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技術 水門開閉装置

出願人 西部電機株式会社
発明者 横山斉昭
出願日 2016年12月1日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-234177
公開日 2017年9月14日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-160768
状態 特許登録済
技術分野 水門
主要キーワード チェーン支 駆動回転力 支柱材 各連結ピン カウンターバランス 装着領域 水平回転軸 手動ハンドル
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

チェーンを支持する機構にチェーンを安定的に案内可能な水門開閉装置を提供する。

解決手段

駆動スプロケット11の回転駆動によってチェーン12を巻き上げて、チェーン12の一端部に連結された扉体Dを上昇させる水門開閉装置10において、チェーン12には、チェーン12の長手方向に間隔を空けて複数の係止部30が設けられ、各係止部30が掛け留められてチェーン12を支持するチェーン支持手段38と、チェーン支持手段38にチェーン12を案内する従動スプロケット36と、駆動スプロケット11及び従動スプロケット36と同じ角速度でそれぞれ回転する駆動スプロケット47及び従動スプロケット44と、駆動スプロケット47及び従動スプロケット44に掛け渡された無端チェーン48とを備え、駆動スプロケット11に対する従動スプロケット36の歯数の比は、駆動スプロケット47に対する従動スプロケット44の歯数の比に等しい。

概要

背景

水路河川等の水門には、スプロケット回転駆動させてチェーンを巻き上げ、チェーンに連結された扉体を上昇させる水門開閉装置が設置されている。特許文献1、2には、巻き上げられたチェーンに複数の垂れ下がった領域を設けてチェーンを支持する機構を備えた水門開閉装置の具体例が記載されている。そのようにチェーンを支持することで、チェーンにカウンターバランスを連結する必要がなくなり、水門装置全体のコンパクト化を図ることができる。
特許文献2に記載の水門開閉装置は、チェーンを支持する機構のメンテナンスを向上する目的で、該当の機構をスプロケットより高い位置に配している。これは、水門開閉装置は、従来、スプロケットが取り付けられた筺体を支持する支持ベースより高い位置に作業員作業スペースが確保されるためである。

概要

チェーンを支持する機構にチェーンを安定的に案内可能な水門開閉装置を提供する。駆動スプロケット11の回転駆動によってチェーン12を巻き上げて、チェーン12の一端部に連結された扉体Dを上昇させる水門開閉装置10において、チェーン12には、チェーン12の長手方向に間隔を空けて複数の係止部30が設けられ、各係止部30が掛け留められてチェーン12を支持するチェーン支持手段38と、チェーン支持手段38にチェーン12を案内する従動スプロケット36と、駆動スプロケット11及び従動スプロケット36と同じ角速度でそれぞれ回転する駆動スプロケット47及び従動スプロケット44と、駆動スプロケット47及び従動スプロケット44に掛け渡された無端チェーン48とを備え、駆動スプロケット11に対する従動スプロケット36の歯数の比は、駆動スプロケット47に対する従動スプロケット44の歯数の比に等しい。

目的

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、チェーンを支持する機構に、チェーンを安定的に案内することが可能な水門開閉装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

第1の駆動スプロケット回転駆動によってチェーンを巻き上げて、該チェーンの一端部に連結された扉体を該第1の駆動スプロケットの直下で上昇させる水門開閉装置において、前記チェーンには、該チェーンの長手方向に間隔を空けて複数の係止部が設けられ、前記チェーンの他端部が取り付けられ、各前記係止部が掛け留められて前記チェーンを該係止部間の各領域が垂れ下がった状態で支持するチェーン支持手段と、前記チェーンが掛けられ、前記チェーン支持手段に該チェーンを案内する第1の従動スプロケットと、前記第1の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の駆動スプロケットと、前記第1の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の従動スプロケットと、前記第2の駆動スプロケット及び前記第2の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、前記第1の駆動スプロケットの歯数に対する前記第1の従動スプロケットの歯数の比は、前記第2の駆動スプロケットの歯数に対する前記第2の従動スプロケットの歯数の比に等しいことを特徴とする水門開閉装置。

請求項2

請求項1記載の水門開閉装置において、前記第1の駆動スプロケットの歯数と前記第1の従動スプロケットの歯数は等しく、前記第2の駆動スプロケットの歯数と前記第2の従動スプロケットの歯数は等しい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、前記第1、第2の駆動スプロケットは共通の回転軸Aに取り付けられ、前記第1、第2の従動スプロケットは共通の回転軸Bに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4

