(57)【要約】【課題】ロック機能等を汎用品の電気部品により形成してコストダウンを図ると共に信頼性を向上させる。【解決手段】サーボモータに流入する作動油が流れる圧油管又は当該サーボモータから流出する作動油が流れる圧油管の少なくとも１の圧油管を閉塞又は閉塞解除するロック用閉塞弁と、ガイドベーンが全閉状態の状態になったことを検出する全閉位置検出器と、該全閉位置検出器からの信号に基づきロック用閉塞弁に操作油を供出して圧油管を閉塞させることによりガイドベーンをロックするロック用電磁切替弁を設ける。そして、これらを汎用品により形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧により駆動されてガイドベーンの開閉を行うサーボモータと、該サーボモータに圧油管により接続され、当該サーボモータへの作動油の供給方向を切替えることにより当該サーボモータの駆動方向を切替える主配圧弁と、前記ガイドベーンが閉じる際に予め定められたガイドベーン開度に達すると前記ガイドベーンの閉鎖速度を低下させる緩閉鎖機能と、前記ガイドベーンが全閉した際に当該ガイドベーンを固定するロック機能を備えた水力機械のサーボモータ制御装置において、
前記ロック機能は、前記ガイドベーンが全開状態となったことを検出する全閉位置検出器と、前記サーボモータに接続された少なくとも１の前記圧油管に設けられ、前記全閉位置検出器からの検出信号によって当該圧油管を閉塞又は閉塞解除するロック用電動閉塞手段からなることを特徴とする水力機械のサーボモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、前記緩閉鎖機能は、前記ガイドベーンが予め定めたガイドベーン開度となったことを検出する緩閉鎖位置検出器と、前記サーボモータに接続された前記圧油管に設けられ、前記緩閉鎖位置検出器からの検出信号によって当該圧油管を閉塞又は閉塞解除する緩閉鎖用電動閉塞手段と、当該電動閉塞手段と並列に設けられた絞り弁とからなることを特徴とする水力機械のサーボモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、前記予め定めたガイドベーン開度よりも小さく前記ガイドベーンが全閉直前となるガイドベーン開度となったことを検出する緩衝位置検出器と、前記絞り弁と直列に設けられ当該絞り弁に接続された圧油管を前記緩衝位置検出器からの検出信号によって閉塞又は閉塞解除する緩衝用電動閉塞手段と、前記緩閉鎖閉塞手段と並列に設けられた第２の絞り弁からなる緩衝機能を備えたことを特徴とする水力機械のサーボモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、
前記ロック機能は更に、前記全開位置検出器が前記ガイドベーンの全開状態を検出すると、前記サーボモータを機械的に固定する全閉ロッキングを備えたことを特徴とする水力機械のサーボモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水車又はポンプ水車等の水力機械のサーボモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水車又はポンプ水車等の水力機械には、これらに供給される水量制御のためにガイドベーンが設けられ、当該ガイドベーンはサーボモータを備えたガイドベーン制御装置により開度が制御されている。
【０００３】
図３は、例えば特許文献１等に開示されている一般的な油圧制御式のガイドベーン制御装置の構成を示す図で、当該ガイドベーン制御装置は、図示しないガイドベーンの開度を変えるサーボモータ１１０、該サーボモータ１１０に供給される作動油の供給方向を切替えると共に開閉時間を調整する主配圧弁１２０、該主配圧弁１２０を介してサーボモータ１１０に作動油を供給する圧油タンク１３０を主要構成として、図示しない水車調速機等からの指令によって主配圧弁１２０が作動油の供給方向を切替えるようになっている。
【０００４】
主配圧弁１２０は、ピストン部１２１と、弁部１２２とにより形成されている。ピストン部１２１は、ピストン１２１ａによりシリンダ１２１ｂ内を２部屋に区画し、一方の部屋に操作油が供給されると他方の部屋の操作油が排油されて、排油される側の部屋方向にピストン１２１ａが移動するようになっている。
