JPS6337000B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6337000B2 JPS6337000B2 JP56066671A JP6667181A JPS6337000B2 JP S6337000 B2 JPS6337000 B2 JP S6337000B2 JP 56066671 A JP56066671 A JP 56066671A JP 6667181 A JP6667181 A JP 6667181A JP S6337000 B2 JPS6337000 B2 JP S6337000B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- hub
- blade
- pitch
- spring
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
利用産業分野
この発明は、回転翼の羽根角すなわちピツチを
自動調整するピツチ変換機構に係り、可変ピツチ
の動力として設定した推力と回転翼が発生する推
力と差のを利用した可変ピツチ機構に関する。
自動調整するピツチ変換機構に係り、可変ピツチ
の動力として設定した推力と回転翼が発生する推
力と差のを利用した可変ピツチ機構に関する。
背景技術
航空機用プロペラ、ヘリコプター用ローター、
船舶用プロペラ、産業用フアンあるいは風車等の
回転翼は、そのピツチを調整することによつて、
推力、吸収トルク、風量等を容易に制御すことが
できるため、その性能特性を著しく向上させるこ
とができる。
船舶用プロペラ、産業用フアンあるいは風車等の
回転翼は、そのピツチを調整することによつて、
推力、吸収トルク、風量等を容易に制御すことが
できるため、その性能特性を著しく向上させるこ
とができる。
この可変ピツチ機構には多種多様なものがあ
り、その動力には電気、油圧が利用され、構造的
にはカム、リンク、歯車等を応用し組合せた機械
運動機構が主に用いられている。
り、その動力には電気、油圧が利用され、構造的
にはカム、リンク、歯車等を応用し組合せた機械
運動機構が主に用いられている。
従来の可変ピツチ機構として、米国特許第
4037986号明細書には、複数枚のブレードを回転
自在に支承したハブの円筒状部分内に、ピストン
等を含むピツチ可変アクチユエータとばねを内蔵
し、ピストン右側の室に油圧を供給してピストン
の移動量に応じてブレードのピツチをクランクピ
ンにより変化させる構成が提案されている。しか
し、油圧の供給のため、ピストンの外周部に密封
シールを設け、プランジヤやばねなどを収容する
ガイド、ポート等を加工するなど、構造が複雑で
加工や組立工数が多くなる等、整備性が悪い問題
があつた。
4037986号明細書には、複数枚のブレードを回転
自在に支承したハブの円筒状部分内に、ピストン
等を含むピツチ可変アクチユエータとばねを内蔵
し、ピストン右側の室に油圧を供給してピストン
の移動量に応じてブレードのピツチをクランクピ
ンにより変化させる構成が提案されている。しか
し、油圧の供給のため、ピストンの外周部に密封
シールを設け、プランジヤやばねなどを収容する
ガイド、ポート等を加工するなど、構造が複雑で
加工や組立工数が多くなる等、整備性が悪い問題
があつた。
また、特公昭47−4669号公報には、ピストンの
一部を形成する軸にヨークをプロペラ羽根に偏心
して連結したローラに共働させて、ピストンの往
復動によりプロペラを回転させてピツチを変える
可変ピツチ機構が提案されているが、構造が複雑
になると共にボスやシリンダ内に有効利用できる
空間が存在しない問題があつた。
一部を形成する軸にヨークをプロペラ羽根に偏心
して連結したローラに共働させて、ピストンの往
復動によりプロペラを回転させてピツチを変える
可変ピツチ機構が提案されているが、構造が複雑
になると共にボスやシリンダ内に有効利用できる
空間が存在しない問題があつた。
また、特公昭46−3427号公報には、ピストンの
ストロークに応じて、ハブの前方に伸びたドーム
構造体内に同心状に装着された円板形ばね素子
が、負荷力を変化させるようにした可変ピツチ機
構が提案されているが、軸方向カム素子をピスト
ンとばね群構造体間に配置し、かつベルクラン
ク、ばね座、カムの傾斜部分によつて、リング素
子を圧縮するメカニズムが必要となり、構造が複
雑で部品数も多く故障が発生しやすくなる問題が
あつた。
ストロークに応じて、ハブの前方に伸びたドーム
