JPH0743016B2 - 開閉装置における駆動源切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ダム、河川等の水門の開閉を行う動力の切換
えを、電動（手動）からエンジン駆動にしたりあるいは
エンジン駆動から電動にしたりするための巻揚機におけ
る駆動源切換装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の駆動源切換装置は、電動機とエンジンとの動力経
路を切換えるレバーと、電動と手動との切換えレバー
と、回転方向を変換するレバーと、制動装置を開閉する
レバー等を備えて構成されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記従来例では、各機能毎に独立した操作レバ
ーが装備されていたので構成が頗る複雑であると共に操
作性能が悪く、特に門扉を下降させる場合には駆動源の
回転方向と門扉の落下荷重による回転方向とが同方向と
なって下降速度の制御が困難となるなどの欠点があっ
た。

そこで本発明においては、上記従来例の欠点を改善し、
簡単な構造でしかも門扉の円滑な降下動作ができる切換
装置を提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 電動入力軸と出力軸との間に介在せしめた差動歯車機構
と、該差動歯車機構の予備入力部に連係せしめられ手動
入力経路とエンジン駆動経路とに選択的に接続するよう
にした中継軸と、前記エンジン駆動経路の途中に介在せ
しめた制動機構とからなる。

〈作用〉 本発明は上述のように構成され、電動による駆動の場合
には中継軸を制動状態とし且つエンジン入力の経路を分
断して電動入力のみを受け入れるようにしている。

又、停電などにより電動入力が得られない時には電動機
内における制動装置が動作していて電動出力軸の回動を
制動状態に保っているので、この状態で中継軸をエンジ
ン駆動に切換えれば、該中継軸は速度制御用の制動機構
を介してエンジンからの駆動入力を受け入れ、差動歯車
機構を経て動力を出力軸上へ伝達する。

〈実施例〉 以下、本発明について図面に示す実施例により詳細に説
明すると、先ず本発明は、第１図に示すように差動歯車
機構７と、速度制御用の制動機構23と、エンジン入力の
回転方向を変換する切換クラッチ機構15と、手動とエン
ジン駆動の切換えを行うクラッチ機構13とからなり、前
記クラッチ機構15とクラッチ機構13とを切換操作用カム
機構により選択的に切換えるように構成されている。

更に、上記を詳細に述べると、機筐１の一方の外壁1₁か
ら該機筐１内の支持壁４間に亘って電動機（図示せず）
の出力軸と連接される入力軸２を枢架すると共に、他方
の外壁1₂から機筐１内のもう一つの支持壁９間に亘っ
て、前記入力軸２の延長線上に出力軸11を枢架し、入力
軸２と出力軸11の軸端対向部に差動歯車機構７を介在連
設する。

即ち、該差動歯車機構７は通常使用されている構成であ
り、外輪歯車５と、該歯車５の中央寄りに該歯車５の軸
心に対し放射状の軸心によって枢支される２個の傘歯車
８と、前記外輪歯車５の両側にあって傘歯車８に噛合う
傘歯車3,10とからなり、該傘歯車３を前記電動入力軸２
の内端に嵌着すると共に、該傘歯車10を出力軸11の内端
に嵌着することにより入力軸２と出力軸11との動力の中
継をするようにしている。

そして入力軸２、出力軸11の側方にはこれと平行に機筐
１の一方の外壁1₁から他方の外壁1₂間に亘り支持壁９を
貫通して中継軸12を枢架して、該中継軸12上に嵌着した
歯車６を前記外輪歯車５に噛合わせ、該中継軸12の一半
部18₁上には、該軸12上にベアリングを介して回動自由
に枢支した歯車14と掛脱するクラッチ機構13（ブレーキ
板により構成される）を取付け、機筐１の外部に枢設し
た手動ハンドル39上に設けたウォーム（図示せず）を上
記歯車14に噛合わせて、前記クラッチ機構13を介して手
動動作を中継軸12へ連動せしめるようにし、更に上記中
継軸12の他半部18₂上には、ベアリングを介して回動自
由に枢支した２個の歯車16,17と選択的に噛合い、ある
いは何れとも噛合わない中立状態を保つことができるよ
うにしたクラッチ機構15（ブレーキ板により構成され
る）を設け、歯車17には機筐外壁1₂から支持壁９に亘っ
て枢架した軸22上の歯車21を噛合わせ、歯車16には外壁
1₂に枢設した中継歯車20を介して前記軸22上に設けた歯
車19と噛合わせ、クラッチ機構15の操作によって動力の
経路を歯車21あるいは19に切換えるようにしている。

そして、該軸22の中心延長線上には、機筐外壁1₁から支
持壁37に亘って入力軸38を枢架し、更に前記軸22の内端
と該入力軸38の内端との間に亘って、速度制御用の制動
機構23の出力軸24とクラッチ筒28とをそれぞれ嵌合連結
させて取付け、該出力軸24の外端を軸22の端部に嵌合接
続している。

