JP5826867B2 - 水門設備の作動連動装置 - Google Patents

Description

本発明は、緊急・災害時などに電源を喪失した場合または点検運転をする場合に、左右の水門開閉装置の自重降下装置を連動して作動させる水門設備の作動連動装置に関するものである。

ダム用水門設備または河川などに適用されるような径間が大きく、かつ、開閉操作時の荷重が大きい水門では、扉体の両側に位置して扉体の昇降動作を案内する各門柱に、電動機及びワイヤロープ巻取ドラムを有する水門開閉装置を設置した水門設備が使用されている。

水門設備の従来技術として、自重降下装置を備えると共に電動機及びワイヤロープ巻取ドラムを備えた左右の水門開閉装置により扉体を昇降させて水門を開閉する水門設備において、左右の水門開閉装置それぞれに、一方の水門開閉装置を作動させることにより他方の水門開閉装置の自重降下装置を作動させる作動連動機構を設け、緊急・災害時などに電源を喪失した場合でも、左右の水門開閉装置の自重降下装置を連動させて扉体を自重降下させることができる水門設備がある。

従来技術における水門設備の作動連動機構は、左右の水門開閉装置の自重降下装置を連動させて扉体を自重降下させるために、一方の水門開閉装置のワイヤロープにより回転される滑車の回転トルクを、他方の水門開閉装置の自重降下装置をロックしているブレーキ装置を解放する操作レバーに伝達する滑車回転伝達装置を備えている。しかしながら、この滑車回転伝達装置は、ワイヤロープの掛け数、設置位置、または自重降下状況により回転方向が一様でないので、トルクを取り出す滑車の回転方向が作動連動機構の作動中にブレーキ装置を解放する方向から制動する方向へ変わり、ブレーキを再制動させて扉体を所定の速度で閉鎖できないおそれがある。また、扉体重量が大きくなると、ブレーキ装置が複数台必要となるため、緊急時において、ブレーキ装置の手動による同時解放が容易に行えない。さらに、水門開閉装置に無停電電源装置を備えていても、ブレーキを解放する機構がないため、自重降下が行えない。

本発明は、上述したような従来の水門設備が有する課題に鑑みてなされたものであり、緊急・災害時などの電源喪失時や点検運転時などにおいて、左右の水門開閉装置の自重降下装置を連動して扉体を確実に降下させる作動連動装置を備えた水門設備を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１の水門設備の作動連動装置に係る発明は、電動機及びワイヤロープ巻取ドラムを有し、ワイヤロープによって扉体を昇降させて水門を開閉する左右の水門開閉装置と、左右の水門開閉装置のそれぞれに装備され前記ワイヤロープ巻取ドラムを解放して前記扉体を自重により降下させる自重降下装置とを備えた水門設備において、左右の前記水門開閉装置の間に設けられて、一方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させることにより、他方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させる作動連動装置であって、前記水門設備は、一端が一方の前記水門開閉装置のワイヤロープ巻取ドラムに掛止されて他端が他方の前記水門開閉装置のワイヤロープ巻取ドラムに掛止された一対の前記ワイヤロープを有し、一対の前記ワイヤロープの一方は、一方の前記水門開閉装置側に設けられた一方の定滑車及び前記扉体側に設けられた一方の動滑車を経由し、他方は、他方の前記水門開閉装置側に設けられた他方の定滑車及び前記扉体側に設けられた他方の動滑車を経由してワイヤリングされており、前記作動連動装置は、一方の前記定滑車の回転により一方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させ、他方の前記定滑車の回転により他方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させる滑車回転伝達装置を備え、該滑車回転伝達装置には、前記定滑車の前記自重降下装置を作動させる方向の回転を伝達し、その反対方向の回転を遮断する一方向回転クラッチが設けられていることを特徴とする。
請求項２の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１の発明において、前記滑車回転伝達装置には、さらに、トルクリミッタが設けられていることを特徴とする。
請求項３の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１または２の発明において、前記滑車回転伝達装置には、さらに、通電時に切り離される電磁クラッチが設けられていることを特徴とする。
請求項４の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記自重降下装置の停止及び作動を手動操作する手動操作手段を備えていることを特徴とする。
請求項５の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、無停電電源装置によって駆動される単相モータを備えることを特徴とする。
請求項６の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、自重降下装置は複数のブレーキ装置を備え、各ブレーキ装置に所定の範囲のトルクを伝達して自重降下装置を作動させる一定トルク制御器を備えていることを特徴とする。
請求項７の水門設備の作動連動装置に係る発明は、請求項１の発明において、前記滑車回転伝達装置は、前記ワイヤロープの移動によって回転する滑車またはローラの回転により、前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させることを特徴とする。

