(57)【要約】【課題】  原動機の空転によるゲート降下速度の低下を防ぐ。【解決手段】  ゲート駆動装置１は、ゲート１１を昇降駆動するゲート駆動軸１２と、該ゲート１１が自重で降下しない非自重降下状態又は同降下する自重降下状態に切り替える降下状態切替手段１３とを備える自重降下式ゲート設備１０におけるものであり、原動機２と、該原動機２の原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間に介装されるクラッチ機構３とを備えている。クラッチ機構３は、降下方向へのトルクのみを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動するワンウェイクラッチ５と、該ワンウェイクラッチ５に併設され、連結時に該ワンウェイクラッチ５をバイパスさせて、上昇方向及び降下方向の両方向へのトルクを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動するバイパスクラッチ６と、該バイパスクラッチ６の連結又は解放を切り替えるバイパスクラッチ切替手段７とを備えている。【選択図】      図２
2018204344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降自在に構成されているゲートと、該ゲートを昇降駆動するためのゲート駆動軸と、該ゲートが自重で降下しない非自重降下状態又は同降下する自重降下状態に切り替える降下状態切替手段とを備え、
前記非自重降下状態では、前記ゲート駆動軸に対する所定の上昇方向へのトルクのみが伝達されて前記ゲートが上昇するように構成されており、
前記自重降下状態では、前記ゲートが自重で降下するとともに、該降下に応じて前記ゲート駆動軸が前記上昇方向の反対方向である降下方向へ回転するように構成されている自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置であって、
原動機と、該原動機の原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間に介装されるクラッチ機構とを備え、
前記クラッチ機構は、前記降下方向へのトルクのみを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動するワンウェイクラッチと、該ワンウェイクラッチに併設され、連結時に該ワンウェイクラッチをバイパスさせて、少なくとも前記上昇方向へのトルクを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動するバイパスクラッチと、該バイパスクラッチの連結又は解放を切り替えるバイパスクラッチ切替手段とを備えている自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置。
【請求項２】
前記バイパスクラッチは、前記ワンウェイクラッチにおける入力側及び出力側の軸の外周にそれぞれ同心に設けられ、互いに接合可能な一対のクラッチリングを備え、
前記ワンウェイクラッチにおける入力側又は出力側の軸のいずれか一方の前記クラッチリングは、その内周側の前記ワンウェイクラッチの軸に対して周方向へ相対回転不可能かつ前記バイパスクラッチ切替手段による切り替えに応じて軸方向へスライド可能に設けられ、もう一方の前記クラッチリングは、その内周側の前記ワンウェイクラッチの軸に一体的に設けられており、
前記バイパスクラッチは、前記バイパスクラッチ切替手段により前記一方のクラッチリングがスライドされることにより、前記一対のクラッチリングが接合されると連結され、離間されると解放されるように構成されている請求項１記載の自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置。
【請求項３】
前記降下状態切替手段による前記ゲートの前記非自重降下状態及び前記自重降下状態と、前記バイパスクラッチ切替手段による前記バイパスクラッチの連結及び解放とを連動させるように構成されている切替連動手段を備えている請求項１又は２に記載の自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置。
【請求項４】
前記クラッチ機構の出力側の軸と前記ゲート駆動軸とが、軸周方向へのねじり弾性力を備えた弾性部材を介して接続されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水門や陸閘等の自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農業用水路等の各所に設けられている既設水門は、重く、かつ、回数の多いハンドル操作でゲート駆動軸を回転させると、昇降する構造のものが知られている。このような水門には、手回しハンドルの伝動をレバーで解除すれば、いちいちハンドルを廻さなくても自重でゲートが降下でき、しかも、速い速度で降下できるように、前記ゲート駆動軸のトルクをゲートに伝達するギヤの構造に工夫されているものがあるが、省力のための電動化の要望も高い。
