JP3933727B2 - Servo motor mounting support structure - Google Patents

Servo motor mounting support structure Download PDF

Info

Publication number
JP3933727B2
JP3933727B2 JP16561996A JP16561996A JP3933727B2 JP 3933727 B2 JP3933727 B2 JP 3933727B2 JP 16561996 A JP16561996 A JP 16561996A JP 16561996 A JP16561996 A JP 16561996A JP 3933727 B2 JP3933727 B2 JP 3933727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo motor
guide ring
turbine
ball screw
rod end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16561996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH109116A (en
Inventor
寛雄 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Plant Systems and Services Corp
Original Assignee
Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Plant Systems and Services Corp filed Critical Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority to JP16561996A priority Critical patent/JP3933727B2/en
Publication of JPH109116A publication Critical patent/JPH109116A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3933727B2 publication Critical patent/JP3933727B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水力発電所に設置され発電機に直結されてこれを回転駆動する発電用水車への流入水量を制御するサーボモータの取付支持構造の改良に関し、特にサーボモータがその動作時に曲げ荷重を受けることなく常に軸方向成分の荷重のみが作用するようにしたサーボモータの取付支持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
水力発電所に設置され直結された発電機を回転駆動する発電用水車の回転速度制御或いは上記の発電機の負荷制御等は、周知のように、発電用水車への流入水量を制御することにより行われる。そして、発電用水車への流入水量の制御は、発電用水車の上カバーの上方に位置し、この上カバーに支持されたガイドリングに機械的に連結されたサーボモータによりこのガイドリングを回動させ、ガイドリングにリンクを介して連結された発電用水車のガイドベーンを開閉制御することにより行われる。
【0003】
しかして、ガイドリングの回動に要する操作力(推力)は、ガイドベーンが受ける水圧力に抗してガイドベーンの開閉操作を行う必要があるから、発電用水車の容量に応じて、数トンから数百トンに達し、この値の推力を出力するサーボモータが要求される。
【0004】
上記のサーボモータとして、従来は容量に関係なく、全ての発電用水車に対して圧油により駆動される油圧サーボモータが使用されていたが、油圧サーボモータは、上記の強力な推力を出力させる必要から、その付帯設備として、オイルコンプレッサ、圧油槽、配圧弁、圧油配管等、大規模で高価な油圧装置を必要とするのみならず、この油圧装置は、近年においては油漏れにより河川等を汚染する環境汚染の惧があり問題となってきた。
【0005】
そこで、近年には、環境汚染の惧のない電動機により駆動される安価な電動サーボモータが開発されて、小容量の発電用水車に使用されるようになった。そして最近では、製作される電動サーボモータの容量も順次大きくなり、次第に大容量の発電用水車にも適用されるようになってきた。
【0006】
図4は、発電用立軸水車に適用された油圧サーボモータの従来の取付支持構造の概要を示すと共に、立軸水車のガイドベーンの開閉制御を説明するための平面図である。
【0007】
図4において、1は調速機制御装置、2はアクチュエータ、3は配圧弁、4は圧油配管である。
【0008】
10は油圧サーボモータで、後述する立軸水車が設置される図示しない水車ピットのサーボモータ取付用ピットライナ6に、フランジ7を介してその基端(後述するシリンダの図示左端)が図示しないボルトにより強固に固定されており、その主体であるシリンダ11、このシリンダ11内に設けられたピストン12、このピストン12に固着されたピストンロッド13およびこのピストンロッド13の先端に固着されるロッドエンド14から構成されている。
【0009】
30は、発電用立軸水車であり、その主体ではあるが本発明に直接関係のないケーシング、このケーシングの内側の空間部に挿入されるランナ、このランナの上面と下面とをそれぞれ覆う上カバーと下カバー等は省略してある。
【0010】
31は、上記ランナの主軸、32は、上記の上カバーの上方に位置し上カバーに支持されて主軸31を中心として回動可能に取付けられたガイドリングで、ガイドリングアーム37が突設されている。33は、ガイドベーンで、ガイドベーン軸34がその上面と下面とに突出して設けられており、図には2つだけ示しているが、上記のケーシングの内周面に沿って等間隔にガイドベーン軸34によって上記の上カバーと下カバーとの間に十数個軸支されている。
【0011】
35は、ガイドベーン軸34の上端に固着されたガイドベーンアームで、その先端はガイドベーンリンク36を介してそれぞれガイドリング32に等間隔に連結されている。
【0012】
40は、上記のロッドエンド14とガイドリングアーム37との間をピン41と42とにより連結するサーボモータリンクであり、このサーボモータリンク40を介して油圧サーボモータ10とガイドリング32とは連結される。
【0013】
上記の構成において、ガイドベーン33の開閉制御により立軸水車30へ導入される流入水量の制御は下記のようにして行われる。
【0014】
すなわち、調速機制御装置1より出力される電気信号は、アクチュエータ2に入力され、ここで機械的変位に変換されて配圧弁3に伝達され、図示しない配圧弁内の弁体を変位させる。図示はしないが、配圧弁3には、上記の圧油槽より圧油配管を介して圧油が供給されており、この圧油は、上記の弁体の変位に応じて圧油配管4、4を介して油圧サーボモータ10のシリンダ11の図示左側室或いは右側室に供給されてピストン12を図示右方或いは左方に移動させる。
【0015】
このピストン12の移動により油圧サーボモータ10は、油圧力による直線的な推力を発生し、この推力はピストンロッド13、ロッドエンド14、サーボモータリンク40を介してガイドリングアーム37に伝達され、ガイドリング32を鎖線Lを中心とする角度aの範囲で回動させる。このガイドリング32の回動により、ガイドリング32に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の開度は、全閉から全開まで制御されて立軸水車30への流入水量はガイドベーン33の開度に応ずる流量に制御される。
【0016】
ところで、油圧サーボモータ10の基端は、ピットライナ6にフランジ7により強固に固定されると共に、その先端のロッドエンド14はサーボモータリンク40を介してガイドリング32に連結されているから、ガイドベーン33の開閉制御時には、ガイドリング32側のピン42は、揺動することによって鎖線で示す円弧状の軌跡を描くことになる。
【0017】
この場合ピン42の揺動は、サーボモータリンク40を設けたことにより可能となるが、ロッドエンド14とガイドリングアーム37とを、リンク40を介することなくピン41により直接連結すれば、ピン41の揺動は殆ど不可能となり、油圧サーボモータ10には、その軸方向に対して直角方向(図示上下方向)の大きな横荷重(曲げ荷重)が作用することになる。
【0018】
すなわち、サーボモータリンク40は、上記の大きな曲げ荷重を吸収するために介在させたものであるが、既述のように、動作時の油圧サーボモータ10が出力する推力は極めて大きいから、リンク40により曲げ荷重のすべてを吸収することはできず、ピン42の揺動によってサーボモータ10には多少の曲げ荷重が作用することになる。
