JP6405939B2

JP6405939B2 - 閉門装置

Info

Publication number: JP6405939B2
Application number: JP2014239674A
Authority: JP
Inventors: 幸男川▲崎▼; ▲祥▼志郎山▲崎▼; 俊彦城武
Original assignee: 株式会社朝日技研
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: JP2016102299A

Description

本発明は、陸閘、防潮扉などの門扉を、駆動力として電気を一切使用せずに機械部品の構成によって閉めるために用いられる閉門装置に関する。

従来、台風などによる高潮や、地震などによる津波など、住宅地、商業施設、工場区域に甚大な被害を及ぼす水害を防止するために海岸線などに陸閘や防潮扉などが敷設されている。

これらの陸閘や防潮扉などに使用される門扉は金属製で重量も重いことから、電気を駆動力にしてこれら門を閉じる電気駆動装置が設けられていることがあるが、大きな台風や地震が発生して途中で送電線などが破断したときには、電気駆動装置に電気が供給されないため門扉を閉めることが困難となる。

このため、駆動力として電気を一切使用しない陸閘や防潮扉の門扉を閉める装置が種々開発されている。例えば、特許文献１には、防潮堤の開口部を開閉する横引き式の防潮扉の閉門装置であって、防潮扉が閉門する方向に降るように傾斜するガイドレール上を自重により移動することで防潮扉を閉門する装置が開示されている。

特開２００６−２５５２号公報

しかしながら、先行特許文献１に記載の閉門装置では、防潮扉が開門状態から移動し始めたときは防潮扉の移動速度が遅く、徐々に防潮扉の移動速度が速くなり、閉門する直前に防潮扉の移動速度が最大となる。このため、例えば、防潮扉の外側、すなわち防潮扉の海側に取り残されている人が、防潮扉が閉まり始めることに気付いて防潮扉の内側、すなわち防潮扉の陸側に移動しようとしても、防潮扉の移動速度が加速度的に速くなるため防潮扉と防潮堤の間に挟まれる危険性があり、その危険性を回避するためその防潮扉の内側に移動することを諦めて閉めだされる可能性があった。

そして、一度、防潮扉が動き出すとガイドレールの傾斜により防潮扉の自重で移動速度が決まってしまい予め移動速度を調節することができなかった。

また、防潮扉が移動するガイドレールが傾斜しているため、石やゴミなどが蓄積しやすく、非常に防潮扉をきちんと閉めるために適宜清掃が必要となり負担である。

そのため、本発明において、台風などによる高潮や、地震などによる津波など水害が懸念されるときなどに、陸閘、防潮扉などの門扉を、駆動力として電気を一切使用せずに機械部品の構成によって閉めることができ、門扉の移動速度がおおよそ一定に保つことができ、門扉の移動速度の調節も行うことができる閉門装置を提供することを目的とする。

〔１〕すなわち、本発明は、鉛直上下方向に移動可能である第一錘と、前記第一錘を吊持する線状部材と、前記線状部材を介して連動し、前記第一錘の移動方向とは反対に移動する第二錘と、前記第一錘が鉛直下向きに移動するときに発生する力を門扉に伝える動力伝達手段と、前記線状部材を巻装可能であり、前記動力伝達手段に接続された回転体と、
前記線状部材に従動し、前記第二錘を吊持する流体圧シリンダーと、を備えることを特徴とする閉門装置である。

〔２〕そして、前記動力伝達手段が、前記回転体と接続され、大きさの異なる複数の歯車からなる変速機と、前記変速機と連動する駆動ギアと、前記駆動ギアと噛合し前記門扉に固設された駆動ギアラックを含有することを特徴とする前記〔１〕に記載の閉門装置である。

〔３〕そして、前記第一錘が、箱状であることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載の閉門装置である。

〔４〕そして、前記流体圧シリンダーに、内部の流体の移動を遮断しうるバルブが付設されていることを特徴とする前記〔１〕から前記〔３〕のいずれかに記載の閉門装置である。

本発明の閉門装置によれば、台風などによる高潮や、地震などによる津波など水害が懸念されるときなどに、陸閘、防潮扉などの門扉を、駆動力として電気を一切使用せずに機械部品の構成によって閉めることができ、門扉の移動速度がおおよそ一定に保つことができ、門扉の移動速度の調節も行うことができる。

