JP2018516331A5

JP2018516331A5 - タービンエンジン用のエピサイクリック歯車列を有する減速装置

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Publication number: JP2018516331A5
Application number: JP2017554569A
Authority: JP
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2036-04-21

Description

本発明は、エピサイクリック歯車列を有する減速装置の分野に関し、特にそれに限定されないが、一対の二重反転推進プロペラを持つタービンエンジン用の減速装置に関する。本発明は、より具体的には、エピサイクリック歯車列を有する減速装置に潤滑手段を組み込むことに関する。

ターボシャフトエンジン１のガス発生部Ｇは、通常、軸線Ａに対して流れ方向に上流から下流の方へ、ターボシャフトエンジンのナセル４に入るガス流Ｆと、シングルまたはツインスプールガス発生器の構造に応じて１つまたは２つの圧縮機７と、環状燃焼室８と、前記構造に応じて別個のスプールに接続される１つまたは複数のタービン９とを備える。推進部は、パワータービンを備え、そのシャフト１０は、（パワーギアボックスを表す、英略語ＰＧＢで示される）エピサイクリック歯車列１１を持つ減速デバイスまたは減速装置によって、かつ二重反転方式で、ターボシャフトエンジンの軸線Ａに沿って２つの位置合わせした上流側プロペラ２および下流側プロペラ３の同心同軸シャフト１２および１３を駆動する。排気ノズル１４は、通常の方式でターボシャフトエンジン１を停止させる。１つのこの種の構造は、たとえば、仏国特許出願公開第２９５５０８５号明細書、および仏国特許出願公開第２９６２１０９号明細書、および仏国特許出願公開第２９４０２４７号明細書に提示されている。

運転中におよび手短に言えば、ターボシャフトエンジン１に入る空気流Ｆは、圧縮され、次いで燃料と混合され、次に燃焼室８で燃焼される。次いで、発生した燃焼ガスは、エピサイクリック歯車減速装置１１を介して、推力の大部分を供給するプロペラ２、３を逆回転で駆動するためにタービン部９に入る。燃焼ガスは、排気ノズル１４を通って排出され、それによってターボシャフトエンジン１の推力が増加する。

オープンロータの減速装置（ＰＧＢ）１１の目的は、減速装置１１のサンギヤ１５と協働するその動力軸１０が図２に見られ得るパワータービン９のいわゆる急速な回転速度を、２つの二重反転プロペラ３、４の２つの異なるいわゆる低速に変換することである。このために、図２を参照すると、エピサイクリック歯車列を持つ差動減速装置１１は、長手方向軸線Ａに関して、
減速装置１１を駆動する回転方向に回転するタービンシャフト１０にスプライン結合によって取り付けられる、歯車の形態のサンギヤ１５と、
サンギヤ１５の周りで噛み合う歯車１８ａ、１８ｂによって形成され、その結果として入力軸と同一の回転方向に回転する遊星キャリア１６に接続される、互いに対して１２０°に配置される、この場合には数が３つの遊星歯車１８（それらのうちの１つのみが図に示されている）と、
遊星歯車１８と噛み合い、サンギヤ１５と反対の回転方向に、したがって遊星キャリア１６と反対の方向に回転する、外側歯付きリング１９と、
を備える。

図２および図３を参照すると、エピサイクリック歯車列を持つ既知の減速装置は、環状部分２０によって一緒に固定される３つの個々の支持部材２１（１つのみが図２に示されている）を持つ遊星支持体１７を備える。各個々の支持部材２１は、この場合は、実質的に円筒状管の形をとっている。数が３つ（３つの遊星歯車）のこれらの円筒状管２１は、平行であり、それぞれ個々の支持体２０に接続される軸線Ｂを中心とした遊星歯車１８のホイール１８ａ、１８ｂの回転に役立つ。

