JP2017160768A

JP2017160768A - 水門開閉装置

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Publication number: JP2017160768A
Application number: JP2016234177A
Authority: JP
Inventors: 斉昭横山; Nariaki Yokoyama
Original assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: JP6244441B2

Abstract

【課題】チェーンを支持する機構にチェーンを安定的に案内可能な水門開閉装置を提供する。
【解決手段】駆動スプロケット１１の回転駆動によってチェーン１２を巻き上げて、チェーン１２の一端部に連結された扉体Ｄを上昇させる水門開閉装置１０において、チェーン１２には、チェーン１２の長手方向に間隔を空けて複数の係止部３０が設けられ、各係止部３０が掛け留められてチェーン１２を支持するチェーン支持手段３８と、チェーン支持手段３８にチェーン１２を案内する従動スプロケット３６と、駆動スプロケット１１及び従動スプロケット３６と同じ角速度でそれぞれ回転する駆動スプロケット４７及び従動スプロケット４４と、駆動スプロケット４７及び従動スプロケット４４に掛け渡された無端チェーン４８とを備え、駆動スプロケット１１に対する従動スプロケット３６の歯数の比は、駆動スプロケット４７に対する従動スプロケット４４の歯数の比に等しい。
【選択図】図２

Description

本発明は水門の扉体を昇降する水門開閉装置に関する。

水路や河川等の水門には、スプロケットを回転駆動させてチェーンを巻き上げ、チェーンに連結された扉体を上昇させる水門開閉装置が設置されている。特許文献１、２には、巻き上げられたチェーンに複数の垂れ下がった領域を設けてチェーンを支持する機構を備えた水門開閉装置の具体例が記載されている。そのようにチェーンを支持することで、チェーンにカウンターバランスを連結する必要がなくなり、水門装置全体のコンパクト化を図ることができる。
特許文献２に記載の水門開閉装置は、チェーンを支持する機構のメンテナンスを向上する目的で、該当の機構をスプロケットより高い位置に配している。これは、水門開閉装置は、従来、スプロケットが取り付けられた筺体を支持する支持ベースより高い位置に作業員の作業スペースが確保されるためである。

特開平９−３１９４９号公報特開２００５−１８８０５８号公報

しかしながら、特許文献２には、巻き上げたチェーンを支持する機構に対し、チェーンを安定的に案内する機構が採用されておらず、チェーンには、スプロケットとチェーンを支持する機構の間の領域に弛みが生じるという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、チェーンを支持する機構に、チェーンを安定的に案内することが可能な水門開閉装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る水門開閉装置は、第１の駆動スプロケットの回転駆動によってチェーンを巻き上げて、該チェーンの一端部に連結された扉体を該第１の駆動スプロケットの直下で上昇させる水門開閉装置において、前記チェーンには、該チェーンの長手方向に間隔を空けて複数の係止部が設けられ、前記チェーンの他端部が取り付けられ、各前記係止部が掛け留められて前記チェーンを該係止部間の各領域が垂れ下がった状態で支持するチェーン支持手段と、前記チェーンが掛けられ、前記チェーン支持手段に該チェーンを案内する第１の従動スプロケットと、前記第１の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の駆動スプロケットと、前記第１の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の従動スプロケットと、前記第２の駆動スプロケット及び前記第２の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、前記第１の駆動スプロケットの歯数に対する前記第１の従動スプロケットの歯数の比は、前記第２の駆動スプロケットの歯数に対する前記第２の従動スプロケットの歯数の比に等しい。

本発明に係る水門開閉装置において、前記第１の駆動スプロケットの歯数と前記第１の従動スプロケットの歯数は等しく、前記第２の駆動スプロケットの歯数と前記第２の従動スプロケットの歯数は等しいのが好ましい。

本発明に係る水門開閉装置において、前記第１、第２の駆動スプロケットは共通の回転軸Ａに取り付けられ、前記第１、第２の従動スプロケットは共通の回転軸Ｂに取り付けられているのが好ましい。

