JPS6322159Y2

JPS6322159Y2 -

Info

Publication number: JPS6322159Y2
Application number: JP1982147668U
Authority: JP
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1988-06-17
Also published as: JPS5950899U

Description

【考案の詳細な説明】利用産業分野この考案は、航空機等の回転翼のピツチ変換装
置に係り、油圧回路を使用することなく、小型で
高効率かつ整備性の良好なピツチ変換装置に関す
る。

背景技術近年、その必要性を増している省エネルギー型
航空機を実現するために有効な推進機関として期
待されているものに高速プロペラがある。ところ
がこの種のプロペラは、従来のターボプロツプに
比べて小径にする必要があるため、ピツチ変換装
置の入るスペースも小さくなる問題がある。

また、従来のプロペラのピツチ変換装置は主駆
動源に油圧装置を用いることが多いが、その整備
コストが高く、また効率も低いという問題があつ
た。

またさらには航空機用プロペラは定速コントロ
ール、フエザリング等のコントロール機能を具備
しなければならず、上記要望のあるピツチ変換装
置は、このコントロール機能を合せて満足する必
要がある。

プロペラのピツチ変更装置として、特許第
12824号明細書には、電動機、２組のウオームギ
ア、廻動筐、歯車と遊星歯車および内歯車よりな
る遊星歯車機構、変角管、傘歯車とより構成され
るピツチ変更装置が提案されているが、構成部品
数が多く、機構が複雑で装置自体が大型化する恐
れがあり、遊星歯車機構が架構内の廻動筐内に内
蔵されているため、その保守点検、分解修理時に
は構成部品をすべて分解取外して行なう必要があ
り、組込んだ状態での点検補修は不可能であり、
修理後の再組立も相当な工数が必要となつて整備
性が大変悪いという問題があつた。

また、架構内には廻動筐のみでなくこれを電動
機で回転するため２組のウオームとウオームホイ
ールが必要であり、変角管の回転を１組の傘歯車
によりプロペラ翼片に伝達しているため、伝達効
率が悪く、プロペラ翼が２枚程度のプロペラのピ
ツチ変換にしか利用できず、その用途が限定され
るという欠点があつた。

考案の目的この考案は、航空機等の回転翼のピツチ変換装
置において、油圧回路を使用することなく、必要
な機能を備え、小型で高効率かつ整備性の良好な
る差動ギア列とボールスクリユーとから構成した
ピツチ変換装置を目的としている。

考案の概要この考案は、複数のブレードを放射状に軸支し、かつ他端に軸
止したハブ駆動ギアを介してエンジン出力軸の回
転力を受けるハブと、ブレード軸端面に立設した偏心ピンにリンクを介
して連結し、ハブに軸方向に摺動可能でかつ回転
不能に支持されたナツトと、ハブ回転軸と同軸配置のトルク伝達軸に同軸固着
したシヤフトと、シヤフトに螺合した前記ナツト
とからなるボールスクリユーと、トルク伝達軸の後端部に固着した第３太陽歯車
と、第３太陽歯車に歯合し、固定ケーシングに軸支さ
れた固定遊星歯車と、固定ケーシングに固着したサーボモーターの駆動
軸に嵌着した駆動ギアと、ハブ後端部外周に回転自在に装着し、駆動ギアに
歯合した第１太陽歯車と、第１太陽歯車の外周部に軸支される遊星歯車と、ハブ後端部に固着され前記遊星歯車と歯合する第
２太陽歯車と、上記固定遊星歯車と遊星歯車とに歯合してハブ後
端部の外周に回転自在に装着した従動歯車と、から構成されたことを特徴する回転翼のピツチ変
換装置である。

考案の構成と効果この考案による回転翼のピツチ変換装置は、遊
星歯車列からなる差動ギア列とボールスクリユー
から構成され、ボールスクリユーをプロペラシヤ
フトに平行に配置した機構であり、差動ギア列の
回転運動をボールスクリユー、リンク及び偏心ピ
ンを介してブレードピツチ角度変換運動に変換す
るものである。

したがつて、高い伝達効率、すぐれた整備性が
得られ、デジタルコンピユーターで制御しやすい
構成であるため、従来のピツチ変換装置のコント
ローラとしての機能のほかに新たに制御機能を付
加するのが容易になる利点がある。

