JP3440287B2 - 航空機搭載発電機の定速駆動方法および定速駆動装置 - Google Patents

航空機搭載発電機の定速駆動方法および定速駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は航空機搭載発電機の
定速駆動方法および定速駆動装置に関する。さらに詳し
くは、航空機エンジンの回転数の変化に拘らずこのエン
ジン出力により駆動される発電機の回転数を一定とする
航空機搭載発電機の定速駆動方法および定速駆動装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えばジェット旅客機などの
航空機では、メインエンジンの回転出力により発電機を
駆動して、照明、空調および防氷装置などの各種電気機
器に供給する電力（３相１１５Ｖ、４００Ｈｚ）を発電
している。
【０００３】ところが、ジェットエンジンの場合、推力
はエンジン回転数で調整するので、推力変化に伴いエン
ジン回転数が変動するのが通常である。したがって、こ
のように回転数が変動するエンジン出力を利用して規定
周波数（４００±７Ｈｚ以下；ＭＩＬ−ＳＴＤ−７０４
Ｅに規定される）の交流電力を発電するためには、エン
ジン回転出力を一定回転数に調速して発電機を駆動させ
るための定速駆動装置（ＣＳＤ；Constant Speed Driv
e）が必要とされる。そして現在、航空機に搭載される
発電装置としては、定速駆動装置と発電機（Generato
r）とが一体化された駆動装置一体型発電装置（ＩＤ
Ｇ；Integrated Drive Generator）が多く利用されてい
る。
【０００４】このような従来の駆動装置一体型発電装置
は、例えば特公昭５５−７７８０号公報、７７８１号公
報および７７８２号公報にあるように、エンジンで駆動
される歯車差動装置、この歯車差動装置の速度比を制御
するための容積型液体ポンプおよびモータ、ならびに定
速度出力を作るように液体ユニットの容積を変えるため
のガバナーで操作される制御回路などから構成されてい
る。具体的には、容積型液体ポンプは油圧ポンプであ
り、この油圧ポンプおよび油圧モータにより歯車差動装
置の出力回転数を制御することによって、発電機を一定
の回転数で回転駆動できるようにしている。
【０００５】しかしながら、前記従来の定速駆動装置に
おける油圧ポンプ、および油圧モータはピストン方式を
採用しているため、下記に示すような様々な欠点を有し
ている。
【０００６】（１）シリンダ内を往復摺動するピストン
を使用しているので、焼付きやジョイント部分における
疲労破壊および磨耗が起きやすく信頼性に欠ける。ちな
みに、要求取下時間が１５０００時間であるのに対し、
実際の取下時間の平均は５０００時間未満である。
【０００７】（２）油圧を主動力としているため、６５
％程度の動力伝達効率しか得られず、航空機の燃費の悪
化を招来している。ちなみに、１５０人乗り程度の中型
機では１％程度の燃費の悪化を招来している。
【０００８】（３）機構が複雑であるため、信頼性が低
くなるとともに、大重量化、高コスト化を招く。
【０００９】（４）往復機構が主要部を構成しているの
で、現状以上の回転数の向上はほとんど期待できない。
そのため、これ以上の軽量化およびコンパクト化が望め
ない。
【００１０】したがって、定速駆動装置における無段変
速機構としては、回転体で寿命は軸受に準じた方法で予
測ができるために寿命予測が確実でかつ高速回転が可能
な、例えばトラクションドライブなどの無段変速機を利
用することが好ましく、これによって、前述の油圧ポン
プおよび油圧モータによる機構の欠点を大幅に改善する
ことが可能となる。
【００１１】しかしながら、例えばトラクションドライ
ブだけで定速駆動装置における変速機構を構成して、発
電機を駆動するための全ての動力を伝達する構成とした
場合、航空機搭載発電機の定速駆動装置として必要とさ
れる耐久性を所定寸法内および所定重量内において確保
することができない場合が生ずるという問題がある。ま
た、トラクションドライブの動力伝達効率は８５％程度
であるので、充分な効率向上も図ることができないとい
う問題もある。
【００１２】なお、自動車用無段変速機の長寿命・高効
率化を達成するため、トロイダルトラクションドライブ
と遊星歯車装置とを組合せた機構の公知例としては、例
えば特開平１ー１６９１６９号公報および特開平１１ー
６３１４７号公報に開示されているものが知られている
が、これらは次に述べる理由により航空機へ搭載できる
ものではない。
【００１３】（１）運転状態によっては１００％トラク
ションドライブに動力が流入する構造になっており、そ
れがためトラクションドライブの重量および寸法が大き
くなる。なお、トラクションドライブを航空機に搭載さ
せるための寸法内に納めると、必要寿命を確保できな
い。
【００１４】（２）前記公知構造のものにおいては、歯
車部分において動力が循環し、そのため無駄に動力が消
費されてしまうとともに、歯車装置が不必要に大きくな
る。なお、歯車装置を航空機に搭載させるための寸法内
に納めると、必要寿命を確保できない。
【００１５】（３）前記公知構造のものにおいては、遊
星歯車装置はトラクションドライブの外側に配設されて
いるため、全体寸法が大きくなる。
【００１６】（４）前記３点の理由により装置全体の重
量、寸法、寿命などが航空機に搭載するために要求され
る所定値を満足できない。
【００１７】（５）自動車用無段変速機は、所望の駆動
力を発生させながらエンジンの燃料消費量が最小となる
回転数となるように変速機の変速比を制御するように構
成されているが、航空機に搭載される無段変速機は変動
するエンジン回転数に対して発電機の回転数を一定にす
るように構成される必要がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、航空機に搭載さ
れる発電装置を、高効率で信頼性が高くかつ長寿命でコ
ンパクトな構造にするとともに、航空機の運用条件に合
わせて安定した周波数の交流電力を供給することができ
る航空機搭載発電機の定速駆動方法および定速駆動装置
を提供することを主たる目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１形態は、ト
ラクション無段変速機と、動力分流軸を有する遊星歯車
変速機構とを備える定速駆動装置を用いて、航空機エン
ジンにより交流発電機を定速駆動させて発電する航空機
搭載発電機の定速駆動方法であって、前記エンジンの回
転出力から得られる所定回転数範囲でかつ変動を伴う回
転駆動力を、トラクション無段変速機の入力軸と遊星歯
車変速機構の動力分流軸とに所定割合で分流し、前記ト
ラクション無段変速機の入力軸に分流された回転駆動力
を、前記遊星歯車変速機構のサンギャに前記エンジン回
転数の変動を相殺しながら伝達し、前記動力分流軸に分
