JPH0512558B2

JPH0512558B2 -

Info

Publication number: JPH0512558B2
Application number: JP59211204A
Authority: JP
Inventors: Hauidese Anderusen Suteen; Ooe Peederusen Bento
Original assignee: NORUDEISUKU BENCHIRATOORU CO AS
Current assignee: NORUDEISUKU BENCHIRATOORU CO AS
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1993-02-18
Also published as: DE3481210D1; AU579591B2; ZA847793B; US4573874A; JPS60108597A; AU3387884A; EP0153529B1; EP0153529A3; EP0153529A2; DK463183D0

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、リムを有し、ブレードシヤフトに連
結されたブレード基部に多数のブレードが各々回
転自在に軸支されており、該ブレードシヤフトが
該リム内において、インペラの回転中該ブレード
及びブレードシヤフトの軸の周りに該ブレードの
全てを回転させるための調節装置と連結されてい
る軸流フアンのインペラのブレードシヤフトを有
するブレードに関する。

［従来の技術］デンマーク特許第131829号明細書に、軸流フア
ンのインペラの上記種類のブレード懸架構造が開
示されている。この懸架構造においては、各ブレ
ードのブレード基部のねじ穴が、ブレードシヤフ
トの対応ねじ部に螺合される。半径方向の力を吸
収するため、ブレード基部の穴のねじ山おいては
ブレードシヤフトのねじ山を、緊密に係合するね
じ山として形成せねばならないという従来の構成
の欠点を解消するため、この公知の構造において
は、ブレード基部の対応する嵌合穴として関連し
てブレードシヤフトには該ねじ部の内方及び外方
に嵌合部が形成されている。そのため、該ねじ山
は軸方向の遠心力を吸収するだけでよく、従つ
て、ブレードをブレードシヤフトにねじ止めした
り外したりする作業を容易にする目的で、該ねじ
山を緩やかに係合するねじ山として形成すること
ができる。

［発明が解決しようとする課題］上記特許明細書に開示された構造は従来のブレ
ード懸架構造の問題点の幾つかを解決したもので
はあるが、ブレード基部とブレードシヤフトとの
間のねじ係合部の軸方向長さがかなり長いので、
ブレードのねじ結合の解除及び装着がやや困難で
時間を喰う作業であるという欠点を依然として有
している。

また、ブレードが重い場合には、ブレード基部
とブレードシヤフトとの間のねじ結合のねじ山が
衝撃により容易に損傷する危険があり、また、装
着及び取外しの際にそのような重いブレードがブ
レードシヤフトに対して正確に心出しされて保持
されていないと該ねじ山に引裂荷重が加わること
になる、という欠点があるのである（そのような
正確な心出し・保持は、作業を行う場所の条件に
よつて困難である。

さらに、インペラの回転中、反作用若しくは空
気力は各ブレードに対して流入空気流の方向に垂
直な方向に作用して、曲げモーメント、トルク及
び横方向の力を生ぜしめるという欠点があつた。

また、始動時には、ブレードの慣性により曲げ
モーメントが生じるという問題もあつた。

［課題を解決するための手段］以上の欠点は、本発明の単純で頑丈な構造にお
いて解消されている。本発明のブレードシヤフト
を有するブレードにおいては、該ブレード及びブ
レードシヤフトはこれら両要素間の差し込み係合
により連結されており、前記両要素の中の差し込
みプラグを形成する要素の一部は、滑らかなガイ
ド部を形成するその外方端から間隔をおいて少な
くとも１対の対向する突起部を有しており、前記
突起部は、前記要素の中の差し込みソケツトを形
成する要素の一部の穴に形成された凹所と係合す
るように構成されており、前記凹部は、前記穴
の、前記滑らかなガイド部のための嵌合穴として
作用する底部と、対向して内方に突出した１対の
肩部との間に伸びており、前記凹部は差し込みプ
ラグの前記突起部の軸方向長さに対して軸方向の
遊びがあるように形成されており、少なくとも２
つの据付けねじがブレード基部の外側から前記ブ
レード基部の壁内のねじ穴を介して伸長して、前
記据付けねじの滑らかなガイド部を形成する端部
が前記ブレードシヤフトの心出し部の嵌合穴に挿
入されており、前記据付けねじは、前記ガイド部
より内側の部分に、前記ブレード基部と前記心出
し部の前記ブレード基部に対向する側との間に配
設されたスプリングに当接する肩部を有する。

