JP2735109B2 - 電動ランナベーンサーボモータ - Google Patents
電動ランナベーンサーボモータInfo
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- JP2735109B2 JP2735109B2 JP5129037A JP12903793A JP2735109B2 JP 2735109 B2 JP2735109 B2 JP 2735109B2 JP 5129037 A JP5129037 A JP 5129037A JP 12903793 A JP12903793 A JP 12903793A JP 2735109 B2 JP2735109 B2 JP 2735109B2
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- Japan
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- speed
- pump
- shaft
- planetary reducer
- water turbine
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水車又はポンプの流量
変化に対応して可動翼の角度を電動で変化させる電動ラ
ンナベーンサーボモータに関する。
変化に対応して可動翼の角度を電動で変化させる電動ラ
ンナベーンサーボモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】可動翼の角度を変える手段としては、従
来からの油圧シリンダ式、又は電動アクチュエータを別
置きしてレバーを介して行う電動レバー式とが一般的で
ある。従来の油圧シリンダ式の場合は、大掛かりな圧油
装置を必要とする他に、操作のための油を含めたメンテ
ナンスとイニシャルコスト、ランニングコストがかかる
欠点がある。
来からの油圧シリンダ式、又は電動アクチュエータを別
置きしてレバーを介して行う電動レバー式とが一般的で
ある。従来の油圧シリンダ式の場合は、大掛かりな圧油
装置を必要とする他に、操作のための油を含めたメンテ
ナンスとイニシャルコスト、ランニングコストがかかる
欠点がある。
【０００３】また、図３に示す電動レバー式においては
油圧シリンダ式と異なり、可動翼１の翼角度を正逆に変
化させるに必要な大きい駆動力は、電動アクチュエータ
２から、レバー３、操作ロッド４及び水車又はポンプ１
００とモータ又は発電機２００を連結する主軸５を介
し、主軸受６の推力軸受６ａ、６ｂに加わる。したがっ
て、この推力を受ける分だけ主軸受６の容量が大きくな
る他に、推力に伴う回転摩擦損失が推力軸受６ａ、６ｂ
に生じ、水車又はポンプ１００の効率が大幅に低下す
る。
油圧シリンダ式と異なり、可動翼１の翼角度を正逆に変
化させるに必要な大きい駆動力は、電動アクチュエータ
２から、レバー３、操作ロッド４及び水車又はポンプ１
００とモータ又は発電機２００を連結する主軸５を介
し、主軸受６の推力軸受６ａ、６ｂに加わる。したがっ
て、この推力を受ける分だけ主軸受６の容量が大きくな
る他に、推力に伴う回転摩擦損失が推力軸受６ａ、６ｂ
に生じ、水車又はポンプ１００の効率が大幅に低下す
る。
【０００４】また特開昭６０−１５３４７９号公報には
２段の遊星歯車減速機を用いて水車のランナベーンの角
度を変える技術が開示されている。しかしながら、かか
る公知技術は電磁クラッチを設けたので、回転体の慣性
力により、クラッチに滑りが生じ翼角度に誤差が起きや
すく、また翼角度の制御はモータの正逆回転により間欠
的に制御するので、滑らかな運転ができない。
２段の遊星歯車減速機を用いて水車のランナベーンの角
度を変える技術が開示されている。しかしながら、かか
る公知技術は電磁クラッチを設けたので、回転体の慣性
力により、クラッチに滑りが生じ翼角度に誤差が起きや
すく、また翼角度の制御はモータの正逆回転により間欠
的に制御するので、滑らかな運転ができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
翼角度の変化を連続制御でき、かつ翼角度の変化スピー
ドの設定を幅広く行うことのできる電動ランナベーンサ
ーボモータを提供するにある。
