JPS6323280Y2

JPS6323280Y2 -

Info

Publication number: JPS6323280Y2
Application number: JP1982147667U
Authority: JP
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1988-06-24
Also published as: JPS5950898U

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
128624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、かつ後端側
の中空軸部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、中空軸部を挿通しハブ回転軸と同軸配置された
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、ハブの中空軸部後端側に固定された第１太陽歯
車と、固定ケーシングの内突壁に軸支され、第１太陽
歯車に歯合する固定遊星歯車と、トルク伝達軸の後端に固着した第２太陽歯車
と、トルク伝達軸と同軸のサーボモーターに回転駆
動されるキヤリアと、キヤリア外周部に軸支され、第２太陽歯車に歯
合する遊星歯車と、固定ケーシング内周面に回転自在に担持され上
記遊星歯車と固定遊星歯車の各々に歯合する歯面
を内周面に有する内接ギアと、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。

構成複数枚のブレード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の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の後端部は中空軸部３ａ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３ａ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。

また、中空軸部３ａの端部には、第１太陽歯車
Ｆが軸止固着してあり、固定ケーシング１３の内
突壁にローラーベアリング等で軸支された固定遊
星歯車Ｅと歯合する。

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の後端には第２太陽歯車
Ｃが軸止固着してある。

また、固定ケーシング１３内にトルク伝達軸１
０と同軸に配設した電気サーボモーター１４の駆
動軸には、キヤリアＡが嵌着されて回転駆動さ
れ、その外周面に遊星歯車Ｂが軸支され、上記の
第２太陽歯車と歯合している。

固定ケーシング１３内周面にローラベアリング
で回転自在に担持された内接ギアＤは、リング状
の部材からなり、その内周面に上記の遊星歯車Ｂ
と固定遊星歯車Ｅの各々に歯合する歯面D₁，D₂
を設けてある。

作用サーボモーター１４の回転は、キヤリアＡより
遊星歯車Ｂに伝達される。ギアＢ〜Ｆは遊星歯車
Ｂを入力とし、第２太陽歯車Ｃを出力とする差動
ギア列であり、第１太陽歯車Ｆはハブ３の中空軸
部３ａに固定され、固定遊星歯車Ｅは公転しない
構成である。

したがつて、遊星歯車Ｂが公転しない場合は、
第２太陽歯車Ｃはハブ３と同じ、すなわち、プロ
ペラの回転数と同じ回転数で回転し、遊星歯車Ｂ
が公転する場合は、第２太陽歯車はハブ３の回転
数と遊星歯車Ｂの公転数が重畳した回転数で回転
する。

ハブ３の中空軸部３ａに固着した第１太陽歯車
Ｆと、トルク伝達軸に固着した第２太陽歯車Ｃと
は相対的に回転することになる。

ここで、サーボモーター１４を作動させて遊星
歯車Ｂに所定の公転を加えると、第２太陽歯車Ｃ
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、直線運動するから上
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ギアを、例えばキヤリ
アの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。図中、１……ブレード、２……ブレード軸、３
……ハブ、３ａ……中空軸部、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……キヤリア、Ｂ……遊星歯車、Ｃ……
第２太陽歯車、Ｄ……内接ギア、D₁，D₂……歯
面、Ｅ……固定遊星歯車、Ｆ……第１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、かつ後端側
の中空軸部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、中空軸部を挿通しハブ回転軸と同軸配置されたト
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からなるボールスクリユー
と、ハブの中空軸部後端側に固定された第１太陽歯車
と、固定ケーシングの内突壁に軸支され、第１太陽歯
車に歯合する固定遊星歯車と、トルク伝達軸の後端に固着した第２太陽歯車と、トルク伝達軸と同軸のサーボモーターに回転駆動
されるキヤリアと、キヤリア外周部に軸支され、第２太陽歯車に歯合
する遊星歯車と、固定ケーシング内周面に回転自在に担持され、か
つ上記遊星歯車と固定遊星歯車の各々に歯合する
歯面を内周面に有する内接ギアと、から構成されたことを特徴とする回転翼のピツチ
変換装置。