JP2017534797A - タービンエンジンの補機アセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、タービンエンジンの補機アセンブリに関する。補機アセンブリが、サポート構造体（３）と、一組の主軸受（６）を介してサポート構造体（３）に結合されている伝動軸（４）であって、伝動軸（４）が、端部分（８）を備えており、端部分（８）が、アキシアル方向において一方の主軸受（６）に対して突出しており、端部分（８）が、伝動軸（４）に伝達されたトルクが所定の設計上の閾値を超えた場合に破断するように構成されている剪断頸部（１１）を備えている、伝動軸（４）と、サポート構造体（３）の外部に配置されている歯車（１２）であって、利用時における運動入力部材を形成しており、所定位置において端部分（８）に結合されている、歯車（１２）と、を備えており、剪断頸部（１１）が破断した場合であっても、歯車（１２）が単一の補助軸受（２０）を介してサポート構造体（３）に結合された状態を維持しており、補助軸受（２０）が、主軸受（６，７）とは相違し、アキシアル方向において剪断頸部（１１）と歯車（１２）との間に配置されている。

Description

本発明は、タービンエンジンの補機アセンブリに関する。

概して、タービンエンジンの補機アセンブリを動作させるために、動作入力部を形成している歯車と、補機アセンブリの内部シャフトと角度固定された状態で当該歯車に接続している伝動軸と、を利用することが知られている。

一般に“クイルシャフト”と呼称されている伝動軸は、保護機能を有している。このような保護機能に基づいて、伝動軸は、“剪断頸部”と呼称される脆弱領域を有している。“剪断頸部”は、例えば比較的狭小な断面によって形成されており、伝達トルクが所定の閾値を超えた場合に破断するように構成されている。上述の歯車は、補機アセンブリのシャフトから独立して、当該歯車のアキシアル方向側面それぞれに配置されている２つの軸受を介して、固定構造体に結合されている。これら軸受は、上述の剪断頸部が破断した場合に、伝動軸の一部分と共に歯車を支持する。

上述のタイプの解決手段は、特に小型且つ軽量な構成とすることができないので、あまり満足のいくものではない。

本発明の目的は、上述の課題を単純且つ安価に解決することができるタービンエンジンの補機アセンブリを提供することである。本発明では、タービンエンジンの補機アセンブリが請求項１に規定されている。

本発明について、非限定的な実施例を表わす添付図面を参照しつつ説明する。

本発明におけるタービンエンジンの補機アセンブリの好ましい実施例を表わす、一部省略して明瞭にした長手方向断面図である。 図１の一部分を表わす詳細な斜視断面図である。

図１は、タービンエンジンの補機アセンブリ１の（一部を表わす）概略図である。

補機アセンブリ１は、サポート構造体３と（一部を表わす）伝動軸４とを備えており、伝動軸４は、軸線５に沿って延在しており、サポート構造体３に回転可能に結合されており、２つの主軸受６を介してアキシアル方向において固定されている。主軸受６はそれぞれ、歯車７の互いに対して反対側に位置する側面に配置されるように、アキシアル方向において離隔されており、歯車７は、伝動軸４に対して固定されている。この場合には、主軸受６は摩擦軸受とされ、伝動軸４を支持するように機能するばかりでなく、潤滑液シールとしても機能する。主軸受６は、転がり軸受であっても良い。

好ましくは、伝動軸４は、単一部材から形成されており、歯車７は、別体の部品とされ、伝動軸４に装着されている。代替的には、伝動軸４は、互いに対して固定されている幾つかの部品から構成されており、及び／又は、歯車７は、伝動軸４と一体化されている。

伝動軸４は、主軸受６からサポート構造体３の外側に向かって延在している端部分８を備えている。特に、端部分８は、サポート構造体３に収容されているセクション９と、サポート構造体３の外部に配置されている端部セクション１０とを備えている。

セクション９は、いわゆる“剪断頸部（shear neck）”１１を備えており、剪断頸部１１は、端部分８の残り部分より狭小化された断面によって形成されており、伝動軸４によって伝達トルクが設計上の閾値を超えた場合に伝動軸４が破断する地点を形成している。好ましくは、剪断頸部１１は、主軸受６のための結合面に直接隣接しているアキシアル方向部分に配置されている。

図１に表わすように、補機アセンブリ１は、歯車１２を備えており、歯車１２は、サポート構造体３の外側に配置されており、図示しない変速機のギアボックスからの回転運動を受ける運動入力部材を形成している。

図２に表わすように、歯車１２は、所定位置において端部セクション１０に結合されているハブ１３（詳細は図示しない）と、軸線５に関するラジアル方向平面に位置していると共にアキシアル方向においてサポート構造体３に面しているディスク１５と、ディスク１５の外周に沿って配置されている歯１４と、ディスク１５をハブ１３に接続している錐台状部分１６とを備えている。

本発明の一の実施態様を表わす図１を参照すると、歯車１２と端部セクション１０とは、剪断頸部１１が破断した場合であっても、依然として軸受２０を介してサポート構造体３に結合されている。軸受２０は、アキシアル方向において剪断頸部１１とハブ１３との間に配置されており、優位には、ラジアル方向及びアキシアル方向の両方におけるサポート機能を有するように選定されている。好ましくは、軸受２０のアキシアル方向部分が、ラジアル方向において、歯１４及びディスク１５と位置合わせされている。このような構成によって、傾斜モーメントの発生を防止することができる。

