JP4002907B2 - 設定角度可変のブレードのための遊び補正を伴う制御レバー取り付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、ターボ機関における設定角度可変のブレードの制御に関する。本発明は、特に、航空学に使用するためのターボ機関、特に航空機ターボジェットのような、ターボ機関コンプレッサにおける特に空気入口ガイドベーンの制御のためのターボ機関に応用可能である。

ターボ機関において、特にコンプレッサの入口で、設定角度可変のブレードを制御するための知られている装置は、普通は、ターボ機関のケーシングを囲むリングの形態での制御装置、および複数のレバーまたは制御ロッドを具備する。各レバーは、ブレードのピボットと一致する軸を有するブレードのピボットに取り付けられる第１の端部、および結合を介して制御リングに結合される第２の端部を有する。それゆえ、ブレードの角度位置は、ターボ機関の軸のまわりでリングを同期して回転させることにより変更される。各レバーとリングとの間の接続は、制御リングの回転運動に追随し得るように、リングに関してほぼ径方向の軸のまわりの回転における少なくとも一つの自由度を備えている。しかしながら、レバーは、対応するブレードのピボットに固定して据え付けられているため、リングの回転は、リングとブレードのピボットに据え付けられたレバーの一部との間の他の相対的な運動を誘起する。

ブレードに加えられる回転運動は、ターボ機関の効率および「ポンピング」に対するマージンを最適化するために不可欠である。正確さおよびヒステリシスは、現在の高度な高圧ボディーにとって非常に重要である。換言すれば、ブレードのピボットへの制御レバーの端部の取り付けは、非常に正確でなければならない。

図１は、そのような機構を図解している。コンプレッサケーシングおよびブッシング２が、図示されており、そしてブレード１０の外部ピボット１１は、ブッシング内に取り付けられ且つ回転自在である。このブレード１０の内部ピボット６２は、内部リング３のブッシング４内に回転自在に取り付けられている。制御レバー２０は、ナット６３を用いてブレード１０の外部ピボット１１に堅固に固定される第１の部分２１が設けられている。制御レバー２０の第２の端部２２は、制御リング３０の孔内に回転自在に取り付けられる制御ピボット２３が設けられている。

これを達成するために、そして図２を参照して、制御レバー２０の第１の部分２１は、角穴が設けられている。逆に言えば、ブレード１０の外部ピボット１１は、角形先端駆動部６４が設けられている。制御レバー２０の駆動孔２４への角形先端駆動部の嵌め合いは、非常に精密でなければならない。それゆえ、これは、全ての角形駆動部と同一の方法での困難で且つ高価な機械加工を必要とする。
米国特許第５０２４５８０号明細書 米国特許第４７６７２６４号明細書 米国特許第４６６８１６５号明細書 仏国特許出願第２８１４２０６号明細書

本発明の目的は、ブレードの外部ピボットにおける制御レバーの取り付けのための他のシステムを提案することによって、この不都合を克服することにある。

この点において、本発明の主な目的は、制御リングと、複数の制御レバーとを具備する、ターボ機関における設定角度可変のブレードのための制御装置であり、制御レバーは、各々、駆動孔を有し且つ対応するブレードの外部ピボットの駆動部分が取り付けられる第１の端部、およびターボ機関の軸のまわりの制御リングの回転がブレードの設定角度における変化を生じさせるように、結合を介して制御リングに接続された第２の端部を有する。

本発明によれば、制御レバーは、金属板から作られ、その駆動孔は、第１の駆動部を有し、この第１の駆動部は、制御レバーと外部ピボットとの間の第１の接触領域を画定する外部ピボットの駆動部分と接触し、ブレードの外部ピボットの駆動部分と制御レバーの駆動孔との間に接触領域に垂直方向の遊びを残し、ブレードの駆動部分に接する制御レバーの第１の端部の回転駆動は、第１の接触領域を介して、ブレードの駆動部分を制御レバーの第１の端部に押し付けるべく、第１の接触領域にほぼ平行な、制御レバーと遊び補正（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）板との間の第２の接触領域を介して、制御レバーの第１の端部にほぼ垂直な制御レバーの側方部分を押圧する遊び補正板を介してなされる。

本発明の一つの望ましい実施の形態によれば、制御レバーと遊び補正板との間の第２の接触領域が配置される制御レバーの側方部分は、制御レバーを形成する遊び補正板の平面に垂直であり、遊び補正板は、また、制御レバーと遊び補正板との間の第２の接触領域を介して、制御レバーの側方部分に押し付けられる湾曲部分が設けられている。

