JP2012516407A - Ａｇｂと油タンクとを含むアセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）（ＡＧＢ）とターボジェットエンジン用の液体潤滑剤槽（２）とを備えるアセンブリ（Ｅ）に関する。ＡＧＢ（１）は、補機（９ａ〜９ｂ）を機械的に駆動するシャフト（８ａ〜８ｆ）に平行に接続されたギア（７）を備える。アセンブリ（Ｅ）は、２つの隔室（５ａ、５ｂ）と、隔室（５ａ、５ｂ）を仕切るために前記シャフト（８ａ〜８ｆ）に垂直な隔壁（６）とを有するハウジング（４）を備え、隔室（５ａ）は補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）を画定し、隔室（５ｂ）は液体潤滑剤槽（２）を画定する。本発明により、アセンブリ（Ｅ）は小型になり、製造が容易になる。

Description

本発明は、ターボエンジン用の補機ギアボックスと潤滑油貯留槽とを備えるアセンブリに関する。

ターボジェットエンジンは、ガスが流れる方向の上流側から下流側に向かって、ファン、１つまたは複数の圧縮機段（例えば、高圧圧縮機）、燃焼チャンバ、１つまたは複数のタービン段（例えば、高圧タービンと低圧タービン）、およびガスが排気されるジェットパイプを備える。各圧縮機は対応するタービンを有し、これら２つは、例えば、高圧スプールおよび低圧スプールを形成するシャフトによって接続される。

ターボジェットエンジンによって生じた動力の一部は、ターボジェットエンジンの種々の補助装置を作動させるのに使用される。この動力は、補機ギアボックスの入力シャフトを駆動する動力取出しシャフトによって、ターボジェットエンジンの高圧（ＨＰ）スプールのシャフトから機械的に取り出される。

補機ギアボックスは、当業者には、ＡＧＢ（補機ギアボックスまたは補助ギアボックスを表す）という略語で知られている。ＡＧＢとは、例えば、発電機、始動モータ、オルタネータ、油圧ポンプ、燃料ポンプまたは油ポンプなどの一定数の補助装置または補機に接続されるギア装置（機構）を含むボックスである。これらの種々の補機は、ＡＧＢのギアによって機械的に駆動されるが、ギアは、ＨＰシャフトから取り出された動力をＡＧＢに入る入力シャフトを介して補機に伝達する。

ＡＧＢは、通常、鋳物として成形されたボックスを備え、補機を駆動するギアを収容するハウジングを画定する鋳造壁を備える。ギア装置の各歯車は、補機に接続された駆動シャフトに固定される。ＡＧＢによって駆動される種々の補機は、鋳造ボックスに直接取り付けられ、補機の駆動シャフトは補機を駆動するためにこのボックスの壁を貫通する。

エンジンはさらに、油が必要な種々のエンジン部品に油を供給する潤滑回路を備える。潤滑回路は、より詳細には、油貯留槽と、潤滑ユニット（回路全体に油を循環させる）と、潤滑が必要な部品に油を運ぶ給油ラインとを備える。潤滑ユニットは、通常、ＡＧＢによって駆動されるので、ＡＧＢに直接取り付けられる。

エンジンの中には、小型化の理由から、また配管を省略するために、油貯留槽はＡＧＢに直接取り付けられるのが好ましいものもある。そのためには、油貯留槽は、実際に、ＡＧＢの収容部品を形成する鋳物の突出部として形成される。このタイプの鋳物の場合、鋳造が習得しにくい技術であるため、またこのような突出部を有する（そのために、複雑である）部品のコストはかなり高くなるために、その設計および製造が難しいという問題がある。

