JPS6397495A - 可変ピッチプロペラブレードのピッチ調節装置 - 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 本発明は、航空機のプロペラ装置に係り、更に詳細には
可変ピッチプロペラ装置に係る。

従来の技術 一般に航空機の可変ピッチプロペラ装置は中央ハブより
放射状に延在する複数個のプロペラブレードと、ハブ及
びプロペラブレードを回転駆動するエンジンと、プロペ
ラブレードをそれらの長手方向軸線の周りに枢動させて
ブレードに近づいてくる空気流に対しブレードの角度（
ピッチ）を変化させるピッチ変更駆動装置とを含んでい
る。ハブはピッチ変更駆動装置を収容する室を内部に存
している。

ピッチ変更駆動装置は一般にピッチロックを含んでいる
。ピッチ変更駆動装置の誤作動時には、ピッチロックは
ブレードが低ピツチ位置の方向へ運動することを阻止す
ることによりエンジンの過速を防止する。

一つの型式のピッチロックは流体機械的に制御される。

加圧された流体により、ばね荷重が与えられたピッチロ
ックがロック係合より解除された状態に保持される。プ
ロペラブレードが低ピツチ位置の方向へ運動している旨
の判別が行われると、加圧された流体が排出され、これ
によりばねがピッチロックを静止ピッチロック歯と係合
した状態にもたらし、これによりブレードの運動がロッ
クされる。かかる型式のピッチロックの例が米国特許第
２．９４０．５２７号、同第２，９８５，２４４号、同
第３，１８７．８１９号、同第３，４３９．７４５号に
記載されている。　　　　・ピッチロックのなかには液
圧式アクチュエータの一部を構成しているものがある。

例えば米国特許第Ｒｅ、２６．４６１号及び同第４，５
２３゜８９１号には、プロペラブレードが低ピツチ位置
の方向へ運動することを阻止するねじを液圧式アクチュ
エータに取付けることが示されている。

液圧式ではなく純粋に機械的なピッチアクチュエータの
なかには完全に機械的なピッチロックが使用されている
ものがある。例えば米国特許第２゜８５６．０１２号及
び同第３．８９５，８８４号には、プロペラブレードが
低ピツチ位置の方向へ運動している場合に係合リングを
静止ロックリングに強制的に係合させる歯を有するスプ
ライン結合されたリングが示されている。

プロペラブレードがそのピッチを変化することを阻止し
てエンジンの過速状態が生じることを防止する他の手段
や装置が求められている。本発明はかかる要請に応える
ことを目的としている。

発明の開示 本発明によれば、機械的ピッチ変更アクチュエータ（ピ
ッチ変更駆動装置）には、アクチュエータの運動と同時
に回転してアクチュエータがプロペラブレードのピッチ
を設定することを許すが、アクチュエータと同時に回転
していない場合にはプロペラブレードを所定の位置にロ
ックするピッチロックが設けられる。

本発明の一つの実施例によれば、第一のモータがアクチ
ュエータを駆動し、第二のモータがピッチロックを駆動
し、ピッチロックがアクチュエータと同時に運動するよ
う第−及び第二のモータを同期させるようになっている
。

ピッチロックはそれがアクチュエータの長手方向の運動
と同時に回転している場合にはハブ内の長手方向位置を
維持するが、ピッチロックがアクチュエータと同時に回
転しない場合にはアクチュ二一夕と共に長手方向に運動
する。ロック位置に於ては、ピッチロックは突起に当接
し、これによりアクチュエータによりそれ以上運動せし
められることを阻止し、これによりプロペラブレードの
ピッチをロックする。ピッチロックはプロペラブレード
より離れた構成部材に対する損傷がピッチロックの作動
に影響を及ぼすことがないよう、プロペラブレードに間
近に近接してアクチュエータ上に配置される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 本発明の概念が採用された航空機の推進装置が第１図に
示されている。エンジン１０が軸１４を介してハブ１２
を回転駆動するようになっている。

