JP2007292261A - 電動遮断機用減速機 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】ケース4内で、電動モータ3の回転が入力される入力軸と、遮断腕を往復回動させる遮断駆動機構に連動する出力軸19と、入力軸に支持した入力歯車18に噛み合う中間歯車29を支持した中間軸と、出力軸19に支持した出力歯車22に噛み合う中間歯車35を支持した中間軸とを設けている。入力軸の回転中心線16aと出力軸19の回転中心線19aと中間軸の回転中心線26a,31aとを互いに平行に配置している。ケース4を取り付けて固定する際の固定基準面Pに対する出力軸19の回転中心線19aの距離L19は、固定基準面Pに対する入力軸の回転中心線16aの距離L16よりも小さく設定されているとともに、固定基準面Pに対する中間軸の回転中心線26a,31aの距離L26,L31よりも小さく設定されている。
【効果】ケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、鉄道の踏切や道路のゲートなどに設置する電動遮断機に利用する減速機に関するものである。
従来、この種の電動遮断機では、遮断腕を起立させたり倒伏させたりする際に遮断腕の自重に応じた高い回転トルクを必要とするため、例えば下記特許文献1に示すように、遮断機ボックス内に取り付けられた電動モータの回転が遮断駆動機構を介して減速されて遮断腕に伝達されていた。
実公平7−19946号公報
上記電動遮断機においてより一層の高トルクを得るために上記電動モータの回転を上記遮断駆動機構に対し減速機を介して伝達してより一層高い減速比で遮断腕に伝達する場合、その減速機において出力軸を支持するケースには高減速比による高トルクが生じて曲げモーメントが発生するため、その曲げモーメントに応じてケースに剛性を持たせる必要が
あり、ひいてはケースを含む電動遮断機用減速機の全体を大型化しなければならない。また、遮断腕を起立させたり倒伏させたりする際にその動作を小さい駆動力により行なうために、遮断腕の自重に釣り合わせたバランスウェート等の操作補助機構を必要とする場合、その操作補助機構のスペースの確保により、ケースを含む電動遮断機用減速機の全体をより一層大型化しなければならない。特に、停電時等の非常時に遮断腕を手動により起立させたり倒伏させたりする際には電動遮断機用減速機内の回転抵抗により比較的大きな操作力を必要としていた。
この発明は、ケースを含む電動遮断機用減速機の全体を小型化することを目的としている。また、停電時等の非常時に遮断腕を手動により起立させたり倒伏させたりする際に比較的軽い力で操作するとともに、遮断腕をその自重により倒伏させることを可能にすることも目的としている。
後記実施形態の図面(図1〜4)の符号を援用して本発明を説明する。
請求項1の発明にかかる電動遮断機用減速機は、下記のように構成されている。
この電動遮断機用減速機1においては、ケース4内で、電動モータ3の回転が入力される入力軸16と、遮断腕41を往復回動させる遮断駆動機構37に連動する出力軸19と、この入力軸16に支持した入力歯車18に噛み合う中間歯車29を支持した中間軸26と、この出力軸19に支持した出力歯車22に噛み合う中間歯車35を支持した中間軸31とを設けている。前記入力軸16の回転中心線16aと出力軸19の回転中心線19aと中間軸26,31の回転中心線26a,31aとを互いに平行に配置している。前記ケース4を取り付けて固定する際の固定基準面P(ケース4の取付位置を通り且つ出力軸19の回転中心線19aに平行な想定面)に対するこの出力軸19の回転中心線19aの距離L19は、この固定基準面Pに対するこの入力軸16の回転中心線16aの距離L16よりも小さく設定されているとともに、この固定基準面Pに対するこの中間軸26,31の回転中心線26a,31aの距離L26,L31よりも小さく設定されている。
請求項1の発明では、減速比Rが最大になるために最大トルクが発生する出力軸19の回転中心線19aを入力軸16の回転中心線16aや中間軸26,31の回転中心線26a,31aよりも固定基準面Pに近付けたので、出力軸19で発生する最大トルクにより固定基準面Pに生じる曲げモーメントを抑制することができる。従って、その曲げモーメントの抑制分だけケース4の剛性を小さくしてケース4を含む遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。
