(57)【要約】　【課題】　コンプレッサの可変ベーンシステムに使用される改良されたバンパーシステムを提供する。　【解決手段】コンプレッサの可変ベーンシステムに使用されるバンパーシステム２０は、同期リング４６と、バンパー３２と、バンパーパッド４７とバンパー３２との間のギャップを規定するためのシム３８と、シム３８を捕捉するための手段と、同期リングに対するバンパー３２の回転を防止するためのドエルピン３６とを有している。第１の実施形態では、シムを捕捉するための手段は、同期リング４６を通るスリーブ３４である。第２の実施形態では、シムを捕捉するための手段は、同期リングを通るピンである。　【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　コンプレッサの可変ベーンシステムに使用されるバンパーシステムであって、
　同期リング、
　前記同期リングに接合されたバンパー、
　バンパーパッドと前記バンパーとの間のギャップを規定するためのシム、および
　前記シムを全体的に捕捉するための手段を有してなる、ことを特徴とするバンパーシステム。
【請求項２】
　前記同期リングに対する前記バンパーの回転を防止するための手段を更に有してなる、ことを特徴とする請求項１記載のバンパーシステム。
【請求項３】
　前記シムが特定の幅を有するスロットを有してなり、および
　前記シムを全体的に捕捉するための手段が、前記スロットの幅より大きな直径を有するシムによりロック可能なスリーブを有してなる、ことを特徴とする請求項１記載のバンパーシステム。
【請求項４】
　前記同期リングがそれを通る開口部をさらに有しており、および
　前記スリーブが、前記開口部を通る円筒状部と、前記同期リングの表面に隣接される肩部とを有する、ことを特徴とする請求項３記載のバンパーシステム。
【請求項５】
　前記スリーブの前記円筒状部が中空であり、
　前記バンパーが穿孔を有し、および
　前記バンパー内の前記穿孔と前記中空の円筒状部とを通過するファスナー、および
　前記ファスナーと係合および前記ファスナーをロックするためのカラーを有してなる、ことを特徴とする請求項４記載のバンパーシステム。
【請求項６】
　前記回転防止手段が、前記同期リング内の第１の孔と、前記バンパー内の第２の孔と、前記第１および第２の孔に嵌合するドエルピンとを有してなる、ことを特徴とする請求項２記載のバンパーシステム。
【請求項７】
　前記バンパーが一体型の複合バンパーである、ことを特徴とする請求項１記載のバンパーシステム。
【請求項８】
　前記同期リングが貫通孔を有し、前記シムが係合用孔を有し、前記バンパーが受容孔を有し、および、前記シムを全体的に捕捉するための手段が前記貫通孔および前記係合用孔を通ると共に前記受容孔に受容されるピンを有してなる、ことを特徴とする請求項１記載のバンパーシステム。
【請求項９】
　前記ピンにワッシャが取付られており、前記ワッシャが前記同期リングの表面に隣接し、および前記ピンが前記同期リングに対する前記バンパーの回転を防止するための手段としても機能する、ことを特徴とする請求項８記載のバンパーシステム。
【請求項１０】
　前記シムが各側壁を備えたスロットを有し、および前記シムを全体的に捕捉するための手段が前記各側壁に係合するための肩部を有するファスナーを有してなり、および前記ファスナーが特定の直径を有し、前記各側壁が前記直径よりも小さい寸法で離間されている、ことを特徴とする請求項１記載のバンパーシステム。
【請求項１１】
　前記スロットが実質的にＵ形状であり、および前記ファスナーが前記バンパー内の孔を通り前記バンパーを前記同期リングに固着する、ことを特徴とする請求項１０記載のバンパーシステム。
【請求項１２】
　コンプレッサの可変ベーンシステムに使用されるバンパーシステムであって、
　同期リングと、
　前記同期リングに接合されたバンパーと、
　前記同期リングに対する前記バンパーの回転を防止するための手段とを有してなる、ことを特徴とするバンパーシステム。
【請求項１３】
　前記回転防止手段が、前記同期リング内の第１の孔と、前記バンパー内の第２の孔と、前記第１および第２の孔内に挿入されたドエルピンとを有してなり、および
　バンパーパッドと前記バンパーとの間のギャップを規定するための少なくとも１つのシムを更に有してなる、ことを特徴とする請求項１２記載のバンパーシステム。
【請求項１４】
　コンプレッサの可変ベーンシステムに使用されるバンパーシステムであって、
　一体型の複合バンパーと、
　バンパーパッドと前記バンパーとの間のギャップを規定するための少なくとも１つのシムと、
　少なくとも１つのシムを全体的に捕捉するための手段とを有してなる、ことを特徴とするバンパーシステム。
【請求項１５】
　同期リングをさらに有してなり、
　前記バンパーが前記同期リングに接合されており、および
　前記同期リングに対する前記バンパーの回転を防止するための手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項１４記載のバンパーシステム。
【請求項１６】
　前記捕捉するための手段が、シムをロック可能なスリーブと、前記バンパーと前記スリーブとを通るファスナーと、前記ファスナーと係合し前記ファスナーをロックするためのカラーとを有してなる、ことを特徴とする請求項１４記載のバンパーシステム。
【請求項１７】
