特開 2024-58373 水門開閉装置のロープ長さ調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058373

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】水門開閉装置のロープ長さ調整装置

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/20 20060101AFI20240418BHJP

   E02B 7/28 20060101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

E02B7/20 109

E02B7/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022165686

(22)【出願日】2022-10-14

(71)【出願人】

【識別番号】000241290

【氏名又は名称】豊国工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】川崎 裕明

(72)【発明者】

【氏名】有村 圭二

(72)【発明者】

【氏名】大上 幸海

【テーマコード（参考）】

2D019

【Ｆターム（参考）】

2D019AA59

2D019BA03

(57)【要約】

【課題】水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備、又は、水門開閉機器が入り組んで配置された水門設備でもワイヤーロープの長さ調整作業を容易に行えるロープ長さ調整装置を提供する。
【解決手段】 水門開閉装置のロープ長さ調整装置１１は、ハンドル３１と、シャフト３３と、ギヤ機構３５と、連結治具３７と、を備えおり、連結治具３７を介して、過負荷・弛み検出装置１３と一体的なユニットとして構成することができる。この構成により、ロープ長さ調整装置１１の設置スペースを新たに確保する必要がないので、水門開閉装置の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉装置が入り組んで配置された既存の水門設備にロープ長さ調整装置１１を設置しても、ワイヤーロープ７の長さを調整する作業を容易に行うことができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水門開閉装置のワイヤーロープの長さを調整するロープ長さ調整装置であって、
ハンドルと、
前記ワイヤーロープに連結されるテンションロッドと、
前記ハンドルの回転による回転力を前記テンションロッドに伝達して、前記テンションロッドを鉛直方向に移動させるギヤ機構と、
前記ワイヤーロープの過負荷及び弛みを検出する過負荷・弛み検出装置と、を備え、
前記ギヤ機構と前記過負荷・弛み検出装置とは、前記テンションロッドに沿って一直線上に配置されていることを特徴とする水門開閉装置のロープ長さ調整装置。

【請求項2】

前記ハンドルに連結されたシャフトを備え、該シャフトは、前記テンションロッドに対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水門開閉装置のロープ長さ調整装置。

【請求項3】

前記ギヤ機構は、前記シャフトの、前記ハンドルに連結された側の反対側の端部に連結されたベベルピニオンと、該ベベルピニオンと噛み合うベベルギヤと、該ベベルギヤの内周部に一体的に回転するように嵌合されたスリーブと、該スリーブの内周部に一体的に回転するように嵌合されたステムナットと、前記ベベルピニオン、前記ベベルギヤ、前記スリーブ及び前記ステムナットとを収容するギヤケースと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の水門開閉装置のロープ長さ調整装置。

【請求項4】

前記ロープ長さ調整装置は、前記ギヤ機構と前記過負荷・弛み検出装置とを連結する連結治具を備え、
該連結治具は、前記テンションロッドを挿通する円形状の開口と、該開口を囲むように、４５°間隔に形成された複数の孔とを有する天板と、該天板の前記開口と同一軸線に形成された、前記テンションロッドを挿通する欠円形状の開口を有する横長の矩形状の底板と、該底板の短辺側の端部に立設され、前記天板と結合された一対の側板と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の水門開閉装置のロープ長さ調整装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイヤーロープの長さを調整する水門開閉装置のロープ長さ調整装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、河川、運河、ダムに設けられる水門設備の扉体を開閉するために、水門開閉装置が設置されている。水門開閉装置として、例えば、扉体を懸下するワイヤーロープと、ワイヤーロープを巻回するワイヤーロープ巻取ドラムとを備え、駆動機構によりワイヤーロープ巻取ドラムを回転させ、ワイヤーロープを巻回して扉体を昇降させるワイヤーロープ式の水門開閉装置が知られている。水門開閉装置には、扉体の昇降動作を繰り返すことで若干の伸びが発生することがあるため、ワイヤーロープの長さを調整するロープ長さ調整装置が備えられている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０９－０３１９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のロープ長さ調整装置を備えたワイヤーロープ式の水門開閉装置では、水門設備内に複数の水門開閉機器のそれぞれが配置されている。このため、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉機器が入り組んで配置された水門設備では、ワイヤーロープの長さを調整するための作業が困難になることがある。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備、又は、水門開閉機器が入り組んで配置された水門設備でもワイヤーロープの長さ調整作業を容易に行えるロープ長さ調整装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（発明の態様）
以下に示す発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれるものである。

