JP2000290977A - 水門や樋門の扉体昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、電力線を引き込むことができない地域に
設置される水門や樋門の扉体昇降装置は、人力で操作す
るか、バッテリーや発電機などを用いて駆動するように
していた。しかしながら人力のみで操作するものは、作
業者の負担が大きく、またバッテリーや発電機などを用
いるものは、操作の度にこれらのものを搬入するか、あ
るいは近傍にその収納設備を設けなくてはならないとい
う問題点があった。本発明は、これらの問題点の解決を
課題とする。 【解決手段】駆動源となるモータを備えたラック式の扉
体昇降装置において、ラック棒３３が貫通した昇降装置
の本体Ａ上にソーラパネル５０を、ラックカバーのよう
に筒状に配置して設けた。そして、このソーラパネル５
０で囲まれた内部空間に、ソーラパネル５０と接続され
たモータ駆動用のバッテリーを収納した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力線を引き込む
ことができない非電化区域などに設置されるラック式の
水門や樋門の扉体昇降装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に水門や樋門は、扉体を昇降駆動す
るために、モータや原動機を組み込んだ駆動装置を備え
ているが、比較的小型のものにあっては、ハンドル操作
により人力で扉体を昇降駆動するようにしている。ま
た、水門や樋門は、概して非電化区域に設置され、また
近年、環境保全上の理由から電化工事が制限されること
も多く、このような場合、比較的大型の水門や樋門にお
いてもこの種の手動昇降装置を使用せざるを得なかっ
た。

【０００３】図６は、この種の扉体手動昇降装置の従来
例を示した正面図、図７は、そのＡ−Ａ線の拡大断面図
である。図示したように、この扉体手動昇降装置は、所
定間隔ごとにピン３３ａを列状に設けた梯子状のラック
棒３３が、昇降装置の本体３２を上下方向に貫通するよ
うに取り付けられたものであり、このラック棒３３は、
上下方向に駆動されるように本体３２の内部で、ピン３
３ａがピン歯車３４に噛み合っている。

【０００４】ピン歯車３４が取り付けられた軸３５は、
同軸上に固定された歯車３６と噛み合った歯車３８を介
して本体３２の一方に配置された中継軸３７に係合し、
この中継軸３７は、歯車３９、歯車４０、歯車４１、歯
車４２、歯車４３を介して他方側の軸４４に係合してい
る。この軸４４は差動歯車装置４５や図示しない動力伝
達機構を介してハンドル３１が固定されたハンドル軸３
０に係合している。

【０００５】なお、図示していないが、中継軸３７は図
示しない軸を介して同様の扉体手動昇降装置の中継軸に
連結され、それぞれに取り付けられたラック棒３３を同
期して駆動し得るようになっている。また、それぞれの
ラック棒３３の下端には、水門や樋門の扉体（図示せ
ず）が固定され、一対のラック棒３３で扉体を吊り下げ
支持するようになっている。

【０００６】従って、ハンドル３１を回転させると、こ
のハンドル３１の回転力は、歯車３９〜４３などの動力
伝達機構を介して減速してピン歯車３４に伝達され、こ
のピン歯車３４と噛み合ったラック棒３３が上下方向に
駆動されることとなる。よって、このラック棒３３の下
端に取り付けられた扉体が昇降駆動され、水門や樋門が
開閉されるようになっている。

【０００７】なお、図７において符号４７は、扉体を自
重で下降させるための自重降下切換レバー、４６はその
際に扉体に加速度がつかないように制御する遠心ブレー
キ装置を示す。

【０００８】また、図示していないが、この種の扉体手
動昇降装置には、ハンドル３１を離しても扉体が降下し
ないようにセルフロック装置が内装されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の水門や
樋門の扉体手動昇降装置は、ハンドル軸の回転を減速し
てピン歯車に伝達するようになっているが、この種の小
型の水門や樋門においても扉体の操作荷重はかなり大き
く、これを人力のみで開放することは、数時間を要する
たいへんな重労働であった。

【００１０】また、この種の昇降装置は、長期にわたっ
て使用しないでいると、錆の発生などにより、いざとい
う時に駆動できなくなる虞れがあり、そのため定期的に
扉体を開閉することが義務付けられている。しかしなが
ら、その作業は、上述したように大変な重労働であるた
め、扉体を完全に開閉してその動作を確認するというこ
とは、殆ど行われていないのが現状である。