また、この考案は航空機用プロペラのほか、風
力発電用のブレード、船舶用プロペラ、一般産業
用フアン等各種の回転翼のピツチ変換装置に適用
できる。

この考案によるピツチ変換装置は、前述した従
来の装置に比べて、構成部品数が少なくかつ小型
軽量なため、ピツチ変換装置自体が小型化できハ
ブや固定ケーシング内に有効利用できる空間が多
く存在し、ブレード枚数が６〜12枚の多翼プロペ
ラのピツチ変換装置に使用することができ、ピツ
チ変換以外の機構や制御装置をハブ等に収納可能
となるため、航空機用の高速プロペラのピツチ変
換装置として要求される機能、すなわち、小型で
高効率かつ整備性が良好等の条件をすべて満足す
る利点がある。

考案の図面に基づく開示以下にこの考案を実施例の図面に基づいて説明
する。第１図はピツチ変換装置の要部縦断面図で
ある。

複数枚のブレード１は、ハブ３にブレード軸２
が軸支されて放射状に周配置されている。

また外周面に、多条ボール溝を刻設してボール
が多数個収納されたシヤフト５と、これに螺合す
るナツト６とから、ボールスクリユー４が構成さ
れている。

ボールスクリユー４は、そのシヤフト５がハブ
３回転軸と同軸にハブ３先端部に軸支してある。

また、シヤフト５と螺合したナツト６は、その
フランジ部分とブレード軸２端面に突設した偏心
ピン７をリンク８，９を介して連結してあり、ハ
ブ３にスプラインで直線運動可能、すなわちハブ
３に摺動可能でかつハブ３に対して回転不能に支
持結合してある。

また、軸支しない側のシヤフト５には同軸にト
ルク伝達軸１０が設けてある。

また、ハブ３の後端部は中空の軸部であり、こ
の軸部内にトルク伝達軸１０が挿通している。

この中空軸部にハブ駆動ギア１１が固着され、
エンジン出力軸１５の駆動ギア１６とハブ駆動ギ
ア１１が歯合し、エンジンの回転力がハブ３に伝
達される。なお、１２はカバーである。

ボールスクリユー４のシヤフト５に同軸に設け
られたトルク伝達軸１０の後端、すなわち、ハブ
３の中空軸部外には、第３太陽歯車Ｇが固着して
ありる。

また、第３太陽歯車Ｇは、ギアボツクスである
固定ケーシング１３にベアリングで軸支された固
定遊星歯車Ｆと歯合している。

ギアボツクス１３に固定した電気サーボモータ
ー１４の駆動軸には駆動ギアＡが嵌着してある。

ハブ３の中空軸部外周にローラベアリングなど
で嵌着された第１太陽歯車Ｂは、上記の駆動ギア
Ａと歯合している。

この第１太陽歯車Ｂは、その固定遊星歯車Ｆ側
に遊星歯車Ｄを軸支してあり、遊星歯車Ｄをプロ
ペラ回転軸回りに公転させるキヤリアとして機能
する。

また、ハブ３の中空軸部の外周には第２太陽歯
車Ｃが固着してあり、遊星歯車Ｄと歯合する。

この第２太陽歯車Ｃと第３太陽歯車Ｇとの間に
は遊星歯車Ｄと固定遊星歯車Ｆの両者に歯合し、
中空軸部外周に回転自在に嵌着した従動歯車Ｅが
設けてある。

次にピツチ変換装置の作動を説明する。

サーボモーター１４の回転は、遊星歯車Ｄのキ
ヤリアである第１太陽歯車Ｂに駆動ギアＡを介し
て伝達される。

歯車Ｂ〜Ｇで構成される差動ギア列は、第１太
陽歯車Ｂを入力とし、第３太陽歯車Ｇを出力と
し、第１太陽歯車Ｂが回転しない場合は、第２太
陽歯車Ｃがハブ３と同回転数で回転し、これに歯
合する遊星歯車Ｄを介して従動歯車Ｅに伝達し、
従動歯車Ｅより、遊星歯車Ｄと同数の歯数を有す
る固定遊星歯車Ｆへ伝達され、これに歯合する第
２太陽歯車Ｃと同数の歯数を有する第３太陽歯車
Ｇがハブ３と同回転数で回転する。

