JP2006219955A - 起伏式ゲート - Google Patents

Abstract

【課題】 自身が有する浮力によって扉体を起立させることで、大型のコンプレッサーや停電の際の独立した電源を必要としないようにすること。
【解決手段】 常時は水中に倒伏し、使用時には起立する起伏式ゲート１である。基端側に回転軸２ｃを有して先端側が起伏自在なように水底に配置される、浮力を有する扉体２と、通常時は扉体２の浮上を抑制する浮上抑制機構３を有する。起立時には、前記浮上抑制機構３による浮上の抑制を解除し、扉体２が有する浮力によって起立する。
【効果】 扉体の起立に大型のコンプレッサーが不要である。また、停電時にも独立した電源を必要とすることなく扉体の起立ができるようになる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、たとえば港湾に設置され、津波、或いは、高潮対策として利用される起伏式ゲートに関するものである。

この種の起伏式ゲートとして、特許文献１では、扉体の背面側に空気を給排することによる浮力の増減によって扉体の起伏を行うものが提案されている。
特開２００３−２３９２６１号公報

この特許文献１で提案されたような、空気の注入による浮力の増加によって扉体を起立させるゲートの場合、空気の注入用に大型のコンプレッサーを備えているので、停電時には、コンプレッサーを起動できずに扉体の起立ができなくなる。従って、停電時におけるコンプレッサーの起動を可能とするためには、独立した電源を備えておく必要があり、設備が大掛かりになる。

本発明が解決しようとする問題点は、浮力の増加によって扉体の起立を行う起伏式ゲートでは大型のコンプレッサーが必要になり、また、停電時におけるコンプレッサーの起動を可能とするために独立した電源を備えておく必要があるという点である。

本発明の起伏式ゲートは、
扉体の起立に大型のコンプレッサーを必要とせず、また、停電時にも独立した電源を必要とすることなく扉体を起立できるようにするために、
常時は水中に倒伏し、使用時には起立する起伏式ゲートであって、
基端側に回転軸を有して先端側が起伏自在なように水底に配置される、浮力を有する扉体と、
通常時は扉体の浮上を抑制する浮上抑制機構を有し、
起立時には、前記浮上抑制機構による浮上の抑制を解除し、扉体が有する浮力によって起立するようにしたことを最も主要な特徴としている。

本発明では、起立に要する浮力を予め扉体に備えさせておき、通常時は、浮上抑制機構によって扉体の起立を抑制するようにしたので、浮き袋への給排気管が省略でき、扉体の起立に大型のコンプレッサーが不要である。また、停電時にも独立した電源を必要とすることなく扉体の起立ができるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図１８を用いて詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の第１の例を説明する概略図、図８〜図１１は本発明の第１の例の油圧回路について説明する図、図１２〜図１８は本発明の第２の例を説明する概略図である。

１は本発明の起伏式ゲートであり、自身を浮上させるだけの浮力を有する扉体２と、この浮力によって扉体２が浮上するのを抑制する浮上抑制機構３を備えている。

扉体２に前記浮力を備えさせるための構成は特に限定されないが、たとえば図１〜図７に示した第１の例では、パイプ２ａと板材２ｂで扉体２を形成することで、パイプ２ａ部で浮力を得るようにしたものを示している。このパイプ２ａ内は空洞のままでも良いが、浸水した場合のことを考慮すると、パイプ２ａ内に発泡ウレタンなどの発泡樹脂を充填しておくことが望ましい。

また、前記扉体２は、基端側の回転軸２ｃを、たとえば港内の底部に設けた基台Ｂに、滑り軸受やローラ軸受などの軸受４によって回転自在に枢支することで、前記回転軸２ｃを支点として扉体２の先端側が起伏するようになっている。

一方、扉体２の浮上抑制機構３は、常時は扉体２の浮上を抑制し、先端側の起立時には前記浮上を解除できるものであればその構成は問わないが、図１〜図７に示した第１の例では、浮上の抑制と浮上の補助を共に行える構成のものを示している。

たとえば図１〜図７に示した第１の例では、前記扉体２の回転軸２ｃにトルクアーム３ａの一端側を一体的に取り付ける一方、このトルクアーム３ａの他端側に、たとえば油圧シリンダ３ｂのロッド端に回転が自在なように取り付けている。