構造体内に同心状に装着された円板形ばね素子
が、負荷力を変化させるようにした可変ピツチ機
構が提案されているが、軸方向カム素子をピスト
ンとばね群構造体間に配置し、かつベルクラン
ク、ばね座、カムの傾斜部分によつて、リング素
子を圧縮するメカニズムが必要となり、構造が複
雑で部品数も多く故障が発生しやすくなる問題が
あつた。
従つて、可変ピツチ機構は概して複雑な構造と
なり、重量、スペース等の問題を生じ、そのメン
テナンスの容易性も重要な課題となる。
なり、重量、スペース等の問題を生じ、そのメン
テナンスの容易性も重要な課題となる。
発明の目的
この発明は、前述の現状に鑑み、小型で簡単な
構造の可変ピツチ機構を提供することを目的とす
るもので、可変ピツチの動力として、設定した推
力と回転翼が発生する推力との差を利用し、設定
推力値を変えることによつて得られる推力の直接
制御または推力変動に対する自動的な調速を可能
にした可変ピツチ機構を目的としている。
構造の可変ピツチ機構を提供することを目的とす
るもので、可変ピツチの動力として、設定した推
力と回転翼が発生する推力との差を利用し、設定
推力値を変えることによつて得られる推力の直接
制御または推力変動に対する自動的な調速を可能
にした可変ピツチ機構を目的としている。
発明の構成
この発明は、
複数のブレードを放射状に軸支したハブと、
ハブ内に内挿されてプロペラ回転軸方向にハブ
と相対的に平行移動可能でかつ回転不能となした
カムと、 各ブレード下端面に偏心立設したピンをそれぞ
れ嵌入させてこれを拘束するための前記カム面に
設けたカム溝と、 ハブ内先端部とカムとを連結し、予測される最
適ピツチ角を取り得るカム位置でプロペラ推力と
スプリング力とに平衡する力を発生するよう、前
記回転軸方向に伸縮可能となしたリニアアクチユ
エータと、 ハブ内先端部とカム間に介在させて前記回転軸
方向に伸縮するスプリングとから構成され、 ハブとカムの相対的なプロペラ回転軸方向の直
線移動を、ブレードをカム溝に対して移動させる
ことにより、ピツチ変換軸回りの回転力に変換さ
せてピツチ変換可能となしたことを特徴とする回
転翼の可変ピツチ機構。
と相対的に平行移動可能でかつ回転不能となした
カムと、 各ブレード下端面に偏心立設したピンをそれぞ
れ嵌入させてこれを拘束するための前記カム面に
設けたカム溝と、 ハブ内先端部とカムとを連結し、予測される最
適ピツチ角を取り得るカム位置でプロペラ推力と
スプリング力とに平衡する力を発生するよう、前
記回転軸方向に伸縮可能となしたリニアアクチユ
エータと、 ハブ内先端部とカム間に介在させて前記回転軸
方向に伸縮するスプリングとから構成され、 ハブとカムの相対的なプロペラ回転軸方向の直
線移動を、ブレードをカム溝に対して移動させる
ことにより、ピツチ変換軸回りの回転力に変換さ
せてピツチ変換可能となしたことを特徴とする回
転翼の可変ピツチ機構。
すなわち、この発明は、ハブに放射上に軸止さ
れたブレード端面に偏心させてピンを設けてピン
をカム溝に拘束させ、ハブとカムの相対的な前後
方向の軸移動をピツチ変換軸回りの回転移動に変
換させてピツチを変換する機構を基本とし、上記
の前後方向の移動を設定推力とブレードの回転に
より発生する推力との差によりブレードをカム溝
対して移動させてピツチを変換することを要旨と
する。
れたブレード端面に偏心させてピンを設けてピン
をカム溝に拘束させ、ハブとカムの相対的な前後
方向の軸移動をピツチ変換軸回りの回転移動に変
換させてピツチを変換する機構を基本とし、上記
の前後方向の移動を設定推力とブレードの回転に
より発生する推力との差によりブレードをカム溝
対して移動させてピツチを変換することを要旨と
する。
発明の図面に基づく開示
図面は、この発明による回転翼のピツチ変換機
構を示すハブの縦断面図である。
構を示すハブの縦断面図である。
ハブ１は先端が閉じた円筒形状で、その外周面
に放射状に複数のブレード３をベアリング２によ
り軸支している。
に放射状に複数のブレード３をベアリング２によ
り軸支している。
カム６はハブ１内部に収納される円筒形状であ
り、その外周面にはブレード３枚数と等しい個数
の所定形状のカム溝７が穿設されている。
り、その外周面にはブレード３枚数と等しい個数
の所定形状のカム溝７が穿設されている。
各ブレード３の下端面には、ピツチ変換軸中心
に対して偏心させてピン４が設けられ、ピン４に
はスリーブ５が遊嵌されて上記カム溝７に挿嵌し
てある。
に対して偏心させてピン４が設けられ、ピン４に
はスリーブ５が遊嵌されて上記カム溝７に挿嵌し
