(57)【要約】ケース（１）内に収納され、ケース（１）に連動する軸受け内の回転軸に各々が固定された、少なくとも二つの歯付き部品と；歯付き部品の各歯車領域内に注入される潤滑／冷却用オイルの保存タンク（５）と；ケース内を占める圧力を超える圧力でオイルを歯車領域に注入するために、前記タンクのオイルを歯車領域に運ぶ手段（６）と；ケース（１）内の気体圧力を減少させる手段（１４）と；保存タンク（５）へのオイル抜出手段（９）とを有する歯車機構。この機構は、ケース（１）内に組み込まれた、潤滑／冷却用オイル回収のための第一のレセプタクル（４）を有し、第一のレセプタクルと通じている第二のレセプタクル（７）の中を、第一のレセプタクル（４）から来たオイルが流れることができ、一方、第二のレセプタクル（７）が保存タンク（５）に通じていて、前記レセプタクル（４、７）およびタンク（５）の配置が、重力による流れによってオイルが連続的にそこを流れてゆくようになっており、タンク（５）は常に大気圧であるのに対して、レセプタクル（４、７）内を占める圧力は同一であり、前記移送手段（９）が、第二のレセプタクル（７）の下流に配置されており、かつ、第二のレセプタクル内のオイルの水位に従属しているものであって、さらに、気体圧力減少手段（１４）および／または移送手段（９）の故障の場合に大気圧での機構の作動が確保されるようにするための複数の手段（１５、１６）が用意されている。
2005519248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１）内に収納され、ケース（１）に連動する軸受け内の回転軸に各々が固定された、少なくとも二つの歯付き部品と；歯付き部品の各歯車領域内に注入される潤滑／冷却用オイルの保存タンク（５）と；ケース内を占める圧力を超える圧力でオイルを歯車領域に注入するために、前記タンクのオイルを歯車領域に運ぶ手段（６）と；ケース（１）内の気体圧力を減少させる手段（１４）と；保存タンク（５）へのオイル抜出手段（９）とを有する歯車機構であって、該機構が、ケース（１）内に組み込まれた、潤滑／冷却用オイル回収のための第一のレセプタクル（４）を有し、第一のレセプタクルと通じている第二のレセプタクル（７）の中を、第一のレセプタクル（４）から来たオイルが流れることができ、一方、第二のレセプタクル（７）が保存タンク（５）に通じていて、前記レセプタクル（４、７）およびタンク（５）の配置が、重力による流れによってオイルが連続的にそこを流れてゆくようになっており、タンク（５）は常に大気圧であるのに対して、レセプタクル（４、７）内を占める圧力は同一であり、前記移送手段（９）が、第二のレセプタクル（７）の下流に配置されており、かつ、第二のレセプタクル内のオイルの水位に従属しているものであって、さらに、気体圧力減少手段（１４）および／または移送手段（９）の故障の場合に、大気圧での機構の作動が確保されるようにするための複数の手段（１５、１６）が用意されているということを特徴とする歯車機構。
【請求項２】
第二のレセプタクルが、ケース（１）とは別個の、オイルの中間リザーバ（７）から成り、該ケースとパイプ（８）によって接続されているものであって、前記リザーバ（７）が、そこでのオイルの水位が第一のレセプタクルの底部に決して達しないようにして、ケース（１）に対して位置付けられることを特徴とする、請求項１に記載の歯車機構。
【請求項３】
第一のレセプタクルが、ケース（１）の底部（４）によって構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の歯車機構。
【請求項４】
移送手段が自動ポンプ群（９）から成り、そのモータが、第二のレセプタクル内のオイルの水位に従属した変速機（１０）によって制御されており、前記水位の二つの限度（１２、１３）の間では、センサが下限（１２）を示していて、この下限によって、オイルがポンプに入る圧力が、キャビテーション現象の発生するおそれのあるレベルになったときに、前記自動ポンプ群（９）をストップさせることが可能であり、それに対して、オイルが上限（１３）を超えると、第二のレセプタクル（７）の抜出弁（１５）が開き始めることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の歯車機構。
【請求項５】
自動ポンプ群（９）のモータを制御する変速機（１０）が、周波数変速機（１０）であって、該変速機が、オイルの水位のアナログ式の測定値を、変速機（１０）によって利用可能な電気量に変換する変換器（１１）によって操作されることを特徴とする、請求項４に記載の歯車機構。
【請求項６】
