(57)【要約】【課題】油圧サーボモータ駆動の油圧駆動式開閉操作装置を電動サーボモータを備えた電動モータ式開閉操作装置に換装するのに、最小限の土木工事で済み、構造が比較的簡単で、且つ装置コストを低減した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置を提供する。【解決手段】ガイドベーン開度を調整する円環状のガイドリングにそれぞれ連結される１対の操作ロッドと、１台の電動サーボモータの動力をベルクランク機構で左右に分割しリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに連結した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置において、前記各リンク機構は基礎台座にブラケットを介して取り付けられた１対の中間軸受にて支持され、前記ベルクランク機構の動力を、前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに伝達するように構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2009222004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼の流量を調整する円環状のガイドリングにそれぞれ連結される１対の操作ロッドと、１台の電動サーボモータの動力をベルクランク機構で左右に分割しリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに連結した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置において、
前記各リンク機構は基礎台座に取り付けられた１対の中間軸受にて支持され、前記ベルクランク機構の動力を、前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに伝達するように構成されたことを特徴とする水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置。
【請求項２】
前記ベルクランク機構の回転中心は前記ガイドリングの回転中心と同一線上に配置されて、該ベルクランク機構の上部アームに前記１台の電動サーボモータを連結し、該ベルクランク機構の別のアームに前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構及び１対の操作ロッドを連結し、前記１対の中間軸受は前記ガイドリングの回転中心に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座の表面に取り付けられて各リンク機構を支持したことを特徴とする請求項１記載の水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置。
【請求項３】
前記１台の電動サーボモータは、前記作動軸を前記ベルクランク機構のアームに連結され、該電動サーボモータの動力を前記アームを介して前記ベルクランク機構に伝達し、該ベルクランク機構の別のアームに設けられた２つの出力端から前記各リンク機構に伝達され、該各リンク機構の前記中間軸受による支持部を介して前記１対の操作ロッドにそれぞれ伝達されるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置。
【請求項４】
前記ベルクランク機構にアームを取付け、該アームに前記ベルクランク機構の回動を援助する重錘を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車及びポンプ水車のガイドベーンの駆動装置に適用され、ガイドベーン開度を調整する円環状のガイドリングにそれぞれ連結される１対の操作ロッドと、１台のサーボモータの動力をベルクランク機構で左右に分割しリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに連結する形式のガイドベーンの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車及びポンプ水車のガイドベーンの駆動装置の制御は、油圧駆動装置が使用されていたが、漏油の発生等により、電動式のサーボモータに改造されることが多くなった。
この場合、２台の油圧サーボモータを用いてガイドベーンの駆動を行っている油圧駆動装置を電動式のサーボモータに改造すると、各々の油圧サーボモータの負荷調整が複雑になるとともに、電動化に伴うサーボモータの大型化によって、設置スペースの確保が困難となる。このためリンク機構中にベルクランク機構を任意の箇所に追設して１個の電動式のサーボモータの使用を可能とする構造が通用しているが、かかるベルクランク機構を追設して１個の電動式のサーボモータの使用を可能とする改造は、基礎台座の掘削などの土木工事に多額の費用と工事期間を要する。
【０００３】
図５に水車（及びポンプ水車）のガイドベーンの駆動装置の従来の一例を示す。図５において、１は電動サーボモータ、１０はガイドベーン開度を調整する円環状のガイドリング、６ａ，６ｂはガイドリング１０に連結部１０ａによりそれぞれ連結される１対の操作ロッドである。