複数個の放射状に延在するプロペラブレード（これ以降
ブレードという）１６がハブと共に回転し得るようハブ
に装着されている。各ブレードはルート部１８に於て軸
受２０により装着されており、軸受２０はブレードが長
手方向軸線２２の周りに枢動することを許すようになっ
ている。符号２４にて全体的に示されたピッチ変更駆動
装置が、後に説明する如くブレードを枢動させてブレー
ドのピッチを設定し得るよう、ブレードのルート端部２
６に取付けられている。

第２図にピッチ変更駆動装置の詳細が図示されている。

ボールねじ２８が軸１４及びハブ１２に対し相対的に回
転し得るようハブ内に装着されている。ローラ軸受３０
が軸とボールねじとの間に装着され、またポール軸受３
２がボールねじとハブとの間に装着されている。ボール
ねじは後に説明する如くボール３６を受入れる螺旋状レ
ース３４を有している。歯を有する面３８が後に説明す
る如くボールねじのインボード側端部４０に於て半径方
向内方へ延在している。

ボールナツト４２もボールねじ２８に設けられた螺旋状
レース３４と共働する螺旋状レース４４を有しており、
これによりボールねじが回転するとポールナツトが長手
方向に駆動されるようになっている。ボールは螺旋状レ
ース４４及び３４の速度の半分の速度にて螺旋状レース
内を転動し、ポールナツトのトレーリング端部に於て排
出する。

図には示されていないがボールナツト内にはリターンチ
ューブが設けられており、該チューブはポールナツトの
トレーリング端部に於てボールをピックアップし、それ
らをリーディング端部へ再循環し、これにより螺旋状レ
ース内の一連のボールを連続的に作動し得る状態に維持
するようになっている。ポールナツトは第一の半径方向
突起４６を有しており、該突起はコネクティングロッド
５０の一端４８を保持している。コネクティングロッド
の他端５２はブレード１６のルート端部２６に装着され
た偏心ビン５４に取付けられている。

またポールナツトにはねじ部５８を備えた断面長方形の
部分を有する第二の半径方向突起５６が設けられており
、該突起は後に説明する如くピッチロツタとして作用す
るようになっている。

ポールナツトに隣接した位置にはピッチロックねじ６０
が配置されており、該ねじは第二の半径方向突起５６の
ねじ部５８内にて回転し得るようねじ部６２を有してい
る。ピッチロックねじ６０はそのアウトボード側端部６
４がハブの突起６６内に嵌合し、インボード側端部６８
がバルクヘッド７０内に嵌合することにより回転可能に
装着されている。ピッチロックねじのアウトボード側端
部に近接した位置には肩部７２が設けられており、該肩
部はピッチロックねじがアウトボード方向（即ち低ピツ
チ位置へ向う方向）に長手方向に運動することを制限す
る。ピッチロックねじには、後に詳細に説明する如く、
そのねじ部とバルクヘッドとの間にてギア７４が固定的
に装着されてい、る。

ボールねじ２８を駆動するバルクヘッドの液圧モータ７
６（第３図に於て解図的に示されている）が、軸１４の
中心軸線８０の周りに装着された第一のギア７８をディ
ファレンシャルギア７７（第３図に於て解図的に示され
ている）を介して駆動するようになっている。ディファ
レンシャルギア７７は静止状態にて装管された第一〇液
圧モータ７６の駆動力を、ハブに対し相対的にまたハブ
と共に回転し得るよう装着された第一のギア７８へ伝達
する。第一のギア７８は、ボールねじの歯を有する面３
８に接触して第一の液圧モータの回転駆動力をボールね
じへ伝達する第一のアイドルギア８２を駆動する。また
第一のギアは後に説明する目的でその外面に外方へ突出
する第一のラグ８３を有している。ピッチロックねじ６
０を駆動する第二の液圧モータ８４（第３図に於て解図
的に示され、ている）が、第一のギアの周りにて周方向
に延在するよう装着された第二のギア８６を第二のディ
ファレンシャルギア８５（第３図に於て解図的に示され
ている）を介して駆動するようになつている。ディファ
レンシャルギア８５は静止状態に装着された第二の液圧
モータ８４の駆動力をハブに対し相対的にまたハブと共
に回転し得るよう装着された第二のギア８６へ伝達する
ようにな　、っている。第二の液圧モータの駆動力は第
二のギア、第二のアイドルギア８８、及びピッチロック
ねじのインボード側端部に装着されたギア７４を経てピ
ッチロックねじへ伝達されるようになっている。第二の
ギアはその内面より内方へ突出する第二のラグ９０を有
しており、このラグは後に説明する如く第一のギアより
突出する第一のラグ８３と共働するようになっている。

第３図に液圧式駆動装置が解図的に示されている。制御
弁９２が加圧された液圧流体の供給源９４よりの流体を
上述の如く二つの液圧モータ７６及び８４の一方へ導き
、これによりブレードを高ピツチ位置又は低ピツチ位置
へ向けて駆動をするようになっている。制御弁内に配置
されランド９８（各ランドは外面９９を有している）を
有するスプール９６が、導管１００又は１０２を経て何
れかの液圧モータへ流体を導くようになっている。

導管１００及び１０２はそれぞれ入口１０３を有してお
り、入口はランドの外面９９よりも僅かに大きい面積を
有している。入口１０３の面積がランドよりも大きいの
で、ラグ８３及び９０が互いに接触して互いに同期して
駆動されるよう、流体が漏洩して液圧モータにプレロー
ドが与えられるようになっている。流体は何れかの液圧
モータを通過した後には、導管１０４．１０６、コ−０
８を経てリザーバー１１０へ導かれる。

作動に於ては、ブレードのピッチを調節するための信号
が制御弁９２へ供給される。例えば高ピッチ位置へ向け
てブレードを駆動する必要がある場合には、スプール９
６は第３図で見て右方へ駆動される。液圧流体が第一の
液圧モータ７６へ導かれ、該）ｆｋ圧モータがディファ
レンシャルギア７７を経て第一のギア７８を回転駆動す
る。第一のギアは第一のアイドルギア８２を回転駆動し
、これによりボールねじ２８が回転駆動される。ボール
ねじの回転の結果として、ボールナツトはインボード方
向へ長手方向に移動する。ポールナツトがインボード方
向へ長手方向に移動すると、ブレード１６は第一の半径
方向突起４６、コネクティングロッド５０、及び偏心ビ
ン５４を介して高ピツチ位置へ向けて枢動される。

第一のギアが回転駆動されている間に、第一ののラグ８
３が第二のギア８６より突出する第二のラグ９０に係合
し、これにより第二のギアが第一のギアと同期して駆動
される。第二のギアは第二のアイドルギア８８及びギア
７４を介してピッチロックねじ６０を回転駆動する。第
一のギア７８と第一のアイドルギア８２及び第二のギア
８６と第二のアイドルギア８８とは、ピッチロックねじ
が第二の半径方向突起５６内にて適正な速度にて回転し
、これによりポールナツトが長手方向へ運動する際にピ
ッチロックねじを所定の位置に維持するような大きさに
設定され且同期して駆動されるようになっている。ピッ
チロックねじがポールナツトの運動との関連に於て適正
な速度にて回転していない場合には、ピッチロックねじ
は肩部７２がハブの突起６６に当接するまでポールナツ
トと共に低ピツチ位置の方向へ長手方向に運動する。

