JP6473993B2 - 引戸式開閉装置の駆動機構及びその使用方法 - Google Patents

引戸式開閉装置の駆動機構及びその使用方法 Download PDF

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Description

本発明は、防潮堤等の開口通路(行き来部)を開閉するための引戸式開閉装置の駆動機構及びその使用方法に関するものであり、より詳しくは災害時等における電源ないしは動力源の喪失あるいは制御盤の破損又は故障などといった非常事態においても緊急作動させることが可能な引戸式開閉装置の駆動機構及びその使用方法に関するものである。
従来、港湾や海岸などで使用される開閉ゲートの1つとして引戸式開閉装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。かかる引戸式開閉装置としては、常時開放型のものと常時閉鎖型のものとがある。常時開放型の引戸式開閉装置は、基本的には人や車両などが行き来できるように常時開かれており、例えば台風による高潮や地震による津波などに起因する異常潮位時には、災害を未然に防止するために閉じられる。一方、常時閉鎖型の引戸式開閉装置は、基本的には災害に備えて常時閉じておかれ、人や車両などの行き来の際には、その利用のために一時的に開かれる。
一般に、引戸式開閉装置は防潮堤等の行き来部として設置され、開口寸法が大きい程、行き来の自由度が高く、重宝される。このため、引戸式開閉装置の扉体は、より大型となり、受ける水圧が大きくなり、また剛性を確保するため重量が大きくなる。このため、引戸式開閉装置は電動駆動式のものが一般的であり、その多くは電動機による直接駆動とされている(例えば、特許文献2参照)。
特開2004−44225号公報(段落[0008]、図2) 特開2005−315058号公報(段落[0031]、図18)
ところで一方、台風や地震の際には、引戸式開閉装置のための電源ないしは動力源を喪失することがあるが、このように電気を使うことができない状況下では、電動機による直接駆動方式の引戸式開閉装置では、その緊急動作を適切に行うことができないといった問題がある。ここで、急遽発電機を使用するとしても、通常その配備・始動には手間がかかり、緊急動作を迅速に行うことができない。また、たとえ電源の喪失を免れ、あるいは首尾よく発電機を準備することができたとしても、制御盤が破損又は故障し、又は個々の電気機器の機能が不良となり、引戸式開閉装置の緊急動作を適切に行うことができないこともある。なお、このような場合、扉体を人力で動かそうとしても、扉体は非常に重いので、これを迅速に動かすことは困難である。
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、引戸式開閉装置のための電源ないしは動力源を喪失し、あるいは引戸式開閉装置において制御盤が破損もしくは故障し、又は個々の電気機器の機能が不良となったときでも、引戸式開閉装置を迅速かつ適切に操作することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。
上記課題を解決するためになされた本発明に係る、水平方向に伸びる壁部又は堤(例えば防潮堤)の一部を欠くことにより形成された開口通路(行き来部)を、該壁部又は堤の伸びる方向(水平方向ないしは横方向)に移動して開閉する扉体を備えている引戸式開閉装置の駆動機構(以下「開閉装置駆動機構」という。)は、油圧モータと、油圧モータにより駆動され扉体を壁部又は堤の伸びる方向に移動させる扉体駆動部と、電動機により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油を作動油通路を介して油圧モータに供給する作動油供給部と、作動油通路に介設され油圧モータ側の作動油通路と連通する外部接続ポートを有するストップ弁と、単独で動作する外部動力源により駆動される外部油圧ポンプと、外部作動油供給部(外部油圧源)とを備えている。ここで、外部作動油供給部は、外部油圧ポンプから吐出された作動油を、外部作動油通路を介して、外部接続ポートから作動油通路に供給し、油圧モータを駆動する。
