(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水門を開閉する扉体を自重降下させる水門開閉装置であって、
前記扉体の自重降下に伴って回転する回転軸と、
該回転軸に各プラネタリギヤが連結される遊星歯車と、
前記遊星歯車のサンギヤと連結された出力軸の先端に連結される電磁ブレーキと、
前記出力軸の途中部位に連結される遠心ブレーキ又はオイル抵抗式ブレーキと、
を備えることを特徴とする水門開閉装置。
【請求項２】
前記遊星歯車のリングギヤに電動機が連結されることを特徴とする請求項１に記載の水門開閉装置。
【請求項３】
前記電動機と、前記電磁ブレーキと、前記遠心ブレーキ又はオイル抵抗式ブレーキとはユニット化されることを特徴とする請求項２に記載の水門開閉装置。
【請求項４】
前記電磁ブレーキは、前記回転軸及び前記遊星歯車を収容するハウジングの外に配置されること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水門開閉装置。
【請求項５】
前記電磁ブレーキは、乾式であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水門開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉体を昇降させて水門を開閉する水門開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水門を開閉する扉体を自重降下させる水門開閉装置が種々提案されている。
例えば、電動又は手動の動力伝達経路に電磁クラッチを設け、電磁クラッチの解放操作をすると遠心ブレーキにより扉体が一定速度以下となるように速度制御されて降下されるように構成した水門開閉装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、水門を開閉する扉体の自重降下に伴って回転する回転軸と、該回転軸に連結される差動歯車装置と、該差動歯車装置から２方向に延びる出力部と、該各出力部のそれぞれに連結される遠心ブレーキと、差動歯車装置から延びる各出力部のうち少なくとも一つの出力部に連結され、前記回転軸からの回転出力が前記差動歯車装置の各出力部のうち一方から他方または両方に伝達されるように切り替える電磁ブレーキと、を備えた水門開閉装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６６８９４３号公報
【特許文献２】特開平２０１０−２４２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１に係る水門開閉装置では、電磁クラッチを動力伝達経路に設けているので必然的に湿式とする必要がある。しかしながら、湿式は潤滑油により円板を潤滑するもので耐摩耗性や冷却性に優れるが構造が複雑化して高価なものになり、しかも、メンテナンス性も良くない。
【０００６】
また、特許文献２に係る水門開閉装置では、回転軸からの回転出力が差動歯車装置の各出力部のうち一方から他方または両方に伝達されるように切り替えるべく電磁ブレーキが採用されているが、この電磁ブレーキは、扉体の降下速度をその高さに応じて適正化する機能を果たすもので、扉体の自重降下を拘束または開放させる機能を果たすものではなく、その目的が全く相違するものである。
【０００７】
本発明は、扉体を電気的に自重降下させる水門開閉装置に対して、装置本体をコンパクトに構成することで装置本体のコストを削減し、しかも、設置費や維持管理費等全体的なコストを削減可能にし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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、水門を開閉する扉体を自重降下させる水門開閉装置であって、前記扉体の自重降下に伴って回転する回転軸と、該回転軸に各プラネタリギヤが連結される遊星歯車と、前記遊星歯車のサンギヤと連結された出力軸の先端に連結される電磁ブレーキと、前記出力軸の途中部位に連結される遠心ブレーキ又はオイル抵抗式ブレーキと、を備えることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、扉体を自重降下させる際には、電磁ブレーキを開放することで、回転軸からの回転駆動が遊星歯車、すなわち、各プラネタリギヤ及びサンギヤ（リングギヤは固定）を経て出力軸から遠心ブレーキ（又はオイル抵抗式ブレーキ）に伝達されることで扉体が所定の降下速度によって降下するようになる。