JP2014047471A

JP2014047471A - ゲート上昇・降下機構

Info

Publication number: JP2014047471A
Application number: JP2012189081A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kanamori; 豪金森
Original assignee: NIPPON JIDO KIKO KK
Current assignee: NIPPON JIDO KIKO KK
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-17
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: JP5969323B2

Abstract

【課題】電源喪失時等の非常時であってもゲートを上昇・降下させることができる小型で安価なゲート上昇・降下機構を提供すること。
【解決手段】ゲートを吊り下げるためのワイヤと、前記ワイヤが巻回されるワイヤドラムと、前記ワイヤドラムが連結された出力軸並びに第一の入力軸及び第二の入力軸を有している差動減速機と、前記差動減速機の第一の入力軸に連結されている電動モータと、前記差動減速機の第二の入力軸に連結されている油圧ピストンモータと、前記油圧ピストンモータを駆動させる油圧ユニットと、前記第一の入力軸の回転動作に対する第一のブレーキと、前記第二の入力軸の回転動作に対する第二のブレーキと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ピストンモータを駆動源として、ワイヤドラム式の水門のゲートを上昇及び降下させるゲート上昇・降下機構に関する。

従来、ワイヤドラム式の水門のゲート上昇・降下機構としては、電動モータやエンジンや油圧モータを駆動源としてゲートの上昇を行い、ゲートの自重を利用してゲートを降下させるものが知られている。また、このようなワイヤドラム式の水門のゲートにおいては、ゲートを降下させる際に、油圧ポンプや油圧モータを油圧ブレーキとして作用させつつ油量を調節することによって、降下スピードの調整を行うことも知られている（特許文献１参照。）。

例えば、図４に示すゲート上昇・降下機構は、ゲート１を吊り下げるためのワイヤ２が、ワイヤドラム３に巻回されており、そのワイヤドラム３の回転動作は、差動減速機４により制御されるようになっている。

そして、差動減速機４の第一の入力軸４ａには、第一のブレーキである油圧押上ブレーキ５を挟んで切替装置６が接続されている。さらに、切替装置６には、通常時用の動力源である電動モータ７と非常時用の動力源であるエンジン８が接続されている。

一方、差動減速機４の第二の入力軸４ｂには、第二のブレーキである電磁ブレーキ９を挟んで油圧ポンプ１０が接続されている。なお、電磁ブレーキ９は油圧押上げブレーキでも構わない。また、油圧ポンプ１０は、油タンクを含む油圧ユニット１１と接続されている。

このような構成のゲート上昇・降下機構において、ゲート１の上昇は、切替装置６を用いて通常時には電動モータ、非常時（例えば、電源喪失時等）にはエンジン８が選択され、その選択された駆動源からの動力が伝達されて行われる。一方、ゲート１の降下は、ゲート１の自重により行われるが、その際、油圧ポンプが降下スピードを調整するための油圧ブレーキとして作用する。

特開２００６−９７８２２号公報

しかし、このような構成のゲート上昇・降下機構が備えている切替装置は、大型であるため配置するために必要なスペースが大きくなってしまうという問題や、装置そのものが高価であるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電源喪失時等の非常時であってもゲートを上昇・降下させることができる小型で安価なゲート上昇・降下機構を提供することである。

目的を達成するために、本発明のゲート上昇・降下機構は、ゲートを吊り下げるためのワイヤと、前記ワイヤが巻回されるワイヤドラムと、前記ワイヤドラムが連結された出力軸並びに第一の入力軸及び第二の入力軸を有している差動減速機と、前記差動減速機の第一の入力軸に連結されている電動モータと、前記差動減速機の第二の入力軸に連結されている油圧ピストンモータと、前記油圧ピストンモータを駆動させる油圧ユニットと、前記第一の入力軸の回転動作に対する第一のブレーキと、前記第二の入力軸の回転動作に対する第二のブレーキと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明のゲート上昇・降下機構は、前記油圧ユニットが、作動油が貯められる油タンクと、前記ゲートを自重により降下させる際の出口側が二股に分岐しているブースト圧用油圧モータと、入口側が前記油タンクに接続されていて前記ブースト圧用油圧モータにより駆動されるブースト圧用油圧ポンプと、前記ゲートを前記油圧ピストンモータにより上昇させる際に前記油圧ピストンモータを作動させるエンジン駆動式油圧ポンプと、を備えており、前記油圧ピストンモータが、前記ゲートを自重により降下させる際に油圧ブレーキとして作用するとともに油圧ポンプとして機能し、前記ゲートを自重により降下させる際には、前記油圧ピストンモータの出口側と前記ブースト圧用油圧モータの入口側とを接続して前記油圧ピストンモータの回転により発生する油圧により前記ブースト圧用油圧モータを回転させ、前記油圧ピストンモータの入口側と前記ブースト圧用油圧モータの二股に分岐した出口側の一方及び前記ブースト圧用油圧ポンプの出口側とを接続してブースト圧力を有する前記作動油を前記油圧ピストンモータに供給し、前記ブースト圧用油圧モータの二股に分岐した出口側の他方を前記油タンクに接続して前記作動油の一部を前記油タンクに戻すことが好ましい。