【０００５】
また、弁部１２２は平行弁１２７とクロス弁１２８とを有し、これらが一体に形成されると共にピストン１２１ａと連結棒１２９により連結されている。
【０００６】
サーボモータ１１０もピストン１１１ａによりシリンダ１１１ｂ内が２部屋に区画され、一方の部屋に作動油が供給されると他方の部屋の作動油が排油されて、排油される側の部屋方向にピストン１１１ａが移動するようになっている。
【０００７】
そして、ピストン１１１ａは、ロック溝１１５を備えた駆動軸１１６と連結され、当該駆動軸１１６の先端部分にガイドベーンとの連結部１１７が設けられている。
【０００８】
なお、図３においては、ガイドベーンを閉じる際の作動油の流動方向を実線矢印で示し、ガイドベーンを開く際の作動油の流動方向を点線矢印で示している。従って、図３は水車又はポンプ水車が停止した状態（ガイドベーンが全閉した状態）を示している。
【０００９】
またガイドベーン制御装置には、ガイドベーンを閉じる際の閉鎖時間を主配圧弁１２０による調整に加えて更に調整して弁急閉鎖時における水圧上昇等を緩和する緩閉鎖弁１４０、ガイドベーンが所定の閉度に達したことを検出すると緩閉鎖弁１４０を動作させる緩閉鎖用配圧弁１５０、ガイドベーンが全閉する際の衝撃を緩和するための緩衝弁１６０、ガイドベーンの全閉状態を保持する全閉ロッキング１７０、ガイドベーンが全閉したことを全閉検出器１８１により検出して、該全閉検出器１８１からの信号により全閉ロッキング１７０への操作油の供給方向を切替えるロッキング用電磁切替弁１８０等を有している。
【００１０】
緩閉鎖弁１４０は、流動する作動油を絞って通過させる絞弁１４１、当該流動する作動油をそのまま通過させる通過弁１４２、絞弁１４１を通過弁１４２側に付勢するバネ１４３、通過弁１４２側に設けられて緩閉鎖用配圧弁１５０と配管接続された油圧ポート１４４を備えている。
【００１１】
緩閉鎖用配圧弁１５０は、クロス弁１５１、平行弁１５２、クロス弁１５１側に設けられてこれらを平行弁１５２側に付勢するバネ１５３、該バネ１５３に対向して平行弁１５２に設けられたコロ１５４を備えている。
【００１２】
このコロ１５４は、バネ１５３の付勢力によりサーボモータ１１０の駆動軸１１６に連結された緩衝弁用ベース１１８と当接している。なお、当該緩衝弁用ベース１１８には突起部１１９が設けられて、サーボモータ１１０の駆動軸１１６が開方向に動くと、コロ１５４を押下げて、操作油がクロス弁１５１に流入するようになっている。
【００１３】
緩衝弁１６０は、逆止弁１６１とこれに並列に設けられた絞弁１６２により形成されている。この逆止弁１６１は、サーボモータ１１０から緩閉鎖弁１４０の方向に向う作動油に対しては流動を制止するように設けられている。
【００１４】
全閉ロッキング１７０は、主配圧弁１２０やサーボモータ１１０と同様にシリンダ１７１ｂを２部屋に区画するピストン１７１ａが設けられ、当該ピストン１７１ａにロック溝１１５と嵌合できるように形成されたロックキー１７２が連結されている。
【００１５】
以下、主配圧弁１２０、サーボモータ１１０及び全閉ロッキング１７０において、運転時に作動油や操作油が供給される部屋を運転部屋１２１ｃ，１１１ｃ，１７１ｃと記載し、停止時に作動油や操作油が供給される部屋を停止部屋１２１ｄ，１１１ｄ，１７１ｄと記載する。
【００１６】
そして、主配圧弁１２０とサーボモータ１１０の停止部屋１１１ｄとは圧油管１９１により、主配圧弁１２０と緩閉鎖弁１４０は圧油管１９２により、緩閉鎖弁１４０とサーボモータ１１０の運転部屋１１１ｃとは圧油管１９３により配管接続され、当該圧油管１９３と並列に緩衝圧油管１９４が配管されて、該緩衝圧油管１９４に緩衝弁１６０が設けられている。
【００１７】
なお、サーボモータ１１０の運転部屋１１１ｃに接続される圧油管１９３と緩衝圧油管１９４との接続位置が異なり、圧油管１９３の接続位置は緩衝圧油管１９４より停止部屋１１１ｄ側となっている。
【００１８】
従って、ピストン１１１ａが運転部屋１１１ｃの方向に動きガイドベーンが全閉される際に、当該ピストン１１１ａが圧油管１９３の接続開口部を塞ぐと運転部屋１１１ｃの作動油の排油経路が変るようになる。
【００１９】
