JP2001280153A - タービンエンジンのロータ用ブレーキ - Google Patents
タービンエンジンのロータ用ブレーキInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D51/00—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
- F16D51/16—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis
- F16D51/32—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with three or more brake shoes
- F16D51/40—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as brake-shoes pivoted on a fixed or nearly-fixed axis with three or more brake shoes all extending in the same direction from their pivots
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/006—Arrangements of brakes
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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- F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
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- F16D2127/00—Auxiliary mechanisms
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータの空転を防ぐか、少なくとも空転が確
実に副共振回転数に限定される空転ブレーキを提供する
ことによって共振振動を抑制する。 【解決手段】 タービンエンジン用の空転ブレーキ装置
は、エンジンロータの内側面にブレーキドラムを含む。
このドラムは、ブレーキシュー（４２）を含むブレーキ
リング（３８）を有するブレーキユニットを囲み、各ブ
レーキシューは、対応するばね（４４）によってリング
に接続されている。レッグ部（４５）が各シューからリ
ングに向かって延在する。リングは、２つの部分を有す
る可変剛性の二重負荷経路ロータベアリング支持部の前
方及び後方の取付台部分のボルト留め用フランジ（２
８，２９）の間に軸方向に挟まっている。非犠牲締結具
（４９）は、リングを一方のフランジに固定し、折れや
すい締結具（５２）がフランジを互いに対して固定す
る。
実に副共振回転数に限定される空転ブレーキを提供する
ことによって共振振動を抑制する。 【解決手段】 タービンエンジン用の空転ブレーキ装置
は、エンジンロータの内側面にブレーキドラムを含む。
このドラムは、ブレーキシュー（４２）を含むブレーキ
リング（３８）を有するブレーキユニットを囲み、各ブ
レーキシューは、対応するばね（４４）によってリング
に接続されている。レッグ部（４５）が各シューからリ
ングに向かって延在する。リングは、２つの部分を有す
る可変剛性の二重負荷経路ロータベアリング支持部の前
方及び後方の取付台部分のボルト留め用フランジ（２
８，２９）の間に軸方向に挟まっている。非犠牲締結具
（４９）は、リングを一方のフランジに固定し、折れや
すい締結具（５２）がフランジを互いに対して固定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンエンジン
のロータに関し、特に、ファンロータの空転を防止する
ブレーキに関する。
のロータに関し、特に、ファンロータの空転を防止する
ブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】商業用及び軍事用の航空機を駆動するタ
ーボファンエンジンは、大気の流れを圧縮する回転ファ
ンを含む。このファンは、径方向外向きに突出する一組
のブレードを備えるハブを含む。タービンがファンを駆
動することができるように、回転駆動軸がハブとタービ
ンとを連結する。ファンと駆動軸は、ボールベアリング
またはローラベアリングによってベアリング支持部から
支持されている。
ーボファンエンジンは、大気の流れを圧縮する回転ファ
ンを含む。このファンは、径方向外向きに突出する一組
のブレードを備えるハブを含む。タービンがファンを駆
動することができるように、回転駆動軸がハブとタービ
ンとを連結する。ファンと駆動軸は、ボールベアリング
またはローラベアリングによってベアリング支持部から
支持されている。
【０００３】一般に、ファンに吸入された異物のため
