JP5337871B2 - 航空機用ターボシャフトエンジンにおけるプロペラブレードピッチを制御するための簡易システム - Google Patents

Description

本発明は、概して、航空機用ターボシャフトエンジンにおけるプロペラブレードピッチを制御するためのシステムに関する。

本発明は、また、制御のための、そうしたシステムを備えたプロペラ、ならびに当該システムを制御するための方法に関する。

本発明は、いかなるタイプのプロペラにも適用可能であり、好ましくは、ターボジェットあるいはターボプロップエンジン用の単一プロペラあるいはコントラプロペラシステムに適用される。

ターボプロップエンジンは、一般に、航空機の速度にブレードの向きを適合させるために、そのプロペラのブレードピッチを制御するためのシステムを備える。

このシステムは、制御のためのシステムが作動していないとき、ブレードは迎え角に関して固定されたままであるように設計され、したがって、そしてプロペラの回転中にブレードに作用する空力的な力によって生じるトルクの作用に抗することを可能としなければならない。これを実現するために、当該システムは、概して、ディスクブレーキなどの、通常は二つの部分間の接触／摩擦をもたらすタイプのロックのための機構を備える。迎え角に関してブレードを制御するためには、ロックのための機構の二つの部分間の接触の断絶によって、迎え角に関してブレードをリリースする予備ステップを実施することが必要とされる。

もちろん、ロックのための機構の存在は、制御のためのシステムの概念を、甚だしく複雑なものとするが、これによって、質量、信頼性およびスペースに関する不利益が生じる。

したがって、本発明は、従来技術の具現化に関する、上述した不利益を少なくとも部分的に克服することを目的とする。

これを実現するために、本発明は、第一に、航空機用のターボシャフトエンジンのプロペラのブレードピッチを制御するためのシステムを対象とし、当該システムは、
少なくとも一つのプロペラブレードと連結されることを意図された第１の略環状のトラックであって、その回転はブレードの迎え角の調整を実現するよう意図されており、二つの面Ｂ１,Ｂ２によって範囲が画定された少なくとも一つのノッチを有する第１のトラックと、
第１のトラックと同心の、第２の略環状トラックと、
第１のトラックを作動させるための略環状の部材であって、第１および第２トラック間に、かつ、これらに対して同心状に配置され、互いに離間した二つの面Ａ１,Ａ２によって範囲が画定された少なくとも一つの凹状角部を有する作動のための部材と、
第１および第２のトラック間に設けられた少なくとも一つのロック部材であって、作動のための部材の上記凹状角部内に、かつ、第１のトラックのノッチ内に収容された少なくとも一つのロック部材と、を具備してなり、
上記ロック部材は、ターボシャフトエンジンの稼働中、通常のオーバーセンターポジションおよびリリースポジションをとることができ、
オーバーセンターポジションでは、それは、一方では、作動のための部材の二つの面Ａ１,Ａ２間に、それらから離間して配置されることによって、第２のトラックと接触状態となり、かつ、他方では、ノッチと接触状態となり、プロペラのブレードに回転方向に空力的な力が加えられるポジションは、トルクの所与の方向における最遠方上流側に配置されたノッチの二つの表面Ｂ１,Ｂ２のそれの、ロック部材への、第１の接触力Ｆ１を発生させることによる第１のトラックへの所与の方向のトルクを発生させ、かつ、ロック部材上への第２のトラックの抗力Ｒを発生させ、第１の接触力Ｆ１および抗力Ｒは第１および第２のトラックのオーバーセンタリングを実現し、これらを回転に関して一体化し、かつ、
リリースポジションでは、ロック部材は最遠方上流側でノッチの表面Ｂ１と、そしてさらに、作動のための部材の二つの表面Ａ１,Ａ２の一方と接触状態となり、このリリースポジションは、ロック部材６４への第２のトラックの抗力Ｒをゼロにするのに、そしてそのようなものとしてオーバーセンタリングを解消するのに十分な第２の支持力Ｆ２を、ロック部材に、関係する表面Ａ１,Ａ２によって、加えることを可能とする値の、作動のための部材への作動トルクの付与によって実現され、リリースポジションは、第１のトラックとロック部材と作動のための部材とを具備してなるユニットの、作動トルクの方向に沿った、第２のトラックに対する、回転に関する変位を可能とするものである。

本発明は、作動のための部材に作動トルクが付与されていないときに、それがブレードの自動ロックを可能とし、そして、これが、その通常のオーバーセンターポジションを占有するロック部材によって、第１および第２のトラック間に、オーバーセンタリングによって創出される点で注目に値する。

だが、ブレードのピッチの変更が必要である場合、適切なトルクが適切な向きで作動のための部材に加えられるが、このトルクは、ロック部材を、そのリリースポジションに置くことによって、システムをリリースすることを可能とし、しかもブレードの迎え角の調整を実現する第１のトラックを回転駆動することを可能とする。第１のトラックのリリースおよび回転は、同時に、あるいは準同時に引き起こされることに注意されたい。