米国特許出願第821534号にプロペラが開示され
ている。このプロペラは、停止時に着脱可能なプ
ロペラブレードと頑丈なハブ内の穴との間に単純
な差し込み係合手段を有しており、プロペラブレ
ードと連結された差し込みプラグのフランジは、
ハブの穴の中の対応フランジの後方に係合可能で
あり、側方から捩込まれるロツクねじによつて、
そのような係合状態に保持され得る。

『本発明のブレード及びブレードシヤフトを組
み立てるときは、ブレードがブレードシヤフトに
速やかにかつ容易に取り付けられ回動されて、差
し込みプラグの突起部と差し込みソケツトの穴の
中の凹所とが、これら両部分間に軸方向の遊びが
あるので、差し込み係合する。その後、２の据付
けねじを締めることにより、ブレード基部と心出
し部との間に配設された例えばデイスク・スプリ
ングなどからなるスプリングは、ブレード基部と
ブレードとを外方へ押圧して突起部上面と凹所内
の対向摩擦面とを摩擦係合させるために必要な力
を発揮する。』［実施例］以下、図面を参照して本発明を更に説明する。

第１図は、単一のブレード（図示せず。従来技
術のブレードで構成しうる）のためのブレード及
びブレードシヤフト並びに懸架構造を示す軸方向
断面図である。実際には、直径の大きなインペラ
は相当数のブレードを有する。

ブレードは、参照符３で包括的に示すリムの開
口部２の中で各々ブレード基部１に回転自在に軸
支されている。差し込み係合（以下に、詳細に説
明する）により、ブレード基部１は、ブレード基
部１より内側に位置してブレード支持体として作
用する回転体６の穴５を貫通するブレードシヤフ
ト４の外方端に固着されている。回転体６の内側
の穴５の開口端において、ブレードシヤフト４は
スラストベアリング７により回転体６に対し回転
自在に軸支されている。

ベアリング７は、図示したように、国際出願
PCT／DK80／00003号（WO 80／01503）に開
示された種類のダブルベアリングとして設計され
得るものである。

ベアリング７の内側において１対のつりあいア
ーム８がブレードシヤフト４に固着されており、
ブレードシヤフト４の内方端はコントロールアー
ム９を介して調節デイスク１０に連結されてい
る。調節デイスク１０はインペラと共に回転自在
であるが、インペラに対して軸方向に移動可能で
あり、例えば油圧シリンダ１１の制御力などによ
り軸方向に移動させられて全ブレードのピツチを
同時に変化させる。

リム３内において、ブレード基部１のための開
口部は、回転体６の外側に溶接により固着された
短い筒状部材１２により画定されている。これら
筒状部材１２の各々の外方開口端部に、ブレード
基部のフランジ部１４に対応するガイド１３が設
けられている。

外側において、筒状部材１２は更に、リム３及
びインペラの外周部を形成する外殻部１５，１６
に結合されている。

ドライブシヤフト（図示せず）に固着されるよ
うに設計されたボス１７が、ボデープレート１８
と筒状連結部材１９とを介して、回転体６の一方
の側において該回転体の内周への移行部に連結さ
れている。その反対の側において回転体６は他の
筒状連結部材２０を介してフロントプレート２１
に連結されており、フロントプレート２１に環状
カバー２２がボルトによつて固着されている。更
に、コントロールカバー２３が環状カバー２２に
ボルトにより固着されている。これらカバーを取
り外すことにより、ブレード調節機構とブレード
懸架構造のスラストベアリングとを内蔵したイン
ペラの内部への通路が開かれる。

ブレード調節機構の係止部材２４は、その一端
がボス１７内に確保され、他端がカバー２２，２
３に連結されている。

第２，３図に示されているように、ブレード基
部１とブレードシヤフト４との連結のため、図示
実施例においては、ブレードシヤフト４の外方端
部、２５が、上記デンマーク特許第131829号明細
書から公知の様態でブレード基部の穴２７の底部
に形成された嵌合穴２６の嵌合する滑らかなガイ
ド部として形成されている。ガイド部（外方端
部）２５より内側において、ブレードシヤフト４
は、凹所３０，３１と差し込み係合する２対の対
向した突出部２８，２９を有する。凹所３０，３
１は、ブレード基部１の穴２７内の、ガイド部２
５のための嵌合穴２６として作用する穴の底部
と、対向して内方に突出した第１の肩部の対３２
との間と、これら肩部と他の肩部の対３３との間
とに形成されている。ブレード基部１の軸方向に
おいて、軸方向に離れた凹所３０，３１は、ブレ
ードシヤフト４の対応突出部２８，２９の軸方向
長さに対し夫々遊びを有するように形成されてい
る。

更に、２つの据付けねじ３４，３５（図示実施
例では、これら据付けねじは軸方向平面内でブレ
ード基部１の外側からブレード基部１の壁のねじ
穴３６，３７を介して伸びている）の端部は、ブ
レードシヤフト４のフランジ部４２の嵌合穴４
０，４１に挿入される滑らかなガイド部３８，３
９として形成されている。

ガイド部３８，３９より内方において据付けね
じ３４，３５の各は、デイスクスプリングからな
るスプリング４４に当接する肩部４３を有する。
スプリング４４は、ブレード基部１と、ブレード
シヤフト４のフランジ部４２のブレード基部に対
向する外側部との間の、嵌合穴４０，４１の周り
の切欠部に設けられている。

ブレード基部１をブレードシヤフト４に取り付
ける際ブレードの角度位置を正確に設定するた
め、ブレード基部１の壁のねじ穴３６，３７とブ
レードシヤフト４のフランジ部４２の嵌合穴４
０，４１とは、ブレード基部１及びブレードシヤ
フト４の軸に関して非対称に位置するように設計
されている。図示実施例においては、この非対称
的関係は、ねじ穴３６，３７及び嵌合穴４０，４
１を同一軸方向平面内で該軸から異なる距離だけ
隔離させるという簡単な方法で得られている。

これらの距離の差は極めて小さくても良く、例
えば２〜３mm程度で良い。

後述する曲げモーメント及び横方向の力（イン
ペラの始動時及び回転中にブレードに作用する）
を効果的に吸収させ、更に、ブレード基部をブレ
ードシヤフトに対して正確に心出しさせるため、
ブレードシヤフト４のフランジ部４２のブレード
基部１に対向する側に滑らかなガイド部４５が設
けられており、ブレード基部１の穴２７の開口端
部に該ガイド部４５のための嵌合穴４６が形成さ
れている。

インペラの始動時及び回転中、ブレード基部１
とブレードフヤフト４との間の連結個所は、遠心
力、ブレードに作用する反作用若しくは空気力、
及びブレードの慣性による荷重にさらされる。

ブレードの形状と、回転面に対するブレードの
ピツチの故に、遠心力は、ブレード基部１及びブ
レードシヤフト４の軸方向に作用する正規の力の
他に、ブレードに作用する曲げモーメント、該軸
周りのトルク、並びに横方向に力の存在を意味す
る。これらの荷重のうち、正規の力とトルクは、
ブレード基部１の穴２７の中の肩部３２，３３と
ブレードシヤフト４の突出部２８，２９との間の
上記した摩擦係合により吸収されてブレードシヤ
フト４に伝えられる。曲げモーメントと横方向の
力は、ブレード基部１及びブレードシヤフト４の
係合部分の各々の係合部材の円柱状のシヤフトの
はめ合い嵌合により吸収される。

インペラの回転中、反作用若しくは空気力は各
ブレードに対して流入空気流の方向に垂直な方向
に作用して、曲げモーメント、トルク及び横方向
の力を生ぜしめる。この曲げモーメントは、上述
したように円柱状の嵌合により吸収され、トルク
及び横方向の力は摩擦係合により吸収される。

始動時には、ブレードの慣性により曲げモーメ
ントが生じる。この曲げモーメントは、ブレード
シヤフト４及びそのフランジ部４２のガイド部２
５，４５と、ブレード基部１の穴２７の底部及び
開口端の対応嵌合穴２６，４６との嵌合によつて
吸収される。

特に第６図から明らかなように、据付けねじ３
４，３５は断面積の小さな部分４７を有する。こ
のため、断面図の小さな部分４７と、ブレード基
部１の壁内の制止ねじ（図示せず。例えば上記デ
ンマーク特許第131829号明細書から公知の制止ね
じなど）との係合により据付けねじの軸方向の移
動を制限することができる。

以上から明らかなように、本発明により得られ
るブレード基部及びブレードシヤフト間の継手に
おいては、突出部２８，２９と凹所３０，３１と
の差し込み係合を解除するために必要なことは、
単に据付けねじ３４，３５を緩めてブレードをそ
の軸の周りに回動させるだけであるから、インペ
ラの内部に干渉することなく、にブレードの取り
外しを行うことができる。

第７図に示された実施例においては、ブレード
とブレードシヤフトとの差し込み係合は、第１図
乃至第３図に示された実施例とは逆の関係になつ
ている。すなわち、差し込みプラグはブレード基
部４８に形成されたブレードピン４９からなり、
差し込みソケツトはブレードシヤフト５１の端部
５０からなつているのである。滑らかなガイド部
を形成するブレードピン４９の端部５４から離れ
ている突出部５２，５３と、ブレードシヤフト５
１の端部５０の穴５７の中の凹所５５，５６とを
含むこのような係合手段は、既述の実施例と同様
に構成されている。