翼角度の変化を連続制御でき、かつ翼角度の変化スピー
ドの設定を幅広く行うことのできる電動ランナベーンサ
ーボモータを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、水車又
はポンプの流量変化に対応して可動翼の角度を電動で変
化させる電動ランナベーンサーボモータにおいて、可変
速モータ（１１）の出力軸（１１ａ）には一次遊星減速
機（１３）の太陽歯車軸（１３ａ）が連結され、その一
次遊星減速機（１３）の出力軸（１３ｂ）には二次遊星
減速機（１２）の太陽歯車軸（１２ａ）が連結され、そ
の二次遊星減速機（１２）の出力軸（１２ｂ）には推力
軸受（１０ａ、１０ｂ）で支持されたねじ軸（９）が連
結され、二次遊星減速機（１２）のケース（１２Ａ）は
水車又はポンプ（１００）の主軸（５）に連結され、水
車又はポンプ（１００）の可動翼（１）の操作ロッド
（４）がねじ軸（９）に螺合したリフトナット（７）に
固定され、可変速モータ（１１）の無負荷回転数は一次
遊星減速機（１３）により水車又はポンプの回転数と等
しくそしてその無負荷回転数は可変速モータ（１１）の
最大回転数の中間回転数となっている。
はポンプの流量変化に対応して可動翼の角度を電動で変
化させる電動ランナベーンサーボモータにおいて、可変
速モータ（１１）の出力軸（１１ａ）には一次遊星減速
機（１３）の太陽歯車軸（１３ａ）が連結され、その一
次遊星減速機（１３）の出力軸（１３ｂ）には二次遊星
減速機（１２）の太陽歯車軸（１２ａ）が連結され、そ
の二次遊星減速機（１２）の出力軸（１２ｂ）には推力
軸受（１０ａ、１０ｂ）で支持されたねじ軸（９）が連
結され、二次遊星減速機（１２）のケース（１２Ａ）は
水車又はポンプ（１００）の主軸（５）に連結され、水
車又はポンプ（１００）の可動翼（１）の操作ロッド
（４）がねじ軸（９）に螺合したリフトナット（７）に
固定され、可変速モータ（１１）の無負荷回転数は一次
遊星減速機（１３）により水車又はポンプの回転数と等
しくそしてその無負荷回転数は可変速モータ（１１）の
最大回転数の中間回転数となっている。
【０００７】
【作用効果の説明】したがって、可変速モータの回転を
増速又は減速し、ねじ軸と主軸との間に相対回転差を生
じさせ、リフトナットを軸方向に移動し、操作ロッドを
介して可動翼の翼角度を変化させる。この際に生じる推
力は、ねじ軸を支持する推力軸受に加わり、その反力は
主軸を引張り、又は、圧縮し、主軸内で打ち消される。
したがって、前記推力に係る従来の不具合が解消され
る。
増速又は減速し、ねじ軸と主軸との間に相対回転差を生
じさせ、リフトナットを軸方向に移動し、操作ロッドを
介して可動翼の翼角度を変化させる。この際に生じる推
力は、ねじ軸を支持する推力軸受に加わり、その反力は
主軸を引張り、又は、圧縮し、主軸内で打ち消される。
したがって、前記推力に係る従来の不具合が解消され
る。
【０００８】また一次遊星減速機により可変速モータの
無負荷回転数を可変速モータの最大回転数の中間回転数
である水車又はポンプの回転数としたので、加速幅と減
速幅とが同じとなり、翼角度の変化スピードの設定を幅
広く行うことができる。
無負荷回転数を可変速モータの最大回転数の中間回転数
である水車又はポンプの回転数としたので、加速幅と減
速幅とが同じとなり、翼角度の変化スピードの設定を幅
広く行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１０】図１において、可変速モータ１１の出力軸
１１ａには、一次遊星減速機１３の太陽歯車軸１３ａが
連結されている。その減速機１３の出力軸１３ｂには、
二次遊星減速機１２のラジアル軸受１４で支持された太
陽歯車軸１２ａが連結されている。この減速機１２の出
力軸１２ｂには、台形ねじ部ａを備えたねじ軸９が連結
されている。また、減速機１２のケース１２Ａには、延
長部１２Ｂが一体に結合され、その延長部１２Ｂには、
主軸５の一端がフランジ結合されている。この主軸５
は、モータ又は発電機２００の動力軸であり、ラジアル
軸受１５及び主軸受６の推力軸受６ａ、６ｂで支持さ
れ、他端には、水車又はポンプランジ結合されている。
１１ａには、一次遊星減速機１３の太陽歯車軸１３ａが