即ち、圧油管１９３の接続開口部が塞がれていないときは、圧油管１９３を介して排油され、圧油管１９３の接続開口部が塞がれると、緩衝圧油管１９４を介して排油されるようになる。
【００２０】
また、全閉ロッキング１７０は、圧油管１２５によりロッキング用電磁切替弁１８０と配管接続されている。
【００２１】
ロッキング用電磁切替弁１８０は、クロス弁１８３と、平行弁１８４を有して、クロス弁１８３が動作弁のときは、全閉ロッキング１７０の停止部屋１７１ｄに操作油が供給されてロックキー１７２がロック溝１１５に嵌合してサーボモータ１１０をロックし、平行弁１８４が動作弁の時は運転部屋１７１ｃに操作油が供給されてサーボモータのロックが解除される。
【００２２】
このような構成で、図３に示す停止状態から運転状態にする際には、先ず水車調速機等から運転指令が出力されてロッキング用電磁切替弁１８０が動作して、ロック溝１１５に嵌合しているロックキー１７２が引抜かれることによりサーボモータ１１０のロックが解除される。
【００２３】
これに伴い、主配圧弁１２０の運転部屋２ｃに操作油が供給されるようになって、ピストン１２１ａは停止部屋１２１ｄ側に移動し、動作弁がクロス弁１２８から平行弁１２７に切替り、サーボモータ１１０への作動油の供給経路が切替えられる。
【００２４】
サーボモータ１１０への作動油の供給経路が切替えられることにより、作動油は圧油管１９２を介して緩閉鎖弁１４０に流動する。この状態では、緩衝弁用ベース１１８の突起部１１９はコロ１５４を押下げていないので、当該緩閉鎖弁１４０の絞弁１４１が機能している。
【００２５】
起動直後は、サーボモータ１１０のピストン１１１ａが、圧油管１９３の接続開口部を閉塞しているので、作動油は緩衝圧油管１９４を介して緩衝弁１６０に流入し、逆止弁１６１を通過してサーボモータ１１０の運転部屋１１１ｃに供給される。
【００２６】
これにより、サーボモータ１１０のピストン１１１ａは、停止部屋１１１ｄの方向に移動して緩衝弁用ベース１１８の突起部１１９がコロ１５４を押下げるようになる。
【００２７】
コロ１５４が押下げられると、緩閉鎖用配圧弁１５０のクロス弁１５１が動作弁となり、操作油がバネ１４３に抗して緩閉鎖弁１４０を駆動して、当該緩閉鎖弁１４０の通過弁１４２が動作弁となる。
【００２８】
従って、運転開始直後におけるサーボモータ１１０の動作速度は遅く、緩閉鎖弁１４０の通過弁１４２になると速い速度で動作するようになる。
【００２９】
このようにして、サーボモータ１１０が動作し、ガイドベーンが開かれて水車又はポンプ水車へ供給される水量が調整される。
【００３０】
次に、このような運転状態から停止状態になる手順を説明する。この場合には、先ず主配圧弁１２０の停止部屋１２１ｃに操作油が供給されるようになって、平行弁１２７からクロス弁１２８に動作弁が切替えられる。
【００３１】
これにより圧油タンク１３０からの作動油は、サーボモータ１１０の停止部屋に供給されるようになり、ピストン１１１ａが運転部屋１１１ｃ方向に移動するようになる。
【００３２】
運転部屋１１１ｃの作動油は、圧油管１９３を介して緩閉鎖弁１４０に流入し、当該緩閉鎖弁１４０から主配圧弁１２０を経て排油される。
【００３３】
このようにして、ガイドベーンは徐々に閉じられ、緩衝弁用ベース１１８の突起部１１９とコロ１５４との当接が解除されてるようになる。
【００３４】
緩衝弁用ベース１１８の突起部１１９とコロ１５４との当接が解除されると、緩閉鎖用配圧弁１５０は平行弁１５２が動作弁となるので、緩閉鎖弁１４０はバネ１４３の力で絞弁１４１が動作弁となる。
【００３５】
これにより、運転部屋１１１ｃから排油される作動油の排油速度が低下して、ガイドベーンの閉鎖速度が遅くなり、水圧の急上昇が抑制される。
【００３６】
そして、ガイドベーンが全閉直前になると、ピストン１１１ａが圧油管１９３の接続開口部を塞ぐようになり、運転部屋１１１ｃから排油は緩衝弁１６０を介して排油されるようになる。
【００３７】
緩衝弁１６０の逆止弁１６１は、運転部屋１１１ｃから緩閉鎖弁１４０方向に流動する作動油に対しては流動を制止させるので、当該運転部屋１１１ｃから排油は絞弁１６２で絞られるようになる。
【００３８】
従って、ガイドベーンの全閉直前から全閉までの間は、さらに閉鎖速度が減速されて全閉時の衝撃が緩和されるようになっている。
