JP5672559B2

JP5672559B2 - 起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路

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Publication number: JP5672559B2
Application number: JP2012056104A
Authority: JP
Inventors: 藤井　道博; 道博藤井
Original assignee: Kyowa Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyowa Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JP2013189795A

Description

本発明は、河川や海岸の樋門や水門に設置される浮体式起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路に関する。

近年、樋門や水門の設備管理の安全性並びに効率化を目的とし、浮体式起伏型自動ゲート設備が設置されている。当該ゲート設備の技術は、特許文献１に示されるとおり、浮体式起伏型の扉体が上下流水位による水圧力を作動力として起伏動作することで樋門又は水門の通水部を閉鎖又は開放する自動ゲート設備において、両ロッド式の油圧シリンダを用いて任意操作可能とした技術である。

更に当該ゲート技術は、特許文献２に示されるとおり、通常時の油圧式の自動作動制御回路において両ロッド式油圧シリンダの前方油室と後方油室を連通する油圧回路を密閉型の循環回路方式としたうえ、前方油室から後方油室への回路と、後方油室から前方油室への回路を逆止弁で区分し、各々の回路に流量制御弁を設けてロッド動作速度を制御し、これにより浮体式扉体の自動起伏作動速度を制御し、浮体式扉体が波浪等によって揺動作動すること等の不安定作動が防止されている。

特許第３５４４５０３号公報特開２００６−２５７８３１公報

特許文献２に示される油圧式の自動作動制御回路は油圧ユニットとして操作制御装置内に設置され、操作制御装置と油圧シリンダとは油圧管路で連通される。操作制御装置をゲート設備より離れた場所に設置した場合には油圧管路長が増大して自動作動制御時の作動油循環における流体抵抗が増大する。また、高所に置いた場合にも配管の高低差によって流体抵抗が増大する。また、油圧管路長が長い場合は外気温の影響を受け易く、寒冷地においては極寒時に管路中の油温が低下し、作動油粘度が増大して流体抵抗を増大させる。

作動油循環における流体抵抗の増大は、浮体式扉体の自動起立、倒伏作動性能を低下させるため、油圧管路中が長い場合又は管路中の高低差が大きい場合には、扉体浮力を大きく設定しなければならず、この結果、排水時の扉体の性能が低下する問題がある。また、寒冷地においては油圧管路の温度低下防止対策が必要となるという問題がある。

さらに、地震時の強い揺れによって油圧管路が切断された場合、管路中の作動油が流出し、ゲート自動作動における作動制御機能が失われるという問題もある。

また、海岸部等の設備においては大きな津波によって操作制御装置が流出する場合が想定され、この場合にも自動作動制御機能が失われるという問題がある。

当該ゲート設備において自動作動制御機能が失われた場合、波浪等によって浮体式扉体が自在に揺れ動き、確実な止水・排水が難しくなることで防潮ゲートとしての機能が低下し、同時に設備の安全性、耐久性が低下する。

そこで、本発明は、操作制御装置の配置位置によってゲート自動作動時における作動油循環回路長が大きく変化することはなく、また設置位置の高低差や気温の影響を受けにくく、さらに地震動等によって油圧管路が切断された場合や津波によって操作制御装置の流出が発生した場合でも、自動作動制御機能を保持することが可能な起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路を提供するものである。

本願の請求項１の発明は、河川や海岸部の樋門並びに水門に設置され、浮体式扉体に作用する水圧力によって自動開閉作動する機能を有する河床ヒンジ式の起伏型自動ゲート設備であって、起伏式に設置された浮体式扉体側部に扉体起伏回転中心と同芯の駆動軸を取り付け、同駆動軸を水路側部に設けた装置室内に貫通させ駆動用アームを固結し、駆動用アームの先端に揺動式に設置された両ロッド式油圧シリンダのロッド先端をピン結合することで浮体式扉体の起伏作動と両ロッド式油圧シリンダのロッド伸縮作動を連係同調させ、ゲート自動作動時は両ロッド式油圧シリンダの伸縮動作速度を制御することによって水圧力による浮体式扉体の自動起伏作動速度を制御し、ゲート強制作動時は任意操作によって両ロッド式油圧シリンダを伸縮作動させて浮体式扉体を起立、倒伏作動させるゲート設備の油圧制御回路において、前記油圧制御回路は操作制御回路ユニットと、自動作動制御回路ユニット、並びに二つの回路ユニットを連結する油圧管路によって構成され、前記両ロッド式油圧シリンダを任意操作によって伸縮作動させる前記操作制御回路ユニットは浮体式扉体から離れた場所に設置され、前記自動作動制御回路ユニットは操作制御回路ユニットから分離して前記両ロッド式油圧シリンダの近傍に設置され、前記自動作動制御回路ユニットが両ロッド式油圧シリンダの前方と後方の両油室を連通又は遮断する切替弁、ロッド伸縮の各動作を制御する逆止弁、流量制御弁、さらに前記油圧管路を前記ゲート自動作動時に閉鎖した状態にし、前記ゲート強制作動時は開放した状態にするストップ弁を備えていることを特徴とする起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路である。

