(57)【要約】【課題】電動サーボモータ２０の荷重が、そのボールネジロッドに加わらないようにする。【解決手段】スプリング６２、一端が電動サーボモータ２０の静止部に固着され、他端がモータ側ホルダ６３によりスプリング６２と係合するモータ側球面軸受６４、一端がピット側ホルダ６５によりスプリング６２と係合し、他端がピットランナ６に固定されたベースプレート６６に固着されたベース側球面軸受６７、スプリング６２に挿通されると共にピット側ホルダ６５とネジで締結されて、当該当該スプリング６２が撓んで収縮したりしないように収縮方向を規制するスプリング軸６９等によりスプリング装置６１を構成して電動サーボモータ２０の荷重を支持し、またその変動を吸収することでボールネジロッドに曲げ荷重が加わるのを抑制する。【選択図】      図３
2004239094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と該電動機にて発生された回転運動を直線運動に変換するボールネジとを有し、その一端を発電用水車が設置される水車ピットのピットライナに固定側連結部を介して支持された電動サーボモータと、該電動サーボモータの他端が駆動側連結部を介して接続されて回動することで前記発電用水車の流量調整用のガイドベーンを一斉に開閉させるガイドリングを有するガイドベーンの開閉装置において、
前記電動サーボモータの自重を支承するモータ荷重支持部を該電動サーボモータに連結して設けたことを特徴とするガイドベーンの開閉装置。
【請求項２】
前記モータ荷重支持部は、前記電動サーボモータの重心位置よりも前記ガイドリング側にずらした位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のガイドベーンの開閉装置。
【請求項３】
前記モータ荷重支持部は、前記電動サーボモータ下部に設けられるとともに、荷重量に応じて伸縮することにより前記電動サーボモータからの荷重変化を吸収して支持するスプリングと、
該スプリングの伸縮方向を規制するスプリング軸とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のガイドベーンの開閉装置。
【請求項４】
前記モータ荷重支持部は、それぞれ電動サーボモータの変位に追従して連結支持角を変えるモータ側球面軸受及びベース側球面軸受を介して電動サーボモータ及びピットライナに連結されていることを特徴とする請求項３記載のガイドベーンの開閉装置。
【請求項５】
前記固定側連結部が、前記ピットライナ側と電動サーボモータ側とを連結する連結ピンと、前記ピットライナ側と電動サーボモータ側との連結支持角をこれらに作用する荷重方向に応じて変える球面軸受と、前記連結ピンの軸と直交する方向から互いに対向して前記球面軸受に挿入されると共に、それらの先端が前記連結ピンに接触しないように挿入されて、前記電動サーボモータの回動による当該球面軸受の連動を規制する連動規制ピンとを備え、
前記駆動側連結部が、前記ガイドリング側と電動サーボモータ側とを連結する連結ピンと、前記ガイドリング側と電動サーボモータ側との連結支持角をこれらに作用する荷重方向に応じて変える球面軸受とを備えることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のガイドベーンの開閉装置。
【請求項６】
前記固定側連結部における前記連動規制ピンと当該連動規制ピンが挿入される挿入穴とのなす間隙の範囲で、前記軸受ハウジングが前記電動サーボモータの回動に連動するのを規制する回転防止ボルトを設けたことを特徴とする請求項５記載のガイドベーンの開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水力発電所の発電機に連結された発電用水車に供給する水量を調整するガイドベーンの開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、水力発電所における発電機には発電用水車が設けられて、上池から下池に流下する水流により当該発電用水車が回転して発電機が駆動されるようになっている。このため、発電機の回転速度や負荷の制御は、発電用水車に供給される水量を調整することにより行なわれている。
【０００３】
