JP2655144B2 - ユニゾンリング用のアクチユエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はアクチュエータ組立体、一層詳細には、ユニ
ゾンリング又はその類似物に接線方向変位を与えるため
のアクチュエータ組立体に係る。

発明の背景 ユニゾンリングは、エンジンの運転中に圧縮機ステー
タベーン角度の調節を行うことを可能にするよう、最近
のガスタービンエンジンの軸流圧縮機部分に設けられて
いる。簡単に説明すると、個々の圧縮機段内の各ステー
タベーンは、圧縮機ハウジング内に配置されており、自
身の長手方向軸線の周りの回転を可能にする方向の取付
ピボットを備えている。個々の段内のベーンの同時運動
は、圧縮機ハウジングの外側の周りに周縁方向に配置さ
れたユニゾンリングにより行われる。ユニゾンリングの
接線方向変位（回転変位）に応答して各ベーンがその対
応するピボットの周りに回転するよう各ベーンは個々の
ベーンレバー腕によりユニゾンリングにリンク連結され
ている。

典型的なガスタービンエンジンは複数個の圧縮機段を
備えており、各段は先行の段の回転ブレードから与えら
れる空気又はガスを受けその方向を変えるための一組の
ステータベーンを含んでいる。航空機産業で使用される
ガスタービンエンジンのような種々の速度及び吸込条件
で作動するガスタービンエンジンに対しては、各運転時
点のエンジン作動速度及び条件に応じて、個々の段のス
テータベーンの迎え角を変更することが特に有利であ
る。

従って、典型的なガスタービンエンジンは、調節可能
なステータベーンの二つ又はそれ以上の段を含んでお
り、各段は対応するユニゾンリングを有する。ユニゾン
リングは、一般に単一のアクチュエータ組立体により調
節され、アクチュエータ組立体は、信頼性が高く且つ効
率的な作動を達成するため、エンジン速度、動力要求又
は他の運転パラメータに応答して個々のユニゾンリング
を接線方向に変位させる。典型的なユニゾンリング作動
スケジュールは選定されたパラメータに応答して個々の
ユニゾンリングの同時運動を要求するので、個々のユニ
ゾンリングの変位を開始させるのに単一の駆動要素を利
用するのが普通である。この駆動要素、例えば線型油圧
ピストンアクチュエータは、圧縮機ハウジングの外側に
取り付けられており、同じく圧縮機ハウジングに取り付
けられ圧縮機の長手方向軸線に対して平行な軸線の回り
に回転し得るベルクランクの駆動腕に作用する。複数個
の押し棒が個々のユニゾンリングを回転可能なベルクラ
ンク上の対応するクランク腕に連結し、こうして線型駆
動要素の作動のもとに、ベルクランクの回転に応答し
て、各ユニゾンリングを運動させる。公知の典型的なア
クチュエータシステムは“圧縮機可変ベーン及び空気ブ
リード弁に対する一体化された多面アクチュエータシス
テム”という名称の米国特許第4,403,912号明細書に開
示されている。

圧縮機ハウジング又はその類似物の周縁の周りに支え
られているアクチュエータシステムでは、ハウジングへ
の負荷の伝達が特に関心事であり、軽量なハウジングに
それを変形させる恐れのある過大な半径方向の力が作用
するこを避けるべく注意が払われている。軸流ガス圧縮
機の分野の当業者により容易に気付かれるように、回転
する圧縮機ブレードとほぼ円筒状の圧縮機ハウジングと
の間の間隙は、許容可能な圧縮機作動効率を達成するた
めに最小化されなければならない。この間隙は、ユニゾ
ンリングアクチュエータにより圧縮機ハウジングに及ぼ
される局部的な半径方向の力又は曲げ力により生ずる内
方もしくは外方への圧縮機ハウジングの局部的な変形に
より減少し、又はその反対に増大する。

過去には、圧縮機ハウジングの負荷を軽減する方策と
して、主として局部的な支えその他の周知の応力分散手
法が使用されてきた。この方策は、成功裡に現在なお使
用されているが、仕上がり組立体に於ける構成要素の
数、複雑さ及び重量の増大を伴ってきた。