第二のレセプタクル（７）の抜出弁（１５）が、その底部の近傍に位置し、そこに作用する圧力の差がおよそ１バールのときに開くことを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の歯車機構。
【請求項７】
それを超えると自動ポンプ群（９）が停止する下限（１２）を示すセンサが、移送ポンプ内の最小限度の開始の圧力に顕著に対応する、第二のレセプタクル（７）内の水位に配置されていることを特徴とする、請求項４〜請求項６のいずれか一つに記載の歯車機構。
【請求項８】
気体圧力減少手段（１４）および／または第二のレセプタクル（７）の抜出手段（９）の停止が、排出弁（１６）の開口を引き起こして、これらの手段に従っている容器（１、７）内で、圧力を大気のレベルにまで再上昇させることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の歯車機構。
【請求項９】
前記気体圧力減少手段（１４）が、圧力を０．１〜０．２バールの間で下げることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の歯車機構。
【請求項１０】
気体圧力減少手段が自動ポンプ群（１４）から成り、該自動ポンプ群が、それが適用された容器（１、７）内に部分的な真空を確立することを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の歯車機構。
【請求項１１】
保存タンク（５）の潤滑／冷却用オイルを注入領域に運ぶ手段が、歯車のところへの潤滑／冷却用流体の注入を可能にするポンプ（６）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばターボエンジンを駆動するか、またはターボエンジンによって駆動されることを目的とした、加速機または減速機タイプの歯車機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
定まった比率のギアボックスであるとみなすこともできる、これらの機構は、高速で作動して、出力の損失を発生させるものであり、設計者たちは、損失を引き起こすものとして知られている様々な要因について研究しながら、これらの損失を減らすよう努めている。実際、特に処理をしなければ、これらの損失は全出力のおよそ１％であり、それゆえ、出力の大きな機械については、見逃すことができないものである。
【０００３】
この問題に対して実行された様々な研究を通して、設計者たちは、損失の９０％は、あらゆる負荷がない状態で、すなわち、機構が空転するときに発生するということに気づいた。損失の主な原因は、歯車の歯の間に注入される潤滑／冷却用流体の量のコントロール、歯付き部品が高速で回るときに生じる気体の乱流、および、前記歯付き部品が固定されている回転軸を支える軸受けのところでの摩擦である。
【０００４】
これらの機構の伝統的な構造は、次のようなものである：歯付き部品が、閉ざされたケース内に収納され、該ケースには、前記歯付き部品の回転軸を支える軸受けが連動されている。それゆえ、ケースは閉じた保護容量を画定しており、この内部には、とりわけ、歯車のところに注入された潤滑／冷却用オイルが回収される。一般的に、オイルは、次に、外部の保存タンクに集められ、その後、歯付き部品の歯形のかみ合わせ領域内に、冷却後に再注入される。
【０００５】
損失を減少させるために最も有効な方策の一つは、ケース内部に部分的な真空を実現することであり、これはとりわけ、米国特許第３４８９０３４号明細書に記載されている。この場合、歯形周辺の高い速度によって引き起こされる乱流に起因する損失は、非常に顕著に減少する。このように、部分的な真空を確立することにより、全体の損失のほぼ半分を除去することが可能であり、とりわけ、潤滑／冷却用流体の流量、軸受け等に働きかけることによって、さらに減らすこともできる。
【０００６】
真空を確立する替わりに、そして同様の結果を得るために、ケース内にヘリウムのようなタイプの密度の低い気体を注入することも提案されており、この気体は、空気に取って替わって、それにより、ケース内の気相の密度を減少させる。
【０００７】
圧力の減少は、当然、機構全体の設計に影響がある。例えば、潤滑／冷却用流体の再循環路は、当然、その内部の圧力の値に影響される。さらに、気体圧力の著しい低下は、圧力低下を確立するシステムが故障した際の機械の調子や、再循環路内で場合によっては起こりうる機能不全の影響についての考察を、強
いるものである。
