JP6769824B2 - Transmission, pumping equipment, drainage pump station - Google Patents

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Description

本発明はポンプ装置に備えられた変速装置、例えば港湾における排水機場の排水ポンプの変速装置に関する。 The present invention relates to a transmission provided in a pump device, for example, a transmission of a drainage pump of a drainage pump station in a harbor.

我が国には平地が少なく、国土の75%を山地が占めている。そのため多くの都市が、海沿いに拡がる海抜の低い沖積平野に存在している。また地域的特性として台風の襲来や、巨大地震の発生も頻繁であるため、都市住民が高潮による被害を受けやすい。 There are few flatlands in Japan, and mountains occupy 75% of the land. As a result, many cities are located in the low-lying alluvial plains that stretch along the sea. In addition, as a regional characteristic, typhoons and huge earthquakes occur frequently, so urban residents are vulnerable to damage from storm surges.

高潮の被害を未然に防ぐため、堤防で仕切られた外水域と内水域との境界には、海からの海水の浸入を防ぐため水門が設けられ、高潮により外水域の水位が高くなった場合、水門を閉鎖して内水域の水位上昇を防いでいる。そして水門を閉鎖したとき、降雨等により内水域の水位が上昇した場合、排水機場のポンプ装置を運転して内水域の水位を下げる(例えば、特許文献1参照)。 In order to prevent damage from storm surges, a floodgate is installed at the boundary between the outer and inland waters separated by the embankment to prevent seawater from entering from the sea, and when the water level in the outer waters rises due to storm surges. , The floodgates are closed to prevent the water level from rising in the inland waters. When the water gate is closed and the water level in the inland water rises due to rainfall or the like, the pump device of the drainage pump station is operated to lower the water level in the inland water area (see, for example, Patent Document 1).

図6に排水機場201の説明図を示す。排水機場201は、内水域215と、外水域220の境界に設けられ、取水口225から内水を取り込み、吸込水路260に設けられたポンプ装置240で内水を汲み上げて、外水域220にある排水口230から排水する。ポンプ装置240には、変速装置242を経由して駆動源255からの動力が伝えられ、変速装置242と駆動源255の間には、動力の接続と遮断を切り替えるクラッチ機構250が設けられる。 FIG. 6 shows an explanatory diagram of the drainage pump station 201. The drainage pump station 201 is provided at the boundary between the inland water area 215 and the outer water area 220, takes in the inland water from the intake port 225, pumps the inland water by the pump device 240 provided in the suction water channel 260, and is located in the outer water area 220. Drain from the drain port 230. Power from the drive source 255 is transmitted to the pump device 240 via the transmission 242, and a clutch mechanism 250 for switching between connection and disconnection of the power is provided between the transmission 242 and the drive source 255.

特開2011−208562号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-208562

排水機場は、上記のように我が国の都市機能を保全するために欠かせない設備ではあるが、年間を通じての稼働は10回に満たない場合がほとんどである。したがって、大部分の期間、ポンプ装置240は停止状態にある。しかし、海水面の上下動自体は日常的に生じているため、次のような問題が生じている。 As mentioned above, the drainage pump station is an indispensable facility for preserving the urban functions of Japan, but in most cases, it operates less than 10 times throughout the year. Therefore, the pumping device 240 is in a stopped state for most of the time. However, since the vertical movement of the sea surface itself occurs on a daily basis, the following problems occur.

図7(A)にポンプ装置140の説明図を示す。内水を汲み上げるポンプ装置240は、スクリュー285と、変速装置242を備える。変速装置242は、出力軸340と、出力軸340に固定された出力側傘歯車200と、入力側傘歯車295からなる伝達用歯車機構280を有し、入力側傘歯車295に固定された入力軸350を通じて動力が出力軸340に伝達される。そして出力軸340はスクリュー285に固定される。 FIG. 7A shows an explanatory diagram of the pump device 140. The pump device 240 for pumping internal water includes a screw 285 and a transmission 242. The transmission 242 has a transmission gear mechanism 280 including an output shaft 340, an output side cap gear 200 fixed to the output shaft 340, and an input side cap gear 295, and an input fixed to the input side cap gear 295. Power is transmitted to the output shaft 340 through the shaft 350. Then, the output shaft 340 is fixed to the screw 285.

図7(B)と図7(C)は、出力側傘歯車200と入力側傘歯車295が噛み合うAA面(図7(A)参照)における歯車の歯の噛み合わせを模式的に表した説明図である。図7(A)において、吸込水路260内の海水面が水位BBと水位CCの間で上下動を繰り返すと、水圧によりスクリュー285は回動し、スクリュー285の先端方向から見て、時計回り向きの回転と、反時計回り向きの回転を交互に繰り返すことになる。するとスクリュー285が固定された出力軸340と、出力軸340に固定された出力側傘歯車200も同様の回転を繰り返すことになる。例えば、入力側傘歯車295が略固定されているとすると、出力側傘歯車200が時計回りに回転された際には、出力側傘歯車200の歯面200Aが、入力側傘歯車295の歯面295AにDD面で衝突する(図7(B)参照)。逆に、出力側傘歯車200が反時計回りに回転された際には、出力側傘歯車200の歯面200Bが、入力側傘歯車295の歯面295BにEE面で衝突する(図7(C)参照)。隙間297は小さいため、このような衝突の際の歯面の速度自体は小さい。しかしポンプ装置240自体の重量は数トンにも及ぶため、運動量は大きなものとなり、したがって衝突の際の力積は極めて大きなものとなる。よってこのような衝突が繰り返されると、出力側傘歯車200と入力側傘歯車295は、双方とも損傷する可能性がある。この事情は入力側傘歯車295が自由回動可能な状態であっても同様である。 7 (B) and 7 (C) schematically show the meshing of the gear teeth on the AA surface (see FIG. 7 (A)) in which the output side bevel gear 200 and the input side bevel gear 295 mesh with each other. It is a figure. In FIG. 7A, when the seawater surface in the suction water channel 260 repeatedly moves up and down between the water level BB and the water level CC, the screw 285 rotates due to the water pressure and is clockwise when viewed from the tip direction of the screw 285. Rotation and counterclockwise rotation will be repeated alternately. Then, the output shaft 340 to which the screw 285 is fixed and the output side bevel gear 200 fixed to the output shaft 340 also repeat the same rotation. For example, assuming that the input side bevel gear 295 is substantially fixed, when the output side bevel gear 200 is rotated clockwise, the tooth surface 200A of the output side bevel gear 200 becomes the tooth of the input side bevel gear 295. It collides with the surface 295A on the DD surface (see FIG. 7B). On the contrary, when the output side bevel gear 200 is rotated counterclockwise, the tooth surface 200B of the output side bevel gear 200 collides with the tooth surface 295B of the input side bevel gear 295 on the EE surface (FIG. 7 (FIG. 7). See C)). Since the gap 297 is small, the velocity of the tooth surface itself at the time of such a collision is small. However, since the pump device 240 itself weighs several tons, the momentum is large, and therefore the impulse in the event of a collision is extremely large. Therefore, if such a collision is repeated, both the output side bevel gear 200 and the input side bevel gear 295 may be damaged. This situation is the same even when the input side bevel gear 295 is in a state where it can freely rotate.

本発明は、斯かる実情に鑑み、海水面の上下動による伝達用歯車機構の寿命を長期化する変速装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention aims to provide a transmission for extending the life of a transmission gear mechanism due to vertical movement of the seawater surface.

(1)本発明は、外部から回転動力が入力される入力軸と、外部へ回転動力を出力する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸が接続されて回転動力を伝達する伝達用歯車機構と、前記入力軸とは別軸となる制動軸と、制動軸に設けられて前記制動軸の回動を規制するブレーキ機構と、前記制動軸と前記出力軸が接続されて、前記ブレーキ機構の制動力を該出力軸に伝達する制動用歯車機構とを備えることを特徴とする変速装置を提供する。 (1) The present invention relates to an input shaft to which rotational power is input from the outside, an output shaft to output rotational power to the outside, and a transmission gear mechanism in which the input shaft and the output shaft are connected to transmit rotational power. A braking shaft that is separate from the input shaft, a braking mechanism that is provided on the braking shaft to regulate the rotation of the braking shaft, and the braking shaft and the output shaft are connected to the brake mechanism. Provided is a transmission provided with a braking gear mechanism for transmitting a braking force to the output shaft.