【００３９】
このようにして、ガイドベーンが全閉すると全閉検出器１８１がそのことを検出して、ロッキング用電磁切替弁１８０を動作させ、ロックキー１７２がロック溝１１５に嵌合してサーボモータ１１０がロックされてガイドベーンがロック状態となる。
【００４０】
なお、上述した構成では、緩閉鎖弁１４０は、緩衝弁用ベース１１８の突起部１１９と緩閉鎖用配圧弁１５０のコロ１５４との当接状態により動作する場合について説明したが、図４に示すように当該突起部１１９とコロ１５４とが当接するとした位置が検出できるように緩閉鎖位置検出器１５５を設けると共に、該緩閉鎖位置検出器１５５により動作する緩閉鎖用電磁切替弁１５６を設けて緩閉鎖弁１４０の絞弁１４１と通過弁１４２との切替を行うようにした構成も提案されている。
【００４１】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７４５号公報
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成ではメカニカルに動作する構成要素が多く、これらの構成要素は非常に構造が複雑であるため非汎用品（特注品）が多用され高価あり、部品点数の増大に伴う信頼性低下が問題となっていた。
【００４３】
そこで、本発明は、かかる構成要素を汎用品の電気部品により形成してコストダウンを図ると共に信頼性を向上させた水力機械のサーボモータ制御装置を提供することを目的とする。
【００４４】
【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、油圧により駆動されてガイドベーンの開閉を行うサーボモータと、該サーボモータに圧油管により接続され、当該サーボモータへの作動油の供給方向を切替えることにより当該サーボモータの駆動方向を切替える主配圧弁と、ガイドベーンが閉じる際に予め定められたガイドベーン開度に達するとガイドベーンの閉鎖速度を低下させる緩閉鎖機能と、ガイドベーンが全閉した際に当該ガイドベーンを固定するロック機能を備えた水力機械のサーボモータ制御装置において、ロック機能は、ガイドベーンが全開状態となったことを検出する全閉位置検出器と、サーボモータに接続された少なくとも１の圧油管に設けられ、全閉位置検出器からの検出信号によって当該圧油管を閉塞又は閉塞解除するロック用電動閉塞手段からなることを特徴とする。
【００４５】
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、緩閉鎖機能は、ガイドベーンが予め定めたガイドベーン開度となったことを検出する緩閉鎖位置検出器と、サーボモータに接続された圧油管に設けられ、緩閉鎖位置検出器からの検出信号によって当該圧油管を閉塞又は閉塞解除する緩閉鎖用電動閉塞手段と、当該電動閉塞手段と並列に設けられた絞り弁とからなることを特徴とする。
【００４６】
請求項３にかかる発明は、請求項２記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、予め定めたガイドベーン開度よりも小さくガイドベーンが全閉直前となるガイドベーン開度となったことを検出する緩衝位置検出器と、絞り弁と直列に設けられ当該絞り弁に接続された圧油管を緩衝位置検出器からの検出信号によって閉塞又は閉塞解除する緩衝用電動閉塞手段と、緩閉鎖閉塞手段と並列に設けられた第２の絞り弁からなる緩衝機能を備えたことを特徴とする。
【００４７】
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３記載の水力機械のサーボモータ制御装置において、ロック機能は更に、全開位置検出器がガイドベーンの全開状態を検出すると、サーボモータを機械的に固定する全閉ロッキングを備えたことを特徴とする。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本実施の形態に係る水力機械のサーボモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【００４９】