請求項1の発明を前提とする請求項2の発明において、前記固定基準面Pに対する入力軸16の回転中心線16aの距離L16は、この固定基準面Pに対する中間軸26,31の回転中心線26a,31aの距離L26,L31よりも小さく設定されている。請求項2の発明では、入力軸16に支持した入力歯車18と、中間軸26,31に支持した中間歯車29,30,34,35と、出力軸19に支持した出力歯車22とをコンパクトに配置してまとめることができる。従って、ケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。また、入力軸16の回転中心線16aを出力軸19の回転中心線19aと中間軸26,31の回転中心線26a,31aとの間に配置したので、入力軸16が高速回転しても入力軸16を安定的に支持することができる。
請求項1または請求項2の発明を前提とする請求項3の発明においては、前記ケース4内に入れるオイルに代えて入力歯車18と出力歯車22と中間歯車29,30,34,35とにグリスを塗布している。請求項3の発明では、グリスの塗布によりケース4内におけるオイル潤滑が不要になるため、入力歯車18と出力歯車22と中間歯車29,30,34,35の回転時にオイルに対する回転抵抗がなくなる。
請求項3の発明を前提とする請求項4の発明において、前記出力軸19は、ケース4に設けた挿通孔24を通してケース4の外側へ突出され、この挿通孔24の内周面と出力軸19の外周面との間でオイルシールを付加しない軸受20によりケース4に対し支持されている。請求項4の発明では、出力軸19の回転抵抗が小さくなる。
請求項1から請求項4のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項5の発明において、前記出力軸19と出力歯車22とはセレーション23により互いに連結されて一体回転する。請求項5の発明では、剛性を高めて高トルクの伝達を可能にして減速比Rを大きくすることができる。
請求項1から請求項5のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項6の発明において、前記入力歯車18は転造により成形されている。請求項6の発明では、強度を高めるとともに歯面を滑らかにして低振動及び低騒音を可能にする。
請求項1から請求項6のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項7の発明において、前記入力軸16の回転中心線16aと出力軸19の回転中心線19aと中間軸26,31の回転中心線26a,31aとは前記固定基準面Pよりも下方に配置され、ケース4内には入力歯車18と出力歯車22と中間歯車29,30,34,35との下方で溜め室36を設けている。請求項7の発明では、この溜め室36にグリスや鉄粉などの落下物を溜めることができる。
請求項1から請求項7のうちいずれかの請求項の発明を前提とする第8の発明において、前記出力軸19と中間軸26,31とはそれらの回転中心線26a,31aの方向の両側で軸受20,21,27,28,32,33により支持され、前記出力歯車22はこの両軸受20,21間で出力軸19に支持されているとともに、前記中間歯車29,30,34,35はこの両軸受27,28,32,33間で中間軸26,31に支持されている。第8の発明では、剛性を高めて低振動及び低騒音を可能にする。
請求項1から請求項7のうちいずれかの請求項の発明または第8の発明を前提とする第9の発明において、前記入力軸16の回転向きと出力軸19の回転向きとは互いに逆向きになっている。第9の発明では、入力軸16に生じるトルクによりケース4に発生する曲げモーメントと、出力軸19に生じるトルクによりケース4に発生する曲げモーメントとが相反し、ケース4に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。従って、その曲げモーメントの抑制分だけケース4の剛性を小さくしてケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。
請求項2の発明を前提とする第10の発明において、前記中間軸は、前記入力歯車18に噛み合う第一段従動側中間歯車29を支持するとともに第二段原動側中間歯車30を支持した第一中間軸26と、前記出力歯車22に噛み合う第三段原動側中間歯車35を支持するとともにこの第二段原動側中間歯車30に噛み合う第二段従動側中間歯車34を支持した第二中間軸31とを備え、この第一中間軸26の回転中心線26aと第二中間軸31の回転中心線31aとを互いに平行に配置した。第10の発明では、入力歯車18と第一段従動側中間歯車29との間の第一段減速比R1と、第二段原動側中間歯車30と第二段従動側中間歯車34との間の第二段減速比R2と、第三段原動側中間歯車35と出力歯車22との間の第三段減速比R3とによる全減速比R(R=R1×R2×R3)を大きくすることができる。また、入力軸16に支持した入力歯車18と、第一中間軸26に支持した第一段従動側中間歯車29及び第二段原動側中間歯車30と、第二中間軸31に支持した第二段従動側中間歯車34及び第三段原動側中間歯車35と、出力軸19に支持した出力歯車22とをコンパクトに配置してまとめ、ケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。
