JP6958897B2 - 横引きゲート - Google Patents

Description

本発明は、扉体をその面と平行に横方向移動させる横引きゲートに関する。

横引きゲートは一般に、扉体が、走行車輪と、扉体を昇降移動させる昇降機構と、扉体をその面と平行に横方向移動させる開閉装置とを備えている。このような横引きゲートに関する従来の技術として、たとえば特許文献１記載のものが知られている。

特許文献１には、扉体を移動駆動する駆動機構と、扉体が備える走行ローラーを昇降移動可能に支持するローラー昇降機構とを備えた横引きゲートが開示されている。そして特許文献１には、駆動機構として、扉体の上面に駆動ラックギアがその移動方向に延設されると共に、開口部を有するゲート本体を構成する堤体に駆動ピニオンギアを回転駆動するギアモーターが設けられ、扉体が格納機械室から突出した走行ローラーによって支持される上下方向の位置で、駆動ピニオンギアが駆動ラックギアと噛合し、ギアモーターの駆動によって扉体を移動駆動する構成が記載されている（段落００２２）。

特開２００３−３０１４４２号公報

上記特許文献１記載のものにあっては、ローラー昇降機構によって扉体と共に昇降移動する駆動ラックギアに対して、駆動機構の駆動ピニオンギアを回転駆動するギアモーターが堤体に固定され、扉体の駆動ラックギアと駆動機構の駆動ピニオンギアとが常時噛合されておらず、扉体を開閉する際に扉体を昇降させることにより、扉体の駆動ラックギアが駆動機構の駆動ピニオンギアに対して噛合したり噛合を解除したりする構造であった。このように、特許文献１記載のものにあっては、駆動機構の駆動ピニオンギアが上下方向に固定された構造であるため、次のような問題がある。

特許文献１記載のものでは、ローラー昇降機構による扉体の上昇高さのバラつきや走行ローラーを支持する床面の起伏などによって、扉体の駆動ラックギアのピッチ線と駆動機構の駆動ピニオンギアのピッチ円とが安定して一致するよう互いに適切に噛合させることが困難である。また、扉体を上昇移動させて扉体の駆動ラックギアを駆動機構の駆動ピニオンギアと噛合させるときに、扉体の上昇が設定された高さよりもわずかに高いと、駆動機構の駆動ピニオンギアを回転駆動するギヤモータの出力軸が破損するおそれがあるといった問題がある。

さらに、特許文献１記載のものでは、扉体が傾くなどして駆動ラックギアが歯幅方向にズレた場合に、かかる歯幅方向のズレに駆動機構の駆動ピニオンギアが追従して移動することができないので、駆動ピニオンギアに対して駆動ラックギアが噛合状態から外れて扉体を横方向に移動させることができなくなる可能性があるという問題もあった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、ラック棒を備えた扉体が昇降方向、さらには扉体の厚さ方向に移動するのに追従して駆動ピニオンも移動することができ、ラック棒と駆動ピニオンとを適切に常時安定して噛合させた状態を維持できる横引きゲートを提供することを目的とする。

請求項１の横引きゲートに係る発明は、上記目的を達成するため、開口部を有するゲート本体と、前記開口部を開閉する扉体と、該扉体の下部に設けられ、前記扉体を横方向に移動可能に支持する走行車輪と、前記扉体の上部に設けられたラック棒、回転軸が水平方向に延びて前記ラック棒に噛合する駆動ピニオン、及び前記ゲート本体に設けられ前記駆動ピニオンを駆動する駆動源を有する開閉装置と、を備える横引きゲートであって、前記ラック棒と前記駆動ピニオンとを常時噛合すべく、前記駆動ピニオンを上下方向に移動可能に支持する支持手段、及びガイド手段を備え、前記ラック棒は、前記扉体の上面から間隔を置いて上方に配置され、前記扉体の幅方向両側に延びる一対のサイドフレームを備え、前記ガイド手段は、前記駆動ピニオンの軸方向両側に相対回転自在に設けられる一対のスプロケットホルダにて前記ラック棒の各サイドフレームを下方からそれぞれ支持して、前記駆動ピニオンと前記ラック棒との上下方向に沿う位置関係を一定に保持するように構成されることを特徴とする。
請求項１の発明では、ゲート本体の開口部を開閉する際に扉体が昇降するのに伴って、ラック棒も昇降する。このとき、ラック棒に噛合して扉体を横方向に移動させる駆動ピニオンが支持手段によって上下方向に移動可能に支持されているので、昇降するラック棒に対して駆動ピニオンが常時噛合された状態を維持する。また、ガイド手段により、ラック棒と駆動ピニオンとが噛合された状態を確実に保持することができる。