本発明に係る開閉装置駆動機構において、扉体駆動部は、例えば、油圧モータによって回転駆動されるスプロケットと、扉体に取り付けられる一方スプロケットと係合し(噛み合い)スプロケットの回転に伴って扉体を壁部又は堤の伸びる方向に移動させるラックとを備えたものであってもよい。また、単独で動作する外部動力源としては、例えば内燃機関(エンジン、発動機等)を用いることができる。
本発明に係る開閉装置駆動機構は、具体的には、例えば下記のように構成することができる。
(1) 作動油通路は、それぞれ油圧モータに接続され作動油を互いに逆方向に流通させる第1油路及び第2油路からなる。
(2) 作動油供給部は第1、第2油路の作動油の流れる方向を順方向及び逆方向に切り換える方向切換弁であり、油圧ポンプは第1、第2油路のいずれか一方に介設される。
(3) ストップ弁は、油圧モータと方向切換弁の間において、それぞれ第1油路及び第2油路に介設された第1ストップ弁及び第2ストップ弁からなる。
(4) 外部作動油通路は、それぞれ第1、第2ストップ弁の外部接続ポートに接続され作動油を互いに逆方向に流通させる第1外部油路及び第2外部油路からなる。
(5) 外部作動油供給部は第1、第2外部油路の作動油の流れる方向を順方向及び逆方向に切り換える外部方向切換弁であり、外部油圧ポンプは第1、第2外部油路のいずれか一方に介設される。
本発明に係る前記具体的な形態の開閉装置駆動機構は、例えば、引戸式開閉装置の電源が該開閉装置駆動機構への給電を停止し、又は該開閉装置駆動機構の制御装置もしくは電気機器が破損もしくは故障したときに、下記のような態様で使用することができる。
(1) 第1、第2ストップ弁を閉弁する。
(2) 外部動力源を作動させ、外部油圧ポンプから吐出される作動油を、第1外部油路又は第2外部油路を介して、第1ストップ弁又は第2ストップ弁の外部接続ポートから第1油路又は第2油路に導入して油圧モータに供給する。
(3) 油圧モータから還流する作動油を、第2外部油路又は第1外部油路を介して排出する。
本発明に係る開閉装置駆動機構は、電動機による直接駆動ではなく電動機と油圧モータとを用いるものとし、非常時ないしは緊急時には例えばエンジン式緊急油圧装置などの外部油圧装置による緊急作動を可能としている。このため、例えば、災害等による電源の喪失や、制御盤の破損又は故障、さらには水没による電気機器の機能不良などにより、引戸式開閉装置の通常操作が不可能となった場合でも、緊急油圧装置などの外部油圧源によるバックアップが可能となり、災害時の被害の拡大を防止することができる。よって、本発明に係る開閉装置駆動機構ないしはその使用方法によれば、引戸式開閉装置のための電源ないしは動力源を喪失し、あるいは引戸式開閉装置において制御盤が破損もしくは故障し又は個々の電気機器が機能不良となったときでも、引戸式開閉装置を迅速かつ適切に操作することができる。
本発明に係る開閉装置駆動機構を備えた引戸式開閉装置の平面図である。 図1に示す引戸式開閉装置の正面図である。 図2に示す引戸式開閉装置をA−A線で切断した断面を示す側面断面図である。 図2に示す引戸式開閉装置をB−B線で切断した断面を示す側面断面図である。 図1〜図4に示す引戸式開閉装置の駆動機構の要部を示す平面図である。 図1〜図4に示す引戸式開閉装置の駆動機構の要部を示す正面図である。 図6に示す駆動機構をC−C線で切断した断面を示す側面断面図である。 本発明に係る開閉装置駆動機構のシステム構成を示す模式図である。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を具体的に説明する。
図1〜図4に示すように、引戸式開閉装置1は、おおむね海岸線(図示せず)に沿って水平方向に伸びる防潮堤2の一部を欠くことによって形成された開口通路3(行き来部)を、防潮堤2の伸びる方向(水平方向)に移動して開閉する引戸式の扉体4を備えている。なお、図1〜図4は、開口通路3が扉体4によって閉じられた状態を示している。以下では、引戸式開閉装置1の各構成要素の位置関係を簡明に表現するため、防潮堤2に対して海側を「前」といい、陸側を「後」ということにする。また、本明細書において、「左」及び「右」は、それぞれ前側(海側)から後側(陸側)をみた場合の「左」及び「右」を意味するものとする。
