JP2003534894A

JP2003534894A - ギヤボックス最終組立品の清浄度検査を実施するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2003534894A
Application number: JP2001553970A
Authority: JP
Inventors: ベインズ，デビッド・マイケル; パケット，ロバート・ジェームズ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2003-11-25
Also published as: EP1165987A1; DE60108559T2; DE60108559D1; US20010032753A1; EP1165987B1; WO2001053723A1; US6976558B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ギヤボックス（１２）を通して、次いでフィルタ（２０）を通して油性流体を流すことによってギヤボックス（１２）の清浄度検査が実施される。【解決手段】フィルタ（２０）は、次いで計量されて、フィルタ中に捕集された汚染物質の重量を求める。汚染物質重量は、予め定められたレベルと比較され、汚染物質重量が予め定められたレベルを下回れば、ギヤボックス（１２）は許容できるとされる。この方法は、ギヤボックス（１２）の入口（１４）に流体連通された油性流体の供給源（１８）及びギヤボックス（１２）の出口（１６）に流体連通されたフィルタ（２０）を含む装置（１０）で行なわれる。ポンプ（２４）のようなデバイスが設けられて、油性流体をギヤボックス（１２）及びフィルタ（２０）を通して流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［連邦政府後援の研究開発に関する声明］海軍省により授与れた契約番号Ｎ０００１９−９６−Ｃ−００８０によって、
米国政府は本発明に一定の権利を有することができる。

【０００２】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一般的にギヤボックスに関し、より具体的には、ガスタービンエン
ジンに用いる密閉式ギヤボックスの清浄度検査に関する。

【０００３】

【従来の技術】

飛行中の航空機を推進するのに用いられるガスタービンエンジンは、加圧空気
を燃焼器に供給する圧縮機を含み、燃焼器において空気は燃料と混合され点火さ
れて、高温燃焼ガスを発生する。これらガスは下流の１つまたはそれ以上のター
ビンに流れて、ガスからエネルギーを抽出し、シャフトを介して圧縮機に動力を
供給しまた航空機を推進する推進力を発生する。

【０００４】航空機エンジンは、通常、燃料ポンプ、潤滑油ポンプ、発電機及び制御ユニッ
トなどの多くの補機デバイスを含み、それらはコアエンジンにより駆動される。
これは、一般的に、入口ギヤボックス、ラジアル駆動軸、伝達ギヤボックス、水
平駆動軸、及び補機ギヤボックスを含む補機駆動トレーンにより行われる。製造
及び組立て時に、ギヤボックスは、鋼製ショットピーン屑のような金属小片で汚
染される可能性がある。そのような汚染されたギヤボックスがエンジンに取り付
けられた場合、汚染物質は、エンジンの潤滑システムによって軸受などの他のエ
ンジン部品に移動する可能性がある。従って、エンジンに取り付けられるギヤボ
ックスは、軸受または他の部品が故障する可能性を排除するために、汚染物質が
ないことが重要である。

【０００５】汚染物質のないギヤボックスを製造する努力には、一般的に最終組立てに先立
ってギヤボックス単品部品を清浄化しまた清浄度検査工程を行うことが含まれる
。従来、このような部品の清浄度検査は、部品に存在する可能性のあるいかなる
汚染物質をも取り除くために、アルコールベース流体を用いる。最終組立て時に
追加の汚染が起こる可能性があるので、かかる努力は、必ずしも十分にうまくい
くとは限らない。従って、最終組立ての後にギヤボックスの清浄度検査を実施す
ることは、役立つはずである。しかしながら、ギヤボックスの中には、特に補機
ギヤボックスには、外部環境に対して完全に閉じられているという点で「密閉式
ギヤボックス」になっているものもある。標準的なアルコールベース流体を用い
る密閉式ギヤボックスの最終組立品清浄度検査を実施することは、ギヤボックス
の内部にドライスポットを生じ、そのことによるギヤボックスの腐食をもたらす
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

従って、内部のドライスポットを生じない、最終組立て後に密閉式ギヤボック
スの清浄度検査を実施する装置及び方法の必要性がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の要求は、ギヤボックスの清浄度検査を実施する方法を提供する本発明に
より満たされ、本発明では、油性流体がギヤボックスを通して次いでフィルタを
通して流される。次いで、フィルタが計量され、フィルタ中に捕集された汚染物
質の重量が求められる。汚染物質の重量は、予め定められたレベルと比較され、
汚染物質重量が予め定められたレベルを下回る場合には、ギヤボックスは許容さ
れる。この方法は、ギヤボックスの入口に流体連通された油性流体の供給源及び
ギヤボックスの出口に流体連通されたフィルタを含む装置で行われる。油性流体
をギヤボックス及びフィルタを通して流すためにポンプのようなデバイスが備え
られる。