請求項3記載の水門開閉装置において、前記第1、第2の従動スプロケットは、前記第1、第2の駆動スプロケットより高い位置に配されていることを特徴とする水門開閉装置。

技術分野

0001

本発明は水門扉体昇降する水門開閉装置に関する。

背景技術

0002

水路河川等の水門には、スプロケット回転駆動させてチェーンを巻き上げ、チェーンに連結された扉体を上昇させる水門開閉装置が設置されている。特許文献1、2には、巻き上げられたチェーンに複数の垂れ下がった領域を設けてチェーンを支持する機構を備えた水門開閉装置の具体例が記載されている。そのようにチェーンを支持することで、チェーンにカウンターバランスを連結する必要がなくなり、水門装置全体のコンパクト化を図ることができる。
特許文献2に記載の水門開閉装置は、チェーンを支持する機構のメンテナンスを向上する目的で、該当の機構をスプロケットより高い位置に配している。これは、水門開閉装置は、従来、スプロケットが取り付けられた筺体を支持する支持ベースより高い位置に作業員作業スペースが確保されるためである。

先行技術

0003

特開平9−31949号公報
特開2005−188058号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献2には、巻き上げたチェーンを支持する機構に対し、チェーンを安定的に案内する機構が採用されておらず、チェーンには、スプロケットとチェーンを支持する機構の間の領域に弛みが生じるという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、チェーンを支持する機構に、チェーンを安定的に案内することが可能な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

0005

前記目的に沿う本発明に係る水門開閉装置は、第1の駆動スプロケットの回転駆動によってチェーンを巻き上げて、該チェーンの一端部に連結された扉体を該第1の駆動スプロケットの直下で上昇させる水門開閉装置において、前記チェーンには、該チェーンの長手方向に間隔を空けて複数の係止部が設けられ、前記チェーンの他端部が取り付けられ、各前記係止部が掛け留められて前記チェーンを該係止部間の各領域が垂れ下がった状態で支持するチェーン支持手段と、前記チェーンが掛けられ、前記チェーン支持手段に該チェーンを案内する第1の従動スプロケットと、前記第1の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の駆動スプロケットと、前記第1の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の従動スプロケットと、前記第2の駆動スプロケット及び前記第2の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、前記第1の駆動スプロケットの歯数に対する前記第1の従動スプロケットの歯数の比は、前記第2の駆動スプロケットの歯数に対する前記第2の従動スプロケットの歯数の比に等しい。

0006

本発明に係る水門開閉装置において、前記第1の駆動スプロケットの歯数と前記第1の従動スプロケットの歯数は等しく、前記第2の駆動スプロケットの歯数と前記第2の従動スプロケットの歯数は等しいのが好ましい。

0007

本発明に係る水門開閉装置において、前記第1、第2の駆動スプロケットは共通の回転軸Aに取り付けられ、前記第1、第2の従動スプロケットは共通の回転軸Bに取り付けられているのが好ましい。

0008

本発明に係る水門開閉装置において、前記第1、第2の従動スプロケットは、前記第1、第2の駆動スプロケットより高い位置に配してもよい。

発明の効果

0009

本発明に係る水門開閉装置は、第1の駆動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の駆動スプロケットと、第1の従動スプロケットと同じ角速度で回転する第2の従動スプロケットと、第2の駆動スプロケット及び第2の従動スプロケットに掛け渡された無端チェーンとを備え、第1の駆動スプロケットの歯数に対する第1の従動スプロケットの歯数の比は、第2の駆動スプロケットの歯数に対する第2の従動スプロケットの歯数の比に等しいので、第1の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる巻き上げ量と、第1の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーン支持部材に案内するチェーンの案内量を等しくすることができ、チェーン支持部材に、チェーンを安定的に案内することが可能である。

図面の簡単な説明

0010

本発明の一実施の形態に係る水門開閉装置の説明図である。
同水門開閉装置の説明図である。
同水門開閉装置のチェーンの説明図である。

実施例

0011

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、第1駆動スプロケット11(第1の駆動スプロケット)の回転駆動によってチェーン12を巻き上げて、チェーン12の一端部に連結された扉体Dを第1駆動スプロケット11の直下で上昇させる装置である。以下、詳細に説明する。

