JP2773091B2 - 航空用ガスタービンエンジンのプロペラモジユール - Google Patents
航空用ガスタービンエンジンのプロペラモジユールInfo
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- JP2773091B2 JP2773091B2 JP61255538A JP25553886A JP2773091B2 JP 2773091 B2 JP2773091 B2 JP 2773091B2 JP 61255538 A JP61255538 A JP 61255538A JP 25553886 A JP25553886 A JP 25553886A JP 2773091 B2 JP2773091 B2 JP 2773091B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
- B64C11/306—Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
- B64C11/32—Blade pitch-changing mechanisms mechanical
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は航空用ガスタービンエンジンのプロペラモジ
ュール、特に２重反転プロペラを有するプロペラモジュ
ールに関する。 （従来の技術） 一つの装置において、それぞれ牽引式または推進式と
して知られる、ガスタービンエンジンの上流または下流
に配置されり２重反転プロペラを有する型式のガスター
ビンエンジン用プロペラモジュールは、プロペラを反転
駆動するために差動減速歯車を必要とする。プロペラは
また翼のピッチを制御するための機構をも必要とする。 航空用ガスタービンエンジンの重量軽減と相俟ってプ
ロペラモジュールおよび、航空用ガスタービンエンジン
の軸方向長さの短縮は、減速歯車を２個のプロペラの軸
方向中間に配置すること、およびガスタービンエンジン
から懸架される片持ち構造に１個のプロペラを回転自在
に取付け、その第１のプロペラ上に第２のプロペラを回
転自在に取付けること、により達成された。 この装置ではプロペラの１個から遠く離れたアクチュ
エータにより翼ピッチを制御することが非常に困難にな
った。特公平５−33200号後方（又は特開昭61−268598
号公報）に開示された本出願人による先行技術のピッチ
変更機構では、減速歯車列の遊星歯車キャリアにピッチ
変更歯車を回転自在に取付けることによってアクチュエ
ータから離れた第１のプロペラのピッチを変更する。こ
のアクチュエータは第２のプロペラと共に回転するの
で、アクチュエータから離れた第１のプロペラのピッチ
変更機構が両プロペラの回転速度差に関係するという欠
点がある。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の先行技術の欠点を解消するものであ
る。本発明は、２基のプロペラの軸方向中間に配置され
る差動減速歯車により駆動される２基の２重反転プロペ
ラを有する型式であって、プロペラの速度差に関係しな
い、２基のプロペラ別にピッチ変更機構を有するプロペ
ラモジュールを与えることを目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明は、同軸上にあって減速歯車列を介して共軸の
１本の軸により反転駆動される第１及び第２の多翼プロ
ペラを含む、ガスタービンエンジンのプロペラモジュー
ルであって、 前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プロペラ
の軸方向中間に配置されて前記軸により駆動される太陽
歯車と、該太陽歯車により駆動される数個の遊星歯車
と、該遊星歯車により駆動される環形歯車と、を含み、 前記遊星歯車はキャリア部材に回転自在に取り付けら
れてキャリア部材を駆動し、前記環形歯車およびキャリ
ア部材は前記遊星歯車によって反転駆動され、 さらに前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プ
ロペラのための第１および第２のピッチ変更機構を含
み、該第１および第２のピッチ変更機構は前記第２の多
翼プロペラのハブに取付けられたピッチ変更動力ユニッ
トによって作動され、前記第１のピッチ変更機構は、前
記第１の多翼プロペラのハブ上に回転自在に取付けられ
て、前記第１の多翼プロペラの翼をピッチ変更のため回
動させるようにされた第１の駆動装置と、前記キャリア
部材に回転自在に取り付けられて前記第１の駆動装置を
駆動するように配置された第１のピッチ変更歯車と、を
含むプロペラモジュールにおいて、 補償歯車装置が前記キャリア部材46に回転自在に取付
けられて前記第１のピッチ変更歯車を、固定された翼ピ
ッチにおいて前記第１の駆動装置が前記第１の多翼プロ
ペラ12と同じ方向に同じ速さで回転するように駆動する
ようになされ、前記ピッチ変更動力ユニット70は前記補
償歯車装置を駆動し前記第１の駆動装置と前記第１の多
翼プロペラとの間の相対回転を生じて前記第１の多翼プ
ロペラの翼のピッチを変えるようにされ、前記補償歯車
装置により、第１および第２の多翼プロペラ間の速度差
とは無関係に前記第１の多翼プロペラの翼ピッチの設定
が行われるを特徴とするプロペラモジュールを提供す
る。 以下に添付図面を参照しつつ本発明の実施例を説明す
る。 （実施例） 航空用ガスタービンエンジンのためのプロペラモジュ
ール10が第１図に示され、本実施例では推進式タービン
プロペラ型ガスタービンエンジンのプロペラモジュール
である。 プロペラモジュール10は反転駆動されるように配置さ
れた第１の多翼プロペラ12と、それと同軸上にある第２
の多翼プロペラ14とを含む。第１の多翼プロペラ12は翼
を担持するハブ16を有し、翼の枢動自在の翼根部分20お
よび各翼根部分20に対応する玉軸受22によって翼がハブ
16に回転自在に取付けられる。同様に第２の多翼プロペ
ラ14は翼を担持するハブ18を有し、枢動自在の翼根部分
24および各翼根部分24に対応する玉軸受26によって翼が