さらに、このようなエンジンに於いては、全ての段の
ステータベーンが互いに同一の調節角度だけ調節される
のではなく、段に応じて調節角度が異なるように非比例
的に運動されることにより、一層の性能向上が得られ
る。個々のステータ段の間にこのような非比例的駆動を
達成するには、圧縮機ハウジングとベルクランク軸ピボ
ッドとの間の半径方向変位を増大させる必要があり、こ
れによって圧縮機ハウジング上のベルクランク取付部及
びその類似物への曲げ応力が増大する。また駆動要素の
寸法も同時に増大するので、圧縮機ハウジングに対して
その半径方向変位を増大させ、駆動要素取付ブラケット
に与えられる負荷を増大させる。

加えて、圧縮機ケース及びベルクランク取付部のたわ
みはアクチュエータシステムの精度に影響し、数度のベ
ーン角度誤差も圧縮機効率を著しく減ずるような場合に
は明らかに不利である。このような精度は、エンジンが
作動サイクルを通じて加熱及び冷却される際の熱膨張の
差によっても影響される。

従って、圧縮機ハウジングに望ましくない半径方向の
力又は局部的曲げモーメントを及ぼさず、また負荷変化
又は熱膨張差のもとでの要素のたわみに起因する個々の
ステータベーンの位置の不正確さを最小化するように、
複数個の圧縮機ユニゾンリングに非比例的な接線方向変
位を与えるためのアクチュエータが必要とされる。

発明の概要 本発明によれば、軸流圧縮機ハウジング又は他のほぼ
円筒状部分のボディの周縁の周りに配置されている複数
個のユニゾンリングに接線方向変位を選択的に与えるた
めのアクチュエータ組立体が提供される。該組立体は周
縁方向に隔置された位置で圧縮機ハウジングに取り付け
られた単一のフレームを有し、線型駆動要素及びそれと
共同作用するベルクランク又はクランク軸が共に該単一
のフレーム内に組み込まれる。

フレームは、公知のシステムに比較して、アクチュエ
ータ組立体の作動中にハウジングに及ぼされる半径方向
の力を最小化し、圧縮機ハウジングの歪み及びハウジン
グとブレードと間の干渉を招く恐れがないように構成さ
れ、ハウジングに取り付けられる。さらに、本発明によ
るアクチュエータ組立体では、フレームは主に引張負荷
のみを受け、従って簡単で軽量なフレームの使用を可能
にする。

さらに、本発明によれば、クランク腕の先端がが圧縮
機ハウジングに隣接して接線方向に運動するのを許すよ
うにクランク軸の中心が十分に圧縮機ハウジングの半径
方向外側に離れて取り付けられ、個々のユニゾンリング
を押すリング駆動押し棒の半径方向の力の成分を減じ、
またこのようなクランク軸取付は、各クランク腕を互い
に偏位させることにより、個々のユニゾンリングの間の
非比例的な接線方向の変位を容易に達成する。本発明の
好ましい実施例では、線型アクチュエータが一対の間隔
をおかれた板から成るフレーム部材のトラニオンの上に
揺動可能に取り付けられ、こうしてフレーム内の内部曲
げモーメントと生起を避ける。

従って、本発明の一つの目的は、ほぼ円筒状の軸流圧
縮機又はその類似物の周縁の周りに配置される複数個の
ユニゾンリングに接線方向の変位を選択的に伝えるため
の組立体を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、このような接線方向の変
位を伝えると共に、圧縮機ハウジングに及ぼす半径方向
負荷又は曲げ負荷を最小化することである。

本発明の他の一つの目的は、単一ユニットとして圧縮
機ハウジングから実質的に取り外し可能なアクチュエー
タ組立体を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、アクチュエータ構成要素
と圧縮機ケースとの間の熱膨張の差もしくは負荷による
ケース又はアクチュエータ支え部材のたわみに起因する
位置の不正確さを避けるアクチュエータ組立体を提供す
ることである。

