JPH07247537A - 水門扉開閉機の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダムや堰などの水門扉を開閉するために用いら
れるラック式の水門扉開閉機において、駆動源からラッ
ク棒に至る動力伝達機構中に設けられた制動装置の動力
伝達ロスを低減し、水門扉開閉機の駆動効率を向上させ
る。 【構成】出力軸３４に形成されたスプライン溝３４ａに
スライド可能に内筒体３２を取り付け、この内筒体３２
の外周に複数の摩擦板３８を回転不可、スライド可能に
取り付けた。またこの内筒体３２を覆う外筒体３１の内
周には、上記摩擦３８と接離する摩擦板３９を回転不
可、スライド可能に取り付けた。更に上記内筒体３２の
端面外周には、傾斜面に連続する係止段部を設け、入力
軸３３の先端にもこの係止段部とかかる係止段部を設け
た。そして内筒体３２と外筒体３１との間に設けたスプ
リング３５で上記両摩擦板３８，３９が接触するように
内筒体３２を入力軸３３側に押し付けることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギアと噛み合ったラッ
ク棒を駆動することによりダムや堰などの水門扉を開閉
するようにしたラック式開閉機に用いられる制動装置
（バックロック）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の水門扉開閉機では、駆動
源と連結された駆動軸側に円筒ウォームギアを取り付け
ると共に、扉と連結された従動軸側にこの円筒ウォーム
ギアと噛み合うウォームホイールを取り付け、両者間の
静摩擦力とウォームの捩じれ角により、ウォームホイー
ル側からの駆動が阻止されるセルフロック機能を利用し
て、水門扉の落下を防止するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したウォームギア
を用いた水門扉の駆動機構では、動力伝達の際、歯面の
摩擦損失が大きく、伝達効率が悪いという問題点を有し
ていた。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点の解決を課題
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、出力軸に摺
動可能に挿着され、端面の周囲に入力軸の先端と接する
傾斜面と係止段部が形成された内筒体と、この内筒体の
周囲を覆い外周が一方クラッチと係合した外筒体と、こ
の外筒体と前記内筒体との間に介装された複数の摩擦板
と、前記内筒体を入力軸方向に押圧するスプリングとか
らなる制動装置を水門扉を開閉駆動する動力伝達機構中
に設けることにより、上記の課題を解決した。

【０００６】

【作用】外筒体と内筒体との間に介装された複数の摩擦
板は、内筒体の摺動に伴ってこの内筒体と外筒体との連
結／解除を図る。また内筒体を一方に押圧しているスプ
リングは、入力が断たれた際に上記連結を図り、扉の落
下を防止するブレーキを作動させるように作用する。

【０００７】内筒体の端面周囲に形成された傾斜面は、
入力軸が扉を閉める方向に回転した際に内筒体を後退さ
せ、上記ブレーキを解除するように作用し、また係止段
部は、入力軸との連結を図り、その回転力を内筒体を介
して出力軸に伝達するように作用する。

【０００８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。

【０００９】まず図７は、本発明装置を組み込んだ水門
扉開閉機の側面図、図８はその一部切欠平面図である。
図示したようにこの水門扉開閉機は、本体ケース１を上
下方向に挿通したラック棒１０を、このラック棒１０と
ギア９０〜１０２や中継軸１０３，１０４などの動力伝
達機構９を介して連結されたモータ２で駆動することに
より、ラック棒１０の下端に取り付けられたダムや堰な
どの水門扉（図示せず）を昇降させるようにした所謂ラ
ック式と称されるものである。

【００１０】その構造は、本体ケース１の内壁１ａで形
成された縦方向の中空部１ｃに、ギア１０２が嵌着され
た駆動軸１０５を一方からこの内壁１ａを貫通させて回
転可能に取り付けると共に、このギア１０２に噛み合っ
たラック棒１０を摺動可能に挿通させたものである。こ
のケース１内には上記駆動軸１０５に取り付けられたギ
ア１０１と噛み合うギア１００が取り付けられた中継軸
１０４や、この中継軸１０４に動力を伝達するギア９
５，９６，９７，９８，９９や、一端がケース外壁１ｂ
を貫通し、途中に手動切換装置８が取り付けられた中継
軸１０３が内装されている。

【００１１】また上記中継軸１０３のケース１から突出
した箇所には、自重降下制御装置７の軸７１の先端に固
定されたベベルギア９３と噛み合うベベルギア９４が固
定されると共に、水門扉の開閉速度を調節する為の遠心
ブレーキ装置６が取り付けられている。そしてこの自重
降下制御装置７の軸７１の後端には、ギア９２が固定さ
れ、このギア９２は過負荷検出装置５の出力軸５１に固
定されたギア９１と噛み合っている。そしてこの過負荷
検出装置５は、後述する本発明の制動装置３を介して駆
動源となるモータ２に連結されている。なお図７におい
て符号４は、上記制動装置３の周囲に形成されたギア３
１ａとギア４ａで噛み合った一方クラッチを示す。