0012

水門開閉装置10は、図1図2に示すように、基礎部13に固定された支持ベース14と、支持ベース14に載置された筺体15と、筺体15に取り付けられた電動モータ16及び手動ハンドル17と、扉体Dに一端部が連結されたチェーン12と、チェーン12が掛けられた(係止された)第1駆動スプロケット11を備えている。筺体15内には、電動モータ16の駆動力又は手動ハンドル17の回転力を第1駆動スプロケット11に伝える動力伝達機構18が設けられている。

0013

動力伝達機構18は、図示しない歯車ウォームギア及び回転軸19(回転軸A)等の複数の部材によって構成されている。なお、図2においては、筺体15の一部の記載を省略している。
回転軸19は、筺体15内で水平に配されており、回転軸19には、第1駆動スプロケット11が取り付けられている。本実施の形態では、回転軸19が第1駆動スプロケット11の中央を貫通した状態で、回転軸19に第1駆動スプロケット11が固定されている。回転軸19及び第1駆動スプロケット11は、電動モータ16の作動によって回転駆動する。

0014

手動ハンドル17は、動力伝達機構18に連結可能であり、電動モータ16が停電等で作動しない場合、作業員は、動力伝達機構18に連結された手動ハンドル17を回すことで、回転軸19及び第1駆動スプロケット11を回転させることができる。
第1駆動スプロケット11に掛けられたチェーン12は、図3に示すように、チェーン12の長手方向に間隔を空けて平行に配された複数の連結ピン20と、多数の板材21を具備している。

0015

各板材21は、チェーン12の長手方向に沿って長く、両端部が2つの連結ピン20に回動可能に取り付けられている。各連結ピン20には、一側、中央及び他側にそれぞれ、複数の板材21が密着状態で取り付けられた板材装着領域22、23、24がそれぞれ設けられ、板材装着領域22、23の間、及び、板材装着領域23、24の間には板材21が取り付けられていない板材非装着領域25、26が設けられている。

0016

第1駆動スプロケット11は、図2に示すように、第1駆動スプロケット11の軸方向一側の外周に複数の歯部27を備え、第1駆動スプロケット11の軸方向他側の外周に複数の歯部28を備えている。チェーン12は、長手方向に隣り合う連結ピン20の各板材非装着領域25の間に歯部27が挿入され、長手方向に隣り合う連結ピン20の各板材非装着領域26の間に歯部28が挿入されることで、第1駆動スプロケット11に掛けられている。歯部27、28は同数である。

0017

チェーン12の他端部から所定の範囲には、図3に示すように、所定数の連結ピン20に一つの割合で、連結ピン20の両端にそれぞれ回転可能に車輪29、29aが装着されている。本実施の形態では、主として一の連結ピン20に装着された対となった車輪29、29aによって一つの係止部30が構成されている(即ち、チェーン12には、チェーン12の長手方向に間隔を空けて複数の係止部30が設けられている)。

0018

また、水門開閉装置10は、図1図2に示すように、チェーン12の他端部が取り付けられた対となったレール31、32と、レール31、32がそれぞれ固定された対となった支持部材33、34と、支持部材33、34に回転可能に取り付けられた水平回転軸35(回転軸B)と、水平回転軸35に取り付けられチェーン12が掛けられた第1従動スプロケット36(第1の従動スプロケット)を備えている。

0019

レール31、32、支持部材33、34、水平回転軸35及び第1従動スプロケット36は、第1駆動スプロケット11の斜め上方に位置し、レール31、32は平行配置されている。長尺の支持部材33、34は、基礎部13に立設した支柱材36aに固定され、平行配置されている。
レール31、32には、図1に示すように、チェーン12の対となった車輪29、29a(即ち、係止部30)が掛け留められる複数の受け具37が取り付けられている。本実施の形態では、主として、レール31、32及び複数の受け具37によって、チェーン支持手段38が構成されている。
第1従動スプロケット36は、図1図2に示すように、支持部材33、34の間に設けられている。

0020

チェーン支持手段38は、図1に示すように、各係止部30が各受け具37に掛け留められて、チェーン12を、係止部30間の各領域が垂れ下がった状態で支持する。
チェーン12は、チェーン支持手段38に支持された領域から一側に向かって順に、第1第1従動スプロケット36に掛けられ、第1駆動スプロケット11の斜め下方に設けられた案内ローラ39、40に掛け渡され、第1駆動スプロケット11に掛けられている。
チェーン12は、第1駆動スプロケット11と第1従動スプロケット36間の領域に弛みが無い状態であり、第1駆動スプロケット11から扉体Dに連結された一端部までの間の領域が、扉体Dの自重によって、鉛直に張られている。