当該サーボモータ制御装置は、図示しないガイドベーンの開度を変えるサーボモータ１０、該サーボモータ１０に供給される作動油の供給方向を切替えると共に開閉時間を調整する主配圧弁２０、該主配圧弁２０を介してサーボモータ１０に作動油を供給する圧油タンク３０を主要構成として、図示しない水車調速機からの指令によって主配圧弁２０が作動油の供給方向を切替えるようになっている。
【００５０】
主配圧弁２０は、ピストン部２１と、弁部２２とにより形成されている。ピストン部２１は、ピストン２１ａによりシリンダ２１ｂ内を２部屋に区画し、一方の部屋に操作油が供給されると他方の部屋の操作油が排油されて、排油される側の部屋方向にピストン２１ａが移動するようになっている。
【００５１】
また、弁部２２は平行弁２７とクロス弁２８とを有し、これらが一体に形成されると共にピストン２１ａと連結棒２９により連結されている。
【００５２】
サーボモータ１０もピストン１１ａによりシリンダ１１ｂ内が２部屋に区画され、一方の部屋に作動油が供給されると他方の部屋の作動油が排油されて、排油される側の部屋方向にピストン１１ａが移動するようになっている。
【００５３】
以下、主配圧弁２０及びサーボモータ１０において、運転する際において作動油や操作油が供給される部屋を運転部屋２１ｃ，１１ｃと記載し、停止する際に作動油や操作油が供給される部屋を停止部屋２１ｄ，１１ｄと記載する。
【００５４】
そして、ピストン１１ａは、駆動軸１６と連結され、当該駆動軸１６の先端部分にガイドベーンとの連結部１７が設けられている。
【００５５】
図１において主配圧弁２０とサーボモータ１０とは、太い実線で示す圧油管５及び圧油管６により配管接続されて、圧油管５はサーボモータ１０の停止部屋１１ｄに連通し、圧油管６は運転部屋１１ｃに連通している。
【００５６】
また、図１においては、停止状態での作動油の流動方向を実線矢印で示し、運転状態での作動油の流動方向を点線矢印で示している。従って、図１は水車又はポンプ水車が停止した状態（ガイドベーンが全閉した状態）を示している。
【００５７】
このようなガイドベーン制御装置には、ガイドベーンの全開状態、全閉状態、又はその中間状態を保持するようにするロック機能を具現するロック部４０、ガイドベーンを閉じる際の閉鎖時間を主配圧弁２０による調整に加えて更に調整して弁急閉鎖時における水圧上昇等を緩和する緩閉鎖機能を具現する緩閉鎖部５０、サーボモータ１０の全閉時の衝撃を緩和する緩衝機能を具現する緩衝部６０が設けられている。
【００５８】
ロック部４０は、ガイドベーンが全閉したことを検出する全閉位置検出器４６、該全閉位置検出器４６からの信号により操作油の流路を切替えるロック用電磁切替弁４１、該ロック用電磁切替弁４１からの操作油により動作制御される第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５からなるロック用閉塞弁を備えて、ロック用電磁切替弁４１、第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５によりロック用電動閉塞手段が構成されている。
【００５９】
そして、第１ロック用閉塞弁４４は圧油管５に設けられ、また第２ロック用閉塞弁４５は圧油管６に設けられている。
【００６０】
緩閉鎖部５０は、ガイドベーンが緩閉鎖位置に達したことを検出する緩閉鎖位置検出器５６、該緩閉鎖位置検出器５６からの信号により操作油の流路を切替える緩閉鎖用電磁切替弁５１、該緩閉鎖用電磁切替弁５１からの操作油により動作制御される緩閉鎖用閉塞弁５４、緩閉鎖用圧油管７を流動する作動油を絞る緩閉鎖用絞弁５５を備えて、緩閉鎖用電磁切替弁５１及び緩閉鎖用閉塞弁５４により緩閉鎖用電動閉塞手段が構成されている。
【００６１】
そして、緩閉鎖用閉塞弁５４は、第２ロック用閉塞弁４５とサーボモータ１０との間の圧油管６に設けられ、また緩閉鎖用絞弁５５は緩閉鎖用閉塞弁５４をパイパスする緩閉鎖用圧油管７に設けられている。
【００６２】
緩衝部６０は、ガイドベーンが全閉位置近傍に達したことを検出する緩衝位置検出器６６、該緩衝位置検出器６６からの信号により操作油の流路を切替える緩衝用電磁切替弁６１、該緩衝用電磁切替弁６１からの操作油により動作制御される緩衝用閉塞弁６４、緩衝用圧油管８を流動する作動油を絞る緩閉鎖用絞弁６５を備えて、緩衝用電磁切替弁６１及び緩衝用閉塞弁６４により緩衝用電動閉塞手段が構成されている。
【００６３】