そして、電磁ブレーキを採用したことにより、従来採用されていた電磁クラッチに比べて構造をコンパクトに単純化させることができ、装置自体のコストを削減することができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記遊星歯車のリングギヤに電動機が連結されることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、扉体を上昇させるには、電磁ブレーキにより出力軸（遊星歯車のサンギヤ）を保持した状態で、電動機を駆動させると、その回転駆動が遊星歯車のリングギヤから各プラネタリギヤを介して回転軸に伝達され扉体が上昇する。この時、電動機からの回転トルクは遊星歯車により増加されて回転軸に伝達されるので、装置をコンパクトにすることができ、装置自体のコストを削減することができる。
しかも、扉体を自重降下させる際には遊星歯車はプラネタリ型を構成するために、扉体の自重降下を規制する際、電磁ブレーキに要求される遊星歯車の各プラネタリギヤの回転トルクに対する出力軸の保持トルクを約１／４．５にすることができる。但し、サンギヤ歯数２０、各プラネタリギヤ歯数２５、リングギヤ歯数７０とした場合とする。これにより、電磁ブレーキの要求性能を低く抑えることができるので、電磁ブレーキをよりコンパクトにでき、ブレーキ自体のコストを削減することができる。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した発明において、前記電動機と、前記電磁ブレーキと、前記遠心ブレーキ又はオイル抵抗式ブレーキとはユニット化されることを特徴とするものである。
請求項３の発明では、取り扱いが非常に良くなり、設置費等全体的なコストを削減することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した発明において、前記電磁ブレーキは、前記回転軸及び前記遊星歯車を収容するハウジングの外に配置されることを特徴とするものである。
請求項４の発明では、メンテナンス性が非常に良くなり、維持管理費等全体的なコストを削減することができる。
【００１２】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載した発明において、前記電磁ブレーキは、乾式であることを特徴とするものである。
請求項５の発明では、電磁ブレーキを乾式にすることで、摩擦係数が高くなるため要求される保持トルクが同じであれば、当然ながら湿式よりもコンパクトに構成することができコストを削減することができる。また、電磁ブレーキが乾式であれば、潤滑を行わないので、構造を単純化することができ、しかもメンテナンス性も良くなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水門開閉装置は、遊星歯車及び電磁ブレーキを採用することで、該電磁ブレーキをハウジングの外に配置することができるので、電磁クラッチを備えた従来よりも、装置本体のコストが削減されると共に、設置費や維持管理費等全体的なコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るラック式水門開閉装置の断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ部拡大図である。
【図３】図３は、（ａ）が、本水門開閉装置に採用された乾式無励磁作動電磁ブレーキの断面図であり、（ｂ）が正面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るワイヤロープ式水門開閉装置の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るチェーン式水門開閉装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、便宜上、図の左方を一方として、右方を他方として説明する。
本発明の実施形態に係る水門開閉装置１は、図１に示すように、扉体（図示略）に連結されるラック棒２を昇降させて扉体を昇降させるラック式が採用されている。
【００１６】
本発明の実施形態に係る水門開閉装置１は、図１に示すように、扉体に連結されるラック棒２に噛み合い連結したピン歯車３と、該該ピン歯車３と連結される第１遊星歯車５と、該第１遊星歯車５と連結される手動ハンドル８と、第１遊星歯車５と連結される第２遊星歯車６と、第２遊星歯車６と連結される電動機９と、第２遊星歯車６と連結される遠心ブレーキ１０と、第２遊星歯車６と連結される乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１と、ピン歯車３、第１及び第２遊星歯車５、６等を収容して、手動ハンドル８、電動機９、遠心ブレーキ１０及び乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１をユニット化するハウジング１４とを備えている。
