(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ケーシングとタービンエンジンの減速装置とである互いに対して回転する２つの基準フレーム間の送油装置において、前記送油装置が、
２つの同心の外側リング（２２）および内側リング（２３）であって、一方のリングは一方の基準フレームから出る給油管に接続され、他方のリングは他方の基準フレームに接続され、油が前記外側リングと前記内側リングとの間を循環する、２つの同心の外側リング（２２）および内側リング（２３）と、
前記外側リングと前記内側リングとの間で２つの基準フレームを変化させるための前記外側リングと前記内側リングとの間の軸受（２５）とを備え、
前記送油装置が、前記外側リングおよび前記内側リングのうちの第１のリングと中間リング（４１）との間に配設されたダンパを形成する可撓性手段（３１）をさらに備え、前記中間リング（４１）が、前記軸受（２５）によって前記外側リングおよび前記内側リングのうちの第２のリングから離間され、前記可撓性手段（３１）が、油が２つの基準フレーム間を通過する変形可能な密閉チャンバ（３２）を画定することを特徴とする、送油装置。
【請求項２】
油を循環させるために、外側リング、中間リング、および内側リングに、連通穴（３４、４３、３９）が設けられる、請求項１に記載の送油装置。
【請求項３】
外側リング（２２）および内側リング（２３）に設けられた連通穴（３４、３９）が、送油装置によって２つの基準フレーム間で全体に送油ができるように構成される、請求項２に記載の送油装置。
【請求項４】
軸受（２５）が、前記連通穴が設けられた前記第２のリングの部品と中間リングの部品と共に、２つの基準フレーム間で油が通過する空間（４４）を画定するように配置される、請求項２または３に記載の送油装置。
【請求項５】
ダンパを形成する可撓性手段（３１）が、中間リング（４１）と前記第１のリングとの間を周囲で密閉するように固定された２つの半径方向環状フランジ（４５）を備え、前記変形可能な密閉チャンバ（３２）は、対応する半径方向環状フランジとリングとによって画定される、請求項１または２に記載の送油装置。
【請求項６】
ダンパを形成する可撓性手段（３１）が、中間リングと前記第１のリングとの間に固定する形で取り付けられる可撓性環状エンクロージャの形態であり、前記変形可能な密閉チャンバは可撓性環状エンクロージャによって画定される、請求項１または２に記載の送油装置。
【請求項７】
給油管に接続されたリングが接続される基準フレームが、固定され、かつタービンエンジンの固定ケーシングに接続され、他方の基準フレームが、回転し、かつ減速装置に接続される、請求項１または２に記載の送油装置。
【請求項８】
同心の固定リングおよび回転リングが、それぞれ外側リングおよび内側リングである、請求項１または２に記載の送油装置。
【請求項９】
可撓性手段（３１）が、弾性変形および密閉を与える材料から作られる、請求項１または２に記載の送油装置。
【請求項１０】
弾性変形および密閉を与える材料が、合成樹脂材料、天然樹脂材料、エラストマー、金属、および複合材料の１つから選択される、請求項９に記載の送油装置。
【請求項１１】
弾性変形および密閉を与える材料が、ポリマーである、請求項９に記載の送油装置。
【請求項１２】
航空機用のタービンエンジンであって、ガス発生器部分（Ｇ）と、推進部分（Ｐ）とを備え、前記推進部分（Ｐ）が、ガス発生器部分のタービンに接続され、かつ請求項１から１１のいずれか一項に記載された送油装置（２０）によって潤滑される差動減速装置（１１）によって回転される、１組の二重反転する同軸の上流側および下流側プロペラ（２、３）を備える、タービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに対して回転する２つの基準フレーム（例えば、一方は固定された構造体で、他方が回転構造体）間、特に、限定的ではないが、固定ケーシングと、１組の二重反転プロペラを備えたタービンエンジンの減速装置または減速機との間の送油装置に関する。本発明はさらに、前記送油装置を組み込んだタービンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
「オープンロータ」と呼ばれる１組の二重反転プロペラを備えたタービンエンジンの構造は、ファンが内側になく、外側にあり、ガス発生器の上流側または下流側に配置することができる２つの同軸の二重反転プロペラから成るという点で、通常のターボジェットエンジンの構造とは区別される。このような構造により、民間航空機で使用されているマルチフローターボジェットエンジンに比べて燃料消費量が少なくなる。
【０００３】
