JPS6081401A - 可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置 - 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】 本発明は可動翼を備えた流体機械の翼角制御装置に関す
るものである。

従来翼角制御用操作軸の作動手段としては一般に主軸上
に主軸と同芯に油圧シリンダを設けて油圧シリンダのピ
ストンと翼角制御用操作軸を連結した如き構成がとられ
ていた。しかし、このような油圧駆動装置の場合には油
圧供給装置、翼角制御の為のフィートノ＼ツク機措など
を備える必要があり装置は大型複雑化し、かつ油圧シー
ルの問題があった。それゆえに比較的小型の流体機械の
翼角制御には機械的駆動装置が用いられることが多い。

第１図は機械式翼角制御装置の従来例である。

中空の主軸ｌ内”に翼角制御用操作軸２を貫通させて設
け、主軸ｌの外周に主軸ｌと一体に回転すると共に軸方
向には前記操作軸λと一体的に結合され、カップリング
？上で摺動自在な駒ａを嵌装し、この駒ａに対して回転
自在てかつケーシングｂに対して軸方向に摺動自在な円
筒状の軸受箱Ｃを軸受ｅ、ｄを介して設け、軸受箱Ｃの
周囲におねじを設け、これと保合するめねじを有しケー
シングｂに対して回転自在なウオームホイールｆとウオ
ームホイールｆとかみ合う操作入力軸上に設けられたウ
オームギヤｇとから構成されており、特公昭！；ｇ−１
，０７１号公報に記載され公知である。

この装置はウオームギヤｇを回転させることによってウ
オームホイールｆを軸受箱Ｃの周りに回転させ、その回
転運動をねじ対偶を用いて軸受箱Ｃの軸方向運動に変換
させて軸受ｄ、ｅを介して駒ａに伝え翼角制御用操作軸
コに軸方向移動量及び翼角操作力を伝達するものである
が翼角操作力としての大きな推力がウオームホイールｆ
のねじ及びウオームホイールｆを支持している軸受りに
作用する為に、ウオームホイールｆを回転させるのに必
要なトルクはウオームホイールｆのねじ部における前記
推力に対する回転方向摩擦力と主軸／中心に対する半径
との積、軸受りにおける前記推力に対する回転方向摩擦
力と主軸／中心に対する半径との積及び軸受箱Ｃの回り
止め用スライドキー１に作用する回転方向力に対して生
じる軸方向摩擦カに相等するトルクの総和となり、ウオ
ームホイールｆを回転さぜる為に高トルクの操作用駐動
機が必要となり該駆動機が大型化し、かつ高価になると
いう欠点がある。

また、前記ウオームホイールｆ　ｔＬ′ｉ＋１１１１受
材として適当な材質で製作される為、ねじ及び歯面の強
度が弱いという欠点がある。

本発明は上述したような機械式操作による従来例の翼角
制御装置が大径部分の複数個所で翼推力を受けて翼角制
御される榴造を改め、操作力の少ない機械式翼角制御装
置を提供することを目的とする。

以下本発明の実施例を図面に従って説明する。

第一図は縦断面図、第３図は第２図の一部の平面断面図
である。可動翼を備えた流体機械の中空の主軸／の内部
には翼角制御用操作軸λが軸方向移動自在に挿通してい
る。この翼角制御用操作軸λには図示されないが可動翼
１こ連結された直接の操作部材が係合される。翼角制御
用操作軸コは円板形のクロスヘッド３に嵌入し、かつ翼
角制御用操作軸λにねじ込まれた軸ナントダに依り固定
されている。クロスヘッド３の円周上で軸方向の孔に複
数の連結棒Ｓが嵌入し、連結棒３にねじ込まれたナツト
乙に依り固定されている。連結棒ｊはカップリングデを
軸方向移動自在に貫通し、カップリングを上に軸方向に
のみ移動可能に滑入した滑りリングｌθに接続されてい
る。滑りリングＩＯは駒１２に対して軸方向移動しない
ように、かつ回転自在に軸受／／を介して結合されてい
る。平歯車１３はキー／グを介して駒１２に嵌入し、か
つ駒１２に固定した押え板／＆に依り駒１２に固定され
ている。駒１２には主軸／と同心のめねじ／、２ａが切
られ、該めねじ／、ｉａがケーシング／７上に固定して
設けられ中心孔を主軸／が挿通するペデスタル／４のお
ねじ／４ａと係合している。

