JP7492940B2 - 緩み検出装置及びそれを具備する門開閉設備 - Google Patents

Description

本発明は、門体が連結された線状部材の緩みを検出する緩み検出装置及びそれを具備する門開閉設備に関する。

チェーンやワイヤ等からなる線状部材で門体を吊り上げる水門開閉設備（門開閉設備の一例）は、線状部材の巻き上げによって門体を上昇させ、線状部材の巻き下げによって門体を下降させる。門体の下降を阻害する異常（例えば、下降中の門体への障害物の接触）が発生すると、線状部材に緩みが生じる。そのため、線状部材の緩みを検出すれば異常の発生を検知することができる。

線状部材の緩みの検出には、特許文献１に開示されているように、線状部材の一端部に連結した緩み検出装置（特許文献１では、ロープ緩み検出装置）を用いる方法がある。従来の緩み検出装置は、例えば、図１０に示すように、線状部材の一端部に連結された棒材１００が貫通した円筒状のカラ１０１と、棒材１００に装着された状態でカラ１０１内に収められたばね部材１０２を備えている。

カラ１０１の上端部には円環状のドグ１０３が固定され、カラ１０１の下方には円環状の板材からなるベース台１０４が設けられ、カラ１０１と同様に、ドグ１０３及びベース台１０４には、棒材１００が貫通している。門体が下降中、門体の下降を阻害する障害物等により線状部材に緩みが生じると、ドグ１０３に対するばね部材１０２の付勢力により、ドグ１０３及びカラ１０１が棒材１００と共に上昇する。

ドグ１０３に接しているリミットスイッチ１０５は、ドグ１０３がカラ１０１と共に所定距離以上上昇すると、外部の制御部に信号を送信し、外部の制御部は門体の下降を停止させる等の処理を行う。
この種の緩み検出装置は、線状部材の一端部に連結されることから、線状部材の一端部を固定する位置に取り付けられる。

実用新案登録第３０９６５８８号公報

ところで、既設の水門開閉設備に緩み検出装置を取り付ける場合、固定されていた線状部材の一端部を取り外し、その線状部材の一端部を落下しないように仮固定した後、緩み検出装置を設置し、仮固定していた線状部材の一端部を緩み検出装置に連結する等の大掛かりな作業が求められる。この点、緩み検出装置は線状部材の一端部の固定位置に取り付ける必要があること（即ち、緩み検出装置の設置位置は限定されていること）、及び、既設の水門開閉装置は緩み検出装置の後付けを前提とした設計にはなっていないことを考慮すると、緩み検出装置の既設の水門開閉装置への後付けには技術的困難性と長期間の作業が必要となる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、門開閉設備への後付けが容易な緩み検出装置及びそれを具備する門開閉設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る緩み検出装置は、門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる門開閉設備に設けられ、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置において、前記線状部材に接触するローラと、前記ローラを回転自在に支持する可動体と、前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、前記可動体は、固定されたベース台に連結されたガイド部材に案内されて前記Ｄ方向に移動する移動部を具備し、該移動部は、該Ｄ方向に移動して、前記異常検出手段に非接触な状態から接触した状態に、あるいは、該異常検出手段に接触した状態から非接触な状態になる。

前記目的に沿う第２の発明に係る門開閉設備は、門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる昇降装置と、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置とを有する門開閉設備において、前記緩み検出装置が、前記線状部材に接触するローラと、前記ローラを回転自在に支持する可動体と、前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、前記緩み検出装置は、前記昇降装置が固定された機械台に取り付けられている。
前記目的に沿う第３の発明に係る門開閉設備は、門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる昇降装置と、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置とを有する門開閉設備において、前記緩み検出装置は、前記線状部材に接触するローラと、前記ローラを回転自在に支持する可動体と、前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、前記可動体は、固定されたベース台に連結されたガイド部材に案内されて前記Ｄ方向に移動する移動部を具備し、該移動部は、該Ｄ方向に移動して、前記異常検出手段に非接触な状態から接触した状態に、あるいは、該異常検出手段に接触した状態から非接触な状態になる。