請求項１の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、一方の水門開閉装置の自重降下装置の作動に連動して他方の自重降下装置が作動したとき、一方向回転クラッチにより、自重降下装置を作動させる方向の回転のみが伝達されるので、定滑車の回転が自重降下装置を停止させて扉体の自重降下が停止することがない。これにより、扉体を確実に自重降下させることができる。
請求項２の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、トルクリミッタによって自重降下装置のブレーキ装置に作用するトルクを制限することができる。
請求項３の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、水門開閉装置の電動操作時には、電磁クラッチが切離されることにより、作動連動装置を作動させないようにすることができる。
請求項４の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、手動操作手段を用いて、自重降下装置を手動操作することができる。
請求項５の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、緊急・災害時などに主電源を喪失した場合でも、無停電電源装置により単相モータを駆動して自重降下装置を作動させることができる。
請求項６の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、一定トルク制御器により、複数のブレーキ装置に伝達されるトルクを調整して、複数のブレーキ装置を同期して解放／制動させることができる。
請求項７の水門設備の作動連動装置に係る発明によれば、ワイヤロープの移動によって回転する滑車またはローラの回転により、水門開閉装置の自重降下装置を作動させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る水門設備を示す図である。 図２（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る水門設備の作動連動装置の組立平面図，正面図，及び側面図である。 図３（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る水門設備の作動連動装置のクラッチボックスの組立平面図，正面図，及び正面断面図である。 図４は、図３（ｂ）の電磁クラッチ解放レバー及びトルクリミッタのトリップ復帰レバーの回転軸を示す拡大概略図である。 図５（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る水門設備の作動連動装置のクラッチボックスの断面図，トルクリミッタの復帰ハンドルを示す拡大断面図，及び側断面図である。 図６は、滑車回転伝達装置の他の実施形態を示す概略図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明における１つの実施形態において、水門設備の右側または左側の一方のワイヤロープ巻取ドラムが固定された状態で、他方のワイヤロープ巻取ドラムのみが解放されている場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に分けて示した図である。 図８（ａ）は、図７の実施形態において、水門設備の作動連動装置により、水門設備の左右両側のワイヤロープ巻取ドラムが解放された場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に分けて示した図である。図８（ｂ）は図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ）の実施形態に係る水門設備の概略斜視図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明における１つの実施形態において、水門設備の右側または左側の一方のワイヤロープ巻取ドラムが固定された状態で、他方のワイヤロープ巻取ドラムのみが解放されている場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に分けて示した図である。 図１０（ａ）は、図９の実施形態において、水門設備の作動連動装置により、水門設備の左右両側のワイヤロープ巻取ドラムが解放された場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に分けて示した図である。図１０（ｂ）は図９（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ）の実施形態に係る水門設備の概略斜視図である。 図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明における１つの実施形態において、水門設備の右側または左側の一方のワイヤロープ巻取ドラムが固定された状態で、他方のワイヤロープ巻取ドラムのみが解放されている場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に分けて示した図である。 図１２（ａ）は、図１１の実施形態において、水門設備の作動連動装置により、水門設備の左右両側のワイヤロープ巻取ドラムが解放された場合において、扉体が降下している状態を一対のワイヤロープの其々に関して示した図である。図１２（ｂ）は図１１（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ）の実施形態に係る水門設備の概略斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。ここで、同一の構成要素または相当する構成要素については、同一の符号で示し、適宜その説明を省略する。また、本発明は以下に示した例示的な実施形態に過度に限定されない。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る水門設備１は、径間が大きく、開閉操作時の荷重が大きな水門設備に使用される水門開閉装置４であり、水路を開閉する扉体３を昇降自在に案内する左右の門柱２，２には、電動機５及びワイヤロープ巻取ドラム７を有する水門開閉装置４がそれぞれ設置されている。なお、以下の説明では、左右の門柱２，２に設置される左右の水門開閉装置４の構造は同様の構造であるので、一方の水門開閉装置４（図１において左側に示す水門開閉装置４）を中心に説明する。

図１に示すように、水門開閉装置４は、電動機５と、自重降下装置６と、電動機５により回転駆動されるワイヤロープ巻取ドラム７と、このワイヤロープ巻取ドラム７に一端が掛止されるワイヤロープ８ａと、を備えている。なお、ワイヤロープ８ａの他端は、他方の水門開閉装置４のワイヤロープ巻取ドラム７に掛止される。
また、電動機５と自重降下装置６は、電動・自重降下切替装置９を介してワイヤロープ巻取ドラム７に連結されており、電動操作時には、電動・自重降下切替装置９を介して電動機５をワイヤロープ巻取ドラム７に連結して、ワイヤロープ８ａにより扉体３を昇降操作すると共に、自重降下操作時には、電動・自重降下切替装置９を介して自重降下装置６をワイヤロープ巻取ドラム７に連結して、ワイヤロープ８ａにより扉体３を自重降下させる。