ベーン駆動システムの一般的な説明 本発明によるベーン駆動システムの好ましい実施例を
詳細に説明する前に、ユニゾンリングの作動環境及びそ
の運動の問題に対する従来の解決策を第４図ないし第６
図により説明する。先ず第４図を参照して、公知の比例
的なベーン駆動システムを詳細に説明する。第４図に
は、半径方向の内端で圧縮機円板14に取り付けられてい
る複数個の運動をする圧縮機ブレード12を取り囲む圧縮
機ケース10が横断面図に示されている。この単一の回転
する組立体は多段軸流圧縮機の一つの段の一部分を示
し、その構成及び作動は圧縮機の分野の当業者によく知
られているものである。

当業者には明らかな通り、ステータベーンと回転する
圧縮機ブレードとの間の関係は共同作用的であり、圧縮
機の総合効率は回転ブレードに衝突する空気の流れの方
向の最適化に関係付けられる。よく知られているよう
に、この最適な角度の大きさは、圧縮機ブレードの回転
速度、対応する圧縮機段に入るガスの温度及び圧力、圧
縮を受けるガスの体積流量率及び該角度を変える種々の
パラメータに従って変化する。

航空輸送産業により利用さえるガスタービンエンジン
は高度、温度、負荷、天候条件などを含む広範囲の環境
下に作動することを要請される。このようなエンジン
は、最適化された産業プロセスなどに対して一定の動力
出力を発生するために使用される定常的な作動を行うエ
ンジンと異なり、すべてのこのような条件のもとに確実
に且つ効率的に作動し、またそのような変化に有意義に
自動的に応動しなければならない。

このようなエンジンの軸流圧縮機部分に関する限り、
種々の人口温度、速度及び他の作動条件に適応するよう
にエンジンの作動を効率的に調節する一つの方法は、圧
縮機部分の個々の段の一つ又はそれ以上に於けるステー
タベーンの角度を調節することである。このような調節
は一般に第４図に示されているようにほぼ円筒状の圧縮
機ケース10を包囲するユニゾンリング16による特定の圧
縮機段のベーンのすべてに対して同時に行われる。

本発明の作動に関して直接影響するものではないが、
ユニゾンリング16は、第５図に示されている如く揺動可
能なステータベーン20の半径方向に外側の端に一端で取
り付けられている複数個のベーン腕18を経て個々の圧縮
機段のステータベーン20の回転位置を変化させる。各ベ
ーン腕18を他端はユニゾンリング16にピン連結されてお
り、こうしてリング16の接線方向変位22に応答して個々
のステータベーン20の同時回転運動を生じさせる。第５
図より理解されるように、ユニゾンリング16には小さい
軸線方向変位24が生ずるが、これはユニゾンリング及び
アクチュエータシステムの作動には影響しない。

圧縮機入口ベーンの段の角度の調節は一般に総合エン
ジン制御システムにより発生される制御信号又は他のパ
ラメータに応答する機械的又は油圧駆動要素を含むアク
チュエータシステムにヨり開始される。このような公知
のアクチュエータシステムの一つの概要が第４図に示さ
れており、このシステムはベルクランク28の一つの腕に
作用する線型アクチュエータ26を含んでいる。ベルクラ
ンク28の他の腕は押し棒30と係合し、押し棒30がユニゾ
ンリング16に取り付けられたクレビス連結部32に連結さ
れている。ベルクランク28は圧縮機ケース10に取り付け
られているベルクランク支え34の上に揺動可能に取り付
けられている。線型駆動要素26は支え36に取り付けられ
ている。

第４図の公知のアクチュエータシステムの作動中、線
型駆動要素26は駆動棒38を伸長させ、ベルクランク28に
回転運動を与える。ベルクランク28の回転運動は押し棒
リンケージ30を通じてユニゾンリング16の接線方向変位
22に変換される。後で説明されるように、線型駆動要素
26による駆動棒38の直線変位はベルクランク28のジオメ
トリによるユニゾンリング16の接線方向変位22に関係付
けられている。

