JP2006258290A - 遊星歯車列アセンブリおよび潤滑油供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一次装置の故障と二次装置による潤滑油流れの回復との間の時間間隔において効果的でかつ信頼性のある潤滑油の供給を提供する。
【解決手段】遊星キャリア（１２）は、遊星歯車を支持するジャーナル軸受（１６）を含み、このジャーナル軸受は、歯車負荷を支持する潤滑油のフィルムを生じさせるために潤滑油を受け入れる。トルクフレーム（１４）がキャリアハウジングに連結されており、キャリアハウジングにトルクを伝達するとともにその捻れを防止する。トルクフレームは、個々のジャーナル軸受に潤滑油をそれぞれ供給する複数の潤滑油供給通路を含む。各々の潤滑油供給通路は、通常運転中に潤滑油を蓄えるアキュムレータ（３８）を含む。このアキュムレータは、所望の量の潤滑油を蓄え、一次装置の停止と二次装置による潤滑油流れの回復との合間の時間において隣接するジャーナル軸受に潤滑油を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に遊星歯車装置用の油供給装置に関し、特に遊星歯車装置用の中断されない油供給装置に関する。

従来の遊星歯車アセンブリは、種々の歯車の回転を支持するキャリアハウジングを含む。各々の歯車は、ジャーナルシャフト上に支持されるとともにジャーナルシャフト内の通路を通して潤滑油の供給を受ける。潤滑油は、一次供給装置によってジャーナルシャフトに供給される。一次供給装置が故障したときに潤滑油を提供するために、一般に二次供給装置が含まれる。二次装置がジャーナルシャフトそして歯車に潤滑油を供給し続けるが、一次供給装置の故障と二次供給装置によって提供される潤滑油流れの回復との間には必然的に時間遅れが生じる。この時間遅れ中はジャーナルシャフトに潤滑油が提供されない。潤滑油の欠乏は、望ましくない影響を有し、特に航空機の動力伝達系などで一般的な高速用途で顕著である。

ジャーナルシャフトに供給される潤滑油は、ジャーナルシャフトとその上に支持される歯車との間に潤滑油のフィルムを生じさせる。この潤滑油のフィルムは、歯車とジャーナルシャフトとの間の望ましくない接触を防止するために必要である。一次潤滑油供給装置の故障と二次装置の連結との合間において、潤滑油の一次的な欠乏のために潤滑油のフィルムがなくなって歯車とジャーナルシャフトとが接触するおそれがある。歯車のこのような望ましくない接触は、望ましくない損傷および早期摩耗を引き起こしうる。

キャリアハウジングの本体は、一般に、その上に支持された歯車へのトルクの伝達によって生じるある程度の捻れを受け、この捻れは望ましくないベアリングのミスアラインメントを生じさせうる。このようなミスアラインメントは、ジャーナルシャフトの初期摩耗または損傷を発生させるおそれがある。典型的には、キャリアハウジングの捻れの影響は、トルクフレーム装置の適用によって最少化される。トルクフレームは、キャリアハウジングの支持を提供するとともに、シャフトを介してトルクをエンジン装置に伝達する。しかし、このような装置は、一次潤滑油装置の故障と二次潤滑油装置の連結との合間の時間における適応手段は提供しない。

従って、一次装置の故障と二次装置による潤滑油流れの回復との間の時間間隔において効果的でかつ信頼性のある潤滑油の供給を提供できる潤滑油供給装置の設計および開発が求められている。

本発明は、一次潤滑油供給装置の故障と二次潤滑油供給装置による潤滑油流れの回復との合間の時間においてジャーナル軸受に潤滑油を継続的に供給するとともにこのような供給を保証する装置である。

