JPS6347658Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、可変ピツチプロペラの回転軸に対す
る羽根の取付角度を電気的に変化させるための駆
動装置に関し、特に簡単な構造で高信頼性を実現
したものである。

回転軸に対する羽根の取付角度を任意に変更で
きる可変ピツチプロペラは、水車やポンプあるい
はブロア等に使われており、何れの場合において
も効率が最大となるように羽根の取付角度が調整
される。この可変ピツチプロペラの可変ピツチ機
構においては、筒状をなす回転軸の先端部に複数
の羽根の支持軸がそれぞれ放射状に回転自在に突
設され、これら支持軸を同時に同方向に回転させ
る歯車等が設けられている。

ところで、このような可変ピツチプロペラの可
変ピツチ機構の駆動源としては一般に油圧シリン
ダが多用されており、この油圧シリンダのピスト
ンロツドの往復動が可変ピツチ機構の歯車等を駆
動する構造となつている。このため、羽根の取付
角度の調整を回転軸の停止中に行う場合には何ら
問題がないものの、回転軸の駆動回転中に行う場
合には種々の問題が生じることとなる。例えば、
油圧シリンダを回転軸とともに一体回転させる必
要があることから、この油圧シリンダに対する圧
油の給排を回転シール機構等を介して行わなけれ
ばならず、圧油のシール機構が複雑となる。特
に、水車等のような空気よりも粘性抵抗の大きな
流体を扱うものでは、羽根に対する抵抗が大きな
反力となつて油圧シリンダ側に負荷するため、相
当な高圧の圧油を作動させなければならず、シー
ル部での油洩れ等の事故が頻発する可能性があつ
て稼動率低下の一因となつている。

本考案は、かかる従来の可変ピツチプロペラに
おける可変ピツチ機構の不具合に鑑み、油圧シリ
ンダを使用する必要がなく、しかも、回転軸内に
可変ピツチ機構の駆動源を組み込まなくても良い
簡単な構造の可変ピツチプロペラ駆動装置を提供
せんとするものであつて、その要旨とするところ
は、回転電機が連結されるとともに回転自在にベ
ースに取り付けられた中空軸の先端部に複数枚の
羽根を放射状に突設し前記中空軸に対するこれら
羽根の取付角度を調整する可変ピツチ機構を前記
中空軸の先端部に収納した可変ピツチプロペラに
おいて、前記中空軸にこの中空軸と同心に回転自
在に取り付けられかつ一端部が前記可変ピツチ機
構に連結されてこれを作動させる駆動軸と、この
駆動軸の他端部にこれと同軸一体に取り付けられ
た駆動軸内歯歯車と、この駆動軸内歯歯車の内側
に位置しかつ前記ベースに設置された駆動電動機
に連結されて駆動回転する楕円状の駆動プラグ
と、この駆動プラグに軸受を介して回転可能に嵌
合されかつ前記駆動軸内歯歯車に弾性変形しなが
ら噛み合うとともにこの駆動軸内歯歯車の歯数よ
りも少ない歯数の環状をなす第一弾性外歯歯車
と、前記中空軸の基端部にこれと同軸一体に取り
付けられた中空軸内歯歯車と、前記駆動プラグと
同軸をなすように前記ベースに固設された楕円状
をなす固定プラグと、この固定プラグに軸受を介
して回転可能に嵌合されかつ前記中空軸内歯歯車
に弾性変形しながら噛み合うとともにこの中空軸
内歯歯車の歯数よりも少ない噛数の環状をなす第
二弾性外歯歯車と、前記駆動軸内歯歯車と前記中
空軸内歯歯車との間に回転自在に介装された連結
筒と、この連結筒の一端側の内周面に形成されか
つ前記第一弾性外歯歯車と噛み合うとともに前記
駆動軸内歯歯車の歯数と異なる歯数の第一連結内
歯歯車と、前記連結筒の他端側の内周面に形成さ
れかつ前記第二弾性外歯歯車と噛み合うとともに
前記中空軸内歯歯車の歯数と異なる歯数の第二連
結内歯歯車とをそなえたことを特徴とする。

以下、本考案に係る可変ピツチプロペラ駆動装
置を水車発電機に応用した一実施例についてその
概略構造を表す第１図及びその−矢視断面形
状を表す第２図を参照しながら詳細に説明する。

