(57)【要約】【課題】油圧を利用することなく、一般に市販されているような部材を利用して安価に製作することができるばかりか、圧油の漏洩を防止するためのＯリングや、その他のシール部材等の消耗品がなく、その取り替えが不要であると共に、油の漏洩がなく、メンテナンスのきわめて容易な動翼可変機構を提供する。【解決手段】共通のピンに枢支された一方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータの翼車の半径方向に配置された動翼の可変軸を回動させるアームを支持せしめると共に、他方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータと共に回転しロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に動翼の可変軸に対応して半径方向に配置されたエルボールを支持せしめると共に、更にロッドエンド軸受とアームやエルボールとの支持の仕方や、ロータとガイド部材、ガイド部材と移動伝達部材との連動のさせ方等を工夫した。【選択図】　　　　　　図１
2004084563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通のピンに枢支された一方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータの翼車の半径方向に配置された動翼の可変軸を回動させるアームを支持せしめると共に、他方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータと共に回転しロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に動翼の可変軸に対応して半径方向に配置されたエルボールを支持せしめたことを特徴とする動翼可変機構。
【請求項２】
一方のロッドエンド軸受の自由端部と動翼の可変軸を回動させるアーム、及び、他方のロッドエンド軸受の自由端部とエルボールを、それぞれ軸方向に調節かつ着脱可能に支持したことを特徴とする請求項１に記載の動翼可変機構。
【請求項３】
ロータとガイド部材とが、ストローク用の軸受を介して連動されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動翼可変機構。
【請求項４】
ガイド部材が、ドライブユニットによりロータの軸芯に沿って往復移動する移動伝達部材と、その間に設けた回転用の軸受を介して連動されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の動翼可変機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動翼可変ピッチ軸流ファン等に適用して最適な動翼可変機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に動翼可変ピッチ軸流ファン等においては、動翼可変機構に油圧が利用されている。
【０００３】
図５は油圧を利用した従来の動翼可変ピッチ軸流ファンの動翼可変機構の概要を示す側面図で、図６は図５における矢視Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００４】
図中１は動翼で、その可変軸２はロータ３の外周に設けたリング状の翼車４の半径方向に等間隔に配置されている。可変軸２は翼車４に取付けた軸受５により軸芯回りに左右に回動可能に軸支されており、その先端部はロータ３の外周の翼車４と同心状に設けられた内側リング６が有する軸穴７内に挿入されている。
【０００５】
８は動翼１の可変軸２を回動させるアームで、その上端部は軸穴７内に挿入された動翼１の可変軸２の先端部に固定され、下端部はガイド９の外周に設けたリング状の案内溝１０内に軸受１１を介して案内軸支されている。
【０００６】
なお、アーム８の上端部と下端部の軸芯は平行となっているが、その位置は矢印で示すロータ３の回転方向において、所定の距離だけ位置がずらされているため、ガイド９がロータ３の軸芯方向に往復移動すると、アーム８によって動翼１の可変軸２が軸芯回りに回動し、動翼１のピッチ角が全閉から全開まで調節されるようになっている。
【０００７】
ガイド９はロータ３に連動してロータ３と共に回転可能にロータ３に取付けられているが、ロータ３の軸芯方向には往復移動し得るように軸支されており、ガイド９とロータ３の相対回転はスプライン結合等により規制されている。
【０００８】
また、ガイド９の内周にはシリンダー状の油室が形成されており、ロータ３に固定されたピストン１２によって、油室１３ａと油室１３ｂに区画されている。