そのようなものとして、本発明に基づく、ピッチを制御するためのシステムは、従来のものよりも簡易な構造を有する。なぜなら、同一かつ単一のコントロールが、迎え角に関するブレードのリリースおよび変位を実現することを可能とするからである。したがって、これまでのように別体のロック機構は不要であり、これが、質量、信頼性およびスペースに関する利益をもたらす。

好ましくは、本システムは、作動のための上記部材に連結され、かつ、作動のための部材が作動トルクを受けていないとき、通常のオーバーセンターポジションへとロック部材を戻すように、第１のトラックに対して作動のための部材を回転変位させることを可能とする弾性復帰のための手段を具備してなる。

好ましくは、上記第１のトラックは上記第２のトラックに対して外部に配置されるが、上記第２のトラックが、上記第１のトラックに対して外部に配置される逆の解決策も、本発明の趣旨から逸脱することなく、考えられる。

優先的に、本システムは、上記作動のための部材を回転制御する作動モーターを具備してなる。したがって、第２のトラックに対する第１のトラックの回転だけでなく、そのリリースポジションに対するロック部材の変位を引き起こす作動トルクを供給することを意図されているのが、このモーターである。

好ましくは、上記ロック部材はローラーであり、かつ、このローラーと協働する上記表面Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２は実質的に平坦な表面である。代替例においては、上記ロック部材がボールであり、かつ、このボールと協働する上記表面Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２は実質的に球面とされる。これらの例のいずれにおいても、互いの上で転がる部材がそれゆえ提供されるが、これは、有利なことに、従来技術のディスクブレーキタイプのロックのための機構に見られるものに対して摩擦を制限する。

好ましくは、本システムは、第１および第２のトラックの軸線の周りで互いに回転方向に離間した複数のロック部材を具備してなるが、それぞれは、作動のための部材のそれ自身の凹状角部内に、そして第１のトラックのそれ自身のノッチ内に収容されている。これによって、第１および第２のトラックのオーバーセンタリングをもたらす力を、周方向に、より均一に広範囲に分配することが可能となる。さらに、通常のオーバーセンターポジションにおいては、各ロック部材は、それゆえ、単一部材による解決策に見られるものに比べて小さな圧縮力を支えるだけでよく、これによって、特に、システムの信頼性を改善することが可能となる。

ターボシャフトエンジンのプロペラの単一ブレードを制御するか、あるいはターボシャフトエンジンのプロペラの複数のブレードを同時に制御するシステムを提供することが可能である。

好ましくは、本システムは、その変位によって、これらのブレードをその最小迎え角ポジションに近づけ／そこから遠ざけるように、ブレードと協働するよう意図されたスライド部材を具備してなり、上記スライド部材は、コントロールの回転手段によって制御されるが、これは、その回転動作を上記部材のスライド動作へと変換することを可能とし、このコントロールの回転手段は上記第１のトラックと回転に関して一体である。

本発明はまた、先に説明したようなブレードピッチを制御するための少なくとも一つのシステムを具備してなる航空機のターボシャフトエンジン用のプロペラを提供することを目的とする。

このプロペラは、好ましくは、ステータに対してプロペラの前後方向軸線を中心として回転するよう構成されかつブレードを支持するプロペラローターを具備してなり、このプロペラはさらにブレードピッチを制御するための上記システムを具備してなるが、これによって、ブレードピッチを最小迎え角ポジションと最大迎え角ポジションとの間で変位させることが可能となっており、ピッチを制御するための上記システムは、前後方向軸線に沿ってスライドする部材を具備してなり、これは、その変位が、上記ブレードを、その最小迎え角ポジションに近づけ／そこから離間させるように上記ブレードと協働し、このスライド部材は、作動に関する回転手段によって制御されるが、これは、前後方向軸線周りのその回転動作を同軸線に沿った当該機構のスライド動作へと変換することを可能とし、コントロールに関する上記回転手段は上記第１のトラックと回転に関して一体であり、かつ、第２のトラックは、上記プロペラローターを支持する駆動シャフトと回転に関して一体であり、ピッチを制御するための上記システムはさらに作動モーターを具備してなるが、これは、ウイングが作動のための上記部材に接続されている間、作動に関する上記第２の回転手段に上記回転動作を加えることを可能とする。

好ましくは、上記作動に関する回転手段はボールネジからなる。

好ましくは、上記スライド部材は、それと関連付けられたブレードのそれぞれの偏心フィンガーと協働するスライドコーンからなる。

本発明はまた、先に説明したような少なくとも一つのプロペラを具備してなる、航空機用のターボ機械を提供することを目的とする。

このターボ機械は、好ましくは、コントラプロペラシステムを具備してなり、二つのプロペラのそれぞれは先に述べた様式で設計されるが、このターボ機械は好ましくはターボプロップエンジンであり、これに代えてターボジェットであってもよい。当然ながら、後者の場合には、プロペラシステムはターボジェットのファンを構成するよう意図される。

最後に、本発明は、先に説明したような、ターボシャフトエンジンにおけるプロペラブレードピッチを制御するためのシステムを制御するための方法を提供することを目的とする。この方法によれば、迎え角の調整が必要なとき、適切な作動トルクが、作動のための上記部材に対して加えられる。