流された回転駆動力を、同遊星歯車変速機構のリングギ
ャに伝達し、前記サンギャおよびリングギャに伝達され
た各回転駆動力を同遊星歯車変速機構のキャリアに、そ
の回転数が前記サンギャの回転数と前記リングギャの回
転数との間の回転数となるように調整して伝達し、それ
により前記分流された回転駆動力を動力循環を生じさせ
ることなく合流させることを特徴とする航空機搭載発電
機の定速駆動方法とされる。
【００２０】 本発明の第２形態は、航空機エンジンに
より交流発電機を定速駆動させて発電する航空機搭載発
電機の定速駆動装置であって、前記定速駆動装置が、エ
ンジンの出力軸に接続された入力軸と、トラクション無
段変速機および動力分流軸を有する遊星歯車変速機構を
備える変速手段とを有し、前記トラクション無段変速機
の入力軸および前記動力分流軸の一端部が、前記入力軸
に前記エンジンからの回転駆動力を所定割合で分流させ
るよう接続され、前記トラクション無段変速機の出力軸
に前記遊星歯車変速機構のサンギャが形成され、前記動
力分流軸の他端部が前記遊星歯車変速機構のリングギャ
に接続され、前記遊星歯車変速機構のキャリアの回転数
が、同遊星歯車変速機構のサンギャの回転数およびリン
グギャの回転数の間との回転数となるよう調整されて動
力循環を生じないようにされ、前記エンジンの回転数の
変動が前記トラクション無段変速機により相殺されてな
ることを特徴とする航空機搭載発電機の定速駆動装置と
される。
【００２１】 本発明の第２形態においては、前記トラ
クション無段変速機は、例えばトロイダルトラクション
ドライブにより構成される。
【００２２】 また、本発明の第２形態においては、前
記トロイダルトラクションドライブがダブルキャビティ
型ロイダルトラクションドライブとされていたり、遊星
歯車変速機構の両側に前記ダブルキャビティ型トロイダ
ルトラクションドライブの出力ディスクが配設されてい
たりするのが好ましい。
【００２３】 さらに、本発明の第２形態においては、
ダブルキャビティ型トロイダルトラクションドライブの
出力軸に遊星歯車変速機構のサンギャが形成されてなる
のが好ましい。
【００２４】
【００２５】 本発明の第３形態は、前記のいずれかに
記載の定速駆動装置の制御方法であって、エンジンの回
転数が所定回転数未満の場合、インプット回転数とアウ
トプット回転数との比を一定とする速比フィードバック
制御を行い、かつエンジンの回転数が所定回転数範囲の
場合、アウトプット回転数を一定とするアウトプット回
転数フィードバック制御を行うことを特徴とする定速駆
動装置の制御方法とされる。その場合、前記アウトプッ
ト回転数を検出する回転数センサを備え、前記回転数セ
ンサにより検出された回転数とインプット回転数との比
と、速比指令値との偏差をトラクション無段変速機への
変速指令信号とするのが好ましく、トラクション無段変
速機への入力回転数の変化率と前記偏差とを加算した信
号を前記無段変速機への変速指令信号とするのがより好
ましく、その上エンジンの回転数が所定回転数に到達し
た時点で、アウトプット回転数が所定回転数となるよう
速比が調整されているのがさらに好ましい。
【００２６】 本発明の第４形態は、前記のいずれかに
記載の定速駆動装置の制御装置であって、トラクション
無段変速機に対して、エンジンの回転数が所定回転数未
満の場合、インプット回転数とアウトプット回転数との
比を一定とする速比フィードバック制御がなされ、かつ
エンジンの回転数が所定回転数範囲の場合、アウトプッ
ト回転数を一定とするアウトプット回転数フィードバッ
ク制御がなされるように構成されてなることを特徴とす
る定速駆動装置の制御装置とされる。その場合、エンジ
ンの回転数が所定回転数に到達した時点で、アウトプッ
ト回転数が所定回転数となるよう速比が調整されてなる
のが好ましい。
【００２７】本発明の第５形態は、前記定速駆動装置と
航空機搭載発電機とが同一ハウジングに収納されてなる
ことを特徴とする航空機搭載発電装置とされる。
【００２８】
【作用】本発明は前記の如く構成されているので、油圧
ポンプおよび油圧モータを利用した従来の航空機搭載発
電機の定速駆動方法および定速駆動装置を使用した場合
と比較して、航空機に搭載される発電装置の効率および
信頼性を向上させることができる。
【００２９】また、発電機を駆動する回転駆動力が、流
体の剪断抵抗を利用して動力を伝達する無段変速機だけ
ではなく、動力分流軸および２自由度を有する遊星歯車
変速機構にも常時分流されて伝達されるので、変速手段
を長寿命化することができるとともに、動力伝達効率の
向上も図ることができる。
【００３０】さらに、前述の特徴および高速駆動が可能
であることにより、航空機搭載発電機の定速駆動装置の
軽量化およびコンパクト化を図ることができるという基
本的特色を有する。
【００３１】また、本発明の制御方法により、航空機の
作動特性にマッチさせて動作させることが可能となる。
【００３２】本発明の好ましい形態においては、遊星歯
車変速機構が無段変速機と同軸に配置されるとともに無
段変速機の出力部と遊星歯車変速機構のサンギヤとが兼
用されているので、遊星歯車変速機構を設けるためのス
ペースを大幅に節約することが可能となり、装置のさら
なる軽量・コンパクト化を図ることが容易になる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００３４】図１および図２に本発明の一実施形態に係
る航空機搭載用発電装置（以下、単に発電装置という）
の概略構成およびギヤトレインをそれぞれ示し、この発
電装置１は、航空機エンジン（以下、単にエンジンとい
う）Ａにより駆動される交流発電機２と、エンジンＡの
回転数の変動に拘らず交流発電機２を駆動する駆動回転
数を一定に保つ定速駆動機構３とから構成されてなるも
のである。
【００３５】交流発電機２は一定回転数（例えば、２４
０００ｒｐｍ）で駆動されて、規定周波数（４００±７
Ｈｚ以下；ＭＩＬ−ＳＴＤ−７０４Ｅに規定される）の
交流電力を発電する。なお、交流発電機２の構成は、公
知の発電機と同様のものとされているので、その詳細な
説明は省略する。
【００３６】定速駆動機構３は、高速トラクション無段
変速機（以下、単にトラクション無段変速機という）１
１と、このトラクション無段変速機１１との間で動力分
流機能を持たせるために、動力分流軸を有しかつ２自由
度とされた遊星歯車変速機構１２とから構成された変速
機構（手段）３０と、この変速機構３０における変速比
を制御する制御機構３１とから構成されている。
【００３７】ここで、図３も参照してトラクション無段
変速機１１および遊星歯車変速機構１２の関係について
簡単に説明すると、トラクション無段変速機１１はこの
実施形態ではダブルキャビティ型トロイダルトラクショ
ンドライブ２０とされるとともに、キャビティ２１，２
