JPH04501453A - デイカプラシヤフト及びデイカプラシヤフトを有するエヤタービンスタータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ディカブラシャフト及びディカプラシャフトを有するエヤタービンスタータ （技術分野） 本発明は１方向のみに駆動可能で反対方向のトルクを受けると非連結にされる（ 　ｄｅｃｏｕｐｌｅ）ディカプラ装置、特にこのような特性を有するディカプラ 装置を備えたエヤタービンスタータに関する。

（背景技術） 航空分野においてエヤタービンスタータは周知であり、最新の航空機の推進ター ビンエンジンを始動させるために通常使用されている。エヤタービンスタータと して使用される高速スプラグ型オーバランクラッチに生ずる問題として動作中の クラッチのオーバランによりクラッチに摩耗が生じることが挙げられる。このよ うなオーバランはタービンエンジンの動作中に連続的に起き、特にクラッチのス プラグ部材が摩耗されることになる。従って、摩耗した１個以上のスプラグ部材 はクラッチのトルク伝達中、その伝達系の中心から外れる。

一度伝達系の中心から外れると、これらのスプラグ部材によりクラッチを介して トルクが初期の方向以外のある方向に伝達され、クラッチがオーバランされるこ とになる。クラッチがオーバランされずに逆方向トルクが伝達されると、タービ ンエンジンによりエヤタービンスタータが破壊を生ずるような高速まで駆動され る。タービンエンジンによるエヤタービンスタータのこのような破壊を生ずるよ うな高速駆動を防止するため、従来スタータとエンジンとの間の動力伝達ギア装 置にディカブラ機構が設けられる。

しかしながら現在周知の全てのディカプラ装置は１またはそれ以上の欠点を有し ている。即ち、従来のディカプラ装置はサイズが大き過ぎ構造も複雑であり、動 作の信頼性も悪く一部のディカプラ装置にあっては逆方向トルクにより作動され た後トルク伝達状態に不都合に自動リセットされてしまい、また他のディカプラ 装置では逆方向トルク事故が生じた後リセットする際分解に極めて多くの時間が かかる。

上述の問題点からエヤタービンスタータ用のディカプラ装置に対し当業者は改良 の必要性を感じていた。即ち、ディカプラ装置についてはサイズが比較的小さく 、構造も簡単で低廉且つ堅牢であり、動作も正確で信頼性のあることが望まれ、 逆方向トルクにより作動された後不都合な状態で再びトルク伝達可能状態になっ たり、ディカプラ装置のリセットに多大の時間を要することは好ましくない。

このような点を考慮し、本発明によれば、軸方向に隣接する第１及び第２の軸部 を備え、夫々の軸部に係合可能な駆動面及び傾斜面が具備されたディカプラシャ 、フトが提供される。

この駆動面を介して第１及び第２の軸部間の第１の方向にトルクが伝達され、第 １及び第２の軸部の間には軸方向の力が実質的に伝達されない。一方駆動トルク と反対の第２の方向の逆トルクにより、互いに協働する傾斜面を介し第１及び第 ２の軸部間に軸方向において分離力が発生される。この軸方向の分離力は第１及 び第２の軸部に延びる破断可能な引張バ一部材のみにより阻止される。仮に逆ト ルクが所定のレベルに達すると、引張バ一部材が破断され、第１及び第２の軸部 間が軸方向に互いに分離され非連結状態にされる。一旦非連結状態になると第１ 及び第２の軸部は相対回転可能になり、ディカブラシャフトを介して駆動トルク と逆トルクの双方の伝達が防止される。第１及び第２の軸部を互いに連結せずに 、相対回転可能になるような支承面を具備し且つ第１及び第２の軸部の再連結を 確実に防止し得るデュアル機能を持つ構成が与えられる。

また本発明によれば、上述の特性を有するディカブラシャフトを備えたエヤター ビンスタータが提供される。このエヤタービンスタータにおいて、ディカブラシ ャフトは作業者が容易に接近可能な位置に配設され、このためディカブラシャフ トの除去あるいは再設置の場合でもエヤタービンスタータ全体の分解の必要がな い。