本発明の一実施形態を表す閉門装置において、門扉が開いている状態を示す正面図である。本発明の一実施形態を表す閉門装置において、門扉が閉まっている状態を示す正面図である。本発明の一実施形態を表す閉門装置において、門扉が閉まっている状態を示す平面図である。本発明の一実施形態を表す閉門装置において、門扉が閉まっている状態を示す左側面図である。本発明の一実施形態を表す閉門装置において、第一錘、第二錘、線状部材等の近傍を拡大し、一部省略した斜視図である。

以下、本発明に係る閉門装置Ｅに関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。また、説明中の鉛直上下方向は、図１、図２における左側が上方、右側が下方であり、図３における紙面手前側が上方、紙面向こう側が下方、図４における上側が上方、下側が下方となる。

図１、図２などに示すように、本発明の閉門装置Ｅは、高潮や津波などにより上陸しようとする海水などを堰き止める門扉Ｄを、線状部材２、動力伝達手段４を介して、鉛直上下方向に移動可能である第一錘１が鉛直下向きに移動するときに発生する力によって、電気を一切使用せずに閉めることができる装置であり、第二錘３により門扉Ｄの移動速度をおおよそ一定に保つことができる装置である。

第一錘１は、支柱Ｐの一方側に位置し、線状部材２を介して支柱Ｐに沿って鉛直上下方向に移動可能である部材である。第一錘１は、重力により常に鉛直下向きに移動しようとする力が働いており、また、上端を線状部材２で固設されているため鉛直上向きに移動することもできる。第一錘１は、それ自体重量があり錘としての機能を持つが、本実施形態では、図４に示すように、他の錘を収容可能な箱の形状を有しており、容器としての機能も持つ。このため、種々の重量の門扉に対して使用することができる。例えば、本実施形態で用いた門扉Ｄよりも重量の重い門扉を用いる場合には、第一錘１の中にさらに他の錘を収容して重量を増やし、その重量の重い門扉に対しても円滑に閉門できるようにすることができる。

また、本実施形態で示すように、第一錘１には、支柱Ｐに当接する複数の補助車輪ＡＷが設けられていることが好ましい。このように、第一錘１に支柱Ｐと当接する複数の補助車輪ＡＷが設けることにより、第一錘１が鉛直上向き又は下向きの方向に移動するときに支柱Ｐに衝突して生じる摩擦により鉛直上下方向の移動が円滑に為されてないことを防ぐことができる。さらに、図１、図２に示すように、複数の補助車輪のうち少なくとも1つは支柱Ｐの鍔を第一錘１と挟持するように設けられていることが好ましい。これにより、第一錘１と支柱Ｐとの距離を一定に保つことができるため、地震などで大きな揺れが生じたときにでも第一錘１が支柱Ｐを傷つけたり折り曲げたりすることなく円滑に鉛直下向きの方向に移動して門扉Ｄを閉めることができる。

線状部材２は、第一錘１を吊持する部材である。本実施形態では、図１、図２などに示すように、線状部材２は、一端が第一錘１に固定され、支柱Ｐの上端に設けられた定滑車ＦＰ１、ＦＰ２と係合し、他端が支柱Ｐの下端近傍に設けられた回転体５に巻装可能に固定されている。そして、線状部材２´は、一端が回転体５に巻装可能に固定され、定滑車ＦＰ３及び動滑車ＭＰと係合して、他端が定滑車ＦＰ３の近傍に位置する支柱Ｐの一部に固定されている。本実施形態では、線状部材２と線状部材２´は、連続した一本の部材であり、第一錘１と第二錘３を円滑に連動させることができる。なお、他の実施形態において、線状部材２と線状部材２´を互いに独立した部材とすることもできる。