ハブ18に回転自在に取付けられる。 第１の多翼プロペラ12は航空用ガスタービンエンジン
から下流方向に延在する片持ち構造30に、ハブ16の上流
端の軸受28およびハブ16の下流端の軸受29によって、回
転自在に取付けられる。片持ち構造30はプロペラ・ハブ
16の中に同軸線上に延在し、パワータービン34からの軸
36が片持ち構造30を通して同軸線上に延び、延長軸44に
同軸常に固定される。第２の多翼プロペラ14は軸受32に
よって第１の多翼プロペラ12のハブ16の上に回転自在に
取付けられる。 延長軸44は第１および第２の多翼プロペラと同軸線上
にそれらの軸方向中間に配置される減速歯車列を駆動す
る。延長軸に太陽歯車48が固定されており、太陽歯車48
はキャリア部材46に回転自在に取付けられる数個の遊星
歯車50に噛合ってそれらを駆動する。遊星歯車50はこん
どは環形歯車52に噛合ってそれを駆動する。環形歯車52
はハブ16および第１の多翼プロペラ12を駆動し、キャリ
ア部材46は第１の多翼プロペラ12に対して反対の回転方
向にハブ18および第２の多翼プロペラ14を駆動する。 第１および第２の多翼プロペラ12、14はそれぞれピッ
チ変更機構を有し、それぞれ軸受56、58および軸受64、
66によってハブ16、18の中に同軸状に配置され回転自在
に取付けられる第１および第２のドラム54、62をそれぞ
れ有する。第１および第２のドラム54、62は循環式ボー
ルねじを有し、ナット60、68がドラムのねじに取付けら
れている。 ナット60、68は、多翼プロペラの枢動自在の翼根部分
20、24に固定される。各プロペラ翼に１個づつの、複数
の円周方向に等間隔に配置されるアーム61、69を有す
る。枢動自在の翼根部分20、24は玉軸受22、26によって
ハブ16、18の中に回転自在に取付けられているので、ド
ラムの回転によりナット60、68がドラム54、62にそって
移動すると、プロペラ翼が回転してプロペラ翼のピッチ
を変えさせる。ナット60、68をドラム上で回転させる、
ハブ16、18とドラム54、62の間の相対回転によってプロ
ペラ翼のピッチが変えられる。ピッチ変更動力ユニット
70およびドラム54、62を駆動するために減速歯車内に組
込まれたピッチ変更機構72、74によって第１および第２
のドラム54、62がハブ16、18に対して回転させられる。 第１実施例 第２図はピッチ変更機構72、74をより詳細に示す。ド
ラム54を駆動するためのピッチ変更機構72はドラム54上
のリングギヤ78に噛合う数個の歯車76を含み、各歯車76
は、キャリア部材46上に回転自在に取付けられてそれぞ
れの遊星歯車50を通して延在するそれぞれのスピンドル
80の一端に取付けられ、各スピンドル80の反応端には歯
車82が取付けられる。補償歯車装置は相互に固定された
１対のリングギヤ86、88、数個の遊星歯車94、およびキ
ャリア部材46上に回転自在に取付けられて相互に固定さ
れる１対の太陽歯車90、92を含む。各遊星歯車50に歯車
84が固定されて補償歯車装置およびスピンドルに取付け
られる歯車を介してドラム54を駆動するように配置され
る。歯車84はリングギヤ86に噛合い、リングギヤ88は遊
星歯車94に噛合い、遊星歯車94は太陽歯車92に噛合い、
太陽歯車92は歯車82に噛合う。補償歯車装置は第１の多
翼プロペラのハブ16と同じ方向に同じ速さでドラム54を
駆動するように設計される。よって遊星歯車94はキャリ
ア部材46およびハブ18と同じ方向に同じ速さで第１およ
び第２の多翼プロペラの軸線回りに回転する間に自身の
回転軸線の回りにも回転する。遊星歯車94は、固定取付
けされる遊星歯車96、98と共に、ハブ18の一部分に衝接
する環形部材104から延在するスピンドル100に回転自在
に取付けられる。遊星歯車96、98はピッチ変更ユニット
70に枢動される太陽歯車106、およびハブ18に固定され
るリングギヤ102にそれぞれ噛合う。環形部材104の軸方
向運動を制限し、ハブ18と環形部材104との相対運動を
案内として作用するために、ハブ18とリングギヤ102の
軸方向の間に環形部材104が配置される。 プロペラ翼のピッチが設定された状態でプロペラモジ
ュールが作動している時、太陽歯車106はピッチ変更ユ
ニット70によって駆動されず、キャリア部材46により駆
動されるハブ18と共に回転する。歯車102と太陽歯車106
の間に相対回転は無く、従って遊星歯車96、98はその軸
線回りに回転しない。 プロペラ翼のピッチを変更する時、ピッチ変更動力ユ
ニット70は太陽歯車106を駆動して、太陽歯車106をキャ
リア部材46、ハブ18、およびリングギヤ102に対して回
転させる。その結果、遊星歯車98、96、94は、キャリア
部材46に対して動き、ドラム54とハブ16の間に相対運動
を生ずる。遊星歯車96、98は、太陽歯車106とドラム54
の間に適当な減速比、本例では約4:1の比、を得るため
の減速歯車装置の一部を形成する。第４図は歯車の回転
方向と共に歯車列装置を示す略式図である。 ドラム62を駆動するためのピッチ変更機構74はドラム
62上のリングギヤ114に噛合う数個の遊星歯車108を含
み、各遊星歯車108はハブ18に回転自在に取付けられる
スピンドル110上に取付けられる。遊星歯車108はピッチ
変更動力ユニット70によって駆動される太陽歯車112に
も噛合う。 プロペラ翼のピッチが設定されている時、ドラム62は
遊星歯車108によって駆動され、太陽歯車112はハブ18と
同じ速さで同じ回転方向に回転するので、遊星歯車108
はその回転軸線回りには回転せずに、ドラム62をハブ18
と同じ速さで同じ方向に駆動する。 プロペラ翼のピッチを変更する時、太陽歯車112はハ
ブ18に対して回転して、遊星歯車108をその回転軸線回
りに回転させ、ハブ18とドラム62の間の相対回転を生ず
る。 第２実施例 第３図は、キャリア部材46が第１の多翼プロペラ12を
駆動し、環形歯車52が第２の多翼プロペラ14を駆動す
る、代替プロペラモジュール装置のピッチ変更機構14
1、142を示す。 ドラム54を駆動するためのピッチ変更機構141はドラ
