JP6449533B2 - Electric servo system and adjustment method - Google Patents

Description

本発明は、電動機を有する電動サーボアクチュエータに関する。   The present invention relates to an electric servo actuator having an electric motor.

特許文献１及び２には、電動機を有する電動サーボアクチュエータ（特許文献１及び２では「電動サーボモータ」と呼ばれている）が開示されている。特許文献１及び２の技術では、水力発電所の流量あるいは水力機械の流量を制御するために、２つの電動サーボアクチュエータが同期制御されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose an electric servo actuator having an electric motor (referred to as “electric servo motor” in Patent Documents 1 and 2). In the techniques of Patent Documents 1 and 2, two electric servo actuators are synchronously controlled in order to control the flow rate of a hydroelectric power plant or the flow rate of a hydraulic machine.

また特許文献３〜５には、電動機のステータ及びロータの間の相対的な位置関係を調整できる技術が開示されている。   Patent Documents 3 to 5 disclose techniques that can adjust the relative positional relationship between a stator and a rotor of an electric motor.

特開平３−１６０１５７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-160157 特開平５−８７０３８号公報JP-A-5-87038 特開平２００２−３００７６０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300760 特開平８−２６６０８９号公報JP-A-8-266089 特開平７−６７２８９号公報JP 7-67289 A

特許文献１及び２に記載の技術のように、複数の電動サーボアクチュエータを同期制御する場合には、当該複数の電動サーボアクチュエータを容易に同期制御できることが望まれる。   When the plurality of electric servo actuators are synchronously controlled as in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is desirable that the plurality of electric servo actuators can be easily synchronously controlled.

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、複数の電動サーボアクチュエータを同期制御し易くすることを可能にする技術を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide a technique that makes it easy to synchronously control a plurality of electric servo actuators.

上記課題を解決するため、本発明に係る電動サーボシステムの一態様は、発電水車のガイドリンクに接続され、当該ガイドリンクを回動してガイドベーンの開度を変化させるように同期制御される複数の電動サーボアクチュエータを備え、前記複数の電動サーボアクチュエータのそれぞれは、ステータ及びロータを有する電動機と、前記ロータの内側に配置され、当該ロータによって回転させられる軸体とを備え、前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つは、前記ロータの回転軸方向に沿った当該ロータの移動を可能にする機構をさらに備え、前記ロータの内周面には、当該ロータの回転軸方向に沿って延びる溝が設けられ、前記機構は、前記ロータの内周面と前記軸体の外周面との間に配置された、当該ロータと当該軸体との締結及びその解除を行うことが可能なくさびの原理を利用した締結部材と、前記軸体の外周面に固定された、前記溝に対してスライド自在に嵌合する滑りキーとを有し、前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つにおいて、前記ロータの回転軸方向に沿って前記ロータが移動させられることにより、前記複数の電動サーボアクチュエータの前記電動機間の逆起電力の差が低減されている。また、本発明に係る調整方法の一態様は、発電水車のガイドリンクに接続され、当該ガイドリンクを回動してガイドベーンの開度を変化させるように同期制御される複数の電動サーボアクチュエータが備える電動機の逆起電力の調整方法であって、前記複数の電動サーボアクチュエータのそれぞれは、ステータ及びロータを有する電動機と、前記ロータの内側に配置され、当該ロータによって回転させられる軸体とを備え、前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つは、前記ロータの回転軸方向に沿った当該ロータの移動を可能にする機構をさらに備え、前記ロータの内周面には、当該ロータの回転軸方向に沿って延びる溝が設けられ、前記機構は、前記ロータの内周面と前記軸体の外周面との間に配置された、当該ロータと当該軸体との締結及びその解除を行うことが可能なくさびの原理を利用した締結部材と、前記軸体の外周面に固定された、前記溝に対してスライド自在に嵌合する滑りキーとを有し、前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つにおいて、前記ロータの回転軸方向に沿って当該ロータを移動させることにより、前記複数の電動サーボアクチュエータの前記電動機間の逆起電力の差を低減する。 In order to solve the above problems, one aspect of an electric servo system according to the present invention is connected to a guide link of a power generation turbine and is synchronously controlled so as to change the opening degree of a guide vane by rotating the guide link. A plurality of electric servo actuators , each of the plurality of electric servo actuators including an electric motor having a stator and a rotor, and a shaft disposed inside the rotor and rotated by the rotor; At least one of the servo actuators further includes a mechanism that enables movement of the rotor along the rotation axis direction of the rotor, and a groove extending along the rotation axis direction of the rotor is formed on the inner peripheral surface of the rotor. And the mechanism is disposed between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the shaft body, and the rotor and the shaft body. Includes a fastening member which is possible to perform the fastening and releasing thereof using the principle of wedge possible, the fixed to the outer peripheral surface of the shaft member, and a sliding key which slidably fitted to the groove, the In at least one of the plurality of electric servo actuators, the difference in counter electromotive force between the motors of the plurality of electric servo actuators is reduced by moving the rotor along the rotation axis direction of the rotor . . Also, one aspect of the adjustment method according to the present invention is that a plurality of electric servo actuators connected to the guide link of the power generation turbine and synchronously controlled so as to change the opening degree of the guide vane by rotating the guide link. A method of adjusting a counter electromotive force of an electric motor, wherein each of the plurality of electric servo actuators includes an electric motor having a stator and a rotor, and a shaft body disposed inside the rotor and rotated by the rotor. , At least one of the plurality of electric servo actuators further includes a mechanism that enables movement of the rotor along a rotation axis direction of the rotor, and an inner peripheral surface of the rotor has a rotation axis direction of the rotor. The mechanism extends between the rotor and the rotor disposed between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the shaft body. A fastening member that uses the principle of rust and that can be fastened to and released from the shaft body, and a sliding key that is fixed to the outer peripheral surface of the shaft body and that fits slidably into the groove. a reduction in at least one of the plurality of electric servo actuator, by moving the rotor along the rotational axis of the rotor, the difference of the counter electromotive force between the electric motor of the plurality of electric servo actuator To do.

本発明によれば、複数の電動サーボアクチュエータを同期制御し易くなる。   According to the present invention, it becomes easy to synchronously control a plurality of electric servo actuators.

電動サーボシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an electric servo system. 電動サーボシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an electric servo system. 電動サーボシステムの構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a structure of an electric servo system. 電動サーボアクチュエータの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of an electric servo actuator. 電動サーボアクチュエータの断面構造の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of cross-sectional structure of an electric servo actuator. 電動サーボアクチュエータの断面構造を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the cross-section of an electric servo actuator. 電動サーボアクチュエータの断面構造を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the cross-section of an electric servo actuator. 電動サーボアクチュエータの変形例の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the modification of an electric servo actuator.

＜電動サーボシステムの構成＞
図１は実施の形態に係る電動サーボシステム１の全体構成を示す図である。本実施の形態に係る電動サーボシステム１は、複動式のシステムであって、複数の電動サーボアクチュエータを使用して、発電水車の流量を制御するガイドベーン（案内羽根）の開度を制御する。 <Configuration of electric servo system>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electric servo system 1 according to an embodiment. The electric servo system 1 according to the present embodiment is a double-acting system, and uses a plurality of electric servo actuators to control the opening of a guide vane (guide vane) that controls the flow rate of the power generation turbine. .