２の間に遊星歯車変速機構１２の主要部（リングギヤ１
２ａやサンギヤ１２ｂなど）が配設された構成とされて
いる。つまり、遊星歯車変速機構１２の主要部の一方お
よび他方の側に、前記キャビティ２１の出力ディスク２
１ｂおよび前記キャビティ２２の出力ディスク２２ｂが
配設されている。また、遊星歯車変速機構１２のサンギ
ヤ１２ｂがトラクション無段変速機１１の出力軸１６と
兼用されている。
【００３８】なお、ダブルキャビティ型トロイダルトラ
クションドライブＤＤとは、図４に示すように、回転軸
Ｓに沿ってキャビティＣ１，Ｃ２を所定の間隔を設けて
配設してなるものであって、各キャビティＣ１，Ｃ２の
外側に入力ディスクＩＤ1，ＩＤ2を配設するとともに両
入力ディスクＩＤ1，ＩＤ2を中間軸で連結する一方、各
キャビティＣ１，Ｃ２の内側に出力ディスクＯＤ1，Ｏ
Ｄ2を配設するとともに両出力ディスクＯＤ1，ＯＤ2を
連結している出力軸の中央部に設けられた出力歯車ＯＧ
から出力を取出すように構成されてなるトロイダルトラ
クションドライブをいう。これに対して、図５に示すよ
うに、単一のキャビティＣ１しか有しないトロイダルト
ラクションドライブをシングルキャビティ型トロイダル
トラクションドライブＳＤという。また、トロイダルト
ランクションドライブには、図６および図７に示すよう
にハーフ・トロイダル型とフル・トロイダル型がある
が、本発明には両者とも適用可能である。ただし、本明
細書に図示されているものはハーフ・トロイダル型であ
る。
【００３９】ところで、図示例ではトラクション無段変
速機１１は、ダブルキャビティ型トロイダルトラクショ
ンドライブ２０が使用されているが、使用するトロイダ
ルトラクションドライブはシングルキャビティ型トロイ
ダルトラクションドライブとされてもよい。ただし、摩
擦損失を低減する観点および大容量化の観点から使用す
るトロイダルトラクションドライブは、ダブルキャビテ
ィ型トロイダルトラクションドライブ２０とされるのが
好ましい。
【００４０】また、この実施形態におけるダブルキャビ
ティ型トロイダルトラクションドライブ２０の変速範囲
は、０．５〜２．０の範囲とされている。このように、
ダブルキャビティ型トロイダルトラクションドライブ２
０の変速範囲の上限を２．０とするのは、接触部におけ
るスピンを低減してダブルキャビティ型トロイダルトラ
クションドライブ２０の出力軸１６の回転数を１５００
０ｒｐｍの高速回転数とし、それによりダブルキャビテ
ィ型トロイダルトラクションドライブ２０を軽量化する
ためである。なお、このダブルキャビティ型トロイダル
トラクションドライブ２０の変速動作については後述す
る。
【００４１】しかして、この実施形態では、具体的には
発電装置１の入力軸１３はエンジンＡの回転軸Ｂに接続
されており、この回転軸Ｂを介して伝達されるエンジン
Ａの回転出力が入力軸１３を介して定速駆動機構３に入
力される。
【００４２】すなわち、入力軸１３にはギヤ１３ａが設
けられる一方、トラクション無段変速機１１にはこのギ
ヤ１３ａと噛合するギヤ１４ａが設けられ、これにより
トラクション無段変速機１１の入力軸１４が入力軸１３
に接続されるとともに、アイドラ１５、つまり動力分流
軸１５の一端にも前記ギヤ１３ａと噛合するギヤ１５ａ
が設けられるとともに、その他端にもギヤ１５ｂが設け
られていて、このギヤ１５ｂがリングギヤ１２ａと噛合
し、それにより遊星歯車変速機構１２が入力軸１３に接
続されている。したがって、エンジンＡの回転軸Ｂから
定速駆動機構３に入力される回転動力は、トラクション
無段変速機１１と動力分流軸１５を介して遊星歯車変速
機構１２とに分流され、またそのときのトラクション無
段変速機１１の動力ＰCVTと、遊星歯車変速機構１２の
動力ＰRとの動力比（ＰCVT：ＰR）は次のようになる。
ただし、簡単のため、以下の計算では歯車および無段変
速機での損失はないものとされている。
【００４３】動力比（ＰCVT：ＰR）はトルク比と回転数
比との積で表されるから、まずトルク比について検討す
る。
【００４４】分流されるトルクの比、つまりトルク比に
ついては、その比の大きさは遊星歯車変速機構１２のサ
ンギヤ１２ｂの歯数（Ｇ６）とリングギヤ１２ａの内歯
車の歯数（Ｇ７）との比ｉ0（＝Ｇ７／Ｇ６）により一
義的に決定される。すなわち、下記式（１）により決定
される。
【００４５】 TCVT：TR＝１：ｉ0 （１） ここに、 Tcvt：トラクション無段変速機１１へ分流されるトルク TR：遊星歯車変速機構１２のリングギヤ１２ａへ分流さ
れるトルク
【００４６】また、サンギヤ１２ｂ、リングギヤ１２ａ
およびキャリア１２ｄの回転数も一義的に決定される。
すなわち、下記式（２）により決定される。
【００４７】 ωS＝（ω2＋ｉ0ω4）／（１＋ｉ0） （２） ここに、 ωS：キャリア回転数 ω2：サンギヤ回転数 ω4：リングギヤ回転数
【００４８】さらに、入力軸１３の回転数とキャリア１
２ｄの回転数との関係も一義的に決定される。すなわ
ち、下記式（３）により決定される。
【００４９】 ωS＝（（ｉ1・ＲCVT＋ｉ0・ｉ2・ｉ3）ωIN）／（１＋ｉ0） （３） ここに、 ｉ1：Ｇ１／Ｇ５ ｉ2：Ｇ１／Ｇ２ ｉ3：Ｇ３／Ｇ４ ωIN：入力軸回転数 ＲCVT：トラクション無段変速機１１の変速比 （ＲCVT＜１：減速、ＲCVT＞１：増速） Ｇ１：ギヤ１３ａの歯数 Ｇ２：ギヤ１５ａの歯数 Ｇ３：ギヤ１５ｂの歯数 Ｇ４：リングギヤ１２ａの外歯車の歯数 Ｇ５：ギヤ１４ａの歯数 ω2：ＲCVT・ｉ1・ωIN ω4：ｉ2・ｉ3・ωIN
【００５０】前記式（３）より変動する入力軸回転数ω
INの下でキャリア回転数ωSを一定とするには、入力軸
回転数ωINの変動をトラクション無段変速機１１により
相殺するように変速比ＲCVTを制御すればよいのがわか
る。
【００５１】したがって、トラクション無段変速機１１
と、動力分流軸１５を介してリングギヤ１２ａとに分流
される動力の比は、前述したようにトルク比（（１）式
より求まる）と回転数比（サンギヤ回転数ω2とリング
ギヤ回転数ω4の比）の積の比なので、動力比は下記式
（４）により表される。
【００５２】 ＰCVT：ＰR＝１・ω2：ω4・ｉ0＝ＲCVT・ｉ1：ｉ0・ｉ2・ｉ3 （４） ここに ＰCVT：トラクション無段変速機１１へ分流される動力 ＰR：遊星歯車機構１２のリングギヤ１２ａへ分流され
る動力
【００５３】次に、トラクション無段変速機１１の構成
について説明する。
【００５４】 各キャビティ２１、２２は、図３に示す
ように、それぞれトラクション無段変速機１１の入力軸
１４と連動して回転する入力ディスク２１ａ、２２ａ
と、トラクション無段変速機１１の出力軸１６と連動し
て回転する出力ディスク２１ｂ、２２ｂと、入力ディス
ク２１ａ、２２ａおよび出力ディスク２１ｂ、２２ｂの
間に介在する各４組のパワーローラ２１ｃ、２２ｃと、
パワーローラ２１ｃ、２２ｃの押付力を発生するための
