JPH08199540A - 水門昇降ハンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンドルの回転トルクを水門に伝達するトル
ク伝達機構を破壊から守ることを目的とする。 【構成】 ハブボス部４は、伝達軸２に外嵌して固着さ
れると共に、外周に切欠部５を有している。また、該ハ
ブボス部４は、ハンドル本体１に固着される円筒状ケー
シング３内に回動自在に収納される。上記ハブボス部４
と、ケーシング３と、上記切欠部５に係合可能なボール
７と、該ボール７をハブボス部４の内径方向へ弾発付勢
する弾発部材８と、からなるトルク制御機構Ａを設け
る。さらに、切欠部５の左右傾斜面の各々のボール接触
角度を互いに異ならしめた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水門昇降ハンドルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】支川や排水路の合流地点等に設けられ、
水の流出入を調節する水門の昇降方法として、円盤状の
ハンドルを人力によって回転させ、その回転トルクをハ
ンドルに連結する伝達軸とトルク伝達機構を介して水門
に伝達し、水門の昇降を行う方法が知られている。この
トルク伝達機構は、一般に、複数の歯車を組み合わせ、
伝達軸から水門に動力を伝えるもので、ラックとピニオ
ンからなるものや、スクリューシャフトとナットからな
るもの等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記トルク
伝達機構の一部には大きな減速比の減速機構が組み込ま
れているため、手動のハンドル操作力は極めて軽く行い
得る。そのため、ハンドル操作によって水門を上昇させ
る際に、その上限に水門が達しているにも拘わらず、さ
らにハンドルを回し回転トルクを付加させて上記トルク
伝達機構を破壊に至らしめることがある。また、水門を
下降させる際には、水門の自重により上昇時よりも軽く
ハンドルを操作し得るため、ハンドルを勢いよく回転さ
せる虞があり、水門の下限位置に達しているにも拘わら
ずハンドルが回転してトルク伝達機構を破壊させる危険
性が上昇時よりも高い。

【０００４】そこで、本発明は、上述の問題を解決し
て、水門の上限又は下限位置でハンドルを回転させても
トルク伝達機構を破壊に至らしめることなく使用可能な
水門昇降ハンドルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る水門昇降ハンドルは、ハンドル本体
の回転トルクを伝達軸とトルク伝達機構を介して水門に
伝達して水門の昇降を行う水門昇降ハンドルであって、
上記伝達軸に外嵌して固着されると共に外周に切欠部を
有するハブボス部を、円筒状ケーシング内に回動自在に
収納し、かつ、該ハブボス部と、上記ケーシングと、該
ケーシングの径方向の孔に収納されて上記切欠部に係合
可能なボールと、該ボールをハブボス部の内径方向へ弾
発付勢する弾発部材と、からなるトルク制御機構を設
け、さらに、上記伝達軸の軸心方向から見た切欠部の左
右傾斜面の各々のボール接触角度を互いに異ならしめ
た。

【０００６】

【作用】切欠部に係合可能なボールは、弾発部材によっ
てハブボス部の内径方向へ常時押圧されている。該ボー
ルが切欠部に係合する状態に於いて、ケーシングとハブ
ボス部は連結され、ハンドル本体に固着されるケーシン
グと、ハブボス部は、一体状となって回転し、回転トル
クを伝達軸に伝達し得る。また、水門の上限又は下限位
置でハンドル本体に更に大きい回転トルクを付加させる
と、ボールが切欠部の左右傾斜面から受ける反力によっ
て、弾発部材を圧縮方向へ押圧しつつ切欠部から離脱す
る。よって、ハンドル本体の回転トルクは、設定値以上
のトルクがハブボス部に伝達されず、トルク伝達機構を
破壊に至らしめることがない。

【０００７】また、切欠部の左右傾斜面の各々のボール
接触角度を互いに異ならしめたため、ボールが各々の傾
斜面から受ける弾発部材を押圧する力は、回転方向によ
って相違する。

【０００８】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳説する。

【０００９】図１に本発明に係る水門昇降ハンドルを示
し、ハンドル本体１を手で把持して回転させ、その回転
トルクを伝達軸２と、図示しないトルク伝達機構を介し
て水門に伝達して水門の昇降を行う水門昇降ハンドルで
ある。なお、本発明に於いて、「トルク伝達機構」は、
ラックとピニオン、ウォームとウォームホイール等のよ
うな歯車機構の組み合わせから構成したもの、或いはス
クリューシャフトとナット、若しくは、チェーンとスプ
ロケット等からなるものであって、伝達軸２から水門に
動力を伝達して水門を昇降させる。ハンドル本体１は、
中央の取付ボス部と、外周輪と、両者を連結する径方向
アーム部と、から成る。

