JP2019183500A - Sluice gate opening and closing device - Google Patents

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主計 北島
Chikara Kitajima
主計 北島
武志 丸山
Takeshi Maruyama
武志 丸山
斉昭 横山
Nariaki Yokoyama
斉昭 横山
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Abstract

To provide a sluice gate opening and closing device capable of stably guiding a chain to a mechanism for housing the chain.SOLUTION: A sluice gate opening and closing device 10 for winding up a chain 12 by the rotational drive of a first drive sprocket 11 and raising a door body D connected to one end of the chain 12, comprises: a servo motor 27; a second drive sprocket 26 that is driven to rotate by the servo motor 27 at a position higher than the first drive sprocket 11 and sends the chain 12 being hung to chain holding means 32 that houses the chain 12; an encoder 37 that measures the rotational speed of the first drive sprocket 11; and control means 36 that adjusts the rotational speed of the servo motor 27 on the basis of the measured value of the encoder 37 and adjusts the feed speed of the chain 12 by the second drive sprocket 26 to the winding speed of the chain 12 by the first drive sprocket 11.SELECTED DRAWING: Figure 3

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。 The present invention relates to a sluice gate opening and closing device for raising and lowering a sluice door body.

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収め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収めることで、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、チェーンを収め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。 A sluice gate opening / closing device is installed in a sluice such as a waterway or a river to rotate a sprocket to wind up a chain and raise a door connected to the chain. Patent Documents 1 and 2 describe specific examples of a sluice opening / closing device provided with a mechanism for storing a chain by providing a plurality of hanging regions on a wound chain. By storing the chain in this way, it is not necessary to connect the counter balance to the chain, and the sluice device as a whole can be made compact.
In the sluice gate opening and closing device described in Patent Document 2, the corresponding mechanism is arranged at a position higher than the sprocket for the purpose of improving the maintenance of the mechanism that houses the chain. This is because the sluice opening and closing device conventionally secures a working space for the worker at a position higher than the support base that supports the housing to which the sprocket is attached.

特開平９−３１９４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-31949 特開２００５−１８８０５８号公報JP 2005-188058 A

しかしながら、特許文献２には、巻き上げたチェーンを収める機構に対し、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、チェーンを収める機構に、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。 However, Patent Document 2 does not employ a mechanism that stably guides the chain with respect to the mechanism that houses the wound chain, and the chain has slack in the region between the sprocket and the mechanism that supports the chain. There was a problem that occurred.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a sluice gate opening / closing device capable of stably guiding a chain to a mechanism for housing the chain.

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上昇させる水門開閉装置において、サーボモータと、前記第１の駆動スプロケットより高い位置で前記サーボモータによって回転駆動させられて、掛けられている前記チェーンを、該チェーンを収めるチェーン保持手段に送る第２の駆動スプロケットと、前記第１の駆動スプロケットの回転速度を計測するエンコーダと、前記エンコーダの計測値を基に前記サーボモータの回転速度を調整して、前記第２の駆動スプロケットによる前記チェーンの送り速度を前記第１の駆動スプロケットによる前記チェーンの巻き上げ速度に合わせる制御手段とを備える。 A sluice gate opening and closing device according to the present invention that meets the above-mentioned object is a sluice gate opening and closing device that winds up a chain by the rotational drive of a first drive sprocket and raises a door connected to one end of the chain. A second drive sprocket that is driven to rotate by the servo motor at a position higher than the first drive sprocket, and sends the chain that is being hung to a chain holding means for housing the chain; and the first drive sprocket An encoder that measures the rotational speed of the chain, and the rotational speed of the servomotor is adjusted based on the measured value of the encoder, and the chain feed speed by the second drive sprocket is determined by the chain by the first drive sprocket. And a control means for adjusting the hoisting speed.

本発明に係る水門開閉装置は、制御手段が、第１の駆動スプロケットの回転速度を計測するエンコーダの計測値を基にサーボモータの回転速度を調整して、第２の駆動スプロケットによるチェーンの送り速度を第１の駆動スプロケットによるチェーンの巻き上げ速度に合わせるので、チェーンの第１、第２の駆動スプロケット間の領域の長さを一定に保った状態、即ち、チェーンの当該領域に弛みを発生させない状態で、扉体Ｄを上昇させることができ、結果として、チェーンをチェーン保持手段に安定的に案内することが可能である。 In the sluice gate opening and closing device according to the present invention, the control means adjusts the rotation speed of the servo motor based on the measurement value of the encoder that measures the rotation speed of the first drive sprocket, and feeds the chain by the second drive sprocket. Since the speed is matched to the speed at which the chain is driven by the first drive sprocket, the length of the region between the first and second drive sprockets of the chain is kept constant, i.e., no slack is generated in the region of the chain. In this state, the door body D can be raised, and as a result, the chain can be stably guided to the chain holding means.