ム54上のリング歯車78に噛合う数個の歯車120を含み、
各歯車120は、キャリア部材46の中に延在して回転自在
に取付けられそれぞれの遊星歯車50を通して延びるそれ
ぞれのスピンドル122の一端に取付けられ、また各スピ
ンドル122の反対端に歯車124が取付けられる。補償歯車
装置は、キャリア部材46上に回転自在に取付けられて相
互に固定されている１対の太陽歯車128、130と、太陽歯
車128、130に回転自在に取付けられる太陽歯車132と、
太陽歯車132から軸方向に延びるスピンドル136上に回転
自在に取付けられる数個の遊星歯車134と、を含む。太
陽歯車128は各遊星歯車50に固定される歯車126に噛合
い、太陽歯車132は遊星歯車124に噛合う。ピッチ変更動
力ユニット70に駆動されるリングギヤ140が遊星歯車134
に噛合う。第５図は歯車の回転方向と共に歯車列配置を
示す略式図である。 プロペラ翼のピッチが設定された状態でプロペラモジ
ュールが作動している時、リングギヤ140はピッチ変更
動力ユニット70によって駆動されることなく、環形歯車
52により駆動されるハブ18と共に回転する。遊星歯車13
4は第１および第２の多翼プロペラの軸線回りにキャリ
ア部材46およびハブ16と同じ方向に同じ速さで回転する
間に自身の軸線回りにも回転するように補償歯車装置が
設計される。この結果、遊星歯車124、120はその軸線回
りに回転するように駆動されることなく、キャリア部材
46と共に回転するので、第５図に示すようにハブ16と同
じ方向に同じ速さでドラム54を駆動する。 プロペラ翼のピッチを変える時、ピッチ変更動力ユニ
ット70はリングギヤ140を駆動し、遊星歯車134をその軸
線回りに回転させると同時にキャリア部材46およびハブ
16に対して回転させる。この結果、遊星歯車124、120は
キャリア部材46と共に回転しつつその軸線回りに回転
し、よってドラム54をハブ16に対して回転させて翼のピ
ッチを変える。 ドラム62を駆動するためのピッチ変更機構142は第２
図に示すものと等しいからここでは改めて説明しない。 以上説明したピッチ変更機構は第１および第２の多翼
プロペラにそれらの速度差に無関係に翼ピッチを設定さ
せる。この装置では、ドラム上のナットが循環式ボール
ねじ上で行程の終わりに達するのでピッチ変更機構の過
負荷が避けられる。この装置において、地上でウインド
ミリング（空転）している時、プロペラ翼がフエザリン
グ状態から離脱する傾向はない。 遊星歯車キャリアのトルクは常に環形歯車のトルクよ
り大きく、このトルク比は一定であり、プロペラ速度と
は無関係である。従って第２図および第３図に示す実施
例はそれぞれ牽引式および推進式ターボプロペラ装置に
使用するのに適している。ドラムがハブよりも早く廻る
時にはプロペラ翼のピッチが小さくなり、ドラムがハブ
よりも遅く廻る時には同じピッチが大きくなるような設
計になっている。 図では推進式プロペラとして画かれているが、プロペ
ラモジュールがガスタービンエンジンの上流端に取付け
られて、エンジンの中を同軸線上に延在する長い駆動時
を介してパワータービンにより駆動される。牽引式プロ
ペラにも本発明を等しく適用することができる。 第３実施例 代替のピッチ変更機構が第６図に示され、キャリア部
材46が第１の多翼プロペラ12を駆動し、環形歯車52が第
２の多翼プロペラ14を駆動する第３図の機構に似てい
る。 遊星歯車50を通して延在するスピンドル122によって
キャリア部材46上に回転自在に取付けられる歯車120が
１対の結合された平歯車202、204を介して複数のウオー
ムギヤ208を駆動することを除けば、このピッチ変更機
構は第３図のものと実質的に同じである。平歯車202、2
04はキャリア部材46上に回転自在に取付けられて、各ウ
オームギヤに１個づつ結合されている複数の歯車206を
駆動する。各ウオームギヤ208は翼のピッチを変えるた
めに翼を回転させるように配置されたセクター210およ
びレバー212を有する。作動は第３図に示すものと実質
的に同じである。 ウオームギヤ／セクター装置では、翼がウオームギヤ
の不可逆作用によって自動的に固定されるのでピッチロ
ック（固定）機構の必要が無い、ウオームギヤ／セクタ
ー装置は第２の多翼プロペラにも適用することができ
る。 第４実施例 第７図に示すいま一つの代替ピッチ変更機構は、キャ
リア部材46が代１の多翼プロペラ12を駆動し、環形歯車
52が第２の多翼プロペラ14を駆動するようになっている
装置に適用される。 第１の多翼プロペラのピッチ変更機構はやはり、キャ
リア部材46上に回転自在に取付けられて遊星歯車50を通
して延在するスピンドル122に取付けられる歯車120、12
4によって駆動される第１のドラム54を含む。補償歯車
装置はキャリア部材46上に回転自在に取付けられた複数
の歯車220を含み、各歯車220はそれぞれの歯車124およ
び太陽歯車222に噛合う。太陽歯車222はスピンドル226
に回転自在に取付けられた複数の歯車224を担持する。
歯車224は、ピッチ変更動力ユニット70によって駆動さ
れるように配置されるリングギヤ140に噛合い、また太
陽歯車48に結合されて駆動される太陽歯車228に噛合
う。 プロペラ翼のピッチが設定された状態ではプロペラモ
ジュールが作動している時、リングギヤ140はピッチ変
更動力ユニット70によって駆動されることなく、環形歯
車52により駆動されるハブ18と共に回転する。歯車224
は、第１および第２の多翼プロペラの軸線回りにキャリ
ア部材46およびハブ16と同じ方向および同じ速さで回転
すると同時に、自身の軸線回りに回転する。歯車220も
キャリア部材46と共に回転し、その結果、歯車220は歯
車124を駆動しない。 プロペラ翼のピッチを変更する時、ピッチ変更動力ユ
ニット70はリングギヤ140を駆動して、歯車224をその軸
線回りに回転させると同時にキャリア部材46に対して回
転させる。その結果、太陽歯車222はキャリア部材46に
対して動き、歯車220、ひいては歯車124および第１のド
ラム54を回転させて、翼ピッチを変える。
ュール、特に２重反転プロペラを有するプロペラモジュ
