JP3919849B2 - 可変ピッチプロペラ駆動装置 - Google Patents
可変ピッチプロペラ駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3919849B2 JP3919849B2 JP19099796A JP19099796A JP3919849B2 JP 3919849 B2 JP3919849 B2 JP 3919849B2 JP 19099796 A JP19099796 A JP 19099796A JP 19099796 A JP19099796 A JP 19099796A JP 3919849 B2 JP3919849 B2 JP 3919849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- sun gear
- gear
- fixed
- planetary gear
- 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 - Lifetime
Links
Images
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
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水力機械等における可変ピッチプロペラの回転主軸に対する羽根の取付角を変化させるための駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、水車やポンプ或いはブロワ等においては、回転軸に対する羽根の取付角度を任意に変更できる可変ピッチプロペラを使用し、その羽根の取付角を変化させることによってその負荷の調節を行うことができるようにしたものがある。
【0003】
すなわち、回転主軸の一端に、複数の羽根を放射状に装着したランナボスが一体的に連結してあり、上記各羽根の支持軸が上記ランナボス内において軸線周りに回動自在に軸支してある。一方、中空状に形成された回転主軸の一部には油圧シリンダが形成され、その油圧シリンダ内に配設されたピストンに、中空の回転主軸内に同心的に挿通された操作ロッドの一端が連結され、その他端がリンク機構を介して前記各羽根の支持軸に連結されている。
【0004】
そして、回転主軸の端部から配圧弁を介して圧油を上記油圧シリンダに供給し、ピストンを任意の方向に移動させることによって、前記操作ロッドを軸線方向に移動させ、その移動によって羽根の各支持軸を軸線回りに回動させ、各羽根の取付角度を変化させるようにしてある。
【0005】
ところが、このような装置においては、回転主軸の駆動回転中にも羽根の取付角度の調整を行うことができるようにするため、油圧シリンダに対する油圧の給排を回転シール機構等を介して行わなければならず、油圧のシール機構が複雑となる等の問題がある。特に、水車等のような空気よりも粘性抵抗が大きい流体を扱うものでは、羽根に対する抵抗が大きな反力となって油圧シリンダ側に負荷するため、相当な高圧の油圧を作動させなければならず、シール部での油洩れ焼付き等の事故が発生する可能性もある。
【0006】
そこで、油圧シリンダの代わりに電動機を使用し、この電動機の出力軸を前記操作ロッドに螺合させて、その操作ロッドを往復動させるようにしたものも提案されている。
【0007】
図4は、可変ピッチプロペラ水車の概略機構を示す図であって、下端にランナボス1aを一体的に装着した回転主軸1が軸受2によって回転自在に支持されている。上記ランナボス1aには放射方向に複数の羽根3が取付けられており、その各羽根の支持軸3aがランナボス1a内で軸支され、支持軸3aを回動させることによって羽根3の取付角度を変化させることができるようにしてある。
【0008】
一方、回転主軸1は中空状に形成され、この回転主軸1内に操作ロッド4が軸線方向にのみ移動可能に同心状に配設され、その操作ロッド4の下端に固着されたアーム4aが、リンク及びレバー機構5を介して前記羽根3の各支持軸3aに連結されている。したがって、上記操作ロッド4を軸線方向に往復移動させることによって、リンク及びレバー機構5を介して各羽根3の取付角度を変化させることができる。
【0009】
上記回転主軸1の頂端部には、可変ピッチプロペラ駆動装置の作動機構6が装着されており、その作動機構6への入力軸7がカップリング8及び中間軸9を介して電動機10に連結されている。また、上記作動機構6の他端にある出力軸11は推力軸受14により大きな推力を支えるようになっており、その下端に形成されたねじ部11aが前記操作ロッド4の頂部4bに螺合されている。
【0010】
したがって、回転主軸1と出力軸11との間に相対的な回転を発生させると、操作ロッド4が軸線方向に移動し、リンク及びレバー機構5を介して各羽根3の取付け角度が変化される。また、回転主軸1と出力軸11とを一体回転させると、出力軸11と操作ロッド4が一体的に回転するので、操作ロッド4の軸線方向の移動がなく、各羽根3の取付角度は所定値に維持される。