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。It is explanatory drawing of the sluice gate opening and closing apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 同水門開閉装置の説明図である。It is explanatory drawing of the sluice gate opening and closing device. モーションコントローラの接続を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the connection of a motion controller.

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を上昇させる装置である。以下、詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, a sluice gate opening and closing device 10 according to an embodiment of the present invention winds up a chain 12 by rotational driving of a first sprocket 11 (first driving sprocket), and ends one end of the chain 12. It is an apparatus which raises the door D connected to the part. Details will be described below.

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に固定された筺体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、図示しない歯車及び回転軸１９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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the sluice gate opening / closing device 10 includes a support base 14 fixed to the base portion 13, a casing 15 fixed to the support base 14, an electric motor 16 attached to the casing 15, and a manual operation. A handle 17, a chain 12 having one end connected to the door body D, and a first sprocket 11 on which the chain 12 is hung (locked) are provided.
A power transmission mechanism 18 that transmits the driving force of the electric motor 16 or the rotational force of the manual handle 17 to the first sprocket 11 is provided in the housing 15. The power transmission mechanism 18 includes a plurality of members such as a gear and a rotating shaft 19 (not shown). In FIG. 2, a part of the housing 15 is not shown.

第１スプロケット１１は、筺体１５内で水平に配された回転軸１９に固定され、電動モータ１６によって時計回りに回転駆動させられて、チェーン１２を巻き上げ、扉体Ｄを上昇させる。そして、第１スプロケット１１は、電動モータ１６によって反時計回りに回転駆動させられて、チェーン１２を巻き下げ、扉体Ｄを下降させる。
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、扉体Ｄを上昇させることや扉体Ｄを下降させることができる。 The first sprocket 11 is fixed to a rotary shaft 19 disposed horizontally in the housing 15 and is rotated clockwise by the electric motor 16 to wind up the chain 12 and raise the door body D. The first sprocket 11 is driven to rotate counterclockwise by the electric motor 16 to lower the chain 12 and lower the door body D.
The manual handle 17 can be connected to the power transmission mechanism 18, and when the electric motor 16 does not operate due to a power failure or the like, the worker turns the manual handle 17 connected to the power transmission mechanism 18 to turn the door body D. The door body D can be raised or lowered.

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２１、２２と、レール２１、２２がそれぞれ固定された対となった支持部材２３、２４と、支持部材２３、２４に回転可能に取り付けられた水平回転軸２５と、水平回転軸２５に連結された第２スプロケット２６（第２の駆動スプロケット）と、水平回転軸２５と共に第２スプロケット２６を回転駆動させるサーボモータ２７を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the sluice gate opening and closing device 10 is a pair of rails 21 and 22 to which the other end of the chain 12 is attached, and a pair to which the rails 21 and 22 are fixed. Supporting members 23 and 24, a horizontal rotating shaft 25 rotatably attached to the supporting members 23 and 24, a second sprocket 26 (second driving sprocket) connected to the horizontal rotating shaft 25, and a horizontal rotating shaft 25 and a servo motor 27 that rotates the second sprocket 26.

レール２１、２２、水平回転軸２５及び第２スプロケット２６は、第１スプロケット１１の斜め上方に位置し、レール２１、２２は平行配置されている。長尺の支持部材２３、２４は、支柱体２８に固定されて、平行に配置されている。
チェーン１２には、長手方向に間隔を空けて、対となる車輪２９、２９ａからなる係止部３０が取り付けられ、レール２１、２２には、図１に示すように、チェーン１２の車輪２９、２９ａ（即ち、係止部３０）が掛け留められる複数の受け具３１が固定されている。本実施の形態では、主として、レール２１、２２及び複数の受け具３１によって、チェーン保持手段３２が構成されている。 The rails 21 and 22, the horizontal rotary shaft 25, and the second sprocket 26 are positioned obliquely above the first sprocket 11, and the rails 21 and 22 are arranged in parallel. The long support members 23 and 24 are fixed to the column body 28 and arranged in parallel.
The chain 12 is provided with a locking portion 30 including a pair of wheels 29 and 29a with a space in the longitudinal direction, and the rails 21 and 22 are attached to the rails 21 and 22 as shown in FIG. A plurality of receptacles 31 on which 29a (that is, the locking portion 30) is hooked are fixed. In the present embodiment, the chain holding means 32 is mainly configured by the rails 21 and 22 and the plurality of receivers 31.