本発明の装置は、複数のジャーナルシャフトを支持する遊星キャリアハウジングを含み、複数のジャーナルシャフトは複数の遊星歯車を支持している。ジャーナルシャフトは、歯車を支持する潤滑油のフィルムを生じさせるために潤滑油を受け入れる。トルクフレームがキャリア装置の一部として設けられ、キャリアに支持を提供するとともにシャフトを介してエンジン支持構造体にトルクを伝達する。このトルクフレームは、第１の径方向距離から第２の径方向距離に設けられたキャリアハウジング本体へ潤滑油を供給する潤滑油通路を含む。キャリアハウジング本体は、ジャーナルシャフトに潤滑油を供給する。潤滑油は、正圧によってトルクフレームの潤滑油通路を通って供給される。トルクフレームは、個々のジャーナルシャフトに潤滑油をそれぞれ提供する複数の潤滑油供給通路を含む。

各々の潤滑油供給通路は、通常運転中に潤滑油を蓄えるアキュムレータを含む。このアキュムレータは、一次装置の故障と二次装置の連結との合間の時間において必要な潤滑油を提供するために所望の量の潤滑油を蓄える。アキュムレータからの潤滑油は、キャリアハウジング本体とトルクフレームとの回転によって発生する遠心力によってジャーナルシャフトまで押し込まれる。アキュムレータからの潤滑油流れは、二次装置が所望の圧力および流れの潤滑油を提供することができるまで各々のジャーナルシャフトへの所望の潤滑油流れを維持する。

従って、本発明の装置および方法は、トルクフレーム内に設けられた潤滑油アキュムレータを含み、このアキュムレータは、二次潤滑油供給装置の作動前の合間の時間においてジャーナルシャフトに潤滑油の供給を提供する。

本発明の上記およびその他の特徴は、以下の実施形態および図面により最もよく理解することができる。

図１を参照すると、遊星歯車装置１０は、キャリア１２と、キャリア１２に捻れを与えることなく出力シャフト（図示省略）にトルクを伝達するトルクフレーム１４と、を含む。キャリア１２は、複数のジャーナル軸受シャフト１６を支持し、これらのシャフトは対応する複数の遊星歯車（図示省略）を支持する。各々の遊星歯車の動作を滑らかにするために、トルクフレーム１４内の通路を通して潤滑油が供給される。潤滑油は、二次装置１７（図２参照）によって補完される一次装置１５（図２参照）によって供給される。一次装置１５が潤滑油を供給できなくなった場合には、予備の二次装置１７は、潤滑油流れの中断が実質的に小さくなるように潤滑油の供給を連結して継続させる。

最適の状況でも、一次装置の停止と予備の二次装置１７によって提供される潤滑油流れの回復との合間の時間において潤滑油流れの遅れがある。トルクフレーム１４は、潤滑油通路に隣接して配置された複数のアキュムレータ３８を含み、これらのアキュムレータは、通常運転中に潤滑油を蓄えるとともに二次装置１７の連結前の合間の時間に潤滑油を提供する。トルクフレーム１４は、外側ハブ２６から径方向外向きに延在する複数のスポーク２０を含む。各々のスポーク２０は、キャリア１２に連結されるボス２８を有する。潤滑油は、外側ハブ２６の開口部２５を通り、各々のスポーク２０およびボス２８内の通路を介してキャリア１２に供給される。潤滑油は、潤滑油の噴流からトルクフレームに直接供給することができる。

図２を参照すると、トルクフレーム１４のスポーク２０の１つが示されており、トルクフレーム１４は軸２２を中心に回転するシャフト３２に連結されたハブ２６を含む。潤滑油が、外側ハブ２６そして潤滑油主通路３０に供給される。アキュムレータ３８は、主通路３０に隣接して配置されるとともに入口４０と出口４２とを含む。入口４０は、軸２２から離間された径方向位置４１に設けられる。この径方向距離は、遊星歯車装置１０の回転中に発生する遠心力によって生じる潤滑油流れを提供する。通常運転中は、潤滑油は主通路３０を通ってキャリア通路５２内に流れる。キャリア通路５２は、潤滑油をジャーナル軸受１６（図１参照）に供給する開口部５０を含む。

アキュムレータ３８の容量によって決定される所望の量の潤滑油がアキュムレータ３８を満たす。アキュムレータ３８内の潤滑油は、常に補給され、アキュムレータ３８を通る潤滑油の一定の流れが提供される。出口４２は、潤滑油流れを制限する大きさのオリフィス４８を含みうる。オリフィス４８は、主通路３０を通して供給される潤滑油流れよりも少ない流れを提供する大きさとなっている。

