JP6677719B2 - ２つの中間伝達ラインを備える減速機 - Google Patents

Description

本発明は、特にタービンエンジンのための、２つの中間伝達ラインを備える減速機に関する。

先行技術には、特に、文献米国特許（ＵＳ−Ａ）第３７７２９３４号明細書、欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ１）第０６３６８１３号明細書、および国際公開（ＷＯ−Ａ１）第２０１３／１５０２２９号パンフレットがある。

タービンエンジンは、１つまたは複数の機械的減速機を備えることができる。これは、特に、そのターボプロップエンジン機エンジンにおいてプロペラが減速機を介してタービンシャフトによって回転される場合である。

遊星歯車装置、チェーン、ウォーム歯車装置、中間伝達ライン、等を備える減速機などの、非常に多くのタイプの減速機がある。本発明は、本質的に、中間伝達ラインを備える減速機（複合減速機とも呼ばれる）に関する。

先行技術においては、この種の減速機は、入力ラインと、２つの中間伝達ラインを介して入力ラインによって駆動される出力ラインとを備える。入力ラインによって伝達される動力は、出力ラインに伝達される前に中間ラインの間で分割される。中間伝達ラインは、平行であり、通常、各々は、入力ラインと噛み合う入力ギヤと出力ラインと噛み合う出力ギヤとを担持するシャフトを備える。異なるギヤの歯の数を利用することによって、入力ラインと出力ラインとの間の減速比を実現することができる。この構成は、狭いスペースで大幅な減速を可能にし、限られた質量を有する。

米国特許第３７７２９３４号明細書 欧州特許出願公開第０６３６８１３号明細書 国際公開第２０１３／１５０２２９号

この種の減速機は、定義によれば、超静的システムである。いかなる特定の配置も行われない場合は、一方の中間ラインがエンジン動力の大部分を伝達することができるが、他方の中間ラインは、事実上いかなる動力も伝達しない。

本発明は、特に、動力の半分が減速機の中間ラインの各々を通過することを確実にするために、負荷配分手段をこの種の減速機に付加することを提案する。

本発明は、入力ラインと、前記中間ラインを介して入力ラインによって駆動される出力ラインとを備える、ターボプロップエンジン機エンジンなどの、タービンエンジン用の減速機であり、前記中間ラインが実質的に平行である減速機であって、前記減速機が、前記中間ラインの間で負荷を分配するための手段を備え、前記負荷配分手段が、入力ラインの１つの端部を回転自在に結合するための旋回結合手段と、入力ラインの反対側の端部の半径方向移動を減衰させるためのオイルダンピング手段と、を備えることを特徴とする、減速機を提案する。

本発明によれば、入力ラインは、（その長手方向軸線に対して）半径方向に移動することができる。これは、入力ラインの端部のうちの１つがたとえば駆動シャフトに対して旋回可能であるように取り付けられるので可能である。したがって、入力ラインの反対側の端部は、半径方向に移動することができ、これらの移動は、オイルによって減衰される。前記旋回およびダンピング手段は、次のように作動する負荷配分手段を形成する。中間ラインのうちの１つがより大きな負荷を有する場合は、これは、このラインを通過するトルクが他のラインにおけるよりも大きく、したがって、入力ラインのギヤのこのトルクに起因する応力が他方の側におけるよりも一方の側においてより大きいことを意味する。したがって、力が、入力ギヤに加えられ、その結果、入力ラインの半径方向移動が生じる。この移動により、入力ラインにおいて隙間を再バランスさせることができる。バランスされると、中間ラインのトルクから生じるギヤの応力は打ち消し合い、すなわち、中間ラインのトルクは等しい。