減速装置１１は、いかなる静止構成要素も有さないという特殊性を有し、その入力側において初期回転速度（タービンの回転速度）を、およびその出力側において反対方向の２つの別々の回転速度（２つのファン段の回転速度）を持つエピサイクリック歯車列を持つ差動減速装置であると考えられている。

本発明の目的は、特にアセンブリの設計を単純化することによって、上述の欠点に対する解決策を提供することである。これは、二重反転プロペラを持つタービンエンジンのためのエピサイクリック歯車列を持つ減速装置に特に適しているが、減速装置の遊星歯車の数がどうであれ、たとえばバイパスタービンエンジンのファンを駆動するために使用されるエピサイクリック歯車列を持つ他のタイプの減速装置に使用され得る。

このために、本発明は、回転軸線Ａを有する遊星軸と、前記遊星軸の周りに延在する軸線Ａを有するリングと、前記軸線Ａを中心として配置され、前記リングおよび遊星軸と噛み合わされる遊星歯車と、回転軸線Ｂを有し、軸線Ａを中心として均等に配置される遊星歯車の軸受を支持するための部材、および各支持部材をその軸線Ｂに沿ってそのほぼ中央で保持する部品を含む、遊星支持体と、を備える、タービンエンジン用の、特に航空機用のエピサイクリック歯車列を持つ減速装置であって、前記支持部材が、前記軸受に潤滑油を供給するための手段を持つ単一体に形成されることを特徴とする、減速装置に関する。

「オープンロータ」などの一対の二重反転プロペラを持つタービンエンジンの概略長手方向半断面図である。従来技術によるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置の例示的な実施形態を、図１の部分Ｉの詳細な長手方向半断面図で示す図である。図２のエピサイクリック歯車列を持つ減速装置に使用される従来技術による遊星支持体の概略斜視図である。本発明によるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置の例示的な実施形態を、図１の部分Ｉの詳細な長手方向半断面図で示す図である。本発明によるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置の主要な要素の部分斜視図である。図４のエピサイクリック歯車列を持つ減速装置に使用される遊星支持体の概略斜視図である。従来技術によるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置のための遊星キャリアを組み立てるステップを概略的に示す図である。本発明によるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置のための遊星キャリアを組み立てるステップを概略的に示す図である。

本発明は、特に、図１を参照して上述したような、「オープンロータ」、一対の二重反転プロペラを持つタービンエンジンにおけるエピサイクリック歯車列を持つ減速装置に関する。

しかしながら、この実施例は限定的ではないことに留意されたく、以下の本発明の説明は、たとえばバイパスタービンエンジン内のファンを駆動するためのエピサイクリック歯車列を持つ減速装置の場合には当業者によって容易に適合され得る。

この場合は、減速装置の一般的な構造は、上述したのと同様である。図４を参照すると、エピサイクリック歯車列を持つ差動減速装置１１は、タービンエンジンの長手方向軸線Ａに対して、
減速装置１１を駆動しながら回転方向に回転するタービンシャフト１０にスプライン結合によって取り付けられる、歯車の形態の回転軸線Ａを有する遊星入力軸１５と、
入力軸１５を中心として噛み合う、２つの歯車１８ａ、１８ｂによってそれぞれ形成され、したがって入力軸１５と同一の回転方向に回転する遊星支持体１７によって支持される、互いに対して１２０°の角度で配置される（図５では２つが示されている）、この場合は数が３つの遊星歯車１８と、
遊星歯車１８の歯車１８ａ、１８ｂと噛み合い、入力軸１５とは反対の回転方向に、したがって遊星キャリア１６とは反対の方向に回転する、外側歯付きリング１９と、
を備える。

先に説明した従来技術の場合のように、油移送装置２８が、固定ナセル４に位置している給油源２７から遊星支持体１７の回転基準フレームに油を移送するために設けられる。装置２８は、タービンシャフト１０の周りに位置しており、固定ケーシング３２とエピサイクリック歯車列を持つ減速装置１１の上流側との間で画定される、ターボシャフトエンジン１の環状内部空間に位置している。