他のエンジンでは、油貯留槽はＡＧＢから離されて、金属スラグを機械加工することによってＡＧＢを直接形成することができる。このような機械加工によって直接製造される部品は、一般に、当業者には、フランス語の「ｕｓｉｎｅｅｓ−ｍａｓｓｅ」または「ｔａｉｌｌｅｅｓ−ｍａｓｓｅ」に相当する「削り出し加工」の部品として知られている。より詳細には、この場合、ＡＧＢは、「スプリットライン」（分割線があるために付けられた表現）として知られている技術を使用して形成され、ＡＧＢハウジングを形成するのに２つの半シェルが使用される。したがって、鋳物として形成される油貯留槽は、ＡＧＢから離れた位置にあり、ＡＧＢに接続される必要があるが、これには油貯留槽およびＡＧＢの２つを互いに接続する導管の使用が必要となる。

本発明は、より低コストで製造できるより単純な設計のＡＧＢおよび油貯留槽を提案することである。

したがって、本発明は、ターボジェットエンジン用の補機ギアボックスであって、補機を機械的に駆動する互いに平行なシャフトに接続されるギア装置を備える補機ギアボックスと、潤滑油の貯留槽とを備えるアセンブリであって、２つの隔室と前記シャフトに垂直な１つの隔壁で隔室を仕切る隔壁とを有するボックスを備え、１つの隔室は補機ギアボックスを形成し、１つの隔室は潤滑油貯留槽を形成することを特徴とするアセンブリに関する。

本発明により、アセンブリは一体型アセンブリであり、そのために小型であるが、隔室はギア装置に接続されるシャフトに対して配置されるために製造が単純である。

好適な実施形態によれば、アセンブリ全体（および隔室）用のボックスは、通常、取り付けられることが意図されるターボジェットエンジンの円筒状ケーシングの形状に沿うように、細長い曲面形状である。

この場合、全体に軸に沿って伸びるターボジェットエンジンでは、補機ギアボックスのギアは、ターボジェットエンジンの軸にほぼ垂直な動力取出シャフトによって駆動されるように作られることは理解できる。

好適な実施形態によれば、隔室は、金属製中実ブロックからの機械加工によって製造される。材料ブロックからの機械加工法を使用するということは、隔室は鋳造操作せずに形成されるということである。つまり、このタイプの方法により、（フランス語の「ｕｓｉｎｅｅｓ−ｍａｓｓｅ」または「ｔａｉｌｌｅｅｓ−ｍａｓｓｅ」に相当する）「削り出し加工」で知られている部品製造が可能になる。このような方法を使用することで、鋳物を使用した場合の上述の問題を解決することができるが、それはアセンブリの隔室の上記で定義された構造によりこのような方法を使用することができる。

好適な実施形態によれば、隔室は、互いに固定されるに２つの半シェルで形成される。

好適な実施形態によれば、各半シェルは縁部で画定される少なくとも１つの開口部を備え、半シェルはこの縁部に沿って、好ましくは、隔壁と共に互いに固定される。

好適な実施形態によれば、各シェルの開口部は、駆動シャフトに垂直な平面では、補機ギアボックスのギア装置の投影に等しいかより大きい寸法を有する。

好適な実施形態によれば、半シェルは、好ましくは、隔壁と共に取り外し可能に、例えば、ねじ留めによって互いに固定される。したがって、シェルは、点検やメンテナンスのために、ＡＧＢのボックス部を形成する隔室の内部に接近できるように分解可能である。

好適な実施形態によれば、隔壁は、潤滑油貯留槽を形成する半シェルに取り外し不可能に固定される、例えば、溶接される。

一実施形態によれば、隔室は、補機駆動シャフトにほぼ垂直な方向に細長い形状である。

好適な実施形態によれば、潤滑油貯留槽を形成する隔室は、補機ギアボックスによって駆動される少なくともいくつかの補機の支持体の役割を果たす。

この場合に好ましい実施形態の形式によれば、貯留槽を形成する隔室まで少なくとも部分的に伸びる前記補機を駆動する駆動シャフトと共に、前記シャフトの周囲の保護管が貯留槽内に取り付けられる。

