(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、水力発電所の電動式アクチュエータにおいて、グリス潤滑の場合に生ずるグリスの供給周期，供給量によってグリスの潤滑成分の枯渇による機器の損傷，グリス供給量過多による操作力の増大のような事象を未然に防止することが可能な電動式アクチュエータを提供することにある。【解決手段】  電動式アクチュエータの回転運動を直線運動に変換する部分（回転子の内部空間８）に液体潤滑剤１０を内蔵する。回転子の内部空間８はシール装置９によって外部と隔絶されている。液体潤滑剤１０はボールナット４とボールネジ軸６間の隙間１１−ａを経て、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６間で構成される隙間１１−ｂに充満する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けて、回転運動を直線運動に変換する機構部を備えた電動式アクチュエータにおいて、回転運動を直線運動に変換する機構部に液体潤滑剤を内蔵することを特徴とする電動式アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、回転部に液体潤滑剤を内蔵することを特徴とする電動式アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１において、液体潤滑剤の流出を防止する装置を具備することを特徴とする電動式アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１において、外部から潤滑油を供給する手段を具備することを特徴とする電動式アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１において、回転運動を直線運動に変換する機構部へ潤滑剤を供給する経路に繊維状材を充填したことを特徴とする電動式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所において、発電用水車への水の流入量を調整するためのガイドベーン開閉操作方法の一つとして電動式アクチュエータが用いられる（例えば特許文献１）。
【０００３】
電動式アクチュエータは、主に、電動機と、電動機の回転運動を直線運動に変換する機構部で構成される。電動式アクチュエータでは、電力の供給を受けて電動機の回転子が回転し、回転運動を直線運動に変換する機構部で、ネジ対偶を用い回転運動を直線運動に変換する。回転運動を直線運動に変換するネジ対偶の一例としてボールネジ機構が上げられる。ボールネジは、ボールナット，ボール，ボールネジ軸で構成される。ボールネジ軸，ボール，ボールナットは互いに金属接触であるので、金属面間の潤滑を必要とする。潤滑の方法として、一般的にグリス潤滑方式が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１０５２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
グリスは固形成分と潤滑成分で構成される半固形物のため、比較的短い周期でグリスを供給しないと、潤滑剤が枯渇し潤滑不足となり金属面間の摩耗，かじりによる動作不能を引き起こす恐れがある。
【０００６】
また、グリス供給量が過多となるとグリス充填部の圧力が高くなり、金属面間の摩擦力が大きくなり、電動式アクチュエータの操作力を増大させる原因となる。
【０００７】
本発明は、水力発電所の電動式アクチュエータにおいて、グリスの供給周期，供給量によってグリスの潤滑成分の枯渇による機器の損傷，グリス供給量過多による操作力の増大のような事象を未然に防止することが可能な電動式アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電動式アクチュエータの回転運動を直線運動に変換する部分に液体潤滑剤を内蔵することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動式アクチュエータは、回転運動を直線運動に変換する機構部分に液体潤滑剤を内蔵することにより、グリス潤滑方式に比較して潤滑剤の供給周期，供給量による潤滑不良を起こさないという利点がある。
【００１０】
更に、これらにより、点検保守の長期化，省力化という利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、電動機回転子部に液体潤滑剤を内蔵することにより、グリス潤滑とした場合に発生し得る潤滑不足、および給油量過多による操作力の増大を防止するものである。以下、図面を用いながらこの本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図２は電動式アクチュエータを用いた場合の制御システムの一例である。電動式アクチュエータ１７は主に電動機１と回転運動を直線運動に変換する機構部１８から構成される。電動式アクチュエータ制御装置１６から電力の供給を受けた電動式アクチュエータ１７は、制御対象物１９を駆動する。駆動した制御対象物の位置を位置検出部２０で検出し、位置信号を電動式アクチュエータ制御装置１６にフィードバックし一連の操作を実施している。
【００１３】