【００１０】上記ハンドル本体１は、その取付ボス部が
円筒状のケーシング３にボルト等の固着具にて固着され
一体状とされており、ハンドル本体１の回転に合わせ
て、ケーシング３は軸心廻りに回転する。また、該ケー
シング３内に、伝達軸２に外嵌して固着されるハブボス
部４が内設される。該ハブボス部４とケーシング３は、
その間隙部にベアリング11，11を備え、各々が相互に回
動自在とされている。

【００１１】図２は、図１のＣ−Ｃ断面図であって、上
記ハブボス部４の外周に、（伝達軸２の軸心方向から見
て）略Ｖ字型の切欠部５…を有している。また、上記ケ
ーシング３には、径方向へ向かって孔６…が穿設されて
おり、該孔６…にボール７…が収納される。

【００１２】上記ボール７…は、ワッシャ９…を介して
弾発部材８…にてハブボス部４の内径方向へ弾発付勢さ
れている。この弾発部材８…は、プラグ10…にて規定の
圧縮状態に保持され、常時ボール7 …をハブボス部４の
内径方向へ押圧して上記切欠部５…にボール７を係合可
能としている。

【００１３】しかして、ハブボス部４と、ケーシング部
３と、該ケーシング３の径方向の孔６に収納されて切欠
部５に係合可能なボール７と、該ボール７をハブボス部
４の内径方向へ弾発付勢する弾発部材８と、からなるト
ルク制御機構Ａが構成される。

【００１４】次に、図３は要部拡大図であって、上述し
たように、ボール７は、弾発部材８によってハブボス部
４の内径方向へ弾発付勢され、切欠部５に係合する。ま
た、伝達軸の軸心方向から見た切欠部５の左右傾斜面５
ａ、５ｂの各々のボール接触角度θ₁ 、θ₂ を互いに異
ならしめた。該ボール接触角度θ₁ 、θ₂ は、図例の如
く、ボール７の中心を通り、かつ、孔６の軸心に垂直方
向、つまり、ケーシング３に作用されて力の働く方向─
──図例では、矢印Ｍ方向又はＭ′方向───に対す
る、ボール７の中心から傾斜面５ａ、５ｂに下ろした垂
線の角度である、と定義する。

【００１５】しかして、水門を昇降させる際に、ハンド
ル本体１を回せば、ハンドル本体１の取付ボス部に固着
されたケーシング３が矢印Ｍ又は矢印Ｍ′方向へ回転す
る。上述したように、ボール７が切欠部５に係合し、ハ
ブボス部４がケーシング３と連動して回転し、（ハブボ
ス部４に固着された）伝達軸に回転トルクを伝達して、
水門の昇降を行い得る。

【００１６】一方、水門が上限又は下限位置に達した後
もハンドル本体１を回転し続けた場合、例えば、上限位
置でケーシング３を矢印Ｍ方向へ回転させると、ボール
７は、傾斜面５ａから反力Ｎを受け、この反力Ｎによっ
て、図４に示す如く、ボール７が弾発部材８を圧縮方向
へ押圧して切欠部５から離脱する。

【００１７】即ち、ボール７は、弾発部材８にてハブボ
ス部４の内径方向の弾発力Ｗを受けているが、傾斜面５
ａから反力Ｎを受けて、弾発部材８の圧縮方向の反力Ｎ
の分力Ｓが、弾発部材８の弾発力Ｗを上回ったとき、ボ
ール７は、弾発部材８を押圧して切欠部５から離脱す
る。

【００１８】同様に、下限位置でケーシング３を矢印
Ｍ′方向へ回転させ、水門が上限又は下限位置に達した
瞬間、ボール７は反力Ｎ′を受け、この反力Ｎ′によっ
て、ボール７が弾発部材８を圧縮方向へ押圧して切欠部
５から離脱する。このように、水門が上限又は下限位置
に達してハブボス部４が回転不能となった際に、ハンド
ル本体１に過剰な外力を付加してしまった場合であって
も、ボール７が切欠部５から離脱して所定値以上の外力
（回転トルク）がハブボス部４（伝達軸）に伝達しない
ように構成する。

【００１９】ところで、切欠部５の傾斜面５ａ、５ｂの
各々のボール接触角度θ₁ 、θ₂ を異ならしめており、
ボール接触角度θ₂ がボール接触角度θ₁ よりも大きく
設定されている。つまり、同一回転トルクで、矢印Ｍ方
向と矢印Ｍ′方向へ夫々回転させた場合、傾斜面５ａ、
５ｂから受ける反力Ｎ、Ｎ′は等しいが、弾発部材８を
圧縮する分力Ｓ′は、（ボール接触角度の大きい方が大
であって）、分力Ｓよりも大きい。従って、同一回転ト
ルクを夫々の回転方向へ付加させた場合、ケーシング３
を矢印Ｍ′方向へ回転させた場合の方が、ボール７は切
欠部５から容易に離脱することができる。

