(57)【要約】  本発明は、ターボプロップのファン羽根のピッチを制御するためのシステムの接続ロッドを仕切りを貫いて通すためのシール装置に関する。装置は、シールすべき仕切り（５８）へと取り付けられる管（６０）と、接続ロッド（５０ａ）が通過する円すい台形の鞘（６２）とを備えており、鞘が、管の内側を軸方向に摺動可能であり、太い方の端部に管と協働するシール手段を有しており、細い方の端部に接続ロッドの対応する端部への取り付けのための漏れのない取り付け手段を有している。
2013538160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボプロップのファン羽根のピッチを制御するためのシステムの接続ロッドを仕切りを貫いて通すためのシール装置であって、シールすべき仕切り（５８）へと取り付けられる管（６０）と、接続ロッド（５０ａ）が通過する円すい台形の鞘（６２）とを備えており、鞘が、管の内側を軸方向に摺動可能であり、太い方の端部に管と協働するシール手段（６４）を有しており、細い方の端部に接続ロッドの対応する端部への取り付けのための漏れのない取り付け手段を有していることを特徴とする、装置。
【請求項２】
鞘の太い方の端部が、鞘と管との間にシールをもたらすために管の内側と協働するガスケット（６４）を外周に有している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
鞘の細い方の端部が、閉じられており、鞘を接続ロッドへとシールされた方式で取り付けるために接続ロッドの対応する端部の枢支ピン（６６）を中心にして枢動可能に取り付けられている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
可変ピッチのファン羽根（２６）の組（２４ａ、２４ｂ）を少なくとも１つ有しており、前記組が、回転ケーシング（２２ａ、２２ｂ）へと機械的に接続された回転リング（２８ａ、２８ｂ）と一緒に回転するように拘束されているターボプロップにおいてファン羽根のピッチを制御するために、組の各々の羽根が、そのピッチを調節するために、かさ歯車装置（３８）によって回転リング上に枢動可能に取り付けられた羽根根元支持部（３６）へと接続され、かさ歯車装置（３８）は、羽根根元支持部へと取り付けられ、回転リングに対して半径方向である軸（４２）上に中心を有している第１の歯車（４０）と、回転リングへと取り付けられ、前記回転リングに対して接線方向である軸（４６）上に中心を有している第２の歯車（４４）とを備え、第２の歯車（４４）が、第２の歯車（４４）の回転軸に対して偏心した釣り合いおもり（４８）を保持しており、さらにアクチュエータ（３０ａ、３０ｂ）が、回転リングの回転軸（１２）上に中心を有し、回転ケーシングと一緒に回転するように拘束され、半径方向の接続ロッド（５０ａ、５０ｂ）およびベルクランク（５４ａ、５４ｂ）によって各々の釣り合いおもりへと接続されたロッド（３２ａ、３２ｂ）を有しているシステムであって、半径方向の接続ロッドの各々について、請求項１から３のいずれか一項に記載のシール装置をさらに備えることを特徴とする、システム。
【請求項５】
２つの反対方向に回転する回転ケーシング（２２ａ、２２ｂ）を有しているタービン（２０）と、回転ケーシングにそれぞれ接続された２つの回転リング（２８ａ、２８ｂ）と一緒に回転するように拘束された可変ピッチのファン羽根（２６）の２つの組（２４ａ、２４ｂ）とを備えている２つのプロペラを有するターボプロップであって、少なくとも一方の組のファン羽根のピッチが、請求項４に記載のシステムによって制御されるターボプロップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボプロップのファン羽根のピッチの制御という全体的な分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の応用の好ましい分野は、２つのプロペラを有する航空機用ターボプロップの分野である。
【０００３】
２つのプロペラを有する航空機用ターボプロップは、反対向きに回転する２つのロータを有するタービンを備えており、各々のロータが、ダクトを持たない１組のファン羽根を駆動する。この形式の航空機用エンジンにおいては、ファン羽根のピッチが、エンジンからの推力を制御するために使用されるパラメータのうちの１つを構成する。
【０００４】
本出願の出願人によって２０１０年３月１日に出願された仏国特許出願第１０／５１４５８号が、そのようなターボプロップのファン羽根のピッチを制御するためのシステムを記載している。この文献においては、各々の羽根が、そのピッチを調節するために、かさ歯車装置を介して回転リングに枢動可能に取り付けられた羽根根元支持部に接続され、歯車装置の一方の歯車が羽根根元支持部によって支持され、他方の歯車が釣り合いおもりを保持している。回転リングの回転軸上に中心を有しており、タービンロータと一緒に回転するように拘束されたアクチュエータが、半径方向の接続ロッドを介して各々の釣り合いおもりへと接続されている。アクチュエータを動かすことにより、接続ロッドが、クランクシャフトおよび接続ロッドの原理にて釣り合いおもりに作用し、羽根根元支持部を同期した方式で枢動させる。