【００１２】従って、モータ２を駆動すると、その回転
力は制動装置３を介して過負荷検出装置５に伝えられ、
過負荷検出装置５の出力軸５１が回転する。この回転力
はギア９１，９２を介して自重降下制御装置７の軸７１
に伝えられ、更にこの軸７１とベベルギア９３，９４を
介して連結された中継軸１０３に伝えられる。

【００１３】この中継軸１０３には、差動歯車装置から
成る手動切換装置８が取り付けられているが、この手動
切換装置８は、ハンドル８１で操作しない際には、左右
の軸が直結状態で連結されるようになっているので、図
８において中継軸１０３の右方寄りに取り付けられたギ
ア９５も中継軸１０３と共に回転する。よって、この中
継軸１０３とギア９５，９６，９７，９８，９９を介し
て連結された他方側の中継軸１０４も回転し、この中継
軸１０４とギア１００，１０１を介して連結された駆動
軸１０５が回転する。このことにより、ラック棒１０の
一側に噛み合ったギア１０２が回転し、ラック棒１０を
駆動するものである。

【００１４】従って、モータ２の回転方向を逆にするこ
とにより、ギア１０２と噛み合ったラック棒１０は反対
方向に駆動されることとなり、このようにしてラック棒
１０の下端に吊り下げられた水門扉（図示せず）が昇降
駆動されるものである。

【００１５】次に上述したラック式開閉機に取り付けら
れた本発明の制動装置（バックロック）について説明す
る。

【００１６】図１及び図２は、制動装置３の一部切欠横
断面図である。図示したように本発明の制動装置３は、
周囲にギア３１ａが形成されると共に、内側にスプライ
ン溝３１ｂが形成された外筒体３１の内奥部にスライド
リング３６を摺動可能に嵌入し、このスライドリング３
６と外筒体３１の側壁３１ｄとの間にスライドリング３
６を常時外筒体３１の口部方向に弾圧するスプリング３
５を介在させて、外筒体３１の端面に臨ませて挿着した
調節ねじ３７によってこのスプリング３５の弾圧力を調
節するようにし、外周にスプライン溝３４ａを形成した
出力軸３４をスライドリング３６、外筒体３１の側壁３
１ｄを経て端部を外方に臨ませて挿着すると共に、この
出力軸３４をスライドリング３６、側壁３１ｄの部分に
それぞれベアリングを介して回動自在に枢支している。

【００１７】そして上記出力軸３４のスプライン溝３４
ａには、内周にスプライン溝３２ｇを形成し、かつ端面
の周囲に図３乃至図４に示すように傾斜面３２ａ，３２
ｄからなる凹部と、この凹部と係止段部３２ｅ，３２ｆ
を介して連続した傾斜面３２ｂ，３２ｃからなる凸部と
が形成された内筒体３２を上記スプライン溝３４ａ，３
２ｇによって摺動自在に嵌合させている。

【００１８】また上記内筒体３２の外周に形成されたス
プライン溝３２ｈには、外径が前記スプライン溝３１ｃ
に達しない大きさの摩擦板３８を内筒体３２と共に回転
し、かつスプライン溝３２ｈに沿って摺動するように装
着しており、他方各摩擦３８の間にはスプライン溝３２
ｈの外周に及ばない内径を有し、かつスプライン溝３１
ｃに摺動可能に嵌入した摩擦板３９を交互に介在させて
設け、更にこの摩擦板３８の一側に内筒体３２上の後
端、即ち前記傾斜面３２ａ，３２ｄ，３２ｂ，３２ｃと
反対側の外周に螺合した調節ナット４０の側面部を当接
させている。

【００１９】また外筒体３１の一端開口部には前記摩擦
板３８の他側部と当接し、この摩擦板３８を受け止める
保持板４１を螺着すると共に、先端に図５乃至図６に示
すような長い傾斜面３３ａと短い傾斜面３３ｄからなる
凸部と、短い傾斜面３３ｂと長い傾斜面３３ｃとからな
る凹部とを係止段部３３ｅ，３３ｆで連続させた入力軸
３３を前記内筒体３２と対向させて取り付けている。

【００２０】このようにして成る本発明の制動装置３
は、図７に示すようにその外周に形成されたギア３１ａ
を一方向のみの回転を許容する一方クラッチ４のギア４
ａと噛み合わせて、水門扉開閉機の動力伝達機構９中に
設けられるものである。

【００２１】なお図１及び図２において、符号４２はス
ライドリング３６を摺動可能、回転不可に案内する案内
ピンを示す。

【００２２】次に上記構成を有する本発明の制動装置３
の働きについて述べると、まず入力軸３３が図１に矢印
で示すように扉を開放する方向に回転駆動されると、入
力軸３３先端の係止段部３３ｆが内筒体３２の係止段部
３２ｅと係合し、内筒体３２を同方向に回転させる。よ
って、内筒体３２とスプライン３２ｇ，３４ａを介して
連結された出力軸３４も同方向に回転し、この出力軸３
４と動力伝達機構９を介して連結された水門扉が引き上
げられるものである。この時、内筒体３２はスプリング
３５で図中右方に押圧されているので、その外周に取り
付けられた摩擦板３８は、外筒体３１に取り付けられた
摩擦板３９と圧接し、両者の滑りを防止している。従っ
て、内筒体３２の回転に伴い外筒体３１も回転すること
となるが、外筒体３１の周囲に形成されたギア３１ａと
噛み合った一方クラッチ４は、外筒体３１の開方向への
回転を許容する為、何ら問題を生じない。そして、水門
扉の開放が終わり、モータ２が停止されると、扉の荷重
がかかった出力軸３４は、反対方向に回転しようとする
が、上述したように出力軸３４に取り付けられた内筒体
３２は、制動板３８，３９を介して外筒体３１と一体的
に連結され、この外筒体３１は逆回転不可に一方クラッ
チ４と係合している為、ブレーキがかかった状態とな
り、水門扉はその位置で保持される。