図１に示されるように、電動サーボシステム１は、２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂと、当該２つの電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを同期制御する制御装置３とを備えている。電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂは、発電水車のガイドリング１２の接続部分１３ａ，１３ｂにそれぞれ接続されている。接続部分１３ａ，１３ｂは、ガイドリング１２の外側の周縁において互いに対向するように設けられている。以後、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを特に区別する必要がない場合には、それぞれを「電動サーボアクチュエータ２」と呼ぶ。また、接続部分１３ａ，１３ｂを特に区別する必要がない場合には、それぞれを「接続部分１３」と呼ぶ。   As shown in FIG. 1, the electric servo system 1 includes two electric servo actuators 2a and 2b and a control device 3 that synchronously controls the two electric servo actuators 2a and 2b. The electric servo actuators 2a and 2b are connected to connection portions 13a and 13b of the guide ring 12 of the power generation water turbine, respectively. The connection portions 13a and 13b are provided so as to face each other on the outer periphery of the guide ring 12. Hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the electric servo actuators 2a and 2b, each of them is referred to as “electric servo actuator 2”. Further, when it is not necessary to particularly distinguish the connection portions 13a and 13b, each is referred to as a “connection portion 13”.

ガイドリング１２には、複数のガイドベーン１０がそれぞれリンク機構１１を介して取り付けられている。複数のガイドベーン１０の開度が制御されることによって発電水車の流量が制御される。図１には、各ガイドベーン１０が閉じている様子が示されている。なお、図１及び後述の図２では、ガイドリング１２に取り付けられた複数のガイドベーン１０のうちの一部だけが示されている。   A plurality of guide vanes 10 are attached to the guide ring 12 via link mechanisms 11 respectively. The flow rate of the power generation turbine is controlled by controlling the opening degree of the plurality of guide vanes 10. FIG. 1 shows a state in which each guide vane 10 is closed. In FIG. 1 and FIG. 2 described later, only a part of the plurality of guide vanes 10 attached to the guide ring 12 is shown.

各電動サーボアクチュエータ２では、制御装置３に制御されることによって、その先端部が進退移動動作（直線往復運動）を行う。これにより、電動サーボアクチュエータ２ａはガイドリング１２の接続部分１３ａを押したり引いたりすることができる。同様に、電動サーボアクチュエータ２ｂはガイドリング１２の接続部分１３ｂを押したり引いたりすることができる。   Each electric servo actuator 2 is controlled by the control device 3 so that its tip portion moves forward and backward (linear reciprocating motion). Thereby, the electric servo actuator 2a can push and pull the connecting portion 13a of the guide ring 12. Similarly, the electric servo actuator 2b can push and pull the connecting portion 13b of the guide ring 12.

電動サーボシステム１では、制御装置３によって２つの電動サーボアクチュエータ２が同期制御されることにより、一方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を押す動作を行えば、他方の電動サーボアクチュエータ２がそれに接続された接続部分１３を引く動作を行う。これにより、ガイドリング１２が回動し、各ガイドベーン１０の開角度が変化する。   In the electric servo system 1, when the two electric servo actuators 2 are synchronously controlled by the control device 3, if one electric servo actuator 2 performs an operation of pushing the connecting portion 13 connected thereto, the other electric servo actuator 2 is operated. 2 performs an operation of pulling the connecting portion 13 connected thereto. Thereby, the guide ring 12 rotates and the opening angle of each guide vane 10 changes.

図１に示されるように各ガイドベーン１０が閉じた状態において、例えば、電動サーボアクチュエータ２ａが接続部分１３ａを押す動作を行い、電動サーボアクチュエータ２ｂが接続部分１３ｂを引く動作を行うと、図２に示されるように、ガイドリング１２が回動して各ガイドベーン１０が開く。   When each guide vane 10 is closed as shown in FIG. 1, for example, when the electric servo actuator 2a performs an operation of pushing the connection portion 13a and the electric servo actuator 2b performs an operation of pulling the connection portion 13b, FIG. As shown in FIG. 4, the guide ring 12 rotates to open each guide vane 10.

制御装置３には、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂから、それらの動作状態に関する情報が通知される。また制御装置３には、発電水車の流量に関する情報が入力される。制御装置３は、これらの情報に基づいて電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂを同期制御することによって、各ガイドベーン１０の開度を制御し、これによって、発電水車の流量を適切に制御する。   The control device 3 is notified of information regarding the operation state from the electric servo actuators 2a and 2b. In addition, information related to the flow rate of the power generation turbine is input to the control device 3. The control device 3 controls the opening degree of each guide vane 10 by synchronously controlling the electric servo actuators 2a and 2b based on these pieces of information, thereby appropriately controlling the flow rate of the power generation turbine.

なお、図３に示されるように、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂがともに接続部分１３ａ，１３ｂを押す動作を行うことによってガイドリング１２が一方向に回動し、電動サーボアクチュエータ２ａ，２ｂがともに接続部分１３ａ，１３ｂを引く動作を行うことによってガイドリング１２が反対方向に回動するように、電動サーボシステム１を構成しても良い。   As shown in FIG. 3, when the electric servo actuators 2a and 2b both push the connection portions 13a and 13b, the guide ring 12 rotates in one direction, and the electric servo actuators 2a and 2b are connected together. The electric servo system 1 may be configured such that the guide ring 12 rotates in the opposite direction by performing an operation of pulling the portions 13a and 13b.

このように、電動サーボシステム１では、複数の電動サーボアクチュエータ２が同期制御されることによって、発電水車の流量が制御される。複数の電動サーボアクチュエータ２が適切に同期制御されなければ、複数の電動サーボアクチュエータ２が互いの動作を妨げることになり、発電水車の流量が適切に制御されない。   Thus, in the electric servo system 1, the flow rate of the power generation turbine is controlled by synchronously controlling the plurality of electric servo actuators 2. If the plurality of electric servo actuators 2 are not appropriately synchronously controlled, the plurality of electric servo actuators 2 interfere with each other's operation, and the flow rate of the power generation turbine is not appropriately controlled.

そこで、本実施の形態では、複数の電動サーボアクチュエータ２を同期制御し易くすることを可能にする電動サーボアクチュエータ２の構造を提案する。   Therefore, in the present embodiment, a structure of the electric servo actuator 2 that makes it easy to synchronously control a plurality of electric servo actuators 2 is proposed.

＜電動サーボアクチュエータの構造＞
図４は各電動サーボアクチュエータ２の構造を示す図である。図５は、図４に示される電動サーボアクチュエータ２における、電動機２１のステータ２２付近の構造を拡大して示す図である。図６は図４の矢視Ａ−Ａにおける電動サーボアクチュエータ２の断面構造を拡大して示す図である。図７は図４の矢視Ｂ−Ｂにおける電動サーボアクチュエータ２の断面構造を拡大して示す図である。図６，７では、電動サーボアクチュエータ２の概略の断面構造が示されており、本来図示されるべき一部の部材の記載を省略している。図４〜７では部品の断面には斜線を示している。 <Structure of electric servo actuator>
FIG. 4 is a view showing the structure of each electric servo actuator 2. FIG. 5 is an enlarged view showing a structure near the stator 22 of the electric motor 21 in the electric servo actuator 2 shown in FIG. FIG. 6 is an enlarged view showing a cross-sectional structure of the electric servo actuator 2 taken along line AA in FIG. FIG. 7 is an enlarged view showing a cross-sectional structure of the electric servo actuator 2 taken along the line BB in FIG. 6 and 7 show a schematic cross-sectional structure of the electric servoactuator 2 and omit illustration of some members that should be originally shown. 4 to 7, the cross section of the component is shown with diagonal lines.