【００２０】よって、ボール７がボール接触角度を大き
くして切欠部５の傾斜面に接触する矢印Ｍ′方向へ回転
させた時に、水門が下降するように設定する。つまり、
水門の下降時には、水門の自重によってハンドル本体１
は回転し易く、ハンドル本体１を回転させる速度が自然
と速くなり、水門が下限位置に達して停止した際の伝達
軸やトルク伝達機構に加わる力が過大となろうとする
が、容易にハンドル本体１が空転状態となるように構成
し、トルク伝達機構等を破壊に至らせるような過大な回
転力が加わらないようにした。

【００２１】一方、水門の上昇時には、水門の自重のた
め、ハンドル本体１の回転に大きなトルクを要するの
で、上限に達した瞬間にボール７が切欠部５から容易に
離脱しないように、ボール接触角度を小さく設定する。

【００２２】次に、図５、図６に切欠部５の変形例を示
し、図５は、傾斜面５ｂが平面状でなく、傾斜の略中央
で折り曲げて傾斜角度を相違させており、傾斜面５ｂの
上方を仮想線よりさらに寝かせて傾斜させ、図３，図４
に示した実施例に比べ、ボール７が切欠部５からよりス
ムースに離脱し得るようにした。

【００２３】また、図６は、傾斜面５ａのボール接触角
度θ₁ をゼロとし、矢印方向の回転に対してボール７が
切欠部５から離脱しないように構成されている。よっ
て、水門を上昇させる時には、十分に大きなトルクを付
加させることができ、トルク伝達機構を破壊させる危険
性の高い下降時のみ、ボール７を切欠部５から離脱させ
るようにした場合を示す。

【００２４】このように本発明の水門昇降ハンドルは、
ボール接触角度θ₁ 、θ₂ を互いに異ならしめ、回転方
向によるボール７の切欠部５から離脱条件を相違させ得
るため、水門の上昇時に大きなトルクを付加可能とし、
トルク伝達機構を破壊させる危険性の高い下降時には、
過剰な回転トルクが伝達されない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００２６】水門が上限又は下限位置に達した状態に於
いて、更にハンドル本体１を回転させることがあって
も、トルク制御機構Ａが、ハンドル本体１の回転トルク
が所定値を越えるとケーシング３とハブボス部４とを切
離し、設定値以上のトルクの伝達を遮断するため、従来
のように歯車等のトルク伝達機構を破壊に至らしめるこ
となく使用することができる。

【００２７】また、切欠部５の傾斜面５ａ、５ｂの各々
のボール接触角度θ₁ 、θ₂ を互いに異ならしめたか
ら、水門の上限位置と下限位置とでは、空転開始トルク
を相違させ得る。即ち、上限位置での空転開始トルクよ
りも下限位置での空転開始トルクを小さくすることがで
きる。これによって、水門を下降させる際に、勢い余っ
てハンドル本体１を急激に回転させるようなことがあっ
ても、所定の回転トルクを越えた時点でハンドル本体１
は空転するので、下限位置で停止した際の伝達軸２やト
ルク伝達機構に作用する衝撃を和らげ、破損を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面側面図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図３】要部拡大断面図である。

【図４】離脱状態の要部拡大断面図である。

【図５】切欠部の変形例である。

【図６】切欠部の変形例である。

【符号の説明】

１ ハンドル本体 ２ 伝達軸 ３ ケーシング ４ ハブボス部 ５ 切欠部 ６ 孔 ７ ボール ８ 弾発部材 Ａ トルク制御機構 θ₁ ボール接触角度 θ₂ ボール接触角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドル本体１の回転トルクを伝達軸２
   とトルク伝達機構を介して水門に伝達して水門の昇降を
   行う水門昇降ハンドルであって、上記伝達軸２に外嵌し
   て固着されると共に外周に切欠部５を有するハブボス部
   ４を、円筒状ケーシング３内に回動自在に収納し、か
   つ、該ハブボス部４と、上記ケーシング３と、該ケーシ
   ング３の径方向の孔６に収納されて上記切欠部５に係合
   可能なボール７と、該ボール７をハブボス部４の内径方
   向へ弾発付勢する弾発部材８と、からなるトルク制御機
   構Ａを設け、さらに、上記伝達軸２の軸心方向から見た
   切欠部５の左右傾斜面５ａ、５ｂの各々のボール接触角
   度θ₁ 、θ₂ を互いに異ならしめたことを特徴とする水
   門昇降ハンドル。