JP6247757B2

JP6247757B2 - エンジンおよびバンドクランプ

Info

Publication number: JP6247757B2
Application number: JP2016523719A
Authority: JP
Inventors: スカー，アントニー・ブレット; ウィアー，トーマス・ジョゼフ; ウーリー，アレン・マドセン; クレッグ，ブライアン・ケルビー; ジャスト，マイケル・スコット; クリングリー，ロバート・ポール; ソルバーグ，デイヴィッド・ヘンリー
Original assignee: エムアールエイ・システムズ・エルエルシー
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: US10190537B2; CN105339640B; US20160146154A1; CA2916262A1; BR112015032446A2; EP3017170B1; EP3017170A1; JP2016524087A; CA2916262C; WO2015002637A1; CN105339640A

Description

本発明は、エンジンおよびバンドクランプに関する。

現代の航空機エンジンは、作動位置にある時、エンジンを通過する空気流の少なくとも一部を反転させる可動要素を有するスラストリバーサを含み得る。スラストリバーサは、エンジンの部分へのアクセスを可能にするためにエンジンに対して移動可能、またはエンジンから分離可能であることができる。クランプは、スラストリバーサの一部をファンケーシングに固定するために使用することができる。

国際公開第２０１２／０９５６００号

一態様において、本発明は、ファン組立体と、ファン組立体を囲み、第１の半径方向フランジを有するファンケーシングと、第２の半径方向フランジを有するスラストリバーサと、第１および第２の半径方向フランジとを結合してスラストリバーサとファンケーシングとを接続するバンドクランプとを有するターボファンエンジンに関する。

別の態様では、本発明は、第１の半径方向フランジと第２の半径方向フランジとを結合するためのバンドクランプであって、互いに間隔を置いて配置され、軸方向に第１および第２の半径方向フランジに予荷重を付与するように構成されたセグメントを有するセグメント化バンドクランプと、半径方向の荷重をセグメント化バンドクランプに提供するように構成された第１の可撓性ケーブルセットと、第１の可撓性ケーブルセットの冗長であり、半径方向の荷重をセグメント化バンドクランプに提供するように構成された第２の可撓性ケーブルセットと、第１および第２の半径方向フランジに対して第１の可撓性ケーブルセットと第２の可撓性ケーブルセットとを締め付けて圧縮力を生成するためのラッチとを備え、第１および第２の可撓性ケーブルセットは、セグメント化バンドクランプに対する非対称な荷重を防止するバンドクランプに関する。

明確化のために外側ナセルの一部を切り取った、ターボファンジェットエンジンの概略図である。例示的なスラストリバーサが作動位置に示されている図１のエンジンの模式図である。本発明の実施形態に係るバンドクランプと共に結合されるファンケースの一部およびスラストリバーサの一部の斜視図である。図３のファンケース、スラストリバーサ、およびバンドクランプの一部の部分斜視図である。図３のファンケース、スラストリバーサ、およびバンドクランプの一部の断面図である。ラッチが閉位置にある図３のファンケース、スラストリバーサ、およびバンドクランプの一部の部分斜視図である。図３のバンドクランプの一部の側面図である。図３のファンケース、スラストリバーサ、およびバンドクランプの一部の部分斜視図である。図３のバンドクランプと共に使用することができるラッチの部分斜視図である。

図１は、タービンエンジン１２と、ファン組立体１３と、ナセル１４とを有するターボファンジェットエンジン組立体１０を示す。ナセル１４の部分は、明確化のために切り取られている。ナセル１４は、タービンエンジン１２を囲み、ジェットエンジン組立体１０を通る環状空気流路または環状バイパスダクト１６を画定して、矢印１８で模式的に示すように概して前方から後方へのバイパス空気流路を画定する。

反転位置へおよび反転位置から移動可能な少なくとも１つの可動要素を有するスラストリバーサは、バイパス空気流の方向を変更するために使用することができる。反転位置では、可動要素は、バイパス空気流の少なくとも一部を反転させるように構成することができる。ターボファンジェットエンジン組立体における反転推進力を得るためのいくつかの方法がある。図２では、ターボファンジェットエンジン組立体１０で使用することができるスラストリバーサ２０の一例は、少なくとも１つの可動制御表面または可動要素２２を含むものとして示されている。可動要素２２は、ナセル１４の前方部分に対して軸方向に移動可能な外側カウリングの摺動可能部分として示されている。アクチュエータ２４は、可動要素２２を反転位置の中におよび反転位置の外に移動させるように、可動要素２２に結合され得る。反転位置では、図示するように、可動要素２２は、可動要素２２とタービンエンジン１２との間の環状バイパス領域を制限し、また空気流路が矢印２８で示すように反転することができるように、可動要素２２とナセル１４の前方部分との間の部分２６を開放する。スラストリバーサ２０は、バイパス空気流の少なくとも一部を反転することによって推進力の方向を変化させる。