【００１７】
図１に示すように、ハウジング１４は、ラック棒２が上下動自在に収容される第１ハウジング１４ａと、該第１ハウジング１４ａの他端側に一体的に設けられ、平歯車２５及び該平歯車２５に噛み合う小歯車２６が収容される第２ハウジング１４ｂと、該第２ハウジング１４ｂの他端側に一体的に設けられ、第１遊星歯車５等が収容される第３ハウジング１４ｃと、該第３ハウジング１４ｃの他端側に支持部材５０を介して一体的に接続され、第４及び第５回転軸２０ｄ、２０ｅや各かさ歯車５５、５６等を収容する第４ハウジング１４ｄと、第３ハウジング１４ｃの手動ハンドル８とは反対側に一体的に設けられ、電動機９からの電動機側軸８０に一体的に固定された円筒部付き平歯車８１及び該平歯車８１に噛み合う円筒部付き平歯車８２を収容する第５ハウジング１４ｅとから構成される。
【００１８】
図１に示すように、ラック棒２は第１ハウジング１４ａ内を上下動自在に配置される。ラック棒２には、第１回転軸２０ａの一端に固定されたピン歯車３が噛み合っている。第１回転軸２０ａは、各軸受２１、２１を介して第１ハウジング１４ａに回転自在に支持される。第１回転軸２０ａの他端に平歯車２５が固定される。該平歯車２５に小歯車２６が噛み合っている。第２回転軸２０ｂの一端にこの小歯車２６が固定され、該第２回転軸２０ｂは第３ハウジング１４ｃ内を延び、軸受２１を介して第３ハウジング１４ｃに回転自在に支持される。なお、軸受２１の一端側にはダストシール２２が配置される。
【００１９】
図１及び図２に示すように、第２回転軸２０ｂの他端に第１遊星歯車５が連結される。詳しくは、図２に示すように、第２回転軸２０ｂの他端に第１キャリア３０が一体的に設けられる。第１キャリア３０は、円筒部３０ａと該円筒部３０ａの他端に一体的に設けられる円板状部３０ｂとから構成される。第１キャリア３０の円筒部３０ａが軸受２１を介して第３ハウジング１４ｃに回転自在に支持される。第１キャリア３０の円板状部３０ｂの他端面には凹部３０ｃが形成される。第１キャリア３０の円板状部３０ｂの凹部３０ｃの周りには、周方向に間隔を置いて複数のピン部材３１が他方に向かって延びている。各ピン部材３１に第１プラネタリギヤ３２が各軸受２１、２１を介して回転自在にそれぞれ支持される。各第１プラネタリギヤ３２はその外方に位置する第１リングギヤ３３と噛み合い、その内方に位置する第１サンギヤ３４と噛み合っている。
【００２０】
図１に示すように、第３ハウジング１４ｃの外方（図１の下方）には手動ハンドル８が備えられている。手動ハンドル８に連結されるハンドル側軸３６が第３ハウジング１４ｃ内に向かって延びている。そして、図１及び図２に示すように、第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３と手動ハンドル８のハンドル側軸３６とが、第３ハウジング１４ｃ内においてウォームギヤにより連結される。詳しくは、第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３にウォームホイール３７が固定される。一方、ハンドル側軸３６の先端部にウォーム（図示略）が形成される。そして、第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３のウォームホイール３７と、手動ハンドル８のハンドル側軸３６のウォームとが噛み合っている。この結果、手動ハンドル８からの回転駆動はハンドル側軸３６のウォームからウォームホイール３７を介して第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３に伝達される。しかしながら、第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３からの回転駆動はハンドル側軸３６のウォームには伝達されない。要するに、手動ハンドル８を回転させない限り、第１遊星歯車５の第１リングギヤ３３は回転されないようになっている（セルフロック機能）。
【００２１】