サーボモーター１４に入力があり駆動され、第
１太陽歯車Ｂが回転し遊星歯車Ｄが公転すると、
第３太陽歯車Ｇは、ハブ３の回転数に第１太陽歯
車の回転数が重畳した回転数で、第２太陽歯車Ｃ
と相対的に回転することになる。

その相対回転数は第２太陽歯車Ｃと従動歯車Ｅ
の歯数差に比例する係数をサーボモーターの回転
数に掛けたものである。

ここでサーボモーター１４を作動させて、第１
太陽歯車Ｂに所定の回転を加えると、第３太陽歯
車Ｇがハブ３に対して相対的に回転数が変動し、
トルク伝達軸１０を介して同軸のボールスクリユ
ー４のシヤフト５もハブ３に対して相対的に回転
する。

ボールスクリユー４のナツト６はハブ３に対し
てスプライン結合してあり、直線運動するため上
記の回転が直線運動に変換され、この直線運動が
リンク８，９と偏心ピン７を介してブレード軸２
に伝えられ、ブレード１のピツチが変換され、サ
ーボモーター１４入力に応じたピツチ変換が行な
われる。

なお、上述した伝達機構の構成要素のなかに、
非可逆機構であるウオームとウオームホイールを
例えば第１太陽歯車Ｂへの駆動回転機構に追加配
置すると、ブレード１側からサーボモーター１４
の方向には自動的にロツクが働く構成となる。

また、駆動源には制御性に優れた電気サーボモ
ーターを使用したが、油圧モーターあるいはエン
ジン動力等を使用できる。

また、ボールスクリユーには、リードをできる
だけ小さくしてボールスクリユーにかかるトルク
を小さくし、小型化を計るとよい。

上述したこの考案による回転翼のピツチ変換装
置は、遊星歯車列からなる差動ギア列とボールス
クリユーとの機械要素で構成され、かつハブ３の
後方にこの制御部を配置しているため、着脱が容
易で整備性に優れており、また、ハブ３内空間の
有効利用が可能で小型化が容易である。

また、かかる機械要素から構成されるため、従
来多用されてきた油圧を使用する構成に比べて効
率が極めてよく、例えばデジタルコンピユーター
で制御し易い構成であり、各種の制御性に優れて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による回転翼のピツチ変換装
置の要部縦断面図である。１……ブレード、２……ブレード軸、３……ハ
ブ、４……ボールスクリユー、５……シヤフト、
６……ナツト、７……偏心ピン、８，９……リン
ク、１０……トルク伝達軸、１１……ハブ駆動ギ
ア、１２……カバー、１３……固定ケーシング、
１４……電気サーボモーター、１５……エンジン
出力軸、１６……駆動ギア、Ａ……駆動ギア、Ｂ
……第１太陽歯車、Ｃ……第２太陽歯車、Ｄ……
遊星歯車、Ｅ……従動歯車、Ｆ……固定遊星歯
車、Ｇ……第３太陽歯車。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】複数のブレードを放射状に軸支し、かつ他端に
軸止したハブ駆動ギアを介してエンジン出力軸の
回転力を受けるハブと、ブレード軸端面に立設した偏心ピンにリンクを介
して連結し、ハブに軸方向に摺動可能でかつ回転
不能に支持されたナツトと、ハブ回転軸と同軸配置のトルク伝達軸に同軸固着
したシヤフトと、シヤフトに螺合した前記ナツト
とからなるボールスクリユーと、トルク伝達軸の後端部に固着した第３太陽歯車
と、第３太陽歯車に歯合し、固定ケーシングに軸支さ
れた固定遊星歯車と、固定ケーシングに固着したサーボモーターの駆動
軸に嵌着した駆動ギアと、ハブ後端部外周に回転自在に装着し、駆動ギアに
歯合した第１太陽歯車と、第１太陽歯車の外周部に軸支される遊星歯車と、ハブ後端部に固着され前記遊星歯車と歯合する第
２太陽歯車と、上記固定遊星歯車と遊星歯車とに歯合してハブ後
端部の外周に回転自在に装着した従動歯車と、から構成されたことを特徴する回転翼のピツチ変
換装置。