また、線状部材２は、本実施形態において金属性のワイヤーロープを用いているが、他の実施形態において、環状の部材を連結して線状とした鎖などを用いることもできる。

そして、線状部材２´は、図５で示すように、定滑車ＦＰ３、動滑車ＭＶと２回ずつ係合しているため、動滑車ＭＶは、定滑車ＦＰ３及び支柱Ｐにより４つの線状部材２´で支持されるようになっており、第一錘１の移動距離よりも第二錘３の移動距離を短くすることができ、閉門装置Ｅの高さを低く設計することができる。また、他の実施形態において、定滑車ＦＰ３、動滑車ＭＶと１回又は３回以上係合するようにして、線状部材２´で動滑車ＭＶを支持することもできる。

第二錘３は、線状部材２・２´を介して第一錘１と連動して、第一錘１の移動方向とは反対に移動する部材である。第一錘１が鉛直上方から下方に向かって移動しようとするときに、第二錘３が第一錘１の移動方向とは反対に鉛直下方から上方に向かって第一錘１と連動して上昇するため、第一錘１は、等加速度的には落下せずに、おおよそ一定の速度で落下する。その第一錘１の移動するときに発生する力が、線状部材２、回転体５、動力伝達手段４に伝わって、門扉Ｄをおおよそ一定の速度で移動させることができる。本実施形態では、支柱Ｐを挟んで第一錘１とは反対側に位置しており、定滑車ＦＰ３、動滑車ＭＶと係合する線状部材２´を介して吊り上げられた状態となっている。

第二錘３は、第一錘１より重量が軽いことが好ましい。第二錘３が第一錘１より軽いと、第一錘１が、第二錘３に引き戻されることなく円滑に鉛直上方より下方に向かって第一錘１の自重によって移動することができる。また、第二錘３は、動滑車ＭＶに設けられた流体圧シリンダー６の下端に取り付けられているが、異なる重量のものに変更できるように取り外しができるよう流体圧シリンダー６と着脱可能に設けられていることが好ましい。さらに、第二錘３の重量を変更することで、第一錘１が鉛直下向きに移動する速さを調節することができるので、第一錘１の動きと連動する門扉Ｄが閉まる速さを調節することができる。

動力伝達手段４は、第一錘１が鉛直下向きに移動するときに発生する力を門扉に伝える手段である。本実施形態では、動力伝達手段４が回転体５と接続され、複数の歯車からなる変速機４１と、変速機４１と連動する駆動ギア４２と、駆動ギア４２と噛合し門扉Ｄに固設された駆動ギアラック４３を含有する。

変速機４１は、内部に大きさの異なる複数の歯車を有しており、そのうち最初の歯車が回転体５と接続されており、回転体５の回動を他の歯車に次々に伝え、最後の歯車が、噛合する伝達部材Ｇを介して駆動ギア４２に回転体５の回動を伝える。変速機４１が有するこれら複数の歯車の大きさ、すなわち、歯の数が異なるために、回転体５の回転を増幅して伝達部材Ｇを介して駆動ギア４２に伝えることができる。本実施形態では、変速機４１の最初の歯車が１回転すると最後の歯車が５回転するように増速比が５／１で設計されており、第一錘１が鉛直下向きに移動する距離のおおよそ５倍の距離を門扉Ｄが移動することができるため、門扉Ｄの長手方向の幅に対して、閉門装置Ｅの高さを低めにして設計することができる。また、他の実施形態では、門扉Ｄの開閉する距離に応じて、最初の歯車が１回転するときの最後の歯車が回転する回転数を調整することができ、増速させるだけでなく減速させるように変速機４１を設計することができ、門扉Ｄに移動距離に応じて種々対応させることができる。

駆動ギア４２は、変速機４１と連動し、駆動ギアラック４３と噛合する歯車である。本実施形態では、伝達部材Ｇが上端と下端に歯車を有し鉛直上下方向に立設する部材であるため、下端の歯車において変速機４１と噛合し、さらに、上端の歯車が駆動ギア４２と噛合することにより、回転体５の回動が上方に位置する駆動ギア４２に伝えられる。

駆動ギアラック４３は、駆動ギア４２と噛合し門扉Ｄに固設されている部材である。駆動ギア４２が回転することにより、駆動ギアラック４３に設けられた複数の歯が次々に送られて駆動ギアラック４３が取り付けられた門扉Ｄが移動することとなる。本実施形態では、駆動ギアラック４３は、門扉Ｄの上部に門扉Ｄの長手方向に直線状に設けられているが、駆動ギア４２と噛合し門扉Ｄに固設されていれば他の形状のものを使用することができる。