本発明に係る水門開閉装置において、前記第１、第２の従動スプロケットは、前記第１、第２の駆動スプロケットより高い位置に配してもよい。

本発明に係る水門開閉装置は、第１の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の駆動スプロケットと、第１の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の従動スプロケットと、第２の駆動スプロケット及び第２の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、第１の駆動スプロケットの歯数に対する第１の従動スプロケットの歯数の比は、第２の駆動スプロケットの歯数に対する第２の従動スプロケットの歯数の比に等しいので、第１の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる巻き上げ量と、第１の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーン支持部材に案内するチェーンの案内量を等しくすることができ、チェーン支持部材に、チェーンを安定的に案内することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る水門開閉装置の説明図である。同水門開閉装置の説明図である。同水門開閉装置のチェーンの説明図である。

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水門開閉装置１０は、第１駆動スプロケット１１（第１の駆動スプロケット）の回転駆動によってチェーン１２を巻き上げて、チェーン１２の一端部に連結された扉体Ｄを第１駆動スプロケット１１の直下で上昇させる装置である。以下、詳細に説明する。

水門開閉装置１０は、図１、図２に示すように、基礎部１３に固定された支持ベース１４と、支持ベース１４に載置された筺体１５と、筺体１５に取り付けられた電動モータ１６及び手動ハンドル１７と、扉体Ｄに一端部が連結されたチェーン１２と、チェーン１２が掛けられた（係止された）第１駆動スプロケット１１を備えている。筺体１５内には、電動モータ１６の駆動力又は手動ハンドル１７の回転力を第１駆動スプロケット１１に伝える動力伝達機構１８が設けられている。

動力伝達機構１８は、図示しない歯車、ウォームギア及び回転軸１９（回転軸Ａ）等の複数の部材によって構成されている。なお、図２においては、筺体１５の一部の記載を省略している。
回転軸１９は、筺体１５内で水平に配されており、回転軸１９には、第１駆動スプロケット１１が取り付けられている。本実施の形態では、回転軸１９が第１駆動スプロケット１１の中央を貫通した状態で、回転軸１９に第１駆動スプロケット１１が固定されている。回転軸１９及び第１駆動スプロケット１１は、電動モータ１６の作動によって回転駆動する。

手動ハンドル１７は、動力伝達機構１８に連結可能であり、電動モータ１６が停電等で作動しない場合、作業員は、動力伝達機構１８に連結された手動ハンドル１７を回すことで、回転軸１９及び第１駆動スプロケット１１を回転させることができる。
第１駆動スプロケット１１に掛けられたチェーン１２は、図３に示すように、チェーン１２の長手方向に間隔を空けて平行に配された複数の連結ピン２０と、多数の板材２１を具備している。

各板材２１は、チェーン１２の長手方向に沿って長く、両端部が２つの連結ピン２０に回動可能に取り付けられている。各連結ピン２０には、一側、中央及び他側にそれぞれ、複数の板材２１が密着状態で取り付けられた板材装着領域２２、２３、２４がそれぞれ設けられ、板材装着領域２２、２３の間、及び、板材装着領域２３、２４の間には板材２１が取り付けられていない板材非装着領域２５、２６が設けられている。

第１駆動スプロケット１１は、図２に示すように、第１駆動スプロケット１１の軸方向一側の外周に複数の歯部２７を備え、第１駆動スプロケット１１の軸方向他側の外周に複数の歯部２８を備えている。チェーン１２は、長手方向に隣り合う連結ピン２０の各板材非装着領域２５の間に歯部２７が挿入され、長手方向に隣り合う連結ピン２０の各板材非装着領域２６の間に歯部２８が挿入されることで、第１駆動スプロケット１１に掛けられている。歯部２７、２８は同数である。

チェーン１２の他端部から所定の範囲には、図３に示すように、所定数の連結ピン２０に一つの割合で、連結ピン２０の両端にそれぞれ回転可能に車輪２９、２９ａが装着されている。本実施の形態では、主として一の連結ピン２０に装着された対となった車輪２９、２９ａによって一つの係止部３０が構成されている（即ち、チェーン１２には、チェーン１２の長手方向に間隔を空けて複数の係止部３０が設けられている）。