本発明のその他の利点ならびに特徴は、以下の非限定的な詳細な説明から明らかとなるであろう。

以下、図面と関連付けて、さらに詳しく説明する。

本発明の好ましい実施形態に基づく、航空機用のターボシャフトエンジン用のプロペラの一部の長手方向断面図である。 図１のプロペラのブレードピッチを制御するためのシステムに設けられた、伝達およびロックのためのモジュールの概略斜視図である。 図１のIII‐III線に沿って取った、伝達およびロックのためのモジュールの断面図であり、このモジュールのロック部材はその通常のオーバーセンターポジションに存在している。 図３と同様の図であるが、モジュールのロック部材は、そのリリースポジションに存在しており、ブレードの迎え角の減少を目的としたブレードのピッチの間採用される。 図４と同様の図であるが、モジュールのロック部材は、そのリリースポジションに存在しており、ブレードの迎え角の増大を目的としたブレードのピッチの間採用される。 本発明の他の好ましい実施形態に基づく、伝達およびロックのためのモジュールを示す図である。 本発明のさらに他の好ましい実施形態に基づく、伝達およびロックのためのモジュールを示す図である。

図１を参照すると、たとえばコントラプロペラシステムに属する、本発明の好ましい実施形態に基づくターボプロップエンジンのプロペラ１の一部が示されている。

軸線Ｘはプロペラ１の前後方向に対応するが、この方向は、さらに、そうしたプロペラ１を含むよう意図されたターボプロップエンジンの前後方向に対応する。軸線Ｙは、プロペラ１の横方向に対応し、そして軸線Ｚは垂直方向すなわち高さに対応し、これら三つの軸線は互いに直交する。

プロペラ１は、軸線Ｘと平行な、前後方向軸線４上に中心が置かれた、ステータあるいはケーシング２を具備してなる。このステータ２は、ターボ機械の他のケーシングと一体であるように意図された公知の様式のものである。これに関して、プロペラ１は、好ましくは、図１から分かるように、ブレードを取り囲む外部放射状フェアリングを持たないように、すなわち「オープンローター」タイプとなるように設計される。

さらに、プロペラ１を通過する空気の流動の主たる方向は、軸線Ｘと平行な矢印１０によって大まかに示されており、流動のこの主たる方向はまた、以下で用いる「上流」および「下流」との用語のための基準として使用される。

参考までに、コントラプロペラシステムの場合、二つのプロペラ(単一のものが図示されている)は、その上に中心が置かれた軸線４の周りを反対方向に回転するようになっており、この回転は、静止したままのステータ２に対してなされる。

本明細書全体において、所与の部材の「回転速度」の概念は、別な構造でない限り、前後方向軸線４に沿った、静止ステータ２に対する、その回転速度に対応することに留意されたい。

プロペラ１は、軸線４上に中心が置かれ、かつ、たとえば、それ自体、ターボ機械のタービンによって駆動されるプラネタリーギア減速機構を形成する機械的伝達のためのデバイス(図示せず)によって回転方向に駆動されるよう意図された駆動シャフト１６を具備してなる。

この中空シャフト１６は、その下流側端部において、ローター１８を固定的に保持するが、それは、その外側半径方向端部において、すなわちその周方向クラウンにおいて、プロペラブレード６を収めている。これを実現するために、孔２０が、ブレード６のシャンク２１を収容するために、軸線４上に中心が置かれたローター１８に形成されており、ブレード６のぞれぞれのものは、好ましくはプロペラシステム１の半径方向軸線に対応する、ブレードの主軸線２４に対して偏心したフィンガー２２を有している。

ローター１８は、概して、駆動シャフト１６の下流側端部から上流側に開拡するテーパー形状を有することに留意されたい。

公知の様式で、偏心した、そして半径方向内側に突出したフィンガー２２は、ブレードのピッチ２６を制御するためのシステムに属するが、これは、軸線４に対して、最小迎え角ポジションと最大迎え角ポジションとの間でブレードを変位させることを可能とする。これら二つのポジション間での各ブレード６の変位は、それを自身の上で、すなわちその主軸線２４の周りで回動させることによって生じるが、これはまた、関連付けられた孔２０の軸線にも対応する。

これを実現するために、ピッチを制御するためのシステム２６は、たとえば、軸線４上に中心が置かれ、かつ、ステータに対してこの同一軸線に沿ってスライドできる、コントロールコーンタイプ２８の第１のスライド部材を具備してなる。

