JP5071777B2 - ターボジェットエンジン等の航空機エンジン内のアクセサリボックス - Google Patents

Description

本発明は、ターボジェットエンジンまたはターボプロップエンジン等の航空機エンジン内のアクセサリボックスに関し、このアクセサリボックスは、特に、ステータコイルと永久磁石ロータとを備えて、エンジンの幾つかの設備に電流を供給するオルタネータ（ａｌｔｅｒｎａｔｅｕｒ）等の電気機械（ｍａｃｈｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｑｕｅ）が端に取り付けられる金属ハウジングを含む。

電気機械のロータは、電気機械のステータを閉鎖してアクセサリボックスのハウジングに固定する環状カバーによって支持される、軸受、一般には、ころ軸受または玉軸受で回転ガイドされる。

こうした電気機械は、回転速度が速く、負荷が小さいことを特徴とし、そのために軸受の様々な故障を導く可能性のあるダイナミック現象を発生する。

上記の不都合を回避し、あるいは少なくとも低減するために、熱膨張率の小さいチタン製のカバーが用いられており、それによって、軸受の外輪（ｂａｇｕｅ ｅｘｔｅｒｉｅｕｒｅ）と、この外輪が取り付けられるカバー部分との間の熱膨張差を制限することができる。

このようにして、軸受に大きな遊びが形成されないようにする。この遊びは、ロータの偏心を増し、軸受の磨耗と劣化を早める傾向がある。

電気機械の動作により、ステータコイル内の放熱は大きくなるので、例えばアルミニウム製であるために熱伝導性の良いアクセサリボックスのハウジング内で、伝導によりこれを排出しなければならない。

しかしながら、電気機械のステータカバーは、チタンの熱伝導性が悪いので（チタンの熱伝導率は、アルミニウムの熱伝導率よりも約２０倍小さい）、こうした熱の排出が妨げられる。このため、熱が蓄積されて電気機械の温度が著しく上昇し、電気機械に含まれるオイルがコークス化（ｃｏｋｅｆａｃｔｉｏｎ）する恐れがあり、また、ステータが過熱されて機械特性が失われるに至る。

本発明は、特にこれらの不都合を解消することを目的とする。

このため、本発明は、電気機械のステータが取り付けられた熱伝導性の良い材料からなるハウジング（ｃａｒｔｅｒ）を含み、電気機械のロータは、熱膨張率が比較的小さい材料からなる支持部品（ｐｉｅｃｅ ｓｕｐｐｏｒｔ）により支持される軸受でガイドされる、航空機エンジンのアクセサリボックスを提案し、軸受の支持部品が、電気機械のステータカバーにより支持され、このステータカバーが、アクセサリボックスのハウジングに取り付けられて、支持部品よりも非常に高い熱伝導率を有する熱伝導性の良い材料で構成されることにより、電気機械のステータとアクセサリボックスのハウジングとの間でヒートブリッジ（ｐｏｎｔ ｔｈｅｒｍｉｑｕｅ）を形成することを特徴とする。

このようにして、本発明は、従来技術で使用されていた手段の長所を維持しながら、その欠点を除去することができる。熱膨張率の小さい材料で軸受の支持部品を構成することにより、軸受と支持部品との間の膨張差を回避し、従って軸受の偏心と劣化とを低減できる。アクセサリボックスのハウジングに取り付けられる熱伝導性の良い材料からなるステータカバーに、この支持部品を取り付けることによって、電気機械のステータで発散される熱を伝導により排出できる。

本発明の別の特徴によれば、軸受の支持部品は、ステータカバーの穴に固定され、アクセサリボックスのハウジングの対応する穴に心合わせされる。

有利には、軸受の支持部品が、ステータカバーの穴に嵌合（ｆｒｅｔｔａｇｅ）固定される。

本発明の実施形態では、軸受支持部品が、ステータカバーの穴とアクセサリボックスのハウジングの穴とに係合される、円筒形スカート（ｊｕｐｅ）を外周に含む環状部品であり、その内周が、電気機械のロータの軸受の外輪の取り付け手段を含む。