てある。
カム溝７は挿嵌されるピン４によりブレード３
を拘束し、ハブ１とカム６とがプロペラ回転軸方
向に相対的に移動すると、所定形状に成形した溝
７に沿つて移動するピン４により、ブレード３が
回転しピツチが変更される。
を拘束し、ハブ１とカム６とがプロペラ回転軸方
向に相対的に移動すると、所定形状に成形した溝
７に沿つて移動するピン４により、ブレード３が
回転しピツチが変更される。
このカム６は、その後方端面に円盤状の連結部
８を設け、エンジンの出力軸（図示せず）と連結
固定される。
８を設け、エンジンの出力軸（図示せず）と連結
固定される。
また、ハブ１は、カムと共にエンジン出力を受
けて回転するが、カム６に対して軸方向に前後動
できるように出力軸あるいはカムの連結部８に支
持される。
けて回転するが、カム６に対して軸方向に前後動
できるように出力軸あるいはカムの連結部８に支
持される。
ハブ１とカム６をプロペラ回転軸方向に相対的
に平行移動可能となし、かつエンジン出力軸の回
転力伝達可能となすべく、ハブ１とカム６の連結
部８間あるいはハブ１とエンジン出力軸間に摺動
自在部を設けて連結支持する。
に平行移動可能となし、かつエンジン出力軸の回
転力伝達可能となすべく、ハブ１とカム６の連結
部８間あるいはハブ１とエンジン出力軸間に摺動
自在部を設けて連結支持する。
例えば、図でハブ１の左側端部において、スプ
ラインによりエンジン出力軸に直接回転力伝達可
能に連結するか、あるいは図示の如くカムの連結
部８にスプラインにより支持させて、エンジン出
力を受けてブレード３を回転させるよう構成す
る。
ラインによりエンジン出力軸に直接回転力伝達可
能に連結するか、あるいは図示の如くカムの連結
部８にスプラインにより支持させて、エンジン出
力を受けてブレード３を回転させるよう構成す
る。
実施例では、ハブ１とカム６の連結部８間にス
プラインを設けている。
プラインを設けている。
従つて、ハブ１とカム６の支持結合方法は、相
対的に両者がプロペラ回転軸方向に移動可能とす
ればよく、いずれの結合方法でもよい。
対的に両者がプロペラ回転軸方向に移動可能とす
ればよく、いずれの結合方法でもよい。
さらに、ハブ１はその先端部とカム６の連結部
８との間にリニアアクチユエーター９を介して結
合してある。
８との間にリニアアクチユエーター９を介して結
合してある。
図面では、油圧シリンダーチユーブの頭部と連
結部８とを結合し、ロツド１０先端とハブ１を結
合している。
結部８とを結合し、ロツド１０先端とハブ１を結
合している。
また、ハブ１の閉じた先端内部に周設した台座
１１とカム６の先端側端部に設けた受座１２との
間にスプリング１３を嵌入させてある。
１１とカム６の先端側端部に設けた受座１２との
間にスプリング１３を嵌入させてある。
次に上述の構成からなるこの発明の可変ピツチ
機構の作動・機能を説明する。
機構の作動・機能を説明する。
まず、エンジンの出力を受けてブレード３が回
転して推力が発生し設定推力以上になると、スプ
リング１３によるバネ力も加わり、ブレード３が
前進する。
転して推力が発生し設定推力以上になると、スプ
リング１３によるバネ力も加わり、ブレード３が
前進する。
ブレード３の前進にともないカム溝７に拘束さ
れるピン４は溝７形状にそつてブレード３を回転
させ、ピツチが高ピツチ側に変化する。
れるピン４は溝７形状にそつてブレード３を回転
させ、ピツチが高ピツチ側に変化する。
従つて回転翼の発生するトルクが大きくなり、
回転翼の回転数が低下し、その結果推力が減少す
る。
回転翼の回転数が低下し、その結果推力が減少す
る。
次に上述の過程とは逆に、ハブ１が後退する
と、カム溝７が溝によつて拘束しているブレード
のピン４を回転させ、ブレード３を低ピツチ側へ
回転するようにカム溝７が構成されているため、
所定量のピツチ変換が行なわれる。
と、カム溝７が溝によつて拘束しているブレード
のピン４を回転させ、ブレード３を低ピツチ側へ
回転するようにカム溝７が構成されているため、
所定量のピツチ変換が行なわれる。
例えば、飛行条件に合せて必要な推力を設定し
てリニアアクチユエーター９の出力を定めると、
リニアアクチユエーター９の出力と、推力および
スプリング１３のバネ力が平衡する位置でハブ１
が停止し、所望のピツチ変換が行なわれる。
てリニアアクチユエーター９の出力を定めると、
リニアアクチユエーター９の出力と、推力および
スプリング１３のバネ力が平衡する位置でハブ１
が停止し、所望のピツチ変換が行なわれる。
