JP4204790B2 - 動翼角度可変軸流機械 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、道路トンネル換気用を始めとした風量制御を必要とする動翼角度可変軸流機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の動翼角度可変軸流機械において、油圧を動力源とし、羽根車の動翼の迎角をリンク機構を介して変換させる油圧式アクチュエータとする複動シリンダ本体が用いられているが、リング機構の作動をシリンダ本体(本引用技術ではサーボシリンダ本体と表現している)の揺動で行なうものとして特開平2−275094号公報に記載されたものが知られている。その複動シリンダ本体は、羽根車の主軸内部に圧油を供給、排出するための流路を設けた主軸と、主軸先端に固定したピストンと、シリンダ本体の両側に区画される圧力室の片側は主軸の先端側に、もう一方の圧力室は、リンク機構を備えた主軸方向に往復運動する動翼角度変更板の側壁で形成されたシリンダ本体との組み付けで構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の動翼角度可変軸流機械では、動翼角度変更板とサーボシリンダとの2つの部品を組み付けることによりシリンダ本体の一方の圧力室が形成される構成であることから、油圧アクチュエータの摺動パッキンの取替えや分解点検をする場合には、サーボシリンダと動翼角度変換板の組み付けを外さねばならず、圧力室に残留する圧油の処理の問題、また、動翼角度変更板の主軸との摺動面のパッキンの取替えには、ピストンも取外して主軸より取り外すという油圧アクチュエータの構成部分を全てを分解しての複雑な作業工程と所要工数の高い問題があった。
【0004】
また、主軸はサーボシリンダ、動翼角度変更板の摺動する油圧アクチュエータの主要構成部品であって、摺動部位のクリアランス、表面精度など高精度の加工を要求されていた。
【0005】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、パッキンの取替え、分解、点検の際に、主軸まわりのサーボシリンダ・ピストン・動翼角度変更板からなる油圧アクチュエータの全てを分解する原因となる主軸に油圧アクチュエータの摺動面を必要としない油圧アクチュエータを設けることとしている。そして、残留圧油の処理をせずにパッキンの取替えが可能なメンテナンスの高い動翼角度可変軸流機械を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために羽根ハブに取り付けられた動翼の角度をピストンロッドとシリンダ本体より構成される油圧シリンダユニットの往復動作によって変化させる動翼角度可変軸流機械において、羽根ハブと主軸の締結部より主軸方向に羽根ハブのボスを延出した位置でピストンロッドを羽根ハブのボス部の軸方向と平行になるように連結し、上記ピストンロッド締結部および羽根ハブ内を塵埃等から保護するために羽根ハブの油圧シリンダユニット取付側の面に設けられた羽根ハブカバーよりもさらに主軸方向に延出した位置で、シリンダ本体の往復運動にともない羽根ハブボス部の軸方向に自在に摺動させて動翼の動翼軸の角度を変更させる動翼角度変更板とシリンダ本体を連結するものである。この手段によって、油圧シリンダユニットを羽根ハブに部品を組み付けながら構成していく必要が無く、羽根ハブボス部と主軸方向に相対的に摺動する面を持つ動翼角度変更板を備えた動翼角度可変軸流ユニットと油圧シリンダユニットをそれぞれ完成品として連結することができるので、高度な製作精度が必要なくなり、製作工数およびコストを低減させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。また、油圧シリンダユニットをメンテナンスするときに、単独で油圧シリンダユニットを羽根ハブから取り外すことができるので、メンテナンス性を向上させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。
【0007】
また、シリンダ本体と動翼角度変更板との連結部に、油圧シリンダユニットの着脱の際に生じるシリンダ本体と動翼角度変更板との軸心ずれを吸収する空隙を径方向と軸方向に形成するものである。この手段によって、ピストンロッドとシリンダ本体に間隙を確保することができるので、ピストンロッドとシリンダ本体の間に設けられているシール材に過剰な力が加わらず、長寿命化を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