このような発電用水車は、発電機のロータ（主軸）に連結された水車羽根（ランナ）、該ランナの上流側に設けられて例えば上池から当該ランナに供給される水量を調整する水量制御機構を有している。
【０００４】
図５に発電用立軸水車の場合の水量制御機構を例示して説明する。なお、図５は図示しない発電機とランナとを連結する主軸３１に対して垂直な面での概略平面図である。
【０００５】
当該水量制御機構は、水量制御信号を出力する調速機制御装置１、該調速機制御装置１からの制御信号を機械的変位量に変換するアクチュエータ２、該アクチュエータ２の機械的変位量に応じて駆動されるサーボモータ１０、該サーボモータ１０により回動するガイドリング３２、該ガイドリング３２の回動量に応じて弁体位（即ち、弁の開閉度）を一斉に変えることにより上池からランナに供給される水量を調整するガイドベーン３３等を有している。
【０００６】
なお、図５においては、サーボモータとして油圧サーボモータ１０を示している。この場合、作動油を加圧するオイルコンプレッサ、その作動油を貯留する圧油槽、作動油を圧油配管４を介して配圧する際の油圧回路形成を行う配圧弁３等の施設が必要となるが、図５においては、オイルコンプレッサや圧油槽等は図示省略している。
【０００７】
また、図５においては、ガイドベーン３３を２つ図示しているが、これは説明を簡略化するためで、実際にはより多数設けられている。
【０００８】
ガイドベーン３３は、ガイドベーン軸３４、当該ガイドベーン軸３４に固定されたガイドベーンアーム３５等を有し、該ガイドベーンアーム３５とガイドリング３２とがガイドベーンリンク３６を介して連結されている。
【０００９】
また、ガイドリング３２は、主軸３１を回動中心として発電用水車の上カバーに取付けられると共に、ガイドリングアーム３７を有して、該ガイドリングアーム３７がサーボモータリンク４０を介して油圧サーボモータ１０と連結されている。
【００１０】
油圧サーボモータ１０は、シリンダ１１、該シリンダ１１に内設されて当該シリンダ１１内の空間を２室に区画するピストン１２、該ピストン１２と連結されたピストンロッド１３、該ピストンロッド１３の先端に設けられたロッドエンド１４等を有し、このロッドエンド１４がサーボモータリンク４０と連結されている。
【００１１】
図５においては、ピストン１２によりシリンダ１１内の空間は左右の部屋に区画されて、右側の部屋（サーボモータリンク４０側の部屋）に圧油が供給されるとピストンロッド１３は左側に動き、左側の部屋に圧油が供給されるとピストンロッド１３は右側に動くようになっている。
【００１２】
このシリンダ１１の基端は、図示しないボルト等によりフランジ７を介して水車ピットのピットランナ６に固定されている。
【００１３】
そして、ロッドエンド１４とサーボモータリンク４０との連結はピン４１により行われ、サーボモータリンク４０とガイドリングアーム３７との連結はピン４２により行われている。
【００１４】
このような構成で、発電用水車に供給される水量を調整する際には、調速機制御装置１から所望水量になるように制御信号がアクチュエータ２に出力され、当該アクチュエータ２で制御信号が機械的変位に変換される。
【００１５】
これにより配圧弁３の弁体位が変化して、油圧サーボモータ１０のピストン１２により区画形成された２つの部屋の何れかに圧油が供給され、ピストンロッド１３が左右（図５において左右）何れかの方向に動くようになる。
【００１６】
そのときの推力は、サーボモータリンク４０等を介してガイドリング３２に伝達されて、当該ガイドリング３２は鎖線Ｌを中心とする角度αの範囲で回動するようになる。
【００１７】
ガイドリング３２が回動すると、ガイドベーンリンク３６を介して連結されている全てのガイドベーン３３が変位して弁開閉度が制御されて、発電用水車に供給される水量が調整される。
【００１８】
ところで、ガイドリング３２の回動により、ピン４２は鎖線で示す円弧状の軌跡ｔを描くようになる。
【００１９】
従って、ロッドエンド１４とガイドリングアーム３７とが直接連結されたような構成の場合には、ピストンロッド１３に大きな曲げ荷重（図５において上下方向の荷重）が作用して、ピストンロッド１３等の破損を招くことがある。
【００２０】
そこで、ロッドエンド１４とガイドリングアーム３７との間に上述したサーボモータリンク４０を設け、これらをピン４１，４２を介して連結するようにして、サーボモータリンク４０が軌跡ｔに追随して傾くようにすることでピストンロッド１３に当該曲げ荷重が直接加わらないようにしている。