第１の発明に係る緩み検出装置は、線状部材に接触するローラと、ローラを回転自在に支持する可動体と、可動体をＤ方向に付勢してローラを線状部材に押し付ける押圧手段と、標準位置に配されていた可動体が、線状部材に緩みが生じてローラと共にＤ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備えるので、ローラを線状部材に押し付けるように設けることができればよく、設置場所の自由度が高い。従って、当該緩み検出装置は、門開閉設備に対し容易に後付け可能である。
第２の発明及び第３の発明に係る門開閉設備も、当該緩み検出装置が上記構成を備えることから、緩み検出装置の後付けが容易である。

本発明の一実施の形態に係る門開閉設備の説明図である。 同門開閉設備の説明図である。 可動体が標準位置に配されている状態の緩み検出装置を示す説明図である。 緩み検出装置の一部省略平面図である。 可動体が標準位置に配されている状態の緩み検出装置を示す説明図である。 可動体が標準位置に配されている状態の緩み検出装置を示す説明図である。 可動体が標準位置からＤ方向に移動した状態の緩み検出装置を示す説明図である。 可動体が標準位置からＤ方向に移動した状態の緩み検出装置を示す説明図である。 変形例に係る門開閉設備の説明図である。 従来の緩み検出装置の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る門開閉設備１０は、門体Ｐに連結された線状部材１１の巻上げ及び巻下げにより門体Ｐを昇降させる昇降装置１２と、線状部材１１の緩みを検知する緩み検出装置１３とを有する設備である。以下、詳細に説明する。

門開閉設備１０は、図１、図２に示すように、河川に設けられた基礎Ｓに固定された機械台１４と、機械台１４に固定された昇降装置１２と、機械台１４に取り付けられた緩み検出装置１３と、線状部材１１が掛けられたスプロケット１５、１６を備えている。
昇降装置１２は、図１に示すように、機械台１４に載置されて固定された筺体１８と、筺体１８に取り付けられたモータ１９と、筺体１８内に設けられ、モータ１９の回転力が複数のギア等から構成される動力伝達手段２０を介して与えられて回転するスプロケット２１を有している。

線状部材１１は、チェーンであり、図２に示すように、機械台１４に固定された取付具２２に一端部が連結され、他端部が、スプロケット２１の下方に位置するカウンターウエイトＣに連結されている。門体Ｐは取付具２２（線状部材１１の一端部）の下方に昇降可能に設けられ、門体Ｐの上部には線状部材１１が掛けられたスプロケットＱが取り付けられている。線状部材１１は、スプロケットＱに掛けられた部分から他端部に向けて順に、スプロケット１５、１６、２１に掛けられ、スプロケット１５、１６間に水平領域１１ａを有している。緩み検出装置１３は水平領域１１ａの上側に接している。

筺体１８内に設けられたスプロケット２１は、モータ１９によって時計回りに回転駆動させられて、線状部材１１を巻き上げ、門体Ｐを上昇させ、モータ１９によって反時計回りに回転駆動させられて、線状部材１１を巻き下げ、門体Ｐを下降させる。なお、昇降装置１２は、動力伝達手段２０に連結可能な手動ハンドル２３を具備している。作業員は、モータ１９が停電等で作動しない際に、手動ハンドル２３を動力伝達手段２０に連結し回転することで、門体Ｐを上昇させることができる。

機械台１４は、図１、図３に示すように、昇降装置１２が載置された上板部２５及び側壁部２５ａを有し、上板部２５の下側には、側壁部２５ａで囲まれた内側空間部２６が設けられている（即ち、機械台１４は、内側空間部２６が設けられている）。スプロケット１５、１６及び緩み検出装置１３は内側空間部２６に配されている。