【０００５】
このような制御システムは、多数の利点を呈する。特には、先行技術の制御システムと比べて比較的少数の部品しか持たないため、信頼性が高く、重量が軽い。
【０００６】
システムの接続ロッドは、アクチュエータから羽根根元支持部へと半径方向に延びている。結果として、これらの接続ロッドの一部は、特にはターボプロップの種々の転がり軸受が収容されている油囲いを貫通しなければならない。これは、とりわけ、上流側の羽根の組を制御するためのシステムの接続ロッドに当てはまる。
【０００７】
残念ながら、そのような油囲いは動作時に回転し、結果として内部に存在する油に遠心力が加わる。したがって、油が油囲いから外側へと漏れることがないよう、制御システムの接続ロッドが油囲いの仕切りを貫通している場所において、パッケージをシールすることが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主たる目的は、制御システムの接続ロッドが油囲いの仕切りを貫通している場所において油囲いの仕切りをシールするように機能する装置を提案することによって、このニーズを満たすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的が、シールすべき仕切りへと取り付けられる管と、接続ロッドが通過する円すい台形の鞘とを備えており、鞘が、管の内側を軸方向に摺動可能であり、太い方の端部に管と協働するシール手段を有しており、細い方の端部に接続ロッドの対応する端部への取り付けのための漏れのない取り付け手段を有しているシール装置によって達成される。
【００１０】
仕切りを貫く接続ロッドの通過が、鞘の太い方の端部と管との間のシール手段の存在によってシールされる。さらに、動作時に、制御システムの接続ロッドは、半径方向の移動および横方向の移動の両方を被る。したがって、鞘の円すい台形の形状が、接続ロッドの横方向の移動との干渉を避けることを可能にする。さらに、管の内側での鞘の軸方向の摺動が、接続ロッドの半径方向の移動を補償するように機能する。
【００１１】
結果として、本発明のシール装置は、信頼性および寿命の問題を引き起こす可能性がある可撓な部品を使用することなく、ターボプロップの油囲いの効果的なシールを保証できるようにする。
【００１２】
また、本発明のシール装置は、「シール」の機能を「力の伝達」の機能から切り離すように機能する。力の伝達の機能が、接続ロッドによって実行される一方で、シールの機能は、鞘によってもたらされる。そのような切り離しは、２つの機能の間の干渉を抑えることを可能にし、したがって各々の機能をより容易に達成できるようにする。特には、鞘の太い方の端部におけるシールが、接続ロッドに生じうる変形によって影響されることがない。
【００１３】
最後に、シール装置が、接続ロッドの座屈現象を抑えるように機能する。接続ロッドが、長さ方向に座屈する可能性があるが、幅方向においては、鞘がこの方向の座屈を抑えるため、座屈がないと考えられる。
【００１４】
鞘の太い方の端部は、鞘と管との間にシールをもたらすために管の内側と協働するガスケットを外周に有することができる。
【００１５】
鞘の細い方の端部を、閉じることができ、鞘を接続ロッドへとシールされた方式で取り付けるために接続ロッドの対応する端部の枢支ピンを中心にして枢動可能に取り付けることができる。
【００１６】
さらに本発明は、可変ピッチのファン羽根の組を少なくとも１つ有しており、前記組が、回転ケーシングへと機械的に接続された回転リングと一緒に回転するように拘束されているターボプロップにおいて、ファン羽根のピッチを制御するためのシステムであって、組の各々の羽根が、そのピッチを調節するために、かさ歯車装置によって回転リング上に枢動可能に取り付けられた羽根根元支持部へと接続され、前記かさ歯車装置は、羽根根元支持部へと取り付けられ、回転リングに対して半径方向である軸上に中心を有している第１の歯車と、回転リングへと取り付けられ、前記回転リングに対して接線方向である軸上に中心を有している第２の歯車とを備え、第２の歯車が、第２の歯車の回転軸に対して偏心した釣り合いおもりを保持しているシステムを提供する。このシステムが、回転リングの回転軸上に中心を有し、回転ケーシングと一緒に回転するように拘束され、半径方向の接続ロッドおよびベルクランクによって各々の釣り合いおもりへと接続されたロッドを有しているアクチュエータをさらに備えるとともに、半径方向の接続ロッドの各々について、上述のとおりのシール装置をさらに備える。
【００１７】