添付図面を参照して考察された本発明のＡＧＢおよび貯留槽のアセンブリの好適な実施形態の以下の説明により、本発明はより良く理解される。

本発明のアセンブリの好適な実施形態の斜視図である。 ２つの隔室を仕切る隔壁に垂直な平面における図１のアセンブリの断面図である。

本発明を、ターボジェットエンジンに関して説明する。ターボジェットエンジンは、従来の形では、高圧スプールと低圧スプールとを備え、各スプールは圧縮機とタービンとを備える。高圧スプールに取り付けられるのは、補機ギアボックス１（以降は、略語ＡＧＢ１で示す）に機械的に接続された動力取出シャフトを駆動する動力取出機構である。より詳細には、動力取出シャフトは、高圧スプールの回転シャフトからの運動をＡＧＢ１の入力（または駆動）シャフトに伝達する。ＡＧＢ１の入力シャフトは、ＡＧＢの壁（この場合、図１の上壁）に固定された接続片１１によってＡＧＢ１に接続される。接続片１１によって支持される入力シャフトは、従来の形では、ＡＧＢ１の上壁を貫通する。

ターボジェットエンジンはさらに、油貯留槽２と、潤滑ユニット９ａ（図１には示されていないが、図２には示されている）と、潤滑が必要な部品に油を運ぶライン（図示せず）とを備える潤滑回路を備える。この場合、潤滑ユニット９ａは、種々のエンジン部品に油を供給する給油ラインの全てに油が送られるように油が案内される主ラインに油を送る送油ポンプを備え、これらの給油ラインは主油ラインに直接的または間接的に接続されることに留意されたい。潤滑回路９ａは、さらに潤滑されたターボジェットエンジン部品から（通常は、重力下で）回収された油を吸い上げる複数のポンプ（この場合は、４つのポンプ）を備え、このように回収された油は油貯留槽２に再導入され、油貯留槽２から回路の主ラインへと圧送される。潤滑回路は、潤滑油が必要なそれらのエンジン部品または補助装置に、例えば、エンジンシャフト軸受またはＡＧＢ１のギア装置に潤滑油を供給する。

図１を参照すると、ＡＧＢ１および油貯留槽２は、一体型アセンブリＥを形成するように設計される。このアセンブリＥは、第１の隔室５ａおよび第２の隔室５ｂをそれぞれ画定する２つの半シェル４ａ、４ｂで形成されたボックス４を備え、２つの隔室５ａ、５ｂは隔壁６で仕切られる。

第１の隔室５ａは、ＡＧＢ１を形成する。このためには、第１の隔室５ａは、ＡＧＢ１の入力シャフトに機械的に接続されるギア装置７（または機構７）用ハウジングを形成し、ギア７はＡＧＢ１からの入力シャフトの運動をターボジェットエンジンの補機９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに伝達するように設計される。ギア装置７は、それぞれの補機９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを駆動する複数のシャフト８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに固定された複数の歯車７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆを備える。ギア７はさらに、１つのシャフト８ｄに固定される歯車７ｇ（この場合は、かさ歯車７ｇ）を備え、シャフト８ｄはＡＧＢ１の入力シャフトに固定されたかさ歯車と噛み合って、ＡＧＢ１の入力シャフトによってギア７の全ての歯車７ａ〜７ｆを駆動する。各駆動シャフト８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆは、軸８ａ’、８ｂ’、８ｃ’、８ｄ’、８ｅ’、８ｆ’に沿って伸びる。シャフト８ａ〜８ｆは、従来の形では、ＡＧＢ１内で互いに平行に配置される。この特定の場合において、補機は、潤滑ユニット９ａ、燃料ポンプ９ｂ、圧縮空気駆動式スタータ９ｃ、永久磁石モータなどの低出力発電装置９ｄ、始動発電機９ｅ、油圧ポンプ９ｆを備える（これらの補機９ａ〜９ｆは例として示したものである）。

第２の隔室５ｂは、潤滑回路用の油貯留槽の役割を果たす、つまり、回路用の油貯留槽２を形成する。第２の隔室５ｂは、油が入る閉鎖空間を形成する。

２つの隔室５ａ、５ｂを互いに仕切る隔壁６は、隔室５ａ、５ｂを形成する２つの半シェル４ａ、４ｂ間で固定され、油貯留槽２からの油がＡＧＢ１の隔室５ａに不必要に流れてしまうのを防ぐように、２つの半シェル間の流体連通を防ぐ。隔壁６は、シャフト８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆに垂直に伸びる。