【0011】
図5は、上記作動機構6部を示す図であって、その作動機構6のケース15が前記回転主軸1の頂部に一体的に装着されている。そのケース15の頂壁には固定軸16が貫挿され、軸受16aにより相対的回転可能に装着されており、その固定軸16は図4に示すようにアーム17及びストッパー18によってその回転運転が拘束されている。
【0012】
上記固定軸16には前記入力軸7が同心的に貫挿され、固定軸16と入力軸7との間に設けられている軸受19及び後述するアームに設けられた軸支部20により回動自在に支持されている。そして、この入力軸7の下部には第1の太陽歯車21が一体的に形成されており、この第1の太陽歯車21には第1の太陽歯車21を中心として公転する複数個の第1の遊星歯車22が噛合されている。
【0013】
第1の遊星歯車22は、出力軸11と一体に形成されたアーム11aに設けられた支持軸23に対して回転自在に装着されており、第1の太陽歯車21の周囲を自転しながら公転し、出力軸11の回転を行なう。さらに、上記遊星歯車22の外周には内歯歯車24が配設されており、その内歯歯車24の第1の歯車24aが上記遊星歯車22に噛合されている。また、上記出力軸11は入力軸7と同一軸線上に配設され、ケース15の底壁を貫通するとともに、軸受25a,25bによってそのケース15に回転自在に軸受されている。
【0014】
一方、ケース15内に挿入され軸受16aによってケース15に軸支された固定軸16の下端には、固定の太陽歯車26が一体的に形成されており、この太陽歯車26の外周にはこの太陽歯車26を中心として公転する複数個の第2の遊星歯車27が噛合されており、この遊星歯車27にはその外周に配設された内歯歯車24の第2の歯車24bに噛合されている。
【0015】
また、上記遊星歯車27は、ケース15の内壁に固定されたアーム28から突設された軸29に回転自在に装着されている。さらにケース15と固定軸16及び出力軸11間、及び固定軸16と入力軸7間にはそれぞれパッキング30a,30b,30cが設けられ、上記ケース15内には潤滑油が充填されている。
【0016】
しかして、回転主軸1が或る速度で回転しており、電動機10が停止され第1の太陽歯車21が停止している場合には、太陽歯車26が固定軸16の回転拘束により固定状態であるので、第2の遊星歯車27がケース15及びアーム28を介して回転主軸1から駆動され、公転軌跡上を公転し、その回転力によって第2の歯車24bを介して内歯歯車24が回転主軸1と同一方向に回転駆動される。したがって、上記内歯歯車24の第1の歯車24aを介して第1の遊星歯車22が公転させられ、その第1の遊星歯車22の公転によりアーム11aを介して出力軸11が回転させられる。
【0017】
そこで、上記各歯車の変速比を所定値に設定することによって、出力軸11を回転主軸1と一体の如く同調回転させることができ、操作ロッド4が軸線方向に移動されることがなく、羽根3の取付角度は所定値に維持される。
【0018】
一方、入力軸7を所定の回転速度で操作すると、出力軸11と回転主軸1との間に速度差が生じ、操作ロッド4が上下させられ、羽根の取付角度が変更される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き装置においては、潤滑油が充填されているケース15内に、2つの歯車24a,24bを有する大きな内歯歯車24が配設され、回転主軸1に対応して回動するので慣性モーメントが大きく、遊星歯車に加わる慣性力も大きく、また上記大きな内歯車によって潤滑油の流れが阻害され寿命に悪影響を及ぼす等の問題があり、さらに、上下の歯車24a,24bが一体であるので、上下一体で芯を合わせて両歯歯車の加工を行う必要があり、内歯歯車の加工が困難である等の問題がある。
【0020】
本発明はこのような点に鑑み、油圧シリンダを使用する必要がなく、確実に羽根の取付角度を調節できるばかりでなく、作動機構部の構成を比較的簡単にし、長寿命化を図るとともに加工組立をも簡単とした可変ピッチプロペラ駆動装置を得ることを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
回転主軸と同心状に配設された出力軸を前記回転主軸に対して相対的に回転させることにより、前記回転主軸に取付けられた可変ピッチ羽根の取付角度を変化させる可変ピッチプロペラ駆動装置であって、
前記回転主軸の頂部に一体的に装着されたケースと、
このケースの頂部からケース内部に貫挿され、下部に固定太陽歯車が形成された中空な固定軸と、
この固定軸に同心的に貫挿された入力軸と、
この入力軸に接続された電動機と、
前記固定太陽歯車と同一軸線上に配設され前記入力軸の下部に形成された第1の太陽歯車と、