に、まれにエンジンの運転中にハブからファンブレード
が分離してしまうことがある。ブレードの分離は、回転
ファンをかなり不均衡な状態にし、これにより、エンジ
ン及び航空機の負荷部材に巨大な力が伝達される。従っ
て、エンジン及び航空機の設計者は、不均衡な大きい力
に耐え得るようにこれらの部材の寸法を決定する。この
ような設計の慣行は、エンジンや航空機に望ましくない
相当の重量をもたらす。この追加重量は、エンジンの全
寿命で起こらないかもしれない事態に対処するためのも
のなので、特に好ましくない。
に、まれにエンジンの運転中にハブからファンブレード
が分離してしまうことがある。ブレードの分離は、回転
ファンをかなり不均衡な状態にし、これにより、エンジ
ン及び航空機の負荷部材に巨大な力が伝達される。従っ
て、エンジン及び航空機の設計者は、不均衡な大きい力
に耐え得るようにこれらの部材の寸法を決定する。この
ような設計の慣行は、エンジンや航空機に望ましくない
相当の重量をもたらす。この追加重量は、エンジンの全
寿命で起こらないかもしれない事態に対処するためのも
のなので、特に好ましくない。
【０００４】過大だがまれなロータの不均衡に対処する
ための追加重量の問題に対応するために、エンジン設計
者は、剛性が変化する可変ベアリング支持部を考案して
きた。このようなベアリング支持部の１つは、比較的硬
い剛性のファン支持部を提供するように共に動作する二
重でかつ平行な負荷経路を特徴とする。一方の負荷経路
は、ファンブレードの分離によって生じる不均衡な力な
どの異常に大きい力を受けた場合に破断するように設計
された破断接続部と交差する。この接続部が破断する
と、残る負荷経路が、単独で比較的柔軟なつまり軟らか
いファン用支持部を提供する。軟らかく即ち柔軟な支持
部は、ベアリング支持部及び他のエンジンや航空機の構
造部材に伝達される不均衡な力の大きさを弱める。これ
により、構造的な一貫性を損なうことなく、このような
部材をより軽量化することができる。
ための追加重量の問題に対応するために、エンジン設計
者は、剛性が変化する可変ベアリング支持部を考案して
きた。このようなベアリング支持部の１つは、比較的硬
い剛性のファン支持部を提供するように共に動作する二
重でかつ平行な負荷経路を特徴とする。一方の負荷経路
は、ファンブレードの分離によって生じる不均衡な力な
どの異常に大きい力を受けた場合に破断するように設計
された破断接続部と交差する。この接続部が破断する
と、残る負荷経路が、単独で比較的柔軟なつまり軟らか
いファン用支持部を提供する。軟らかく即ち柔軟な支持
部は、ベアリング支持部及び他のエンジンや航空機の構
造部材に伝達される不均衡な力の大きさを弱める。これ
により、構造的な一貫性を損なうことなく、このような
部材をより軽量化することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】可変剛性ベアリング支
持部は、上述のような利点を有するが、難点も有してい
る。ブレードの分離後、航空機のフライトデッキ乗務員
は、激しく損傷したエンジンへの燃料供給を通常停止
し、１つまたはそれ以上の損傷されていないエンジンの
動力で最も近い着陸場所まで飛行を続ける。この飛行状
態では、航空機の前進によって損傷したエンジン内に大
気が導入され、不均衡状態のファンを低回転数で回転即
ち“空転”させる。ファンロータの空転数がその共振振
動数と等しいかまたはほぼ等しい場合には、空転ロータ
によって望ましくない高振幅の振動が生じ得る。このよ
うな振動は、残りの航続時間に亘って持続し、航空機内
に伝達されて航空機の乗員を不安にするおそれがある。
持部は、上述のような利点を有するが、難点も有してい
る。ブレードの分離後、航空機のフライトデッキ乗務員
は、激しく損傷したエンジンへの燃料供給を通常停止
し、１つまたはそれ以上の損傷されていないエンジンの
動力で最も近い着陸場所まで飛行を続ける。この飛行状
態では、航空機の前進によって損傷したエンジン内に大
気が導入され、不均衡状態のファンを低回転数で回転即
ち“空転”させる。ファンロータの空転数がその共振振
動数と等しいかまたはほぼ等しい場合には、空転ロータ
によって望ましくない高振幅の振動が生じ得る。このよ
うな振動は、残りの航続時間に亘って持続し、航空機内
に伝達されて航空機の乗員を不安にするおそれがある。
【０００６】従って、ファンブレードの分離に続いて、
空転ロータの共振振動を抑制する手段が求められてい
る。
空転ロータの共振振動を抑制する手段が求められてい
る。
【０００７】本発明の目的は、ロータの空転を防ぐか、
少なくとも空転が確実に副共振回転数に限定される空転
ブレーキを提供することによって、共振振動を抑制する
ことである。理想的には、このブレーキは、異常なロー
タ不均衡に応じて受動的に作動する。
少なくとも空転が確実に副共振回転数に限定される空転
ブレーキを提供することによって、共振振動を抑制する
ことである。理想的には、このブレーキは、異常なロー
