JPH08105033A - 水門開閉装置のセルフロック機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラック式ローラゲートの扉体の昇降動作を行
なう回転駆動力伝達機構中に挿入されるセルフロック機
構において、入力側から、または出力側からの急激なト
ルクが生じた場合でも故障の起きにくいセルフロック機
構を提供する。 【構成】 セルフロック機構１の出力軸１９に平歯車１
８を左ねじにより移動自在に設け、ねじ部の両側にスト
ッパ板３２，３２を間隔をあけて固定し、平歯車１８の
移動によって作動する摩擦クラッチ３４を配し、摩擦ク
ラッチ３４によって下降方向の回転をロックする一方向
クラッチ３６を備えた筒状大径部材３５を着脱した。上
昇運転のときは平歯車１８は回転移動してストッパ板３
２と一体になって回転し、出力軸１９に回転を伝達し扉
体を上昇させる。急激な負荷は大径部材３５を着脱する
摩擦クラッチ３５によって緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水門の扉体を昇降させ
るための回転力の伝達を断続する水門開閉装置のセルフ
ロック機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、河川に通じる水路には水門が設置
され、水門の開閉操作は水門に取付けた扉体の昇降によ
って行われている。ローラゲート式の扉体にはワイヤ
ー、チェーンまたはラック棒（スピンドル棒）が連接さ
れ、駆動装置によりワイヤー等を上下移動させ扉体を昇
降させている。

【０００３】上記の水門の開閉装置の機構内に設けたセ
ルフロック機構を図３を参照して説明する。セルフロッ
ク機構１は回転が伝達される入力軸２には平歯車３が取
付けられ、平歯車３は回転を出力する出力軸４に設けた
平歯車５と噛み合わされている。また、出力軸４はクラ
ッチ装置６を介して次段の出力軸７（図中、左側の軸で
あり、回転力が伝達されて扉体を昇降させる）と連結さ
れている。また、平歯車５は軸孔に左旋回のねじ５ａが
形成され、出力軸４のこの部分にもねじ４ａが形成さ
れ、相互に回転自在に噛み合わされている。

【０００４】出力軸４に取付けた平歯車５の前後には間
隔をあけて爪歯車８，９が回転自在に設けられ、それぞ
れの周上に爪１０，１１が配置され互いに異なる回転方
向でロックされるようになっている。また、爪歯車８，
９の外側には間隔をあけて摩擦板１２，１３が出力軸４
に固定されている。なお、平歯車５、爪歯車８，９およ
び摩擦板１２，１３の間にはゴムシートを介在させて摺
接したときに摩擦が大きくなるようにしている。

【０００５】図３に示すセルフロック機構１の作用を説
明する。水門を開く操作により入力軸２を開放運転する
場合、まず、クラッチ装置６は噛み合った状態にする。
入力軸２が矢印方向に回転すると、出力軸４はこれ自体
の負荷により（静止摩擦力）停止しているので、平歯車
５は軸孔に形成したねじ５ａにより、平歯車５自身が矢
印方向に移動する。そして、平歯車５が爪歯車８に接触
すると、爪歯車８が一緒に回転しながら移動する。さら
に平歯車５が移動することによって、平歯車５と爪歯車
８と摩擦板１２が一体となり出力軸４を回転させる。こ
れによって、回転力が伝達されて扉体が上昇する。

【０００６】扉体を下降させるときは、入力軸２を逆転
する。この場合、平歯車５は入力軸２の回転出力と扉体
の自重による負荷との相互関係により回転する（ギヤ連
結によるブレーキ効果あり）。扉体が下端に到着すると
扉体の自重が掛からず入力軸２の回転により平歯車５が
矢印と反対方向に移動し、平歯車５と爪歯車９と摩擦板
１３が一体となり出力軸４を回転させる。これによっ
て、扉体を確実に下端に降ろし、爪歯車１３のロックに
よって扉体の浮き上がり防止が行える。また、扉体の自
重降下においては、クラッチ装置６を解放にする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のセルフロック機
構１において、扉体の自重降下等による高速回転中のト
ルクをクラッチ装置６の接続により、ギヤのブレーキ効
果を利用した場合、出力軸４からの急激なトルクが平歯
車５を高速回転させてセルフロック機構１の摩擦面に働
き、爪歯車８を挟持することによって、ねじ部またはそ
の他の摩擦面にかみ込みを生じる。このため、上昇操作
を行うときに動力の伝達ができなくなる。また、セルフ
ロック機構１に入力軸２から高速回転で動力が入力する
と急激なトルクが摩擦面に働き、上記と同様にねじ部ま
たはその他の摩擦面にかみ込みを生じ、動力の伝達がで
きなくなる。