軸力発生機構２３などで構成される。そして、前述した
ように、出力軸１６の中央部に遊星歯車機構１２のサン
ギヤ１２ｂが固定されあるいは一体化して形成されてい
る。つまり、出力軸１６とサンギヤ１２ｂとが兼用され
ている。
【００５５】また、図３に示すように、遊星歯車変速機
構１２を回転支持する回転支持部材１２ｆと回転支持部
材１２ｅが出力ディスク２１ｂ，２２ｂの出力軸１６も
支持している。つまり、出力軸１６に軸受け１２ｇが装
着され、その軸受け１２ｇを介して回転支持部材１２ｅ
および１２ｆが出力軸１６を回転可能に支持している。
そのため、定速駆動機構３の構成がコンパクトとなる。
また、遊星歯車変速機構１２の出力であるキャリア１２
ｄの出力は、キャリア１２ｄと結合あるいは一体化され
た外歯車１２ｈによりなされるので、下流側への動力の
伝達がスムーズになされる。
【００５６】各パワーローラ２１ｃ、２２ｃは、スラス
ト軸受け２１ｅと、公知のトラニオン２１ｆと呼ばれる
支持部材によって、ローラ軸回りの回転を許容し、かつ
ローラ軸２１ｄ，２２ｄおよびディスク回転軸１４を含
む平面内で傾転自在に支持されている。
【００５７】一方、キャビティ２１、２２においては、
入力ディスク２１ａ、２２ａ、出力ディスク２１ｂ、２
２ｂおよびパワーローラ２１ｃ、２２ｃという３つの転
動体が高圧で押付けられて、その接触部に生じる高粘度
潤滑油膜の剪断抵抗によって動力が伝達される。また、
その変速方法は、キャビティ２１、２２におけるパワー
ローラ２１ｃ、２２ｃの傾き、つまり傾転角Φを変化さ
せることによって、変速比を所定範囲内、例えば０．５
〜２．０の範囲内で任意に変化させるものである（図８
参照）。なお、傾転角Φの変化に伴う変速の具体的な内
容については後述する。
【００５８】ここで、この傾転角Φの変化は次のように
してなされる。なお、ここではキャビティ２１を例にと
り説明する。
【００５９】トラニオン２１ｆの傾転駆動軸に係合され
ている油圧アクチュエータ（以下、単にアクチュエータ
という）４１のピストンロッド４２を進出あるいは後退
させて、図９に示すように、傾転駆動軸を回転軸からΔ
Ｙ変位させると、パワーローラ２１ｃに接線方向の力Ｆ
ｔが発生し、その分力Ｆによりパワーローラ２１ｃが新
たな釣合い位置まで傾転される。つまり、傾転角Φが変
化する。したがって、アクチュエータ４１のピストンロ
ッド４２の進出量を適宜調節することにより、傾転角Φ
を所望角度とすることができ、それにより所望の変速が
なし得る。
【００６０】ただし、傾転角Φがあまり大きくなりすぎ
ると、過大スピンが生じて良好な動力伝達特性が得られ
なくなる。そのため、傾転角Φは一定の範囲に制限さ
れ、またこの傾転角Φを一定の範囲に制限するため、図
示はされていないが、キャビティ２１，２２にはメカニ
カルストッパーが設けられている。
【００６１】しかして、図８に示すように、パワーロー
ラ２１ｃ、２２ｃと入力ディスク２１ａ、２２ａとが接
触する位置をディスク回転軸から測った距離を入力側接
触半径Ｒiとし、パワーローラ２１ｃ、２２ｃと出力デ
ィスク２１ｂ、２２ｂとが接触する位置をディスク回転
軸から測った距離を出力側接触半径Ｒoとし、入力軸お
よび入力ディスク２１ａ、２２ａの回転数をＮiとし、
出力軸および出力ディスク２１ｂ、２２ｂの回転数をＮ
oとすると、変速比ＲCVT＝Ｎo／Ｎi＝Ｒi／Ｒoという関
係が成立する。そこで、各パワーローラ２１ｃ、２２ｃ
の傾転角Φを制御することによって、各接触半径Ｒi、
Ｒoが連続的に変化するため、変速比Ｎo／Ｎiを連続的
に変化させることが可能になる。
【００６２】すなわち、入力ディスク２１ａ（２２ａ）
とパワーローラ２１ｃ（２２ｃ）の接点までの軸心から
の距離Ｒiと出力ディスク２１ｂ（２２ｂ）とパワーロ
ーラ２１ｃ（２２ｃ）の接点までの軸心からの距離Ｒo
との比（Ｒi／Ｒo）で変速比は決まる。したがって、パ
ワーローラ２１ｃ（２２ｃ）の傾転角Φを変化させるこ
とによって、変速比を無段階に変えることが可能とな
る。
【００６３】次に、遊星歯車変速機構１２の構成につい
て説明する。
【００６４】遊星歯車変速機構１２は、前述したよう
に、定速駆動機構３の入力軸１３にアイドラ（動力分流
軸）１５を介して接続されるリングギヤ１２ａと、トラ
クション無段変速機１１の出力軸１６に固定あるいは一
体化して形成されているサンギヤ１２ｂと、リングギヤ
１２ａとサンギヤ１２ｂとの間に嵌めこまれる複数の遊
星歯車機構１２ｃと、これら遊星歯車機構１２ｃのサン
ギヤ１２ｂ軸回りの回転に応じて回転するキャリア１２
ｄと、リングギヤ１２ａ、遊星歯車機構１２ｃ、キャリ
ア１２ｄなどを回転可能に支持する回転支持部材１２ｅ
および１２ｆとから構成されている。
【００６５】すなわち、遊星歯車変速機構１２は、各遊
星歯車機構１２ｃが自由に回転できる状態でキャリア１
２ｄに固定されている他、リングギヤ１２ａおよびサン
ギヤ１２ｂがそれぞれ回転可能とされた２自由度を有す
るとともにアイドラ１５、つまり動力分流軸１５を有す
る構成とされている。これによって、トラクション無段
変速機１１と動力分流軸１５との間で、発電機２を駆動
する回転駆動力を分流して伝達することが可能となる。
なお、このときの動力比は前記式（４）により決定され
る。
【００６６】また、サンギヤ１２ｂの回転速度を入力軸
１３の回転速度（以下、インプット回転数という）の変
化に応じてトラクション無段変速機１１により、前記式
（３）の関係を維持させて変化させることによって、キ
ャリア１２ｄの回転速度を一定（例えば６２５５ｒｐ
ｍ）に保つことが可能となる。このキャリア１２ｄの回
転出力は、アイドラ１７でさらに増速され、発電機２を
例えば２４０００ｒｐｍ一定で駆動する。（以下、発電
機２の回転数を定速駆動機構３の出力回転数としてのア
ウトプット回転数という）この場合、キャリア１２ｄか
ら有効に出力を取出すためには、サンギヤ１２ｂの回転
方向、リングギヤ１２ａの回転方向およびキャリア１２
ｄの回転方向が同一方向とされている必要がある。ただ
し、回転方向を同一方向とするためには、下記式（５）
または（６）の関係を満足する必要がある。
【００６７】 ０＜ω4＜ωS＜ω2 （５） ０＜ω2＜ωS＜ω4 （６）
【００６８】なお、回転方向が同一方向とされない場合
には、動力循環が発生して効率が低下するという問題が
ある。
【００６９】また前記構成により、エンジン回転数が上
昇するときはトラクション無段変速機１１は減速側（変
速比小）に動き、トラクション無段変速機１１の制御不
安定の要因である、出力ディスク２１ｂ、２２ｂおよび
パワーローラ２１ｃ、２２ｃが過度の高速回転で回転さ
せられるのが防止される。
【００７０】このように、発電機２を駆動するための回
転駆動力を、トラクション無段変速機１１を介して全て
伝達するのではなく、トラクション無段変速機１１と遊