第二の半径方向突起５６の歯とピッチロックねじ、のね
じ部６２との間の摩擦により、ポールナツトがそれ以上
長手方向へ運動することが阻止される。

ブレードがエンジンの動力を吸収するのではな（空気流
より動力を抽出し始める誤作動が発生すると、空気流よ
りの動力によってブレードが低ピツチ位置へ向けて捩ら
れる。ブレード１６が低ピツチ位置へ向けて運動すると
、ボールねじ２８はそれがコネクティングロッド５０及
び偏心ピン５４によってブレードに接続されることによ
り運動せしめられるようになる。しかしピッチロックね
じ６０はボールねじの運動と同時に回転していないので
、ピッチロックねじ及びポールナツト４２はピッチロッ
クねじのアウトボード側端部に設けられた肩部７２がハ
ブの突起６６に当接するまでアウトボード方向へ長手方
向に運動をする。肩部７２がハブの突起６６に当接する
と、ポールナツト４２はそれ以上長手方向に運動するこ
とを阻止され、これによりプロペラはそれがそれ以上低
ピツチ位置へ向けて運動することがないようロックされ
る。肩部７２とハブの突起６６との間の距離、即ちピッ
チギャップ１１２は小さいので、プロペラは低ピツチ位
置へ向けて感知し得るほど運動することはない。バルク
ヘッド７０とピッチロックねじを駆動するギア７４との
間の公差が小さいので、ブレードもピッチロックねじに
よって高ピソ舌位置へ向けて運動することを阻止される
。但しブレードはそれが破片か他のエネルギ供給源より
のエネルギを吸収すると高ピツチ位置へ向けて強制的に
駆動されることがある。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のピッチロックが採用された航空機の推
進装置を一部破断して示す側面図である。 第２図は第１図に示されたプロペラハブを示す部分断面
図である。 第３図は第２図に示されたロック装置の駆動装置を示す
解図である。 １０・・・エンジン、１２・・・ハブ、１４・・・１Ｌ
１６・・・プロペラブレード、１８・・・ルート部、２
０・・・軸受、２２・・・軸線、２４・・・ピッチ変更
駆動装置、２６・・・ルート端部、２８・・・ボールね
じ、３０・・・ローラ軸受、３２・・・ボール軸受、３
４・・・螺旋状レース。 ３６・・・ボール、３８・・・歯を有する面、４０・・
・インボード側端部、４２・・・ポールナツト、４４・
・・螺旋状レース、４６・・・第一の半径方向突起、４
８・・・一端、５０・・・コネクティングロッド、５２
・・・他端。 ５４・・・偏心ピン、５６・・・第二の半径方向突起、
５８・・・ねじ部、６０・・・ピッチロックねじ、６２
・・・ねじ部、６４・・・アウトボード側端部、６６・
・・突起。 ６８・・・インボード側端部、７０・・・バルクヘッド
。 ７２・・・肩部、７４・・・ギア、７６・・・第一の液
圧モータ、７７・・・ディファレンシャルギア、７８・
・・第一のギア、８２・・・第一のアイドルギア、８３
・・・第一のラグ、８４・・・第二の液圧モータ、８５
・・・第二のディファレンシャルギア、８６・・・第二
のギア、８８・・・第二のアイドルギア、９０・・・第
二のラグ、９２・・・制御弁、９４・・・液圧流体供給
源、９６・・・スプール、９８・・・ランド、９９・・
・外面、１００．１０２・・・導管、１０３・・・入口
、１０４．１０６．１０８・・・導管、１１０・・・リ
ザーバ ＦＩ６．　３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変ピッチプロペラブレードのピッチ調節装置に
   して、 前記ブレードのピッチを所定の設定位置に設定する駆動
   装置と、 前記駆動装置に取付けられ前記ブレードが前記設定位置
   より逸れることを防止するロック装置であって、前記駆
   動装置が前記ブレードのピッチを設定する際に前記ロッ
   ク装置が前記駆動装置の運動と同時に回転している場合
   には前記駆動装置が前記ブレードのピッチを設定するこ
   とを阻止せず、前記ロック装置が前記駆動装置の運動と
   同時に回転していない場合には前記ブレードが前記設定
   位置より逸れることを阻止するよう構成されたロック装
   置と、 を含むピッチ調節装置。
2. （２）可変ピッチプロペラブレードのピッチを機械的に
   設定する駆動装置と、前記プロペラブレードが前記機械
   的に設定された位置より逸れることを阻止するロック装
   置とを有する可変ピッチプロペラブレードのピッチ制御
   装置にして、 前記ロック装置を前記駆動装置内に回転可能に装着する
   手段と、 前記ロック装置が或る位置を維持するよう前記駆動装置
   の運動と同時に前記ロック装置を回転させる手段と、 前記ロック装置が前記位置を変えるよう前記ロック装置
   が前記駆動装置の運動と同時に回転していない場合には
   前記ロック装置が前記位置を変えることを停止させる手
   段と、 を含むピッチ制御装置。