JP2005336887A - ゲート開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機あるいは手動ハンドルでゲートを開閉するゲート開閉装置において、電動操作時の手動ハンドルの回転を完全に止めることができるようにすること。
【解決手段】手動入力軸１と、動力入力軸２と、手動入力軸１及び動力入力軸２の回転を一つの出力軸３に伝達する歯車装置４とを有し、出力軸３の回転によりゲートを開閉するゲート開閉装置において、手動入力軸１に、制動装置１０を介して手動ハンドル軸１１を接続した。制動装置１０は、常時は手動入力軸１側の回転を阻止し、手動ハンドル軸１１を回転させたときに手動入力軸１側の回転を許容して手動ハンドル軸１１の回転を手動入力軸１側に伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水門等を開閉するゲートを電動機あるいは手動ハンドルで開閉するようにしたゲート開閉装置に関する。

従来、ゲート開閉装置としては、電動機の回転出力によりゲートの開閉操作を行うとともに、停電時に備えて手動操作機構を設けたものが知られている。

そして、特許文献１には、上述のようなゲート開閉装置において、電動操作時に手動ハンドルが回転しないようにするためのセルフロック機構が開示されている。このセルフロック機構は、手動ハンドル側に、それぞれ左回転及び右回転を阻止する一方向クラッチを形成した第１及び第２のブレーキディスクを設けたもので、この第１及び第２のブレーキディスクによって、電動操作時に手動ハンドルが回転しないようにしている。

しかし、上記特許文献１のセルフロック機構では、第１及び第２のブレーキディスクの作動に時間差が生じるため、電動操作時の手動ハンドルの回転を完全に止めることはできなかった。すなわち、上記特許文献１のセルフロック機構では、電動操作時にゲートが全閉状態になった時よりさらに閉方向に電動機を作動させると手動ハンドルが開方向に若干動く、また、全閉状態から開方向に電動機を作動させると手動ハンドルが閉方向に若干動くという現象が生じ、作業者等に不安を与えるという問題があった。
特許第２８６８７９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、電動機あるいは手動ハンドルでゲートを開閉するゲート開閉装置において、電動操作時の手動ハンドルの回転を完全に止めることができるようにすることにある。

本発明は、手動入力軸と、動力入力軸と、前記手動入力軸及び動力入力軸の回転を一つの出力軸に伝達する歯車装置とを有し、前記出力軸の回転によりゲートを開閉するゲート開閉装置において、前記手動入力軸に、制動装置を介して手動ハンドル軸を接続し、前記制動装置が、常時は前記手動入力軸側の回転を阻止し、前記手動ハンドル軸を回転させたときに前記手動入力軸側の回転を許容して前記手動ハンドル軸の回転を前記手動入力軸側に伝達することを特徴とする。

上記構成において、前記手動入力軸と前記制動装置との間に、前記手動入力軸側と前記手動ハンドル軸側とを接続及び切り離し可能なクラッチ装置を設け、このクラッチ装置が、前記手動入力軸側と手動ハンドル軸側とを接続させるような付勢力を及ぼす付勢部材を有するものとすることができる。

また、前記手動ハンドル軸に、第１及び第２のラチェット装置を設け、前記第１のラチェット装置は前記手動ハンドル軸のゲート閉方向の回転を阻止し、前記第２のラチェット装置は前記手動ハンドル軸のゲート開方向の回転を阻止し、前記第１のラチェット装置は前記手動ハンドル軸をゲート開方向に回転させるときに作動し、前記第２のラチェット装置は前記手動ハンドル軸をゲート閉方向に回転させるときに作動するようにすることができる。

本発明では、手動入力軸と手動ハンドル軸との間に、常時は手動入力軸の回転を阻止し、手動ハンドル軸を回転させたときに手動入力軸の回転を許容して手動ハンドル軸の回転を手動入力軸に伝達する制動装置を設けたので、電動操作時の手動ハンドルの回転を完全に止めることができるとともに、手動操作によるゲートの開閉も可能となる。

手動入力軸と手動ハンドル軸側とを接続及び切り離し可能なクラッチ装置を設けたものでは、クラッチ装置により手動入力軸を手動ハンドル軸側と切り離して回転自在とすることで、ゲートを自重によって下降させることができる。さらに、クラッチ装置が、手動入力軸と手動ハンドル軸側とを接続させるような付勢力を及ぼす付勢部材を有しているので、手動入力軸を手動ハンドル軸側と切り離した後の接続忘れがなくなる。