第７図において、ブレードシヤフト５１の心出
し部は上記の端部５０により形成されている。こ
の端部５０の外側面は、ブレード基部４８のピン
４９の周りの穴５８に挿入される滑らかなガイド
部として形成されている。また、端部５０の穴５
７の周りの環状端面には、裾付けねじ６１，６２
の滑らかなガイド部を形成する端部を受容する嵌
合穴５９，６０が形成されている。これら据付け
ねじは、ブレード基部４８のねじ穴６３，６４を
貫いて伸びており、上記ガイド部より内方の部分
に、デイスクスプリングからなるスプリング６６
に当接する肩部６５を有する。

穴５８及び端部５０の外側面はでブレード及び
ブレードシヤフトを嵌合させるこのような外面嵌
合構造を用いれば、厳しい荷重条件下でもブレー
ドシヤフトの穴５７が拡開してその直径が増大す
ることが防止されるという付加的利点が得られ
る。

図に示して説明した実施例は本発明を限定する
ものではない。寸法及び荷重にもよるが、多くの
場合差し込みプラグの１対の突出部と差し込みソ
ケツトの１対の凹所との差し込み係合で充分であ
る。このような係合は、ブレード基部とブレード
シヤフトとが熱膨張係数の異なる材料で製作され
る場合特に有利である。

また、継手が極めて頑丈であるから、係合する
部分の双方に円柱状の嵌合部を設けることは、普
通は好ましいことであるが、あらゆる場合に必要
であるわけではない。

更に、据付けねじ３４，３５の為のねじ穴３
６，３７と嵌合穴４０，４１とを上記したような
非対称的関係に配設すること以外の方法によつて
もブレードの角度位置を正確に設定することがで
きる。この非対称的関係は、上記した軸からの距
離を異ならしめる方法（この方法は、単純である
から好ましいのであるが）以外の方法によつて達
成することもできる。

なお、特に重いブレードに適した好ましい実施
例は、更に、前記差し込みプラグが前記ブレード
シヤフトの外方端部により形成され、前記差し込
みソケツトが前記ブレード基部から形成されてお
り、前記ブレードシヤフトの前記心出し部が前記
ブレードシヤフトの前記ブレード基部に対向する
側に滑らかなガイド部として形成されたフランジ
部により構成されており、前記ブレード基部の前
記穴の開口端が前記ガイド部のための嵌合穴とし
て形成されていることを特徴としている。

又、本発明による差し込み係合は、前記差し込
みプラグが前記ブレード基部に形成されたブレー
ドピンからなり、前記差し込みソケツトが前記ブ
レードシヤフトの端部からなつており、この端部
が更に前記心出し部を形成すると共にその外側面
が前記ブレード基部の前記ブレードピンの周囲の
嵌合穴に挿入される滑らかなガイド部として形成
されていることによつても実現され得るものであ
る。

［発明の効果］上述したように本発明のブレード懸架構造は、
軸流フアンのインペラの始動時と同様に停止時及
び回転時にブレードに作用する力を完全に吸収す
ることができる。即ち、差し込み係合する部材の
双方に設けられた案内部や嵌合部を有するこれら
の構成は、浮力及び遠心力と同様に、ブレードが
慣性を有する結果インペラの始動及び回転時にブ
レードに作用する曲げモーメント及び横方向の力
を極めて効力良く吸収することを保証するもので
ある。又、装着の際、ブレード基部のブレードシ
ヤフトに対する正確な心出しを保証するものであ
る。

更に、本発明によれば、ブレード基部とブレー
ドシヤフトとを熱膨張係数の異なる材料で形成す
ることが出来るので連結箇所が温度変化に対し安
定であるという著しい利点が得られる。