【0019】
以上の記載は、立軸水車30の通常の運転時におけるガイドベーン33の開度制御についての説明であるが、この立軸水車30に直結されて回転駆動される発電機自体、或いはこの発電機が接続される電力系統等に事故が発生すると、発電機の負荷遮断を行い、同時にガイドベーン33を急激に閉操作する必要がある。
ガイドベーン33を急激に閉操作すると、上記の水車ランナと上カバーとの間に水圧の変化が生じ、この水圧変化により、上カバーには僅かではあるが変形が発生することになる。この変形が発生すると、上カバーの上方に位置し上カバーに支持されたガイドリング32にも同時に変形が発生することになる。
【0020】
しかも、この変形はガイドベーン33の急激な閉操作中に発生するから、ガイドリング32に連結されている油圧サーボモータ10には、図示紙面に垂直方向(上下方向)の強力な曲げ荷重が加わることになり、大きな問題となる。
【0021】
図5は、このような場合における曲げ荷重を吸収するために考えられたもので、図4に示す油圧サーボモータ10と立軸水車30との連結に使用する場合のサーボモータリンクの拡大側面断面図であり、図4と同一部分には同一符号を付している。
【0022】
図5において、40がサーボモータリンクであり、同一の2枚の長方形の上板44と下板45とを適宜の間隔をとって、ボルトとナットとにより締付け、上板44と下板45のそれぞれの両端の近傍に、ピン41と42とによりロッドエンド14とガイドリングアーム37とを連結するための孔を穿設したものである。そして、下板45の上面とロッドエンド14の下面との間、および下板45の上面とガイドリングアーム37の下面との間に、それぞれ隙間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。
【0023】
このように、隙間Gを設けることにより、ガイドリング32が変形して上下或いは左右に動いても、油圧サーボモータ10に作用する曲げ荷重を吸収するような構造となっている。
【0024】
図6は、発電用立軸水車に適用された電動サーボモータの従来の取付支持構造の概要を説明するための側面図であり、理解を容易にするために、電動サーボモータのピットライナへの連結と、ガイドリングアームとの連結部とは断面図で示している。
【0025】
また、図7は、立軸水車のガイドベーンの開度制御を説明するための平面図であるが、ガイドベーンは省略している。なお、図6と図7においては、図4と同一部分には同一符号を付しているのでそれらの詳細な説明は省略する。
【0026】
図6において、1は調速機制御装置、5はサーボアンプ、6はピットライナ、8は、後述する電動サーボモータをその基端によりピットライナ6に連結するために基盤を介してピットライナ6に突設したアームである。
【0027】
20は電動サーボモータで、後述のボールネジの駆動源である電動機21、この電動機21の回転速度を減速して回転をボールネジに伝達する減速歯車機構を内蔵すると共に、電動サーボモータ20の取付座26が突設される減速歯車機構部22、減速歯車機構により回転駆動され、回転運動を直線運動に変換するボールネジを内蔵するボールネジ部23、ボールネジのボールネジ軸を延長してボールネジ部23のケースより突出させたボールネジロッド24およびボールネジロッド24の先端に固着されたロッドエンド25から構成される。
【0028】
この電動サーボモータ20は、その基端である減速歯車機構部22に突設した取付座26を用いてアーム8に平行ピン27により回動自在に軸支され、ロッドエンド25は、平行ピン28によりガイドリングアーム37に連結される。
【0029】
この場合も、ロッドエンド25とガイドリングアーム37との連結部には、隙間Gを設けているが、この隙間Gは既に説明した図5における隙間Gと同様に、後述の図7に示すガイドリング32の変形を考慮して設けたものである。
【0030】
図7において、30は立軸水車、32はガイドリング、37はガイドリングアームである。
【0031】
上記の構成において、ガイドリング32の回動によるガイドベーン開閉制御により導入される立軸水車30への流入水量の制御は下記のようにして行われる。
すなわち、調速機制御装置1より出力される電気信号は、サーボアンプ5に入力され増幅されて電動機21に加えられる。これにより電動機21は正回転或いは逆回転し、この回転は減速歯車機構22により減速されてボールネジ部23に内蔵されているボールネジのボールネジナットに伝達され、このボールネジナットを回転させる。
【0032】
ボールネジは、電動サーボモータ20の主要部品であり、上記のボールネジナットと、この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ているから、上記のボールネジナットの回転は、このボールネジナットに螺合し且つ回転を阻止されているボールネジ軸の直線運動に変換される。そして、このボールネジ軸をその軸方向に延長したものがボールネジロッド24であり、ボールネジロッド24の先端にはロッドエンド25が固着されている。したがって、平行ピン28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(ガイドリング32)は、図7に示す鎖線Lを中心とする角度aの範囲で回動され、図示しないガイドベーンの開閉制御が行われて立軸水車30への流入水量が制御される。
【0033】
この場合、平行ピン27と28は共に、ガイドリング32の回動面(水平面)に対して正確に直交させ、平行を保持させなければならず、また、図6に示すように、ガイドリングアーム37は、その上下に等しい隙間Gをもって平行ピン28によりロッドエンド25に連結させる必要があるから、アーム8のピットライナ6への取付位置(特に高さ)および取付角度の決定には長時間を必要とする。
また、平行ピン28(ガイドリング32)は図7に鎖線で示すように、鎖線Lを中心とする角度aの範囲で揺動して円弧状の軌跡を描くから、電動サーボモータ20には、水平方向の曲げ荷重が作用することなる。しかし、電動サーボモータ20は、平行ピン27によりアーム8に回動自在に軸支されているから、上記の曲げ荷重の大部分は平行ピン27を中心とする回動および隙間Gにより吸収されるが、曲げ荷重のすべてを吸収することはできず、電動サーボモータ20は多少の曲げ荷重を受けることになる。
【0034】
図8は、立軸水車に適用された電動サーボモータの図6とは異なる従来の取付支持構造の概要を説明するための側面図で、理解を容易にするために、電動サーボモータとガイドリングアームとの連結部は断面図で示した。
【0035】
また、図9は、立軸水車のガイドベーンの開閉制御を説明するための平面図であるが、ガイドベーンは省略している。なお、図8と図9においては、図4、図5、図6および図7と同一部分には同一符号を付しており、また図8と図9とは図4と図5とにおける油圧サーボモータを単に電動サーボモータに置換えたものであるから詳細な説明は省略する。
【0036】
図8および図9において、1は調速機制御装置、5はサーボアンプ、6はピットライナ、7はフランジである。20は電動サーボモータで、電動機21、減速歯車機構部22、ボールネジ部23、ボールネジロッド24、ロッドエンド25および取付座26から構成される。
【0037】
30は立軸水車、32はガイドリング、37はガイドリングアームであり、40はサーボモータリンク、41、42はピン、Gは隙間である。
【0038】
上記構成における立軸水車30へ導入される流入水量の制御は、図4における油圧サーボモータ10を電動サーボモータ20に代えただけで、他に異なるところはないのでその説明は省略するが、この場合においても、電動サーボモータ20の動作時に多少の曲げ荷重が作用することは前述の場合と同様である。
【0039】
【発明が解決しようとする課題】
以上、サーボモータ(油圧サーボモータと電動サーボモータ)について、その異なる2種類の取付支持構造を詳細に説明した。これらの取付支持構造においては、各々のサーボモータの動作時に作用する曲げ荷重を吸収するための手段(サーボモータリンクを介した連結、或いは隙間を設けたこと、サーボモータをピットライナに固定せず平行ピンにより回動自在に取付ける等)が施されている。
【0040】
そのため、構成部品数が多く複雑な構造となり、また据付時の位置決め、隙間の設定、芯出し或いはレベリング作業等に多大の労力と時間とを必要とし問題であるが、さらに曲げ荷重を完全に吸収することができず、サーボモータには多少の曲げ荷重が作用することになり、下記のような問題が発生した。
【0041】
すなわち、曲げ荷重が作用すると、油圧サーボモータの場合は、シリンダとピストン或いはピストンロッドとの間の摩擦、磨耗が増大して寿命が短縮される。