請求項２の横引きゲートに係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記支持手段は、前記駆動ピニオンを支持する搖動アームと、前記駆動ピニオンに前記駆動源の回転出力を伝動する動力伝動機構とを備えていることを特徴とする。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、駆動ピニオンは、搖動アームにより上下方向に移動可能に支持される。そして、この上下方向に移動可能に支持された駆動ピニオンに対して、動力伝動機構により駆動源の回転出力を伝動する。

請求項３の横引きゲートに係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明において、前記駆動ピニオンは、前記ラック棒の幅方向に移動可能に支持されていることを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の発明において、扉体がその厚さ方向に傾くなどしてラック棒が幅方向にズレた場合であっても、その幅方向のズレに伴って駆動ピニオンもラック棒の幅方向に移動できるので、ラック棒に対して駆動ピニオンが常時噛合された状態を維持する。

本発明によれば、ラック棒を備えた扉体が昇降方向、さらには扉体の厚さ方向に移動するのに追従して駆動ピニオンも移動することができ、ラック棒と駆動ピニオンとを適切に常時安定して噛合させた状態を維持できる横引きゲートを提供することができる。

本発明の横引きゲートの実施の一形態全体を概略で示した正面図である。 図１の平面図である。 本発明における開閉装置の実施の一形態を示した平面図である。 図３の一部側面図である。 扉体の昇降移動に追従して、駆動スプロケットが下降した状態（ａ）と、上昇した状態（ｂ）とを説明するために示した図３の正面図である。

本発明の横引きゲートの実施の一形態を、図に基づいて詳細に説明する。

最初に、横引きゲートの全体の構成を図１および図２に基づいて説明する。横引きゲートＡは、例えば防潮堤などに設けられるもので、開口部１０ａを有するゲート本体としての堤体１０と、開口部１０ａを開閉する扉体１と、扉体１の下部から突出して扉体１を横方向に移動可能に支持するとともに、扉体１の下部よりも上方に格納可能に設けられた走行車輪１１と、走行車輪１１を扉体１に対して突出および格納させる昇降機構１２と、昇降機構１２によって扉体１の下面から走行車輪１１を突出させて扉体１を支持した状態で扉体１をその面と平行に横方向に移動させる開閉装置３とを備えている。なお、本実施の形態では、図２において、堤体１０に対して扉体１が配置されている側（図の下方）を海側、扉体１が配置されていない側（図の上方）を陸側とする。堤体１０には扉体１を格納する格納部１０ｂが、開口部１０ａに隣接して形成されている
備えている。

扉体１は、両面をそれぞれ構成するスキンプレート１５の間に桁部材１６を有する箱状のもので、両スキンプレート１５、１５の上縁の間には上面１ａが形成されている。走行車輪１１は、その回転軸がスキンプレート１５の面と直交する方向に配設されている。横引きゲートＡを設置する床面（底面）１４には、扉体１に設けられた走行車輪１１を受けるためのレール１７が敷設されている。堤体１０の上面における開口部１０ａの近傍には、開閉装置３を設置する台１８が設けられている。

昇降機構１２は、扉体１の下面から走行車輪１１を突出させて、走行車輪１１に扉体１を支持させて走行車輪１１がレール１７上を転動することにより扉体１をその面と平行に横方向に移動可能とし、また、扉体１の下面よりも走行車輪１１を上方に退避させて、扉体１を床面１４に密着させて水密を確保するものである。昇降機構１２の構成は特に限定されることはなく、扉体１を上昇および下降させることができるものであれば、たとえば油圧シリンダや電動モータ等のアクチュエータ、リンク機構などにより構成することができる。なお、扉体１には、手動で扉体１を開閉させるための手動開閉装置２０を備えることもできる。また、堤体１０の開口部１０ａと扉体１との間に水密部材（図示は省略する）を、堤体１０の開口部１０ａには、扉体１の転倒防止金物２１や、開口部１０ａを閉塞した状態の扉体１を休止させるための休止装置２２を、必要に応じて設けることもできる。また、必要に応じて扉体のラック棒３０（後述する）の両側部を挟むようにローラが配設されたガイド装置２３を開閉装置３の駆動源３２に隣接させて設けることもできる。

