JPS6353197A - 可変ピツチプロペラのピツチ調節装置 - Google Patents

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、流体中でプロペラを回転して推力を発生さ
せる可変ピッチプロペラのピッチ調節装置に関するもの
である。

（従来の技術） 船力自の推進装面として、従来プロペラ回転軸に直角方
向に羽根を取り付け、該羽根のピッチを一斉に変更し、
船の推力を増減する形式のものは、通常、可変ピッチプ
ロペラとして存在する。また、翼車プロペラと称して鉛
直軸のまわりに大型が回転する形式のフォイトシュナイ
ダ−は船底面に回転円（反を設け、咳円＋反に直角に複
数枚の羽根を下方に向けて円周近くに配設し、該羽根の
回転中に羽根のピッチを変更させることによりスラスト
を発生し操船するもので従来存在する。

前者の、羽根のピンチを同時に一斉に変更する形式の推
進器と、後者の、それぞれの羽根のピンチをプロペラ−
回転中に１サイクルの変化をさせる技術とを組合せ、推
力の方向を回転軸芯方向ばかりでなく、斜め方向にも変
更することができる形式の可変ピッチプロペラは既に発
明され出願されている。

第４図はその概略を示す側断面図、第５図は第４図のＢ
−Ｂ断面図である。羽根１は基部に羽根軸２ををし、羽
根１を軸芯３に対し例えば４５゜の大きな１頃斜角を以
てプロペラボス４に取り付ける。羽根軸２は軸受に支持
され羽限が回動可能なように支承される。プロペラ軸５
に沿って羽根１と同数の変節棒６がプロペラボス４を貫
通して前方（図中右方）に延設される。変節棒６の各々
の左端はクランク機構７を介してボス内の羽根軸２に、
右端はスワッシュプレート８にそれぞれつながれている
。このスワッシュプレート８はプロペラ軸５にスリーブ
９を介して設けられ、スリーブ９はプロペラ軸上をプロ
ペラ軸に沿って滑動することが出来る。スリーブ９とス
ワッシュプレート８とはスリーブの外周に設けた球面に
スワッシュプレート８の中心部が嵌装され滑動自在に支
持されている。

プロペラ軸５は原動機１４によって駆動され、スリーブ
９はアクチュエータ１０によりレバー１１を介して前後
に移動させることができ、スワッシュプレート８を介し
て変節棒６を一斉に移動し、羽根１のピンチを総て同じ
量だけ変更させることができる。また、スワッシュプレ
ート８はアクチュエータ１３により支え輪１２と共に傾
斜させることができる。

プロペラ軸と共に回転する部分はプロペラボス４と羽根
１に続く変節棒６およびスワッシュプレート８であり、
回転しない部分はスリーブ９゜支え輸１２およびそれに
接続するアクチュエータ１０．１３およびレバー１１で
ある。従ってスリーブ９とプロペラ軸５との間、スワッ
シュプレート８とスリーブ９との間は摺動面となる。支
え輸１２とスワッシュプレート８との間はヘアリングに
より支え輪１２は回転せずスワッシュプレート８が回転
し、常に同軸芯で同一平面位置を維持する。支え輸１２
は第５図に示す如＜Ｘ、Ｙの操作点が隔てて存在し、１
組のアクチュエータ１３によりプロペラ軸芯３の方向に
操作点Ｘ、Ｙを動かすことができる。Ｘ点を動かすと支
え輪１２はｙ−ｙ軸の周りに傾き、Ｙ点を動かすとｘ−
ｘ軸の周りに傾くから、これらの組合せにより支え輪１
２を任意の方向に任意の角度だけ傾けることができる。

スワッシュプレート８がプロペラ軸５と共に回転中に、
支え輪１２が傾くとスワッシュプレート８もこれに沿っ
て傾いて支え輪１２内を回転を続けるが、このとき変節
棒６はスワッシュプレート８の傾きに応じプロペラ軸５
の回転につれて、１回転毎に１サイクルの軸芯方向の往
復運動を行い、羽根１にサイクリックなピッチ変化を生
しさせる。この羽根１のサイクリックピッチのピンチ最
大、最少となる円周上の位置や大きさは、Ｘ点およびＹ
点の動き量で決り、羽根１はこのサイクリックピンチに
より前記翼車プロペラの如くプロペラ軸芯３と直角方向
の推力を発生し、その推力のプロペラ軸芯３に直参 交する面上のヘクトルの方向や大きさもサイクリックピ
ッチコントロールとして調整される。