また、水門開閉装置１０は、図１、図２に示すように、チェーン１２の他端部が取り付けられた対となったレール３１、３２と、レール３１、３２がそれぞれ固定された対となった支持部材３３、３４と、支持部材３３、３４に回転可能に取り付けられた水平回転軸３５（回転軸Ｂ）と、水平回転軸３５に取り付けられチェーン１２が掛けられた第１従動スプロケット３６（第１の従動スプロケット）を備えている。

レール３１、３２、支持部材３３、３４、水平回転軸３５及び第１従動スプロケット３６は、第１駆動スプロケット１１の斜め上方に位置し、レール３１、３２は平行配置されている。長尺の支持部材３３、３４は、基礎部１３に立設した支柱材３６ａに固定され、平行配置されている。
レール３１、３２には、図１に示すように、チェーン１２の対となった車輪２９、２９ａ（即ち、係止部３０）が掛け留められる複数の受け具３７が取り付けられている。本実施の形態では、主として、レール３１、３２及び複数の受け具３７によって、チェーン支持手段３８が構成されている。
第１従動スプロケット３６は、図１、図２に示すように、支持部材３３、３４の間に設けられている。

チェーン支持手段３８は、図１に示すように、各係止部３０が各受け具３７に掛け留められて、チェーン１２を、係止部３０間の各領域が垂れ下がった状態で支持する。
チェーン１２は、チェーン支持手段３８に支持された領域から一側に向かって順に、第１第１従動スプロケット３６に掛けられ、第１駆動スプロケット１１の斜め下方に設けられた案内ローラ３９、４０に掛け渡され、第１駆動スプロケット１１に掛けられている。
チェーン１２は、第１駆動スプロケット１１と第１従動スプロケット３６間の領域に弛みが無い状態であり、第１駆動スプロケット１１から扉体Ｄに連結された一端部までの間の領域が、扉体Ｄの自重によって、鉛直に張られている。

第１従動スプロケット３６は、図２に示すように、チェーン１２の長手方向に隣り合う連結ピン２０の各板材非装着領域２５の間に挿入可能な複数の歯部４１と、チェーン１２の長手方向に隣り合う連結ピン２０の各板材非装着領域２６の間に挿入可能な複数の歯部４２を、外周に備えている。歯部４１、４２は同数である。
チェーン１２は、第１駆動スプロケット１１に対する状態と同様の状態で第１従動スプロケット３６に掛けられている。第１従動スプロケット３６は、中央が水平回転軸３５に貫通された状態で、水平回転軸３５に固定されている。

水平回転軸３５は、一端部が支持部材３３から突出し、その突出した部分に第２従動スプロケット４４（第２の従動スプロケット）が取り付けられている。第２従動スプロケット４４は、外周に複数の歯部４５を有し、中央が水平回転軸３５の一端部に固定されている。よって、第１従動スプロケット３６と第２従動スプロケット４４は共通の水平回転軸３５に取り付けられ、第２従動スプロケット４４は第１従動スプロケット３６と同じ角速度で回転することとなる。

また、回転軸１９の一端部には、外周に複数の歯部４６を有する第２駆動スプロケット４７（第２の駆動スプロケット）の中央が固定されている。第２駆動スプロケット４７は、電動モータ１６の駆動力が回転軸１９から伝えられることによって、第１駆動スプロケット１１と共に回転駆動する。従って、第１駆動スプロケット１１と第２駆動スプロケット４７は共通の回転軸１９に取り付けられ、第２駆動スプロケット４７は第１駆動スプロケット１１と同じ角速度で回転する。

第１従動スプロケット３６及び第２従動スプロケット４４は、図１に示すように、第１駆動スプロケット１１及び第２駆動スプロケット４７の斜め上方に配されている。即ち、第１従動スプロケット３６及び第２従動スプロケット４４は、第１駆動スプロケット１１及び第２駆動スプロケット４７より高い位置に配されている。
第２従動スプロケット４４及び第２駆動スプロケット４７には、図１、図２に示すように、無端チェーン４８がかけ渡されている。無端チェーン４８は、第２従動スプロケット４４の歯部４５及び第２駆動スプロケット４７の歯部４６に係止されており、第２駆動スプロケット４７の回転力を第２従動スプロケット４４に伝えることができる。