さらに、電動機５と電動・自重降下切替装置９との間に油圧押し上げ式ブレーキ（ブレーキ装置）１０が設けられると共に、自重降下装置６と電動・自重降下切替装置９との間に油圧押し上げ式ブレーキ（ブレーキ装置）１１が設けられている。電動・自重降下切替装置９は差動歯車装置であり、電動機５又は自重降下装置６の一方を固定することにより他方の回転をワイヤロープ巻取ドラム７に伝達するようになっている。そして、電動操作時には、ブレーキ装置１０を電動操作により解放して、電動機５の駆動力をワイヤロープ巻取ドラム７に伝達する。また、自重降下操作時には、ブレーキ装置１１を手動または後述する作動連動装置２０により解放して、自重降下装置６に連結されたワイヤロープ巻取ドラム７の回転速度を調整して、扉体３を所定の降下速度で自重降下させる。大型の水門設備の扉体を自重降下させる場合、ブレーキ装置１１は１台ないし複数台必要とされ、２台以上のときはブレーキ装置１１，１１をほぼ同時に解放させる必要がある。
図２は２台のブレーキ装置を使用した事例を示している。
なお、自重降下装置６は遠心ブレーキ等（図示省略）を備えており、扉体３の自重降下操作時に、扉体３の自重降下速度を所定の降下速度に制限している。

また、図１に示すように、左右の水門開閉装置４の各ワイヤロープ巻取ドラム７に一端を掛止したワイヤロープ８ａ，８ｂは、以下のようにワイヤリングされている。
まず、一方の水門開閉装置４のワイヤロープ巻取ドラム７に一端を掛止した一方のワイヤロープ８ａは、扉体３に回転自在に設置した滑車１３ａ，１４ａ，１６ａ（動滑車）と、他方の門柱２に設置した滑車１５ａ（定滑車）にそれぞれ巻回された後、その他端が他方の水門開閉装置４のワイヤロープ巻取ドラム７に掛止されている。また、他方の水門開閉装置４のワイヤロープ巻取ドラム７に一端を掛止した他方のワイヤロープ８ｂは、扉体３に回転自在に設置した他方の滑車１３ｂ，１４ｂ，１６ｂ（動滑車）と、一方の門柱２に設置した滑車１５ｂ（定滑車）にそれぞれ巻回された後、その他端が一方の水門開閉装置４のワイヤロープ巻取ドラム７に掛止されている。

そして、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂは以上のようにワイヤリングされているため、左右の電動機５，５を正転または逆転させて、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂを同時に巻き取りまたは巻き戻しすることにより、扉体３を左右の門柱２，２に沿って平衡状態を保持した状態で昇降させて水門を開閉することができる。なお、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂの内、いずれか一方のワイヤロープ巻取ドラム７を回転させることにより、常時の１／２の開閉速度で扉体３を開閉操作することができる。

また、本実施の形態に係る水門設備１では、扉体３の自重降下操作時には、一方の水門開閉装置４の自重降下装置６を作動させる（ブレーキ１１を解放する）ことにより他方の水門開閉装置４の自重降下装置６を機械的に連動させて作動させることができる作動連動装置２０を備えている。

図２及び図３に示すように、本実施の形態に係る水門設備１の作動連動装置２０は、伝動軸２３と、伝動軸２３に連結された電磁クラッチ２４と、トルクリミッタ（過回転遮断装置）２５と、電磁クラッチ２４とトルクリミッタ２５との間に設けた一方向回転クラッチ２６と、これらを内部に収容したクラッチボックス３３と、伝動軸２３のトルクを直交方向に変換して取り出す２台のギアボックス（出力方向変換ギア）３４，３４’と、を備えている。伝動軸２３は、ギアボックス３４，３４’を介して各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー軸１２，１２に連結されている。そして、各解放レバー軸１２，１２には、各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー２８，２８が連結されている。また、手動ハンドル２９及び単相モータ３０が、２台のギアボックス３４，３４’を介して、各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー軸１２，１２に連結されている。ギアボックス３４，３４’と各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー２８，２８との間には、各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー２８，２８を同期して解放／制動させるための一定トルク制御器３５が設けられている。

水門設備１の作動連動装置２０は、一方の水門開閉装置４のワイヤロープ８ａの移動、すなわち、ワイヤロープ８ａにより回転される滑車１５ａの回転トルク（入力１）、２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８に連結された手動操作手段である手動ハンドル２９による回転トルク（入力２）、または、単相モータ３０による回転トルク（入力３）を、選択的に、他方の水門開閉装置４の自重降下装置６をロックしている２台のブレーキ装置１１，１１を解放する手動操作レバー軸１２，１２（出力）に伝達するように構成されている。