第10の発明を前提とする第11の発明において、前記出力軸19の回転中心線19aと入力軸16の回転中心線16aとを通る想定面Qを挟む両側のうち、一方の側に第一中間軸26の回転中心線26aを配置し、他方の側に第二中間軸31の回転中心線31aを配置した。第11の発明では、入力歯車18と第一段従動側中間歯車29及び第二段原動側中間歯車30と第二段従動側中間歯車34及び第三段原動側中間歯車35と出力歯車22とをコンパクトに配置してまとめることができる。従って、ケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。
請求項1から請求項7のうちいずれかの請求項の発明または第8の発明または第9の発明または第10の発明または第11の発明を前提とする第12の発明において、前記遮断駆動機構37は、前記出力軸19に支持した連動歯車25と、前記遮断腕41を支持した往復回動軸39に支持した往復動歯車40とを互いに噛み合わせた歯車列38を備えている。第12の発明では、遮断駆動機構37において遮断腕41を支持した往復回動軸39と電動遮断機用減速機1の出力軸19との間の歯車列38を簡略化して歯車列38の伝動抵抗を小さくすることができる。
本発明は、ケース4を含む電動遮断機用減速機1の全体を小型化することができる。また、電動遮断機用減速機1内の回転抵抗が小さくなるので、停電時等の非常時に遮断腕41を手動により起立させたり倒伏させたりする際に比較的軽い力で操作するともに、遮断腕41をその自重により倒伏させることを可能にする。
以下、本発明の一実施形態にかかる電動遮断機用減速機について図面を参照して説明する。
図1(a)(b)に示す電動遮断機用減速機1は、図4に示す遮断機ボックス2内において、電動モータ3の出力側に連結されている。この電動遮断機用減速機1のケース4は、アルミニウムにより製造されて軽量化され、ケース本体5と一体的に設けられた取付台6の四隅部で前記遮断機ボックス2内の支持壁2aに対しボルト7により取り付けられて固定されている。
図2に示すように、前記ケース本体5は表壁8と裏壁9とからなる。この表壁8には端面壁部10と周壁部11とが設けられているとともに、この裏壁9には端面壁部12と周壁部13とが設けられ、この周壁部11の周縁部11aとこの周壁部13の周縁部13aとがOリング14を挟んで互いに重合されてシール部15になっている。
前記ケース本体5の裏壁9の端面壁部12には電動モータ3の出力軸でもある入力軸16がころがり軸受17(玉軸受)により支持されている。この入力軸16はケース本体5の円筒状内室5aに挿入され、その内室5aでこの入力軸16の内端部には入力歯車18が一体的に設けられている。この入力歯車18は転造により成形されている。ちなみに、ころがり軸受17の外側で端面壁部12には電動モータ3の取付壁(図示せず)が嵌め込まれる取付凹所12aが設けられ、この取付壁にある挿通孔の内周面と入力軸16の外周面との間にはオイルシールを付加しない軸受を設けている。
前記ケース本体5の表壁8の端面壁部10には出力軸19がオイルシールを付加しないころがり軸受20(玉軸受)により支持され、ケース本体5の内室5aに挿入されたこの出力軸19の内端部がケース本体5の裏壁9の端面壁部12でころがり軸受21(ころ軸受)により支持されている。ケース本体5の内室5aにおいてころがり軸受20ところがり軸受21との間でこの出力軸19には出力歯車22がセレーション23により連結されて出力軸19と一体回転する。この出力軸19は表壁8の端面壁部10に設けられた挿通孔24を通してケース本体5の外側へ突出し、この出力軸19の外端部には連動歯車25が支持されて出力軸19と一体回転する。ちなみに、ころがり軸受20の外側で挿通孔24の内周面と出力軸19の外周面との間には前述したようにオイルシールがなく単に若干の隙間24aが生じたままとなっている。
