特許 7104579 水門開閉装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-12

(45)【発行日】2022-07-21

(54)【発明の名称】水門開閉装置

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/36 20060101AFI20220713BHJP

【ＦＩ】

E02B7/36

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018140190

(22)【出願日】2018-07-26

(65)【公開番号】P2020016089

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000196705

【氏名又は名称】西部電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】前田 徹

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１３６５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１１４９２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０２－１９０５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１００６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０１６９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１５６０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１６１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４７－０１１７４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１２／１３４０３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｂ ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと前記モータによって回転駆動させられて扉体を昇降させる駆動軸とを有し、前記扉体の開度を計測する外部の開度計の入力部に動力伝達手段を介して回転力を与える水門開閉装置において、
前記駆動軸に固定されたギアＧと、
前記ギアＧに噛み合った、該ギアＧとは歯数が異なるギアＨと、
前記駆動軸を回転自在に支持した状態で該駆動軸に取り付けられた支持体と、
前記支持体によって回転自在に支持され、前記駆動軸からの回転力が前記ギアＧ、Ｈ経由で伝えられて回転駆動し、前記動力伝達手段に回転力を与える出力軸とを備え、
前記支持体は、前記駆動軸を中心に回動自在で、回動することによって前記出力軸から前記入力部までの距離を変え、前記支持体には、前記支持体を固定する固定手段が取り付けられていることを特徴とする水門開閉装置。

【請求項2】

モータと前記モータによって回転駆動させられて扉体を昇降させる駆動軸とを有し、前記扉体の開度を計測する外部の開度計の入力部に動力伝達手段を介して回転力を与える水門開閉装置において、
前記駆動軸に固定されたギアＧと、
前記ギアＧに噛み合った、該ギアＧとは歯数が異なるギアＨと、
前記駆動軸を回転自在に支持した状態で該駆動軸に取り付けられた支持体と、
前記支持体によって回転自在に支持され、前記駆動軸からの回転力が前記ギアＧ、Ｈ経由で伝えられて回転駆動し、前記動力伝達手段に回転力を与える出力軸とを備え、
前記支持体は、前記ギアＧ、Ｈをそれぞれ収める収容部Ｊ、Ｋを有することを特徴とする水門開閉装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の水門開閉装置において、前記ギアＨは前記出力軸に固定されていることを特徴とする水門開閉装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の水門開閉装置において、前記出力軸には、無端チェーンである前記動力伝達手段が掛けられたスプロケットが装着されていることを特徴とする水門開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水門の扉体を昇降する水門開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水門設備において扉体の開度は開度計によって計測される。水門開閉装置の構成物として開度計を採用することもあれば（特許文献１参照）、水門開閉装置に対し開度計を外付けすることもある。図８に示すように、水門開閉装置１００に対し外付けの開度計１０１を採用する場合、開度計１０１の入力軸１０２に取り付けられたスプロケット１０３と、水門開閉装置１００の駆動軸１０４に装着されたスプロケット１０５とにチェーン１０６が掛け渡される。駆動軸１０４は、減速機構１０７を介してモータ１０８から駆動力を与えられてドラム１０９、１１０と共に回転駆動し、ドラム１０９、１１０はそれぞれ、回転駆動することによって、扉体に連結されたワイヤを巻き上げて扉体を上昇させ、当該ワイヤを巻き下げて扉体を下降させる。従って、開度計１０１は、入力軸１０２の回転から扉体の開度を計測することができる。

【0003】

ところで、水門開閉装置を新しい水門開閉装置に取り替える際、水門開閉装置に対し外付けの開度計を残し、新しい水門開閉装置と共に利用することがある。この場合、新しい水門開閉装置の駆動軸の回転数と開度計の入力軸の回転数との関係を調整して、開度計が扉体の開度を正確に計測できるようにする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平５－７９０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記調整を、水門開閉装置の駆動軸に装着されるスプロケット（以下、「開閉装置側スプロケット」とも言う）に最適な歯数のものを選択することのみでなすことができる場合もあるが、開閉装置側スプロケットのみでは当該調整を行えず、開閉装置側スプロケットの回転数を所定の回転数に調整して開度計に伝える回転数調整機構を要する場合がある。そして、回転数調整機構の設置には設置スペースの確保が必要となることは言うまでもない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、水門開閉装置の駆動軸の回転力を外部の開度計に回転数を調整して伝えるための機構のコンパクト化が図られた水門開閉装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的に沿う第１の発明に係る水門開閉装置は、モータと前記モータによって回転駆動させられて扉体を昇降させる駆動軸とを有し、前記扉体の開度を計測する外部の開度計の入力部に動力伝達手段を介して回転力を与える水門開閉装置において、前記駆動軸に固定されたギアＧと、前記ギアＧに噛み合った、該ギアＧとは歯数が異なるギアＨと、前記駆動軸を回転自在に支持した状態で該駆動軸に取り付けられた支持体と、前記支持体によって回転自在に支持され、前記駆動軸からの回転力が前記ギアＧ、Ｈ経由で伝えられて回転駆動し、前記動力伝達手段に回転力を与える出力軸とを備え、前記支持体は、前記駆動軸を中心に回動自在で、回動することによって前記出力軸から前記入力部までの距離を変え、前記支持体には、前記支持体を固定する固定手段が取り付けられている。