【００２１】
しかし、ガイドリング３２が回動すると油圧サーボモータ１０の作用線ｋからピン４２が外れるので、ピストンロッド１３に曲げ荷重が全く働かないようにすることはできない。
【００２２】
また、発電機の故障や電力系統に事故により当該発電機の負荷遮断と同時にガイドベーン３３の急速閉弁が行われると、ランナと上カバーとの間に大きな水圧変化が生じて、当該上カバーが僅かに変形し該上カバーに支持されたガイドリング３２も変形（変位も含む）する。このため大きな曲げ荷重が、ピストンロッド１３に作用する場合がある。
【００２３】
図６は、かかる曲げ荷重を吸収するために提案されたサーボモータリンク４０の構成を示す断面図である。
【００２４】
当該サーボモータリンク４０は、同一構成の矩形状上板４４と下板４５とを所定間隔離してボルト，ナット（不図示）により締結して組立てられている。
【００２５】
そして、それぞれの両端近傍にピン４１，４２が挿着されて、ロッドエンド１４とガイドリングアーム３７とを連結するようになっている。
【００２６】
このとき下板４５の上面とロッドエンド１４の下面との間及び下板４５の上面とガイドリングアーム３７の下面との間に、それぞれ間隙Ｇが形成されるように上板４４と下板４５との間隔が調整されている。
【００２７】
このように間隙Ｇを設けることにより、ガイドリング３２が変形しても、下板４５が当該間隙Ｇの範囲で変形することで、ピストンロッド１３にかかる曲げ荷重を吸収するようになっている。
【００２８】
なお、これまで説明したサーボモータは油圧サーボモータ１０であった。これは、発電用水車の容量により数トン〜数百トンと強大な推力が要求されるためである。
【００２９】
しかし、油圧サーボモータ１０を用いる場合には上述したようにオイルコンプレッサ、圧油槽、配圧弁、圧油配管等の付帯設備が必要でシステムが大規模になると共に高価となり、また油漏れ等による環境汚染が危惧される問題があるので、近年においては電動サーボモータの利用が検討され、小容量の発電用水車への適用が行われている。
【００３０】
このような電動サーボモータを用いた水量制御機構は例えば特許文献１に示されているが、これらを図７及び図８を参照して説明する（特許文献１参照）。
【００３１】
なお、図７は主軸３１に平行な面での概略側面図であり、図８は主軸３１に垂直な面での概略平面図である。以下の説明においては、図５や図６に示す構成と同一構成に関しては同一符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【００３２】
また、図７等においてガイドリング３２やガイドベーン３３等は図示省略すると共に、理解を容易にするために電動サーボモータ２０とピットランナ６との連結部分及び電動サーボモータ２０とガイドリングアーム３７との連結部分を断面図で示している。
【００３３】
電動サーボモータ２０は、駆動源である電動機２１、該電動機２１の回転速度を減速する減速歯車が内設された減速機構２２、該減速機構２２により回転駆動され、回転運動を直線運動に変換する図示しないボールネジが内設されたボールネジ部２３、該ボールネジ部２３のケースからボールネジ軸が突出してなるボールネジロッド２４、該ボールネジロッド２４の先端に固着されたロッドエンド２５等を有している。
【００３４】
また、減速機構２２には取付座２６が突設されて、当該取付座２６は連結ピン２７を介してフランジ７に固定された支持ベース８と連結されている。一方、ロッドエンド２５は連結ピン２８を介してガイドリングアーム３７に連結されている。
【００３５】
ボールネジ部２３は、図示しないボールネジナット及び該ボールネジナットに循環しながら入れ代わる多数のボール（鋼球）を介して螺合するボールネジ軸とから構成され、ボールネジナットが回転することにより当該ボールネジナットに螺合し、かつ、回転が規制されているボールネジ軸が直線運動（図７において左右方向の運動）するようになっている。
【００３６】
なお、ロッドエンド２５とガイドリングアーム３７との連結部分には、ガイドリング３２が変形しても、ボールネジロッド２４に大きな曲げ荷重が働かないように間隙Ｇが設けられている。
【００３７】