【特許文献６】米国特許第３４８９０３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの問題は、本発明を構成する機構が解決を提案する問題である。特に、低い気体圧力の存在は、潤滑／冷却用流体（一般的にはオイル）がケースから保存タンクに向けて移送するのを助けるための、機械的手段の確立を必要とする。このため、オイルは、一般的にはポンプを用いて移送されるが、しかしながら、このポンプの作動は、ケース内部の圧力の値によるキャビテーション現象によって妨げられる可能性がある。
【０００９】
本発明の主な目的は、オイルをケースから保存タンクに向けて抜き出す際のあらゆるキャビテーション問題を、回避することが可能な構成を提案することである。ごく一般的には、本発明は、歯車機構内に希薄大気圧を生成するための制御装置を構成するものである。
【００１０】
付帯的な第二の目的によると、本発明の機構は、低圧確立システムおよび／または抜出手段の破綻の場合でも、少なくとも暫定的に、作動し続けることができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の詳細な説明を読むことによって明らかになる、これらの目的、およびその他の目的は、本発明の歯車機構によって実現されるものであり、該歯車機構を構成するのは、より詳細には、ケース内に収納され、ケースに連動する軸受け内の回転軸に各々が固定された、少なくとも二つの歯付き部品と；歯付き部品の各歯車領域内に注入される潤滑／冷却用オイルの保存タンクと；ケース内を占める圧力を超える圧力でオイルを歯車領域に注入するために、前記タンクのオイルを歯車領域に運ぶ手段と；ケース内の圧力を減少させる手段、および保存タンクへのオイルの移送手段とを有する。
【００１２】
本発明によると、この機構は主に、該機構が、ケース内に組み込まれた、潤滑／冷却用オイル回収のための第一のレセプタクルを有し、第一のレセプタクルと通じている第二のレセプタクルの中を、第一のレセプタクルから来たオイルが流れることができ、一方、前記第二のレセプタクルが保存タンクに通じていて、前記二つのレセプタクルおよびタンクの配置が、重力による流れによってオイルが連続的にそこを流れてゆくようになっており、タンクは常に大気圧であるのに対して、二つのレセプタクル内を占める圧力は同一であり、前記移送手段が、第二のレセプタクルの下流に配置されており、かつ、第二のレセプタクル内のオイルの水位に従属しているものであって、さらに、圧力減少および／または抜出手段の故障の場合に、大気圧での機構の作動が確保されるようにするための複数の手段が用意されている、ということを特徴としている。
【００１３】
本発明の主要な成果は、第二のレセプタクルが存在するということであり、これによって、一方ではオイルの再循環路のまったく独自の管理が可能になり、また、減圧を確立する手段および／または移送手段が、何らかの理由で正しく作動しないときの、機構の代替的な作動の問題への独特のアプローチも可能になる。実際、第二のレセプタクルは、滞留槽のようなものであることができ、これによって、それぞれ低圧と大気圧とで作動する、再循環路の二つの部分の間の圧力を調節することが可能になる。
【００１４】
流路の様々な要素、すなわち、二つのレセプタクルと保存タンクの独自の配置もまた、あらゆる作業仮説における作動を容易にするような、オイルの重力による流れを可能にするという点において重要である。
【００１５】
移送手段がオイルの水位に従属することにより、ついには、これら移送手段に、諸条件がそれらの作動に適しているときにしか、頼らなくてすむようになる。
【００１６】
好適には、第二のレセプタクルは、ケースとは別個の、オイルの中間リザーバから成り、該ケースとパイプによって接続されているものであるが、前記リザーバは、オイルの水位が作動の際に第一のレセプタクルの底部の水位に決して達しないように、少なくとも部分的にケースの下に位置づけられている。
【００１７】
ケースと、この第二のレセプタクルとの間の物理的な分離には、かなりの利点がある：この分離により、低圧作動システムを、伝統的な歯車機構、すなわち、大気圧で作動するシステムに、後に適応することが可能になる。低圧システムの適応に必要な様々な構成要素は、実際、ケースおよび保存タンクの外に用意されることができるが、これはとりわけ、後述する詳細な説明でより明らかになるものである。
【００１８】
しかしながら、変形例においては、ケースに組み込まれた第二のレセプタクルを用意することももちろん可能である。
【００１９】
伝統的な構成によると、第一のレセプタクルは、単に、前記ケースの底部によって構成される。
【００２０】
