JP2003227494A - ゆるみのない連結による可変角度ベーン制御装置 - Google Patents

ゆるみのない連結による可変角度ベーン制御装置

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JP2003227494A JP2003016009A JP2003016009A JP2003227494A JP 2003227494 A JP2003227494 A JP 2003227494A JP 2003016009 A JP2003016009 A JP 2003016009A JP 2003016009 A JP2003016009 A JP 2003016009A JP 2003227494 A JP2003227494 A JP 2003227494A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゆるみのない連結による可変角度ベーン制御
装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る、ターボ機械圧縮機の固定
子用可変角度ベーンを制御する装置は、リンク３０と、
リンクの第１の端部３２と制御リング２０の間にヒンジ
を形成する連結手段２４と、ベーン１０のピボット１２
にリンクの第２の端部３４を固定する固定手段４０とを
備える。この装置は、さらに、リンクの長手方向中心平
面Ｐに対して傾斜するとともにリンクの第２の端部を受
ける平面縁部を含む、ピボットに形成される径方向リセ
スと、リンクの第２の端部の外側面に面接触する内側表
面を有するクランピングキャップと、を備える。固定手
段が当該キャップに奏する固定作用は傾斜縁部間の接触
部に伝わり、これにより、リンクの第２の端部はベーン
ピボットに対してゆるみなく維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、設定角度が可変な
ベーンの制御に関する。本発明の詳細な応用は、航空分
野におけるものであり、さらに詳細には、飛行機のター
ボ機械などターボ機械の圧縮機内の空気入口案内ベーン
の角位置を制御するためのものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボ機械内の可変設定ベーンを制御す
るための知られている装置は通常、ターボ機械のケーシ
ングを囲むリングの形態をした制御部材と、複数のレバ
ーまたはリンクとを具備し、各リンクはヒンジにより制
御リングに連結された第１の端部、およびそれぞれのベ
ーンのピボットに取り付けられた第２の端部を有する。
【０００３】リングをターボ機械の軸回りに回転させる
ことにより、ベーンの角位置は同期的に変更される。リ
ングの回転動作に追従できるように、各リンクとリング
の間の連結は、リングに対してほぼ径方向に延びる軸回
りでの回転における少なくともある自由度を有する。そ
れにもかかわらず、リンクは対応するベーンのピボット
に堅固に取り付けられているので、リングを回転させる
ことによりリングとベーンピボットに取り付けられたリ
ンクの部分との間に別の相対運動が誘発される。これら
の別の運動、または少なくともそのいくつかを受けとめ
る（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｅ）ために、ボール−ソケッ
トジョイントまたは類似する部品の形態で連結を行うこ
とが知られており、リングに対してほぼ径方向である軸
回りの回転に加えて、この連結によりリングに対してほ
ぼ円周方向である軸回りの回転が可能になる。また、リ
ングに対してほぼ径方向である方向に平行移動する際に
追加の自由度を提供する連結が提案されている。とりわ
け仏国特許出願公開第ＦＲ−Ａ−２６０８６７８号明細
書または仏国特許出願公開第ＦＲ−Ａ−２７４６１４１
号明細書を参照できる。
【０００４】米国特許第６，０１９，５７４号明細書
は、ベーンピボットとほぞ−ほぞ穴システムによって取
り付けられたリンクの端部との間の機械ヒンジを開示し
ており、ベーンピボットは、制御リンクを貫通するオリ
フィスを挿通するねじ山付き端部を有する。ピボットの
ねじ山付き端部上に締め付けられたナットにより、この
部品アセンブリが共に回転することができるようにな
る。同様に、欧州特許出願公開第１，０１０，８６２号
明細書には、ベーンピボットに固定され、ピボットに取
り付けられたリンクの端部に形成されたスロットを挿通
する駆動スタッドによって得られるヒンジが記載されて
いる。このアセンブリは同様に、ベーンピボットのねじ
山付き端部にねじ込まれたナットにより全体的に回転さ
れる。
【０００５】それにもかかわらず、これらの文献では、
制御リンクがベーンピボットに対して相対的に回転する
精度には、通常の実施において０．４°〜０．６°の範
囲の誤差が残る。この低レベルの精度は、制御装置のア
センブリの公差により種々の部品間に間隙が存在する事
実に由来する。特に、ピボットとその上に取り付けられ
たリンクの端部の間にゆるみが発生する。これにより、
アセンブリの適切な操作に対して特に有害なリンクを回