【０００８】本発明は、入力側からまたは出力側からの
急激なトルクが発生しても安定に作動するようにした水
門開閉装置のセルフロック機構を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、扉体の昇降動作に連係する回転軸を手動ま
たは駆動装置によって回転させて扉体を昇降させる水門
開閉装置であって、回転駆動力の伝達機構中に挿入され
るセルフロック機構において、該セルフロック機構の出
力側回転軸に平歯車を前記出力側回転軸の回転方向にし
たがって左右軸方向に移動可能に設け、該平歯車の両面
に対向してストッパ板を前記出力側回転軸側に間隔をあ
けて固定し、前記扉体を上昇させる前記平歯車の動作に
おいて前記平歯車に近接するストッパ板に摩擦板を前記
平歯車に対向して取付け、前記出力側回転軸を回転自在
に軸支すると共に、その近傍に摩擦クラッチを介して筒
状大径部材を設け、該筒状大径部材に扉体を下降させる
回転をロックする一方向クラッチを設け、前記摩擦クラ
ッチの一側にばねを連接し、他側に前記平歯車の上昇動
作の軸方向の移動によって前記摩擦クラッチを前記ばね
の付勢力に抗して押圧するアームを連接したことを特徴
とする。

【００１０】また、扉体の昇降動作に連係する回転軸を
手動または駆動装置によって回転させて扉体を昇降させ
る水門開閉装置であって、回転駆動力の伝達機構中に挿
入されるセルフロック機構において、該セルフロック機
構の出力側回転軸に平歯車を前記出力側回転軸の回転方
向にしたがって左右軸方向に移動可能に設け、該平歯車
の両面に対向してストッパ板を前記出力側回転軸側に間
隔をあけて固定し、前記扉体を上昇させる前記平歯車の
動作において前記平歯車に近接するストッパ板に摩擦板
を前記平歯車に対向して取付け、前記出力側回転軸を回
転自在に軸支すると共に、その近傍に摩擦クラッチを介
して筒状大径部材を設け、該筒状大径部材に扉体を下降
させる回転をロックする一方向クラッチを設け、前記摩
擦クラッチの一側にばねを連接し、他側に前記平歯車の
上昇動作の軸方向の移動によって前記摩擦クラッチを前
記ばねの付勢力に抗して押圧するアームを連接し、前記
扉体を下降させる前記平歯車の動作において前記平歯車
に近接するストッパ板と前記平歯車との間に摩擦板を挿
通し、該摩擦板を、出力側回転軸を回転自在に軸支し上
昇方向にロックする一方向クラッチを備えた支持盤に固
定したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は上記のように構成したものであり、扉
体の昇降動作をさせるために平歯車を回転駆動させる
と、平歯車がいずれかのストッパ板に接近する。平歯車
が摩擦板を介してストッパ板に圧接すると、ストッパ板
と共に出力側回転軸はその方向に回転する。

【００１２】扉体の上昇動作においてはばねの付勢力に
抗してアームが摩擦クラッチを押圧し、摩擦クラッチは
出力側回転軸と大径部材とを連結させ、出力側回転軸と
大径部材とを共に回転させる。そして、出力側回転軸が
上昇回転しているときに、突発的に下降するトルクが出
力側回転軸にかかったとき、摩擦クラッチを介して連結
した大径部材に設けた一方向クラッチが作動して下降動
作を阻止する。

【００１３】また、扉体の下降動作においては平歯車を
上昇動作とは逆の方向に回転させるので、摩擦クラッチ
が解除される。そして、もう一方のストッパ板に圧接し
出力側回転軸を回転させる。さらに、平歯車と下降動作
側のストッパ板との間に、支持盤に取付けた摩擦板を挿
通した構成では、平歯車と摩擦板とストッパ板とが一体
になることにより、出力側回転軸が下降方向に回転し、
支持盤に備えた一方向クラッチが出力側回転軸の上昇回
転をロックすることになる。

【００１４】扉体を（別のクラッチ装置を解放して）自
重下降させたときに、（別のクラッチ装置を接続して）
下向きの扉体側負荷を急激に出力側回転軸に伝達すると
平歯車が回転移動して上昇動作側のストッパ板の摩擦板
に当たり、摩擦クラッチを介して一方向クラッチが作動
し、扉体の急激な下降を阻止する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１に示すように、水門の開閉装置１４には
手動ハンドル１５が取付けられている。開閉装置１４を
操作するために電気モータを設置するものもあるが、こ
こでは手動ハンドル１５を使用した場合について説明す
る。手動ハンドル１５の操作軸１６には平歯車１７が取
付けられ、セルフロック機構１の平歯車１８と噛み合っ
ている。