【０００８】本発明及び従来技術より優れたその利点は、添付の図面を参照して以下の詳細
な説明及び添付の特許請求の範囲を読むことにより明白になるであろう。

【０００９】発明と見なされる主題は、本明細書の冒頭の部分に特に指摘され明確に請求さ
れている。しかしながら、本発明は、添付の図面の図に関連してなされる以下の
説明を参照することにより最もよく理解することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

図面において同一の参照符号は様々な図を通して同じ要素を表わしているが、
その図面を参照すると、最終的に組立てられた密閉式ギヤボックス１２の清浄度
検査を実施するための装置１０を、図１に概略的に示す。ギヤボックス１２は、
その外部環境に対して密閉されているガスタービンエンジンの補機ギヤボックス
のような、どのような種類のギヤボックスであってもよい。ギヤボックスは一般
に運転中に潤滑される必要があるので、ギヤボックス１２は、潤滑油をギヤボッ
クス１２中に入れるための通常の潤滑油入口１４及び潤滑油をギヤボックス１２
から出すための通常の潤滑油出口１６を含む。

【００１１】装置１０は、清浄度検査流体供給源１８、予備フィルタ１９、及び主フィルタ
２０をさらに含む。清浄度検査流体供給源１８は、予備フィルタ１９に流体連通
され、次に予備フィルタ１９は潤滑油入口１４に流体連通される。主フィルタ２
０は、潤滑油出口１６に流体連通される。具体的に言うと、各要素は、複数の適
当な流体導管２２により接続される。ポンプ２４または類似の手段を設けて、供
給源１８からの清浄度検査流体が、予備フィルタ１９、ギヤボックス１２、次い
で主フィルタ２０を通して流れるようにする。清浄度検査流体がギヤボックス１
２を通して流れるとき、清浄度検査流体はギヤボックス１２の内部に在る汚染物
質を同伴する。清浄度検査流体中に同伴される汚染物質は、次いで流体が主フィ
ルタ２０を通過するときに、その中に捕捉される。主フィルタ２０から流出する
流体は、別の流体導管２２を介して流体回収器すなわちリザーバ２６に導かれる
。予備フィルタ１９は、清浄度検査流体がギヤボックス１２を通過する前に汚染
物質を含まないことを保証する。

【００１２】ギヤボックス１２から取り除かれた汚染物質の重量は、主フィルタ２０を計量
し、次いで流体を流した後の主フィルタ２０の重量を流体を流す前のフィルタ重
量と比較することにより求められる。この重量差は、従って、主フィルタ２０に
捕捉された汚染物質の重量と等量であろう。ポンプ２４は、図１に清浄度検査流
体供給源１８とギヤボックス１２との間に設置されているように示されるが、ポ
ンプ２４は代わりにギヤボックス１２の下流に設置することが可能であるという
ことに注目されたい。装置１０はまた、流体を流す作業の間にギヤボックス１２
を保持するための適当な治具（図示せず）を含む。

【００１３】本発明の１つの好ましい実施形態において、清浄度検査流体は、油性流体であ
る。油性流体を用いることで、本発明は、密閉されたギヤボックス内で通常のア
ルコールベースの清浄度検査流体を用いた場合に発生しがちである内部ドライス
ポットを排除する。油性の流体は、流れがよく、詰まることがなく、またギヤボ
ックス内の汚染物質小片のほとんど大部分を同伴するように、好適な粘度のもの
が望ましい。十分に性能を発揮することが分かった１つの特定の油性流体は、Ｍ
ＩＬ−Ｌ−２３６９９オイルである。流体導管２２は、ナイロンでライニングす
るかまたはＭＩＬ−Ｌ−２３６９９オイルを用いるとき故障しない材料で作られ
る。

【００１４】予備及び主フィルタ１９及び２０は、両方ともが３ミクロン捕集フィルタであ
ることが望ましい。従って、フィルタ１９及び２０は、３ミクロン又はそれ以上
の大きさの汚染物質小片を捕捉するであろう。フィルタ１９及び２０は、両方共
がそれを通して流れる清浄度検査流体の量を処理するのに十分な大きさにすべき
であるが、このことは以下により詳細に述べる。