次に、開閉装置３の実施の一形態を図３〜図５に基づいて詳細に説明する。
開閉装置３は、扉体１の上面１ａに設けられたラック棒３０と、回転軸が水平方向に延びてラック棒３０に噛合する駆動ピニオン３１と、堤体１０の台１８に設けられ駆動ピニオン３１を回転駆動する駆動源３２と、駆動ピニオン３１を上下方向に移動可能に支持するための支持手段を構成する搖動アーム３４と、駆動源３２の回転出力を駆動ピニオン３１に伝動する動力伝動機構３５と、ラック棒３０を摺動可能に支持して駆動ピニオン３１に噛合させるガイド手段３６とを備えている。

扉体１の上面１ａには、扉体１の幅方向（図１および図２の左右方向）に沿って延びるフランジ４０が設けられており、ラック棒３０は、フランジ４０に支持されて扉体１の上面１ａから上方に離間させて配設されている。本実施の形態におけるラック棒３０は、図４に示すように、扉体１の幅方向（図１および２の左右方向）に延びる断面Ｌ字型の一対のサイドフレーム４１、４１の間に複数のピン４２が扉体１の厚さ方向（図１の紙面に対する垂直方向、および図２の上下方向）に延びるよう配列されたピンラック（以下の説明では、ピンラックをラック棒３０と称する）により構成されている。そして、本実施の形態における駆動ピニオン３１は、ピンラック３０の各ピン４２に噛合する歯を有するスプロケット（以下の説明では、駆動ピニオン３１を駆動スプロケット３１と称する）により構成されている。しかしながら、ラック棒３０と駆動ピニオン３１は、この実施の形態に限定されることはなく、たとえば通常のインボリュート歯形を有するラックとピニオンギアや、カムラックと回転軸に平行な複数のローラを有するローラピニオンなどにより構成することもできる。

図３に示すように、駆動源３２は、電動モータ３２Ａと減速機構３２Ｂとを備えている。減速機構３２Ｂの出力軸３３は、その回転中心軸線が略水平で扉体１の面と直交する方向に延びており、先端部が堤体１０から扉体１側（海側）に突出するよう配設されている。出力軸３３の先端部は、台１８上に設けられた一対の軸受４５に軸支されている。出力軸３３における減速機構３２Ｂとこれに対面する側の軸受４５との間には、一対の出力スプロケット４６、４６が設けられている。

搖動アーム３４は、出力軸３３の先端部であって、一対の軸受４５、４５の間に設けられた軸受ユニット４７を備えている。軸受ユニット４７は、減速機構３２Ｂの出力軸３３に相対的に回転可能に支持される基端側軸受部材４８と、揺動回転軸５１（後述する）を回転可能に支持する揺動側軸受部材４９と、基端側軸受部材４８と揺動側軸受部材４９とを連結する連結部材５０とを備えている。基端側軸受部材４８は、その回転中心軸が出力軸３３の回転中心軸と一致しており、出力軸３３の回転中心軸を中心として搖動する搖動アーム３４の基端部を構成する。また、揺動側軸受部材４９は、搖動アーム３４の先端部を構成する。

揺動側軸受部材４９の内部には、揺動回転軸５１が挿通され軸支されている。揺動回転軸５１の出力スプロケット４６と対応する側の端部には、一対の従動スプロケット５２、５２が設けられており、その反対側には、外スプライン５４が所定の軸方向長さで形成されている。各出力スプロケット４６、４６と従動スプロケット５２、５２との間には、チェーン５３、５３（図３の一点鎖線を参照）がそれぞれ巻き掛けられている。出力スプロケット４６と、従動スプロケット５２と、チェーン５３は、動力伝動機構３５に含まれる。揺動回転軸５１の外スプライン５４には、内スプライン（図示は省略する）を有する駆動部材５６が軸方向に移動可能に嵌挿されており、駆動部材５６には、駆動スプロケット３１が取り付けられている。すなわち、揺動回転軸５１と駆動部材５６に取り付けられた駆動スプロケット３１とは、スプライン結合されている。出力軸３３に設けられた出力スプロケット４６、チェーン５３、従動スプロケット５２、従動スプロケット５２が設けられた揺動回転軸５１とスプライン結合され駆動スプロケット３１が取り付けられる駆動部材５６は、動力伝動機構３５を構成する。