【００１１】また、この種の手動昇降装置にアダプター
を取り付け、モータや原動機を用いて作動させることも
可能であるが、その場合は、セッティングに時間を要す
ると共に、電源の確保や燃料の搬入など、新たに解決し
なくてはならない課題が生じた。さらに、このモータや
原動機は、昇降装置の外部に後付けされるので、安全性
に問題があると共に、人力による駆動を前提として設計
された手動昇降装置が、駆動源を用いて強制的に駆動さ
れることにより、思わぬ故障やトラブルを引き起こす虞
れもあった。

【００１２】本発明は、上記従来の水門や樋門の扉体昇
降装置が有していた問題点の解決を課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のうち、請求項１記載の発明は、扉体を吊
支したラック棒と噛み合ったピン歯車が、モータを備え
た駆動装置で駆動され、扉体が昇降されるようになされ
たラック式の水門や樋門の扉体昇降装置において、ラッ
ク棒が貫通した昇降装置の本体上にソーラパネルを、ラ
ックカバーのように筒状に配置して設けると共に、この
ソーラパネルで囲繞された内部空間に、ソーラパネルと
接続されたモータ駆動用のバッテリーを設けたものであ
る。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、モータを駆
動源とする補助駆動装置を備え、ハンドルからの入力の
大きさに応じて扉体を吊支したラック棒と噛み合ったピ
ン歯車が、補助駆動されるようになされたラック式の水
門や樋門の扉体手動昇降装置において、ラック棒が貫通
した昇降装置の本体上にソーラパネルを、ラックカバー
のように筒状に配置して設けると共に、このソーラパネ
ルで囲繞された内部空間に、ソーラパネルと接続された
モータ駆動用のバッテリーを設けたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施の形
態に基づき詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る水門や樋門の扉体昇
降装置の正面図、図２はその平面図、図３は要部の拡大
断面図である。この扉体昇降装置は、従来のものと全く
同様に水門や樋門の構造枠体状のピア（図示せず）上に
設置され、本体Ａを上下方向に貫通するように設けられ
た梯子状のラック棒３３を、ハンドル２の操作により、
上下方向に駆動することにより、その下端に取り付けら
れた扉体（図示せず）を昇降させるようにしたものであ
る。ここにおいて、ハンドル２の操作力は、補助動力ユ
ニット１を介して、ラック棒３３に噛み合ったピン歯車
（図示せず）に伝達されるようになっている。

【００１７】補助動力ユニット１は、図４の断面図並び
に図５の要部切欠正面図に示すように、外側にハンドル
２が取り付けられ、昇降装置本体Ａのハンドル軸３０に
駆動軸６を連結して取り付けられるものである。

【００１８】上記駆動軸６は、ハンドル２が取り付けら
れた入力軸５と同軸上に互いに回動自在に配置され、入
力軸５との間には、遊星歯車装置７を介在させている。
この遊星歯車装置７は、中心の太陽歯車７ａが入力軸５
に転動自在に取り付けられ、太陽歯車７ａに噛み合った
遊星歯車７ｂが、前記入力軸５に固定された回転部材７
の一側（図４において右側）に回転自在に支持され、か
つ遊星歯車７ｂに噛み合った外周のリングギア７ｃが、
連結部材１５と歯車１４を介して駆動軸６に連結固定さ
れたものである。

【００１９】また、上記太陽歯車７ａには、トルクレバ
ー８を一体的に取り付けている。このトルクレバー８
は、図５に示すように、先端を太陽歯車７ａの上方に突
出させたものであり、その左右両側には、出没杆１０，
１１をそれぞればね１２，１３で互いに突出する方向に
付勢して設けている。また、トルクレバー８の中程に
は、トルクレバー８の回動中心と同心円上に歯を有する
円弧状の歯車８ａが取り付けられ、この歯車８ａは、ケ
ーシング４に固定された可変抵抗器９の軸９ａに固定さ
れた歯車９ｂと噛み合っている。

【００２０】又、駆動軸６の下方には、補助駆動装置が
設けられている。この補助駆動装置は、モータ３と、こ
のモータ３の回転力を駆動軸６に減速して伝達する歯車
伝達機構とからなる。この歯車伝達機構は、モータ３の
軸３ａに固定された歯車３ｂに噛み合った歯車１８ｂ
と、この歯車１８ｂと同じ軸１８に固定された歯車１８
ａと、この歯車１８ａに噛み合った歯車１７ａと、この
歯車１７ａと同じ軸１７に固定され、駆動軸６に固定さ
れた歯車１４に噛み合った歯車１７ａとで構成されてい
る。