たとえば図示するように上流側に開口する、このコントロールコーン２８は、より大きな直径を備えたその上流側端部に、複数の孔３０を具備してなるが、これによって、ブレードの偏心フィンガー２２を収容することが可能となる。当業者にとっては周知であるように、第１のスライド方向３２ａに沿った、すなわち軸線４に沿った上流側へのコーン２８の変位は、ブレード６を、特にプロペラ１のフェザリングを行うために見られる、その最小迎え角ポジション(最小角度ポジションあるいはニュートラルポジションとも呼ばれる)に近づける。上述したように、図１に示すのと逆のそのニュートラルポジションに向かう、その軸線２４に沿った、その孔２０内でのブレード６の回転は、それが支持している偏心フィンガー２２上への併進移動するコーン２８の当接に応答して行われる。図１において、コーン２８は、実際、第２のスライド方向３２ｂにおける移動の終点ポジションで示されており、この状態では、それは、ブレード６が、プロペラのフェザリングをもたらすニュートラルポジションと逆の、その最大迎え角ポジションをとることを可能とする。にもかかわらず、システム１は、これに代えて、本発明の趣旨から逸脱することなく、第１の方向３２ａとは逆のこの第２のスライド方向３２ｂへの移動の終点に置かれたコーン２８によってブレード６ａのニュートラルポジションが得られるように設計されてもよい。

依然として図１を参照すると、上述した様式と同じようにして、第２のスライド方向３２ｂに沿った、すなわち軸線４に沿った下流側へのコーン２８の変位は、それゆえ、ブレード６を、その最大ポジションに近づける。ここで、再び、その最大迎え角ポジションに向かう、その軸線２４に沿ったブレード６の回転は、それが支持している偏心フィンガー２２への併進移動するコーン２８の当接に応答して行われる。

ことによるとボール接続の媒介によって、コーンの孔３０内に偏心フィンガー２２を収容したことによって、シャフト１６、ローラー１８およびブレード６は、協働で、軸線４に沿って回転に関して一体となったユニットを形成する。参考までに、フィンガー２２およびコーン２８の変位は、軸線４に沿った並進移動および軸線周りの回転の組み合わせの形態をとることができる。さらに参考までに、ブレードシャンクの偏心フィンガーと、この同じこのコーンとの間にリングを導入することによって、この二重動作に打ち勝つことが可能である。上述した回転動作が、この場合には、リングとコーンとの間で生じ、この結果、それは軸線方向の並進移動に関してのみ駆動力を提供する。

方向３２ａおよび３２ｂに沿って、コントロールコーン２８の並進移動を実現するために、ピッチを制御するためのシステム２６は、軸線４の上に中心が置かれた、たとえばボールスクリュー３８タイプの回転作動手段を備える。このスクリュー３８は、従来の様式で、ウォームスクリューの様式で、軸線４周りのその回転動作を、同じこの軸線４に沿ったコーン２８のスライド動作へと変換することを可能とするように設計されている。

スクリュー３８はシャフト１６の周囲に配置されており、かつ、それ自体、コントロールコーン２８によって取り囲まれており、その実質的に円筒形の内部４３は、ローター１８およびステータ２に対して、並進移動に関して、常時、固定状態のままであるスクリュー３８の外ネジと協働する。これに関して、コーン２８は、ステータ２に対して軸線４に沿って並進移動で変位させられることが可能である上記プロペラ１の部材のうちの唯一のものであり、他の部材は、互いに、そして同じこのステータ２に対して、並進移動に関して固定状態のままであることに留意されたい。

ボールスクリュー３８の下流側端部は、モーター４０と間接的に協働し、伝達およびロック用のモジュール４１を介して、コーン２８の並進移動に関する変位を目的として、同じこのネジに回転動作を与えることを可能とする。たとえば、モーター４０は、プロペラ１のローター１８上に、たとえばこのローター１８の環状ベース内に固定ステータを有し、そしてまた、伝達およびロックモジュール４１上に固定ローターを有することができるが、これについて、以下、図２および図３を参照して説明する。

(本発明に特有の)モジュール４１は、軸線４上に中心が置かれた、第１の環状部５２すなわちリングに属する、第１の実質的に環状のトラック５０を具備してなる。この部分５２(これは、好ましくは、モジュールの外側部分を形成する)は、スクリュー３８に、たとえばスクリュー３８の下流側端部に固定的に結合されることを意図されている。これに代えて、そして図１に示すように、この環状部５２は、スクリューの下流側端部を構成することによって、スクリューと一体であってもよい。したがって、この部分５２の回転は、特に先に述べたコーン２８の媒介によって、ブレードの迎え角の調整を実現するよう意図されている。

第１のトラック５０は、したがって、リング５２の内面に形成されており、かつ、二つの表面Ｂ１およびＢ２によって範囲が画定されたノッチ５４を有する。図３に示すもののような横断面において、二つの表面(それぞれ好ましくは平坦である)は、プロペラの軸線に向かって、すなわち半径方向内側に向けられたＶを協働で形成する。Ｖの角度は、たとえば１００ないし１７０°の、相対的に開いたものであり、この値は、オーバーセンタリングを生じることができるように、特に、目下の素材の摩擦係数に従って選定される。これに関して、このＶは、その先端を通過する半径方向に関して対称であり、Ｖの各ブランチと、外周の局所的方向、すなわち接線方向との間の角度は、好ましくは、５ないし８５°であり、やはり、優先的に目下の素材の摩擦係数に従って選定される。

