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公開番号2025008518
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110753
出願日2023-07-05
発明の名称過負荷検出装置及びそれを備える水門開閉設備
出願人西部電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F16H 35/10 20060101AFI20250109BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】ばねのたわみ量が回転部材の回転角度に比例する過負荷検出装置及びそれを備える水門開閉設備を提供する。
【解決手段】モータの回転力を外部機構に向けて伝える動力伝達経路上に設けられる過負荷検出装置10において、仮想円の外縁に沿って形成された歯部26を有し、外部機構に負荷が生じることによって回転して歯部26が仮想円の外縁に沿って移動する回転部材12と、歯部26に噛み合う直線状に設けられた係止部39を有し、移動する歯部26から力を付与されて係止部39に沿って直線的に移動する可動部材13と、可動部材13の移動に伴いたわんで、可動部材13の移動方向とは反対向きの弾性力を可動部材13に対して与えるばね部材14と、可動部材13の移動距離を基に外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、係止部39は、仮想円の接線に沿って設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
モータの回転力を外部機構に向けて伝える動力伝達経路上に設けられる過負荷検出装置において、
仮想円の外縁に沿って形成された歯部を有し、前記外部機構に負荷が生じることによって回転して前記歯部が前記仮想円の外縁に沿って移動する回転部材と、
前記歯部に噛み合う直線状に設けられた係止部を有し、移動する前記歯部から力を付与されて該係止部に沿って直線的に移動する可動部材と、
前記可動部材の移動に伴いたわんで、該可動部材の移動方向とは反対向きの弾性力を該可動部材に対して与えるばね部材と、
前記可動部材の移動距離を基に前記外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、
前記係止部は、前記仮想円の接線に沿って設けられていることを特徴とする過負荷検出装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
請求項１記載の過負荷検出装置において、前記モータの作動によって軸心位置が固定の太陽軸を中心に自転する太陽ギアと、前記太陽ギアに噛み合い、該太陽ギアの回転によって遊星軸を中心に自転しながら該太陽ギアの周りを該遊星軸と共に公転する遊星ギアとを備え、前記遊星軸は前記回転部材の回転中心まで距離を有する位置で該回転部材を貫通し、前記回転部材は前記遊星軸の前記太陽ギア周りの移動に伴って自転することを特徴とする過負荷検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の過負荷検出装置において、該過負荷検出装置は扉体を移動又は回転させて水門を開閉する水門開閉設備に設けられ、前記外部機構は、前記扉体及び前記扉体を支持する支持部材を有して構成されていることを特徴とする過負荷検出装置。
【請求項４】
モータの回転力を扉体に向けて伝える動力伝達経路上に過負荷検出装置が設けられ、前記モータの作動によって前記扉体を移動又は回転させて水門を開閉する水門開閉設備において、
前記過負荷検出装置は、仮想円の外縁に沿って形成された歯部を有し、前記外部機構に負荷が生じることによって回転して前記歯部が前記仮想円の外縁に沿って移動する回転部材と、前記歯部に噛み合う直線状に設けられた係止部を有し、移動する前記歯部から力を付与されて該係止部に沿って直線的に移動する可動部材と、前記可動部材の移動に伴いたわんで、該可動部材の移動方向とは反対向きの弾性力を該可動部材に対して与えるばね部材と、前記可動部材の移動距離を基に前記外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、前記係止部は、前記仮想円の接線に沿って設けられていることを特徴とする水門開閉設備。
【請求項５】
請求項４記載の水門開閉設備において、前記過負荷検出装置は、前記モータの作動によって軸心位置が固定の太陽軸を中心に自転する太陽ギアと、前記太陽ギアに噛み合い、該太陽ギアの回転によって遊星軸を中心に自転しながら該太陽ギアの周りを該遊星軸と共に公転する遊星ギアとを備え、前記遊星軸は前記回転部材の回転中心まで距離を有する位置で該回転部材を貫通し、前記回転部材は前記遊星軸の前記太陽ギア周りの移動に伴って自転することを特徴とする水門開閉設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、過負荷を検出する過負荷検出装置及びそれを備える水門開閉設備に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