上記(1)に記載する発明によれば、変速装置が、入力軸とは別軸となる制動軸と、制動軸に設けられて制動軸の回動を規制するブレーキ機構と、制動軸と出力軸が接続されて、ブレーキ機構の制動力を出力軸に伝達する制動用歯車機構とを備えるので、外力により、正回転方向及び逆回転方向へ交互に繰り返し出力軸が回動させられようとする場合に、回転を制限することができ、結果的に伝達用歯車機構の歯面の保護ができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (1) above, the transmission has a braking shaft that is a separate shaft from the input shaft, a brake mechanism provided on the braking shaft that regulates the rotation of the braking shaft, and a braking shaft and an output. Since the shaft is connected and provided with a braking gear mechanism that transmits the braking force of the brake mechanism to the output shaft, the output shaft is repeatedly rotated in the forward rotation direction and the reverse rotation direction by an external force. In some cases, the rotation can be restricted, and as a result, the tooth surface of the transmission gear mechanism can be protected, which is an excellent effect.

例えば、排水機場で使用されるポンプ装置が備える変速装置として、本発明に係る変速装置を適用すれば、吸込水路内の海水面が上下動することでスクリューが回動されようとするときに、ブレーキ機構で制動軸を制動することで出力軸の回動を制限することができ、結果的に伝達用歯車機構の歯面の保護ができるという優れた効果を奏する。 For example, if the transmission according to the present invention is applied as the transmission provided in the pump device used in the drainage pump station, when the seawater surface in the suction water channel moves up and down to rotate the screw, By braking the braking shaft with the braking mechanism, the rotation of the output shaft can be restricted, and as a result, the tooth surface of the transmission gear mechanism can be protected, which is an excellent effect.

(2)本発明は、前記伝達用歯車機構が、前記入力軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも高くなるように構成されることを特徴とする上記(1)に記載の変速装置を提供する。 (2) The transmission according to (1) above, wherein the transmission gear mechanism is configured such that the rotation speed of the input shaft is higher than the rotation speed of the output shaft. I will provide a.

上記(2)に記載する発明によれば、入力軸に接続される駆動源において、効率のよい回転数を選択することが可能になるという顕著な効果を奏する。 According to the invention described in (2) above, the drive source connected to the input shaft has a remarkable effect that an efficient rotation speed can be selected.

(3)本発明は、前記出力軸には、一方向の回転を制動して、他方向の回転を許容する回転方向制限機構が設けられることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の変速装置を提供する。 (3) The present invention is characterized in that the output shaft is provided with a rotation direction limiting mechanism that brakes rotation in one direction and allows rotation in the other direction, according to the above (1) or (2). The described transmission is provided.

上記(3)に記載する発明によれば、通常運転時の回転方向に出力軸が回転する場合には、その回転を妨げず、通常運転時の回転方向とは逆向きに出力軸が回転しようとする場合には、その回転を阻止することができるので、逆向き回転時に生じる可能性のある入力側傘歯車と出力側傘歯車の歯面の衝突を阻止することができ、結果的に伝達用歯車機構の歯面の保護ができるという効果を奏する。 According to the invention described in (3) above, when the output shaft rotates in the rotation direction during normal operation, the output shaft will rotate in the direction opposite to the rotation direction during normal operation without hindering the rotation. In this case, the rotation can be prevented, so that the collision between the tooth surfaces of the input side bevel gear and the output side bead gear, which may occur during reverse rotation, can be prevented, and as a result, transmission is possible. It has the effect of protecting the tooth surface of the gear mechanism.

例えば、排水機場で使用されるポンプ装置が備える変速装置として、本発明に係る変速装置を適用すれば、内水を汲み上げる方向に出力軸が回転する際には、回転を許容し、逆向きに回転しようとすると回転を制動するので、通常の運転の際には妨げにならず、ポンプ装置を停止させている時には、逆向き回転を制動することができる。よって、逆向き回転時に生じる可能性のある入力側傘歯車と出力側傘歯車の歯面の衝突を回避することができ、伝達用歯車機構の歯面の保護ができるという優れた効果を奏する。 For example, if the transmission according to the present invention is applied as the transmission provided in the pump device used in the drainage pump station, when the output shaft rotates in the direction of pumping the inland water, the rotation is allowed and the direction is reversed. Since the rotation is braked when trying to rotate, it does not interfere with the normal operation, and the reverse rotation can be braked when the pump device is stopped. Therefore, it is possible to avoid a collision between the tooth surfaces of the input side bevel gear and the output side bevel gear, which may occur during reverse rotation, and it is possible to protect the tooth surface of the transmission gear mechanism, which is an excellent effect.

(4)本発明は、前記回転方向制限機構が、前記出力軸の基端に設けられることを特徴とする上記(3)に記載の変速装置を提供する。 (4) The present invention provides the transmission according to (3) above, wherein the rotation direction limiting mechanism is provided at the base end of the output shaft.

上記(4)に記載する発明によれば、比較的小さな設置面積で出力軸の回動を制限することができるので、大規模な工事が必要になることが無く、コストも安い歯面保護が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (4) above, since the rotation of the output shaft can be restricted with a relatively small installation area, large-scale construction is not required and the tooth surface protection is inexpensive. It has the excellent effect of being possible.

例えば、排水機場で使用されるポンプ装置が備える変速装置として、本発明に係る変速装置を適用すれば、既存の排水機場に備えられたポンプ装置の出力軸に追加して回転方向制限機構を設けることができるので、大規模な工事が必要になることが無く、コストも安い歯面保護のための改善ができるという優れた効果を奏する。 For example, if the transmission according to the present invention is applied as the transmission provided in the pump device used in the drainage pump station, a rotation direction limiting mechanism is provided in addition to the output shaft of the pump device provided in the existing drainage pump station. Since it can be done, large-scale construction is not required, and the cost is low. It has an excellent effect that improvement for tooth surface protection can be performed.

(5)本発明は、前記ブレーキ機構が、油圧湿式多板ブレーキであることを特徴とする上記(1)乃至(4)のうちのいずれかに記載の変速装置を提供する。 (5) The present invention provides the transmission according to any one of (1) to (4) above, wherein the brake mechanism is a hydraulic wet multi-plate brake.

上記(5)に記載する発明によれば、小型で設置面積の小さなブレーキ機構が実現でき、制動軸等の追加を含めても、大規模な工事が必要になることが無く、コストも安い歯面保護のための改善ができるという優れた効果を奏する。またブレーキ動作が、油圧によるON/OFF制御となり取り扱いが容易となり、ブレーキシューが無いため長寿命のブレーキ機構が実現できる。 According to the invention described in (5) above, a small brake mechanism having a small installation area can be realized, and even if a braking shaft or the like is added, a large-scale construction is not required and the cost is low. It has an excellent effect that it can be improved for surface protection. In addition, the brake operation is hydraulically ON / OFF controlled for easy handling, and since there is no brake shoe, a long-life brake mechanism can be realized.

(6)本発明は、前記入力軸と前記出力軸が、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、前記入力軸と前記制動軸は、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、前記伝達用歯車機構は、前記入力軸に設けられる入力側傘歯車と、前記出力軸に設けられて前記入力側傘歯車と歯合する出力側傘歯車とを有して構成され、前記制動用歯車機構は、前記出力側傘歯車と、前記制動軸に設けられて前記出力側傘歯車と歯合する制動側傘歯車とを有して構成されることを特徴とする上記(1)乃至(5)のうちのいずれかに記載の変速装置を提供する。 (6) In the present invention, the input shaft and the output shaft are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other, and the input shaft and the braking shaft are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other. The transmission gear mechanism is configured to include an input side bevel gear provided on the input shaft and an output side bead gear provided on the output shaft and meshing with the input side bead gear. The braking gear mechanism is characterized by having the output side bevel gear and a braking side bevel gear provided on the braking shaft and meshing with the output side bevel gear (1). ) To (5).