このような構成の浮上抑制機構３を作動させる油圧回路構成は、特に限定されるものではないが、たとえば図８〜図１１に示したような油圧回路構成を採用する。

すなわち、図１〜図７に示した第１の例では、油圧シリンダ３ｂのロッドが退入することで、扉体２の浮上を抑制するようになっているので、扉体２の倒伏時には、アキュムレータ１１から油圧シリンダ３ｂのロッド側に一定圧で油圧を作用させておく（図８に破線で示す油圧経路Ｐ1）。なお、油圧シリンダ３ｂのロッド側の圧力が低下した場合には、油圧ポンプ１２を駆動して、タンク１３内の圧油を補給する。

一方、扉体２を自然浮上させる場合には、図９に示すように、アクチュエータ１１から油圧シリンダ３ｂのロッド側に油圧が作用しないように、扉体２の倒伏時における前記油圧経路Ｐ1中に介設した方向切替弁１４を切り替える。

そして、油圧シリンダ３ｂのロッド側とピストン側を繋ぐ油圧経路Ｐ2（図９に破線で示す）中に介設した方向切替弁１５を切り替えて、油圧シリンダ３ｂのロッド側とピストン側を連通させる。この操作により、油圧シリンダ３ｂのロッドは、図９に白抜き矢印で示す突出方向に移動して浮上の抑制が解除され、扉体２は浮力によって起立する。

この際、破線矢印ａに示すように、ロッドの容積分の圧油をピストン側に補給したり、油圧経路Ｐ2内が負圧になった場合に、破線矢印ｂに示す経路から油圧経路Ｐ2に圧油を補給する。なお、図９中の１６はたとえば波浪による油圧経路Ｐ2内の急激な圧力上昇を防止するために油圧経路Ｐ2に介設されたリリーフ弁である。

扉体２の浮上時、浮上の補助を行う場合には、アクチュエータ１１から油圧シリンダ３ｂのロッド側に油圧が作用しないように方向切替弁１４を切り替えた状態で、方向切替弁１７を切り替え、その後に油圧ポンプ１２を駆動してタンク１３内の圧油を油圧シリンダ３ｂのピストン側に補給する（図１０に破線で示す油圧経路Ｐ3）。

これに対して、扉体２を倒伏させる場合は、アクチュエータ１１から油圧シリンダ３ｂのロッド側に油圧が作用しないように方向切替弁１４を切り替えた状態で、前記浮上の補助を行う場合と逆方向の流れとなるように方向切替弁１７を切り替え、その後に油圧ポンプ１２を駆動してタンク１３内の圧油を油圧シリンダ３ｂのロッド側に補給する（図１１に破線で示す油圧経路Ｐ3’）。

なお、図８〜図１１中の１８は圧力スイッチ、１９は圧力計、２０は逆止弁、２１は逆止弁付流量調整弁を示す。

このような構成の浮上抑制機構３では、前記のように、油圧シリンダ３ｂのロッドを退入させておくことで、浮力による扉体２の浮上を抑制できる（図３（ｂ）参照）。なお、図３（ｂ）中の３ｃは操作室５内に配置された油圧ユニット、６は同じく操作盤を示す。

また、図１２〜図１８に示した第２の例では、扉体２の浮上抑制機構３として、前記回転軸２ｃに扇形ギア３ｄを一体的に取り付ける一方、この扇形ギア３ｄに噛み合うピニオン３ｅを、モータ３ｆで正逆回転させるものを示している。

このような構成の浮上抑制機構３では、図１４（ｂ）に示すように、扉体２が倒伏した位置でモータ３ｆを停止しておくことで、浮力による扉体２の浮上を抑制できる。なお、図１２〜図１８中の３ｇはモータ３ｆとピニオン３ｅ間に介在させたブレーキ、３ｈは同じく減速機を示す。

本発明の起伏式ゲート１は、最小限、扉体２と浮上抑制機構３を備えていれば良いが、図１〜図７および図１２〜図１８に示した例では、さらに、以下の構成を採用している。

７は前記扉体２の起立時に、扉体２に大きな水圧荷重が作用しても扉体２が倒伏しないように、たとえば港外側に設けられた複数（図１〜図７および図１２〜図１８の例では７本）のテンションロッドである。このテンションロッド７は、たとえば２つ折りに形成され、一方端部は前記扉体２の先端部に、また、他方端部は、基台Ｂの前記回転軸２ｃの枢支部と反対の側に、それぞれ回転が自在なように枢支されている。

なお、前記テンションロッド７は、水中での重量を浮力によって軽減し、扉体２の起立初期にテンションロッド７に作用する張力が可及的に０となるようにするため、たとえば中空材が使用される。