電源喪失時等の非常時であってもゲートを上昇・降下させることができる本発明によれば、小型で安価なゲート上昇・降下機構を提供することができる。

実施例１に係るゲート上昇・降下機構を示す模式図である。実施例１に係るゲート上昇・降下機構の備える油圧ユニットの回路図である。実施例２に係るゲート上昇・降下機構を示す模式図である。従来のゲート上昇・降下機構を示す模式図である。

以下に、図１及び図２を用いて、実施例１に係るゲート上昇・降下機構について詳細に説明する。

なお、図１は、実施例１に係るゲート上昇・降下機構を示す模式図である。また、図２は、実施例１に係るゲート上昇・降下機構の備える油圧ユニットの回路図である。

まず、図１を用いて、このゲート上昇・降下機構の構成を説明する。

このゲート上昇・降下機構は、ゲート１を吊り下げるためのワイヤ２が、ワイヤドラム３に巻回されており、そのワイヤドラム３の回転動作は、差動減速機４により制御されるようになっている。

そして、差動減速機４の第一の入力軸４ａには、第一のブレーキである油圧押上ブレーキ５を挟んで通常時用の動力源である電動モータ７が接続されている。一方、差動減速機４の第二の入力軸４ｂには、第二のブレーキである電磁ブレーキ９を挟んで油圧ピストンモータ１３が接続されている。なお、電磁ブレーキ９は油圧押上げブレーキでも構わない。また、油圧ピストンモータ１３は、油圧ユニット１２に接続されている。

なお、この油圧ピストンモータ１３としては、例えば、０．２Ｍｐａ以上のブースト圧力を必要とするアキシャルピストンモータを使用しても良いし、他の形式の油圧ピストンモータを使用しても良い。

このような構成を備えているため、このゲート上昇・降下機構は、通常時における動力と非常時における動力を、差動減速機４の二つの入力軸４ａ、４ｂを介して、切替装置を用いずに完全に切り分けて使用することができる。

次に、図１及び図２を用いて、このゲート上昇・降下機構がゲート１を上昇させる際及び降下させる際の各機構の作動を説明する。

通常時にゲート１を上昇させる際及び降下させる際には、まず、第二の入力軸４ｂ側に接続されている電磁ブレーキ９をロックして油圧ピストンモータ１３側へ動力が伝達されないようにし、その後、第一の入力軸４ａに電動モータ７からの動力を伝達して、差動減速機４を介してワイヤドラム３の回転動作を制御してゲート１を上昇・降下させる。

そして、非常時にゲート１を上昇させる際には、まず、第一の入力軸４ａ側に接続されている油圧押上ブレーキ５をロックして電動モータ７側へ動力が伝達されないようにし、その後、油圧ユニット１２に内蔵されているバルブを操作して油圧ピストンモータ１３を駆動させ、第二の入力軸４ｂに油圧ピストンモータ１３からの動力を伝達して、差動減速機４を介してワイヤドラム３の回転動作を制御してゲート１を上昇させる。

具体的には、まず、油圧押上ブレーキ５をロックして電動モータ７側へ動力が伝達されないようにする。次に、ボールバルブ１２ａを閉める。次に、電磁ブレーキ９を解除する。次に、ボールバルブ１２ｂを開く。次に、エンジン１２ｃを起動して、ポンプ１２ｄを駆動する。

