４】滑車２は、水門扉１の上端に支持板２ａを
介して取付けられており、複数枚の滑車が使用されてい
る。滑車５は、開閉装置が設置されている開閉装置室の
床４上に設けた支持台８上に支持部材で支持されてい
る。ワイヤロープ３は一端を支持台８上に置かれたクラ
ンプ３ａで係止され、上、下の滑車２、５を複数回挿通
されてドラム６に至り、ドラム６の一端に設けたクラン
プ３ｂにより他端が係止されている。ウインチドラム６
の他端には大歯車７ａが取付けられ、これに係合するピ
ニオン７ｂ、さらに図示の例ではもう１組の減速段の歯
車を有する減速機やブレーキ手段などを経てモータ７ｃ
へ連結され駆動部を構成している。

【００１５】ドラム６には、図２に示すように、ワイヤ
溝６ａが設けられ、他端寄りでワイヤ溝６ａのないドラ
ムのフラット面に対応して水門扉１の非常用上限制限位
置を検出する位置検出手段１０ａが支持部材１０ｃによ
り静止位置である支持台８上に取付けられている。この
位置検出手段１０ａに対応してドラム６には図３に示す
ように、ドラム円周上の任意の位置でドラムの内側に位
置応動部材１０ｂが設けられ、上記位置検出手段１０ａ
と位置応動部材１０ｂとにより水門扉の非常停止装置１
０が構成されている。上記位置応動部材１０ｂは、ドラ
ム６に穿設された貫通孔１１’、１１’に隙間のない状
態で滑動自在に挿通された１対のロッド１１ａ、１１ｂ
の端を軸１１ｘ、１１ｘにより回転自在に連結棒１２で
連結し、ドラム内面に取付けた支持板１４に固定したブ
ラケット１３に軸１３ｘを介して連結棒１２を揺動自在
に支持し、弾性部材としてばね１５を連結棒１２と支持
板１４間に介装して成る。１２ｓはストッパである。

【００１６】上記位置応動部材１０ｂの一方のロッド１
１ａは、図３に示すように、ドラム６のワイヤ溝６ａの
最終列上の任意の位置に設けられ、ロッド１１ａの上端
はワイヤ溝６ａにワイヤ３が巻かれていない状態ではワ
イヤ溝６ａから先端の一部が突出するように長さが設定
され、他方のロッド１１ｂはドラム６のフラット面に設
けたポケット６ｂに嵌合するヘッド部１１ｃを先端に有
し、ヘッド部１１ｃの外端がドラム外周面と面一の状態
で図示のように、連結棒１２がドラム内周面と平行状と
なるように長さが設定されている。

【００１７】上記連結棒１２の平行状態はばね１５によ
り常に連結棒１２のロッド１１ｂ寄り位置で連結棒１２
を押圧するように圧縮状態にばね１５を設置し、図示の
状態よりロッド１１ａの先端がワイヤ溝６ａからさらに
突出するのをストッパ１２ｓで調節して保持される。こ
のように形成された位置応動部材１０ｂは、ワイヤ溝６
ａにワイヤロープ３が終端位置まで巻かれたときにワイ
ヤロープ３に当接すると、その当接状態をロッド１１
ａ、１１ｂの位置移動に変換する機能を有するものであ
る。

【００１８】上記位置応動部材１０ｂに対応して設けら
れている位置検出手段１０ａは、支持部材１０ｃに取付
けられたリミットスイッチ１６から成り、このリミット
スイッチ１６は先端に回転ローラ１６ｂを有する回転レ
バー１６ａを備えた形式のものが用いられている。ドラ
ム６のワイヤ溝６ａの終端までワイヤロープ３が巻かれ
て応動部材１０ｂのロッド１１ａがドラム内側へ押し込
まれると、反対にロッド１１ｂはドラム周面よりヘッド
部１１ｃがドラム外側へ突出する。

【００１９】上記ヘッド部１１ｃの突出により位置検出
手段１０ａの回転レバー１６ａがこれに当って回転する
とリミットスイッチ１６が信号を発信し、図示しない制
御回路へこの検出信号を送り、モータ７ｃへ制御信号を
送って停止させ、ウインチドラム６へのワイヤロープ３
の巻取を限界位置で停止させるように構成されている。
なお、位置応動部材１０ｂは、水門扉を上昇させた際に
所定の限界高さを越えてさらに非常上限位置として設定
される高さに対応するワイヤ溝６ａ位置まで巻上げられ
た際に非常上限位置となるドラム周位置に設置される。

【００２０】又、リミットスイッチはドラム６が時計方
向又は反時計方向の回転に対応できる回転レバー式の形
式のものを示したが、非常上限位置を検出できる形式の
ものであれば、図示以外の例えば近接スイッチ、ホール
素子による位置検出センサなどとし、位置応動部材１０
ｂのロッド１１ｂの先端のヘッド部１１ｃを磁石により
形成して磁石の突出によりリミットスイッチ１６を作動
させるようにしてもよい。

