JP2013002097A - Gate opening/closing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排水路や取水路などを開閉するゲート開閉装置に関するものである。 The present invention relates to a gate opening / closing device that opens and closes a drainage channel, a water intake channel, and the like.
従来より、河川の樋門ゲートや用水ゲートを開閉するゲート開閉装置が知られている。図7(従来例1)に示すゲート開閉装置101は、門柱103と、この門柱103上に設置された開閉機104と、この開閉機104によって昇降するラック105と、このラック105に接続されたローラゲート110とを備えている。開閉機104は、ラック105を昇降させることによって、ローラゲート110を吊り上げる。ローラゲート110は、門柱103の戸溝106内に沿って、垂直方向に摺動して、水路102を開閉する。このようなゲート開閉装置101は、樋門ゲートのときには、河川水を排出し流入を防止し、取水ゲートのときには、用水路から取水する。
Conventionally, gate opening and closing devices for opening and closing river sluice gates and water gates are known. A gate opening /
また、前記のように扉体を直線状に引き上げるゲート開閉装置に対して、扉体を回転させて水路を開閉させるフラップゲートも知られている。
図8(従来例2)は、従来のフラップゲートを示す断面図である。図8に示すフラップゲート201は、ゲート210と、このゲート210の上部を回転自在に支持するヒンジ203とを備えている。このフラップゲート201は、水路202の内側から作用する水圧によって、ゲート210を開閉する。
In addition to the gate opening and closing device that pulls up the door body linearly as described above, a flap gate that rotates the door body to open and close the water channel is also known.
FIG. 8 (conventional example 2) is a cross-sectional view showing a conventional flap gate. A
図8のフラップゲートは構造が比較的簡単で、設置もし易くコンパクトなので小さい水路にもローコストで設置できる利点がある。また、ゲートに駆動装置を取り付ければ強制的にゲート210を開閉することもできる。
The flap gate shown in FIG. 8 has a relatively simple structure, is easy to install, and is compact so that it can be installed in a small water channel at low cost. Moreover, the
しかしながら、図8のフラップゲートはゲート210の回転により流出口を開閉する際、ゲート210と流出口下部との間にゴミなどの夾雑物が挟まると、流出口を完全に密閉することができない可能性がある。
However, when the flap gate of FIG. 8 opens and closes the outlet by the rotation of the
これに対して、特許文献1に開示されているオーバーリンクゲートは、2種類の油圧シリンダを制御して、まず、扉体を第2の油圧シリンダで略鉛直方向へ引き上げたのち、第1の油圧シリンダによって扉体を回転させて水路を開放する構造となっている。逆に水路を閉じる場合には第1の油圧シリンダによって扉体を回転させて水路を半閉状態にしたのち、第2の油圧シリンダで扉体先端部を流出口に押し当てながら引き下げる動作によって流出口を密閉する。
これによって、特許文献1のオーバーリンクゲートは、図8のフラップゲートで問題となる流出口下部との間にゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができる。
On the other hand, the over-link gate disclosed in Patent Document 1 controls two types of hydraulic cylinders, and first lifts the door body in a substantially vertical direction by the second hydraulic cylinder, The door is rotated by a hydraulic cylinder to open the water channel. Conversely, when closing the water channel, the door body is rotated by the first hydraulic cylinder so that the water channel is in a semi-closed state, and then the second hydraulic cylinder is used to push the door body against the outlet while pulling it down. Seal the outlet.
As a result, the uplink gate of Patent Document 1 can prevent foreign matters such as dust from being sandwiched between the flap gate of FIG.