この各油室１３ａ、１３ｂにはガイド９内に設けた油路１４を介して圧油が供給排出されるようになっており、供給された圧油が漏洩しないよう、適所にＯリング１５やシール部材１６等が配設されている。
【０００９】
従って、油室１３ａに圧油を供給すると、油室１３ｂの圧油は排出され、ガイド９は図中の矢印Ｌで示す方向に移動し、逆に油室１３ｂに圧油を供給すると、油室１３ａの圧油は排出され、ガイド９は図中の矢印Ｒで示す方向に移動することになる。
【００１０】
このようにして、ガイド９が油室１３ａ，１３ｂへの圧油の供給排出によってロータ３の軸芯方向に往復移動させられると、ガイド９の案内溝１０内で軸受１１を介して案内軸支されているアーム８の下端部の軸芯の移動に応じて、アーム８はその上端部に固定されている動翼１の可変軸２を軸芯回りに左右に回動し、これによって動翼１のピッチ角が全閉から全開まで調節されることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の動翼可変機構は、大きな遠心力に打ち勝って油圧シリンダーの平行運動を回転体に伝えるために、油圧を利用し、図５及び図６に示すような動翼可変機構を必要とした。
【００１２】
そのため、動翼可変機構の構造が複雑となり、高価となるばかりか、圧油の漏洩を防止するためのＯリングやその他のシール部材等の消耗品が多くなり、その取り替えが面倒であると共に、油が漏洩しやすく、メンテナンスに多くの時間を要すると言う問題点があった。
【００１３】
ところが、最近は技術の向上により、動翼をＦＲＰ等の軽量材で製作することが可能となり、軽量材で製作したものや小型のものにおいては、遠心力が低減されるため、油圧を利用しなくても動翼可変機構を構成することが可能となって来た。
【００１４】
本願発明は上記の実情に鑑み、油圧を利用することなく、一般に市販されているような部材を利用して安価に製作することができるばかりか、圧油の漏洩を防止するためのＯリングや、その他のシール部材等の消耗品がなく、その取り替えが不要であると共に、油の漏洩がなく、メンテナンスのきわめて容易な動翼可変機構を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、共通のピンに枢支された一方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータの翼車の半径方向に配置された動翼の可変軸を回動させるアームを支持せしめると共に、他方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータと共に回転しロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に動翼の可変軸に対応して半径方向に配置されたエルボールを支持せしめたことを特徴とする動翼可変機構とした。
【００１６】
これにより、動翼の可変軸を回動させるアームを支持する一方のロッドエンド軸受と、ロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に配設したエルボールを支持する他方のロッドエンド軸受は、共通のピンに枢支されて、平行運動を回転体に伝えるリンク機構を構成することができ、油圧を利用することなく、ロッドエンド軸受やエルボール、ピン等は、市販のものをそのまま利用して安価に製作することができるばかりか、圧油の漏洩を防止するためのＯリングや、その他のシール部材等の消耗品がなく、その取り替えが不要であると共に、油の漏洩がなく、メンテナンスもきわめて容易である。
【００１７】
また、請求項２の発明は、一方のロッドエンド軸受の自由端部と動翼の可変軸を回動させるアーム、及び、他方のロッドエンド軸受の自由端部とエルボールを、それぞれ軸方向に調節かつ着脱可能に支持したことを特徴とする請求項１に記載の動翼可変機構とした。
【００１８】
これにより、請求項１に記載の動翼可変機構において、一方のロッドエンド軸受の自由端部とアームの支持、及び、他方のロッドエンド軸受の自由端部とエルボールの支持や位置調節がきわめて容易となり、着脱可能であるため組立や取り替え等も容易となる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、ロータとガイド部材とが、ストローク用の軸受を介して連動されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動翼可変機構とした。
【００２０】
これにより、請求項１又は２に記載の動翼可変機構において、ガイド部材をロータに対し、ロータの軸芯に沿って往復移動可能な状態で、ロータとガイド部材とをきわめて簡単な構成で連動させることができる。