図４〜７に示されるように、電動サーボアクチュエータ２は、筒状のアクチュエータハウジング２０を備えている。アクチュエータハウジング２０内には電動機２１が設けられている。本実施の形態では、電動サーボアクチュエータ２は、可動部分が潤滑油で浸された油浸式となっている。このように電動サーボアクチュエータ２を油浸式にする場合には、可動部分にグリスを塗布する場合と比較して、メンテナンスを行う間隔を非常に長くすることができる。   As shown in FIGS. 4 to 7, the electric servo actuator 2 includes a cylindrical actuator housing 20. An electric motor 21 is provided in the actuator housing 20. In the present embodiment, the electric servo actuator 2 is an oil immersion type in which a movable part is immersed in a lubricating oil. In this way, when the electric servo actuator 2 is oil-immersed, the maintenance interval can be made very long compared to the case where grease is applied to the movable part.

電動機２１は、例えばブラシレスモータであって、アクチュエータハウジング２０に固定されたリング状のステータ２２と、ステータ２２に取り囲まれたリング状のロータ２４とを備えている。ロータ２４はステータ２２内で回転自在となっている。ステータ２２は巻線２３を備えており、ロータ２４はその外側面（ステータ２２の内側面と対向する面）に永久磁石２５を備えている。巻線２３には電流が流される。   The electric motor 21 is, for example, a brushless motor, and includes a ring-shaped stator 22 fixed to the actuator housing 20 and a ring-shaped rotor 24 surrounded by the stator 22. The rotor 24 is rotatable within the stator 22. The stator 22 is provided with a winding 23, and the rotor 24 is provided with a permanent magnet 25 on its outer surface (a surface facing the inner surface of the stator 22). A current is passed through the winding 23.

ステータ２２の鉄心は積層鋼板で形成されている。ステータ２２の鉄心には、ステータ２２の周縁に沿って並ぶ複数のボルト６０が貫通している。各ボルト６０の一方の端部はアクチュエータハウジング２０に固定されている。また各ボルト６０には、ステータ２２の鉄心を両側から挟むようにしてリング状の当て部材６１及びリング状の押さえ部材６２が取り付けられている。当て部材６１はボルト６０の一方の端部側に位置し、押さえ部材６２はボルト６０の他方の端部側に位置している。そして、各ボルト６０の他方の端部には、当て部材６２と当接するようにナット６３が取り付けられている。   The iron core of the stator 22 is formed of a laminated steel plate. A plurality of bolts 60 arranged along the periphery of the stator 22 pass through the iron core of the stator 22. One end of each bolt 60 is fixed to the actuator housing 20. Each bolt 60 is provided with a ring-shaped contact member 61 and a ring-shaped pressing member 62 so as to sandwich the iron core of the stator 22 from both sides. The abutting member 61 is located on one end side of the bolt 60, and the pressing member 62 is located on the other end side of the bolt 60. A nut 63 is attached to the other end of each bolt 60 so as to contact the abutting member 62.

ステータ２２がアクチュエータハウジング２０に固定される際には、まず、各ボルト６０の一方の端部がアクチュエータハウジング２０に固定される。次に、各ボルト６０の他方の端部から当て部材６１が各ボルト６０に取り付けられる。次に、各ボルト６０の他方の端部から、ステータ２２の鉄心を構成する積層鋼板が各ボルト６０に取り付けられる。次に、各ボルト６０の他方の端部から押さえ部材６２が各ボルト６０に取り付けられる。そして、各ボルト６０の他方の端部にナット６３が締め付けられることによってステータ２２がアクチュエータハウジング２０に固定される。   When the stator 22 is fixed to the actuator housing 20, first, one end of each bolt 60 is fixed to the actuator housing 20. Next, the abutting member 61 is attached to each bolt 60 from the other end of each bolt 60. Next, a laminated steel plate constituting the iron core of the stator 22 is attached to each bolt 60 from the other end of each bolt 60. Next, the holding member 62 is attached to each bolt 60 from the other end of each bolt 60. The stator 22 is fixed to the actuator housing 20 by tightening the nut 63 to the other end of each bolt 60.

ロータ２４の回転時に永久磁石２５が飛散することを防止するために、図５〜７に示されるように、ロータ２４の周方向に沿って永久磁石２５を取り囲むように筒状カバー部材５０が設けられている。筒状カバー部材５０の厚みは非常に薄くなっている。筒状カバー部材５０は非磁性体のステンレス鋼で形成されている。筒状カバー部材５０の内周面の端部にはリング状のフランジ５１が溶接等で取り付けられている。フランジ５１がロータ２４の軸心に対して複数のボルト５２で取り付けられることによって、筒状カバー部材５０がロータ２４に対して固定される。   In order to prevent the permanent magnets 25 from scattering when the rotor 24 rotates, a cylindrical cover member 50 is provided so as to surround the permanent magnets 25 along the circumferential direction of the rotor 24 as shown in FIGS. It has been. The thickness of the cylindrical cover member 50 is very thin. The cylindrical cover member 50 is made of nonmagnetic stainless steel. A ring-shaped flange 51 is attached to the end portion of the inner peripheral surface of the cylindrical cover member 50 by welding or the like. The cylindrical cover member 50 is fixed to the rotor 24 by attaching the flange 51 to the axis of the rotor 24 with a plurality of bolts 52.

電動機２１のリング状のロータ２４には、ロータ２４によって回転させられる主軸体３０が挿入されている。つまり、ロータ２４の内側には主軸体３０が配置されている。主軸体３０の外周面とロータ２４の内周面との間には、主軸体３０とロータ２４とを締結するリング状の締結部材７０が設けられている。締結部材７０は主軸体３０とロータ２４との締結を解除することができる。締結部材７０によってロータ２４と主軸体３０とが締結されることにより、ロータ２４が回転すると、ロータ２４の回転とともに主軸体３０が回転する。   A main spindle 30 that is rotated by the rotor 24 is inserted into the ring-shaped rotor 24 of the electric motor 21. That is, the main shaft body 30 is disposed inside the rotor 24. A ring-shaped fastening member 70 that fastens the main shaft body 30 and the rotor 24 is provided between the outer peripheral surface of the main shaft body 30 and the inner peripheral surface of the rotor 24. The fastening member 70 can release the fastening between the main shaft body 30 and the rotor 24. When the rotor 24 and the main shaft body 30 are fastened by the fastening member 70, when the rotor 24 rotates, the main shaft body 30 rotates with the rotation of the rotor 24.

ロータ２４の内周面における、ロータ２４の一方の端面２４０側の端部には、リング状の段差部２４３が設けられている。締結部材７０は、ロータ２４の段差部２４３の壁面２４４に当たるように段差部２４３に配置される。これにより、ロータ２４の他方の端面２４１に向かう締結部材７０の移動を防止することができる。   A ring-shaped stepped portion 243 is provided at the end of the inner surface of the rotor 24 on the one end surface 240 side of the rotor 24. The fastening member 70 is disposed on the stepped portion 243 so as to contact the wall surface 244 of the stepped portion 243 of the rotor 24. Thereby, the movement of the fastening member 70 toward the other end surface 241 of the rotor 24 can be prevented.