扉体4の下端部には、基部5の上面に敷設され左右方向に直線状に伸びるレール6の上を転動することができる左側及び右側の1対の走行車輪7が設けられている。扉体4に対して左向き又は右向きの適切な力が加えられると、両走行車輪7が転動し、扉体4は左方向又は右方向に移動する。なお、引戸式開閉装置1の上部には、左右方向に伸び扉体4を左右方向に移動させるときに該扉体4の上部をガイドするガイドレール8が設けられている。
また、扉体4には、それぞれ油圧ポンプ9によって駆動され、左右の走行車輪7をそれぞれ上下方向に移動させる左右1対の上下装置10が設けられている。扉体4を移動させるときには、各上下装置10は、各走行車輪7をレール6の上に載るように下降させる。他方、扉体4を静止状態で実質的に固定するときには、各上下装置10は、各走行車輪7を上昇させてレール6から離反させる。このとき、扉体4の下端部が基部5に当接し、扉体4は左右に移動することが極めて困難な状態となる。なお、扉体4には手動走行装置11が設けられている。しかし、この手動走行装置11は、通常時に人力で扉体4を緩速で移動させることはできるものの、災害時等の非常時ないしは緊急時に迅速に扉体4を移動させることができるものではない。
扉体4の上面には、該上面の長手方向に沿って直線状に伸びるラック12が設けられている。このラック12は、後で詳しく説明するスプロケット27と係合している(噛み合っている)。走行車輪7がレール6の上に載っている状態において、ラック12と係合しているスプロケット27が、前側からみて時計回り方向又は反時計回り方向に回転すると、これに伴って扉体4が右方向(開口通路を閉じる方向)又は左方向(開口通路を開く方向)に移動させられる。
さらに、引戸式開閉装置1には、点検架台13と、開口通路3より左側の位置で扉体4をガイドする複数のガイドローラ14と、各種電気配線等(図示せず)を収容しているケーブル収容部15と、電力を受け入れるための引込柱16と、電力を継断する引込開閉器盤17と、開口通路3の左右端の位置を示す1対の警光灯18と、左向きに移動する扉体4を所定の位置で係止するための係止部材19と、それぞれ扉体4を左右で係止する際の衝撃を緩衝する左右のストッパ20、21と、除塵装置22とが設けられている。
以下、引戸式開閉装置1を駆動するための開閉装置駆動機構の構成及び機能を具体的に説明する。
図5〜図8に示すように、開閉装置駆動機構25には、油圧モータ26aと遊星歯車機構からなる減速機26bとを備えた油圧モータ装置26と、油圧モータ装置26によって回転駆動されるスプロケット27(例えば、チェーンスプロケット)と、スプロケット27と係合する(噛み合う)ラック12とが設けられている。なお、スプロケット27及びラック12は、扉体4を左右方向に移動させるための「扉体駆動部」を構成する。
このほか、開閉装置駆動機構25には、通常時に油圧モータ26aに作動油ないしは油圧を供給するための油圧ユニット28と、開閉装置駆動機構25を制御又は操作するための制御盤29(操作盤)と、扉体4の移動を所定の位置で停止させるための制限開閉器30(リミットスイッチ)とを備えている。制御盤29へは、電源32から3相交流電力が供給される。油圧ユニット28及び制御盤29は、作業者が昇降することができる点検架台13の上に配置され、作業者が容易に操作することができるようになっている。また、油圧モータ装置26は、作業者が点検架台13の上から点検等を行うことができる位置に配置されている。なお、本明細書において、「通常時」は、引戸式開閉装置1のための電源32を喪失せず、かつを、開閉装置駆動機構25ないしは引戸式開閉装置1の制御盤29又は各電気機器が正常に機能している状態を意味する。
さらに、開閉装置駆動機構25には、非常時ないしは緊急時において油圧ユニット28を使用することが不可能又は困難なときに、油圧ユニット28に代わって油圧モータ26aに作動油を供給するための外部油圧源33が設けられている。なお、本明細書において、非常時ないしは緊急時は、通常時以外の状態、すなわち電源32が喪失し、又は、開閉装置駆動機構25ないしは引戸式開閉装置1の制御盤29もしくは各電気機器が破損もしくは故障するなどして正常に機能しない状態を意味する。