この第1の太陽歯車と噛合しつつ支持軸の回りに自転しながら前記第1の太陽歯車の外周を公転する第1の遊星歯車と、
前記固定太陽歯車に噛合し、前記支持軸の回りで前記第1の遊星歯車と同軸に自転しながら前記固定太陽歯車の外周を公転する第2の遊星歯車と、
この第2の遊星歯車と噛合しつつ前記回転主軸と一体的に回転する、前記ケースの内面に固着された第1の内歯歯車と、
前記第1の遊星歯車に噛合しつつ前記第1の太陽歯車と同心状に回転する、前記出力軸に連結された第2の内歯歯車と、
を具備することを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図3を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお図中図5と同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【0023】
図1において、回転主軸1の頂部に一体的に装着されているケース15には、その頂壁に固定軸16が貫挿され、軸受16aによって上記ケース15が固定軸16に対して回転可能としてある。
【0024】
上記固定軸16には電動機によって回動駆動される入力軸7が同心的に貫挿され、軸受19及び軸支部20により回動自在に支持されている。そして、上記入力軸7の下部には第1の太陽歯車21が一体的に形成されており、この第1の太陽歯車21にはその第1の太陽歯車21を中心として公転する複数個の第1の遊星歯車22が嵌合されている。
【0025】
一方、前記固定軸16の下端には、固定太陽歯車26が一体的に形成されており、この固定太陽歯車26の外周には、固定太陽歯車26に噛合して自転するとともに固定太陽歯車26を中心として公転する複数の第2の遊星歯車27が配設されている。また、前記ケース15の内面側には、固定太陽歯車26と同心状に配設された第1の内歯歯車31が固着されており、この内歯歯車31に上記複数の第2の遊星歯車27が噛合されている。
【0026】
また、前記複数の第1の遊星歯車22には、第1の太陽歯車21と同心状に配設された第2の内歯歯車32が噛合されており、この第2の内歯歯車32が、入力軸7と同一軸線上に配設されケース15の底壁を貫通する出力軸11に連結されている。
【0027】
ところで、上記入力軸7には、第1の太陽歯車21と固定太陽歯車26の間においてスペーサ33が軸受34を介して軸支され、そのスペーサ33の外周部の上下両面側にそれぞれ軸受35a,35bを介して前記第2の遊星歯車27及び第1の遊星歯車22が配設されている。上記第2の遊星歯車27の上方及び第1の遊星歯車22の下方には、それぞれ入力軸7と同心状のリング36,37が配設されており、リング36、スペーサ33、及びリング37に貫挿装着された支持軸38に第2の遊星歯車27及び第1の遊星歯車22が回動可能に軸支されている。
【0028】
そこで、第1の太陽歯車21と固定太陽歯車26の歯数をそれぞれZ1,Z1′、第2の内歯歯車32と第1の内歯歯車31の歯数をZ2,Z2′とし、2組の歯車の歯数比をZ1/Z2=Z1′/Z2′=1/Rのように等しくする。
【0029】
しかして、回転主軸1がω0 の速度で回転している場合には、固定太陽歯車26が固定状態であるので、第2の遊星歯車27が、回転主軸1とともに回転する第1の内歯歯車31によって駆動され、自転しながら公転軌跡40上をω1 の速度で公転する(図2)。
【0030】
一方、上記第2の遊星歯車27が公転すると、第1の太陽歯車21が停止している場合にはその回転力によって支軸38を介して第1の遊星歯車22が第1の太陽歯車21のまわりに自転しながらω1 ′の速度で公転させられ、その第1の遊星歯車22の公転によって第2の内歯歯車32及び出力軸11がω0 ′の速度で回転させられる(図3)。
【0031】
ところで、回転主軸1の回転速度即ち第1の内歯歯車31の回転速度ω0 と第2の遊星歯車27の公転速度ω1 との間には次の関係がある。
ω0 =(1+Z1′/Z2′)ω1
また、出力軸11すなわち第2の内歯歯車32の回転速度ω0 ′と第1の遊星歯車の公転速度ω1 の間にも次の関係がある。
ω0 ′=(1+Z1/Z2)ω1
一方、歯数には前述のようにZ1/Z2=Z1′/Z2′=1/Rとしてあるので、ω0 =ω0 ′となり、出力軸11は回転主軸1と一体の如く同調回転することになる。そのため、操作ロッド4と出力軸11とが一体的に回転して操作ロッド4が軸線方向に移動されることがなく、羽根3の取付角度は所定値に維持される。
【0032】
このように、電動機の停止によって入力軸を停止しているときは羽根3の取付角度が変ることはないが、入力軸7を±ωの速度で操作すると、出力軸11と回転主軸1すなわち操作ロッド4との間に速度差を生ずる。したがって、この速度差によって操作ロッド4が上下させられ、羽根3の取付角度が変更される。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は羽根の取付角変更のために油圧シリンダを使用しないので高圧用のシール機構が不要であり、シール機構の焼付、油漏れ等の事故を防止することができ、同調速度は遊星歯車機構の歯数で決まるので、正確で経年変化を受けない等のメリットがある。しかも、本発明においては、第1の遊星歯車及び第2の遊星歯車と噛合する内歯歯車がそれぞれ別体であるのでその加工が容易であり、第1の内歯歯車がケースに固着され、潤滑油内で回動する内歯歯車が第2の内歯歯車の1個だけであるので、慣性モーメントを小さくでき遊星歯車に加わる慣性力を小さくできるとともに、潤滑油の流れが阻害されることがない。さらに、第1の遊星歯車及び第2の遊星歯車がともにフリーであるため、太陽歯車列に多少のがたがあっても許容され、かじり等を生ずる可能性も少ない等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の可変ピッチプロペラ駆動装置の作動機構部の縦断面図。
【図2】本発明装置の作動説明図。
【図3】本発明装置の作動説明図。
【図4】可変ピッチプロペラ駆動装置の概略構成を示す全体図。
【図5】従来の可変ピッチプロペラ駆動装置の作動機構部の縦断面図。
【符号の説明】
1 回転主軸
1a ランナボス
3 羽根
4 操作ロッド
7 入力軸
11 出力軸
15 ケース
21 第1の太陽歯車
22 第1の遊星歯車
26 固定太陽歯車
27 第2の遊星歯車
31 第1の内歯歯車
32 第2の内歯歯車
33 スペーサ
38 支持軸
Claims (3)
- 回転主軸と同心状に配設された出力軸を前記回転主軸に対して相対的に回転させることにより、前記回転主軸に取付けられた可変ピッチ羽根の取付角度を変化させる可変ピッチプロペラ駆動装置であって、
前記回転主軸の頂部に一体的に装着されたケースと、
このケースの頂部からケース内部に貫挿され、下部に固定太陽歯車が形成された中空な固定軸と、
この固定軸に同心的に貫挿された入力軸と、
この入力軸に接続された電動機と、
前記固定太陽歯車と同一軸線上に配設され前記入力軸の下部に形成された第1の太陽歯車と、
この第1の太陽歯車と噛合しつつ支持軸の回りに自転しながら前記第1の太陽歯車の外周を公転する第1の遊星歯車と、
前記固定太陽歯車に噛合し、前記支持軸の回りで前記第1の遊星歯車と同軸に自転しながら前記固定太陽歯車の外周を公転する第2の遊星歯車と、
この第2の遊星歯車と噛合しつつ前記回転主軸と一体的に回転する、前記ケースの内面に固着された第1の内歯歯車と、
前記第1の遊星歯車に噛合しつつ前記第1の太陽歯車と同心状に回転する、前記出力軸に連結された第2の内歯歯車と、
を具備することを特徴とする可変ピッチプロペラ駆動装置。 - 前記支持軸は、前記第1の太陽歯車と前記固定太陽歯車との間において軸受を介して前記入力軸に軸支されたスペーサに装着されていることを特徴とする請求項1に記載した可変ピッチプロペラ駆動装置。
- 前記支持軸は、前記第2の遊星歯車および前記第1の遊星歯車がそれらの間に位置するように配設された一対のリングに、その両端部がそれぞれ装着されていることを特徴とする請求項1または2に記載した可変ピッチプロペラ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19099796A JP3919849B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 可変ピッチプロペラ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19099796A JP3919849B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 可変ピッチプロペラ駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1037838A JPH1037838A (ja) | 1998-02-13 |
JP3919849B2 true JP3919849B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=16267154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19099796A Expired - Lifetime JP3919849B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 可変ピッチプロペラ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3919849B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106194554B (zh) * | 2016-08-28 | 2019-12-03 | 国网山东省电力公司桓台县供电公司 | 高效水流发电装置及水流内发电方法 |