連結されている。その減速機１３の出力軸１３ｂには、
二次遊星減速機１２のラジアル軸受１４で支持された太
陽歯車軸１２ａが連結されている。この減速機１２の出
力軸１２ｂには、台形ねじ部ａを備えたねじ軸９が連結
されている。また、減速機１２のケース１２Ａには、延
長部１２Ｂが一体に結合され、その延長部１２Ｂには、
主軸５の一端がフランジ結合されている。この主軸５
は、モータ又は発電機２００の動力軸であり、ラジアル
軸受１５及び主軸受６の推力軸受６ａ、６ｂで支持さ
れ、他端には、水車又はポンプランジ結合されている。
【００１１】この水車又はポンプ１００には、複数の可
動翼１が設けられ、操作ロッド４の前後進により翼角度
が正逆に変化されるようになっている。
動翼１が設けられ、操作ロッド４の前後進により翼角度
が正逆に変化されるようになっている。
【００１２】その操作ロッド４の先端は延長部１２Ｂ内
において、リフトナット７と固設され、スプラインガイ
ド８により延長部１２Ｂに対し回転方向に係止されると
共に軸方向に摺動自在に支持されている。そして、この
リフトナット７には、ねじ軸９のねじ部ａが螺合されて
いる。なお、図中の符号１０ａ、１０ｂはねじ軸９のデ
ィスク部９ａを挟持する推力軸受である。
において、リフトナット７と固設され、スプラインガイ
ド８により延長部１２Ｂに対し回転方向に係止されると
共に軸方向に摺動自在に支持されている。そして、この
リフトナット７には、ねじ軸９のねじ部ａが螺合されて
いる。なお、図中の符号１０ａ、１０ｂはねじ軸９のデ
ィスク部９ａを挟持する推力軸受である。
【００１３】次に作用について説明する。
【００１４】可動翼１の翼角度を変化させるには、ねじ
軸９を正方向または逆方向に回転させる。その際に生じ
る推力は、推力軸受１０ａ又は１０ｂに加わり、その反
力は主軸５を引張り、または、圧縮する。すなわち可動
翼１の翼角度を変更させるのに必要な推力は、主軸５の
内部で打ち消され、推力軸受６ａ、６ｂには作用しな
い。したがって、この分だけ主軸受６の容量を小さくす
ることができ、また、回転摩擦損失を少なくすることが
できる。
軸９を正方向または逆方向に回転させる。その際に生じ
る推力は、推力軸受１０ａ又は１０ｂに加わり、その反
力は主軸５を引張り、または、圧縮する。すなわち可動
翼１の翼角度を変更させるのに必要な推力は、主軸５の
内部で打ち消され、推力軸受６ａ、６ｂには作用しな
い。したがって、この分だけ主軸受６の容量を小さくす
ることができ、また、回転摩擦損失を少なくすることが
できる。
【００１５】上記のねじ軸９を正方向または逆方向に回
転させるには、可変速モータ１１の回転を増速または減
速させ、二次遊星減速機１２の出力軸１２ｂすなわちね
じ軸９と主軸５すなわち延長部１２Ｂとの間に、相対回
転差を生じさせる。このことにより、例えば相対回転差
がプラスの場合は、リフトナット７が軸方向にストロー
クＳだけ移動し、操作ロッド４を矢印ｂ方向に移動して
可動翼１の翼角度を矢印ｄ方向に変化させる。また、相
対回転差がマイナスの場合は、操作ロッド４が矢印ｃ方
向に移動し、矢印ｅ方向に変化させる。また、相対回転
差がゼロの場合は、翼角度は変化しない。すなわち、可
変速モータ１１は無負荷状態であり、水車又はポンプ１
００の動力により空転されている。このような相対回転
差がゼロのときにおいて、翼に作用する水圧によって操
作ロッド４に推力がかかっても、ねじ部ａが台形又は角
ねじの場合には、制御電源がそう失してもねじ勾配が小
さいこととから、ねじ軸９は回転せず、リフトナット７
は移動しなく、したがって、翼角度はその位置を保持す
るが、ボールねじ又はローラねじの場合にはねじ勾配が
大きく且つねじの摩擦抵抗が小さいことから翼角度は変
化する。
転させるには、可変速モータ１１の回転を増速または減
速させ、二次遊星減速機１２の出力軸１２ｂすなわちね
じ軸９と主軸５すなわち延長部１２Ｂとの間に、相対回
転差を生じさせる。このことにより、例えば相対回転差
がプラスの場合は、リフトナット７が軸方向にストロー
クＳだけ移動し、操作ロッド４を矢印ｂ方向に移動して
可動翼１の翼角度を矢印ｄ方向に変化させる。また、相
対回転差がマイナスの場合は、操作ロッド４が矢印ｃ方
向に移動し、矢印ｅ方向に変化させる。また、相対回転
差がゼロの場合は、翼角度は変化しない。すなわち、可