【００２１】なお、上記モータ３は、可変抵抗器９の測
定値に基づき駆動制御されるように、制御回路（図示せ
ず）を介してバッテリー５１に接続されている。このバ
ッテリー５１は、図２並びに図３に示すように、昇降装
置本体Ａの上面に形成されたラック棒貫通用の開口部
Ａ’の周囲に配置されている。また、このバッテリー５
１の周囲には、バッテリー５１と接続された充電用のソ
ーラパネル５０が、角筒状に配置して設けられている。
従って、このソーラパネル５０は、ラック棒３３の上方
突出空間を覆うラックカバーとして機能すると共に、バ
ッテリー５１を収納するための収納容器としても機能す
る。なお、図２において、符号５２は、四方のソーラパ
ネル５０で形成されたバッテリー収納空間の上面を塞い
だ天板、５３は、収納された各バッテリー５１を固定す
るための固定具を示す。

【００２２】また、駆動軸６に固定された歯車１４に
は、同心円上に複数の通孔１４ａが設けられ、この通孔
１４ａと向き合ったケーシング４の所定位置には、この
通孔１４ａの有無を感知するセンサー１６が設けられて
おり、これらで駆動軸６の回転並びにその回転速度に基
づく補助駆動装置の制御手段を構成している。

【００２３】本発明の水門や樋門の扉体昇降装置は、上
記の構成を有している。

【００２４】なお、図３において符号２１は、駆動軸６
とハンドル軸３０に設けられたキー溝に嵌まり込み、両
者を回動不可に係合させたキー、１９と２０は同様にし
て駆動軸６と歯車１４との間、及びハンドル２と入力軸
５との間に介挿されたキーを示す。また、２３，２４，
２５，２６，２７は、それぞれ軸５，３０，１７，１８
を回動自在に支持したベアリングを示す。

【００２５】次に上記構成を有する本発明の水門や樋門
の扉体昇降装置の働きについて述べる。

【００２６】まず、例えばハンドル２を時計回り方向に
回転駆動すると、このハンドル２が取り付けられた入力
軸５を介して遊星歯車装置７の遊星歯車７ｂを支持した
回転部材７ｄが回転する。このことで遊星歯車７ｂに噛
み合った太陽歯車７ａとリングギア７ｃは、同方向に回
転する力を受けるが、リングギア７ｃは、駆動軸６を介
してハンドル軸３０に連結され、このハンドル軸３０に
は、扉体（図示せず）の荷重負荷がかかっているので、
リングギア７ｃは容易には回転せず、回転部材７ｄの回
転に伴って、遊星歯車７ｂが逆方向（反時計回り方向）
に自転し、太陽歯車７ａに、さらに強い時計回り方向の
力が作用する。よって、太陽歯車７ａに固定されたトル
クレバー８も同方向に回転しようとするが、このトルク
レバー８の右側には、ばね１２で付勢された出没杆１０
が設けられているので、トルクレバー８は、このばね１
２の付勢力に抗してある程度、出没杆１０を押し込み、
図５に二点鎖線で示すように回動する。そして、ばね１
２の反力、つまりトルクレバー８に作用するトルクが、
リングギア７ｃの回転トルク以上になると、太陽歯車７
ａがそれ以上回転せず、今度は、遊星歯車７ｂが時計回
り方向に回転し、リングギア７ｃが回転を始める。この
リングギア７ｃは、駆動軸６を介してハンドル軸３０を
回転させ、このハンドル軸の回転により、従来のものと
同様に扉体が引き上げられ、水門や樋門が開放される。

【００２７】そして、この時、本発明の水門や樋門の扉
体昇降装置では、駆動軸６に固定された歯車１４が、補
助駆動装置のモータ３で同時に駆動されるようになって
いる。この駆動力は、ハンドル２の操作力に応じて増減
するが、あくまでもハンドル２の操作力を軽減する程度
のものであり、ハンドル２が操作されない限り、決して
作動することはない。

【００２８】次に、この補助駆動装置の制御について述
べると、まずハンドル２を操作すると、上述の通り、そ
の力に応じてばね１２が縮み、トルクレバー８が所定範
囲、回動するので、このトルクレバー８に取り付けられ
た円弧状の歯車８ａも入力軸５を中心として回動し、噛
み合った歯車９ｂを回動させる。この歯車９ｂには、可
変抵抗器９が取り付けられているので、ばね１２の付勢
力に抗してトルクレバー８が回動した程度、つまりハン
ドル２からの入力トルクの大きさが、この可変抵抗器９
で電気的に測定される。この測定値は、図示しない制御
回路に入力され、この値に基づいてモータ３へ通電する
電流値が決定され、ハンドル２からの入力が小さい場合
には、小さいトルクで駆動軸６を回転駆動し、ハンドル
２からの入力が大きい場合には、その入力に応じた大き
いトルクで駆動軸６を回転駆動するようになっている。