【0007】

【0008】

前記目的に沿う第２の発明に係る水門開閉装置は、モータと前記モータによって回転駆動させられて扉体を昇降させる駆動軸とを有し、前記扉体の開度を計測する外部の開度計の入力部に動力伝達手段を介して回転力を与える水門開閉装置において、前記駆動軸に固定されたギアＧと、前記ギアＧに噛み合った、該ギアＧとは歯数が異なるギアＨと、前記駆動軸を回転自在に支持した状態で該駆動軸に取り付けられた支持体と、前記支持体によって回転自在に支持され、前記駆動軸からの回転力が前記ギアＧ、Ｈ経由で伝えられて回転駆動し、前記動力伝達手段に回転力を与える出力軸とを備え、前記支持体は、前記ギアＧ、Ｈをそれぞれ収める収容部Ｊ、Ｋを有する。

【0009】

第１、第２の発明に係る水門開閉装置において、前記ギアＨは前記出力軸に固定されているのが好ましい。

【0010】

第１、第２の発明に係る水門開閉装置において、前記出力軸には、無端チェーンである前記動力伝達手段が掛けられたスプロケットが装着されているのが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

第１、第２の発明に係る水門開閉装置は、駆動軸に固定されたギアＧと、ギアＧに噛み合った、ギアＧとは歯数が異なるギアＨと、駆動軸を回転自在に支持した状態で駆動軸に取り付けられた支持体と、支持体によって回転自在に支持され、駆動軸からの回転力がギアＧ、Ｈ経由で伝えられて回転駆動し、動力伝達手段に回転力を与える出力軸とを備えるので、駆動軸の回転力を外部の開度計に回転数を調整して伝えるための機構を、駆動軸に取り付けられた支持体、ギアＧ、Ｈ及び支持体に回転自在に支持された出力軸を有して構成することができ、当該機構のコンパクト化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態に係る水門開閉装置の一部省略正面図である。

【図2】同水門開閉装置の一部省略平面図である。

【図3】同水門開閉装置の側面図である。

【図4】支持体の説明図である。

【図5】支持体及び固定手段の説明図である。

【図6】固定手段の説明図である。

【図7】回動した状態の支持体を示す説明図である。

【図8】従来例に係る水門開閉装置と開度計の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２、図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る水門開閉装置１０は、モータ１１とモータ１１によって回転駆動させられて扉体Ｄを昇降させる駆動軸１２、１３とを有し、扉体Ｄの開度を計測する外部の開度計Ｐの入力部Ｐ１に無端チェーン（動力伝達手段の一例）Ｑを介して回転力を与える装置である。以下、詳細に説明する。

【0014】

水門開閉装置１０は、図１、図２、図３に示すように、モータ１１を具備する中央ユニット１４と、中央ユニット１４の左右にそれぞれ配置された左ユニット１５及び右ユニット１６を備えている。中央ユニット１４、左ユニット１５及び右ユニット１６は水門の基礎部Ｒに固定されている。左ユニット１５が有するドラム１８には、扉体Ｄの左上部に取り付けられたドラム１９、２０及び左ユニット１５が具備するドラム２１に掛け渡されたワイヤ２２が巻き付けられている。右ユニット１６が有するドラム２３には、扉体Ｄの右上部に取り付けられた図示しない２つのドラム及び右ユニット１６が具備するドラム２４に掛け渡されたワイヤ２５が巻き付けられている。

【0015】

左ユニット１５は、右端部が中央ユニット１４に連結された駆動軸１２を回転自在に支持する支持機構２６、２７を有し、駆動軸１２は、支持機構２６、２７間でドラム１８を貫通している。右ユニット１６は、左端部が中央ユニット１４に連結された駆動軸１３を回転自在に支持する支持機構２８、２９を有し、駆動軸１３は、支持機構２８、２９間でドラム２３を貫通している。