このような構成で、調速機制御装置１からの制御信号はサーボアンプ５で増幅されて電動サーボモータ２０が駆動される。電動サーボモータ２０が駆動されることにより電動機２１のモータ軸が回転し、この回転が減速機構２２により減速されてボールネジナットが回転する。
【００３８】
このボールネジナットは、ボールネジに螺合し、その先端部分に回転が規制されたボールネジロッド２４が設けられているので、ボールネジナットの回転によりボールネジロッド２４は直線運動するようになる。
【００３９】
なお、連結ピン２７，２８は互いに平行を保持ち、かつ、ガイドリング３２の回動面（図７の紙面に垂直な面）に対して正確に直交して設けることが必要であり、また適正な間隙Ｇを保つと共に支持ベース８をピットランナ６に取付る際の位置（特に高さ）及び取付角度の決定も慎重に行う必要があることは付言するまでもない。
【００４０】
これにより、ロッドエンド２５に連結されたガイドリングアーム３７を介してガイドリング３２が回動してガイドベーン３３の弁開閉度が調整されるようになる。
【００４１】
このとき、連結ピン２８は図８に鎖線で示すように、鎖線Ｌを中心とする角度αの範囲で揺動して円弧状の軌跡ｋを描くため、ボールネジロッド２４に曲げ荷重が作用する（図７では上下方向に作用する）。
【００４２】
しかし、電動サーボモータ２０は、連結ピン２７により支持ベース８に回動自在（図７において紙面を貫く方向の回動）に軸支されているので、曲げ荷重の大部分は連結ピン２７を中心とする揺動や間隙Ｇの範囲でのロッドエンド２５等の変形として吸収される。
【００４３】
無論、この場合も曲げ荷重の全てを吸収することができず、ボールネジロッド２４には多少の曲げ荷重が働く。
【００４４】
また、図７に示す構成の場合には、電動サーボモータ２０の荷重は連結ピン２７，２８を作用点として支持ベース８とガイドリングアーム３７とにより支持されるので、当該電動サーボモータ２０の荷重による曲げ荷重がボールネジロッド２４に働くことになる。
【００４５】
電動サーボモータ２０においては、断面係数の一番小さいボールネジロッド２４が最も曲げ荷重に対して弱いので、このような曲げ荷重によりボールネジロッド２４が破損したり寿命の低下、伝達効率の低下等を招くことになる。
【００４６】
そこで、ボールネジロッド２４が受ける曲げ荷重を少しでも少なくするために、図９及び図１０に示すような構成の水量調整機構が提案されている。なお、図９は図７に代る図であり、図１０は図８に代る図である。
【００４７】
この構成では、電動サーボモータ２０の減速機構２２が取付座２６及びフランジ７を介して水車ピットのピットランナ６に固定され、ボールネジロッド２４は図６に示したような構成のサーボモータリンク４０を介してガイドリングアーム３７に連結されている。
【００４８】
そして、下板４５の上面とロッドエンド２５の下面との間及び下板４５の上面とガイドリングアーム３７の下面との間にそれぞれ間隙Ｇが形成されて、ボールネジロッド２４に働く曲げ荷重を吸収するようにしている。
【００４９】
なお、このような構成の場合であってもボールネジロッド２４に働く曲げ荷重を全く無くすことができないことは言うまでもない。
【００５０】
【特許文献１】
特開平１０−９１１６号公報
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようにサーボモータに作用する曲げ荷重を吸収緩和するために種々の構成が提案されているが、かかる構成では部品数が多く複雑な構造となり、また据付時の位置決め、間隙Ｇの設定、芯出し、レベリング作業等に多大の労力が必要となる問題がある。
【００５２】
さらに、このような構成を採用してもサーボモータに作用する曲げ荷重を完全に無くすることができず、サーボモータには多少の曲げ荷重が働くため、サーボモータとしての機能が阻害されたり寿命が短くなってしまう問題がある。
【００５３】
特に、電動サーボモータ２０に曲げ荷重が作用すると、多数の鋼球を介してボールネジナットとボールネジ軸とが螺合するボールネジに曲げ荷重が作用して、荷重アンバランスが生じたときには鋼球とボールネジナットやボールネジ軸との間でかじりや固着等の障害を起してしまい、推力が充分に伝達できなくなる問題がある。
【００５４】