　前記捕捉するための手段が、前記少なくとも１つのシム内の第１の孔を通り前記バンパー内の第２の穿孔内に受容されるピンを有してなる、ことを特徴とする請求項１４記載のバンパーシステム。
【請求項１８】
　各前記シムが側壁を備えたスロットを有し、および前記捕捉するための手段が前記側壁に係合するための肩部を有するファスナーを有してなる、ことを特徴とする請求項１４記載のバンパーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、コンプレッサの可変ベーンシステムに使用され、ネジのプリロードが失われた場合においてもシムを十分に捕捉し、また回転防止（阻止）部を有する、改良されたシムを利用したバンパーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　コンプレッサの可変ベーン（回転ベーン）システムの主要な構成部品はステータベーン、ベーンアーム、同期リング、バンパー、リンクシステム、およびアクチュエータである。ベーンアームは、ガスタービンエンジンのコンプレッサ内においてベーンの迎え角を制御するために使用される。ベーンは、コンプレッサの外周の周りにステージセットとして配置される。アームは、コンプレッサケース内に配置されたベアリング内で回転する各ベーンスピンドルに取り付けられている。ベーンのセットは、エンジン軸の回りを回転する外周同期リングにより駆動される。ベーンアームは、同期リングからの動きないし運動をベーンスピンドルに伝える。リンク機構およびアクチュエータは運動を同期リングに伝える。バンパーは、予め定められた動作ないし運転ギャップで作動することで、この運動の間において同期リングの同心度（偏心）および偏向を制御するために使用される。現在、作動温度における熱的な影響を考慮しつつ、このギャップをアセンブリに設定するためにネジによる調節およびシムによる調節が使用されている、
【０００３】
　１つの現在のバンパー構造では、図１に示したように、バンパーのギャップを設定するためにネジによる調節が使用されている。この構造では、スタッド調節器１０、接合された複合ライナーを備えた金属バンパー１２、およびシアーロックカラー１４から構成される。バンパー１２は同期リング１８内において一致するフライス加工部（刻み加工部）１６により回転防止がされる。この構造には２つの技術的な問題がある。１つ目は負荷経路がネジを通るため、ネジが摩耗する結果、バンパーのギャップが増大することである。２つ目の問題は、複合ライナーが金属バンパーハウジングに接合ないし付着することである。複合ライナーの脱落が負荷サイクルおよび熱サイクルにより生じる。複合ライナーの脱落によってバンパーのギャップが増大してしまう。バンパーのギャップが増大すると同期リングの同心度が低下し、同期リングの偏向が増大する結果、ベーン角およびストールマージンの損失が増大する。
【０００４】
　よって、新しいバンパー構造が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　従って本発明の目的は、バンパーのギャップの増大を招くネジの摩耗を回避できる、改良されたバンパーシステムを提供することにある。
　本発明の他の目的は、バンパーのギャップの増大の原因となる複合ライナーの脱落を回避できる、改良されたバンパーシステムを提供することにある。
　本発明の別の目的は、現在のガスタービンエンジンのハードウェアに組込みないし取付けることができる、改良されたバンパーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　上記の各目的は、本発明のバンパーシステムにより達成できる。
　本発明によれば、概略的には、同期リングと、バンパーと、バンパーパッドとバンパーとの間のギャップを規定ないし画定するためのシムと、シムを全体的ないし完全に捕捉するための手段と、同期リングに対するバンパーの回転を阻止ないし防止するための手段とを有してなる、コンプレッサの可変ベーンシステムに使用されるバンパーシステムが提供される。
【０００７】
　本発明のバンパーシステムの他の詳細、並びにこれらに付随する他の目的および特長は、以下の詳細な説明および添付図面において詳細に説明されている。添付図面において同様な参照符号は同様な構成要素を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
　添付図面を参照して、図２から図４には、本発明に係わる、ガスタービンエンジンにおいて使用されるバンパーシステムを例示されている。このバンパーシステムは、バンパーのギャップを設定するためにシムを使用している。図２から図４に示したように、バンパーシステム２０は、一端にネジ溝（ネジ山）を有するネジやボルトのようなファスナーつまり固定手段３０と、一体型の複合バンパーつまり複合材料から構成されるバンパー３２と、シムのロック用のスリーブ３４と、ドエルピン（ダウエルピン）つまりダボ３６と、ファスナー３０のネジ付き端部と係合するためのネジ付きのシヤーロックカラーつまり固定用の剪断カラー４０とを含んでいる。ファスナー３０はバンパー３２内の穿孔４２を通過しおよび同期リング４６内の孔４４を通っている。図２から明らかなように、孔４４はファスナー３０の直径よりも大きな直径を有している。
【０００９】