水門設備１の作動連動装置２０の入力１による２台のブレーキ装置１１，１１の解放操作について説明する。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、滑車回転伝達装置３１は、滑車１５ａとスプロケット２２との間に巻回したチェーン２１と、スプロケット２２と伝動軸２３との間に取り付けられた伝達軸３２及び変速ギア２７から構成されている。なお、水門設備１の水門開閉装置４が備える滑車回転伝達装置３１は、回転運動伝達手段としてチェーン，スプロケット，伝達軸，及び変速ギアを使用しているが、滑車１５ａの回転運動を伝動軸２３に伝達することができるものであれば、フレキシブルシャフト及びワイヤ等を適宜使用することができる。

図６は、滑車回転伝達装置３１の他の実施形態を示す概略図である。この図に示されているように、滑車回転伝達装置３１’は、さらに、ワイヤロープ８ａを挟み、かつ、ワイヤロープ８ａの移動に対して、従動回転するように設置された一対のローラ４５，４５を含む。この一対のローラ４５，４５は、適当な位置に設置可能であり、設置場所によっては、水平方向に配置されたワイヤロープ８ａを、上下に挟むことも可能である。
これにより、いずれか一方のワイヤロープ巻取ドラム７を回転させることによるワイヤロープ８ａの移動に伴って回転する一対のローラ４５，４５のいずれか一方の回転トルク（入力１’）を、滑車回転伝達装置３１の滑車１５ａの回転トルク（入力１）の代わりに用いることができる。

一方（図１において左側）のワイヤロープ巻取ドラム７を解放した場合、滑車回転伝達装置３１は、一方のワイヤロープ８ａが移動することにより滑車１５ａが回転（正転）すると、滑車１５ａに巻回されたチェーン２１を介してスプロケット２２に回転運動が伝達され、スプロケット２２が回転することにより伝達軸３２も回転する。さらに、伝達軸３２の回転が、変速ギア２７を介して、作動連動装置２０の伝動軸２３を回転させる。
伝動軸２３の回転は、２台のギアボックス３４，３４’を介して、２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８に伝達され、各解放レバー２８，２８と連結した各解放レバー軸１２，１２が回動して、各解放レバー２８，２８が矢印の方向に移動してストッパー（図示せず）に当接すると、他方の水門開閉装置４の自重降下装置６の動作をロックしている２台のブレーキ装置１１，１１が解放される。

この滑車１５ａの正転，逆転は、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置６，６を連動させた扉体３の自重降下が定常的になるまで、ワイヤロープの掛け数、滑車の設置位置、または自重降下状況によって決まるため、滑車１５ａの回転数及び回転方向は一様でない。この滑車１５ａの回転については、図７〜１２を参照して後述する。

ここで、伝動軸２３の回転トルクは、各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を解放する方向においては、クラッチボックス３３内に収容されている一方向回転クラッチ２６が共転することにより、各解放レバー軸１２，１２に伝達され、また、各解放レバー２８，２８を制動する方向においては、一方向回転クラッチ２６が空転することにより、各解放レバー軸１２，１２に伝達されない。従って、入力１が各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を再制動させて、水門設備１の他方の水門開閉装置４の自重降下を止めることがないため、扉体３を確実に自重降下させることができる。

また、これらのブレーキ装置１１，１１は、各ブレーキ装置１１，１１内部のコイルバネを押し縮めることにより各ブレーキ装置１１，１１内部のブレーキ機構を解放する構造であり（図示せず）、このコイルバネのバネ定数には個体差がある。２台のブレーキ装置１１，１１を必要とする大型水門に適用する本実施の形態に係る水門装置１においては、２台のブレーキ装置１１，１１をほぼ同時に解放／制動する必要がある。従って、図２（ｃ）のように、水門設備１の作動連動装置２０は、各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２と連動する、所定の範囲においてトルクを伝達する一定トルク制御器３５，３５を設けることにより、各ブレーキ装置１１，１１のコイルバネのバネ定数における個体差を吸収して、２台のブレーキ装置１１，１１の解放動作の同期をとるようにしている。

また、滑車１５ａの回転は、解放レバー軸１２がブレーキ解放側に回転された後も扉体３が着床するまで継続する。そこで、各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２の必要以上の回転を遮断するために、水門設備１の作動連動装置２０は、クラッチボックス３３内に機械式のトルクリミッタ（過回転遮断装置）２５を備えており、このトルクリミッタ２５は、各解放レバー２８，２８がストッパー（図示せず）により回転を拘束された場合に、伝動軸２３に生じる必要以上の回転トルクを遮断するように機能する。

さらに、クラッチボックス３３内に介装した電磁クラッチ２４が、水門開閉装置４の電動操作時に滑車回転伝達装置３１の作動を阻止するために備えられており、電動操作時、すなわち、電源ＯＮ時には電磁クラッチ２４を切り離して、伝動軸２３の回転を遮断して、伝動軸２３の回転を２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２に伝達させないように構成されている。