上記(6)に記載する発明によれば、伝達用歯車機構と制動用歯車機構がともに傘歯車機構で構成されるので、全体として小さく設置高の低い変速装置を実現できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (6) above, since both the transmission gear mechanism and the braking gear mechanism are composed of the bevel gear mechanism, it has an excellent effect that a transmission that is small as a whole and has a low installation height can be realized. ..

(7)本発明は、前記入力軸の軸方向と、前記制動軸の軸方向が同一であることを特徴とする上記(1)乃至(6)のうちのいずれかに記載の変速装置を提供する。 (7) The present invention provides the transmission according to any one of (1) to (6) above, wherein the axial direction of the input shaft and the axial direction of the braking shaft are the same. To do.

上記(7)に記載する発明によれば、出力側傘歯車を中心として線対称の位置に伝達用歯車機構と制動側傘歯車機構を設けることができるので、出力側傘歯車の水平度を保つために有利であり、歯車機構同士の距離も大きいのでメンテナンスも容易であるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (7) above, the transmission gear mechanism and the braking side bevel gear mechanism can be provided at positions line-symmetrical with respect to the output side bevel gear, so that the levelness of the output side bevel gear is maintained. Therefore, it is advantageous, and since the distance between the gear mechanisms is large, it has an excellent effect that maintenance is easy.

(8)本発明は、前記ブレーキ機構を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記入力軸に対する定常回転入力により前記出力軸が回転する向きを正回転と定義するとき、前記出力軸が正回転をしている際に、前記ブレーキ機構を制御して前記出力軸の回転を停止させることを特徴とする上記(1)乃至(7)のうちのいずれかに記載の変速装置を提供する。 (8) The present invention includes a control unit that controls the brake mechanism, and when the control unit defines the direction in which the output shaft is rotated by a steady rotation input with respect to the input shaft as forward rotation, the output shaft is The transmission according to any one of (1) to (7) above, wherein the brake mechanism is controlled to stop the rotation of the output shaft during normal rotation. ..

上記(8)に記載する発明によれば、変速装置を停止させている時には、正回転を制動することができる。よって、正回転時に生じる可能性のある入力側傘歯車と出力側傘歯車の歯面の衝突を回避することができ、伝達用歯車機構の歯面の保護ができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (8) above, the forward rotation can be braked when the transmission is stopped. Therefore, it is possible to avoid a collision between the tooth surfaces of the input side bevel gear and the output side bevel gear, which may occur during forward rotation, and it is possible to protect the tooth surface of the transmission gear mechanism, which is an excellent effect.

(9)本発明は、上記(1)乃至(8)のうちのいずれかに記載の変速装置を備えるポンプ装置を提供する。 (9) The present invention provides a pump device including the transmission according to any one of (1) to (8) above.

上記(9)に記載する発明によれば、吸込水路内の海水面が上下動することでスクリューが回動されようとするときに、出力軸の回動を制限することができ、伝達用歯車機構の歯面の保護ができる変速装置が実現できるので、結果的に稼働率が高いポンプ装置を実現できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (9) above, when the seawater surface in the suction water channel moves up and down to rotate the screw, the rotation of the output shaft can be restricted, and the transmission gear can be used. Since a transmission that can protect the tooth surface of the mechanism can be realized, an excellent effect that a pump device having a high operating rate can be realized as a result is achieved.

(10)本発明は、上記(9)に記載のポンプ装置を有する排水機場。 (10) The present invention is a drainage pump station having the pump device according to (9) above.

上記(10)に記載する発明によれば、伝達用歯車機構の歯面の保護ができる変速装置を備えたポンプ装置による排水が可能なので、メンテナンスの手間が小さく、また設置面積も小さなコストの安い排水機場が実現できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (10) above, since drainage can be performed by a pump device equipped with a transmission capable of protecting the tooth surface of the transmission gear mechanism, maintenance work is small and the installation area is small and the cost is low. It has the excellent effect of realizing a drainage pump station.

(11)本発明は、前記ブレーキ機構が、前記制動軸の回動を停止させているときに、前記入力軸は、自由に回動できる自由回動状態であることを特徴とする請求項10に記載の排水機場を提供する。 (11) The present invention is characterized in that, when the brake mechanism stops the rotation of the braking shaft, the input shaft is in a free rotation state in which the input shaft can freely rotate. Provide the drainage pump station described in.

上記(11)に記載する発明によれば、ブレーキ機構が制動軸の回動を制限し、結果として出力側傘歯車を停止させているときに、誤って駆動源が駆動されても、駆動源や伝達用歯車機構に異常負荷をかけないで済むので故障が生じる可能性が低くなるという効果を奏する。 According to the invention described in (11) above, even if the drive source is accidentally driven while the brake mechanism limits the rotation of the braking shaft and as a result the output side bevel gear is stopped, the drive source Since it is not necessary to apply an abnormal load to the transmission gear mechanism, the possibility of failure is reduced.

(12)本発明は、前記入力軸を回転駆動する駆動源をさらに備え、前記駆動源と前記入力軸との間には、前記駆動源の動力を伝達または遮断するクラッチ機構を備え、前記制御部は、前記ブレーキ機構が前記制動軸の回動を停止させているときに、前記クラッチ機構が前記駆動源の動力を遮断するように制御をおこなうことを特徴とする上記(10)または(11)に記載の排水機場を提供する。 (12) The present invention further includes a drive source for rotationally driving the input shaft, and a clutch mechanism for transmitting or disconnecting the power of the drive source between the drive source and the input shaft is provided for the control. The unit is characterized in that the clutch mechanism controls the power of the drive source when the brake mechanism stops the rotation of the braking shaft (10) or (11). ) Provide the drainage pump station.

上記(12)に記載する発明によれば、クラッチ機構で入力軸への動力を遮断した状態が実現可能なので、排水が必要となる時間を予め予想して駆動源の運転が開始することができ、クラッチ機構を徐々につなげることで適切な排水を始めることができるという顕著な効果を奏する。 According to the invention described in (12) above, since it is possible to realize a state in which the power to the input shaft is cut off by the clutch mechanism, the operation of the drive source can be started by anticipating the time when drainage is required in advance. By gradually connecting the clutch mechanism, it has a remarkable effect that proper drainage can be started.

本発明によれば、吸込水路内の海水面が上下動することでスクリューが回動されようとするときに、ブレーキ機構で制動軸を制動することで出力軸の回動を制限することができ、結果的に伝達用歯車機構の歯面の保護ができるのでメンテナンスの手間が小さな変速装置、該変速装置を備えたポンプ装置、及び、該変速装置を備えた排水機場を実現できるという優れた効果を奏し得る。 According to the present invention, when the seawater surface in the suction water channel moves up and down to rotate the screw, the rotation of the output shaft can be restricted by braking the braking shaft with the brake mechanism. As a result, the tooth surface of the transmission gear mechanism can be protected, so that it is possible to realize a transmission with a small maintenance effort, a pump device equipped with the transmission, and a drainage pump station equipped with the transmission. Can be played.