駆動部材５６の両端には、それぞれピニオンホルダ（以下の説明では、スプロケットホルダ５７、５７と称する）が一対で、駆動部材５６に対して相対的に回転可能に設けられている。両スプロケットホルダ５７、５７の互いに対向する面の下方には、ラック棒ガイド５８、５８がそれぞれ取り付けられている。両スプロケットホルダ５７、５７は、ラック棒３０の断面Ｌ字形のサイドレール４１の水平部分における両側面を挟むように摺接し、ラック棒３０の歯幅方向のズレに応じて、揺動回転軸５１に対してスプライン結合された駆動部材５６を軸方向に移動させる。また、ラック棒ガイド５８は、ラック棒３０の断面Ｌ字形のサイドレール４１の水平部分における下面の両側縁を摺動可能に支持する。スプロケットホルダ５７、ラック棒ガイド５８によってガイド手段３６が構成される。なお、特に扉体１を設置する環境がラック棒３０の歯幅方向にズレを生じないような場合には、必ずしもラック棒３０の両側に配設されてその両側面を挟み摺接させるようにスプロケットホルダ５７を設けたり、揺動回転軸５１と駆動部材５６とをスプライン結合する必要はない。

さらに、駆動部材５６に取り付けられた駆動スプロケット３１には、ラック棒３０の断面Ｌ字形のサイドレール４１の垂直部分における上端縁を転動し、サイドレール４１をラック棒ガイド５８との間で挟み込み支持する円盤状のラック棒挟みガイド５９が取り付けられている。

次に、以上のように構成された横引きゲートＡの作動を説明する。
扉体１は、堤体１０の開口部１０ａを開放している通常の状態では、堤体１０の格納部１０ｂに位置している。このとき、昇降機構１２は走行車輪１１を扉体１の下面よりも上方に退避させることにより扉体１を下降させて、格納部１０ｂの床面に接地させている。そして、スプロケットホルダ５７のラック棒ガイド５８がラック棒３０の下面における側縁を支持しており、しかも、ガイド手段３６を構成するラック棒ガイド５８とラック棒挟みガイド５９との間でラック棒３０を挟み込み支持しているため、ラック棒３０と駆動スプロケット３１とが確実に常時噛合した状態に維持されている。したがって、図５の（ａ）に示したように、駆動スプロケット３１が設けられた揺動回転軸５１は、出力軸３３よりもわずかに低い位置にある。

この状態から、堤体１０の開放部１０ａを閉鎖するために扉体１を横方向移動させる際には、昇降機構１２により走行車輪１１を扉体１の下面から下方に突出させ、扉体１を床面１４から離すように上昇させる。これにより、扉体１に設けられたラック棒３０の位置も上昇する。このとき、スプロケットホルダ５７のラック棒ガイド５８とラック棒挟みガイド５９との間でラック棒３０を挟み込み支持しているので、図５の（ｂ）に示すように、軸受ユニット４７が出力軸３３の回転中心軸を中心として搖動し、駆動スプロケット３１が設けられた揺動回転軸５１は、出力軸３３よりもわずかに高く位置するよう移動することとなる。そして、軸受ユニット４７は、揺動側軸受部材４９と基端側軸受部材４８とが連結部材５０により連結されているので、出力スプロケット４８が設けられた出力軸３３と従動スプロケット４９が設けられた揺動回転軸５１との間の距離が変化することはない。

そのため、駆動源３２の電動モータ３２Ａを駆動し、減速機構３２Ｂの出力軸３３に設けられた出力スプロケット４６を回転させると、出力スプロケット４６と従動スプロケット５２との間に巻き掛けられたチェーン５３により、出力軸３３の回転を、出力スプロケット４６から従動スプロケット５２に伝動し、さらに揺動回転軸５１、駆動部材５６を介して駆動スプロケット３１に伝動することができる。駆動スプロケット３１が回転すると、駆動スプロケット３１と噛合されたラック棒３０が送られて、扉体１の下面から突出した走行車輪１１がレール１７上を転動して、扉体１が横方向移動して堤体１０の開口部１０ａを閉鎖する。

そして、扉体１が横方向移動するとき、例えばレール１７上に付着したゴミに走行車輪１１が乗り上げたり、昇降機構１２が設定された高さよりも扉体１を高く上昇させた場合などの場合であっても、駆動スプロケット３１が軸受ユニット４７に支持されており、しかも、ラック棒ガイド５８と円盤状のラック棒挟みガイド５９との間でラック棒３０を挟み込み支持しているため、ラック棒３０の高さ変化に追従して軸受ユニット４７が出力軸３３の回転中心軸を中心として搖動し、駆動スプロケット３１も高さ方向に移動することができる。したがって、上記従来の技術のように減速機構３２Ｂの出力軸３３を破損することがない。