根ハブに取り付けられた動翼の角度をピストンロッドとシリンダ本体より構成される油圧シリンダユニットの往復動作によって変化させる動翼角度可変軸流機械において、羽根ハブと主軸の締結部より主軸方向に羽根ハブのボスを延出した位置でピストンロッドを羽根ハブのボス部の軸方向と平行になるように連結し、上記ピストンロッド締結部および羽根ハブ内を塵埃等から保護するために羽根ハブの油圧シリンダユニット取付側の面に設けられた羽根ハブカバーよりもさらに主軸方向に延出した位置で、シリンダ本体の往復運動にともない羽根ハブボス部の軸方向に自在に摺動させて動翼の動翼軸の角度を変更させる動翼角度変更板とシリンダ本体を連結したものであり、油圧シリンダユニットを羽根ハブに部品を組み付けながら構成していく必要が無く、羽根ハブ等の動翼角度可変軸流ユニットと油圧シリンダユニットをそれぞれ完成品として連結することができるので、高度な製作精度が必要なく、製作工数およびコストを低減させることができ、さらに油圧シリンダユニットをメンテナンスするときに、単独で油圧シリンダユニットを羽根ハブから取り外すことができるので、メンテナンス性を向上させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。
【0009】
また、シリンダ本体と動翼角度変更板との連結部に、油圧シリンダユニットの着脱の際に生じるシリンダ本体と動翼角度変更板との軸心ずれを吸収する空隙を径方向と軸方向に形成するものであり、ピストンロッドとシリンダ本体に間隙を確保することができるので、ピストンロッドとシリンダ本体の間に設けられているシール材に過剰な力が加わらず、長寿命化を図ることができる。
【0010】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0011】
【実施例】
(参考例1)
図1(a)(b)は、参考例の動翼角度可変軸流機械である。
1(a)(b)において、主軸1に対して放射状に複数の動翼2を有する羽根ハブ3を主軸1の端部に取り付けている。その羽根ハブ3の中心位置には、油圧シリンダユニット4を配置している。油圧シリンダユニット4はピストンロッド5とシリンダ本体6より構成されている。ピストンロッド5は羽根ハブ3と主軸1を締結しているナット7より主軸方向に羽根ハブのボス部8を延出した位置で、羽根ハブボス部8の軸方向と平行になるように連結している。一方、シリンダ本体6は羽根ハブボス部8に嵌合されている動翼角度変更板9と連結している。また、動翼角度変更板9は、レバー10を介して、動翼2の動翼軸11とリンク機構にて接続している。油圧シリンダユニット4にはロータリージョイント12を取り付けている。ロータリージョイントケース13には動翼角度低下および上昇の各ポート14a、14bが設けられており、これらのポートを経由して油圧シリンダユニット4の動翼角度低下側圧力室15a、動翼角度上昇側圧力室15bに圧油を供給することでシリンダ本体6を主軸1の方向に自在に往復運動させることができる。この往復運動にともなって、動翼角度変更板9は羽根ハブボス部8の軸方向に自在に摺動することができるので、動翼2の角度を自在に変化させることができる。また、スライドシャフト16が主軸1と平行になるように羽根ハブ3に固定されており、本スライドシャフト16を動翼角度変更板9のガイドとして使用することで、動翼角度変更板9が主軸1とともに回転する。羽根ハブ3の油圧シリンダユニット4を取り付けている側の面には羽根ハブ3の内部を塵埃等から保護するための羽根ハブカバー17を設けている。図1(a)に示すように、シリンダ本体6と動翼角度変更板9は、ピストンロッド5と羽根ハブボス部8との締結部および羽根ハブカバー17よりもさらに主軸方向に延出した位置で連結している。
【0012】
本構成において、油圧シリンダユニット4は羽根ハブ3に部品を組み付けながら構成していく必要が無く、羽根ハブ3等の動翼角度可変軸流ユニット油圧シリンダユニット4をそれぞれ完成品として連結することができる。従って、本構成により、高度な製作精度が必要なくなり、製作工数およびコストを低減させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。
【0013】
また、本構成において、油圧シリンダユニット4をメンテナンスするために羽根ハブ3から取り外す方法を図2(a)(b)(c)に示す。最初に、圧油を動翼角度低下側圧力室14aに送り、シリンダ本体6と動翼角度変更板9を羽根ハブ3側に移動させる図2(a)。次に、シリンダ本体6と動翼角度変更板9を締結しているねじをはずして、その後に圧油を動翼角度上昇側圧力室14bに送り、シリンダ本体6のみロータリージョイント12側に移動させる図2(b)。最後に、ピストンロッド5と羽根ハブボス部7を締結しているねじを外して、油圧シリンダユニット4を羽根ハブ3から取り外す図2(c)。本構成において、ピストンロッド5は羽根ハブ3と主軸1の締結部より主軸方向に羽根ハブボス部8を延出した位置で連結し、シリンダ本体6と動翼角度変更板9はピストンロッド5と羽根ハブボス部8との締結部および羽根ハブカバー17よりもさらに主軸方向に延出した位置で連結しているので、図2(a)(b)(c)に示すような方法で単独で油圧シリンダユニット4を羽根ハブ3から取り外すことができる。従って、メンテナンス性を向上させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。
【0014】
(実施例2)
図3(a)は本発明の実施例の動翼可変ピッチ軸流ファンである。図3(b)は、シリンダ本体6と動翼角度変更板9の連結部詳細図である。図3(b)に示すように、動翼角度変更板9には、シリンダ本体6のフランジ部をはさむようにフローティングプレート18をねじ締結している。フローティングプレート18にはピン19が同心円状に複数取り付けられており、シリンダ本体6のフランジ部に設けられた穴に挿入されている。動翼角度変更板9とフローティングプレート18との間隙(図中X)はシリンダ本体6のフランジ部の幅(図中Y)よりも大きくいしている。また、シリンダ本体6のフランジ部の外径はフローティングプレート18の内径よりも小さくしている。さらに、シリンダ本体6のフランジ部に設けられた穴の内径はピン19の直径よりも大きくしている。本構成のようにシリンダ本体6と動翼角度変更板9との連結部に径方向と軸方向に空隙を形成することで、油圧シリンダユニット4の着脱の際に生じるシリンダ本体6と動翼角度変更板9との軸心ずれを吸収することができ、ピストンロッド5とシリンダ本体6に間隙を確保することができるので、ピストンロッド5とシリンダ本体6の間に設けられているシール材に過剰な力が加わらず、長寿命化を図ることができる。なお、図2(a)のシリンダ本体6と動翼角度変更板9を締結しているねじを図3(b)のフローティングプレート18と動翼角度変更板9を締結しているねじと置き換え手作業することで、図3(a)の構成においても単独で油圧シリンダユニット4を羽根ハブ3から取り外すことができる。
【0015】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、動翼角度可変軸流機械において、羽根ハブと主軸の締結部より主軸方向に羽根ハブのボスを延出した位置でピストンロッドを羽根ハブのボス部の軸方向と平行になるように連結し、上記ピストンロッド締結部および羽根ハブの油圧シリンダユニット取付側の面に設けられた羽根ハブカバーよりもさらに主軸方向に延出した位置で動翼角度変更板とシリンダ本体を連結することことで、油圧シリンダユニットを羽根ハブに部品を組み付けながら構成していく必要が無く、羽根ハブ等の動翼角度可変軸流ユニットと油圧シリンダユニットをそれぞれ完成品として連結することができるので、高度な製作精度が必要なくなり、製作工数およびコストを低減させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。また、油圧シリンダユニットをメンテナンスするときに、単独で油圧シリンダユニットを羽根ハブから取り外すことができるので、メンテナンス性を向上させた動翼角度可変軸流機械を提供することができる。
【0016】
また、シリンダ本体と動翼角度変更板との連結部に、油圧シリンダユニットの着脱の際に生じるシリンダ本体と動翼角度変更板との軸心ずれを吸収する空隙を径方向と軸方向に形成することで、ピストンロッドとシリンダ本体に間隙を確保することができるので、ピストンロッドとシリンダ本体の間に設けられているシール材をに過剰な力が加わらず、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の参考例の動翼角度可変軸流機械を示す全体構成図
(b)同A矢視図
【図2】 (a)本発明の参考例の動翼角度可変軸流機械の油圧シリンダユニット等の分解前の状態図
(b)同分解途中の状態図
(c)同分解後の状態図
【図3】 (a)本発明の実施例の動翼角度可変軸流機械を示す全体構成図
(b)同B部詳細図
【符号の説明】
1 主軸
2 動翼
3 羽根ハブ
4 油圧シリンダユニット
5 ピストンロッド
6 シリンダ本体
7 羽根ハブ、主軸締結ナット
8 ボス
9 動翼角度変更板
10 レバー
11 動翼軸
12 ロータリージョイント
13 ロータリージョイントケース
14a ロータリージョイント動翼角度低下ポート
14b ロータリージョイント動翼角度上昇ポート
15a 油圧シリンダユニット動翼角度低下側圧力室
15b 油圧シリンダユニット動翼角度上昇側圧力室
16 スライドシャフト
17 羽根ハブカバー
18 フローティングプレート
19 ピン

Claims (1)

  1. 羽根ハブに取り付けられた動翼の角度をピストンロッドとシリンダ本体より構成される油圧シリンダユニットの往復動作によって変化させる動翼角度可変軸流機械にあって、羽根ハブと主軸の取付け部より主軸方向に羽根ハブのボスを延出した位置でピストンロッドを羽根ハブのボス部の軸方向と平行になるように連結し、前記ピストンロッドの取付け部および羽根ハブ内を塵埃等から保護するために羽根ハブの油圧シリンダユニット取付側の面に設けられた羽根ハブカバーよりもさらに主軸方向に延出した位置で、シリンダ本体の往復運動にともない羽根ハブボス部の軸方向に自在に摺動させて動翼の動翼軸の角度を変更させる動翼角度変更板とシリンダ本体を連結し、
    この連結部において、油圧シリンダユニットの着脱の際に生じるシリンダ本体と動翼角度変更板との軸心ずれを吸収する空隙を径方向と軸方向に形成した締結手段を備えたことを特徴とする動翼角度可変軸流機械。
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