JPH0658174U - 可変ピッチプロペラ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力ねじ（ボ−ルネジ）のボルトとナットと
を、螺合した状態で操作軸から切離し出来る様にし、分
解範囲を最小限に抑えた動力ねじ構造とした可変ピッチ
プロペラ駆動装置を提供すること。 【構成】 回転主軸の一端に取付けられ、その回転によ
り前記回転主軸の他端に取付けられた可変ピッチプロペ
ラの羽根の取付角度を変化させる操作電動機と、前記回
転主軸内に同心状に挿通され、その一端が前記可変ピッ
チプロペラの羽根の支持軸にリンクを介して取付けられ
て、その軸線方向の移動により前記可変ピッチプロペラ
の羽根の取付角度を変化させる操作軸と、この操作軸と
前記操作電動機との間に設けられ、前記操作電動機の回
転力を伝達されて回転するナット及びこのナットに螺合
すると共に前記操作軸に連結されるボルトとから構成さ
れて前記操作電動機の回転を操作軸の軸線方向の移動に
変換する動力ねじとから成る可変ピッチプロペラ駆動装
置に於て、前記動力ねじのボルトを中空となし、この中
空孔に前記操作軸を貫通させて両者を結合させたことを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水力機械等に適用される可変ピッチプロペラの回転主軸に対する羽 根の取付角度を変化させるための駆動装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、水車，ポンプ，ブロワ等に於ては、回転主軸に対する羽根の取付角度 を任意に変化出来る可変ピッチプロペラを使用し、その羽根の取付角度を変化さ せることによって、その負荷の調整或いは効率の向上を計ることが出来る様にし たものがある。

【０００３】 図２は、従来の斯種水力機械（回転部分のみを示すカプラン水車と、この水車 に回転駆動される水車発電機）の一例を示す概略図である。 図２に於て、１は、水車発電機（以下発電機と記す）で、基礎２上に据付けら れた固定子１ａと、この固定子１ａ内に挿入され、その中心に回転主軸（以下発 電機軸と記す）３を篏合固着された回転子１ｂと、固定子１ａ上に設置され、そ の中心に発電機軸３を篏合固着された励磁機１ｃとから構成される。発電機軸３ の下端には、その詳細を後述する動力ねじ（通常はボ−ルねじが多用され、回転 運動を軸線方向の移動運動に変換する）４を内臓するデスタンス４´がフランジ により連結され、更にその下端には、カプラン水車の回転部がフランジにより連 結される。 即ち、カプラン水車の回転主軸（以下水車軸と記す）５の上端がフランジによ りデスタンス４´の下端に連結され、その下端には、プロペラコ−ン６ａと、こ のプロペラコ−ン６ａの外週面に放射状に取付けられた複数のプロペラ羽根６ｂ とから成るカプラン水車の可変ピッチプロペラ６が取付られる。７及び７´は、 夫々操作軸で、上述の動力ねじ４を介して連結され、発電機軸３及び水車軸５の 夫々の内部を貫通して夫々に同心状に挿通される。操作軸７の上端は、発電機軸 ３の頂部に取付られた操作電動機８に連結され、操作軸７´の下端は、プロペラ コ−ン６ａの内部に突出し、この突出部には、キ−９ａ，ナット９ｂによりプロ ペラピッチ変換機構９が取付けられる。プロペラピッチ変換機構９の詳細は図示 しないが、プロペラ羽根６ｂの支持軸６ｃにリンクを介して取付けられ、操作軸 ７´の軸線向の移動を、プロペラ羽根６ｂの支持軸６ｃの軸線回りの回動運動に 変換し、プロペラ羽根６ｂの取付角度を変化させる。

【０００４】 操作電動機８には、スリップリング８ａ，ケ−ブル８ｂを介して制御盤１０か ら制御電源が供給され、制御盤１０から操作電動機８を制御することにより、発 電機軸３内の操作軸７を回転させ、この回転を動力ねじ４により軸線方向の移動 に変換し、水車軸５内の操作軸７´を軸線方向に移動させて、可変ピッチプロペ ラ６のプロペラ羽根６ｂの取付角度の調整を行う。

【０００５】 図３は、上述の動力ねじ部の詳細断面図であり、図２の相当部分には同一符号 を付し、それらの詳細な説明は省略する。 図３に於て、３は発電機軸、４´は動力ねじ４を内臓したデスタンス、５は水 車軸、７及び７´は夫々操作軸、８は操作電動機である。 発電機軸３の頂部に取付けられた操作電動機８の出力軸は、キ−８ａにより操 作軸７の先端に穿設した円穴に篏合連結され、操作軸７の下端は、円板４ａを介 して動力ねじ４に連結される。円板４ａの下面中心には動力ねじ４のボルト４ｂ が植設され、ボルト４ｂにはナット４ｃが螺着されており、これらのボルト４ｂ とナット４ｃとで動力ねじ４を構成し、ナット４ｃの下端は操作軸７´に連結さ れる。デスタンス４´の上部内周面には段部が形成され、この段部内下部に、円 板４ａの上下面を挟持する様に推力軸受１１，１２が篏合収納され、上部推力軸 受１１の上縁部は、スペ−サ１３を介してデスタンス４´の上端内周面に穿設さ れた雌ねじに螺入されたリング状ナット１４により固定される。１５，１６は、 発電機軸３の下端とデスタンス４´の上端に夫々設けたフランジを締付けるボル トとナットである。尚図３に於ては、動力ねじ４は説明の便宜上、夫々雄ねじと 雌ねじとが切設される通常のボルト４ｂとナット４ｃとから構成される例を示し たが、この場合、実際にはボ−ルネジを使用するのが好ましい。

【０００６】 上記構成により、操作電動機８により操作軸７を介して動力ねじ４のボルト４ ｂを回転させ、この回転をボルト４ｂに螺合するナット４ｃにより軸線方向の移 動運動に変換し、プロペラピッチ変換機構９を介して可変ピッチプロペラ６のプ ロペラ羽根６ｂ（図２）の取付角度の調整を行うことが出来る。尚、プロペラ羽 根６ｂの取付角度の調整は、水車の運転中に於ても行う必要があり、水車の運転 中には、水車に導入される流水の水圧によりプロペラ羽根６ｂに大きな推力が作 用し、又、プロペラ羽根６ｂの取付角度の調整に際しても、操作軸７に推力が作 用するので、推力軸受１１，１２が必要となる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題］ 上記構成の従来の可変ピッチプロペラ駆
動装置によるプロペラ羽根の取付角度の調整制御自体には特に問題はないが、下
記の様な大きな問題がある。 即ち、通常のボルト，ナットに於ては、
そのねじ込み，取外しは、問題なく自由に行うことが出来る。ところが、前述の
動力ねじ４は、プロペラ羽根６ｂの制御に使用するねじであり、ボ−ルネジの様
な特殊ねじを使用する場合が多く、ボ −ルネジの場合分解すると、内臓のボ−ルが飛散してしまう構造になっている。 そのため、その取付，取外し時には、ボルトとナットとは分解せず一体のままで 行う必要がある。異常が発生する等、ボ−ルネジ（動力ねじ４）の分解を要する 場合には、図示しないカプラン水車のドラフトチュ−ブの抜水後、例えば図３に 示すプロペラコ−ン６ａを分解し、ナット９ｂ，キ−９ａを取外し、操作電動機 ８を分解し、図２に示す発電機軸３とデスタンス４´とを締結しているボルト１ ５とナット１６とを取外し、発電機軸３を上方に持上げ、ナット１４を取外し、 操作軸７，ナット１４，スペ−サ１３．推力軸受１１，１２，操作軸７´等を一 体で分解しなければならない。従って、分解，組立作業に多くの時間と労力とを 必要とすることになり、不経済な構造であった。 従って、本考案の目的は、動力ねじ（ボ−ルネジ）のボルトとナットとを、螺 合した状態で操作軸から切離し出来る様にし、分解範囲を最小限に抑えた動力ね じ構造とした可変ピッチプロペラ駆動装置を提供することである。 【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、回転主軸の一端に取付けられ、その回転 により前記回転主軸の他端に取付けられた可変ピッチプロペラの羽根の取付角度 を変化させる操作電動機と、前記回転主軸内に同心状に挿通され、その一端が前 記可変ピッチプロペラの羽根の支持軸にリンクを介して取付けられて、その軸線 方向の移動により前記可変ピッチプロペラの羽根の取付角度を変化させる操作軸 と、この操作軸と前記操作電動機との間に設けられ、前記操作電動機の回転力を 伝達されて回転するナット及びこのナットに螺合すると共に前記操作軸に連結さ れるボルトとから構成されて前記操作電動機の回転を操作軸の軸線方向の移動に 変換する動力ねじとから成る可変ピッチプロペラ駆動装置に於て、前記動力ねじ のボルトを中空となし、この中空孔に前記操作軸を貫通させて両者を結合させた ことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案を説明する。図１は、本考案の主要部の一実施例 を示す一部欠裁垂直断面図であり、図２，図３の相当部分には同一符号を付し、 それらの詳細な説明は省略する。 図１に於て、３は発電機軸、４はその詳細を後述する動力ねじ、７，７´は操 作軸、８は操作電動機である。この実施例に於ては、発電機軸３の頂部にデスタ ンス４´が取付けられ、その上端に操作電動機８が取付けられる。 操作電動機８の出力軸は、キ−８ａにより逆有底円筒状の操作軸７の底部中心 に穿設した円穴に篏合連結され、操作軸７の解放下端内週面は、キ−１６により 動力ねじ４の円筒状のナット４ｃの上端外週面に篏合連結されると共にその外周 面は、後述するスペ−サ１３の上端部内周面にナット４ｃと一体的に回転自在に 篏合される。ナット４ｃの下端外週面にはフランジが突設されており、このフラ ンジの上下面は推力軸受１１，１２に挟持され、推力軸受１１，１２は、発電機 軸３の上端部内週面に穿設した段部内下部に篏合収納され、上部推力軸受１１の 上縁部は、前述のスペ−サ１３を介して前記段部上端内周面に穿設した雌ねじに 螺入されたリング状ナット１４により固定される。 操作軸７´の上端部には段部が設けられ、この段部は、中空円筒状に形成され た動力ねじ４のボルト４ｂ内を貫通するとともに、段部の上端には雄ねじが設け られ、キ−１７及び前記雄ねじに螺合されたナット１８によりボルト４ｂは操作 軸７´の上記段部に結合される。尚、図示はしないが、図３に示す様に、操作電 動機８には、スリップリング，ケ−ブルを介して制御盤から制御電源が供給され ることは言うまでもない。

【００１０】 上記構成に於て、、制御盤より操作電動機８を制御し、その出力軸を回転させ ることにより操作軸７と一体的に動力ねじ４のナット４ｃを回転駆動し、動力ね じ４のボルト４ｂ（操作軸７´）を軸線方向に移動させ、可変ピッチプロペラ６ のプロペラ羽根６ｂの取付角度の調整を行うことが出来る。

【００１１】 次に、動力ねじ４の分解方法に就いて説明する。先ず、操作電動機８，デスタ ンス４´，操作軸７の順序で分解し、次いでナット１４を取外してスペ−サ１３ を引抜く。更に、ナット１８を取外すと、動力ねじ４即ちボルト４ｂとナット４ ｃとが一体のままで且つ上部推力軸受１１とを一緒に引抜（分解）することが可 能となり、組立は上記と逆の順序で行うことが出来る。よって、動力ねじのボル トとナットとを螺合した状態で操作軸から切離すことが出来、分解，組立が容易 となる。

【００１２】

【考案の効果】

以上、本考案に就いて詳細に説明したが、本考案によれば、回転運動を軸線方 向の移動運動に変換する動力ねじ（ボ−ルネジ）の点検又は取換えが必要になっ た場合に、動力ねじのボルトとナットとを、螺合した状態で操作軸から切離すこ とが出来、分解範囲を最小限に抑えた可変ピッチプロペラ駆動装置を提供するこ とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の主要部の一実施例を示す一部欠裁垂直
断面図。

【図２】従来の可変ピッチプロペラを有する水力機械の
一例を示す概略図。

【図３】従来の動力ねじ部の詳細断面図。

【符号の説明】

３…………回転主軸（発電機軸）、 ４…………動力ねじ、 ４ｂ………動力ねじのボルト、 ４ｃ………動力ねじのナット、 ５…………回転主軸（水車軸）、 ６…………可変ピッチプロペラ、 ６ｂ………プロペラ羽根、 ７，７´…操作軸、 ８…………操作電動機、 ９…………プロペラピッチ変換機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転主軸の一端に取付けられ、その回転
   により前記回転主軸の他端に取付けられた可変ピッチプ
   ロペラの羽根の取付角度を変化させる操作電動機と、前
   記回転主軸内に同心状に挿通され、その一端が前記可変
   ピッチプロペラの羽根の支持軸にリンクを介して取付け
   られて、その軸線方向の移動により前記可変ピッチプロ
   ペラの羽根の取付角度を変化させる操作軸と、この操作
   軸と前記操作電動機との間に設けられ、前記操作電動機
   の回転力を伝達されて回転するナット及びこのナットに
   螺合すると共に前記操作軸に連結されるボルトとから構
   成されて前記操作電動機の回転を操作軸の軸線方向の移
   動に変換する動力ねじとから成る可変ピッチプロペラ駆
   動装置に於て、前記動力ねじのボルトを中空となし、こ
   の中空孔に前記操作軸を貫通させて両者を結合させたこ
   とを特徴とする可変ピッチプロペラ駆動装置。