なお、各解放レバー２８，２８のブレーキ作動側への復帰は、通常、各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を手動でブレーキ作動位置に移動させることにより行われる。この場合、伝動軸３２の回転が拘束されていたとしても、トルクリミッタ２５がスリップするので、各手動操作レバー２８，２８をブレーキ作動側に容易に復帰させることができる。

水門設備１の作動連動装置２０の入力２によるブレーキ装置１１，１１の解放操作について説明する。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、手動ハンドル２９が、変速ギア２７’及び回転軸方向を変換する２台のギアボックス３４，３４’を介して、２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８に連結されており、作業員がこの手動ハンドル２９を、各ブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２が解放される方向に回すことによる回転トルク（入力２）によって、水門開閉装置４の自重降下装置６の動作をロックしている２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２は解放される。

ここで、クラッチボックス３３内に収容されている一方向回転クラッチ２６は、手動ハンドル２９が２台の油圧押し上げブレーキ１１，１１の各解放レバー２８，２８を解放させる方向に回転される場合、空転するように設定されているため、電磁クラッチ２４やトルクリミッタ２５が切り離されていなくても、作業員が手動ハンドル２９を回転させることができる。従って、手動ハンドル２９を用いて水門設備１の扉体３を自重降下させること（入力２）は、緊急時（例えば単相モータ３０を駆動させることができない状況）や点検運転時には有効な解放手段となる。そして、入力２によって一方の水門開閉装置４のブレーキ装置１１，１１が解放されることにより、他方の作動連動装置２０を入力１により作動させることができるので、左右両方の水門開閉装置４の自重降下装置６を連動して作動させることができる。

また、自重降下装置６が作動した後、作業員が手動ハンドル２９を、２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を制動する方向に回転させようとしても、クラッチボックス３３内に収容されている一方向回転クラッチ２６が共転するため、手動ハンドル２９を回転させることはできない。手動ハンドル２９を用いて２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を制動操作する必要がある場合は、手動ハンドル２９と入力１側の滑車１５ａが連結されないように、解放レバー３６（後述）により電磁クラッチ２４を切り離した上で、手動ハンドル２９を回転させて２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー２８，２８を操作する。

水門設備１の作動連動装置２０の入力３によるブレーキ装置１１，１１の解放操作について説明する。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、水門設備１の作動連動装置２０は、無停電電源装置（図示せず）によって駆動される単相モータ３０が手動ハンドル２９と別の駆動軸において２台のブレーキ装置１１，１１の各解放レバー軸１２，１２に連結して備えられており、２台のギアボックス３４，３４’を介して単相モータ３０の回転トルクを、各解放レバー２８，２８を介して、２台のブレーキ装置１１，１１を解放する手動操作レバー軸１２，１２に伝達する。無停電電源装置で作動する単相モータ３０は、緊急・災害時などに電源を喪失した場合または点検運転を行う場合、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置６，６を連動させて扉体３を自重降下させるためのもう一つの解放手段となる。また、単相モータ３０は、多相モータと比較して低コストで汎用性があるため、交換が容易である。そして、入力２の場合と同様、一方の水門開閉装置４の油圧押し上げブレーキ１１，１１が解放されることにより、他方の作動連動装置２０を入力１により作動させることができるので、左右両方の水門開閉装置４の自重降下装置６を連動して作動させることができる。

図３（ｂ）に示すように、電磁クラッチ２４とトルクリミッタ２５は解放レバー３６とトリップ復帰レバー３７を各々有する。水門設備１の作動連動装置２０は、クラッチボックス３３に、電磁クラッチ２４が切り離されたこと、及び、過負荷によりトルクリミッタ２５が切り離されたことを容易に検知するための機械的検知スイッチ３８，３９が各々設置されている。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、電磁クラッチ２４の解放レバー３６とトルクリミッタ２５のトリップ復帰レバー３７は、回転軸のキー４０とキー溝４１との間に隙間Ｍを有する。図４（ｃ）に示すように、この隙間Ｍがあるため、電磁クラッチ２４の解放レバー３６及びトルクリミッタ２５のトリップ復帰レバー３７は、電磁クラッチ２４の電動切り離し時、及び、過負荷によってトルクリミッタ２５が切り離された時において、２つのレバー３６，３７の回転軸だけが回転し、レバー３６，３７が動作しない安全構造に形成されている。

図５（ａ）に示すように、水門設備１の作動連動装置２０は、クラッチボックス３３にトルクリミッタ２５のトリップ状態を復帰させるための復帰ハンドル４２を有する。図５（ｃ）に示すように、この復帰ハンドル４２は、復帰ハンドル４２と連動するスプロケット４３、及び、スプロケット４３とトルクリミッタ２５との間に巻回したチェーン４４を介してトルクリミッタ２５を回転させてトルクリミッタ２５を復帰させる。図５（ａ）（ｂ）に示すように、復帰ハンドル４２の左端部と、スプロケット４３に当接する回転軸Ｒの右端部には、作業員が復帰ハンドル４２を水平方向に押す／引くことによって必要なときのみに互いにかみ合う／切り離されるようにスプライン構造Ｓが形成されており、安全性と操作性が向上している。なお、本実施の形態に係る水門設備１の水門開閉装置４が備える復帰ハンドル４２は、回転運動伝達手段としてチェーンとスプロケットを使用しているが、復帰ハンドル４２の回転運動をトルクリミッタ２５に伝達することができるものであれば、ギア及びベルト等を適宜使用することができる。