ディカブラシャフトを再設置する場合、即ちディカブラシャフトを再び設置して 所定の逆トルク非連結機能を有したトルク伝達シャフトとして作動させる場合、 第１及び第２の軸部を軸方向において双方の係合位置へ復帰させ、破断した引張 バ一部材を新たなものと交換することになる。

本発明の利点は引張バ一部材の破断により迅速で、高信頼性をもって極めて反復 性の高い非連結動作が得られる。即ち、一旦デイカブラシャフトに所定レベルの 逆トルクが加わると、遅延なく非連結作用が極めて迅速に遂行され、エヤタービ ンスタータを損傷させない。

このディカブラシャフトの他の利点は、サイズが小さく構造が簡単で堅牢であり 、製造費も相対的低減でき且っ引張バ一部材の交換により容易にディカブラシャ フトを使用状態に復帰させ得る。この交換には特殊工具を必要とせず、引張バ一 部材自体も比較的低廉にできる。

本発明の他の目的と利点は添付図面に示される好ましい−の実施例に沿って以下 に詳述するに応じ明らかとなろう。

（図面の簡単な説明） 第１図は本発明を具体化したエヤタービンスタータの部分断面図、第２図は第１ 図のエヤタービンスタータの所定のディカプラシャフト部の部分拡大断面図、第 ３図は本発明のディカブラシャフトの一部の分解斜視図である。

（発明を実施するための最良の形態） 第１図を参照するに、本発明によるエヤタービンスタータ１０が示されている。

エヤタービンスタータｌＯのハウジング１２には入口部１４（第１図にはその一 部のみが図示される）と出口部１６とが具備されている。またハウジング１２に は入口部１４と出口部１６との間に延びる流路１８が形成される。軸流タービン 部材２０が流路１８内に位置するようハウジング１２に枢支され、入口部１４及 び出口部１６間で流路１８を介して流動される圧縮流体から機械的エネルギを取 出す。軸流タービン部材２０はハウジング１２に支承されたベアリング２４に枢 支される回転可能なシャフト部材２２に装着される。シャフト部材２２には減速 用のギア装置２８と連係するギア部材２６が固定される。ギア装置２８には出力 部材３２を有するギア部３０が含まれ、ギア部３０はこれに装着されたベアリン グ部材３４を介してハウジング１２に対し回転可能に支承される。出力部材３２ は内レース、オーバラン型、）８プラグクラツチ３６とこれを駆動可能に連結さ れ、スプラグクラッチ３６自体は出力シャフト３８と駆動可能に連結されている 。出力シャフト３８はベアリング部材４０を介し出力部材３２により回転可能に 支承される。

オイルポンプ４２は出力シャフト３８と同心のハウジング１２に装着される。オ イルポンプ４２は駆動ディスク４４を介し出力シャフト３８と連動可能に連結さ れており、駆動ディスク４４の外周部は出力シャフト３８のスプライン面部４６ と回転可能に連係されている。ハウジング１２のオイル溜め部（図示せず）から 供給される潤滑油はハウジング１２に形成された流路４８を介しオイルポンプ４ ２に導入される。オイルポンプ４２から出力シャフト３８内における中央流路５ ０の開口部５２を経てオイルが放出される。出力シャフト３８の内側には、円周 方向に延びる溝５４が開口部５２の外側に形成されてオイルポンプ４２からのオ イルを受容する凹所が形成されている。流路５６は半径方向に溝５４からスプラ グクラッチ３６へ向かって外側へ延び、オイルを供給する流路５６が形成される 。

管状の出力シャフト３８に対しディカブラシャフト装置５８が装着される。更に 詳述するに、ディカブラシャフト装置５８は互いに協働するスプライン噛合面部 ６０を介し出力シャフト３８と連動可能に連結されている。またディカブラシャ フト装置５８の雄スプライン面６２を介しエヤタービンスタータ１０が、燃焼タ ービンエンジン（図示せず）と連動可能に連結される。