有利には、環状の外縁が支持部品に形成され、ステータカバーとアクセサリボックスのハウジングとの間で締め付けられて、この支持部品を確実に固定する。

本発明の特定の実施形態では、支持部品がチタン製であり、電気機械のステータカバーとアクセサリボックスのハウジングとがアルミニウム製である。

本発明は、また、上記のような航空機エンジンのアクセサリボックス用の軸受の支持部品に関し、この支持部品は、熱膨張率が比較的小さい材料から構成されていること、また、電気機械のステータカバーの穴およびアクセサリボックスのハウジングの穴に取り付けられる円筒形スカートを含むことを特徴とする。

本発明は、また、上記のような航空機エンジンのアクセサリボックス用のステータカバーに関し、このステータカバーは、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材料で構成され、環状の形状を取り、その内周が、軸受の支持部品の心合わせ面を形成し、その外部が、アクセサリボックスのハウジングへの取り付け固定手段を形成することを特徴とする。

本発明は、さらに、上記のようなアクセサリボックスを備えた航空機のエンジンに関する。

本発明は、添付図面に関して例としてなされた以下の説明を読めばいっそう理解され、本発明の他の特徴、細部、および長所が、さらに明らかになるであろう。

図１では、例えばターボジェットエンジン等の航空機エンジンのアクセサリボックスにおけるアルミニウム製ハウジング１０が示されており、このアクセサリボックスは、ハウジング１０の外部に延びた回転シャフト１２を含み、この回転シャフトは、例えばコンピュータ等の幾つかの構成部品に電気エネルギーを供給するためのオルタネータ１６等の、電気機械のロータ１４を支持している。

オルタネータ１６は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材料からなる本体２０により支持されたステータコイル１８を含み、このステータコイルの内部で、永久磁石２２を備えるロータ１４が回転する。

回転シャフト１２は、オルタネータのステータ本体２０を閉じる環状カバー２６の中央穴に取り付けられた、ころ軸受または玉軸受２４等の軸受で回転ガイドされる。この環状カバーは、アクセサリボックスのハウジング１０の対応する穴に係合される円筒形スカート２８を備えている。

カバー２６は、軽量性と熱膨張率が小さいことにより選択されたチタンで構成される。カバーのこうした特徴により、カバー２６と、カバーの中央穴に取り付けられた軸受の外輪３０との間の熱膨張差は小さく、あるいは、ほぼゼロであるので、軸受２４は、動作時に、カバー２６の中央穴に適切に心合わせされてガイドされる。

しかし、チタンの熱伝導率は、アルミニウムと比べて相対的に非常に小さいので、カバー２６は、動作時にオルタネータのステータ１８で発生する熱がアクセサリボックスのハウジング１０に伝達されるのを妨げる。

そのため、既に述べたように、ステータに含まれるオイルがコークス化し、ステータが過度に過熱される可能性がある。

本発明は、オルタネータのステータカバー２６の代わりに、軸受２４の支持部品４０と、支持部品４０を支持すると同時に、ステータ本体の閉鎖カバーの役割およびアクセサリボックスのハウジング１０との熱結合（ｌｉａｉｓｏｎ ｔｈｅｒｍｉｑｕｅ）装置の役割を果たす環状部品４２との、二つの部品を含むアセンブリを用いることによって、簡単かつ有効に上記の不都合を回避できる。

図２から分かるように（図１で既に参照した要素には同じ参照符号を付した）、軸受２４の外輪３０は、支持部品４０の中央穴に取り付けられており、また、ライニング（ｇａｒｎｉｔｕｒｅ）４６を介して支持部品４０に取り付けられて、ボルト４８でこの支持部品に固定された、環状の外側フランジ４４を含む。

支持部品４０は、円筒形スカート５０を外周に含み、このスカートによって、アクセサリボックスのハウジング１０の穴に心合わせされ、環状部品４２の中央穴に嵌合固定されている。

この部品４２は、アクセサリボックスのハウジング１０の環状部分に取り付けられる下面と、オルタネータ１６のステータ本体２０の端で支持される反対面とを含み、環状部品４２は、図１でカバー２６がステータ本体２０に固定されるのと同じ仕方で、ねじによってステータ本体に固定されている。

支持部品４０のスカート５０と、このスカートが取り付けられるハウジング１０の穴の縁との間、およびスカートと、環状部品４２の穴の縁との間に、密封環状パッキンが取り付けられている。さらに、スカート５０は、アクセサリボックスのハウジング１０と環状部品４２との間で締め付けられる環状の外縁５２と一体成形されている。