また、電動サーボモータの場合は特に問題であり、多数の循環する鋼球を介してその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は、軸方向の強度は充分に有しているものの曲げ荷重に対しては、荷重の分担にアンバランスを生じ、鋼球とボールネジナット或いはボールネジ軸との間で、かじりや固着などが発生して推力の伝達が充分に行われなくなることがあり、サーボモータとしての機能が阻害され、そのために寿命も短縮される。
【0042】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サーボモータがその動作時に曲げ荷重を受けることなく常に軸方向成分の荷重のみが作用するようにしたサーボモータの取付支持構造を提供することにある。
【0043】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は、発電用水車が設置される水車ピットのピットライナと前記発電用水車のガイドリングとの間をサーボモータを介して連結するサーボモータの取付支持構造において、前記サーボモータに連結され先端に第1の透孔が形成されたロッドエンドと、前記ガイドリングに連結され先端に第2の透孔が形成されたガイドリングアームと、前記ロッドエンドと前記ガイドリングアーム間を連結し、両端に貫通孔を有するサーボモータリンクと、前記サーボモータリンクの両貫通孔の各々と前記第1の透孔並びに前記第2の透孔を連結する一対のピンとを具備し、前記第1の透孔並びに前記第2の透孔の内面を、中央部の口径を上下開口端の口径より小なる如く曲面形状に形成したことを特徴とする。
【0044】
上記構成によれば、サーボモータによる発電用水車への流入水量の制御の際、サーボモータはガイドリングの水平方向および上下方向の移動への追従が可能となり、曲げ荷重を受けることがなくなる。
【0053】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【0054】
図1は、本発明を電動サーボモータに適用した場合の実施の形態の一例を示す平面図であり、図2は、図1の側面図で、本発明の主要部である電動サーボモータの取付支持部は、理解を容易にするために断面図で示した。なお、図1と図2において、図6と図7の同一部分には同一符号を付したのでそれらの詳細な説明は省略する。
【0055】
図1および図2において、6はピットライナ、8はアームである。20は電動サーボモータ、21は電動機、22は減速歯車機構部、23はボールネジ部、24はボールネジロッド、25はロッドエンド、26は取付座、27、28は平行ピンである。30は立軸水車、31はランナ主軸、32はガイドリング、37はガイドリングアームであり、ガイドベーンは省略している。
【0056】
50および51は、それぞれ本発明の主要部で、電動サーボモータ20をピットライナ6とガイドリングアーム37との間に取付支持するために使用したユニバーサル軸受例えば球面軸受である。
【0057】
そして、球面軸受50は、平行ピン27によりアーム8に軸支されているから電動サーボモータ20はその動作時に、取付座26により上記の球面軸受50を介してピットライナ6に対して、平行ピン27を中心とする水平方向の回動、および球面軸受50を中心とする上下方向の回動が共に可能に取付支持される。
【0058】
また、球面軸受51は平行ピン28によりロッドエンド28に軸支されているから、ガイドリング32は、そのガイドリングアーム37により球面軸受51を介してロッドエンド28(電動サーボモータ20)に、平行ピン28を中心とする水平方向の回動、および球面軸受51を中心とする上下方向の回動が共に可能に連結される。
【0059】
このように、電動サーボモータ20をピットライナ6とガイドリングアーム37との間に、それぞれ球面軸受50および51を介して連結すると、連結部が球面状であるから、水平方向の変位に対しては、図1に示すように、通常必要とする変位量Sには充分追従可能となる。また上下方向の変位に対しては、図2に示すように、その最大変位量Hまでは追従することができる。
【0060】
したがって、電動サーボモータ20の動作によりガイドリングアーム37側の平行ピン28が、図1に示すように、水平方向に円弧状に移動(変位量S)したり、また、図示しない立軸水車30の上カバーの変形による上下方向の移動が発生して、図2に示すように、ガイドリングアーム37が上下方向に最大変位量Hまで移動しても、球面軸受50および51の作用により、これらの両変位量は吸収されて、常に電動サーボモータ20のボールネジは、その軸方向に保持されることになる。これにより電動サーボモータ20には、その動作時に、垂直荷重のみが作用することになり、曲げ荷重が生じることはなくなる。
【0061】
上記の実施の形態においては、球面軸受50および51は、平行ピン27および28によりそれぞれアーム8およびロッドエンド25に軸支しているが、取付座26およびガイドリングアーム37を、それぞれ球面軸受50および51が軸支できるような構造に変更(アーム8と取付座26およびロッドエンド25とガイドリングアーム37の平行ピン27および28による取付関係を逆にする)して、球面軸受50および51をそれぞれ取付座26およびガイドリングアーム37に軸支するようにしても、上記の実施の形態と等価となることは明らかである。また、ピン27と28とは平行ピンとして説明したが、必ずしも平行にする必要はなく、多少の取付誤差は許容される。
【0062】
なお、球面軸受以外に自在接手の使用が考えられるが、取付スペースおよび強度の点で問題があり、その採用は不可能である。
【0063】
上記発明の実施の形態においては、電動サーボモータに適用した場合について述べたが、油圧サーボモータにも適用し得ることは言うまでもない。
【0064】
図3は、サーボモータが、図4または図8に示すように、ピットライナにフランジ接続により強固に固定されている場合に、ロッドエンドとガイドリングアームとを連結するために使用するサーボモータリンクの実施の形態の一例を示す拡大側面断面図であり、図5と同一部分には同一符号を付したのでそれらの詳細な説明は省略する。
【0065】
図3において、40がサーボモータリンク、41、42はピン、44は上板、45は下板で、Gは隙間である。
【0066】
37はガイドリングアームであり、38は、このガイドリングアーム37の先端に穿設され、ガイドリングアーム37とサーボモータリンク40の図示右端とを連結するピン42を挿入するための透孔である。
【0067】
53はロッドエンドであり、54は、このロッドエンド53の先端に穿設され、ロッドエンド53とサーボモータリンク40の図示左端とを連結するピン41を挿入するための透孔である。
【0068】
図3が図5と異なる部分は、ガイドリングアーム37とロッドエンド53のそれぞれの先端に穿設した透孔38と54の断面の形状を、図示のように、その上下の開口端の口径を大きくし、中央部の口径が小さくなる曲面となるようにした点である。
【0069】
このように、透孔54と38の断面の形状を、その上下の開口端の口径が大きく中央部の口径が小さい曲面とすると、ロッドエンド53とピン41およびガイドリングアーム37とピン42とは、それぞれ透孔54と38との中央部でのみ曲面接触することになり、両者の関係はそれぞれ曲面接触軸受と等価となる。
【0070】
これにより、サーボモータの動作によりガイドリングアーム37側の平行ピン42が、水平方向に円弧状に移動したり、図示しない立軸水車の上カバーの変形による上下方向の移動が発生しても、ピン41、ピン42がそれぞれ曲面接触することにより、常にサーボモータのロッドは、その軸方向に保持されることになる。そのため、サーボモータには、その動作時に、垂直荷重のみが作用することになり、曲げ荷重が生じることはなくなる。
【0071】
なお、上記の実施の形態においては、透孔54と38とを、それぞれの中央部の口径が小さい曲面となるようにしたが、上記の場合とは逆に、透孔54と38とは通常の透孔とし、ピン41と42との中間部を球面状に膨らませるとか、ピン41と42とにより上記の図1、図2に示した球面軸受を軸支するようにしてサーボモータリンク40とロッドエンド53およびガイドリングアーム37とをそれぞれ曲面接触により連結すれば上記と等価となることは言うまでもない。
【0072】
さらに、図1、図2に示した実施の形態においても、電動サーボモータ20のピットライナ6側およびガイドリングアーム37側を、上記と同様に、それぞれ球面軸受によらない曲面接触軸受により連結しても、上記と同様の効果が得られ、本発明の目的が達成されることは明らかである。
【0073】
なお、以上の説明においては、本発明を発電用立軸水車に適用した場合について述べてきたが、発電用横軸水車にも適用し得ることは勿論である。
【0074】
【発明の効果】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明によれば、サーボモータは、その固定部(ピットライナ)と発電用水車(ガイドリングアーム)との間に、それぞれの接続部が曲面接触軸受によって連結され、または、サーボモータが固定部に固着されている場合には、サーボモータリンクが、サーボモータのロッドエンドと発電用水車(ガイドリングアーム)との間に、それぞれの接続部が曲面接触軸受によって連結されている。