上述したように、本実施の形態に係る水門設備１の水門開閉装置４は、作動連動装置２０を備えているので、扉体３の自重降下操作時に一方の水門開閉装置４の自重降下装置６を作動させると他方の水門開閉装置４の自重降下装置６も機械的に連動して作動させることが可能となる。従って、左右の水門開閉装置４を利用して扉体３の自重降下を開始することができるため、所定の降下速度（片側作動時の２倍の速度）を得ることができる。これにより、緊急・災害時などの電源喪失時における扉体３の自重降下操作においても左右の水門開閉装置４，４にそれぞれ操作員を配置して操作を行う必要がなく、一人の操作員だけで入力１または２により一方の水門開閉装置４の自重降下装置６を作動させることにより、左右の水門開閉装置４，４を連動させて適切に操作することが可能となる。さらに、遠隔操作で扉体３の自重降下操作を行っている場合、左右の水門開閉装置４，４のいずれか一方の制御線が喪失されたとしても、残りの制御線を利用して、両方の水門開閉装置４の自重降下装置６を連動して作動させることができ、所定の降下速度で扉体３の自重降下操作を行うことができる。

次に、図７〜１２を参照して、作動連動装置２０を実際に水門設備に設置する場合のワイヤリングを説明する。これらの図に示されているように、水門設備１の左右両側の定滑車は、実際にはワイヤロープ８ａまたは８ｂから１つの定滑車へかかる負荷を軽減するために、複数個必要となる。また、これらの図には、ワイヤロープ８ａ，８ｂのロープの移動量、及び、複数設置される定滑車と動滑車の回転方向及び回転数を模式的に示している。

図７（ａ）の上図と下図の其々は、右側のワイヤロープ巻取ドラム７がロックされた状態で、左側のワイヤロープ巻取ドラム７のみが解放されて、左側のワイヤロープ巻取ドラム７に巻き取られた一対のワイヤロープ８ａ，８ｂがリリースされ、扉体３が降下している状態を示している。

この図において、５つの定滑車（（ｃ，ｅ，ｇ，ｉ，ｋ）及び（ｏ，ｑ，ｓ，ｕ，ｖ））と、７つの動滑車（（ａ，ｂ，ｄ，ｆ，ｈ，ｊ，ｌ）及び（ｍ，ｎ，ｐ，ｒ，ｔ，ｖ，ｘ））に、ワイヤロープ８ｂ，８ａが其々掛けられている。また、１つの動滑車ａ（または動滑車ｍ）が水門設備１の右側（または左側）に設置され、残りの定滑車及び動滑車はその逆側に設置されている（図８（ｂ）参照）。図７（ａ）において、ワイヤロープ８ａ，８ｂに並行した直線矢印に隣接して記述されている数値（例えば＋１２，＋１０など）は、扉体３が降下しているときのワイヤロープ８ａ，８ｂの例示的な移動量を示している。この移動量は、扉体３が降下することにより全ての動滑車が下方へ移動することに伴って動滑車ｌからａ（または動滑車ｍからｘ）に向かって減少している。このワイヤロープ８ａ，８ｂの移動量の変化に関連して、一対の５つの定滑車と７つの動滑車は、図における各滑車に隣接した湾曲矢印によって示されている方向（時計回りを正とした）、及び、この矢印に隣接した例示的な回転量（例えば−１２，−１０など）で回転することになる。
また、図７（ｂ）並びに図８〜１２における、ワイヤロープ８ａ，８ｂの移動量及び滑車の回転方向と回転量の定義は、図７（ａ）の定義と同様である。

ここで、水門設備１の右側に設置される定滑車ｏの反時計まわりの回転が作動連動装置２０を作動させるための連動検出部Ｇとなるように、定滑車ｏは、図２の定滑車１５ａに代わって、作動連動装置２０の変速ギア２７に連結されている（図示せず）。従って、右側の定滑車ｏの反時計まわりの回転が、水門設備１の右側に設置された作動連動装置２０を作動させて水門設備１の右側のワイヤロープ巻取ドラム７を解放することが可能となる。

