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ものづくり
日本大賞
国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2018.07.21現在
 
技術
名称
制限開閉器付き開度計システム 
事後評価済み技術
(2017.02.01)
登録No. CB-110006-VE
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-VE
活用効果調査は不要です。(フィールド提供型、テーマ設定型で活用する場合を除く。)
−VE評価:平成29年 2月16日〜

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2014.02.05
副    題 ダム・堰等の水門の開度を、高精度で耐環境性に優れた構造で絶対値にて検出する、制限開閉器付き開度検出機器 区分 製品
分 類 1 機械設備 − 水門設備 − ダム用水門設備 
分 類 2 機械設備 − 水門設備 − 河川用水門設備 
概要
@何について何をする技術か?

ダム・堰のゲート用開閉装置に取り付け、ゲート(ローラーゲート、ラジアルゲート等)の開度を検出する開度計システムです。開度検出器は、耐環境性に優れた独自の原理・構造を持つ絶対値位置検出器で、スケーリング機能を用いて、ゲート開度を最少0.1mm単位で、高精度に検出する事が出来ます。また、開度検出と同時に制限開閉器の出力(最大30点)も最少0.1mm単位で誰が調整しても非常に簡単に、(デジタル設定)且つ短時間に再現性の高い調整が出来、プリセット機能によりワイヤーの伸び等を簡単に補正する事が出来ます。また、長径間などのゲートに対しても傾斜検出が可能です。

A従来はどのような技術で対応していたのか?

開度計として主にA/Dコンバータを使用しており、歯車の組み合わせによる機械的な構成で、歯車の回転数を電気的に変換(リードスイッチやブラシによる有接点出力)して開度値(ゲート開閉量)を出力していた。その為、機械的な動作を開度値として出力する為の調整等、高度な専門的技術が必要で、現地での据え付け・調整、ワイヤーの伸びによる調整に時間を要していた。


B公共工事のどこに適用できるのか?

ダム・堰等のゲート用開閉装置に設置し、ゲート(ローラーゲート、ラジアルゲート、長径間等)の開度検出、リミット検出に使用出来ます。

制限開閉器付き開度計システム構成
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)

従来技術ではゲートの開度量と開度計の検出値を合わせる為に、複数の歯車を組み合わせて調整したりワイヤーの伸びによる調整、制限開閉器のリミット調整に多大な時間を要していました。 新技術では独自の構造・原理により従来技術の短所を解消し、絶対位置検出・耐環境性・高精度・高機能・高信頼性・現場での簡単な調整を実現しコストパフォーマンスを高める事が出来ました。

(1) 構造・ 検出原理(絶対位置検出原理)
構造・検出原理は、4極のステーターにコイルを巻き、その中心に偏心したロータを構成します。偏心したロータが機械の動きに合わせて回転する事により、ステーターと偏心ロータとの間に磁気抵抗変化が発生し、コイルに励磁した電圧と誘起された電圧に位相差が生じます。この位相差を取り出す事で、絶対位置変化量として開度を検出します。(詳細は図1参照)

(2) 耐環境性
センシング部分は非接触構造および電子部品は使用していないので、振動・衝撃・温度・水・塵埃などの悪環境でも抜群の耐久性を持たせました。

(3) 高精度・高機能・高信頼性
検出器は野外にそのまま設置でき、最大2048回転まで機械的な絶対位置で検出出来るので、電源断時にゲートを開閉しても開度値を見失う事は有りません。また、1回転分割能も最大で65536分割まで出来るので、歯車を組み合わせてゲート開度量を合わせる必要が無く機械軸に直結等が可能です。ワイヤーの伸びに付いてもプリセット機能により簡単に補正が出来ます。

(3) 制限開閉器出力
開度値の他に制限開閉器としてリミット出力を簡単な操作設定で、任意の開度値で出力させる事が出来ます。

A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)

(1) 電源断の状態でゲートを全楊程開閉しても、電源復帰時には正しい開度値を検出。

(2) ゲート用開閉装置に検出器を直結させる事が出来ます。(スケーリング機能により、ギヤの組み合わせによる調整は不要)

(3) 高精度に開度を検出出来ます。(0.1mm単位での検出も可)

(4) 制限開閉器のリミット調整が誰にでも非常に簡単に、且つ再現性が非常に良いので調整が短時間で出来ます。

(5) 開度計の新規設置、A/Dコンバータ等の置き換え等でも 設置後の立ち上げ調整が非常に短時間で実施出来ます。

(6) ワイヤーロープ等の伸びを簡単に補正出来ます。
制限開閉器付き開度計システム仕様
項目 ローラーゲート、ラジアルゲート、長径間 ローラゲート用 各種ゲート 各種ゲート 各種ゲート 
開度演算器型式 GCW-10Fシリーズ VS-10Bシリーズ VS-Q62,VS-Q262シリーズ NCV-220シリーズ NCV-20シリーズ 
適用検出器 VREシリーズ、MREシリーズ  ← ← ← ← 
位置検出方式 アブソリュート位置検出  ← ← ← ← 
分解能 VREシリーズ:8192〜65536分割、MREシリーズ4096分割×32回転〜64分割×2048回転  ← ← ← ← 
スイッチ出力数、傾斜出力 スイッチ出力15点(制限開閉器出力)、傾斜出力:同期、左右岸傾斜、左右岸異常 30点(制限開閉器出力) 三菱Qシリーズにビルトインの為、無し 富士電機E-SXバス対応 バイナリー出力のみ 
スイッチ出力設定方式 押しボタンスイッチによる数値設定・機械手動操作によるティーチング設定 ← 三菱Qシリーズにビルトインの為、無し 富士電機E-SXバス対応 バイナリー出力のみ 
開度値出力 各桁パリティ付きBCD5桁+Buzy信号、アナログ出力 ← 三菱Qシリーズにビルトインの為、無し 富士電機E-SXバス対応 バイナリー出力のみ 
設定値保存 EEPROM (バッテリーレス)  ← ← ← ← 
表示 開度値、設定データ、スイッチ出力、動作異常、他 ← 三菱Qシリーズにビルトインの為、無し 富士電機E-SXバス対応 16bitLEDのみ 
最大ケーブル長 300m(061,101型)/500m(065,105型)  ←  ← ← ← 
コントローラ電源電圧・消費電力 DC24V(DC21.6V〜DC30V)/10W以下 85V〜132VAC/20VA以下 三菱Qシリーズより電源供給 DC24V±10% 7W以下 ← 
コントローラ動作温度 0〜+55℃  ←  ← ← ← 
検出器動作温度 -30℃〜+60℃(065,105型)/-20℃〜+120℃(061,101型)  ←  ←  ← ← 
検出器耐振動・耐衝撃 耐振動20G・耐衝撃500G  ←  ←  ← ← 
検出器本体保護構造 IP67(101,105型)/IP65(061,065型)  ←  ←  ← ← 
検出器寿命 8×10000h (4000r/minにて)  ←  ←  ← ← 
コントローラ外形寸法 130W×86H×99D  120W×200H×75D 27.4W×98H×90D  39W×155H×93D 39W×155H×93D 
検出器外形寸法(061型/065型) VRE型:φ62.5×71.5、MRE型:φ62.5×85.5〜105  ←  ←  ← ← 
検出器外形寸法(101型/105型) VRE型:φ100×138〜143、MRE型:φ100×167〜172  ←  ←  ← ← 

開度演算器&開度計(アブソコーダ)概要(図1)
適用条件


@自然条件

動作温度

・検出器 -30℃〜60℃
・開度演算器 0℃〜55℃

A現場条件

・電源DC24VまたはAC100V。
・検出器〜開度演算器までの延長ケーブル長は500m以内。

B技術提供可能地域

・日本全国

C関係法令等

特になし
適用範囲

@ 適用可能な範囲

ゲートの全楊程で、検出器の入力軸回転量が、アブソリュート検出範囲以内(1回転又は32〜2048回転)で有る事。

A 特に効果の高い適用範囲

(1) ゲート用開閉装置に取り付ける時、開度値調整用のギヤが要らない。

ゲート開度量と検出器の検出量を、ギヤなどの組み合わせで調整する事無く、スケール変換出来ます。(検出器の取り付け場所、方法を選びません。)
スケール変換は0.1mm単位で9999.9mmまで、1mm単位で99999mmまで絶対値で開度値を検出可能。

(2) 調整に時間が掛かる制限開閉器のリミット設定が、誰が調整しても短時間で再現性の高い調整が可能。

制限開閉器のリミット出力調整は、最小単位0.1mmでデジタル設定が可能。また、実際にゲートを動かし任意の位置で現物合わせも可能です。 その為、誰が設定しても短時間で再現性の良い調整が可能。

(3) 検出器を雨・風・雪等から保護するためのBOXが要らない。

保護構造がIP67及びALL SUSの為(耐環境101,105型)、検出器を保護する為のカバーやBOXに収納する必要はありません。(水中タイプも有り)

(4) ゲート用開閉装置の巻取りワイヤーロープの延びによる開度値誤差を、ワンタッチまたは自動で補正可能。

ワイヤーロープの伸びによる誤差を、従来技術の様に開度計を開閉装置から外すことなく、外部からの入力または開度演算器パネル面から補正可能。

(5) 鉛直・円弧演算が可能。

ラジアルゲートの場合、ゲート諸元に基づいて鉛直・円弧演算を実施。(開度値実測による補正も可能) 従来技術の様に個別のカム変換やギヤによる鉛直・円弧変換を必要とせず、汎用的に使用する事が可能。

(6) 多段巻き補正が可能。

開閉装置のワイヤーロープ巻取りドラムが、多段巻きに成る場合の補正も自動で補正します。(最大9段)

B適用できない範囲

検出器:周囲温度が-30℃以下になる場合。
コントローラ:周囲温度が0℃以下になる場合。(0℃以下に成る場合、盤内にヒーターが必要)

C適用にあたり、関係する基準およびその引用元

・『社団法人 ダム・堰施設技術協会 ゲート用開閉装置(機械式)設計要領』 一部準用。
・検出器構成部品の材質等は、JIS規格品を使用。
・検出器の耐振動・耐衝撃は、JIS D1601、保護構造は、JEM 1030 に準拠。
・開度演算器の耐ノイズ・耐静電気は、IEC1000-4-4に準拠。
留意事項

@ 設計時

(1) ゲート用開閉装置による全楊程(開閉)に対して、絶対値検出範囲(1回転又は、32回転〜2048回転)の検出器を選択する必要があります。

(2) 検出器回転軸と機械軸との結合は、軸同士の場合は必ずカップリングを使用してください。ギヤ結合の場合は、バックラッシがあるように結合してください。
チェーンやタイミングベルトの場合には、テンションにより軸荷重が大きくなりやすいので、軸受けを使用して、そのあとでカップリング結合することをお勧めします。

(3) 開度演算器には、必ずD種設置工事を実施してください。

(4) 開度演算器には、避雷器を付加していません。誘導雷等の影響を受けるおそれがある場合は、開度演算器と検出器の間に避雷器(弊社指定品アレスタ)を接続してください。

(5) 検出器は耐環境型(101、105型)ですので、特にカバーやBOX等に収納する必要ありません。

(6) 開度演算器が0℃以下の環境になる場合、結露防止等の為にヒーター等を設置してください。

A 施工時

(1) 検出器本体を落下させたり、過度な力や衝撃を加えないでください。

(2) 検出器から出ているケーブルを無理に引っ張ったり踏んだりしないでください。

(3) 検出器から出ているケーブル部はなるべく下へ向けてください。

B 維持管理等

特になし。

C その他

開度演算器には電源が必要です。(AC100VまたはDC24V)

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