【0075】
そのため、サーボモータによる発電用水車への流入水量の制御の際、サーボモータは、ガイドリングに生ずる水平方向および上下方向への移動に対して、容易に追従しながら移動できるようになり、常に軸方向成分の荷重のみが作用するようになるから曲げ荷重を受けないサーボモータの取付支持構造が得られる。
【0076】
また、曲げ荷重を受けないから、特に電動サーボモータのボールネジ部分の長寿命化が可能となる。さらに、サーボモータと発電用水車との接続部をすべて曲面接触軸受によって連結しているから、水車の据付位置とサーボモータの据付位置との相対関係に於て、位置決め、芯出し、レベリング作業等で高精度の位置関係に据付ける必要がなくなり、据付労力の減少と据付時間の短縮に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を電動サーボモータに適用した場合の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】サーボモータがピットライナに固定されている場合に、サーボモータと立軸水車との連結に使用するサーボモータリンクの実施の形態の一例を示す拡大側面断面図である。
【図4】立軸水車に適用された油圧サーボモータの従来の取付支持構造の概要を示し、且立軸水車のガイドベーンの開度制御を説明するための平面図である。
【図5】サーボモータがピットライナに固定されている場合に、サーボモータと立軸水車との連結に使用する従来のサーボモータリンクの拡大側面断面図である。
【図6】立軸水車に適用された電動サーボモータの従来の取付支持構造の概要を説明する側面図で、電動サーボモータの取付支持部を断面で示したものである。
【図7】立軸水車のガイドベーンの開度制御を説明するための平面図である。
【図8】立軸水車に適用された電動サーボモータの図6と異なる従来の取付支持構造の概要を説明する側面図で、電動サーボモータと立軸水車との連結部を断面で示したものである。
【図9】立軸水車のガイドベーンの開度制御を説明するための平面図である。
【符号の説明】
1 調速機制御装置
2 アクチュエータ
3 配圧弁
4 配管
5 サーボアンプ
6 ピットライナ
7 フランジ
8 アーム
10 油圧サーボモータ
11 シリンダ
12 ピストン
13 ピストンロッド
14,25,53 ロッドエンド
20 電動サーボモータ
21 電動機
22 減速歯車機構部
23 ボールネジ部
24 ボールネジロッド
26 取付座
27,28 平行ピン
30 立軸水車
31 ランナ主軸
32 ガイドリング
33 ガイドベーン
34 ガイドベーン軸
35 ガイドベーンアーム
36 ガイドベーンリンク
37 ガイドリングアーム
38 ガイドリングアームの透孔
40 ガイドリングリンク
41,42 ピン
44 上板
45 下板
50,51 球面軸受
54 ロッドエンドの透孔
G 隙間
H 上下方向最大変位量
S 水平方向変位量
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a mounting support structure of a servo motor that is installed in a hydroelectric power plant and is directly connected to a generator to control the amount of water flowing into a power generation turbine that rotates the servo motor. The present invention relates to a mounting support structure for a servo motor in which only a load of an axial direction component is always applied without being subjected to a load.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the rotational speed control of a power generation turbine or the load control of the above-described generator that rotates a generator installed directly in a hydroelectric power plant is controlled by controlling the amount of water flowing into the power generation turbine. Done. The amount of water flowing into the power generation turbine is controlled by rotating the guide ring by a servo motor that is positioned above the upper cover of the power generation turbine and mechanically connected to the guide ring supported by the upper cover. It is performed by controlling the opening and closing of the guide vane of the water turbine for power generation connected to the guide ring through a link.
[0003]
Therefore, the operation force (thrust) required for the rotation of the guide ring needs to open and close the guide vane against the water pressure received by the guide vane, and therefore, several tons depending on the capacity of the power generation turbine. Servo motors that reach several hundred tons and output this value of thrust are required.
[0004]
Conventionally, a hydraulic servo motor driven by pressure oil is used for all power generation turbines regardless of capacity. However, the hydraulic servo motor outputs the above powerful thrust. In addition to the necessity, not only large-scale and expensive hydraulic equipment such as oil compressors, pressure oil tanks, pressure distribution valves, pressure oil piping, etc. are necessary as ancillary equipment. It has become a problem due to the concern of environmental pollution.
[0005]
Therefore, in recent years, an inexpensive electric servo motor that is driven by an electric motor that does not cause environmental pollution has been developed, and has come to be used in a small-capacity water turbine for power generation. Recently, the capacity of electric servo motors to be manufactured has been gradually increased, and gradually applied to large-capacity water turbines for power generation.