【0007】

（１）水門開閉装置のワイヤーロープの長さを調整するロープ長さ調整装置であって、ハンドルと、前記ワイヤーロープに連結されるテンションロッドと、前記ハンドルの回転による回転力を前記テンションロッドに伝達して、前記テンションロッドを鉛直方向に移動させるギヤ機構と、前記ワイヤーロープの過負荷及び弛みを検出する過負荷・弛み検出装置と、を備え、前記ギヤ機構と前記過負荷・弛み検出装置とは、前記テンションロッドに沿って一直線上に配置されているロープ長さ調整装置（請求項１）。
本項に係る水門開閉装置のロープ長さ調整装置では、ギヤ機構と過負荷・弛み検出装置とをテンションロッドに沿って一直線上に配置していることで、小型化とすることができる。また、ロープ長さ調整装置の設置スペースを確保する必要がないため、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉機器が入り組んで配置された既存の水門設備でも、ワイヤーロープの長さを調整する作業を容易に行うことができる。

【0008】

（２）上記（１）項において、前記ハンドルに連結されたシャフトを備え、該シャフトは、前記テンションロッドに対して垂直に配置されているロープ長さ調整装置（請求項２）。
本項に係る水門開閉装置のロープ長さ調整装置では、ハンドルに連結されたシャフトをテンションロッドに対して垂直に配置することで、作業員の正面にハンドルを位置することができるので、作業し易くすることができる。

【0009】

（３）上記（２）項において、前記ギヤ機構は、前記シャフトの、前記ハンドルに連結された側の反対側の端部に連結されたベベルピニオンと、該ベベルピニオンと噛み合うベベルギヤと、該ベベルギヤの内周部に一体的に回転するように嵌合されたスリーブと、該スリーブの内周部に一体的に回転するように嵌合されたステムナットと、前記ベベルピニオン、前記ベベルギヤ、前記スリーブ及び前記ステムナットとを収容するギヤケースと、を備えるロープ長さ調整装置（請求項３）。
本項に係る水門開閉装置のロープ長さ調整装置において、ギヤ機構は、ベベルピニオン及びベベルギヤ（減速ギヤ）によって減速させ、大きな動力を発生させられるので、ハンドルを手動で操作することができる。

【0010】

（４）上記（１）項において、前記ロープ長さ調整装置は、前記ギヤ機構と前記過負荷・弛み検出装置とを連結する連結治具を備え、該連結治具は、前記テンションロッドを挿通する円形状の開口と、該開口を囲むように、４５°間隔に形成された複数の孔とを有する天板と、該天板の前記開口と同一軸線に形成された、前記テンションロッドを挿通する欠円形状の開口を有する横長の矩形状の底板と、該底板の短辺側の端部に立設され、前記天板と結合された一対の側板と、を備えるロープ長さ調整装置（請求項４）。
本項に係る水門開閉装置のロープ長さ調整装置において、連結治具の天板には、４５°角度毎に形成された複数の孔が形成されているため、ギヤ機構を固定する際にハンドルの位置を４５°間隔に調整することができので、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉装置が入り組んで配置された既存の水門設備でも、ハンドルを作業し易い角度に配置することができる。また、連結治具の底板には、テンションロッドを挿通するために、欠円形状の開口を形成されているので、水門開閉装置の開閉操作時のテンションロッドの回転（ハンドル作業等による共廻り）を防止することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るロープ長さ調整装置によれば、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備、又は、水門開閉機器が入り組んで配置された水門設備でもワイヤーロープの長さ調整作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係るロープ長さ調整装置を適用した水門開閉装置の概略正面図である。

【図2】図１に示す水門開閉装置の概略平面図である。

【図3】図１に示す水門開閉装置の概略側面図である。

【図4】図１に示すロープ長さ調整装置、過負荷・弛み検出装置及びテンションロッドの概略組立図である。

【図5】図４に示すロープ長さ調整装置、過負荷・弛み検出装置及びテンションロッドの概略斜視図である。

【図6】図４に示すロープ長さ調整装置のギヤ機構の概略部分断面図である。

【図7】図４に示すロープ長さ調整装置の連結治具の図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態に係るロープ長さ調整装置を適用した水門開閉装置の構成を図１～図６を参照して詳細に説明する。
図１～図３に示すように、水門開閉装置１は、河川、運河、ダム等に設置されるワイヤーロープ式水門の扉体３を開閉させるものであり、左右一対の門柱５，５上の水門設備内にそれぞれ設置されている。水門開閉装置１は、ロープ長さ調整装置１１と、過負荷・弛み検出装置１３と、電動機１５と、ブレーキ手段１７と、減速機１９と、ドラムギヤ・ピニオン２１と、ドラム２３と、シーブ２５と、を少なくとも備えている。

