JP3237047B2 - 可動翼流体機器における機械式可動翼駆動装置 - Google Patents

可動翼流体機器における機械式可動翼駆動装置

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JP3237047B2
JP3237047B2 JP10546195A JP10546195A JP3237047B2 JP 3237047 B2 JP3237047 B2 JP 3237047B2 JP 10546195 A JP10546195 A JP 10546195A JP 10546195 A JP10546195 A JP 10546195A JP 3237047 B2 JP3237047 B2 JP 3237047B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可動翼を備えたポン
プ、水車あるいは送風機などの可動翼流体機器における
機械式可動翼駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、図3および図4に示す主軸1
に固着された羽根車ボス2と、主軸の半径方向にのびる
複数の翼軸3を介して該翼軸3とともにその軸まわりに
回動可能に羽根車ボス2に取付けられた複数の羽根車翼
4と、主軸1を軸方向に貫通して軸方向の進退移動可能
かつ主軸1と同時回転可能に配置された操作棒5と、該
操作棒5の基端部を一端部側で回転自在に軸支する軸受
機構6と、軸受機構6を操作棒5の軸方向に進退移動可
能かつ軸まわりの回転不能に収容する軸受ボックス7
と、軸受機構6の他端部側に固着される進退軸8と、こ
の進退軸8と可動翼駆動装置9の間に介設されるネジ装
置10とを備え、操作棒5の先端部がクロスヘッド11
および連結部材12を介して翼軸3に連結されている可
動翼流体機器における機械式可動翼駆動装置では、ネジ
装置10が進退軸8の外周に形成された台形雄ネジ10
Aと、可動翼駆動装置9の回転出力部材9Aに形成され
て、台形雄ネジ10Aに螺合する台形雌ネジ10Bによ
って構成されている。
【0003】しかし、ネジ装置10が台形雄ネジ10A
と台形雌ネジ10Bによって構成されている従来の機械
式可動翼駆動装置では、ネジ装置10のすべり摩擦抵抗
が大きく、進退軸8を進退移動させるための動力伝達効
率が悪い(実験により、台形ネジの効率は約15%であ
ることを確認している)。したがって、可動翼駆動装置
9の必要動力が大きくなる。そこで、ネジ装置10をボ
ールネジによって構成することが考えられる。ネジ装置
10をボールネジによって構成することですべり摩擦抵
抗が小さくなり、動力伝達効率が向上し、(実験によ
り、ボールネジの効率は約80%であることを確認して
いる)可動翼駆動装置9の必要動力を小さくできる。し
かし、スラスト荷重が大きくなると、ボールが飛び出す
難点を有している。このため、大きい荷重が負荷される
大型流体機器に適用できない。つまり、ネジ装置10の
使用可能な範囲が制限される欠点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、ネジ装置を台形ネジよって構成すると、すべり摩
擦抵抗が大きくなって動力伝達効率を低下させ、ネジ装
置をボールネジによって構成すると、すべり摩擦抵抗が
小さくなって動力伝達効率を向上させることができるも
のの、大きい荷重が負荷される大型流体機器に適用でき
ず、ネジ装置の使用可能な範囲が制限される点である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、主軸に固着さ
れた羽根車ボスと、主軸の半径方向にのびる複数の翼軸
を介して該翼軸とともにその軸まわりに回動可能に前記
羽根車ボスに取付けられた複数の羽根車翼と、前記主軸
を軸方向に貫通して軸方向の進退移動可能かつ主軸と同
時回転可能に配置された操作棒と、該操作棒の基端部を
一端部側で回転自在に軸支する軸受機構と、軸受機構を
操作棒の軸方向に進退移動可能かつ軸まわりの回転不能
に収容する軸受ボックスと、前記軸受機構の他端部側に
固着される進退軸と、この進退軸と可動翼駆動装置の間
に介設されるネジ装置とを備え、前記操作棒の先端部が
クロスヘッドおよび連結部材を介して前記翼軸に連結さ
れている可動翼流体機器における機械式可動翼駆動装置
において、前記ネジ装置が前記可動翼駆動装置の筒状回
転出力部材の内周に形成された雌ネジと、前記進退軸の
外周に形成された雄ネジと、前記雌ネジと雄ネジの間に
両者に螺合して介設されたローラネジを具備する遊星機
構式のローラネジユニットによって構成されているとと