ここで、上記速度制御用の制動機構23は第２図乃至第８
図に示すように構成されている。つまり、外殻体32の内
側奥部と口部寄りにはそれぞれスプライン溝32₁,32₂を
形成すると共に、該外殻体32内には前記スプライン溝32
₂と嵌合するスライドリング34をスプライン溝に沿って
摺動自由に嵌入し、該スライドリング34と外殻体32の側
壁33との間に、該スライドリング34を常時外殻体32の口
部方向に弾圧するスプリング35を介在させて、該外殻体
32の端面に臨ませて挿着した調節螺子33₁によって該ス
プリング35の弾圧力を調節するようにし、内端寄り外周
にスプライン溝26を形成した出力軸24を該スライドリン
グ34、外殻体32の側壁33を経て端部を外方に臨ませて挿
通すると共に、該出力軸24をスライドリング34、側壁33
の部分にそれぞれベアリングを介して回動自由に枢支す
る。

そして該出力軸24のスプライン溝26には、外周にスプラ
イン溝27₁を形成し、且つ端面に第６図乃至第８図に示
すような長い傾斜面27aと短い傾斜面27dからなるクラッ
チ爪と、短かい傾斜面27bと長い傾斜面27cからなる凹部
とを交互に形成したクラッチ筒27をスプライン溝27₂に
よって嵌合して摺動自由となし、更に、該クラッチ筒27
の外周のスプライン溝27₁には、外径が前記スプライン
溝32₁に達しない大きさの回転制動板をクラッチ筒27と
共に回動し且つスプライン溝27₁に沿って摺動するよう
に装着しており、他方各回転制動板の間にはスプライン
溝27₁の外周に及ばない内径を有し、且つ、スプライン
溝32₁に摺動自由に装着した固定制動板を交互に介在さ
せて制動部30を構成し、更に上記制動板の一側部にクラ
ッチ筒27上の後端即ち前記クラッチ爪を設けた反対寄り
外周に螺合した調節ナット31の側面部を当接せしめてい
る。

又、外殻体32の一端開口部には前記制動板の他側部と当
接し、該制動板を受止める保持板29を螺着すると共に、
該保持板29の中央部には先端に傾斜面28a,28dからなる
凹部と傾斜面28b,28cからなるクラッチ爪とを交互に形
成したクラッチ筒28を前記出力軸24の先端軸部との間に
ベアリングを介して回動自由に枢支し、前記クラッチ筒
27のクラッチ爪と掛合するように対向せしめ、該クラッ
チ筒28の肩部にはベアリングを介して保持板29と外殻体
32の端面に螺着した抑止環36とにより回動自由に枢支し
ている。

そして、上記制動機構23は前述したように出力軸24の端
面連結孔25を軸22の内端に嵌入接続すると共に、クラッ
チ筒28の端面連結孔28₁をエンジン（図示せず）の出力
軸と連結されたエンジン入力軸38の内端と嵌合接続して
なるものである。尚、上記クラッチ機構13と15は機筐１
の前面に設置した動力切換レバー40の操作によって切換
操作用カム機構を介して連動し、図中符号41は切換スイ
ッチを示す。

次に、本発明の一連動作について述べると、先ず、電動
による場合は切換レバー40を第12図のように実線位置
（電動又手動）“b"におくことにより切換クラッチ機構
15は中立位置にあって歯車16,17は中継軸12に対しフリ
ー状態を保ち、又、クラッチ機構13は掛合状態（入）と
なり、手動ハンドル39上のウォームに噛合う歯車14と中
継軸12とが一体的に掛合していることにより中継軸12及
び同軸上の歯車６を制動状態となし、この時電動機を駆
動して電動入力軸２を矢印方向へ回動すると、差動歯車
機構７の傘歯車３も回動するが、外輪歯車５は制動状態
にある中継軸12上の歯車６と噛合っているために不動に
保たれ、その結果、傘歯車８に回転が伝わり、更に歯車
10を経て出力軸11を実線矢印方向へ回動せしめる。

そして又、この状態で電動入力を中止した場合、電動機
は内蔵ブレーキによって制動されているので、入力軸２
は不動に保たれ、手動ハンドル39を回動することによ
り、歯車14が回動し、クラッチ機構13を介して中継軸1
2、歯車６を経て外輪歯車５を回動する。この時、歯車
３は電動機内の制動作用を受けて不動状態に保たれるの
で傘歯車８の傘歯車３上における転動により傘歯車10へ
回転を伝え、出力軸11を実線或は点線方向へ回動せしめ
ることができる。