こうして第４図に示されているようなアクチュエータ
システムはユニゾンリング16に所望の接線方向変位22を
与えることができる。それぞれ調節可能なステータベー
ンを多段に有する軸流圧縮機に対しては、第４図に示さ
れているようなアクチュエータシステムが、それぞれ個
々の圧縮機段に対応するユニゾンリングにリンク連結さ
れている追加のクランク腕をベルクランク28に追加する
ことにより得られる。

典型的な多段圧縮機ユニットは、単一の駆動要素26か
ら駆動されるシステムにより駆動される四つ又はそれ以
上の段のステータベーンを有していてよい。

当業者には明らかな通り、ベルクランク及び線型駆動
要素により与えられる力は、個々の圧縮機段の寸法と、
所与のアクチュエータシステムにより制御される段の数
とに関係する多くの調節可能なステータベーンの段を有
する最近のエンジンに対しては、ユニゾンリングに与え
られる全接線方向力は5000ポンド（2265kg）又はそれ以
上に達する場合がある。このような状況下でベルクラン
ク及び駆動要素に対する支え34、36に作用する反作用力
により、圧縮機ケース10に各支えの取付点には比較的大
きな局部的曲げモーメントが及ぼされる。

圧縮機ハウジングの設計は一般に圧縮機内構造体及び
ガスを支え又封じ込めるのに必要とされる強度と、圧縮
機、従ってまたガスタービンエンジン、の全重量を最小
化したいという希望との間のバランスである。理解され
るように、概念的に又物理的に周縁方向に隔置された一
対の半径方向の向きが互いに異なる力に変換可能な曲げ
モーメントが局部的に作用すると、さもなければ充分な
強度を有する圧縮機ケースが変形し得る。このような局
部的変形により生ずる結果は、軸流圧縮機の効率が各個
の圧縮機段に於いて回転ブレード12と圧縮機ケース10と
の間に生ずるシーリングの質に関係付けられることに注
目すれば明らかであろう。このようなシーリングの有効
性及び質は、完全な円から圧縮機ケース内面が偏差する
ことにより低下し、ケースとブレードの間の間隙が増大
した点に於いてガスが後方に漏洩するのを許し、また間
隙が小さくなり過ぎたり又は存在しなくなった点に於い
てケースとブレードの間の干渉を惹起することになる。
従って、高い局部的な曲げモーメント又は他の半径方向
負荷を避けることは、軸流圧縮機、特に航空機用の軸流
圧縮機、の設計者及び製造者にとって大きな関心事であ
る。

圧縮機ケース10の局部的曲げの応力を減ずるための一
つの方策は、第４図の構造で見てクランク腕42が圧縮機
ハウジングに対してほぼ半径方向外方に延びるようにし
て、ベルクランク揺動点40と圧縮機ケース10の外径との
間の半径方向変位を減ずることである。この方策は、圧
縮機ケースの外径が寸法を制限されており、また個々の
ステータベーン段が比例的に動かされるとき、すななち
各段が所与の時点で他の個々のステータベーン段の各々
のそれに等価なそのフル設計角変位の一部分に位置決め
される従来のアクチュエータシステムでは有用であっ
た。

しかし、より大きい外径の圧縮機を有しまた個々のス
テータベーン段の非比例的変位を必要とする圧縮機及び
ガスタービンエンジン設計に於ける最近の革新の結果、
第４図に示されているアクチュエータ配置の魅力は低下
してきた。

非比例的制御 ガスタービンエンジンの効率を一層高めるため、特に
最近のガスタービンエンジンと組み合わされる圧縮機に
於いては、個々の圧縮機ベーン段の非比例的な調節が採
用されるようになってきた。非比例的なステータベーン
制御システムに於いては、ステータベーンの個々の段は
もはやそれらの全作動範囲の同一の部分を同時に動かさ
れず、それらの全作動範囲の変化する一部分で動き、そ
の結果として例えば或る他の段の調節の間に実質的に定
常的であるように、又はその逆であるようにスケジュー
ルに従って制御される。