図１に概略的に説明されているように、二重反転する１組の上流側プロペラ２および下流側プロペラ３を備えたターボシャフトエンジン１は、主に、中央長手方向軸Ａに沿って、２つの別個の部分を備える。「ガス発生器」部分Ｇは、航空機の構造体（例えば、航空機の胴体の後方部分）によって担持される構造ケーシング５を有する固定円筒状ナセル４の内部に配置され、１組の二重反転プロペラ２、３を備える「推進」部分Ｐは、オープンロータを構成する。この部分Ｐは、このターボシャフトエンジンの例では、ガス発生器部分Ｇおよびナセル４の延長上にある。
【０００４】
ターボシャフトエンジン１のガス発生器部分Ｇは、通常、軸Ａに対して、ガス流Ｆがターボシャフトエンジンのナセル４に流入する流れ方向の上流側から下流側に向かって、一軸または二軸ガス発生器の構造に応じて１つまたは２つの圧縮機７、環状燃焼室８、および前記構造に応じて異なる圧力を有する１つまたは複数のタービン９を備え、タービン９の１つのシャフト１０は、減速装置または遊星減速機１１（パワーギアボックスを表すＰＧＢと呼ばれる）によって、二重反転式に、ターボシャフトエンジンの軸Ａに沿って整列した２つの上流側プロペラ２および下流側プロペラ３の同心同軸のシャフト１２、１３を駆動する。通常の形では、ノズル１４でターボシャフトエンジン１は終端する。さらに、図示されていないが、遭遇するさまざまな飛行段階に従って翼のピッチ、すなわち、二重反転プロペラのピッチを変化させるための制御システムが設けられる。
【０００５】
動作時に短時間で、ターボシャフトエンジン１に流入する空気流Ｆは圧縮され、その後、燃料と混合されて、燃焼室８内で燃焼される。その後、生成された燃焼ガスは、推力の大部分を生成するプロペラ２、３を遊星減速機１１によって逆回転させるためにタービン部分９に入る。燃焼ガスは、ノズル１４から放出され、そのことによりターボシャフトエンジン１の推力が増す。
【０００６】
オープンロータの減速機（ＰＧＢ）１１の目的は、パワータービン９（図２には、パワーシャフト１０が減速機１１の遊星シャフト１５と協働する様子が概略的に示されている）の速い回転速度として周知の速度を、２つのプロペラの２つの別個の速度（遅い速度）に変換することである。この目的を達成するために、上流側プロペラ２のシャフト１２は、減速機の遊星キャリア１７に回転可能に固定されるように環状バルブ１６内で終端し、遊星キャリアの遊星歯車１８は減速機の遊星シャフト１５と噛み合う。そして、下流側プロペラ３のシャフト１３は、遊星歯車の周囲で噛み合う減速機の外側歯付きリング１９に回転可能に固定される。
【０００７】
したがって、この減速機１１の固有の特徴は、減速機１１は、静的部品を持たず、遊星歯車列を備え、入力部で初期回転速度（タービンの初期回転速度）を有し、出力部で反対方向の２つの別個の回転速度（ファン２段の回転速度）を有する差動減速機であると考えられるということである。
【０００８】
したがって、減速機１１の最適で信頼性のある機能を保証するために、減速機が入力（タービン）シャフトおよび出力（プロペラ）シャフトのさまざまな力を受けると同時に、タービンエンジンによって引き起こされる大きな外部の機械的応力および熱応力を受けることを考慮すると、前記減速機を構成している動作部品を潤滑させて冷却するために油を送ることが重要である。
【０００９】
そのためには、図１および図２に示されているように、減速機を潤滑させるために、固定ナセル４内に配置された油供給源２１に接続される送油装置２０が設けられ、送油装置２０は、タービンの方向に向かって減速機の上流側に配置され、下流側はプロペラシャフトの方向である。
【００１０】
送油装置２０は主に、互いに半径方向に離間した２つの同心の外側リング２２および内側リング２３を備え（図２）、外側リング２２はタービン本体９の固定ケーシング２４に固定され、内側リング２３は減速機の遊星キャリア１７に剛性接続される。固定ケーシング（固定基準フレーム）に接続された固定外側リング２２と減速機（回転基準フレーム）に接続される回転内側リング２３との間の回転運動を伝えるために、これらのリング間に滑り軸受またはころ軸受２５が配置される。
【００１１】
油供給源２１から出る給油管２６は、ナセル４の構造ケーシング５とタービン本体９の固定ケーシング２４との間に配設された半径方向アーム２７（図１）の１つを通り、送油装置２０の外側リング２２に接続される。したがって、油はリング間の空間に流入し、内側リング２３から遊星キャリア１７の方向に流れて、減速機の内側（遊星キャリア１７、遊星歯車１８、遊星シャフト１５、および環状歯車１９）を潤滑する。
【００１２】