【００１６】セルフロック機構１の出力軸１９にはクラ
ッチ装置２０が接続され、さらに先端にはベベルギヤ２
１（差動歯車機構２２のサイドギヤ）が取付けられてい
る。差動歯車機構２２のもう一方のサイドギヤ２３は歯
車５０，５１を介して遠心ブレーキ装置２４に連結され
ている。また、差動歯車機構２２の出力軸２２ａはギヤ
２５，２６を介して昇降用ラック２７を上下動させるピ
ン歯車２８と接続されている。また、クラッチ装置２０
には自動降下レバー２９が取付けられている。

【００１７】セルフロック機構１は図２に示すように、
出力軸１９にクラッチ装置３０の一部を構成する円筒部
３１が嵌挿固定されている。平歯車１８は直接、出力軸
１９に取付けても良いが、実施例では、平歯車１８の軸
孔に左方向の螺旋ねじ１８ａが形成されており、クラッ
チ装置３０の円筒部３１の外周に形成された左方向の螺
旋ねじ部３１ａに螺着されている。ねじ部３１ａの両端
にはストッパ板３２，３３が固定され、ストッパ板３
２，３３の間では平歯車１８が回転しながら左右に移動
できるようになっている。

【００１８】円筒部３１の端部には摩擦クラッチ３４を
介して出力軸１９を覆う筒状の大径部材３５が設けら
れ、大径部材３５は出力軸１９を回転自在に軸支してい
る。大径部材３５にはラックの下降移動となる出力軸１
９の回転方向を阻止する一方向クラッチ３６、例えばカ
ムクラッチ等が係合され、この一方向クラッチ３６は開
閉装置の枠に固定され、大径部材３５が一方向に回転す
るように取付けられている。

【００１９】円筒部３１の周面上に設けた摩擦クラッチ
３４の一面には軸方向に付勢する押し付け力調整ばね３
７が設けられ、摩擦クラッチ３４の他面には円筒部３１
に回動自在に設けた略Ｌ字状のアーム３８の弯曲した一
端を当接させ、アーム３８の他端は円筒部３１の軸方向
の溝３９に沿って平歯車１８の近傍に延ばし、その端部
に凸部３８ａを形成している。凸部３８ａは平歯車１８
の上昇動作の移動軸線上に突出しており、平歯車１８が
図中左側に移動すると、凸部３８ａは平歯車１８の軸孔
内周面に摺動して溝３９に潜り込み、軸孔内周面と圧接
する。これによりアーム３８が反時計方向に回動し、調
整ばね３７の付勢力に抗して摩擦クラッチ３４を押圧
し、摩擦クラッチ３４を働かせる。なお、摩擦クラッチ
３４に対する調整ばね３７の接触面とアーム３８の押え
面とを反対に入れ替え、アーム３８を棒状とする構成に
してもよい。

【００２０】平歯車１８とその右側のストッパ板３３
（図２参照）との間には、出力軸１９を回転自在に軸支
した支持盤４０に取付けた摩擦板４１が介挿されてい
る。この支持盤４０にはラックの上昇方向に回転させな
い一方向クラッチ４２が係合されている。なお、左側の
ストッパ板３２の平歯車１８側の面に摩擦板４３が貼り
付けられている。

【００２１】なお、図２において、平歯車１８の図中左
側のセルフロック機構を右側のセルフロック機構に充当
しても良い。

【００２２】次に、扉体の上昇操作における作用を説明
する。まず、手動ハンドル１５を操作してその回転をセ
ルフロック機構１の平歯車１８に伝達される。平歯車１
８は回転しながらストッパ板３２側へ移動する。このと
きアーム３８の凸部３８ａが円筒部３１内に移動し、ア
ーム３８の時計方向の動きによって摩擦クラッチ３４が
作動する。平歯車１８が摩擦板４３を挟んでストッパ板
３２に圧着すると出力軸１９が回転し、これにより、回
転出力が伝達され扉体を上昇させることができる。

【００２３】そして、上昇運転のとき、手動ハンドル１
５の操作を止めると扉体の重量による荷重が掛かり反対
方向のトルクが出力軸１９に掛かるが、一方向クラッチ
３６によって出力軸１９の下降回転を防いでいる。扉体
が急激に下降しようとするような故障が発生した場合、
大径部材３５と接続している摩擦クラッチ３４の部分で
も衝撃力を吸収することになり、一方向クラッチ３６に
かかる負担が軽くなる。

【００２４】次に、扉体の下降操作における作用を説明
する。手動ハンドル１５を上記操作と反対に回転して下
降運転すると、平歯車１８は回転しながらストッパ板３
３に接近する。また、アーム３８の他端が自由になって
円筒部３１の外周面から突出し、摩擦クラッチ３４に掛
かる付勢力が小さくなって摩擦クラッチ３４は解放さ
れ、大径部材３５は出力軸１９との拘束が解け自由に回
転可能となる。平歯車１８が摩擦板４１を押圧してスト
ッパ板３３と一体となると、出力軸１９および支持盤４
０が一緒に回転し、ラックを下降させる。このとき、支
持盤４０に設けた一方向クラッチ４２が上昇方向の回転
を防ぐので、水圧により扉体が浮くことを防止してい
る。