図７（ｂ）は、水門設備１の左側のワイヤロープ巻取ドラム７が固定された状態で、水門設備１の右側のワイヤロープ巻取ドラム７のみが解放されている場合を示しており、図７（ａ）と比較してワイヤロープ巻取ドラム７，７が固定／解放される左右が入れ替わっているだけである。従って、上述した図７（ａ）の説明とほぼ同様の内容となるため、図７（ｂ）の説明を省略する。この場合、水門設備１の左側に設置された定滑車ｃの時計まわりの回転が、水門設備１の左側の作動連動装置２０を作動させて左側のワイヤロープ巻取ドラム７を解放する。

図８（ａ）は、図７（ａ）または（ｂ）の片側のワイヤロープ巻取ドラム７のみのリリース状態に対して、作動連動装置２０により左右両方のワイヤロープ巻取ドラム７，７が回転し、扉体３が定常的に降下している状態を示している。
この状態において、左右のワイヤロープ巻取ドラム７，７の一方の回転による定滑車または動滑車の回転は、左右のワイヤロープ巻取ドラム７，７の他方の回転によって、相互に打ち消し合う。故に、この滑車の設置条件下では、滑車ｇ，ｓが回転しなくなり、さらに、ワイヤロープ８ａ，８ｂの連動検出部Ｇに相当する滑車ｃ，ｏは＋８，−８の回転方向及び回転量に収束する。ここで、上述したようにトルクリミッタ２５が機能し、伝動軸２３、つまり各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー２８，２８、に生じる必要以上の回転トルクを遮断する。

また、このときに連動検出部Ｇに相当する滑車ｃ，ｏを滑車ｇ，ｓに変更した場合、扉体３の定常降下状態において連動検出部Ｇに相当する滑車が回転しなくなる。これにより、滑車ｇ，ｓを連動検出部Ｇに相当させると、連動検出部Ｇに相当する滑車が、図１の実施形態に係る水門設備１の定滑車１５ａと同様に、扉体３の定常降下状態において回転しなくなり、扉体３の定常降下状態における作動連動装置２０の再制動を防ぎ、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置２０，２０を連動して扉体３を確実に降下させることができる。

図８（ｂ）は、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ）の実施形態に係る水門設備１の概略斜視図である。
この図に示されているように、一方のワイヤロープに掛けられる滑車が、この実施形態において合計１２個あるため、ワイヤロープ８ａ，８ｂの滑車への掛け数は、一方のワイヤロープにおいて１２本掛けの、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂにおいて合計２４本掛けとなる。さらに、一方のワイヤロープにおいて、水門設備１の左側と右側（または右側と左側）に設置される滑車の個数の比率は１：１１である。

図９及び１０の実施形態に係る水門設備１は、図７及び８の実施形態に係る水門設備１と比較して、ワイヤロープ８ａ，８ｂの一方において、３つの滑車ａ，ｂ，ｃ（または滑車ｍ，ｎ，ｏ）が水門設備１の右側（または左側）に設置され、残りの定滑車及び動滑車はその逆側に設置されていることが異なるが、図７（ａ），（ｂ）及び８（ａ）を参照しながら説明した上述内容と同様に図９（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ）の各図の扉体３が降下する。
この場合、図９（ａ），（ｂ）に示されている連動検出部Ｇは、滑車ｐまたは滑車ｅの逆転または正転となり、図１０（ａ）の扉体３の定常降下状態において、滑車ｇ，ｓが回転しなくなり、さらに、ワイヤロープ８ａ，８ｂの連動検出部Ｇに相当する滑車ｅ，ｐは＋４，−４の回転方向及び回転量に収束する。ここで、図７，８の実施形態に係る水門設備１と同様にトルクリミッタ２５が機能し、伝動軸２３、つまり各ブレーキ装置１１，１１の解放レバー２８，２８、に生じる必要以上の回転トルクを遮断する。

さらに図７，８の実施形態に係る水門設備１と同様に、滑車ｇ，ｓを連動検出部Ｇに相当させると、連動検出部Ｇに相当する滑車が、図１の実施形態に係る水門設備１の定滑車１５ａと同様に、扉体３の定常降下状態において回転しなくなる。これにより、扉体３の定常降下状態における作動連動装置２０の再制動を防ぎ、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置２０，２０を連動して扉体３を確実に降下させることができる。

図１０（ｂ）は、図９（ａ），（ｂ）及び図１０（ａ）の実施形態に係る水門設備１の概略斜視図である。図８（ｂ）と同様に、ワイヤロープ８ａ，８ｂの滑車への掛け数は、一方のワイヤロープにおいて１２本掛けの、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂにおいて合計２４本掛けである。またここでは、一方のワイヤロープにおいて、水門設備１の左側と右側（または右側と左側）に設置される滑車の個数の比率は３：９（つまり１：３）となる。