通常時に油圧モータ26aに作動油ないしは油圧を供給する油圧ユニット28は、制御盤29から電力が供給される電動機35によって駆動される油圧ポンプ36と、それぞれ油圧モータ26aに接続され作動油タンク37内に貯留されている作動油を油圧モータ26aに対して給排する第1油路38及び第2油路39と、第1油路38及び第2油路39を流れる作動油の方向を順方向と逆方向に切り換える方向切換弁40とを備えている。油圧ポンプ36は、第1油路38に介設されている。
方向切換弁40は、制御盤29を操作することにより、油圧ポンプ36から吐出された作動油を、第1油路38を介して油圧モータ26aに供給する第1の状態と、第2油路39を介して油圧モータ26aに供給する第2の状態と、油圧モータ26aには供給せず作動油タンク37に還流させる第3の状態のいずれかにセットすることができる。油圧モータ26aは、第1油路38を介して作動油が順方向に供給されたときには正回転して扉体4を右方向(開口通路3を閉じる方向)に移動させ、第2油路39を介して作動油が逆方向に供給されたときには逆回転して扉体4を左方向(開口通路3を開く方向)に移動させる。
第1、第2油路38、39の伸びる方向に関して方向切換弁40と油圧モータ26aの間において、第1油路38に第1ストップ弁41が設けられる一方、第2油路39に第2ストップ弁42が設けられている。第1ストップ弁41は、油圧モータ側で第1油路38に接続された第1外部接続ポート41aと、方向切換弁側で第1油路38に接続された第2外部接続ポート41bとを備えている。また、第2ストップ弁42は、油圧モータ側で第2油路39に接続された第1外部接続ポート42aと、方向切換弁側で第2油路39に接続された第2外部接続ポート42bとを備えている。各外部接続ポート41a、41b、42a、42bの先端には、それぞれ、外部の油路や圧力計などとの接続のための、逆止弁を備えた接続具が装着されている。
非常時ないしは緊急時に油圧モータ26aに作動油ないしは油圧を供給する外部油圧源33は、単独で(独立して)動作する内燃機関44(例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、石油発動機等)によって駆動される外部油圧ポンプ45と、作動油タンク37内に貯留されている作動油を、第1油路38及び第2油路39を経由して油圧モータ26aに対して給排するための第1外部油路46及び第2外部油路47と、第1外部油路46及び第2外部油路47の作動油の流れる方向を手動操作で順方向と逆方向に切り換える外部方向切換弁49とを備えている。外部油圧ポンプ45は、第1外部油路46に介設されている。
第1外部油路46及び第2外部油路47の先端には、それぞれ、第1、第2ストップ弁41、42の各第1外部接続ポート41a、42aとの接続のための、逆止弁を備えた接続具が装着されている。ここで、第1、第2外部油路46、47の接続具は、それぞれ、第1、第2ストップ弁41、42の各第1外部接続ポート41a、42aの接続具と迅速かつ容易に接続することができる構造のものである。したがって、例えば非常時ないしは緊急時には、第1、第2外部油路46、47の先端を、それぞれ、第1、第2油路38、39に迅速に接続することができる。
第1、第2ストップ弁41、42が閉弁され、かつ、第1、第2外部油路46、47の先端の接続具がそれぞれ第1、第2ストップ弁41、42の各第1外部接続ポート41a、42aの接続具に接続された状態において、内燃機関44を始動すると、内燃機関44によって外部油圧ポンプ45が駆動され、外部油圧ポンプ45は作動油タンク37内に貯留されている作動油を、第1外部油路46を介して吸入し、外部方向切換弁49に吐出する。
ここで、外部方向切換弁49は、外部油圧ポンプ45から吐出された作動油を、第1外部油路46を介して第1油路38ひいては油圧モータ26aに供給する第1の状態と、第2外部油路47を介して第2油路39ひいては油圧モータ26aに供給する第2の状態と、油圧モータ26aには供給せず作動油タンク37に還流させる第3の状態のいずれかに、手動動作でセットすることができる。油圧モータ26aは、第1外部油路46及び第1油路38を介して作動油が順方向に供給されたときには正回転して扉体4を右方向(開口通路3を閉じる方向)に移動させる一方、第2外部油路47及び第2油路39を介して作動油が逆方向に供給されたときには逆回転して扉体4を左方向(開口通路3を開く方向)に移動させる。