星歯車変速機構１２とに分流させて伝達しているので、
トラクション無段変速機１１の寿命を伸ばすことができ
るとともに、トラクション無段変速機１１自体の重量を
軽減できる。また、一般的に無段階変速機構により伝達
可能な動力の上限は比較的低いが、遊星歯車変速機構１
２との間で動力を分流させることによって、定速駆動機
構３における伝達可能な動力の上限を引き上げることが
容易となるとともに、ギヤ部すなわち遊星歯車変速機構
１２の効率が９９％以上であるので、定速駆動機構全体
の動力伝達効率を９５％程度に向上できる。
【００７１】次に、かかる構成とされている定速駆動機
構３における制御機構３１による変速機構３０の変速比
制御（以下、ＩＤＧ制御という）について説明する。
【００７２】図１０にＩＤＧ制御ループのブロック線図
を示す。この制御ループ３１は、調節部を構成するアン
プ３２と、制御対象であるトラニオン２１ｆを駆動する
油圧アクチュエータ４１および変速機構などのメカニカ
ルな特性を示す部分、つまり制御対象の伝達関数から構
成されている。すなわち、ブロックＤ０はインプット回
転数Ｎ1とアウトプット回転数Ｎ3との比より速比ｅsを
算出するものであり、ブロックＤ１は後述するブロック
Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４により構成されるＰＩＤ調節器Ｃのパ
ラメータの比率を一定にしたまま、ＰＩＤ調節器Ｃ全体
のゲインを調節するための比例器であり、ブロックＤ
２、Ｄ３、Ｄ４は、ＰＩＤ調節器Ｃを構成するそれぞれ
比例器、積分器、微分器であり、ブロックＤ５はインプ
ット回転数Ｎ1からインプット回転加速度に基づいた外
乱を算出する微分器であり、ブロックＤ６はリミッタで
あり、ブロックＤ７はピストン位置偏差ΔＹからピスト
ン位置指令値Ｙcomを算出するための比例器であり、ブ
ロックＤ８はスプール弁体の変位特性を表した伝達関数
を有するスプール弁体特性部であり、ブロックＤ９、Ｄ
１０は油圧アクチュエータ４１のピストンロッド４２の
動作特性を表した伝達関数を有するピストンロッド動作
特性部Ｐであり、ブロックＤ１１、Ｄ１２はパワーロー
ラ２１ｃ，２２ｃの傾転特性を表した伝達関数を有する
傾転特性部Ｔである。なお、ブロックＤ５への入力はエ
ンジン回転数そのものとされてもよい。
【００７３】この制御は、基本的には電子油圧サーボに
よりトラニオン２１ｆ、２２ｆを駆動する油圧アクチュ
エータ４１のピストンロッド位置Ｙを調節し、各キャビ
ティ２１、２２におけるパワーローラ２１ｃ、２２ｃの
傾転角Φを変化させることによって、アウトプット回転
数Ｎ3を一定とするように定速駆動機構３における変速
比（以下、速比ともいう）ｅs（＝Ｎ3／Ｎ1）を制御す
るものである。しかしながら、前述したようにトラクシ
ョン無段変速機１１の可変速範囲には制限があるので、
この制御においてはインプット回転数Ｎ1に応じて制御
モードを切替える、すなわち制御モード１および制御モ
ード２に切替える方式が採用されている。
【００７４】制御モード１は、エンジン始動時および停
止時のようにインプット回転数Ｎ1が４５００ｒｐｍ未
満の運転状態において、速比ｅsを一定（＝ｅsc；速比
指令値）とするための速比フィードバック制御が実行さ
れる速比一定モードであり、制御モード２は、インプッ
ト回転数Ｎ1が、例えば４５００ｒｐｍ以上９２００ｒ
ｐｍ以下の、始動および停止時を除く航空機の通常運転
状態において、アウトプット回転数Ｎ3を一定（＝Ｎ
3com；目標アウトプット回転数指令値）とするためのア
ウトプット回転数フィードバック制御が実行されるアウ
トプット回転数一定モードである。これらの制御方法
は、例えば、デジタルサーボアンプを用いて、制御モー
ド１と制御モード２と２つのモードの切替制御を行う制
御プログラムを実行することによってなすことができ
る。ここで、制御モード１と制御モード２とが設けられ
ているのは、次のような理由による。
【００７５】航空機の運行においては、エンジン回転数
は始動時および停止時における低速回転数領域と、離陸
時および巡航時における高速回転数領域が存在する。一
方、トラクション無段変速機１１には、前述したように
変速できる範囲に制限がある。具体的には、発電機２の
回転数Ｎ3を２４０００ｒｐｍ一定にしようとする場
合、この定速駆動機構３への入力回転数Ｎ1は、４５０
０ｒｐｍ〜９２００ｒｐｍに制限される。つまり、Ｎ1
とＮ3の比を総変速比とすればその可変範囲は５．３３
３〜２．６０８に制限される。
【００７６】したがって、入力回転数Ｎ1が４５００ｒ
ｐｍ未満の場合には、回転数Ｎ3を２４０００ｒｐｍ一
定にする制御がなし得ない。そのため、この実施形態に
おいては入力回転数Ｎ1が４５００ｒｐｍ未満の場合、
速比ｅsを一定とする速比一定制御を行っているのであ
る。なお、入力回転数Ｎ1が４５００ｒｐｍ未満の場合
においても、回転数Ｎ3を目標回転数２４０００ｒｐｍ
に一定とする制御を行ったときには、機械的に目標回転
数に到達することは不可能であるため、常に回転数偏差
がある程度以上に存在することになり、前記偏差を解消
するためのアクチュエータ４１の動作がメカニカルスト
ッパーに規制されても継続されるので、アクチュエータ
４１の動作不安定、ひいては制御不安定およびトラクシ
ョン部のスリップを招来する。
【００７７】しかして、この制御機構３１による制御モ
ード１と制御モード２との切替えは、インプット回転数
Ｎ1に応じてスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２にお
ける接点を切替えることによって実行される。すなわ
ち、制御モード１による場合は各スイッチＳＷ１、ＳＷ
２はＡ端子側に接続され、制御モード２による場合は各
スイッチＳＷ１、ＳＷ２はＢ端子側に接続される。な
お、この切替においては、各スイッチＳＷ１、ＳＷ２は
同時に切替えられる。
【００７８】制御モード１では、次のようにして速比ｅ
sを一定とする制御がなされる。この場合、発電機２は
所定回転数（２４０００ｒｐｍ）で駆動されないために
発電装置１において発電は行われないため、ＡＰＵ（補
助発電機ユニット）による発電がなされることになる。
【００７９】（１）図示省略する回転数センサにより検
出されたインプット回転数Ｎ1およびアウトプット回転
数Ｎ3から速比ｅsがブロックＤ０において算出される。
【００８０】（２）この速比ｅsはスイッチＳＷ２を介
してブロックＤ１の入力側に送出されて、スイッチＳＷ
１を介して同じくブロックＤ１の入力側に送出されてい
る速比指令値ｅscとの偏差Δｅsが算出される。
【００８１】（３）この偏差ΔｅsはブロックＤ１に入
力されて比例ゲインＫp0により演算処理されて、ＰＩＤ
調節器Ｃに送出される。
【００８２】（４）ＰＩＤ調節器ＣはブロックＤ１によ
り演算処理された偏差Δｅsを演算処理して操作量（具