スラストリバーサ組立体２０は、ナセル１４から分離し、タービンエンジン１２へのアクセスを可能にするために後方に並進するように構成することができる。スラストリバーサ組立体２０の固定構造は、ファンケースなどの固定構造に動作可能に結合することができる。より具体的には、ファン組立体１３を囲むことができる第１の半径方向フランジ３２を有するファンケーシング３０は、第２の半径方向フランジ３６を有するスラストリバーサの一部３４に動作可能に結合することができる。バンドクランプ４０は、第１の半径方向フランジ３２と第２の半径方向フランジ３６とを動作可能に結合してスラストリバーサ２０とファンケーシング３０とを接続することができる。

図３に示すように、ファンケーシング３０とスラストリバーサの一部３４の両方は、２つのリング型部品を含むものとして示されている。スラストリバーサの一部３４は、スラストリバーサ組立体の固定構造であると理解されるであろう。ファンケーシング３０は、エンジン組立体１０のファン組立体１３を囲むナセル１４内の静的構造である。図面に示されておりファンケーシング３０およびスラストリバーサの固定構造３４として識別される２つのリング型部品はそれぞれ、エンジン組立体１０において通常見られる、ファンケースとスラストリバーサ組立体の単に一部であるということが理解されるであろう。具体的には、ファンケーシング３０として識別される部品は、エンジン組立体１０のナセル１４内のファンケースを形成する全体構造の一部であってもよいし、ボルト締めされるかもしくはエンジン組立体１０のファンケースを共に形成する構造に取り付けられるリングであってもよい。同様に、スラストリバーサの固定構造３４として識別される部品は、固定構造を形成する全体構造の一部であってもよいし、ボルト締めされるかもしくはスラストリバーサ組立体の固定構造を共に形成する構造に取り付けられるリングであってもよい。説明を容易にするため、部品を単にファンケーシング３０およびスラストリバーサの固定構造３４と呼ぶこととする。

バンドクランプ４０は、ファンケーシング３０とスラストリバーサの固定構造３４とを結合するために使用することができる。バンドクランプ４０は、第１の半径方向フランジ３２と第２の半径方向フランジ３６とを同時に係合することにより、ファンケーシング３０とスラストリバーサの固定構造３４とを結合するように構成される。

図４を参照すると、バンドクランプ４０は、可撓性バンド４２を含むことができる。バンド４２は、第１および第２の半径方向フランジ３２、３６に半径方向の力を付与して第１および第２の半径方向フランジ３２、３６とを互いに軸方向に固定する。少なくとも１つのラッチ４４は、第１および第２の半径方向フランジ３２、３６に対して可撓性バンド４２を締め付けて圧縮力を生成するために含まれ得る。可撓性バンド４２は、任意の適切な材料から、可撓性バンド４２がケーブル４６によって形成することができることを含む任意の適切な方法で形成することができる。ケーブル４６は、ワイヤケーブルを含む任意の適切な材料から作成することができる。可撓性バンド４２は、複数のセグメント４８を有するマルチセグメントバンドとして示されている。図示されたマルチセグメントバンドの場合において、複数のセグメント４８の各々は、ラッチ４４によって接続されている。さらに、バンドクランプ４０は、第１および第２の半径方向フランジ３２、３６の円周周りに間隔を置いて配置された一連のディスクリートクランプセグメント５０を含むセグメント化バンドクランプを含むものとして示されている。可撓性バンド４２は、ディスクリートクランプセグメント５０に半径方向の荷重を提供するように構成される。

ここで図５を参照すると、ケーブル４６によって付与される圧縮力が矢印５２で模式的に示されている。第１および第２の半径方向フランジ３２、３６は、好ましくはエンジン組立体１０の半径方向外方に向かって突出し、それにより第１および第２の半径方向フランジ３２、３６は、互いに平行な平面上に位置する。第１および第２の半径方向フランジ３２、３６は、それぞれ、バンドクランプ４０の対応する部分が当接し、可撓性バンド４２からの力を第１および第２の半径方向フランジ３２、３６との間の軸方向の力に変換する傾斜面６０、６２を有している。より具体的には、バンドクランプ４０は、傾斜面６０、６２に当接するＶ字状の本体６４を有する。Ｖ字状の本体６４はまた、ケーブル４６を保持するためにその上面６８に沿う溝６６を含む。半径方向の荷重は、いずれも第１および第２の半径方向フランジ３２、３６との間の接触を介して転送される。