転させる際の精度の不足が生じる。
【０００６】
【特許文献１】仏国特許出願公開第ＦＲ−Ａ−２６０８
６７８号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第ＦＲ−Ａ−２７４６
１４１号明細書
【特許文献３】米国特許第６０１９５７４号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１，０１０，８６２
号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
リンクをベーンピボット上にゆるみなく保持することが
できる、リンクのための固定手段を使用する制御装置を
提案することにより、このような不都合を軽減すること
を目的とする。本発明の別の目的は、回転の精度の不足
をなくすことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
リンクと、リンクの第１の端部と制御リングの間にヒン
ジを形成する連結手段と、制御されるベーンのピボット
にリンクの第２の端部を固定する固定手段とを具備する
装置において、さらに、ベーンピボットに形成され、リ
ンクの第２の端部を受けるための径方向リセスであっ
て、リセスの長手方向中心平面に対して傾斜するととも
にリンクの第２の端部の対応する傾斜縁部と協働する少
なくとも１つの平面縁部を有するリセスと、リンクの第
２の端部と衝合し、固定手段がそれに作用するクランピ
ングキャップであって、前記傾斜縁部間の接触によりリ
ンクの第２の端部をベーンピボットに対してゆるみなく
維持するために、前記クランピングキャップが衝合する
リンクの第２の端部の外側面と面接触をする内側表面を
有するクランピングキャップとを具備することを特徴と
する、ターボ機械圧縮機の固定子用の可変角度ベーンを
制御する装置を提供する。
【０００９】その結果、リンクの第２の端部が、径方向
リセスおよびリンクの第２の端部に形成された傾斜平面
により、ベーンピボット上にゆるみなく位置決めされ
る。リンクの第２の端部は、クランピングキャップによ
りベーンピボット上での移動が防止され、固定手段によ
りそれに対する相対回転が防止される。従って、リンク
によってベーンピボットに伝達される回転駆動の精度が
改善される。
【００１０】有利には、クランピングキャップの内側表
面に形成され、リンクの第２の端部の一部がその中で係
合する溝が、クランピングキャップが別の部品に対して
相対回転するのを防止する働きをする。
【００１１】有利には、ベーンピボットに形成された径
方向リセスは、リセスの長手方向中心平面に関して対称
であり、リンクが確実にベーンピボット上に対称的に保
持されるようにする、２つの傾斜平面を有する。２つの
傾斜した平面縁部はまた、リンクの前縁部と後縁部を区
別するキーとなる効果をもたらすために、リセスの中心
平面に関して非対称であってもよい。
【００１２】本発明の別の特徴および利点は、限定的な
性格のものではない実施形態を示す添付の図面を参照し
て行う以下の説明から分かる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、設定角度が可変のベーン
１０を備えた、ターボ機械、例えば飛行機のターボジェ
ットの小部分を示す。例を挙げると、このベーンはター
ボ機械の圧縮機への入口にある案内ベーンであり、ター
ボ機械の軸の回りに配置される。図１では、１つのベー
ンのみを示す。
【００１４】よく知られる方法では、ベーン１０の角位
置はターボ機械（図１には、部分的にのみ示す）のケー
シング２２を囲む制御リング２０と複数のリンク３０と
によって制御される。各リンク３０は、ヒンジ形成連結
手段によって制御リング２０に連結された第１の端部３
２を有する。例を挙げると、ヒンジはリンク３０の第１
の端部３２を挿通するピンまたはフィンガ２４によって
構成され、制御リング２０のハウジング２６に係合され
る。
【００１５】リンク３０の第２の端部３４は、固定手段
４０によってベーン１０のピボット１２に取り付けられ
る。図１に示す固定手段４０は、従来通り、ベーンのピ
ボット１２に固定された軸方向のねじ山付きロッド１４
と、クランピングナット４２とを具備する、ねじ−ナッ
トシステムによって形成される。固定手段はまた、ベー
ンピボットの軸方向広さが、ブシュが嵌合することがで
きるようなものである場合、独立ねじおよびベーンのピ
ボット１２に埋め込まれた自己制動ブシュ（図示せず）
の形態でもよい。このような状況で、オリフィスが、独
立ねじを受けるために、ベーンピボット内に軸方向に形
成される。
【００１６】図２、３は、本発明によるリンクとベーン
ピボットの間の連結の実施形態をさらに詳細に示す。
【００１７】径方向リセス１６が、ベーン１０のピボッ
ト１２の上部面１２ａに形成され、そこから軸方向のね
じ山付きロッド１４が突出する。径方向リセス１６は、
リンク３０および径方向リセス１６の長手方向中心平面
Ｐに対して傾斜した平面縁部１６ａ、１６ｂによって、
横方向に画定される。傾斜角度は、例えば、３５°〜５
５°の範囲内にある。