この非比例的調節は多段軸流圧縮機内の個々のユニゾ
ンリング16に非比例的な接線方向変位により成就され
る。この非比例的な接線方向変位は、ベルクランク28の
回転がリング16の適当な運動を生ずるように、対応する
ユニゾンリング16に対してベルクランク28上のクランク
腕42の初期の半径方向の向きを適当に定めることにより
成就される。こうして、ベルクランク28の小さい角変位
Δθに応答する個々のユニゾンリングの接線方向変位Δ
Ｔは下記の関係式により近似される。

ΔＴ＝Rcosθ１−Rcos（θ_１＋Δθ） ここで、Ｒはクランク腕42の半径、θ_１はクレビス32
に於けるクランク腕42の枢着点を通るユニゾンリング16
の接線に対するクランク腕42の初期角変位である。

個々のユニゾンリングの間のこのような非比例的な変
位は、ベルクランク28の変形により第４図の組立体によ
り或る程度まで実現され得る。

しかし、この構成は、達成可能な初期角変位の範囲が
制限されているために、航空輸送産業用に現在開発され
ている最新の圧縮機に使用するには適当でないことが分
かった。大きい直径の圧縮機を有するエンジンに於いて
は、駆動クレビス32及びユニゾンリング16に望ましくな
い高い半径方向の力が及ぼされるのを避けるためには、
必要とされる押し棒30の長さが長くなるので、押し棒30
の圧縮による座屈を避けるべく押し棒30は強大化されな
ければならなくなる。

かかる考察から、クランク腕42aがベルクランクピボ
ット40aと大きい圧縮機ケース10aとの間を揺動する第６
図に示されているアクチュエータ組立体が従来技術の一
つとして考えられた。かかる構造によれば、押し棒30a
はその運動範囲22aを通じてユニゾンリング16aに接線方
向の力のみを実質的に及ぼすよう容易に接線方向に配列
されている。しかし圧縮機ハウジング10aに対して半径
方向に内向きにクランク腕42aを伸長させることは、第
４図の組立体に比較してハウジング10aからのベルクラ
ンク軸40aの外方への半径方向変位を増大させる結果と
なる。

駆動要素支え36aにより圧縮機ケース10aに曲げモーメ
ントが及ぼされるのを避けるため、第６図の設計は、駆
動要素支え36aと駆動要素26aの双方にヒンジ連結された
駆動要素支え腕44を用いている。又支え腕44及びベルク
ランク支え34aを連結する剛固な支えリンク46が設けら
れ、駆動要素支え36をベルクランク支え34aに対し固定
している。

第６図のシステムは、特定の用途では有効であるが、
多数の改良すべき余地がある。例えば、支え腕44と駆動
要素支え36aとの間のピボット連結は、局部的に圧縮機
ケース10aに及ぼされる曲げモーメントの大きさを減ず
るが、必要な構造上の剛性を得るのに少なくとも二つの
追加的な部材44、46を必要とする。加えて、支え36aに
より及ぼされる曲げ応力は除去されるが、クランク腕42
aを内向きに配置することにより必要とされるベルクラ
ンクピボット40aと圧縮機ケースとの間の半径方向距離
の増大を考えると、ベルクランク支え34aによりケース1
0aに及ぼされるモーメントは消去されていない。

最後に、支え腕44がこの組立体の作動の間にかなりの
曲げ応力を受けることは明らかである。これらの力に支
え腕44が耐えるためには、より強く且つより重い部材が
必要である。