緩み検出装置１３は、図３、図４に示すように、それぞれ上端部が上板部２５にボルト２７によって固定されて鉛直に配された４本のロッド２８と、各ロッド２８の下端部にボルト３０により固定されて水平に配された板状のベース台２９（即ち、ベース台２９は固定されている）と、ベース台２９上に支持部材３１によって取り付けられた異常検出手段の一例であるリミットスイッチ３２を備えている。なお、本実施の形態では、上板部２５が、４本のロッド２８が固定された装置取付板３３を有して構成されている。

平面視して略５角形のベース台２９には、ストレート管（ガイド部材の一例）３４、３５が間隔を開けてそれぞれ立設状態で固定されている。ストレート管３４、３５は下部にベース台２９に連結されたフランジ部３６、３７をそれぞれ有している。ストレート管３４には、ストレート管３４を貫通した状態で棒材３８が昇降自在に取り付けられ、ストレート管３５には、ストレート管３５を貫通した状態で棒材３９が昇降自在に取り付けられている。

ベース台２９には、図３に示すように、貫通孔４０、４１が形成され、棒材３８は下部が貫通孔４０を貫通してベース台２９から下側に突出し、棒材３９は下部が貫通孔４１を貫通してベース台２９から下側に突出している。棒材３８の下部及び棒材３９の下部には、図３、図４、図５に示すように、平面視して略４角形の板材４２がそれぞれボルト４３、４４によって固定されている。板材４２はベース台２９の直下で水平に配されている。

棒材３８の上部には水平配置された円板４５がボルト４６により装着され、棒材３９の上部には円板４５より小さい水平配置された円板４７がボルト４８により装着されている。円板４７の直径は、ストレート管３５の直径より長く、棒材３９がストレート管３５から脱落するのを防止する。
板材４２の下方には、図３、図５、図６に示すように、板材４２の下面に固定された対となるローラ支持具４９、５０に回転自在に支持されたローラ５１が設けられている。なお、図５では、スプリング５４の記載を省略している。

ローラ５１は、線状部材１１の水平領域１１ａの上位置に配されて、線状部材１１の水平領域１１ａに接触している。ローラ５１の軸心は、水平に配され、平面視して、線状部材１１の水平領域１１ａの長手方向に対して直交している。
本実施の形態では、ローラ５１を回転自在に支持する可動体６０が、図３に示すように、棒材３８、３９、板材４２、円板４５、４７、ローラ支持具４９、５０等によって構成されている。

また、ベース台２９には、ローラ５１の上方に貫通孔５２が形成され、ベース台２９の貫通孔５２の外周の外側に、貫通孔５２と軸心を一致させて軸心が鉛直に配された筒状のカラ５３が載置されている。カラ５３の内側には、カラ５３と軸心を一致させて軸心が鉛直に配された状態で貫通孔５２を貫通して下端部がベース台２９から下方に突出したスプリング（押圧手段の一例）５４の大半が収容されている。カラ５３は、螺子部材５５、５６によりベース台２９に固定された板状のスプリングホルダ５７とベース台２９とによって、上下から挟まれて固定されている。

カラ５３、スプリング５４及びスプリングホルダ５７は、図３、図４に示すように、ストレート管３４、３５の間に配されている。スプリング５４は、図３、図６に示すように、上端部がスプリングホルダ５７に接触し、下端部が板材４２に接触し、板材４２（可動体６０）を鉛直方向下向きに付勢して、ローラ５１を線状部材１１の水平領域１１ａに押し付けている。ここで、スプリングホルダ５７とスプリング５４の間にスペーサを設ける等して、スプリング５４によってローラ５１を線状部材１１の水平領域１１ａに押し付ける力の大きさを調整できるようにしてもよい。なお、本実施の形態では、鉛直方向がＤ方向である。