もに、前記進退軸に負荷される軸方向の外力による筒状
回転出力部材の回転を阻止する制動機構が前記可動翼駆
動装置に設けられていることを特徴とし、ネジ装置のす
べり摩擦抵抗を小さくして動力伝達効率を向上させると
ともに、負荷能力を高くすることでネジ装置の使用可能
な範囲の制限を緩和する目的を達成した。
【0006】
【作用】本発明によれば、可動翼駆動装置の筒状回転出
力部材の正逆回転は、該回転出力部材の内周に形成され
た雌ネジとローラネジを介して進退軸の外周に形成され
た雄ネジに伝達され、進退軸を軸方向に進退移動させ
る。そして、進退軸の進退移動量に応じた回動角で、羽
根車翼を開き側もしくは閉じ側に回動させることができ
る。また、筒状回転出力部材の内周に形成された雌ネジ
と、進退軸の外周に形成された雄ネジと、これら雌ネジ
と雄ネジの間に両者に螺合して介設されたローラネジを
具備する遊星機構式のローラネジユニットによってネジ
装置が構成されているので、すべり摩擦抵抗を低減し、
ローラネジの飛び出しを筒状回転出力部材によって防止
することができる。また、進退軸および操作棒の自重
や、運転時の流体抵抗によってに羽根車翼に生じるトル
クなどの外力による進退軸の移動は、出力回転筒の回転
を阻止する制動機構の制動作用によって阻止できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の要部を示す縦断側面図、図2は図
1のA−A線断面図である。なお、図1および図2以外
の構造は、図3および図4の従来例と同一であるので、
これらの説明は省略する。図1および図2において、可
動翼駆動装置9の筒状回転出力部材90は、最外周の回
転スリーブ91と、中間筒体92と、最内周のナット状
筒体93を備え、最外周の回転スリーブ91と中間筒体
92は、スプライン94を介して同時回転可能に一体に
結合され、ナット状筒体93は、中間筒体92に嵌合し
て同時回転可能に取り付けられているとともに、回転ス
リーブ91の外周は歯車91Aになっている。ネジ装置
20は、ナット状筒体93の内周に形成された雌ネジ2
0aと、進退軸8の外周に形成された雄ネジ20bと、
雌ネジと20a雄ネジ20bの間に両者に螺合して介設
された複数のローラネジ20Aを具備する遊星機構式の
ローラネジユニットによって構成されている。すなわ
ち、複数のローラネジ20Aは、ナット状筒体93内に
円周方向に等間で配置され、それぞれの上端部は、進退
軸8の雄ネジ20bに関係なくナット状筒体93の上端
開口部に嵌合固定された軸支リング21に回転自在に軸
支されているとともに、それぞれの下端部は、ナット状
筒体93の下端開口部に嵌合固定された軸支リング22
に回転自在に軸支されている。
【0008】回転スリーブ91の歯車91Aには、ピニ
オン軸23の一端部に固着されているピニオン24が噛
合し、ピニオン軸23の他端部に固着されているウオー
ムホイール25にウオーム26を噛合させることで、ウ
オームホイール25とウオーム26により制動機構27
を構成している。そして、ウオーム26は、図3に示す
可動翼駆動装置9の駆動用モータ9Bの出力軸および手
動用ハンドル9Cのハンドル軸に切替機構(図示省略)
を介して接続されている。
【0009】このような構成であれば、図示していない
原動機を起動することで主軸1が回転し、羽根車ボス
2、複数羽根車翼4およびクロスヘッド7も同時に回転
するポンプの運転状態を得ることができる。一方、羽根
車翼4を開き側もしくは閉じ側に回動させる場合におけ
る可動翼駆動装置9の筒状回転出力部材90の正逆回転
は、図3の駆動用モータ9Bの正逆回転もしくは手動用
ハンドル9Cの正逆方向に回転によって得られる。図1
および図2の筒状回転出力部材90が正逆方向に回転す
ることにより、進退軸8が軸方向に進退移動して、羽根
車翼をは開き側もしくは閉じ側に回動させる。すなわ
ち、回転スリーブ91の回転は、中間筒体92を介して
ナット状筒体93に伝えられ、ナット状筒体93に回転
は、その内周に形成された雌ネジ20aと、ローラネジ
20Aを介して進退軸8の外周に形成された雄ネジ20
bに伝達され、進退軸8を軸方向に進退移動させ、この
進退軸8の進退移動量に応じた回動角で、羽根車翼4は
開き側もしくは閉じ側に回動させることになる。
【0010】このように、筒状回転出力部材90の最内
周に位置するナット状筒体93に形成された雌ネジ20
aと、進退軸8の外周に形成された雄ネジ20bと、こ
れら雌ネジ20aと雄ネジ20bの間に両者に螺合して
介設された複数のローラネジ20Aを具備する遊星機構
式のローラネジユニットによってネジ装置20が構成さ