次に停電時或はその他の場合、水門をエンジンによって
開扉するには、機筐１の前面にある切換レバー40を第12
図における“開”の位置“a"にセットすることにより、
切換クラッチ機構15は歯車17を中継軸12に掛合せしめる
と共に歯車16と中継軸12の掛合を解除し同時にクラッチ
機構13を操作して歯車14と中継軸12との掛合と解除し、
この状態で入力軸38をエンジン駆動により矢印方向へ回
動せしめる。

そしてクラッチ筒28が向かって時計方向に回動する場
合、クラッチ爪の斜面28cが移動してクラッチ筒27の斜
面27cと斜面27dとの段部に掛合してクラッチ筒28から27
へトルクを伝えようとする、この時クラッチ筒27には、
斜面28cと27cとによりスラスト方向に推力が作用して、
スライドリング34を介してばね35を圧縮しながら点線方
向へクラッチ筒27を移動させ、これに伴って調節ナット
31も移動して固定制動板と回転制動板との迫り合が緩ん
で自ら制動作用を解除し、回転をスプライン溝26の部分
を介して出力軸24に伝達せしめる。

そして、その後は軸22、歯車21,17、中継軸12、歯車6,
5,8,10及び出力軸11へと伝動し、出力が得られる。次
に、切換レバー40を第12図の“開”の位置“c"にセット
することにより、切換クラッチ機構15は歯車16を中継軸
12に掛合状態となし、歯車17と中継軸12の掛合を解除す
ると共に、クラッチ機構13は歯車14と中継軸12との掛合
を解除状態とする。

そしてエンジンを駆動して入力軸38を矢印方向（前回と
同方向）に回転せしめることにより軸22も同方向に回動
し、更に軸19、中継歯車20,16、中継軸12を経て歯車6,
5,8及び10を経て出力軸11を点線矢印方向に回転して水
門を閉じるのであるが、この場合エンジンによる出力軸
11の回転方向と門扉の落下によって出力軸11に及ぼす作
用方向とは同じになり、しかも落下により生じる回転速
度がエンジンからの回転速度より大きい時、クラッチ筒
27が28に対し相対的に矢印方向へ移動することになり、
その結果クラッチ筒27は斜面27cとばね35の弾力とによ
って斜面28c上を移動して、互に両クラッチ筒27,28がよ
り接近し、これに伴ってナット31は制動板を加圧してク
ラッチ筒27の回転を阻止して門扉の自重による急降下を
防止し、エンジンによる回転が与えられた時制動作用を
解除しながら回転を出力軸24に伝達するものである。

このようにして制動機構23は常に落下による回転速度と
エンジンによる回転速度との“ずれ”を吸収しながら定
速降下を行う。

こうして門扉を開ける動作中にエンジンを停止したり、
又、ベルトが切断した場合にはクラッチ爪が掛合して制
動し、又降下時にエンジンを停止したりベルトが切断し
た場合にはクラッチ爪の傾斜によって制動板を動作させ
て急降下を防止する。

〈発明の効果〉 本発明は、上述のように構成されているので水門を開扉
中にエンジンを停止したり、エンジンからの動力を伝達
するベルトが切断した場合には制動機構のクラッチ爪が
作用して門扉の自然落下を防止する。

又、水門を閉扉中にエンジンを停止した又はベルトが切
断した場合には制動板が直ちに作用して急降下を防止す
るなど安全性の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第12図は本発明の実施例を示し、 第１図は、切換装置の横断平面図、 第２図は、要部拡大平面図、 第３図は、クラッチ筒の一部切欠側面図、 第４図は、第３図の平面図、 第５図は、第３図の展開略図、 第６図は、第３図とは別のクラッチ筒の一部切欠側面
図、 第７図は、第６図の平面図、 第８図は、第６図の展開略図、 第９図は、第１図の外観正面図、 第10図は、同上右側面図、 第11図は、第９図の平面図、 第12図は、第９図の部分拡大正面図である。 ７……差動歯車機構、13……クラッチ機構 15……切換クラッチ機構、23……制動機構 24……出力軸、 26,27₁,27₂,32₁,32₂……スプライン溝、 27,28……クラッチ筒、 27a,27b,27c,27d,28a,28b,28c,28d……斜面、 29……保持板、30……制動部 32……外殻体、33……側壁 34……スライドリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動入力軸と出力軸との間に差動歯車機構
   を介在せしめると共に、該差動歯車機構の予備入力部に
   中継軸を連係せしめ、該中継軸の一方にクラッチ機構を
   介して手動入力軸を接続し、該中継軸の他方に正逆転及
   び中立状態を保てるようにした切換クラッチ機構と、落
   下による回転速度とエンジンによる回転速度とのずれを
   吸収しながら定速降下を行うための制動機構とを介して
   エンジン駆動軸を接続したことを特徴とする開閉装置に
   おける駆動源切換装置。