【００１５】装置１０の作動中、主フィルタ２０は、捕捉することを意図する汚染物質に加
えて油性流体の幾分かの量を捕捉するであろう。主フィルタ２０が流体を流した
後に計量されるときに、主フィルタ２０内に残る残留流体の全てが、重量差に含
まれることになる。かかる残留清浄度検査流体を取り除き、それによって汚染物
質重量を求めることへの影響を排除するために、補助装置２８が、主装置１０と
共に用いられる。２つの装置１０及び２８は、組み合わさって本発明の全体装置
を構成する。図２に概略的に示すように、補助装置２８は、溶剤３２が入ったタ
ンク３０を含む。タンク３０は、その中に主フィルタ２０を受け入れるのに十分
な大きさである。従って、主フィルタ２０は、溶剤３２中に浸漬されることが可
能である。溶剤３２は、主フィルタ２０内に捕捉された油性流体を溶解する。本
発明に用いられるのに適した溶剤の実例には、ミネラルスピリット及びイソプロ
ピルアルコール（またはその組合せ）が含まれる。

【００１６】浸漬処理は、汚染物質を全体的に残しながら主フィルタ２０から残留オイルを
取り除く。しかしながら、汚染物質の中には溶解した油性流体と一緒に主フィル
タ２０から取り除かれるものもあり得る。これらの汚染物質小片を再捕捉するた
めに、補助装置２８は、タンク３０内に形成された出口３６に流体連通される第
２フィルタ３４をさらに含む。第２フィルタ３４もまた、３ミクロン捕集フィル
タであることが望ましい。別のポンプ３８または類似の手段が設けられて、タン
ク３０からの溶剤３２を第２フィルタ３４を通して流し、第２フィルタ３４が溶
剤３２中に同伴された汚染物質を再捕捉する。第２フィルタ３４から流出する流
体は、溶剤回収器すなわちリザーバ４０に導かれる。主装置１０におけると同様
に、補助装置２８の要素の全ては、複数の適当な流体導管４２により流体連通さ
れる。次いで、ギヤボックス１２から取り除かれた汚染物質の総重量は、フィル
タ２０及び３４の両方を計量して、合計したフィルタ重量を使用前のフィルタ２
０及び３４の合計した重量と比較することにより求められる。

【００１７】次いで図３には、最終的に組立てられた密閉式ギヤボックス１２の清浄度検査
を実施する上記の装置１０及び２８を用いるための１つの好ましい実施形態が、
記載される。その方法は、ブロック１００から始まり、油性流体をギヤボックス
１２を通して（ギヤボックス１２内の汚染物質を同伴するために）、次いで主フ
ィルタ２０を通して（同伴された汚染物質を捕捉するために）流すブロック１０
２に進む。汚染物質をギヤボックス１２から完全に洗い流すために、流体は十分
な量でかつ十分な圧力で供給されなければならない。流体量及び圧力が小さすぎ
る場合には、汚染物質の全てが同伴されることにはならないであろう。流体量及
び／または圧力が大き過ぎる場合には、主フィルタ２０が損傷する可能性がある
。１つの好ましい構成において、約５０ガロンの油性流体がギヤボックス１２を
通して平方インチあたり約４０ポンドで流される。

【００１８】この方法は、次にブロック１０４に進み、そこで主フィルタ２０が装置１０か
ら取り外されて、主フィルタ２０中に捕捉された残留油性流体を溶解するために
、タンク３０内の溶剤３２中に置かれる。次に、ブロック１０６で、使用済みの
溶剤３２を第２フィルタ３４に通し、溶剤浸漬段階の間に溶解した油性流体と共
に主フィルタ２０から取り除かれた可能性がある、全ての汚染物質を再捕捉する
。１つの好ましい実施形態において、ブロック１０４及び１０６は、各々２回実
施される。具体的に言えば、主フィルタ２０は、最初に約３００ミリリットルの
ミネラルスピリット中に約３０分間浸漬され、次いで約３００ミリリットルのイ
ソプロピルアルコール中に約３０分間引き続き浸漬される。これらの溶剤の両方
を第２フィルタ３４に通す。溶剤のこの組合せは、油性流体を溶解するのに非常
に効果的であることが分かった。

【００１９】一旦これらの段階が完了すると、ブロック１０８に示ように、両方のフィルタ
２０及び３４は計量されて、フィルタ２０及び３４内に捕集された汚染物質の累
積重量を求める。具体的には、２つのフィルタ２０及び３４が計量され、次いで
捕捉された汚染物質の正味重量を得るために、使用前のフィルタ２０及び３４の
合計重量が、フィルタ２０及び３４の使用後の合計重量から差し引かれる。