このプロペラ軸芯方向の推力と直角方向の推力が個別に
調整できるので、その合力を任意の三次元方向の推力と
することができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記既出側の構造において、スリーブを前後に移動させ
るための機構およびスワッシュプレートとスリーブとの
取り合い部が球面などのだめ、スリーブの長さが長くな
るという問題と、該球面はプロペラ軸−回転毎にスワ・
ノンニブレートの摺動回転と前後への傾斜を往復させる
ので、摩擦がひどく摩耗寿命が著しく短縮されるという
問題点がある。

この発明はこのようなスリーブを使用せず、従って考え
られる摩耗を完全になくすように工夫したものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、プロペラ回転軸に直角な面より後方に傾斜
させて羽根を取り付け、該羽根のピッチを可変とし、そ
れぞれの羽根軸をプロペラボス内においてクランク機構
を介して変節棒に接続し、該変節棒をプロペラ回転軸に
嵌装したスワッシュプレートに取り付けたものにおいて
、該スワッシュプレートはプロペラ回転軸と共通の軸芯
を保ちながら前後に移動可能であり、かつ任意の方向に
任意の角度で傾きうるよう自在支持された支え輪に回転
可能に支持されており、該支え輪は少なくともその円周
上の３支点においてプロペラ回転軸の軸芯方向に作動す
るアクチュエータにそれぞれ接続した可変ピッチプロペ
ラのピッチ調節装置であって、前記支え輪の円周上の３
点は隣りあって９０’づつ隔てた点であることを含み、
前記それぞれのアクチュエータは該アクチュエータを一
斉に等量だけ作動させるコレクティブピッチコントロー
ル用操作レバーと、支え輪の傾斜量および方向を制御す
るジョイスティック用操作レバーとにそれぞれ接続され
ていることを含む可変ピッチプロペラのピンチ調節装置
である。

（作用） この発明はプロペラ回転軸に直角な面より後方に傾斜さ
せて羽根を取り付け、該羽根のピッチを可変とし、それ
ぞれの羽根軸をプロペラボス内においてクランク機構を
介して変節棒に接続し、該変節棒をプロペラ回転軸に嵌
装したスワッシュプレートに取り付けたものにおいて、
該スワッシュプレートはプロペラ回転軸に沿って前後に
移動可能であり、プロペラ回転軸と共通の軸芯を保ちな
がら支え輪に回転可能に支持されており、変節棒とプロ
ペラ回転軸は共に回転する。羽根のピッチはスワッシュ
プレートの位置と傾斜によって与えられる。スワッシュ
プレートの位置と傾斜は外周で支承している支え輪によ
って位置付けられており、該支え輪は少なくともその円
周上の３支点においてプロペラ回転軸の軸芯方向に作動
するアクチュエータにそれぞれ接続して操作される。

すなわち、上記３支点にそれぞれ設けたアクチュレータ
によって支え輪を同一方向に等量移動させると変節棒は
一斉に移動し、総ての羽根が同じピッチだけ変更する。

また該それぞれのアクチュレータの移動量と方向を変化
させれば支え輪の傾斜量と方向が変更し、プロペラ回転
軸の軸芯方向以外の推力と方向を変更することが出来る
。このようにスワッシュプレートの傾斜角を１８０°総
ての方向に変更させることができる。プロペラ軸−回転
中に変節棒を往復動させる量および円周上の位置を任意
に調節することによって推力の量および方向の調節がで
き、これらアクチュエータをコレクティブピッチ変更用
レバーは主として回転軸芯方向の推力を調節し、ジョイ
スティックレバーによりアクチュエータは回転軸芯に対
し直角方向の推力を調節することができる。

（実施例） 次にこの発明の実施例を第１図、第２図及び第３図によ
って説明する。第２図は第１図のＡ−へ断面図である。

前記第４図、第５圀に用いた符号は共通である。第１図
においてプロペラ回転軸芯３に直角な面より後方に例え
ば４５″という大きな角度に傾斜させて羽根１を取り付
け、該羽根のピンチを可変とし、それぞれの羽根軸２を
プロペラボス４内においてクランク機構７を介して変節
棒６に接続し、該変節棒６をプロペラ回転軸５に嵌装し
たスワッシュプレート８に取り付けたもので、該スワッ
シュプレート８は例えば球面軸受１５によって中心部を
支持され、プロペラ回転軸５と共通の軸芯３を保らなが
ら支え輪１２にヘアリングによって回転可能に支持され
ている。該球面軸受１５はプロペラ回転・抽５に嵌装さ
れ前後に移動可能である。上記支え愉１２は第２図に示
す如く、円周に１８０°隔てた（ｆｆ置に操作点Ｘ、、
Ｘ２を設け、その中間の９０″隔てた位置に操作点Ｙを
設けてアクチュエータｌＯをそれぞれ接続する。

第３図は３支点に接続するアクチュエータを操作する制
御系を模型的に記したもので、操作レバー１６ハコレク
テイソクピソチコントロール用、操作レバー１８はジョ
イスティックレバーである。

操作レバー１６の操作量θ２は発信器１７に゛より三個
のアクチュエータ１０のストロークを指令し、これらに
よって操作点Ｘｌ＋Ｘ２＋Ｙのそれぞれに同量同方向に
等しく伝えられる。また操作レバー１８の操作量は互い
に直角をなす発信器１９，２０によりそれぞれθＸ、θ
ｙの二成分に分解され、うち、θＸの成分は発信器１９
により互いに１８０　’隣りあった操作点島とｘ２に同
量かつ逆方向に伝えられ、残りのθｙの成分は発信器２
０により操作点Ｙに伝えられる。従って操作レバー１８
を動かすと、支え輪１２は各々ｘ−ｘ軸及びｙ−ｙ軸の
周りの傾きの組合せによる方向と角度で傾く。スワッシ
ュプレート８はグロペラ軸５．変節棒６などと共に回転
するが、見掛けは支え輪１２の傾きにならって回転する
ので、変節棒６はスワッシュプレート８の傾きに沿って
周期的にプロペラ軸芯３の方向に往復し、羽根１のピッ
チをプロペ９１回転当たり１サイクルで変化させる。

そのピッチが最大となる円周上の方向はスワッシュプレ
ート８が傾く方向で、またそのピンチの最大時の大きさ
は傾く角度の最大時の大きさで、それぞれ調整でき、結
局翼車プロペラ（フォイトシュナイダプロペラ）と同し
サイクリックピッチコントロールがなされる。

上述の如く、操作レバー１６により羽根１のピンチを同
時−斉に変化させ、通常の可変ピッチプロペラと同じコ
レクティブピッチコントロールが行われ、前記サイクリ
ックピッチコントロールとの組合せによって可変ピッチ
コントロールの合成推力を三次元の任意の方向に調節す
ることができる。

支え輸１２上のＸ＋’＋Ｘｚ＋Ｙ点を任意に隔てて構成
することによって、支え輸すなわちスワッシュプレート
８の向きを総ての方向に変更することが出来る。また、
操作動力であるアクチュエータは油圧ピストンとして説
明したが、プランジャ式でなくても差支えない。

（発明の効果） 従来はプロペラ回転軸に嵌装され摺動する長いスリーブ
が存在し、スワッシュプレートに激しい辛擦部分があっ
たが、この発明によるときにはスリーブが存在せずプロ
ペラ軸にスリーブの長さをとる必要がなく、またスリー
ブの内外に摩擦部分が少ないので、摩耗部分を著しく減
少し、従って寿命が長くなり強度上の弱点を生じない。

【図面の簡単な説明】

第Ｘ図はこの発明を説明するための実施例の側断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の制御
系を模型的に記した系統図、第４図は従来例を示す側断
面図、第５図は第４図のＢ−８断面図である。 １・・・羽根、２・・・羽損軸、３・・・軸芯、４・・
・プロペラボス、５・・・プロペラ回転軸、６・・・変
節棒、７・・・クランク機構、８・・・スワッシュプレ
ート、９・・・スリーブ、１０．１３・・・アクチュエ
ータ、１１・・・レバー、１２・・・支え輪、１４・・
・原動機、１５・・・球面軸受、１６、１８・・・操作
レバー、１７，１９．２０・・・発信器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プロペラ回転軸に直角な面より後方に傾斜させて羽根を
   取り付け、該羽根のピッチを可変とし、それぞれの羽根
   軸をプロペラボス内においてクランク機構を介して変節
   棒に接続し、該変節棒をプロペラ回転軸に嵌装したスワ
   ッシュプレートに取り付けたものにおいて、該スワッシ
   ュプレートはプロペラ回転軸と共通の軸芯を保ちながら
   前後に移動可能であり、かつ任意の方向に任意の角度で
   傾きうるよう自在支持された支え輪に回転可能に支持さ
   れており、該支え輪は少なくともその円周上の３支点に
   おいてプロペラ回転軸の軸芯方向に作動するアクチュエ
   ータにそれぞれ接続したことを特徴とする可変ピッチプ
   ロペラのピッチ調節装置。 （２）前記支え輪の円周上の３点は隣りあって９０°づ
   つ隔てた点である特許請求の範囲第１項記載の可変ピッ
   チプロペラのピッチ調節装置。 （３）前記それぞれのアクチュエータは該アクチュエー
   タを一斉に等量だけ作動させるコレクティブピッチコン
   トロール用操作レバーと、支え輪の傾斜量および方向を
   制御するジョイスティック用操作レバーとにそれぞれ接
   続されている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の可
   変ピッチプロペラのピッチ調節装置。