【0014】

図４～図６に示すように、ロープ長さ調整装置１１は、一端がテンションロッド５７（後述）に連結されたワイヤーロープ７に伸びが生じた際に手動でワイヤーロープ７の長さを調整するものであり、過負荷・弛み検出装置１３及びテンションロッド５７と一体的に連結されたユニットとして構成される。ロープ長さ調整装置１１は、ハンドル３１と、シャフト３３と、ギヤ機構３５と、連結治具３７と、を有する。ギヤ機構３５は、ハンドル３１の回転に伴う回転力をテンションロッド５７に伝達するためのものであり、ベベルピニオン３９と、ベベルギヤ４１と、スリーブ４３と、ステムナット４５と、ギヤケース４７と、を少なくとも有している。ギヤ機構３５は、過負荷・弛み検出装置１３と共に、テンションロッド５７に沿って一直線上に配置されている。ハンドル３１は、シャフト３３の一端と連結されている。シャフト３３は、テンションロッド５７に対して垂直に配置され、ハンドル３１が連結された側の反対側の端部（他端）にベベルピニオン３９が一体的に連結されている。ベベルギヤ４１は、ベベルピニオン３９と噛合っており、その内周部にスリーブ４３が一体的に回転するように嵌合されている。スリーブ４３の内周部には、ステムナット４５が一体的に回転するように嵌合されている。ステムナット４５は、その内周面にテンションロッド５７のねじ部５７ａと噛合うねじ形成部４９が形成されている。ギヤケース４７は、シャフト３３、ベベルピニオン３９、ベベルギヤ４１、スリーブ４３及びステムナット４５を収容するものである。このようなギヤ機構３５の構成とすることで、減速ギヤ、すなわち、ベベルピニオン３９及びベベルギヤ４１によって減速させ、大きな動力を発生させられるので、ハンドル３１を手動で苦も無く操作することが可能となる。

【0015】

図７に示すように、連結治具３７は、ロープ長さ調整装置１１を過負荷・弛み検出装置１３に連結するものであり、天板５１と、底板５３と、一対の側板５５，５５と、を備える。天板５１は、八角形状を呈しており、ギヤ機構３５を支持し、テンションロッド５７を挿通するための円形状の開口５１ａと、開口５１ａを囲むように、４５°間隔に形成された複数の孔５１ｂとが形成されている。底板５３は、横長の矩形状を呈しており、天板５１の開口５１ａと同軸線上になるように、テンションロッド５７を挿通するための欠円形状（底面視Ｄ形状）の開口５３ａと、開口５３ａを囲むように、９０°間隔に形成された複数の孔５３ｂとが形成されている。一対の側板５５，５５は、底板５３の短辺側の端部に立設され、天板５１と結合されている。なお、天板５１が八角形を呈し、底板５３が横長の矩形状を呈しているが、円形、五角形、六角形等の多角形等の他の形状としてもよい。

【0016】

ここで、ロープ長さ調整装置１１によって、ワイヤーロープ７の長さを調整するには、過負荷・弛み検出装置１３（後述）のロックナット６３（図４及び図５参照）を緩めて、ロープ長さ調整装置１１のハンドル３１を回すことで、シャフト３３も回転して、その回転力がシャフト３３に連結されたベベルピニオン３９からベベルギヤ４１に伝達されて、ベベルギヤ４１が回転する。そして、ベベルギヤ４１の回転により、スリーブ４３及びステムナット４５も回転する。その結果、ステムナット４５のねじ形成部４９とテンションロッド５７のねじ部５７ａとの噛み合いによって、テンションロッド５７が鉛直方向に移動する。これにより、ワイヤーロープ７の伸びが生じた際にワイヤーロープ７の長さを調整することが可能となる。

【0017】

過負荷・弛み検出装置１３は、テンションロッド５７を介してワイヤーロープ７に掛かる過大な負荷を第１スプリング５９（ばね力が大きい皿ばね）のたわみ量で検出することで、ワイヤーロープ７の過負荷を検知し、また、ワイヤーロープ７の張力を第２スプリング６１（ばね力が小さいコイルバネ）のたわみ量で検出することで、ワイヤーロープ７の弛みを検知する既知のバネ式検出装置である。すなわち、過負荷・弛み検出装置１３は、ワイヤーロープ７の張力が小さくなり、通常、圧縮状態の第２スプリング６１が伸張すれば、ワイヤーロープ７の弛みとして検出し、一方、ワイヤーロープ７の張力が大きくなり、第１スプリング５９のたわみ量（圧縮量）が大きくなれば、ワイヤーロープ７への過負荷として検出する。また、過負荷・弛み検出装置１３は、テンションロッド５７に作用するワイヤッロープ７の張力を第１スプリング５９及び第２スプリング６１に伝達するロックナット６３を有し、ロックナット６３の変位によって作動する電気制御（リミットスイッチ）によりワイヤーロープ７の張力の異常を検知して、水門開閉装置１の動作を停止することができる機能を有している。過負荷・弛み検出装置１３は、水門設備の基台に設置された球面受６２（図３参照）と球面接触する球面座６０を有する。この構成により、ワイヤーロープ７の張力に応じて、球面座６０が滑り、ロープ長さ調整装置１１及び過負荷・弛み検出装置１３が傾くようになっている。