第２図及び第３図を参照するに、ディカブラシャフト装置５８には第１の軸部６ ４及び軸方向に隣接する第２の軸部６６とが包有されることが理解されよう。第 １の軸部６４には雄スプライン噛合面部６０が出力シャフト３８と連係可能に形 成されており、第２の軸部６６にも雄スプライン噛合面６２が具備される。

第１の軸部６４及び第２の軸部６６は協働して段部付きで軸方向に延びる空洞部 ６８を形成するように設けられている。即ち、各軸部６４．６６の夫々に空洞部 ６８の一部が形成されていることになる。

長手で管状の案内スリーブ部材７０が空洞部６８内において第１の軸部６４及び 第２の軸部６６間に跨って延びるように配設されており、案内スリーブ部材７０ は軸部６４．６６の支承に好適な材料で作られる。例えば、案内スリーブ部材７ ０は黄銅若しくは青銅で作られる。案内スリーブ部材７０には、第１の軸部６４ 内の空洞部６８の段部７４と協働するようなフランジ部７２と、第２の軸部６６ 内の空洞部６８に形成された溝７８の第２図において右手の第１の位置に位置し 得るような端縁部７６とが具備される。金属リング８０が案内スリーブ部材７０ の外側に位置する溝７８に挿入される。

長手の引張バ一部材８２が案内スリーブ部材７０の空洞部８６内に摺動可能に挿 入される。バ一部材８２の一端部には他部より大きな直径のヘッド部８４が具備 されており、案内スリーブ部材７０の７ランノ部７２が空洞部６８の段部７４に 係合され得る。バ一部材８２の対向端部には軸方向に延びたネジ山付きの締付部 材８８を螺合可能に受容するネジ溝付き空洞部８６が具備される。

−骨部材８８にはディスク部材９０が装着されており、ディスク部材９０には軸 方向に延びる肩部９２が具備され、肩部９２は軸方向に位置する端面９４を有し ている。ディスク部材９ｏの端面９４はその第１の位置において空洞部６８の段 部９６と、ギャップ９８を置いて対向している。コイル状の圧縮バネ１０Ｇが空 洞部６８の段部１０２とディスク部材９０との間に配設され、圧縮バネＩＯＱに よりバ一部材８２が空洞部６８の第２図の右手方向に押圧されている。従って圧 縮バネ１００により確実に、ヘッド部８４が案内スリーブ部材７０のフランジ部 ７２に対し押接され、通常ギャップ９８が維持される。これによりディカブラシ ャフト装置５８の第１の軸部６４及び第２の軸部６６は共に軸方向に変位され、 案内スリーブ部材７０を介して同軸に整合されて維持され、一方バ一部材８２は 圧縮バネ１００の比較的小さな予荷重による以外総ての軸方向の応力から遮断さ れている。バ一部材８２には直径の小さな首状の段部１０２が具備されることは 理解されよう。段部１０２の重要さについて以下に説明する。

第３図を参照するに、第１の軸部６４及び第２の軸部６６には半径方向に延び、 相互に協働可能な傾斜面１０４．１０６が各々に具備されることは理解されよう 。上述したように、各傾斜面１０４及び各傾斜面１０６は円周方向に離間される 。第１の軸部６４の傾斜面１０４．１０６は第２の軸部６６のこれと対応する傾 斜面１０４．１０６と協働可能である。傾斜面１０４は夫々実質的に軸方向に延 び、第１の軸部６４及び第２の軸部６６に対し夫々第１の方向に加えられ互いに 接触させ、対向した力が与えられることにより第１の軸部６４及び第２の軸部６ ６間には軸方向の力が燃焼タービンエンジンが自続速度に達すると、燃焼タービ 実質的に生じない。一方、第１の軸部６４及び第２の軸部６６の両方の傾斜面１ ０６は実質的に軸方向及び円周方向に延び、第１の軸部６４及び第２の軸部６６ に対し第１の方向と逆回きの第２の方向に対向するトルクが加わり、矢印１０８ により示されるような軸方向の力によって第１の軸部６４及び第２の軸部６６が 分離されるように構成される。