好ましくは、軸受２０がセクション９に装着されており、セクション９をサポート構造体３に直接結合するように構成されている。通常運転状態において（すなわち、剪断頸部１１が損傷を受けていない場合に）、軸受２０とセクション９との間には、又は、軸受２０とサポート構造体３との間には、比較的大きいラジアル方向間隙が形成されているので、接触ひいては不静定状態を回避することができる。通常運転状態において、相対運動する表面同士の摩擦の発生を常に防止することができる。

言い換えれば、通常運転状態では、端部分８が、軸受６によって支持されている片持ち式とされる。トルクが、剪断頸部１１を通じて、伝動軸４から駆動すべき補機に伝達される。伝動軸４に作用するトルクが伝達可能とされる設計上の限界閾値を超えた場合に、伝動軸４が剪断頸部１１において破断されるので、伝動軸４の残り部分から分離される。このような状況において、軸受２０は、端部分８に干渉し且つ端部分８を支持しているので、歯車１２は、正確に回転可能に支持された状態を維持されており、歯車１２によって、上流に配置されている変速機のギヤボックスは破損されない。

好ましくは、軸受２０は、必要な結合を得るように形成され且つ機能し得る摩擦軸受とされる。

代替的には、軸受２０は、転がり軸受とされ、サポート構造体３の内部に且つ軸受２０の外輪と軸受２０のシートとの間にラジアル方向遊隙を設けることによって、正確な結合を実現することができる。

上述の内容から、本発明に係る解決手段は、比較的少数の構成部品から成り、且つ、アキシアル方向において極めて小型化されていることが明らかである。歯車１２は、剪断頸部１１が破断した場合であっても、軸受２０のみにおいて支持された状態を維持しているからである。

さらに、剪断頸部１１が破断した場合であっても、歯車１２は、サポート構造体３に拘束された状態を維持しており、他の付加的なサポート構造体及び／又は付加的な伝動軸を必要としない。

さらに、錐台状部分１６の形状は、ラジアル方向において歯１４を軸受２０と位置合わせさせること、ひいては剪断頸部１１が破断した場合における軸受２０に対する傾斜モーメントの発生を防止することに貢献する。

最後に、本出願で説明及び図解した解決手段は、その単純さに起因して、比較的簡便に且つ急速に取り付け可能であることは明白である。

上述の内容から、特許請求の範囲によって規定される技術的範囲から逸脱しないことを条件として、補機アセンブリ１を改良及び変更することができることは明白である。

さらに、上述のように、端部分８は、例えばスプライン結合を介して伝動軸４の残りの部分に結合されている要素から形成され、及び／又は、歯車１２は、例示の形状とは異なる形状に成形される場合がある。

１ 補機アセンブリ
３ サポート構造体
４ 伝動軸
５ 軸線
６ 主軸受
７ 歯車
８ 端部分
９ セクション
１０ 端部セクション
１１ 剪断頸部
１２ 歯車
１３ ハブ
１４ 歯
１５ ディスク
１６ 錐台状部分
２０ 軸受

Claims (5)

1. タービンエンジンの補機アセンブリであって、
   前記補機アセンブリが、
   サポート構造体（３）と、
   一組の主軸受（６）を介して前記サポート構造体（３）に結合されている伝動軸（４）であって、前記伝動軸（４）が、端部分（８）を備えており、前記端部分（８）が、アキシアル方向において一方の前記主軸受（６）に対して突出しており、前記伝動軸（４）に伝達されたトルクが所定の設計上の閾値を超えた場合に破断するように構成されている剪断頸部（１１）を備えている、前記伝動軸（４）と、
   前記サポート構造体（３）の外部に配置されている歯車（１２）であって、利用時における運動入力部材を形成しており、所定位置において前記端部分（８）に結合されている、前記歯車（１２）と、
   を備えている、前記補機アセンブリにおいて、
   前記剪断頸部（１１）が破断した場合であっても、前記歯車（１２）が、単一の補助軸受（２０）を介して前記サポート構造体（３）に結合された状態を維持しており、前記補助軸受（２０）が、前記主軸受（６，７）とは相違し、アキシアル方向において前記剪断頸部（１１）と前記歯車（１２）との間に配置されていることを特徴とする補機アセンブリ。
2. 前記補助軸受（２０）のアキシアル方向位置が、ラジアル方向において前記歯車（１２）の歯と位置合わせされていることを特徴とする請求項１に記載の補機アセンブリ。
3. 前記補助軸受（２０）が、ラジアル方向及びアキシアル方向の両方においてサポート機能を有している要素によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の補機アセンブリ。
4. 前記補助軸受（２０）が、滑り軸受とされることを特徴とする請求項３に記載の補機アセンブリ。
5. 通常動作状態において、前記補助軸受（２０）と前記伝動軸（４）との間において、又は前記補助軸受（２０）と前記サポート構造体（３）との間において、ラジアル方向間隙が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の補機アセンブリ。