締結部材７０は、例えば、くさびの原理を利用した締結部材である。リング状の締結部材７０は、その周方向に並ぶ複数の締付ボルト７１を有している（図４，７参照）。各締付ボルト７１が締め付けられると、締結部材７０の内部のテーパ構造により、締結部材７０の内径と外径が大きくなる。これにより、主軸体３０とロータ２４とが締結される。一方で、各締付ボルト７１の締め付けが緩められると、締結部材７０の内径と外径が小さくなる。これにより、主軸体３０とロータ２４とが締結が解除される。   The fastening member 70 is, for example, a fastening member that uses the principle of a wedge. The ring-shaped fastening member 70 has a plurality of fastening bolts 71 arranged in the circumferential direction (see FIGS. 4 and 7). When each fastening bolt 71 is tightened, the inner diameter and the outer diameter of the fastening member 70 are increased due to the taper structure inside the fastening member 70. Thereby, the main shaft body 30 and the rotor 24 are fastened. On the other hand, when the tightening of each tightening bolt 71 is loosened, the inner diameter and the outer diameter of the fastening member 70 are reduced. Thereby, the main shaft body 30 and the rotor 24 are released from fastening.

主軸体３０の内部には円柱状の中空部分３００が設けられており、この中空部分３００は主軸体３０の一方の端面３０１まで達している。これにより端面３０１は開放している。主軸体３０の外周は、端面３０１側の第１部分３０ａと、当該第１部分３０ａよりも径が小さい第２部分３０ｂとを有する。中空部分３００は、第１部分３０ａと、第２部分３０ｂの一部とに設けられている。主軸体３０の第１部分３０ａは、端面３０１側の端部において、アクチュエータハウジング２０に固定された深溝玉軸受３５で支持され、主軸体３０の第２部分３０ｂは円錐ころ軸受９０で支持されている。締結部材７０は、ロータ２４と主軸体３０の第１部分３０ａとの間に設けられている。   A cylindrical hollow portion 300 is provided inside the main shaft body 30, and the hollow portion 300 reaches one end surface 301 of the main shaft body 30. Thereby, the end surface 301 is open. The outer periphery of the main shaft body 30 includes a first portion 30a on the end face 301 side and a second portion 30b having a smaller diameter than the first portion 30a. The hollow portion 300 is provided in the first portion 30a and a part of the second portion 30b. The first portion 30a of the main shaft body 30 is supported at the end on the end surface 301 side by a deep groove ball bearing 35 fixed to the actuator housing 20, and the second portion 30b of the main shaft body 30 is supported by a tapered roller bearing 90. Yes. The fastening member 70 is provided between the rotor 24 and the first portion 30 a of the main shaft body 30.

主軸体３０の第２部分３０ｂにおける、円錐ころ軸受９０で支持されている部分には、電動サーボアクチュエータ２を支持する支持台が自在継手を介して接続される（図示せず）。これにより、電動サーボアクチュエータ２は、支持台との接続箇所を基点にして、全体的に上下方向及び左右方向に回動可能となる。   A support base for supporting the electric servo actuator 2 is connected to a portion of the second portion 30b of the main shaft body 30 supported by the tapered roller bearing 90 via a universal joint (not shown). Thereby, the electric servo actuator 2 can be rotated in the vertical direction and the horizontal direction as a whole with the connection point with the support base as a base point.

主軸体３０の中空部分３００にはナット体３２が設けられている。ナット体３２は主軸体３０の第１部分３０ａに固定されている。これにより、ロータ２４の回転とともに主軸体３０とそれに固定されたナット体３２とが回転する。主軸体３０の第１部分３０ａの内周面における端面３０１側の端部には、リング状の段差部３０２が設けられている。ナット体３２は、段差部３０２の壁面３０３に当たるように段差部３０２に配置される。   A nut body 32 is provided in the hollow portion 300 of the main shaft body 30. The nut body 32 is fixed to the first portion 30 a of the main shaft body 30. As a result, the main shaft body 30 and the nut body 32 fixed thereto rotate as the rotor 24 rotates. A ring-shaped stepped portion 302 is provided at the end of the inner peripheral surface of the first portion 30a of the main shaft body 30 on the end surface 301 side. The nut body 32 is disposed on the stepped portion 302 so as to hit the wall surface 303 of the stepped portion 302.

ナット体３２にはネジ軸体３１が進退自在に螺合されている。ネジ軸体３１は、主軸体３０の開放している端面３０１から主軸体３０の外側に延びている。ネジ軸体３１の先端は接続部材によって上述のガイドリング１２の接続部分１３に接続される。ネジ軸体３１は例えばローラネジ用のネジ軸体であって、ナット体３２は例えばローラネジ用のナット体である。なお、ネジ軸体３１はボールネジ用のネジ軸体であっても良いし、ナット体３２はボールネジ用のナット体であっても良い。   A screw shaft body 31 is screwed to the nut body 32 so as to be able to advance and retract. The screw shaft body 31 extends from the open end surface 301 of the main shaft body 30 to the outside of the main shaft body 30. The tip end of the screw shaft body 31 is connected to the connecting portion 13 of the guide ring 12 described above by a connecting member. The screw shaft body 31 is, for example, a screw shaft body for roller screws, and the nut body 32 is, for example, a nut body for roller screws. The screw shaft body 31 may be a ball screw screw shaft body, and the nut body 32 may be a ball screw nut body.

主軸体３０の端面３０１には、ナット体３２と当接するようにリング状のフランジ３６が複数のボルト３８で取り付けられている。これにより、ナット体３２は、主軸体３０の第１部分３０ａの内周面における段差部３０２の壁面３０３とフランジ３６とで挟まれる。ネジ軸体３１は、リング状のフランジ３６内を通っている。   A ring-shaped flange 36 is attached to the end surface 301 of the main shaft body 30 with a plurality of bolts 38 so as to contact the nut body 32. As a result, the nut body 32 is sandwiched between the wall surface 303 of the stepped portion 302 and the flange 36 on the inner peripheral surface of the first portion 30 a of the main shaft body 30. The screw shaft body 31 passes through the ring-shaped flange 36.

本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２では、電動機２１の駆動によってロータ２４が正逆回転すると、それに応じてナット体３２が正逆回転する。ナット体３２が正逆回転すると、ナット体３２に螺合されたネジ軸体３１がその軸心方向に沿って進退移動（直線往復運動）する。これにより、電動サーボアクチュエータ２の先端部が進退移動（往復直線運動）を行い、電動サーボアクチュエータ２はガイドリング１２の接続部分１３を押したり引いたりすることができる。電動サーボアクチュエータ２の後方部には、電動機２１を駆動する駆動部が設けられている。この駆動部は、制御装置３からの指示に基づいて電動機２１を駆動する。   In the electric servo actuator 2 according to the present embodiment, when the rotor 24 rotates forward and backward by driving the electric motor 21, the nut body 32 rotates forward and backward accordingly. When the nut body 32 rotates forward and backward, the screw shaft body 31 screwed into the nut body 32 moves forward and backward (linear reciprocating motion) along the axial direction. Thereby, the front-end | tip part of the electric servo actuator 2 moves forward / backward (reciprocating linear motion), and the electric servo actuator 2 can push or pull the connection part 13 of the guide ring 12. A drive unit for driving the electric motor 21 is provided at the rear of the electric servo actuator 2. The drive unit drives the electric motor 21 based on an instruction from the control device 3.