【０００３】
そのような電動化の例としては、特許文献１に記載された流路開閉用の水門駆動装置がある。この水門駆動装置は、ゲート駆動軸としての伝動軸をモータで駆動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３５１２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の水門駆動装置では、自重でのゲートの降下中に、その降下に伴ってゲート駆動軸としての伝動軸が回転し、それによってモータの出力軸が空転されるため、それが抵抗となって、ゲートの降下速度が低下するという課題がある。そこで、ゲートの降下中は、ゲート駆動軸からモータの出力軸を切り離しておくことも考えられるが、そうすると、自重降下の途中で何らかの原因（例えば、老朽化したり、ゴミ噛みしたりすること等）で前記ゲートの降下が止まってしまったときは、その都度、ゲート駆動軸にモータの出力軸を接続し、ゲート駆動軸を強制的に回転させなければならず、手間が掛かるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置は、
昇降自在に構成されているゲートと、該ゲートを昇降駆動するためのゲート駆動軸と、該ゲートが自重で降下しない非自重降下状態又は同降下する自重降下状態に切り替える降下状態切替手段とを備え、
前記非自重降下状態では、前記ゲート駆動軸に対する所定の上昇方向へのトルクのみが伝達されて前記ゲートが上昇するように構成されており、
前記自重降下状態では、前記ゲートが自重で降下するとともに、該降下に応じて前記ゲート駆動軸が前記上昇方向の反対方向である降下方向へ回転するように構成されている自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置であって、
原動機と、該原動機の原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間に介装されるクラッチ機構とを備え、
前記クラッチ機構は、前記降下方向へのトルクのみを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動するワンウェイクラッチと、該ワンウェイクラッチに併設され、連結時に該ワンウェイクラッチをバイパスさせて、少なくとも前記上昇方向へのトルクを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動するバイパスクラッチと、該バイパスクラッチの連結又は解放を切り替えるバイパスクラッチ切替手段とを備えている。
【０００７】
前記ゲート駆動軸に対する所定の上昇方向へのトルクのみが伝達されて前記ゲートが上昇するように構成されている態様としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
（１）ブレーキ機構により前記ゲート駆動軸に対する前記降下方向へのトルクの伝達を阻止することにより、該ゲート駆動軸に対する所定の上昇方向へのトルクのみが伝達されるように構成されている態様。
（２）ラチェット機構又はワンウェイクラッチ機構により前記ゲート駆動軸に対する前記上昇方向へのトルクのみが伝達されるように構成されている態様。
【０００８】
この構成によれば、前記非自重降下状態では、前記バイパスクラッチ切替手段により前記バイパスクラッチを連結させ、該バイパスクラッチによって前記上昇方向へのトルクを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動させることができる。そのため、前記原動機により前記ゲートを上昇駆動することができる。また、前記自重降下状態では、前記バイパスクラッチ切替手段により前記バイパスクラッチを解放させ、前記ワンウェイクラッチによって前記降下方向へのトルクのみを前記原動機出力軸及び前記ゲート駆動軸の間で伝動させることができる。そのため、前記ゲートの前記自重降下中における前記ゲート駆動軸のトルクの前記原動機出力軸への伝動を防止することができ、前記原動機の空転を防止できる。そして、その自重降下の途中で何らかの原因（例えば、老朽化したり、ゴミ噛みしたりすること等）で前記ゲートの降下が止まってしまったときは、前記原動機を作動させ、前記ワンウェイクラッチにより前記降下方向へのトルクを前記ゲート駆動軸に伝動させることによって、前記ゲートを強制的に降下させることができる。
【０００９】
前記自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置としては、