【００２１】
また、請求項４の発明は、ガイド部材が、ドライブユニットによりロータの軸芯に沿って往復移動する移動伝達部材と、その間に設けた回転用の軸受を介して連動されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の動翼可変機構とした。
【００２２】
これにより、請求項１乃至３に記載の動翼可変機構において、ガイド部材を、ドライブユニットによりロータの軸芯に沿って移動される移動伝達部材ときわめて簡単な構成で連動させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の動翼可変機構の一実施形態について、図１〜図４により説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係る動翼可変機構の概要を示す側面図で、図２は図１における矢視Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２５】
また、図３は図１に示す動翼可変機構の、動翼ニュートラル状態を示す矢視Ｂ−Ｂ線に沿った断面平面図で、図４は図１に示す動翼可変機構の、動翼全開状態を示す矢視Ｂ−Ｂ線に沿った断面平面図である。
【００２６】
図中２１は動翼で、その可変軸２２はロータ２３の外周に設けたリング状の翼車２４の半径方向に等間隔に配設されている。可変軸２２は翼車２４に取付けた軸受２５により軸芯回りに左右に回動可能に軸支されている。
【００２７】
２６は下端に頭を有するピンで、該ピン２６にはロッドエンド軸受２７と２８が間隔をおいて枢支されており、共通のピン２６に枢支された一方のロッドエンド軸受２７の自由端部２９には雌ネジが設けられており、他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０には雄ネジが設けられている。
【００２８】
３１はロータ２３の翼車２４の半径方向に等間隔に配設された動翼２１の可変軸２２を回動させるアームで、その一端は断面四角形に形成された可変軸２２の先端部に嵌合固定され、その他端には雄ネジが設けられており、その雄ネジを一方のロッドエンド軸受２７の自由端部２９に設けた雌ネジに螺合させることにより、一方のロッドエンド軸受２７の自由端部２９とアーム３１の支持をネジ締結にして、軸方向の位置を調節かつ着脱し得るようにしている。
【００２９】
３２はエルボールで、その一端はロータ２３と共に回転し、ロータ２３の軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材３３の外周に、動翼２１の可変軸２２に対応して半径方向に配置され、ボルト３４をネジ穴３５に螺合して締付固定されている。また、エルボール３２の他端には雌ネジが設けられており、他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０に設けた雄ネジをその雌ネジに螺合させることにより、他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０とエルボール３２の支持をネジ締結にして、軸方向の位置を調節かつ着脱し得るようにしている。
【００３０】
但し、一方のロッドエンド軸受２７の自由端部２９とアーム３１の他端、および、他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０とエルボール３２の他端に、それぞれ設けられる雌ネジと雄ネジの関係は、逆にしてもよいことは言うまでもない。
【００３１】
なお、３６は、ロータ２３の小径部３７の内周と、その内周内に出入するガイド部材３３の小径部３８の外周との間に介装されたストローク用の軸受で、密封形ストロークボールベアリングが使用され、ロータ２３の小径部３７の端面にボルト３９にて取付けられたストッパ４０により保持されている。
【００３２】
従って、ロータ２３とガイド部材３３は、ストローク用の軸受３６を介して連動され、ガイド部材３３はロータ２３と共に回転し、ロータ２３の軸芯に沿って往復移動することができる。
【００３３】
次に４１は図示せざる空気式又は電気式等のドライブユニットにより、ロータ２３の軸芯に沿って往復移動する移動伝達部材で、その外周とガイド部材３３の内周との間には、回転用の軸受４２として複列円すいころ軸受が設けられており、その回転用の軸受４２は、ガイド部材３３の端面にボルト４３にて取付けられたストッパ４４により保持されている。
【００３４】
従って、ガイド部材３３と移動伝達部材４１は、その間に設けた回転用の軸受４２を介して連動され、ガイド部材３３は移動伝達部材４１の外周を回転し、移動伝達部材４１と共にロータ２３の軸芯に沿って往復移動することができる。
