(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口弁弁体と共に回動する入口弁スピンドルと、前記入口弁スピンドルに固着されたアーム板と、前記アーム板の一端に接続された重錘と、前記入口弁スピンドルと前記重錘の中間の前記アーム板と基礎とを接続するダッシュポット及びピンを有する入口弁開閉機構において、一端が前記重錘に固着され，他端にピン摺動用長穴が形成された前記アーム板と、一端が基礎面にピン結合され，他端に伸縮可能な腕部を有するジャッキ式電動サーボと、前記腕部に固着され，前記ピン摺動用長穴に摺動係合するピンとを備えたことを特徴とする入口弁開閉機構。
【請求項２】
請求項１記載の入口弁開閉機構において、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を形成することにより、入口弁閉動作時にジャッキ式電動サーボ内のウォームギヤに力が作用しないように構成したことを特徴とする入口弁開閉機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水力機械における入口弁開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は水力機械に用いられる従来の入口弁開閉機構の構成図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。
図に示すように、入口弁弁体１７と共に回動する入口弁スピンドル３に固着されたジャッキ式電動サーボ５は、入口弁スピンドル３に固着されたレバー１６を介して重錘２に接続されている。入口弁スピンドル３と重錘２間のレバー１６はダッシュポット４、ダッシュポット基礎用ピン６及びダッシュポット用ピン７を介して基礎１に接続されている。また、開側ロッキング８によってロッキング作動時に入口弁開状態を保持する構造となっている。さらに入口弁スピンドル３のジャッキ式電動サーボ５側の端に回転式クラッチ機構１５が設けられており、入口弁全閉状態（点線位置）から全開状態（実線位置）への移行時には、ジャッキ式電動サーボ５により発生するトルクを入口弁スピンドル３に伝達する。また、入口弁全開状態から全閉状態への移行時には入口弁スピンドル３からジャッキ式電動サーボ５への回転力を遮断する機構になっている。
【０００３】
このように入口弁の開動作はジャッキ式電動サーボ５を駆動し、その駆動力が回転式クラッチ機構１５を介して入口弁スピンドル３にトルクを発生させることにより行われる。また入口弁が開状態になると開側ロッキング８が作動し、入口弁開状態を保持する。さらに回転式クラッチ機構１５の作用により、閉動作時には入口弁スピンドル３からジャッキ式電動サーボ５への回転力を遮断するため、重錘２に作用する重力とレバー１６により発生するトルクは入口弁スピンドル３には伝達されるが、ジャッキ式電動サーボ５へは伝達されず、重錘２とレバー１６と入口弁スピンドル３の回動によって弁体１７が閉鎖するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ジャッキ式電動サーボ５と重錘２および回転式クラッチ機構１５を用いた従来の入口弁開閉機構では、ジャッキ式電動サーボ内にウォームギヤが組み込まれている。
【０００５】
今、入口弁スピンドル３にジャッキ式電動サーボ５が固着されているとすると、入口弁閉動作時には重錘２によって発生するモーメントによってジャッキ式電動サーボ５に力が生じるが、ギヤ比の大きいウォームギヤを逆転させることは困難である。この対策として入口弁閉動作時には入口弁スピンドル３からジャッキ式電動サーボ５への力の伝達を遮断し、重錘２によって発生するモーメントによって入口弁を容易に閉鎖すべく回転式クラッチ機構１５を設置しているが、この構成はクラッチ部構造の複雑化、大型化等につながるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記のような背景に基づいてなされており、その目的はより簡単な構造の水力機械における入口弁開閉機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、入口弁弁体と共に回動する入口弁スピンドルと、前記入口弁スピンドルに固着されたアーム板と、前記アーム板の一端に接続された重錘と、前記入口弁スピンドルと前記重錘の中間の前記アーム板と基礎とを接続するダッシュポット及びピンを有する入口弁開閉機構において、一端が前記重錘に固着され，他端にピン摺動用長穴が形成された前記アーム板と、一端が基礎面にピン結合され，他端に伸縮可能な腕部を有するジャッキ式電動サーボと、前記腕部に固着され，前記ピン摺動用長穴に摺動係合するピンとを備えたことを特徴とする。
請求項１によれば、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を加工することによりジャッキ式電動サーボと重錘による入口弁の開閉動作を行うことが可能となる。
【０００８】
