JPS6332560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、航空機等の回転翼のピツチ変換装
置に関する。

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送コント
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
るという欠点があつた。

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。

すなわち、この考案は、 ブレード軸２端面に固着した偏心ピン７にリン
ク８，９を介して連結したナツト６と、 ハブ駆動ギア１１が固着されたハブ３と、 ハブ３回転軸と同軸のトルク伝達軸１０に同軸
に固着したシヤフト５とからなるボールスクリユ
ー４と、 トルク伝達軸１０の他端に固着した第２太陽歯
車Ｈと、 第２太陽歯車Ｈに歯合し固定ケーシング１３に
軸支された第２固定遊星歯車Ｇと、 第２固定遊星歯車に歯合し固定ケーシングに軸
支された第１固定遊星歯車と、 固定ケーシング１３とトルク伝達軸１０に回転
自在に担持されて第１固定遊星歯車Ｆと歯合する
第２内接ギアＥと、 第２内接ギアＥをキヤリアとしてこれに軸支さ
れた遊星歯車Ｃと、 ハブ３の中空軸部に固着され遊星歯車Ｃに歯合
する第１太陽歯車Ｄと、 ハブ３の中空軸部と固定ケーシング１３とに担
持され遊星歯車Ｃと歯合する第１内接ギアＢと、 第１内接ギアＢに付設したウオームホイール
B₁に歯合するウオームＡを駆動するサーボモー
ター１４とから構成される回転翼のピツチ変換装
置である。

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、この考案は航空機の高速プロペラのほ
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ブレードのピツチ変換装
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も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。

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
軸支されて周配置され、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とナツト６
とからなるボールスクリユー４はハブ３回転軸と
同軸にそのシヤフト５がハブ３に軸支してあり、
シヤフト５に外嵌したナツト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に結合してある。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。なお、１１はハブ３に駆動力
を伝達するハブ駆動ギアであり、１２はカバーで
ある。

また、ハブ３は、内蔵するボールスクリユー４
とは反対側のハブ駆動ギア１１側が中空軸部であ
り、その軸部内にシヤフト５と同軸のトルク伝達
軸１０が挿通してある。

さらに、ハブ３の中空軸部端に太陽歯車Ｄが固
着してあり、後述する遊星歯車Ｃと歯合してい
る。

一方ボールスクリユー４のシヤフト５に同軸に
設けられたトルク伝達軸１０の他端には第２太陽
歯車Ｈが嵌着してあり、固定ケーシング１３の突
出壁に軸支した第２固定遊星歯車Ｇと歯合してい
る。また、上記突出壁には、第２固定遊星歯車Ｇ
と歯合し、相互に反転させるための第１固定遊星
歯車Ｆが軸支してある。

固定ケーシング１３とトルク伝達軸１０の太陽
歯車Ｈ，Ｄの間でローラベアリングとボールベア
リングで回転自在に担持された第２内接ギアＥは
上記の第１固定遊星歯車Ｆと歯合している。この
第２内接ギアＥはブレード１側に遊星歯車Ｃを軸
支してあり、キヤリアとして機能している。

ハブ３の中空軸部と固定ケーシング１３とにロ
ーラーベアリングで回転自在に担持された第１内
接ギアＢには遊星歯車Ｃと歯合する歯面B₂と、
電気サーボモーター１４の駆動軸に嵌着したウオ
ームＡと歯合するウオームホイールB₁とを設け
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の回転はウオームＡを介し
て第１内接ギアＢに伝達される。歯車Ｂ〜Ｈで構
成される差動ギア列は、第１内接ギアＢを入力と
し、第２太陽歯車Ｈを出力とするギア列である。
また、第１太陽歯車Ｄはハブ３と同回転数で回転
する。第１内接ギアＢが回転しない場合は、第２
太陽歯車Ｈは第２固定遊星歯車Ｇを介して第２内
接ギアＥの回転を受けてハブ３と同回転数で回転
する。

ここでサーボモーター１４作動させ、第１内接
ギアＢに回転を加えると、遊星歯車Ｃが公転し、
第２内接ギアＥはサーボモーター１４の回転数と
ハブ３の回転数すなわちプロペラの回転数の重畳
した回転数で回転する。

この遊星歯車Ｃが公転すると、第２太陽歯車Ｈ
はハブ３に固着された第１太陽歯車Ｄと相対的に
回転することになる。

ピツチ変換信号によりサーボモーター１４を作
動させて第１内接ギアＢに所定の回転を加える
と、第２太陽歯車Ｈ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Ａを配置してあるた
め、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つている。

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、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、Ａ……ウオ
ーム、Ｂ……第１内接ギア、B₁……ウオームホ
イール、Ｃ……遊星歯車、Ｄ……第１太陽歯車、
Ｅ……第２内接ギア、Ｆ……第１固定遊星歯車、
Ｇ……第２固定遊星歯車、Ｈ……第２太陽歯車。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ブレード軸端面に固着した偏心ピンにリンクを
   介して連結したナツトと、 ハブ駆動ギアが固着されたハブと、 ハブ回転軸と同軸のトルク伝達軸に同軸に固着
   したシヤフトとからなるボールスクリユーと、 トルク伝達軸の他端に固着した第２太陽歯車
   と、 第２太陽歯車に歯合し固定ケーシングに軸支さ
   れた第２固定遊星歯車と、 第２固定遊星歯車に歯合し固定ケーシングに軸
   支された第１固定遊星歯車と、 固定ケーシングとトルク伝達軸に回転自在に担
   持されて第１固定遊星歯車と歯合する第２内接ギ
   アと、 第２内接ギアをキヤリアとしてこれに軸支され
   た遊星歯車と、 ハブの中空軸部に固着され前記遊星歯車と歯合
   する第１太陽歯車と、 ハブの中空軸部と固定ケーシングとに担持され
   遊星歯車と歯合する第１内接ギアと、 第１内接ギアに付設したウオームホイールに歯
   合するウオームを駆動するサーボモーターとから
   構成される回転翼のピツチ変換装置。