本発明による減速機は、分離してまたは互いとの組み合わせで得られる、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができ、
−ダンピング手段は、入力ラインが中間ラインの実質的に軸線を通過する平面にほぼ垂直な方向に移動することができるように設計され、
−入力ラインは、転がり軸受によって回転され、前記軸受が、スライドの中で半径方向に摺動可能なように取り付けられ、前記スライドの壁と共に減衰油室を画定する外輪を備え、
−前記外輪は、軌道輪を画定する環状内側周辺部、および概ね正方形または長方形の外側周辺部を有し、その平行なおよび対向する横方向縁部が、スライドの側壁と摺動式に協働し、
−前記油室は、外輪とスライドの上壁との間に画定される上部オイル空洞と、外輪とスライドの下壁との間に画定される下部オイル空洞とを備え、
−外輪は、前記上部および下部空洞の間で流体連通を提供する外側周辺溝を備え、
−外輪は、それぞれ、前記スライドの前壁および後壁と協働する前部環状シールおよび後部環状シールを有し、
−スライドは、減速機のハウジングに固定され、
−旋回手段およびダンピング手段は、入力ラインのギヤのどちら側にも取り付けられる。

本発明はまた、上記の少なくとも１つの減速機を備えることを特徴とするタービンエンジンに関する。減速機は、タービンエンジンのアンダクテッドプロペラを駆動するように設計される出力ラインを備えることができる。

タービンエンジンは、航空機ターボプロップエンジン機エンジンであることが好ましい。

本発明は、非限定的な実施例を介しておよび添付の図面を参照して与えられる次の説明を読むことによってよりよく理解されるであろうし、本発明の他の詳細、特徴、および利点が明らかになるであろう。

２つの中間伝達ラインを備える減速機の非常に概略的な側面図である。 ２つの中間伝達ラインを備える減速機の非常に概略的な正面図である。 前述のタイプの減速機の概略部分正面図であり、中間ラインの間の負荷の不均一な分配を示す図である。 前述のタイプの減速機の概略部分正面図であり、中間ラインの間の負荷の均一な分配を示す図である。 本発明による負荷配分手段が設けられる入力ラインの非常に概略的な図である。 本発明の一実施形態による、負荷配分手段が設けられる入力ラインの概略軸線方向断面図である。 図６の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。

図１は、２つの中間伝達ラインを備える減速機１０を非常に概略的に示しており、前記減速機１０は、本質的に、４つの部分、すなわち入力ライン１２と、出力ライン１４と、入力ライン１２によって駆動され、次には出力ライン１４を駆動する２つの中間伝達ライン１６とを備える。

減速機のさまざまな部分１２、１４、１６は、通常、減速機のハウジング（ここでは図示せず）に取り付けられ、前記ハウジングは、入力ラインが通過し、たとえばタービンエンジンの第１の部材に連結される第１の開口と、出力ラインが通過し、たとえばタービンエンジンの第２の部材に連結される第２の開口とを備える。第１の部材は、たとえば、タービンエンジンのタービンシャフトであり、第２の部材は、前記タービンエンジンがターボプロップエンジン機エンジンである場合に前記タービンエンジンのプロペラの駆動シャフトである。

入力ライン１２は、外歯ギヤ２０を担持するシャフト１８を備える。ギヤ２０およびシャフト１８は、同軸であり、Ｂで示される同じ軸線の周りに回転する。

出力ライン１４は、外歯ギヤ２４を担持するシャフト２２を備える。ギヤ２４およびシャフト２２は、同軸であり、Ａで示される同じ軸線の周りに回転する。この場合は、前記ギヤおよびシャフトは、入力ラインのギヤ２０およびシャフト１８と同じ回転方向に回転する。

入力および出力ライン１２、１４は、平行である。したがって、その回転軸線Ａ、Ｂは、平行である。

中間伝達ライン１６は、実質的に平行であり、同一である。各ライン１６は、第１の端部で入力ギヤ２６を、および第２の端部で出力ギヤ２８を担持するシャフト２５を備える。出力ギヤ２８は、出力ライン１４のギヤ２４と噛み合う。入力ギヤ２６は、入力ライン１２のギヤ２０と噛み合う。ギヤ２６、２８は、外歯ギヤである。各シャフト２５およびそのギヤ２６、２８は、同軸であり、軸線Ａおよび軸線Ｂに平行な、Ｃで示される同じ軸線の周りに回転する。

以上の通り、このタイプの減速機１０は、超静的システムであり、一方の中間ライン１６がエンジン動力の大部分を伝達することができるが、他方の中間ラインは、事実上いかなる動力も伝達しない。図２でお分かりのように、この不十分な動力または負荷配分は、特に、各ギヤ２６は点Ｃでギヤ２０と接触しており、中間ラインのうちの一方のギヤ２８は点Ｄでギヤ２４接触しているが、ギヤ２４と他方の中間ラインのギヤ２８との間の点Ｅで少しも隙間がないことを確実にすることが困難であるという事実によるものである。