本発明の請求項２は、請求項１記載の入口弁開閉機構において、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を形成することにより、入口弁閉動作時にジャッキ式電動サーボ内のウォームギヤに力が作用しないように構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２によれば、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を加工することにより、ジャッキ式電動サーボ内のウォームギヤに力を作用させずに入口弁を閉鎖することができ、回転式クラッチ機構を不要とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施例（請求項１対応）である入口弁開閉機構の正面図であり、本実施例が既に説明した図１２の従来の入口弁開閉機構と異なる構成は、レバー１６の代りにピン摺動用長穴１１を設けたアーム板１０と、このピン摺動用長穴１１内を摺動する摺動ピン１２と、この摺動ピン１２をジャッキ式電動サーボ５により動作するようにした点であり、その他の構成は同一であるので同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１４】
図に示すように、本実施例の入口弁開閉機構は、重錘２によりアーム板１０を介して入口弁の閉動作を行い、ダッシュポット４により閉動作の緩衝を行う。また入口弁が開の状態で開側ロッキング８が作動し、開状態を保持する構造となっている。また、ピン摺動用長穴１１内を摺動する摺動ピン１２とジャッキ式電動サーボ５の一端とは腕部９により連接されており、ジャッキ式電動サーボ５の他端は揺動可能な電動サーボ基礎用ピン１３に接続されている。
【００１５】
次に、本実施例の動作を図１乃至図３を参照して説明する。
図１および図２は入口弁が完全に開いた状態を示している。すなわち、図１の状態では開側ロッキング８により入口弁開状態が保持されているので、ジャッキ式電動サーボ５が動作し腕部９が図２に示す状態まで上昇すると、腕部９に固着した電動サーボ摺動ピン１２はピン摺動用長穴１１内を摺動して上昇する。この時ジャッキ式電動サーボ５は電動サーボ基礎用ピン１３を中心として揺動する。従って、アーム板１０は回動することなく、入口弁は開状態を保たれる。
【００１６】
図２の状態で閉鎖指令により開側ロッキング８を解除すれば重錘２に働く重力の作用でアーム板１０は入口弁スピンドル３を回動中心として反時計回りに回動し、これにより入口弁スピンドル３も回動することで入口弁は閉鎖し、図３に示す如く入口弁全閉状態となる。
【００１７】
次に、図３の入口弁全閉状態から図１の入口弁全開状態への移行は、以下のように行う。
すなわち、開指令によりジャッキ式電動サーボ５の腕部９が下降すると、腕部９に固着した電動サーボ摺動ピン１２が下降する。この電動サーボ摺動ピン１２の下降により、電動サーボ摺動ピン１２がピン摺動用長穴１１の下端に当接し、これを下降させる。これにより、アーム板１０は入口弁スピンドル３を回動中心として時計回りに回動する。また、入口弁スピンドル３も同様に回動し入口弁を開方向に動作させる。そして、アーム板１０が開側ロッキング８に保持されるまで継続され、図１に示す状態で開動作を完了する。
【００１８】
図４は本発明の第２実施例（請求項２対応）である入口弁開閉機構の構成図であり、図４は入口弁全開直後の正面図、図５は入口弁全閉直前の正面図である。なお、図１の第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１９】
本実施例の入口弁開閉機構は、図４に示す入口弁全開状態において、開側ロッキング８が作動後、ジャッキ式電動サーボ５を駆動すると、ジャッキ式電動サーボの腕部９に固着された電動サーボ摺動ピン１２はアーム板１０に加工されたピン摺動用長穴１１に沿って摺動上昇し、ジャッキ式電動サーボ５は電動サーボ基礎用ピン１３を中心として揺動する。次に、図５に示す入口弁全開状態において、開側ロッキング８を解除してやると、ジャッキ式電動サーボ５の腕部に固着された電動サーボ摺動ピン１２はその位置を変えることなくアーム板１０に加工されたピン摺動用長穴１１に沿って摺動し、アーム板１０は入口弁スピンドル３を中心として回動する。
【００２０】
従って、本実施例によると、ジャッキ式電動サーボ５内部のウォームギヤに力が作用することはなく、図１２に示す従来の回転式クラッチ機構１５と同様の機能を有するので、回転式クラッチ機構１５を必要としない構造とすることが可能である。
【００２１】
図６は本発明の第１実施例および第２実施例の入口弁開閉機構の開閉手順を示すフローチャートである。まず、入口弁全開状態（ステップＳ１）からジャッキ式電動サーボ５を駆動する（ステップＳ２）。この時、図４に示すジャッキ式電動サーボ５の腕部９に固着された電動サーボ摺動ピン１２はアーム板１０に加工されたピン摺動用長穴１１に沿って摺動上昇し、ジャッキ式電動サーボ５は電動サーボ基礎用ピン１３を中心として揺動する。電動サーボ摺動ピン１２が完全に上昇したところで、電動サーボ５を停止する（ステップＳ３）。次に、入口弁開側ロッキングを解除し（ステップＳ４）、重錘に働く重力の作用で入口弁に閉動作（ステップＳ５）を与える。この時、図５に示すジャッキ式電動サーボ５の腕部に固着された電動サーボ摺動ピン１２はその位置を変えることなくアーム板１０に加工されたピン摺動用長穴１１に沿って摺動し、アーム板１０は入口弁スピンドル３を中心として回動し、入口弁全閉状態（ステップＳ６）へと移行する。入口弁全閉状態では図３R>３に示す如く電動サーボ摺動ピン１２はピン摺動用長穴１１の最下部に位置している。入口弁全閉状態からジャッキ式電動サーボを駆動し（ステップＳ７）、電動サーボ摺動ピン１２を引き下げることによりアーム板１０は入口弁スピンドル３を中心として入口弁開方向の回動（ステップＳ８）を行い、入口弁開側ロッキングが作動し（ステップＳ９）、入口弁全開状態（ステップＳ１０）へと移行する。
