JP3175435U - 水門開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に手動ハンドルを操作可能な水門開閉装置を提供する。
【解決手段】本水門開閉装置は、扉体の昇降に伴って回転する第２主回転軸と、該第２主回転軸に連結されるウォームギヤ３７、３８と、該ウォームギヤ３７、３８に連結されるハンドル側軸３６と、該ハンドル側軸３６に連結される手動ハンドル８とを備え、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂの外周面を、例えば正面視六角形状に形成したので、手動で扉体を上昇させる際には、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂに電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを装着して、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを駆動させることにより、扉体を上昇させることができる。これにより、手動操作に要する時間を大幅に短縮させることができる。
【選択図】図３

Description

本考案は、扉体を昇降させて水門を開閉する水門開閉装置に関するものである。

従来から、扉体を昇降させて水門を開閉する水門開閉装置が種々提案されている。そこで、電動式の水門開閉装置には、扉体を昇降させるための電動機に不都合が生じた際に作業員が手動で扉体を昇降させる手動ハンドルが備えられている。
しかしながら、作業員が手動ハンドルを操作して扉体を昇降させる際、開閉荷重（扉体の昇降荷重）が大きい場合や水門の揚程（開閉高さ）が高い場合など、手動による操作時間が相当長くなり容易に水門を開閉することが困難になる。しかも、予備操作として手動ハンドルを備えていることからウォームギヤなど高減速機能を採用している場合が多く、この場合、ウォームギヤにより機械効率が悪くなることと、手動力の制限とから減速比を大きくするために、結果として手動操作に多大な時間を要することになる。

また、排水樋門や水門に使用する水門開閉装置は、洪水や津波警報時に全閉操作を行うが、自重降下操作機能付き水門開閉装置であれば、停電時でも全閉操作を行うことができる。しかしながら、洪水等の水位が下がったり津波警報が解除されると、今度は、内水を排除するために水門を開放しなければならない。この時発電機もなく停電した状態では、手動操作により開操作を行う必要があり、開操作に多大な時間を要すると二次的な災害を引き起こす虞がある。

なお、特許文献１には、水門またはバルブ開閉機構に接続される操作軸に、モータ及び減速機が接続されており、前記モータからの回転力が減速機を経由して操作軸に伝達されて水門またはバルブが開く構成の水門・バルブ自動開閉機が開示されている。

登録実用新案第３０５８４６０号公報

しかしながら、特許文献１に係る水門・バルブ自動開閉機では、大掛かり設備であるモータ及び減速機を別途用意する必要があり、緊急時の対応に支障をきたす虞がある。

そして、本考案は、容易に手動ハンドルを操作可能な水門開閉装置を提供することを目的とする。

本考案は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した考案は、水門を開閉する扉体を昇降させる水門開閉装置であって、該水門開閉装置は、前記扉体の昇降に伴って回転する主回転軸と、該主回転軸に連結されるハンドル側軸と、該ハンドル側軸に連結される手動ハンドルとを備え、前記ハンドル側軸の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とするものである。
請求項１の考案では、手動ハンドルのハンドル側軸の端部に、市販の電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを装着して駆動させることにより手動ハンドルを容易に回転させて扉体を昇降させることができるので、手動操作に要する時間を大幅に短縮することができる。

請求項２に記載した考案は、請求項１に記載した考案において、前記ハンドル側軸の一端側に前記手動ハンドルが連結され、前記ハンドル側軸の他端側の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とするものである。
請求項３に記載した考案は、請求項１に記載した考案において、前記ハンドル側軸の一端側の端部を前記手動ハンドルから外方に突設させ、該一端側の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とするものである。
請求項２及び３の考案では、水門開閉装置の構造を簡素化することができる。

請求項４に記載した考案は、請求項１〜３のいずれかに記載した考案において、前記ハンドル側軸の端部には、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルが装着可能であることを特徴とするものである。
請求項４の考案では、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルは簡単に入手することができ、しかも、持ち運びや操作が容易であるので、特に、緊急時の対応を迅速に行うことができる。

本考案の水門開閉装置は、市販の電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを使用することで容易に手動ハンドルを回転操作できるため、手動操作に要する時間を大幅に短縮させることができる。

図１は、本考案の実施形態に係る水門開閉装置の断面図である。 図２は、図１のＡ部拡大図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４は、他の実施形態に係る水門開閉装置の要部断面図である。