0021

第1従動スプロケット36は、図2に示すように、チェーン12の長手方向に隣り合う連結ピン20の各板材非装着領域25の間に挿入可能な複数の歯部41と、チェーン12の長手方向に隣り合う連結ピン20の各板材非装着領域26の間に挿入可能な複数の歯部42を、外周に備えている。歯部41、42は同数である。
チェーン12は、第1駆動スプロケット11に対する状態と同様の状態で第1従動スプロケット36に掛けられている。第1従動スプロケット36は、中央が水平回転軸35に貫通された状態で、水平回転軸35に固定されている。

0022

水平回転軸35は、一端部が支持部材33から突出し、その突出した部分に第2従動スプロケット44(第2の従動スプロケット)が取り付けられている。第2従動スプロケット44は、外周に複数の歯部45を有し、中央が水平回転軸35の一端部に固定されている。よって、第1従動スプロケット36と第2従動スプロケット44は共通の水平回転軸35に取り付けられ、第2従動スプロケット44は第1従動スプロケット36と同じ角速度で回転することとなる。

0023

また、回転軸19の一端部には、外周に複数の歯部46を有する第2駆動スプロケット47(第2の駆動スプロケット)の中央が固定されている。第2駆動スプロケット47は、電動モータ16の駆動力が回転軸19から伝えられることによって、第1駆動スプロケット11と共に回転駆動する。従って、第1駆動スプロケット11と第2駆動スプロケット47は共通の回転軸19に取り付けられ、第2駆動スプロケット47は第1駆動スプロケット11と同じ角速度で回転する。

0024

第1従動スプロケット36及び第2従動スプロケット44は、図1に示すように、第1駆動スプロケット11及び第2駆動スプロケット47の斜め上方に配されている。即ち、第1従動スプロケット36及び第2従動スプロケット44は、第1駆動スプロケット11及び第2駆動スプロケット47より高い位置に配されている。
第2従動スプロケット44及び第2駆動スプロケット47には、図1図2に示すように、無端チェーン48がかけ渡されている。無端チェーン48は、第2従動スプロケット44の歯部45及び第2駆動スプロケット47の歯部46に係止されており、第2駆動スプロケット47の回転力を第2従動スプロケット44に伝えることができる。

0025

電動モータ16が作動し、第1駆動スプロケット11、第2駆動スプロケット47及び回転軸19が一体的に駆動回転することによって、第2駆動スプロケット47の駆動回転力は、無端チェーン48を介して、第2従動スプロケット44に伝えられ、第1従動スプロケット36、第2従動スプロケット44及び水平回転軸35が一体的に回転する。
電動モータ16は、第1駆動スプロケット11と第2駆動スプロケット47を回転軸19と共に一の方向(例えば、時計回り)及び他の方向(例えば、反時計回り)に駆動回転させることができる。

0026

第1駆動スプロケット11は、一の方向に駆動回転することによって、チェーン12を巻き上げて扉体Dを上昇させる。第1従動スプロケット36は、第1駆動スプロケット11がチェーン12を巻き上げる方向に回転する際、第1駆動スプロケット11によって巻き上げられたチェーン12をチェーン支持手段38に供給する方向に回転して、チェーン支持手段38にチェーン12を案内する。第1従動スプロケット36は第1駆動スプロケット11より高い位置に配されていることから、第1駆動スプロケット11に巻き上げられたチェーン12は、第1従動スプロケット36によって、第1駆動スプロケット11より高い位置に巻き上げられた後、チェーン支持手段38に案内されることとなる。

0027

そして、第1駆動スプロケット11は、チェーン12に抵抗を与えながら他の方向に回転することによって、チェーン12を送り出して、扉体Dの自重で扉体Dを降下させる。第1駆動スプロケット11がチェーン12を送り出す方向に回転する際、第1従動スプロケット36は、チェーン支持手段38に支持されているチェーン12をチェーン支持手段38から送り出す方向に回転する。