【００２９】従って、ハンドル２をゆっくりと軽い力で
操作している時も、また、負荷に抵抗し、ハンドル２を
強く回した時、あるいは早い速度で操作するためにハン
ドル２に強い力が作用した時も、その操作力に応じて補
助駆動装置が作動して、作業員の負担を軽減するように
作用する。なお、この時、駆動軸６の回転とその速度を
感知するセンサー１６からの信号も制御回路に入力し、
上記可変抵抗器９の測定値とでモータ３を駆動制御する
こととすれば、一層、正確かつ精緻な補助駆動装置の動
作制御がなされることとなる。

【００３０】なお、ハンドル２の操作を止めたときに
は、本体Ａに内装された図示しないセルフロック機構が
作動し、駆動軸６には、逆転する方向の力が作用しない
ようになっている。従って、トルクレバー８は中立の位
置で停止し、可変抵抗器９がその移動を感知しないの
で、補助駆動装置は作動せず、駆動軸６が駆動されるこ
とはない。

【００３１】また、扉体を下降させるには、自重降下切
換レバー２９を操作すれば良く、このことで扉体は、あ
る程度、自重で降下する。しかしながら扉体は、水圧な
どの影響を受けるので完全に締め切るためには、扉体を
強制的に下降させなくてはならない。この時、本発明の
水門や樋門の扉体手動昇降装置では、ハンドル２を上記
と反対方向に回転駆動すれば良く、このことで扉体は、
ハンドル２の操作力と、その操作力に応じた補助駆動装
置の駆動力とで上記と全く反対に下側に強く押し下げら
れることとなる。

【００３２】なお、この時、トルクレバー８は上記と反
対方向に回動し、他方側（図５において左側）の出没杆
１１をばね１３の付勢力に抗して押し付け、この時のト
ルク値を可変抵抗器９で測定することにより、上記と全
く同様に補助駆動装置のモータ３が駆動制御される。た
だし、この時、バッテリー５１からモータ３への通電方
向は、逆となり、モータ３は、逆方向に回転する。

【００３３】そして、完全に扉体が下降した位置では、
駆動軸６がそれ以上回転しないので、この時の状態がセ
ンサー１６で感知され、補助駆動装置のモータ３が停止
するようになっている。従って、この状態でハンドル２
をいくら強い力で操作しても補助駆動装置は作動せず、
動力伝達機構などに過大な負荷がかかる虞れはない。な
お、このセンサー１６は、歯車１４に設けた通孔１４ａ
が、その前方を通過することにより、その回転や速度を
感知するようになっているが、センサー１６は駆動軸６
の回転やその回転速度を感知できるものであれば、どの
ようなものであっても良い。

【００３４】また、図示していないが、ハンドル２と駆
動軸６は、過負荷防止装置を介して連結されており、ハ
ンドル２に過大な負荷が作用したとき、ハンドル２は駆
動軸５に対して空回りをするようになっている。

【００３５】以上のようにして本発明の水門や樋門の扉
体昇降装置は、ハンドル２からの入力の大きさに応じて
扉体を吊支したラック棒３３のピン３３ａと噛み合った
ピン歯車が、補助駆動され、扉体が比較的少ない労力で
昇降駆動される。そして、補助駆動装置のモータ３への
電力は、昇降装置の本体Ａ上に設置されたバッテリー５
１から供給され、このバッテリー５１はその周囲に設け
られたソーラパネル５０で発電された電気で充電される
ようになっている。従って、この扉体昇降装置は、常に
少ない労力で簡単に操作できる状態に維持されている。

【００３６】また、上記ソーラパネル５０は、ラック棒
３３の上方突出空間を覆い、しかもバッテリー５１の収
納カバーを兼ねているので、スペースに無駄がなく、周
囲の景観を損ねる虞れもない。

【００３７】なお、上記の実施の形態では、本発明の好
適な実施形態として、比較的小さい電力で駆動される補
助駆動装置を備えた扉体昇降装置を例示したが、本発明
の扉体昇降装置は、電力線を引き込むことができない非
電化地域に設置できるように、内装されたバッテリー５
１で駆動されるようになっていれば良く、モータを備え
た駆動装置（図示せず）のみでラック棒３３が昇降駆動
されるように構成されたものであっても良い。