すなわち、ハブのプロペラ回転軸方向の力の釣
り合い式は下記のように表わされる。
り合い式は下記のように表わされる。
Ｆ＝Ｔ＋kx ………(1)式
Ｆ：リニアアクチユエーターによる出力
Ｔ：プロペラの推力
Ｔ＝Ｔ（β、Ｖ、ρ）
β：β（ｘ）ブレード角度
Ｖ：機体速度
ρ：空気密度
kx：スプリングの力
ｋ：バネ定数
ｘ：スプリングの伸び
つまりハブとエンジン出力軸との相対移動量
リニアアクチユエーター９の出力は、非常に簡
単なプロペラシステムの場合には、離陸、巡航、
着陸等の数点をパイロツト操作により選択する。
単なプロペラシステムの場合には、離陸、巡航、
着陸等の数点をパイロツト操作により選択する。
より高度なプロペラシステムでは飛行条件（機
体速度、高度、エンジン出力）により最適なプロ
ペラのピツチ角度をとるようにＦの値をコンピユ
ーターにて時々刻々求め、時間とともに変動させ
る。
体速度、高度、エンジン出力）により最適なプロ
ペラのピツチ角度をとるようにＦの値をコンピユ
ーターにて時々刻々求め、時間とともに変動させ
る。
推力値Ｔは、飛行条件に基づいて、機体速度
Ｖ、空気密度ρ、ブレード角度β等から計算によ
り求めることができる。
Ｖ、空気密度ρ、ブレード角度β等から計算によ
り求めることができる。
推力値Ｔは、ブレード３のピツチ変換軸回りの
回転角度に依存するので、所定の回転角度を保持
するようにリニアアクチユエーター９の出力Ｆを
定める。
回転角度に依存するので、所定の回転角度を保持
するようにリニアアクチユエーター９の出力Ｆを
定める。
前記(1)式が成立するように、バネの伸び、つま
りハブ１とエンジン出力軸との相対移動量ｘを決
定して、リニアアクチユエーター９を作動させる
のである。
りハブ１とエンジン出力軸との相対移動量ｘを決
定して、リニアアクチユエーター９を作動させる
のである。
発明の効果
すなわち、この発明の機構は、カム溝形状とア
クチユエーターの出力、バネ力の選定により、推
力の直接制御または推力変動に対する調速度を自
動的に行なわせることができる。
クチユエーターの出力、バネ力の選定により、推
力の直接制御または推力変動に対する調速度を自
動的に行なわせることができる。
しかも、詳述した如く、可変ピツチ機構はその
構成が非常に簡単なため、重量を軽減できハブ内
のスペースに制限されることなく設置でき、メン
テナンスも容易になる効果がある。
構成が非常に簡単なため、重量を軽減できハブ内
のスペースに制限されることなく設置でき、メン
テナンスも容易になる効果がある。
前述したこの発明の構成とすることにより、特
に、カムとハブ先端とをリニアアクチユエーター
を介して連結したことにより、従来の可変ピツチ
機構に比べて以下の効果がある。
に、カムとハブ先端とをリニアアクチユエーター
を介して連結したことにより、従来の可変ピツチ
機構に比べて以下の効果がある。
ハブ１やカム６内に有効利用できる空間が多
く確保できる。
く確保できる。
リニアアクチユエーター９で直接カム６を軸
方向に移動させているため、構成が簡単で、万
一の故障に際しても、アクチユエータを交換す
るだけでよい。
方向に移動させているため、構成が簡単で、万
一の故障に際しても、アクチユエータを交換す
るだけでよい。
リニアアクチユエーター９でカム６を作動さ
せることにより、トルク伝達効率がよく、作動
時間遅れが発生し難い。
せることにより、トルク伝達効率がよく、作動
時間遅れが発生し難い。
１本のアクチユエーターでピツチ変換が可能
なため、小型、軽量化が容易であり、製造コス
トの低減が可能である。
なため、小型、軽量化が容易であり、製造コス
トの低減が可能である。
ハブ１の先端部にスプリング１３、アクチユ
エーター９、カム６等が配置されているため、
小型化が容易であり、また、保守点検のための
分解、再組立が容易であり、整備性にすぐれて
いる。
エーター９、カム６等が配置されているため、
小型化が容易であり、また、保守点検のための
分解、再組立が容易であり、整備性にすぐれて
いる。
図面はこの発明による回転翼のピツチ変換機構
を示すハブの縦断面図である。 １……ハブ、２……ベアリング、３……ブレー
ド、４……ピン、５……スリーブ、６……カム、
７……カム溝、８……連結部、９……リニアアク
チユエーター、１０……ロツド、１１……台座、
１２……受座、１３……スプリング。
を示すハブの縦断面図である。 １……ハブ、２……ベアリング、３……ブレー
ド、４……ピン、５……スリーブ、６……カム、
７……カム溝、８……連結部、９……リニアアク