さらに、伝動用シャフト１２、１３は、減速機の下流側、つまり、送油装置２０が配置された位置の反対側に配置された軸受２８、２９によって案内される。特に、２つの軸受２８は、プロペラの２つの同心シャフト１２、１３間に配設され、２つの軸受２９は、上流側プロペラの外側シャフト１２とエンジンの内側本体の固定ケーシング３０との間に配設される。
【００１３】
したがって、回転減速機（ＰＧＢ）１１は、タービンエンジン１の残りの部分（特に、固定ケーシング）に対して半径方向および角度に関して位置が変化する可能性があり、これは望ましくない。しかしながら、送油装置２０は減速機および固定ケーシングに接続されるので、この変化は減速機１１の軸と前記装置の軸とのずれをもたらす場合がある。このずれは、結果的に、高回転速度を考慮すると、これらの部品間の機械的問題につながり、減速機の油の漏れおよび／または潤滑不良につながる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、ずれを完全に解消するように設計された送油装置を提案することによって、上述の欠点の解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するために、固定ケーシングおよびタービンエンジンの減速装置のような互いに対して回転する２つの基準フレーム間の送油装置において、
２つの同心の外側リングおよび内側リングであって、一方は基準フレームの一方から出る給油管に接続され、他方は基準フレームの他方に接続され、油が前記リングの間を循環する、２つの同心の外側リングおよび内側リングと、
前記リング間で基準フレームを変化させるためのリング間の軸受と、
を備える送油装置は、
前記リングの第１のリングと前記軸受によって前記リングの第２のリングから離間された中間リングとの間に配設されたダンパを形成する可撓性手段であって、油が２つの基準フレーム間を通過するための変形可能な密閉チャンバを画定する、前記可撓性手段をさらに備える点で注目される。
【００１６】
本発明を使用することにより、前記手段の可撓性および変形可能な性質により、送油装置は、減速装置（ＰＧＢ）の種々の運動に追従することができ、油はリング間に画定された変形可能なチャンバ内を循環して外部応力を減衰させると同時に、減速装置の部品の十分な潤滑を保証することができる。このようにして、ずれ（特に、軸方向ずれおよび角度ずれ）が補正されて、２つの基準フレーム間で正確な位置合わせが維持される。したがって、送油装置は、減速機の位置の変化に耐えることができる。
【００１７】
好ましくは、外側リング、中間リング、および内側リングに、油を循環させるための連通穴が設けられる。
【００１８】
有利には、外側リングおよび内側リングに設けられる連通穴は、送油装置により２つの基準フレーム間で全体的に送油ができるように設計される。したがって、送油装置は、これらの外側リングおよび内側リングによって、互いに対して回転する２つの油回路に接続され、前記送油装置は２つの油回路間で送油を行うことができる。
【００１９】
有利には、軸受は、前記連通穴が設けられた前記第２のリング部品と中間リング部品と共に、２つの基準フレーム間で油が通過するための空間を画定するように配置される。
【００２０】
好適な実施形態では、ダンパを形成する可撓性手段は、中間リングと前記第１のリングとの間を密閉するように固定された２つの半径方向環状フランジを備え、前記変形可能な油循環チャンバは、対応するフランジとリングとによって画定される。チャンバ内の油は、外部応力を減衰させ、上述の用途では、フランジの可撓性形状により、例えば、部品間で問題を生じさせるリスクなしに、送油装置が減速機の運動に追従することができ、それと同時に減速機の内部を潤滑させることができる。
【００２１】
別の実施形態では、ダンパを形成する可撓性手段は、中間リングと前記第１のリングとの間に固定する形で取り付けられる可撓性環状エンクロージャの形態であり、前記油循環チャンバはこのエンクロージャによって画定される。
【００２２】
さらに、可撓性手段は、許容範囲の可撓性または弾性変形を示し、機械的強度および耐熱性の観点から適切な機能信頼性を保証するものであれば、さまざまな材料から作られてよい。例えば、ポリマー、合成もしくは天然樹脂材料、エラストマー、金属、または複合材料が適切であると言える。
【００２３】
上述の用途では、給油管に接続されたリングが接続される基準フレームは、固定フレームであり、タービンエンジンの固定ケーシングに接続され、基準フレームの他方は、回転フレームであり、減速装置に接続される。
【００２４】
有利には、可撓性手段は、固定リングと中間リングとの間に配設され、中間リングの内側に軸受が配置される。
【００２５】
回転リングと中間リングとの間に可撓性手段を配設することも可能であり、中間リングの外側に軸受が取り付けられる。