そこで、本発明は、サーボモータに曲げ荷重が加わらないようにして信頼性の高いガイドベーンの開閉装置を提供することを目的とする。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、電動機と該電動機にて発生された回転運動を直線運動に変換するボールネジとを有し、その一端を発電用水車が設置される水車ピットのピットライナに固定側連結部を介して支持された電動サーボモータと、該電動サーボモータの他端が駆動側連結部を介して接続されて回動することで発電用水車の流量調整用のガイドベーンを一斉に開閉させるガイドリングを有するガイドベーンの開閉装置において、電動サーボモータの自重を支承するモータ荷重支持部を該電動サーボモータに連結して設け、サーボモータに曲げ荷重が加わらないようにして信頼性を高めたことを特徴とする。
【００５６】
請求項２にかかる発明は、モータ荷重支持部は、電動サーボモータの重心位置よりもガイドリング側にずらした位置に設けられていることを特徴とする。
【００５７】
請求項３にかかる発明は、モータ荷重支持部は、電動サーボモータ下部に設けられるとともに、荷重量に応じて伸縮することにより電動サーボモータからの荷重変化を吸収して支持するスプリングと、
該スプリングの伸縮方向を規制するスプリング軸とを有することを特徴とする。
【００５８】
請求項４にかかる発明は、モータ荷重支持部は、それぞれ電動サーボモータの変位に追従して連結支持角を変えるモータ側球面軸受及びベース側球面軸受を介して電動サーボモータ及びピットライナに連結されていることを特徴とする。
【００５９】
請求項５にかかる発明は、固定側連結部が、ピットライナ側と電動サーボモータ側とを連結する連結ピンと、ピットライナ側と電動サーボモータ側との連結支持角をこれらに作用する荷重方向に応じて変える球面軸受と、連結ピンの軸と直交する方向から互いに対向して球面軸受に挿入されると共に、それらの先端が連結ピンに接触しないように挿入されて、電動サーボモータの回動による当該球面軸受の連動を規制する連動規制ピンとを備え、駆動側連結部が、ガイドリング側と電動サーボモータ側とを連結する連結ピンと、ガイドリング側と電動サーボモータ側との連結支持角をこれらに作用する荷重方向に応じて変える球面軸受とを備えることを特徴とする。
【００６０】
請求項６にかかる発明は、固定側連結部における連動規制ピンと当該連動規制ピンが挿入される挿入穴とのなす間隙の範囲で、軸受ハウジングが電動サーボモータの回動に連動するのを規制する回転防止ボルトを設けたことを特徴とする。
【００６１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。なお、従来と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６２】
図１は、本発明にかかるガイドベーンの開閉装置が適用された発電用立軸水車における水量調整機構を示す主軸３１に垂直な面での概略平面図であり、図２は当該主軸３１に平行な面での概略側面図である。また、図３は図２における矢視Ｘ−Ｘでの後述するモータ荷重支持部の概略断面図であり、図４は図２における矢視Ｙ−Ｙでの後述する固定側連結部の概略断面図である。なお、実機においては、図１の紙面に垂直な方向、図２の紙面で上下方向が重力の作用する鉛直方向となっている。
【００６３】
当該ガイドベーンの開閉装置は、概略的に駆動側支持部１６により電動サーボモータ２０とガイドリング３２とを連結し、固定側連結部１５により電動サーボモータ２０とピットランナ６とを連結する。そして、モータ荷重支持部１７により電動サーボモータ２０を支持する構成となっている。
【００６４】
即ち、固定側連結部１５は、減速機構２２に固着された取付座２６とフランジ７に固着された支持ベース８とを連結ピン２７を介して連結し、その際に電動サーボモータ２０の傾動に追随して連結支持角が変えるように設けられた軸受球７５及び軸受ハウジング７６からなる球面軸受５０、連結ピン２７の軸と直交する方向から互いに対向して球面軸受５０に挿入されると共に、それらの先端が連結ピン２７に接触しないように挿入されて、電動サーボモータ２０の回動による当該球面軸受５０の連動を規制する連動規制ピン７８、該連動規制ピン７８と当該連動規制ピン７８が挿入される挿入穴とのなす間隙の範囲で軸受ハウジング７６が電動サーボモータ２０の回動に連動するのを規制する回転防止ボルト７９を有している。
【００６５】