図2に示す第一中間軸26は、前記ケース本体5の内室5aにおいて、ケース本体5の表壁8の端面壁部10でころがり軸受27(玉軸受)により支持されるとともに、ケース本体5の裏壁9の端面壁部12でころがり軸受28(玉軸受)により支持されている。ケース本体5の内室5aでこの第一中間軸26には図1(b)及び図3に示すように前記入力歯車18に噛み合う第一段従動側中間歯車29がころがり軸受28に隣接して支持されて第一中間軸26と一体回転する。ケース本体5の内室5aでこの第一中間軸26には第二段原動側中間歯車30が第一段従動側中間歯車29に隣接して支持されて第一中間軸26と一体回転する。
図2に示す第二中間軸31は、前記ケース本体5の内室5aにおいて、ケース本体5の表壁8の端面壁部10でころがり軸受32(玉軸受)により支持されるとともに、ケース本体5の裏壁9の端面壁部12でころがり軸受33(玉軸受)により支持されている。ケース本体5の内室5aでこの第二中間軸31には図1(b)及び図3に示すように前記第二段原動側中間歯車30に噛み合う第二段従動側中間歯車34が第一段従動側中間歯車29に隣接して支持されて第二中間軸31と一体回転する。ケース本体5の内室5aでこの第二中間軸31には図1(b)及び図3に示すように前記出力歯車22に噛み合う第三段原動側中間歯車35が第二段従動側中間歯車34ところがり軸受32との間でそれらに隣接して支持されて第二中間軸31と一体回転する。
前記入力軸16の回転中心線16aと出力軸19の回転中心線19aと第一中間軸26の回転中心線26aと第二中間軸31の回転中心線31aとは、前記ケース4の取付台6が前記遮断機ボックス2内の支持壁2aに接触する取付位置を通り且つ出力軸19の回転中心線19aに平行な固定基準面Pよりも下方で、互いに平行に配置されている。この固定基準面Pに対するこの出力軸19の回転中心線19aの距離L19は、この固定基準面Pに対するこの入力軸16の回転中心線16aの距離L16よりも小さく設定されているとともに、この固定基準面Pに対する第一中間軸26の回転中心線26aの距離L26と第二中間軸31の回転中心線31aの距離L31よりも小さく設定されている。この距離L16はこの距離L26及び距離L31よりも小さく設定されている。この距離L26と距離L31とは互いに等しく設定されている。前記出力軸19の回転中心線19aと入力軸16の回転中心線16aとを通る想定面Qを挟む両側のうち、一方の側に第一中間軸26の回転中心線26aが配置されているとともに、他方の側に第二中間軸31の回転中心線31aが配置され、この回転中心線26aと回転中心線31aとがこの想定面Qに対し線対称位置関係にある。
前記入力歯車18と第一段従動側中間歯車29と第二段原動側中間歯車30と第二段従動側中間歯車34と第三段原動側中間歯車35と出力歯車22とにはそれぞれ前記ケース本体5内に入れるオイルに代えてグリスが塗布されている。このケース本体5の内室5aにはこの入力歯車18と第一段従動側中間歯車29と第二段原動側中間歯車30と第二段従動側中間歯車34と第三段原動側中間歯車35と出力歯車22との下方で溜め室36が設けられている。この溜め室36にはこの溜め室36にグリスや鉄粉などの落下物を溜めることができる。この溜め室36からの漏れは前記シール部15により防止でき、このシール部15でケース本体5を表壁8と裏壁9とに割ると、溜め室36から落下物を取り出すことができる。
前記電動モータ3により入力軸16が回転すると、その回転は入力歯車18と第一段従動側中間歯車29との間で減速されて第一中間軸26に対し第一段減速比R1で伝達される。次に、第一中間軸26の回転は第二段原動側中間歯車30と第二段従動側中間歯車34との間で減速されて第二中間軸31に対し第二段減速比R2で伝達される。次に、第二中間軸31の回転は第三段原動側中間歯車35と出力歯車22との間で減速されて出力軸19に対し第三段減速比R3で伝達される。ちなみに、全減速比R(R=R1×R2×R3)は約1:100に設定されている。この入力軸16の回転向きと出力軸19の回転向きとは互いに逆向きになっている。
図4に示すように、前記電動遮断機用減速機1の出力軸19には遮断駆動機構37が接続されている。この遮断駆動機構37においては、この出力軸19に支持された連動歯車25と、往復回動軸39を中心に往復回動する往復動歯車40とを互いに噛み合わせた歯車列38を備え、この往復回動軸39には遮断腕41が取り付けられている。この出力軸19の回転により往復動歯車40が連動歯車25を介して閉向きへ回動すると、この遮断腕41は倒伏して通路を閉じる。この出力軸19の回転により往復動歯車40が連動歯車25を介して開向きへ回動すると、この遮断腕41は起立して通路を開く。