第６図に示されているアクチュエータシステムの作動
に直接には関係ないが、製造上の観点から、最終的に組
立てられたアクチュエータに於ける変位誤差が大きくな
るのを避けるため、第６図の組立体中の個々の要素の多
数が非常に小さい許容差で機械加工されなければならな
いことに気付かれよう。アクチュエータの構造部材の各
々に小さい寸法許容差を必要とすること、また圧縮機ケ
ース10a上の所定の場所にアクチュエータを組立てるの
に大きな労働費を必要とすることは、かかるアクチュエ
ータシステムの費用を増大させる。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図には、単一のフレーム部材48がベルクランク28
b及び線型駆動要素26bの双方を支えている本発明による
アクチュエータ組立体が示されている。フレーム48は第
１図に示されているように各端で圧縮機ケース10bに取
り付けられており、第一の端50はフレーム支え52にピン
に連結されており、また第二の端54は第二の端支え56で
圧縮機ケース10bに滑動可能に取り付けられているウェ
ブ55により支えらえている。第一の端50とフレーム支え
52との間にピン連結が使用されていることにより、問題
となるような曲げモーメントがフレーム48により圧縮機
ケースに与えられないことを保証する。同様に、実質的
に周縁方向に滑動する継手59、56に使用により、フレー
ム48と圧縮機ケース10bとの間に接線方向又は曲げ力の
伝達は生じない。アクチュエータシステムと圧縮機ケー
ス10bとの間の熱膨張差によりユニゾンリング16bの位置
に誤差生ずることを最小化するため、滑動継手59、56の
方向を第一の端ピン連結部81bを通る線に沿うようにす
るのが好ましい（第１図参照）。

またフレーム48は、第一の端50と第二の端54との間に
ブリッジを形成し、またベルクランク28bを支えるため
の軸受60（第１図には図示されていない）を支える中央
部分58を含んでいる。ベルクランクのクランク腕42b
は、第１図に示されているようにユニゾンリング16bに
連結されている押し棒30bに連結されている。またベル
クランク28bは、線型駆動アクチュエータロード38bにリ
ンク連結されている駆動腕62bを含んでいる。フレーム
支え52の位置が押し棒30bとユニゾンリング16bとの間の
連結点64bに近いことが本発明によるアクチュエータシ
ステムの一つの特徴である。

本発明によるアクチュエータシステムの特徴及び利点
はいまや容易に明らかであろう。押し棒30bによりユニ
ゾンリング16bに与えられる力は、フレーム部材48に作
用する反対方向の力を生ずる。この力は押し棒連結点64
bに於いて圧縮機ケース10bに対して実質的に接線方向で
あるので、またこの反作用力は実質的にフレームの第一
の端50とフレーム支え52との間の連結点81bを通る線に
沿って作用するので、圧縮機ケース上のフレーム48によ
り与えられる主力はフレーム支え52とケース10bとの間
の連結点に於ける接線方向の力である。ベルクランク28
bの駆動腕62bに対して線型駆動要素26bにより与えられ
る力は完全にフレーム48内に於ける力となり、圧縮機ケ
ース10b上に及ぼされない。

第一の端50のフレーム支え52との間のピン連結点と押
し棒30bとが図示されている如く実質的に完全な整合し
た状態はアクチュエータの作動行程22b全体を通じては
保たれず、アクチュエータリング16bがアクチュエータ
により接線方向に移されるにつれて完全な整合からの或
る小さな偏差が生ずる。この小さな不整合の結果とし
て、第二の端支え56を通じて圧縮機ケースに向けて作用
する非常に小さい半径方向の力が作用し、この力により
釣り合わされる小さいモーメントがフレーム48に作用す
る。しかしかかる半径方向力は極く小さいものであり、
圧縮機ケースを円形により歪ませる力とはならない。こ
の半径方向力は本発明によるアクチュエータシステムの
一例では、組み合わされたすべてのユニゾンリングに対
しアクチュエータにより与えられる全接線方向力の４％
程度である。

また第１図から、時計回り方向、すなわちベーン開き
方向にユニゾンリング16bが駆動されると、フレーム部
材48の端50、54には引張り力が及ぼされる。ベーン駆動
負荷は一般に開き方向では閉じ方向に比較して高いの
で、本発明によるアクチュエータ配置によれば、必要と
されるフレーム構造強度及び重量が低くてすむ。本発明
によるアクチュエータシステムの構造では、ベルクラン
ク揺動点40bが圧縮機ケース10bから半径方向に離れて配
置されてよいので、こうしてクランク腕半径及び初期始
動位置の仕様により大きい自由度が得られる。