ケーブル４６は、Ｖ字状の本体６４に対する非対称な荷重を防止するように構成されている冗長ケーブルセットを含むものとして示されている。より具体的には、第１の可撓性ケーブルセット７０および第１の可撓性ケーブルセット７０の冗長である第２の可撓性ケーブルセット７２は、セグメント化バンドクランプに半径方向の荷重を提供するように構成されている。図示されているように、第１の可撓性ケーブルセット７０がインナーケーブルセットを形成する一方で、第２の可撓性ケーブルセット７２はアウターケーブルセットを形成する。このように第１の可撓性ケーブルセット７０と第２の可撓性ケーブルセット７２の両方は、Ｖ字状の本体６４に対して中央に位置している。本体６４の各側に１つのケーブルのみがあった場合、ケーブルの一方に障害が生じた時、圧縮力は接合部７５の一方の側にのみとなり、これにより第１および第２の半径方向フランジ３２、３６が分離して接合部７５を開くようにさせる。しかし、図示例では、可撓性ケーブルセット７０または可撓性ケーブルセット７２の一方に障害が生じた場合、残りの可撓性のある冗長ケーブルセットはそれでも対称的な半径方向の荷重をＶ字状の本体６４に提供する。さらに、第１のラッチ４４は、第１の可撓性ケーブルセット７０に張力を付与するために使用することができ、個別のラッチ４４は、第２の可撓性ケーブルセット７２に張力を付与するために使用することができる。このようにして、ラッチもまた冗長であり、ラッチのいずれかを損失すると、可撓性ケーブルセット７０または７２の一方はもはや対称的な半径方向の負荷をＶ字状の本体６４に提供することが不可能となる。ケーブルガード７６を含むことができ、ケーブルガード７６はケーブル障害が発生した場合にケーブル４６を保持するためにディスクリートクランプセグメント５０に動作可能に結合されている金属クリップによって形成することができる。

図６は、複数のセグメント４８の１つを締め付けるためのラッチ４４の１つを示す。ラッチ４４は、図示されるように粗位置として考えることができる第１の位置から第２の位置または張架位置に移動することができる。ラッチ４４は、オーバーセンターラッチであってもよい。作業者は、ラッチから突出するハンドル４５を把持することによってケーブル４６を締め付けることができる。あるいは、ツールが、ハンドル４５の一部に動作可能に結合することができ、ラッチ４４を第１と第２の位置との間で移動させるために使用することができる。図示例では、第１および第２の可撓性ケーブルセットの各々は、各セグメントに張力が付与され得るようにラッチ４４によって各セグメントが接続されるセグメントを有するマルチセグメントケーブルセット７０、７２を含む。あるいは、Ｔボルトおよびナット組立体が、可撓性バンド４２を締め付けるために使用することができる。

図７Ａ〜７Ｂは、ディスクリートクランプセグメント５０の一部の側面図であり、ばね７８の動作を示している。ばね７８は、ディスクリートクランプセグメント５０を維持位置に保持するために利用することができる。ケーブル４６の予荷重があるディスクリートクランプセグメント５０が図７Ａに示されており、一方で図７Ｂはケーブル４６の予荷重がないディスクリートクランプセグメント５０を示している。両方の図において、ばね７８を見るためにケーブル４６を除去している。図７Ｂに示すように、ケーブルの予荷重が緩和される場合にばね７８はディスクリートクランプセグメント５０の各々の端部に位置し、ディスクリートクランプセグメント５０の各々をスラストリバーサの固定構造３４の第２の半径方向フランジ３６から離して持ち上げることができる。

図８を参照すると、ファンケーシング３０は、ディスクリートクランプセグメント５０の１つの部分８２に動作可能に結合してバンドクランプ４０の回転を防止することができるロケータ８０を含むものとして示されている。より具体的には、ピン８４がディスクリートクランプセグメント５０の一部に動作可能に結合される部分８２内に保持されており、スロット８６がロケータ８０に配置されている。ピン８４はスロット８６内に保持され、ディスクリートクランプセグメント５０の回転を防止する。