本実施例によると、入口弁開閉機構を全閉状態から全開状態もしくは全開状態から全閉状態へ運転することが可能である。
【００２２】
図７は本発明の第３実施例である入口弁開閉機構の正面図であり、本実施例が既に説明した図１２の従来の入口弁開閉機構と異なる構成は、アーム板１０にウィンチ１４を取り付けた点であり、その他の構成は同一であるので同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２３】
図７に示す本実施例の入口弁開閉機構は、入口弁が完全に開いた状態を示しており、開側ロッキング８により入口弁開状態が保持されている。この状態でウィンチ１４をＯＦＦ状態にしておけば、開側ロッキング８を解除することで、重錘２に作用する重力とアーム板１０によって入口スピンドル３を回動中心として反時計回りに回動し、図８に示す入口弁全閉状態に移行する。
【００２４】
この場合、入口弁の回動作用の動力はウィンチ１４によっているので、第１実施例のジャッキ式電動サーボ５、腕部９、ピン摺動用長穴１１、電動サーボ摺動ピン１２及び電動サーボ基礎用ピン１３を不要とすることができるので、構造が簡略化できる。
【００２５】
図９は本発明の第４実施例である入口弁開閉機構の構成図であり、図９は入口弁全開直後の正面図、図１０は入口弁全閉直後の正面図である。なお、図７の第４実施例と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２６】
本実施例の入口弁開閉機構は、図９に示す入口弁全開状態において、入口弁の開閉動作はウィンチ１４と重錘２により行うので、入口弁全開状態でウィンチをＯＦＦ状態とした後、開側ロッキング８を解除してやれば、速やかに図１０に示す入口弁全閉状態に移行する。
【００２７】
従って、本実施例によると、第１実施例のジャッキ式電動サーボ５は不要となるので、従来の図１２の回転式クラッチ機構１５を必要としない構造とすることができる。
【００２８】
図１１は本発明の第３実施例および第４実施例の入口弁開閉機構の開閉手順を示すフローチャートである。
まず、入口弁全閉状態（ステップＳ１）からウィンチを作動させる（ステップＳ２）。この時、図８に示すアーム板１０および入口弁スピンドル３は開方向に回動する（ステップＳ３）。入口弁が全開状態になったら、開側ロッキングが作動し（ステップＳ４）、入口弁全開状態を保持する。入口弁全開状態を保持した後にウィンチへの入力を遮断し（ステップＳ５）、外力に対してウィンチが抵抗とならない状態にしておき、入口弁開動作を終了する。次に開側ロッキングを解除する（ステップＳ６）ことで入口弁閉動作が開始される（ステップＳ７）。この時、図７に示す重錘２の作用でアーム板１０を介して入口弁スピンドル３は閉方向に回動し、入口弁全閉状態（ステップＳ８）へと移行する。
本実施例によると、入口弁開閉機構を全閉状態から全開状態もしくは全開状態から全閉状態へ運転することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を加工することにより、ジャッキ式電動サーボと重錘による入口弁の開閉動作を行うことが可能となる。
【００３０】
本発明の請求項２によれば、入口弁アーム板にピン摺動用長穴を加工することにより、ジャッキ式電動サーボ内のウォームギヤに力を作用させずに入口弁を閉鎖することができ、回転式クラッチ機構は不要とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である入口弁開閉機構の正面図。
【図２】図１の入口弁全開時の入口弁開閉機構の構成図。
【図３】図１の入口弁全閉時の入口弁開閉機構の構成図。
【図４】本発明の第２実施例である入口弁開閉機構の正面図。
【図５】図４の入口弁全閉直前の入口弁開閉機構の構成図。
【図６】本発明の第１実施例および第２実施例の入口弁開閉機構の開閉手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３実施例である入口弁開閉機構の正面図。
【図８】図７の入口弁全閉時の入口開閉機構の構成図。
【図９】本発明の第４実施例である入口弁開閉機構の正面図。
【図１０】図９の入口弁全閉時の入口弁開閉機構の構成図。
【図１１】本発明の第３実施例および第４実施例の入口弁開閉機構の開閉手順を示すフローチャート。
【図１２】従来の入口弁開閉機構の構成図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図。
【符号の説明】
１…基礎、２…重錘、３…入口弁スピンドル、４…ダッシュポット、５…ジャッキ式電動サーボ、６…ピン、７…ピン、８…開側ロッキング、９…腕部、１０…アーム板、１１…ピン摺動用長穴、１２…ピン、１３…ピン、１４…ウィンチ、１５…回転式クラッチ機構、１６…レバー、１７…弁体。
【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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【図１１】
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【図１２】
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