【００２５】また、図１において、クラッチ装置２０を
レバー２９によって解放すると、出力軸１９が差動歯車
機構２２と切り離されるので扉体は自重で降下する。自
重降下停止時（出力軸側より、急激な下降方向のトルク
が掛かった場合）、一方向クラッチ３６により上昇方向
の回転に対し逆転防止されているため、トルクは一方向
クラッチ３６および摩擦クラッチ３４に掛かり、平歯車
１８に伝達されるトルクの衝撃力はわずかとなり、摩擦
面のかみ込みはなく、平歯車１８は次動作に容易に移行
することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したもので
あるので、セルフロック機構の平歯車といずれかのスト
ッパ板との一体化により出力軸を上昇下降のいずれかに
回転させることができる。上昇時における下方方向の回
転をロックする一方向クラッチは、摩擦クラッチで連結
する筒状大径部材をロックするので、急激な反対方向の
力が掛かっても摩擦クラッチに負荷が掛かって一方向ク
ラッチのかみ込みが減り、平歯車の円滑性を維持するこ
とができる。また、下降操作においては、上昇回転をロ
ックする一方向クラッチによって扉体を水中から浮き上
がらせずに固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の開閉装置の構造を示す構
成図である。

【図２】図１に示す開閉装置のセルフロック機構の側断
面図である。

【図３】従来の他のセルフロック機構を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ セルフロック機構 １４ 開閉装置 １８ 平歯車 １９ 出力側回転軸 ３２ ストッパ板 ３３ ストッパ板 ３４ 摩擦クラッチ ３５ 大径部材 ３６ 一方向クラッチ ３７ ばね ４０ 支持盤 ４１ 摩擦板 ４２ 一方向クラッチ ４３ 摩擦板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扉体の昇降動作に連係する回転軸を手動
   または駆動装置によって回転させて扉体を昇降させる水
   門開閉装置であって、回転駆動力の伝達機構中に挿入さ
   れるセルフロック機構において、該セルフロック機構の
   出力側回転軸に平歯車を前記出力側回転軸の回転方向に
   したがって左右軸方向に移動可能に設け、該平歯車の両
   面に対向してストッパ板を前記出力側回転軸側に間隔を
   あけて固定し、前記扉体を上昇させる前記平歯車の動作
   において前記平歯車に近接するストッパ板に摩擦板を前
   記平歯車に対向して取付け、前記出力側回転軸を回転自
   在に軸支すると共に、その近傍に摩擦クラッチを介して
   筒状大径部材を設け、該筒状大径部材に扉体を下降させ
   る回転をロックする一方向クラッチを設け、前記摩擦ク
   ラッチの一側にばねを連接し、他側に前記平歯車の上昇
   動作の軸方向の移動によって前記摩擦クラッチを前記ば
   ねの付勢力に抗して押圧するアームを連接したことを特
   徴とする水門開閉装置のセルフロック機構。
2. 【請求項２】 扉体の昇降動作に連係する回転軸を手動
   または駆動装置によって回転させて扉体を昇降させる水
   門開閉装置であって、回転駆動力の伝達機構中に挿入さ
   れるセルフロック機構において、該セルフロック機構の
   出力側回転軸に平歯車を前記出力側回転軸の回転方向に
   したがって左右軸方向に移動可能に設け、該平歯車の両
   面に対向してストッパ板を前記出力側回転軸側に間隔を
   あけて固定し、前記扉体を上昇させる前記平歯車の動作
   において前記平歯車に近接するストッパ板に摩擦板を前
   記平歯車に対向して取付け、前記出力側回転軸を回転自
   在に軸支すると共に、その近傍に摩擦クラッチを介して
   筒状大径部材を設け、該筒状大径部材に扉体を下降させ
   る回転をロックする一方向クラッチを設け、前記摩擦ク
   ラッチの一側にばねを連接し、他側に前記平歯車の上昇
   動作の軸方向の移動によって前記摩擦クラッチを前記ば
   ねの付勢力に抗して押圧するアームを連接し、前記扉体
   を下降させる前記平歯車の動作において前記平歯車に近
   接するストッパ板と前記平歯車との間に摩擦板を挿通
   し、該摩擦板を、出力側回転軸を回転自在に軸支し上昇
   方向にロックする一方向クラッチを備えた支持盤に固定
   したことを特徴とする水門開閉装置のセルフロック機
   構。