図２に示すように、第１遊星歯車５の第１サンギヤ３４の一端からは被支持軸３９が延びている。該被支持軸３９は、第１キャリア３０の円板状部３０ｂに設けた凹部３０ｃに軸受２１を介して回転自在に支持される。一方、第１サンギヤ３４の他端からは第３回転軸２０ｃが他方に向かって延びている。第３回転軸２０ｃはウォームホイール３７の貫通孔４０内及び後述する円板状まがりばかさ歯車７５の貫通孔４１内をそれぞれ挿通して、該各貫通孔４０、４１の内壁面に各軸受２１、２１を介して回転自在に支持される。第３回転軸２０ｃの先端に第２遊星歯車６が連結される。詳しくは、第３回転軸２０ｃの先端には円板状の第２キャリア４５が一体的に設けられる。該第２キャリア４５の他端面には凹部４５ａが形成される。第２キャリア４５の凹部４５ａの周りには、周方向に間隔を置いて複数のピン部材４６が他方に向かって延びている。各ピン部材４６に第２プラネタリギヤ４７が各軸受（図示略）を介して回転自在にそれぞれ支持される。各第２プラネタリギヤ４７はその外方に位置する第２リングギヤ４８と噛み合い、その内方に位置する第２サンギヤ４９と噛み合っている。なお、図１から解るように、第２遊星歯車６は、第３ハウジング１４ｃと第４ハウジング１４ｄとを一体的に接続する支持部材５０の内側に配置される。
【００２２】
図２に示すように、第２遊星歯車６の第２サンギヤ４９の一端からは被支持軸３９が延びている。該被支持軸３９は第２キャリア４５の凹部４５ａに軸受２１を介して回転自在に支持される。一方、第２サンギヤ４９の他端からは第４回転軸（出力軸）２０ｄが第４ハウジング１４ｄ内を他方に向かって延びている。第４回転軸２０ｄは、図１に示すように、第４ハウジング１４ｄに軸受２１を介して回転自在に支持され、さらに、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１と対向する第４ハウジング１４ｄの壁部に固定された支持板５１に軸受２１を介して回転自在に支持される。そして、第４回転軸２０ｄの先端が第４ハウジング１４ｄの外面（図１の右方）に固定された乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１に連結されている。詳しくは、図３（ａ）も参照して、第４回転軸２０ｄの先端は、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１のボス部６２に相対回転不能に装着される。また、図１に示すように、第４回転軸２０ｄには第４ハウジング１４ｄ内において平歯車５２が一体的に固定されている。また、第４ハウジング１４ｄ内には、第４回転軸２０ｄと平行に第５回転軸２０ｅが設けられ、該第５回転軸２０ｅはその両端が各軸受２１、２１を介して回転自在に第４ハウジング１４ｄに支持される。第５回転軸２０ｅの一方側には、第４回転軸２０ｄに固定された平歯車５２に噛み合う平歯車５３が一体的に固定される。また、第５回転軸２０ｅの他方側にはかさ歯車５５が一体的に固定される。
【００２３】
乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１は、図３に示すように、フランジ部６０ｃを有する円板状のブレーキマグネット６０と、該ブレーキマグネット６０内に配置されるコイル（図示略）と、ブレーキマグネット６０の第２凹部６０ｂの底部に配置されるアーマチュア６１と、該アーマチュア６１の一端側に設けられ、第４回転軸２０ｄ（図１参照）の先端が相対回転不能に装着されるボス部６２を有するハブ６３と、該ハブ６３に一体的に装着されるライニング６４と、ライニング６４の一端側に設けられる摩擦フランジ６５と、ブレーキマグネット６０内に配置され、常時ライニング６４を摩擦フランジ６５側に付勢するスプリング（図示略）とから構成される。
【００２４】
ブレーキマグネット６０には、その一端面にボス部６２が挿入される第１凹部６０ａと、第１凹部６０ａよりも大径で、アーマチュア６１及びライニング６４が一体化されたハブ６３が配置される第２凹部６０ｂとが形成される。アーマチュア６１はブレーキマグネット６０の第２凹部６０ｂの底部にボルト６６により軸方向に移動自在に支持される。摩擦フランジ６５は、第４回転軸２０ｄが挿通される貫通孔６５ａを有している。この摩擦フランジ６５がブレーキマグネット６０のフランジ部６０ｃに第２凹部６０ｂを塞ぐように、またハブ６３に一体化されたライニング６４に近接するようにして連結される。なお、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１は防水型である。
【００２５】
そして、ブレーキマグネット６０内のコイルに電線６７を介して通電すると、磁束が発生して、ブレーキマグネット６０とアーマチュア６１との間で磁気回路が形成される。その結果、アーマチュア６１がブレーキマグネット６０内のスプリングの付勢力に抗してブレーキマグネット６０側に引き寄せられてライニング６４が摩擦フランジ６５から離間して第４回転軸２０ｄが開放される。