タ不均衡に応じて受動的に作動する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、タービ
ンエンジンのロータ用ブレーキは、ブレーキドラムと、
一組のブレーキシューと、ロータの不均衡に応じて上記
ドラムとシューとの相対的な回転移動を規制するために
ブレーキを作動する手段とを含む。
ンエンジンのロータ用ブレーキは、ブレーキドラムと、
一組のブレーキシューと、ロータの不均衡に応じて上記
ドラムとシューとの相対的な回転移動を規制するために
ブレーキを作動する手段とを含む。
【０００９】本発明のブレーキ装置の１つの実施例で
は、ブレーキドラムは、エンジンロータの内側面であ
る。このドラムは、ブレーキユニットを囲んでいる。ブ
レーキユニットは、ブレーキリングを含み、ブレーキシ
ューが対応するばねによってそれぞれリングに接続され
ている。レッグ部が各シューからリングに向かって延び
ている。リングは、２つの部分からなる可変剛性の二重
負荷経路ロータベアリング支持部の前方及び後方の取付
台部分のボルト留めフランジの間に軸方向に挟まれてい
る。ベアリング支持部は、エンジンケースに機械的に固
定されている。非犠牲締結具によってブレーキリングが
一方の取付台フランジに固定され、折れやすい締結具に
よって取付台フランジが互いに対して固定される。折れ
やすい締結具は、各レッグ部に設けられた目を貫通し、
ばねを偏向させるとともに、ブレーキシューをドラムと
接触しない準備状態に保つ。異常な不均衡負荷を受けた
場合に、折れやすい締結具は張力によって破断し、一方
の負荷経路を使用不能とする。この破断によって、ばね
も開放され、このばねによってシューが押されて、ケー
スに対するロータの回転動作を規制するようにシューが
ドラムと接触する配備状態となる。
は、ブレーキドラムは、エンジンロータの内側面であ
る。このドラムは、ブレーキユニットを囲んでいる。ブ
レーキユニットは、ブレーキリングを含み、ブレーキシ
ューが対応するばねによってそれぞれリングに接続され
ている。レッグ部が各シューからリングに向かって延び
ている。リングは、２つの部分からなる可変剛性の二重
負荷経路ロータベアリング支持部の前方及び後方の取付
台部分のボルト留めフランジの間に軸方向に挟まれてい
る。ベアリング支持部は、エンジンケースに機械的に固
定されている。非犠牲締結具によってブレーキリングが
一方の取付台フランジに固定され、折れやすい締結具に
よって取付台フランジが互いに対して固定される。折れ
やすい締結具は、各レッグ部に設けられた目を貫通し、
ばねを偏向させるとともに、ブレーキシューをドラムと
接触しない準備状態に保つ。異常な不均衡負荷を受けた
場合に、折れやすい締結具は張力によって破断し、一方
の負荷経路を使用不能とする。この破断によって、ばね
も開放され、このばねによってシューが押されて、ケー
スに対するロータの回転動作を規制するようにシューが
ドラムと接触する配備状態となる。
【００１０】本発明は、異常なロータ不均衡に対して
（複雑な制御装置や操縦士の動作を必要とせずに）受動
的に反応し、ロータの空転を防ぐとともにロータの共振
振動を防止する空転ブレーキ装置を提供する点で有利で
ある。
（複雑な制御装置や操縦士の動作を必要とせずに）受動
的に反応し、ロータの空転を防ぐとともにロータの共振
振動を防止する空転ブレーキ装置を提供する点で有利で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照すると、ターボ
ファンガスタービンエンジンは、中心回転軸１０を有す
るとともにファンハブ１１を備える回転ファンを含み、
一組のブレード１２がファンハブ１１から径方向外向き
に突出している。圧縮機ドラム１３がハブ１１から軸方
向に延びる。ハブ１１は、内側ブレーキ面１５を有する
一体型ブレーキドラム１４を有する。ブレード１６のよ
うな圧縮機ブレードの複数の列が、圧縮機ドラムから径
方向に突出する。駆動シャフト１７が、ファンハブ１１
をタービン（図示省略）に連結し、タービンによってロ
ータが方向Ｒ（図４参照）に回転駆動される。ローラベ
アリング及びボールベアリング１８，１９は、可変剛性
の二重負荷経路ベアリング支持部２０を介してロータを
支持する。
ファンガスタービンエンジンは、中心回転軸１０を有す
るとともにファンハブ１１を備える回転ファンを含み、
一組のブレード１２がファンハブ１１から径方向外向き
に突出している。圧縮機ドラム１３がハブ１１から軸方
向に延びる。ハブ１１は、内側ブレーキ面１５を有する
一体型ブレーキドラム１４を有する。ブレード１６のよ
うな圧縮機ブレードの複数の列が、圧縮機ドラムから径
方向に突出する。駆動シャフト１７が、ファンハブ１１
をタービン（図示省略）に連結し、タービンによってロ
ータが方向Ｒ（図４参照）に回転駆動される。ローラベ
アリング及びボールベアリング１８，１９は、可変剛性
の二重負荷経路ベアリング支持部２０を介してロータを
支持する。
【００１２】ベアリング支持部２０は、円錐台状の前後