主軸体３０の第１部分３０ａの外周面には、主軸体３０の軸心方向に沿って（ロータ２４の回転軸方向に沿って）延在する滑りキー８０が固定されている。第１部分３０ａの外周面には、主軸体３０の軸心方向に沿って延在する溝３０５が設けている（図４，６参照）。溝３０５は、第１部分３０ａの外周面において、ロータ２４の内周面における、端面２４１側の端部と対向する領域から、第１部分３０ａの外周面と第２部分３０ｂの外周面との境界にある壁面３０６まで達している。滑りキー８０は、溝３０５内に配置され、複数のボルト８１によって第１部分３０ａに固定されている。   A sliding key 80 extending along the axial center direction of the main shaft body 30 (along the rotation axis direction of the rotor 24) is fixed to the outer peripheral surface of the first portion 30a of the main shaft body 30. A groove 305 extending along the axial direction of the main shaft body 30 is provided on the outer peripheral surface of the first portion 30a (see FIGS. 4 and 6). The groove 305 is formed between the outer peripheral surface of the first portion 30a and the outer peripheral surface of the second portion 30b from the region facing the end portion on the end surface 241 side on the inner peripheral surface of the rotor 24 on the outer peripheral surface of the first portion 30a. It reaches the wall surface 306 at the boundary. The sliding key 80 is disposed in the groove 305 and is fixed to the first portion 30 a by a plurality of bolts 81.

電動機２１のロータ２４の内周面には、滑りキー８０と嵌合する溝２４５が設けられている（図４，６参照）。溝２４５は、ロータ２４の回転軸方向に沿って、ロータ２４の内周面における、一方の端面２４０側の端部に設けられた段差部２４３の壁面２４４から、ロータ２４の他方の端面２４１まで延在している。滑りキー８０は溝に２４５に対してスライド自在に嵌合する。   A groove 245 that engages with the sliding key 80 is provided on the inner peripheral surface of the rotor 24 of the electric motor 21 (see FIGS. 4 and 6). The groove 245 extends from the wall surface 244 of the stepped portion 243 provided at the end portion on the one end surface 240 side on the inner peripheral surface of the rotor 24 along the rotation axis direction of the rotor 24 to the other end surface 241 of the rotor 24. It is extended. The sliding key 80 is slidably fitted into the groove 245.

本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２では、主軸体３０に固定された滑りキー８０がロータ２４の溝２４５に嵌合した状態でロータ２４が回転する。したがって、ロータ２４の回転トルクを、締結部材７０を通じてだけではなく滑りキー８０を通じて、適切に主軸体３０に伝えることができる。よって、主軸体３０を効率良く回転させることが可能となる。   In the electric servo actuator 2 according to the present embodiment, the rotor 24 rotates in a state where the sliding key 80 fixed to the main shaft body 30 is fitted in the groove 245 of the rotor 24. Therefore, the rotational torque of the rotor 24 can be appropriately transmitted to the main shaft body 30 not only through the fastening member 70 but also through the sliding key 80. Therefore, the main shaft body 30 can be efficiently rotated.

また、本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２では、締結部材７０と、ロータ２４の溝２４５に対してスライド自在に嵌合する滑りキー８０とが、ロータ２４の回転軸方向に沿った当該ロータ２４の移動を可能にする機構を構成している。   Further, in the electric servo actuator 2 according to the present embodiment, the fastening member 70 and the sliding key 80 that is slidably fitted in the groove 245 of the rotor 24 include the rotor along the rotation axis direction of the rotor 24. The mechanism which enables the movement of 24 is comprised.

本実施の形態では、ロータ２４の回転軸方向に沿った当該ロータ２４の移動を可能にする機構が、ロータ２４と主軸体３０との締結及びその解除を行うことが可能な締結部材７０を有することから、当該締結部材７０がロータ２４と主軸体３０との締結を解除することによって、ロータ２４が回転軸方向に沿って簡単に移動可能となる。   In the present embodiment, the mechanism that enables the movement of the rotor 24 along the rotation axis direction of the rotor 24 includes the fastening member 70 that can fasten and release the rotor 24 and the main shaft body 30. For this reason, the fastening member 70 releases the fastening between the rotor 24 and the main shaft body 30, whereby the rotor 24 can be easily moved along the rotation axis direction.

さらに、ロータ２４は、主軸体３０の外周面に固定された滑りキー８０がロータ２４の内周面の溝２４５に嵌合した状態で、回転軸方向に沿って移動可能である。したがって、ロータ２４が回転することを抑制しつつ当該ロータ２４をその回転軸に沿って簡単に移動させることができる。図４では、ロータ２４が回転軸方向に沿って動く様子が二点鎖線で示されている。   Further, the rotor 24 is movable along the direction of the rotation axis in a state where the sliding key 80 fixed to the outer peripheral surface of the main shaft body 30 is fitted in the groove 245 on the inner peripheral surface of the rotor 24. Therefore, the rotor 24 can be easily moved along the rotation axis while suppressing the rotation of the rotor 24. In FIG. 4, the manner in which the rotor 24 moves along the rotation axis direction is indicated by a two-dot chain line.

ここで、複数の電動サーボアクチュエータ２の間では、電動機２１の逆起電力に、どうしてもばらつきが生じてしまう。特に、ステータ２２の巻線２３が人によって形成される際には、電動機２１の逆起電力にばらつきが発生し易い。   Here, among the plurality of electric servo actuators 2, the back electromotive force of the electric motor 21 inevitably varies. In particular, when the windings 23 of the stator 22 are formed by a person, the back electromotive force of the electric motor 21 is likely to vary.

本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２は、ロータ２４の回転軸方向に沿った当該ロータ２４の移動を可能にする機構を備えることから、ロータ２４をその回転軸方向に沿って移動させることによって、電動機２１の逆起電力を調整することが可能となる。したがって、ガイドベーン１０の開度の制御を行う複数の電動サーボアクチュエータ２の間において、電動機２１の逆起電力の差を小さくすることができる。よって、複数の電動サーボアクチュエータ２の間でのハードウェア的な特性の差を小さくすることができる。その結果、複数の電動サーボアクチュエータ２を同期制御し易くなり、ガイドベーン１０の開度を適切に制御することが可能となる。よって、発電水車の流量を適切に制御することができる。   Since the electric servo actuator 2 according to the present embodiment includes a mechanism that allows the rotor 24 to move along the rotation axis direction of the rotor 24, the rotor 24 is moved along the rotation axis direction. The counter electromotive force of the electric motor 21 can be adjusted. Therefore, the difference in the back electromotive force of the electric motor 21 can be reduced between the plurality of electric servo actuators 2 that control the opening degree of the guide vane 10. Therefore, the difference in hardware characteristics among the plurality of electric servo actuators 2 can be reduced. As a result, the plurality of electric servo actuators 2 can be easily synchronously controlled, and the opening degree of the guide vane 10 can be appropriately controlled. Therefore, the flow rate of the power generation turbine can be controlled appropriately.

なお、電動機２１のロータ２４の永久磁石２５を削ることによっても、当該電動機２１の逆起電力を調整することが可能である。しかしながら、永久磁石２５を削ることは容易ではなく、また一度削った永久磁石２５を元に戻すことは困難である。本実施の形態では、ロータ２４をその回転軸方向に沿って移動させることによって、電動機２１の逆起電力を調整することが可能であることから、このような問題が発生しない。   Note that the counter electromotive force of the electric motor 21 can be adjusted by cutting the permanent magnet 25 of the rotor 24 of the electric motor 21. However, it is not easy to cut the permanent magnet 25, and it is difficult to restore the permanent magnet 25 once cut. In the present embodiment, since the back electromotive force of the electric motor 21 can be adjusted by moving the rotor 24 along the rotation axis direction, such a problem does not occur.

また、本実施の形態に係る電動サーボアクチュエータ２には、電気信号が与えられるステータ２２と、それよりも内側に存在する、電気信号が与えられない部品とを隔離するための筒状隔壁部材４０が設けられている（特に図５〜７を参照）。   Further, in the electric servo actuator 2 according to the present embodiment, the cylindrical partition wall member 40 for isolating the stator 22 to which an electric signal is applied and the components existing on the inner side of the electric servo actuator 2 to which the electric signal is not applied. (See FIGS. 5 to 7 in particular).