一方、ブレーキマグネット６０内のコイルへの通電を遮断すると、磁束が消失して、ブレーキマグネット６０内のスプリングの付勢力によりアーマチュア６１がライニング６４を摩擦フランジ６５に押し付けることで、ハブ６３を介して第４回転軸２０ｄの回転を規制して保持するようになる。
【００２６】
図３に示すように、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１には手動開放レバー７０が備えられている。そして、手動開放レバー７０を手前に引くと、アーマチュア６１がスプリングの付勢力に抗してブレーキマグネット６０側に引き寄せられることで、ライニング６４が摩擦フランジ６５から離間して第４回転軸２０ｄが開放される。このように、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１には手動開放レバー７０が備えられているために、有事の際通電することができなくても、手動開放レバー７０を操作することにより第４回転軸２０ｄを開放することができ、扉体を自重により所定の降下速度で降下させることが可能になる。
【００２７】
また、図１に示すように、第４ハウジング１４ｄの外面で、電動機９の側方に遠心ブレーキ１０が配置される。該遠心ブレーキ１０からの軸７１が第４ハウジング１４ｄ内に向かって延びている。該遠心ブレーキ側軸７１の先端にかさ歯車５６が一体的に固定されている。そして、第５回転軸２０ｅのかさ歯車５５と、遠心ブレーキ側軸７１のかさ歯車５６とが噛み合っている。この結果、第２遊星歯車６の第２サンギヤ４９から延びる第４回転軸２０ｄからの回転駆動は、平歯車５２、５３を経て第５回転軸２０ｅに伝達され、各かさ歯車５５、５６を経て遠心ブレーキ１０に入力される。
【００２８】
遠心ブレーキ１０は、第５回転軸２０ｅから各かさ歯車５５、５６を経て遠心ブレーキ側軸７１に入力される回転駆動を、例えば、ドラム（図示略）内に配置された回転軸（図示略）に伝達することで、該回転軸の両端に付与される遠心力と、回転軸の両端とドラムの内壁面との間の摩擦係数とにより、遠心ブレーキ側軸７１の回転速度を一定速度以下に制御するものである。
なお、本実施の形態では遠心ブレーキ１０が採用されているが、オイルを充填して攪拌抵抗で回転速度を一定速度以下に制御するオイル抵抗式ブレーキを採用してもよい。
【００２９】
さらに、図２に示すように、第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８は、一方側に位置する小径円筒部４８ａと、他方側に位置する大径円筒部４８ｂと、小径円筒部４８ａ及び大径円筒部４８ｂを接続する円錘状筒部４８ｃとから構成される。第２リングギヤ４８の大径円筒部４８ｂの内周面に多数の内歯が形成され、これらの内歯に各第２プラネタリギヤ４７が噛み合っている。
なお、図１及び図２に示すように、第３ハウジング１４ｃと第４ハウジング１４ｄとを接続する支持部材５０は、一方側に設けた小径円筒部５０ａと他方側に設けた大径円筒部５０ｂとを一体的に連結してなる截頭円錐状筒体で構成される。そして、支持部材５０を、第３ハウジング１４ｃ内を延びる第２回転軸２０ｂと平行となるように、且つ第２遊星歯車６を囲むように配置して、支持部材５０の大径円筒部５０ｂを介して第３ハウジング１４ｃと第４ハウジング１４ｄとを接続する。
【００３０】
図２に示すように、第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８の小径円筒部４８ａは支持部材５０の小径円筒部５０ａに軸受２１を介して回転自在に支持される。第２リングギヤ４８の小径円筒部４８ａの一端面には、円板状まがりばかさ歯車７５がその歯部が一方側を向くように固定されている。なお、上述したように、第３ハウジング１４ｃ内を延びる第３回転軸２０ｃはウォームホイール３７の貫通孔４０及び円板状まがりばかさ歯車７５の貫通孔４１内をそれぞれ挿通して、該各貫通孔４０、４１の内壁面に各軸受２１、２１を介して回転自在に支持される。
【００３１】
図１及び図２に示すように、第５ハウジング１４ｅの外面で、手動ハンドル８と反対側に電動機９が配置されている。電動機９からの電動機側軸８０が第５ハウジング１４ｅ内に向かって延び、該電動機側軸８０に円筒部付き平歯車８１が一体的に固定されている。該平歯車８１には、第５ハウジング１４ｅ内で円筒部付き平歯車８２が噛み合っている。該平歯車８２には駆動軸８３が一体的に固定されている。該駆動軸８３は第３ハウジング１４ｃ内に向かって延び、第３及び第５ハウジング１４ｃ、１４ｅに一対のローラ軸受２１、２１を介して回転自在に支持される。また、駆動軸８３の先端にはまがりばかさ歯車７６が一体的に固定される。