リミットスイッチ３２は、図３、図４に示すように、基側部を中心に回動自在に設けられたアーム５８を有し、アーム５８の先側部には円板４５の下位置に配されたローラ５９が回転自在に取り付けられている。本実施の形態では、緩み検出装置１３を構成する可動体６０、ローラ５１、スプリング５４、リミットスイッチ３２が機械台１４の内側空間部２６に設けられている。
線状部材１１の水平領域１１ａには、門体Ｐ及び線状部材１１の重量等により張力が生じている。可動体６０及びローラ５１は、線状部材１１の水平領域１１ａの張力とスプリング５４の弾性力とが釣り合った位置に配される。

門体Ｐの下降を阻害する異常が発生していない状態で、円板４５は、図３に示すように、ローラ５９に非接触である。これに対し、門体Ｐの下降を阻害する異常が発生して線状部材１１の水平領域１１ａに緩みが生じると、門体Ｐの下降を阻害する異常が発生していない状態に比べて、線状部材１１の水平領域１１ａの張力は小さくなり、スプリング５４が、図７、図８に示すように、伸びて、可動体６０及びローラ５１が下がり、円板４５がローラ５９に接触する。

ここで、門体Ｐの下降を阻害する異常が発生していない状態での可動体６０の位置（本実施の形態では高さ位置）を標準位置として、リミットスイッチ３２は、標準位置に配されていた可動体６０が、線状部材１１の水平領域１１ａに緩みが生じてローラ５１と共に鉛直方向下向き（即ち、Ｄ方向）へ所定距離移動したのをアーム５８の回動量により検出して、異常の発生を検知することとなる。

本実施の形態において、ストレート管３４に案内されてＤ方向に移動する移動部が、棒材３８及び円板４５によって構成されている。よって、門体Ｐの下降を阻害する異常が発生すると、移動部は、Ｄ方向に移動して、ローラ５９（リミットスイッチ３２）に非接触な状態から接触した状態になる。

このように、線状部材１１にローラ５１が接触した可動体６０のＤ方向への移動により異常の発生を検知する緩み検出装置１３は、ローラ５１を線状部材１１に接触させることができればよく、設置場所の自由度が高いという利点がある。
更に、機械台１４は、通常、人が接近できる場所に設置されていることから、緩み検出装置１３を機械台に取り付けられる設計とすることで、緩み検出装置１３の設置を容易に行うことが可能となる。

また、機械台１４の上板部２５（即ち、表面、表面部）には、図３に示すように、貫通孔６１が形成され、貫通孔６１には、ベース台２９から下方に突出した下端部が板材４２に連結された棒状の変位部材６２が挿通されている。変位部材６２は、可動体６０が標準位置に配された状態で、上端部が、貫通孔６１から上板部２５の上方に突出している。変位部材６２の貫通孔６１からの突出長は、可動体６０のＤ方向への移動に伴って変化する。よって、人は、変位部材６２の貫通孔６１からの突出長の視認により、線状部材１１の水平領域１１ａに緩みが生じていること、ひいては、異常が発生していることを、知得することができる。

ここまで説明した門開閉設備１０は、緩み検出装置１３が機械台１４に取り付けられて、線状部材１１の水平領域１１ａに接しているが、これに限定されないのは言うまでも無い。例えば、図９に示すように、基礎Ｓに取り付けられて、線状部材１１の鉛直領域１１ｂに接する緩み検出装置７０を設けることができる。なお、図９においては、門開閉設備１０と同様の構成に同じ符号を付している。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、押圧手段はスプリングに限定されず、皿バネや油圧シリンダ等であってもよい。
また、移動部は、門体Ｐの下降を阻害する異常が発生することにより、Ｄ方向に移動して、異常検出手段に接触した状態から非接触な状態になるものであってもよい。この場合、緩み検出装置は、異常検出手段が移動部に非接触となって異常の発生を検知するように設計される。

異常検出手段はリミットスイッチである必要はない。例えば、光電センサを異常検出手段として採用することができる。
緩み検出装置は、機械台に取り付けられなくてもよく、また、線状部材はワイヤであってもよい。
更に、変位部材は設けなくてもよい。
また、緩み検出装置は、一端部が門体に直接接続された線状部材の緩み検知にも使用できる。