また、本発明は、２つのプロペラを有するターボプロップであって、２つの反対方向に回転する回転ケーシングを有しているタービンと、回転ケーシングにそれぞれ接続された２つの回転リングと一緒に回転するように拘束された可変ピッチのファン羽根の２つの組とを備えており、少なくとも一方の組のファン羽根のピッチが、上述のとおりのシステムによって制御されるターボプロップを提供する。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点が、本発明を限定する性質のものではない添付の図面を参照して行なわれる以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】２つのプロペラを有するターボプロップであって、特には本発明が適用されるプロペラ羽根のピッチ制御システムを有しているターボプロップの概略の長手方向断面図である。
【図２】本発明のシール装置の位置を示す図１の拡大図である。
【図３Ａ】図１および図２の制御システムの動作を示す図である。
【図３Ｂ】図１および図２の制御システムの動作を示す図である。
【図４Ａ】種々の異なる位置のうちの１つにある図２のシール装置を示している。
【図４Ｂ】種々の異なる位置のうちの１つにある図２のシール装置を示している。
【図４Ｃ】種々の異なる位置のうちの１つにある図２のシール装置を示している。
【図５】本発明のシール装置の鞘について、接続ロッドの端部へのシールされた取り付けをさらに詳しく示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１が、２つのプロペラを有する形式の航空機用ターボプロップ１０の実施形態のきわめて概略的な図である。
【００２１】
ターボプロップ１０は、特には、長手軸１２と、長手軸の周囲に軸方向に配置された環状のナセル１４とを備えている。さらに、ターボプロップ１０は、上流から下流へと、圧縮機１６、燃焼室１８、ならびに２つの回転ケーシング２２ａおよび２２ｂを（直接的または間接的に）回転駆動させる「出力」タービン２０を備えている。
【００２２】
また、ターボプロップ１０は、上流側（または、前側）の可変ピッチのファン羽根２６の組２４ａと、下流側（または、後側）の可変ピッチのファン羽根２６の組２４ｂとを有している。より詳しくは、各々の組２４ａ、２４ｂのファン羽根２６が、ターボプロップの長手軸１２に中心を有する環状の台座の形態のそれぞれの回転リング２８ａ、２８ｂに取り付けられている。
【００２３】
各々の回転ケーシング２２ａ、２２ｂが、可変ピッチのファン羽根の組２４ａ、２４ｂのうちの１つが取り付けられた回転リング２８ａ、２８ｂのうちの該当の１つを保持し、回転駆動させる。
【００２４】
さらに、ターボプロップ１０は、上流側および下流側の組２４ａおよび２４ｂのファン羽根のピッチを制御するためのシステムを有している。制御システムは、本出願の出願人による２０１０年３月１日付の仏国特許出願第１０／５１４５８号に記載されており、この出願の内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
図２に示されるように、制御システムは、上流側および下流側の各組のファン羽根のピッチを変化させるための機構を作動させる２つの円筒形のアクチュエータ３０ａ、３０ｂを有しており、これらの機構は、特には後述される接続ロッドで構成されている。
【００２６】
アクチュエータ３０ａ、３０ｂは、長手軸１２上で同軸なロッド３２ａ、３２ｂに整列し、下流側の組２４ｂを回転駆動させる回転ケーシング２２ｂのシャフトとともに回転するように拘束されている。
【００２７】
これら２つのアクチュエータのそれぞれのロッド３２ａ、３２ｂが、長手軸１２に沿って平行移動し、アクチュエータ３０ａの外側ロッド３２ａが、上流側の組２４ａのファン羽根のピッチを調節するように機能し、アクチュエータ３０ｂの内側ロッド３２ｂが、下流側の組２４ｂのファン羽根のピッチを調節するように機能する。
【００２８】
転がり軸受３４が、アクチュエータ３０ａの外側ロッド３２ａから上流側の組のファン羽根のピッチを変更するための機構へと軸方向の力を伝えつつ、これら２つの物体を反対の方向に自由に回転できるようにしておくために、外側ロッドと機構との間に取り付けられている。
【００２９】
さらに、図３Ａおよび図３Ｂに示されるとおり、各組２４ａ、２４ｂの各々の羽根２６は、かさ歯車装置３８によって回転リング２８ａ、２８ｂに枢動可能に取り付けられた羽根根元支持部３６へと接続されている。このかさ歯車装置は、羽根根元支持部へと取り付けられ、回転リングに対して半径方向である軸４２上に中心を有している第１の歯車４０と、回転リングへと取り付けられ、回転リングに対して接線方向である軸４６上に中心を有している第２の歯車４４とによって構成されている。
【００３０】