【００２１】以上の構成とした実施形態の水門扉の非常
停止装置は、水門扉１がワイヤロープ３の巻上げにより
本来停止すべき高さ位置で何らかの原因により停止せ
ず、さらにワイヤロープ３を過巻きして非常用上限位置
まで上昇した際に作動させてウインチを停止させ、過巻
きによる水門扉の開閉装置の破損などの事故を未然に防
止するために設置が義務付けられていることに対応する
ものである。この非常停止装置は、前述したように、社
団法人・ダム堰施設技術協会発行のダム堰施設技術基準
により設置が義務付けられている。

【００２２】上記技術基準によれば、水門扉を開閉操作
する場合、設計上定められた上下限位置で水門扉を停止
させるためその上下限位置に対応する位置で作動する上
下限制限開閉装置（リミットスイッチ等）をそれぞれ設
けるように定められており、上記非常停止装置はそのう
ち上限位置で作動すべき上限制限開閉装置が作動せず過
巻き状態となって事故が発生するのを二重安全に防止す
るために設けられるものである。

【００２３】従って、水門扉１に対しては、図示してい
ないが、従来と同様に上下限制限開閉装置が設けられて
いる。この場合、図９の従来例では扉体と連動する押上
げ棒を上限制限開閉装置と非常用上限制限開閉装置とに
共用した例を示したが、非常用上限制限開閉装置に対し
て押上げ棒を用いない場合は必ずしも上限制限開閉装置
に対して押上げ棒を用いる必要はなく、例えばスクリュ
式又は遊星歯車式のリミットスイッチを用いることがで
き、従って押上げ棒は省略されている。

【００２４】以上のように、水門扉は通常は設計で定め
られた上下限位置で上下限制限開閉装置により停止され
るが、万一上限制限開閉装置が作動せず過巻き状態にな
ると、図５、図６に示すように、この実施形態の非常停
止装置により非常用上限位置で水門扉の上昇は停止され
る。図５の（ａ）図に示すように、ワイヤロープ３が非
常用上限位置近くまで巻き上げられると、ドラム６のワ
イヤ溝６ａに嵌合したワイヤロープ３でロッド１１ａが
押込まれるため、連結棒１２はばね１５の弾性力に逆ら
って傾斜し、もう一方のロッド１１ｂが押されてヘッド
部１１ｃがドラム外周面から突出する。

【００２５】この場合、図５の（ｂ）図に示すように、
ドラム６に設けた非常停止装置１０の位置応動部材１０
ｂが、位置検出手段１０ａが設置されている位置より回
転方向（図中の矢印方向）に見て少し手前位置で移動
し、ロッド１１ｂのヘッド部１１ｃが突出した状態で回
転するため位置検出手段１０ａのリミットスイッチ１６
の回転ローラ１６ｂに当接すると回転レバー１６ａが図
６に示すように屈曲し、これによりリミットスイッチ１
６が作動する。

【００２６】リミットスイッチ１６の作動により検出さ
れた検出信号は、図示しない制御回路へ送られ、この制
御回路からの制御信号によりモータ７ｃの回転が停止さ
れ、水門扉は非常上限位置で停止する。従って、図６の
非常用上限位置で水門扉１が停止する関係となるように
ドラム６に対し位置応動部材１０ｂを予め位置決めして
設置する。即ち、ワイヤロープ３がドラム６のワイヤ溝
６ａの終端位置付近まで巻かれて位置応動部材１０ｂが
作動してもなお回転方向へ少し移動した時に位置検出手
段１０ａが作動する関係である。

【００２７】なお、上記の実施形態では位置応動部材１
０ｂのリンク機構は一方のロッド１１ａがワイヤロープ
３で押込まれると他方のロッド１１ｂがドラム外周面か
ら突出する突出形としたが、ロッド１１ｂをポケット６
ｂ内に没入する没入形とすることもできる。例えば一対
のロッド１１ａと１１ｂの間に一対のピニオンを互いに
係合させて置き、ロッド１１ａ、１１ｂにはピニオンに
係合するラックを刻設して一方のロッド１１ａが押込ま
れると他方のロッド１１ｂもポケット６ｂ内に没入し、
リミットスイッチ１６はポケット６ｂ内にヘッド部１１
ｃが没入した凹部に先端が没入することにより位置を検
出できるようにすればよい。

【００２８】図７、図８に上記非常停止装置１０の変形
実施形態を示す。この停止装置１０’は下限位置停止装
置として応用することができることを示しており、基本
的に第１の実施形態と構成は同じであるが、部分的に若
干異なる点があり、以下異なる部分を中心に説明する。
図７の（ａ）図に示すように、位置応動部材１０ｂのロ
ッド１１ａと１１ｂの長さが、ワイヤロープ３をワイヤ
溝６ａに押込み、ロッド１１ｂのヘッド１１ｃがドラム
６の外周面と面１の状態で連結棒１２が傾斜した状態と
なるように設定されている。