また、特許文献2のゲート開閉装置は、扉体をチェーン駆動で回転させて開閉する際に、ゲートに設けられた2種類のガイドに沿って扉体が移動する構成となっており、第1のガイドは扉体を略垂直方向に移動するような形状となっている。また、第1のガイドに沿って扉体が移動する際、扉体が流出口から離れないようにするために扉体を引き戻す引き戻し装置が設けられている。これによって、特許文献2のゲート開閉装置は、図8のフラップゲートで問題となる流出口下部との間にゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができる。
Further, the gate opening and closing device of
しかしながら、図7に示すゲート開閉装置101は、門柱103を備えているために、このゲート開閉装置101を樋門ゲートに使用すると、門柱103が洪水のときに支障をきたす可能性があった。また、このゲート開閉装置101を用水路に使用すると、門柱103によって基礎地盤に伝わる荷重が大きくなって、不等沈下を生ずる可能性があった。さらに、開閉機104を操作するために、管理用の橋などを設ける必要があり、これらが門柱103とともに周囲の景観を損ねたり、工事費が高くなってしまうという問題があった。
However, since the gate opening /
また、図8に示すゲート開閉装置201は、前述のように、ゲート210と水路202との間に浮遊物などが挟まると、ゲート210が不完全な状態で閉鎖して、水路202を確実に開閉できない可能性があった。また、フラップゲート210の閉鎖が不完全であると、堤内側に河川水が逆流する可能性があった。その結果、このゲート開閉装置201は、河川水が逆流しても災害が発生しないような、堤内の地盤の高い箇所に使用が限定されていた。また、このゲート開閉装置201は、ゲート210を中間位置まで回転させたときに、開口断面を正確に決定することができないために、取水には不向きであるという問題があった。
In addition, as described above, the gate opening and
さらに、特許文献1のオーバーリンクゲートは、ゴミなどの夾雑物を挟み込むことを防ぐことができるが、2種類の油圧シリンダを使用するためコストが高くなり、また、2種類の油圧シリンダを制御して協動させる必要があるため、動作に自由度はあるもののその制御回路や油圧回路が複雑となり、これもコストの増加や、メンテナンスの煩雑さを助長することとなっている。 Furthermore, although the over-link gate of Patent Document 1 can prevent foreign substances such as dust from being caught, the use of two types of hydraulic cylinders increases the cost, and also controls the two types of hydraulic cylinders. However, although there is a degree of freedom in operation, the control circuit and the hydraulic circuit are complicated, which also contributes to an increase in cost and complexity of maintenance.
また、特許文献2のゲート開閉装置は、1種類のチェーン駆動装置とその駆動力をクランク機構等を用いることによって機械的に扉体の鉛直動作と、回転動作を実現しているが、動作の切り替えタイミング等の調整が煩雑となり、また、チェーン駆動のため、チェーンの欠点である、錆びやすい、チェーン部分にゴミが挟まる可能性がある、経年変化によってチェーンが延びるため開閉タイミングがずれてしまう、などの問題があった。
In addition, the gate opening / closing device of
本発明の課題は、コンパクトで流路を確実に開閉することができ、複雑な機構や制御をすることなく扉体を開閉できるゲート開閉装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gate opening and closing device that is compact and can reliably open and close a flow path, and that can open and close a door without complicated mechanisms and control.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、請求項1に記載のゲート開閉装置の発明は、流路を開閉する扉体と、前記扉体を略鉛直方向に駆動して、前記流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、前記扉体を傾斜させて、前記流路を半開状態から全開状態に切り替える切替手段とを含み、前記切替手段は、前記扉体を駆動する駆動部と、前記扉体に設けられたローラを略鉛直方向にガイドするローラガイドと、前記ローラガイドから接続され、一端に前記ローラが当接されて固定するための肩部と、他端に回転するための回転軸が設けられた転向ローラガイドとを含むとともに、前記駆動部は、回転するトルクアームと、前記トルクアームに連結され、前記トルクアームを回転させるための油圧シリンダと、前記トルクアームと前記扉体とを連結し、扉体の回転を調整するためのストッパーを有するストッパーリンクと、前記ストッパーリンクと前記トルクアームに連結され、前記扉体を流路方向へに押し戻すためのばねリンクとを含むことを特徴としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the invention of the gate opening / closing device according to claim 1 is configured to drive a door body that opens and closes a flow path and the door body in a substantially vertical direction. Switching means for switching the flow path from the closed state to the half-open state and tilting the door body to switch the flow path from the half-open state to the full-open state, the switching means including the door body A driving unit for driving, a roller guide for guiding a roller provided in the door body in a substantially vertical direction, a shoulder unit connected from the roller guide and abutting and fixing the roller at one end; A turning roller guide provided with a rotation shaft for rotating at the end, and the drive unit is connected to the torque arm, and a hydraulic cylinder is connected to the torque arm and rotates the torque arm. The above A stopper link having a stopper for adjusting the rotation of the door body, and a spring connected to the stopper link and the torque arm to push the door body back in the flow path direction. It is characterized by including a link.
本発明によれば、流路を開閉する扉体を略垂直方向に駆動して、流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、扉体を傾斜させて、流路を半開状態から全開状態に切り替えるので、装置をコンパクトにすることができるとともに、流路を確実に開閉することができる。 According to the present invention, the door body that opens and closes the flow path is driven in a substantially vertical direction, the flow path is switched from the closed state to the half-open state, and the door body is tilted to change the flow path from the half-open state to the fully open state. Therefore, the apparatus can be made compact and the flow path can be opened and closed reliably.