一次装置の故障の際には、潤滑油が主通路からなくなるとともに、アキュムレータ３８から排出され始める。出口４２は、軸２２に平行な通路３５の部分から径方向に離間されており、潤滑油を駆動する正圧または圧力水頭を生じさせる。入口４０は、軸２２から離間されている。軸２２からの距離とともに遊星歯車装置１０の回転によって、潤滑油の径方向外向きの流れを生じさせる遠心力が発生する。

アキュムレータ３８は、所望の時間にわたって所望の量の潤滑油を提供するように計算された容量を含む。所望の時間は、二次装置１７による潤滑油流れの回復の前に生じる時間遅れと一致する。この例におけるアキュムレータ３８からの潤滑油の流量は、ジャーナル軸受シャフト１６の機能を維持するのに要求される最小限の流量に設定することができる。比較的低い流量は、アキュムレータ３８内に蓄えられる潤滑油の比較的長い供給継続時間を提供する。ジャーナル軸受シャフト１６への潤滑油流れは、追加の時間を提供するように減少させることもできる。

図３を参照すると、本発明による他の例示的なトルクフレーム１４の断面が示されており、通路６２と一体の部分として設けられたアキュムレータ６０を含んでいる。アキュムレータ６０は、ハブ２６とボス２８との間の潤滑油用の通路６２の一部を画成する。潤滑油は、ハブ２６からボス２８までスポーク２０を通って径方向外向きに流れてからキャリア１２内に流れる。潤滑油は、通路６４の絞り部６６のためにアキュムレータ６０を満たし、この絞り部６０によって僅かな背圧が生じてアキュムレータ６０が満たされる。潤滑油は、通常運転中にアキュムレータ６０を常に満たし、一次装置１５からの潤滑油流れが中断したときに排出される。

トルクフレーム１４は、ボルトやネジ（図示省略）などの締結具によってボス２８を介してキャリアハウジングの本体に連結可能である。トルクフレーム１４とキャリア１２とは、連続的に回転して遠心力を発生するので、潤滑油がキャリア１２内に押し込まれる。アキュムレータ６０と通路６４との間の出口６６は、アキュムレータ６０が通常運転中に満たされ、かつ二次装置１７による潤滑油流れの回復の前の合間の時間において潤滑油の排出を予め定められた所望流量に調整するように潤滑油流れを制御する。

運転中は、潤滑油が正圧力水頭によって一次装置１５から供給され、すなわちトルクフレーム１４のハブ２６などの比較的低い径方向位置から噴射する。潤滑油は、続いて遊星歯車装置１０の回転によって発生する遠心力によってトルクフレーム１４の通路６２を通って径方向外向きに導かれる。潤滑油は、出口６６で絞られ、アキュムレータ６０の継続的な補給を提供する。一次装置１５が動作しなくなり、潤滑油の圧力およびアキュムレータ６０への流れが中断した場合には、一次装置１５が潤滑油を供給しなくなった後の予め定められた時間にわたってアキュムレータ６０からの流れが継続する。アキュムレータ６０がジャーナル軸受シャフト１６に流れを供給できる継続時間は、二次装置１７による潤滑油流れの回復に必要な時間と一致するように決定される。これにより、ジャーナル軸受シャフト１６への中断のない潤滑油の供給が提供される。

本発明の好適実施例を示したが、当業者であれば特定の改良も本発明の範囲に含まれることが分かるであろう。よって、本発明の真の範囲および内容を判断するためには請求項を検討することが必要である。

本発明に係る遊星歯車キャリアの斜視図である。 本発明に係るトルクフレームの断面図である。 本発明に係る他のトルクフレームの断面図である。

符号の説明

１０…遊星歯車装置
１２…キャリア
１４…トルクフレーム
１６…ジャーナル軸受シャフト
２０…スポーク
２５…開口部
２６…外側ハブ
２８…ボス
３８…アキュムレータ

Claims (18)