ールに関する。 （従来の技術） 一つの装置において、それぞれ牽引式または推進式と
して知られる、ガスタービンエンジンの上流または下流
に配置されり２重反転プロペラを有する型式のガスター
ビンエンジン用プロペラモジュールは、プロペラを反転
駆動するために差動減速歯車を必要とする。プロペラは
また翼のピッチを制御するための機構をも必要とする。 航空用ガスタービンエンジンの重量軽減と相俟ってプ
ロペラモジュールおよび、航空用ガスタービンエンジン
の軸方向長さの短縮は、減速歯車を２個のプロペラの軸
方向中間に配置すること、およびガスタービンエンジン
から懸架される片持ち構造に１個のプロペラを回転自在
に取付け、その第１のプロペラ上に第２のプロペラを回
転自在に取付けること、により達成された。 この装置ではプロペラの１個から遠く離れたアクチュ
エータにより翼ピッチを制御することが非常に困難にな
った。特公平５−33200号後方（又は特開昭61−268598
号公報）に開示された本出願人による先行技術のピッチ
変更機構では、減速歯車列の遊星歯車キャリアにピッチ
変更歯車を回転自在に取付けることによってアクチュエ
ータから離れた第１のプロペラのピッチを変更する。こ
のアクチュエータは第２のプロペラと共に回転するの
で、アクチュエータから離れた第１のプロペラのピッチ
変更機構が両プロペラの回転速度差に関係するという欠
点がある。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は上述の先行技術の欠点を解消するものであ
る。本発明は、２基のプロペラの軸方向中間に配置され
る差動減速歯車により駆動される２基の２重反転プロペ
ラを有する型式であって、プロペラの速度差に関係しな
い、２基のプロペラ別にピッチ変更機構を有するプロペ
ラモジュールを与えることを目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明は、同軸上にあって減速歯車列を介して共軸の
１本の軸により反転駆動される第１及び第２の多翼プロ
ペラを含む、ガスタービンエンジンのプロペラモジュー
ルであって、 前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プロペラ
の軸方向中間に配置されて前記軸により駆動される太陽
歯車と、該太陽歯車により駆動される数個の遊星歯車
と、該遊星歯車により駆動される環形歯車と、を含み、 前記遊星歯車はキャリア部材に回転自在に取り付けら
れてキャリア部材を駆動し、前記環形歯車およびキャリ
ア部材は前記遊星歯車によって反転駆動され、 さらに前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プ
ロペラのための第１および第２のピッチ変更機構を含
み、該第１および第２のピッチ変更機構は前記第２の多
翼プロペラのハブに取付けられたピッチ変更動力ユニッ
トによって作動され、前記第１のピッチ変更機構は、前
記第１の多翼プロペラのハブ上に回転自在に取付けられ
て、前記第１の多翼プロペラの翼をピッチ変更のため回
動させるようにされた第１の駆動装置と、前記キャリア
部材に回転自在に取り付けられて前記第１の駆動装置を
駆動するように配置された第１のピッチ変更歯車と、を
含むプロペラモジュールにおいて、 補償歯車装置が前記キャリア部材46に回転自在に取付
けられて前記第１のピッチ変更歯車を、固定された翼ピ
ッチにおいて前記第１の駆動装置が前記第１の多翼プロ
ペラ12と同じ方向に同じ速さで回転するように駆動する
ようになされ、前記ピッチ変更動力ユニット70は前記補
償歯車装置を駆動し前記第１の駆動装置と前記第１の多
翼プロペラとの間の相対回転を生じて前記第１の多翼プ
ロペラの翼のピッチを変えるようにされ、前記補償歯車
装置により、第１および第２の多翼プロペラ間の速度差
とは無関係に前記第１の多翼プロペラの翼ピッチの設定
が行われるを特徴とするプロペラモジュールを提供す
る。 以下に添付図面を参照しつつ本発明の実施例を説明す
る。 （実施例） 航空用ガスタービンエンジンのためのプロペラモジュ
ール10が第１図に示され、本実施例では推進式タービン
プロペラ型ガスタービンエンジンのプロペラモジュール
である。 プロペラモジュール10は反転駆動されるように配置さ
れた第１の多翼プロペラ12と、それと同軸上にある第２
の多翼プロペラ14とを含む。第１の多翼プロペラ12は翼
を担持するハブ16を有し、翼の枢動自在の翼根部分20お
よび各翼根部分20に対応する玉軸受22によって翼がハブ
16に回転自在に取付けられる。同様に第２の多翼プロペ
ラ14は翼を担持するハブ18を有し、枢動自在の翼根部分
24および各翼根部分24に対応する玉軸受26によって翼が
ハブ18に回転自在に取付けられる。 第１の多翼プロペラ12は航空用ガスタービンエンジン
から下流方向に延在する片持ち構造30に、ハブ16の上流
端の軸受28およびハブ16の下流端の軸受29によって、回
転自在に取付けられる。片持ち構造30はプロペラ・ハブ
16の中に同軸線上に延在し、パワータービン34からの軸
36が片持ち構造30を通して同軸線上に延び、延長軸44に
同軸常に固定される。第２の多翼プロペラ14は軸受32に
よって第１の多翼プロペラ12のハブ16の上に回転自在に
取付けられる。 延長軸44は第１および第２の多翼プロペラと同軸線上
にそれらの軸方向中間に配置される減速歯車列を駆動す
る。延長軸に太陽歯車48が固定されており、太陽歯車48
はキャリア部材46に回転自在に取付けられる数個の遊星
歯車50に噛合ってそれらを駆動する。遊星歯車50はこん
どは環形歯車52に噛合ってそれを駆動する。環形歯車52
はハブ16および第１の多翼プロペラ12を駆動し、キャリ
ア部材46は第１の多翼プロペラ12に対して反対の回転方
向にハブ18および第２の多翼プロペラ14を駆動する。 第１および第２の多翼プロペラ12、14はそれぞれピッ
チ変更機構を有し、それぞれ軸受56、58および軸受64、
66によってハブ16、18の中に同軸状に配置され回転自在
に取付けられる第１および第２のドラム54、62をそれぞ