CN106677967A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-17 | 夏建国 | 高速省力水轮发电机 |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP19099796A patent/JP3919849B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1037838A (ja) | 1998-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101273216B (zh) | 空心减速器 | |
US5090869A (en) | Variable pitch propeller module for an aero gas turbine engine powerplant | |
EP1753976B1 (en) | Variator | |
EP2557033A2 (en) | Modular counter rotating propeller system | |
US5352162A (en) | Dual concentric positively infinitely variable rotary motion transmission | |
KR100483543B1 (ko) | 밸브 구동장치 및 그 시리즈 | |
JP2576839B2 (ja) | 往復動ポンプ用のストローク調整装置 | |
EP0233303B1 (en) | Planetary gear apparatus | |
US4454779A (en) | Drive for a variable-stroke swash plate mechanism | |
JP3363163B2 (ja) | 可変ピッチプロペラ駆動装置 | |
JP3919849B2 (ja) | 可変ピッチプロペラ駆動装置 | |
RU2501863C2 (ru) | Загрузочная установка шахтной печи с приводным механизмом для распределительного лотка | |
GB1420625A (en) | Pitch varying mechanism for a variable pitch fan or propeller | |
JP2001099045A (ja) | 風車のブレードピッチ可変機構 | |
US4225286A (en) | Thrust generating device | |
JPH11165358A (ja) | ドラムの駆動機構 | |
CN115111325A (zh) | 一种管道机器人减速器 | |
EP0216540A1 (en) | Rotary power transmission apparatus | |
JP4387478B2 (ja) | 差動歯車式バルブ駆動装置 | |
JP3916692B2 (ja) | 可変ピッチプロペラ駆動装置 | |
JP3599760B2 (ja) | 可変ピッチプロペラの駆動装置 | |
US2296348A (en) | Propeller pitch control | |
CN117485555A (zh) | 一种变距变速旋翼 | |
CN217198334U (zh) | 一种打靶车用自动转向轮 | |
JPS6081469A (ja) | 可変ピツチプロペラ駆動機構 |
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: 20060713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060919 |
|
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: 20070119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100223 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110223 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110223 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120223 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140223 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |