JPS62265096A

JPS62265096A - 推力を三次元方向に調節できる可変ピツチプロペラ

Info

Publication number: JPS62265096A
Application number: JP10669986A
Authority: JP
Inventors: Tamaharu Ikeda; 池田　玉治; Masao Nakano; 中野　昌男; Tamio Nakano; 中野　民雄; Kazuo Watanabe; 和夫渡辺
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1987-11-17
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JP2600070B2

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）この発明は可変ピッチプロペラを利用して推進用プロペ
ラの推力の方向を推進軸方向ばかりでなく、任意の方向
に変化させるようにした推進機に関するものである。

なお本発明の適用は舶用ばかりでな（航空機にも適用さ
れる。

（従来の技術）プロペラによる推進手段は通常、回転軸に垂直に放射状
に設けたプロペラ翼を回転軸によって回転し、軸方向の
推力を発生させるものである。プロペラ翼のピッチを翼
軸を回動させることにより変化させる可変ピッチプロペ
ラによって推力を変化させ、あるいは推力を正逆に変化
させるものは存在する。

回転軸に垂直な円板に、回転軸に平行な翼を配設し回転
軸中心に対する翼のピンチ角を変化させて回転し、回転
軸に対し横方向の推力を発生させる技術はフォイトシュ
ナイダープロペラとして曳船その他に使用されている。

フォイトシュナイダープロペラの軸心は垂直で水平に配
置された円板を回転し、該円板から下向きに翼が設けら
れたものである。

（発明が解決しようとする問題点）従来の可変ピッチプロペラは回転軸の軸心方向に推力を
発生させるものであり、フォイトシュナイダープロペラ
は回転軸と直角な平面上に推力を発生させるもので、前
者は軸心方向、後者は軸心直角方向と、それぞれ決った
方向に推力を発生するが、それ以外の任意の方向に向か
う推力を発生させることができないという問題点がある
。

（問題点を解決するための手段）本発明はプロペラ回転軸に対してプロペラ翼の取り付け
方向を後方に傾斜させて配設すると共に、それぞれのプ
ロペラ翼にそのピンチ角を変更するように構成した変節
棒を設け、プロペラの一回転中に該変節棒を往復動させ
るスワ・ノシュプレートをプロペラ回転軸上に設けたこ
とを特徴とする可変ピッチプロペラである。

（作用）上記の如く構成したのでプロペラ軸に対しスワッシュプ
レートの軸方向位置、傾斜角、傾斜方向を推力とその方
向に応じて設定すると、変節棒の端部はスワッシュプレ
ートに沿って往復動しながらプロペラ軸と共に回転し、
それぞれの変節棒が回転軸の一回転の間にプロペラ翼の
ピッチを変化させるように往復動するので、各プロペラ
翼は回転中の翼位置に基づいて一定の方向に推力を発生
し、スワッシュプレートの軸方向位置、傾斜角と傾斜方
向を決定することによってどのような方向にも推力を発
生させることが出来る。

（実施例）本発明の実施例を図面によって説明すると、第１図は可
変ピッチプロペラの構造を示す側断面図で、プロペラ回
転軸７は原動機８によって回転し、該回転軸７にはハブ
２を介して放射状にプロペラ翼４が複数個配置されてい
る。翼４の翼の長手方向線（以下真心という）１はハブ
２の回転軸心３に対し垂直でなく後方に傾斜しており、
回転軸心３と真心ｌとの角度θは３０〜７５″の範囲内
で傾斜している。翼４は真心１を中心に回動可能に構成
され、翼４を回動することによりプロペラピンチを変更
することができる。真心１は翼の根本において軸５を有
し軸受６に支承されている。各プロペラ翼４のそれぞれ
の軸５にはクランク１３を介して変節棒９が取り付けら
れ、この変節棒９の他方の端部はスワツシュプレー目０
に接続される。変節棒９をスワッシュプレートｌＯから
押し引きすることによってプロペラ翼４のピッチ角を変
更することができる。回転軸７には軸心方向に滑るスリ
ーブ１１が装着されており、該スリーブ１１の外側球面
上にスワッシュプレートｌＯが自在的に嵌合している。