本発明の実施形態に係る排水機場の説明図である。It is explanatory drawing of the drainage pump station which concerns on embodiment of this invention. 変速装置の説明図である。It is explanatory drawing of a transmission. (A)回転方向制限機構の軸方向に垂直な断面図である。(B)ワンウェイクラッチの仕組みを説明する説明図である。(A) is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the rotation direction limiting mechanism. (B) It is explanatory drawing explaining the mechanism of the one-way clutch. (A)ブレーキ機構の断面図である。(B)制動していない状態にあるブレーキ機構の断面図である。(C)制動状態にあるブレーキ機構の断面図である。(A) It is sectional drawing of the brake mechanism. (B) It is sectional drawing of the brake mechanism in the state which is not braking. (C) It is sectional drawing of the brake mechanism in a braking state. ブレーキ機構と回転方向制限機構による回動制限の作用について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the action of the rotation restriction by a brake mechanism and a rotation direction restriction mechanism. 従来の排水機場の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional drainage pump station. (A)ポンプ装置と変速装置の説明図である。(B)伝達用歯車機構における入力側傘歯車と出力側傘歯車の噛み合わせ面AAの説明図である。(C)伝達用歯車機構における入力側傘歯車と出力側傘歯車の噛み合わせ面AAの説明図である。(A) It is explanatory drawing of a pump device and a transmission device. (B) It is explanatory drawing of the meshing surface AA of the input side bevel gear and the output side bevel gear in the transmission gear mechanism. (C) It is explanatory drawing of the meshing surface AA of the input side bevel gear and the output side bevel gear in the transmission gear mechanism.

以下、本考案の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図1〜図5は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 are examples of embodiments in which the invention is carried out, and portions having the same reference numerals represent the same objects in the drawings. In each drawing, some configurations will be omitted as appropriate to simplify the drawings. Then, the size, shape, thickness, etc. of the member are exaggerated as appropriate.

図1は、本発明の実施形態に係る排水機場1の説明図である。排水機場1は一般に、内水域115と外水域120の境界に設置される。内水は、取水口125から取り込まれ、吸込水路160に備えられたポンプ装置(排水ポンプ)140により汲み上げられる。そして排水口130から排水される。ポンプ装置140は、スクリュー85と、スクリュー85を回転させる出力軸40を備える変速装置142を備える。本発明の実施形態に係る排水機場1には、ポンプ装置140と駆動源(原動機)155とクラッチ機構150が備えられる。ポンプ装置140は、変速装置142を有し、変速装置142には、ブレーキ機構20と、回転方向制限機構30と、変速ギアボックス145とが備えられる。変速ギアボックス145内には、出力側傘歯車100と入力側傘歯車95と制動側傘歯車90が備えられ、それぞれ伝達用歯車機構80と制動用歯車機構70が構成される。駆動源155と、変速装置142の入力軸50との間には、駆動源の動力を伝達または遮断するクラッチ機構150が備えられる。ここでクラッチ機構150は、油圧湿式多板クラッチである。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a drainage pump station 1 according to an embodiment of the present invention. The drainage pump station 1 is generally installed at the boundary between the inland water area 115 and the outer water area 120. The internal water is taken in from the intake port 125 and pumped up by the pump device (drainage pump) 140 provided in the suction water channel 160. Then, the water is drained from the drain port 130. The pump device 140 includes a screw 85 and a transmission 142 including an output shaft 40 for rotating the screw 85. The drainage pump station 1 according to the embodiment of the present invention is provided with a pump device 140, a drive source (motor) 155, and a clutch mechanism 150. The pump device 140 has a transmission 142, and the transmission 142 is provided with a brake mechanism 20, a rotation direction limiting mechanism 30, and a transmission gearbox 145. The speed change gear box 145 includes an output side bevel gear 100, an input side bevel gear 95, and a braking side bevel gear 90, and a transmission gear mechanism 80 and a braking gear mechanism 70 are configured, respectively. A clutch mechanism 150 for transmitting or disconnecting the power of the drive source is provided between the drive source 155 and the input shaft 50 of the transmission 142. Here, the clutch mechanism 150 is a hydraulic wet multi-plate clutch.

なおクラッチ機構150と、駆動源155と、後述するブレーキ機構20は、ここでは図示しない制御部により、適宜、運転を制御される。制御部はCPU、RAMおよびROMなどから構成され、各種制御を実行する。CPUはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。RAMはCPUの作業領域、記憶領域として使用され、ROMはCPUで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。 The operation of the clutch mechanism 150, the drive source 155, and the brake mechanism 20 described later is appropriately controlled by a control unit (not shown here). The control unit is composed of a CPU, RAM, ROM, and the like, and executes various controls. The CPU is a so-called central processing unit, and various programs are executed to realize various functions. The RAM is used as a work area and a storage area of the CPU, and the ROM stores an operating system and a program executed by the CPU.

駆動源155としてはディーゼルエンジンを用いる。なお汲み上げるべき内水の量が少ない場合には、駆動源155として電気モーターを用いても良い。 A diesel engine is used as the drive source 155. When the amount of inland water to be pumped is small, an electric motor may be used as the drive source 155.

図2は、変速装置142の断面図である。変速装置142は、駆動源155からクラッチ機構150を通じて回転動力が入力される入力軸50と、スクリュー85へ回転動力を出力する出力軸40と、入力軸50及び出力軸40が接続されて回転動力を伝達する伝達用歯車機構80と、入力軸50とは別軸となる制動軸60と、制動軸60に設けられて制動軸60の回動を規制するブレーキ機構20と、制動軸60と出力軸40が接続されてブレーキ機構20の制動力を出力軸40に伝達する制動用歯車機構70とを備える。また回転方向制限機構30が、出力軸40の基端に設けられる。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the transmission 142. In the transmission 142, the input shaft 50 in which the rotational power is input from the drive source 155 through the clutch mechanism 150, the output shaft 40 that outputs the rotational power to the screw 85, and the input shaft 50 and the output shaft 40 are connected to the rotational power. The transmission gear mechanism 80, the braking shaft 60 which is a separate shaft from the input shaft 50, the brake mechanism 20 provided on the braking shaft 60 to regulate the rotation of the braking shaft 60, the braking shaft 60, and the output. A braking gear mechanism 70 is provided, to which a shaft 40 is connected and the braking force of the braking mechanism 20 is transmitted to the output shaft 40. Further, the rotation direction limiting mechanism 30 is provided at the base end of the output shaft 40.

伝達用歯車機構80は、入力軸50の回転数が出力軸40の回転数よりも高くなるように構成される。すなわち本実施形態に係る変速装置142は、いわゆる減速機である。 The transmission gear mechanism 80 is configured so that the rotation speed of the input shaft 50 is higher than the rotation speed of the output shaft 40. That is, the transmission 142 according to the present embodiment is a so-called speed reducer.

入力軸50と出力軸40は、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、伝達用歯車機構80は、入力軸50に設けられる入力側傘歯車95と、出力軸40に設けられて入力側傘歯車95と歯合する出力側傘歯車100とを有して構成される。すなわち伝達用歯車機構80は、いわゆるベベルギア機構である。 The input shaft 50 and the output shaft 40 are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other, and the transmission gear mechanism 80 is provided on the input side bevel gear 95 provided on the input shaft 50 and on the output shaft 40. It is configured to have an output side bevel gear 100 that meshes with an input side bead gear 95. That is, the transmission gear mechanism 80 is a so-called bevel gear mechanism.

また入力軸50と制動軸60は、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、制動用歯車機構70は、出力側傘歯車100と、制動軸60に設けられて出力側傘歯車100と歯合する制動側傘歯車90とを有して構成される。すなわち制動用歯車機構70は、いわゆるベベルギア機構である。 Further, the input shaft 50 and the braking shaft 60 are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other, and the braking gear mechanism 70 is provided on the output side bevel gear 100 and the braking shaft 60 so that the output side bevel gear 100 is provided. It is configured to have a braking side bevel gear 90 that meshes with. That is, the braking gear mechanism 70 is a so-called bevel gear mechanism.

なお入力軸50の軸方向と、制動軸60の軸方向が同一であり、制動側傘歯車90と入力側傘歯車95は出力側傘歯車100を挟んで線対称の位置に設置される。 The axial direction of the input shaft 50 and the axial direction of the braking shaft 60 are the same, and the braking side bevel gear 90 and the input side bevel gear 95 are installed at positions symmetrical with respect to the output side bevel gear 100.