望ましくは、遊び補正板は、制御レバーに用いられる駆動孔と同様の孔が設けられ、且つ孔に関して一側面が、外部ピボットの底部に配置されたブレードにおけるリセスの壁部に接触し、遊び補正板と外部ピボットとの間の第３の接触領域を形成する。

望ましくは、制御レバーと駆動部分の間の第１の接触領域は、平面形状である。

本発明およびその種々の技術的特徴は、いくつかの図面を伴って、以下に与えられる記述を読むことにより良く理解されるであろう。

全ての主な革新的な要素は、図３における断面図に示されている。

第一に、ブレード１０と、より精密にその外部端部、換言すれば駆動部分１６を介してブレード１０に接続された外部ピボット１１との間が区別される。この駆動部分は、外部ピボット１１の径に比べて狭くされてる部分すなわちリセス１２によって特徴付けられている。本装置の第二の不可欠な部分は、制御レバー４０であり、そして最も明確に見ることができるのは、その第１の端部４６である。この第１の端部は、制御レバー４０がブレード１０を押圧し得るように、ブレード１０の駆動部分１６および外部ピボット１１の断面よりも若干広いが、ブレード１０の主要部分ほど広くはない駆動孔４５が、設けられている。

制御レバー４０を介するブレード１０の回転駆動は、制御レバー４０の駆動孔４５の内部壁部と接触している、ブレード１０の駆動部分１６の接触部分１３における第１の接触領域４１によってなされる。この第１の接触領域４１は、側方部分４７とは反対側で、制御レバー４０の第１の端部４６に配置され、且つ第１の端部４６と比べて約９０°湾曲されている。本発明に従った原理の目的は、第１の接触領域４１において、ブレード１０の駆動部分１６の接触領域１３と制御レバー４０の第１の端部４６との間の確実な接触を提供することにある。

その結果として、制御レバー４０の駆動孔４５の幅と等しい幅を有する孔５４を有する遊び補正板５０が使用され、遊び補正板５０は、外部ピボット１１にスライド移動することができる。この遊び補正板５０は、遊び補正板５０のクランプ面５７と約９０°の角度を作る湾曲部分５１を有し、且つ第２の接触領域４２を介して制御レバー４０の側方部分４７の内側に押圧接触するであろう。

湾曲部分５１の側方の孔５４は、遊び補正板５０と外部ピボット１１との間の第３の接触領域５３を介して、外部ピボット１１の底部においてリセス１２の壁部１５と接触する。なぜならば、この第３の接触領域５３を第２の接触領域５２から分離する距離は、制御レバー４０の第１の接触領域４１を第２の接触領域４２から分離する距離から、リセス１２におけるブレード１０の駆動部分１６の断面を引いた距離に等しい。その結果として、遊び補正板５０が、リセス１２を取り囲んで、第１の端部４６および制御レバー４０の側方部分４７によって形成される中空部の内部に配置されるとき、第２の接触領域を側方部分４７に接触押圧する遊び補正板５０は、遊び補正板５０とブレードの外部ピボット１１との間の第３の接触領域５３において、外部ピボット１１と制御レバー４０との間の第１の接触領域を介して、制御レバー４０をリセス１２の接触部分１３に接触させる。

したがって、第１の接触領域４１における正確で且つ確実な接触が、第２の接触領域４２を押圧する遊び補正板５０の湾曲部分５１によって得られ、制御レバー４０／遊び補正板５０が、ブレード１０のリセス１２を、遊び補正板５０と外部ピボット１１との間の接触を介して、制御レバー４０の第１の端部４６と接触させることは、容易に理解され得る。

遊び補正板５０は、ナット６０によって配置され且つ適正位置に保持され、このナット６０は、ブレード１０のピボット１１に螺装され、したがって遊び補正板５０の内面部５７に押圧接触させる。

図４は、制御レバー４０のみを示している。第１の端部４６が、ブッシング４８によって終端される中央部分４９による延長部と共に見られることができる。このブッシングは、制御リングの制御レバー４０の結合のために用いられる。

側方部分４７は、リセス４５が配置される第１の端部４６に対して湾曲されている。制御レバー４０の第２の接触領域４２は、湾曲された側方部分４７の内部に配置される。最後に、制御レバー４０の第１の接触領域４１は、側方部分４７とは反対方向のリセス４５の一側部に配置される。

図５は、遊び補正板５０のみを示している。相応して、当該湾曲部分５１の外面に配置される第２の接触領域５２を担持する湾曲部分５１が、見られることができる。

第３の接触領域５３は、湾曲部分５１と同一の側である孔５４の一側部に配置される。

最後に、図６は、据え付けられたアッセンブリの等角図を示している。この図は、制御レバー４０の第１の端部４６に据え付けられ、且つその湾曲端部５１を介して湾曲側部分４７を押圧する遊び補正板５０を示している。アッセンブリは、ブレード１０の外部ピボット１１に螺装されるナット６０を用いて固定される。