第２図を参照すると、本発明によるアクチュエータシ
ステムの好ましい実施例が、実質的に類似の構造の二つ
の補強された板部材66、68を有するものとして示されて
いる。これらの板部材の各々はそれらの圧縮機の中心軸
線に対して軸線方向に隔置された第一の端50、50bに於
いてフレーム支え52、52bにて圧縮機ケース10bに取り付
けられている。板部材66、68はチャネル形成又は他の板
剛性増大手段により強化されている。ベルクランク28b
は板部材68、66に配置された軸受60、72の間に支えられ
たクランク軸70として構成されている。押し棒30b及び3
0cは各々クランク軸70及び対応するクランク腕42b、42c
の回転よりそれぞれのユニゾンリング16b、16cを駆動す
る。

線型駆動要素26bは、それぞれの板部材68、66に配置
されたトラニオン74、76により揺動可能に支えられた取
付ケース80を有する。トラニオン74、76は、取付ケース
80がフレームに曲げモーメントを直接に及ぼさないよう
にする球状軸受を含んでいる。

第３図にはウェブ55が滑動ピン59b、59によりそれぞ
れの第二の端支え56b、56に取り付けられている支え耳5
7b、57を含んでいるアクチュエータの好ましい実施例が
側面図で示されている。軸線方向に隔置された二つの第
二の端支え59b、59の使用により、クランク軸70又は駆
動要素トラニオン74、76の非対称負荷に起因する歪みに
対する抵抗を増したフレーム48が得られる。空間的制約
のため、支え耳57b、57cはユニゾンリング16b、16cの間
にてケース10bに取り付けられるよう軸線方向にずらさ
れている。ここに示されているように、滑動ピン59b、5
9の軸は、アクチュエータシステムと圧縮機ケース10bと
の間の熱膨張差に起因するベーン変位誤差を制限すべく
第一の端ピン連結部81b、81cと同一直線上に並んでいる
ことが好ましい。

滑動する第二の端支えの代わりに、周縁方向には可撓
性であるが軸線方向及び半径方向には比較的剛固である
支え耳57b、57cを使用することもできる。フレーム48の
第二の端54を支えるためのこの代替的な手段（図示せ
ず）は圧縮機ケース10bに固定的に取り付けられ、周縁
方向の曲げによりアクチュエータ組立体と圧縮機ケース
との間の相対的な変位に順応する。耳57b、57c内に曲げ
応力が生ずるので好ましくないが、この代替的な支持構
造は或る種の用途には有用である。

製造、組立及び保守に関しては、本発明によるアクチ
ュエータ組立体は従来知られているこれらの構成に比し
て優れている。先ず第一に、駆動要素26b及びベルクラ
ンク28bを単一ユニットに組み合わせたことによりアク
チュエータ組立体の主要部を圧縮機ケーシングに無関係
にすることができる。こうして、フレーム48、クランク
軸70、駆動要素26b及び押し棒30b、30cは、全ユニット
がフレーム支え52、56に取り付けられる以前に、押し棒
30b、30cの残りの自由端が対応するユニゾンリング16
b、16cに連結されることのみを残して、予め組み立てら
れる。本発明によるアクチュエータ組立体の取付け及び
その後の取外しの簡単さは、圧縮機及びアクチュエータ
組立体の双方の保守に必要とされる時間及び熟練労働の
双方を減ずる。

第二に、三つの重要な部分（第一の端ピン連結点81
b、81、クランク軸支え軸受60、72及び駆動要素トラニ
オン74、76）が単一の部材48内に組み込まれていること
により、許容誤差内に組み立てられた装置を得るための
各部材の製造誤差が著しく緩和される。こうして、本発
明によるシステムの作動の精度は、熱膨張差により生ず
る圧縮機ケース10bの相対的寸法変化には影響されない
ものとなる。

こうして、本発明によるアクチュエータシステムは、
圧縮機ケース又はその類似物の周りに周縁方向に配置さ
れた複数個のユニゾンリングに所望の接線方向の力を与
えるための簡単で軽量な組立体を提供するのによく適し
ている。二つのクランク腕42b、42cを動かすものとして
第２図に示されているクランク軸70が、四つ又はそれ以
上の同様のクランク腕及び同数の対応する押し棒及びユ
ニゾンリングを有効に支え且つ動かすために同様によく
適していることは理解されよう。