図3(A)は、回転方向制限機構30の軸方向に垂直な断面図である。回転方向制限機構30は、出力軸40の基端に設けられ一方向の回転を制動して、他方向の回転を許容する。ここで、入力軸50に対する定常回転入力により出力軸40が回転する向き、すなわちスクリュー85が内水を汲み上げるように回転する向きを、出力軸40の正回転(正転)と定義すると、回転方向制限機構30は正回転に対しては空転し、回転を制限せず、逆回転(逆転)に対してはロックしてバックストップをかける機能を有する。具体的には回転方向制限機構30は、ワンウェイクラッチ32を有する。 FIG. 3A is a cross-sectional view of the rotation direction limiting mechanism 30 perpendicular to the axial direction. The rotation direction limiting mechanism 30 is provided at the base end of the output shaft 40 to brake the rotation in one direction and allow the rotation in the other direction. Here, the direction in which the output shaft 40 rotates due to the steady rotation input to the input shaft 50, that is, the direction in which the screw 85 rotates so as to pump up the internal water is defined as the forward rotation (forward rotation) of the output shaft 40. The limiting mechanism 30 has a function of idling for forward rotation, not limiting rotation, and locking for reverse rotation (reverse) to apply a backstop. Specifically, the rotation direction limiting mechanism 30 has a one-way clutch 32.

図3(B)および図3(C)は、ワンウェイクラッチ32の仕組みを説明する説明図である。ワンウェイクラッチ32には、出力軸40の外周面40Aと、回転方向制限機構30の内周面30Aからなる、くさび部36にローラ34が備えられている。ローラ34はスプリング35により、くさび部36の狭隘部方向に押圧されている。図3(B)は、出力軸40が正回転している状態を示しており、このときローラ34は、図上反時計回りに回転するため、ワンウェイクラッチ32は空転し、出力軸40の回転を妨げない。これに対して図3(C)は出力軸40が逆回転しようとしている状態を示している。このときローラ34は図上時計回りに回転しようとするが、ローラ34がスプリング35によってくさび部36に押しつけられているため、ローラ34は狭隘部に嵌まり込み摩擦力でロック状態となる。したがって出力軸40の回転が制限されることになる。出力軸40の基端に回転方向制限機構30を設けることで、吸込水路160内の海水面の水位が上下動する際に、スクリュー85が連れ廻りして、出力軸40が逆回転方向に回転することが防がれ、伝達用歯車機構80の歯面を損傷することを回避できる。 3 (B) and 3 (C) are explanatory views illustrating the mechanism of the one-way clutch 32. The one-way clutch 32 is provided with a roller 34 in a wedge portion 36 composed of an outer peripheral surface 40A of the output shaft 40 and an inner peripheral surface 30A of the rotation direction limiting mechanism 30. The roller 34 is pressed by the spring 35 in the narrow portion direction of the wedge portion 36. FIG. 3B shows a state in which the output shaft 40 is rotating in the forward direction. At this time, since the roller 34 rotates counterclockwise in the drawing, the one-way clutch 32 idles and the output shaft 40 rotates. Does not interfere. On the other hand, FIG. 3C shows a state in which the output shaft 40 is about to rotate in the reverse direction. At this time, the roller 34 tries to rotate clockwise in the drawing, but since the roller 34 is pressed against the wedge portion 36 by the spring 35, the roller 34 is fitted into the narrow portion and is locked by the frictional force. Therefore, the rotation of the output shaft 40 is restricted. By providing the rotation direction limiting mechanism 30 at the base end of the output shaft 40, when the water level on the seawater surface in the suction water channel 160 moves up and down, the screw 85 rotates and the output shaft 40 rotates in the reverse rotation direction. This can be prevented from damaging the tooth surface of the transmission gear mechanism 80.

次にブレーキ機構20と制動軸60による出力側傘歯車100の制動の仕組みを説明する。 Next, the braking mechanism of the output side bevel gear 100 by the brake mechanism 20 and the braking shaft 60 will be described.

図4(A)は、ブレーキ機構20の断面図である。ブレーキ機構20は油圧湿式多板ブレーキであり、構造はクラッチ機構150と同様である。従って小型であり設置面積が小さく、制動時の消費電力もディスクブレーキと比較して小さいという利点を有する。 FIG. 4A is a cross-sectional view of the brake mechanism 20. The brake mechanism 20 is a hydraulic wet multi-plate brake, and has the same structure as the clutch mechanism 150. Therefore, it has the advantages of being small, having a small installation area, and consuming less power during braking than a disc brake.

ブレーキ機構20は、クラッチケース24とクラッチハブ25とクラッチピストン22を備え、クラッチケース24にはスチールプレート26が複数備えられており、クラッチケース24の軸方向においては自由運動が可能だが、円周方向については運動が制限される。制動軸60には摩擦プレート28が複数備えられている。摩擦プレート28は、制動軸60の軸方向においては自由運動が可能だが、円周方向については運動が制限される。スチールプレート26と摩擦プレート28は互い違いに配置される。制動軸60とクラッチハブ25の間にはベアリング23が設置され、制動軸60はクラッチハブ25に対して、摩擦力少なく回転することが可能である。 The brake mechanism 20 includes a clutch case 24, a clutch hub 25, and a clutch piston 22, and the clutch case 24 is provided with a plurality of steel plates 26. Although free movement is possible in the axial direction of the clutch case 24, the circumference is Movement is restricted in terms of direction. The braking shaft 60 is provided with a plurality of friction plates 28. The friction plate 28 can move freely in the axial direction of the braking shaft 60, but the movement is restricted in the circumferential direction. The steel plates 26 and the friction plates 28 are staggered. A bearing 23 is installed between the braking shaft 60 and the clutch hub 25, and the braking shaft 60 can rotate with respect to the clutch hub 25 with less frictional force.

図4(B)は、制動していない状態にあるブレーキ機構20の断面図である。このときオイル通路21から油圧室27への油圧は小さく、クラッチピストン22には力がかかっていない。この状態では、スチールプレート26と摩擦プレート28は押しつけられていないため、制動軸60は自由に回転が可能である。 FIG. 4B is a cross-sectional view of the brake mechanism 20 in a non-braking state. At this time, the hydraulic pressure from the oil passage 21 to the hydraulic chamber 27 is small, and no force is applied to the clutch piston 22. In this state, since the steel plate 26 and the friction plate 28 are not pressed against each other, the braking shaft 60 can rotate freely.

図4(C)は、制動状態にあるブレーキ機構20の断面図である。このときオイル通路21を通じて油圧室27に油圧がかかっており、クラッチピストン22は一点鎖線矢印向きに押し出される。するとクラッチピストン22とバックプレート29に挟まれたスチールプレート26と摩擦プレート28は、押圧されて互いに押しつけられ摩擦力を生じる。この摩擦力により摩擦プレート28が制動軸60の回動を制限することになり、ブレーキ作用を生じる。 FIG. 4C is a cross-sectional view of the brake mechanism 20 in the braking state. At this time, hydraulic pressure is applied to the hydraulic chamber 27 through the oil passage 21, and the clutch piston 22 is pushed out in the direction of the alternate long and short dash arrow. Then, the steel plate 26 and the friction plate 28 sandwiched between the clutch piston 22 and the back plate 29 are pressed against each other to generate a frictional force. Due to this frictional force, the friction plate 28 limits the rotation of the braking shaft 60, which causes a braking action.

なお、言うまでもないが、ポンプ装置140が定常運転状態にある時には、ブレーキ機構20は制動軸60を制動することは無い。 Needless to say, the brake mechanism 20 does not brake the braking shaft 60 when the pump device 140 is in the steady operation state.