0028

支持部材33には、間隔を空けて2つの切り欠き33a、33bが形成され、支持部材34には、対となる切り欠き33a、33bと対向する位置に間隔を空けて2つの切り欠き34a、34bが形成されている。切り欠き33aは切り欠き33bより筺体15の近くに位置し、切り欠き34aは切り欠き34bより筺体15の近くに位置している。切り欠き33a、34aはそれぞれ支持部材33、34の上端から下端に渡って設けられ、チェーン12が、第1従動スプロケット36によって、チェーン支持手段38に案内される際や、チェーン支持手段38から送り出される際に、車輪29、29aが支持部材33、34に接触しないために設けられている。これに対し、切り欠き33b、34bはそれぞれ支持部材33、34の上端から上下方向中ほどにかけて設けられており、チェーン12が、第1従動スプロケット36によって、チェーン支持手段38から送り出された際、車輪29、29aは、支持部材33の切り欠き33bの形成箇所及び支持部材34の切り欠き34bの形成箇所にそれぞれ下方から当たって折りたたまれた状態となる。

0029

ここで、第1駆動スプロケット11の歯部27、28それぞれの数(歯数)と第1従動スプロケット36の歯部41、42それぞれの数(歯数)は等しく、第2駆動スプロケット47の歯部46の数(歯数)と第2従動スプロケット44の歯部45の数(歯数)は等しい。そのため、扉体Dが上昇する際及び扉体Dが降下する際、第1駆動スプロケット11、第2駆動スプロケット47及び第1従動スプロケット36、第2従動スプロケット44は同じ角速度で回転する。

0030

よって、第1駆動スプロケット11が単位時間当たりにチェーン12を巻き上げる長さと、第1従動スプロケット36が単位時間当たりにチェーン12をチェーン支持手段38に供給する長さは等しくなり、第1駆動スプロケット11が単位時間当たりにチェーン12を送り出す長さと、第1従動スプロケット36が単位時間当たりにチェーン12をチェーン支持手段38から送り出す長さは等しくなる。

0031

従って、扉体Dが上昇する際及び扉体Dが降下する際、チェーン12は、第1駆動スプロケット11から第1従動スプロケット36までの間の領域の長さが一定に保たれており、その領域に弛みが無い状態が維持される。
本実施の形態では、第1駆動スプロケット11の径と第1従動スプロケット36の径は大きさが同じであり、第2駆動スプロケット47の径と第2従動スプロケット44の径は大きさが同じである。

0032

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、第1の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる長さと、第1の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーンをチェーン支持手段に供給する長さが等しければ、第1の駆動スプロケットの歯数と第1の従動スプロケットの歯数が異なり、第2の駆動スプロケットの歯数と第2の従動スプロケットの歯数が異なっていてもよい。第1の駆動スプロケットの歯数に対する第1の従動スプロケットの歯数の比を、第2の駆動スプロケットの歯数に対する第2の従動スプロケットの歯数の比に等しくすることによって、第1の駆動スプロケットが単位時間当たりにチェーンを巻き上げる長さと、第1の従動スプロケットが単位時間当たりにチェーンをチェーン支持手段に供給する長さを等しくすることが可能である。

0033

また、第1、第2の駆動スプロケットは、同じ角速度で回転できればよく、共通の回転軸に取り付けられている必要はなく、第1、第2の従動スプロケットも、同じ角速度で回転できればよく、共通の回転軸に取り付けられている必要はない。第1、第2の駆動スプロケットを共通の回転軸に取り付けることなく、同じ角速度で回転する設計として、例えば、第1、第2の駆動スプロケットに噛み合う歯車を用いることが挙げられ、これは、第1、第2の従動スプロケットに対しても同様である。
そして、第1、第2の従動スプロケットは、第1、第2の駆動スプロケットより高い位置に配されている必要はない。

0034

10:水門開閉装置、11:第1駆動スプロケット、12:チェーン、13:基礎部、14:支持ベース、15:筺体、16:電動モータ、17:手動ハンドル、18:動力伝達機構、19:回転軸、20:連結ピン、21:板材、22、23、24:板材装着領域、25、26:板材非装着領域、27、28:歯部、29、29a:車輪、30:係止部、31、32:レール、33:支持部材、33a、33b:切り欠き、34:支持部材、34a、34b:切り欠き、35:水平回転軸、36:第1従動スプロケット、36a:支柱材、37:受け具、38:チェーン支持手段、39、40:案内ローラ、41、42:歯部、44:第2従動スプロケット、45、46:歯部、47:第2駆動スプロケット、48:無端チェーン、D:扉体

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