【００２６】
好ましくは、同心の固定リングおよび回転リングは、それぞれ外側リングおよび内側リングである。
【００２７】
本発明はさらに、特に、航空機用のタービンエンジンであり、ガス発生器部分と、ガス発生器部分のタービンに接続され、送油装置によって潤滑される差動遊星減速機によって駆動される１組の同軸の二重反転プロペラを備えた推進部分とを備えるタイプのタービンエンジンに関する。
【００２８】
有利には、送油装置は、上記で定義されたものである。
【００２９】
添付図面により、本発明を実現する方法をより明確に理解することができるであろう。これらの図において、同じ参照番号は同様の要素を示すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】オープンロータ式タービンエンジンのような１組の二重反転プロペラを備えたタービンエンジンの長手方向半断面概略図である。
【図２】図１の拡大図であり、特に、固定タービンケーシングと回転式減速装置との間に本発明の変形可能な手段が内蔵された送油装置を示した概略図である。
【図３】本発明に従って固定ケーシングと減速装置とに間に配置された変形可能な手段を含む送油装置の一実施形態の詳細長手方向半断面図である。
【図４】タービンエンジンの固定ケーシングから変形可能な手段を備える送油装置への給油方法を示した部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図３を参照しながら、本発明の送油装置２０について説明する。送油装置２０により、タービンエンジンの固定ケーシング（固定基準フレーム）からプロペラのシャフトを駆動する減速装置もしくはＰＧＢ減速機１１（回転基準フレーム）に潤滑油を移送することができる。油の経路は、矢印Ｔで示されている。送油装置２０は、タービンエンジン１の環状内側空間に位置決めされ、タービンシャフト１０の周囲に配置され、固定ケーシング２４とＰＧＢ減速機１１の上流側との間に画定される。
【００３２】
図示されている実施形態では、送油装置２０は、固定外側環状リング２２、回転内側環状リング２３、２つのリング間の軸受２５（例えば、ころ軸受）、および本発明によれば、潤滑油が減速機に向かって流れるための変形可能な密閉環状チャンバ３２を画定することを目的としたダンパを形成する可撓性手段３１を備える。
【００３３】
特に、図４の斜視図（１つの給油管のみ図示されている）および図３の矢印Ｔで示されているように、外側リング２２の側壁３３には半径方向入口穴３４が設けられ、その入口穴３４に、固定ケーシングから出た各給油管２６が接続される。そのために、入口穴３４の周囲の壁３３に、対応給油管２６を接続するための突出部３５が設けられる。外側リング２２はさらに、固定手段（ねじ）３７によってパワータービン９の固定ケーシング２４に剛性接続された半径方向外側端部リム３６を有する。このようにして、外側リング２２は、固定基準フレーム（固定ケーシング）に接続される。
【００３４】
そして、内側リング２３は、ＰＧＢ減速機１１に剛性接続され、より正確には、回転遊星キャリア１７の中間円筒状部品４７に剛性接続される。このようにして、内側リングは、回転基準フレームに接続される。前記リングの側壁３８には、半径方向出口穴３９が設けられ、そのことにより、リング２３と部品４７との間の各通路４０を使用して、矢印Ｔの方向に油を回転基準フレームの減速機１１の内側まで移送することができる。
【００３５】
送油装置２０の２つの環状リング２２、２３間には、２つの軸受２５があり、この実施形態では、これらの軸受２５は、内側リング２３と中間環状リング４１との間に取り付けられる。したがって、軸方向に離間した２つの軸受２５は、内側リング２３の側壁３８および中間リング４１の側壁４２を押圧し、基準フレームを変化させる。
【００３６】
ダンパを形成する可撓性手段３１は、この例では、潤滑油が流入して循環するための変形可能な密閉内側チャンバ３２を形成するように、中間リング４１の側壁４２と外側リング２２の側壁３３との間に配設される。そのためには、中間リングの側壁４２に貫通穴４３が設けられ、そのことにより、可撓性手段３１の密閉チャンバ３２を軸受２５間の空間４４と流体連通させ、ひいては内側リングの出口３９および減速機１１の通路４０まで連通させることができる。このようにして、油は、チャンバ、空間、および通路を通過しながら、送油装置２０内で連続循環する。
【００３７】