前記電動サーボモータ１の動力は、前記ベルクランク機構２の軸２ａ（中心７ａ）に伝達され、該ベルクランク機構２の２つの出力端から前記リンク機構１３，１４に伝達され、該リンク機構１３，１４の連結部１１，１２を介して前記１対の操作ロッド６ａ，６ｂに伝達され、１対の操作ロッド６ａ，６ｂにより前記ガイドリング１０をその中心１００周りに回動させている。
【０００４】
２台の油圧サーボモータを用いて、水車用のガイドリング１０の駆動を行っている油圧駆動装置においては、２台の油圧サーボモータを、図５のように、リンク機構中にベルクランク機構２を追設して１個の電動サーボモータ１の使用を可能としている。
【０００５】
尚、水車用のガイドベーンの開閉操作装置の１例として、本件出願人等の出願にかかる特許文献（特許第３９６９７７４号公報）が、提供されている。
【特許文献１】特許第３９６９７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、２台の油圧サーボモータを、リンク機構中にベルクランク機構を追設して１個の電動サーボモータの使用に切り換える改造を行うには、大掛かりな土木工事を必要とする。
【０００７】
即ち、前記ガイドベーンを駆動する油圧サーボモータは、高圧化により小型コンパクトな形状になるが、水車用のガイドベーンの開閉操作装置を電動化するには、電動サーボモータ１は油圧サーボモータのように無制限に大容量化できない上に、図５に示すように、該電動サーボモータ１とガイドリング１０を駆動する一対の操作ロッド６との間のリンク機構中に、ベルクランク機構２を設けて、該ベルクランク機構２により動力の分配を行うため、かかるベルクランク機構２とこれに付随するリンクを必要とする。
従って、かかる電動サーボモータ１及びベルクランク機構２やこれに付随する操作機構を設置するスペースが大きくなり、土木工事が大掛かりになる。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、油圧サーボモータ駆動の油圧駆動式開閉操作装置を、電動サーボモータを備えた電動モータ式開閉操作装置に換装するのに、最小限の土木工事で済み、構造が比較的簡単で、且つ装置コストを低減した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置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】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するもので、翼の流量を調整する円環状のガイドリングにそれぞれ連結される１対の操作ロッドと、１台の電動サーボモータの動力をベルクランク機構で左右に分割しリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに連結した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置において、
前記各リンク機構は基礎台座に取り付けられた１対の中間軸受にて支持され、前記ベルクランク機構の動力を、前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに伝達するように構成されたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
かかる発明における、ガイドベーン駆動装置は詳細には次のように構成する。
（１）前記ベルクランク機構の回転中心は前記ガイドリングの回転中心と同一線上に配置されて、該ベルクランク機構のアームに前記１台の電動サーボモータを連結し、該ベルクランク機構の別のアームに前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構及び１対の操作ロッドを連結し、前記１対の中間軸受は前記ガイドリングの回転中心に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座の表面に取り付けられて各リンク機構を支持する（請求項２）。
【００１１】
（２）前記１台の電動サーボモータは、前記作動軸を前記ベルクランク機構のアームに連結され、該電動サーボモータの動力を前記アームを介して前記ベルクランク機構に伝達し、該ベルクランク機構の別のアームに設けられた２つの出力端から前記各リンク機構に伝達され、該各リンク機構の前記中間軸受による支持部を介して前記１対の操作ロッドにそれぞれ伝達されるように構成される（請求項３）。
【００１２】
また、かかる発明は、つぎのように構成することもできる。
即ち、前記ベルクランク機構にアームを取付け、該アームに前記ベルクランク機構の回動を援助する重錘を取り付けたことを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１台の電動サーボモータの動力をベルクランク機構で左右に分割し、リンク機構を介して前記１対の操作ロッドに連結するとともに、前記各リンク機構は、基礎台座に取り付けられた１対の中間軸受にて支持され、前記ベルクランク機構の動力を、前記１対の中間軸受で支持されたリンク機構を介して前記１対の操作ロッドに伝達するように構成され（請求項１）、該ベルクランク機構のアームに１台の電動サーボモータを連結する一方、該ベルクランク機構の別のアームに１対の中間軸受で支持されたリンク機構、及び１対の操作ロッドを連結し、且つ前記１対の中間軸受は前記ガイドリングの回転中心に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座の表面に取り付けられて各リンク機構を支持し（請求項２）、さらに１台の電動サーボモータはその作動軸中心を前記ガイドリングの回転中心とほぼ直角に配置されて、該電動サーボモータの動力を、アームを介して前記ベルクランク機構に伝達し、次いで該ベルクランク機構の別のアームに設けられた２つの出力端から前記各リンク機構の中間軸受による支持部を介して１対の操作ロッドにそれぞれ伝達されるように構成したので、