以下、本考案を実施するための形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、便宜上、図の左方を一方として、右方を他方として説明する。
本考案の実施形態に係る水門開閉装置１は、図１に示すように、扉体（図示略）に連結されるラック棒２を昇降させて扉体を昇降させるラック式が採用されている。
本水門開閉装置１は、図１に示すように、電動機９と、該電動機９に連結される第１遊星歯車５と、第１遊星歯車５と連結される第２遊星歯車６と、第１遊星歯車５と連結される遠心ブレーキ１０と、第１遊星歯車５と連結される乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１と、該第２遊星歯車６と連結される手動ハンドル８と、第２遊星歯車６に連結され、扉体に連結されるラック棒２に噛み合い連結されたピン歯車３とを備えている。

図１に示すように、ラック棒２には、第３主回転軸２０ｃの一端に固定されたピン歯車３が噛み合っている。第３主回転軸２０ｃの他端に平歯車２５が固定される。該平歯車２５に小歯車２６が噛み合っている。この小歯車２６に第２主回転軸２０ｂの一端が固定される。第２主回転軸２０ｂの他端に第２遊星歯車６が連結される。詳しくは、図２に示すように、第２主回転軸２０ｂの他端に第２キャリア３０が一体的に設けられる。第２キャリア３０の外周には、周方向に間隔を置いて複数のピン部材３１が突設されている。各ピン部材３１に第２プラネタリギヤ３２が回転自在にそれぞれ支持される。各第２プラネタリギヤ３２はその外方に位置する第２リングギヤ３３と噛み合い、その内方に位置する第２サンギヤ３４と噛み合っている。

図１〜図３に示すように、ハウジング１４の外方（図１の下方）には手動ハンドル８が備えられている。手動ハンドル８にはハンドル側軸３６の一端部が連結される。該ハンドル側軸３６はハウジング１４に複数の軸受２１、２１（図３では４個）を介して回転自在に支持されている。ハンドル側軸３６の他端部３６ｂはその外周面が正面視六角形状に形成されている。なお、本実施の形態ではハンドル側軸３６の他端部３６ｂの外周面が正面視六角形状に形成されているが、使用する市販の電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルのソケットに一致する形状に形成すればよい。例えば、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂの外周面を正面視四角形状に形成しても良いし、他端部３６ｂを円筒状に形成して、その内周面を正面視六角形状または四角形状に形成してもよい。
ハンドル側軸３６の他端部３６ｂはハウジング１４から外部に露出している。但し、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂを使用しない時には、他端部３６ｂが外部に露出しないようハウジング１４に取り付けられたカバー９０により被覆するようにしている。そして、第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３と手動ハンドル８のハンドル側軸３６とがウォームギヤ３７、３８により連結される。詳しくは、第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３にウォームホイール３７が一体的に固定される。一方、ハンドル側軸３６にウォーム３８が一体的に固定される。そして、第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３のウォームホイール３７と、手動ハンドル８のハンドル側軸３６のウォーム３８とが噛み合っている。この結果、手動ハンドル８からの回転駆動はハンドル側軸３６のウォーム３８からウォームホイール３７を介して第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３に伝達される。しかしながら、第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３からの回転駆動はハンドル側軸３６のウォーム３８には伝達されない。要するに、手動ハンドル８を回転させない限り、第２遊星歯車６の第２リングギヤ３３は回転されないようになっている（セルフロック機能）。

なお、本実施の形態では、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂの外周面を正面視六角形状に形成したが、図４に示すように、ハンドル側軸３６の一端部３６ａだけを手動ハンドル８から外方に突出させて、その一端部３６ａの外周面を正面視六角形状に形成してもよい。また、ハンドル側軸３６の両端部３６ａ、３６ｂそれぞれの外周面を正面視六角形状に形成してもよい。
なお、ハンドル側軸３６の一端部３６ａを、上述したように、例えば、その外周面を正面視四角形状に形成しても良いし、一端部３６ａを円筒状に形成して、その内周面を正面視六角形状または四角形状に形成してもよい。

図２に示すように、第２遊星歯車６の第２サンギヤ３４から第１主回転軸２０ａが他方に向かって延びている。第１主回転軸２０ａはウォームホイール３７の貫通孔内及び後述する円板状まがりばかさ歯車７５の貫通孔内に回転自在に支持される。第１主回転軸２０ａの先端に第１遊星歯車５が連結される。詳しくは、第１主回転軸２０ａの先端には円板状の第１キャリア４５が一体的に設けられる。第１キャリア４５の外周には、周方向に間隔を置いて複数のピン部材４６が突設されている。各ピン部材４６に第１プラネタリギヤ４７が回転自在にそれぞれ支持される。各第１プラネタリギヤ４７はその外方に位置する第１リングギヤ４８と噛み合い、その内方に位置する第１サンギヤ４９と噛み合っている。第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８には、円板状まがりばかさ歯車７５がその歯部が一方側を向くように固定されている。