エヤタービンスタータ１０の構造について説明したので、次にその動作について 説明する。エヤタービンスタータ１０及び燃焼タービンニシンが定常状態で燃焼 タービンニシンの正常スタートサイクル中にあっては、圧縮流体が矢印１０で示 されるように、エヤタービンスタータ１Ｇの入口部へ供給される。

第１図を参照するに、流路】８を経てハウジング１２を流れる圧縮流体により軸 流タービン部材２０が駆動され、その機械的回転力がギア装置２８を介し出力部 材３２に伝達されることは理解されよう。スプラグクラッチにより動力が出力部 材３２から出力シャフト３８へと伝達され、−力出力シャフト３８はディカブラ シャフト装置５８の第１の軸部６４に連動可能に連結されている。第１の軸部６ ４にエンジンアートトルクが加えられると、第２の軸部６６との相互の傾斜面１ ０４が互いに協働され、第２の軸部６６を介してエンジンスタート力がタービン エンジンへ伝達され、ディカブラシャフト装置５８内には軸方向の力は実質的に 存在しない。このようにしてエヤタービンスタータｌＯにより機械的動力がディ カブラシャフト装置５８及びこれに連結される燃焼タービンエンジンに伝達され 、燃焼タービンエンジンがその自続速度まで加速される。

部６４へ伝達され、直接的な引張力が発生してバ一部材８２に加ンエンジンのシ ャフトがエヤタービンスタータ１０の出力シャフト３８の前部で加速する。従っ てスプラグクラッチ３６内の負荷トルクが除かれる。このため出力シャフト３８ は出力部材３２に対しオーバーランする。タービンエンジンが自続速度に達した 直後、流路１８への圧縮流体の供給が断たれる。この結果タービンエンジンの動 作中、楕速状態になって次第に減速し、停止し停止状態に維持される。スプラグ クラッチ３６はエンジンが動作する限り連続的にオーバーランする。出力シャフ ト３８によりオイルポンプ４２が連続的に駆動されると潤滑油がスプラグクラッ チ３６に与えられる。

例えばエヤタービンスタータ１０が物理的に故障した場合、スプラグクラッチ３ ６の１又はそれ以上のスプラグが力の伝達系の中心から外れ、タービンエンジン によってエヤタービンスタータｌＯが再び駆動されたり、あるいは１個のベアリ ング部材４０が故障したり焼き付いたりして大きな抵抗トルク負荷がタービンエ ンジンに加わるようなことが生じ勝ちになると、ディカブラシャフト装置５８は このような損傷がそれ以上拡大することを防ぐよう機能する。第２図及び第３図 を参照するに、第２の軸部６６に逆のトルクが加わると傾斜面１０６が当たって 第１の軸部６４と第２の軸部６６との間に軸方向の分離力１０８が生じることは 理解されよう。圧縮バネＩＯＱの予荷重に打勝ち、端面９４及び段部９６を当接 させてギャップ９８を除去するためには比較的小さな逆方向トルクで十分である 。この後見に逆方向トルクが増大されると、第２の軸部６６から第１の軸わる。

バ一部材８２の首部をなす段部１０２はその大きさがバ一部材８２が所定の応力 で引張られたとき破壊するように設計されている。即ち、所定レベルの逆方向ト ルクがディカブラシャフト装置５８に加わるとバ一部材８２はその段部１０２に おいて破壊される。

バ一部材８２が段部１０２において破壊することにより、第１の軸部６４及び第 ２の軸部６６が逆方同トルクに応じて相対回転される。従って傾斜面１０６を介 し第１の軸部６４が第１図において左方向に点線で示す位置へ移動される。この 位置では、傾斜面１０４．１０６は互いに離間する。また第１の軸部６４が左手 方向に移動すると、案内スリーブ部材７０が第２の軸部６６に対し左手方向にに 移動し、案内スリーブ部材７０の端縁部７６が弾性金属リング８０の左手方向に 変位する。案内スリーブ部材７０がこの第２の位置をとると、金属リング８０の 一部が溝７８から逸脱して案内スリーブ部材７０の右手方向への移動が阻止され る。案内スリーブ部材７０は空洞部６８内において第１の軸部６４に対し締まり 嵌めして嵌着されているから、第１の軸部６４も右手方向に移動できず、傾斜面 １０４．１０６は再び当接される。