一旦ナットが、ブレード１０の外部ピボット１１から引き外されれば、遊び補正板５０を制御レバー４０の第１の端部４６に取り付けることは、操作者にとって容易であることが理解され得る。それゆえ、外部ピボット１１へのナット１１の螺装は、遊び補正板５０を制御レバー４０の第１の端部４６全体に付けられ、且つ特にその湾曲端部５１が制御レバーの湾曲側部分４７に付けられることを可能とする。

第１の接触領域における接触面を除けば、精密な機械加工は必要でないことが理解され得る。

第１のターボ機関コンプレッサ段における、本発明に従った装置の配置を示している。 先行技術に従った伝動レバーの等角図を示している。 本発明に従った装置の断面図を示している。 本発明に従った装置の制御レバーを示している。 本発明に従った装置に使用される補正板の等角図を示している。 本発明に従った装置の等角図を示している。

符号の説明

２、４、４８ ブッシング
３ 内部リング
１０ ブレード
１１ 外部ピボット
１２ リセス
１３ 接触部分
１５ 壁部
１６ 駆動部分
２０、４０ 制御レバー
２１ 第１の部分
２２ 第２の端部
２３ 制御ピボット
２４、４５ 駆動孔
３０ 制御リング
４１ 第１の接触領域
４２ 第２の接触領域
４６ 第１の端部
４７ 側方部分
４９ 中央部分
５０ 遊び補正板
５１ 湾曲側部分
５２ 第２の接触領域
５３ 第３の接触領域
５４ 孔
５７ 内部クランプ面
６０、６３ ナット
６２ 内部ピボット
６４ 角形先端駆動部

Claims (4)

1. 制御リング（３０）と、複数の制御レバー（４０）とを具備する、ターボ機関における設定角度可変のブレード（１０）のための制御装置であって、各制御レバー（４０）が、駆動孔（４５）を有し且つブレード（１０）の外部ピボット（１１）の駆動部分（１６）に取り付けられる第１の端部（４６）と、ターボ機関の軸のまわりの制御リング（３０）の回転がブレード（１０）の設定角度における変化を生じさせるように、結合を介して制御リング（３０）に接続された第２の端部（２２）とを有し、
   各制御レバー（４０）が、金属板から作られ、制御レバー（４０）の駆動孔（４５）は、第１の駆動部分（１３）を有し、該第１の駆動部分（１３）が、制御レバー（４０）と外部ピボット（１１）との間の第１の接触領域（４１）を画定するブレード（１０）の駆動ピボット（１１）の駆動部分（１６）と接触するように構成され、ブレード（１０）の外部ピボット（１１）の駆動部分（１６）と制御レバー（４０）の駆動孔（４５）との間に第１の接触領域（４１）に垂直方向に遊びを残し、ブレード（１０）の駆動部分（１６）に接する制御レバー（４０）の第１の端部（４６）の回転駆動が、第１の接触領域（４１）を介して、ブレード（１０）の駆動部分（１６）を制御レバー（４０）の第１の端部（４６）に押し付けるべく、第１の接触領域にほぼ平行な、制御レバー（４０）と遊び補正板（５０）との間の第２の接触領域（４２）を介して、制御レバー（４０）の第１の端部（４６）にほぼ垂直な制御レバー（４０）の側方部分（４７）を押圧する遊び補正板（５０）を介してなされることを特徴とする、制御装置。
2. 前記遊び補正板（５０）が、制御レバー（４０）に用いられる駆動孔（４５）と同様の孔（５４）が設けられ、且つ該孔（５４）に関して一側面が、外部ピボット（１１）の底部に配置されたブレード（１０）におけるリセス（１２）の壁部（１５）に接触し、遊び補正板（５０）と外部ピボット（１１）との間の第３の接触領域（５３）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 制御レバー（４０）と遊び補正板（５０）との間の第２の接触領域（４２）が配置される制御レバー（４０）の側方部分（４７）が、制御レバー（４０）を形成する板の平面に垂直であり、遊び補正板（５０）が、また、制御レバー（４０）と遊び補正板（５０）との間の第２の接触領域（４２）を介して、制御レバー（４０）の側方部分（４７）に押し付けられる湾曲部分（５１）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
4. 制御レバー（４０）と外部ピボット（１１）との間の前記第１の接触領域（４１）が、平面形状であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。

Images