図９は、ケーブルの予荷重が緩和される場合にディスクリートクランプセグメント５０の１つと共に使用されてバンドクランプ４０の回転を防止し、かつディスクリートクランプセグメント５０をスラストリバーサの固定構造３４の第２の半径方向フランジ３６から離して持ち上げることができるクランプ９０を示す。ケーブルの予荷重が失われた場合、クランプ９０は、クランプ力を維持するためにディスクリートクランプセグメント５０の各々に使用することができる。たとえば、ケーブルセット７０、７２の両方が完全に機能しなくなった場合には、各セグメント５０に配置された個々のクランプ９０が、個々のセグメントを保持することになる。

このように、バンドクランプがこれまでターボファンに対する使用に関して説明されてきたが、バンドクランプは、第１の半径方向フランジと第２の半径方向フランジとを結合するために任意の適切な設定で利用することができることを理解されたい。使用にかかわらず、バンドクランプは、互いに間隔を置いて配置され、軸方向に第１および第２の半径方向フランジに予荷重を付与するように構成されたセグメントを有するセグメント化バンドクランプと、半径方向の荷重をセグメント化バンドクランプに提供するように構成された第１の可撓性ケーブルセットと、第１の可撓性ケーブルセットの冗長であり、半径方向の荷重をセグメント化バンドクランプに提供するように構成された第２の可撓性ケーブルセットと、第１および第２の半径方向フランジに対して第１の可撓性ケーブルセットと第２の可撓性ケーブルセットとを締め付けて圧縮力を生成するためのラッチとを備えることができ、第１および第２の可撓性ケーブルセットは、上述したようにセグメント化バンドクランプに対する非対称な荷重を防止する。

以上説明した実施形態は、実施形態が付随するターボファンエンジンのファンケースにスラストリバーサの取り付けを可能にすることを含む各種の利点を提供する。さらに、バンドクランプは、エンジンの設置に応じたカスタマイズを可能にするために、セグメント化されてもよい。フープの連続性は、可撓性バンドを使用することにより維持され、これにより設置時に可撓性を可能にする。そして可撓性バンドの張力は、クランプセグメントへの半径方向の荷重をもたらす。予荷重が失われた場合には、２つのパラレルケーブルのセットがクランプセグメントの周囲で機能し、それによりケーブルのセットの１つが失われる場合であっても予荷重が維持される。以上説明した実施形態は、１つまたはそれ以上のケーブルの障害が発生した場合であっても、確実な接続を保持するために冗長性のレベルを操作および提供するのに便利である。提供された冗長性は、このクランプを使用することにより任意の設計のための認証努力を簡略化するであろう。

今までに記載されていない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造を互いに組み合わせて所望のように使用することができる。１つの特徴を実施形態のすべてにおいて示しているわけではないということは、それができないと解釈されるものではなく、説明を簡潔にするためにそのようにしているのである。したがって、新規な実施形態が明白に記載されているか否かを問わず、新規な実施形態を形成するように、異なる実施形態の様々な特徴を所望のように混合し適合させることができる。本明細書に記載されている特徴のすべての組み合わせまたは置換は、本開示によって包括される。

本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。

１０ターボファンジェットエンジン組立体
１２タービンエンジン
１３ファン組立体
１４ナセル
１６環状バイパスダクト
２０スラストリバーサ、スラストリバーサ組立体
２２可動要素
２４アクチュエータ
２６部分
２８矢印
３０ファンケーシング
３２第１の半径方向フランジ
３４スラストリバーサの一部、スラストリバーサの固定構造
３６第２の半径方向フランジ
４０バンドクランプ
４２可撓性バンド
４４ラッチ
４５ハンドル
４６ケーブル
４８セグメント
５０ディスクリートクランプセグメント
６０傾斜面
６２傾斜面
６４本体
６６溝
６８上面
７０第１の可撓性ケーブルセット
７２第２の可撓性ケーブルセット
７５接合部
７６ケーブルガード
７８ばね
８０ロケータ
８２部分
８４ピン
８６スロット
９０クランプ