回転体５は、線状部材２・２´が巻装され、動力伝達手段４のうち変速機４１に接続された部材である。図５に示すように、回転体５は円柱形状をしており、その外周部に線状部材２・２´が巻装されている。本実施形態では、線状部材２・２´であるワイヤーロープが一本の部材であるため、線状部材２・２´は、回転体５で巻装されている途中で、回転体５に固定されている固定部材５１により回転体５に押し付けるように押圧され、回転体５に対して空回りしない状態で巻装されている。なお、本実施形態では、回転体５は円柱形状を有しているが、他の実施形態において、楕円柱形状、多角柱形状などとすることもできる。

流体圧シリンダー６は、線状部材２´に従動し、第二錘３を吊持する部材である。図１、図２、図５などに示すように、流体圧シリンダー６は、動滑車ＭＶと第二錘３との間に取り付けられている。流体圧シリンダー６は、内部に液状油など液体や気体などの流体を内包しており、液状油などの流体の流量をシリンダーネジ６１で調節して、一端に加わる力を他端において緩和して伝えることができる。

図５に示すように、第一錘１が鉛直下向きに移動するとき、線状部材２・２´により動滑車ＭＶが上方に持ち上げられる。このとき、流体シリンダー６の内部にある液状油などの流体は、流路配管６２を、上方からシリンダーネジ６１を通って下方に移動する。そのとき、シリンダーネジ６１を通る液状油などの流体が少量であると、第二錘３が上方にゆっくり移動し、シリンダーネジ６１を通る液状油などの流体が多量であると、第二錘３が上方に相対的に速く移動する。第二錘３の重量だけでなく、流路配管６２及びシリンダーネジ６１を通る液状油などの流体の流量をシリンダーネジ６１で調節することによっても、第二錘３が上方に移動する速さを調節することができる。

また、逆に、第二錘３を下方に下げ、第一錘１を上方に上げるときには、流体シリンダー６の内部にある液状油などの流体は、流路配管６２を、下方からバイパス６３を通って上方に移動する。こうして、液状油などの流体は、シリンダーネジ６１を上方から下方に、そして、バイパス６３を下方から上方に一方通行で流れており、第二錘３を引き上げるときの速さだけを調節することができる。

このように、流体圧シリンダー６により、第二錘３と連動する第一錘１が鉛直下向きに移動する速さを調節することができるので、門扉Ｄを閉めるときの門扉Ｄの移動する速さも調整することができる。

バルブ７は、流体圧シリンダー６の流路配管６２に設けられており、流路配管６２を流れる液状油などの流体の流れを遮断又は開放するための部材である。バルブ７により、門扉Ｄを閉めているときに、人や動物などが門扉Ｄで挟まれそうになっている場合には、流路配管６２を流れる液状油などの流体の流れを遮断して、門扉Ｄの動きを止めることができる。例えば、バルブ７は、咄嗟の判断で門扉Ｄの動きを止められるように、流路配管６２中でボールバルブのような流体の流れを遮断、開放のいずれか切り替えられるような機構であり、流路配管６２の棒状レバーや押圧ボタンを用いることが好ましい。

門扉Ｄは、高潮や津波などにより上陸しようとする海水などを堰き止める部材である。門扉Ｄは、下部には円滑に移動するための移動車輪が設けられており、上部には駆動ギア４２と噛合する駆動ギアラック４３が設けられている。また、門扉Ｄは、海水等を陸側に通さないように、そして、海水等の圧力に耐えられるように、孔や隙間がない金属製であることが好ましい。

図１、図２に示すように、門扉Ｄは、開く方向、閉まる方向に移動するが、閉門装置Ｅの両端下部に設けられたストッパーＳにより動きが規制され、ストッパーＳの間を移動する。