れ有する。第１および第２のドラム54、62は循環式ボー
ルねじを有し、ナット60、68がドラムのねじに取付けら
れている。 ナット60、68は、多翼プロペラの枢動自在の翼根部分
20、24に固定される。各プロペラ翼に１個づつの、複数
の円周方向に等間隔に配置されるアーム61、69を有す
る。枢動自在の翼根部分20、24は玉軸受22、26によって
ハブ16、18の中に回転自在に取付けられているので、ド
ラムの回転によりナット60、68がドラム54、62にそって
移動すると、プロペラ翼が回転してプロペラ翼のピッチ
を変えさせる。ナット60、68をドラム上で回転させる、
ハブ16、18とドラム54、62の間の相対回転によってプロ
ペラ翼のピッチが変えられる。ピッチ変更動力ユニット
70およびドラム54、62を駆動するために減速歯車内に組
込まれたピッチ変更機構72、74によって第１および第２
のドラム54、62がハブ16、18に対して回転させられる。 第１実施例 第２図はピッチ変更機構72、74をより詳細に示す。ド
ラム54を駆動するためのピッチ変更機構72はドラム54上
のリングギヤ78に噛合う数個の歯車76を含み、各歯車76
は、キャリア部材46上に回転自在に取付けられてそれぞ
れの遊星歯車50を通して延在するそれぞれのスピンドル
80の一端に取付けられ、各スピンドル80の反応端には歯
車82が取付けられる。補償歯車装置は相互に固定された
１対のリングギヤ86、88、数個の遊星歯車94、およびキ
ャリア部材46上に回転自在に取付けられて相互に固定さ
れる１対の太陽歯車90、92を含む。各遊星歯車50に歯車
84が固定されて補償歯車装置およびスピンドルに取付け
られる歯車を介してドラム54を駆動するように配置され
る。歯車84はリングギヤ86に噛合い、リングギヤ88は遊
星歯車94に噛合い、遊星歯車94は太陽歯車92に噛合い、
太陽歯車92は歯車82に噛合う。補償歯車装置は第１の多
翼プロペラのハブ16と同じ方向に同じ速さでドラム54を
駆動するように設計される。よって遊星歯車94はキャリ
ア部材46およびハブ18と同じ方向に同じ速さで第１およ
び第２の多翼プロペラの軸線回りに回転する間に自身の
回転軸線の回りにも回転する。遊星歯車94は、固定取付
けされる遊星歯車96、98と共に、ハブ18の一部分に衝接
する環形部材104から延在するスピンドル100に回転自在
に取付けられる。遊星歯車96、98はピッチ変更ユニット
70に枢動される太陽歯車106、およびハブ18に固定され
るリングギヤ102にそれぞれ噛合う。環形部材104の軸方
向運動を制限し、ハブ18と環形部材104との相対運動を
案内として作用するために、ハブ18とリングギヤ102の
軸方向の間に環形部材104が配置される。 プロペラ翼のピッチが設定された状態でプロペラモジ
ュールが作動している時、太陽歯車106はピッチ変更ユ
ニット70によって駆動されず、キャリア部材46により駆
動されるハブ18と共に回転する。歯車102と太陽歯車106
の間に相対回転は無く、従って遊星歯車96、98はその軸
線回りに回転しない。 プロペラ翼のピッチを変更する時、ピッチ変更動力ユ
ニット70は太陽歯車106を駆動して、太陽歯車106をキャ
リア部材46、ハブ18、およびリングギヤ102に対して回
転させる。その結果、遊星歯車98、96、94は、キャリア
部材46に対して動き、ドラム54とハブ16の間に相対運動
を生ずる。遊星歯車96、98は、太陽歯車106とドラム54
の間に適当な減速比、本例では約4:1の比、を得るため
の減速歯車装置の一部を形成する。第４図は歯車の回転
方向と共に歯車列装置を示す略式図である。 ドラム62を駆動するためのピッチ変更機構74はドラム
62上のリングギヤ114に噛合う数個の遊星歯車108を含
み、各遊星歯車108はハブ18に回転自在に取付けられる
スピンドル110上に取付けられる。遊星歯車108はピッチ
変更動力ユニット70によって駆動される太陽歯車112に
も噛合う。 プロペラ翼のピッチが設定されている時、ドラム62は
遊星歯車108によって駆動され、太陽歯車112はハブ18と
同じ速さで同じ回転方向に回転するので、遊星歯車108
はその回転軸線回りには回転せずに、ドラム62をハブ18
と同じ速さで同じ方向に駆動する。 プロペラ翼のピッチを変更する時、太陽歯車112はハ
ブ18に対して回転して、遊星歯車108をその回転軸線回
りに回転させ、ハブ18とドラム62の間の相対回転を生ず
る。 第２実施例 第３図は、キャリア部材46が第１の多翼プロペラ12を
駆動し、環形歯車52が第２の多翼プロペラ14を駆動す
る、代替プロペラモジュール装置のピッチ変更機構14
1、142を示す。 ドラム54を駆動するためのピッチ変更機構141はドラ
ム54上のリング歯車78に噛合う数個の歯車120を含み、
各歯車120は、キャリア部材46の中に延在して回転自在
に取付けられそれぞれの遊星歯車50を通して延びるそれ
ぞれのスピンドル122の一端に取付けられ、また各スピ
ンドル122の反対端に歯車124が取付けられる。補償歯車
装置は、キャリア部材46上に回転自在に取付けられて相
互に固定されている１対の太陽歯車128、130と、太陽歯
車128、130に回転自在に取付けられる太陽歯車132と、
太陽歯車132から軸方向に延びるスピンドル136上に回転
自在に取付けられる数個の遊星歯車134と、を含む。太
陽歯車128は各遊星歯車50に固定される歯車126に噛合
い、太陽歯車132は遊星歯車124に噛合う。ピッチ変更動
力ユニット70に駆動されるリングギヤ140が遊星歯車134
に噛合う。第５図は歯車の回転方向と共に歯車列配置を
示す略式図である。 プロペラ翼のピッチが設定された状態でプロペラモジ
ュールが作動している時、リングギヤ140はピッチ変更
動力ユニット70によって駆動されることなく、環形歯車
52により駆動されるハブ18と共に回転する。遊星歯車13
4は第１および第２の多翼プロペラの軸線回りにキャリ
ア部材46およびハブ16と同じ方向に同じ速さで回転する
間に自身の軸線回りにも回転するように補償歯車装置が
設計される。この結果、遊星歯車124、120はその軸線回