そして、緩衝用閉塞弁６４は、緩閉鎖用絞弁５５とサーボモータ１０との間の緩閉鎖用圧油管７に設けられ、また緩閉鎖用絞弁６５は緩衝用閉塞弁６４をバイパスする緩衝用圧油管８に設けられている。
【００６４】
ロック用電磁切替弁４１、緩閉鎖用電磁切替弁５１及び緩衝用電磁切替弁６１は、それぞれクロス弁４２，５２，６２と平行弁４３，５３，６３とを備えて、第１ロック用閉塞弁４４，第２ロック用閉塞弁４５，緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４に圧油タンク３０から作動油を供給するか否かを制御している。
【００６５】
即ち、各クロス弁４２，５２，６２が動作弁となっているときは、第１ロック用閉塞弁４４，第２ロック用閉塞弁４５，緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４には作動油が供給されず、平行弁４３，５３，６３が動作弁となっているときは圧油タンク３０から第１ロック用閉塞弁４４，第２ロック用閉塞弁４５，緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４に作動油が供給される。
【００６６】
そして、これらロック用電磁切替弁４１、緩閉鎖用電磁切替弁５１及び緩衝用電磁切替弁６１は、それぞれ切替位置保持機能を有して、クロス弁４２，５２，６２又は平行弁４３，５３，６３の何れかに切替えられると、その後は電磁石への通電が停止してもその時の状態が保持できるようになっている。
【００６７】
また、第１ロック用閉塞弁４４，第２ロック用閉塞弁４５，緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４は同じ構成で、操作油が供給されていない状態では閉塞弁として作用するが、当該操作油が供給されると閉塞作用が失われるようになっている。
【００６８】
以下、説明の都合から、第１ロック用閉塞弁４４，第２ロック用閉塞弁４５，緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４が閉塞弁として作用する状態を「ＯＦＦ」、閉塞作用が失われた状態を「ＯＮ」と記載することにする。
【００６９】
また、図１においては、全閉位置検出器４６、緩閉鎖位置検出器５６及び緩衝位置検出器６６がそれぞれ２つ設けられて、各スイッチの故障等に対応できるようになっているが、これらのスイッチは各種１個であっても良いことを予め付言する。
【００７０】
このような構成で、図１に示す停止状態から運転状態にする際には、先ず水車調速機から運転指令がロック用電磁切替弁４１、緩閉鎖用電磁切替弁５１、緩衝用電磁切替弁６１に出力されて、クロス弁４２，５２，６２から平行弁４３，５３，６３に切替る。
【００７１】
これにより、第１ロック用閉塞弁４４、第２ロック用閉塞弁４５、緩閉鎖用閉塞弁５４及び緩衝用閉塞弁６４は、全て閉塞作用をしなくなって「ＯＮ」状態となる。
【００７２】
このような状態で主配圧弁２０が動作してクロス弁２８から平行弁２７に切替り、圧油タンク３０からの作動油は、第２ロック用閉塞弁４５及び緩閉鎖用閉塞弁５４を通過して、サーボモータ１０の運転部屋１１ｃに供給される。
【００７３】
運転部屋１１ｃに作動油が供給されると、ピストン１１ａは停止部屋１１ｄの方向に移動してガイドベーンが開かれて水車又はポンプ水車に給水が開始されするようになる。
【００７４】
そして、ガイドベーンが全開するとロック用電磁切替弁４１は平行弁４３からクロス弁４２に切替えられて、第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５が「ＯＦＦ」となって、サーボモータ１０への作動油の出入りが停止されて、ガイドベーンは全開状態でロックされるようになる（以下、全開ロック状態と記載する）。
【００７５】
次に、このような運転状態から停止状態になる手順を説明する。この場合には、先ず任意開度ロック状態を解除すべく、ロック用電磁切替弁４１はクロス弁４２から平行弁４３に切替えられて第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５は「ＯＮ」となる。
【００７６】