更に、デンマーク特許明細書の公知の偏心嵌合
部を有する構成が比較的に複雑であるのに対し
て、本発明においては、前記ブレード基部の壁に
形成されて前記据付けねじを受容する前記ねじ穴
と、前記ブレードシヤフトの前記心出し部の前記
嵌合穴とを、前記ブレード基部及び前記ブレード
シヤフトの軸に関して非対称に配置するという簡
単な方法により、ブレードとブレードシヤフトと
の相対角度位置を正確に設定することが出来ると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレード及びブレードシヤフ
トの一実施例を有する軸流フアンのインペラの軸
方向部分断面図、第２図は第１図の一部分を抽出
し拡大して示す図、第３図は第２図の断面に垂直
な方向における上記ブレード及びブレードシヤフ
トの軸方向部分断面図、第４図及び第５図は夫々
第１図乃至第３図の実施例のブレード及びブレー
ドシヤフトをその端部から示す図、第６図は第１
図乃至第３図の実施例に用いる据付けねじの拡大
図、第７図は第２図及び第３図と同様にして他の
実施例を示す軸方向断面図である。１：ブレード基部、４：ブレードシヤフト、１
０：調整デイスク、２５：外方端部、２６：嵌合
穴、２７：穴、２８，２９：突起部、３０，３
１：凹所、３２，３３：肩部、３４，３５：据付
けねじ、３６，３７：ねじ穴、３８，３９：ガイ
ド部、４０，４１：嵌合穴、４２：フランジ部、
４３：肩部、４４：スプリング、４５：ガイド
部、４６：嵌合穴、４８：ブレード基部、４９：
ブレードピン、５０：端部、５１：ブレードシヤ
フト、５２，５３：突起部、５４：端部、５５，
５６：凹所、５７：穴、５８：穴、５９，６０：
嵌合穴、６１，６２：据付けねじ、６３，６４：
ねじ穴、６５：肩部、６６：スプリング。

Claims

【特許請求の範囲】１リム３を有し、ブレードシヤフト４に連結さ
れたブレード基部１；４８に多数のブレードが
各々回転自在に軸支されており、該ブレードシヤ
フトが、該リム内において、インペラの回転中該
ブレードシヤフト及びブレードシヤフトの軸の周
りに該ブレードの全てを回転させるための調節装
置１０と連結されている軸流フアンのインペラの
ブレード及びブレードシヤフトであつて、該ブレ
ード及びブレードシヤフト４；５１はこれら両要
素間の差し込み係合により連結されており、前記
両要素の中の差し込みプラグを形成する要素の一
部４；４９は、滑らかなガイド部２５，５４を形
成するその外方端から間隔をおいて少なくとも１
対の対向する突起部２８，２９；５２，５３を有
しており、前記突起部は、前記両要素の中の差し
込みソケツトを形成する要素の一部１；５０の穴
２７；５７に形成された凹所（３０，３１；５
５，５６）と係合するように構成されており、前
記凹部は、前記滑らかなガイド部２５；５７のた
めの嵌合穴２６として作用する底部と、対向して
内方に突出した１対の肩部３２，３３との間に伸
びており、前記凹部３０，３１；５５，５６は前
記差し込みプラグの前記突起部２８，２９；５
２，５３の軸方向長さに対して軸方向の遊びがあ
るように形成されており、少なくとも２つの据付
けねじ３４，３５；６１，６２が前記ブレード基
部１の外側から前記ブレード基部１；４８の壁内
のねじ穴３６，３７；６３，６４を介して伸長し
て、前記据付けねじの滑らかなガイド部を形成す
る端部３８，３９が前記ブレードシヤフト４の心
出し部４２；５０に嵌合穴４０，４１；５９，６
０に挿入されており、前記ブレード基部１；４８
と前記心出し部４２；５０の前記ブレード基部に
対向する側との間に配設されたスプリング４４；
６６を設け、前記据え付けねじは、前記ガイド部
３８，３９；５９，６０より内側の部分に当接す
る肩部４３；６５を有することを特徴とするブレ
ードシヤフトを有するブレード。２前記差し込みプラグは前記ブレードシヤフト
４の外方端部により形成され前記差し込みソケツ
トは前記ブレード基部１から形成されており、前
記ブレードシヤフト４の前記部分に基部１に対向
する側に滑らかなガイド部４５として形成された
フランジ部４２により構成されており、前記ブレ
ード基部１の前記穴２７の開口端は前記ガイド部
のための嵌合穴４６として形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のブレー
ドシヤフトを有するブレード。３前記差し込みプラグは前記ブレード基部４８
に形成されたブレードピン４９からなり、前記差
し込みソケツトは前記ブレードシヤフト５７の端
部５０からなつており、この端部は更に前記心出
し部を形成すると共にその外側面が前記ブレード
基部４８の前記ブレードピン４９の周囲の嵌合穴
５８に挿入される滑らかなガイド部として形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のブレードシヤフトを有するブレード。４前記ブレード基部１の壁に形成されて前記据
付けねじ３４，３５を受容する前記ねじ穴３６，
３７と、前記ブレードシヤフト４の前記心出し部
４２の前記嵌合穴４０，４１とは、前記ブレード
基部１及び前記ブレードシヤフト４の軸に関して
非対称的に配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項、若しくは第３項記載
のブレード及びブレードシヤフト。