第１の歯車４０の歯の数は、第２の歯車４４の歯の数の実質的に２倍に等しくなるように選択される。したがって、第２の歯車の９０°の回転により、第１の歯車の約４５°の回転が生じる。
【００３１】
かさ歯車装置において、各々の第２の歯車４４は、歯車の回転軸４６に対して中心がずらされている釣り合いおもり４８を保持している。釣り合いおもりの質量は、特にはファン羽根の特性に応じてあらかじめ定められる。
【００３２】
さらに、ファン羽根のピッチを変更するための各々の機構は、該当するアクチュエータ３０ａ、３０ｂのロッド３２ａ、３２ｂを対応するファン羽根の組の釣り合いおもり４８へと接続する複数の接続アームを備えている。
【００３３】
これらの接続アームの機能は、アクチュエータのロッドの軸方向の運動を、対応するファン羽根の組の釣り合いおもりのそれぞれのピッチ軸４６を中心とする同期した回転へと変換することである。
【００３４】
この目的のために、各々の接続アームは、特にはターボプロップのケーシングアーム５２ａ、５２ｂを通過し、一端において対応する釣り合いおもりへと接続され、他端においてベルクランク５４ａ、５４ｂの一方の枝へと接続される半径方向の接続ロッド５０ａ、５０ｂを備えており、ベルクランク５４ａ、５４ｂの他方の枝が、対応するアクチュエータのロッド３２ａ、３２ｂへと接続されている。
【００３５】
さらに、各々の接続アームは、一端においてベルクランクの２つの枝の間の接続部へと接続され、他端にて半径方向の接続ロッドのための案内支持部として機能する案内接続ロッド（図には示されていない）を有している。
【００３６】
アクチュエータ３０ａ、３０ｂに組み合わせて、さらにターボプロップ１０は、回転シャフトに回転の支持をもたらす種々の転がり軸受（特には、転がり軸受３４）が内部に配置された油囲い５６を有している。
【００３７】
この油囲い（ロータの回転に起因する遠心力の作用を被る）は、ターボプロップの長手軸１２上に中心を有しており、半径方向の外側において、上流側の組２４ａを駆動するロータへと取り付けられた環状の仕切り５８によって形成されている。
【００３８】
この仕切り５８は、二重壁を備えており、上流側の組のファン羽根のピッチを変更するための機構の半径方向の接続ロッド５８ａによって貫通されている。
【００３９】
油囲い５６からの油漏れを避けるために、半径方向の接続ロッド５０ａが仕切り５８を貫く場所にシールをもたらす必要がある。
【００４０】
この目的のため、本発明は、半径方向の接続ロッドの各々に、特にはシールすべき仕切り５８を完全に通過する長円形（ｏｂｌｏｎｇ）または環状の形状の中空管６０を備えるシール装置を組み合わせ、この中空管６０が、（例えば管が金属製の場合には溶接またはねじによる固定によって）仕切り５８へと固定される。
【００４１】
さらに、シール装置は、管６０の内側を軸方向に摺動できる円すい台形の鞘６２を有し、この鞘が、半径方向の接続ロッド５０ａの周囲に取り付けられている。より正確には、鞘の細い方の端部が、ベルクランクへと接続された半径方向の接続ロッドの端部（この端部は、半径方向の接続ロッドの根元とも称される）へと、漏れのない方式で取り付けられる。
【００４２】
この細い端部から出発し、鞘の形状は、管とのシールのための手段が設けられた太い方の端部へと末広がりである。例えば、鞘の太い方の端部が、鞘と管との間にシールをもたらすために管の内側と協働する長円形または環状のガスケット６４を外周に備えている（図４Ａを参照）。
【００４３】
結果として、本発明のシール装置は、仕切り５８によって半径方向の外側に形成される油囲い５６の有効なシールを保証することを可能にする。
【００４４】
動作時、制御システムの半径方向の接続ロッド５０ａは、半径方向の移動（すなわち、自身の軸に平行な移動）および横方向の移動の両方を被る。図４Ｂに示されるように、鞘６２の円すい台形の形状が、接続ロッドの横方向の移動との干渉を回避可能にしている。接続ロッドの半径方向の移動に関しては、それらが、鞘がシールのために仕切り５８へと固定された管６０の内側を摺動することによって吸収される（図４Ａおよび図４Ｃを参照）。
【００４５】
鞘６２の細い方の端部が閉じられており、半径方向の接続ロッド５０ａの根元の枢支ピン６６の周囲に枢動可能に取り付けられていることを、理解すべきである。より詳しくは、図５に示されるように、半径方向の接続ロッドの根元が、クレビス７０のピンが貫通しているボールジョイント６８に取り付けられている。このボールジョイントおよび半径方向の接続ロッドの根元が、この端部において閉じられている鞘６２に収容されている。このようにして、油囲いに閉じ込められた油が、この鞘の細い方の端部を介して逃げ出すことができない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2013538160.tif 000012
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