りに回転するように駆動されることなく、キャリア部材
46と共に回転するので、第５図に示すようにハブ16と同
じ方向に同じ速さでドラム54を駆動する。 プロペラ翼のピッチを変える時、ピッチ変更動力ユニ
ット70はリングギヤ140を駆動し、遊星歯車134をその軸
線回りに回転させると同時にキャリア部材46およびハブ
16に対して回転させる。この結果、遊星歯車124、120は
キャリア部材46と共に回転しつつその軸線回りに回転
し、よってドラム54をハブ16に対して回転させて翼のピ
ッチを変える。 ドラム62を駆動するためのピッチ変更機構142は第２
図に示すものと等しいからここでは改めて説明しない。 以上説明したピッチ変更機構は第１および第２の多翼
プロペラにそれらの速度差に無関係に翼ピッチを設定さ
せる。この装置では、ドラム上のナットが循環式ボール
ねじ上で行程の終わりに達するのでピッチ変更機構の過
負荷が避けられる。この装置において、地上でウインド
ミリング（空転）している時、プロペラ翼がフエザリン
グ状態から離脱する傾向はない。 遊星歯車キャリアのトルクは常に環形歯車のトルクよ
り大きく、このトルク比は一定であり、プロペラ速度と
は無関係である。従って第２図および第３図に示す実施
例はそれぞれ牽引式および推進式ターボプロペラ装置に
使用するのに適している。ドラムがハブよりも早く廻る
時にはプロペラ翼のピッチが小さくなり、ドラムがハブ
よりも遅く廻る時には同じピッチが大きくなるような設
計になっている。 図では推進式プロペラとして画かれているが、プロペ
ラモジュールがガスタービンエンジンの上流端に取付け
られて、エンジンの中を同軸線上に延在する長い駆動時
を介してパワータービンにより駆動される。牽引式プロ
ペラにも本発明を等しく適用することができる。 第３実施例 代替のピッチ変更機構が第６図に示され、キャリア部
材46が第１の多翼プロペラ12を駆動し、環形歯車52が第
２の多翼プロペラ14を駆動する第３図の機構に似てい
る。 遊星歯車50を通して延在するスピンドル122によって
キャリア部材46上に回転自在に取付けられる歯車120が
１対の結合された平歯車202、204を介して複数のウオー
ムギヤ208を駆動することを除けば、このピッチ変更機
構は第３図のものと実質的に同じである。平歯車202、2
04はキャリア部材46上に回転自在に取付けられて、各ウ
オームギヤに１個づつ結合されている複数の歯車206を
駆動する。各ウオームギヤ208は翼のピッチを変えるた
めに翼を回転させるように配置されたセクター210およ
びレバー212を有する。作動は第３図に示すものと実質
的に同じである。 ウオームギヤ／セクター装置では、翼がウオームギヤ
の不可逆作用によって自動的に固定されるのでピッチロ
ック（固定）機構の必要が無い、ウオームギヤ／セクタ
ー装置は第２の多翼プロペラにも適用することができ
る。 第４実施例 第７図に示すいま一つの代替ピッチ変更機構は、キャ
リア部材46が代１の多翼プロペラ12を駆動し、環形歯車
52が第２の多翼プロペラ14を駆動するようになっている
装置に適用される。 第１の多翼プロペラのピッチ変更機構はやはり、キャ
リア部材46上に回転自在に取付けられて遊星歯車50を通
して延在するスピンドル122に取付けられる歯車120、12
4によって駆動される第１のドラム54を含む。補償歯車
装置はキャリア部材46上に回転自在に取付けられた複数
の歯車220を含み、各歯車220はそれぞれの歯車124およ
び太陽歯車222に噛合う。太陽歯車222はスピンドル226
に回転自在に取付けられた複数の歯車224を担持する。
歯車224は、ピッチ変更動力ユニット70によって駆動さ
れるように配置されるリングギヤ140に噛合い、また太
陽歯車48に結合されて駆動される太陽歯車228に噛合
う。 プロペラ翼のピッチが設定された状態ではプロペラモ
ジュールが作動している時、リングギヤ140はピッチ変
更動力ユニット70によって駆動されることなく、環形歯
車52により駆動されるハブ18と共に回転する。歯車224
は、第１および第２の多翼プロペラの軸線回りにキャリ
ア部材46およびハブ16と同じ方向および同じ速さで回転
すると同時に、自身の軸線回りに回転する。歯車220も
キャリア部材46と共に回転し、その結果、歯車220は歯
車124を駆動しない。 プロペラ翼のピッチを変更する時、ピッチ変更動力ユ
ニット70はリングギヤ140を駆動して、歯車224をその軸
線回りに回転させると同時にキャリア部材46に対して回
転させる。その結果、太陽歯車222はキャリア部材46に
対して動き、歯車220、ひいては歯車124および第１のド
ラム54を回転させて、翼ピッチを変える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるプロペラモジュール縦断面図、
第２図は第１図のプロペラモジュールの減速歯車列およ
びピッチ変更機構の拡大断面図、 第３図は第１図のプロペラモジュールの減速歯車列およ
びピッチ変更機構の第２の実施例の拡大断面図、 第４図は第２図の減速歯車列およびピッチ変更機構の略
式図、 第５図は第３図の減速歯車列およびピッチ変更機構の略
式図、 第６図はプロペラモジュールの減速歯車列およびピッチ
の変更機構の第３の実施例の拡大断面図、 第７図はプロペラモジュールの減速歯車列およびピッチ
変更機構の第４の実施例の拡大断面図である。 12……第１の多翼プロペラ、 14……第２の多翼プロペラ、16……ハブ、 18……ハブ、46……キャリア部材、 48……太陽歯車、50……遊星歯車、 52……環形歯車、54……第１のドラム、 60……ナット、62……第２のドラム、 68……ナット、70……ピッチ変更動力ユニット、 76、82……ピッチ変更歯車、86、88……リングギヤ、 90、92……太陽歯車、94……遊星歯車、 96、98……遊星歯車、100……スピンドル、 102……リングギヤ、106……太陽歯車、 108……第２のピッチ変更歯車、 112……太陽歯車、128、130……太陽歯車、 132……太陽歯車、134……遊星歯車、 140……リングギヤ、208……ウオームギヤ、 210……セクター、212……レバー、 220……歯車、222……太陽歯車、 224……遊星歯車、228……太陽歯車、