浮体式扉体自動起伏作動速度の前記自動作動制御回路ユニットと両ロッド式油圧シリンダを任意操作によって伸縮作動させる前記操作制御回路ユニットを連通又は遮断する切替え弁を配置し、この切替え弁、並びに前記自動作動制御回路ユニット中の両ロッド式油圧シリンダの前方と後方の両油室を連通又は遮断する切替え弁を、油圧遠隔操作で切替え可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路である。

本発明の起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路は、自動作動制御を行う油圧回路部分のみを全体の油圧制御回路から分離独立した油圧ユニットとして油圧シリンダの近傍に設置することにより、操作制御装置の配置位置に関係なくゲート自動作動時における作動油循環回路長が大きく変化せず、また設置位置の高低差や気温の影響を受けにくくなる。

また、自動作動制御を行う油圧回路と、操作制御装置内の油圧ユニットと連通する油圧回路が通常時は自動作動制御油圧回路側で遮断されていることにより、地震動等によって油圧管路が切断された場合や、津波によって操作制御装置の流出が発生した場合でも、自動作動制御機能を保持することが可能となる。

起伏型自動ゲート設備の構成を示し、（ア）は浮体式扉体が倒伏した状態を示す斜視図、（イ）図は扉体が起立した状態を示す斜視図である。本発明の実施例１の油圧制御装置の油圧回路図である。本発明の実施例１の油圧制御装置の設置形態概要図である。本発明の実施例２の油圧制御装置の油圧回路図である。本発明の実施例２の油圧制御装置において自動作動から強制作動へ切替えた状態の油圧回路図である。本発明の実施例２の油圧制御装置において油圧ポンプ操作によって両ロッド式油圧シリンダを伸作動させた状態の油圧回路図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

＜実施例１＞
図１において、起伏型自動ゲート設備は、浮体式扉体１、下部ヒンジ２、駆動軸３、トルクアーム４、両ロッド式油圧シリンダ５、駆動軸受け６、トラニオン軸受け７で構成され、浮体式扉体１が河床ヒンジ２によって起伏回転可能に設置されている。

浮体式扉体１の側部には、扉体回転中心と同芯で駆動軸３が取付けられ、駆動軸３にトルクアーム４が固結される。トルクアーム４と両ロッド式油圧シリンダ５は、トルクアーム先端とシリンダロッド先端がピン結合されている。なお、駆動軸３は軸受６によって回転自在に支持されている。また両ロッド式油圧シリンダ５はトラニオン軸受７によって揺動自在に支持されている。

図１（ア）は浮体式扉体１が倒伏している状態であり、両ロッド式油圧シリンダ５はロッド縮状態となる。

図１（イ）に示すように浮体式扉体１が起立作動すると、駆動軸３並びにトルクアーム４が扉体作動と同方向に回転作動し、油圧シリンダのロッドを伸作動させる。

図１に示す形態で、本起伏型自動ゲート設備では、浮体式扉体１の起立・倒伏作動と両ロッド式油圧シリンダ５のロッド伸縮作動は常に連係同調する。すなわち、浮体式扉体１が水圧力によって自動的に起伏作動するとき、駆動軸３、トルクアーム４を介して両ロッド式油圧シリンダ５のロッドが強制的に伸縮作動する。油圧操作装置によって両ロッド式油圧シリンダ５を伸縮作動させると、駆動軸３、トルクアーム４を介して浮体式扉体１が強制的に起伏作動する。

図２及び図３において、本発明の油圧制御装置は、前方油室口５ａ及び後方油室口５ｂを備えた両ロッド式油圧シリンダ５、油圧用ゴムホース（たわみ管）８、切替え弁１０、流量制御弁１１，１３、逆止弁１２，１４、ストップ弁１５ａ，１５ｂ、１一方向絞り弁１６ａ，１６ｂ、パイロット付逆止弁１７ａ，１７ｂは、方向制御弁１８、油圧ポンプ１９、フィルタ２０、圧力制御弁２１、リターンフィルタ２２、作動油タンク２３、圧力計２４、操作制御用油圧回路ユニット９ａ、自動作動制御用油圧回路ユニット９ｂ、油圧管路９ｃを備えている。