本実施形態では、高減速比と小型化及び軽量化と低振動及び低騒音を可能にするばかりではなく、停電時等の非常時において、この遮断腕41を手動により起立させたり倒伏させたりする際に軽い力で容易に操作することができるとともに、この遮断腕41をその自重により倒伏させることもできる。また、遮断腕41の開閉動に伴う慣性力の悪影響が小さくなって、遮断腕41の自重に釣り合わせたバランスウェート等の操作補助機構を排除することも可能になる。
前記実施形態以外にも下記のように構成してもよい。
* 前記固定基準面Pに対する入力軸16の回転中心線16aの距離L16を、この固定基準面Pに対する中間軸26,31の回転中心線26a,31aの距離L26,L31よりも大きく設定する。
* 電動遮断機用減速機1のケース4においてケース本体5と一体的に設けられた取付台6の形状については、本実施形態のようなベースタイプでも、図示しないフランジタイプでもよい。
* 中間軸26,31の本数を変更して減速段数を変更する。
* 入力歯車18や中間歯車29,30,34,35を変更して減速比を変更する。
(a)は本実施形態にかかる電動遮断機用減速機を示す側面図であり、(b)は同じく正面図である。 図1(b)で出力軸の回転中心線と入力軸の回転中心線と第一中間軸の回転中心線と第二中間軸の回転中心線とを順次結んで切断したA−A部分断面図である。 図2の歯車列を概略的に示す斜視図である。 上記電動遮断機用減速機に接続された遮断駆動機構と遮断腕とを概略的に示す正面図である。
符号の説明
1…電動遮断機用減速機、3…電動モータ、4…ケース、16…入力軸、16a…回転中心線、18…入力歯車、19…出力軸、19a…回転中心線、20…軸受、22…出力歯車、23…セレーション、24…挿通孔、24a…隙間、26…第一中間軸、26a…回転中心線、29…第一段従動側中間歯車、30…第二段原動側中間歯車、31…第二中間軸、31a…回転中心線、34…第二段従動側中間歯車、35…第三段原動側中間歯車、36…溜め室、37…遮断駆動機構、41…遮断腕、P…固定基準面、L19…出力軸の回転中心線の距離、L16…入力軸の回転中心線の距離、L26…第一中間軸の回転中心線の距離、L31…第二中間軸の回転中心線の距離。

Claims (7)

  1. ケース内で、電動モータの回転が入力される入力軸と、遮断腕を往復回動させる遮断駆動機構に連動する出力軸と、この入力軸に支持した入力歯車に噛み合う中間歯車を支持した中間軸と、この出力軸に支持した出力歯車に噛み合う中間歯車を支持した中間軸とを設けた電動遮断機用減速機において、前記入力軸の回転中心線と出力軸の回転中心線と中間軸の回転中心線とを互いに平行に配置するとともに、前記ケースを取り付けて固定する際の固定基準面に対するこの出力軸の回転中心線の距離は、この固定基準面に対するこの入力軸の回転中心線の距離よりも小さく設定されているとともに、この固定基準面に対するこの中間軸の回転中心線の距離よりも小さく設定されていることを特徴とする電動遮断機用減速機。
  2. 前記固定基準面に対する入力軸の回転中心線の距離は、この固定基準面に対する中間軸の回転中心線の距離よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動遮断機用減速機。
  3. 前記ケース内に入れるオイルに代えて入力歯車と出力歯車と中間歯車とにグリスを塗布することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動遮断機用減速機。
  4. 前記出力軸は、ケースに設けた挿通孔を通してケースの外側へ突出され、この挿通孔の内周面と出力軸の外周面との間でオイルシールを付加しない軸受によりケースに対し支持されていることを特徴とする請求項3に記載の電動遮断機用減速機。
  5. 前記出力軸と出力歯車とはセレーションにより互いに連結されて一体回転することを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれかの請求項に記載の電動遮断機用減速機。
  6. 前記入力歯車は転造により成形されていることを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれかの請求項に記載の電動遮断機用減速機。
  7. 前記入力軸の回転中心線と出力軸の回転中心線と中間軸の回転中心線とは前記固定基準面よりも下方に配置され、ケース内には入力歯車と出力歯車と中間歯車との下方で溜め室を設けることを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれかの請求項に記載の電動遮断機用減速機。
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