【００３５】
上記のように構成された動翼可変機構において、図示せざるドライブユニットにより移動伝達部材４１が押されると、ロータ２３と共に回転しているガイド部材３３は、回転用の軸受４２を介して移動伝達部材４１の外周を回転しながら、移動伝達部材４１と共にロータ２３の軸芯に沿って矢印Ｒで示す方向に移動し、ガイド部材３３の小径部３８がストローク用の軸受３６に案内されてロータ２３の小径部３７の内周内に押し込まれることになる。
【００３６】
この時、共通のピン２６に枢支された他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０は、ガイド部材３３の外周に動翼２１の可変軸２２に対応して半径方向に配置されたエルボール３２を支持し、共通のピン２６に枢支された一方のロッドエンド２７の自由端部２９は、ロータ２３の翼車２４の半径方向に配置された動翼２１の可変軸２２を回動させるアーム３１を支持して、平行運動を回転体に伝えるリンク機構を構成しているため、ガイド部材３３が図中の矢印Ｒ方向に移動すると、アーム３１はその一端に嵌合固定された動翼２１の可変軸２２を右回りに回動させることになる。
【００３７】
また、これとは逆に、図示せざるドライブユニットにより移動伝達部材４１が引かれると、ロータ２３と共に回転しているガイド部材３３は、回転用の軸受４２を介して移動伝達部材４１の外周を回転しながら、移動伝達部材４１と共にロータ２３の軸芯に沿って矢印Ｌで示す方向に移動し、ガイド部材３３の小径部３８がストローク用の軸受３６に案内されてロータ２３の小径部３７の内周内から引き出されることになる。
【００３８】
こうして、ガイド部材３３が図中の矢印Ｌ方向に移動すると、アーム３１は、その一端に嵌合固定された動翼２１の可変軸２２を、左回りに回動させることになる。
【００３９】
このように、ガイド部材３３をロータ２３の軸芯に沿って往復移動させるだけで、共通のピン２６に枢支されたロッドエンド軸受２７，２８とアーム３１とエルボール３２により構成されるリンク機構により、動翼２１のピッチ角が全閉から全開まで調整されることになり、動翼２１のピッチ角はガイド部材３３の移動に応じて変化することになる。
【００４０】
図３はガイド部材３３が移動して、エルボール３２の中心Ｅが丁度ニュートラルの位置にあり、動翼ニュートラル状態にある動翼可変機構の位置関係を示し、この状態ではピン２６の中心をＰ、可変軸２２の中心をＱ、エルボール３２の中心をＥとするとき、線Ｐ−Ｑが線Ｅ−Ｑとなす角度は４５°に設定されている。
【００４１】
ガイド部材３３が移動すると、Ｅ点は、Ｅ点とＱ点を通る基準線Ｍ−Ｍ上を移動し、Ｅ点が矢印Ｒ方向に移動してＥ１　点に達すると、Ｐ点はＱ点を中心とする半径ＰＱの円弧に沿ってＰ１　点に移動し、線Ｐ−Ｑと線Ｐ１　−Ｑのなす角度は２０°となり、Ｅ１　点で動翼２１のピッチ角が丁度全開となるように設定されている。
【００４２】
また、Ｅ点が矢印Ｌ方向に移動してＥ２　点に達すると、Ｐ点はＱ点を中心とする半径ＰＱの円弧に沿ってＰ２　点に移動し、線Ｐ−Ｑと、線Ｐ２　−Ｑのなす角度は３０°となり、Ｅ２　点で動翼２１のピッチ角が丁度全閉となるように設定されている。
【００４３】
なお、この状態においては線Ｐ２　−Ｑと線Ｅ２　−Ｑのなす角度は１５°となるように設定されており、Ｅ点は基準線Ｍ−Ｍ上をスムーズに移動し得るように設計されている。但し、上記角度は、動翼２１のピッチ角に対応するＰ点、Ｅ点、Ｑ点の位置及びＥ点の移動距離等に応じて設計されることは言うまでもない。
【００４４】
図４はガイド部材３３が移動してエルボール３２の中心ＥがＥ１　点に位置し、動翼全開状態にある２組の動翼可変機構の位置関係を平面上に展開して示す。
【００４５】
ガイド部材３３の移動により、すべての動翼可変機構は同時に作動するが、この時、動翼可変機構を構成するリンク機構は、互いに干渉しないような寸法形状に設計されている。
【００４６】
また、一方のロッドエンド軸受２７の自由端部２９とアーム３１の支持や、他方のロッドエンド軸受２８の自由端部３０とエルボール３２の支持は、軸方向に着脱可能であれば、ネジ締結以外の支持方法を採用してもよい。
【００４７】
