JP2013139254A - ホバリング可能な航空機のための遊星歯車列 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽歯車に対する２つの所定の位置におけるノズルの配置及び遊星歯車のサイズのため、ノズルからのオイル流れのための空間が極めて制限され潤滑剤の注入が妨げられることが防げる遊星歯車列を提供する。
【解決手段】第１の軸線Ａ中心に回転すると共に外部歯８を有する太陽歯車７と、内部歯１０を有すると共に第１の軸線と同軸上で且つ太陽歯車に対して径方向外方に配置された固定されたリング歯車９と、複数の遊星歯車１１であって、外部歯１２をそれぞれ有し、太陽歯車及びリング歯車の歯間に挿入されると共にその歯とかみ合い、且つ、それぞれの第２の軸線Ｂ中心に回転して第１の軸線中心に旋回する複数の遊星歯車と、潤滑剤の流れＦを生じさせるために第１の軸線及び太陽歯車の周りに配置された複数のノズル１７を有する潤滑剤の供給手段１６と、を具備し且つ流れが環状流であるホバリング可能な航空機のための遊星歯車列６を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転換式航空機又はヘリコプターのようなホバリング可能な航空機のための遊星歯車列に関し、以下で例示によって明確に説明される。

公知のように、ヘリコプターは、１又は複数のタービンからメイン回転翼及び／又は尾部回転翼への動力伝達のため及び／又はタービンから例として搭載設備を操作するために例えば必要エネルギーを供給する附属装置への動力伝達のため、概して複数のトランスミッションを搭載している。１つのトランスミッションは、概してタービンとメイン回転翼駆動シャフトとの間に挿入される。トランスミッションの最終減速段階は、概して回転翼シャフトへと適切なトルク及び速度で動力伝達するための遊星減速歯車である。

遊星減速歯車は、概して固定された第１の軸線中心に回転する第１の歯車又は太陽歯車と、第１の軸線と同軸の固定された第２の歯車又はリング歯車と、太陽歯車及びリング歯車とかみ合うと共に第１の軸線と平行であるそれぞれの可動な第２の軸線中心に回転する複数の遊星歯車と、を具備する。

上述した遊星減速歯車は、第１の軸線中心に回転すると共に遊星歯車に接続された遊星キャリアも具備する。従って、それぞれの第２の軸線中心の回転に加え、遊星歯車は、太陽歯車の第１の軸線中心の旋回も行う。より詳細には、太陽歯車は入力シャフトに接続され、遊星キャリアは回転翼シャフトに接続された出力シャフトとして駆動する。言い換えると、機械的動力は、太陽歯車を介して遊星減速歯車に入力され、遊星キャリアによって回転翼シャフトへと適切なトルク及び速度で伝達される。太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車は、全て環状底部支持プレートに取付けられ、第１の軸線に対して径方向で且つ太陽歯車の外周縁から延在するプレートに固定される２つのバーに適合されたノズルによってオイル潤滑化される。

米国特許出願公開第２０１１／０２９９９７４号明細書

太陽歯車に対する２つの所定の位置におけるノズルの配置及び遊星歯車のサイズのため、ノズルからのオイル流れのための空間は極めて制限され、そのため、かみ合う太陽歯車と遊星歯車の歯への一定の潤滑剤の注入が妨げられ、その結果、特に複数のかみ合いサイクルを概して旋回ごとに実行する太陽歯車の潤滑不足となる。

特許文献１は、請求項１の前提部（preamble）に係る遊星歯車列を開示している。上述した欠点を安価で容易に除外するように設計されたホバリング可能な航空機のための遊星歯車列を提供することが本発明の目的である。本発明によれば、請求項１で請求されたようなホバリング可能な航空機のために提供された遊星歯車列がある。本発明は、更に請求項１２で請求されたようなホバリング可能な航空機に関する。

好適な本発明に係る制限しない実施形態は、添付された図面を参照にしつつ例示によって説明される。

本発明に係る遊星歯車列を具備するホバリングする航空機、特にヘリコプターの斜視図を示す。 図１の航空機に組み込まれた遊星歯車列の分解斜視図を示す。 使用時の図２の遊星歯車列の拡大斜視図を示す。 明確にするために部品を取り除いた図３の遊星歯車列の拡大斜視図を示す。 明確にするために部品を取り除いた図３の遊星歯車列の拡大斜視図を示す。 図５の詳細の拡大斜視図を示す。 図６の詳細な横断面図を示す。

図１の符号１は、ホバリング可能な航空機全体を示し、例示においてヘリコプターを示す。ヘリコプター１は、概して機体２と、第１平面で回転し且つヘリコプターを全体として維持するために機体２に取付けられたメイン回転翼３と、回転翼３によって機体２の回転に抗するために機体２の後端に取付けられると共に第１平面と交差する第２平面で回転する尾部回転翼４と、を具備する。

ヘリコプター１は、タービン（図示せず）から回転翼３の駆動シャフト（図示せず）への動力伝達のためのメイントランスミッション５と、トランスミッション５によって動力付与されると共に同様に回転翼４に動力付与する補助的トランスミッションと、を更に具備する。トランスミッション５は、概して遊星歯車列６（図２及び３）によって画成される最終段階を具備し、その遊星歯車列は、回転翼３の駆動シャフトへと適切なトルク及び角速度で動力を伝達する。例示において示された遊星歯車列６は、減速ギヤである。