体的にはピストン位置指令値Ｙcomとされる。）をブロ
ックＤ６に送出する。
【００８３】（５）前記操作量はＰＩＤ調節器Ｃから送
出された後、インプット回転加速度に基づく外乱が加算
されてブロックＤ６に入力される。ここで、前記操作量
にインプット回転加速度に基づく外乱を加算するのは、
アウトプット回転数Ｎ3を保持するための変速動作の応
答性を上げるためである。これにより、インプット回転
数Ｎ1が変動を開始した瞬間、すなわちアウトプット回
転数Ｎ3にまだ回転数変動が現れていない時点におい
て、変速動作を開始できてアウトプット回転数Ｎ3を常
に一定に保つことが可能となる。なお、この場合インプ
ット回転加速度に代えて航空機エンジン回転加速度が用
いられてもよい。
【００８４】（６）ブロックＤ６に入力された外乱が加
算された前記操作量はリミット処理される。つまり、前
記ピストンロッド位置指令値Ｙcomが上限値を超えてい
れば、上限値を超えている部分をカットして上限値をピ
ストンロッド位置指令値Ｙcomとする一方、前記ピスト
ンロッド位置指令値Ｙcomが下限値未満であれば、下限
値未満の部分を無視して下限値をピストンロッド位置指
令値Ｙcomとするものである。このように、ピストン位
置指令値Ｙcomに制限を設けるのは、アクチュエータ４
１にスリップや制御不安定を生じさせないためである。
【００８５】（７）ブロックＤ６でリミット処理された
操作量（制限内操作量）はブロックＤ７に送出される。
【００８６】（８）この制限内操作量はブロックＤ７へ
の途中において、センサからフィードバックされている
ピストンロッド位置（実際位置）Ｙが減算されて制限内
操作量と実際位置との偏差（位置偏差）ΔＹが算出され
る。ここで、実際位置Ｙのフィードバックを行うことに
より、実際のピストンロッドの動き量は確実に指令値ど
おりに動かすことができ、ピストンロッド位置をコント
ロールすることによりなされる回転数制御の応答性、安
定性を向上させることができる。
【００８７】（９）前記位置偏差ΔＹはブロックＤ７に
入力されて比例ゲインＫp2により演算処理されてピスト
ンロッド位置指令値Ｙcomに変換された後、ブロックＤ
８に送出される。
【００８８】（10）前記ピストン位置指令値Ｙcomはブ
ロックＤ８の伝達関数（比例ゲインＫv al）によりスプ
ール弁変位Ｘに変換された後、ピストンロッド動作特性
部Ｐに送出される。
【００８９】（11）前記スプール弁変位Ｘはピストンロ
ッド動作特性部Ｐの伝達関数（比例ゲインＫval）によ
りピストンロッド位置Ｙに変換された後、ピストンロッ
ド位置Ｙとして傾転特性部Ｔに送出される。
【００９０】（12）前記ピストンロッド位置Ｙは傾転特
性部ＴのブロックＤ１１の伝達関数により傾転角Φに変
換された後、ブロックＤ１２に送出される。
【００９１】（13）前記傾転角ΦはブロックＤ１２の伝
達関数によりアウトプット回転数（制御量）Ｎ3に変換
されて出力される。
【００９２】（14）このアウトプット回転数Ｎ3はセン
サ（図示省略）により検出されてブロックＤ０に入力さ
れて、速比ｅsが算出されて前述したようにフィードバ
ック処理がなされる。
【００９３】なお、制御モード１ではインプット回転数
Ｎ1が４５００ｒｐｍに到達した時点で、発電機２が所
定回転数となる速比ｅsにトラクション無段変速機１１
の変速比が維持されている。具体的には、最大増速側、
つまり変速比ＲCVTが２．０とされている。
【００９４】しかして、この制御モード１による制御中
において、アウトプット回転数Ｎ3が所定値、例えば４
５００ｒｐｍを超えると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＢ
端子側に切替えられて制御モード２による制御がなされ
る。この制御モード２における制御は、ブロックＤ１へ
の入力がアウトプット回転数偏差ΔＮ3とされている他
は制御モード１と同様であるので、その詳細な説明は省
略する。
【００９５】また、この制御モード２による制御中にお
いて、エンジン停止などの原因によりアウトプット回転
数Ｎ3が所定値以下、例えば４５００ｒｐｍ以下になる
と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が再度Ａ端子側に切替えら
れて制御モード１による制御がなされる。
【００９６】図１１に、前記制御ループにおいてインプ
ット回転数Ｎ1に応じて各制御値がどのように変化する
かの一例を示す。このグラフ図では、エンジン始動時お
よびエンジン停止時のインプット回転数Ｎ1が４５００
ｒｐｍ未満の状態では、速比ｅsを一定とする速比フィ
ードバック制御、つまり制御モード１が実行されること
が示されており、またインプット回転数Ｎ1が４５００
〜９２００ｒｐｍの状態では、アウトプット回転数Ｎ3
を一定（例えば、２４０００ｒｐｍ）とするアウトプッ
ト回転数フィードバック制御、つまり制御モード２が実
行されることが示されている。
【００９７】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいてよ
り具体的に説明する。
【００９８】実施例１および比較例１ 前記実施形態の定速駆動機構（実施例１）と、実施形態
のトラクション無段変速機のみによる変速機構（比較例
１）について、１０００時間負荷試験荷重（１０００Ｈ
ｒ Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）におけるトラクション無段
変速機に流入する動力を図１２に示す。また、そのとき
のトラクション無段変速機１１に流れる動力の３乗平均
を実施例１および比較例１のそれぞれについて算出する
と、実施例１では４９．４ＫＷであり、比較例１では８
７．１ＫＷである。
【００９９】したがって、実施例１の３乗平均値は比較
例１のそれの５７％程度であるので、実施例１は比較例
１に対して、寿命は３倍に向上し、効率は１０％向上す
るといえる。
【０１００】実施例２ 図２に示すギヤトレインにおいて、各ギヤの歯数Ｇを次
のように設定した（実施例２）。すなわち、歯数Ｇ１：
５９，歯数Ｇ２：６５，歯数Ｇ３：６４，歯数Ｇ４：９
５，歯数Ｇ５：３５，歯数Ｇ６：２５，歯数Ｇ７：６
３，歯数Ｇ８：１９，歯数Ｇ９：９３，歯数Ｇ１０：４
６，歯数Ｇ１１：９３，歯数Ｇ１２：４９に設定した。
なお、図２に示す例はシングルキャビティ型のものであ
るが、ダブルキャビティ型のものについても同様であ
る。
【０１０１】この設定において定速駆動機構３の入力を
１７０ＨＰ一定にして、インプット回転数Ｎ1を４５０
０〜９２００ｒｐｍに変化させた状態のシミュレーショ
ンを行った。その結果を図１３に示す。図１３より、イ
ンプット回転数Ｎ1が増加するにともなって、トラクシ
ョン無段変速機１１に分流されている動力が減少し、そ
れに対応して遊星歯車変速機構１２に分流されている動
力が増大しているのがわかる。