複数枚の羽根１１が放射状に装着された筒状を
なす中空軸１２の先端部には、中空軸１２に対す
る羽根１１の取付角度をすべて等しく調整し得る
可変ピツチ機構１３が収納されており、この可変
ピツチ機構１３はその操作桿１４を中空軸１２と
平行な方向に変位させることにより作動して中空
軸１２に対する羽根１１の取付角度が変化するよ
うになつている。中空軸１２は軸受１５を介して
ベース１６上に回転自在に設置されており、この
中空軸１２には図示しない発電機が組み付けられ
ているが、ポンプやブロワとする場合には電動機
が連結される。中空軸１２の他端でこれと同軸一
体に連結された支持筒（中空軸）１７は、一対の
軸受１８を介してベース１６上に回転自在に設置
されており、この支持筒１７の中央には支持筒１
７と同心の駆動軸１９が一対の軸受２０を介して
回転自在に支持されている。中空軸１２内にその
長手方向に沿つて一対の軸受２１を介し摺動自在
に嵌着された操作桿１４の他端には、駆動軸１９
の先端部に形成された雄ねじ部２２と螺合する送
りナツト２３が一対的に形成されており、この操
作桿１４には中空軸１２に対する図示しない回り
止め機構が設けられている。なお、この回り止め
機構や可変ピツチ機構１３等は従来から周知のも
のを適宜使用することができる。また、本実施例
では支持筒１７を設けて中空軸１２に連結した
が、この支持筒１７を中空軸１２と一体に成形す
ることも当然可能であり、雄ねじ部２２を操作桿
１４の後端部に形成するとともにこの雄ねじ部２
２と螺合する送りナツト２３を駆動軸１９の先端
に一体的に形成するようにしても良い。さらに、
本実施例では操作桿１４の長手方向移動により中
空軸１２に対する羽根１１の取付角度が変わる構
造の可変ピツチ機構１３を用いているため、駆動
軸１９の回転を往復直線運動に変換する手段が必
要であるが、駆動軸１９の回転により羽根１１の
取付角度が直接変わる構造の可変ピツチ機構１３
を用いた場合には、駆動軸１９を操作桿１４に直
結することができる。

一方、駆動軸１９の基端部にはリング状をなす
支持板２４を介して環状の駆動軸内歯歯車２５が
同軸一体に固設されており、同様に支持筒１７の
基端部にも中空軸内歯歯車２６がホルダ２７を介
して同軸一体に連結されている。駆動軸内歯歯車
２５の内側に位置する楕円筒状をなす駆動プラグ
２８は、ケーシング２９を介してベース１６に固
設された駆動電動機３０に一体的に連結されてお
り、このプラグ２８の外周面と駆動軸内歯歯車２
５との間には、軸受３１を介して環状の第一弾性
外歯歯車３２が回転可能に介装されており、この
第一弾性外歯歯車３２の歯数は駆動軸内歯歯車２
５の歯数よりも少なく設定されている。第一弾性
外歯歯車３２はその径方向に弾性撓み変形自在と
なつており、プラグ２８の回転につれて弾性変形
し、その一部が駆動軸内歯歯車２５に噛み合うよ
うになつている。

また、中空軸内歯歯車２６の内側に位置する楕
円筒状をなす固定プラグ３３は、前記駆動プラグ
２８と同軸をなすようにケーシング２９を介して
ベース１６に固設されており、このプラグ３３の
外周面と中空軸内歯歯車２６との間には、軸受３
４を介して環状の第二弾性外歯歯車３５が回転可
能に介装されており、この第二弾性外歯歯車３５
の歯数は中空軸内歯歯車２６の歯数よりも少なく
設定されている。第二弾性外歯歯車３５はその径
方向に弾性撓み変形自在となつており、プラグ３
３の回転につれて弾性変形し、その一部が中空軸
内歯歯車２６と噛み合うようになつている。

さらに、駆動軸内歯歯車２５と中空軸内歯歯車
２６との間には連結筒３６が回転自在に介装され
るとともに、この連結筒３６の一端側内周面には
第一弾性外歯歯車３２と噛み合うとともに駆動軸
内歯歯車２５の歯数と異なる歯数の第一連結内歯
歯車３７が、連結筒３６の他端側内周面には第二
弾性外歯歯車３５と噛み合うとともに中空軸内歯
歯車２６の歯数と異なる歯数の第二連結内歯歯車
３８がそれぞれ形成される。

従つて、図示しない水の流れにより羽根１１が
中空軸１２と共に回転し、この回転により発電機
が作動する。羽根１１の取付角度を変えない場合
には、駆動電動機３０を停止して駆動プラグ２８
を固定状態に保持すると、中空軸１２の回転が支
持筒１７及びホルダ２７を介して中空軸内歯歯車
２６に伝えられ、これと噛み合う第二弾性外歯歯
車３５が固定プラグ３３の周囲を強制的に旋回す
る。この結果、第二弾性外歯歯車３５と噛み合う
第二連結内歯歯車３８を回転するが、この第二連
結内歯歯車３８は中空軸内歯歯車２６と歯数が異
なるため、両内歯歯車２６，３８は回転速度をち
がえて回転する。第二連結内歯歯車３８の回転は
連結筒３６を介して第一連結内歯歯車３７へ伝達
され、これと噛み合う第一弾性外歯歯車３２が駆
動プラグ２８の周囲を強制的に旋回する結果、第
一弾性外歯歯車３２と噛み合う駆動軸内歯歯車２
５も回転するが、この駆動軸内歯歯車２５は第一
連結内歯歯車３７と歯数が異なるため、両内歯歯
車２５，３７は回転速度をちがえて回転する。従
つて、内歯歯車２６，３８，３７，２５の歯数を
所定の歯数、例えば順にZ₁−Z₂−Z₂−Z₁に設定す
るとともに弾性外歯歯車３５，３２の歯数を等し
く設定すれば、駆動軸１９は自動的に中空軸１２
と同期回転することになる。つまり、特別な回転
センサや制御装置を用いずとも駆動電動機３０が
停止してさえいれば、中空軸１２の回転に駆動軸
１９を同期させることができ、電動機３０が故障
して停止してしまつた場合でも安全であり、中空
軸１２に対する羽根１１の取付角度を一定に保持
し得る。

また、この取付角度を変えたい場合には、電動
機３０を駆動して内歯歯車２６，３８，３７，２
５と弾性外歯歯車３５，３２との噛み合い位置を
連続的にずらして行くことにより、中空軸１２及
びプラグ２８の相対回転差に応じて駆動軸内歯歯
車２５の回転速度が変化し、中空軸内歯歯車２６
に対して回転差を生ずることになる。これによ
り、中空軸１２に対して駆動軸１９を相対回転し
て送りナツト２３に対する雄ねじ部２２のねじ込
み量を変化させ、操作桿１４をその長手方向に変
位させて可変ピツチ機構１３を作動させ、中空軸
１２に対する羽根１１の取付角度を任意に変える
ことができ、電動機３０を停止することにより新
たな羽根１１の取付角度が保持される。

以上、図面に示した実施例にもとずいて詳細に
説明したように、本考案に係る駆動装置によれ
ば、油圧シリンダを用いずに可変ピツチ機構に接
続する駆動軸とこの駆動軸を支持する羽根の中空
軸との間に二つの調和差動歯車機構を組み付け、
この調和差動歯車機構に電動機を連結して中空軸
の回転に対する駆動軸の回転を制御するようにし
たので、電動機を停止するだけで中空軸と駆動軸
とを同期回転できるとともに例え油圧モータを使
用したとしても回転シール部分がないため、この
シール部での油洩れによる事故がなく、稼動率の
低下を防ぐことができる。また、電動機を中空軸
の外に設置できるため、部品点数が少ないことと
相俟つて、中空軸全体を小形軽量化することが可
能である。更に、遊星歯車のような高価で調整等
がめんどうなものとならず、駆動部分のみユニツ
ト化して単独で組立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る可変ピツチプロペラ駆動
装置を水車発電機に応用した一実施例の概略構造
を表す断面図、第２図はその−矢視断面図で
あり、図中の符号で１１は羽根、１２は中空軸、
１３は可変ピツチ機構、１４は操作桿、１５，１
８，２０，２１は軸受、１６はベース、１７は支
持筒（中空軸）、１９は駆動軸、２２は雄ねじ部、
２３は送りナツト、２５は駆動軸内歯歯車、２６
は中空軸内歯歯車、２８は駆動プラグ、３０は駆
動電動機、３１，３４は軸受、３２は第一弾性外
歯歯車、３３は固定プラグ、３５は第二弾性外歯
歯車、３６は連結筒、３７は第一連結内歯歯車、
３８は第二連結内歯歯車である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転電機が連結されるとともに回転自在にベー
   スに取り付けられた中空軸の先端部に複数枚の羽
   根を放射状に突設し前記中空軸に対するこれら羽
   根の取付角度を調整する可変ピツチ機構を前記中
   空軸の先端部に収納した可変ピツチプロペラにお
   いて、前記中空軸にこの中空軸と同心に回転自在
   に取り付けられかつ一端部が前記可変ピツチ機構
   に連結されてこれを作動させる駆動軸と、この駆
   動軸の他端部にこれと同軸一体に取り付けられた
   駆動軸内歯歯車と、この駆動軸内歯歯車の内側に
   位置しかつ前記ベースに設置された駆動電動機に
   連結されて駆動回転する楕円状の駆動プラグと、
   この駆動プラグに軸受を介して回転可能に嵌合さ
   れかつ前記駆動軸内歯歯車に弾性変形しながら噛
   み合うとともにこの駆動軸内歯歯車の歯数よりも
   少ない歯数の環状をなす第一弾性外歯歯車と、前
   記中空軸の基端部にこれと同軸一体に取り付けら
   れた中空軸内歯歯車と、前記駆動プラグと同軸を
   なすように前記ベースに固設された楕円状をなす
   固定プラグと、この固定プラグに軸受を介して回
   転可能に嵌合されかつ前記中空軸内歯歯車に弾性
   変形しながら噛み合うとともにこの中空軸内歯歯
   車の歯数よりも少ない噛数の環状をなす第二弾性
   外歯歯車と、前記駆動軸内歯歯車と前記中空軸内
   歯歯車との間に回転自在に介装された連結筒と、
   この連結筒の一端側の内周面に形成されかつ前記
   第一弾性外歯歯車と噛み合うとともに前記駆動軸
   内歯歯車の歯数と異なる歯数の第一連結内歯歯車
   と、前記連結筒の他端側の内周面に形成されかつ
   前記第二弾性外歯歯車と噛み合うとともに前記中
   空軸内歯歯車の歯数と異なる歯数の第二連結内歯
   歯車とをそなえたことを特徴とする可変ピツチプ
   ロペラ駆動装置。