なお、連結支持角とは、本明細書では連結ピン２７で連結された取付座２６と支持ベース８とのなす角度のように支持点を挟んで連結された部材のなす角度を言うものとする。例えば、図１においては支持ベース８の中心を通る水平線と取付座２６の中心を通る水平線となす角度βが当該連結支持角に相当している。
【００６６】
駆動側連結部１６は、電動サーボモータ２０の推力作用線上に設けられて、ボールネジロッド２４の端部に形成されたロッドエンド２５とガイドリングアーム３７とを連結ピン２８を介して連結し、その際ガイドリング３２の変位に追従して電動サーボモータ２０が傾動して連結支持角を変えるように設けられた軸受球７５及び軸受ハウジング７６からなる球面軸受５１等を有している。
【００６７】
モータ荷重支持部１７は、一端がピットランナ６に固着され他端が電動サーボモータ２０に固着されて、当該電動サーボモータ２０の荷重を支持するスプリング装置６１等により形成されている。
【００６８】
このスプリング装置６１は、図３に示すように、荷重量に応じて伸縮して電動サーボモータ２０からの荷重変化を吸収して支持するスプリング６２、一端が電動サーボモータ２０の静止部に固着され、他端がモータ側ホルダ６３によりスプリング６２と係合して、電動サーボモータ２０の変位に追従して連結支持角を変えるユニバーサル軸受であるモータ側球面軸受６４、一端がピット側ホルダ６５によりスプリング６２と係合し、他端がピットランナ６に固定されたベースプレート６６に固着されて、電動サーボモータ２０の変位に追従して連結支持角を変えるユニバーサル軸受であるベース側球面軸受６７、ピット側ホルダ６５とモータ側ホルダ６３との対峙距離が変化できるようにこれらを係合する複数のホルダ間隔調整ボルト６８、スプリング６２に挿通されると共にピット側ホルダ６５とネジ締めされて、当該当該スプリング６２が撓んで収縮しないように収縮方向を規制するスプリング軸６９、ピット側ホルダ６５とモータ側ホルダ６３とに設けられてスプリング軸６９をガイドするブッシュ７０等を有している。
【００６９】
なお、モータ側球面軸受６３が取付けられている電動サーボモータ２０の静止部とは、例えばボールネジ部２３の筐体のように、少なくとも動きが予定されていない部分を意味する。特に本発明では、かかる静止部のうちで電動サーボモータ２０の重心位置Ｐ、好ましくは当該重心位置Ｐより適宜ロッドエンド２５側の位置に取付けられている。
【００７０】
このようにモータ側球面軸受６３を重心位置Ｐより適宜ロッドエンド２５側にすることが好ましい理由は、かかる設定では固定側連結部１５とモータ荷重支持部１７との間に電動サーボモータ２０の重心位置Ｐが位置するようになるので２点支持となり、ガイドリング３２の変形等により当該電動サーボモータ２０の重心位置Ｐが多少変動しても、ボールネジロッド２４に電動サーボモータ２０の荷重が働くのを防止できるためである。
【００７１】
スプリング６２は、スプリング定数を小さくするように線径を細し、かつ、所定の支持力が得られるように巻数を多くしている。これはスプリング定数の小さいスプリングの方が急激な荷重変化に対しても速やかに応答できるので、電動サーボモータ２０の変位を吸収して当該変位を抑制する効果が高いためである。
【００７２】
そして、スプリング６２は、電動サーボモータ２０の荷重により収縮した状態で平衡を保つことで当該電動サーボモータ２０の荷重を支持する。この際、受ける荷重によりスプリング６２が長手方向に対して直交する方向に彎曲したりしないようにスプリング軸６９により変形方向を規制して、所定のスプリング特性が常に発揮できるようにしている。
【００７３】
また、スプリング６２が平衡状態となったときに、ボールネジロッド２４に曲げ荷重が働かないように複数のホルダ間隔調整ボルト６８でピット側ホルダ６５とモータ側ホルダ６３との間隔を調整できるようになっている。
【００７４】
以上により電動サーボモータ２０がガイドリング３２の変形等により変位しても当該電動サーボモータ２０の変位に追従してモータ側球面軸受６４及びベース側球面軸受６７により連結支持角が変化し、またモータ側球面軸受６４を重心位置Ｐより適宜ロッドエンド２５側にすると共にスプリング定数の小さいスプリング６２で支持するようにしたのでボールネジロッド２４に働く曲げ荷重を吸収でき信頼性が向上する。
【００７５】