【００３２】
そして、図２に示すように、駆動軸８３側のまがりばかさ歯車７６と、第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８側の円板状まがりばかさ歯車７５とは、それぞれの軸心が交差しないように噛み合うハイポイドギヤ（登録商標）として構成される。この結果、電動機９の駆動軸８３からの回転駆動はハイポイドギヤ７５、７６を介して第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８に伝達されるが、第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８からの回転駆動は駆動軸８３側には伝達されない。要するに、電動機９を駆動させない限り、第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８は回転されないようになっている（セルフロック機能）。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態に係る水門開閉装置１の作用を説明する。
まず、扉体を自重降下させる際の本水門開閉装置１の作用を説明する。
そして、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１に通電することで、上述したように、第４回転軸２０ｄを開放した状態とする。
すると、扉体が自重により降下を始める。扉体の自重降下に伴ってラック棒２が下方に移動すると共にピン歯車３が回転する。ピン歯車３の回転駆動は、第１回転軸２０ａから平歯車２５、小歯車２６及び第２回転軸２０ｂを経て第１遊星歯車５に伝達される。該第１遊星歯車５へ伝達された回転駆動は、該第１遊星歯車５では第１リングギヤ３３がウォームギヤにより固定されていることから、各第１プラネタリギヤ３２（第１キャリア３０）から第１サンギヤ３４を経て第３回転軸２０ｃに伝達される。この時、第３回転軸２０ｃに伝達された回転駆動は、第１遊星歯車５によりその回転速度が増速されると共にその回転トルクが減少して伝達されるようになる。
【００３４】
続いて、第３回転軸２０ｃに伝達された回転駆動は第２遊星歯車６に伝達される。該第２遊星歯車６へ伝達された回転駆動は、該第２遊星歯車６の第２リングギヤ４８がハイポイドギヤ７５、７６により固定されているため各第２プラネタリギヤ４７（第２キャリア４５）から第２サンギヤ４９を経て第４回転軸２０ｄに伝達される。ここでも、第４回転軸２０ｄに伝達された回転駆動は、第２遊星歯車６によりその回転速度がさらに増速されると共にその回転トルクがさらに減少して伝達されるようになる。続いて、第４回転軸２０ｄに伝達された回転駆動は、各平歯車５２、５３を経て第５回転軸２０ｅに伝達されて、各かさ歯車５５、５６を経由して遠心ブレーキ１０に入力される。この結果、扉体は所定速度に制御されて自重降下される。
【００３５】
次に、扉体を電動機９により上昇させる際の本水門開閉装置１の作用を説明する。
まず、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１への通電を遮断することで、上述したように、第４回転軸２０ｄを拘束保持した状態とする。
次に、電動機９を、扉体を上昇させる方向に回転駆動させる。すると、その回転駆動が電動機側軸８０から各平歯車８１、８２、ハイポイドギヤ７５、７６を経て第２遊星歯車６に伝達される。この時、第２遊星歯車６へ伝達された回転駆動は、ハイポイドギヤ７５．７６によりその回転速度が高減速されると共にその回転トルクが大幅に増加して伝達されるようになる。続いて、第２遊星歯車６へ伝達された回転駆動は、該第２遊星歯車６では第２サンギヤ４９（第４回転軸２０ｄ）が乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１により固定されていることから、第２リングギヤ４８から各第２プラネタリギヤ４７（第２キャリア４５）を経て第３回転軸２０ｃに伝達される。ここでも、第３回転軸２０ｃへ伝達された回転駆動は、第２遊星歯車６によりその回転速度がさらに減速されると共に回転トルクがさらに増加して伝達されるようになる。
【００３６】