モジュール４１は、第２の実質的に環状のトラック５６を具備してなるが、これは、第１のトラックと同心であり、かつ、軸線４の上に中心が置かれた第２の環状部５８すなわちリングに属する。この部分５８(これは好ましくはモジュールの内側部分を構成する)は、シャフト１６に固定的に結合されることを意図されている。これに代えて、そして図１に示すように、この環状部５８は、駆動シャフト１６の前後方向セクションを形成することによって、この駆動シャフト１６と一体であってもよい。第２のトラック５６は、したがって、リング５８の外面上に形成される。

モジュール４１は、他方では、第１のトラックを作動させるための部材６０を備えるが、これは実質的に環状であり、第１および第２のトラック間に配置されており、かつ、それらに対して同心である。この部材６０は、好ましくは、第２のトラック５６と環状接触状態にあり、そしてまた、ことによると、第１のトラック５０とも環状接触状態にある。それは、モーター４０によって回転させることができるようにするために、モーター４０のローターに対して、好ましくは直接的に結合されている。

それは、周方向に互いに距離を置いた二つの表面Ａ１,Ａ２によって範囲が画定された、凹状角部６２を有する。図３に示すもののような横断面において、二つの表面Ａ１およびＡ２(それぞれ好ましくは平坦である)は、実質的に、外側に向かって、すなわち第１のトラック５０に向かって、さらに詳しくはそのノッチ５４に向かって配置されている。各表面Ａ１,Ａ２と、外周の局所的方向、すなわち接線方向との間の角度は、好ましくは、５ないし８５°であり、さらに優先的には、表面Ｂ１あるいはＢ２と外周の局所的方向との間の先に規定された角度と同一である。二つの表面Ａ１,Ａ２もまた、外側に向かって放射状に開くＶの上側部分を形成するために、一方が他方に向かって、ある角度で、配置されており、かつ、その先端は、第２のトラック５６用の空間をもたらすために意図的に除去されている。

好ましくは、図３に示す通常のポジション(以下で説明する)では、表面Ａ１は、ノッチの表面Ｂ２と実質的に向き合いかつそれと平行に配されており、一方、表面Ａ２は、ノッチの表面Ｂ１と実質的に向き合いかつそれと平行に配されている。

さらに、回転方向に可動である作動のための部材６０の二つの端部は、モジュールのロック部材６４と第２のトラック５６との間の接触を可能とするために、周方向に互いに間隔を置いて配置されている。(好ましくは軸線Ｘと平行な軸ローラーの形態の)このロック部材６４は、実際には、第１および第２のトラック５０,５６間に設けられており、凹状角部６２内に、そして第１のトラックのノッチ５４内に収容されている。

図３は、ターボシャフトエンジンの稼働中、通常のオーバーセンターポジションを占有するロック部材６４を備えたモジュール４１を示している。

このポジションでは、それは、一方では、二つの表面Ａ１,Ａ２間に、それらから距離を置いて配置されることによって、第２のトラック５６と接触状態となっており、かつ、他方では、ノッチ５４と接触状態となっている。プロペラの回転を引き起こすターボシャフトエンジンの稼働中、空力的な力がブレードに加えられ、そして、コーン２８およびスクリュー３８を介したブレードに対するその機械的接続に起因して、第１の部分５２に、所与の方向のトルクＣ１を発生させる。

(図３の矢印で大まかに示される)このトルクＣ１は、ロック部材６４に表面Ｂ１による第１の接触力Ｆ１を発生させるが、表面Ｂ１は、トルクＣ１の所与の方向(ここでは時計回り方向)における最遠方に位置するノッチの二つの表面Ｂ１,Ｂ２のそれと事実上対応する。参考までに、接触力Ｆ１は、表面Ｂ１と直交する形式的な力Ｆｎ１および摩擦力ｆ１に分解できる。

この力Ｆ１は、ロック部材６４への第２のトラック５６の抗力Ｒを発生させるが、これは、さらに、局所的にトラック５６への形式的な直交力Ｒｎおよび摩擦力ｆに分解される。

手近な例では、ローラー６４は、好ましくは、二つの上記部材Ｂ１,５６とのみ接触状態である。第１の接触力Ｆ１および抗力Ｒは摩擦コーン内に残り、それらは続いて、第１および第２のトラック５０,５６のオーバーセンタリングを実現し、それらを回転方向に一体化させる。

この通常のオーバーセンターポジションにおいては、モーター４０(プロペラフェザーモーターと呼ばれる)が空転しているとき、第２のトラック５６はシャフト１６によって回転駆動され、この回転は、オーバーセンタリングによって、第１のトラック５０に、続いて、もちろん、第１のトラック５０を支持する一体スクリュー３８に伝達される。したがって、部材１６,１８,４１,３８,２８,６によって形成されたユニットは、回転に関して一体であり、したがって、ブレードのピッチが変化しないように、同じ方向に、そしてシャフト１６によって付与される同じ回転速度で回転する。さらに、モジュール４１のローラー６４によって自動的にもたらされるロックはアンチリターンシステムを具備してなり、これはブレードの迎え角へのインパクトを伴わずにブレードに空力的な力を作用させるが、これは、それゆえ、初期設定値に維持されたままである。