ベルクランク機構のアームに１台の電動サーボモータを連結する一方で、ベルクランク機構の別のアームに１対の中間軸受で支持されたリンク機構及び１対の操作ロッドを連結して、ベルクランク機構の上下を、１台の電動サーボモータと中間軸受で支持されたリンク機構及び１対の操作ロッドとの動力の伝達に用いるように構成するとともに、１対の中間軸受を、前記ガイドリングの回転中心に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座の表面に取り付けられて各リンク機構を支持したことにより、電動サーボモータ及びベルクランク機構やこれに付随するリンク機構の、土木工事の掘削面積が少なくて済む。
【００１４】
そして、前記１対の中間軸受を、基礎台座に取り付け、各リンク機構を支持したので、１対の中間軸受を設けることにより、前記ベルクランク機構側と、前記１対の操作ロッド及びガイドリング側とのリンク機構との接続が無理なく円滑にできることとなる。
そして、ベルクランク機構の上下を、１台の電動サーボモータと中間軸受で支持されたリンク機構及び１対の操作ロッドとにより動力の伝達に用いるように構成し、またリンク機構を支持する１対の中間軸受を設けるのみであるので、構造が比較的簡単であり、また装置コストも低廉な水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置を提供できる。
【００１５】
また、ベルクランク機構にアームを取付け、該アームに前記ベルクランク機構の回動を援助する重錘を取り付ければ（請求項４）、前記重錘の重量がベルクランク機構を介してガイドリングの作動を援助することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例に係る水車（及びポンプ水車）のガイドベーンの駆動装置（図２のＣ−Ｃ矢視図）、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
図１〜３において、１０はガイドベーン開度を調整する円環状のガイドリング、１００は該ガイドリング１０の回転中心である。
１は１台の電動サーボモータで、該電動サーボモータ１はその操作リンク４の中心１ａを前記ガイドリング１０の回転中心１００とほぼ直角に配置されている。６ａ，６ｂは前記ガイドリング１０に連結部１０ａによりそれぞれ連結される１対の操作ロッドである。
【００１８】
２はベルクランク機構であり、図２に示されるように、中心軸２ａが鉛直方向に延びて配置されている。該中心軸２ａには地面１６上に、アーム７ｃを有するレバー２ｓとアーム７を有するレバー２ｔが設置されている。前記レバー２ｓ及びレバー２ｔは前記中心軸２ａに固定されている。
前記レバー２ｓのアーム７には、前記電動サーボモータ１の操作リンク４が、連結部４ａを介して連結されている。前記レバー２ｔのアーム７ｃには、連結部１３にてダッシュポット軸１３ａとその外方の連結部１２ｐには後述するワイヤ５が接続されている。
【００１９】
一方、前記中心軸２ａの下部は、地面１６を掘削したピット１０ｓ中に配置され、中心軸２ａの下端部には、２つのアーム１２ａと１２ｂとが固定されて設けられている。前記アーム１２ａの連結部１２には操作ロッド８ａが連結され、前記アーム１２ｂの連結部１４には操作ロッド８ｂが連結されている。
【００２０】
３ａ、３ｂは１対の中間軸受であり、該中間軸受３ａ、３ｂは、前記ガイドリング１０の回転中心１００に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座１０の表面１０ｔに取り付けられて、前記中間軸受３ａが前記操作ロッド８ａ及び操作ロッド６ａ支持し、前記中間軸受３ｂが前記操作ロッド８ｂ及び操作ロッド６ｂ支持している。
従って、前記電動サーボモータ１からベルクランク機構２に伝達された動力は、前記１対の中間軸受３ａ、３ｂで支持された操作ロッド８ａ及び操作ロッド８ｂを介して、前記１対の操作ロッド６ａ、６ｂに伝達し、さらに連結部１０ａ、１０ａにより前記ガイドリング１０に伝達される。
【００２１】
また、図４は図１のＣ−Ｃ断面図であり、ベルクランク機構２に取り付けたアーム７ｃにワイヤ５を換装し、該ワイヤ５に前記ベルクランク機構２の回動を援助する重錘１８を、前記ピット１０ｓ内に、滑車２２で支持して取り付ける。２１はワイヤ５の張力保持用のスプリングである。
このように、構成すれば、前記重錘の重量１８がベルクランク機構２を介してガイドリング１０の作動を援助することとなり、小さな力でガイドリング１０の作動をなすことができる。
【００２２】