【０１０２】このように、本実施形態では、発電機２を
駆動するためのエンジンＡからの回転駆動力をトラクシ
ョン変速機１１および遊星歯車変速機１２に常時分流さ
せて伝達しているので、トラクション変速機１１だけで
回転駆動力を伝達させる場合と比べて定速駆動装置３の
寿命を伸ばすことができる。特に、巡航時（入力回転数
約８０００ｒｐｍ）にトラクション無段変速機１１に分
流される動力が小さくなるので、トラクション無段変速
機１１の寿命を長寿命化できる。
【０１０３】また、遊星歯車変速機構１２の主要部はト
ラクション変速機構１１と同軸にかつトラクション変速
機構１１を構成する２つのキャビティ２１，２２に挟ま
れた位置に配設されているとともに、サンギヤ１２ｂが
トラクション変速機構１１の出力軸１６に固着あるいは
一体化形成されて出力軸１６と兼用されており、遊星歯
車機構１２と出力ディスク支持機構が一体化されている
ので、定速駆動装置３をコンパクトな設計とすることが
できる。
【０１０４】さらに、油圧ピストンおよび油圧ポンプを
用いた従来の航空機搭載発電装置と比較して大幅に寿命
および効率を向上させることができる。
【０１０５】なお、レイアウトによっては、図１４に示
すように、遊星歯車変速機１２をトラクション無段変速
機１１と同軸に配設することなく並列的に配する構成も
可能である。また、トランクション無段変速機１１と発
電機２およびその駆動ギヤ等は同一ハウジング内に収容
可能となっている。
【０１０６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電機を駆動させる航空機エンジンの回転出力を、流体
の剪断抵抗を利用して動力を伝達する無段変速機と２自
由度を有する遊星歯車変速機構との組合せからなる変速
機構により、発電機を駆動する回転駆動力を２つの変速
機に常時分流させて伝達しつつ、一定回転数に変速させ
るようにしているので、変速機構の寿命を大幅に伸ばす
ことができるという優れた効果が得られる。
【０１０７】また、無段変速機が流体の剪断抵抗を利用
して動力を伝達する構成とされているので、無段変速機
構として油圧ピストンおよび油圧ポンプを用いた従来の
定速駆動方法と比較して大幅に寿命および効率を向上さ
せることができる。これによって、航空機の燃費を向上
させるという効果も達成できる。
【０１０８】本発明の好ましい形態においては、歯車変
速機を無段変速機と同軸に配置しているので、定速駆動
装置のコンパクト化が容易となる。これによって、従来
品との互換性を保つことが容易となるという効果も達成
できる。
【０１０９】また、エンジン回転数とトランクションド
ライブの変化比の関係は、常に安定側に働くようになっ
ており、制御の安定性を向上させている。
【０１１０】また、本発明の別の好ましい形態において
は、速比一定の制御モード１とアウトプット回転数一定
の制御モード２により制御をなしているので、エンジン
の運転状態に応じた最適な制御がなし得るという優れた
効果が得られる。すなわち、エンジン始動時および停止
時のようにエンジン回転数が所定回転数より低い状態で
は、トラクション無段変速機による変速を行う必要がな
いので、制御モード１によりトラクション無段変速機の
変速比を定格変速範囲内において一定に維持することに
より、トラクション無段変速機が過傾転することが避け
られるので、油圧アクチュエータの安定した動作が保証
される。一方、通常の運転状態において制御モード２に
よりアウトプット回転数を一定に維持して発電機におけ
る規定周波数内での交流発電を可能となし得るという優
れた効果が得られる。すなわち、制御モード２ではアウ
トプット回転数を検出し、それをフィードバックしてア
ウトプット回転数指令値との偏差をトラクション無段変
速機の変速指令値とする制御方法を用いることにより、
エンジン回転数の変動にかかわらず、トラクション無段
変速機はアウトプット回転数が常にアウトプット回転数
指令値と一致するように変速がなされる。
【０１１１】また、本発明のさらに別の好ましい形態に
おいては、トラクション無段変速機の入力回転数変化率
またはエンジンの回転数変化率を、アウトプット回転数
フィードバックによるトラクション無段変速機の回転数
制御の変速指令値に加算することにより、エンジンの回
転数変動に対するトラクション無段変速機の応答性が向
上する。その結果、エンジン回転数が変動している最中
の過渡的な状態においても、目標とするアウトプット回
転数と実際のアウトプット回転数とのずれを非常に小さ
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る航空機搭載発電装置
の概略構成を示す図である。
【図２】同実施形態に係るギヤトレインを示す図であ
る。
【図３】同実施形態に係る定速駆動機構の長手方向断面
図である。
【図４】ダブルキャビティ型トロイダルトラクションド
ライブの説明図である。
【図５】シングルキャビティ型トロイダルトラクション
ドライブの説明図である。
【図６】ハーフ・トロイダルトラクションドライブの断
面図である。
【図７】フル・トロイダルトラクションドライブの断面
図である。
【図８】トロイダルトラクションドライブの構成説明図
である。
【図９】トラニオンにより傾転角を変化させる原理を示
す説明図である。
【図１０】ＩＤＧ制御の制御内容を示す伝達関数ブロッ
ク図である。
【図１１】インプット回転数と各制御量との関係を説明
するためのグラフ図である。
【図１２】実施例１および比較例１の１０００時間負荷
試験荷重においてトラクション無段変速機に流入する動
力を示すグラフである。
【図１３】実施例２のエンジン回転数変化に対する動力
分流割合を示すグラブである。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る航空機搭載発電
装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 発電装置 ２ 発電機 ３ 定速駆動装置 １１ トラクション無段変速機 １２ 遊星歯車変速機構 １３ 入力軸 ２１、２２ キャビティ Ａ 航空機エンジン Ｂ 回転軸 Ｃ ＰＩＤ調節器 Ｐ ピストンロッド動作特性部 Ｔ 傾転特性部