ブレードの迎え角を変化させるために、システム２６は、ローラー６４を、リリースポジションと呼ばれる別のポジションへと動かすために制御される必要がある。

図４は、ブレードが、その最小迎え角ポジションへと、迎え角に関して変化させられる必要がある場合を示している。

この形態では、部材６４のリリースポジションは、それが、最遠方上流側のノッチの表面Ｂ１と、そしてまた、作動のための部材６０の表面Ａ２と接触状態にあるようなものである。このリリースポジションは、モーター４０による、作動のための部材６０への、作動トルクＣ２の付加によって、したがってそれをローラー６４と接触状態となるように押しやることによって、もたらされる。作動トルクＣ２(ここでは反時計回り方向に向けられる)は、このローラーへの第２のトラック５６の抗力Ｒをゼロにするのに十分な第２の支持力Ｆ２を、ローラー６４に、関係する表面Ａ２によって、加えることを可能とする値のものである。たとえば、作動トルクＣ２を加えることによって、ローラー６４はもはや表面Ｂ１および表面Ａ２のみと接触状態ではなくなり、そしてまたおそらくは表面Ｂ２と接触状態となるが、第２のトラック５６とはさらに接触した状態となる。好ましくは、二つの力Ｆ１,Ｆ２は、ローラー６４の同じ直径方向によって支持された、そして反対方向の、同じ値のものであり、これは、特に、二つの表面Ａ１,Ｂ１の実質的に平行な配置に起因する。

通常のポジションにおいて見られるオーバーセンタリングは、このようにして解消される。

このリリースポジションでは、それゆえ、モーターによって加えられる作動トルクＣ２の作用のもと、第１のトラック５０、ローラー６４および作動のための部材６０を具備してなるユニットの、第２のトラック５６に対する回転方向の変位が許容される。

たとえば、作動トルクＣ２は、同時に、モジュール４１をリリースし、そして、シャフト１６のリング５８に対するリング５２の回転を引き起こすことを可能にする。

モーター４０がこのトルクＣ２を供給するために作動させられたとき、ステータ２に対するスクリュー３８の回転速度は、コーン２８がローター１８と依然として一体である状態では、ステータ２に対するコーン２８のそれとは異なったものとなり、ここで、これら二つの部材間の相対回転速度の発生によって、ステータ２に対して並進移動に関して依然として不動であるスクリュー３８に沿った、コーン２８の方向３２ａへの所望のスライドが生じる。こうして、すなわち、それが適切な値の作動トルクＣ２を部材６０に対して供給するようにモーター４０を制御することによって、その最大迎え角ポジションからその最小迎え角ポジションへと、ブレード６のピッチを制御することが可能となっている。

いったんモーター４０が停止すると、モジュール４１は、スプリング(図示せず)などの、作動のための部材６０に連結された弾性復帰の手段の媒介によって、ローラー６４のロックの通常のポジションを実現する、その形態へと自動的に戻る。このスプリングは、実際、ローラー６４と表面Ａ２との間の接触が解消され、オーバーセンタリングを実現する同じこのローラー６４と第２のトラック５６との間の新しい接触のためになるように、第１のトラック５０に対して、作動のためのこの部材６０を回転方向に変位させることができる。

ブレード６が、その最大迎え角ポジションへと迎え角に関して変化させられる必要がある別の状況では、図５に示す、部材６４のリリースポジションは、それが、最遠方上流側のノッチの表面Ｂ１と、そしてまた作動のための部材６０の表面Ａ１と接触状態となるようなものである。このリリースポジションは、モーター４０によって、作動のための部材４０に作動トルクＣ２を加えることによって実現され、こうしてそれはローラー６４と接触状態とさせられる。作動トルクＣ２(ここでは時計回り方向に向けられる)は、このローラーへの第２のトラック５６の抗力Ｒをゼロにするのに十分な第２の支持力Ｆ２を、ローラー６４に、関係する表面Ａ１によって、加えることを可能とする値のものである。たとえば、作動トルクＣ２を加えることによって、ローラー６４はもはや表面Ｂ１および表面Ａ１のみと接触状態ではなくなり、そしてまたおそらくは表面Ｂ２と接触状態となるが、第２のトラック５６とはさらに接触した状態となる。好ましくは、二つの力Ｆ１,Ｆ２は同じ値であり、その合力Ｆｔは接線方向によって支持されるが、これは、特に、一方では周方向と表面Ａ１との間で、そして他方では周方向と表面Ｂ１との間で実質的に同一である傾斜角値に起因する。

生じる力Ｆｔは接線方向であるので、ローラー６４へのトラック５６の抗力Ｒは、必ずゼロである。この結果、通常ポジションにおいて見られるオーバーセンタリングは解消される。

このリリースポジションでは、したがって、モーターによって加えられる作動トルクＣ２の作用のもと、第１のトラック５０、ローラー６４および作動のための部材６０からなるユニットの、第２のトラック５６に対する回転方向の変位が許容される。

たとえば、作動トルクＣ２は、モジュール４１を同時にリリースすることを、そしてトルクＣ２の方向に、シャフト１６のリング５８に対するリング５２の回転を引き起こすことを可能とする。