潤滑／冷却用オイルのオイル再循環路は、先に記したように、第二のレセプタクルの移送手段を有する。この移送手段は、より詳細には、自動ポンプ群から成り、そのモータは、第二のレセプタクル内のオイルの水位に従属した変速機によって制御されており、前記水位の二つの限度の間では、センサが下限を示していて、この下限によって、オイルがポンプに入る圧力がキャビテーション現象の発生するおそれのあるレベルになったときに、前記自動ポンプ群をストップさせることが可能であり、それに対して、オイルが上限を超えると、第二のレセプタクルの抜出弁が開き始める。
【００２１】
二つの作動限度の間で、抜出ポンプは、その抜き出し容量を、中間リザーバ内のオイルの実際の水位に適応させる。
【００２２】
オイルが上限を超えると、それは主に、前記移送手段がもはや機能的でないことを意味する。この場合、抜出弁が開くことで、オイルが、全体の作動の連続性を確保するのに充分な流量で、オイルの重力によって流れることが可能になる。この場合、システムが大気圧での作動に戻るように、低圧確立手段が止められる。
【００２３】
反対に、オイルの水位が下限に達したときには、移送ポンプは、オイルの水位が再び前記下限を上回るまで、その作動をストップさせて、起こりうるキャビテーションに由来するあらゆる損害を回避する。
【００２４】
ある可能性によると、自動ポンプ群のモータを制御する変速機は、周波数変速機であって、該変速機は、オイルの水位のアナログ式の測定値を、変速機によって利用可能な電気量に変換する変換器によって操作される。
【００２５】
下の水位は、例えば所与の流れに対応し、この流れは、上の水位に対応する上の流れまでまっすぐに増大する。
【００２６】
好適には、第二のレセプタクルの抜出弁は、その底部の近傍に位置しており、そこにかかる圧力の差がおよそ１バールのときに開くものである。
【００２７】
充分な圧力がかかったときにこの弁が開くということは、実際、受動的安全性に対応している：オイルの水位を反映する大きさのループ検出ではなく、弁に全てか無かで適応した単純な機構があり、該機構は、一定の水位を超えると弁を開く。したがって、もし中間リザーバの移送手段が故障すると、低い部分に位置する弁にかかる圧力の差がおよそ１バールになるまで、オイルの水位は前記リザーバ内で徐々に高くなる。この場合、このことによって弁が開かれ、オイルの流れが引き起こされる。
【００２８】
減圧確立手段が故障した場合には、前記中間リザーバの内部で、圧力は再び大気圧へと上昇し、そして同様に弁が開く。
【００２９】
想定される故障がどんなものであろうと、本発明の機構は、大気圧で正常な作動を続ける。
【００３０】
キャビテーション現象によって妨害されることなく、ポンプを正常に作動させる圧力の値を尊重するために、そこを超えると自動ポンプ群が停止する下限を示すセンサは、移送ポンプ内の最小限度の開始の圧力に顕著に対応する水位に配置されている。
【００３１】
もちろん、この圧力は、オイルの高さによってもたらされる圧力の付加と、中間リザーバ内のオイル水位より上を占める気体の圧力の付加とに対応している。
【００３２】
本発明によると、気体圧力減少手段および／または第二のレセプタクルの抜出手段の停止は、排出弁の開口を引き起こして、これらの手段に従っている容器内で、圧力を大気のレベルにまで再上昇させる。流路の一部分における圧力を、０．１〜０．２バールの間で下げる機能をもっている、これらの手段は、好適には、伝統的な自動ポンプ群によって構成され、そのポンプは、流路の一部分に接続されて、そこで部分的な真空を生成する。
【００３３】
オイル再循環油圧流路の最後の部分は、歯車のところで保存タンクを注入パイプに接続する部分である。この部分は、タンクのオイルをパイプに運ぶ手段を有しており、より詳細には、歯車機構へのオイルの注入を可能にするポンプを含んでいる。
【００３４】
先に言及した特徴、設置場所、および、流路の要素全体の作動態様によって、大気圧での流路の作動を、少なくとも流路の一部については、低圧での流路の作動と同じくらい良好にすることができる。大気圧で作動する従来の設備に、低圧システムを適応させることを可能にしようとする目的もまた、本発明によって果たされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、添付の唯一の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明していくが、該図面は、本発明の特徴にかなった機構の概略図を表すものである。
【００３６】
この機構はケース（１）を有し、該ケースは、回転軸に連動する歯付き部品を含み、該歯付き部品の一方（２）は、ケース（１）の図面上で見える側から外に出ているので、目で見ることができるが、それに対して、もう一方の歯付き部品は、反対側から外に出ている。しかしながらその場所は、環状表面（３）に対応しており、これによってケース（１）に連動した回転軸受けへの可能な接近が表されている。