1. 遊星歯車を支持するキャリアハウジングと、
   前記キャリアハウジングのトルクによる捻れを防止するために該キャリアハウジングに取り付けられたトルクフレームと、を有し、前記トルクフレームおよび前記キャリアハウジングの一方は、前記遊星歯車の少なくともいくつかに油を供給する潤滑油通路を含むことを特徴とする遊星歯車列アセンブリ。
2. 前記トルクフレームおよび前記キャリアハウジングの少なくとも一方の内部に設けられるとともに、前記潤滑油通路と流体的に連通するアキュムレータを含むことを特徴とする請求項１記載の遊星歯車列アセンブリ。
3. 前記アキュムレータは、入口と出口とを有し、これらは共に前記潤滑油通路と連通していることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車列アセンブリ。
4. 前記入口は入口オリフィスを含み、前記出口は出口オリフィスを含み、前記出口オリフィスは前記アキュムレータから前記潤滑油通路への潤滑油流れを制限していることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車列アセンブリ。
5. 前記出口オリフィスを迂回する通路を有し、この通路は、前記出口オリフィスよりも大きい潤滑油流れを供給する通路オリフィスを含むことを特徴とする請求項４記載の遊星歯車列アセンブリ。
6. 前記アキュムレータを迂回する通路を有することを特徴とする請求項４記載の遊星歯車列アセンブリ。
7. 前記トルクフレームはハブ部を含み、このハブ部は潤滑油用の入口を有することを特徴とする請求項１記載の遊星歯車列アセンブリ。
8. 前記アキュムレータは、前記入口の径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項７記載の遊星歯車列アセンブリ。
9. 前記トルクフレームはボス部を含み、このボス部は、潤滑油を前記キャリアハウジングに連通させる出口を有することを特徴とする請求項１記載の遊星歯車列アセンブリ。
10. 潤滑油用の入口を含むハブと、
    前記ハブから径方向に離間されているとともに潤滑油用の出口を含むボスと、
    前記ハブと前記ボスとの間に設けられ、前記入口と前記出口との間に潤滑油用の通路を画成するスポーク部と、を有することを特徴とする遊星歯車ハウジング用のトルクフレームアセンブリ。
11. 前記入口から流入する潤滑油の停止に応答して所望の時間にわたって遊星歯車ハウジングへの潤滑油流れを維持するために、所望の量の潤滑油を蓄えるアキュムレータを含むことを特徴とする請求項１０記載の遊星歯車ハウジング用のトルクフレームアセンブリ。
12. 前記アキュムレータは、前記通路の一部を含むことを特徴とする請求項１１記載の遊星歯車ハウジング用のトルクフレームアセンブリ。
13. 前記アキュムレータは、前記通路から独立したチャンバを含み、このチャンバは、アキュムレータ入口とアキュムレータ出口とを有することを特徴とする請求項１１記載の遊星歯車ハウジング用のトルクフレームアセンブリ。
14. 前記アキュムレータ出口は、出口オリフィスを含み、この出口オリフィスは、潤滑油の所望の流量を提供することを特徴とする請求項１３記載の遊星歯車ハウジング用のトルクフレームアセンブリ。
15. 一次潤滑油供給源の故障と潤滑油流れの回復との間の時間において遊星歯車装置の歯車に潤滑油を供給する潤滑油供給方法であって、
    ａ．遊星歯車装置の構造体の内部に設けられたアキュムレータに潤滑油を蓄え、
    ｂ．一次潤滑油供給源からの潤滑油流れの停止に応答して、前記アキュムレータから潤滑油通路に潤滑油を放出することを含むことを特徴とする潤滑油供給方法。
16. 前記アキュムレータには、所望の運転中に潤滑油が連続的に補給されることを特徴とする請求項１５記載の潤滑油供給方法。
17. 前記アキュムレータは、所望の時間にわたって所望の潤滑を維持するために、前記遊星歯車装置用の潤滑油を含むことを特徴とする請求項１６記載の潤滑油供給方法。
18. 前記所望の時間は、潤滑油の枯渇と予備の潤滑装置からの補給との間の継続時間であることを特徴とする請求項１７記載の潤滑油供給方法。

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