その後、主配圧弁２０が平行弁２７からクロス弁２８に切替えられて、圧油タンク３０からの作動油が第１ロック用閉塞弁４４を通過して停止部屋１１ｄに供給されるようになる。
【００７７】
停止部屋１１ｄに作動油が供給されると、ピストン１１ａは運転部屋１１ｃの方向に動くことになりガイドベーンは閉じる方向に駆動される。
【００７８】
そして、緩閉鎖位置検出器５６が予め設定された緩閉鎖開始位置を検出すると、緩閉鎖用電磁切替弁５１が平行弁５３からクロス弁５２に切替る。
【００７９】
これにより、緩閉鎖用閉塞弁５４は「ＯＦＦ」となるので、運転部屋１１ｃから主配圧弁２０の方向に流動する作動油は緩閉鎖用圧油管７にバイパスするようになる。
【００８０】
この緩閉鎖用圧油管７には、緩衝用閉塞弁６４及び緩閉鎖用絞弁５５が設けられているが、この状態では緩衝用閉塞弁６４は「ＯＮ」の状態であるので、作動油は当該緩衝用閉塞弁６４を素通りして緩閉鎖用絞弁５５に流入し、当該緩閉鎖用絞弁５５で絞られて流速調整されて主配圧弁２０に流動する。
【００８１】
このように、運転部屋１１ｃの作動油の排油速度が緩閉鎖用絞弁５５で減速するために、ガイドベーンの閉速度が遅くなり、水圧の急上昇が抑制されるようになる。
【００８２】
このような緩閉鎖状態が続き、ガイドベーンが全閉状態に近づいて、予め設定された緩衝位置を緩衝位置検出器６６が検出すると、緩衝用電磁切替弁６１の平行弁６３がクロス弁６２に切替えられて、緩衝用閉塞弁６４は「ＯＦＦ」となる。
【００８３】
緩衝用閉塞弁６４が「ＯＦＦ」となると、運転部屋１１ｃからの作動油は緩衝用圧油管８にバイパスして流れるようになる。
【００８４】
しかし、この緩衝用圧油管８には緩閉鎖用絞弁６５が設けられているので、当該緩衝用絞弁６５で絞られて流速調整され、さらに緩閉鎖用絞弁５５で絞られて緩閉鎖時におけるよりもさらに流速が減少して主配圧弁２０に流動するようになって、ガイドベーンが全閉される際に発生する衝撃が緩和されるようになる。
【００８５】
そして、全閉位置検出器４６によりガイドベーンが全閉されたことを検出すると、ロック用電磁切替弁４１は平行弁４３からクロス弁４２に切替えられて第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５がＯＦＦして、サーボモータ１０への作動油の供給が規制されてロック状態（以下、全閉ロック状態という）となる。
【００８６】
無論、ガイドベーンの閉鎖操作中や開弁操作中に、サーボモータ１０への作動油供給を停止することにより、当該サーボモータの駆動を停止させて、その時の開度でガイドベーンをロック（以下、任意ロック状態と記載する）することができることは言うまでもない。
【００８７】
なお、第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５を設けて、全開、全閉及び任意ロック状態を保持するようにしているが、必ずしも２つの閉塞弁を設ける必要はなく、いずれか１の閉塞弁のみを設けることにより全開、全閉及び任意ロック状態を保持することが可能である。
【００８８】
しかし、主配圧弁２０等の所謂メカニカルに流路を切替える弁では作動油の漏れを完全に無くすことが非常に困難であり、例えば第２ロック用閉塞弁４５を設けずに第１ロック用閉塞弁４４のみを設け、かつ、ガイドベーンの閉鎖操作中に任意ロック状態にするとかかる作動油の漏れのため、完全なロック状態が得られなくなってしまう場合が生じる。
【００８９】
従って、主配圧弁２０等では厳密に油漏れが発生しないようにする必要があり、このためコストアップの要因となってしまう。
【００９０】
そこで、本実施の形態では第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５を設けて、全開、全閉及び任意ロック状態を保持するようにしている。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態においては、ロック部４０、緩閉鎖部５０、緩衝部６０を汎用品の電気部品により構成したのでコストダウンを図ると共に信頼性を向上させることが可能になる。
【００９２】