　システム内における摩擦負荷を最小限にするために、バンパー３２のための適切な複合材料は摩擦係数が小さいもの、つまり滑り易いものである必要がある。この材料はさらに、ベーンの角度誤差を最小限にするために、寸法安定性が良く、また運転時のギャップを維持するために耐摩耗性を有することが必要となる。アセンブリおよび運転条件に合致するために温度的な機能および材料強度（圧縮、ねじれ、および破壊靱性）が十分である必要がある。
【００１０】
　図７に示したように、シム３８はバンパー３２とバンパーパッド４７との間のギャップ４８を設定するために使用される。バンパーパッド４７は、高圧コンプレッサのケース上において機械加工された部分である。図３に示したように、シム３８は溝（スロット）５２を有しており、この溝によりシム３８はファスナー３０の直径を越えてスライドできる。さらに、シム３８はファスナー３０の直径よりも大きな内径を有している。
【００１１】
　シムによりロックつまり固定されるスリーブ３４は同期リング４６の表面６２に隣接ないし突き合わされる肩部６０と、ファスナー３０が通過する開口部６６を有する円筒軸部６４とを有している。円筒軸部６４は同期リング４６の厚さよりも大きな長さを有しており、これにより、軸部６４はシム３８内に延在する。溝５２は、円筒軸部６４の直径よりも小さな幅を有している。このため、シム３８はスリーブ３４により完全ないし全体的に捕捉される。
【００１２】
　図４を参照して、ドエルピン３６は、同期リング４６内の孔６６およびバンパー３２内の孔６８内に嵌合され、バンパーシステムの回転を防止ないし阻止するために機能する。孔６６および６８のために、ネジによるプリロードつまり前負荷のロスがある場合でもドエルピン３６は完全に捕捉される。
【００１３】
　全ての構成要素が正しい方法で位置決めされた後、ファスナー３０の上部にネジ付きシヤロックカラーがネジ止めされ、シヤロックカラーはシムロック用のスリーブ３４の肩部６０に隣接する。
【００１４】
　本発明のバンパーシステムの１つの特長は、初期の負荷経路が同期リングを通るように変更される結果、ネジの摩耗が軽減されることである。一体型の複合バンパーを使用することで、脱落の問題が解消される。本発明のシステムの他の特長は、ネジによる予備負荷のロスがある場合でもシムを捕捉したままにできる。さらに、シムは円形であるので対称のアセンブリとでき、シムロック用のスリーブが組立の際の失敗しない保証となる。他の特長は、現在のシステムおよび製造法に対してコストおよび重量の軽減を図れることである。
【００１５】
　図２から４を参照して１つのシムだけを有する例を例示したが、必要であれば２以上のシムを使用することもできる。
【００１６】
　図５を参照して、他のバンパーシステム２０’が例示されている。このシステムにおいては、同期リング４６には溝７０および孔７６が設けられている。シムは溝７０内に嵌合される。上記と同様に、同期リング４６に一体型の複合バンパー３２を取付けるために、ファスナー３０とロック用のカラー４０が使用される。ファスナー３０はバンパー３２内の孔４２を通過し、シム３８内の溝ないしスロット５２を通り、また次いで同期リング４６内の孔４２を通過する。上記と同様に、シムはバンパー３２とバンパーパッド４７との間のギャップを提供するために使用される。同様に、この他のバンパーシステム２０’は１つより多くのシム３８を使用することができる。
【００１７】
　使用中のバンパー３２の回転を防止し、およびシム３８を捕捉するため、ワッシャ７４付きのピン７２が提供される。このピン７２は同期リング内の貫通孔７６内に挿入され、シム３８内の嵌合係合用孔７８内に挿入され、次いでバンパー３２内の受容孔８０内に挿入される。ピン７２には、孔８０内のネジ溝（ネジ山）と係合および嵌合するために、その端部にネジが付けられている。ピン７２がバンパー３２と係合する際、ワッシャ７４は同期リング４６の表面に隣接する。
【００１８】
　図６は、バンパーシステム２０および２０’において使用されるシム３８を捕捉するための他の技術を例示したものである。この技術においては、ファスナー３０には肩部８２が設けられている。ファスナー３０をバンパー３２内に挿入しバンパーの外側に延在させた後においては、シム３８および実質的にＵ形状の溝５２’がファスナー３０を越えて位置決めされ、シムの溝側壁８４が肩部８２と係合および隣接する。シム３８を完全に捕捉するためには、各側壁８４間の寸法は、肩部８２の領域内において、ファスナー３０の寸法よりも小さくする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来のバンパーシステムの説明図である。
【図２】本発明のバンパーシステムを例示した説明図である。
【図３】図２のバンパーシステムの分解図である。
【図４】図２のバンパーシステムの回転防止部を示した断面図である。
【図５】本発明のバンパーシステムの他の実施形態を示した分解図である。
【図６】本発明のバンパーシステムで使用されるシムを捕捉するための他の技術を示した図式的な説明図である。
【図７】バンパーパッドから離間されたバンパーを示した断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
　２０　バンパーシステム
　３０　ファスナー
　３２　バンパー
　３４　スリーブ
　３６　ドエルピン
　３８　シム
　４６　同期リング
　４７　バンパーパッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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