チユエーター、１０……ロツド、１１……台座、
１２……受座、１３……スプリング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数のブレードを放射状に軸支したハブと、 ハブ内に内挿されてプロペラ回転軸方向にハブ
と相対的に平行移動可能でかつ回転不能となした
カムと、 各ブレード下端面に偏心立設したピンをそれぞ
れ嵌入させてこれを拘束するための前記カム面に
設けたカム溝と、 ハブ内先端部とカムとを連結し、予測される最
適ピツチ角を取り得るカム位置でプロペラ推力と
スプリング力とに平衡する力を発生するよう、前
記回転軸方向に伸縮可能となしたリニアアクチユ
エータと、 ハブ内先端部とカム間に介在させて前記回転軸
方向に伸縮するスプリングとから構成され、 ハブとカムの相対的なプロペラ回転軸方向の直
線移動を、ブレードをカム溝に対して移動させる
ことにより、ピツチ変換軸回りの回転力に変換さ
せてピツチ変換可能となしたことを特徴とする回
転翼の可変ピツチ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56066671A JPS57182599A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Variable pitch mechanism of rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56066671A JPS57182599A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Variable pitch mechanism of rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182599A JPS57182599A (en) | 1982-11-10 |
| JPS6337000B2 true JPS6337000B2 (ja) | 1988-07-22 |
Family
ID=13322597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56066671A Granted JPS57182599A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Variable pitch mechanism of rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182599A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210144522A (ko) * | 2020-05-21 | 2021-11-30 | 한국조선해양 주식회사 | 온오프밸브에 의해 구동하는 가변 피치 프로펠러 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101228356B (zh) * | 2005-06-22 | 2012-01-04 | Itt制造企业公司 | 用于调节螺旋桨泵的螺旋桨桨叶的调节装置和包括这种调节装置的螺旋桨泵 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4037986A (en) * | 1975-09-04 | 1977-07-26 | Dowty Rotol Limited | Bladed rotors having control means for effecting blade pitch adjustment |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP56066671A patent/JPS57182599A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210144522A (ko) * | 2020-05-21 | 2021-11-30 | 한국조선해양 주식회사 | 온오프밸브에 의해 구동하는 가변 피치 프로펠러 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182599A (en) | 1982-11-10 |
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