【0018】

テンションロッド５７は、ロープ長さ調整装置１１のギヤ機構３５及び過負荷・弛み検出装置１３を貫通するように設けられており、その一端側にステムナット４５のねじ形成部４９と噛み合うねじ部５７ａが形成され、他端がワイヤーロープ７と接続されている。

【0019】

図１～図３に示すように、電動機１５は、ドラム２３を回転駆動させるためのものであり、軸部６７を介して、減速機１９に連結されている、ブレーキ手段１７は、軸部６７の回転運動を拘束及び解放するためのものであり、電動機１５と減速機１９との間に配置されている。減速機１９は、電動機１５の回転を減速させ、トルクを増加させるものであり、出力軸６９を有する。この出力軸６９は、ドラムギヤ・ピニオン２１のピニオンギヤに連結されている。

【0020】

ドラム２３，２３は、一端がテンションロッド５７に連結されたワイヤーロープ７の他端側を巻き取るためのものであり、回転軸（図示せず）を有し、回転軸にドラムギヤ・ピニオン２１のドラムギヤが一体的に連結されている。ドラムギヤ・ピニオン２１のピニオンギヤとドラムギヤとは、互いに噛み合っており、ドラム２３，２３の回転軸と減速機１９の出力軸６９とが相互に回転トルクを伝達するように構成されている。シーブ２５は、複数有し（図示では１つ）、ワイヤーロープ７が巻回されており、門柱５，５側に固定される定滑車２５ａと、扉体３側に固定される動滑車２５ｂとを備える。このような構成により、電動機１５によって、ドラム２３，２３を開方向に回転駆動させることで、ワイヤーロープ７が巻き取られて、扉体３がシーブ２５（動滑車２５ｂ）と共に上昇し、一方、ドラム２３，２３を閉方向に回転駆動させることで、ワイヤーロープ７が引き出されて、扉体３が降下するようになっている。

【0021】

上記構成を有するロープ長さ調整装置１１によれば、次のような作用効果を得ることができる。
ロープ長さ調整装置１１は、連結治具３７を介して、過負荷・弛み検出装置１３と一体的なユニット、具体的には、ロープ長さ調整装置１１のギヤ機構３５及び過負荷・弛み検出装置１３がテンションロッド５７に沿って一直線上に配置された一体的なユニットとして構成することができるため、小型化とすることができる。また、連結治具３７によって、既存の水門開閉装置１にも容易に設置することができる。

【0022】

また、ロープ長さ調整装置１１の設置スペースを新たに確保する必要がないので、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉装置１が入り組んで配置された既存の水門設備にロープ長さ調整装置１１を設置しても、ワイヤーロープ７の長さを調整する作業を適切に行うことができる。

【0023】

ロープ長さ調整装置１１の連結治具３７の天板５１には、４５°間隔に形成された複数の孔５１ｂが形成されているため、ギヤケース４７を固定する際にハンドル３１の位置を４５°角度毎に調整することができる。これにより、水門開閉機器の配置空間が狭い水門設備や、水門開閉装置１が入り組んで配置された既存の水門設備でも、ハンドル３１を作業し易い角度に配置することができる。

【0024】

ロープ長さ調整装置１１の連結治具３７の底板５３には、テンションロッド５７を挿通するために、欠円形状の開口５３ａを形成することで、水門開閉装置１の開閉操作時のテンションロッド５７の回転（共廻り）を防止することができる。底板５３の短辺側の端部に一対の側板５５，５５が立設されているので、ロックナット６３の緩める及び締める作業を適切に行うことができる。

【0025】

本発明の一実施形態に係るロープ長さ調整装置１１は、２つの電動機１５，１５と２つのドラム２３，２３との形式の水門開閉装置１に適用されているが、１つの電動機と２つドラムとの形式、１つの電動機と１つのドラムとの形式等の他の形式の水門開閉装置にも同様に適用することができる。

【0026】

ロープ長さ調整装置１１において、ギヤ機構３５のベベルギヤ４１及びベベルピニオン３９が減速ギヤとして構成されているが、ウォームギヤ、遊星歯車、平歯車等の他の歯車を用いて減速ギヤを構成するようにしてもよい。

【0027】

ロープ長さ調整装置１１において、ハンドル３１に連結されたシャフト３３がテンションロッド５７に対して垂直に配置されているが、シャフト３３をテンションロッド５７に対して同一軸線上に配置するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0028】

１…水門開閉装置、７…ワイヤーロープ、１１…ロープ長さ調整装置、１３…過負荷・弛み検出装置、３１…ハンドル、３５…ギヤ機構、３７…連結治具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】