のベアリング取付台２４，２５を含む。後方取付台２５
は、径方向内側及び外側の円錐体２６，２７を備える。
ボルト留め用フランジ２８，２９は、取付台の軸方向に
隣接する端部から径方向に延びている。周方向で交互に
設けられた第１及び第２のボルト穴３０，３１は、後方
ベアリング取付台２５のフランジ２９を貫通する。前方
取付台２４の第１のボルト穴３２は、それぞれ上記第１
のボルト穴３０と周方向に一致するとともに、前方取付
台のフランジ２８を貫通している。前方取付台のフラン
ジ２８は、フランジ２９の第２の穴３１と周方向に一致
する周辺部ノッチ３５も含んでいる。後方取付台２５の
後方端部は、エンジンの中間ケース３６にボルト留めさ
れている。
のベアリング取付台２４，２５を含む。後方取付台２５
は、径方向内側及び外側の円錐体２６，２７を備える。
ボルト留め用フランジ２８，２９は、取付台の軸方向に
隣接する端部から径方向に延びている。周方向で交互に
設けられた第１及び第２のボルト穴３０，３１は、後方
ベアリング取付台２５のフランジ２９を貫通する。前方
取付台２４の第１のボルト穴３２は、それぞれ上記第１
のボルト穴３０と周方向に一致するとともに、前方取付
台のフランジ２８を貫通している。前方取付台のフラン
ジ２８は、フランジ２９の第２の穴３１と周方向に一致
する周辺部ノッチ３５も含んでいる。後方取付台２５の
後方端部は、エンジンの中間ケース３６にボルト留めさ
れている。
【００１３】ブレーキユニット３７が、周方向に交互に
設けられた開口部３９と周辺部スカラップ４０を備える
ブレーキリング３８を含む。ブレーキユニットは、ま
た、一組のブレーキ要素４１を含む。各要素４１は、ブ
レーキライニング４３が接着または固定されたブレーキ
シュー４２と、シュー４２とリング３８を接続するばね
４４と、シュー４２からブレーキリング３８に向かって
延びるレッグ部４５と、を備える。各レッグ部４５は、
シュー４２から離れた端部４６を有する。各レッグ部４
５の離れた端部は、開口部４８が貫通する目４７を有す
る。
設けられた開口部３９と周辺部スカラップ４０を備える
ブレーキリング３８を含む。ブレーキユニットは、ま
た、一組のブレーキ要素４１を含む。各要素４１は、ブ
レーキライニング４３が接着または固定されたブレーキ
シュー４２と、シュー４２とリング３８を接続するばね
４４と、シュー４２からブレーキリング３８に向かって
延びるレッグ部４５と、を備える。各レッグ部４５は、
シュー４２から離れた端部４６を有する。各レッグ部４
５の離れた端部は、開口部４８が貫通する目４７を有す
る。
【００１４】ブレーキユニット３７がエンジンに設置さ
れると、ブレーキリング３８は、ボルト留め用フランジ
２８，２９の間に軸方向に挟まれ、ブレーキドラム１４
がユニットを囲んでいる。非犠牲締結具４９がリング３
８の開口部３９とフランジ２９の第２の穴３１を貫通し
て、ベアリング支持部の後方取付台２５部分にリング３
８を固定する。非犠牲締結具４９のヘッド部は、フラン
ジ２８のノッチ３５内に位置する。寸法の小さいシャン
ク部分５１をそれぞれ含む、折れやすい締結具５０が、
フランジを互いに固定して開放可能な連結部５３を構成
する。寸法の小さいシャンクの直径は、異常に高い不均
衡力が加わった場合に締結具が破断するように選択され
る。各折れやすい締結具は、ばね４４が偏向し、かつ目
４７がブレーキリング３８の対応するスカラップ４０内
に収まるように、１つのブレーキレッグの目４７を通っ
て延在する。従って、折れやすい締結具は、レッグ部を
ベアリング支持部に連結する保持具として機能し、ブレ
ーキ要素４１と関連するブレーキシュー４２を準備状態
（ａｒｍｅｄ ｓｔａｔｅ）に保持してブレーキドラム
１４と接触しないようにする。図４では、ブレーキ要素
４１は、準備状態で示されており、ばねがばね力を働か
せ、シューがドラムと接触するのを防止するために開放
可能な連結部がこのばね力に抵抗している。仮想線で示
すブレーキ要素４１Ａは、中立状態を示しており、この
状態では、エンジンへの設置前と同様に、ばねに張力が
実質的に加わっておらず、かつばねが偏向していない。
また、仮想線で示すブレーキ要素４１Ｂは、配備状態
（ｄｅｐｌｏｙｅｄ ｓｔａｔｅ）を示しており、この
状態は、以下でより詳細に説明する。
れると、ブレーキリング３８は、ボルト留め用フランジ
２８，２９の間に軸方向に挟まれ、ブレーキドラム１４
がユニットを囲んでいる。非犠牲締結具４９がリング３
８の開口部３９とフランジ２９の第２の穴３１を貫通し
て、ベアリング支持部の後方取付台２５部分にリング３
８を固定する。非犠牲締結具４９のヘッド部は、フラン
ジ２８のノッチ３５内に位置する。寸法の小さいシャン
ク部分５１をそれぞれ含む、折れやすい締結具５０が、
フランジを互いに固定して開放可能な連結部５３を構成
する。寸法の小さいシャンクの直径は、異常に高い不均
衡力が加わった場合に締結具が破断するように選択され
る。各折れやすい締結具は、ばね４４が偏向し、かつ目
４７がブレーキリング３８の対応するスカラップ４０内