モータの作動による扉体の上げ下げによって水路を開閉する水門開閉設備は、扉体が上昇中又は下降中に水門開閉設備に所定以上の負荷（以下、「過負荷」と言う）が生じると、過負荷検出装置によって過負荷の発生を検出し、モータの作動を停止して各種部材の破損等を防ぐ。従来の過負荷検出装置は、その具体例が引用文献１に開示されているように、モータの回転力が与えられる入力部（入力太陽歯車４）と、扉体を上昇する部材等に向けてその回転力を出力する出力部（出力太陽歯車５）との間に、回転可能な回転部材（揺動アーム７）が設けられている。
【０００３】
過負荷検出装置は、出力部より先側で負荷が生じると、回転部材がばね（圧縮コイルばね２５、２６）の弾性力に抗して回転して、可動部材（ばね受座２２、２３）を直線的に移動させるように設計されている。出力部から先で生じている負荷の増大と共に、回転部材から可動部材を介してばねに与えられる力は増大し、回転部材の回転角度は大きくなる。これに対し、ばねから可動部材を介して回転部材に与えられる力は回転部材の回転角度の増大によるばねのたわみ量（コイルばねの場合は収縮量）の増大に伴って大きくなる。
【０００４】
ここで、過負荷検出装置が具備する検知手段（リミットスイッチ２７）は、回転部材の回転に伴ってたわむばねのたわみ量（実際には、ばねのたわみ量と等しい可動部材の移動距離）が所定の量となったのを基に出力部から先で過負荷が発生していることを検知する。そのため、過負荷検出装置で過負荷の発生を検出できるようにするには、出力部から先で生じている負荷が所定の大きさとなった際のばねのたわみ量を求める必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
実全昭５６－０６２４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、引用文献１に記載の過負荷検出装置は、回転部材が可動部材を介してばねに力を与える作用点の位置が回転部材の回転に伴い移動して、回転部材の回転中心から作用点までの距離が変化する。つまり、ばねのたわみ量が回転部材の回転角度に比例していない。
従って、出力部から先で生じている負荷が所定の大きさとなった際のばねのたわみ量を導出するには、回転部材の回転中心から作用点までの距離が変化することを加味した演算式が必要となり、その導出作業は容易でなかった。更に、過負荷検出精度が低くなるという問題も招いていた。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ばねのたわみ量が回転部材の回転角度に比例する過負荷検出装置及びそれを備える水門開閉設備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】
前記目的に沿う第１の発明に係る過負荷検出装置は、モータの回転力を外部機構に向けて伝える動力伝達経路上に設けられる過負荷検出装置において、仮想円の外縁に沿って形成された歯部を有し、前記外部機構に負荷が生じることによって回転して前記歯部が前記仮想円の外縁に沿って移動する回転部材と、前記歯部に噛み合う直線状に設けられた係止部を有し、移動する前記歯部から力を付与されて該係止部に沿って直線的に移動する可動部材と、前記可動部材の移動に伴いたわんで、該可動部材の移動方向とは反対向きの弾性力を該可動部材に対して与えるばね部材と、前記可動部材の移動距離を基に前記外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、前記係止部は、前記仮想円の接線に沿って設けられている。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る水門開閉設備は、モータの回転力を扉体に向けて伝える動力伝達経路上に過負荷検出装置が設けられ、前記モータの作動によって前記扉体を移動又は回転させて水門を開閉する水門開閉設備において、前記過負荷検出装置は、仮想円の外縁に沿って形成された歯部を有し、前記外部機構に負荷が生じることによって回転して前記歯部が前記仮想円の外縁に沿って移動する回転部材と、前記歯部に噛み合う直線状に設けられた係止部を有し、移動する前記歯部から力を付与されて該係止部に沿って直線的に移動する可動部材と、前記可動部材の移動に伴いたわんで、該可動部材の移動方向とは反対向きの弾性力を該可動部材に対して与えるばね部材と、前記可動部材の移動距離を基に前記外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、前記係止部は、前記仮想円の接線に沿って設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に係る過負荷検出装置は、仮想円の外縁に沿って形成された歯部を有し、外部機構に負荷が生じることによって回転して歯部が仮想円の外縁に沿って移動する回転部材と、歯部に噛み合う直線状に設けられた係止部を有し、移動する歯部から力を付与されて係止部に沿って直線的に移動する可動部材と、可動部材の移動に伴いたわんで、可動部材の移動方向とは反対向きの弾性力を可動部材に対して与えるばね部材と、可動部材の移動距離を基に外部機構に過負荷が生じていることを検知する検知手段とを備え、係止部は、仮想円の接線に沿って設けられているので、ばねのたわみ量が回転部材の回転角度に比例する。
（【００１１】以降は省略されています）

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