電動モータ１６が作動し、第１駆動スプロケット１１、第２駆動スプロケット４７及び回転軸１９が一体的に駆動回転することによって、第２駆動スプロケット４７の駆動回転力は、無端チェーン４８を介して、第２従動スプロケット４４に伝えられ、第１従動スプロケット３６、第２従動スプロケット４４及び水平回転軸３５が一体的に回転する。
電動モータ１６は、第１駆動スプロケット１１と第２駆動スプロケット４７を回転軸１９と共に一の方向（例えば、時計回り）及び他の方向（例えば、反時計回り）に駆動回転させることができる。

第１駆動スプロケット１１は、一の方向に駆動回転することによって、チェーン１２を巻き上げて扉体Ｄを上昇させる。第１従動スプロケット３６は、第１駆動スプロケット１１がチェーン１２を巻き上げる方向に回転する際、第１駆動スプロケット１１によって巻き上げられたチェーン１２をチェーン支持手段３８に供給する方向に回転して、チェーン支持手段３８にチェーン１２を案内する。第１従動スプロケット３６は第１駆動スプロケット１１より高い位置に配されていることから、第１駆動スプロケット１１に巻き上げられたチェーン１２は、第１従動スプロケット３６によって、第１駆動スプロケット１１より高い位置に巻き上げられた後、チェーン支持手段３８に案内されることとなる。

そして、第１駆動スプロケット１１は、チェーン１２に抵抗を与えながら他の方向に回転することによって、チェーン１２を送り出して、扉体Ｄの自重で扉体Ｄを降下させる。第１駆動スプロケット１１がチェーン１２を送り出す方向に回転する際、第１従動スプロケット３６は、チェーン支持手段３８に支持されているチェーン１２をチェーン支持手段３８から送り出す方向に回転する。

支持部材３３には、間隔を空けて２つの切り欠き３３ａ、３３ｂが形成され、支持部材３４には、対となる切り欠き３３ａ、３３ｂと対向する位置に間隔を空けて２つの切り欠き３４ａ、３４ｂが形成されている。切り欠き３３ａは切り欠き３３ｂより筺体１５の近くに位置し、切り欠き３４ａは切り欠き３４ｂより筺体１５の近くに位置している。切り欠き３３ａ、３４ａはそれぞれ支持部材３３、３４の上端から下端に渡って設けられ、チェーン１２が、第１従動スプロケット３６によって、チェーン支持手段３８に案内される際や、チェーン支持手段３８から送り出される際に、車輪２９、２９ａが支持部材３３、３４に接触しないために設けられている。これに対し、切り欠き３３ｂ、３４ｂはそれぞれ支持部材３３、３４の上端から上下方向中ほどにかけて設けられており、チェーン１２が、第１従動スプロケット３６によって、チェーン支持手段３８から送り出された際、車輪２９、２９ａは、支持部材３３の切り欠き３３ｂの形成箇所及び支持部材３４の切り欠き３４ｂの形成箇所にそれぞれ下方から当たって折りたたまれた状態となる。

ここで、第１駆動スプロケット１１の歯部２７、２８それぞれの数（歯数）と第１従動スプロケット３６の歯部４１、４２それぞれの数（歯数）は等しく、第２駆動スプロケット４７の歯部４６の数（歯数）と第２従動スプロケット４４の歯部４５の数（歯数）は等しい。そのため、扉体Ｄが上昇する際及び扉体Ｄが降下する際、第１駆動スプロケット１１、第２駆動スプロケット４７及び第１従動スプロケット３６、第２従動スプロケット４４は同じ角速度で回転する。

よって、第１駆動スプロケット１１が単位時間当たりにチェーン１２を巻き上げる長さと、第１従動スプロケット３６が単位時間当たりにチェーン１２をチェーン支持手段３８に供給する長さは等しくなり、第１駆動スプロケット１１が単位時間当たりにチェーン１２を送り出す長さと、第１従動スプロケット３６が単位時間当たりにチェーン１２をチェーン支持手段３８から送り出す長さは等しくなる。