１０：門開閉設備、１１：線状部材、１１ａ：水平領域、１１ｂ：鉛直領域、１２：昇降装置、１３：緩み検出装置、１４：機械台、１５、１６：スプロケット、１８：筺体、１９：モータ、２０：動力伝達手段、２１：スプロケット、２２：取付具、２３：手動ハンドル、２５：上板部、２５ａ：側壁部、２６：内側空間部、２７：ボルト、２８：ロッド、２９：ベース台、３０：ボルト、３１：支持部材、３２：リミットスイッチ、３３：装置取付板、３４、３５：ストレート管、３６、３７：フランジ部、３８、３９：棒材、４０、４１：貫通孔、４２：板材、４３、４４：ボルト、４５：円板、４６：ボルト、４７：円板、４８：ボルト、４９、５０：ローラ支持具、５１：ローラ、５２：貫通孔、５３：カラ、５４：スプリング、５５、５６：螺子部材、５７：スプリングホルダ、５８：アーム、５９：ローラ、６０：可動体、６１：貫通孔、６２：変位部材、７０：緩み検出装置、Ｃ：カウンターウエイト、Ｐ：門体、Ｑ：スプロケット、Ｓ：基礎

Claims (6)

1. 門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる門開閉設備に設けられ、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置において、
   前記線状部材に接触するローラと、
   前記ローラを回転自在に支持する可動体と、
   前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、
   標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、
   前記可動体は、固定されたベース台に連結されたガイド部材に案内されて前記Ｄ方向に移動する移動部を具備し、該移動部は、該Ｄ方向に移動して、前記異常検出手段に非接触な状態から接触した状態に、あるいは、該異常検出手段に接触した状態から非接触な状態になることを特徴とする緩み検出装置。
2. 請求項１記載の緩み検出装置において、前記押圧手段はスプリングであることを特徴とする緩み検出装置。
3. 門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる昇降装置と、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置とを有する門開閉設備において、
   前記緩み検出装置は、
   前記線状部材に接触するローラと、
   前記ローラを回転自在に支持する可動体と、
   前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、
   標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、
   前記緩み検出装置は、前記昇降装置が固定された機械台に取り付けられていることを特徴とする門開閉設備。
4. 請求項３記載の門開閉設備において、前記緩み検出装置を構成する前記可動体、前記ローラ、前記押圧手段及び前記異常検出手段は、前記機械台の内側空間部に設けられ、前記緩み検出装置は、更に、前記可動体に連結された変位部材を具備し、前記変位部材は、前記可動体が前記標準位置に配された状態で前記機械台の表面に形成された貫通孔から突出し、その突出長が、該可動体の前記Ｄ方向への移動に伴って変化することを特徴とする門開閉設備。
5. 門体に連結された線状部材の巻上げ及び巻下げにより該門体を昇降させる昇降装置と、前記線状部材の緩みを検知する緩み検出装置とを有する門開閉設備において、
   前記緩み検出装置は、
   前記線状部材に接触するローラと、
   前記ローラを回転自在に支持する可動体と、
   前記可動体をＤ方向に付勢して前記ローラを前記線状部材に押し付ける押圧手段と、
   標準位置に配されていた前記可動体が、前記線状部材に緩みが生じて前記ローラと共に前記Ｄ方向へ所定距離移動したのを検出して、異常の発生を検知する異常検出手段とを備え、
   前記可動体は、固定されたベース台に連結されたガイド部材に案内されて前記Ｄ方向に移動する移動部を具備し、該移動部は、該Ｄ方向に移動して、前記異常検出手段に非接触な状態から接触した状態に、あるいは、該異常検出手段に接触した状態から非接触な状態になることを特徴とする門開閉設備。
6. 請求項３～５のいずれか１項記載の門開閉設備において、前記押圧手段はスプリングであることを特徴とする門開閉設備。

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