チェーン保持手段３２は、係止部３０間の各領域が垂れ下がった状態でチェーン１２を収める。
チェーン１２は、チェーン保持手段３２に収められている領域から一側に向かって順に、第２スプロケット２６に掛けられ、第２スプロケット２６の斜め下方に設けられた案内スプロケット３３、３４に掛け渡され、第１スプロケット１１に掛けられている。 The chain holding means 32 accommodates the chain 12 in a state where each region between the locking portions 30 is hung down.
The chain 12 is hooked on the second sprocket 26 in order from the region accommodated in the chain holding means 32 toward one side, and is hung on guide sprockets 33 and 34 provided obliquely below the second sprocket 26. The first sprocket 11 is hung.

第２スプロケット２６は、図１に示すように、第１スプロケット１１より高い位置に配置され、サーボモータ２７によって時計回りに回転駆動させられて、掛けられているチェーン１２をチェーン保持手段３２に送り、サーボモータ２７によって反時計回りに回転駆動させられて、チェーン保持手段３２からチェーン１２が送り出されるようにする。 As shown in FIG. 1, the second sprocket 26 is arranged at a position higher than the first sprocket 11, is driven to rotate clockwise by a servo motor 27, and feeds the chain 12 that is hung to the chain holding means 32. The chain 12 is sent out from the chain holding means 32 by being rotated counterclockwise by the servo motor 27.

サーボモータ２７には、図３に示すように、サーボアンプ３５を介して、サーボモータ２７の回転動作を決定するモーションコントローラ（制御手段の一例）３６が接続され、モーションコントローラ３６には、第１スプロケット１１の回転速度及び回転方向を計測するエンコーダ３７が接続されている。
モーションコントローラ３６は、サーボアンプ３５に対してサーボモータ２７の回転方向や回転速度を制御するための回転制御信号を送信し、サーボアンプ３５は、モーションコントローラ３６から送信される回転制御信号に基づいた回転速度及び回転方向にサーボモータ２７を回転させる。第２スプロケット２６の回転速度はサーボモータ２７の回転速度に応じて変化することから、モーションコントローラ３６は第２スプロケット２６の回転速度を調整可能である。 As shown in FIG. 3, the servomotor 27 is connected to a motion controller (an example of control means) 36 that determines the rotational operation of the servomotor 27 via a servo amplifier 35. An encoder 37 that measures the rotational speed and direction of the sprocket 11 is connected.
The motion controller 36 transmits a rotation control signal for controlling the rotation direction and rotation speed of the servo motor 27 to the servo amplifier 35. The servo amplifier 35 is based on the rotation control signal transmitted from the motion controller 36. The servo motor 27 is rotated in the rotation speed and rotation direction. Since the rotation speed of the second sprocket 26 changes in accordance with the rotation speed of the servo motor 27, the motion controller 36 can adjust the rotation speed of the second sprocket 26.

モーションコントローラ３６は、エンコーダ３７の計測値を基にして、第１スプロケット１１が時計回り（即ち、扉体Ｄを上昇させる方向）に回転する際に、第２スプロケット２６が時計回り（即ち、チェーン保持手段３２にチェーン１２を送る方向）に回転し、第１スプロケット１１が反時計回り（即ち、扉体Ｄを下降させる方向）に回転する際に、第２スプロケット２６が反時計回り（即ち、チェーン保持手段３２からチェーン１２が送り出される方向）に回転するようにする。 Based on the measurement value of the encoder 37, the motion controller 36 moves the second sprocket 26 clockwise (that is, the chain) when the first sprocket 11 rotates clockwise (that is, the direction in which the door body D is raised). When the first sprocket 11 rotates counterclockwise (that is, the direction in which the door body D is lowered), the second sprocket 26 rotates counterclockwise (that is, the direction in which the chain 12 is fed to the holding means 32). The chain 12 is rotated in the direction in which the chain 12 is sent out from the chain holding means 32.