８は前記テンションロッド７の他方端部と基台Ｂとの連結部に介在されたウェイトである。このウェイト８が、前記扉体２の浮上後に、図７や図１８の（ａ）図に示したように、前記基台Ｂとの連結部を支点として回動すべく、このウェイト８と前記基台Ｂ、及び、ウェイト８と前記テンションロッド７を、それぞれ回転が自在なように枢支している。

このウェイト８は、図１〜図７および図１２〜図１８に示した例のように、全てのテンションロッド７に同じ重量のものを取り付けることが望ましいが、複数本のテンションロッド７に１つのウェイト８を取り付けても良いことは言うまでもない。

このような構成では、浮上抑制機構３による浮上の抑制を解除して扉体２を起立させる場合には、図７や図１８の（ａ）図に示したように、扉体２が起立して２つ折りのテンションロッド７が一直線状となるまではウェイト８は回転しない。従って、ウェイトを介在させない場合と同様に、テンションロッド７に作用する張力は小さく維持される。

そして、テンションロッド７が一直線状となった後は、ウェイト８は徐々に回転し始め、テンションロッド７に作用する張力はウェイト８の作用によって徐々に大きくなる。
従って、扉体２の起立時にテンションロッド７に衝撃力が作用せず、荷重の集中が緩和できる。

また、設計荷重（最大荷重）に対して、扉体２の起伏角度θが８８°程度となるようにウェイト７の重量を設定しておけば、津波等の波力に対しても柔軟に荷重の伝達が可能になって、テンションロッド７に衝撃力が作用しなくなる。

本発明は、前記の例に限るものではなく、浮上抑制機構３はただ単に扉体２の浮上を抑制するだけのものでも良いなど、各請求項に記載の技術的思想の範囲内において、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

本発明は、津波や高潮対策として港湾に設置するだけでなく、河川に設置することも可能である。また、船舶が航行する河川や港では、水深が浅くなるのを防止するためにピットを設け、このピットに基台を配置することも可能である。

水路開放時における本発明の第１の例を説明する概略図であり、平面から見た図である。 左半分は図１の矢視Ａ図、右半分は図１の矢視Ｂ図である。 （ａ）は図１の中央縦断面図、（ｂ）は図１の操作室の断面図である。 水路閉鎖時（水位差無し）における図１と同様の図である。 図４の場合の図２と同様の図である。 図４の場合の図３と同様の図である。 水路閉鎖時（水位差有り）における図３と同様の図である。 本発明の第１の例における扉体の浮上抑制時の油圧回路構成を説明する図である。 扉体自然浮上時における図８と同様の図である。 扉体の浮上補助時における図８と同様の図である。 扉体倒伏時における図８と同様の図である。 水路開放時における本発明の第２の例を説明する概略図であり、平面から見た図である。 左半分は図１２の矢視Ａ図、右半分は図１２の矢視Ｂ図である。 （ａ）は図１２の中央縦断面図、（ｂ）は図１２の操作室の断面図である。 水路閉鎖時（水位差無し）における図１２と同様の図である。 図１５の場合の図１３と同様の図である。 図１５の場合の図１４と同様の図である。 水路閉鎖時（水位差有り）における図１４と同様の図である。

符号の説明

１ 起伏式ゲート
２ 扉体
２ｃ 回転軸
３ 浮上抑制機構
３ａ トルクアーム
３ｂ 油圧シリンダ
３ｄ 扇形ギア
３ｅ ピニオン
３ｆ モータ
４ 軸受
１１ アキュムレータ
１２ 油圧ポンプ
Ｂ 基台

Claims (4)

1. 常時は水中に倒伏し、使用時には起立する起伏式ゲートであって、
   基端側に回転軸を有して先端側が起伏自在なように水底に配置される、浮力を有する扉体と、
   通常時は扉体の浮上を抑制する浮上抑制機構を有し、
   起立時には、前記浮上抑制機構による浮上の抑制を解除し、扉体が有する浮力によって起立することを特徴とする起伏式ゲート。
2. 起立時、前記扉体の浮上を補助する浮上補助機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の起伏式ゲート。
3. 前記浮上抑制機構が、
   前記基端側の回転軸を、トルクアームを介して回動させるシリンダ装置であり、
   この浮上抑制機構に前記浮上補助機構を兼ねさせたことを特徴とする請求項２に記載の起伏式ゲート。
4. 浮上抑制機構が、
   前記基端側の回転軸を、歯車機構を介して回動させるモータであり、
   この浮上抑制機構に前記浮上補助機構を兼ねさせたことを特徴とする請求項２に記載の起伏式ゲート。
   

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