[0006]
FIG. 4 is a plan view illustrating an outline of a conventional mounting support structure of a hydraulic servomotor applied to a vertical shaft turbine for power generation, and illustrating opening / closing control of guide vanes of the vertical shaft turbine.
[0007]
In FIG. 4, 1 is a governor control device, 2 is an actuator, 3 is a pressure distribution valve, and 4 is a pressure oil pipe.
[0008]
Reference numeral 10 denotes a hydraulic servo motor. A servo motor mounting pit liner 6 of a water turbine pit (not shown) on which a vertical axis turbine described later is installed is connected to a pit liner (a left end of a cylinder described later) via a flange 7 with a bolt (not shown). The cylinder 11 which is firmly fixed, the piston 12 provided in the cylinder 11, the piston rod 13 fixed to the piston 12, and the rod end 14 fixed to the tip of the piston rod 13 It is configured.
[0009]
Reference numeral 30 denotes a vertical shaft water turbine for power generation, a casing which is the main body but is not directly related to the present invention, a runner inserted into a space inside the casing, and an upper cover which covers the upper surface and the lower surface of the runner. The lower cover and the like are omitted.
[0010]
31 is a main shaft of the runner, and 32 is a guide ring which is located above the upper cover and supported by the upper cover and is mounted so as to be rotatable about the main shaft 31. A guide ring arm 37 protrudes therefrom. ing. Reference numeral 33 denotes a guide vane, and a guide vane shaft 34 is provided so as to protrude from the upper surface and the lower surface of the guide vane. Although only two are shown in the figure, the guide vanes are guided at equal intervals along the inner peripheral surface of the casing. Ten or more shafts are supported by the vane shaft 34 between the upper cover and the lower cover.
[0011]
Reference numeral 35 denotes a guide vane arm fixed to the upper end of the guide vane shaft 34, and the tip thereof is connected to the guide ring 32 at equal intervals via a guide vane link 36.
[0012]
A servo motor link 40 connects the rod end 14 and the guide ring arm 37 with pins 41 and 42, and the hydraulic servo motor 10 and the guide ring 32 are connected via the servo motor link 40. Is done.
[0013]
  In the above configuration, the vertical axis turbine is controlled by opening / closing control of the guide vane 33.30Control of the amount of inflow water introduced into is performed as follows.
[0014]
That is, the electrical signal output from the governor control device 1 is input to the actuator 2, where it is converted into a mechanical displacement and transmitted to the pressure distribution valve 3, thereby displacing a valve body in the pressure distribution valve (not shown). Although not shown, pressure oil is supplied to the pressure distribution valve 3 from the pressure oil tank via the pressure oil pipe, and the pressure oil is supplied to the pressure oil pipes 4 and 4 according to the displacement of the valve body. Is supplied to the illustrated left or right chamber of the cylinder 11 of the hydraulic servomotor 10 to move the piston 12 to the right or left in the drawing.
[0015]
  The movement of the piston 12 causes the hydraulic servo motor 10 to generate a linear thrust due to the hydraulic pressure, and this thrust is transmitted to the guide ring arm 37 via the piston rod 13, rod end 14, and servo motor link 40. The ring 32 is rotated in the range of an angle a with the chain line L as the center. By the rotation of the guide ring 32, the opening degree of all the guide vanes 33 connected to the guide ring 32 via the guide vane link 36 is controlled from the fully closed state to the fully opened state, and the vertical axis turbine30The amount of inflow water to is controlled to a flow rate corresponding to the opening degree of the guide vane 33.
[0016]
By the way, the base end of the hydraulic servo motor 10 is firmly fixed to the pit liner 6 by the flange 7 and the rod end 14 at the tip thereof is connected to the guide ring 32 via the servo motor link 40. During the opening / closing control of the vane 33, the pin 42 on the guide ring 32 side swings to draw an arcuate locus indicated by a chain line.
[0017]
In this case, the pin 42 can be swung by providing the servo motor link 40, but if the rod end 14 and the guide ring arm 37 are directly connected by the pin 41 without the link 40, the pin 41 Thus, a large lateral load (bending load) in a direction perpendicular to the axial direction (vertical direction in the drawing) is applied to the hydraulic servo motor 10.
[0018]
That is, the servo motor link 40 is interposed in order to absorb the large bending load, but as described above, the thrust output by the hydraulic servo motor 10 during operation is extremely large. As a result, it is not possible to absorb all of the bending load, and a slight bending load acts on the servo motor 10 due to the swing of the pin 42.
[0019]
  The above description is a vertical axis turbine.30The opening degree control of the guide vane 33 during normal operation will be described, but there is an accident in the generator directly connected to the vertical shaft turbine 30 and driven to rotate, or in the power system to which the generator is connected. When this occurs, it is necessary to shut off the load on the generator and simultaneously close the guide vane 33 rapidly.
  When the guide vane 33 is suddenly closed, a change in water pressure occurs between the water turbine runner and the upper cover, and this change in water pressure causes a slight deformation of the upper cover. When this deformation occurs, the guide ring 32 positioned above the upper cover and supported by the upper cover also deforms simultaneously.
[0020]
Moreover, since this deformation occurs during the sudden closing operation of the guide vane 33, a strong bending load in the vertical direction (vertical direction) is applied to the hydraulic servo motor 10 connected to the guide ring 32. That's a big problem.
[0021]
FIG. 5 is an enlarged side cross-sectional view of the servo motor link when used for connecting the hydraulic servo motor 10 and the vertical shaft turbine 30 shown in FIG. 4 to absorb the bending load in such a case. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
[0022]
In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a servo motor link. The same two rectangular upper plate 44 and lower plate 45 are clamped with bolts and nuts at appropriate intervals, and the upper plate 44 and lower plate 45 are In the vicinity of both ends, holes for connecting the rod end 14 and the guide ring arm 37 by the pins 41 and 42 are formed. The upper plate 44 and the lower plate are formed such that gaps G are formed between the upper surface of the lower plate 45 and the lower surface of the rod end 14 and between the upper surface of the lower plate 45 and the lower surface of the guide ring arm 37, respectively. The distance from 45 is adjusted.
[0023]
As described above, by providing the gap G, the bending load acting on the hydraulic servo motor 10 is absorbed even when the guide ring 32 is deformed and moves up and down or left and right.
[0024]
FIG. 6 is a side view for explaining an outline of a conventional mounting support structure of an electric servo motor applied to a vertical shaft water turbine for power generation, and in order to facilitate understanding, the connection of the electric servo motor to the pit liner is shown. And the connection part with a guide ring arm is shown with sectional drawing.
[0025]
FIG. 7 is a plan view for explaining the opening control of the guide vane of the vertical axis turbine, but the guide vane is omitted. In FIG. 6 and FIG. 7, the same parts as those in FIG.