変速モータ１１は無負荷状態であり、水車又はポンプ１
００の動力により空転されている。このような相対回転
差がゼロのときにおいて、翼に作用する水圧によって操
作ロッド４に推力がかかっても、ねじ部ａが台形又は角
ねじの場合には、制御電源がそう失してもねじ勾配が小
さいこととから、ねじ軸９は回転せず、リフトナット７
は移動しなく、したがって、翼角度はその位置を保持す
るが、ボールねじ又はローラねじの場合にはねじ勾配が
大きく且つねじの摩擦抵抗が小さいことから翼角度は変
化する。
【００１６】可変速モータ１１の最大回転数は、一般的
に２４００ｒ／ｍ程度であり、モータ容量は極力回転数
を高く決め、減速比を大きくした方が小容量で済み経済
的である。一方、水車又はポンプ１００の回転数は、大
型機械の場合に低速である。例えば水車の回転数を２０
０ｒ／ｍと仮定した場合、一次遊星減速機１３を設けな
いで可変速モータ１１を図２に示すように、二次遊星減
速機１２に直結した場合には、モータ１１の回転は水車
１００の回転数と同一の２００ｒｐｍで無負荷回転す
る。この無負荷回転数を基準にしてモータ１１に負荷を
かけ、加速又は減速させて翼角度を変化させる場合に、
減速幅は２００ｒ／ｍから０ｒ／ｍまでの２００ｒ／ｍ
しかない。しかし、加速幅は２００ｒ／ｍから２４００
ｒ／ｍまでの差が２２００ｒ／ｍもあり、変速幅がアン
バランスであり、翼角度の変化スピードを適切に制御で
きない場合が生じる。
に２４００ｒ／ｍ程度であり、モータ容量は極力回転数
を高く決め、減速比を大きくした方が小容量で済み経済
的である。一方、水車又はポンプ１００の回転数は、大
型機械の場合に低速である。例えば水車の回転数を２０
０ｒ／ｍと仮定した場合、一次遊星減速機１３を設けな
いで可変速モータ１１を図２に示すように、二次遊星減
速機１２に直結した場合には、モータ１１の回転は水車
１００の回転数と同一の２００ｒｐｍで無負荷回転す
る。この無負荷回転数を基準にしてモータ１１に負荷を
かけ、加速又は減速させて翼角度を変化させる場合に、
減速幅は２００ｒ／ｍから０ｒ／ｍまでの２００ｒ／ｍ
しかない。しかし、加速幅は２００ｒ／ｍから２４００
ｒ／ｍまでの差が２２００ｒ／ｍもあり、変速幅がアン
バランスであり、翼角度の変化スピードを適切に制御で
きない場合が生じる。
【００１７】これに対し図１の本実施例においては、一
次遊星減速機１３を設け、その減速比を例えば１／６と
した場合、モータ１１の無負荷回転数は水車の回転数２
００ｒ／ｍの６倍の１２００ｒ／ｍになる。この回転数
は、モータ１１の最大回転数２４００ｒ／ｍの中間回転
数であるので、加速幅、減速幅が同等となり、翼角度の
変化スピード設定が幅広くできる。また、この一次遊星
減速機１３の減速比を任意に変えることにより、可変速
モータ１１の加速幅、減速幅の大小を決め得ることか
ら、翼の開閉スピードを任意に設定することが可能であ
る。
次遊星減速機１３を設け、その減速比を例えば１／６と
した場合、モータ１１の無負荷回転数は水車の回転数２
００ｒ／ｍの６倍の１２００ｒ／ｍになる。この回転数
は、モータ１１の最大回転数２４００ｒ／ｍの中間回転
数であるので、加速幅、減速幅が同等となり、翼角度の
変化スピード設定が幅広くできる。また、この一次遊星
減速機１３の減速比を任意に変えることにより、可変速
モータ１１の加速幅、減速幅の大小を決め得ることか
ら、翼の開閉スピードを任意に設定することが可能であ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、翼角度を変える際に生じる推力に係る推力
軸受の大容量化や回転摩擦損失の増加を抑え、ポンプ又
は水車の効率を大幅に向上することができる。又、翼角
の開閉スピードを任意に設定できるので、ウォータハン
マを制限できる。
ているので、翼角度を変える際に生じる推力に係る推力
軸受の大容量化や回転摩擦損失の増加を抑え、ポンプ又
は水車の効率を大幅に向上することができる。又、翼角
の開閉スピードを任意に設定できるので、ウォータハン
マを制限できる。
【図１】本発明の一実施例を示す側断面図。
【図２】図１から一次遊星減速機を省いた状態を示す図
面。
面。
【図３】電動レバー式装置を示す側断面図。