その後、手動切換弁１２ｅを切り替えると、油タンク１２ｆに貯蔵されている作動油は、エンジン１２ｃにより駆動されているポンプ１２ｄにより、サクションフィルタ１２ｇ、手動切換弁１２ｅ、チェックバルブ１２ｈ、ボールバルブ１２ｂ、ストップバルブ１２ｉを経て、油圧ピストンモータ１３の第一のポート１３ａへと送られる。

そして、第一のポート１３ａより油圧ピストンモータ１３へ送られた作動油は、油圧ピストンモータ１３を回転させた後、作動油は第二のポート１３ｂより吐出され、ストップバルブ１２ｊ、リリーフバルブ１２ｋ、リターンフィルタ１２ｌを経て、油タンク１２ｆに戻される。

このようにして駆動された油圧ピストンモータ１３は、差動減速機４の第二の入力軸４ａを介してゲート１を上昇させる方向にワイヤドラム３を回転させ、ワイヤドラム３にワイヤ２を巻き取る。

また、非常時にゲート１を降下させる際には、まず、第一の入力軸４ａ側に接続されている油圧押上ブレーキ５をロックして電動モータ７側へ動力が伝達されないようにし、その後、電磁ブレーキ９を解除し、油圧ユニット１２に内蔵されているバルブを操作して油圧ピストンモータ１３が油圧ブレーキ及び油圧ポンプとして作用する状態にして、ゲート１を自重により降下を行う。

具体的には、まず、油圧押上ブレーキ５をロックして電動モータ７側へ動力が伝達されないようにする。次に、ボールバルブ１２ｂを閉める。次に、ボールバルブ１２ａを開く。そして、電磁ブレーキ９を解除し、ゲート１を自重により降下させる。

なお、油圧ピストンモータ１３は、ゲート１を吊り下げているワイヤ２、ワイヤ２が巻回されているワイヤドラム３、ワイヤドラム３と接続されている差動減速機４の第二の入力軸４ｂを介して、ゲート１を上昇させる際とは逆方向に回転させられる。

このとき、作動油は、まず、油圧ピストンモータ１３の第一のポート１３ａから吐出され、ストップバルブ１２ｉ、ボールバルブ１２ａを経てブースト圧用油圧モータ１２ｍへ送られる。

次に、ブースト圧用油圧モータ１２ｍに送られた作動油は、ブースト圧用油圧モータ１２ｍを駆動させた後、吐出され、チェックバルブ１２ｎを経て、二股に分岐される。そして、二股に分岐された作動油の一方は、ストップバルブ１２ｊを介して、油圧ピストンモータ１３の第二のポート１３ｂに送られる。一方、二股に分岐された作動油の他方は、リリーフバルブ１２ｋ、リターンフィルタ１２ｌを経て油タンク１２ｆに戻される。

ところで、このブースト圧用油圧モータ１２ｍは、その動力を伝達できるようにブースト圧用油圧ポンプ１２ｏに接続されている。そして、このブースト圧用油圧ポンプ１２ｏにより、油タンク１２ｆに貯蔵されている作動油は、サクションフィルタ１２ｐ、チェックバルブ１２ｑを経て、ブースト圧用油圧モータ１２ｍから吐出され分岐された作動油の一方と合流させられ、ブースト圧力を加えられた状態にされて、油圧ピストンモータ１３の第二のポート１３ｂへと送られる。

このような構成となっているため、油圧ピストンモータ１３は、ゲート１を自重により降下させる際には、油圧ブレーキとして十分な働きをすることができる。

なお、このとき、ブースト圧用油圧モータ１２ｍから吐出された作動油は、全量が油タンク１２ｆへ戻らず、ある程度の圧力（例えば０．２Ｍｐａ程度の圧力）を保持したまま、油圧ピストンモータ１３の第二のポート１３ｂへ戻されることになる。そのため、油タンク１２ｆからブースト圧用油圧ポンプ１２ｏを介して供給する作動油の量は油温の上昇を制御するために必要な量のみに抑えることができる。その結果として、油圧ユニット１２を小型化することができ、ひいては、機構全体のさらなる小型化が可能になる。

このゲート上昇・降下機構は、このように、高価な切替装置を必要とせずに、通常時に行われる主操作と非常に行われる予備操作を完全に切り分けて使用することができるため、低コスト化や省スペースによる小型化を図ることができる。