フロントページの続き (72)発明者 田中 謙一郎 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式 会社 明石工場内 (72)発明者 伊佐野 宜之 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式 会社 明石工場内 (72)発明者 町田 尚 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 伊藤 裕之 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 宮田 慎司 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−210869（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169169（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−327055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−100200（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−7780（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64D 41/00 H02K 7/18

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トラクション無段変速機と、動力分流軸
    を有する遊星歯車変速機構とを備える定速駆動装置を用
    いて、航空機エンジンにより交流発電機を定速駆動させ
    て発電する航空機搭載発電機の定速駆動方法であって、 前記エンジンの回転出力から得られる所定回転数範囲で
    かつ変動を伴う回転駆動力を、トラクション無段変速機
    の入力軸と遊星歯車変速機構の動力分流軸とに所定割合
    で分流し、 前記トラクション無段変速機の入力軸に分流された回転
    駆動力を、前記遊星歯車変速機構のサンギャに前記エン
    ジン回転数の変動を相殺しながら伝達し、前記動力分流
    軸に分流された回転駆動力を、同遊星歯車変速機構のリ
    ングギャに伝達し、 前記サンギャおよびリングギャに伝達された各回転駆動
    力を同遊星歯車変速機構のキャリアに、その回転数が前
    記サンギャの回転数と前記リングギャの回転数との間の
    回転数となるように調整して伝達し、それにより前記分
    流された回転駆動力を動力循環を生じさせることなく合
    流させることを特徴とする航空機搭載発電機の定速駆動
    方法。
  2. 【請求項２】 航空機エンジンにより交流発電機を定速
    駆動させて発電する航空機搭載発電機の定速駆動装置で
    あって、 前記定速駆動装置が、エンジンの出力軸に接続された入
    力軸と、トラクション無段変速機および動力分流軸を有
    する遊星歯車変速機構を備える変速手段とを有し、 前記トラクション無段変速機の入力軸および前記動力分
    流軸の一端部が、前記入力軸に前記エンジンからの回転
    駆動力を所定割合で分流させるよう接続され、前記トラクション無段変速機の出力軸に前記遊星歯車変
    速機構のサンギャが形成され 、 前記動力分流軸の他端部が、前記遊星歯車変速機構のリ
    ングギャに接続され、 前記遊星歯車変速機構のキャリアの回転数が、同遊星歯
    車変速機構のサンギャの回転数およびリングギャの回転
    数の間との回転数となるよう調整されて動力循環を生じ
    ないようにされ、 前記エンジンの回転数の 変動が前記トラクション無段変
    速機により相殺されてなることを特徴とする航空機搭載
    発電機の定速駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記トラクション無段変速機がトロイダ
    ルトラクションドライブとされてなることを特徴とする
    請求項２記載の定速駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記トロイダルトラクションドライブが
    ダブルキャビティ型ロイダルトラクションドライブとさ
    れてなることを特徴とする請求項３記載の定速駆動装
    置。
  5. 【請求項５】 遊星歯車変速機構の両側にダブルキャビ
    ティ型トロイダルトラクションドライブの出力ディスク
    が配設されてなることを特徴とする請求項４記載の定速
    駆動装置。
  6. 【請求項６】 ダブルキャビティ型トロイダルトラクシ
    ョンドライブの出力軸に遊星歯車変速機構のサンギャが
    形成されてなることを特徴とする請求項５記載の定速駆
    動装置。
  7. 【請求項７】 請求項２ないし請求項６のいずれか一項
    に記載の定速駆動装置の制御方法であって、 エンジンの回転数が所定回転数未満の場合、インプット
    回転数とアウトプット回転数との比を一定とする速比フ
    ィードバック制御を行い、かつエンジンの回転数が所定
    回転数範囲の場合、アウトプット回転数を一定とするア
    ウトプット回転数フィードバック制御を行うことを特徴
    とする定速駆動装置の制御方法。
  8. 【請求項８】 前記アウトプット回転数を検出する回転
    数センサを備え、前記回転数センサにより検出された回
    転数とインプット回転数との比と、速比指令値との偏差
    をトラクション無段変速機への変速指令信号とすること
    を特徴とする請求項７記載の制御方法。
  9. 【請求項９】 トラクション無段変速機への入力回転数
    の変化率と前記偏差とを加算した信号を前記無段変速機
    への変速指令信号とすることを特徴とする請求項８記載
    の定速駆動装置の制御方法。
  10. 【請求項１０】 エンジンの回転数が所定回転数に到達
    した時点で、アウトプット回転数が所定回転数となるよ
    う速比が調整されていることを特徴と する請求項７記載
    の定速駆動装置の制御方法。
  11. 【請求項１１】 請求項２ないし請求項６のいずれか一
    項に記載の定速駆動装置の制御装置であって、 トラクション無段変速機に対して、エンジンの回転数が
    所定回転数未満の場合、インプット回転数とアウトプッ
    ト回転数との比を一定とする速比フィードバック制御が
    なされ、かつエンジンの回転数が所定回転数範囲の場
    合、アウトプット回転数を一定とするアウトプット回転
    数フィードバック制御がなされるように構成されてなる
    ことを特徴とする定速駆動装置の制御装置。
  12. 【請求項１２】 エンジンの回転数が所定回転数に到達
    した時点で、アウトプット回転数が所定回転数となるよ
    う速比が調整されてなることを特徴とする請求項１１記
    載の定速駆動装置の制御装置。
  13. 【請求項１３】 請求項２ないし請求項６のいずれか一
    項に記載の定速駆動装置と、航空機搭載発電機とが同一
    ハウジングに収納されてなることを特徴とする航空機搭
    載発電装置。
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