１・・・可動翼 ２・・・電動アクチュエータ ３・・・レバー ４・・・操作ロッド ５・・・主軸 ６・・・主軸受 ６ａ、６ｂ、１０ａ、１０ｂ・・・推力軸受 ７・・・リフトナット ８・・・スプラインガイド ９・・・ねじ軸 ９ａ・・・ディスク部 １１・・・可変速モータ １１ａ・・・出力軸 １２・・・二次遊星減速機 １２ａ、１３ａ・・・太陽歯車軸 １２ｂ、１３ｂ・・・出力軸 １２Ａ・・・ケース １２Ｂ・・・延長部 １３・・・一次遊星減速機 １４、１５・・・ラジアル軸受 １００・・・水車又はポンプ ２００・・・モータ又は発電機 ａ・・・台形ねじ部 Ｓ・・・ストローク
Claims (1)
- 【請求項１】 水車又はポンプの流量変化に対応して可
動翼の角度を電動で変化させる電動ランナベーンサーボ
モータにおいて、可変速モータ（１１）の出力軸（１１
ａ）には一次遊星減速機（１３）の太陽歯車軸（１３
ａ）が連結され、その一次遊星減速機（１３）の出力軸
（１３ｂ）には二次遊星減速機（１２）の太陽歯車軸
（１２ａ）が連結され、その二次遊星減速機（１２）の
出力軸（１２ｂ）には推力軸受（１０ａ、１０ｂ）で支
持されたねじ軸（９）が連結され、二次遊星減速機（１
２）のケース（１２Ａ）は水車又はポンプ（１００）の
主軸（５）に連結され、水車又はポンプ（１００）の可
動翼（１）の操作ロッド（４）がねじ軸（９）に螺合し
たリフトナット（７）に固定され、可変速モータ（１
１）の無負荷回転数は一次遊星減速機（１３）により水
車又はポンプの回転数と等しくそしてその無負荷回転数
は可変速モータ（１１）の最大回転数の中間回転数であ
ることを特徴とする電動ランナベーンサーボモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129037A JP2735109B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 電動ランナベーンサーボモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5129037A JP2735109B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 電動ランナベーンサーボモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336998A JPH06336998A (ja) | 1994-12-06 |
| JP2735109B2 true JP2735109B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=14999547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5129037A Expired - Fee Related JP2735109B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 電動ランナベーンサーボモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735109B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102493964A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-13 | 鞍山风机集团有限责任公司 | 一种轴流通风机动叶调节装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153479A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Ebara Corp | ランナベ−ン開閉装置 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5129037A patent/JP2735109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06336998A (ja) | 1994-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |