JPH085282Y2 - ターボ機械の可変静翼駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はターボ機械の可変静翼駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のターボ機械用可変静翼駆動装置の二つの例を第
５図及び第６図に示す。第５図に示す装置では可変静翼
15を回動させるレバー14を駆動する駆動リング11が、滑
り軸受13を介して固定リング12上を摺動する構成であ
り、第６図に示す装置では可変静翼24を回動させる可撓
レバー23が可撓性を有しており、その先端に懸架された
駆動リング21によって駆動される構成である。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来のターボ機械の可変静翼駆動装置には解決す
べき次の課題があった。

即ち、第５図に示す装置においては滑り軸受13の摩擦
力に打ち勝つため比較的大きな駆動力が必要となるのみ
ならず、不安定な摩擦力に伴い可変静翼15が設定角度に
対し一定しない誤差を生じるという不具合がある。また
第６図に示す装置においては駆動リング21を図示しない
１個のアクチュエータで駆動することによって生じる非
軸対称荷重によって可撓レバー23が円周上の取付位置に
応じて異った変形量を生じ、可変静翼24の設定角度に不
均一を生じるという不具合がある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記課題の解決手段として、放射状に一定半
径上に並べて設けられ半径方向の外側の翼軸が固定リン
グを貫通して外方に突出する複数の可変静翼の上記各翼
軸にほぼ垂直にレバーを固設し同レバーの他端に上記翼
軸とほぼ平行に設けたレバーピンのそれぞれを駆動リン
グによって連結し駆動リングを円周方向に移動して可変
静翼の角度を変えターボの動力制御を行なうターボ機械
の可変静翼駆動装置において、上記レバーのレバーピン
と翼軸とのほぼ中間に翼軸とほぼ平行に貫通して設けら
れたローラポケットと、同ローラポケットに挿入されそ
の外周を上記駆動リングと固定リングとに挟まれたロー
ラとを具備してなることを特徴とするターボ機械の可変
静翼駆動装置を提供しようとするものである。

〔作用〕

本考案は上記のように構成されるので次の作用を有す
る。

即ち、可変静翼を回動させるレバーの翼軸部とレバー
ピンとの中間にローラポケットを設け、その中に挿入し
たローラは駆動リングと固定リングとによって挟まれて
いるので、レバーを回動させるための駆動リングが移動
するとローラが転動し、駆動リングは他の部材、即ち、
レバーや固定リングと摺動することなく移動できる。こ
の結果、駆動リングの移動に要する力（駆動力）が小さ
くてよく、かつ、駆動力に対する摩擦抵抗が小さいので
摩擦抵抗の影響度が小さく、駆動力のバラツキ及びそれ
に起因する可変静翼の変角のバラツキが減る。

また、ローラを介して駆動リングが固定リングに支持
されるので駆動リングの撓み変形が皆無に近くなり、可
変静翼制御が精確化し、かつ、応答性が高まる。

また、ローラはローラポケットにより、翼軸とレバー
ピンとの中間位置に保持されるので、ローラの転動量と
ローラポケットの移動量とが一致し、ローラの転動が常
に保証される。即ち、摩擦抵抗の大きい摺動の入り込む
機会がない。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図〜第４図により説明する。
第１図はターボ機械のいわゆる可変入口案内翼に本実施
例に係る可変静翼駆動装置を適用した図で、19組の可変
静翼等を軸方向に見た正面図の一部を示し、第２図は第
１図のII−II矢視断面図、第３図は第２図のIII−III矢
視断面図、第４図は本実施例の模式的分解図である。

これらの図において、ケース７から放射状に突設され
たハウジング7a内には固定リング２を介して可変静翼５
の外方側の翼軸5aが放射方向に貫通しており、貫通した
翼軸5aの外端は翼軸5aの軸と垂直をなすレバー４にファ
スナ８によって固設されている。レバー４の他端には翼
軸5aと平行にレバーピン4aが設けられ駆動リング１にピ
ボット状に嵌合しており、駆動リング１が円周方向に移
動するとレバー４が回動し、翼軸5aが回転（回動）して
それと共に可変静翼５がピッチ角を変えるよう構成され
ている。レバー４のレバーピン4aと翼軸5aとの中間部に
はローラポケット4bがレバーピン4aと平行方向に貫通し
て設けられ、その中にはローラ３が第２、第３図に示す
ように、周面の一方（第２図における上方）を駆動リン
グ１に、他方を固定リング２に接して挿入されている。
なお、駆動リング１は第１図に示すようにその外周側を
アクチュエータ６に連結され円周方向に押引されて往復
移動（駆動）する。