に収まるように、１つのブレーキレッグの目４７を通っ
て延在する。従って、折れやすい締結具は、レッグ部を
ベアリング支持部に連結する保持具として機能し、ブレ
ーキ要素４１と関連するブレーキシュー４２を準備状態
（ａｒｍｅｄ ｓｔａｔｅ）に保持してブレーキドラム
１４と接触しないようにする。図４では、ブレーキ要素
４１は、準備状態で示されており、ばねがばね力を働か
せ、シューがドラムと接触するのを防止するために開放
可能な連結部がこのばね力に抵抗している。仮想線で示
すブレーキ要素４１Ａは、中立状態を示しており、この
状態では、エンジンへの設置前と同様に、ばねに張力が
実質的に加わっておらず、かつばねが偏向していない。
また、仮想線で示すブレーキ要素４１Ｂは、配備状態
（ｄｅｐｌｏｙｅｄ ｓｔａｔｅ）を示しており、この
状態は、以下でより詳細に説明する。
【００１５】まず図１を参照すると、ベアリング支持部
２０は、通常、比較的硬い、剛性のファン支持部を提供
するように共に作用する二重でかつ平行な負荷経路を特
徴とする。外側負荷経路が、ローラベアリング１８を通
って前方ベアリング取付台２４に沿って延びるととも
に、開放可能な連結部５３を横切って後方取付台２５の
外側円錐体２７に沿って、最終的に中間ケース３６内に
延びる。内側負荷経路は、ボールベアリング１９を通っ
て後方取付台２５の内側円錐体２６に沿って、中間ケー
ス３６内に延びる。エンジンの通常運転時には、内側及
び外側の負荷経路は、（例えば、重量、慣性負荷、製造
や組立の不精密さによる小さい不均衡負荷などの）ファ
ンによって生じる力を中間ケース３６に伝達するように
共に作用する。二重の負荷経路は、ファンロータのため
の比較的硬い、剛性の支持部を提供する。異常に高いロ
ータの不均衡によって負荷が所定のしきい値を超えた場
合には、折れやすい締結具が破断して外側負荷経路を使
用不能とし、内側負荷経路のみに沿って負荷を導く。図
示のエンジンでは、不均衡負荷によってフランジ２８，
２９が分離するように引っ張られ、締結具５０が張力に
よって破断する。内側負荷経路は、ファンロータのため
の比較的柔軟即ち軟らかい支持部を提供し、ベアリング
支持部、中間ケース、他のエンジン及び航空機の構成部
材に伝達される力の振幅を減衰する。
２０は、通常、比較的硬い、剛性のファン支持部を提供
するように共に作用する二重でかつ平行な負荷経路を特
徴とする。外側負荷経路が、ローラベアリング１８を通
って前方ベアリング取付台２４に沿って延びるととも
に、開放可能な連結部５３を横切って後方取付台２５の
外側円錐体２７に沿って、最終的に中間ケース３６内に
延びる。内側負荷経路は、ボールベアリング１９を通っ
て後方取付台２５の内側円錐体２６に沿って、中間ケー
ス３６内に延びる。エンジンの通常運転時には、内側及
び外側の負荷経路は、（例えば、重量、慣性負荷、製造
や組立の不精密さによる小さい不均衡負荷などの）ファ
ンによって生じる力を中間ケース３６に伝達するように
共に作用する。二重の負荷経路は、ファンロータのため
の比較的硬い、剛性の支持部を提供する。異常に高いロ
ータの不均衡によって負荷が所定のしきい値を超えた場
合には、折れやすい締結具が破断して外側負荷経路を使
用不能とし、内側負荷経路のみに沿って負荷を導く。図
示のエンジンでは、不均衡負荷によってフランジ２８，
２９が分離するように引っ張られ、締結具５０が張力に
よって破断する。内側負荷経路は、ファンロータのため
の比較的柔軟即ち軟らかい支持部を提供し、ベアリング
支持部、中間ケース、他のエンジン及び航空機の構成部
材に伝達される力の振幅を減衰する。
【００１６】折れやすい締結具の破断によって、レッグ
部４５も開放され、ブレーキ要素及びシューが準備状態
から配備状態へと移動する。図４で仮想線で示したブレ
ーキ要素４１Ｂの配備状態では、ばね４４によってブレ
ーキシューがドラム１４と接触する。この接触は、ファ
ンブレードの分離に続いてすぐにロータの減速に大きく
寄与しない。しかし、フライトデッキ乗務員がエンジン
への燃料供給を停止した後は、シューとドラムとの接触
によってこれらの間の相対的な回転動作を阻止するのに
十分なトルクが生じる。ブレーキ力は、非犠牲締結具４
９を介して後方取付台２５に接続されたままのブレーキ
リング３８によって反作用される。
部４５も開放され、ブレーキ要素及びシューが準備状態
から配備状態へと移動する。図４で仮想線で示したブレ
ーキ要素４１Ｂの配備状態では、ばね４４によってブレ
ーキシューがドラム１４と接触する。この接触は、ファ
ンブレードの分離に続いてすぐにロータの減速に大きく
寄与しない。しかし、フライトデッキ乗務員がエンジン
への燃料供給を停止した後は、シューとドラムとの接触
によってこれらの間の相対的な回転動作を阻止するのに
十分なトルクが生じる。ブレーキ力は、非犠牲締結具４
９を介して後方取付台２５に接続されたままのブレーキ
リング３８によって反作用される。
【００１７】採用したばねによって作用するばね力の選
択に影響を与える要因には、種々のものがある。はね力