【００３８】また、図示した実施の形態では、四角筒状
に配置された四方のソーラーパネル５０でバッテリー５
１と、ラック棒３３の突出空間を囲んだ例を示したが、
本発明の扉体昇降装置では、ソーラーパネル５０がラッ
クカバーのようにラック棒３３の突出空間を囲み、内部
にこのソーラーパネル５０と接続されたバッテリー５１
が収納されるようになっていれば良く、ソーラーパネル
５０は三角筒や五角筒などの多角筒状に配置されていた
り、あるいはそれ自身を湾曲させて、円筒状に配置され
たものであっても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち、請
求項１記載の発明は、モータを備えた駆動装置で駆動さ
れるラック式の扉体昇降装置において、ラック棒が貫通
した昇降装置の本体上に、駆動装置の電源となるバッテ
リーを設けると共に、このバッテリーの周囲を筒状に充
電用のソーラパネルで覆ったので、スペースに無駄がな
く、かつラック棒の上方突出空間が覆われ、周囲の景観
を損ねる虞れもない。また、ソーラパネルは、昇降装置
本体上の高い位置で、かつ周囲に面するように筒形に配
置されているので、常に何れかの部分に日光があたり、
季節や時間による日照方向の違いによる影響を受けな
い。さらに、駆動装置用のバッテリーは、ソーラパネル
により、常に充電された状態に維持されているので、メ
インテナンスが不要で常に確実な動作が約束されるもの
である。

【００４０】また、請求項２記載の発明は、補助駆動装
置を備えた昇降装置に用いることにより、上記請求項１
記載の発明の効果に加え、ソーラパネルやバッテリーを
一回り小型化でき、導入のための費用が低減されると共
に、万一の場合には、ハンドルによる操作が可能で安全
性に優れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水門や樋門の扉体昇降装置の一実施形
態を示した簡略正面図である。

【図２】図１に示した扉体昇降装置の平面図である。

【図３】図２に示した扉体昇降装置の要部拡大断面図で
ある。

【図４】本発明の扉体昇降装置に用いられる補助駆動ユ
ニットの断面図である。

【図５】図４に示した補助駆動ユニットの要部平面説明
図である。

【図６】従来の扉体昇降装置の一例を示した簡略正面図
である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

Ａ 昇降装置本体 １ 補助駆動ユニット ２ ハンドル ３ モータ ４ ケーシング ５ 入力軸 ６ 駆動軸 ７ 遊星歯車装置 ７ａ 太陽歯車 ７ｂ 遊星歯車 ７ｃ リングギア ８ トルクレバー ８ａ 円弧状の歯車 ９ 可変抵抗器 ９ａ 軸 ９ｂ 歯車 １０，１１ 出没杆 １２，１３ ばね １４ 歯車 １５ 連結部材 １６ センサー １７，１８ 軸 １７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ 歯車 １９，２０，２１ キー ２３，２４，２５，２６，２７ ベアリング ３３ ラック棒 ３３ａ ピン ５０ ソーラーパネル ５１ バッテリー ５２ 天板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扉体を吊支したラック棒と噛み合ったピ
   ン歯車が、モータを備えた駆動装置で駆動され、扉体が
   昇降されるようになされたラック式の水門や樋門の扉体
   昇降装置において、 ラック棒が貫通した昇降装置の本体上に、ソーラパネル
   がラックカバーを構成するように筒状に配置して設けら
   れると共に、このソーラパネルで囲繞された内部空間
   に、ソーラパネルと接続されたモータ駆動用のバッテリ
   ーが設けられたことを特徴とする水門や樋門の扉体昇降
   装置。
2. 【請求項２】 モータを駆動源とする補助駆動装置を備
   え、ハンドルからの入力の大きさに応じて扉体を吊支し
   たラック棒と噛み合ったピン歯車が、補助駆動されるよ
   うになされたラック式の水門や樋門の扉体昇降装置にお
   いて、 ラック棒が貫通した昇降装置の本体上に、ソーラパネル
   がラックカバーを構成するように筒状に配置して設けら
   れると共に、このソーラパネルで囲繞された内部空間
   に、ソーラパネルと接続されたモータ駆動用のバッテリ
   ーが設けられたことを特徴とする水門や樋門の扉体昇降
   装置。