以上の構成部材を有する本発明の閉門装置Ｅの一連の動作について、以下に説明する。

門扉Ｄが開いている状態から閉めるときには、まず、変速機４１を構成する歯車のいずれか、又は回転体５などに係止している図示しないストッパーが、人為的に又は地震の揺れを検知する装置と連動して、その係止が解除される。そして、鉛直上方に位置している第一錘１が、鉛直下向きに移動し始めると、第一錘１に設けられている線状部材２が、定滑車ＦＰ１、ＦＰ２を介して、回転体５を図１、図２における反時計回りに回転させる。そして、回転体５に巻装されている線状部材２´が、定滑車ＦＰ３を介して、動滑車ＭＶを引き上げる。動滑車ＭＶに設けられている流体圧シリンダー６が、流体圧シリンダー６の他端に設けられた第二錘３を引き上げる。このとき、流路配管６２を流れる流体圧シリンダー６の内部の液状油などの流体の液量が、シリンダーネジ６１により予め調節されており、そして、第二錘３の重量とも相俟って、第一錘１が鉛直下向きに移動する速さが調節される。一方、線状部材２・２´が巻装されている回転体５が回動することにより、回転体５に接続された変速機４の複数の歯車で増速等されて伝達部材Ｇを介して、駆動ギア４２を回転させる。回転する駆動ギア４２が駆動ギアラック４３と噛合することにより、駆動ギアラック４３が取り付けられている門扉Ｄが閉まる方向に移動する。

他方、門扉Ｄが閉まっている状態から開けるときには、まず、器具などを用いて、変速機４１を構成する歯車のいずれか、又は回転体５などを門扉Ｄが閉まるときとは逆方向に手動で回転させる。そして、回転体５が、図１、図２における時計周りに回転し、線状部材２が、定滑車ＦＰ１、ＦＰ２を介して、第一錘１を鉛直上向きに引き上げる。そして、回転体５に巻装されている線状部材２´が、定滑車ＦＰ３を介して、動滑車ＭＶを下方に下げる。そして、動滑車ＭＶに設けられている流体圧シリンダー６、流体圧シリンダー６の他端に設けられた第二錘３を下方に下げる。また、線状部材２・２´が巻装されている回転体５が回動することにより、回転体５に接続された変速機４の複数の歯車で増速等されて伝達部材Ｇを介して、駆動ギア４２を回転させる。回転する駆動ギア４２が駆動ギアラック４３と噛合することにより、駆動ギアラック４３が取り付けられている門扉Ｄが開く方向に移動する。なお、第一錘１を所定位置まで上げたら、変速機４１を構成する歯車のいずれか、又は回転体５などに対してストッパーを係止させて、第一錘１が自重にて鉛直下向きに移動しないようにする。

Ｅ・・・閉門装置
１・・・第一錘
２、２´・線状部材
３・・・第二錘
４・・・動力伝達手段
４１・・変速機
４２・・駆動ギア
４３・・駆動ギアラック
５・・・回転体
５１・・固定部材
６・・・流体圧シリンダー
６１・・シリンダーネジ
６２・・流路配管
６３・・バイパス
７・・・バルブ
Ｄ・・・門扉
ＦＰ・・定滑車
ＭＶ・・動滑車
Ｐ・・・支柱
ＡＷ・・補助車輪
Ｇ・・・伝達部材
ＭＷ・・移動車輪
Ｓ・・・ストッパー

Claims

鉛直上下方向に移動可能である第一錘と、
前記第一錘を吊持する線状部材と、
前記線状部材を介して連動し、前記第一錘の移動方向とは反対に移動する第二錘と、
前記第一錘が鉛直下向きに移動するときに発生する力を門扉に伝える動力伝達手段と、
前記線状部材を巻装可能であり、前記動力伝達手段に接続された回転体と、
前記線状部材に従動し、前記第二錘を吊持する流体圧シリンダーと、
を備えることを特徴とする閉門装置。
前記動力伝達手段が、
前記回転体と接続され、大きさの異なる複数の歯車からなる変速機と、
前記変速機と連動する駆動ギアと、
前記駆動ギアと噛合し前記門扉に固設された駆動ギアラックを含有することを特徴とする請求項１に記載の閉門装置。
前記第一錘が、箱状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の閉門装置。
前記流体圧シリンダーに、内部の流体の移動を遮断しうるバルブが付設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の閉門装置。