[0026]
In FIG. 6, 1 is a governor control device, 5 is a servo amplifier, 6 is a pit liner, 8 is a pit liner 6 via a base for connecting an electric servo motor, which will be described later, to the pit liner 6 at its base end. It is an arm that protrudes from.
[0027]
An electric servo motor 20 includes an electric motor 21 as a ball screw driving source, which will be described later, a reduction gear mechanism for reducing the rotation speed of the electric motor 21 and transmitting the rotation to the ball screw, and a mounting seat 26 for the electric servo motor 20. Is projecting from the case of the ball screw portion 23 by extending the ball screw shaft of the ball screw and extending the ball screw shaft of the ball screw. And a rod end 25 fixed to the tip of the ball screw rod 24.
[0028]
The electric servomotor 20 is pivotally supported by a parallel pin 27 on an arm 8 using a mounting seat 26 projecting from a reduction gear mechanism 22 which is the base end thereof, and a rod end 25 is connected to a parallel pin 28. To the guide ring arm 37.
[0029]
Also in this case, a gap G is provided at the connecting portion between the rod end 25 and the guide ring arm 37. This gap G is similar to the gap G in FIG. The ring 32 is provided in consideration of deformation.
[0030]
In FIG. 7, 30 is a vertical shaft water wheel, 32 is a guide ring, and 37 is a guide ring arm.
[0031]
  In the above configuration, the vertical axis turbine introduced by the guide vane opening / closing control by the rotation of the guide ring 3230The control of the amount of inflow water is performed as follows.
  That is, the electric signal output from the governor control device 1 is input to the servo amplifier 5, amplified, and applied to the electric motor 21. As a result, the electric motor 21 rotates forward or backward, and this rotation is decelerated by the reduction gear mechanism 22 to the ball screw portion 23.Built-inThe ball screw nut is transmitted to the ball screw nut, and this ball screw nut is rotated.
[0032]
  The ball screw is a main part of the electric servo motor 20 and is composed of the above-described ball screw nut and a ball screw shaft that is screwed through a large number of balls (steel balls) that are replaced while circulating through the ball screw nut. The rotation of the ball screw nut is converted into a linear motion of a ball screw shaft that is screwed into the ball screw nut and prevented from rotating. An extension of the ball screw shaft in the axial direction is a ball screw rod 24, and a rod end 25 is fixed to the tip of the ball screw rod 24. Therefore, the guide ring arm 37 (guide ring 32) connected to the rod end 25 by the parallel pin 28 is rotated in the range of the angle a centering on the chain line L shown in FIG. The vertical axis water wheel is done30The amount of inflow water is controlled.
[0033]
  In this case, both the parallel pins 27 and 28 must be made to be exactly perpendicular to the rotation surface (horizontal plane) of the guide ring 32 so as to be kept parallel, and as shown in FIG. 37 needs to be connected to the rod end 25 by the parallel pin 28 with a gap G equal to the upper and lower sides thereof, so it takes a long time to determine the mounting position (particularly the height) and the mounting angle of the arm 8 to the pit liner 6. I need.
  Further, as shown by a chain line in FIG. 7, the parallel pin 28 (guide ring 32) swings in an angle range around the chain line L and draws an arc-shaped locus. A horizontal bending load will act. However, the electric servomotor 20 is parallelpin27 is pivotally supported on the arm 8 by the arm 27, so that most of the bending load is parallel.pinAlthough it is absorbed by the rotation around the center 27 and the gap G, it cannot absorb all of the bending load, and the electric servo motor 20 receives a slight bending load.
[0034]
FIG. 8 is a side view for explaining the outline of a conventional mounting support structure different from FIG. 6 of the electric servo motor applied to the vertical shaft turbine, and for easy understanding, the electric servo motor and the guide ring arm. The connecting part is shown in a sectional view.
[0035]
FIG. 9 is a plan view for explaining the opening / closing control of the guide vanes of the vertical axis turbine, but the guide vanes are omitted. 8 and 9, the same parts as those in FIGS. 4, 5, 6, and 7 are denoted by the same reference numerals, and FIGS. 8 and 9 are the hydraulic pressures in FIGS. Since the servo motor is simply replaced with an electric servo motor, detailed description is omitted.
[0036]
8 and 9, 1 is a governor control device, 5 is a servo amplifier, 6 is a pit liner, and 7 is a flange. An electric servo motor 20 includes an electric motor 21, a reduction gear mechanism portion 22, a ball screw portion 23, a ball screw rod 24, a rod end 25, and a mounting seat 26.
[0037]
30 is a vertical shaft turbine, 32 is a guide ring, 37 is a guide ring arm, 40 is a servo motor link, 41 and 42 are pins, and G is a gap.
[0038]
  Vertical shaft turbine in the above configuration30The control of the amount of inflow water introduced into the motor is merely by replacing the hydraulic servo motor 10 in FIG. 4 with the electric servo motor 20, and there is no other difference, so that the description thereof will be omitted. It is the same as the above-mentioned case that some bending load acts at the time of 20 operation | movement.
[0039]
[Problems to be solved by the invention]
In the above, two different types of mounting support structures for servo motors (hydraulic servo motors and electric servo motors) have been described in detail. In these mounting support structures, means for absorbing the bending load acting during the operation of each servo motor (connection via a servo motor link or provision of a gap, without fixing the servo motor to the pit liner) Etc., which are pivotably mounted by a parallel pin.
[0040]
For this reason, the number of components is complicated and the structure is complicated, and a large amount of labor and time is required for positioning, clearance setting, centering or leveling work, etc., but the bending load is completely absorbed. As a result, a slight bending load was applied to the servo motor, resulting in the following problems.
[0041]
That is, when a bending load is applied, in the case of a hydraulic servomotor, friction and wear between the cylinder and the piston or piston rod increase, and the life is shortened.
In the case of an electric servo motor, it is a particular problem. A ball screw in which a ball screw nut and a ball screw shaft are screwed through a large number of circulating steel balls has a sufficient axial strength but a bending load. May cause imbalance in load sharing, causing galling or sticking between the steel ball and the ball screw nut or ball screw shaft, resulting in insufficient transmission of thrust. As a result, the lifespan is shortened.
[0042]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a servo motor mounting support structure in which only a load of an axial component is always applied without receiving a bending load during operation of the servo motor. Is to provide.
[0043]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objectiveThe present invention relates to a servo motor mounting support structure in which a pit liner of a water turbine pit in which a power generation water turbine is installed and a guide ring of the power generation water turbine are connected via a servo motor. A rod end having a first through hole formed therein, a guide ring arm connected to the guide ring and having a second through hole formed at a tip thereof, and the rod end and the guide ring arm are connected to each other at both ends. A servo motor link having a through-hole, a pair of pins connecting each of the through-holes of the servo motor link, the first through-hole, and the second through-hole, the first through-hole In addition, the inner surface of the second through hole is formed in a curved shape so that the diameter of the central portion is smaller than the diameter of the upper and lower opening ends.It is characterized by that.