図１及び図２に示すように、ハウジング１４の外方で、手動ハンドル８と反対側に電動機９が配置されている。電動機９からの電動機側軸８０に円筒部付き平歯車８１が一体的に固定されている。該平歯車８１には、円筒部付き平歯車８２と噛み合っている。該平歯車８２には駆動軸８３が一体的に固定されている。該駆動軸８３の先端にはまがりばかさ歯車７６が一体的に固定される。
そして、図２に示すように、駆動軸８３側のまがりばかさ歯車７６と、第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８側の円板状まがりばかさ歯車７５とが、それぞれの軸心が交差しないように噛み合うハイポイドギヤ（登録商標）として構成される。この結果、電動機９の駆動軸８３からの回転駆動はハイポイドギヤ７５、７６を介して第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８に伝達されるが、第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８からの回転駆動は駆動軸８３側には伝達されない。要するに、電動機９を駆動させない限り、第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８は回転されないようになっている（セルフロック機能）。

図１及び図２に示すように、第１遊星歯車５の第１サンギヤ４９からは第４主回転軸２０ｄが他方に向かって延びている。第４主回転軸２０ｄは、ハウジング１４に回転自在に支持される。第４主回転軸２０ｄの先端がハウジング１４の外方（図１の右方）に配置された乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１に連結されている。第４主回転軸２０ｄの一方側には平歯車５２が一体的に固定されている。また、第４主回転軸２０ｄと平行に第５主回転軸２０ｅが設けられる。該第５主回転軸２０ｅは回転自在にハウジング１４に支持される。第５主回転軸２０ｅの一方側には、第４主回転軸２０ｄに固定された平歯車５２に噛み合う平歯車５３が一体的に固定される。また、第５主回転軸２０ｅの他方側にはかさ歯車５５が一体的に固定される。

図１に示すように、ハウジング１４の外方で、電動機９の側方に遠心ブレーキ１０が配置される。該遠心ブレーキ１０からの軸７１の先端にかさ歯車５６が一体的に固定されている。そして、第５主回転軸２０ｅのかさ歯車５５と、遠心ブレーキ側軸７１のかさ歯車５６とが噛み合っている。この結果、第１遊星歯車５の第１サンギヤ４９から延びる第４主回転軸２０ｄからの回転駆動は、平歯車５２、５３を経て第５主回転軸２０ｅに伝達され、各かさ歯車５５、５６を経て遠心ブレーキ１０に入力される。

次に、本考案の実施形態に係る水門開閉装置１において、扉体を電動機９により上昇させる際の作用を説明する。
まず、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１への通電を遮断することで、第４主回転軸２０ｄを拘束保持した状態とする。
次に、電動機９を、扉体を上昇させる方向に回転駆動させる。すると、その回転駆動が電動機側軸８０から各平歯車８１、８２、ハイポイドギヤ７５、７６を経て第１遊星歯車５に伝達される。続いて、第１遊星歯車５へ伝達された回転駆動は、該第１遊星歯車５では第１サンギヤ４９（第４主回転軸２０ｄ）が乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１により固定されていることから、第１リングギヤ４８から各第１プラネタリギヤ４７（第１キャリア４５）を経て第１主回転軸２０ａに伝達される。

続いて、第１主回転軸２０ａから第２遊星歯車６へ伝達された回転駆動は、該第２遊星歯車６では第２リングギヤ３３がウォームギヤ３７、３８により固定されていることから、第２サンギヤ３４から各第２プラネタリギヤ３２（第２キャリア３０）を経て第２主回転軸２０ｂに伝達される。続いて、第２遊星歯車６から第２主回転軸２０ｂに伝達された回転駆動は、小歯車２６及び平歯車２５を経て第３主回転軸２０ｃ及びピン歯車３に伝達される。その結果、ピン歯車３に噛み合ったラック棒２が上昇されて扉体が上昇するようになる。