本発明は、減速機１０に中間ライン１６の間で負荷を分配するための手段を設けることによってこの問題の解決策を提案する。

本発明の一般的原理は、図３〜図５に示されており、図６および図７は、本発明の一実施形態を示している。

本発明によれば、入力ライン１２のシャフト１８は、（その長手方向軸線に対して）半径方向に移動することができる。これは、その端部のうちの１つがたとえばタービンシャフトに対して旋回可能（図５）であるように取り付けられるので可能である。シャフト１８の端部は、減速機の入力ラインをタービンシャフトに連結するためにスリーブ３２の相補的なスプラインに係合する、たとえば旋回可能なスプライン３０を備える。この場合は、半径方向移動は、その旋回可能な端部に配置される点の周りでの入力ライン１２の枢動を意味するように意図されている。

したがって、入力ライン１２のシャフト１８の反対側の端部は、半径方向に移動することができ、これらの移動は、オイル３４によって減衰される。

中間ライン１６のうちの１つがより大きな負荷を有する場合（図３）は、これは、このラインを通過するトルクが他のラインにおけるよりも大きく、したがって、入力ラインのギヤ２０のこのトルクに起因する応力ｆ１は他方の側におけるよりも一方の側においてより大きいことを意味する。したがって、力Ｆが、入力ラインのギヤ２０に加えられ、その結果、入力ラインの半径方向移動が生じる。この移動により、入力ラインにおいて隙間を再バランスさせることができる。バランスされると、中間ラインのトルクから生じるギヤ２０の応力ｆ１、ｆ２は打ち消し合い、すなわち、中間ラインのトルクは等しい。

有利なことに、オイルダンピング手段３４は、入力ライン１２のシャフト１８を案内するための転がり軸受３６と関連する。

図６および図７は、上述の要素が同じ参照数字で示されている本発明のより具体的な実施形態を示している。

この場合は、転がり軸受３６は、玉軸受形式のものであり、２つの軌道輪、すなわちその間でボール４２の列が延在する、それぞれ内輪３８および外輪４０を備え、そのボールは、環状のケージ４４によって保持される。内輪は、旋回可能なスプライン３０を備えるその端部から遠い、入力ライン１２のシャフト１８の１つの端部に堅固に取り付けられる。

外輪４０の形状は、本発明に特有である。前記軌道輪は、ボール軌道４２、および概ね正方形もしくは長方形の外側周辺部を画定する環状内側周辺部を有する。外輪４０は、入力ラインの軸線Ｂに関して外側に向かって半径方向に延在するその外側周辺部に環状溝４６を備える。

外輪４０は、第１の環状シール４８を収容するためのその前面の環状溝と、第２の環状シール４８を収容するためのその後面の環状溝とをさらに備える。シール４８は、同類であり、同軸である。

外輪４０は、入力ラインのシャフト１８の支持要素５２によって担持されるスライド５０の凹所に、軸線Ｂに関して半径方向に摺動可能であるように取り付けられる。この支持要素５２は、減速機のハウジングに直接固定されることができ、そのハウジングは、ここでは示されていない。

スライド５０は、概ね平行六面体の形状を有し、前壁５０ａ、後壁５０ｂ、２つの側壁５０ｃ、上壁５０ｄ、および下壁５０ｅを備え、前記壁５０ａ〜５０ｅは、その間に軸受３６の外輪４０が収容される上述の凹所を画定する。

図面でお分かりのように、外輪４０の横方向縁部は、スライドの側壁５０ｃと摺動式に協働する。また、外輪４０の前面および後面は、スライドの前壁５０ａおよび後壁５０ｂと摺動式に協働し、シール４８は、外輪４０とスライドの壁５０ａ、５０ｂとの間で、特に半径方向にシーリングを行う。