Claims

回転軸線Ａを有する遊星軸（１５）と、
前記遊星軸（１５）の周りに延在する軸線Ａを有する外側歯付きリング（１９）と、
前記軸線Ａを中心として配置され、前記外側歯付きリング（１９）および遊星軸（１５）と噛み合わされる遊星歯車（１８ａ、１８ｂ）と、
遊星歯車（１８ａ、１８ｂ）の軸受（２３ａ、２３ｂ）を支持するための支持部材（２１）を備える遊星支持体（１７）であって、支持部材が回転軸線Ｂに沿って軸線方向延長部分を有し、軸線Ａを中心として均等に配置され、保持部（２０〜３８）が各支持部材（２１）を保持する、遊星支持体（１７）と、
を備える、タービンエンジン（１）用のエピサイクリック歯車列を持つ減速装置（１１）であって、
保持部（２０〜３８）が、その軸線Ｂに沿ってその軸線方向延長部分のほぼ中央で各支持部材（２１）を保持し、前記支持部材（２１）が、前記軸受（２３ａ、２３ｂ）に潤滑油を供給するための手段（４５、４６、４１）を持つ単一体に形成されることを特徴とする、減速装置（１１）。
前記軸受（２３ａ、２３ｂ）に潤滑油を供給するための手段（４５、４６、４１）が、支持部材（２１）の壁に形成される、請求項１に記載の減速装置（１１）。
保持部（２０〜３８）が、軸受（２３ａ、２３ｂ）の間にその配置を可能にするように構成される限られた軸線方向延長部分を有する、請求項１または請求項２のいずれかに記載の減速装置（１１）。
前記支持部材（２１）がそれぞれ、中空筒状形状を有する、請求項１または請求項２のいずれかに記載の減速装置（１１）。
前記軸受（２３ａ、２３ｂ）に潤滑油を供給するための前記手段（４５、４６、４１）が、前記支持部材（２１）の外周と連通している軸線Ｂを中心として潤滑油を循環させるための少なくとも１つの外部流路（４１）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の減速装置（１１）。
前記支持部材（２１）が、互いに単一体に形成され、前記軸線Ａの周りに延在しかつ支持部材（２１）に油を分配するための環状ダクト（３７）を備える、管状の潤滑油分配要素（２９）から成る、請求項１から５のいずれか一項に記載の減速装置（１１）。
前記管状の潤滑油分配要素（２９）が、その長手方向端部のうちの１つによって、前記支持部材（２１）の各々の長手方向端部のうちの１つの単一体に形成される、請求項６に記載の減速装置（１１）。
各支持部材（２１）が、それぞれ少なくとも１つの遊星歯車軸受（２３ａ、２３ｂ）を支持するように配置され、異なる直径（Ｄ２、Ｄ１）を有する、２つの軌道輪（２２ａ、２２ｂ）を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の減速装置（１１）。
保持部（２０、３８）が、支持部材（２１）と異なる部品である、請求項１から８のいずれか一項に記載の減速装置（１１）。
保持部（２０、３８）が、各支持部材（２１）に対して、２つの軌道輪（２２ａ、２２ｂ）の間に支持部材（２１）を取り囲む保持リング（３８）を備え、保持部（２０、３８）が、支持部材（２１）と異なる部品である、請求項８または９に記載の減速装置（１１）。
タービンエンジン（１）は航空機用である、請求項１に記載の減速装置（１１）。
中空筒状形状がその外周の上方にほぼ円形の横断面を持つ、請求項４に記載の減速装置（１１）。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの減速装置（１１）を備えることを特徴とする、タービンエンジン（１）。
軸受（２３ａ、２３ｂ）および保持部（２０、３８）が、軸線Ｂに沿って同じ方向に全て並進によって支持部材（１）に取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の減速装置（１１）を製造する方法。