たとえば、モーター４０がこのトルクＣ２を供給するために作動させられたとき、スクリュー３８の回転速度は、ローラー１８と依然として一体であるコーン２８のそれとは違ったものとなり、これら二つの部材間の相対的回転速度の発生によって、ステータ２に対して並進移動に関して依然として不動であるスクリュー３８に沿った、コーン２８の方向３２ｂへの所望のスライドが生じる。こうして、すなわち、それが適切な値の作動トルクＣ２を部材６０に対して供給するようにモーター４０を制御することによって、その最小迎え角ポジションからその最大迎え角ポジションへと、ブレード６のピッチを制御することが可能となっている。

ここで、再度繰り返すが、モーター４０が停止すると、モジュール４１は、カットオフリングの形態の作動のための部材６０に結合された、弾性復帰の上述した手段の媒介によって、ローラー６４の通常のロックポジションをもたらすその形態へと自動的に戻される。

これに関して、本発明の別の好ましい実施形態によれば、互いに回転方向に離間した複数のロック部材が、図６に示すように、軸線４の周りに設けられる。それぞれは、作動のための部材６０の自身の凹状角部６２内に、そして第１のトラック５０の自身のノッチ５４内に収容される。モーター４０は、ここでもまた、部材６０に作動トルクＣ２を供給し、ローラー６４によってもたらされたオーバーセンタリングの解消を実現するよう設計される。この形態によって、第１および第２のトラックのオーバーセンタリングをもたらす力を、周方向に、より均一に広範囲に分配することが可能となる。

さらに、ロック部材６４が好ましくはローラーであり、かつ、このローラーと協働する表面Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２が実質的に平坦な表面である場合、代替実施形態においては、ロック部材がボールであり、かつ、表面Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２が実質的に球面であってもよい。

最後に、図７に関して、特に、制御のためのシステムがプロペラの単一ブレードのピッチに作用する場合には、第１のトラック５０が内部リング５２に属し、かつ、第２のリング５６が外部リング５８に属する形態を考えることもできる。そうした場合には、制御のためのシステム２６は、したがって、このプロペラの各ブレードと関連付けられる。

もちろん、当業者であれば、ここまで説明してきた本発明に対して、専ら非限定的な実施例として、さまざまな変更を施すことができる。

１ プロペラ
２ ステータ
６ プロペラブレード
１６ 駆動シャフト
１８ ローター
２０ 孔
２１ シャンク
２２ フィンガー
２６ ピッチを制御するためのシステム
２８ コントロールコーン
３０ 孔
３８ ボールスクリュー
４０ モーター
４１ 伝達およびロック用のモジュール
５０ 第１のトラック
５２ 第１の環状部
５４ ノッチ
５６ 第２のトラック
５８ 第２の環状部
６０ 第１のトラックを作動させるための部材
６２ 凹状角部
６４ ローラー

Claims (17)

