JPH04210179A - ゲート開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１］

【産業上の利用分野】本発明は、樋門等の水路を手動で
開閉する用に供されるゲート開閉装置に関するものであ
る。 ［０００２］

【従来の技術】従来、この種の装置として、回転操作さ
れるハンドル側と、バルブに連結された弁棒に対する昇
降駆動機構との間にリングコーン式の無段変速機を介在
したものが知られている。 ［０００３］この無段変速機は、回転体の外周に取り付
けられるとともに、ハンドル側に連結される入力軸側の
入力円板と出力軸側の出力円板とに接することにより、
これら入出力軸間に回転を伝達する複数のコーンと、内
周部が各コーンに接することによりこれらコーンおよび
上記回転体に差動運動を行わせる変速リングと、軸方向
に対する傾斜面を有し上記変速リングを保持した円筒状
カムと、上記傾斜面に当接するベアリングを介して上記
カムを軸方向から弾性的に支持し出力軸側の負荷トルク
の大小に応じた変速リングの周方向の変位によって上記
傾斜面を介して該変速リングの軸方向の変位を許容する
ばねとを備えてなり、ハンドルの回転操作力をバルブ側
の負荷の大小に応じた変速比で昇降駆動機構側に伝達さ
せるように構成されている。 ［０００４］

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のゲ
ート開閉装置は、バルブ側の負荷が水圧等で大きくなっ
た場合でも、ハンドルの回転操作力が一定以上にならな
いので、良好な操作性が得られる反面、上記負荷の大き
さはハンドルの操作感覚だけに依存しているので、定量
的に把握することはできない。 ［０００５］たとえば、バルブを閉じる際に噛み込み等
の異常が生じて過大な負荷トルク状態となった場合、そ
れに気付かずに操作者が無理なハンドル操作を続けると
、弁棒の座屈やバルブの破損を招くおそれがある。 ［０００６］そこで、本発明はこのような課題を解決す
るためになされたもので、操作者が常に負荷の大きさを
定量的に把握できる操作勝手の良いゲート開閉装置を提
供することを目的とする。 ［０００７］

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、無段変速機の外側に変速比指示計を取り付
け、上記カムと変速比指示計との間に、カムの回転変位
量に応じて変速比指示計の指針を駆動する噛み合い式の
伝動機構を介したものである。 ［０００８］

【作用】このような構成において、出力軸に負荷がかか
っていないときには、ばねの力によりベアリングが傾斜
面を押圧し、カムの軸方向の厚みが最小の部分でベアリ
ングがカムを挟み込んでこのカムを支持する。変速リン
グとコーンとの位置関係に基づいて、この状態で出力軸
を高速回転させることが可能になる。 ［０００９］出力軸に負荷が加わると、それに伴う回転
力がコーンから変速リングに伝達され、カムに回転力が
生じ、この回転力は負荷トルクと大きさが等しく方向が
反対である。すると、傾斜面がばねの力に抗してベアリ
ングを押しのけるようにしてカムが回転し、この傾斜面
がベアリングを押した反力によって、カムがその軸心方
向に変位される。これにより変速リングとコーンとの接
触位置が変化し、負荷トルクにもとづく傾斜面のベアリ
ング押圧力とばね力とが釣り合う位置において機構が安
定化し、適切な変速比となる。 ［００１０１上記カムの回転力により噛み合い式伝動機
構を介して変速比指示計の指針を駆動するので、この時
の変速比が指針で指示される。 ［００１１］