スワッシュプレート１０は回転軸７と一体なって回転す
るが、スワンシュプレートの傾斜角は外周の保持枠１４
に支持されており、外部の制御システム（図示せず）に
よって制御維持される。スリーブ１１はレバー１２によ
って前後に移動可能であり、スリーブ１１の位置によっ
てプロペラ翼のピンチ角を一斉に変えることが出来る。

次に本発明の作動状況を作用と共に説明すると、スワツ
シュプレー目０が回転軸７に直角である場合には各プロ
ペラ翼４は一斉に同じピッチ角を維持して回転し、スリ
ーブ１１を前後に移動させることによってピンチ角を一
斉に変えることが出来、これによって発生ずる推力は回
転軸心３方向である。スワッシュプレート１０を傾斜さ
せた状態では変節棒９の位置によってそれぞれのプロペ
ラ翼４のピッチ角が変化し、プロペラ回転軸７の一回転
の間に変節棒９はスワンシュプレー）１０の傾斜に沿っ
て往復動する。

第２図（イ）はスワツシュプレート１０ガ回転軸７と直
角であるとき翼４を第１図に示す半頂角（９０°−θ）
の円錐面１−１で切断し、回転軸心３中心に展開した図
で、各翼４は一斉に接線から＋αずつ正のピンチ角をと
っているが、各翼はスワンシュプレート１０の移動に応
じて相互に同量のピッチ角を正から逆まで変化すること
ができる。

第３図は第２図（イ）に相当する第１図の半頂角の円錐
断面を翼断面を直線的に配列した展開図で、プロペラ翼
４を回転駆動によって、翼４のピンチ角αは矢Ｐの回転
方向の時、推力が矢Ａ方向に発生する。ピッチ角αの増
減により推力の増減が生じることは通常の可変ピソチブ
ロペラと同じである。

スワンシュプレートの傾斜によって、たとえば翼４のピ
ンチ角を第２図（イ）の状態から第２図（０）のように
すると、翼４の上下左右位置によってピンチ角が＋βか
ら一βの範囲に変化する。すなわち翼４のピンチ角がイ
ロハニの各位置よって逆、零、正、零、逆と変化する。

推力はＢ方向に発生し、同じ回転数でも正、逆のピッチ
角を大きくすれば推力Ｂの価も増加する。

またスワンシュプレート１０の傾きの方向をかえて、正
、逆のピンチ角がそれぞれ最大になる点を軸心３の周り
に沿って変化させると、推力Ｂの方向もそれにつれて軸
心３に沿って廻る。この現象はフォイトシュナイダープ
ロペラの作用と同様である。第１図において、このプロ
ペラの推力は上記推力Ａのベクトルと推力Ｂのベクトル
との和となる。それ故それぞれのベクトルを調整すれば
、このプロペラは三次元すべての任意の方向に任意の大
きさの推力を発生するｌとが出来る。

（発明の効果）上述の通り、このプロペラは通常の可変ピッチプロペラ
のように推力をＡの方向に限ることなく、又フォイトシ
ュナイダープロペラのように推力をＢの方向（軸心と直
角の方向）に限ることなく、三次元のあらゆる任意の方
向に、その大きさと共に任意に調節できるので、例えば
潜水航走体のプロペラに用いると、その潜水航走体の三
次元方向の操縦に必要なプロペラ数を著しく滅じ得る。

又、推力の方向及び大きさの変化が連続的かつ滑らかな
ので、潜水航走体の位置や姿勢の精密な調節が極めて容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための実施例を示す側断面図
、第２図（イ）および（ロ）は半頂角（９０６−θ）の
円錐面で翼を切断し軸心を中心に展開した図の二個、第
３図は第２図（イ）に相当する翼断面を直線的に展開し
た図である。ｌ・・・真心、２・・・ハブ、３・・・軸心、４・・・
プロペラ翼、５・・・軸、６・・・軸受、７・・・プロ
ペラ回転軸、８・・・原動機、９・・・変節棒、１０・
・・スワッシュプレート、１１・・・スリーブ、１２・
・・レバー、１３・・・クランク、１４・・・保持枠。

Claims

【特許請求の範囲】

プロペラ回転軸に対してプロペラ翼の取り付け方向を後
方に傾斜させて配設すると共に、それぞれのプロペラ翼
のピッチ角を変更するように構成した変節棒を設け、プ
ロペラの一回転中に該変節棒を往復動させるスワッシュ
プレートをプロペラ回転軸上に設けたことを特徴とする
可変ピッチプロペラ。