Claims

ファン組立体（１３）と、
前記ファン組立体（１３）を囲み、第１の半径方向フランジ（３２）を有するファンケーシング（３０）と、
第２の半径方向フランジ（３６）を有するスラストリバーサ（２０）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）とを結合して前記スラストリバーサ（２０）と前記ファンケーシング（３０）とを接続するバンドクランプ（４０）と
前記バンドクランプ（４０）に半径方向の荷重を提供するケーブル（４６）と、
を備え、
前記バンドクランプ（４０）が、
前記ケーブルセットを保持する溝（６６）を有する本体（６４）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）に対して選択的に前記ケーブル（４６）を締め付けて圧縮力を生成するための少なくとも１つのラッチ（４４）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）の円周周りに間隔を置いて配置され、前記ケーブル（４６）を覆う一連のディスクリートクランプセグメント（５０）と、
を備える、
ターボファンエンジン。
前記バンドクランプ（４０）が、前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）に半径方向の力を付与して前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）を軸方向に保持する請求項１に記載のターボファンエンジン。
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）が、前記バンドクランプ（４０）の対応する部分が当接し、前記バンドクランプ（４０）からの前記半径方向の力を前記第１および第２の半径方向フランジ３２、３６）との間の軸方向の力に変換する傾斜面（６０，６２）を有する請求項２に記載のターボファンエンジン。
前記ラッチは、作業者が把持することによって前記ケーブル（４６）を締め付けるハンドル（４５）を備える請求項１乃至３のいずれかに記載のターボファンエンジン。
前記バンドクランプ（４０）が、セグメント（４８）の各々がラッチ（４４）に接続されているマルチセグメントバンドを備える請求項１乃至４のいずれかに記載のターボファンエンジン。
前記ラッチ（４４）が、オーバーセンターラッチを備える請求項５に記載のターボファンエンジン。
前記ケーブル（４６）が、前記ディスクリートクランプセグメント（５０）に半径方向の荷重を提供する請求項１乃至６のいずれかに記載のターボファンエンジン。
前記バンドクランプ（４０）が、前記ディスクリートクランプセグメント（５０）に結合され、前記ケーブルに障害が発生した場合に前記ケーブル（４６）を保持するケーブルガード（７６）を備え、
前記ケーブル（４６）が、非対称な負荷を防止するように構成される冗長ケーブルセットを備える請求項１乃至７のいずれかに記載のターボファンエンジン。
前記バンドクランプ（４０）が、前記ケーブルの荷重が緩和される場合に、前記ディスクリートクランプセグメント５０の各々の端部に位置し、ディスクリートクランプセグメント（５０）の各々を前記第２の半径方向フランジ（３６）から離して持ち上げるばね（７８）を備える請求項７または８に記載のターボファンエンジン。
前記冗長ケーブルセットが、前記バンド本体に対して両方が中央に位置しているインナーおよびアウターケーブルセットを備える請求項８に記載のターボファンエンジン。
個別のラッチ（４４）が、前記インナーケーブルセットと前記アウターケーブルセットとを締め付けるために使用される請求項１０に記載のターボファンエンジン。
前記バンドクランプ（４０）が、セグメント化バンドクランプを備え、前記ケーブル（４６）が、前記セグメント化バンドクランプに半径方向の荷重を提供するように構成される請求項７に記載のターボファンエンジン。
前記ケーブルの荷重が緩和される場合に、前記バンドクランプ（４０）の回転を防止し、前記ディスクリートクランプセグメント（５０）が前記第２の半径方向フランジ（３６）から離れて持ち上がることを可能にし、前記ディスクリートクランプセグメント（５０）を保持するクランプ（９０）を備える請求項７、９又は１２に記載のターボファンエンジン。
前記ファンケーシング（３０）が、前記バンドクランプ（４０）の一部に動作可能に結合して前記バンドクランプ（４０）の回転を防止することができるロケータ（８０）をさらに備える請求項１乃至１３のいずれかに記載のターボファンエンジン。
第１の半径方向フランジ（３２）と第２の半径方向フランジ（３６）とを結合するためのバンドクランプであって、
互いに間隔を置いて配置され、軸方向に前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）に予荷重を付与するように構成されたセグメントを有するセグメント化バンドクランプと、
半径方向の荷重を前記セグメント化バンドクランプに提供するように構成された第１の可撓性ケーブルセット（７０）と、
前記第１の可撓性ケーブルセット（７０）の冗長であり、半径方向の荷重を前記セグメント化バンドクランプに提供するように構成された第２の可撓性ケーブルセット（７２）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）に対して前記第１の可撓性ケーブルセット（７０）を締め付けて圧縮力を生成するための第１のラッチ（４４）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）に対して前記第２の可撓性ケーブルセット（７２）を締め付けて圧縮力を生成するための第２のラッチ（４４）と
を備え、
前記セグメント化バンドクランプが、
前記第１及び第２の可撓性ケーブルセット（７０、７２）を保持する溝（６６）を有する本体（６４）と、
前記第１および第２の半径方向フランジ（３２、３６）の円周周りに間隔を置いて配置され、前記第１及び第２の可撓性ケーブルセット（７０、７２）を覆う一連のディスクリートクランプセグメント（５０）と、
を備え、
前記第１および第２の可撓性ケーブルセット（７０、７２）は、前記セグメント化バンドクランプに対する非対称な荷重を防止するバンドクランプ。