特に図２から図５を参照すると、遊星歯車列６は、概して軸線Ａ中心に回転する外部歯８を有すると共に歯車列６が一部を形成する段階の入力シャフト（図示せず）に機能的に接続された太陽歯車７と、内部歯１０を有すると共に軸線Ａと同軸線上に延在する、太陽歯車７の周りの固定されたリング歯車９と、軸線Ａと平行なそれぞれの軸線Ｂ中心に回転すると共に太陽歯車７及びリング歯車９とかみ合うそれぞれの外部歯１２を有する複数（例示において５つ）の遊星歯車１１と、軸線Ａ中心に回転すると共に回転翼３の駆動シャフト（図示せず）に直接接続され且つ遊星歯車１１に接続される遊星キャリア１３と、を具備する。

リング歯車９は太陽歯車７より径が大きく、遊星歯車１１は、リング歯車９と太陽歯車７との間に挿入される。各遊星歯車１１は、遊星歯車１１自体の軸線Ｂ中心に回転すると共に軸線Ａ中心に、例えば軸線Ｂが軸線Ａ中心に可動となるように旋回する。機械的動力は、太陽歯車７を介して遊星歯車列６に入力され遊星キャリア１３によって回転翼３のシャフトへと適切なトルク及び速度で出力される。

より詳細には、各遊星歯車１１が軸線Ｂ中心に回転すると共に軸線Ａ中心に旋回するとき、遊星歯車１１の外部歯１２は、周期的に太陽歯車７の外部歯８及びリング歯車９の内部歯１０とかみ合う。

図２から図５に示されたように、リング歯車９は、リング歯車９、太陽歯車７、遊星歯車１１及び遊星キャリア１３の真下に配置された軸線Ａ上の環状プレート１５に固定される。図２、５、６及び７に示されたように、歯車列６は、プレート１５に固定された潤滑剤（概してオイル）供給装置１６も具備する。

本発明に係る重要な特徴は、装置１６が、潤滑剤（図５及び図６）の環状流Ｆを生じさせるため、軸線Ａ中心に且つ太陽歯車７の周りに配置された複数のノズル１７を具備することである。より詳細には、ノズル１７は、軸線Ａの周りに延在する分配器１８に形成される。

本発明に係る好適な実施形態において、分配器１８は、それぞれの凹部を対面させながら軸線Ａの正反対側に位置した２つの略Ｃの形をした管路１９を具備する。より詳細には、管路１９は、分配器１８の２つの半体を形成すると共に、ギザギザ形状(jagged profile)を備えた一体型でそれぞれ形成される。

図２、５、６及び７に示されたように、各管路１９は、複数の直線部２０を具備し、その各直線部２０が、１又は複数の隣接した直線部２０と１８０°以下の角度を形成し、且つ、その各直線部２０が、潤滑剤の通過流を可能とするために１又は複数の隣接した直線部２０の１又は複数の長手穴２１に接続された長手穴２１を有する。

図５、６及び７に示したように、各直線部２０は、隣接した直線部２０の長手穴２１に接続された１つの端部２２を有し、且つ、対向する外方に開口した端部２３は、外側から通過可能であると共に使用時にはそれぞれのプラグ２４によってシールされる。従って、各管路１９は、外側から通過可能な端部２３から各直線部２０に沿ってドリル加工された中実体から形成されることができ、その結果できた穴２１は、次いでそれぞれのプラグ２４でシールされる。

ノズル１７は、管路１９の直線部２０に形成されると共に長手穴２１と連通する横方向の穴によって画成される。各管路１９のため、分配器１８は、管路１９から反対方向に他の管路１９へと突出すると共に潤滑剤供給口２６を有する分岐路２５を具備する。分岐路２５は、ノズル１７も有する。分配器１８の管路１９及び分岐路２５は、下部のプレート１５への組立てのための側部フランジ２７を有する。

実際の使用において、動力は、軸線Ａ中心に回転する太陽歯車７を介して遊星歯車列６に入力される。太陽歯車７が回転するとき、遊星歯車１１は、それぞれの軸線Ｂ中心に回転すると共に軸線Ａ中心に旋回し、且つ遊星歯車１１の歯１２は、固定されたリング歯車９の歯１０とかみ合う。従って、遊星キャリア１３は、回転翼３のシャフトへと適切な速度で動力伝達するため軸線Ａ中心に回転する。運転中、ノズル１７からの潤滑剤は、任意のかみ合い状態で、太陽歯車７の外部歯８及び遊星歯車１１の外部歯１２を徹底的に潤滑化する。

本発明に係る遊星歯車列６の利点は、上述した説明から明らかである。特に、太陽歯車７周りのノズル１７の環状構成は、太陽歯車７及び遊星歯車１１の外部歯８及び１２の一定の潤滑化を可能とする。分配器１８が構成される方法は、（例えば鋳造によって得られる解決法と比較して）長手穴２１周りの材料厚さの最小化を提供し、従って歯車列６の全体重量を最小化し、概して溶接管部材を含む解決法に関連したシーリング問題を回避する。