前記バイパスクラッチは、前記ワンウェイクラッチにおける入力側及び出力側の軸の外周にそれぞれ同心に設けられ、互いに接合可能な一対のクラッチリングを備え、
前記ワンウェイクラッチにおける入力側又は出力側の軸のいずれか一方の前記クラッチリングは、その内周側の前記ワンウェイクラッチの軸に対して周方向へ相対回転不可能かつ前記バイパスクラッチ切替手段による切り替えに応じて軸方向へスライド可能に設けられ、もう一方の前記クラッチリングは、その内周側の前記ワンウェイクラッチの軸に一体的に設けられており、
前記バイパスクラッチは、前記バイパスクラッチ切替手段により前記一方のクラッチリングがスライドされることにより、前記一対のクラッチリングが接合されると連結され、離間されると解放されるように構成されている態様を例示する。
【００１０】
この構成によれば、比較的簡単な構成により前記バイパスクラッチを具体的に実現することができる。
【００１１】
前記自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置としては、
前記降下状態切替手段による前記ゲートの前記非自重降下状態及び前記自重降下状態と、前記バイパスクラッチ切替手段による前記バイパスクラッチの連結及び解放とを連動させるように構成されている切替連動手段を備えている態様を例示する。
【００１２】
この構成によれば、前記降下状態切替手段による切り替えと前記バイパスクラッチ切替手段による切り替えとを連動させることができるので、操作の手間を省くことができる。
【００１３】
前記自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置としては、
前記クラッチ機構の出力側の軸と前記ゲート駆動軸とが、軸周方向へのねじり弾性力を備えた弾性部材を介して接続されている態様を例示する。
【００１４】
この構成によれば、前記自重降下状態のときに、前記ゲートが底面に衝突して停止した場合の衝撃力の前記クラッチ機構への伝動を前記弾性部材により緩衝することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る自重降下式ゲート設備におけるゲート駆動装置によれば、ゲートの自重降下中に、ゲート駆動用の原動機の空転によるゲート降下速度の低下を防止できるとともに、自重降下の途中でゲートの降下が止まってしまったときは適宜原動機によりゲートを強制的に降下させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を具体化した一実施形態に係る自重降下式ゲート設備及びそのゲート駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同ゲート駆動装置の自重降下状態を示す側断面図である。
【図３】同ゲート駆動装置の自重降下状態を示す平面図である。
【図４】同ゲート駆動装置の非自重降下状態を示す側断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】同ゲート駆動装置のバイパスクラッチの構成を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図、（ｃ）は（ａ）のｃ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜図６は本発明を具体化した一実施形態の自重降下式ゲート設備１０におけるゲート駆動装置１を示している。
【００１８】
本例の自重降下式ゲート設備１０は、図１及び図２に示すように、昇降自在に構成されているゲート１１と、該ゲート１１を昇降駆動するためのゲート駆動軸１２と、該ゲート１１が自重で降下しない非自重降下状態Ｓ１又は同降下する自重降下状態Ｓ２に切り替える降下状態切替手段１３とを備えている。非自重降下状態Ｓ１（図４参照）では、ゲート駆動軸１２に対する所定の上昇方向へのトルクのみが伝達されてゲート１１が上昇するように構成されている。自重降下状態Ｓ２（図２参照）では、ゲート１１が自重で降下するとともに、該降下に応じてゲート駆動軸１２が前記上昇方向の反対方向である降下方向へ回転するように構成されている。
【００１９】
ゲート設備１０の具体的な構成としては、特に限定されないが、ゲート駆動軸１２の回転を減速してピニオン３０に伝達する減速機構３３と、ピニオン３０の回転方向に応じて昇降する吊下ラック３１と、吊下ラック３１の下端部に連結されたゲート１１と、降下状態切替手段１３が非自重降下状態Ｓ１のときにゲート１１の降下を防止する一方、自重降下状態Ｓ２のときにゲート１１の自重降下を許容するように構成されているブレーキ機構３４とを備える態様を例示する。
【００２０】