1. 航空機用のターボシャフトエンジンのプロペラのブレードピッチを制御するためのシステム(２６)であって、
   少なくとも一つのプロペラブレード(６)と連結されることを意図された略環状の第１のトラック(５０)であって、その回転は前記ブレードの迎え角の調整を実現するよう意図されており、二つの面(Ｂ１,Ｂ２)によって範囲が画定された少なくとも一つのノッチ(５４)を有する第１のトラック(５０)と、
   前記第１のトラックと同心の、第２の略環状トラック(５６)と、
   前記第１のトラックを作動させるための略環状の部材(６０)であって、前記第１および第２トラック間に、かつ、これらに対して同心状に配置され、互いに離間した二つの面(Ａ１,Ａ２)によって範囲が画定された少なくとも一つの凹状角部(６２)を有する作動のための手段(６０)と、
   前記第１および第２のトラック間に設けられた少なくとも一つのロック部材(６４)であって、前記作動のための部材の前記凹状角部内に、かつ、前記第１のトラックのノッチ内に収容された少なくとも一つのロック部材(６４)と、
   を具備してなり、
   前記ロック部材は、前記ターボシャフトエンジンの稼働中、通常のオーバーセンターポジションおよびリリースポジションをとることができ、
   前記オーバーセンターポジションでは、それは、一方では、前記作動のための部材の前記二つの面(Ａ１,Ａ２)間に、それらから離間して配置されることによって、前記第２のトラック(５６)と接触状態となり、かつ、他方では、前記ノッチ(５４)と接触状態となり、前記プロペラの前記ブレードに回転方向に空力的な力が加えられるポジションは、前記トルク(Ｃ１)の前記所与の方向における最遠方上流側に配置された前記ノッチの前記二つの表面(Ｂ１,Ｂ２)のそれの、前記ロック部材(６４)への、第１の接触力(Ｆ１)を発生させることによる前記第１のトラックへの所与の方向のトルク(Ｃ１)を発生させ、かつ、前記ロック部材(６４)上への前記第２のトラック(５６)の抗力(Ｒ)を発生させ、前記第１の接触力(Ｆ１)および前記抗力(Ｒ)は前記第１および第２のトラックのオーバーセンタリングを実現し、これらを回転に関して一体化し、かつ、
   前記リリースポジションでは、前記ロック部材(６４)は最遠方上流側で前記ノッチの前記表面(Ｂ１)と、そしてさらに、作動のための前記部材(６０)の前記二つの表面(Ａ１,Ａ２)の一方と接触状態となり、このリリースポジションは、前記ロック部材(６４)への前記第２のトラック(５６)の前記抗力(Ｒ)をゼロにするのに、そしてそのようなものとして前記オーバーセンタリングを解消するのに十分な第２の支持力(Ｆ２)を、ロック部材(６４)に、関係する前記表面(Ａ１,Ａ２)によって、加えることを可能とする値の、前記作動のための部材への作動トルク(Ｃ２)の付与によって実現され、前記リリースポジションは、前記第１のトラック(５６)と前記ロック部材(６４)と前記作動のための部材(６０)とを具備してなるユニットの、前記作動トルク(Ｃ２)の方向に沿った、前記第２のトラックに対する、回転に関する変位を可能とするものであることを特徴とする制御用システム。
2. 前記作動のための部材に連結され、かつ、前記作動のための部材が前記作動トルク(Ｃ２)を受けていないとき、通常のオーバーセンターポジションへと前記ロック部材を戻すように、前記第１のトラック(５０)に対して前記作動のための部材を回転変位させることを可能とする弾性復帰のための手段を具備してなることを特徴とする請求項１に記載の制御用システム。
3. 前記第１のトラックは、前記第２のトラックに対して外部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御用システム。
4. 前記第２のトラックは、前記第１のトラックに対して外部に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御用システム。
5. 前記作動のための部材(６０)を回転制御する作動モーター(４０)を具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の制御用システム。
6. 前記ロック部材(６４)はローラーであり、かつ、前記ローラーと協働する前記表面(Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２)は実質的に平坦な表面であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の制御用システム。
7. 前記ロック部材(６４)はボールであり、かつ、前記ボールと協働する前記表面(Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２)は実質的に球面であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の制御用システム。
8. 前記第１および第２のトラックの軸線を中心として互いに回転方向に離間した複数のロック部材(６４)を具備してなり、それぞれ、前記作動のための部材の、それ自身の凹状角部内に、かつ、前記第１のトラックのそれ自身のノッチ内に収容されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の制御用システム。
9. 前記ターボシャフトエンジンのプロペラの単一ブレードを制御することを意図したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の制御用システム。
10. 前記ターボシャフトエンジンのプロペラの複数のブレードを同時に制御することを意図したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の制御用システム。
11. その変位が、これらブレードをその最小迎え角ポジションに近づけ／そこから遠ざけるように、前記ブレード(６)と協働するよう構成されたスライド部材(２８)を具備してなり、前記スライド部材は、その回転動作を前記部材のスライド動作へと変換することを可能とするコントロールに関する回転手段(３８)によって制御され、前記コントロールに関する回転手段(３８)は前記第１のトラック(５０)と回転に関して一体であることを特徴とする請求項１０に記載の制御用システム。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の、ブレードピッチを制御するための少なくとも一つのシステム(２６)を具備してなる、航空機用ターボシャフトエンジン用プロペラ。
13. ステータに対して前記プロペラの前後方向軸線を中心として回転するよう意図されかつブレード(６)を支持するプロペラローター(１８)を具備してなり、前記プロペラはさらに、最大迎え角ポジションと最小迎え角ポジションとの間で前記ブレードを変位させることを可能とする、前記ブレードの前記ピッチを制御するための前記システムを具備してなり、前記ピッチを制御するための前記システムは、その変位が前記ブレードをその最小迎え角ポジションに近づけ／そこから遠ざけるように前記ブレードと協働する、前記前後方向軸線に沿ってスライドする部材(２８)を具備してなり、前記スライド部材は、前記前後方向軸線周りのその回転動作を同一軸線に沿った前記部材のスライド動作へと変換することを可能とする作動に関する回転手段(３８)によって制御され、前記コントロールに関する前記回転手段(３８)は前記第１のトラック(５０)と回転に関して一体であり、かつ、前記第２のトラック(５６)は前記プロペラローター(１８)を支持する駆動シャフト(１６)と回転に関して一体であり、前記ピッチを制御するための前記システムはさらに、作動のための前記部材に対して接続されることによって、作動に関する前記第２の回転手段(３８)に対して前記回転動作を加えることを可能とする作動モーター(４０)を具備してなることを特徴とする請求項１２に記載のプロペラ。
14. 前記作動に関する回転手段(３８)はボールネジからなることを特徴とする請求項１３に記載のプロペラ。
15. 前記スライド部材(２８)は、それと関係付けられたブレードのそれぞれの偏心フィンガー(２２)と協働するスライドコーンからなることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のプロペラ。
16. 請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の、少なくとも一つのプロペラを具備してなる航空機用のターボ機械。
17. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のターボシャフトエンジンにおけるプロペラブレードピッチを制御するためのシステムを制御するための方法であって、迎え角の調整が必要なとき、適切な作動トルクが前記作動のための部材に加えられることを特徴とする方法。

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