[0044]
  According to the above configuration,When the amount of water flowing into the water turbine for power generation is controlled by the servo motor, the servo motor can follow the horizontal movement and the vertical movement of the guide ring, and is not subjected to a bending load.
[0053]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0054]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment in which the present invention is applied to an electric servo motor. FIG. 2 is a side view of FIG. 1, and an electric servo motor that is a main part of the present invention is attached. The support portion is shown in a sectional view for easy understanding. In FIG. 1 and FIG. 2, the same reference numerals are assigned to the same parts in FIG. 6 and FIG.
[0055]
In FIGS. 1 and 2, 6 is a pit liner, and 8 is an arm. 20 is an electric servo motor, 21 is an electric motor, 22 is a reduction gear mechanism section, 23 is a ball screw section, 24 is a ball screw rod, 25 is a rod end, 26 is a mounting seat, and 27 and 28 are parallel pins. 30 is a vertical shaft turbine, 31 is a runner main shaft, 32 is a guide ring, 37 is a guide ring arm, and guide vanes are omitted.
[0056]
Reference numerals 50 and 51 denote main parts of the present invention, which are universal bearings, for example, spherical bearings, used for mounting and supporting the electric servomotor 20 between the pit liner 6 and the guide ring arm 37.
[0057]
Since the spherical bearing 50 is pivotally supported on the arm 8 by the parallel pin 27, the electric servomotor 20 operates in parallel with the pit liner 6 via the spherical bearing 50 by the mounting seat 26 during operation. 27 is mounted and supported so that both horizontal rotation about 27 and vertical rotation about the spherical bearing 50 are possible.
[0058]
Since the spherical bearing 51 is pivotally supported on the rod end 28 by the parallel pin 28, the guide ring 32 is parallel to the rod end 28 (electric servomotor 20) via the spherical bearing 51 by the guide ring arm 37. Both the horizontal rotation about the pin 28 and the vertical rotation about the spherical bearing 51 can be coupled together.
[0059]
As described above, when the electric servo motor 20 is connected between the pit liner 6 and the guide ring arm 37 via the spherical bearings 50 and 51, respectively, since the connecting portion is spherical, the horizontal displacement is prevented. As shown in FIG. 1, the displacement amount S that is normally required can be sufficiently followed. Further, as shown in FIG. 2, the vertical displacement can be followed up to the maximum displacement amount H.
[0060]
Therefore, the parallel pin 28 on the guide ring arm 37 side moves in an arc shape in the horizontal direction (displacement amount S) as shown in FIG. As shown in FIG. 2, even when the guide ring arm 37 moves up to the maximum displacement amount H as shown in FIG. Both displacement amounts are absorbed, and the ball screw of the electric servo motor 20 is always held in the axial direction. As a result, only the vertical load acts on the electric servo motor 20 during the operation, and no bending load is generated.
[0061]
In the above embodiment, the spherical bearings 50 and 51 are pivotally supported on the arm 8 and the rod end 25 by the parallel pins 27 and 28, respectively. However, the mounting seat 26 and the guide ring arm 37 are respectively supported by the spherical bearing 50. And 51 so that the shaft 8 can be pivotally supported (the mounting relationship between the arm 8 and the mounting seat 26 and the rod end 25 and the guide ring arm 37 by the parallel pins 27 and 28 is reversed). Obviously, even if the support seat 26 and the guide ring arm 37 are pivotally supported, they are equivalent to the above embodiment. In addition, although the pins 27 and 28 are described as parallel pins, they are not necessarily parallel, and some attachment errors are allowed.
[0062]
In addition, it is possible to use a universal joint other than the spherical bearing, but there are problems in terms of mounting space and strength, and it is impossible to employ the joint.
[0063]
In the embodiment of the present invention, the case where the present invention is applied to an electric servomotor has been described.
[0064]
FIG. 3 shows a servo motor link used to connect the rod end and the guide ring arm when the servo motor is firmly fixed to the pit liner by a flange connection as shown in FIG. 4 or FIG. FIG. 6 is an enlarged side sectional view showing an example of the embodiment, and the same parts as those in FIG.
[0065]
In FIG. 3, 40 is a servo motor link, 41 and 42 are pins, 44 is an upper plate, 45 is a lower plate, and G is a gap.
[0066]
Reference numeral 37 denotes a guide ring arm. Reference numeral 38 denotes a through hole for inserting a pin 42 which is formed at the tip of the guide ring arm 37 and connects the guide ring arm 37 and the right end of the servo motor link 40 in the figure. .
[0067]
53 is a rod end, and 54 is a through hole for inserting a pin 41 which is drilled at the tip of the rod end 53 and connects the rod end 53 and the left end of the servo motor link 40 in the figure.
[0068]
3 differs from FIG. 5 in that the cross-sectional shapes of the through-holes 38 and 54 drilled at the tips of the guide ring arm 37 and the rod end 53 are as shown in FIG. It is the point which became large and became a curved surface where the aperture of the center part becomes small.
[0069]
Thus, if the cross-sectional shape of the through holes 54 and 38 is a curved surface with a large diameter at the upper and lower open ends and a small diameter at the center, the rod end 53 and the pin 41, the guide ring arm 37 and the pin 42 are The curved contact is made only at the center of the through holes 54 and 38, respectively, and the relationship between the two is equivalent to the curved contact bearing.
[0070]
As a result, even if the parallel pin 42 on the guide ring arm 37 side moves in an arc shape in the horizontal direction due to the operation of the servo motor or the vertical movement due to the deformation of the upper cover of the vertical axis turbine (not shown) occurs, When the 41 and the pin 42 are in curved contact with each other, the servo motor rod is always held in the axial direction. Therefore, only a vertical load is applied to the servo motor during its operation, and no bending load is generated.
[0071]
In the above-described embodiment, the through holes 54 and 38 are curved surfaces having a small diameter at the center, but conversely, the through holes 54 and 38 are usually Servo motor link 40 in which the intermediate portion between pins 41 and 42 is inflated into a spherical shape or the spherical bearings shown in FIGS. 1 and 2 are pivotally supported by pins 41 and 42. Needless to say, the rod end 53 and the guide ring arm 37 are connected to each other by curved contact.
[0072]
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the pit liner 6 side and the guide ring arm 37 side of the electric servo motor 20 are connected by curved contact bearings that are not spherical bearings, as described above. However, it is obvious that the same effect as described above can be obtained and the object of the present invention can be achieved.
[0073]
In the above description, the case where the present invention is applied to a vertical shaft turbine for power generation has been described, but it is needless to say that the present invention can also be applied to a horizontal shaft turbine for power generation.
[0074]
【The invention's effect】
Although the present invention has been described in detail above, according to the present invention, the servo motor has a curved contact bearing between the fixed portion (pit liner) and the power generation water turbine (guide ring arm). When the servo motor is fixed to the fixed part, the servo motor link is connected between the rod end of the servo motor and the water turbine for generation (guide ring arm), and each connection part is curved. They are connected by contact bearings.