また、流路を閉鎖状態から半開状態になるまで扉体がガイド面から離れないようにするため、トルクアームが所定の回転角度を回転する間、ばねリンクが扉体を流路方向へに押し戻すことによって、扉体を略垂直方向に駆動することができるので、ゲートと水路との間に浮遊物を挟み込み、ゲートが閉鎖不能になるというような事故を確実に防止することができる。 Further, in order to prevent the door body from leaving the guide surface until the flow path is changed from the closed state to the half-open state, the spring link pushes the door body back in the flow path direction while the torque arm rotates a predetermined rotation angle. As a result, the door body can be driven in a substantially vertical direction, so that it is possible to reliably prevent an accident that the floating material is sandwiched between the gate and the water channel and the gate cannot be closed.
さらに、ばねリンクはあらかじめばねの押す力とストロークを設定することによって、制御回路や油圧回路を使用せずとも扉体を押し戻すこともできるので、装置の構成が簡単になる利点がある。 Furthermore, since the spring link can set the pushing force and stroke of the spring in advance, the door body can be pushed back without using a control circuit or a hydraulic circuit, so that there is an advantage that the configuration of the device is simplified.
また、扉体のローラがローラガイドに沿って略垂直方向にガイドしながら引き上げた後、転向ローラガイドの肩部に当接されて把持され、前記転向ローラガイドの回転軸を中心に扉体が回転することによって、トルクアームの回転角度を小さくすることができるため、それに付随して油圧シリンダのストロークも少なくすることができるので、油圧シリンダの小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。また、従来のガイド方法に比べてメンテナンスもし易くなる利点もある。 Further, after the roller of the door body is pulled up while being guided in a substantially vertical direction along the roller guide, the door body is brought into contact with and gripped by the shoulder portion of the turning roller guide, and the door body is centered on the rotating shaft of the turning roller guide. By rotating, the rotation angle of the torque arm can be reduced, and the stroke of the hydraulic cylinder can be reduced accordingly. Therefore, the hydraulic cylinder can be reduced in space and cost. It becomes. In addition, there is an advantage that maintenance is easier than the conventional guide method.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について、さらに詳しく説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の正面図である。図2は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の平面図である。図3は、本発明の実施の形態に係るゲート開閉装置の閉鎖状態の側面断面図である。図4〜図6は、ゲート開閉装置の扉体が全閉状態から全開状態になるまでの動作状態を示す模式図である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a gate opening / closing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the gate opening / closing device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side cross-sectional view of the gate opening / closing device according to the embodiment of the present invention in a closed state. 4 to 6 are schematic views showing an operation state until the door body of the gate opening / closing device is changed from the fully closed state to the fully open state.
ゲート開閉装置10は、河川水などを排出して流入を防止する排水樋門ゲートなどを開閉する装置である。ゲート開閉装置10は、扉体16と、前記扉体16を開閉する駆動装置として油圧シリンダ21を用い、油圧シリンダ21の直線運動を回転運動に変換するためのトルクアーム11と、回転の中心軸となるトルク軸12が設けられている。トルクアーム11にはストッパーリンク14が連結され、ストッパーリンク14には扉体16の上部に設けられた扉体吊金具15が連結されている。