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１は本発明の一実施例であるゲート開閉装置
は示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。 ［００１２］同図において、１は装置本体であり、図示
しないバルブに連結された弁棒２が昇降可能に保持され
ている。３はバルブ開閉操作用のハンドルである。上記
装置本体１におけるスタンド４上に固定されたギヤケー
ス５内には、第１のベベルギヤ６がボールベアリング７
．８等を介して回転可能に支承されており、さらに上記
ベベルギヤ６には、上記弁棒２に螺合するスクリューブ
ロック９がボルト１０等で固定されている。１１は上記
ギヤケース５内のポールベアリング１２に支承されて第
１のベベルギヤ６に噛合する第２のベベルギヤであり、
上記スクリューブロック９および第１のベベルギヤ６等
とともに弁棒２に対する昇降駆動機構１３を構成してい
る。 ［００１３］上記第２のベベルギヤ１１に対応して上記
ギヤケース５に形成された筒形突出部５Ａには、ハンド
ル３と昇降駆動機構１３との間に介在されるリングコー
ン式無段変速機２１におけるケース２２の後部がボルト
２３等で取り付けられている。 ［００１４］上上記段変速機２１の構成を以下に説明す
る。　ケース２２には、上記ハンドル３が固定されたハ
ンドル軸２４が入力軸として、ポールベアリング２５に
より回転可能に軸支されている。また、ケース２２には
、ハンドル軸２４と軸心を一致して配置された出力軸２
６が回転可能に支承されており、上記出力軸２６は、そ
の端部がケース２２から後方へ突出して上記第２のベベ
ルギヤ１１の回転軸として構成されている。 ［００１５］　　上記ハンドル軸２４の端部２７はつば
状に形成されている。またケース２２の中における出力
軸２６のまわりには筒部３０を有した入力円板２８が回
転自在に支持されており、この入力円板２８は、切り離
しを行わない噛み合いクラッチ２９によって、ハンドル
軸２４の端部２７に連結されている。入力円板２８に続
く出力軸２６の外周には回転体としてのコーンリテーナ
３１が同心状に配置されて回転自在に構成され、このコ
ーンリテーナ３１の外周縁には、複数のコーン３２が回
転自在に設けられている。このコーン３２は、入力円板
２８に形成された外周つば部３３との間で摩擦伝動を行
う。上記コーンリテーナ３１に続く出力軸２６の外周に
は、出力円板３４が同心状に設けられており、この出力
円板３４は、その外周縁がコーン３２との間で摩擦伝動
を行なう。出力円板３４はボール３５を介してスリーブ
３６に連結され、このスリーブ３６は出力軸２６に固定
されている。したがって、これら出力円板３４、スリー
ブ３６および出力軸２６は、一体に回転可能である。３
７はばねで、出力円板３４を摩擦伝動のためにコーン３
２に押圧する。 ［００１６］コーン３２を取り付けたコーンリテーナ３
１の周囲には変速リング３８が設けられ、この変速リン
グ３８は、コーン３２の円すい部との間で摩擦伝動を行
なうとともに、円筒状のカム３９に固定されてこのカム
３９とともに回転可能である。カム３９は、その軸心方
向の両端面が、周方向に複数のベアリング４０にて支持
されている。 （００１７］各ベアリング４０は、カム３９の軸心方向
の両端面を挟み込む一対のボール４１．４２と、一方の
ボール４１を転勤可能に収容する固定リテーナ４３と、
他方のボール４２を転勤可能に収容する可動リテーナ４
４とを有している。上記可動リテーナ４４は圧縮コイル
構造のはね４５によってカム３９に向けて押圧されてお
り、二のばね４５はカム３９の軸心と平行な方向に配置
されている。また可動リテーナ４４には、ばね４５の内
部に配置されるガイド棒４６が取り付けられており、こ
のガイド棒４６は、ケース２３においてカム３９の軸心
と平行な方向に形成されたガイド孔４７に摺動自在には
め込まれている。４８は調節ねじで、固定リテーナ４３
を押してその位置を変化させることで、ばね４５により
発生する押圧力などを調節可能である。 ［００１８］上記カム３９としては、エンドカムが用い
られており、このカム３９における固定リテーナ４３の
ボール４１に接する方の端面には、図３に示すように傾
斜面４９が形成されている。この傾斜面４９は、図４に
示すようにカム３９の軸心方向の厚みを徐々に変化させ
るように互いに逆方向に一対の斜面４９Ａ、４９Ｂによ
り逆■字形に形成されている。 ［００１９］上記ケース２２の外面には、変速比指示計
５０が取り付けられている。この指示計５０は図７に示