【００２９】又、位置検出手段１０ａはワイヤロープ３
をワイヤ溝の終端位置まで巻込んだ位置から繰り出す方
向（（ｂ）図の矢印方向）へドラム６を回転させ、下限
制限位置を越えてさらに過繰り出し状態まで繰り出した
際に非常下限位置でワイヤロープ３の繰出しを停止させ
る位置に位置検出手段１０ａが支持部材１０ｃにより支
持されている。

【００３０】なお、この変形例ではワイヤロープ３の過
繰出しを検出するために非常停止装置１０’はドラムの
ワイヤクランプ側に近い位置に設けられる（第１実施形
態と反対側のドラム端側）。このとき、ロッド１１ｂと
ヘッド部１１ｃはワイヤクランプに干渉しないようにワ
イヤクランプとドラムフランジ間にワイヤ溝のない平面
部分が必要に応じて設けられるものとする。

【００３１】以上の非常停止装置１０’は、水門扉１を
吊上げた上限位置から自重で落下させたときに、ワイヤ
ロープ３が繰り出され、設計で定められた下限位置に水
門扉１は下降したが、ドラム６はなおワイヤロープ３を
繰り出して過繰出し状態となった時に非常下限位置でワ
イヤロープ３の繰出しを停止させるための位置を検出す
る。図７の（ｂ）図に示すように、ワイヤロープ３の繰
出しが非常下限位置の直前まで過繰出しされ、なおドラ
ム６が図示の矢印方向に回転したとする。

【００３２】そして、図８に示すように、ワイヤロープ
３がワイヤ溝６ａから離れるとばね１５により連結棒１
２が平行状に押されてロッド１１ａはワイヤ溝６ａから
先端が突出し、ロッド１１ｂはヘッド部１１ｃがドラム
外周面からポケット６ｂ内に没入する。このため、位置
検出手段１０ａ’の回転ローラ１６ｂもポケット内に没
入して（ｂ）図のように回転レバー１６ａが回転し、こ
れによりリミットスイッチ１６が作動する。この検出信
号によりドラム６の回転が停止され、過繰出し動作が停
止される。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
の非常停止装置は、ウインチドラム側に上限非常位置に
対応する位置に設けた位置応動部材と、この上限非常位
置で位置応動部材に対応して静止位置に設けられる位置
検出手段とから構成したから、構成部材として従来の押
上げ棒を用いる必要がなく押上げ棒による検出手段より
さらに正確で確実に上限非常位置を検出でき、かつ構成
が簡易な部材により安いコストで取付けでき、押上げ棒
を用いていないため据付、調整をドラム側方ででき、従
って据付、調整作業が安全に実施できるなどの利点が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の非常停止装置を備えた水門扉の開閉
装置の要部概略図

【図２】同上の平面図

【図３】非常停止装置の要部拡大断面図

【図４】図３の矢視Ｂ−Ｂからの縦断面図

【図５】非常停止装置の作用の説明図

【図６】非常停止装置の作用の説明図

【図７】変形例の非常停止装置の要部断面図

【図８】同上の作用の説明図

【図９】従来例の水門扉開閉装置の要部断面図

【符号の説明】

１ 水門扉 ２、５ 滑車 ３ ワイヤロープ ６ ドラム ６ａ ワイヤ溝 ７ａ 大歯車 ７ｂ ピニオン ７ｃ モータ ８ 支持台 １０ 非常停止装置 １０ａ 位置検出手段 １０ｂ 位置応動部材 １１ａ、１１ｂ ロッド １１ｃ ヘッド部 １１’ 貫通孔 １１ｘ 軸 １２ 連結棒 １３ ブラケット １４ 支持板 １５ ばね １６ リミットスイッチ １６ａ 回転レバー １６ｂ 回転ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川、ダムの治水用の水門扉にワイヤロ
   ープを連結し、ウインチでワイヤロープを巻取、繰出し
   て水門扉を開閉するワイヤロープウインチ式の水門扉に
   おいて、ウインチドラムの上限非常位置に相当する箇所
   にワイヤのワイヤ溝への当接を機械素子の位置変化に変
   換する位置応動部材を設け、この応動部材の位置変化に
   応答して水門扉の上限非常位置を検出する位置検出手段
   をドラム近くの静止位置に設け、位置検出手段で上限非
   常位置を検出した信号によりウインチドラムの回転を停
   止させるようにしたことを特徴とする水門扉の非常停止
   装置。
2. 【請求項２】 前記機械素子をドラムに穿設した貫通孔
   に挿置された１対のロッドとこのロッドを互いに回転自
   在に連結する連結棒から成るリンク機構とし、連結棒を
   ドラムに対し回転自在に支持部材で支持し、かつ弾性部
   材を連結棒に接続して位置応動部材を構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の水門扉の非常停止装置。
3. 【請求項３】 前記位置検出手段を回転レバーが回転し
   て作動する形式のリミットスイッチとしたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の水門扉の非常停止装置。