一方、案内スリーブ部材７０は第２の軸部６６に形成された空洞部６８の一部に 相対回転可能に挿入されるので、第２の軸部６６側の空洞部６８の一部が過度の 摩耗を引き起こすことな（、出力シャフト３８内で回転可能にされる。即ち、案 内スリーブ部材７０は第２の軸部６６を中心に位置決めし出力シャフト３８の摩 耗を防止しタービンエンジンの連続動作を可能にするペアリングとして機能する 。

エヤタービンスタータ１０を修理する際、ディカブラシャフト装置５８が出力シ ャフト３８から除去され、新たなバ一部材８２がディカブラシャフト装置５８内 に取り付けられ得ることは容易に理解されよう。バ一部材８２の交換時に、ディ カブラシャフト装置５８をエヤタービンスタータＩＯ内に再び設置しスタータに 対し逆トルクが加わることを保護するようにし得る。

補正書の写しく翻訳文）提出用 （特許法第１８４条の８） 平成３年５月７日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に互いに隣接し同軸に配置された第１及び第２の軸部６４、６６と 、第１の軸部６４及び第２の軸部６６間に延び分離力に抗して第１の相対位置に 第１の軸部及び第２の軸部を保持する破断可能な引張バー部材８２とを備え、第 １の軸部６４及び第２の軸部６６の夫々には駆動機構及び被駆動機構の一方と連 係可能な力伝達／連結装置６０、６２が包有され、第１の軸部６４及び第２の軸 部６６の夫々には更に軸部の第１の相対位置において連係可能で半径方向に延び る駆動面１０４と傾斜面１０６とが具備され、第１の軸部６４及び第２の軸部６ ６の駆動面１０４は第１及び第２の軸部６４、６６間の第１の方向に駆動力を伝 達すべく実質的に軸方向に延び、傾斜面１０６は軸方向且つ円周方向に延び第１ の方向と逆の第２の方向に逆方向の力を伝達して軸部間に軸方向の分離力を与え 、逆方向の力が所定レベルに達して引張バー部材８２が破断したとき分離力によ り第１及び第２の軸部６４、６６が第２の相対位置に移動され、駆動面１０４及 び傾斜面１０６間の連係が阻止されるように設けられてなるデイカブラシヤフト 装置５８。
2. （２）第１及び第２の軸部６４、６６が協働して、軸方向に延びると共に段部を 有する貫通した空洞部６８が形成され、引張バー部材８２が空洞部６８内に挿入 されてなる特許請求の範囲第１項記載のデイカブラシヤフト装置。
3. （３）更に、第１及び第２の軸部６４、６６内の貫通した空洞部６８に挿入され るスリーブ部材７０を備え、スリーブ部材７０は第１及び第２の軸部６４、６６ の一方に対し相対移動不可能に固定され、且つ第１及び第２の軸部６４、６６の 他方に対しては相対移動可能であると共に軸方向に摺動可能になるように設けら れ、スリーブ部材７０により第１及び第２の軸部６４、６６が第２の相対位置に 実質的に同軸に維持されるように構成されてなる特許請求の範囲第２項記載のデ イカブラシヤフト装置。
4. （４）スリーブ部材７０には第２の軸部６６内に位置し第１の軸部から離間した 端縁部７６が具備され、第２の軸部６６には第１及び第２の軸部６４、６６の第 １の相対位置においてスリーブ部材７０の端縁部７６と第１の軸部６４とに対し 軸方向に離間し、貫通した空洞部６８において円周方向及び半径方向外側へ延び る溝７８が形成され、第１及び第２の軸部６４、６６の第１の相対位置において 溝に半径方向に延びる弾性リング部材がスリーブ部材７０を囲繞するように配置 されて保持され、第１及び第２の軸部６４、６６の第２の相対位置においてスリ ーブ部材７０の端縁部７６が溝から軸方向に変位し弾性リング部材８０の一部が 溝から空洞部内に逸脱して第１及び第２の軸部６４、６６の第２の位置から第１ の位置への復帰が阻止されるように設けられてなる特許請求の範囲第３項記載の デイカブラシヤフト装置。