【0016】

水平に配置された駆動軸１２、１３は主として複数の軸材及び複数の継手によって構成されている。
駆動軸１３の右端部がドラム２３の右側に配された支持機構２９から右に突出していないのに対し、駆動軸１２の左端部は、図１、図２に示すように、ドラム１８の左側に配された支持機構２６から左に突出している。駆動軸１２の支持機構２６から左に突出した部分は、図４に示すように、主として軸材３０ａと軸材３０ａに連結された軸材３０ｂとによって構成されている。軸材３０ａは、右側領域の径が左端部から中央部に渡る領域の径に比べて大きく、右側領域の右端部は軸材３０ｂに連結されたフランジを形成している。

【0017】

左ユニット１５には、図３に示すように、支持部材３１によって開度計Ｐが固定されている。開度計Ｐは、スプロケットＰ２が取り付けられた入力軸Ｐ３を具備し、入力軸Ｐ３の回転数を基に、扉体Ｄの開度を計測する。開度計Ｐは、アナログ信号である計測値を図示しないＡ／Ｄ変換部によってデジタル信号に変換し、遠隔の制御室に送信する。本実施の形態では、主としてスプロケットＰ２及び入力軸Ｐ３によって開度計Ｐの入力部Ｐ１が構成されている。

【0018】

軸材３０ａの左端部から中央部に渡る領域（駆動軸１２の左端部）には、図４、図５に示すように、ギア３２（ギアＧ）が固定され、ギア３２を収容した支持体３３が駆動軸１２の左端部を回転自在に支持した状態で駆動軸１２に取り付けられている。
支持体３３は、軸材３０ａの左端部から中央部に渡る領域を回転自在に支持する軸受３４、３５を、ギア３２の左右にそれぞれ有し、軸材３０ａには左から、軸材３０ａの左端部から中央部に渡る領域より径が大きい円形板３６が固定されている。軸受３４には左側から円形板３６が接し、軸受３５には右側から軸材３０ａの拡径した右側領域が接していることから、支持体３３が左右方向に移動することはない。

【0019】

支持体３３は、軸受３５が取り付けられた円環部材３７と、ギア３２を内側に収める中空部材３８と、円形板３６を覆うカバー部材３９を備えている。
円環部材３７は中空部材３８に右側から連結され、カバー部材３９は中空部材３８に左側から連結されている（本実施の形態では、円環部材３７及びカバー部材３９が溶接によって中空部材３８に連結されている）。円環部材３７の内側には、軸材３０ａの右側領域に接するオイルシール４０が装着されており、支持体３３は、軸材３０ａ（即ち、駆動軸１２）に、軸材３０ａを中心に回動（回転）自在な状態で取り付けられている。軸受３４は、中空部材３８及びカバー部材３９に取り付けられている。

【0020】

ギア３２には、下側からギア３２より歯数が少ない（ギア３２とは歯数が異なる）ギア４１（ギアＨ）が噛み合っている。ギア４１はギア３２の下方で中空部材３８内に収められ、中空部材３８のギア４１を収めている部分には左右から円環金具４２及びカバー部材４３がそれぞれ連結（本実施の形態では、溶接によって連結）されている。本実施の形態では、中空部材３８において、ギア３２を収める部分及びギア４１を収める部分がそれぞれ収容部Ｊ及び収容部Ｋに該当する。

【0021】

中空部材３８及び円環金具４２には軸受４４が取り付けられ、カバー部材４３には軸受４５が取り付けられ、軸受４４、４５は、ギア４１の中心を貫通した状態でギア４１に固定された出力軸４６を回転自在に支持している（即ち、出力軸４６は支持体３３によって回転自在に支持されている）。水平配置された出力軸４６には、円環金具４２から突出した左端部にスプロケット４７が固定され、スプロケット４７には右から出力軸４６と一体的に回転する筒状具４８が接している。円環金具４２の内側には、筒状具４８の右側に接するオイルシール４９が装着されている。

【0022】

また、無端チェーンＱは、図３、図５に示すように、スプロケットＰ２及びスプロケット４７に掛け渡されている。
扉体Ｄを上昇あるいは下降させるべくモータ１１が作動して駆動軸１２、１３が回転駆動すると、駆動軸１２からの回転力がギア３２、４１経由で出力軸４６に伝えられ、出力軸４６が回転駆動する。そして、出力軸４６は、出力軸４６と共に回転駆動するスプロケット４７経由で無端チェーンＱに回転力を与え、スプロケットＰ２及び入力軸Ｐ３を回転させ、開度計Ｐは入力軸Ｐ３の回転によって扉体Ｄの開度を計測する。

【0023】

ここで、支持体３３は、駆動軸１２に片持ち支持された状態（ぶら下がった状態）となっていることから、例えば、基礎部Ｒに固定する支持体を具備する機構によって駆動軸１２の回転数を調整する場合に比べ、当該機構の設置スペースのコンパクト化が図られている。