平歯車／９は後述されるように軸方向移動しないように
軸承された翼角操作入力軸−〇に固定され、平歯車／３
とかみ合っている。才だ、平歯車／３は平歯車１９とか
み合いながら軸方向に移動するから常時かみ合いを保つ
為、平歯車／９の歯幅は平歯車／３の軸方向移動量を考
慮した長さとなっている。即ち図示の如く平歯車／９の
歯幅を平歯車１３の移動範囲にわたって平歯車／、ｊ、
／９がかみ合うように大きくする。

或は逆に平歯車／３の歯幅を広くして平歯車／９の幅を
強度上必要な幅としてもよく、第７図に示すように翼角
操作入力軸ユ０と平歯車／ｑをスプライン結合して、平
歯車／３．／９を同幅とし、平歯車／９の両側につば／
９ａを固定してつば／？ａで平歯車／３を挾んで平歯車
／、？の移動に伴って平歯車／ｑをスプライン軸上をす
べるようにしてもよい。また、平歯車／ｑのすべり機構
としてスプラインの代りにすべりキー、ボールスプライ
ンなどを用いてもよい。

カップリング９はキー７を介して主４Ｍ１／に嵌入され
、かつ主軸／にねじ込まれた軸ナツトｇｌこ依り軸方向
に締切られて主軸／に固定されており、主動力の伝達を
行なっている。

カップリングｔには相手のカップリンク２／が固定され
、動力伝達軸ノコがカップリング−／と固定されていて
主軸／と動力伝達軸２２は連結されている。動力伝達軸
、２．２は水車では出力軸であり、ポンプでは入力軸と
なる。

ペデスタル／乙に固定されカップリンゲタとはすきまを
おいた油封拐３２により油槽が設けられ、ケーシング内
の軸受／／、、２３．−９、ねじ／、２ａ、＃ａ、各歯
車／３．／９．＋２ｂ、−７等が油浴潤滑されるように
なっている。ケーシング／ｇとカップリング−／には夫
々円筒部分ですきまをおいて係合する軸封部材２３．ｌ
’ｌが固定されている。

操作用の翼角操作入力軸２０はケーシングｉｇに軸受２
夕により回転自在に支持され、該軸２０の軸端には小傘
歯車コ乙とかみ合う傘歯車２７が固定されている。操作
用の原動機２ｇに一端が連結され、ケーシングｉｇに軸
受２？により支持された操作駆動軸３／の他端に小傘歯
車、２乙が固定されている。

つぎに本発明の翼角制御装置の作用を説明する。可動翼
を有する流体機械の運転中は常に」三軸／やカップリン
グｑ、、ｔｉ、動力伝ａＱｑ１３．ｚ、２と共に翼角制
御用操作軸コ、軸ナラ１−＋、クロスヘツド３、連結棒
り、ナツト乙及び滑りリンク１０等が一体で回転するが
軸受／／に依り回転自在であり、駒１２はペデスタルの
おねじ／４ａと駒のめねじ／Ｊａの螺合面で翼の推力を
担持して軸推力のみを支持し回転しない。つまり翼角制
御用操作軸スは軸方向に移動しないのて豹角度は一定に
保たれる。

翼角側ａ１を行なう場合には操作用の原動機２ｇを附勢
して操作駆動軸３／を回転し、傘歯車対２Ａ、２７を介
して翼角操作入力軸２０を回転させる。平歯車／９は平
歯車／３を介して駒／２を回転させる。駒／、２の回転
運動は駒／、２のめねじ／、２ａとペデスタル／６上の
おねじ／Ａａに依り軸方向運動に変換され、軸受／／を
介して滑りリングｉｏをカップリングデ上で軸方向に滑
動させ、連結棒５、クロスヘッドＪを介して翼角制御用
操作軸コを軸方向に移動させ翼角度が変化する。尚、平
歯車１３は平歯車／９とかみ合いながら軸方向に移動す
るのであるが操作力に基づく歯荷重に対する軸方向の摩
擦抵抗のみであり軸方向の力は極めて小さい力である。