ＡＧＢ１と油貯留槽２とを備えるアセンブリＥは、この場合、略細長形状である。より詳細には、アセンブリＥのボックス４は、この場合、取り付けられることが意図されるターボジェットエンジンの（円筒状）ケーシングの形状に沿うように設計されたほぼ細長い曲面形状である。当業者は、これを「バナナ」または「インゲン豆」形状と呼ぶことが多いが、より詳細には、平面的で互いに平行な駆動シャフト８ａ〜８ｆに垂直な面（図１の前面と後面）を有する形状であり、これらの面（前面および後面）は、それぞれ円柱の一部の形状の面（図１の下面および上面）で接続され、ボックス４の両端は、円筒状面を互いに連続して接続する曲面で形成される。アセンブリＥの主要（平均）寸法は、補機９ａ〜９ｆを駆動するシャフト８ａ〜８ｆに垂直である。

各半シェル４ａ、４ｂは、補機９ａ〜９ｆを駆動する駆動シャフト８ａ〜８ｆに垂直な面全体にわたる開口部を有する。各半シェル４ａ、４ｂの開口部は、縁部１０ａ、１０ｂ、この場合、各フランジ１０ａ、１０ｂの形状の縁部１０ａ、１０ｂによって画定されるので、このフランジ１０ａ、１０ｂは駆動シャフト８ａ〜８ｆに垂直に伸びる。半シェル４ａ、４ｂは、この場合、ねじ留めによって、これらのフランジ１０ａ、１０ｂに沿って互いに固定される。仕切り隔壁６は、ねじ留めによってアセンブリＥに固定されるが、この特定の場合に、同じねじがフランジ１０ａ、１０ｂ間に挟まれる仕切り隔壁６の周囲でフランジ１０ａ、１０ｂを接合する。

シャフト８ａ〜８ｆに垂直な仕切り隔壁６を備えたアセンブリＥの構造により、例えば、アルミニウム、チタン、またはマグネシウム製の金属スラグのような金属の中実ブロックから機械加工する方法によって、ＡＧＢ１および油貯留槽２を同時に製造することができる。このような機械加工法は、鋳造を含めた製造方法よりもはるかに実施費用がかからない。機械加工法は、ある程度は、隔壁で仕切られ別個の機能を果たすた２つの隔室を有する、「スプリットライン」技術によるボックス４を得ることができる方法である。

仕切り隔壁６が駆動シャフト８ａ〜８ｆに垂直であるので、ＡＧＢ１と油貯留槽２とを形成する半シェル４ａ、４ｂの開口部は、機械加工法を使うのに、特に、例えば、フライス盤などの工作機械を通すのに十分なサイズである。特に、この場合の開口部は、ＡＧＢ１が駆動シャフト７に垂直な平面上、例えば、仕切り隔壁８の平均平面上に含むギア装置７の組の投影像に対応する寸法であり、この投影像または投影は、駆動シャフト８ａ〜８ｆの軸８ａ’〜８ｆに対して、ＡＧＢ１のギア装置７に割り当てられるのを必要とする横空間に対応する。

図示されていない実施形態の代替形態によれば、仕切り隔壁６は、油貯留槽２を形成する半シェル４ｂにしっかりと取り外し不可能に固定され、これは、例えば、溶接によって取り付けられる。このような解決策の利点は、この解決策によりＡＧＢ１のギア装置７のメンテナンス動作を行うのにＡＧＢ１と油貯留槽２とを備えるアセンブリＥを取り外す必要があることがわかる場合もあるということである。しかしながら、このようなメンテナンス動作は、油貯留槽２では必要ではない。したがって、隔壁６を油貯留槽２に固定して取り付けることができるが、ＡＧＢ１を形成する半シェル４ａに（油貯留槽２と一緒に））取り外し可能に取り付けられる。