すように表示窓５１を有するハウジング５２と、表示窓
５１を被う透明カバー５３と、このハウジング５２とカ
バー５３とに支承された回転軸５４と、この回転軸５４
に取付けられた指針５５とを備え、上記透明カバー５３
には、図８に示すように上記指針５５に指示される変速
比表示目盛５６が印されている。 ［００２０１上記変速比指示計５０に対応して上記無段
変速機２１のケース２２には、図７に示すようにカム３
９の外周面に一体的に形成されたギヤ５７に噛合する中
間ギヤ５８が支承されている。５９は上記回転軸５４に
固定されて上記中間ギヤ５８に噛合する出力ギヤであり
、上記中間ギヤ５８やギヤ５７とで指針駆動用の噛み合
い式伝動機構６０を構成している。 ［００２１１このような構成において、ハンドル３を回
転操作すると、この回転操作力はハンドル軸２４および
入力円板２８に伝達される。ここで、変速リング３８が
コーン３２に接していることから、このコーン３２は入
力円板２８により回転されることで変速リング３８の内
周縁に沿ってころがり、このころがり運動にもとづいて
コーンリテーナ３１とコーン３２とが一体に差動運動を
行なう。変速リング３８が移動し、コーン３２の先端部
の近傍で変速リング３８がコーン３２に接するようにす
れば、コーン３２のころがり量が小さくなって差動運動
の量も小さくなり、変速比は小さくなる。反対にコーン
３２の裾の部分に接するように変速リング３８が移動す
ると、コーン３２のころがり量が大きくなって差動運動
の量も大きくなり、変速比は大きくなる。この変速の行
なわれた回転が出力軸２６に現われる。この出力軸２６
の回転により第２のベベルギヤ１１を介して第１のベベ
ルギヤ６が回転する。このため、スクリューブロック９
が回転し、弁棒２によるバルブの昇降によりゲートが開
閉される。 ［００２２］いま、ベアリング４０における両ボール４
１．４２は、ばね４５の力によりカム３９を挟み込むよ
うに押圧しているため、出力軸２６に負荷がかかつてい
ないときには、ボール４１が傾斜面４９を押圧し、カム
３９の軸方向の厚みが最小の部分でこのカム３９を支持
するように、カム３９に回転を与える　（図５）。ここ
で、変速リング３８がコーン３２の先端部近傍に接する
ように各部材を配置しておくことで、出力軸２６は変速
比の小さな高速で回転する。 ［００２３］出力軸２６に負荷が加わると、負荷トルク
に比例した回転力がコーン３２から変速リング３８に伝
達され、この変速リング３８とともにカム３９を周方向
に回転させようとする。すると、傾斜面４９が固定リテ
ーナ４３のポール４１に当たっていることから、上記カ
ム３９は、傾斜面４９がばね４５の力に抗してポール４
１を押しのけるようにして周方向に回転し、結局ばね４
５を圧縮しながら固定リテーナ４３から離れるように、
その軸心方向に変位する。この変位は、上記可動リテー
ナ４４のガイド棒４６がガイド孔４７にはめ込まれてい
ることから、円滑に行なわれる。 ［００２４］これにより、変速リング３８とコーン３２
との接触位置がコーン３２の裾の部分へと変位する。そ
して、負荷トルクにもとづき傾斜面４９がポール４１を
押圧する力と、カム３９の変位により増大するばね４５
の力とが釣り合う位置で機構が安定し、負荷に応じた適
当な変速比になる。この時の状態を図６に示す。 ［００２５］上記カム３９における傾斜面４９の各斜面
４９Ａ、４９Ｂの両側傾斜部位４９ａ、４９ｂは互いに
逆方向に傾斜しているので、入力軸２１を正逆双方に回
転した場合のいずれにも、同様の自動変速を行なうこと
ができる。 ［００２６］また、上記カム３９の傾斜面４９を逆Ｖ字
形に形成しであるので、最小変速比位置に対応するカム
軸方向の厚さの小さい部位４９ｃからその両側傾斜部位
４９ａ、４９ｂにかけては傾斜がなだらかになっている
。したがって、上記最小変速比の位置から最大変速比の
位置へ移行する際の変速動作が無理なく開始されること
になる。 ［００２７］一方、上記自動変速に伴うカム３９の周方
向の変位により、このカム３９の外周のギヤ５７に噛合
する中間ギヤ５８を介して出力ギヤ５９が回転変位して
指針５５を駆動するので、この指針５５によって現在の
変速比が指示される。 ［００２８］すなわち、ハンドル３の操作者は上記指針
５５が指示する目盛５６から変速比を知り、これにより
、現在のバルブの負荷状態を把握することができる。 したがって、たとえばバルブの噛み込み等の異常状態で
負荷トルクが過大になった場合、操作者は上記変速比の
指示量を見ることにより、異常に気づくため、そのまま
無理にハンドル操作されるのが回避され、弁棒２の破損
等のおそれが解消される。 ［００２９］