【００２３】次にモータ２を逆転させると、図２に示す
ように入力軸３３の傾斜面３３ｄは、内筒体３２の傾斜
面３２ａに沿って滑り、内筒体３２をスプリング３５の
押圧力に抗して図中左方へと押動する。よって、内筒体
３２に取り付けられた摩擦板３８と、外筒体３１に取り
付けられた摩擦板３９との間に間隙が生じることとな
り、ブレーキが解除された状態となる。この状態で入力
軸３３の係止段部３３ｅは、内筒体３２の係止段部３２
ｆと当接し、内筒体３２を同方向に回転させる。このこ
とにより、内筒体３２とスプライン３２ｇ，３４ａで回
動不可に係合した出力軸３４は同方向に駆動され、連結
された水門扉を下降させるものである。なおこの時、外
筒体３１は、一方クラッチ４により、その回転が阻止さ
れている。また出力軸３４には常に扉の荷重がかかって
いる為、ブレーキが解除された際に急激に回転すること
も起こり得るが、その際には、スプリング３５で付勢さ
れている内筒体３２が右方へと移動し、自動的にブレー
キがかかるので、入力軸３３の回転以上に早く回転する
ことは無く、扉の急激な落下は防止される。

【００２４】以上のように本発明の制動装置では、駆動
源の停止に伴い、駆動軸に負荷を与えることなく、水門
扉を落下負荷に保持すると共に、水門扉を閉鎖する際の
速度調節も自動的になされるものである。

【００２５】なお本実施例では、制動装置をモータと過
負荷検出装置との間に設けた例を示したが、本発明の制
動装置は、駆動源となるモータから水門扉を吊り下げた
ラック棒に至る動力伝達機構中のいずれの箇所に設ける
こととしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上の通り、本発明の水門扉開閉機の制
動装置は、ウォームギアを用いることなく、駆動源が停
止された際に自動的にブレーキがかかり、水門扉の落下
が防止されるので、動力伝達効率が高く、高能率に開閉
作業が行える。また水門扉を閉鎖する際にも入力軸の回
転以上に出力軸が回転しようとすると、自動的にブレー
キがかかるので、入力軸が扉の荷重により、強制的に回
転させられることは無く、作業が安全に行えると共に、
駆動機構にも無理がかからず、その損傷防止や耐久性の
向上にも優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による水門扉の閉鎖駆動時の状態を示す
一部切欠横断面図である。

【図２】同上、水門扉の開放駆動時の状態を示す一部切
欠横断面図である。

【図３】内筒体の正面図である。

【図４】図４の展開断面図である。

【図５】入力軸の正面図である。

【図６】図６の展開断面図である。

【図７】本発明装置を組み込んだ水門扉開閉機の一部切
欠側面図である。

【図８】同上、横断面図である。

【符号の説明】

１ 開閉機本体ケース ２ モータ ３ 制動装置 ４ 一方クラッチ ４ａ ギア ９ 動力伝達機構 １０ ラック棒 ３１ 外筒体 ３１ａ ギア ３１ｂ スプライン溝 ３１ｄ 外筒体側壁 ３２ 内筒体 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 傾斜面 ３２ｅ，３２ｆ 係止段部 ３２ｇ，３２ｈ スプライン溝 ３３ 入力軸 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ 傾斜面 ３３ｅ，３３ｆ 係止段部 ３４ 出力軸 ３４ａ スプライン溝 ３５ スプリング ３６ スライドリング ３７ 調節ねじ ３８，３９ 摩擦板 ４０ 調節ナット ４１ 保持板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源と動力伝達機構を介して連結され
   たラック棒を駆動することにより、ラック棒の下端に取
   り付けられた水門扉を昇降させるようにしたラック式扉
   開閉機の上記動力伝達機構中に設けられ、先端の周囲に
   傾斜面と係止段部が連続して形成され、駆動源側に連結
   される入力軸と、水門扉を吊り下げたラック棒側に連結
   される出力軸と、この出力軸に摺動可能に挿着され、端
   面に前記入力軸の先端と接する傾斜面と係止段部が連続
   して形成された内筒体と、この内筒体の周囲を覆い外周
   が一方クラッチと係合した外筒体と、この外筒体と前記
   内筒体との間に介装された複数の摩擦板と、前記内筒体
   を入力軸方向に押圧するスプリングとから成ることを特
   徴とする水門扉開閉機の制動装置。