次に、固定側連結部１５及び駆動側支持部１６の詳細構成及びその作用を説明する。なお、これらは略同じ構造であるが、上述したように固定側連結部１５側には連動規制ピン７８や回転防止ボルト７９が設けられている点が相違している。そこで、球面軸受５１と球面軸受５０との共通構成については球面軸受５０を例に説明する。
【００７６】
支持ベース８及び取付座２６には、球面軸受５０が挿入される軸受取付溝８０が形成されている。そして、取付座２６が軸受ハウジング７６に固着され、また連結ピン２７が支持ベース８と軸受球７５とを挿通して、これらを連結している。
【００７７】
これにより支持ベース８と取付座２６とが連結され、かつ、軸受取付溝８０で規制される範囲内で任意の連結支持角を変えることができるようになっている。
【００７８】
従って、ガイドリング３２が駆動されて、ロッドエンド２５が上下方向（図１において上下方向）に変位しても、これに追従して電動サーボモータ２０が傾動すようになるので、ボールネジロッド２４に曲げ荷重が働くのを防止することが可能となる。
【００７９】
一方、連結ピン２７の軸と直交して２本の連動規制ピン７８が軸受ハウジング７６及び軸受球７５に挿入されている。そして、この連動規制ピン７８の先端が連結ピン２７に当接して当該連結ピン２７を傷付けたり、軸受球７５が損傷したりカジリを起したりしないように、当該連動規制ピン７８の頭には鍔が設けられて、挿入量を規制するようになっている。
【００８０】
連動規制ピン７８により軸受ハウジング７６は、図４の紙面に平行な面での動き（回転方向ωの動き）が規制される。
【００８１】
この回転は、電動サーボモータ２０が駆動されてボールネジロッド２４が回転すると、当該ボールネジロッド２４の回転方向と逆の方向に電動サーボモータ２０全体が回転しようとする回転トルクに起因した動きである。
【００８２】
即ち、ボールネジナットは、ボールネジに螺合し、その先端部分に回転が規制されたボールネジロッド２４が設けられている。ボールネジロッド２４の回転を規制するのは、ボールネジナットの回転運動をボールネジロッド２４の直線運動に変換するためであるが、当該規制に対する反力が先の回転トルクに起因した動きとなって、電動サーボモータ２０全体を回転させようとする。
【００８３】
従って、電動サーボモータ２０が回転してしまうと、ボールネジロッド２４の直線運動量が減少するので好ましくなく、また電動サーボモータ２０の回転を許すとすると、ボールネジロッド２４に対するボールネジナットの回転数と電動サーボモータ２０の回転数との差分に比例するねじりモーメントが、ボールネジロッド２４に作用してしまう。
【００８４】
そこで、電動サーボモータ２０全体の回転を連動規制ピン７８で規制することにより、かかる不都合の発生を防止している。
【００８５】
なお、連結ピン２７を中心に支持ベース８が回動できるように、該連結ピン２７と当該連結ピン２７が挿通する軸受球７５に形成された挿通穴とは所定の間隙が設けられている。
【００８６】
同様に、連動規制ピン７８を中心に軸受ハウジング７６に連結された取付座２６が回動できるように、該連動規制ピン７８と当該連動規制ピン７８が挿入される軸受球７５に形成された挿入穴とは所定の間隙が設けられている。
【００８７】
このとき、軸受球７５に形成された挿通穴と挿入穴との間隙量が同じ又は挿入穴の間隙量が小さいと、取付座２６からの電動サーボモータ２０による推力が連結ピン２７を介して支持ベース８に伝達されるより先に連動規制ピン７８を介して支持ベース８に伝達されてしまい、当該連動規制ピン７８はこの推力に耐えるものにしなければならない。
【００８８】
そこで、本発明では連動規制ピン７８の挿入される挿入穴の間隙が、連結ピン２７が挿通する挿通穴の間隙より大きな間隙となるように設定している。
【００８９】
これにより、連動規制ピン７８は回転トルクに起因したω方向に回転しようとする荷重に耐えるものであればよく、当該連動規制ピン７８として小径のピンが利用できコストの抑制が図られている。
【００９０】
なお、連動規制ピン７８とこれが挿入される挿入穴との間に間隙を設けているので、その分だけ回転トルクに起因して電動サーボモータ２０がω方向に回転する。
【００９１】
本来静止している電動サーボモータ２０が多少でも回転すると、それを予期しない巡視点検者は当該回転に驚いたりぶつかる等して事故をまねく恐れがある。
【００９２】