は、ブレーキシューがロータを捕らえて、ロータの不規
則または急すぎる減速を引き起こすほど強くてはならな
い。しかし、このばね力は、エンジンへの燃料供給の停
止後に、滑らかでかつ無事にロータの減速を促進するの
に十分強いことが望ましい。ばね力は、ロータの空転を
防止するために十分に強いことが好ましい。また、空転
が、副共振回転数に限定されることを単に保証するだけ
でも十分であり得る。
択に影響を与える要因には、種々のものがある。はね力
は、ブレーキシューがロータを捕らえて、ロータの不規
則または急すぎる減速を引き起こすほど強くてはならな
い。しかし、このばね力は、エンジンへの燃料供給の停
止後に、滑らかでかつ無事にロータの減速を促進するの
に十分強いことが望ましい。ばね力は、ロータの空転を
防止するために十分に強いことが好ましい。また、空転
が、副共振回転数に限定されることを単に保証するだけ
でも十分であり得る。
【００１８】ロータの回転方向によって、各ばね４４の
所望の方向づけとともに、各ブレーキ要素のばね４４と
レッグ部４５の極性が設定される。各ばねは、鋭角θに
方向づけられ、この大きさは、ブレーキ要素が準備状態
から配備状態へ移行する時に、ロータの回転方向Ｒと反
対の方向に（例えばθAからθDへと）僅かに増加する。
更に、ドラム１４に固定されてこれとともに移動する観
察者からみると、各ブレーキ要素のばねは、同要素のレ
ッグ部よりも周方向に前方即ち前にある。よって、ばね
は、ロータの空転を防止するためにブレーキシューをド
ラムに対して確実に押しつける。方向Ｒ’に回転するロ
ータとともに図４のブレーキユニットを使用した場合に
は、（ばねに近い角部の反対側のレッグ部に近い角部で
ある）ブレーキシューの角部５４がドラムにあたって動
かなくなるおそれがある。このため、回転の速いロータ
によって１つまたはそれ以上のブレーキ要素が損傷され
るおそれがある。損傷されたユニットは、エンジンへの
燃料供給の停止に伴ってロータが低い速度まで減速した
後、意図されたような空転の防止を行うことができなく
なるおそれがある。
所望の方向づけとともに、各ブレーキ要素のばね４４と
レッグ部４５の極性が設定される。各ばねは、鋭角θに
方向づけられ、この大きさは、ブレーキ要素が準備状態
から配備状態へ移行する時に、ロータの回転方向Ｒと反
対の方向に（例えばθAからθDへと）僅かに増加する。
更に、ドラム１４に固定されてこれとともに移動する観
察者からみると、各ブレーキ要素のばねは、同要素のレ
ッグ部よりも周方向に前方即ち前にある。よって、ばね
は、ロータの空転を防止するためにブレーキシューをド
ラムに対して確実に押しつける。方向Ｒ’に回転するロ
ータとともに図４のブレーキユニットを使用した場合に
は、（ばねに近い角部の反対側のレッグ部に近い角部で
ある）ブレーキシューの角部５４がドラムにあたって動
かなくなるおそれがある。このため、回転の速いロータ
によって１つまたはそれ以上のブレーキ要素が損傷され
るおそれがある。損傷されたユニットは、エンジンへの
燃料供給の停止に伴ってロータが低い速度まで減速した
後、意図されたような空転の防止を行うことができなく
なるおそれがある。
【００１９】本発明の他の特徴の１つは、ブレーキのレ
ッグ部４５に対する、折れやすい各締結具５０の寸法の
小さいシャンク５１の軸方向位置である。図３に最もよ
く示されているように、寸法の小さいシャンク５１は、
全体としてレッグ部４５の後方にあり、折れやすい締結
具が２つの破片に破断する場合には、レッグ部の軸方向
後方位置で破断する。従って、破断した締結具の前方の
破片は、フランジ２８と破断レッグ部４５の目４７を貫
通する。しかし、フランジ２８をフランジ２９から分離
させる張力は、ほぼ即時にかつ強制的にフランジ２８と
レッグ部４５から前方の破片を放出し、ブレーキ要素が
配備状態に移動可能となるようにする。後方の破片は、
フランジ２９の穴３０内に固定されたままでも目４７内
には延在しないので、ブレーキの配備を妨げることはな
い。反対に、いずれかの破片がボルト穴３０または３２
内に配置されたままで、かつ目４７内に延在する場合に
は、対応するブレーキ要素が配備されず、ブレーキの有
効性が低下してしまう。
ッグ部４５に対する、折れやすい各締結具５０の寸法の
小さいシャンク５１の軸方向位置である。図３に最もよ
く示されているように、寸法の小さいシャンク５１は、
全体としてレッグ部４５の後方にあり、折れやすい締結
具が２つの破片に破断する場合には、レッグ部の軸方向
後方位置で破断する。従って、破断した締結具の前方の
破片は、フランジ２８と破断レッグ部４５の目４７を貫
通する。しかし、フランジ２８をフランジ２９から分離
させる張力は、ほぼ即時にかつ強制的にフランジ２８と
レッグ部４５から前方の破片を放出し、ブレーキ要素が
配備状態に移動可能となるようにする。後方の破片は、
フランジ２９の穴３０内に固定されたままでも目４７内
には延在しないので、ブレーキの配備を妨げることはな
い。反対に、いずれかの破片がボルト穴３０または３２