【００１８】軸方向のねじ山付きロッド１４（または、
独立ねじ）を通すためのオリフィス３５を備えたリンク
３０の第２の端部３４は、リンクの長手方向中心平面Ｐ
に対して傾斜した、２つの側縁部３４ａ、３４ｂで決ま
る厚さ部分で、径方向リセス１６に係合する。側縁部３
４ａ、３４ｂの傾斜角度は、これらが衝合する径方向リ
セス１６の平面縁部１６ａ、１６ｂの傾斜角度に対応す
る。
【００１９】軸方向のねじ山付きロッド１４（または、
独立ねじ）を通すための穴４６を備えたクランピングキ
ャップ４４が、リンクの第２の端部３４の平外側面３６
と衝合する。示した例において、この衝合は、クランピ
ングキャップ４４に径方向に形成され、リンクの第２の
端部３４の形状と平外側面３６に隣接する部分で合致す
る、溝４８の平面底部４８ａによって生じる。
【００２０】クランピングナット４２により（または、
独立ねじにより）クランピングキャップ４４に対して加
えられる軸方向締め付け力は、平表面３６、４８ａ間の
面接触を通して伝達され、径方向リセス１６の傾斜縁部
１６ａ、１６ｂに対してリンク３０の傾斜縁部３４ａ、
３４ｂを維持するように働き、従って回転の際にゆるみ
のない連結が、リンク３０とベーンのピボット１２との
間に確立される。
【００２１】ここに示す例では、側縁部３４ａ、３４ｂ
は、平面縁部１６ａ、１６ｂと同様に、長手方向中心平
面Ｐに関して対称的に傾斜する。このことは、必ずしも
そうであるというわけではない。具体的には、２つの接
触する縁部、例えば、縁部３４ａ、１６ａのみが傾斜す
る必要があり、他方の縁部３４ｂ、１６ｂは傾斜する必
要はない。
【００２２】さらに、リンク３０の前縁部と後縁部を区
別するキーとなる効果をもたらすように、傾斜した平面
縁部１６ａ、１６ｂの位置が、径方向リセス１６の長手
方向中心平面Ｐに関して非対称とするのが有利かもしれ
ない。「非対称」という用語は、平面縁部の位置に関し
て使用され、平面縁部１６ａ、１６ｂの一方と長手方向
中心平面Ｐの間の距離Ｄ１が、他方の平面縁部１６ｂ、
１６ａと長手方向中心平面Ｐの間の距離Ｄ２の間の距離
を上回る、または下回ることを意味する。
【００２３】また、第２の端部３４の付近で、リンク３
０は第１の端部３２の部分の厚さより大きな厚さの部分
を存することも認められるはずである。この特徴によ
り、リンクの第２の端部３４がベーンのピボット１２に
形成された径方向リセス１６によく係合することが可能
になる。
【００２４】本発明の制御装置はまた、ベーン１０が取
り付けられたターボ機械のケーシング２２の開口部のリ
ップ５２と、クランピングキャップ４４との間で、ベー
ンのピボット１２の周りに配置されたブシュ５０を具備
することができる。このブシュ５０は、ケーシング内の
開口部とベーンピボットの間に挿入された減摩材料によ
りベーンのピボット１２を心合わせする目的で設けられ
る。その後、間隙調節シム５４を有利にはクランピング
キャップ４４とブシュ５０の間に配置して、これらの部
品間に存在しうるあらゆる軸方向の間隙を取り除く。こ
のような状況で、クランピングキャップ４４はまた、そ
の周面によりシム５４と衝合する。さらに、減摩座金５
６を、ケーシング２２の開口部のリップ５２とベーンの
ピボット１２の基部との間に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御装置の長手方向断面図である。
【図２】図１の制御装置の面ＩＩ−ＩＩに沿った断面図
である。
【図３】図１の制御装置の切開斜視図である。
【符号の説明】
１０ ベーン １２ ピボット １２ａ 上部面 １４ 軸方向のねじ山付きロッド １６ 径方向リセス １６ａ、１６ｂ 平面縁部 ２２ ケーシング ２０ 制御リング ２４、２６ 連結手段 ３０ リンク ３２ 第１の端部 ３４ 第２の端部 ３４ａ、３４ｂ 傾斜縁部、側縁部 ３５ オリフィス ３６ 外側面、平外側面 ４０ 固定手段 ４２ クランピングナット ４４ クランピングキャップ ４６ 穴 ４８ａ 内側表面 ４８ 溝 ５０ ブシュ ５２ リップ ５４ シム、間隙調節シム ５６ 減摩座金 Ｄ１、Ｄ２ 距離 Ｐ 長手方向中心平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H021 BA06 DA11 3H034 AA02 AA16 BB03 BB06 BB08 CC03 DD07 DD26 EE05 EE11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リンク（３０）と、前記リンクの第１の
    端部（３２）と制御リング（２０）の間にヒンジを形成
    する連結手段（２４、２６）と、制御されるベーン（１
    ０）のピボット（１２）に前記リンクの第２の端部（３
    ４）を固定する固定手段（４０）とを具備する装置にお
    いて、 さらに、前記ベーンピボットに形成され、前記リンク
    （３０）の前記第２の端部（３４）を受けるための径方
    向リセス（１６）であって、このリセスの長手方向中心
    平面（Ｐ）に対して傾斜するとともに前記リンクの前記