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、バル
ブ昇降駆動機構とハンドルとの間に介在したりングコー
ン式の無段変速機におけるカムの回転変位に応動じて変
速比指示針を動作させるようにしたので、ハンドル操作
者は変速指示計を見てバルブの現在の負荷状態を一目に
して知ることができ、バルブの異常等によって負荷トル
クが過大状態になった場合には、これに気づいて無理な
ハンドル操作を止め、弁棒の座屈などを未然に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のゲート開閉装置の断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】図１の無段変速機のカム形状を示す半裁断面図
である。

【図４】同カムの支持状態を示す斜視図である。

【図５】同無段変速機におけるカムの動作説明図である
。

【図６】同無段変速機におけるカムの動作説明図である
。

【図７】本発明の要部である変速比指示計周辺部の構成
図である。

【図８】同指示計の前面図である。

【符号の説明】

３　　　　　ハンドル １３　　　　昇降駆動機構 ２１　　　　無段変速機 ２４　　　　人力軸（ハンドル軸） ２６　　　　出力軸 ２８　　　　人力円板 ３１　　　　回転体 ３２　　　　コーン ３４　　　　出力円板 ３８　　　　変速リング ３９　　　　カム ４０　　　　ベアリング ４５　　　　ばね ４９　　　　傾斜面 ５０　　　　変速比指示計 ５５　　　　指針 ６０　　　　伝動機構

【図１】

【図５】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転作業用のハンドルと、バルブに連結さ
   た弁棒に対する昇降駆動機構との間に、リングコーン式
   の無段変速機を介在し、上記無段変速機は、回転体の外
   周に取り付けられるとともに、入力軸側の入力円板と出
   力軸側の出力円板とに接することにより、これら入出力
   軸間に回転を伝達させる複数のコーンと、内周部が各コ
   ーンに接することによりこれらコーンおよび上記回転体
   に差動運動を行わせる変速リングと、軸方向に対する傾
   斜面を有し、上記変速リングを保持した円筒状カムと、
   上記傾斜面に当接するベアリングを介して上記カムを軸
   方向から弾性的に支持し、出力軸側の負荷トルクの大小
   に応じた変速リングの周方向の変位によって上記傾斜面
   を介して該変速リングの軸方向の変位を許容するばねと
   を備えているゲート開閉装置において、上記無段変速機
   の外側に変速比指示計を取り付け、上記カムと変速比指
   示計との間に、カムの回転変位に応じて変速比指示計の
   指針を駆動する噛み合い式の伝動機構を介在し、たこと
   を特徴とするゲート開閉装置。