筒状隔壁部材４０は、アクチュエータハウジング２０に固定されている。筒状隔壁部材４０は、ステータ２２と、その内側の筒状カバー部材５０との間において、ステータ２２の内周面に接触し、かつ筒状カバー部材５０の外周面には接触しないように設けられている。筒状隔壁部材４０は、筒状カバー部材５０と、ロータ２４と、主軸体３０の第１部分３０ａと、締結部材７０と、滑りキー８０とを、ロータ２４の回転方向（主軸体３０の回転方向）に沿って取り囲んでいる。筒状隔壁部材４０の厚みは筒状カバー部材５０の厚みと同程度となっている。筒状隔壁部材４０は、筒状カバー部材５０と同様に非磁性体のステンレス鋼で形成されている。筒状隔壁部材４０の内周面と、主軸体３０の第１部分３０ａの外周面との間の空間は、主軸体３０に設けられた穴部３０４（図４，６参照）によって、主軸体３０の中空部分３００と連通している。   The cylindrical partition member 40 is fixed to the actuator housing 20. The cylindrical partition member 40 is provided between the stator 22 and the cylindrical cover member 50 inside thereof so as to contact the inner peripheral surface of the stator 22 and not to contact the outer peripheral surface of the cylindrical cover member 50. It has been. The cylindrical partition member 40 includes a cylindrical cover member 50, a rotor 24, a first portion 30 a of the main shaft body 30, a fastening member 70, and a sliding key 80, in the rotational direction of the rotor 24 (rotation of the main shaft body 30. Direction). The thickness of the cylindrical partition member 40 is approximately the same as the thickness of the cylindrical cover member 50. The cylindrical partition member 40 is made of nonmagnetic stainless steel, like the cylindrical cover member 50. A space between the inner peripheral surface of the cylindrical partition wall member 40 and the outer peripheral surface of the first portion 30a of the main shaft body 30 is defined by a main body 30 by a hole 304 (see FIGS. 4 and 6) provided in the main shaft body 30. It communicates with 30 hollow portions 300.

筒状隔壁部材４０の外周面の一方の端部には、当該端部を取り囲むリング状のフランジ４１が溶接等によって取り付けられている（図４，５参照）。フランジ４１は、筒状隔壁部材４０の外周面の一方の端部を取り囲む筒状の第１部分４１ａと、第１部分４１ａの端から鍔状に延びる第２部分４１ｂとで構成されている。第１部分４１ａは、厚みの薄い筒状隔壁部材４０を補強する機能を有している。第２部分４１ｂは、複数のボルト４４によってアクチュエータハウジング２０に固定されている。   A ring-shaped flange 41 surrounding the end portion is attached to one end portion of the outer peripheral surface of the cylindrical partition wall member 40 by welding or the like (see FIGS. 4 and 5). The flange 41 includes a cylindrical first portion 41a that surrounds one end of the outer peripheral surface of the cylindrical partition wall member 40, and a second portion 41b that extends in a bowl shape from the end of the first portion 41a. The first portion 41 a has a function of reinforcing the thin cylindrical partition wall member 40. The second portion 41 b is fixed to the actuator housing 20 by a plurality of bolts 44.

また、筒状隔壁部材４０の外周面の上記一方の端部とは反対側に位置する、筒状隔壁部材４０の内周面の端部には、リング状のフランジ４２が溶接等で取り付けられている（図４，５参照）。フランジ４２は、複数のボルト４３によってアクチュエータハウジング２０に取り付けられる。   Further, a ring-shaped flange 42 is attached to the end portion of the inner peripheral surface of the cylindrical partition wall member 40 on the opposite side of the outer peripheral surface of the cylindrical partition wall member 40 by welding or the like. (See FIGS. 4 and 5). The flange 42 is attached to the actuator housing 20 by a plurality of bolts 43.

以上のような構造を有する電動サーボアクチュエータ２では、可動部分が潤滑油で浸されている。具体的には、筒状隔壁部材４０の内部に潤滑油が充填されており、回転動作を行うロータ２４及び主軸体３０が潤滑油に浸されている。筒状隔壁部材４０内の潤滑油は、当該筒状隔壁部材４０を超えてステータ２２まで達しないようになっている。これにより、巻線２３に電流が流されるステータ２２が潤滑油に浸かることを抑制することができる。   In the electric servo actuator 2 having the above-described structure, the movable part is immersed in lubricating oil. Specifically, the inside of the cylindrical partition member 40 is filled with lubricating oil, and the rotor 24 and the main shaft body 30 that perform the rotating operation are immersed in the lubricating oil. The lubricating oil in the cylindrical partition wall member 40 does not reach the stator 22 beyond the cylindrical partition wall member 40. Thereby, it can suppress that the stator 22 in which an electric current is sent through the coil | winding 23 is immersed in lubricating oil.

また、主軸体３０の中空部分３００にも潤滑油が充填されている。さらに、アクチュエータハウジング２０において、主軸体３０の外側に出ている部分３１ａを取り囲む部分２０ａ（図４参照）にも潤滑油が充填されている。したがって、進退移動動作を行うネジ軸体３１及び回転動作を行うナット体３２が潤滑油に浸されている。   The hollow portion 300 of the main body 30 is also filled with lubricating oil. Further, in the actuator housing 20, the lubricating oil is also filled in a portion 20 a (see FIG. 4) surrounding the portion 31 a that protrudes outside the main shaft body 30. Accordingly, the screw shaft body 31 that performs the forward / backward movement operation and the nut body 32 that performs the rotation operation are immersed in the lubricating oil.

また、電動サーボアクチュエータ２については、円錐ころ軸受９０側が下になるように、つまり、ネジ軸体３１に先端側が上になるようにして、各部品が積み上げられるように組み立てられる。   In addition, the electric servo actuator 2 is assembled so that the components are stacked so that the tapered roller bearing 90 side is on the lower side, that is, the tip end side is on the screw shaft body 31.

また、ロータ２４の位置調整については、円錐ころ軸受９０側が下になるように電動サーボアクチュエータ２が配置された状態で、例えば次のようにして行われる。   Further, the position adjustment of the rotor 24 is performed, for example, as follows in a state where the electric servo actuator 2 is arranged so that the tapered roller bearing 90 side is at the bottom.

まず、アクチュエータハウジング２０において、ロータ２４の回転軸方向（主軸体３０の軸心方向）において当該ロータ２４と対向する部分２０ｂ（図４参照）の内側の面に、ロータ２４を支持するようにジャッキが配置される。   First, in the actuator housing 20, the jack is provided so as to support the rotor 24 on the inner surface of the portion 20 b (see FIG. 4) facing the rotor 24 in the rotation axis direction of the rotor 24 (axial direction of the main shaft body 30). Is placed.

次に、ロータ２４と主軸体３０を締結する締結部材７０の各締結ボルト７１が緩められることによって、ロータ２４と主軸体３０との締結が解除される。これにより、ロータ２４がその回転軸方向に沿って移動可能となる。なお、締結部材７０の各締結ボルト７１が緩められるときには、作業者が締結部材７０の各締結ボルト７１を操作できるように、アクチュエータハウジング２０の一部が取り外される。ロータ２４と主軸体３０との締結が解除されると、ロータ２４を支持するジャッキの高さが調整されることにより、ロータ２４の位置が調整される。   Next, the fastening bolts 71 of the fastening members 70 that fasten the rotor 24 and the main shaft body 30 are loosened, whereby the fastening between the rotor 24 and the main shaft body 30 is released. Thereby, the rotor 24 can move along the rotation axis direction. In addition, when each fastening bolt 71 of the fastening member 70 is loosened, a part of the actuator housing 20 is removed so that an operator can operate each fastening bolt 71 of the fastening member 70. When the fastening between the rotor 24 and the main shaft body 30 is released, the position of the rotor 24 is adjusted by adjusting the height of the jack that supports the rotor 24.