図２に示すように、本発明の油圧制御装置の油圧回路は、操作制御回路ユニット９ａと、自動作動制御回路ユニット９ｂ、並びに二つの回路ユニット９ａ，９ｂを連結する油圧管路９ｃによって構成される。

また、図３に示すように、操作制御回路ユニット９ａは浮体式扉体１から離れた場所に設置され、自動作動制御回路ユニット９ｂは両ロッド式油圧シリンダ５の近傍に設置され、自動作動制御回路ユニット９ｂと両ロッド式油圧シリンダ５とは揺動自在の油圧用ゴムホース（たわみ管）８によって連結されている。

本油圧制御装置は、通常、自動作動制御回路ユニット９ｂ中の切替え弁１０を開放状態とし、ストップ弁１５ａ，１５ｂを閉鎖した状態で使用する。

浮体式扉体１の自動起立作動に伴い両ロッド式油圧シリンダ５の前方油室口５ａより押出された作動油が、切替え弁１０、流量制御弁１１を通って後方油室口５ｂへ供給され、ロッドは円滑な伸作動を行う。このとき、流量制御弁１１によって通過できる最大単位流量が制限されるため、設定された速度以上のロッド伸作動が制限され、これにより浮体式扉体の自動起立作動の最大速度が決定される。

浮体式扉体１の自動倒伏作動の場合は、両ロッド式油圧シリンダ５の後方油室口５ｂより押出された作動油が、流量制御弁１３、切替え弁１０の経路を通って前方油室口５ａへ供給され、ロッドは円滑な縮作動を行う。このとき、流量制御弁１３によって通過できる最大単位流量が制限されるため、設定された速度以上のロッド伸作動が制限され、これにより浮体式扉体の自動倒伏作動の最大速度が決定される。

このように本油圧制御装置の油圧回路では、浮体式扉体１の自動作動時、作動油は油圧管路９ｃを通過することはない。

このように自動作動時に作動油が油圧管路９ｃを通過することがないので、操作制御回路ユニット９ａを遠方、又は高所においても自動作動制御時の作動油循環には影響がない。

また、油圧管路９ｃが外気温の影響により温度低下し、内部の作動油温度が低下しても自動作動制御回路ユニット９ｂ内の作動油循環に対する影響も軽微となる。

さらに、油圧管路９ｃが地震時の大きな揺れによって切断された場合、又は極めて大きな津波によって操作制御回路ユニット９ａが流出した場合でも、自動作動制御回路ユニット９ｂ内の作動油循環に対する支障はなく、浮体式扉体１の自動作動、及び自動作動速度制御を確実に行うことが可能となる。

設備の点検整備時において浮体式扉体１を強制的に起立・倒伏作動させる場合は、自動作動制御回路ユニット９ｂ内の切替え弁１０を閉とし、ストップ弁１５ａ、１５ｂを開放状態としたうえ、操作制御回路ユニット９ａ中の方向制御弁１８によって扉体の起立、又は倒伏を選択し、油圧ポンプ１９を操作する。

<実施例２＞
本発明の実施例２の油圧制御装置の油圧回路を示す図４において、実施例１と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

図４において、実施例２の油圧制御装置の油圧回路は、方向制御弁（切替え弁操作用）３０、油圧操作による切替え弁（通常時「開」）３１、油圧操作による切替え弁（通常時「閉」）３２ａ，３２ｂを備えている。

図４の制御回路は、ゲート自動作動状態から強制開閉作動状態への切替え操作を、操作制御回路からの遠隔操作によって行うことが可能とした回路である。

図４の状態では、切替え弁３１は開放状態、切替え弁３２ａ、３２ｂは閉鎖状態で、ゲート自動作動制御時の状態である。両ロッド式油圧シリンダ５は浮体式扉体１の自動作動に連係同調して伸縮動作可能であり、流量制御弁１１、１３によって確実な作動速度制御が可能である。

また、切替え弁３２ａ、３２ｂが閉鎖されているため油圧管路９ｃと遮断されており、油圧管路９ｃが切断された状態になっても浮体式扉体１の自動作動、並びに自動作動速度制御に支障はない。

図５に示す自動作動から強制作動へ切替えた油圧回路図において、操作制御回路ユニット９ａ中の方向制御弁３０、並びに油圧ポンプ１９の操作によって矢印アの方向に送油し、切替え弁３１を閉鎖し、切替え弁３２ａ、３２ｂを開放する。なお、矢印イは戻り油である。また、矢印ウは切替え弁操作用油圧シリンダのロッド伸作動方向を示す。