5. （５）破断可能な引張バー部材８２には軸方向に離間され且つ軸方向において対 向する一対の第１及び第２の当接面８４、９４が具備され、引張バー部材８２の 第１の当接面８４が第１の軸部６４に形成された空洞部６８の段部７４と協働す るように設けられ、第２の当接面９４が第１及び第２の軸部６４、６６の第１の 位置において第２の軸部６６に形成される空洞部６８の反対側に具備された段部 ９６と対峙するように設けられ、分離力に応じて第１及び第２の軸部６４、６６ が第１の位置から第２の位置へ軸方向に離間して移動し、第２の当接面９４が反 対側の段部９６と協働して分離力が引張バー部材８２に加えられるように設けら れてなる特許請求の範囲第２項記載のデイカブラシヤフト装置。
6. （６）更に、反対側の段部９６から離間して第２の当接面９４を移動させ、第１ 及び第２の軸部６４、６６を第１の相対位置に移動させる弾性装置１００を備え てなる特許請求の範囲第５項記載のデイカブラシヤフト装置。
7. （７）引張バー部材８２には相対的に小さな径の首部１０２が具備され、第１及 び第２の当接面８４、９４を介し所定の軸方向の引張力に応動して引張バー部材 ８２がその首部１０２において破断可能に設けられてなる特許請求の範囲第５項 記載のデイカブラシヤフト装置。
8. （８）動力の逆方向への伝達を実質的に防止して動力を燃焼タービンエンジンへ 伝達するデイカブラシヤフト装置５８と、第１及び第２の軸部６４、６６間に延 び軸方向の分離力に抗して第１の協働位置に第１及び第２の軸部６４、６６を保 持する破断可能な引張バー装置８２とを備え、デイカブラシヤフト装置５８には 同軸に且つ軸方向に隣接する一対の第１及び第２の軸部６４、６６が包有され、 第１及び第２の軸部６４、６６には第１の方向にトルクを伝達し第１及び第２の 軸部６４、６６間において軸方向の力を実質的に与えない第１の協働連係装置１ ０４が具備され、第１及び第２の軸部６４、６６には更に第１の方向と逆の第２ の方向にトルクを伝達し第１及び第２の軸部６４、６６間において軸方向の分離 力を与える第２の協働連係装置１０６が具備され、第１の協働位置において第１ 及び第２の軸部６４、６６が保持されたとき第１及び第２の軸部６４、６６が相 対回転不可能に、且つ第２の方向の所定のトルクを受けたとき引張バー装置８２ が破断され第１及び第２の軸部６４、６６が軸方向に分離され第２の位置へ移動 され第１及び第２の協働連係装置１０４、１０６が連係されることなく第１及び 第２の軸部６４、６６が相対回転可能となるように設けられてなるエヤタービン スタータ１０。
9. （９）第１及び第２の軸部６４、６６が協働して、軸方向に延びる貫通した空洞 部６８が形成され、引張バー部材８２が貫通した空洞部６８に挿入され、貫通し た空洞部６８には段部７４、９６が具備され、第１及び第２の軸部６４、６６の 夫々には貫通した空洞部６８において軸方向に対向する１対の段部７、９６の一 方が具備されてなる特許請求の範囲第８項記載のエヤタービンスタータ。
10. （１０）引張バー部材８２には軸方向に対向する一対の肩当接面８４、９４が具 備され、一対の肩当接面８４、９４は夫々空洞部６８の一対の段部７４、９６の 一方と協働可能に設けられ、空洞部６８内には長手の引張バー部材８２を囲繞し 軸方向に延びる長手のスリーブ部材７０が配設され、スリーブ部材７０は第１の 軸部６４に対し相対移動不可能で且つ第２の軸部６６内へ向かって延び回転可能 であると共に軸方向に摺動可能において設けられてなる特許請求の範囲第９項記 載のエヤタービンスタータ。