以上の構成により、ブレーキ機構20は制動軸60の回動を制限することが可能になり、制動軸60が制動される。制動側傘歯車90に接続された出力側傘歯車100も回動が制限されることになるので、吸込水路160内の海水面の水位が上下動する際に、スクリュー85が連れ廻りして、出力軸40が回動することが防がれ、伝達用歯車機構80の歯面を損傷することを回避できる。 With the above configuration, the brake mechanism 20 can limit the rotation of the braking shaft 60, and the braking shaft 60 is braked. Since the rotation of the output side bevel gear 100 connected to the braking side bevel gear 90 is also restricted, the screw 85 moves around when the water level on the seawater surface in the suction water channel 160 moves up and down. It is possible to prevent the output shaft 40 from rotating and to avoid damaging the tooth surface of the transmission gear mechanism 80.

次に、上記した実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the above-described embodiment will be described.

まず排水機場1におけるポンプ装置140が定常運転状態にあるとき、すなわち内水を汲み上げる方向に出力軸40が正回転している状態にあるときから、停止状態にする動作を説明する。まず制御部(図示省略)は、駆動源155の動力を低下させて停止状態にしていく。このときクラッチ機構150は接続状態でも遮断状態でも良い。駆動源155の動力が低下し、入力軸50の回転が停止状態近くになったところで、クラッチ機構150を遮断状態にする。すなわち出力軸40が正回転をしている際に、ブレーキ機構20を制御して出力軸40の回転を停止させる。すなわち制御部によりブレーキ機構20を動作させ制動軸60の回動を制限し、制動側傘歯車90を通じて出力軸40の正回転を停止させる。すると出力軸40は、正回転方向について、制動側傘歯車90を通じてブレーキ機構20により回動が制限されると同時に、逆回転方向についても、回転方向制限機構30によって回動が制限される。すなわち、以上の動作により、いわゆるバックラッシュが発生しない停止状態を実現できる。 First, the operation of stopping the pump device 140 in the drainage pump station 1 will be described from the time when the pump device 140 is in the steady operation state, that is, when the output shaft 40 is rotating in the forward direction in the direction of pumping the internal water. First, the control unit (not shown) reduces the power of the drive source 155 to stop it. At this time, the clutch mechanism 150 may be in the connected state or the disconnected state. When the power of the drive source 155 is reduced and the rotation of the input shaft 50 is close to the stopped state, the clutch mechanism 150 is disconnected. That is, when the output shaft 40 is rotating in the forward direction, the brake mechanism 20 is controlled to stop the rotation of the output shaft 40. That is, the control unit operates the brake mechanism 20 to limit the rotation of the braking shaft 60, and stops the forward rotation of the output shaft 40 through the braking side bevel gear 90. Then, the rotation of the output shaft 40 is restricted by the brake mechanism 20 through the braking side bevel gear 90 in the forward rotation direction, and at the same time, the rotation of the output shaft 40 is restricted by the rotation direction limiting mechanism 30 in the reverse rotation direction. That is, by the above operation, a stopped state in which so-called backlash does not occur can be realized.

図5において、上記のバックラッシュが発生しない停止状態が回転方向制限機構30とブレーキ機構20によってどのように実現されるかを具体的に説明する。なお図5では、制動用歯車機構70における制動側傘歯車90と出力側傘歯車100の歯面の噛み合いをわかりやすく表現するために、傘歯車を平歯車として表現する。図5(A)は出力側傘歯車100が停止状態寸前で正回転をしている状態を示す。ブレーキ機構20が制動側傘歯車90を固定した制動軸の回転を停止させると、制動側傘歯車90の歯面90Aと、出力側傘歯車100の歯面100Aが当接した状態で停止する。このとき図5(B)で示すように、出力側傘歯車100が時計回り方向に回転されて、点線で示した状態にならないように回転方向制限機構30が働く。すなわち回転方向制限機構30は、出力側傘歯車100が逆回転することを妨げる方向に作用するので、バックラッシュが発生しない停止状態が実現される。 In FIG. 5, how the stopped state in which the backlash does not occur is realized by the rotation direction limiting mechanism 30 and the brake mechanism 20 will be specifically described. In FIG. 5, the bevel gear is represented as a spur gear in order to clearly express the meshing of the tooth surfaces of the braking side bevel gear 90 and the output side bevel gear 100 in the braking gear mechanism 70. FIG. 5A shows a state in which the output side bevel gear 100 is rotating forward just before the stopped state. When the brake mechanism 20 stops the rotation of the braking shaft to which the braking side bevel gear 90 is fixed, the tooth surface 90A of the braking side bevel gear 90 and the tooth surface 100A of the output side bevel gear 100 are in contact with each other. At this time, as shown in FIG. 5B, the rotation direction limiting mechanism 30 operates so that the output side bevel gear 100 is rotated in the clockwise direction so as not to be in the state shown by the dotted line. That is, since the rotation direction limiting mechanism 30 acts in a direction that prevents the output side bevel gear 100 from rotating in the reverse direction, a stopped state in which backlash does not occur is realized.

なおブレーキ機構20が、制動軸60の回動を停止させているときに、入力軸50は、自由に回動できる自由回動状態である。つまり制御部は、クラッチ機構150が駆動源155の動力を遮断するように制御をおこなう。 When the brake mechanism 20 stops the rotation of the braking shaft 60, the input shaft 50 is in a free rotation state in which it can freely rotate. That is, the control unit controls the clutch mechanism 150 so as to cut off the power of the drive source 155.

このように出力軸40を制動することで、海水面の上下動により出力軸40が正転と逆転を繰り返すことを原因として、伝達用歯車機構80を構成する入力側傘歯車95と出力側傘歯車100の歯面がチャタリング損傷を起こすことを未然に防ぐことができる。 By braking the output shaft 40 in this way, the input side bevel gear 95 and the output side umbrella constituting the transmission gear mechanism 80 are caused by the output shaft 40 repeating forward rotation and reverse rotation due to the vertical movement of the seawater surface. It is possible to prevent the tooth surface of the gear 100 from causing chattering damage.

次に、排水機場1におけるポンプ装置140を停止状態から定常運転状態にする動作を説明する。 Next, the operation of changing the pump device 140 from the stopped state to the steady operation state in the drainage pump station 1 will be described.

まず、クラッチ機構150を遮断状態にしたまま、制御部により駆動源155の運転を開始する。そして定常運転状態となったところで、ブレーキ機構20の制動を解除し、クラッチ機構150を徐々に接続していき、ポンプ装置140を定常運転状態にする。このように制御することで、駆動源155や伝達用歯車機構80に間違って大きな負荷を掛けること無く、ポンプ装置140を定常運転状態にまで導くことができる。すなわち、排水が必要となる時間を予め予想して駆動源155の運転が開始することができ、クラッチ機構150を徐々につなげることで、安全に適切な排水を始めることができるという顕著な効果を奏する。 First, the operation of the drive source 155 is started by the control unit while the clutch mechanism 150 is in the disengaged state. Then, when the steady operation state is reached, the braking of the brake mechanism 20 is released, the clutch mechanism 150 is gradually connected, and the pump device 140 is brought into the steady operation state. By controlling in this way, the pump device 140 can be guided to a steady operation state without erroneously applying a large load to the drive source 155 and the transmission gear mechanism 80. That is, the operation of the drive source 155 can be started by anticipating the time when drainage is required in advance, and by gradually connecting the clutch mechanism 150, it is possible to safely start proper drainage. Play.