以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について
説明してきたが、本発明がこれらの実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の矢印１−１による如く本発明によるア
クチュエータ組立体を軸線方向に見た図である。 第２図は第１図の矢印２−２による如く本発明によるア
クチュエータ組立体を半径方向に見た図である。 第３図は第１図の矢印３−３による如く第１図に示され
ているアクチュエータ組立体の周縁図である。 第４図はガスタービンエンジンに使用される公知のアク
チュエータ取付システムを示す図である。 第５図は個々のユニゾンリング及び複数個の調節可能な
ステータベーンの配置を示す図である。 第６図はガスタービンエンジン内で非比例的調節を行う
ための公知のアクチュエータを示す図である。 10、10a、10b……圧縮機ケース、12……圧縮機ブレー
ド、14……圧縮機円板、16、16a、16b……ユニゾンリン
グ、18……ベーン腕、20……ステータベーン、22……接
線方向変位、22a……運動範囲、24……軸線方向変位、2
6、26a……線型アクチュエータ、28、28b……ベルクラ
ンク、30、30b、30c……押し棒、32……クレビス連結
部、34、34a……ベルクランク支え、36、36a……駆動要
素支え、38、38b……アクチュエータロッド、40、40a…
…ベルクランクピボット、42、42a〜42c……クランク
腕、44……駆動要素支え腕、46……支えリンク、48……
フレーム、50……第一の端、52……フレーム支え、54…
…第二の端、55……ウェブ、56、56b……第二の端支
え、59、59b……滑動継手、57、57b、57c……支え耳、5
8……中央部分、60……軸受、62b……駆動腕、66、68…
…板部材、70……クランク軸、72……軸受、、74、76…
…トラニオン、80……取付ケース

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸流圧縮機のハウジング又はその類似物の
   第一及び第二の円筒状部分の周りに密に配置された第一
   及び第二のユニゾンリングに接線方向変位を選択的に与
   えるためのアクチュエータに於いて、 第一の端、第二の端及びそれらの間の中央部分を有する
   板を含むフレーム部材を有しており、 前記第一の端は前記ハウジングに対し半径方向、軸線方
   向及び接線方向に運動しないように該ハウジングに第一
   の点で取り付けられており、 前記第二の端は前記ハウジングに対し半径方向及び軸線
   方向に運動しないように前記第一の点からハウジングの
   周りに周縁方向に隔置された第二の点にて前記ハウジン
   グに取り付けられており、 前記中央部分は前記第一の端と前記第二の端との間に橋
   渡しされており、 更に、前記中央部分に配置された軸受と、 前記軸受により支えられ前記第一及び第二の円筒状部分
   の長手方向軸線に並行な軸線の周りに回転可能であるク
   ランク軸と を含んでおり、前記クランク軸及び前記軸受は前記第一
   及び第二のユニゾンリングから半径方向に外方に隔置さ
   れており、 前記クランク軸に設けられ該クランク軸の中心軸に対し
   半径方向外向きに延在する駆動腕と、 前記フレーム部材に揺動可能に取り付けられ、前記クラ
   ンク軸に選択された回転変位を与えるべく駆動腕に連結
   された線型駆動要素と、 前記クランク軸に設けられ前記第一のユニゾンリングに
   沿う平面内で回転し得る第一のクランク腕と、 前記クランク軸に設けられ前記第二のユニゾンリングに
   沿う平面内で回転し得る第二のクランク腕と、 前記クランク軸及び前記第一のクランク腕の回転変位に
   応答して前記第一のユニゾンリングに接線方向の変位を
   与えるべく該第一のクランク腕と該第一のユニゾンリン
   グとの間に連結された第一の押し棒と、 前記クランク軸及び前記第二のクランク腕の回転変位に
   応答して前記第二のユニゾンリングに接線方向の変位を
   与えるべく該第二のクランク腕と該第二のユニゾンリン
   グとの間に連結された第二の押し棒と を含んでいるユニゾンリング用のアクチュエータ。