図３に関して説明した例では、可撓性手段３１は、互いに平行に離間し、実質的には外側リング２２の端部および中間リング４１の端部に取り付けられる２つの変形可能な環状フランジもしくは膜４５によって形成される。特に、図３では、これらのフランジ４５の外周面および内周面は、さらに、環状密閉固定手段４６によって、外側リングの側壁３３および中間リングの側壁４２にそれぞれ固定されることがわかる。フランジは、同一のフランジであり、ベローズの形で、互いに対向して、可撓性および弾性変形を示すものであることに気付くであろう。
【００３８】
選択材料（減速機の運動に追従するために適切な可撓性を付与し、弾性変形を可能にするものでなければならない）に応じて、フランジ４５は、フランジが金属材料から作られる場合には、溶着によってリングに溶接され、またはフランジが合成もしくは天然樹脂材料（例えば、エラストマー）から作られる場合には、リングに接着接合される。当然、材料は、弾性変形特性に加えて、タービンエンジンが動作している間にフランジの機械的強度および耐熱性を保証し、ひいては、送油装置２０の信頼性をもたらし、耐用年数を増加させるように選択される。
【００３９】
可撓性手段３１の内側密閉チャンバ３２は、潤滑油で満たされ、このことは、環状フランジ４５の可撓性により、減速機１１と送油装置２０の固定外側リング２２との間の外部応力を減衰させることができ、その結果、減速機の運動に追従することができると同時に、減速機の潤滑を保証することができる。したがって、減速機によって発生しやすい少しのずれも、減速機と送油装置２０との間にどんな問題も生じさせることなく、送油装置２０の可撓性減衰手段３１に追従して補正される。チャンバの内部容積はほぼ一定のままであるが、チャンバは受ける応力に応じてフランジの部分で変形することに留意されたい。
【００４０】
油で満たされた密閉内側チャンバ３２を画定するダンパを形成する可撓性手段３１の断面は、ベローズ状フランジを使用して図示されているものとは異なる場合がある。実際に、前記フランジは、適切な可撓性が得られれば、曲線状、傾斜状、階段状、または単純に直線状（すなわち、半径方向）のフランジにすることが可能である。
【００４１】
２つの上流側プロペラ２および下流側プロペラ３が逆方向に回転する反転遊星歯車列を有する差動減速機１１について後述する。
【００４２】
図３に示されているように、前記減速機は、長手方向軸Ａに対して、歯付きホイールの形の入力遊星シャフト１５を備え、入力遊星シャフト１５は、スプライン結合によって、一回転方向に回転すると同時に減速機１１を駆動するタービンシャフト１０に取り付けられる。互いに対して１２０°の角度をなして配置される３つの遊星歯車１８（図面には１つの歯車のみが示されている）が存在し、これらの遊星歯車１８は、入力シャフト１５の周囲に噛み合い、入力シャフトと逆の回転方向に回転する遊星キャリア１７によって支持される。外側環状歯車１９は、遊星歯車と噛み合い、入力シャフト１５と同じ回転方向および遊星キャリア１７と反対の回転方向に回転する。
【００４３】
したがって、遊星キャリア１７は、遊星歯車１８がそれぞれ取り付けられる３つの平行な中空シャフト５０を備え、中空シャフト５０は、この例では、位置合わせされて互いに離間するように取り付けられる２つの同一の軸受（ころ軸受）に対応する。中空シャフト５０は、遊星キャリアによって相互接続される。中間円筒状部品４７は、３つの中空シャフトに係合すると同時に、遊星キャリアに剛性接続され、通路４０からの油を３つのシャフト内部に送り、その後、矢印Ｔで示されるように、減速機１１の遊星歯車、環状歯車、および遊星シャフトに送りこむ。
【００４４】
固定リングと回転リングとの間に配設されるダンパを形成する可撓性手段３１により、送油装置２０は、ＰＧＢ減速機（回転リング２３が取り付けられた）の固定ケーシング（固定リング２２が取り付けられた）に対する角度および／または半径方向位置の変化に耐えることができる。
【００４５】
図示されていない変形形態では、可撓性手段は、空気チャンバのような可撓性環状エンクロージャの形にすることができる。可撓性環状エンクロージャは、この場合、関係するリング間に配置され、かつリングに剛性接続される。油を可撓性環状エンクロージャの密閉内側チャンバを通過させて外側リングの入口から減速機につながる出口通路まで循環させるために、エンクロージャの壁に開口部が設けられる。
【００４６】
上述のフランジの形状の実施形態と同様に、この実施形態の可撓性手段は、外部応力を減衰させ、減速機の運動（ずれ）に追従すると同時に、潤滑を保証する。可撓性手段の断面は、厳密に円形断面に限定されず、本発明の範囲から逸脱せずに、楕円形、長円形、扁平円筒形などにすることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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