また、扉体16を略鉛直方向へ移動させるための機構として、トルクアーム11の所定の位置と、ストッパーリンク14の所定の位置を連結するためのばねリンクが設けられている。
さらに、扉体16の回転動作の軌道は、ローラガイド19及び転向ローラガイド20によって調整されている。
The gate opening /
As a mechanism for moving the
Further, the trajectory of the rotation operation of the
水路2は、河川水などが流れる流路である。水路2は、開口部2aと、ガイド面2bとを備えている。ガイド面2bは、扉体10を略垂直方向に移動自在にガイドする部分である。ガイド面2bは、開口部2aの幅方向の両端部にそれぞれ形成されている。
The
開閉機台22は、ゲート開閉装置10を設置するための基礎部分である。開閉機台22上に、トルク軸12の軸受12a、油圧シリンダ21、転向ローラガイド20の軸受20cなどが載置されている。開閉機台22は、水路2の上部に設けられている。
The
扉体16は、水路2を開閉する開閉部材である。扉体16は、開口部2aよりも面積が広い板状の扉である。扉体16の上部には扉体吊金具15が設けられている。また、扉体16の両側面には上部ローラ17及び下部ローラ18が備えられている。扉体吊金具15の上部にはストッパーリンク14にピン14aを介して連結されるための軸穴が形成されていて、前記軸穴位置は扉体16の重心よりも樋門函体側に配置されている。このため、扉体16はピン14aを中心に常に樋門函体を閉じようとする力が働いている。
The
上部ローラ17及び下部ローラ18は、自動車のタイヤのようにガイド面2bと転がり接触し、開閉動作の際には上部ローラ17はローラガイド19と転がり接触しながら転向ローラガイド20の肩部20bに当接される。
The
トルクアーム11は、回転動作によって、扉体16を駆動する部材である。図3のように、トルクアーム11にはトルク軸12、油圧シリンダ21、ばねリンク13、ストッパーリンク14が回転自在に取り付けられるための軸穴が合計3箇所形成されている。
油圧シリンダ21はピン13aを介して回転自在に取り付けられ、ピン13aが取り付けられた軸穴に対して水路2の上流側にトルクアーム11の回転の軸となるトルク軸12が取り付けられている。ピン13aが取り付けられた軸穴に対して水路2の下流側にストッパーリンク14がピン14aを介して取り付けられる。
The
The
ばねリンク13は、伸びる方向へ力が作用するリンクとなっており、ロッドの一端がトルクアーム11のピン13aに回転自在に連結され、他端はストッパーリンク14のピン14bに回転自在に連結されている。ばねリンク13はストッパーリンク14をピン14aを支点に扉体16を閉じる方向、図3によると時計方向に作用するようなばねリンクとなっている。また、ばねリンク13はロッドのストロークを任意に設定することもできる構造としても良い。
The
ストッパーリンク14は、ピン14aによってトルクアーム11に回転自在に連結されており、ピン14aの上部に軸穴が形成されていて、ばねリンク13とピン14bを介して連結されている。また、ピン14aの下部にも軸穴が形成されていて、扉体吊金具15とピン14cを介して連結されている。
また、ストッパーリンク14には扉体16を略鉛直方向へ駆動させるために扉体16の回転を調整するためのストッパー14dが扉体吊金具15と当接するように設けられている。
The
The
ローラガイド19は、扉体16に備えられた上部ローラ17を転がり接触させて扉体16の開閉の軌跡を調整し、上部ローラ17を転向ローラガイド20の肩部20bまでガイドするためのものである。
The
転向ローラガイド20は、一端の回転軸20aが軸受20cに回転自在に連結され、他端には半円筒状の肩部20bが形成されている。肩部20bの半円筒部内面の形状は、扉体16に設けられた上部ローラ17が当接するように上部ローラ17の外径にほぼ等しい内径を有した半円筒形状となっている。
また、転向ローラガイド20の回転軸20aが、図3のようにトルクアーム11のトルク軸12に対して下流側かつ上方に設けられると、扉体16の開閉に伴うトルクアームの回転角度(移動距離)が従来のゲート開閉装置(特許文献2など)のような扉体のガイド方法に比べて非常に小さくなる。その結果、油圧シリンダの伸縮量が少なくなるので、油圧シリンダの小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。
The turning
Further, when the
つぎに、本発明に係るゲート開閉装置10の動作を図4〜図6を参照に説明する。図4〜図6は全閉状態から開放する動作となる。
まず第1に、図3のように水路2が全閉状態から図4の扉体16が略鉛直方向へ駆動する動作状態について説明する。トルクアーム11は、トルク軸12を回転の中心として、油圧シリンダ21が連結されたピン13aが力点、ストッパーリンク14のピン14aが作用点として図4のA方向(反時計方向)に回転していく。
Next, the operation of the gate opening /
First, an operation state where the
図4のように、トルクアーム11がA方向へ回転すると、ストッパーリンク14に扉体吊金具15を介して連結された扉体16は、ピン14aを中心として時計方向へ回転しようとする。このため、扉体16の下部が開口部2aに接触し上部は離れようとするので、このままでは扉体16が傾斜してしまう。
As shown in FIG. 4, when the
ここで、ストッパーリンク14の上部に連結されたばねリンク13が、ばねが伸びる方向つまりB方向の力によってストッパーリンク14をピン14aを中心に時計方向へ押すこととなる。そのため、ストッパーリンク14に設けられたストッパー14dが扉体吊金具15に当接して時計方向へ回転しようとして押すため、扉体16の上部が開口部2aに押し戻されることになる。
その結果、ばねリンク13が所定のストロークまで伸びる間、扉体16はC方向(略鉛直方向)へ駆動することとなり、開口部2aの下部のみが半開状態となる。なお、略鉛直方向への移動距離はばねリンク13のストローク長によって任意に設定可能である。
Here, the
As a result, while the
第2に、図4の状態から図5への動作状態を説明する。
扉体16は略鉛直方向へ所定の距離移動したのち、図5のように、扉体16に設けられた上部ローラ17がローラガイド19に沿って移動していき、転向ローラガイド20の肩部20bにはめ込まれる。
Second, the operation state from the state of FIG. 4 to FIG. 5 will be described.