以下に、図３を用いて、実施例２に係るゲート上昇・降下機構について詳細に説明する。なお、本実施例に係るゲート上昇・降下機構は、第２の入力軸側の機構を除き、実施例１のゲート上昇・降下機構と実施例１のリードフレームとほぼ同様の構成であるため、同様の部材については同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。また、非常時のゲートの上昇・降下の際の油圧ユニットの内部における作動油の流れについての詳細な説明も省略する。

図３に示すように、差動減速機４の第二の入力軸４ｂには、メカニカルブレーキを内蔵した油圧ピストンモータ１４が接続されている。

この油圧ピストンモータ１４としては、例えば、０．２Ｍｐａ以上のブースト圧力を必要とするアキシャルピストンモータを使用しても良いし、他の形式の油圧ピストンモータを使用しても良い。

また、油圧ピストンモータ１４に内蔵されているメカニカルブレーキは、例えば、ブレーキ作動時は摩擦板を相手板にスプリングで押し付ける力によりブレーキトルクを発生させ、ブレーキ解除用ポートにスプリング力以上の合う力がかかるとブレーキプランジャがスプリングを押し付け、摩擦板が相手板から離れてブレーキが解放されるようになっている。

このように構成されているゲート上昇・降下機構は、高価な切替装置を必要としないだけではなく、第二の入力軸４ｂ側に配置される機構が少ないため、低コスト化や省スペースによる小型化を図ることができる。

本発明のゲート上昇・降下機構は、低コスト化や省スペースによる小型化を実現できるため、実用上極めて有用である。

１ゲート
２ワイヤ
３ワイヤドラム
４差動減速機
４ａ第一の入力軸
４ｂ第二の入力軸
５油圧押上ブレーキ
６切替装置
７電動機
８エンジン
９電磁ブレーキ
１０油圧ポンプ
１２、１１油圧ユニット
１２ａ、１２ｂボールバルブ
１２ｃエンジン
１２ｄポンプ
１２ｅ手動切換弁
１２ｆ油タンク
１２ｇ、１２ｐサクションフィルタ
１２ｈ、１２ｎ、１２ｑチェックバルブ
１２ｉ、１２ｊストップバルブ
１２ｋリリーフバルブ
１２ｌリターンフィルタ
１２ｍブースト圧用油圧モータ
１２ｏブースト圧用油圧ポンプ
１３、１４油圧ピストンモータ
１３ａ第一のポート
１３ｂ第二のポート

Claims

ゲートを吊り下げるためのワイヤと、
前記ワイヤが巻回されるワイヤドラムと、
前記ワイヤドラムが連結された出力軸並びに第一の入力軸及び第二の入力軸を有している差動減速機と、
前記差動減速機の第一の入力軸に連結されている電動モータと、
前記差動減速機の第二の入力軸に連結されている油圧ピストンモータと、
前記油圧ピストンモータを駆動させる油圧ユニットと、
前記第一の入力軸の回転動作に対する第一のブレーキと、
前記第二の入力軸の回転動作に対する第二のブレーキと、
を備えたことを特徴とするゲート上昇・降下機構。
前記油圧ユニットが、作動油が貯められる油タンクと、前記ゲートを自重により降下させる際の出口側が二股に分岐しているブースト圧用油圧モータと、入口側が前記油タンクに接続されていて前記ブースト圧用油圧モータにより駆動されるブースト圧用油圧ポンプと、前記ゲートを前記油圧ピストンモータにより上昇させる際に前記油圧ピストンモータを作動させるエンジン駆動式油圧ポンプと、を備えており、
前記油圧ピストンモータが、前記ゲートを自重により降下させる際に油圧ブレーキとして作用するとともに油圧ポンプとして機能し、
前記ゲートを自重により降下させる際には、前記油圧ピストンモータの出口側と前記ブースト圧用油圧モータの入口側とを接続して前記油圧ピストンモータの回転により発生する油圧により前記ブースト圧用油圧モータを回転させ、前記油圧ピストンモータの入口側と前記ブースト圧用油圧モータの二股に分岐した出口側の一方及び前記ブースト圧用油圧ポンプの出口側とを接続してブースト圧力を有する前記作動油を前記油圧ピストンモータに供給し、前記ブースト圧用油圧モータの二股に分岐した出口側の他方を前記油タンクに接続して前記作動油の一部を前記油タンクに戻すことを特徴とする請求項１に記載のゲート上昇・降下機構。