内に配置されたままで、かつ目４７内に延在する場合に
は、対応するブレーキ要素が配備されず、ブレーキの有
効性が低下してしまう。
【００２０】本発明は、好適実施例に基づいて説明した
が、当業者であれば分かるように、請求項に示した本発
明の範囲から逸脱することなく、種々の変更、修正、追
加を行うことができる。
が、当業者であれば分かるように、請求項に示した本発
明の範囲から逸脱することなく、種々の変更、修正、追
加を行うことができる。
【図１】本発明に係る空転ブレーキを示すターボファン
ガスタービンエンジンの前方端部の一部切り欠き側面図
である。
ガスタービンエンジンの前方端部の一部切り欠き側面図
である。
【図２】図１のベアリング支持部の軸方向に隣接するフ
ランジに関連して本発明の空転ブレーキユニットを示し
た部分説明図である。
ランジに関連して本発明の空転ブレーキユニットを示し
た部分説明図である。
【図３】空転ブレーキを更に詳細に示した図１の部分拡
大図である。
大図である。
【図４】１つのブレーキシューが配備状態で示され、他
のブレーキシューが中立状態で示され、複数のブレーキ
シューが準備状態で示されている図３の線４−４に沿っ
た断面図である。
のブレーキシューが中立状態で示され、複数のブレーキ
シューが準備状態で示されている図３の線４−４に沿っ
た断面図である。
２８，２９…ボルト留め用フランジ ３８…ブレーキリング ４２…ブレーキシュー ４４…ばね ４５…レッグ部 ４９…非犠牲締結具 ５２…折れやすい締結具
Claims (16)
- 【請求項１】 ブレーキドラムと、 各シューが、該各シューと前記ドラムとが接触しない準
備状態と、該各シューが前記ドラムと接触して該ドラム
と該各シューとの相対的な回転動作を規制する配備状態
と、を有する一組のブレーキシューを含むブレーキユニ
ットと、 所定のしきい値を超えるロータ不均衡に反応して、準備
状態から配備状態への移行を引き起こす手段と、を有し
ていることを特徴とするタービンエンジンのロータ用ブ
レーキ。 - 【請求項２】 前記ドラムは、エンジン圧縮機の径方向
内側面であることを特徴とする請求項１記載のタービン
エンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項３】 前記ブレーキユニットは、前記ロータに
よって囲まれていることを特徴とする請求項１記載のタ
ービンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項４】 前記ブレーキユニットは、配備状態にお
いて前記各シューを前記ドラムと接触するように押しつ
けるばねと、準備状態において前記シューが前記ドラム
と接触するのを防ぐために支持部に接続されたレッグ部
と、を含んでいることを特徴とする請求項１記載のター
ビンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項５】 前記支持部は、前記ロータ用のベアリン
グ支持部であることを特徴とする請求項４記載のタービ
ンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項６】 不均衡に反応する手段は、準備状態にお
いて前記シューが前記ドラムと接触するのを防ぐ一組の
折れやすい締結具であり、これらの締結具は、破断する
ことで配備状態への移行を引き起こすことを特徴とする
請求項１記載のタービンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項７】 ブレーキドラムと、 ブレーキリングと一組のブレーキ要素を含むブレーキユ
ニットと、を有し、前記各ブレーキ要素は、ブレーキシ
ューと、該シューを前記リングに接続するばねと、該シ
ューから前記リングに向かって延在するレッグ部と、を
含み、 更に、前記レッグ部を支持部に接続する開放可能な接続
部を有し、 前記各ブレーキ要素は、前記ばねがばね力を作用させる
準備状態を有し、この準備状態では、前記シューと前記
ドラムとが接触するのを防ぐように前記開放可能な接続
部が前記ばね力に抵抗し、前記各ブレーキ要素は、配備
状態をも有し、この配備状態では、前記ばね力によって
前記シューが前記ドラムと接触するように押しつけられ
ることを特徴とするタービンエンジンのロータ用ブレー
キ。 - 【請求項８】 前記ドラムは、回転可能なエンジンコン
プレッサの径方向内側面であることを特徴とする請求項
７記載のタービンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項９】 前記ブレーキユニットは、前記ロータに
よって囲まれていることを特徴とする請求項７記載のタ
ービンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項１０】 前記支持部は、前記ロータ用のベアリ
ング支持部であることを特徴とする請求項７記載のター
ビンエンジンのロータ用ブレーキ。 - 【請求項１１】 前記開放可能な接続部は、一組の折れ