支持部品４０は、この支持部品と、軸受の外輪３０との熱膨張差をできるだけ小さくするように、例えばチタン等の比較的膨張率が小さい材料で製造される。

環状部品４２は、例えばアルミニウム等の、支持部品４０よりも非常に大きい熱伝導性を持つ熱伝導性の良い材料で製造され、双方ともアルミニウム製であるオルタネータのステータ本体２０とアクセサリボックスのハウジング１０との間で、ヒートブリッジの役割を果たす。

このようにして、オルタネータの動作中にステータ内に放出される熱エネルギーが、環状部品４２とアクセサリボックスのハウジング１０とを介して排出され、ステータ内部に蓄積されない。

もちろん、軸受支持部品４０は、チタン以外の熱膨張率の小さい材料からも製造可能であり、環状部品４２は、アルミニウム以外の熱伝導性の良い材料から製造可能であって、好適には、使用される材料が軽量である。

従来技術のアクセサリボックスに取り付けられた電気機械を示す軸方向の部分断面概略図である。 本発明によるアクセサリボックスへの電気機械の取り付けを示す、図１に対応する図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１２ 回転シャフト
１４ ロータ
１６ 電気機械
１８ ステータコイル
２０ ステータ本体
２２ 永久磁石
２４ 軸受
２６ カバー
２８、５０ 円筒形スカート
３０ 外輪
４０ 支持部品
４２ ステータカバー
５２ 環状の外縁

Claims (10)

1. 電気機械（１６）のステータが取り付けられたハウジング（１０）を含み、前記ハウジング（１０）の材料が、軸受（２４）の支持部品（４０）の材料より良い熱伝導率を有し、電気機械のロータ（１４）は、支持部品（４０）により支持される軸受（２４）でガイドされ、前記支持部品（４０）の材料が、ハウジング（１０）の材料より小さい熱膨張率を有する、航空機エンジンのアクセサリボックスであって、
   軸受（２４）の支持部品（４０）が、電気機械のステータカバー（４２）により支持され、該ステータカバー（４２）が、アクセサリボックスのハウジング（１０）に取り付けられて、前記ステータカバー（４２）が前記支持部品（４０）の材料より良い熱伝導率を有する材料で構成されることにより、電気機械のステータとアクセサリボックスのハウジング（１０）との間でヒートブリッジを形成することを特徴とする、アクセサリボックス。
2. 軸受の支持部品（４０）が、ステータカバー（４２）の穴に固定され、アクセサリボックスのハウジング（１０）の対応する穴に心合わせされることを特徴とする、請求項１に記載のアクセサリボックス。
3. 軸受の支持部品（４０）が、ステータカバー（４２）の穴と、アクセサリボックスのハウジング（１０）の穴とに係合される円筒形スカート（５０）を外周に含む環状部品であり、環状部品の内周が、軸受（２４）の外輪（３０）の取り付け手段を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のアクセサリボックス。
4. 支持部品（４０）が、ステータカバー（４２）とアクセサリボックスのハウジング（１０）との間で締め付けられる環状の外縁（５２）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクセサリボックス。
5. 軸受の外輪（３０）が、ボルトにより支持部品（４０）に固定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクセサリボックス。
6. 軸受の支持部品（４０）が、チタン製であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアクセサリボックス。
7. ステータカバー（４２）およびアクセサリボックスのハウジング（１０）が、アルミニウム製であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のアクセサリボックス。
8. ハウジング（１０）の材料より小さい熱膨張率を有する材料から構成されており、電気機械のステータカバーの穴およびアクセサリボックスのハウジング（１０）の穴に取り付けられる円筒形スカート（５０）を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の航空機エンジン用アクセサリボックスの軸受支持部品。
9. 軸受（２４）の支持部品（４０）の材料より良い熱伝導率を有する材料で製造され、環状の形状を取り、内周が、軸受の支持部品（４０）の心合わせ面を形成し、外部が、アクセサリボックスのハウジング（１０）への取り付け固定手段を形成することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の航空機エンジン用アクセサリボックスのステータカバー。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載のアクセサリボックスを備えた、航空機エンジン。

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