[0075]
For this reason, when the amount of water flowing into the power generation turbine is controlled by the servo motor, the servo motor can move while easily following the horizontal and vertical movements that occur in the guide ring. Since only the load of the directional component is applied, a servo motor mounting support structure that does not receive a bending load can be obtained.
[0076]
In addition, since the bending load is not received, the life of the ball screw portion of the electric servo motor can be extended. In addition, since all the connecting parts of the servo motor and the power generation turbine are connected by curved contact bearings, positioning, centering, leveling work, etc. are performed in a relative relationship between the installation position of the turbine and the installation position of the servo motor. This eliminates the need for installation in a highly accurate positional relationship, contributing to a reduction in installation labor and a reduction in installation time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment when the present invention is applied to an electric servomotor.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is an enlarged side cross-sectional view showing an example of an embodiment of a servo motor link used for connecting a servo motor and a vertical shaft turbine when the servo motor is fixed to a pit liner.
FIG. 4 is a plan view showing an outline of a conventional mounting support structure of a hydraulic servo motor applied to a vertical axis turbine, and illustrating opening degree control of guide vanes of the vertical axis turbine.
FIG. 5 is an enlarged side cross-sectional view of a conventional servo motor link used for connecting the servo motor and the vertical axis turbine when the servo motor is fixed to the pit liner.
FIG. 6 is a side view for explaining an outline of a conventional mounting support structure of an electric servo motor applied to a vertical shaft turbine, and shows a mounting support portion of the electric servo motor in section.
FIG. 7 is a plan view for explaining the opening control of the guide vane of the vertical axis turbine.
FIG. 8 is a side view for explaining the outline of a conventional mounting support structure different from FIG. 6 of the electric servo motor applied to the vertical axis turbine, and showing a cross section of a connecting portion between the electric servo motor and the vertical axis turbine. .
FIG. 9 is a plan view for explaining the opening control of the guide vane of the vertical axis turbine.
[Explanation of symbols]
1 governor control device
2 Actuator
3 Pressure distribution valve
4 Piping
5 Servo amplifier
6 Pit liner
7 Flange
8 arm
10 Hydraulic servo motor
11 cylinders
12 piston
13 Piston rod
14, 25, 53 Rod end
20 Electric servo motor
21 Electric motor
22 Reduction gear mechanism
23 Ball screw
24 Ball screw rod
26 Mounting seat
27, 28 parallel pins
30 Vertical shaft turbine
31 runner spindle
32 Guide ring
33 Guide vanes
34 Guide vane shaft
35 Guide vane arm
36 Guide vane link
37 Guide ring arm
38 Guide ring arm through hole
40 Guide ring link
41, 42 pins
44 Upper plate
45 Lower plate
50, 51 Spherical bearing
54 Rod end through hole
G gap
H Maximum vertical displacement
S Horizontal displacement

Claims (1)

発電用水車が設置される水車ピットのピットライナと前記発電用水車のガイドリングとの間をサーボモータを介して連結するサーボモータの取付支持構造において、
前記サーボモータに連結され先端に第1の透孔が形成されたロッドエンドと、
前記ガイドリングに連結され先端に第2の透孔が形成されたガイドリングアームと、
前記ロッドエンドと前記ガイドリングアーム間を連結し、両端に貫通孔を有するサーボモータリンクと、
前記サーボモータリンクの両貫通孔の各々と前記第1の透孔並びに前記第2の透孔を連結する一対のピンとを具備し、
前記第1の透孔並びに前記第2の透孔の内面を、中央部の口径を上下開口端の口径より小なる如く曲面形状に形成したことを特徴とするサーボモータの取付支持構造。
In the mounting support structure of the servo motor that connects the pit liner of the water turbine pit where the power generation water turbine is installed and the guide ring of the power generation water turbine via the servo motor,
A rod end connected to the servo motor and having a first through hole formed at the tip;
A guide ring arm connected to the guide ring and having a second through hole formed at a tip thereof;
Servo motor link connecting between the rod end and the guide ring arm, and having through holes at both ends,
Each of the through holes of the servo motor link, and a pair of pins that connect the first through hole and the second through hole;
A servo motor mounting support structure , wherein inner surfaces of the first through hole and the second through hole are formed in a curved shape so that a diameter of a central portion is smaller than a diameter of an upper and lower opening end .
JP16561996A 1996-06-26 1996-06-26 Servo motor mounting support structure Expired - Fee Related JP3933727B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16561996A JP3933727B2 (en) 1996-06-26 1996-06-26 Servo motor mounting support structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16561996A JP3933727B2 (en) 1996-06-26 1996-06-26 Servo motor mounting support structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH109116A JPH109116A (en) 1998-01-13
JP3933727B2 true JP3933727B2 (en) 2007-06-20

Family

ID=15815811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16561996A Expired - Fee Related JP3933727B2 (en) 1996-06-26 1996-06-26 Servo motor mounting support structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3933727B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4210805B2 (en) 1998-06-05 2009-01-21 株式会社日立プラズマパテントライセンシング Driving method of gas discharge device
KR100353979B1 (en) * 2000-07-13 2002-09-27 위아 주식회사 a coupling structure for a robot od a machine tool
CN113669186B (en) * 2021-09-27 2023-06-27 哈尔滨电机厂有限责任公司 Automatic adjusting structure for opening degree of guide vane of model water turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH109116A (en) 1998-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101105180B1 (en) Wind power generator
CN111896157A (en) High-power high-speed hydraulic dynamometer
CN108757509B (en) Low-pressure compressor structure of gas turbine
JP3933727B2 (en) Servo motor mounting support structure
EP2159411B1 (en) Piston-type rotator
CN101708610B (en) Deep-sea manipulator with open type structure
US5871331A (en) Hydraulic Machine
CN101978170B (en) Device for changing a pitch of a blade of an impeller/propeller and a fan comprising the device
EP0111330B1 (en) Guide vane operating mechanism for water turbines
US4142835A (en) Pitch controlling device of a marine propeller
WO1988009287A1 (en) Jet propulsion assembly for ships
JP4565732B2 (en) Movable blade type hydraulic machinery
JPS622272Y2 (en)
CN219176407U (en) TRT stationary blade adjusting device easy to operate
JP2004239094A (en) Opening-closing device of guide vane
CN214420688U (en) Vector yaw mechanism and stratospheric airship comprising same
CN113047980B (en) Carrier rocket engine sways servo device
CN114018540B (en) Dynamic boundary tip vortex cavitation experimental device
CN217922168U (en) Material flow regulating valve and blast furnace iron-making equipment thereof
CN218761526U (en) Disc type air valve
CN213543862U (en) High-power high-speed hydraulic dynamometer
JPS6335867B2 (en)
JPS6129976Y2 (en)
CN103161314A (en) Swing mechanism and pumping system and concrete device
JP2010138912A (en) Runner vane operating device for hydraulic machine, and hydraulic machine

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060808

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061010

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees