JPS61157702A - 羽根ピツチ変更装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、２つの異った速度にて回転される羽根のピ
ッチを回転中に変更するよう所要される種々の状況にて
使用できる羽根ピッチ変更装置に関するものである。こ
の発明は、これに限定されることなく、タービン羽根の
緊急フェザーリング装置の様な使用に特に適している、 従来の技術 従来技術の適宜なものが１９４５年６月１９日付で許さ
れたブラウス等の米国特許第２，３７８，５８０号と、
１９４５年６月２６日付で許されたマツコイの米国特許
第２，３７８，９３８号明細書に記載されている、 先に述べた様に、この発明は、種々の状況にて効果的に
使用できるが、最良の状態ではラムエアタービンの緊急
フェザーリングを設けるようにタービン装置に使用すべ
く意図されている７この様なタービンは、タービン羽根
を横切る流体、通常は空気、の通過によって生じられる
回転運動に応答して負荷を駆動するよう一般に用いられ
る９通常の場合に、負荷や状態を変更すべく所要の回転
出力、一般には一定速度を達成するようタービン羽根の
ピッチを調節する手段が設けられる、発明が解決しよう
とする問題点 一般の場合に、小型モータ、しばしばステップモータ、
が用いられて適宜な制御信号に応答して羽根のピッチの
微細調節を行っている。正常運転において、この様なタ
ービン装置は良好に作動する。しかし、成る場合には、
この様な小型モータの使用する微細調節は包含される特
別な状態において十分迅速に達成できない。

例えば、タービン軸の負荷が急に除去されたり或は急激
に減少される状態がもし考えられるならば、いま無負荷
になったタービンは、小型モータによって発生すること
を防止するよう羽根のピッチが十分調節できる前に損傷
する過速度状態に駆動される。この様な出来事は好まし
くなく、負荷が除去されるときにタービン羽根が微細ピ
ッチにあって、過速度が発生することから防止するよう
にコースピッチまたはフェザーリング位置に駆動されね
ばならないや この発明は上述の問題を解決するよう向けられる。

この発明の主な目的は新規で改良された羽根ピッチ変更
装置を提供することにある。特に、この発明の目的は、
小型モータの使用によって微細ピッチ調節ができると共
に第２モータの使用によって迅速で大まかな羽根調節が
達成される羽根ピッチ変更装置を提供することにある６
特に、この発明は、緊急の場合に、羽根を迅速にフェザ
ーリングできる手段を有した羽根ピッチ変更装置を提供
するよう意図するものである。

問題点を解決するための手段 この発明の実施例は、ボスが取付けられた回転可能な軸
を有する構造によって上述の目的を達成する一少なくと
も１つの羽根が軸と交叉する軸心まわりに回転すべくボ
スに取付けられ、羽根ピッチ制御部材が軸とほぼ平行に
ボスから離れるよう延びている７制御部材はボスに向い
且つ離れるよう通路内を往復運動すべく取付けられ、往
復運動を回転運動に変更するａｍが制御部材と羽根を連
結し、従って羽根のピッチは通路内の制御部材の位置の
制御によって制御できる。通路内の制御部材を増大的ま
たは微細に動かすべく第１モータが設けられ、通路内の
制御部材を大まかに動かすべく第２モータが設けられる
。

緊急フェザーリング装置として用いられるときに、羽根
がフェザーリングされる位置に通路内の制御部材を迅速
に動かすよう第２モータをつくることができる。

推奨実施例において、制御部材は回転可能な軸まわりに
同軸の中空軸である。中空軸はボスから離れた場所にね
じがきられている。また、変更装置は中空軸にねじ着さ
れた回転可能なナツトを有する。第１モータはナツトが
固定された軸方向の位置にある間にナツトを回転し、第
２モータはナツトを軸方向に動かすよう作動する。

この発明は、ナツトが歯車歯を有し、歯車がこの歯車歯
と噛合うようなすことを意図する６第１モータは歯車を
駆動する。第２モータは、緊急状態にて歯車から歯車歯
を離脱するよう軸方向にナットを十分動かすべく作動で
きる７ この発明は、予定された軸方向位置にナツトを通常配置
するエスケープ機構を有するようできる。

第２モータはエスケープ機構に対向したナツトに対して
通常に作用する。第２モータによる軸方向の動きのため
にナツトを釈放するようエスケープ機構を作動する装置
が設けられる。推奨実施例では、第２モータはばねであ
るやエスケープ機構はばねに対向するナツトと係合する
カムホロワを有するようできるやカムホロワは複数個の
軸方向を向いたフィンガを有する。カムはカムホロワと
関連していて、関連したフィンガの１つを受けるための
複数個の切欠きまたは溝を有している。フィンガを溝と
整列するようカムを回転する装置が設けられ、これによ
ってばねがナツトを軸方向に動かすようできる。

推奨実施例にて、カムとカムホロワは回転軸と同心であ
る。

この発明の他の目的と利点は添付図面に関連した以下の
説明から明らかになろう４ 実施例 この発明に従ってつくられた羽根ビ・ソチ変更装置の実
施例が図面に示され、第１Ａ、１８図を参照するに細長
い回転可能な軸１０を有するのが見られるや軸１０の一
端は軸受１２に軸承され、図示しない負荷に連結すべく
スプライン１４を有する。

軸１０の反対端にはスプライン１６があって、ボス１８
が取付けられている。ボス１８はまた複数個のタービン
用羽根２０　（１つだけが図示される）が設けられてい
る９羽根２０は、軸１０の軸心に対しほぼ横切る軸心ま
わりにボス１８内に回転する軸受２２による如くして軸
承されている。

ボス１８は軸受２６．２８に軸承された右方向に延びる
中空軸２４が取付けられており、この様な構成が軸受１
２に対向する軸１０の端部の軸承を設けていることが理
解されよう。

軸２４内にて軸１０のまわりには細長い中空の軸３０が
ある。最も左の端部にて、軸３０はボス１８内にスラス
トおよびジャーナル軸受の組合せ体が設けられている。

軸受３２の外レースは、運動変換機構の一部を形成する
ケーシング３６内の環状溝３４内に受けられるや軸受３
２は、１つだけが図示される複数個のボルト４０により
所要場所に保持されるキャップ３８によって当該場所に
て締着される、この様な構成の結果、運動変換機構の一
部すなわちケーシング３６が軸３０に対して回転可能で
あることが明らかになろうウ ケーシング３６の左方延長部４２は、ケーシング３６が
ボス１８と一緒に回転するために示される手段によって
ボス１８に固着されたスリーブ４４まわりに延びている
。

延長部４２と環状溝３４の中間にて、ケーシング３６は
、羽根２０の対応する１つの基部４８と僅かに整列して
いるが軸受２２により設けられる羽根２０の回転軸心か
ら僅かにずれた幾分細長い講４６を有する。第１Ａ図に
示される様に、この回転軸心はねじ５０に沿って位置し
ている。

匁１１椛′２０め基部４８は一羽根２０の回転軸心から
僅かに離れた位置にて講４６内に位置された軸受５４に
より取囲まれる垂下するスタブ軸５２が設けられている
。

軸３０は羽根２０のピッチのための制御軸で、軸１０の
長手方向に沿って往復動できる７軸３０が左または右に
動かされるときに、軸受３２の内レースと当接する軸３
０の肩部５６．５８は軸受３２を左または右に軸方向に
対応して変位する７これによって運動変換機構のケーシ
ング３６部分を左または右に動かし、この型の機構に一
般的である様に溝４６内のスタブ軸５２の配置のために
、羽根２０の回転軸心からスタブ軸５２と移動可能に連
結され、軸３０の往復運動が回転運動に変換され、これ
によって羽根のピッチを変更する７両端部中間にて、軸
３０は、適宜な手段により軸１０に対して回転できない
ようつくられた基部の内スプライン６２に受けられる放
射方向外方を向いたスプライン６０を有する、スプライ
ン６０．６２は軸方向で、先に述べた様に往復運動通路
内を軸３０を案内するよう作用すると共に軸３０の回転
を防止する。

スプライン６０と軸受１２の間の軸３０には外ねじ６６
がきられている、内ねじ付のナツト６８はねじ６６にね
じ着され、周歯車の歯７２が形成された放射方向外方を
向いた環状のフランジ７０を有する。ナツト６８の軸方
向位置が固定されれば、ナツト６８の回転方向にもとづ
いてす・ット６８の回転により軸３０を左または右に動
かすことが従って明らかであろうつ この様な回転は、軸７６に取付けられた平歯車７４によ
って行われる。平歯車７４は歯７２と噛きい、軸７６は
二方向性のステップモータ８２の出力軸８０に継手７８
により連結される８従って、ステップモータ８２はナツ
ト６８の回転と、羽根２０のピッチの微細調節をなすべ
く増大する状態の軸３０の往復動を生じるよう作動でき
る。

フランジ７０の左方に、軸１０．３０と同軸にカラー８
４がある７カラー８４は図示される様に回転できず、従
ってジャーナル形の軸受８６はカラー８４とナツト６８
の間に挿入される６カラー８４は、歯７２が平歯車７４
と噛会う所要の軸方向位置にナツト６８を通常維持する
よう用いられる。従って、スラスト形の軸受８８がカラ
ー８４とフランジ７０の間に挿入される７ カラー８４は外方を向いたフランジ９０を有しており、
固定構造すなわち基部９２の形の回転しない構造は角度
を置いた関係に複数個のばね室９４が設けられている７
圧縮コイルばね９６はばね室９４内に受けられ、解放側
端部９８がフランジ９０の一致する溝１００に受けられ
るよう延びている６従って、圧縮コイルばね９６は第１
Ｂ図に見られるようにカラー８４に右方への押圧力を作
用し、スラスト座金８８を介してナツト６８に右方向の
押圧力を作用する７ しかし、この様な押圧力に応答したナツト６８の右方へ
の動きは基部９２の部分の孔１０６内に滑動可能に受け
られたカラー１０４によって制限される７カラー１０４
は理解されるように回転できず、従ってジャーナル形軸
受１０８とスラスト形軸受１１０は軸受８６．８８と同
様な具合にカラー１０４とナツト６８の間に挿入される
７錠止機構すなわちエスケープＷＡ構１２０は、第１Ｂ
図に示される軸方向位置にカラー１０４を維持するよう
カラー１０４に関連している。従って、これによってナ
ツト６８は図示の軸方向位置を通常占め、羽根２０のピ
ッチの微ｌ１１１調節を設けるようステップモータ８２
を有効に作用する６しかし、エスケープｆｉｉ１２０は
第１Ｂ図に見られる様に右方に動くべくカラー１０４を
釈放するよう作動できる７この様な状醇のもとで、圧縮
コイルばね９６によりナツト６８に作用される押圧力は
ナツト６８を第１Ｂ図に見られる様に右方に軸方向に動
かす、ナツト６８のこの様な右方への動きは軸３０を一
緒に右方に動かすようなし、軸３０が羽根２０を動かす
ように右方に十分に動かされる様な構成をなしている。

従って、圧縮コイルばね９６は、エスケープ機構１２０
によりナツト６８を釈放するよう応答する羽根２０の作
動位置に対応した予定位置に迅速放射方向外方を向いた
フランジ１２２のカラー１０４は複数個の４軸方向を向
いたフィンガーすなわちビン１２４が取付けられている
。ビン１２４は基部９２の対応する孔１２６を通って延
び、カムリング１２８と係合するカムホロワとして作用
するやカムリング１２８は同軸をなしている軸１０の軸
心まわりに回転可能で、第２図に明示される様に孔１３
０の形の複数個の４輪方向を向いた溝を有し、カムリン
グ１２８の回転でビン１２４と整列できる。第４図に示
される様にビン１２４を向いたカムリング１２８の側部
には、ランプ面１３４が形成されており、正常作動にて
ビン１２４が圧縮コイルばね９６の影響の下にランプ面
１３４のカムリング１．２８と係合する。しか・し、カ
ムリング１２８が回転されて孔１３０がビン１２４と整
列されるときに、ビン１２４が孔１３０内に入って圧縮
コイルばね９６が第１Ｂ図に見られる様に右方にナツト
６８を駆動し、先に述べた様に羽根２０のフェザーリン
グ作用を行う上らたオ− ピン１２４の孔１３０内への進入を容易にするために、
ピン１２４は第４図に示される様に縮径されて僅かにテ
ーパの付いた截頭円錐形の端部１３６を設けることがで
きる。

カムリング１２８は基部９２の環状フランジ１４０の内
部１３８に回転可能に受けられている。

第３図に示される様に、１つの位置にて、環状７ランジ
１４０は小直径の孔１４４と一緒になる大直径の溝孔１
４２が設けられている６作動棒１４６が孔１４４内に設
けられ、溝孔１４２を通って外に延びている９作動棒１
４６はピボットピン１４８によりカムリング１２８に枢
着されている６ピボツトビン１４８と対向して、ナツト
１５０と座金１５２は、溝孔１４２と孔１４４の一緒に
なる点で肩部１５６に対してコイルばね１５４を捕らえ
て圧縮するや第３図から理解できる様に、この様な構成
はカムリング１２８を反時計方向に回転すべく押圧し、
カムリング１２８の数度の回転の後に孔１３０がピン１
２４と一致するようにされる７この様な作動の際に、ラ
ンプ面１３４が次第に深くなるために孔１３０に到達す
るときに、ばね１５４の押圧力のもとにカムリング１２
８の回転運動をしっかり防止するようにピン１２４とカ
ムリング１２８の間に摩擦係合のための機会が殆どない
ことが明らかであろう７作動棒１４６は両端の中間に第
２．３図に示される様に孔１６０が設けられている７基
部９２の一部は、圧縮コイルばね１６６の押圧力に対し
て引込可能な接極子１６４を有したソレノイドコイル１
６２が設けられている。ロッド１６８は接極子１６４に
対して１７０で枢動され、７ランジ１４０の孔１７２を
通って上方に延びている７孔１７２は孔１４４に対して
ほぼ横方向にて孔１４４と一致するやロッド１６８の上
端部は、作動棒１４６の孔１６０内に受けるようできる
寸法をなした縮径されたフィンガ１７４を有する。

正常作動にて、カムリング１２８は、ピン１２４が孔１
３０と一致していない第１Ｂ、２図に示される位置にあ
る。このときに、フィンガ１７４は孔１６０内にあって
、カムリング１２８の反時計方向の回転を生じて孔１３
０がピン１２４と整列される第２図に見られる様な右方
への作動棒１４６の作動をコイルばね１５４が防止する
。このために、ピッチ調節はステップモータ８２（第１
Ｂ図）の作動を介してのみ行われる。しかし、羽根２０
をフェザーリング位置に動かすことによる如き迅速なピ
ッチ調節を行うよう所要されるならば、ソレノイドコイ
ル１６２が付勢される７これによって接極子１６４がソ
レノイドコイル１６２内に引込められ、フィンガ１７４
が作動棒１４６の孔１６０の外に引張られる７ばね１５
４は従ってピン１２４が孔１３０内に入ることができる
位置にカムリング１２８を回転する。

これはカラー１０４（第１Ｂ図）を第１Ｂ図に示される
如く右方向に動かすようなし、圧縮コイルばね９６の作
用の下にあるようになるや更に、これによってナツト６
８が軸３０と一緒に同一方向に作動通路に沿って右方に
駆動され、同じ運動が運動変換機構によって羽根２０の
フェザーリングに変換される６また、歯７２が平＠車７
４かへ軸方向に離脱され得るように十分な右方向運動の
ための構成が設けられ、装置が再設定されるまでステッ
プモータ８２による一層のピッチ調節ができないことが
理解されよう。

ステップモータ８２とソレノイドコイル１６２とを制御
するために適宜な通常の装置を用いることができる。一
般に、軸１０の回転速度が成る予定値を越え始めるとき
か或は急激な負荷変化や負荷の損失が検出されたときに
だけソレノイドコイル１６２が作動される。

従って、この発明に従って構成された羽根ピッチ変更装
置が緊急の場合のピッチの迅速な変更を設けるべく完全
に適していることが明らかであろう。羽根ピッチ変更装
置がラムエアタービンに関゛連して説明されたが、この
発明の要旨が航空機の可変ピッチプロペラや他の同様な
ものに効果的に使用できることが明らかであろう、この
様な変更装置に所要される微細ピッチ調節がステップモ
ータ８２と関連した機械的手段によって容易に設けられ
、必要とされるときに、迅速なピッチ変更がばね９６を
含む第２モータの使用によって有効にできる６

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は第１Ｂ図を第１Ａ図の右側に
連接配置して成るこの発明に従って構成された羽根ピッ
チ変更装置の断面図、第２図はこの発明に用いられる錠
市またはエスケープ機構の一部の断面図、第３図は第２
図の３−３線に沿った概略断面図、第４図はエスケープ
装置の一部の拡大部分図である、 図中、１．０．２４．３０．７６．８０：軸、１２゜２
−２．．２６．２８．３２，８６．８８．１０８，１１
０：軸受、１４．１６．６０，６２ニスプライン、１８
：ボス−２０＝羽根、３４：環状溝、３６：ケーシング
、３８：キャ・ンブ、４０：ボルト、４２二延長部〜４
４ニスリーブ、４６ｙｌＯＯ：講、４８゜９２：基部、
５２ニスタブ軸、６８，１５０：ナツト、７０．１４０
：環状フランジ、７２：歯、７４：平歯車、、７．８：
［手、８２ニステツプモータ、８４　、１．０４　：カ
ラー、９０．．１２２：フランジ、９４：ばね室、９６
．１６６：圧縮コイルばね、１０６．１２６．１３０，
１４４，１６０゜１７２＝孔、１２０：エスケープ機構
、１２４：ピン、１２８：カムリング、１３４：ランプ
面、１４２：溝孔、１４６：作動棒、１４８：ピボット
ビン、１５４：ばね、１６２：ソレノイドコイル、１６
４：接極子、１６６：ロッド、１７４：フィンガ、 麿−） 特許出願人代理人　　曽　我　道　昭“、７１゛゛ｔ−
二Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転可能な軸、軸と一緒に回転すべく軸に取付けら
   れたボス、軸と交叉する軸心まわりに回転すべくボスに
   取付けられた少なくとも１つの羽根、軸とほぼ平行にボ
   スから離れる方に延びボスに向い且つ離れる通路内を往
   復運動すべく取付けられた羽根ピッチ制御部材、制御部
   材と羽根を連結して該通路内の制御部材の位置の制御に
   よって羽根のピッチを制御できる往復運動を回転運動に
   変更する機構、該通路内の制御部材の位置の微細調節を
   設けるモータ、該通路内の予定位置に向って制御部材を
   動かすばね、ばねおよび制御部材の１つと関連し且つ予
   定位置に向ってばねが制御部材を動かすよう選択的に作
   動できる錠止機構を備えて成る羽根ピッチ変更装置。 ２、ばねが制御部材を予定位置に向って絶えず押圧し、
   錠止機構がばねと対向して作用するようになった特許請
   求の範囲第１項記載の羽根ピッチ変更装置。 ３、制御部材はボスから離れた場所にねじがきられ、制
   御部材にねじ着された回転可能なナットを有し、モータ
   がナットを回転するよう作動できばねがナットを軸方向
   に押圧している特許請求の範囲第２項記載の羽根ピッチ
   変更装置。 ４、錠止機構は、ばねと対抗してナットと係合する複数
   個の軸方向を向いたフィンガを有したカムホロワと、フ
   ィンガの１つを対応して夫々受ける複数個の切欠きを有
   した回転可能なカムと、フィンガが切欠きに入るのがで
   きるようカムを回転する手段とを有している特許請求の
   範囲第３項記載の羽根ピッチ変更装置。 ５、制御部材は中空軸で回転可能な軸を同心的に受け、
   カムとカムホロワが回転可能な軸と同心になっている特
   許請求の範囲第４項記載の羽根ピッチ変更装置。