図２を参照すると（図示されていない図１でなく）、特定の補機９ａ、９ｃ、９ｅ、は、油貯留槽２を形成する半シェル４ｂに直接取り付けられる。より詳細には、潤滑ユニット９ａは、一部は、油貯留槽２の容積内（保護スリーブ１２内部）に直接取り付けられ、したがって、潤滑ユニット９ａのポンプは、貯留層２から油を吸い上げるか、または貯留槽２に直接油を送る。空圧スタータ９ｃおよびスタータ発電機９ｅは、仕切り隔壁６に面してひいては駆動シャフト８ａ〜８ｆに対して直角に伸びる半シェル４ｂの壁（図１では、前面）に取り付けられる。したがって、これらの駆動シャフト８ｃ、８ｅは、油貯留槽２を形成する隔室５ｂの容積を貫通し、シャフト８ｃ、８ｅが隔室５ｂまで伸びることで問題が生じないように、保護管８ｃ’’、８ｅ’’が隔室５ｂの仕切り隔壁６と半シェル４ｂの対向壁との間に取り付けられて、これらの保護管８ｃ’’、８ｅ’’まで伸びる駆動シャフト８ｃ、８ｅを収容し、保護管は、駆動シャフト８ｃ、８ｅと貯留槽２に含まれる油とが直接接触するのを防ぐ。

Claims (10)

1. ターボジェットエンジン用の補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）であって、補機（９ａ〜９ｆ）を機械的に駆動する互いに平行なシャフト（８ａ〜８ｆ）に接続されるギア装置（７）を備える補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）と、潤滑油の貯留槽（２）とを備えるアセンブリであって、２つの隔室（５ａ、５ｂ）と前記シャフト（８ａ〜８ｆ）に垂直な１つの隔壁（６）であって、隔室（５ａ、５ｂ）を仕切る隔壁（６）とを有するボックス（４）を備え、１つの隔室（５ａ）が補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）を形成し、１つの隔室（５ｂ）が潤滑油貯留槽（２）を形成することを特徴とする、アセンブリ。
2. ボックス（４）が、取り付けられることが意図されるターボジェットエンジンの円筒状ケーシングの形状に沿うように設計された曲面形状である、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 全体に軸に沿って伸びるターボジェットエンジンでは、補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）のギア装置（７）が、ターボジェットエンジンの軸にほぼ垂直な動力取出シャフトによって駆動されるように作られる、請求項３に記載のアセンブリ。
4. 隔室（５ａ、５ｂ）が、金属製中実ブロックからの機械加工によって製造される、請求項１から３の一項に記載のアセンブリ。
5. 隔室（５ａ、５ｂ）が、互いに固定される２つの半シェル（４ａ、４ｂ）で形成される、請求項１から４の一項に記載のアセンブリ。
6. 半シェル（４ａ、４ｂ）が、好ましくは、隔壁と共に取り外し可能に、例えば、ねじ留めによって互いに固定される、請求項５に記載のアセンブリ。
7. 隔壁（６）が、油貯留槽（２）を形成する半シェル（４ｂ）に取り外し不可能に固定される、例えば、溶接される、請求項５または６に記載のアセンブリ。
8. ボックス（４）が、補機（９ａ〜９ｆ）駆動シャフト（８ａ〜８ｆ）にほぼ垂直な方向に略細長形状である、請求項１から７の一項に記載のアセンブリ。
9. 潤滑油貯留槽（２）を形成する隔室（５ｂ）が、補機（９ａ〜９ｆ）ギアボックス（１）によって駆動される少なくともいくつかの補機（９ａ、９ｃ、９ｅ）の支持体の役割を果たす、請求項１から８の一項に記載のアセンブリ。
10. 貯留槽（２）を形成する隔室（５ｂ）まで少なくとも部分的に伸びる前記補機（９ｃ、９ｅ）を駆動する駆動シャフト（８ｃ、８ｅ）と共に、前記シャフト（８ｃ、８ｅ）の周囲の保護管（８ｃ’’、８ｅ’’）が貯留槽（２）内に取り付けられる、請求項９に記載のアセンブリ。

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