びピッチ変更機構の拡大断面図、 第３図は第１図のプロペラモジュールの減速歯車列およ
びピッチ変更機構の第２の実施例の拡大断面図、 第４図は第２図の減速歯車列およびピッチ変更機構の略
式図、 第５図は第３図の減速歯車列およびピッチ変更機構の略
式図、 第６図はプロペラモジュールの減速歯車列およびピッチ
の変更機構の第３の実施例の拡大断面図、 第７図はプロペラモジュールの減速歯車列およびピッチ
変更機構の第４の実施例の拡大断面図である。 12……第１の多翼プロペラ、 14……第２の多翼プロペラ、16……ハブ、 18……ハブ、46……キャリア部材、 48……太陽歯車、50……遊星歯車、 52……環形歯車、54……第１のドラム、 60……ナット、62……第２のドラム、 68……ナット、70……ピッチ変更動力ユニット、 76、82……ピッチ変更歯車、86、88……リングギヤ、 90、92……太陽歯車、94……遊星歯車、 96、98……遊星歯車、100……スピンドル、 102……リングギヤ、106……太陽歯車、 108……第２のピッチ変更歯車、 112……太陽歯車、128、130……太陽歯車、 132……太陽歯車、134……遊星歯車、 140……リングギヤ、208……ウオームギヤ、 210……セクター、212……レバー、 220……歯車、222……太陽歯車、 224……遊星歯車、228……太陽歯車、
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．同軸上にあって減速歯車列を介して共通の１本の軸
により反転駆動される第１及び第２の多翼プロペラを含
む、ガスタービンエンジンのプロペラモジュールであっ
て、 前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プロペラの
軸方向中間に配置されて前記軸により駆動される太陽歯
車と、該太陽歯車により駆動される数個の遊星歯車と、
該遊星歯車により駆動される環形歯車と、を含み、 前記遊星歯車はキャリア部材に回転自在に取り付けられ
て該キャリア部材を駆動し、前記環形歯車およびキャリ
ア部材は前記遊星歯車によって反転駆動され、 さらに前記減速歯車列は前記第１および第２の多翼プロ
ペラのための第１および第２のピッチ変更機構を含み、
該第１および第２のピッチ変更機構は前記第２の多翼プ
ロペラのハブに取付けられたピッチ変更動力ユニットに
よって作動され、前記第１のピッチ変更機構は、前記第
１の多翼プロペラのハブ上に回転自在に取付けられて前
記第１の多翼プロペラの翼をピッチ変更のため回動させ
るようにされた第１の駆動装置と、前記キャリア部材に
回転自在に取り付けられて前記第１の駆動装置を駆動す
るように配置された第１のピッチ変更歯車と、を含むプ
ロペラモジュールにおいて、 補償歯車装置が前記キャリア部材46に回転自在に取付け
られて前記第１のピッチ変更歯車を、固定された翼ピッ
チにおいて前記第１の駆動装置が前記第１の多翼プロペ
ラ12と同じ方向に同じ速さで回転するように駆動するよ
うになされ、前記ピッチ変更動力ユニット70は前記補償
歯車装置を駆動し前記第１の駆動装置と前記第１の多翼
プロペラとの間の相対回転を生じて前記第１の多翼プロ
ペラの翼のピッチを変えるようにされ、前記補償歯車装
置により、第１および第２の多翼プロペラ間の速度差と
は無関係に前記第１の多翼プロペラの翼ピッチの設定が
行われるを特徴とするプロペラモジュール。 ２．前記環形歯車52は前記第１の多翼プロペラ12を駆動
し、前記キャリア部材46は前記第２の多翼プロペラ14を
駆動し、前記補償歯車装置は、前記遊星歯車50によって
駆動され相互に固定された第１および第２のリングギヤ
86、88を駆動する歯車84、を含み、数個の遊星歯車94が
前記第２のリングギヤ88により駆動され、前記遊星歯車
94は、前記キャリア部材46に回転自在に取付けられて相
互に固定された第１および第２の太陽歯車90、92、を駆
動し、前記第２の太陽歯車90は前記ピッチ変更歯車76、
82を駆動し、前記補償歯車装置は、翼のピッチが固定さ
れている時に前記遊星歯車94が自身の回転軸線の回りに
は回転するが前記キャリア部材46に対しては回転しない
ように、配置されており、前記ピッチ変更動力ユニット
70は前記補償歯車装置の遊星歯車94を前記キャリア部材
46に対して回転させて前記第１の駆動装置と前記第１の
多翼プロペラの間の相対関係を生ずるようにされている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の、ガ
スタービンエンジンのプロペラモジュール。 ３．前記環形歯車52は前記第２の多翼プロペラ14を駆動
し、前記キャリア部材46は前記第１の多翼プロペラ12を
駆動し、前記遊星歯車50により駆動され、相互に固定さ
れて前記キャリア部材46に回転自在に取付けられる第１
および第２の太陽歯車128、130を駆動する歯車126を前
記補償歯車装置が含んでおり、数個の遊星歯車134は前
記第２の太陽歯車130により駆動され、前記遊星歯車134
は前記第１および第２の太陽歯車に回転自在に取付けら
れる第３の太陽歯車132を駆動し、該第３の太陽歯車は
前記第１のピッチ変更歯車120、124を駆動し、翼のピッ
チが固定されている時に前記遊星歯車134が自身の回転
軸線回りには回転するが、前記キャリア部材46に対して
は回転しないように前記補償歯車装置が配置され、前記
ピッチ変更動力ユニット70は前記補償歯車装置の遊星歯
車134を前記キャリア部材46に対して回転させて前記第
１の駆動装置と前記多翼プロペラの間の相対回転を生ず
るようにされていることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項に記載の、ガスタービンエンジンのプロペラモジ
ュール。 ４．前記環形歯車52は前記第２の多翼プロペラ14を駆動
し、前記キャリア部材46は前記第１の多翼プロペラ12を
駆動し、前記キャリア部材46に回転自在に取付けられ、