かくして、本発明に係る引戸式開閉装置1ないしは開閉装置駆動機構25は、例えば以下のような手順で操作することができる。
通常時において、扉体4で開口通路3を開閉するときには、作業者が操作盤29を操作することにより、電動機35で油圧ポンプ36を駆動し、方向切換弁40を第1又は第2の状態にセットする。
これにより、油圧ポンプ36から吐出された作動油ないしは油圧が第1油路38又は第2油路39を介して油圧モータ26aに供給される。かくして、油圧モータ26aの回転子が回転し、この回転が減速機26bにより所定の減速比で減速されてスプロケット27に伝達される。その結果、スプロケット27が前側からみて時計回り方向又は反時計回り方向に回転し、これに伴ってスプロケット27と係合している(噛み合っている)ラック12ひいては扉体4が右方向又は左方向に移動し、開口通路3が閉じられ又は開かれる。
一方、非常時ないしは緊急時、例えば災害等により電源32、制御盤29あるいは各種電気機器が正常に機能しない場合において、扉体4で開口通路3を開閉するときには、まず第1、第2ストップ弁41、42を閉弁するとともに、第1、第2外部油路46、47の先端の接続具をそれぞれ第1、第2ストップ弁41、42の各第1外部接続ポート41a、42aの接続具に接続する。そして、内燃機関44を始動させて外部油圧ポンプ45を駆動した上で、手動操作で外部方向切換弁49を第1又は第2の状態にセットする。
これにより、外部油圧ポンプ45から吐出された作動油ないしは油圧が第1外部油路46及び第1油路38を介して、又は第2外部油路47及び第2油路39を介して油圧モータ26aに供給される。かくして、油圧モータ26aの回転子が回転し、この回転が減速機26bにより減速されてスプロケット27に伝達される。その結果、スプロケット27が前側からみて時計回り方向又は反時計回り方向に回転し、これに伴ってスプロケット27と係合しているラック12ひいては扉体4が右方向又は左方向に移動し、開口通路3が閉じられ又は開かれる。
この場合、内燃機関44は、周囲の状況とは関係なく、例えば電源32の喪失等と関係なく単独で独立して動作させることができる一方、外部方向切換弁49は、制御盤29の状態とは関係なく手動操作で切り換えることができるので、電源32、制御盤29あるいは各種電気機器が正常に機能しない場合でも、支障なく、迅速かつ適切に扉体4を移動させて開口通路3を開閉することができる。
よって、本発明に係る引戸式開閉装置1の開閉装置駆動機構25ないしはその使用方法によれば、引戸式開閉装置1のための電源32を喪失し、あるいは引戸式開閉装置1において制御盤29が破損もしくは故障し又は個々の電気機器が機能不良となったときでも、引戸式開閉装置1を迅速かつ適切に操作することができる。
1 引戸式開閉装置、2 防潮堤、3 開口通路、4 扉体、5 基部、6 レール、7 走行車輪、8 ガイドレール、9 上下装置用の油圧ポンプ、10 上下装置、11 手動走行装置、12 ラック、13 点検架台、14 ガイドローラ、15 ケーブル収容部、16 引込柱、17 引込開閉器盤、18 警光灯、19 係止部材、20 ストッパ、21 ストッパ、22 除塵装置、25 開閉装置駆動機構、26 油圧モータ装置、26a 油圧モータ、26b 減速機、27 スプロケット、28 油圧ユニット、29 制御盤、30 制限開閉器(リミットスイッチ)、32 電源、33 外部油圧源、35 電動機、36 油圧モータ、37 作動油タンク、38 第1油路、39 第2油路、40 方向切換弁、41 第1ストップ弁、41a 外部接続ポート、41b 外部接続ポート、42 第2ストップ弁、42a 外部接続ポート、42b 外部接続ポート、44 内燃機関、45 外部油圧ポンプ、46 第1外部油路、47 第2外部油路、49 外部方向切換弁。

Claims (5)