【００２０】この方法は、次いでブロック１１０に進み、そこで、正味汚染物質重量が予め
定められたレベルと比較され、清浄度検査の有効性が判断される。正味汚染物質
重量が予め定められたレベルを下回る場合には、次にこの方法は、ブロック１１
２に進み、そこでギヤボックス１２が清浄度検査に合格したものとして許容され
、次いでこの方法はブロック１１４に示されるように完了する。しかしながら、
ブロック１１０で、正味汚染物質重量が予め定められたレベルを超える場合には
、このことは、ギヤボックス１２が現在のところ許容できないことを示すもので
あり、方法はブロック１１６に進む。ブロック１１６では、ギヤボックス１２が
流体を流すことを受けた回数が考慮される。ギヤボックスが、汚染物質を洗い流
す試みを受けた回数が比較的に少ない場合には、方法は、流すことと浸漬の一連
の操作を反復し、正味汚染物質重量の限度を達成することを試みるために、ブロ
ック１０２に戻る。

【００２１】ギヤボックスが既に数多くの試みを受けており、それでも正味汚染物質重量が
まだ予め定められたレベルを超える場合には、流体を流すことをさらに行うこと
が成功するという見込みがない。一般的に、２、３回以上の試みは過度であると
考えられる。この点で、方法は、ブロック１１８に進み、ギヤボックス１２は清
浄度検査に不合格になったものとして排除され、ブロック１１４に示すように清
浄度検査方法は完了する。一般に、排除されたギヤボックスは、次に分解されて
検査される。必要に応じて部品が交換されて、ギヤボックスは再組立されるであ
ろう。再組立されたギヤボックスは、次いでブロック１００から始まる清浄度検
査方法を受けることになる。

【００２２】それより下回るとき正味汚染物質重量が許容できると考えられる予め定められ
たレベルが、主としてギヤボックスの大きさに基づいて各ギヤボックスに対して
決定されなければならない。予め定められるレベルは、ギヤボックスまたは他の
部品に最も損傷を与える大きな汚染物質小片が取り除かれたということが合理的
に確信できるレベルに設定される。一般的に、予め定められるレベルは、７０〜
９０ミリグラムの範囲になるであろう。

【００２３】上記は、内部ドライスポットを生じない、最終的に組立てられた密閉式ギヤボ
ックスの清浄度検査を実施するための装置及び方法を述べたものである。本発明
の特定の実施形態を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されたような
本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、本発明に対する様々な
変形形態を作り出すことが可能であることは、当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】密閉式ギヤボックスの最終組立品清浄度検査を実施するための装
置の概略図。