図６に示す任意操作によって両ロッド式油圧シリンダを伸作動させ、扉体を強制起立作動させる回路図において、操作制御回路ユニット９ａ中の方向制御弁１８によって扉体の起立方向を選択し、油圧ポンプ１９を操作する。

作動油は矢印アの方向で、切替え弁３２ｂを経由して両ロッド式油圧シリンダ５の後方油室口５ｂより供給され、ロッドが強制伸作動する。

反対に両ロッド式油圧シリンダ内の作動油は、前方油室口５ａより切替え弁３２ａを経由して矢印イの方向で排出される。

操作制御回路ユニット９ａ中の方向制御弁３０を中立位置に戻すことで（ブレッシャーポートプロック型）によって、切替え弁３１が開放、切替え弁３２ａ、３２ｂが閉鎖し、自動作動制御回路に復帰する。

１：浮体式扉体２：下部ヒンジ
３：駆動軸４：トルクアーム
５：両ロッド式油圧シリンダ６：駆動軸受け
７：トラニオン軸受け８：油圧用ゴムホース
９ａ：操作制御回路ユニット
９ｂ：自動作動制御回路ユニット
９ｃ：油圧管路１０：切替え弁
１１：流量制御弁（ロッド伸作動制御）１２：逆止弁
１３：流量制御弁（ロッド縮作動制御）１４：逆止弁
１５ａ，ｂ：ストップ弁１６ａ，ｂ：一方向絞り弁
１７ａ，ｂ：パイロット付逆止弁１８：方向制御弁
１９：油圧ポンプ２０：フィルタ
２１：圧力制御弁２２：フィルタ
２３：作動油タンク２４：圧力計
３０：切替え弁操作用方向制御弁
３１：油圧操作による切替え弁
３２：油圧操作による切替え弁
矢印ア：油圧ポンプ操作によって圧油の流れる方向
矢印イ：油圧シリンダから排出された作動油の流れる方向
矢印ウ：切替え弁操作用油圧シリンダのロッド伸作動方向
矢印エ：両ロッド式油圧シリンダのロッド伸作動方向

Claims

河川や海岸部の樋門並びに水門に設置され、浮体式扉体に作用する水圧力によって自動開閉作動する機能を有する河床ヒンジ式の起伏型自動ゲート設備であって、
起伏式に設置された浮体式扉体側部に扉体起伏回転中心と同芯の駆動軸を取り付け、同駆動軸を水路側部に設けた装置室内に貫通させ駆動用アームを固結し、駆動用アームの先端に揺動式に設置された両ロッド式油圧シリンダのロッド先端をピン結合することで浮体式扉体の起伏作動と両ロッド式油圧シリンダのロッド伸縮作動を連係同調させ、ゲート自動作動時は両ロッド式油圧シリンダの伸縮動作速度を制御することによって水圧力による浮体式扉体の自動起伏作動速度を制御し、ゲート強制作動時は任意操作によって両ロッド式油圧シリンダを伸縮作動させて浮体式扉体を起立、倒伏作動させるゲート設備の油圧制御回路において、
前記油圧制御回路は操作制御回路ユニットと、自動作動制御回路ユニット、並びに二つの回路ユニットを連結する油圧管路によって構成され、
前記両ロッド式油圧シリンダを任意操作によって伸縮作動させる前記操作制御回路ユニットは浮体式扉体から離れた場所に設置され、前記自動作動制御回路ユニットは操作制御回路ユニットから分離して前記両ロッド式油圧シリンダの近傍に設置され、
前記自動作動制御回路ユニットが両ロッド式油圧シリンダの前方と後方の両油室を連通又は遮断する切替弁、ロッド伸縮の各動作を制御する逆止弁、流量制御弁、さらに前記油圧管路を前記ゲート自動作動時に閉鎖した状態にし、前記ゲート強制作動時は開放した状態にするストップ弁を備えていることを特徴とする起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路。
浮体式扉体自動起伏作動速度の前記自動作動制御回路ユニットと両ロッド式油圧シリンダを任意操作によって伸縮作動させる前記操作制御回路ユニットを連通又は遮断する切替え弁を配置し、この切替え弁、並びに前記自動作動制御回路ユニット中の両ロッド式油圧シリンダの前方と後方の両油室を連通又は遮断する切替え弁を、油圧遠隔操作で切替え可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の起伏型自動ゲート設備の油圧制御回路。