また、扉体１が横方向移動するとき、例えばレール１７上に付着したゴミに走行車輪１１が乗り上げて扉体１がその厚さ方向に傾くなどしてラック棒３０がその歯幅方向にズレた場合であっても、駆動スプロケット３１が取り付けられた駆動部材５６が揺動回転軸５１とスプライン結合されており、駆動部材５６の両端に設けられた一対のスプロケットホルダ５７の間でラック棒３０が保持されているため、ラック棒３０の歯幅方向のズレに追従して駆動スプロケット３１もラック棒３０の幅方向に移動しつつ、ラック棒３０と駆動スプロケット３１の噛合した状態を維持し、揺動回転軸５１の回転に伴って駆動スプロケット３１も回転させることができる。

扉体１が堤体１０の開口部１０ａを閉鎖した時点でその横方向移動を停止させるよう駆動源３２の電動モータ３２Ａの回転駆動を停止させると、昇降機構１２により走行車輪１１を扉体１の下面よりも上方に退避させ、扉体１を下降させて開口部１０ａの床面１７に接地させる。このとき、扉体１の下降に伴ってラック棒３０も下降するが、図５の（ａ）に示したように、駆動スプロケット３１が軸受ユニット４７に支持されており、しかも、ラック棒ガイド５８と円盤状のラック棒挟みガイド５９との間でラック棒３０を挟み込み支持しているため、ラック棒３０の下降に追従して軸受ユニット４７が出力軸３３の回転中心軸を中心として搖動し、駆動スプロケット３１も下降することができる。そのため、ラック棒３０と駆動スプロケット３１が常時噛合した状態を確実に維持することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはない。図示は省略するが、例えば、動力伝動機構３５は、出力スプロケット４６、チェーン５３、従動スプロケット５２に代えて、ギアにより構成することもできる。

また、搖動アーム３４の基端部を出力軸３３に軸支することなく、出力軸３３とは別の軸により搖動可能に軸支することもできる。この場合の動力伝動機構３５は、図３に参照されるように、駆動源３２の出力軸３３に設けられた出力スプロケット４６と、搖動アーム３４の先端部に支持された駆動スプロケット３１の搖動回転軸に設けられた従動スプロケットとの間に巻き掛けられるチェーン５３に適切な遊び（たるみ）を必要に応じて付与することが望ましい。

さらにまた、支持手段は、搖動アーム３４に限定されることなく、駆動スプロケット３１の回転軸を垂直方向に案内するガイドにより構成することもできる。この場合、動力伝動機構３５は、駆動スプロケット３１の回転軸にスプロケットを設け、この駆動スプロケット３１の回転軸のスプロケットと駆動源３２の出力軸３３に設けられたスプロケットとの間にチェーンを巻き掛けることにより構成することができる。

Ａ：横引きゲート、 １：扉体、 １ａ：上面、 ３：開閉装置、 １０：堤体（ゲート本体）、 １０ａ：開口部、 １１：走行車輪、 １２：昇降機構、 ３０：ラック棒、３１：駆動スプロケット（駆動ピニオン）、 ３２：駆動源、 ３４：搖動アーム（支持手段）、 ３５：動力伝動機構、 ３６：ガイド手段

Claims (3)

1. 開口部を有するゲート本体と、前記開口部を開閉する扉体と、該扉体の下部に設けられ、前記扉体を横方向に移動可能に支持する走行車輪と、前記扉体の上部に設けられたラック棒、回転軸が水平方向に延びて前記ラック棒に噛合する駆動ピニオン、及び前記ゲート本体に設けられ前記駆動ピニオンを駆動する駆動源を有する開閉装置と、を備える横引きゲートであって、
   前記ラック棒と前記駆動ピニオンとを常時噛合すべく、前記駆動ピニオンを上下方向に移動可能に支持する支持手段、及びガイド手段を備え、
   前記ラック棒は、前記扉体の上面から間隔を置いて上方に配置され、前記扉体の幅方向両側に延びる一対のサイドフレームを備え、
   前記ガイド手段は、前記駆動ピニオンの軸方向両側に相対回転自在に設けられる一対のスプロケットホルダにて前記ラック棒の各サイドフレームを下方からそれぞれ支持して、前記駆動ピニオンと前記ラック棒との上下方向に沿う位置関係を一定に保持するように構成されることを特徴とする横引きゲート。
2. 前記支持手段は、前記駆動ピニオンを支持する搖動アームと、前記駆動ピニオンに前記駆動源の回転出力を伝動する動力伝動機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の横引きゲート。
3. 前記駆動ピニオンは、前記ラック棒の幅方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の横引きゲート。

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