また、ロータ２３とガイド部材３３の連動部の形状構造や、ガイド部材３３と移動伝達部材４１の連動部の形状構造等は、図示の形状構造等に限定されるものではなく、使用する材料の材質や強度等も勘案し、適宜最適に設計することができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に係る動翼可変機構は、共通のピンに枢支された一方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータの翼車の半径方向に配置された動翼の可変軸を回動させるアームを支持せしめると共に、他方のロッドエンド軸受の自由端部で、ロータと共に回転しロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に動翼の可変軸に対応して半径方向に配置されたエルボールを支持せしめて構成されているので、動翼の可変軸を回動させるアームを支持する一方のロッドエンド軸受と、ロータの軸芯に沿って往復移動可能なガイド部材の外周に配設したエルボールを支持する他方のロッドエンド軸受は、共通のピンに枢支されて、平行運動を回転体に伝えるリンク機構を構成することができ、油圧を利用することなく、ロッドエンド軸受やエルボール、ピン等は、市販のものをそのまま利用して安価に製作することができるばかりか、圧油の漏洩を防止するためのＯリングや、その他のシール部材等の消耗品がなく、その取り替えが不要であると共に、油の漏洩がなく、メンテナンスもきわめて容易である。
【００４９】
また、請求項２に係る動翼可変機構は、請求項１のものにおいて、一方のロッドエンド軸受の自由端部と動翼の可変軸を回動させるアーム、及び、他方のロッドエンド軸受の自由端部とエルボールを、それぞれ軸方向に調節かつ着脱可能に支持して構成したので、請求項１に記載の動翼可変機構において、一方のロッドエンド軸受とアームの支持、及び、他方のロッドエンド軸受の自由端部とエルボールの支持や位置調節がきわめて容易となり、着脱可能であるため組立や取り替え等も容易となる。
【００５０】
また、請求項３に係る動翼可変機構は、請求項１又は２のものにおいて、ロータとガイド部材とが、ストローク用の軸受を介して連動されているように構成したので、請求項１又は２に記載の動翼可変機構において、ガイド部材をロータに対し、ロータの軸芯に沿って往復移動可能な状態で、ロータとガイド部材とをきわめて簡単な構成で連動させることができる。
【００５１】
また、請求項４に係る動翼可変機構は、請求項１乃至３のものにおいて、ガイド部材が、ドライブユニットによりロータの軸芯に沿って往復移動する移動伝達部材と、その間に設けた回転用の軸受を介して連動されているように構成したので、請求項１乃至３に記載の動翼可変機構において、ガイド部材を、ドライブユニットによりロータの軸芯に沿って移動される移動伝達部材ときわめて簡単な構成で連動させることができる。
【００５２】
本願発明は以上のような効果を有し、動翼可変ピッチ軸流ファン等に適用して実用上きわめて有効な動翼可変機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動翼可変機構の概要を示す側面図である。
【図２】図１における矢視Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す動翼可変機構の、動翼ニュートラル状態を示す矢視Ｂ−Ｂ線に沿った断面平面図である。
【図４】図１に示す動翼可変機構の、動翼全開状態を示す矢視Ｂ−Ｂ線に沿った断面平面図である。
【図５】油圧を利用した従来の動翼可変ピッチ軸流ファンの動翼可変機構の概要を示す側面図である。
【図６】図５における矢視Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１　　　動翼
２　　　可変軸
３　　　ロータ
４　　　翼車
５　　　軸受
６　　　内側リング
７　　　軸穴
８　　　アーム
９　　　ガイド
１０　　リング状の案内溝
１１　　軸受
１２　　ピストン
１３ａ　油室
１３ｂ　油室
１４　　油路
１５　　Ｏリング
１６　　シール部材
２１　　動翼
２２　　可変軸
２３　　ロータ
２４　　翼車
２５　　軸受
２６　　ピン
２７　　ロッドエンド軸受
２８　　ロッドエンド軸受
２９　　自由端部
３０　　自由端部
３１　　アーム
３２　　エルボール
３３　　ガイド部材
３４　　ボルト
３５　　ネジ穴
３６　　ストローク用の軸受
３７　　小径部
３８　　小径部
３９　　ボルト
４０　　ストッパ
４１　　移動伝達部材
４２　　回転用の軸受
４３　　ボルト
４４　　ストッパ
Ｅ　　　エルボールの中心
Ｐ　　　ピンの中心
Ｑ　　　可変軸の中心
Ｍ　　　基準線
【図１】
2004084563.tif 000003
【図２】
2004084563.tif 000004
【図３】
2004084563.tif 000005
【図４】
2004084563.tif 000006
【図５】
2004084563.tif 000007
【図６】
2004084563.tif 000008