前記第１のピッチ変更歯車120、124に噛合って該歯車12
0、124を駆動する、数個の歯車220を前記補償歯車装置
が含み、前記歯車220は複数の遊星歯車224が回転自在に
取付けられた太陽歯車222に噛合い、前記遊星歯車224は
前記減速歯車列の太陽歯車48により駆動される太陽歯車
228に噛合い、翼のピッチが固定されている時に前記キ
ャリア部材46に回転自在に取付けられた前記歯車220は
前記キャリア部材46に対して回転しないように前記補償
歯車装置が配置されており、前記ピッチ変更動力ユニッ
ト70は前記補償歯車装置の遊星歯車224を前記キャリア
部材46に対して回転させて前記第１の駆動装置と前記第
１の多翼プロペラ12の間の相対回転を生ずるようにされ
ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載
の、ガスタービンエンジンのプロペラモジュール。 ５．前記ピッチ変更動力ユニット70は太陽歯車106を介
して第１の遊星歯車96を駆動し、該第１の遊星歯車96は
第２の遊星歯車98と同軸線上にあってスピンドル100に
より該第２の遊星歯車に固定され、前記第２の遊星歯車
98は前記第２の多翼プロペラ14に固定されたリングギヤ
102に噛合い、を前記補償歯車装置の遊星歯車94は前記
スピンドル100と同軸線上にあって該スピンドルに回転
自在に取付けられており、前記ピッチ変更動力ユニット
の作動は前記太陽歯車106と前記第２の多翼プロペラに
固定された前記リングギヤ102との間の相対運動を生じ
て、前記第１および第２の遊星歯車ならびに前記補償歯
車装置の遊星歯車94を前記キャリア部材に対して回転さ
せることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載
の、ガスタービンエンジンのプロペラモジュール。 ６．前記ピッチ変更動力ユニット70はリングギヤ140を
介して前記補償歯車装置の遊星歯車を駆動し、前記ピッ
チ変更動力ユニットの作動は前記リングギヤと第２の多
翼プロペラの間の相対回転を生じて、前記遊星歯車を前
記キャリア部材に対して回転させることを特徴とする、
特許請求の範囲第３項または第４項に記載の、ガスター
ビンエンジンのプロペラモジュール。 ７．前記第１の駆動装置は前記第１の多翼プロペラのハ
ブ16の中に同軸線上に回転自在に取付けられた第１のド
ラム54を含み、該第１のドラムは前記第１の多翼プロペ
ラの翼を回転させるようにされた第１の循環式ボールね
じおよびナット60を有すること、を特徴とする、特許請
求の範囲第１項に記載の、ガスタービンエンジンのプロ
ペラモジュール。 ８．前記第１の駆動装置は前記第１の多翼プロペラのハ
ブ上に回転自在に取付けられた複数のウオームギヤ208
を含み、各ウオームギヤは前記第１の多翼プロペラの対
応する翼を回転させるようにされたセクター210および
レバー212を有すること、を特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載の、ガスタービンエンジンのプロペラモ
ジュール。 ９．前記第２のピッチ変更機構は前記第２の多翼プロペ
ラのハブ18に回転自在に取付けられて該第２の多翼プロ
ペラの翼を回転させるようにされた第２の駆動装置を含
み、第２のピッチ変更歯車108が前記第２の多翼プロペ
ラのハブに回転自在に取付けられて該第２の駆動装置を
駆動するように配置され、前記ピッチ変更動力ユニット
70は太陽歯車112を介して前記第２のピッチ変更歯車108
を駆動し、前記ピッチ変更動力ユニットの作動は前記第
２の駆動装置と前記第２の多翼プロペラのハブとの間の
相対回転を生じて前記第２の多翼プロペラの翼のピッチ
を変えることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
載の、ガスタービンエンジンのプロペラモジュール。 １０．前記第２の駆動装置は前記第２の多翼プロペラの
ハブ18の中に同軸線上に回転自在に取付けられた第２の
ドラム62を含み、該第２のドラムは前記第２の多翼プロ
ペラの翼を回転させるようにされた第２の循環式ボール
ねじおよびナット68を有することを特徴とする、特許請
求の範囲第９項に記載の、ガスタービンエンジンのプロ
ペラモジュール。 １１．前記第２の駆動装置は前記第２の多翼プロペラの
ハブに回転自在に取付けられた複数のウオームギヤを含
み、各ウオームギヤは前記第２の多翼プロペラの対応す
る翼を回転させるようにされたセクターおよびレバーを
有することを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載
の、ガスタービンエンジンのプロペラモジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8527056 | 1985-11-02 | ||
| GB8527056 | 1985-11-02 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS62120295A JPS62120295A (ja) | 1987-06-01 |
| JP2773091B2 true JP2773091B2 (ja) | 1998-07-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61255538A Expired - Lifetime JP2773091B2 (ja) | 1985-11-02 | 1986-10-27 | 航空用ガスタービンエンジンのプロペラモジユール |
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|---|---|
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| GB (1) | GB2182397B (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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