【００３７】
ケース（１）の底部（４）は、第一のレセプタクルを構成しており、この内部には、歯車のところに注入されたオイルが流れ込む。保存タンク（５）から来ているこのオイルは、歯付き部品の歯の歯車領域および軸受金への供給装置の近傍に位置する注入パイプの方へと、ポンプ（６）によって抜き出される。ケース（１）の底部（４）に集められたオイルは、次に、前記底部（４）の近くに位置するパイプ（８）を通って、中間リザーバ（７）へと流れる。この流れが重力によって行われるようにするために、中間リザーバ（７）は、少なくともオイルの保存を目的とする部分においては、底部（４）の下に位置する。
【００３８】
次に、自動ポンプ群（９）によって、リザーバ（７）内に蓄積されたオイルを、一定の条件のもとで、主保存タンク（５）へと運ぶことが可能になる。自動ポンプ群（９）のモータは周波数変速機（１０）によって操作されており、該変速機自体は変換器（１１）によって操作されていて、該変換器は、中間リザーバ（７）内のオイルのアナログ式の水位を、水位に比例した電気量、例えば電流へと変換する。しかしながら、モータへの供給は、オイルの水位の二つの限界値の間でしか行われず、これらの値は、図面上では、それぞれ下（１２）と上（１３）の目印によって示されている。
【００３９】
オイルの水位が下がって下限（１２）を超えると、自動ポンプ群（９）の動作はストップし、例えばポンプ内のキャビテーション現象に起因する機能不全のあらゆるリスクが回避される。これらの現象は、真空下での作動のとき、すなわち、自動ポンプ群（１４）の真空ポンプが動かされて、ケース（１）内と中間リザーバ（７）内の両方に部分的な（０．１〜０．２バールの間）真空が確立されたときに、起こるおそれがある。この場合、圧力の限界は、オイルの高さと気体の圧力とに由来する圧力から計算されるので、もしオイルの水位が下限を上回っていないなら、ポンプの開始の圧力が弱すぎる可能性がある。
【００４０】
反対に、オイルの水位が制御されずに上昇し、限界（１３）に達したときは、中間リザーバ（７）内の圧力は、弁（１５）が開くのに充分なものであり、重力に従った流れによって、主保存タンク（５）への通り道ができる。
【００４１】
これはとりわけ、自動ポンプ群（９）が故障したり、リザーバ（７）内に保存されたオイルが、この経路によってもはや排水されなかったりしたときに起こるものである。この場合、水位が上がって上の限界（１３）にまで達し、それによって、弁（１５）の開口が引き起こされる。オイルが重力によってタンク（５）内へ流れるおかげで、本発明の機構の作動は妨げられることはなく、前記故障にもかかわらず作動を続行する。
【００４２】
実際、この作動は大気圧で続行されるが、それはなぜなら、自動ポンプ群（９）の故障の場合、真空下での体積の排出弁（１６）が開くからである。
【００４３】
同様に、もし自動ポンプ群（１４）の真空ポンプが故障すると、この同じ弁（１６）が開き、そして、機構は大気圧で作動し続ける。実際的な面では、自動ポンプ群（１４）の真空ポンプをケース（１）へと接続するパイプは、空気／オイルセパレータ（１７）を備えており、それによって、中間リザーバ（７）内にオイルを回収することができる。
【００４４】
例えば電気の遮断によって、一方では真空ポンプ、および他方では自動ポンプ群（９）の抜出ポンプが同時に故障した場合には、一方では排出弁（１６）、他方では抜出弁が開いて、大気モードでの作動が、続行可能になる。
【００４５】
図１に記載された構成の例は、本発明を限定するものとみなされるべきではなく、逆に、当業者の理解しうる形態および構成の変形例すべてを包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の特徴にかなった機構の概略図
【符号の説明】
【００４７】
１      ケース
２      歯付き部品
３      環状表面
４      レセプタクル
５      保存タンク
６      ポンプ
７      レセプタクル
８      パイプ
９      抜出手段
１０      周波数変速機
１１      変換器
１２      下限
１３      上限
１４      気体圧力減少手段
１５      汲出弁
１６      排出弁
１７      空気／オイルセパレータ
【図１】
2005519248.tif 000003
【国際調査報告】
2005519248.tif 000004
2005519248.tif 000005
2005519248.tif 000006
2005519248.tif 000007