【図２】図１の装置と共に用いられる補助装置の概略図。

【図３】密閉式ギヤボックスの最終組立品清浄度検査を実施する方法を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１０装置１２ギヤボックス１４ギヤボックス入口１６ギヤボックス出口１８清浄度検査流体供給源１９第２フィルタ（予備フィルタ）２０主フィルタ２２流体導管２４ポンプ２６リザーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＪＰＦターム(参考） 3B201 AA47 BB01 BB62 BB95 CA05 CC21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ギヤボックス（１２）の清浄度検査を実施する方法であって
、（ａ）前記ギヤボックス（１２）を通して、次いでフィルタ（２０）を通して
油性流体を流す段階と、（ｂ）前記フィルタ（２０）を計量し、前記フィルタ（２０）中に捕集された
汚染物質の重量を求める段階と、（ｃ）前記汚染物質の重量を予め定められたレベルと比較し、前記汚染物質の
重量が前記予め定められたレベルを下回る場合、前記ギヤボックス（１２）は許
容できるとする段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】前記フィルタを計量する前記段階に先立って、前記フィルタ
（２０）を溶剤（３２）中に浸漬する段階をさらに含むことを特徴とする請求項
１に記載の方法。
【請求項３】前記フィルタを溶剤（３２）中に浸漬する前記段階は、前記
フィルタ（２０）を約３０分またはそれ以上の間浸漬することを含むことを特徴
とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記フィルタ（２０）を計量する前記段階に先立って、前記
フィルタ（２０）を第１溶剤（３２）中に浸漬し、次いで前記フィルタ（２０）
を第２溶剤（３２）中に浸漬する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に
記載の方法。
【請求項５】前記第１溶剤（３２）はミネラルスピリットであり、また前
記第２溶剤（３２）はイソプロピルアルコールであることを特徴とする請求項４
に記載の方法。
【請求項６】前記ギヤボックス（１２）を通して前記油性流体を流すのに
先立って、別のフィルタ（１９）を通して前記油性流体を流す段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】前記フィルタ（２０）は３ミクロン捕集フィルタであること
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】前記油性流体は、ＭＩＬ−Ｌ−２３６９９オイルであること
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】前記ギヤボックス（１２）、次いで前記フィルタ（２０）を
通して油性流体を流す前記段階は、約５０ガロンの前記油性流体を前記ギヤボッ
クス（１２）を通して平方インチあたり約４０ポンドで流すことを含むことを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】前記汚染物質の重量が前記予め定められたレベルを上回る
場合には、前記（ａ）から（ｃ）までの段階が、反復されることを特徴とする請
求項１に記載の方法。
【請求項１１】前記ギヤボックス（１２）は、最終的に組立てられた密閉
式ギヤボックス（１２）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】最終的に組立てられた密閉式ギヤボックス（１２）の清浄
度検査を実施する方法であって、（ａ）前記ギヤボックス（１２）、次いで第１フィルタ（２０）を通して油性
流体を流す段階と、（ｂ）前記第１フィルタ（２０）を溶剤（３２）に浸漬する段階と、（ｃ）前記溶剤（３２）を第２フィルタ（３４）に通す段階と、（ｄ）前記第１及び第２フィルタ（２０，３４）を計量し、前記第１及び第２
フィルタ中に捕集された汚染物質の重量を求める段階と、（ｅ）前記汚染物質の重量を予め定められたレベルと比較し、前記汚染物質の
重量が前記予め定められたレベルを下回る場合、前記ギヤボックス（１２）は許
容できるとする段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】前記フィルタ（２０）を溶剤（３２）中に浸漬する前記段
階は、前記フィルタ（２０）を約３０分またはそれ以上の間浸漬することを含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記第１フィルタ（２０）を前記最初に述べた溶剤（３２
）中に浸漬する前記段階に引き続き、前記第１フィルタ（２０）を第２溶剤（３
２）中に浸漬する段階と、前記第２溶剤（３２）を前記第２フィルタ（３４）に通す段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】前記最初に述べた溶剤（３２）は、ミネラルスピリットで
あり、また前記第２溶剤（３２）は、イソプロピルアルコールであることを特徴
とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記第１及び第２フィルタ（２０，３４）は、３ミクロン
捕集フィルタであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】前記油性流体は、ＭＩＬ−Ｌ−２３６９９オイルであるこ
とを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】前記ギヤボックス（１２）、次いで前記フィルタ（２０）
を通して油性流体を流す前記段階は、約５０ガロンの前記油性流体を前記ギヤボ
ックス（１２）を通して平方インチあたり約４０ポンドで流すことを含むことを
特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】前記ギヤボックス（１２）を通して前記油性流体を流すの
に先立って、別のフィルタ（１９）を通して前記油性流体を流す段階をさらに含
むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】前記汚染物質の重量が前記予め定められたレベルを上回る
場合には、前記（ａ）から（ｃ）までの段階が、反復されることを特徴とする請
求項１２に記載の方法。
【請求項２１】入口（１４）及び出口（１６）を有するギヤボックス（１
２）の清浄度検査を実施するための装置（１０）であって、前記ギヤボックス入口（１４）に流体連通された油性流体の供給源（１８）と
、前記ギヤボックス出口（１６）に流体連通されたフィルタ（２０）と、前記油性流体を前記ギヤボックス（１２）及び前記フィルタ（２０）を通して
流すための手段と、を含むことを特徴とする装置（１０）。
【請求項２２】前記油性流体を前記ギヤボックス（１２）及び前記フィル
タ（２０）を通して流すための前記手段は、ポンプ（２４）であることを特徴と
する請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２３】前記フィルタ（２０）は、３ミクロン捕集フィルタである
ことを特徴とする請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２４】前記油性流体は、ＭＩＬ−Ｌ−２３６９９オイルであるこ
とを特徴とする請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２５】前記フィルタ（２０）を溶剤（３２）中に浸漬するための
手段をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項２６】前記溶剤（３２）は、ミネラルスピリットであることを特
徴とする請求項２５に記載の装置（１０）。
【請求項２７】前記溶剤（３２）は、イソプロピルアルコールであること
を特徴とする請求項２５に記載の装置（１０）。
【請求項２８】前記溶剤（３２）を通すための第２フィルタ（３４）をさ
らに含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置（１０）。
【請求項２９】油性流体の前記供給源（１８）と前記ギヤボックス入口（
１４）の間に流体連通された第２フィルタ（１９）をさらに含むことを特徴とす
る請求項２１に記載の装置（１０）。
【請求項３０】前記第２フィルタ（１９）は、３ミクロン捕集フィルタで
あることを特徴とする請求項２９に記載の装置（１０）。