  1. 水平方向に伸びる壁部又は堤の一部を欠くことにより形成された開口通路を、前記壁部又は堤の伸びる方向に移動して開閉する扉体を備えている引戸式開閉装置の駆動機構であって、
    前記駆動機構は、
    油圧モータと、
    前記油圧モータにより駆動され、前記扉体を前記壁部又は堤の伸びる方向に移動させる扉体駆動部と、
    通常時に、前記油圧モータに作動油を給排する油圧ユニットと、
    非常時又は緊急時に、前記油圧モータに作動油を給排する外部油圧源とを有し、
    前記油圧ユニットは、
    作動油を貯留する作動油タンクと、
    前記作動油タンク内の作動油を前記油圧モータに給排する、第1、第2油路からなる作動油通路と、
    前記第1油路に介設され、電動機により駆動されて前記作動油タンク内の作動油を、前記作動油通路を介して前記油圧モータに供給する油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプと前記油圧モータとの間において前記作動油通路に介設され、前記第1、第2油路の作動油の流れる方向を順方向及び逆方向に切り換える電気操作式の方向切換弁と、
    前記方向切換弁と前記油圧モータとの間において前記第1、第2油路に介設され、それぞれ、前記油圧モータ側の前記第1、第2油路と連通する外部接続ポートを有する第1、第2ストップ弁とを有し
    前記外部油圧源は、
    前記第1ストップ弁の外部接続ポートとの接続具が先端に装着された第1外部油路と、前記第2ストップ弁の外部接続ポートとの接続具が先端に装着された第2外部油路とを備えた外部作動油通路と、
    前記第1外部油路に介設され、単独で動作する外部動力源により駆動される外部油圧ポンプと、
    前記外部油圧ポンプと前記両接続具との間において前記外部作動油通路に介設され、前記第1、第2外部油路の作動油の流れる方向を順方向及び逆方向に切り換える手動式の外部方向切換弁とを有し
    前記第1、第2外部油路の後端は、それぞれ前記作動油タンクに導入されていることを特徴とする引戸式開閉装置の駆動機構。
  2. 前記扉体駆動部が、
    前記油圧モータによって回転駆動されるスプロケットと、
    前記扉体に取り付けられる一方前記スプロケットと係合し、前記スプロケットの回転に伴って前記扉体を前記壁部又は堤の伸びる方向に移動させるラックとを備えていることを特徴とする、請求項1に記載の引戸式開閉装置の駆動機構。
  3. 前記外部動力源は内燃機関であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の引戸式開閉装置の駆動機構。
  4. 前記扉体に、走行車輪と、油圧ポンプによって駆動され前記走行車輪を上下方向に移動させる上下装置とが設けられ、
    前記上下装置が前記走行車輪を下方に移動させたときには、前記走行車輪が前記壁部又は堤の伸びる方向に伸びるレールの上に載り、
    前記上下装置が前記走行車輪を上方に移動させたときには、前記走行車輪が前記レールから離反し、前記扉体の下端部が前記開口通路の基部に当接することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載の引戸式開閉装置の駆動機構。
  5. 請求項に記載の引戸式開閉装置の駆動機構を使用する方法であって、
    前記引戸式開閉装置の電源が前記駆動機構への給電を停止し、又は前記駆動機構の制御装置もしくは電気機器が破損もしくは故障したときには、
    前記第1、第2ストップ弁を閉弁し、
    前記外部動力源を作動させ、前記作動油タンク内の作動油を前記外部油圧ポンプにより前記第1外部油路に導入し、
    前記外部油圧ポンプから吐出される作動油を、前記第1外部油路又は前記第2外部油路を介して、前記第1ストップ弁又は前記第2ストップ弁の外部接続ポートから前記第1油路又は前記第2油路に導入して前記油圧モータに供給し、
    前記油圧モータから還流する作動油を、前記第2外部油路又は前記第1外部油路を介して前記作動油タンクに戻すことを特徴とする方法。
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