次に、本考案の実施形態に係る水門開閉装置１にて、手動で扉体を上昇させる際の作用を説明する。
まず、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１への通電が遮断されることで、第４主回転軸２０ｄが拘束保持された状態となる。この結果、第１遊星歯車５の回転が規制されるために、第２遊星歯車６の第２サンギヤ３４の回転が規制された状態となる。
次に、手動ハンドル８を、扉体を上昇させる方向に回転させるが、ここで、カバー９０を取り外して、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂ（正面視六角形状）を外部に露出させる。そして、ハンドル側軸３６の他端部３６ｂに電動ドライバ（図示略）、電動インパクトレンチ（図示略）または電動ドリル（図示略）を装着して、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを駆動させることにより、ハンドル側軸３６（手動ハンドル８）を、扉体を上昇させる方向に回転させる。すると、ハンドル側軸３６からの回転駆動は、第２リングギヤ３３から各第２プラネタリギヤ３２（第２キャリア３０）を経て第２主回転軸２０ｂに伝達される。続いて、第２遊星歯車６から第２主回転軸２０ｂに伝達された回転駆動は、小歯車２６及び平歯車２５を経て第３主回転軸２０ｃ及びピン歯車３に伝達される。その結果、ピン歯車３に噛み合ったラック棒２が上昇されて扉体が上昇するようになる。

なお、本考案の実施形態に係る水門開閉装置１において、扉体を自重降下させる際には、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１に通電することで、第４主回転軸２０ｄを開放した状態とする。すると、扉体が自重により降下を始める。扉体の自重降下に伴ってラック棒２が下方に移動すると共にピン歯車３が回転する。ピン歯車３の回転駆動は、第３主回転軸２０ｃから平歯車２５、小歯車２６及び第２主回転軸２０ｂを経て第２遊星歯車６に伝達される。該第２遊星歯車６へ伝達された回転駆動は、該第２遊星歯車６では第２リングギヤ３３がウォームギヤ３７、３８により固定されていることから、各第２プラネタリギヤ３２（第２キャリア３０）から第２サンギヤ３４を経て第１主回転軸２０ａに伝達される。

続いて、第１主回転軸２０ａに伝達された回転駆動は第１遊星歯車５に伝達される。該第１遊星歯車５へ伝達された回転駆動は、該第１遊星歯車５の第１リングギヤ４８がハイポイドギヤ７５、７６により固定されているため各第１プラネタリギヤ４７（第１キャリア４５）から第１サンギヤ４９を経て第４主回転軸２０ｄに伝達される。続いて、第４主回転軸２０ｄに伝達された回転駆動は、各平歯車５２、５３を経て第５主回転軸２０ｅに伝達されて、各かさ歯車５５、５６を経由して遠心ブレーキ１０に入力される。この結果、扉体は、遠心ブレーキ１０により所定速度に制御されて自重降下される。

以上説明したように、本考案の実施形態に係る水門開閉装置１では、手動で扉体を上昇させる際には、カバー９０をハウジング１４から取り外してハンドル側軸３６の他端部３６ｂを外部に露出させ、該他端部３６ｂに電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを装着する。そして、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを駆動させることにより、手動ハンドル３６のハンドル側軸３６を、扉体を上昇させる方向に回転させて、扉体を容易に上昇させることができる。これにより、手動操作に要する時間を大幅に短縮させることができ、特に、緊急時の対応を迅速に行うことができる。しかも、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルを用いて、手動ハンドル８（ハンドル側軸３６）を回転させて扉体を上昇させるので、作業者の負担を軽減することができる。

１ 水門開閉装置，８ 手動ハンドル，２０ｂ 第２主回転軸（主回転軸），３６ ハンドル側軸，３７ ウォームホイール（ウォームギヤ），３８ ウォーム（ウォームギヤ），３６ａ 一端部，３６ｂ 他端部

Claims (4)

1. 水門を開閉する扉体を昇降させる水門開閉装置であって、
   該水門開閉装置は、前記扉体の昇降に伴って回転する主回転軸と、該主回転軸に連結されるハンドル側軸と、該ハンドル側軸に連結される手動ハンドルとを備え、
   前記ハンドル側軸の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とする水門開閉装置。
2. 前記ハンドル側軸の一端側に前記手動ハンドルが連結され、前記ハンドル側軸の他端側の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とする請求項１に記載の水門開閉装置。
3. 前記ハンドル側軸の一端側の端部を前記手動ハンドルから外方に突設させ、該一端側の端部の外周面を正面視六角形状または四角形状、あるいは前記端部を円筒状に形成しその内周面を正面視六角形状または四角形状に形成することを特徴とする請求項１に記載の水門開閉装置。
4. 前記ハンドル側軸の端部には、電動ドライバ、電動インパクトレンチまたは電動ドリルが装着可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水門開閉装置。

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