スワッシュプレート
スワッシュプレート（斜板）は、回転軸の動きを往復運動に変換し、またはその逆を行う機械工学上の装置です。動作原理は、エンジン設計におけるクランクシャフト、スコッチヨーク、ウォブル、ニューテーター、Zクランクドライブに似ています。元々はクランクシャフトの代替として発明され、クランクレスエンジンで最も人気のあるコンセプトの一つです。1917年にアンソニー・ミッチェルによって発明されました。 [ 1 ] [ 2 ]
工事
スワッシュプレートは、シャフトに取り付けられたディスクで構成されています。ディスクがシャフトに対して垂直に配置されている場合、シャフトを回転させると、往復運動 (またはスワッシュプレート) 効果がなく、ディスクが回転するだけです。しかし、ディスクは斜めに取り付けられているため、シャフトから離れた回転しない視点から見ると、ディスクのエッジがシャフトの長さに沿って振動する経路を描いているように見えます。シャフトに対するディスクの角度が大きいほど、この見かけの直線運動は顕著になります。見かけの直線運動は、スワッシュプレートと一緒に回転するのではなく、ディスクの円周近くの 2 つの表面の 1 つに押し付けるフォロワによって、実際の直線運動に変換できます。この装置は、カムと多くの類似点があります。
用途
軸流エンジンでは、クランクシャフトの代わりにスワッシュプレートを使用することで、ピストンの動きを回転運動に変換することができます。このようなエンジンは、カムエンジンの唯一の成功したバリエーションです。内燃機関やスターリングエンジンはこの機構を用いて製造されています。デューク・エンジンズは1993年からこのプラットフォームの開発に取り組んでいます。[ 3 ]
アキシャルピストンポンプは、シャフトと平行に配置された一連のピストンを斜板を介して駆動し、流体をポンプで送り出します。[ 4 ]流体ポンプにおける斜板の一般的な応用例としては、現代の自動車エアコンシステムのコンプレッサーが挙げられます。斜板の角度を変えることで、ピストンのストローク（ひいてはコンプレッサーの冷却能力）を動的に調整することができます。
ヘリコプターのスワッシュプレートは、回転プレートと固定プレートの2枚のプレートで構成され、メインローターシャフトの中心に配置されています。回転プレートはローターヘッドに連結され、固定プレートは操縦装置に連結されています。固定プレートのアライメントの変位は回転プレートに伝達され、ローターブレードのリンク機構の往復運動に変換されます。この差動ピッチ制御はサイクリックピッチと呼ばれ、ヘリコプターのローターは任意の方向に選択的に揚力を発生させることができます。また、スワッシュプレートは、コレクティブピッチと呼ばれる静的ピッチの増加をすべてのローターブレードに伝達することもできます。
章動流量計とポンプは斜板のぐらつきに似た動きをしますが、必ずしもその動きを往復運動に変換するわけではありません。
アクティブ電子走査アレイ（AESA）レーダーは、正面から任意の方向に最大60度まで走査できる平板状のレーダーです。AESAレーダーをスワッシュプレートに取り付けることで、スワッシュプレートの角度が電子走査角度に加算されます。この用途では、通常40度スワッシュプレート角度が選択され、レーダーは360度のうち200度を走査できます。[ 5 ]
参考文献
- ^オーストラリア 4627、ミッチェル、アンソニー・ジョージ・マルドン、1917年出版
- ^ Anning, John A. 「ミッシェル」クランクレスエンジン – なぜ商業的に成功しなかったのか？(PDF) 。2017年12月1日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ 「開発タイムライン」 . Duke Engines . Touch Marketing . 2017年11月5日閲覧。
- ^ Harris, RM; Edge, KA; Tilley, DG (1993).スワッシュプレート型アキシャルピストンポンプにおけるスリッパパッドの挙動予測. ASME WAM. ニューオーリンズ: バース大学リポジトリ. pp. 1– 9.
- ^グリペンNG AESAレーダー
外部リンク
- Belt CP Swash Plate mechs action on YouTube – スワッシュプレートの動作動画