次に上記構成の作用について説明する。第１図におい
て、アクチュエータ６が作動し、駆動リング１をたとえ
ば図の左方へ引くと、駆動リング１はその方向へ移動し
てレバー４を回動し、可変静翼５のピッチ角を変える。
その際、駆動リング１と固定リング２との間にはローラ
３が介在しているので駆動リング１は固定リング２に対
して精確に間隔を保ったまま、ローラ３の転がりによっ
て移動してゆく。従って、すべてのレバー４は精確に回
動し、その結果、可変静翼５の角度も精確に変化する。
すなわち、第１図において、駆動リング１の図の中央部
上方が左方へアクチュエータ６によって引張られると、
駆動リング１の図の右方近傍にはテンションが作用し、
駆動リング１は固定リング２に近接する向きに変形しよ
うとし、図の左方近傍にはコンプレッションが作用し、
駆動リング１は固定リング２から遠ざかる向きに変形し
ようとする。これらの変形が生じれば、中央のレバー４
の回動量に対し、左右の各レバー４の回動量はそれぞれ
駆動リング１の変形に相応して誤差を生じると共に、そ
の分、応答遅れも生じることとなって不具合であるが、
本実施例では上述の通り駆動リング１と固定リング２と
の間にはローラ３が介在するので駆動リング１と固定リ
ング２との近接が生じない。従って装置の全周にわたっ
て駆動リング１の半径方向の変化が生じないので外方へ
の変形マージンがなく、従って駆動リング１と固定リン
グ２とが遠ざかる方向へも変形しない。この結果、駆動
リング１の円周方向の移動はすべての可変静翼５に精確
に均等に伝達されることとなる。その際、駆動リング１
と固定リング２とは転がり接触であるから摩擦抵抗はき
わめて小さく、かつ、第２図に示すように駆動リング１
とレバー４、レバー４と固定リング２とはそれぞれ間隙
を保っているので摺動摩擦を生じる部分がなく、相応し
て駆動エネルギも小さくよく、かつ、大きな摩擦抵抗の
原因となる摺動部分がないので、抵抗のバラツキがきわ
めて小さい範囲に収まり、相応して、可変静翼５の駆動
精度が高く保持される。

なお、駆動リング１の移動量に対し、駆動リング１の
移動に応じて転動するローラ３は駆動リング１の移動量
の1/2だけ移動することになるが、上述の通り、ローラ
ポケット4bはレバーピン4aと翼軸5aとの中間部位に設け
られていて、その中に収まるローラ３の移動量と等しく
なる。従ってローラポケット4bとローラ３の各移動量と
の間に過不足が生ぜず、ローラ３の外周がローラポケッ
ト4bの内側と摩擦し合うこともないので、その摩擦が装
置の障害となる懸念がない。これを定量的にみると次の
通りである。

第４図（ｂ）、（ｃ）において駆動リング１と固定リ
ング２の間に置いたローラ３は駆動リング１の運動距離
Ｘ′に対しＹ′の距離を運動する。ここでＹ′＝1/2X′
である。一方レバー半径ｌの中央に設けられたローラポ
ケット4bもＹ＝1/2XだけＸと同一方向に変位する。従っ
てレバー４の中央に設けられたローラポケット4bは常に
ローラ３と等距離移動し、理想的なローラ３の保持器と
して機能する。従って駆動リング１を滑り摩擦なしで支
持することが可能である。

以上の通り、本実施例によれば、可変静翼５の翼軸5a
に固設されたレバー４の中間に、即ち、駆動リング１に
ピン結合されるレバーピン4aと翼軸5aとの距離をほぼ２
分する位置にローラポケット4bを設け、その中に駆動リ
ング１と固定リング２とによってその外周が挟まれるよ
うにローラ３を挿入するので、固定リング２に対する駆
動リング１の移動が常に転がり摩擦による移動となり、
駆動エネルギが節減され、かつ、移動に対する摩擦抵抗
の微小化によって駆動が安定し、可変静翼の制御が精確
化するという利点がある。

また、ターボ機械の温度上昇によりケース７が熱膨張
する場合には複数のレバー４からローラ３をたとえば間
歇的に抜き取り、ローラ３の数を比較的に少なくして駆
動リング１の弾性変形により熱膨張を吸収することも容
易にできるという利点もある。

〔考案の効果〕

本考案は上記のように構成されるので次の効果を有す
る。

即ち、可変静翼回動用のレバーにローラポケットを設
け、それをローラ保持器に兼用することで駆動リングの
理想的な転り軸受を実現し、従来の滑り軸受方式や可撓
レバー方式に比較し小駆動力による駆動アクチュエータ
の小型化が図られかつ、撓性が著減することによる高精
度の可変静翼制御が可能な可変静翼駆動装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るターボ機械の可変静翼
駆動装置の一部正面図、第２図は第１図のII−II矢視断
面図、第３図は第２図のIII−III矢視断面図、第４図は
上記実施例の分解斜視図等による説明図で（ａ）は模式
的分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図、（ｃ）は
（ａ）のｃ矢視図、第５図は従来例の一例を示す滑り軸
受式の可変静翼駆動装置の斜視図、第６図は従来例の別
の一例を示す可撓レバー式の可変静翼駆動装置の斜視図
である。 １…駆動リング、２…固定リング、３…ローラ、４…レ
バー、4a…レバーピン、4b…ローラポケット、５…可変
静翼、5a…翼軸、６…アクチュエータ、７…ケース、7a
…ハウジング、８…ファスナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】放射状に一定半径上に並べて設けられ半径
   方向の外側の翼軸が固定リングを貫通して外方に突出す
   る複数の可変静翼の上記各翼軸にほぼ垂直にレバーを固
   設し同レバーの他端に上記翼軸とほぼ平行に設けたレバ
   ーピンのそれぞれを駆動リングによって連結し駆動リン
   グを円周方向に移動して可変静翼の角度を変えターボの
   動力制御を行なうターボ機械の可変静翼駆動装置におい
   て、上記レバーのレバーピンと翼軸とのほぼ中間に翼軸
   とほぼ平行に貫通して設けられたローラポケットと、同
   ローラポケットに挿入されその外周を上記駆動リングと
   固定リングとに挟まれたローラとを具備してなることを
   特徴とするターボ機械の可変静翼駆動装置。