After the
第3に、図5の状態から図6の全開状態への動作を説明する。
扉体16に設けられた上部ローラ17が転向ローラガイド20の肩部20bにはめ込まれたのち、図6のように、トルクアーム11がトルク軸12を中心に更にD方向(反時計方向)へ回転されると、その動きに協動して転向ローラガイド20が回転軸20aを中心にE方向へ回転し、それにつられて肩部20bにはめ込まれた扉体16が円弧状に回転し全開状態となる。
Third, the operation from the state of FIG. 5 to the fully open state of FIG. 6 will be described.
After the
扉体16の開閉に伴うトルクアーム11の回転角度(移動距離)は、転向ローラガイド20が回転軸20aを中心に回転し扉体16を開放させることによって、従来のゲート開閉装置(特許文献2など)のような扉体のガイド方法でのトルクアームの回転角度に比べて非常に小さくすることができる。その結果、油圧シリンダ21の伸縮量が少なくなるので、油圧シリンダ21の小型省スペース化、低コスト化を行うことが可能となる。また、従来のガイド方法に比べて設置時のガイドの調整や、メンテナンスもし易くなるメリットもある。
The rotation angle (movement distance) of the
ゲート開閉装置10の開口部2aを全開状態から全閉状態に切り替えるのは、前記図4〜図6の動作の逆手順となって閉鎖することになる。扉体16は開口部2aの下部を略鉛直移動により閉鎖するので、扉体16と水路2との間に浮遊物等が挟み込むことを防止することができる。
Switching the opening 2a of the gate opening /
本発明のゲート開閉装置は、排水樋門を一例として説明したが、これに限らず用水路や取水ゲートの開閉装置としても適用することができる。 Although the gate opening and closing device of the present invention has been described by taking the drainage lock as an example, the gate opening and closing device is not limited to this and can be applied as an opening and closing device for a water channel or a water intake gate.
2 流路
2a 開口部
2b ガイド面
10 ゲート開閉装置
11 トルクアーム
12 トルク軸
13 ばねリンク
14 ストッパーリンク
15 扉体吊金具
16 扉体
17 上部ローラ
18 下部ローラ
19 ローラガイド
20 転向ローラガイド
20a 回転軸
20b 肩部
21 油圧シリンダ
22 開閉機台
2 Flow
Claims (1)
前記扉体を略鉛直方向に駆動して、前記流路を閉鎖状態から半開状態に切り替え、かつ、前記扉体を傾斜させて、前記流路を半開状態から全開状態に切り替える切替手段とを含み、
前記切替手段は、
前記扉体を駆動する駆動部と、
前記扉体に設けられたローラを略鉛直方向にガイドするローラガイドと、
前記ローラガイドから接続され、一端に前記ローラが当接されて固定するための肩部と、他端に回転するための回転軸が設けられた転向ローラガイドとを含むとともに、
前記駆動部は、
回転するトルクアームと、
前記トルクアームに連結され、前記トルクアームを回転させるための油圧シリンダと、
前記トルクアームと前記扉体とを連結し、扉体の回転を調整するためのストッパーを有するストッパーリンクと、
前記ストッパーリンクと前記トルクアームに連結され、前記扉体を流路方向へに押し戻すためのばねリンクとを含むこと、
を特徴とするゲート開閉装置。 A door that opens and closes the flow path;
Switching means for driving the door body in a substantially vertical direction to switch the flow path from a closed state to a half-open state, and tilting the door body to switch the flow path from a half-open state to a full-open state. ,
The switching means is
A drive unit for driving the door body;
A roller guide for guiding a roller provided in the door body in a substantially vertical direction;
Including a shoulder portion connected to the roller guide for fixing the roller in contact with one end, and a turning roller guide provided with a rotation shaft for rotation at the other end;
The drive unit is
A rotating torque arm;
A hydraulic cylinder coupled to the torque arm for rotating the torque arm;
A stopper link having a stopper for connecting the torque arm and the door body and adjusting the rotation of the door body;
Including a spring link connected to the stopper link and the torque arm for pushing back the door body in the flow path direction;
A gate opening and closing device.
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