無論、ロック部４０、緩閉鎖部５０、緩衝部６０の全てを汎用品の電気部品により構成しなくても、一部のみを汎用品の電気部品により構成しても、その分コストダウンが図れると共に信頼性が向上することは言うまでもない。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。なお、上述した実施の形態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。
【００９４】
上述した実施の形態においては、ガイドベーンをロック状態にするために、ロック用電磁切替弁４１の平行弁４３をクロス弁４２に切替えることにより、当該ロック用電磁切替弁４１でサーボモータ１０に供給される作動油を停止させた。
【００９５】
これに対し本実施の形態に係る水力機械のサーボモータ制御装置は、図２に示すように、図１に示す構成に加えサーボモータをメカニカルにロックできるようにして信頼性を更に向上させたものである。
【００９６】
このため、サーボモータ１０の駆動軸１６にはロック溝１５が形成されると共に、ガイドベーンの全閉状態を保持する全閉ロッキング７０が設けられている。
【００９７】
この全閉ロッキング７０は、主配圧弁２０やサーボモータ１０と同様にシリンダ７１ｂを２部屋（運転部屋７１ｃ、停止部屋７１ｄ）に区画するピストン７１ａが設けられ、当該ピストン７１ａにロック溝１５と嵌合できるように形成されたロックキー７２が連結されている。
【００９８】
そして、操作油がロック用電磁切替弁４１を介して全閉ロッキング７０の運転部屋７１ｃ及び停止部屋７１ｄに供給されるようになっている。
【００９９】
このような構成で、全閉位置検出器４６によりガイドベーンが全閉されたことを検出すると、ロック用電磁切替弁４１の平行弁４３がクロス弁４２に切替えられて、第１ロック用閉塞弁４４及び第２ロック用閉塞弁４５がＯＦＦとなって全閉ロック状態となる。
【０１００】
さらに、ロック用電磁切替弁４１の平行弁４３がクロス弁４２に切替えられることにより、全閉ロッキング７０の停止部屋７１ｄに操作油が供給されるようになって、ピストン７１ａが運転部屋７１ｃ側に移動して、ロックキー７２がロック溝１５と嵌合することによりメカニカルに全閉ロック状態を保持するようになる。
【０１０１】
従って、確実にロック状態を保持することが可能になって、信頼性が向上する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロック機能は、ガイドベーンが全開状態となったことを検出する全閉位置検出器と、サーボモータに接続された少なくとも１の圧油管に設けられ、全閉位置検出器からの検出信号によって当該圧油管を閉塞又は閉塞解除するロック用電動閉塞手段を設けたので、ロック機能が汎用品の電気部品により構成できるようになりコストダウンが図られると共に信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明に適用される水力機械のサーボモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の説明に適用される水力機械のサーボモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】従来の技術の説明に適用される水力機械のサーボモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図４】図３に代る水力機械のサーボモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
５，６  圧油管
７  緩閉鎖用圧油管
８  緩衝用圧油管
１０  サーボモータ
１５  ロック溝
２０  主配圧弁
４０  ロック機能
４１  ロック用電磁切替弁
４４  第１ロック用閉塞弁
４５  第２ロック用閉塞弁
４６  全閉位置検出器
５０  緩閉鎖部
５１  緩閉鎖用電磁切替弁
５４  緩閉鎖用閉塞弁
５５  緩閉鎖用絞弁
５６  緩閉鎖位置検出器
６０  緩衝部
６１  緩衝用電磁切替弁
６４  緩衝用閉塞弁
６５  緩衝用絞弁
６５  緩閉鎖用絞弁
６６  緩衝位置検出器
７０  全閉ロッキング
７２  ロックキー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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