従って、扉体Ｄが上昇する際及び扉体Ｄが降下する際、チェーン１２は、第１駆動スプロケット１１から第１従動スプロケット３６までの間の領域の長さが一定に保たれており、その領域に弛みが無い状態が維持される。
本実施の形態では、第１駆動スプロケット１１の径と第１従動スプロケット３６の径は大きさが同じであり、第２駆動スプロケット４７の径と第２従動スプロケット４４の径は大きさが同じである。

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、第１の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる長さと、第１の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーンをチェーン支持手段に供給する長さが等しければ、第１の駆動スプロケットの歯数と第１の従動スプロケットの歯数が異なり、第２の駆動スプロケットの歯数と第２の従動スプロケットの歯数が異なっていてもよい。第１の駆動スプロケットの歯数に対する第１の従動スプロケットの歯数の比を、第２の駆動スプロケットの歯数に対する第２の従動スプロケットの歯数の比に等しくすることによって、第１の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる長さと、第１の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーンをチェーン支持手段に供給する長さを等しくすることが可能である。

また、第１、第２の駆動スプロケットは、同じ角速度で回転できればよく、共通の回転軸に取り付けられている必要はなく、第１、第２の従動スプロケットも、同じ角速度で回転できればよく、共通の回転軸に取り付けられている必要はない。第１、第２の駆動スプロケットを共通の回転軸に取り付けることなく、同じ角速度で回転する設計として、例えば、第１、第２の駆動スプロケットに噛み合う歯車を用いることが挙げられ、これは、第１、第２の従動スプロケットに対しても同様である。
そして、第１、第２の従動スプロケットは、第１、第２の駆動スプロケットより高い位置に配されている必要はない。

１０：水門開閉装置、１１：第１駆動スプロケット、１２：チェーン、１３：基礎部、１４：支持ベース、１５：筺体、１６：電動モータ、１７：手動ハンドル、１８：動力伝達機構、１９：回転軸、２０：連結ピン、２１：板材、２２、２３、２４：板材装着領域、２５、２６：板材非装着領域、２７、２８：歯部、２９、２９ａ：車輪、３０：係止部、３１、３２：レール、３３：支持部材、３３ａ、３３ｂ：切り欠き、３４：支持部材、３４ａ、３４ｂ：切り欠き、３５：水平回転軸、３６：第１従動スプロケット、３６ａ：支柱材、３７：受け具、３８：チェーン支持手段、３９、４０：案内ローラ、４１、４２：歯部、４４：第２従動スプロケット、４５、４６：歯部、４７：第２駆動スプロケット、４８：無端チェーン、Ｄ：扉体

Claims

第１の駆動スプロケットの回転駆動によってチェーンを巻き上げて、該チェーンの一端部に連結された扉体を該第１の駆動スプロケットの直下で上昇させる水門開閉装置において、
前記チェーンには、該チェーンの長手方向に間隔を空けて複数の係止部が設けられ、
前記チェーンの他端部が取り付けられ、各前記係止部が掛け留められて前記チェーンを該係止部間の各領域が垂れ下がった状態で支持するチェーン支持手段と、
前記チェーンが掛けられ、前記チェーン支持手段に該チェーンを案内する第１の従動スプロケットと、
前記第１の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の駆動スプロケットと、
前記第１の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第２の従動スプロケットと、
前記第２の駆動スプロケット及び前記第２の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、
前記第１の駆動スプロケットの歯数に対する前記第１の従動スプロケットの歯数の比は、前記第２の駆動スプロケットの歯数に対する前記第２の従動スプロケットの歯数の比に等しいことを特徴とする水門開閉装置。
請求項１記載の水門開閉装置において、前記第１の駆動スプロケットの歯数と前記第１の従動スプロケットの歯数は等しく、前記第２の駆動スプロケットの歯数と前記第２の従動スプロケットの歯数は等しいことを特徴とする水門開閉装置。
請求項１又は２記載の水門開閉装置において、前記第１、第２の駆動スプロケットは共通の回転軸Ａに取り付けられ、前記第１、第２の従動スプロケットは共通の回転軸Ｂに取り付けられていることを特徴とする水門開閉装置。
請求項３記載の水門開閉装置において、前記第１、第２の従動スプロケットは、前記第１、第２の駆動スプロケットより高い位置に配されていることを特徴とする水門開閉装置。