そこで、先端が球面形状の回転防止ボルト７９を支持ベース８に取付け、当該回転防止ボルト７９の先端が取付座２６に接触した状態、または微少な間隙をなす状態で固定する。
【００９３】
これにより、連動規制ピン７８と此が挿入される挿入穴との間隙が大きくても、電動サーボモータ２０は回転防止ボルト７９の先端と取付座２６とのなす間隙量内でしか回転しないので、上述したような事故の発生を未然に防止できるようになる。
【００９４】
但し、回転防止ボルト７９の取付け位置は、ガイドリング３２の変形等（図２では当該変形量をＨで示している）により取付座２６が図４において上下に動くので、この動きを規制しないように連結ピン２７の中心線上とする必要があり、さらに電動機２１は可逆回転するので連結ピン２７の左右に設けることが必要である。
【００９５】
なお、回転防止ボルト７９の先端形状は球面に限定するものではなく、要はガイドリング３２の変形等による取付座２６の動きを規制しなければよいので、円錐形状等の点接触する構成であれば良いことは言うまでもない。
【００９６】
また、これまでの説明ではモータ荷重支持部１７としてスプリング６２を備えたスプリング装置６１を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアーダンパー機構等の公知の荷重支持機構により構成されたモータ荷重支持部１７であってもよい。
【００９７】
さらに、モータ荷重支持部１７は電動サーボモータ２０の鉛直下方に設けられた場合を例に説明したが、鉛直上方であっても良い。
【００９８】
また、１のモータ荷重支持部１７により電動サーボモータ２０の荷重を支持するようにしたが、例えば２つ用いて共同で電動サーボモータ２０の荷重を支持するようにしてもよいことは明らかである。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動側連結部により電動サーボモータによりガイドリングが回動できるようにすると共に、該ガイドリングの変位に対して電動サーボモータが追従できるように連結し、固定側連結部により電動サーボモータを変位可能に固定し、さらにモータ荷重支持部により電動サーボモータの荷重を支持するようにしたので、電動サーボモータに働く曲げ荷重がこれら駆動側連結部、固定側連結部及びモータ荷重支持部で吸収されて信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるガイドベーンの開閉装置が適用された発電用立軸水車における水量調整機構を示す概略平面図である。
【図２】図１の概略側面図である。
【図３】図２における矢視Ｘ−Ｘでの概略断面図である。
【図４】図２における矢視Ｙ−Ｙでの概略断面図である。
【図５】従来の技術の説明に適用される、油圧サーボモータを用いた水量調整機構を示す概略平面図である。
【図６】サーボモータリンクの構成を示す断面図である。
【図７】電動サーボモータを用いた水量調整機構を示す概略平面図である。
【図８】図７におけるガイドリングの動きを説明する図である。
【図９】図７に代る電動サーボモータを用いた水量調整機構を示す概略平面図である。
【図１０】図９におけるガイドリングの動きを説明する図である。
【符号の説明】
６  ピットランナ
８  支持ベース
１０  油圧サーボモータ
１３  ピストンロッド
１４  ロッドエンド
１５  固定側連結部
１６  駆動側連結部
１７  モータ荷重支持部
２０  電動サーボモータ
２３  ボールネジ部
２４  ボールネジロッド
２５  ロッドエンド
２６  取付座
２７，２８  連結ピン
３２  ガイドリング
３３  ガイドベーン
４０  サーボモータリンク
５０，５１  球面軸受
６１  スプリング装置
６２  スプリング
６３  モータ側ホルダ
６４  モータ側球面軸受
６５  ピット側ホルダ
６６  ベースプレート
６７  ベース側球面軸受
６８  ホルダ間隔調整ボルト
６９  スプリング軸
７０  ブッシュ
７５  軸受球
７６  軸受ハウジング
７８  連動規制ピン
７９  回転防止ボルト
８０  軸受取付溝
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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