さらに、手動ハンドル軸に、第１及び第２のラチェット装置を設けたものでは、手動操作時に手動ハンドルが操作方向と反対に回転することが防止され、操作性と安全性が向上する。

以下、添付図に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のゲート開閉装置の概略構成図である。同図に示すゲート開閉装置は、手動入力軸１と動力入力軸２の二つの入力軸と、一つの出力軸３を有しており、手動入力軸１及び動力入力軸２の回転が歯車装置４によって出力軸３に伝達される。出力軸３が回転すると、出力軸３に固定されたピニオン５が回転し、その回転方向に応じて、ゲート昇降用ラック６が昇降し、ゲート昇降用ラック６に固定されたゲート（図示せず）が昇降して開閉される。

歯車装置４は、内外歯車４ａと遊星歯車４ｂと太陽歯車４ｃとから構成されており、内外歯車４ａは動力入力軸２に固定されたピニオン７に噛合し、遊星歯車４ｂは出力軸３に連結され、太陽歯車４ｃは手動入力軸１に連結されている。また、動力入力軸２には電動操作用の電動モータ（電動機）８が連結されている。

手動入力軸１には、クラッチ装置９及び制動装置１０を介して手動ハンドル軸１１が接続されており、手動ハンドル１２を回転させることによる手動ハンドル軸１１の回転が手動入力軸１に伝達される。また、手動ハンドル軸１１には、手動ハンドル軸１１のゲート閉方向（下降方向）の回転を阻止する第１のラチェット装置１３と、手動ハンドル軸１１のゲート開方向（上昇方向）の回転を阻止する第２のラチェット装置１４が設けられている。

クラッチ装置９は、手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側とを接続及び切り離しするものである。そのために、クラッチ装置９は、押さえ部材９ａと、第１の摩擦板９ｂと、第２の摩擦板９ｃとを有している。第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃは交互に積層されるとともに、第２の摩擦板９ｃどうしの間には波座金９ｄが介装されている。

第１の摩擦板９ｂは手動ハンドル軸１１側に固定され、第２の摩擦板９ｃは手動入力軸１側に固定されている。したがって、押さえ部材９ａによって、第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃを密着させる方向に押圧すると手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側は接続される。一方、押さえ部材９ａによる押圧を解除すると手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側は切り離される。手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側が切り離されると、手動入力軸１は手動ハンドル軸１１側によって制動されることなく自由に回転可能になるので、先に説明したラック６に固定されたゲートを自重によって自然降下させることができる。

押さえ部材９ａは、コイルバネからなる付勢部材９ｅによって第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃを密着させる方向に付勢されているので、クラッチ装置９は、常時は手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側を接続する。手動入力軸１側と手動ハンドル軸１１側を切り離すには、クラッチレバー９ｆを操作して、付勢部材９ｅによる付勢力に抗して第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃを離隔させる。このとき、第２の摩擦板９ｃどうしの間には、上述のとおり波座金９ｄが介装されており、この波座金９ｄは、第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃを離隔させる方向の力を及ぼすので、第１の摩擦板９ｂと第２の摩擦板９ｃが密着していたとしても容易に離隔させることができる。

次に、制動装置１０について説明する。制動装置１０は、常時は手動入力軸１側の回転を阻止し、手動ハンドル軸１１を回転させたときに手動入力軸１側の回転を許容して手動ハンドル軸１１の回転を手動入力軸１側に伝達するものである。そのために、制動装置１０は、メススプライン軸（押さえ部材）１０ａと、第１の摩擦板１０ｂと、第２の摩擦板１０ｃと、爪車１０ｆとを有している。第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃは交互に積層されるとともに、第２の摩擦板１０ｃどうしの間には波座金１０ｄが介装されている。

第１の摩擦板１０ｂはゲート開閉装置の本体側に固定されて回転しない固定部材１０ｈに固定され、第２の摩擦板１０ｃはメススプライン軸１０ａに固定されている。メススプライン軸１０ａは、オススプライン軸１０ｇを介して手動入力軸１側に接続されている。また、メススプライン軸１０ａは、コイルバネからなる付勢部材１０ｅによって第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃを密着させる方向に付勢されている。第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃが密着すると、手動入力軸１は第１の摩擦板１０ｂを介してゲート開閉装置の本体側に固定されるので、その回転は阻止される。

一方、爪車１０ｆは、図２に示すように、メススプライン軸１０ａとの対向側に勾配面を有する突起１０ｆ−１を有する。また、メススプライン軸１０ａと爪車１０ｆを展開した状態を表す図３に示すように、メススプライン軸１０ａも、爪車１０ｆとの対向側に勾配面を有する突起１０ａ−１を有する。