やすい保持具を含み、これらの保持具は、破断すること
で準備状態から配備状態への移行を引き起こすことを特
徴とする請求項７記載のタービンエンジンのロータ用ブ
レーキ。 - 【請求項１２】 ロータの径方向内側面に設けられたブ
レーキドラムと、 ブレーキリングと一組のブレーキ要素を含むブレーキユ
ニットと、を有し、前記各ブレーキ要素は、ブレーキシ
ューと、該シューを前記リングに接続するばねと、前記
シューから前記リングに向かって延在するレッグ部と、
を含み、前記ブレーキユニットは、非回転のベアリング
支持部に接続され、該ベアリング支持部は、エンジンケ
ースに機械的に固定されており、 更に、前記レッグ部を前記ベアリング支持部に接続する
開放可能な接続部を有し、 前記各ブレーキ要素は、前記ばねがばね力を作用させる
準備状態を有し、この準備状態では、前記シューと前記
ドラムとが接触するのを防ぐように前記開放可能な接続
部が前記ばね力に抵抗し、前記各ブレーキ要素は、配備
状態をも有し、この配備状態では、前記ばね力によって
前記シューが前記ドラムと接触するように押しつけられ
ることを特徴とするタービンエンジンのロータ用ブレー
キ。 - 【請求項１３】 開口部が貫通しているとともに周辺部
に複数のスカラップを有するブレーキリングと、 一組のブレーキ要素と、を有し、前記各要素は、ブレー
キシューと、該シューと前記リングとを接続するばね
と、前記シューから前記リングに向かって延在するレッ
グ部と、を含み、該レッグ部は、目で終端となった内側
端部を備え、目を通って開口部が貫通しており、 前記ブレーキ要素は、それぞれ中立状態と偏向状態を有
し、中立状態では、前記ばねは、実質的に偏向されず、
偏向状態では、前記ばねは、偏向されるとともに各目が
対応するスカラップ内に収容されることを特徴とするタ
ービンエンジンのためのブレーキユニット。 - 【請求項１４】 前記各シューにそれぞれ固定されたブ
レーキライニングを含むことを特徴とする請求項１３記
載のタービンエンジンのためのブレーキユニット。 - 【請求項１５】 ロータの内側に設けられたブレーキド
ラムと、 前記ロータをベアリング上に支持するためのベアリング
支持部と、を有し、前記ベアリング支持部は、前方取付
台と後方取付台とを備え、各取付台は、対応するボルト
留め用フランジを有し、これらのフランジは、貫通する
第１の穴を含み、該フランジの一方は、貫通する第２の
穴を含み、 更に、一組の開口部が貫通するブレーキリングを含むブ
レーキユニットを有し、該ブレーキユニットは、前記開
口部と一方のフランジの第２の穴を貫通する締結具によ
ってベアリング支持部に接続されており、該ブレーキユ
ニットは、一組のブレーキ要素も備えており、各ブレー
キ要素は、ブレーキシューと、該シューを前記リングに
接続するばねと、前記シューから延在するレッグ部と、
を含み、前記レッグ部は、前記シューから離れた端部を
有し、この離れた端部は、開口部が貫通する目を備え、
前記各レッグ部は、前記目と前記各フランジの第１のボ
ルト穴の１つを貫通する折れやすい締結具によって前記
ベアリング支持部に接続されていることを特徴とするタ
ービンエンジンのロータ用ブレーキ装置。 - 【請求項１６】 前記ブレーキリングは、ボルト穴の間
で、かつ周方向に設けられた複数の周辺部スカラップを
含み、前記目が該スカラップに収容されていることを特
徴とする請求項１５記載のタービンエンジンのロータ用
ブレーキ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/504,527 US6312215B1 (en) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | Turbine engine windmilling brake |
| US09/504527 | 2000-02-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001280153A true JP2001280153A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=24006657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037831A Pending JP2001280153A (ja) | 2000-02-15 | 2001-02-15 | タービンエンジンのロータ用ブレーキ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6312215B1 (ja) |
| EP (1) | EP1126137B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001280153A (ja) |
| DE (1) | DE60135262D1 (ja) |
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