続いて、第３回転軸２０ｃから第１遊星歯車５へ伝達された回転駆動は、該第１遊星歯車５では第１リングギヤ３３がウォームギヤにより固定されていることから、第１サンギヤ３４から各第１プラネタリギヤ３２（第１キャリア３０）を経て第２回転軸２０ｂに伝達される。ここでも、第２回転軸２０ｂへ伝達された回転駆動は、第１遊星歯車５によりその回転速度がさらに減速されると共にその回転トルクがさらに増加して伝達されるようになる。続いて、第１遊星歯車５から第２回転軸２０ｂに伝達された回転駆動は、小歯車２６及び平歯車２５を経て第１回転軸２０ａ及びピン歯車３に伝達される。その結果、ピン歯車３に噛み合ったラック棒２が上昇されて扉体が上昇するようになる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る水門開閉装置１は、扉体を自重降下させる水門開閉装置１であり、特に、第２遊星歯車６及び乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１を採用することで、該乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１をハウジング１４の外に配置する、すなわち、ハウジング１４の外面に固定することができたので、動力伝達経路の途中に電磁クラッチを備えた従来よりも、装置本体のコストが削減されると共に、設置費や維持管理費等全体的なコストをも削減することが可能になった。
【００３８】
また、本発明の実施の形態に係る水門開閉装置１では、手動ハンドル８、電動機９、遠心ブレーキ１０及び乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１をユニット化して構成しているので、取り扱いが非常に良くなり、設置費等を削減することができる。
【００３９】
さらに、本発明の実施の形態に係る水門開閉装置１では、扉体が自重降下される際のピン歯車３の回転速度は、特に、第１及び第２遊星歯車５、６を介して、その回転速度が増速されると共にその回転トルクが十分に減少されて遠心ブレーキ１０に入力されるので、遠心ブレーキ１０の要求仕様を低く抑えることができ、遠心ブレーキ自体のコストを削減することができる。一方、扉体を上昇させる際の電動機９からの回転駆動は、特に、ハイポイドギヤ７５、７６、第１及び第２遊星歯車５、６を介して、その回転速度が高減速されると共にその回転トルクが大幅に増加してピン歯車３に入力されるため、減速のための多数の平歯車、軸及び軸受等を備える必要がなく、装置１をコンパクトにすることができ、装置１自体のコストを削減することができる。
さらに、扉体を自重降下させる際には第２遊星歯車６（サンギヤ歯数２０、各プラネタリギヤ歯数２５、リングギヤ歯数７０として）はプラネタリ型を構成しているため、扉体の自重降下を規制する際（扉体の高さ方向の位置を保持する際）、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１に要求される第２遊星歯車６の各第２プラネタリギヤ４７（第２キャリア４５）の回転トルクに対する第４回転軸２０ｄ（第２サンギヤ４９）の保持トルクを約１／４．５にすることができる。これにより、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１の要求性能を低く抑えることができるので、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１をよりコンパクトにでき、乾式無励磁作動電磁ブレーキ１１自体のコストを削減することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態に係る水門開閉装置１はラック式が採用されているが、図４に示すようなワイヤロープ式に採用してもよい。すなわち、ワイヤロープ式の水門開閉装置１では、第１回転軸２０ａが第１ハウジング１４ａ内を横切るように該第１ハウジング１４ａの外方まで延び、第１回転軸２０ａの一端部にドラム９０が一体的に固定される。そして、扉体に連結されたワイヤロープ９１をドラム９０に巻き付けて扉体を昇降させるようにする。また、図５に示すように、チェーン式の水門開閉装置１を採用してもよい。すなわち、チェーン式の水門開閉装置１では、扉体にチェーン９５を連結して、該チェーン９５をスプロケット３に噛み合わせて扉体を昇降させるようにする。
【符号の説明】
【００４１】
１  水門開閉装置，２  ラック棒，３  ピン歯車，６  第２遊星歯車（遊星歯車），９  電動機，１０  遠心ブレーキ，１１  乾式無励磁作動電磁ブレーキ，１４  ハウジング，２０ａ  第１回転軸，２０ｂ  第２回転軸，２０ｃ  第３回転軸，２０ｄ  第４回転軸（出力軸），２０ｅ  第５回転軸，４７  第２プラネタリギヤ，４８  第２リングギヤ，４９  第２サンギヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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