JP5652048B2 - Movable vane drive mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、ジェットエンジンに適用される可動ベーンの駆動機構に関する。 The present invention relates to a drive mechanism for a movable vane applied to a jet engine.
従来、複数のベーンを同期して可動させる可動ベーンの駆動機構としては、複数のベーンが配置されたケーシングと、複数のベーンにそれぞれ固定されケーシングに回動可能に支持されたスピンドルと、各スピンドルに固定されたレバーアームと、スピンドルの配列位置に隣接してケーシングの外周に配置されレバーアームがそれぞれ回動可能に連結されて周方向に駆動されることにより複数のベーンを同期して可動させる同期リングとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a movable vane driving mechanism for moving a plurality of vanes synchronously, a casing in which a plurality of vanes are arranged, a spindle fixed to each of the plurality of vanes and rotatably supported by the casing, and each spindle The lever arms fixed to the spindle and the spindle arm are arranged on the outer periphery of the casing adjacent to the arrangement position of the spindles. A thing provided with a synchronous ring is known (for example, refer to patent documents 1).
特許文献1記載の可動ベーンの駆動機構は、レバーアームが剛性の高い繊維強化プラスチックによって構成されており、従来の金属製のレバーアームに比べて重量が軽減され、部品点数を増やさずに重量を軽減できると共に、部品寿命を長期化することができる。 In the drive mechanism of the movable vane described in Patent Document 1, the lever arm is made of a highly rigid fiber reinforced plastic, and the weight is reduced compared to the conventional metal lever arm, and the weight is increased without increasing the number of parts. It can be reduced, and the component life can be extended.
しかしながら、上記のような可動ベーンの駆動機構では、レバーアームの重量を軽減することによって機構全体の重量を軽減させているが、複数のベーンを同期して可動させるために同期リングを採用している。この同期リングは、複数のベーンに連結されたレバーアームが全て連結されるものであり、そのサイズは、複数のベーンが配置されたケーシングよりも大きく設定されている。 However, in the movable vane drive mechanism as described above, the weight of the lever arm is reduced to reduce the weight of the entire mechanism, but a synchronization ring is employed to move the plurality of vanes in synchronization. Yes. In this synchronization ring, all the lever arms connected to the plurality of vanes are connected, and the size thereof is set larger than that of the casing in which the plurality of vanes are arranged.
このため、同期リングを適用した機構では、同期リングが回動できるスペースを確保する必要があり、機構全体の配置スペースが増大していた。また、同期リングは、そのサイズが大きく高重量となるため、同期リング自体を軽量化することが考えられるが、同期リングを軽量化してしまうと、自身の回動によって偏心を引き起こす可能性があった。 For this reason, in the mechanism to which the synchronization ring is applied, it is necessary to secure a space in which the synchronization ring can be rotated, and the arrangement space of the entire mechanism is increased. In addition, since the synchronization ring is large and heavy, it may be possible to reduce the weight of the synchronization ring. However, if the synchronization ring is reduced in weight, it may cause eccentricity due to its rotation. It was.
そこで、この発明は、省スペース化することができ、かつ軽量化することができる可動ベーンの駆動機構の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a drive mechanism for a movable vane that can save space and can be reduced in weight.
請求項1記載の発明は、複数のベーンが配置された支持部材と、前記複数のベーンにそれぞれ設けられ前記支持部材に互いに離間して回動可能に軸支された複数のスピンドルとを備え、前記複数のスピンドルを同期して回動させ前記複数のベーンを可動させる可動ベーンの駆動機構であって、前記複数のスピンドルのうち少なくとも1つは、アクチュエータの駆動によって回動され、前記複数のスピンドルは、隣り合う前記スピンドル同士が互いに線状部材を介して連結されており、前記アクチュエータの駆動によって前記線状部材を介して同期して回動され、前記隣り合うスピンドル間には、前記線状部材と当接して前記線状部材に引張力を付与するスペーサが設けられていることを特徴とする。なお、ここでいうアクチュエータとは、モータ等も含む意で用いている。 The invention according to claim 1 includes a support member in which a plurality of vanes are arranged, and a plurality of spindles that are respectively provided on the plurality of vanes and rotatably supported by the support members so as to be spaced apart from each other. A movable vane drive mechanism for rotating the plurality of spindles synchronously to move the plurality of vanes, wherein at least one of the plurality of spindles is rotated by driving of an actuator, and the plurality of spindles The adjacent spindles are connected to each other via a linear member, and are rotated synchronously via the linear member by the driving of the actuator, and between the adjacent spindles, the linear A spacer that abuts on the member and applies a tensile force to the linear member is provided . The actuator here is used to include a motor and the like.
この可動ベーンの駆動機構では、複数のスピンドルのうち隣り合うスピンドル同士が互いに線状部材を介して連結されているので、複数のベーンを同期して可動させるためのリングやレバーを廃止して、リングとレバーに必要なスペースを削減することができ、省スペース化することができる。加えて、部品点数を削減することができ、軽量化することができる。 In this movable vane drive mechanism, adjacent spindles among a plurality of spindles are connected to each other via a linear member, so the ring and lever for moving the plurality of vanes in synchronization are eliminated, Space required for the ring and lever can be reduced, and space can be saved. In addition, the number of parts can be reduced and the weight can be reduced.
この可動ベーンの駆動機構では、隣り合うスピンドル間に線状部材と当接して線状部材に引張力を付与するスペーサが設けられているので、アクチュエータの駆動によって回動されるスピンドルの回動を全てのスピンドルに確実に伝達することができる。 In this movable vane drive mechanism, a spacer that abuts against the linear member between the adjacent spindles and applies a tensile force to the linear member is provided. It can be reliably transmitted to all spindles.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の可動ベーンの駆動機構であって、前記複数のスピンドルは、少なくとも3つ以上設けられ、前記線状部材は、前記少なくとも3つ以上のスピンドルに跨って連続する一部材で形成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, a drive mechanism of the movable vane according to claim 1, wherein the plurality of spindles are provided at least three or more, the linear member, across said at least three or more spindles It is formed by one continuous member.
この可動ベーンの駆動機構では、線状部材が少なくとも3つ以上のスピンドルに跨って連続する一部材で形成されているので、1本のベルトなどの部材で複数のスピンドルを連結することができ、部品点数を削減することができる。 In this movable vane drive mechanism, since the linear member is formed of one member continuous across at least three or more spindles, a plurality of spindles can be connected by a member such as one belt, The number of parts can be reduced.
本発明によれば、省スペース化することができ、かつ軽量化することができる可動ベーンの駆動機構を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a movable vane drive mechanism that can save space and can be reduced in weight.
図1〜図5を用いて本発明の実施の形態に係る可動ベーンの駆動機構について説明する。 A movable vane drive mechanism according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に係る可動ベーンの駆動機構1は、複数のベーン2が配置された支持部材3と、複数のベーン2にそれぞれ設けられ支持部材3に互いに離間して回動可能に軸支された複数のスピンドル5とを備え、複数のスピンドル5を同期して回動させ複数のベーン2を可動させる。
A movable vane drive mechanism 1 according to the present embodiment is supported by a
そして、複数のスピンドル5のうち少なくとも1つは、アクチュエータ6の駆動によって回動され、複数のスピンドル5は、隣り合うスピンドル5,5同士が互いに線状部材としてのワイヤ7を介して連結されており、アクチュエータ6の駆動によってワイヤ7を介して同期して回動される。
At least one of the plurality of
また、隣り合うスピンドル5,5間には、ワイヤ7と当接してワイヤ7に引張力を付与するスペーサ9が設けられている。
Further, a
図1,図2に示すように、支持部材3は、環状に形成され、内周側に複数のベーン2が周方向等間隔に配置されている。この複数のベーン2は、支持部材3の外周側に突出された複数のスピンドル5を介して支持部材3に回動可能に支持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数のスピンドル5は、複数のベーン2にそれぞれ円柱状に一体的に設けられ、支持部材3の外周側に周方向等間隔に互いに離間して支持部材3に回動可能に軸支されている。この複数のスピンドル5のうち少なくとも1つのスピンドル5には、従動ギヤ11が設けられている。
The plurality of
従動ギヤ11は、支持部材3の外周に配置されたアクチュエータ6によって駆動される駆動ギヤ13と噛み合っている。この従動ギヤ11と駆動ギヤ13との噛み合いにより、1つのスピンドル5が回動され、複数のワイヤ7を介して他のスピンドル5が同期して回動される。なお、支持部材3の周方向に位置をずらした複数箇所のスピンドル5にそれぞれ従動ギヤ11を設け、各従動ギヤ11に、個別のアクチュエータによってそれぞれ駆動される駆動ギヤ13を噛み合わせてもよい。この場合、従動ギヤ11は、例えば、支持部材3の中心を挟んで対向する箇所(支持部材3の周方向に180度位置をずらした箇所)の各スピンドル5に設けることとしてもよい。また、この場合、各アクチュエータは同期して駆動するものとする。
The driven
複数のワイヤ7は、金属材料からなり、隣り合うスピンドル5,5間にそれぞれ端部が固定され、隣り合うスピンドル5,5同士を互いに連結させている。なお、ワイヤ7のスピンドル5に対する固定方法としては、例えば、スピンドル5を径方向に貫通する孔部を設け、この孔部にワイヤ7を通した後、スピンドル5の孔部を覆うキャップをスピンドル5の先端に被せてワイヤ7の端部をカシメる方法が好ましいが、ワイヤ7の端部を直接スピンドル5に対して圧入や溶接などの固定手段によって固定してもよく、その方法は種々の形態を採ることができる。このワイヤ7には、スペーサ9によって引張力が付与される。
The plurality of
スペーサ9は、支持部材3の外周側において、隣り合うスピンドル5,5間にそれぞれ支持部材3と一体的に設けられ、ワイヤ7と当接してワイヤ7に引張力を付与している。このスペーサ9によって引張力が付与された複数のワイヤ7は、アクチュエータ6によって駆動されるスピンドル5の回動を他のスピンドル5に対して確実に伝達させることができる。
The
このように構成された可動ベーンの駆動機構1は、隣り合うスピンドル5,5が、図2(a)に示す初期位置から時計回り方向に回動する場合はワイヤ7とスペーサ9とによって図2(b)に示すように回動され、反時計回り方向に回動する場合はワイヤ7とスペーサ9とによって図2(c)に示すように回動される。このような回動が隣り合う全てのスピンドル5,5間で行われることにより、全てのスピンドル5が同期して回動され、複数のベーン2を同期して回動させることができる。
The movable vane drive mechanism 1 configured as described above has a
このような可動ベーンの駆動機構1では、複数のスピンドル5のうち隣り合うスピンドル5,5同士が互いにワイヤ7を介して連結されているので、複数のベーン2を同期して可動させるためのリングやレバーを廃止して、リングとレバーに必要なスペースを削減することができ、省スペース化することができる。加えて、部品点数を削減することができ、軽量化することができる。
In such a movable vane drive mechanism 1, the
また、リングとレバーで構成された機構では、例えば、リングが老朽化した場合にリングを交換して全てのレバーを新しいリングに組付けなければならなかったが、可動ベーンの駆動機構1では、複数のスピンドル5の隣り合うスピンドル5,5間が複数のワイヤ7によって連結されているので、1つのワイヤ7が老朽化した場合にその部分の部品交換を行えばよく、メンテナンスに掛かるコストを低コスト化することができる。
Further, in the mechanism composed of a ring and a lever, for example, when the ring is aged, the ring must be replaced and all the levers must be assembled to a new ring. Since
さらに、隣り合うスピンドル5,5間にワイヤ7と当接してワイヤ7に引張力を付与するスペーサ9が設けられているので、アクチュエータ6の駆動によって回動されるスピンドル5の回動を全てのスピンドル5に確実に伝達することができる。
Further, since the
なお、本発明の実施の形態に係る可動ベーンの駆動機構1では、隣り合うスピンドル5,5間をワイヤ7によって連結しているが、図3に示す可動ベーンの駆動機構101のように、線状部材としてのベルト103としてもよい。このベルト103は、複数の線状部材が連続する一部材で形成された部材として機能している。このベルト103の表面は、スピンドル5と当接したときの摩擦力を強化するようにされており、ベルト103を複数のスピンドル5に当接させることによって、ベルト103を介して複数のスピンドル5に動力を伝達することができる。このため、スピンドル5に対して上記のような固定手段を用いてベルト103を固定する必要がない。なお、ベルト103による複数のスピンドル5への動力の伝達は、摩擦の他に、歯車と歯の噛み合いで行うように構成してもよい。
In the movable vane drive mechanism 1 according to the embodiment of the present invention, the
また、アクチュエータ6を、図4,図5に示すように、モータ式のアクチュエータ105とすることもできる。このアクチュエータ105では、アクチュエータの構造を簡素化することができ、さらに省スペース化を図ることができる。このとき、アクチュエータ105のモータは電動モータでもよいし、油圧モータでもよい。
The actuator 6 may be a motor-
さらに、支持部材を環状としているが、これに限らず、平らな平面を有する支持部材の平面上に軸支された複数のスピンドル(ベーン)の隣り合うスピンドル間を線状部材によって連結し、複数のベーンを同期して回動させる構成としてもよい。 Furthermore, although the support member is annular, the present invention is not limited to this, and adjacent spindles of a plurality of spindles (vanes) pivotally supported on the plane of the support member having a flat plane are connected by linear members. It is good also as a structure which rotates this vane synchronously.
1…可動ベーンの駆動機構
2…ベーン
3…支持部材
5…スピンドル
6…アクチュエータ
7,103…ワイヤ,ベルト(線状部材)
9…スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive mechanism of
9 ... Spacer
Claims (2)
前記複数のスピンドルのうち少なくとも1つは、アクチュエータの駆動によって回動され、前記複数のスピンドルは、隣り合う前記スピンドル同士が互いに線状部材を介して連結されており、前記アクチュエータの駆動によって前記線状部材を介して同期して回動され、
前記隣り合うスピンドル間には、前記線状部材と当接して前記線状部材に引張力を付与するスペーサが設けられていることを特徴とする可動ベーンの駆動機構。 A plurality of vanes disposed thereon, and a plurality of spindles provided on the plurality of vanes and pivotally supported by the support members so as to be spaced apart from each other, and the plurality of spindles are synchronized with each other. A movable vane drive mechanism for rotating and moving the plurality of vanes,
At least one of the plurality of spindles is rotated by driving an actuator, and the adjacent spindles are connected to each other via a linear member, and the line is driven by driving the actuator. Are rotated synchronously through the member ,
A drive mechanism for a movable vane, wherein a spacer is provided between the adjacent spindles so as to contact the linear member and apply a tensile force to the linear member .
前記複数のスピンドルは、少なくとも3つ以上設けられ、前記線状部材は、前記少なくとも3つ以上のスピンドルに跨って連続する一部材で形成されていることを特徴とする可動ベーンの駆動機構。 A drive mechanism for a movable vane according to claim 1,
The plurality of spindles are provided with at least three or more, and the linear member is formed by a single member extending across the at least three or more spindles .
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