第１図のような場合はスプラインの摩擦抵抗となり、つ
げ／？ａと平歯車７３間の摩擦力損失となる。

本発明では第２図に示す駒ｌλをケーシングに対して主
軸軸方向移動可能なねじ対偶で担持し、駒／、２が回転
しながら軸方向に移動するようにしたことに依って、第
１図に示す従来例のウオームホイールｆ用軸受り及び軸
受箱Ｃの回り止め用スライドキー１が不必要となった。

したがって、第一図において翼角操作の為に平歯車１３
を回転させるのに必要なトルクは駒のめねじ／Ｊａとペ
デスタルのおねじ／Ａａの翼角操作力に対する回転方向
摩擦力と主軸中心に対する半径の積のみとなる。尚、ペ
デスタル／Ａ上のねじ部の主軸中心に対する半径も従来
例と比較して小さくなるので、翼角操作の為に必要　・
なトルクが従来例の約／／３以下となり舅角操作用駆動
機の低トルク、小形化が計れかつ安価となる。

また、本発明では歯車やねじに軸受拐料を用いる必要が
なく強度の大きい拐質を用いて小形化、高信頼性を得る
ことができる。

実施例は駒／、２の回動駆動手段としては平歯車対を用
いたがこれに限られるものではなく、駒１２に歯幅の広
いねじ歯車を備え、該ねじ歯車とかみ合う、主軸／とく
い違い交叉方向のねじ歯車もしくはウオームギヤから操
作力を入力するようにしてもよい。

ペデスクルｌ乙におねじｌ乙ａをそしておねじ／Ａａと
係合するめねじ／、２ａを駒／２に備えるものの変形と
してはペデスタル／乙の孔にめねじそ設け、駒７．２下
端に主軸ｌの挿通ずる円筒部を設けて該円筒部におねじ
を設けてペデスタル１６の前記めねじと係合するように
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図、第２図は本発明の実施例の
縦断面図、第３図は操作駆動装置を示す第２図の一部平
面断面図、第７図は第２図の一部を示す他の実施例のＭ
１断面図である。 ／・・主軸　ユ・・翼角制御用操作軸　３・・クロスヘ
ッド　グ・・軸ナツト　Ｓ・・連結棒　乙・・ナツト　
り・・キー　ｇ・・軸ナツト　９・・カップリング　１
０・・滑りリング／／・・軸受　／２・・駒　／、２ａ
・・めねじ／３・・平歯車　／弘・・キー　、１５・・
押え板　／Ａ・・ペデスタル　／Ａａ・・おねじ／７，
１ｇ・・ケーシング　１９・拍子歯車２０・・翼角操作
入力軸　２／　・・カップリング　２．２・・動力伝達
軸　、２３．２’ｌ・・軸封部材　２左・・軸受　２６
．ニア・・傘歯車　ユｇ・・原動機　、２ｑ・・軸受　
３／・・操作駆動軸　３２・・油封材。 特許出願人　株式会社荏原製作所 代理人新井　一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　可動翼を備えた流体機械の中空の主軸中に翼角制御
   用操作軸を貫通させて設け、該操作軸を軸方向に移動さ
   せることに依って翼角度を制御する装置において、ケー
   シングに固定した主軸と同心で主軸が挿通しねじを備え
   たペデスタルと、ペデスタルのねじと係合するねじを備
   え軸受を介して滑りリングに対して回動自在で軸方向に
   連結され操作駆動手段に回動附勢されるように連結され
   た駒と、翼角制御用操作軸に剛に連結された滑りリング
   と、駒を回動附勢する操作駆動手段を備えた流体機械の
   翼角制御装置。