本発明のゲート駆動装置１は、図２及び図３に示すように、原動機２と、該原動機２の原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間に介装されるクラッチ機構３と、切替連動手段１５とを備えている。原動機出力軸２ａとクラッチ機構３の入力側の軸３ａとは、ジョイント８を介して接続されている。クラッチ機構３の出力側の軸３ｂとゲート駆動軸１２とは、軸周方向へのねじり弾性力を備えた弾性部材４を介して接続されている。弾性部材４としては、特に限定されないが、ゴム等の弾性樹脂や、バネを例示する。
【００２１】
原動機２としては、特に限定されないが、モータ又はエンジンを例示する。
【００２２】
クラッチ機構３は、前記降下方向へのトルクのみを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動するワンウェイクラッチ５と、該ワンウェイクラッチ５に併設され、連結時に該ワンウェイクラッチ５をバイパスさせて、前記上昇方向及び前記降下方向の両方向へのトルクを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動するバイパスクラッチ６と、該バイパスクラッチ６の連結又は解放を切り替えるバイパスクラッチ切替手段７とを備えている。
【００２３】
バイパスクラッチ６は、図４〜図６に示すように、ワンウェイクラッチ５における入力側の軸５ａ及び出力側の軸５ｂの外周にそれぞれ同心に設けられ、互いに接合可能な一対のクラッチリング６ａ、６ｂを備えている。クラッチリング６ａ、６ｂにおける互いの対峙面には、互いに係合可能な凹凸９が形成されており、該凹凸９が互いに係合することにより前記上昇方向及び前記降下方向の両方向へのトルクを伝動するように構成されている。ワンウェイクラッチ５における入力側の軸５ａのクラッチリング６ａは、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ａに対して周方向へ相対回転不可能かつバイパスクラッチ切替手段７による切り替えに応じて軸方向へスライド可能に設けられており、具体的には、軸５ａの外周に軸長方向へ延びるスプライン溝部１６が形成されるとともに、クラッチリング６ａの内周に該スプライン溝部１６に嵌合するボス部１７が形成されることにより、実現されている。クラッチリング６ａの反クラッチリング６ｂ側には、ボス部１７が延設されているとともに、その外周には、周方向へ延びる環状凹溝１８が形成されている。そして、クラッチリング６ａは付勢手段としてのバネ６ｃにより、クラッチリング６ｂ側へ付勢されている。もう一方のクラッチリング６ｂは、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ｂに一体的に設けられている。
【００２４】
バイパスクラッチ切替手段７は、軸５ａと直交する方向へ延びる軸２０に取り付けられ、該軸２０を介して回動自在に支持されたバイパスクラッチレバー２１を備えている。バイパスクラッチレバー２１の先端部には、環状凹溝１８に嵌合するピン２１ａが設けられている。軸２０には、バイパスクラッチレバー２１を回動させるためのハンドル２１ｂが取り付けられている。ハンドル２１ｂは、図３に示すように、軸５ａと平行に延びるガイド穴２２に沿って回動可能になっており、該ガイド穴２２の両端に設けられた凹部２２ａ、２２ｂにそれぞれ係合させることにより、バイパスクラッチ６が連結される位置及び解放される位置のそれぞれで固定可能になっている。図４に示すように、ハンドル２１ｂが反軸５ａ側に倒されると、クラッチリング６ａがスライドされることにより、一対のクラッチリング６ａ、６ｂが接合され、バイパスクラッチ６が連結されるように構成されている。また、図２に示すように、ハンドル２１ｂが軸５ａ側に倒されると、クラッチリング６ａがスライドされることにより、一対のクラッチリング６ａ、６ｂが離間され、バイパスクラッチ６が解放されるように構成されている。
【００２５】
切替連動手段１５は、降下状態切替手段１３によるゲート１１の非自重降下状態Ｓ１及び自重降下状態Ｓ２と、バイパスクラッチ切替手段７によるバイパスクラッチ６の連結及び解放とを連動させるように構成されている。具体的には、本例の切替連動手段１５は、降下状態切替手段１３のレバー１３ａと、バイパスクラッチ切替手段７のレバー２１とが、リンク２５で連結されることにより、実現されている。
【００２６】