かかる実施例においては、前記電動サーボモータ１の動力は、操作リンク４を介してベルクランク機構２に伝達され、該ベルクランク機構２の中心軸２ａの下端部の２つのアーム１２ａと１２ｂから操作ロッド８ａ及び操作ロッド８ｂに連結される。
そして前記１対の中間軸受３ａ、３ｂで支持された操作ロッド８ａ及び操作ロッド８ｂを介して、前記１対の操作ロッド６ａ、６ｂに伝達し、さらに連結部１０ａ、１０ａにより前記ガイドリング１０をその中心周りに回動させている。
【００２３】
従って、かかる実施例によれば、１台の電動サーボモータ１の動力をベルクランク機構２で左右に分割し、操作ロッド８ａ、８ｂ及び１対の操作ロッド６ａ、６ｂを、基礎台座１０にブラケットを介して取り付けられた１対の中間軸受３ａ、３ｂにて支持されている。
そして、前記ベルクランク機構２の動力を、前記１対の中間軸受３ａ、３ｂで支持された操作ロッド８ａ、８ｂ等のリンク機構を介して前記１対の操作ロッド６ａ、６ｂに伝達するように構成されている。
【００２４】
また、該ベルクランク機構２の上部アーム７に１台の電動サーボモータ１を連結し、該ベルクランク機構２の下部アーム１２ａ、１２ｂに１対の中間軸受３ａ、３ｂで支持された操作ロッド８ａ、８ｂ等のリンク機構及び１対の操作ロッド６ａ、６ｂを連結し、且つ前記１対の中間軸受３ａ、３ｂは前記ガイドリング１０の回転中心１００に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座１０の表面１０ｔに取り付けられている。
さらに、１台の電動サーボモータ１はその操作リンク４の中心を前記ガイドリング１０の回転中心１００とほぼ直角に配置されて、該電動サーボモータ１の動力を、上部アーム７を介して前記ベルクランク機構２に伝達し、次いで該ベルクランク機構２の下部アーム１２ａ、１２ｂに設けられた２つの出力端から前記各リンク機構の中間軸受３ａ、３ｂによる支持部を介して、１対の操作ロッド６ａ、６ｂにそれぞれ伝達されるように構成している。
【００２５】
従って、かかる構成によれば、ベルクランク機構２の上部アーム７に１台の電動サーボモータ１を連結する一方で、ベルクランク機構２の下部アーム１２ａ、１２ｂに１対の中間軸受３ａ、３ｂで支持された操作ロッド８ａ、８ｂ等のリンク機構及び１対の操作ロッド６ａ、６ｂを連結して、ベルクランク機構２の上下を、１台の電動サーボモータ１と中間軸受３ａ、３ｂで支持されたリンク機構及び１対の操作ロッド６ａ、６ｂ、とを動力の伝達に用いるように構成するとともに、１対の前記中間軸受３ａ、３ｂを、前記ガイドリング１０の回転中心１００に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座１０の表面１０ｔに取り付けられて各リンク機構を支持したことにより、電動サーボモータ１及びベルクランク機構２やこれに付随するリンク機構の設置用の土木工事の掘削面積が少なくて済む。
【００２６】
そして、前記１対の中間軸受３ａ、３ｂを、ガイドリング１０の回転中心１００に平行で且つ鉛直方向に延びる前記基礎台座１０ｄの表面１０ｔに取り付けられて、各リンク機構を支持したので、１対の中間軸受３ａ、３ｂを設けることにより、前記ベルクランク機構２側と、前記１対の操作ロッド６ａ、６ｂ及びガイドリング１０側とのリンク機構との接続が無理なく円滑にできることとなる。
【００２７】
そして、ベルクランク機構２の上下を、１台の電動サーボモータ１と中間軸受３ａ、３ｂで支持されたリンク機構及び１対の操作ロッド６ａ、６ｂ、とにより動力の伝達に用いるように構成し、リンク機構を支持する１対の中間軸受３ａ、３ｂを設けるのみであるので、構造が比較的簡単であり、また装置コストも低廉な水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、油圧サーボモータ駆動の油圧駆動式開閉操作装置を電動サーボモータを備えた電動モータ式開閉操作装置に換装するのに、最小限の土木工事で済み、構造が比較的簡単で、且つ装置コストを低減した水車及びポンプ水車のガイドベーン駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例に係る水車（及びポンプ水車）のガイドベーンの駆動装置（図２のＤ−Ｄ矢視図）である。
【図２】本発明の実施例に係る図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】水車（及びポンプ水車）のガイドベーンの駆動装置の従来の一例を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１  電動サーボモータ
２  ベルクランク機構
２ａ  中心軸
２ｓ  レバー
２ｔ  レバー
３ａ、３ｂ  中間軸受
４  操作リンク
５  ワイヤ
６ａ  ６ｂ  １対の操作ロッド
７  アーム
７ｃ  アーム
８ａ  操作ロッド
８ｂ  操作ロッド
１０  ガイドリング
１０ｓ  ピット
１２ａ  アーム
１２ｂ  アーム
１８  重錘
２２  滑車
１００  回転中心
【図１】
2009222004.tif 000003
【図２】
2009222004.tif 000004
【図３】
2009222004.tif 000005
【図４】
2009222004.tif 000006
【図５】
2009222004.tif 000007