図１１及び１２の実施形態に係る水門設備１は、図７の実施形態に係る水門設備１と比較して、ワイヤロープ８ａ，８ｂの一方において、５つの滑車ａ〜ｅ（または滑車ｍ〜ｑ）が水門設備１の右側（または左側）に設置され、残りの定滑車及び動滑車はその逆側に設置されていることが異なるが、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ）を参照しながら説明した上述内容と同様に図１１（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ）の各図の扉体３が降下する。
この場合、図１１（ａ），（ｂ）に示されている連動検出部Ｇは、滑車ｓまたは滑車ｇの逆転または正転となり、さらに、図１２（ａ）の扉体３の定常降下状態においては、この滑車ｇ，ｓが回転しなくなる。これにより、扉体３の定常降下状態における作動連動装置２０の再制動を防ぎ、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置２０，２０を連動して扉体３を確実に降下させることができる。

図１２（ｂ）は、図１１（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ）の実施形態に係る水門設備１の概略斜視図である。図８（ｂ）と同様に、ワイヤロープ８ａ，８ｂの滑車への掛け数は、一方のワイヤロープにおいて１２本掛けの、一対のワイヤロープ８ａ，８ｂにおいて合計２４本掛けである。ここでは、一方のワイヤロープにおいて、水門設備１の左側と右側（または右側と左側）に設置される滑車の個数の比率は５：７となる。

図８（ｂ），図１０（ｂ），または図１２（ｂ）のように、滑車の設置位置が異なる、換言すると、水門設備１の左側と右側に設置される滑車の個数の比率が異なることにより、其々の滑車の回転方向及び回転数が異なってくる。また、連動検出部Ｇに相当する滑車が扉体３の定常降下状態において回転しないように設定した場合、扉体３の定常降下状態における作動連動装置２０の再制動を防ぎ、左右の水門開閉装置４，４の自重降下装置２０，２０を連動して扉体３を確実に降下させることができる。

１…水門設備、 ３…扉体、 ４…水門開閉装置、 ５…電動機、
６…自重降下装置、 ７…ワイヤロープ巻取ドラム、 ８ａ，８ｂ…ワイヤロープ、
１１…油圧押し上げ式ブレーキ（ブレーキ装置）、
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ…滑車、
２０…作動連動装置、 ２４…電磁クラッチ、
２５…トルクリミッタ（過回転遮断装置）、
２６…一方向回転クラッチ、 ２９…手動ハンドル（手動操作手段）、
３０…単相モータ、 ３１…滑車回転伝達装置、 ３５…一定トルク制御器

Claims (7)

1. 電動機及びワイヤロープ巻取ドラムを有し、ワイヤロープによって扉体を昇降させて水門を開閉する左右の水門開閉装置と、左右の水門開閉装置のそれぞれに装備され前記ワイヤロープ巻取ドラムを解放して前記扉体を自重により降下させる自重降下装置とを備えた水門設備において、左右の前記水門開閉装置の間に設けられて、一方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させることにより、他方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させる作動連動装置であって、
   前記水門設備は、一端が一方の前記水門開閉装置のワイヤロープ巻取ドラムに掛止されて他端が他方の前記水門開閉装置のワイヤロープ巻取ドラムに掛止された一対の前記ワイヤロープを有し、
   一対の前記ワイヤロープの一方は、一方の前記水門開閉装置側に設けられた一方の複数の定滑車及び前記扉体側に設けられた一方の複数の動滑車を経由し、他方は、他方の前記水門開閉装置側に設けられた他方の複数の定滑車及び前記扉体側に設けられた他方の複数の動滑車を経由してワイヤリングされており、
   前記作動連動装置は、一方の前記定滑車に巻装された前記ワイヤロープの移動により一方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させ、他方の前記複数の定滑車の１つに巻装された前記ワイヤロープの移動により他方の前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させる滑車回転伝達装置を備え、該滑車回転伝達装置には、前記１つの定滑車の前記自重降下装置を作動させる方向の回転を伝達し、その反対方向の回転を遮断する一方向回転クラッチが設けられていることを特徴とする水門設備の作動連動装置。
2. 前記滑車回転伝達装置には、さらに、トルクリミッタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水門設備の作動連動装置。
3. 前記滑車回転伝達装置には、さらに、通電時に切り離される電磁クラッチが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の水門設備の作動連動装置。
4. 前記自重降下装置の停止及び作動を手動操作する手動操作手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水門設備の作動連動装置。
5. 前記自重降下装置は複数のブレーキ装置を備え、各ブレーキ装置に所定の範囲のトルクを伝達して自重降下装置を作動させる一定トルク制御器を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水門設備の作動連動装置。
6. 無停電電源装置によって駆動される単相モータが、前記一定トルク制御器を介して前記複数のブレーキ装置に連結されていることを特徴とする請求項５に記載の水門設備の作動連動装置。
7. 前記滑車回転伝達装置は、前記ワイヤロープの移動によって回転する滑車またはローラの回転により、前記水門開閉装置の自重降下装置を作動させることを特徴とする請求項１に記載の水門設備の作動連動装置。
   

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