ここで、チェーン１２は、第１スプロケット１１と第２スプロケット２６間の領域が常に弛みの無い状態であることを要する。そのためには、扉体Ｄの上昇時、第２スプロケット２６からチェーン保持手段３２へのチェーン１２の送り速度と第１スプロケット１１によるチェーン１２の巻き上げ速度を等しくする必要があり、扉体Ｄの下降時、チェーン保持手段３２から第２スプロケット２６へのチェーン１２の送り出し速度と第１スプロケット１１によるチェーン１２の巻き下げ速度を等しくする必要がある。 Here, the chain 12 requires that the region between the first sprocket 11 and the second sprocket 26 is always free of slack. For this purpose, when the door body D is raised, the feed speed of the chain 12 from the second sprocket 26 to the chain holding means 32 and the winding speed of the chain 12 by the first sprocket 11 must be equalized, and the door body D is lowered. At this time, it is necessary to make the feeding speed of the chain 12 from the chain holding means 32 to the second sprocket 26 equal to the lowering speed of the chain 12 by the first sprocket 11.

この点、モーションコントローラ３６は、エンコーダ３７の計測値を基にサーボモータ２７の回転速度を調整して、扉体Ｄが上昇する際、第２スプロケット２６によるチェーン１２の送り速度を第１スプロケット１１によるチェーン１２の巻き上げ速度に合わせるようにし、扉体Ｄが下降する際、第２スプロケット２６によるチェーン保持手段３２からのチェーン１２の取得速度（チェーン保持手段３２からのチェーン１２の送り出し速度）を第１スプロケット１１によるチェーン１２の巻き下げ速度に合わせるようにする。これによって、扉体Ｄの上昇時や下降時にチェーン１２に緩みが生じるのを防止している。 In this regard, the motion controller 36 adjusts the rotation speed of the servo motor 27 based on the measurement value of the encoder 37, and when the door body D is raised, the motion speed of the chain 12 by the second sprocket 26 is set to the first sprocket 11. When the door body D is lowered so as to match the hoisting speed of the chain 12 by the second sprocket 26, the acquisition speed of the chain 12 from the chain holding means 32 by the second sprocket 26 (the feeding speed of the chain 12 from the chain holding means 32) is The speed is adjusted to the lowering speed of the chain 12 by one sprocket 11. This prevents the chain 12 from becoming loose when the door body D is raised or lowered.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.

１０：水門開閉装置、１１：第１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、２１、２２：レール、２３、２４：支持部材、２５：水平回転軸、２６：第２スプロケット、２７：サーボモータ、２８：支柱体、２９、２９ａ：車輪、３０：係止部、３１：受け具、３２：チェーン保持手段、３３、３４：案内スプロケット、３５：サーボアンプ、３６：モーションコントローラ、３７：エンコーダ、Ｄ：扉体 10: sluice opening and closing device, 11: first sprocket, 12: chain, 13: foundation, 14: support base, 15: housing, 16: electric motor, 17: manual handle, 18: power transmission mechanism, 19: rotating shaft , 21, 22: rail, 23, 24: support member, 25: horizontal rotating shaft, 26: second sprocket, 27: servo motor, 28: support body, 29, 29a: wheel, 30: locking portion, 31: Receiver, 32: Chain holding means, 33, 34: Guide sprocket, 35: Servo amplifier, 36: Motion controller, 37: Encoder, D: Door body

Claims (1)

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上昇させる水門開閉装置において、
サーボモータと、
前記第１の駆動スプロケットより高い位置で前記サーボモータによって回転駆動させられて、掛けられている前記チェーンを、該チェーンを収めるチェーン保持手段に送る第２の駆動スプロケットと、
前記第１の駆動スプロケットの回転速度を計測するエンコーダと、
前記エンコーダの計測値を基に前記サーボモータの回転速度を調整して、前記第２の駆動スプロケットによる前記チェーンの送り速度を前記第１の駆動スプロケットによる前記チェーンの巻き上げ速度に合わせる制御手段とを備えることを特徴とする水門開閉装置。 In a sluice gate opening and closing device that winds up a chain by rotating the first drive sprocket and lifts a door connected to one end of the chain,
A servo motor,
A second drive sprocket that is driven to rotate by the servo motor at a position higher than the first drive sprocket and that feeds the chain that is being hung to chain holding means for housing the chain;
An encoder for measuring the rotational speed of the first drive sprocket;
Control means for adjusting the rotational speed of the servo motor based on the measured value of the encoder, and adjusting the chain feed speed of the second drive sprocket to the speed of winding of the chain by the first drive sprocket; A sluice opening and closing device characterized by comprising.
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