れているので、すべり摩擦抵抗を低減させ、進退軸8を
進退移動させるための動力伝達効率を向上させることが
できる(実験により、効率は80%以上であることを確
認している)。したがって、可動翼駆動装置9の必要動
力が小さくなる。しかも、ナット状筒体93によって複
数のローラネジ20Aが取り囲まれているので、スラス
ト荷重が大きくなってもローラネジ20Aの飛び出しを
防止して、常時適正な噛合状態を保持することができ
る。その結果、大きい荷重が負荷される大型流体機器へ
の適用が可能になり、ネジ装置20の使用可能な範囲の
制限を緩和することできる。また、進退軸8および操作
棒5の自重や、運転時の流体抵抗によってに羽根車翼4
に生じるトルクなどの外力による進退軸8の不本意な移
動は、制動機構27の制動作用によって阻止できる。
【0011】なお、本発明は、斜流ポンプや軸流ポンプ
にのみ限定されるものではなく、水車あるいは送風機な
どの可動翼流体機器における機械式可動翼駆動装置とし
ても適用可能である。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ネジ装
置のすべり摩擦抵抗を低減させ、進退軸を進退移動させ
るための動力伝達効率を向上させることができるので、
可動翼駆動装置の必要動力が小さくなる。しかも、筒状
回転出力部材によって複数のローラネジを取り囲んで、
ローラネジの飛び出しを防止しているので、スラスト荷
重が大きくなっても常時適正な噛合状態を保持すること
ができるから、大きい荷重が負荷される大型流体機器へ
の適用が可能になり、ネジ装置の使用可能な範囲の制限
を緩和することできる。また、進退軸および操作棒の自
重や、運転時の流体抵抗によってに羽根車翼に生じるト
ルクなどの外力による進退軸の不本意な移動は、制動機
構の制動作用によって確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要部を示す縦断面図である。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】従来の機械式可動翼駆動装置の概略構成図であ
る。
【図4】羽根車翼と操作棒の関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 主軸 2 羽根車ボス 3 翼軸 4 羽根車翼 5 操作棒 6 軸受機構 7 軸受ボックス 8 進退軸 9 可動翼駆動装置 11 クロスヘッド 12 連結部材 20 ネジ装置 20A ローラネジ 20a 雌ネジ 20b 雄ネジ 27 制動機構 90 筒状回転出力部材 91 回転スリーブ 92 中間筒体 93 ナット状筒体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸に固着された羽根車ボスと、主軸の
    半径方向にのびる複数の翼軸を介して該翼軸とともにそ
    の軸まわりに回動可能に前記羽根車ボスに取付けられた
    複数の羽根車翼と、前記主軸を軸方向に貫通して軸方向
    の進退移動可能かつ主軸と同時回転可能に配置された操
    作棒と、該操作棒の基端部を一端部側で回転自在に軸支
    する軸受機構と、軸受機構を操作棒の軸方向に進退移動
    可能かつ軸まわりの回転不能に収容する軸受ボックス
    と、前記軸受機構の他端部側に固着される進退軸と、こ
    の進退軸と可動翼駆動装置の間に介設されるネジ装置と
    を備え、前記操作棒の先端部がクロスヘッドおよび連結
    部材を介して前記翼軸に連結されている可動翼流体機器
    における機械式可動翼駆動装置において、前記ネジ装置
    が前記可動翼駆動装置の筒状回転出力部材の内周に形成
    された雌ネジと、前記進退軸の外周に形成された雄ネジ
    と、前記雌ネジと雄ネジの間に両者に螺合して介設され
    たローラネジを具備する遊星機構式のローラネジユニッ
    トによって構成されているとともに、前記進退軸に負荷
    される軸方向の外力による筒状回転出力部材の回転を阻
    止する制動機構が前記可動翼駆動装置に設けられている
    ことを特徴とする可動翼流体機器における機械式可動翼
    駆動装置。
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CN215955861U (zh) * 2021-09-18 2022-03-04 安徽皖宏电气股份有限公司 一种散热配电柜

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