    第２の端部の対応する傾斜縁部（３４ａ、３４ｂ）と協
    働する少なくとも１つの平面縁部（１６ａ、１６ｂ）を
    有する該リセスと、 前記リンクの前記第２の端部と衝合し、前記固定手段
    （４０）が作用するクランピングキャップ（４４）であ
    って、前記傾斜縁部間の接触により前記リンク（３０）
    の前記第２の端部（３４）を前記ベーンピボット（１
    ２）に対してゆるみなく維持するために、前記クランピ
    ングキャップが衝合する前記リンクの前記第２の端部の
    外側面（３６）と面接触をする内側表面（４８ａ）を有
    する該クランピングキャップとを具備することを特徴と
    する、ターボ機械圧縮機の固定子用可変角度ベーンを制
    御する装置。
  2. 【請求項２】 前記ベーンピボット（１２）に形成され
    た前記径方向リセス（１６）は、前記リセスの前記長手
    方向中心平面（Ｐ）に関して対称な２つの傾斜した平面
    縁部（１６ａ、１６ｂ）を有することを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記ベーンピボット（１２）に形成され
    た前記径方向リセス（１６）は、前記リセスの前記長手
    方向中心平面（Ｐ）に関して非対称な２つの傾斜した平
    面縁部（１６ａ、１６ｂ）を有することを特徴とする請
    求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記クランピングキャップ（４４）の前
    記内側表面（４８ａ）は、前記クランピングキャップが
    衝合する前記リンク（３０）の前記第２の端部（３４）
    の前記外側面（３６）と相補的な形状の溝（４８）を有
    することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
    の装置。
  5. 【請求項５】 前記リンク（３０）は、その第２の端部
    （３４）で、その第１の端部（３２）の厚さを超える厚
    さ部分を有することを特徴とする請求項１から４のいず
    れかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 さらに、ケーシング（２２）内の開口部
    に前記ベーンピボットを心合わせするために、前記ベー
    ンピボット（１２）周りに配置されたブシュ（５０）を
    具備することを特徴とする請求項１から５のいずれかに
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 さらに、前記クランピングキャップ（４
    ４）と前記ブシュ（５０）の間に挿入されたシム（５
    ４）を具備することを特徴とする請求項６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記クランピングキャップ（４４）はま
    た、その周面で前記シム（５４）と衝合することを特徴
    とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 リンク（３０）と、前記リンクの第１の
    端部（３２）と制御リング（２０）の間にヒンジを形成
    する連結手段（２４、２６）と、制御されるベーン（１
    ０）ピボット（１２）に前記リンクの第２の端部（３
    ４）を固定する固定手段（４０）とを具備する装置にお
    いて、 さらに、前記ベーンピボットに形成され、前記リンクの
    前記第２の端部（３４）を受けるための径方向リセス
    （１６）であって、このリセスの長手方向中心平面
    （Ｐ）に対して傾斜するとともに前記リンクの前記第２
    の端部の対応する傾斜縁部（３４ａ、３４ｂ）と協働す
    る少なくとも１つの平面縁部（１６ａ、１６ｂ）を有す
    る該リセスと、 前記リンクの前記第２の端部と衝合し、前記固定手段
    （４０）が作用するクランピングキャップ（４４）であ
    って、前記傾斜縁部間の接触により前記リンク（３０）
    の前記第２の端部（３４）を前記ベーンピボット（１
    ２）に対してゆるみなく維持するために、前記クランピ
    ングキャップが衝合する前記リンクの前記第２の端部の
    外側面（３６）の隣接部分と相補的な形状である溝（４
    ８）を含む、内側表面（４８ａ）を有する該クランピン
    グキャップとを具備することを特徴とする、ターボ機械
    圧縮機の固定子用可変角度ベーンを制御する装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載の可
    変角度ベーン用の複数の制御装置を含む、ターボ機械圧
    縮機固定子。
JP2003016009A 2002-01-29 2003-01-24 ゆるみのない連結による可変角度ベーン制御装置 Expired - Fee Related JP4073794B2 (ja)

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