図面に示されるバランスした位置においては、外輪４０は、垂直方向に実質的に凹所の中央に配置され、それは、中間ライン１６の実質的に軸線Ｃを通過する（概ね水平な）平面にほぼ垂直な方向となる。この位置において、外輪４０は、上壁５０ｄと共に上部のオイルで充満された空洞５４と、下壁５０ｅと共に下部のオイルで充満された空洞５４とを画定する。これらの空洞５４は、外輪４０の周辺溝４６を介して互いに連通している。

空洞５４および周辺溝４６は、入力ライン１２のシャフト１８の半径方向の、および特に垂直の移動を減衰させるためのオイルのための室を形成する。オイルは、この場合は支持要素５２およびスライド５０に形成されるオイルパイプ５６によってこの室に運ばれる。このパイプ５６は、室に延びる端部５６ａと、適切なオイル供給手段に連結される反対側の端部とを有する。

室には、上述の移動の減衰を確実にするために指定圧力のオイルが供給され得る。変形においては、室には、（パイプ５６を介して）オイルが供給されなくてもよく、単に指定圧力のオイルを収容してもよい。オイルの圧力は、たとえば、およそ１バールである。

また、本発明により、スライド５０を潤滑し、それによって外輪４０とスライドとの間の摺動連結のこう着のリスクを低減するためにオイルを用いることができる。

本発明は、図３および図４に関して上記で述べられたように機能する。

ダンピング手段として油室を用いることは、次の利点、すなわち信頼性の増加（スライドのこう着の低リスク、動的励振の低リスク、等）、設計の改善、質量の低減（完全なバランス、負荷のアンバランスを考慮に入れるために中間ラインのギヤを必要以上に大きくする必要がないこと、等）、コスト低減、などを有する。

Claims (10)

1. 入力ライン（１２）と中間伝達ラインを介して入力ラインによって駆動される出力ライン（１４）とを備える、特にタービンエンジン用の２つの前記中間伝達ライン（１６）を備える減速機（１０）にして、前記中間伝達ラインが実質的に平行である減速機（１０）であって、前記減速機が、前記中間伝達ラインの間で負荷を分配するための手段を備え、前記負荷配分手段が、入力ラインの１つの端部を回転自在に結合するための旋回結合手段（３０）と、入力ラインの反対側の端部の半径方向移動を減衰させるためのオイルダンピング手段（４０、５０）と、を備えることを特徴とする、減速機（１０）。
2. ダンピング手段（４０、５０）が、入力ライン（１２）が中間ラインの実質的に軸線（Ｃ）を通過する平面にほぼ垂直な方向に移動することができるように設計される、請求項１に記載の減速機（１０）。
3. 入力ライン（１２）が、転がり軸受（３６）によって回転され、前記軸受が、スライド（５０）の中で半径方向に摺動可能なように取り付けられ、前記スライドの壁（５０ａ−５０ｅ）と共に減衰油室を画定する外輪（４０）を備える、請求項１または請求項２のいずれかに記載の減速機（１０）。
4. 前記外輪（４０）が、軌道輪を画定する環状内側周辺部、および概ね正方形または長方形の外側周辺部を有し、その平行なおよび対向する横方向縁部が、スライドの側壁（５０ｃ）と摺動式に協働する、請求項３に記載の減速機（１０）。
5. 前記油室が、外輪（４０）とスライド（５０）の上壁（５０ｄ）との間に画定される上部オイル空洞（５４）と、外輪とスライドの下壁（５０ｅ）との間に画定される下部オイル空洞（５４）とを備える、請求項４に記載の減速機（１０）。
6. 外輪（４０）が、前記上部および下部空洞（５４）の間で流体連通を提供する外側周辺溝（４６）を備える、請求項５に記載の減速機（１０）。
7. 外輪（４０）が、それぞれ、前記スライド（５０）の前壁（５０ａ）および後壁（５０ｂ）と協働する前部環状シール（４８）および後部環状シール（４８）を有する、請求項３から６のいずれかに記載の減速機（１０）。
8. スライド（５０）が、減速機のハウジングに固定される、請求項３から７のいずれかに記載の減速機（１０）。
9. 旋回手段（３０）およびダンピング手段（４０、５０）が、入力ライン（１２）のギヤ（２０）のどちら側にも取り付けられる、請求項１から８のいずれかに記載の減速機（１０）。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の少なくとも１つの減速機（１０）を備えることを特徴とする、タービンエンジン。

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