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技術 入口弁開閉機構

出願人 株式会社東芝
発明者 坪内寛宇藤祐悦
出願日 1998年10月30日 (21年8ヶ月経過) 出願番号 1998-309901
公開日 2000年5月12日 (20年1ヶ月経過) 公開番号 2000-130633
状態 特許登録済
技術分野 弁の操作手段一般;電気駆動弁 機械駆動弁 水力タービンの制御
主要キーワード 摺動上昇 アーム板 閉鎖指令 基礎面 摺動係合 摺動用 ダッシュポット 摺動ピン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年5月12日)のものです。
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図面 (13)

課題

簡単な構造の入口弁開閉機構を提供すること。

解決手段

入口弁弁体と共に回動する入口弁スピンドルと、入口弁スピンドルに固着されたアーム板と、アーム板の一端に接続された重錘と、入口弁スピンドルと重錘の中間の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、一端が垂に固着され,他端にピン摺動用長穴が形成されたアーム板と、一端が基礎面ピン結合され,他端に伸縮可能な腕部を有するジャッキ式電動サーボモータと、腕部に固着され,ピン摺動用長穴に摺動係合するピンとを備えているので、ジャッキ式電動サーボと重錘による簡単な構造により入口弁の開閉動作を行うことが可能となる。

概要

背景

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への回転力遮断する機構になっている。

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。また入口弁が閉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。

概要

簡単な構造の入口弁開閉機構を提供すること。

入口弁弁体と共に回動する入口弁スピンドルと、入口弁スピンドルに固着されたアーム板と、アーム板の一端に接続された重錘と、入口弁スピンドルと重錘の中間の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、一端が垂に固着され,他端にピン摺動用長穴が形成されたアーム板と、一端が基礎面ピン結合され,他端に伸縮可能な腕部を有するジャッキ式電動サーボモータと、腕部に固着され,ピン摺動用長穴に摺動係合するピンとを備えているので、ジャッキ式電動サーボと重錘による簡単な構造により入口弁の開閉動作を行うことが可能となる。

目的

本発明(請求項1乃至請求項4対応)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。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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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、一端が前記垂に固着され,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。

請求項3

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、一方が入口弁室天井に固着され,他方が前記アーム板に接続されたウィンチを備えたことを特徴とする入口弁開閉機構。

請求項4

請求項4記載の入口弁開閉機構において、前記ウィンチと前記重錘により前記入口弁を開閉することを特徴とする入口弁開閉機構。

技術分野

0001

本発明は水力機械における入口弁開閉機構に関する。

背景技術

0002

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。また入口弁が閉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。

発明が解決しようとする課題

0004

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、入口弁開動作時には重錘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(請求項1乃至請求項4対応)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。

課題を解決するための手段

0007

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、一端が前記垂に固着され,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。

0010

本発明の請求項3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、一方が入口弁室天井に固着され,他方が前記アーム板に接続されたウィンチを備えたことを特徴とする。

0011

請求項3によれば、ジャッキ式電動サーボの代りにウィンチを用いることによりジャッキ式電動サーボ、ピン摺動用長穴が不要となり、入口弁開閉機構の構造を簡単化することが可能となる。

0012

本発明の請求項4は、請求項3記載の入口弁開閉機構において、前記ウィンチと前記重錘により前記入口弁を開閉することを特徴とする。請求項4によれば、入口弁の開閉動作をジャッキ式電動サーボの代りにウィンチを用いて行うので、回転式クラッチ機構を不要とすることが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0013

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。また入口弁が閉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は入口弁全閉直後の正面図である。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に示す入口弁全閉状態において、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に下降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、入口弁全閉状態(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(請求項3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、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

図に示すように、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(請求項4対応)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。

発明の効果

0029

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。

0031

本発明の請求項3によれば、ジャッキ式電動サーボの代りにウィンチを用いることによりジャッキ式電動サーボ、ピン摺動用長穴が不要となり、入口弁開閉機構の構造を簡単化することが可能となる。本発明の請求項4によれば、入口弁の開閉動作をジャッキ式電動サーボの代りにウィンチを用いて行うので、回転式クラッチ機構を不要とするものである。

図面の簡単な説明

0032

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。

--

0033

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。

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