上記ポンプ装置140によれば、変速装置142の出力軸40に対して外力が作用し、正回転方向及び逆回転方向へ交互に繰り返し回動させられようとする場合に、その回転を制限することができ、結果的に、伝達用歯車機構80の歯面の保護ができる。本実施形態のように、ポンプ装置140が排水機場1で使用される場合、吸込水路内の海水面が上下動することでスクリュー85を介して出力軸40が回動されようとするが、ブレーキ機構20で制動軸60を制動することで、出力軸40の回動を制限することができる。結果、歯面の保護が達成できる。この際、本実施形態では、制動用歯車機構70において、制動側傘歯車90から出力側傘歯車100への動力伝達が減速歯車列となっているので、ブレーキ機構20側において、小さなトルクでも効率よく制動することができる。更に、入力軸50と制動軸60の軸方向が同一(同軸)となるので、出力側傘歯車100を中心として、線対称の位置に伝達用歯車機構80と制動側傘歯車機構70を設けることができる。結果、出力側傘歯車100に作用する歯合部分の軸方向反力が均衡し、更に、歯合部分に作用する径方向反力が相殺されるため、出力側傘歯車100の水平度を保つために有利となり、また、出力側傘歯車100を軸支する軸受等に作用する負担が軽減される。また、歯車機構同士の距離も大きいのでメンテナンス作業も容易となる。 According to the pump device 140, when an external force acts on the output shaft 40 of the transmission 142 to rotate the output shaft 40 alternately in the forward rotation direction and the reverse rotation direction, the rotation is limited. As a result, the tooth surface of the transmission gear mechanism 80 can be protected. When the pump device 140 is used in the drainage pump station 1 as in the present embodiment, the output shaft 40 tries to rotate via the screw 85 due to the vertical movement of the seawater surface in the suction water channel, but the brake By braking the braking shaft 60 with the mechanism 20, the rotation of the output shaft 40 can be restricted. As a result, protection of the tooth surface can be achieved. At this time, in the present embodiment, in the braking gear mechanism 70, the power transmission from the braking side bevel gear 90 to the output side bevel gear 100 is a reduction gear train, so that even a small torque is efficient on the braking mechanism 20 side. You can brake well. Further, since the axial directions of the input shaft 50 and the braking shaft 60 are the same (coaxial), the transmission gear mechanism 80 and the braking side bevel gear mechanism 70 are provided at line-symmetrical positions around the output side bevel gear 100. Can be done. As a result, the axial reaction force of the toothed portion acting on the output side bevel gear 100 is balanced, and the radial reaction force acting on the toothed portion is canceled, so that the levelness of the output side bevel gear 100 is maintained. Therefore, it becomes advantageous, and the load acting on the bearing or the like that pivotally supports the output side bevel gear 100 is reduced. In addition, since the distance between the gear mechanisms is large, maintenance work is easy.

更に上記ポンプ装置140は、回転方向制限機構30を有しているので、通常運転時の回転方向に出力軸40が回転する場合には、その回転を妨げず、通常運転時の回転方向とは逆向きに出力軸40が回転しようとする場合には、その回転を阻止することができる。結果、逆向き回転時に生じる可能性のある入力側傘歯車95と出力側傘歯車100の歯面の衝突を阻止することができるので、結果的に、伝達用歯車機構80の歯面の保護ができる。この際、回転方向制限機構30が、出力軸40の基端に設けられるので、装置全体を比較的小さな設置面積としたまま、出力軸40の回動を制限することができる。結果、大規模な工事が必要になることが無く、コストも安い歯面保護が可能になる。例えば、排水機場1で使用される場合、既存のポンプ装置の出力軸40に追加して回転方向制限機構30を追加的に設けることができるので、大規模な工事が必要になることが無く、コストも低減できる。 Further, since the pump device 140 has a rotation direction limiting mechanism 30, when the output shaft 40 rotates in the rotation direction during normal operation, the rotation is not hindered, and the rotation direction is different from that during normal operation. When the output shaft 40 tries to rotate in the opposite direction, the rotation can be prevented. As a result, it is possible to prevent a collision between the tooth surfaces of the input side bevel gear 95 and the output side bevel gear 100 that may occur during reverse rotation, and as a result, the tooth surface of the transmission gear mechanism 80 is protected. it can. At this time, since the rotation direction limiting mechanism 30 is provided at the base end of the output shaft 40, the rotation of the output shaft 40 can be restricted while keeping the entire device in a relatively small installation area. As a result, large-scale construction is not required, and tooth surface protection at low cost becomes possible. For example, when used in the drainage pump station 1, a rotation direction limiting mechanism 30 can be additionally provided in addition to the output shaft 40 of the existing pump device, so that large-scale construction is not required. The cost can also be reduced.

また、上記ポンプ装置140では、ブレーキ機構20が、油圧湿式多板ブレーキとなるので、小型で設置面積を小さくすることができ、制動軸等の追加を含めても、大規模な工事が不要となる。なお、油圧湿式多板ブレーキの場合、一方向の回転に対して効果的に制動力が発揮できるように全体の部品・部材の微調整を行う場合がある。その場合は、当該一方向を、出力軸40の正転方向に設定することが好ましい。逆転方向の制動力は正転側よりも劣る可能性があるものの、その制動力は、回転方向制限機構30側に分散させることができるからである。油圧湿式多板ブレーキの場合、ブレーキ動作が油圧によるON/OFF制御となるので取り扱いが容易となり、消費エネルギーも抑制され、ブレーキシューが無いため長寿命化できる。 Further, in the pump device 140, since the brake mechanism 20 is a hydraulic wet multi-plate brake, the installation area can be reduced due to its small size, and even if a braking shaft or the like is added, a large-scale construction is not required. Become. In the case of a hydraulic wet multi-plate brake, fine adjustment of all parts / members may be performed so that a braking force can be effectively exerted with respect to rotation in one direction. In that case, it is preferable to set the one direction to the normal rotation direction of the output shaft 40. This is because the braking force in the reverse direction may be inferior to that on the forward rotation side, but the braking force can be distributed to the rotation direction limiting mechanism 30 side. In the case of a hydraulic wet multi-plate brake, since the brake operation is controlled by hydraulic ON / OFF, it is easy to handle, energy consumption is suppressed, and the life can be extended because there is no brake shoe.

なお、上記ポンプ装置140では、ブレーキ機構20が制動軸60の回動を停止させているときに、クラッチ機構150を開放することで、入力軸50を自由回動状態としている。結果、待機中において、駆動源や伝達用歯車機構80に異常負荷をかけないで済むので故障が生じる可能性が低くなる。 In the pump device 140, when the brake mechanism 20 stops the rotation of the braking shaft 60, the clutch mechanism 150 is released to put the input shaft 50 in a free rotation state. As a result, since it is not necessary to apply an abnormal load to the drive source and the transmission gear mechanism 80 during standby, the possibility of failure is reduced.

尚、本発明に係る変速装置、ポンプ装置、排水機場は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the transmission, pump device, and drainage pump station according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

1 排水機場
10、210 機関室
20 ブレーキ機構
21 オイル通路
22 クラッチピストン
23 ベアリング
24 クラッチケース
25 クラッチハブ
26 スチールプレート
27 油圧室
28 摩擦プレート
29 バックプレート
30 回転方向制限機構
32 ワンウェイクラッチ
34 ローラ
35 スプリング
36 くさび部
40、340 出力軸
50、350 入力軸
60 制動軸
70 制動用歯車機構
80、280 伝達用歯車機構
85、285 スクリュー
90、290 制動側傘歯車
95、295 入力側傘歯車
100、200 出力側傘歯車
101、201 排水機場
110、210 機関室
115、215 内水域
120、220 外水域
125、225 取水口
130、230 排水口
135、235 ポンプ室
140、240 ポンプ装置
142、242 変速装置
145、245 変速ギアボックス
150、250 クラッチ機構
155、255 駆動源
160、260 吸込水路
297 隙間
1 Drainage pump station 10, 210 Engine room 20 Brake mechanism 21 Oil passage 22 Clutch piston 23 Bearing 24 Clutch case 25 Clutch hub 26 Steel plate 27 Hydraulic chamber 28 Friction plate 29 Back plate 30 Rotational direction limiting mechanism 32 One-way clutch 34 Roller 35 Spring 36 Wedge 40, 340 Output shaft 50, 350 Input shaft 60 Braking shaft 70 Braking gear mechanism 80, 280 Transmission gear mechanism 85, 285 Screw 90, 290 Braking side cap gear 95, 295 Input side cap gear 100, 200 Output side Beet gear 101, 201 Drainage pump station 110, 210 Engine room 115, 215 Inner water area 120, 220 Outer water area 125, 225 Intake port 130, 230 Drain port 135, 235 Pump room 140, 240 Pump device 142, 242 Transmission device 145, 245 Gearbox 150, 250 Clutch mechanism 155, 255 Drive source 160, 260 Suction channel 297 Gap

Claims (10)

外部から回転動力が入力される入力軸と、
外部へ回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸及び前記出力軸が接続されて回転動力を伝達する伝達用歯車機構と、
前記入力軸とは別軸となる制動軸と、
制動軸に設けられて前記制動軸の回動を規制するブレーキ機構と、
前記制動軸と前記出力軸が接続されて、前記ブレーキ機構の制動力を該出力軸に伝達する制動用歯車機構と、
を備え
前記出力軸には、一方向の回転を制動して、他方向の回転を許容する回転方向制限機構が設けられることを特徴とする変速装置。
An input shaft to which rotational power is input from the outside,
An output shaft that outputs rotational power to the outside,
A transmission gear mechanism to which the input shaft and the output shaft are connected to transmit rotational power,
A braking shaft that is different from the input shaft,
A brake mechanism provided on the braking shaft to regulate the rotation of the braking shaft,
A braking gear mechanism in which the braking shaft and the output shaft are connected and the braking force of the braking mechanism is transmitted to the output shaft.
Equipped with a,
A transmission characterized in that the output shaft is provided with a rotation direction limiting mechanism that brakes rotation in one direction and allows rotation in the other direction .
外部から回転動力が入力される入力軸と、 An input shaft to which rotational power is input from the outside,
外部へ回転動力を出力する出力軸と、 An output shaft that outputs rotational power to the outside,
前記入力軸及び前記出力軸が接続されて回転動力を伝達する伝達用歯車機構と、 A transmission gear mechanism to which the input shaft and the output shaft are connected to transmit rotational power,
前記入力軸とは別軸となる制動軸と、 A braking shaft that is different from the input shaft,
制動軸に設けられて前記制動軸の回動を規制するブレーキ機構と、 A brake mechanism provided on the braking shaft to regulate the rotation of the braking shaft,
前記制動軸と前記出力軸が接続されて、前記ブレーキ機構の制動力を該出力軸に伝達する制動用歯車機構と、 A braking gear mechanism in which the braking shaft and the output shaft are connected and the braking force of the braking mechanism is transmitted to the output shaft.
前記ブレーキ機構を制御する制御部と With a control unit that controls the brake mechanism
を備え、With
前記制御部は、 The control unit
前記入力軸に対する定常回転入力により前記出力軸が回転する向きを正回転と定義するとき、前記出力軸が正回転をしている際に、前記ブレーキ機構を制御して前記出力軸の回転を停止させることを特徴とする変速装置。 When the direction in which the output shaft rotates due to the steady rotation input to the input shaft is defined as forward rotation, the brake mechanism is controlled to stop the rotation of the output shaft when the output shaft is rotating in the forward direction. A transmission characterized by being made to rotate.
前記伝達用歯車機構は、前記入力軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも高くなるように構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変速装置。 The transmission according to claim 1 or 2 , wherein the transmission gear mechanism is configured such that the rotation speed of the input shaft is higher than the rotation speed of the output shaft. 前記出力軸には、一方向の回転を制動して、他方向の回転を許容する回転方向制限機構が設けられることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか一の請求項に記載の変速装置。 A claim according to any one of claims 1 to 3, wherein the output shaft is provided with a rotation direction limiting mechanism that brakes rotation in one direction and allows rotation in the other direction. The transmission according to. 前記回転方向制限機構は、前記出力軸の基端に設けられることを特徴とする請求項に記載の変速装置。 The transmission according to claim 4 , wherein the rotation direction limiting mechanism is provided at a base end of the output shaft. 前記ブレーキ機構は、油圧湿式多板ブレーキであることを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか一の請求項に記載の変速装置。 The transmission according to any one of claims 1 to 5 , wherein the brake mechanism is a hydraulic wet multi-plate brake. 前記入力軸と前記出力軸は、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、
前記入力軸と前記制動軸は、軸方向が互いに垂直となるように配置されており、
前記伝達用歯車機構は、
前記入力軸に設けられる入力側傘歯車と、
前記出力軸に設けられて前記入力側傘歯車と歯合する出力側傘歯車と、
を有して構成され、
前記制動用歯車機構は、
前記出力側傘歯車と、
前記制動軸に設けられて前記出力側傘歯車と歯合する制動側傘歯車と、
を有して構成されることを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか一の請求項に記載の変速装置。
The input shaft and the output shaft are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other.
The input shaft and the braking shaft are arranged so that their axial directions are perpendicular to each other.
The transmission gear mechanism is
The input side bevel gear provided on the input shaft and
An output side bevel gear provided on the output shaft and meshing with the input side bevel gear,
Consists of
The braking gear mechanism is
The output side bevel gear and
A braking side bevel gear provided on the braking shaft and meshing with the output side bevel gear,
Transmission according to any one of claims of claims 1 to 6, characterized in that it is configured to have a.
前記入力軸の軸方向と、前記制動軸の軸方向が同一であることを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか一の請求項に記載の変速装置。 The transmission according to any one of claims 1 to 7 , wherein the axial direction of the input shaft and the axial direction of the braking shaft are the same. ポンプ装置を備える排水機場であって、 It is a drainage pump station equipped with a pump device.
前記ポンプ装置が有する変速装置は、 The transmission of the pump device is
外部から回転動力が入力される入力軸と、 An input shaft to which rotational power is input from the outside,
外部へ回転動力を出力する出力軸と、 An output shaft that outputs rotational power to the outside,
前記入力軸及び前記出力軸が接続されて回転動力を伝達する伝達用歯車機構と、 A transmission gear mechanism to which the input shaft and the output shaft are connected to transmit rotational power,
前記入力軸とは別軸となる制動軸と、 A braking shaft that is different from the input shaft,
制動軸に設けられて前記制動軸の回動を規制するブレーキ機構と、 A brake mechanism provided on the braking shaft to regulate the rotation of the braking shaft,
前記制動軸と前記出力軸が接続されて、前記ブレーキ機構の制動力を該出力軸に伝達する制動用歯車機構と、 A braking gear mechanism in which the braking shaft and the output shaft are connected and the braking force of the braking mechanism is transmitted to the output shaft.
を備えており、 Is equipped with
前記前記ブレーキ機構が、前記制動軸の回動を停止させているときに、前記入力軸は、自由に回動できる自由回動状態であることを特徴とする排水機場。 A drainage pump station characterized in that the input shaft is in a free rotation state in which the input shaft can freely rotate when the brake mechanism stops the rotation of the braking shaft.
前記変速装置は、前記ブレーキ機構を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記入力軸に対する定常回転入力により前記出力軸が回転する向きを正回転と定義するとき、前記出力軸が正回転をしている際に、前記ブレーキ機構を制御して前記出力軸の回転を停止させるようになっており、
前記入力軸を回転駆動する駆動源をさらに備え、
前記駆動源と前記入力軸との間には、前記駆動源の動力を伝達または遮断するクラッチ機構を備え、
前記制御部は、前記ブレーキ機構が前記制動軸の回動を停止させているときに、前記クラッチ機構が前記駆動源の動力を遮断するように制御をおこなうことを特徴とする請求項9に記載の排水機場。
The transmission has a control unit that controls the brake mechanism.
The control unit
When the direction in which the output shaft rotates due to the steady rotation input to the input shaft is defined as forward rotation, the brake mechanism is controlled to stop the rotation of the output shaft when the output shaft is rotating in the forward direction. Is designed to let you
Further provided with a drive source for rotationally driving the input shaft,
A clutch mechanism for transmitting or disconnecting the power of the drive source is provided between the drive source and the input shaft.
Wherein the control unit according to claim 9, wherein the brake mechanism when that stops the rotation of the brake shaft, said clutch mechanism and performing control to block the power of the driving source Drainage pump station.
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