【0024】

また、中空部材３８には、図４、図５、図６に示すように、駆動軸１２を中心に回動可能な支持体３３を固定する固定手段５１が取り付けられている。固定手段５１は、中空部材３８の下側にボルト５２及びナット５３によって固定された支持具５４と、一端部が支持具５４に回転自在に装着された長尺部材５５と、連結具５６によって長尺部材５５の他端部に接続された棒螺子５７と、棒螺子５７が貫通した長尺部材５８を備えている。

【0025】

支持具５４は、図６に示すように、基側部５４ａが中空部材３８に右から接し、先側部５４ｂが長尺部材５５の一端部を貫通している。長尺部材５５及び棒螺子５７は同軸上に配され、棒螺子５７及び長尺部材５８は直交している。棒螺子５７は棒螺子５７に装着されたナット５９、６０によって長尺部材５８に固定される。長尺部材５８は、図３、図６に示すように、水平配置された状態で、左ユニット１５が具備するベース部材６１に軸心を中心に回転可能に取り付けられている。

【0026】

支持体３３は、ナット５９、６０により棒螺子５７が長尺部材５８に固定されることによって、固定状態となり、ナット５９、６０による棒螺子５７の長尺部材５８への固定が解除される（棒螺子５７が長尺部材５８に対し変位可能となる）ことによって、駆動軸１２を中心に回動可能な状態となる。
出力軸４６及びスプロケット４７からスプロケットＰ２及び入力軸Ｐ３（入力部Ｐ１）までの距離は、図５、図７に示すように、支持体３３が駆動軸１２を中心に回動することによって変わる。

【0027】

ここで、無端チェーンＱは長期間の使用によって伸びが生じ、スプロケット４７及びスプロケットＰ２の間に弛みが発生する。本実施の形態では、無端チェーンＱに弛みが生じた際、駆動軸１２を中心に支持体３３を回動させ出力軸４６から入力部Ｐ１までの距離を長くすることによって、無端チェーンＱの弛みを取り除く。支持体３３の回動によって無端チェーンＱの弛みが取り除かれた後、支持体３３は、棒螺子５７がナット５９、６０により長尺部材５８に固定されることによって固定される。
なお、支持体３３を固定する固定手段は、支持体３３を回動可能な状態にでき、かつ、支持体３３を固定できるものであればよく、当該固定手段として、固定手段５１とは異なる構造を有するものを採用してもよい。

【0028】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、動力伝達手段にタイミングベルトを採用することができる。タイミングベルトを採用する場合、開度計及び支持体はそれぞれ、動力伝達手段に掛けられるプーリを有することとなる。
また、駆動軸の端部に取り付けられる支持体の代わりに、駆動軸の中央部に取り付けられる支持体を採用してもよい。

【0029】

そして、支持体は駆動軸を中心に回動自在である必要はない。その場合、開度計の基礎部及び水門開閉装置に対する位置を変えられる設計を採用して動力伝達手段の弛みを取り除いてもよいし、動力伝達手段の張力を所定範囲に保つテンショナーを用いて動力伝達手段に弛みが生じるのを防止してもよい。
更に、支持体はギアＧを収める構造でなくてもよい。

【0030】

また、ギアＧに噛み合ったギアＨが出力軸に固定される必要はなく、例えば、ギアＨに噛み合ったギアに出力軸を固定してもよい。
そして、支持体はギアＨを収容する収容部を備えなくてもよく、ギアＧより歯数が多いギアＨを採用してもよい。
更に、水門開閉装置は、チェーンの巻き上げ巻き下げによって扉体を昇降させるものであってもよいし、ピンラックの昇降によって扉体を昇降させるものであってもよい。

【符号の説明】

【0031】

１０：水門開閉装置、１１：モータ、１２、１３：駆動軸、１４：中央ユニット、１５：左ユニット、１６：右ユニット、１８、１９、２０、２１：ドラム、２２：ワイヤ、２３、２４：ドラム、２５：ワイヤ、２６、２７、２８、２９：支持機構、３０ａ、３０ｂ：軸材、３１：支持部材、３２：ギア、３３：支持体、３４、３５：軸受、３６：円形板、３７：円環部材、３８：中空部材、３９：カバー部材、４０：オイルシール、４１：ギア、４２：円環金具、４３：カバー部材、４４、４５：軸受、４６：出力軸、４７：スプロケット、４８：筒状具、４９：オイルシール、５１：固定手段、５２：ボルト、５３：ナット、５４：支持具、５４ａ：基側部、５４ｂ：先側部、５５：長尺部材、５６：連結具、５７：棒螺子、５８：長尺部材、５９、６０：ナット、６１：ベース部材、Ｄ：扉体、Ｐ：開度計、Ｐ１：入力部、Ｐ２：スプロケット、Ｐ３：入力軸、Ｑ：無端チェーン、Ｒ：基礎部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】