ロータ２４の位置調整が完了すると、締結部材７０の各締結ボルト７１が締められて、ロータ２４と主軸体３０とが締結される。その後、ジャッキが取り外されて、各締結ボルト７１を操作できるように取り外されたアクチュエータハウジング２０の一部が元に戻される。   When the position adjustment of the rotor 24 is completed, each fastening bolt 71 of the fastening member 70 is tightened, and the rotor 24 and the main shaft body 30 are fastened. Thereafter, the jack is removed, and a part of the actuator housing 20 removed so that each fastening bolt 71 can be operated is returned.

本実施の形態では、締結部材７０が、ロータ２４の内周面における、円錐ころ軸受９０側とは反対側の端部に設けられていることから、円錐ころ軸受９０側が下にされた状態でロータ２４の位置が調整される場合には、締結部材７０の各締結ボルト７１を操作し易くなる。   In the present embodiment, since the fastening member 70 is provided at the end of the inner peripheral surface of the rotor 24 opposite to the tapered roller bearing 90 side, the tapered roller bearing 90 side is in a state of being lowered. When the position of the rotor 24 is adjusted, each fastening bolt 71 of the fastening member 70 can be easily operated.

このように、本実施の形態では、ロータ２４をその回転軸方向に沿って移動させることが可能であることから、電動機２１の逆起電力を調整することができる。したがって、同期制御が行われる複数の電動サーボアクチュエータ２の間において、電動機２１の逆起電力の差を小さくすることができる。よって、当該複数の電動サーボアクチュエータ２の間でのハードウェア的な特性の差を小さくすることができる。その結果、当該複数の電動サーボアクチュエータ２を同期制御し易くなる。   Thus, in this Embodiment, since the rotor 24 can be moved along the rotating shaft direction, the counter electromotive force of the electric motor 21 can be adjusted. Therefore, the difference in counter electromotive force of the electric motor 21 can be reduced between the plurality of electric servo actuators 2 that are controlled synchronously. Therefore, a difference in hardware characteristics among the plurality of electric servo actuators 2 can be reduced. As a result, it becomes easy to synchronously control the plurality of electric servo actuators 2.

なお、上記の例では、ロータ２４をその回転軸方向に沿って移動させることを可能にしていたが、その代わりに、あるいはそれに加えて、ステータ２２をロータ２４の回転軸方向に沿って移動させることを可能にしても良い。図８は、ステータ２２をロータ２４の回転軸方向に沿って移動させることを可能にした電動サーボアクチュエータ２の構造を示す図である。   In the above example, the rotor 24 can be moved along the direction of the rotation axis, but instead or in addition, the stator 22 is moved along the direction of the rotation axis of the rotor 24. You may make it possible. FIG. 8 is a view showing the structure of the electric servo actuator 2 that enables the stator 22 to be moved along the rotation axis direction of the rotor 24.

図８に示される電動サーボアクチュエータ２には、当て部材６１の替わりに、複数の押しボルト９５と当該複数の押しボルト９５にそれぞれ取り付けられる複数のナット９６とが設けられている。複数の押しボルト９５は、リング状のステータ２２の周方向に沿って並べられており、各押しボルト９５の先端は、ステータ２２における、押さえ部材６２とは反対側の端面２２０に当接している。各押しボルト９５は、それにナット９６が取り付けられることによって、アクチュエータハウジング２０に固定される。なお、図８では、複数の押しボルト９５のうちの一つの押しボルト９５だけが示されている。   The electric servo actuator 2 shown in FIG. 8 is provided with a plurality of push bolts 95 and a plurality of nuts 96 respectively attached to the plurality of push bolts 95 in place of the abutting member 61. The plurality of push bolts 95 are arranged along the circumferential direction of the ring-shaped stator 22, and the front ends of the push bolts 95 are in contact with the end surface 220 of the stator 22 opposite to the holding member 62. . Each push bolt 95 is fixed to the actuator housing 20 by attaching a nut 96 thereto. In FIG. 8, only one push bolt 95 among the plurality of push bolts 95 is shown.

図８に示される電動サーボアクチュエータ２では、ロータ２４の回転軸方向に沿ったステータ２２の移動を可能にするために、フランジ４１の筒状の第１部分４１ａの長さが、図４に示される第１部分４１ａよりも短くなっている。また、図８に示される電動サーボアクチュエータ２では、ステータ２２を貫通する各ボルト６０の長さが図４に示されるボルト６０よりも長くなっている。   In the electric servo actuator 2 shown in FIG. 8, the length of the cylindrical first portion 41 a of the flange 41 is shown in FIG. 4 in order to enable the movement of the stator 22 along the rotation axis direction of the rotor 24. Shorter than the first portion 41a. Further, in the electric servo actuator 2 shown in FIG. 8, the length of each bolt 60 penetrating the stator 22 is longer than that of the bolt 60 shown in FIG.

このような構造を有する図８の電動サーボアクチュエータ２において、ステータ２２をロータ２４の回転軸方向に沿って移動させる際には、まず、ナット６３及びナット９６が緩められる。そして、押しボルト９５によってステータ２２が押されることによって、ステータ２２がロータ２４の回転軸方向に沿って移動する。図８ではステータ２２が移動する様子が二点鎖線で示されている。ステータ２２の移動が完了すると、ナット６３及びナット９６が締め付けられる。これにより、ステータ２２の位置が固定される。   In the electric servo actuator 2 of FIG. 8 having such a structure, when the stator 22 is moved along the rotation axis direction of the rotor 24, the nut 63 and the nut 96 are first loosened. Then, when the stator 22 is pushed by the push bolt 95, the stator 22 moves along the rotation axis direction of the rotor 24. In FIG. 8, the movement of the stator 22 is indicated by a two-dot chain line. When the movement of the stator 22 is completed, the nut 63 and the nut 96 are tightened. Thereby, the position of the stator 22 is fixed.

このように、図８に示される電動サーボアクチュエータ２では、ボルト６０と、それに取り付けされるナット６３と、押しボルト９５と、それに取り付けされるナット９６とが、ロータ２４の回転軸方向に沿ったステータ２２の移動を可能にする機構を構成している。そして、締結部材７０と、ロータ２４の溝２４５に対してスライド自在に嵌合する滑りキー８０とが、ロータ２４の回転軸方向に沿った当該ロータ２４の移動を可能にする機構を構成している。つまり、ボルト６０と、ナット６３と、押しボルト９５と、ナット９６と、締結部材７０と、滑りキー８０とが、ロータ２４の回転軸方向に沿って当該ロータ２４とステータ２２とが相対的に移動することを可能にする機構を構成している。したがって、当該機構によって、電動機２１の逆起電力を調整することができる。よって、同期制御が行われる複数の電動サーボアクチュエータ２の間において、電動機２１の逆起電力の差を小さくすることができる。その結果、当該複数の電動サーボアクチュエータ２を同期制御し易くなる。   As described above, in the electric servo actuator 2 shown in FIG. 8, the bolt 60, the nut 63 attached to the bolt 60, the push bolt 95, and the nut 96 attached to the bolt 60 extend along the rotation axis direction of the rotor 24. A mechanism that enables movement of the stator 22 is configured. The fastening member 70 and the sliding key 80 that is slidably fitted in the groove 245 of the rotor 24 constitute a mechanism that enables the rotor 24 to move along the rotation axis direction of the rotor 24. Yes. In other words, the bolt 60, the nut 63, the push bolt 95, the nut 96, the fastening member 70, and the sliding key 80 are relatively positioned along the rotational axis direction of the rotor 24. It constitutes a mechanism that makes it possible to move. Therefore, the back electromotive force of the electric motor 21 can be adjusted by the mechanism. Therefore, the difference in counter electromotive force of the electric motor 21 can be reduced between the plurality of electric servo actuators 2 that are controlled synchronously. As a result, it becomes easy to synchronously control the plurality of electric servo actuators 2.