図３（ａ）に示すように突起１０ａ−１と突起１０ｆ−１が接触していない無負荷状態では、先に図１で説明したように、第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃが密着するので、手動入力軸１側の回転は阻止される。これに対して、手動ハンドル軸１１をゲート開方向又は閉方向に回転させると爪車１０ｆが回転して図３（ｂ）に実線で示すように突起１０ｆ−１が突起１０ａ−１と当接する。この状態からさらに手動ハンドル軸１１を回転させると、メススプライン軸１０ａには、第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃを離隔させる方向（図３では上方向）の分力Ｆ１と回転方向の分力Ｆ２が作用する。これにより、メススプライン軸１０ａが図３（ｂ）に一点鎖線で示すようにスライドして押し上げられた状態で回転し、第１の摩擦板１０ｂと第２の摩擦板１０ｃは付勢部材１０ｅによる付勢力に抗して離隔し、手動入力軸１の回転が許容されるようになる。

次に、第１のラチェット装置１３について説明する。第１のラチェット装置１３は、手動ハンドル１１のゲート閉方向（下降方向）の回転を阻止するもので、手動ハンドル軸１１をゲート開方向に回転させるときにのみ作動する。

第１のラチェット装置１３は、図４に示すように、ラチェットギヤ１３ａと爪１３ｂとからなり、手動ハンドル軸１１のゲート開方向（上昇方向）の回転は許容するが、ゲート閉方向（下降方向）の回転は阻止する。

この第１のラチェット装置１３は、爪車１０ｆと手動ハンドル軸１１のフランジ部１１ａとの間に配置されており、手動ハンドル軸１１周りには回転可能に取り付けられている。また、手動ハンドル軸１１は、右ねじ部１５を介して爪車１０ｆに連結されている。したがって、手動ハンドル１２を操作して手動ハンドル軸１１をゲート開方向（実施例では右回り）に回転させると、第１のラチェット装置１３は、爪車１０ｆと手動ハンドル軸１１のフランジ部１１ａとの間で挟持され、爪車１０ｆ及び手動ハンドル軸１１と一体的に回転するようになる。これによって、第１のラチェット装置１３は作動状態となり、手動ハンドル軸１１のゲート開方向のみの回転を許容する。

一方、手動ハンドル軸１１をゲート閉方向（実施例では左回り）に回転させると、第１のラチェット装置１３の両側に隙間が生じ、第１のラチェット装置１３はフリーになるので、爪車１０ｆ及び手動ハンドル軸１１の回転に作用することはなく、非作動状態となる。

次に、第２のラチェット装置１４について説明する。第２のラチェット装置１４は、手動ハンドル１１のゲート開方向（上昇方向）の回転を阻止するもので、手動ハンドル軸１１をゲート閉方向に回転させるときにのみ作動する。

第２のラチェット装置１４は、図５に示すように、ラチェットギヤ１４ａと爪１４ｂとからなり、手動ハンドル軸１１のゲート閉方向（下降方向）の回転は許容するが、ゲート開方向（上昇方向）の回転は阻止する。

この第２のラチェット装置１３は、手動ハンドル軸１１のフランジ部１１ａとゲート開閉装置の本体側に設けられた支持部材１６との間に配置されており、手動ハンドル軸１１周りには回転可能に取り付けられている。支持部材１６は、手動ハンドル軸１１の軸線方向に移動不可、かつ軸線周りに回転可能に設けられている。したがって、手動ハンドル１２を操作して手動ハンドル軸１１をゲート閉方向（実施例では左回り）に回転させると、第２のラチェット装置１４は、手動ハンドル軸１１のフランジ部１１ａと支持部材１６との間で挟持され、支持部材１６とともに手動ハンドル軸１１と一体的に回転するようになる。これによって、第２のラチェット装置１４は作動状態となり、手動ハンドル軸１１のゲート閉方向のみの回転を許容する。

一方、手動ハンドル軸１１をゲート開方向（実施例では右回り）に回転させると、第２のラチェット装置１４の両側に隙間が生じ、第２のラチェット装置１４はフリーになるので、手動ハンドル軸１１の回転に作用することはなく、非作動状態となる。

以下、図１に示すゲート開閉装置の動作について説明する。

まず、電動操作によりゲートを開放するには電動モータ８を正転させ、閉止するには電動モータ８を逆転させる。この電動モータ８の回転は、動力入力軸２、ピニオン７、歯車装置４、出力軸３及びピニオン５に伝達され、その回転方向に応じてゲート昇降用ラック６が昇降し、ゲートが開閉される。

このとき、制動装置１０のメススプライン軸１０ａと爪車１０ｆの位置関係は、図３（ａ）で説明した状態にあり、制動装置１０により手動入力軸１の回転は阻止される。すなわち、電動操作時の回転の伝達は、制動装置１０までとなる。したがって、制動装置１０より先にある手動ハンドル軸１１及び手動ハンドル１２が電動操作時に回転することはない。

一方、手動操作によりゲートを開放するには手動ハンドル１２を右回りに回転させ、閉止するには手動ハンドル１２を左回りに回転させる。このとき、制動装置１０のメススプライン軸１０ａと爪車１０ｆの位置関係は、図３（ｂ）で説明した状態となり、制動装置１０は手動入力軸１の回転を許容する。したがって、手動ハンドル軸１１の回転が制動装置１０及びクラッチ装置９を介して手動入力軸１に伝達され、さらに、歯車装置４、出力軸３及びピニオン５に伝達され、その回転方向に応じてゲート昇降用ラック６が昇降し、ゲートが開閉される。

ここで、ゲートを開放させる際には、上述のとおり第１のラチェット装置１３が作動するので、手動ハンドル軸１１がゲート閉方向に逆回転することはない。また、ゲートを閉止させる際には、第２のラチェット装置１４が作動するので、手動ハンドル軸１１がゲート開方向に逆回転することはない。

本発明のゲート開閉装置の概略構成図である。 爪車の概略斜視図である。 メススプライン軸と爪車との位置関係を示す展開図である。 第１のラチェット装置の概略構成図である。 第２のラチェット装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 手動入力軸
２ 動力入力軸
３ 出力軸
４ 歯車装置
４ａ 内外歯車
４ｂ 遊星歯車
４ｃ 太陽歯車
５ ピニオン
６ ゲート昇降用ラック
７ ピニオン
８ 電動モータ
９ クラッチ装置
９ａ 押さえ部材
９ｂ 第１の摩擦板
９ｃ 第２の摩擦板
９ｄ 波座金
９ｅ 付勢部材
９ｆ クラッチレバー
１０ 制動装置
１０ａ メススプライン軸
１０ａ−１ 突起
１０ｂ 第１の摩擦板
１０ｃ 第２の摩擦板
１０ｄ 波座金
１０ｅ 付勢部材
１０ｆ 爪車
１０ｆ−１ 突起
１０ｇ オススプライン軸
１０ｈ 固定部材
１１ 手動ハンドル軸
１１ａ フランジ部
１２ 手動ハンドル
１３ 第１のラチェット装置
１３ａ ラチェットギヤ
１３ｂ 爪
１４ 第２のラチェット装置
１４ａ ラチェットギヤ
１４ｂ 爪
１５ 右ねじ部
１６ 支持部材

Claims (3)

1. 手動入力軸と、動力入力軸と、前記手動入力軸及び動力入力軸の回転を一つの出力軸に伝達する歯車装置とを有し、前記出力軸の回転によりゲートを開閉するゲート開閉装置において、
   前記手動入力軸に、制動装置を介して手動ハンドル軸を接続し、
   前記制動装置が、常時は前記手動入力軸側の回転を阻止し、前記手動ハンドル軸を回転させたときに前記手動入力軸側の回転を許容して前記手動ハンドル軸の回転を前記手動入力軸側に伝達することを特徴とするゲート開閉装置。
2. 前記手動入力軸と前記制動装置との間に、前記手動入力軸側と前記手動ハンドル軸側とを接続及び切り離し可能なクラッチ装置を設け、
   このクラッチ装置が、前記手動入力軸側と手動ハンドル軸側とを接続させるような付勢力を及ぼす付勢部材を有する請求項１に記載のゲート開閉装置。
3. 前記手動ハンドル軸に、第１及び第２のラチェット装置を設け、
   前記第１のラチェット装置は前記手動ハンドル軸のゲート閉方向の回転を阻止し、前記第２のラチェット装置は前記手動ハンドル軸のゲート開方向の回転を阻止し、
   前記第１のラチェット装置は前記手動ハンドル軸をゲート開方向に回転させるときに作動し、前記第２のラチェット装置は前記手動ハンドル軸をゲート閉方向に回転させるときに作動する請求項１又は２に記載のゲート開閉装置。

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