以上のように構成された本例の自重降下式ゲート設備１０におけるゲート駆動装置１によれば、非自重降下状態Ｓ１では、バイパスクラッチ切替手段７によりバイパスクラッチ６を連結させ、該バイパスクラッチ６によって前記上昇方向及び前記降下方向の両方向へのトルクを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動させることができる。そのため、原動機２によりゲート１１を上昇駆動することができる。また、自重降下状態Ｓ２では、バイパスクラッチ切替手段７によりバイパスクラッチ６を解放させ、ワンウェイクラッチ５によって前記降下方向へのトルクのみを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動させることができる。そのため、ゲート１１の前記自重降下中におけるゲート駆動軸１２のトルクの原動機出力軸２ａへの伝動を防止することができ、原動機２の空転を防止できる。そして、その自重降下の途中で何らかの原因でゲート１１の降下が止まってしまったときは、原動機２を作動させ、ワンウェイクラッチ５により前記降下方向へのトルクをゲート駆動軸１２に伝動させることによって、ゲート１１を強制的に降下させることができる。
【００２７】
また、バイパスクラッチ６は、ワンウェイクラッチ５における入力側の軸５ａ及び出力側の軸５ｂの外周にそれぞれ同心に設けられ、互いに接合可能な一対のクラッチリング６ａ、６ｂを備え、ワンウェイクラッチ５における入力側のクラッチリング６ａは、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ａに対して周方向へ相対回転不可能かつバイパスクラッチ切替手段７による切り替えに応じて軸方向へスライド可能に設けられ、もう一方のクラッチリング６ｂは、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ｂに一体的に設けられており、バイパスクラッチ６は、バイパスクラッチ切替手段７によりクラッチリング６ａがスライドされることにより、一対のクラッチリング６ａ，６ｂが接合されると連結され、離間されると解放されるように構成されている。この構成によれば、比較的簡単な構成によりバイパスクラッチ６を具体的に実現することができる。
【００２８】
また、降下状態切替手段１３によるゲート１１の非自重降下状態Ｓ１及び自重降下状態Ｓ２と、バイパスクラッチ切替手段７によるバイパスクラッチ６の連結及び解放とを連動させるように構成されている切替連動手段１５を備えている。この構成によれば、降下状態切替手段１３による切り替えとバイパスクラッチ切替手段７による切り替えとを連動させることができるので、操作の手間を省くことができる。
【００２９】
さらに、クラッチ機構３の出力側の軸とゲート駆動軸１２とが、軸周方向へのねじり弾性力を備えた弾性部材４を介して接続されている。この構成によれば、自重降下状態Ｓ２のときに、ゲート１１が底面に衝突して停止した場合の衝撃力のクラッチ機構３への伝動を弾性部材４により緩衝することができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）ゲート設備１０の具体的な構成が前記実施形態とは異なるものに対し、本発明のゲート駆動装置１を用いること。
（２）ワンウェイクラッチ５における入力側の軸５ａのクラッチリング６ａを、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ａに一体的に設け、もう一方のクラッチリング６ｂを、その内周側のワンウェイクラッチ５の軸５ｂに対して周方向へ相対回転不可能かつバイパスクラッチ切替手段７による切り替えに応じて軸方向へスライド可能に設けること。
（３）前記上昇方向へのトルクのみを原動機出力軸２ａ及びゲート駆動軸１２の間で伝動するように、バイパスクラッチ６を構成すること。
【符号の説明】
【００３１】
１    ゲート駆動装置
２    原動機
２ａ  原動機出力軸
３    クラッチ機構
３ａ  入力側の軸
３ｂ  出力側の軸
４    弾性部材
５    ワンウェイクラッチ
５ａ  入力側の軸
５ｂ  出力側の軸
６    バイパスクラッチ
６ａ  クラッチリング
６ｂ  クラッチリング
７    バイパスクラッチ切替手段
８    ジョイント
９    凹凸
１０    自重降下式ゲート設備
１１    ゲート
１２    ゲート駆動軸
１３    降下状態切替手段
１３ａ  レバー
１５    切替連動手段
１６    スプライン溝部
１７    ボス部
１８    環状凹溝
２０    軸
２１    バイパスクラッチレバー
２１ａ  ピン
２１ｂ  ハンドル
２２    穴
２２ａ  凹部
２２ｂ  凹部
２５    リンク
３０    ピニオン
３１    吊下ラック
３３    減速機構
３４    ブレーキ機構
Ｓ１    非自重降下状態
Ｓ２    自重降下状態
【図１】
2018204344.tif 000003
【図２】
2018204344.tif 000004
【図３】
2018204344.tif 000005
【図４】
2018204344.tif 000006
【図５】
2018204344.tif 000007
【図６】
2018204344.tif 000008