添付された特許請求の範囲で定義された保護的範囲から逸脱することなく、ここで説明され且つ図示されたような遊星歯車列６が変形されてもよいことは明らかである。特に、遊星歯車列６は、転換式航空機で使用されてもよい。

１ ホバリング可能な航空機
２ 機体
３ メイン回転翼
４ 尾部回転翼
５ トランスミッション
６ 遊星歯車列
７ 太陽歯車
８ 外部歯
９ リング歯車
１０ 内部歯
１１ 遊星歯車
１２ 外部歯
１３ 遊星キャリア
１５ 環状プレート
１６ 潤滑剤供給装置
１７ ノズル
１８ 分配器
１９ 管路
２０ 直線部
２１ 長手穴
２２ 端部
２３ 端部
２４ プラグ
２５ 分岐路
２６ 供給口
２７ 側部フランジ
Ａ 軸線
Ｂ 軸線
Ｆ 流れ

Claims (12)

1. ホバリング可能な航空機（１）のための遊星歯車列（６）であって、
   第１の軸線（Ａ）中心に回転すると共に外部歯（８）を有する太陽歯車（７）と、
   内部歯（１０）を有すると共に前記第１の軸線（Ａ）と同軸上で且つ前記太陽歯車（７）に対して径方向外方に配置された固定されたリング歯車（９）と、
   複数の遊星歯車（１１）であって、外部歯（１２）をそれぞれ有し、前記太陽歯車（７）及び前記リング歯車（９）の歯（８、１０）間に挿入されると共に該歯（８、１０）とかみ合い、且つ、それぞれの第２の軸線（Ｂ）中心に回転して前記第１の軸線（Ａ）中心に旋回する複数の遊星歯車（１１）と、
   潤滑剤の流れ（Ｆ）を生じさせるために前記第１の軸線（Ａ）及び前記太陽歯車（７）の周りに配置された複数のノズル（１７）を有する前記潤滑剤の供給手段（１６）と、を具備する遊星歯車列において、
   前記流れが環状流であることを特徴とする遊星歯車列。
2. 前記供給手段（１６）が、前記第１の軸線（Ａ）の周りに延在すると共に前記ノズル（１７）を有する分配器（１８）を具備する請求項１に記載の遊星歯車列。
3. 前記分配器（１８）がそれぞれの凹部を対面させながら前記第１の軸線（Ａ）の正反対側に位置した２つの略Ｃの形をした管路（１９）を具備する請求項２に記載の遊星歯車列。
4. 前記管路（１９）が、前記分配器（１８）の２つの半体を形成する請求項３に記載の遊星歯車列。
5. 前記管路（１９）の各々が、ギザギザ形状を有すると共に、一体で形成された請求項３又は請求項４のいずれか１つに記載の遊星歯車列。
6. 前記管路（１９）の各々が、１又は複数の隣接した直線部（２０）に対してそれぞれ１８０°よりも小さい角度を形成する複数の直線部（２０）を具備する請求項５に記載の遊星歯車列。
7. 前記直線部（２０）の各々が、前記潤滑剤の通過流を生じさせるために前記１又は複数の隣接した直線部（２０）の前記１又は複数の長手穴（２１）と連通する長手穴（２１）を有する請求項６に記載された遊星歯車列。
8. 前記直線部（２０）の各々が、隣接した直線部（２０）の前記長手穴（２１）に接続された１つの端部（２２）を有し、且つ、対向する外方に開口した端部（２３）は、外側から通過可能であると共に使用時にはそれぞれのプラグ（２４）によってシールされる請求項７に記載の遊星歯車列。
9. 前記管路（１９）の前記直線部（２０）に形成されると共に前記長手穴（２１）と連通する横方向の穴によって、前記ノズル（１７）が画成された請求項７又は請求項８のいずれか１つに記載の遊星歯車列。
10. 前記管路（１９）の各々のため、前記分配器（１８）が、前記管路（１９）から反対方向に他の前記管路（１９）へと突出すると共に前記潤滑剤のための供給口（２６）を有する分岐路（２５）を具備する請求項３から請求項９のいずれか１つに記載の遊星歯車列。
11. 前記リング歯車（９）が、前記供給手段（１６）を支持する支持プレート（１５）に固定された請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の遊星歯車列。
12. ホバリング可能な航空機（１）であって、
    回転翼（３）と、
    駆動部材と、
    前記回転翼（３）と前記駆動部材との間に挿入されると共に請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の遊星歯車列（６）を具備するトランスミッション（５）と、を具備し、
    前記遊星歯車列（６）が、前記遊星歯車（１１）に接続された遊星キャリア（１３）を具備し、
    前記太陽歯車（７）及び前記遊星キャリア（１３）のいずれか一方（７）が、前記駆動部材からトルクを受け、
    前記太陽歯車（７）及び前記遊星キャリア（１３）の他方（１３）が、前記回転翼（３）の駆動シャフトへと接続された航空機。

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