図３を用いグリス潤滑方式の電動式アクチュエータの動作について説明する。図３において電力の供給を受けた電動式アクチュエータは、電動式アクチュエータに組み込まれた電動機１の電機子２を励磁する。電機子１を励磁することにより、回転子３が回転する。回転子３には、ボールナット４が組み込まれており、回転子３と共に回転する。ボールナット４はボール５を介し回転運動をボールネジ軸６に伝達する。回転運動を受けたボールネジ軸６は回転運動を直線運動に変換する。ボールネジ軸６は直線的に移動し制御対象物１９を駆動する。ここで、回転運動を直線運動に変換するボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６は互いに金属接触であるので、接触する金属面間の潤滑を必要とする。グリス潤滑方式の場合、電動機外部より図示しないグリスガンなどで圧入されたグリス１３が、グリス供給路１４を経て、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６で構成された隙間１１−ｃに供給される。隙間１１−ｃに供給されたグリス１３は、隙間１１−ｃに滞留しグリス１３の潤滑成分が順次染み出し、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６の隙間１１−ｃに潤滑膜１５を形成し潤滑を図る。隙間１１−ｂに滞留したグリスは、暫時潤滑成分を減じ固形化する。潤滑膜切れを防止するためにはグリス１３を比較的短い短い周期で、供給する必要がある。グリス１３を供給する場合、潤滑成分の枯渇状況，充填状態によりグリス１３を一定量供給した場合においても、潤滑状態を良好な状況に復元できるとは限らない。良好な潤滑状態が得られない場合ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸間６の金属接触によるカジリが発生し、動作不能となる恐れがある。潤滑状態を最良な状態とするためには、間隙１１−ｂに滞留しているグリス１３を除去し再充填しなければならない。また、グリス１３の供給量が過多となった場合グリス充填部の圧力が高くなり、圧力がボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６に作用し金属面間の摩擦力を増大させることもある。
【００１４】
次に図１により本発明の一実施例について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例であって、液体潤滑剤を液体潤滑剤供給口（図示省略）から供給路７を通して、回転子の内部空間８に供給する。この際潤滑油供給口に回転継ぎ手を用いれば運転中の給油も可能である。回転子内部の空間８はシール装置９によって外部と隔絶されており、供給された液体潤滑剤１０を内蔵することができる。内蔵された液体潤滑剤１０はボールナット４とボールネジ軸６間の隙間１１−ａを経て、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６間で構成される隙間１１−ｂに充満する。ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６間の隙間１１−ｂに浸透した液体潤滑剤１０はボールナット４，ボール５間およびボール５，ボールネジ６軸間に潤滑膜１２を形成し、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６間の潤滑が成立する。液体潤滑剤に圧力は作用しないのでボールナット４，ボール５，ボール間６の摩擦力を増加させることはない。液体潤滑剤１０は、潤滑成分が枯渇することがないので、ボールネジ，ボール，ボールネジ軸間での金属接触に起因する、ボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６の磨耗，かじりによる電動式アクチュエータ不動作発生の恐れを大幅に低減することが可能となる。液体潤滑剤は潤滑成分が枯渇することがないので、点検保守周期の長期化および省力化に効果がある。
【００１６】
また、シール装置１１により、回転子内部８と外部が隔絶されているため外部に液体潤滑剤が流出することがなく、縦置き型，横置き型など電動式アクチュエータの据付方向に制約を受けないという利点がある。
【００１７】
図４の実施例は、回転運動を直線運動に変換する機構部の動作量が微小な場合の潤滑剤供給方法の一例である。動作量が微小であると液体潤滑剤が全体に行きわたらない恐れがある。この場合、ボールナット４の外周に接する回転子３に複数本の潤滑材供給溝を設け、ボールナット４には複数個の潤滑剤供給穴２２および全周にわたる繊維状材充填溝２３を設け、潤滑材供給穴２２および繊維状材充填溝２３に繊維状材２４を充填することにより、液体潤滑油１０は毛細管現象の働きでボールナット４，ボール５，ボールネジ軸６間の隙間１１−ｂに供給されるので問題を解決することができる。
【００１８】
本発明によれば、水力発電所の電動式アクチュエータにおいてグリス潤滑成分の枯渇による潤滑不足，給油量過多による操作力の増大を防止することにより、信頼性の高い電動式アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかわる電動式アクチュエータの構造図である。
【図２】電動式アクチュエータのシステム構成図である。
【図３】グリス潤滑式の電動式アクチュエータの構造図である。
【図４】本発明の電動式アクチュエータにおいて潤滑剤供給方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  電動機
２  電機子
３  回転子
４  ボールナット
５  ボール
６  ボールネジ軸
７  液体潤滑油供給路
８  回転子の内部空間
９  シール装置
１０  液体潤滑剤
１１−ａ  ボールナットとボールネジ軸間の隙間
１１−ｂ，１１−ｃ  ボールナット，ボール，ボールネジ軸間の隙間
１２  液体潤滑剤による潤滑膜
１３  グリス
１４  グリス供給路
１５  グリスの潤滑成分による潤滑膜
１６  電動式アクチュエータ制御装置
１７  電動式アクチュエータ
１８  回転運動を直線運動に変換する機構部
１９  制御対象物
２０  位置検出部
２１  潤滑剤供給溝
２２  潤滑剤供給穴
２３  繊維状材充填溝
２４  繊維状材
【図１】
2008249004.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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