なお、図８に示される電動サーボアクチュエータ２では、ロータ２４の回転軸方向に沿って当該ロータ２４とステータ２２とが相対的に移動することを可能にする機構が、ロータ２４及びステータ２２のそれぞれがロータ２４の回転軸方向に沿って移動することを可能にしていたが、ロータ２４及びステータ２２の一方だけが、ロータ２４の回転軸方向に沿って移動することを可能にしても良い。つまり、ボルト６０、ナット６３、押しボルト９５及びナット９６から成る機構と、締結部材７０及び滑りキー８０から成る機構の少なくとも一方を電動アクチュエータ２に設けることによって、ロータ２４の回転軸方向に沿って当該ロータ２４とステータ２２とが相対的に移動することが可能になる。   In the electric servo actuator 2 shown in FIG. 8, a mechanism that allows the rotor 24 and the stator 22 to move relative to each other along the rotation axis direction of the rotor 24 is provided for each of the rotor 24 and the stator 22. However, only one of the rotor 24 and the stator 22 may be allowed to move along the rotation axis direction of the rotor 24. That is, by providing at least one of a mechanism including the bolt 60, the nut 63, the push bolt 95 and the nut 96 and a mechanism including the fastening member 70 and the sliding key 80 in the electric actuator 2, along the rotational axis direction of the rotor 24. The rotor 24 and the stator 22 can move relative to each other.

以上のように、電動サーボシステム１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例えば、電動サーボシステム１は、発電水車のガイドベーン以外を制御しても良い。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   As mentioned above, although the electric servo system 1 was demonstrated in detail, above-described description is an illustration in all the phases, Comprising: This invention is not limited to it. For example, the electric servo system 1 may control other than the guide vanes of the power generation turbine. The various modifications described above can be applied in combination as long as they do not contradict each other. And it is understood that the countless modification which is not illustrated can be assumed without deviating from the scope of the present invention.

１ 電動サーボシステム
２ 電動サーボアクチュエータ
２１ 電動機
２２ ステータ
２４ ロータ
３０ 主軸体
４０ 筒状隔壁部材
６０ ボルト
６３，９６ ナット
７０ 締結部材
８０ 滑りキー
９５ 押しボルト
２４５ 溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric servo system 2 Electric servo actuator 21 Electric motor 22 Stator 24 Rotor 30 Main shaft body 40 Cylindrical partition member 60 Bolt 63,96 Nut 70 Fastening member 80 Sliding key 95 Push bolt 245 Groove

Claims (2)

発電水車のガイドリンクに接続され、当該ガイドリンクを回動してガイドベーンの開度を変化させるように同期制御される複数の電動サーボアクチュエータを備える電動サーボシステムであって、
前記複数の電動サーボアクチュエータのそれぞれは、
ステータ及びロータを有する電動機と、
前記ロータの内側に配置され、当該ロータによって回転させられる軸体と
を備え、
前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つは、前記ロータの回転軸方向に沿った当該ロータの移動を可能にする機構をさらに備え、
前記ロータの内周面には、当該ロータの回転軸方向に沿って延びる溝が設けられ、
前記機構は、前記ロータの内周面と前記軸体の外周面との間に配置された、当該ロータと当該軸体との締結及びその解除を行うことが可能なくさびの原理を利用した締結部材と、前記軸体の外周面に固定された、前記溝に対してスライド自在に嵌合する滑りキーとを有し、
前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つにおいて、前記ロータの回転軸方向に沿って前記ロータが移動させられることにより、前記複数の電動サーボアクチュエータの前記電動機間の逆起電力の差が低減された、電動サーボシステム。 An electric servo system comprising a plurality of electric servo actuators connected to the guide link of the power generation turbine and synchronously controlled so as to change the opening degree of the guide vane by rotating the guide link ,
Each of the plurality of electric servo actuators is
An electric motor having a stator and a rotor;
A shaft disposed inside the rotor and rotated by the rotor;
At least one of the plurality of electric servo actuators further comprises a mechanism that enables movement of the rotor along the rotation axis direction of the rotor ,
The inner peripheral surface of the rotor is provided with a groove extending along the rotation axis direction of the rotor,
The mechanism is disposed between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the shaft body, and is capable of fastening and releasing the rotor and the shaft body and fastening using the principle of wedge. A member, and a sliding key fixed to the outer peripheral surface of the shaft body and slidably fitted into the groove;
In at least one of the plurality of electric servo actuators, the difference in counter electromotive force between the motors of the plurality of electric servo actuators is reduced by moving the rotor along the rotation axis direction of the rotor . Electric servo system. 発電水車のガイドリンクに接続され、当該ガイドリンクを回動してガイドベーンの開度を変化させるように同期制御される複数の電動サーボアクチュエータが備える電動機の逆起電力の調整方法であって、
前記複数の電動サーボアクチュエータのそれぞれは、
ステータ及びロータを有する電動機と、
前記ロータの内側に配置され、当該ロータによって回転させられる軸体と
を備え、
前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つは、前記ロータの回転軸方向に沿った当該ロータの移動を可能にする機構をさらに備え、
前記ロータの内周面には、当該ロータの回転軸方向に沿って延びる溝が設けられ、
前記機構は、前記ロータの内周面と前記軸体の外周面との間に配置された、当該ロータと当該軸体との締結及びその解除を行うことが可能なくさびの原理を利用した締結部材と、前記軸体の外周面に固定された、前記溝に対してスライド自在に嵌合する滑りキーとを有し、
前記複数の電動サーボアクチュエータの少なくとも一つにおいて、前記ロータの回転軸方向に沿って当該ロータを移動させることにより、前記複数の電動サーボアクチュエータの前記電動機間の逆起電力の差を低減する、調整方法。 A method for adjusting the back electromotive force of an electric motor that is connected to a guide link of a water turbine and is provided with a plurality of electric servo actuators that are synchronously controlled to rotate the guide link and change the opening of the guide vane ,
Each of the plurality of electric servo actuators is
An electric motor having a stator and a rotor;
A shaft disposed inside the rotor and rotated by the rotor;
At least one of the plurality of electric servo actuators further comprises a mechanism that enables movement of the rotor along the rotation axis direction of the rotor,
The inner peripheral surface of the rotor is provided with a groove extending along the rotation axis direction of the rotor,
The mechanism is disposed between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the shaft body, and is capable of fastening and releasing the rotor and the shaft body and fastening using the principle of wedge. A member, and a sliding key fixed to the outer peripheral surface of the shaft body and slidably fitted into the groove;
In at least one of the plurality of electric servo actuator, by moving the rotor along the rotational axis of the rotor, to reduce the difference of the counter electromotive force between the electric motor of the plurality of electric servo actuator, adjusting Method.

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