(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの付属機器を駆動するための組立体であって、
前方側面（１４）及び前方側面の反対側にある後方側面（１６）を有し、互いに噛み合っている３つの歯車（１８ａから１８ｃ）からなる第１歯車列（１８）、及び、互いに噛み合っている４つの歯車（２０ａから２０ｄ）からなる第２歯車列（２０）が中に取り付けられているギアボックス（１２）と、
歯車対（２４）によって第１及び第２の歯車列と回転するように連結されており、ギアボックスの前方側面から突出する動力伝動軸（２２）と、
ギアボックスの側面に取り付けられており、各々が、２つの歯車列の歯車の１つと回転するように連結されたそれぞれの駆動軸（２６ａから４２ａ）を含む９個の異なるガスタービン付属機器（２６から４２）とを備えており、
ギアボックス（１２）が、互いに接続されて、両方の歯車列（１８、２０）の歯車へ潤滑油を運ぶための回路を形成する複数のまっすぐな導管（５０）を有し、各導管が一端においてギアボックスの上面（５２）に開口している、前記組立体。
【請求項２】
付属機器のうちの２つ（３４、３８）が、それぞれの駆動軸（３４ａ、３８ａ）を２つの歯車列のうちの一方の同じ歯車（２０ｂ）と回転するように連結させており、各付属機器が、ギアボックスの側面のそれぞれの１つに取り付けられている、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
６個の付属機器（２６、３０、３２、３４、３６、４２）がギアボックスの後方側面（１６）に取り付けられており、３個の付属機器（２８、３８、４０）がギアボックスの前方側面（１４）に取り付けられている、請求項１又は２に記載の組立体。
【請求項４】
付属機器が、電力を送るための２つの発電機（２６、２８）と、ガスタービンの装置へ電気を送るための永久磁石式交流発電機（３０）と、ガスタービンを始動するための始動機（３２）と、加圧下のオイルを送るための２つの油圧ポンプ（３４、３６）と、主オイルポンプ（３８）と、主燃料ポンプ（４０）と、遠心式デオイラー（４２）とを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項５】
２つの発電機（２６、２８）がそれぞれの駆動軸（２６ａ、２８ａ）を第１歯車列（１８）の２つの隣り合う歯車（１８ａ、１８ｂ）と回転するように連結させており、各発電機がギアボックスの側面（１４、１６）のそれぞれの１つに取り付けられている、請求項４に記載の組立体。
【請求項６】
永久磁石式交流発電機（３０）が駆動軸（３０ａ）を第１歯車列（１８）の残りの歯車（１８ｃ）と回転するように連結させており、かつ、ギアボックスの後方側面（１６）に取り付けられている、請求項５に記載の組立体。
【請求項７】
始動機（３２）がギアボックスの後方側面（１６）に取り付けられており、始動機の駆動軸（３２ａ）が歯車対（２４）と回転するように連結されている、請求項４から６のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項８】
２つの油圧ポンプ（３４、３６）、遠心式デオイラー（４２）、並びにオイル及び燃料ポンプ（３８、４０）がそれぞれの駆動軸（３４ａ、３６ａ、４２ａ、３８ａ、４０ａ）を第２歯車列（２０）の歯車（２０ｂから２０ｄ）の対応する１つと回転するように連結させており、２つの油圧ポンプ及び遠心式デオイラーがギアボックスの後方側面（１６）に取り付けられており、オイル及び燃料ポンプがギアボックスの前方側面（１４）に取り付けられている、請求項４から７のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項９】
動力伝動軸（２２）が実質的に形状が円錐形であり、一端において、第１に、ローラーベアリング（４４）によって径方向に、第２に、ボールベアリング（４８）によって軸方向に保持されており、また、動力伝動軸の反対側端部において、歯車対（２４）へトルクを伝えるためのフルーティング（４６）によって径方向に保持されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の組立体。
【請求項１０】
ギアボックス（１２）が鋳造によって作られた金属部品であり、潤滑油を運ぶための導管（５０）の場所がギアボックスの上面（５２）から直接穴をあけるのに適する中実円筒体積によって用意されている、請求項１に記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの一般的な分野に関し、また、発明は、より詳しくは、ガスタービンの付属機器を駆動するためのギアボックスの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の適用分野は、航空機又はヘリコプターのエンジン用の、またさらには補助電源装置（ＡＰＵｓ）用のガスタービンの分野である。
【０００３】
航空機又はヘリコプターのガスタービンエンジンは、特に、油圧エネルギー生成用、燃料供給用、潤滑用のさまざまなポンプ、電力生成用の発電機などのような複数のタービン付属機器又は補助装置を駆動するためのギアボックスを一般に含む。このようなギアボックスは、アクセサリーギアボックス（ＡＧＢ）と一般に呼ばれている。
【０００４】
知られている方法では、付属機器を駆動するためのギアボックスは、１つ以上の歯車列を備え、各歯車列は、タービンのシャフトに連結された動力伝動軸によって回転駆動される複数の歯車から作られている。各付属機器は、一般的には、ギアボックスの側面の１つに取り付けられており、また、歯車列の歯車の１つに連結された駆動軸を含む。タービンが作動中である場合、タービンが生成する機械的な力の一部がタービンシャフトから取り出され、動力伝動軸及び歯車列を介してギアボックスに取り付けられているさまざまな付属機器にそれらを駆動するために伝えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
付属機器駆動用ギアボックスは、特に駆動されるべき付属機器の数及び性質に応じて様々である。付属機器駆動用ギアボックスを設計する際、それでもやはり重要なことは、ギアボックスの大きさ及び重量を、特に付属機器の互いに相対的な位置を付属機器の個々の大きさ、及び付属機器の回転速度に応じて決めることによってできるだけ小さく抑えることである。残念ながら、現在知られている付属機器駆動用ギアボックスは、一般に、大きさ及び重量が大きすぎる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の主目的は、その体積及びサイズを大幅に減らすことができる、ガスタービン付属機器を駆動するための組立体を提案することにより、このような欠点を軽減することである。
【０００７】
この目的は、
前方側面及び前方側面の反対側にある後方側面を有し、互いに噛み合っている３つの歯車からなる第１歯車列、及び、互いに噛み合っている４つの歯車からなる第２歯車列が中に取り付けられているギアボックスと、
歯車対によって第１及び第２の歯車列と回転するように連結されており、ギアボックスの前方側面から突出する動力伝動軸と、
ギアボックスの側面に取り付けられおり、各々が、２つの歯車列の歯車の１つと回転するように連結されたそれぞれの駆動軸を含む９個の異なるガスタービン付属機器と
を備える組立体をもって達成される。
【０００８】
９個の異なる付属機器に力を送るために２つの歯車列に分配された８個の歯車（動力伝動軸の歯車対と２つの歯車列の７個の歯車）のみを用いることが、組立体の総重量及び大きさを著しく減らすことを可能にする。
【０００９】
有利な配置では、付属機器のうちの２つがそれぞれの駆動軸を２つの歯車列のうちの一方の同じ歯車と回転するように連結されており、各付属機器がギアボックスの側面のそれぞれの１つに取り付けられている。
【００１０】
別の有利な配置では、６個の付属機器がギアボックスの後方側面に取り付けられており、３個の付属機器がギアボックスの前方側面に取り付けられている。
【００１１】
さらに別の有利な配置では、付属機器が、電力を送るための２つの発電機と、ガスタービンの装置へ電気を送るための永久磁石式交流発電機と、ガスタービンを始動するための始動機と、加圧下のオイルを送るための２つの油圧ポンプと、主オイルポンプと、主燃料ポンプと、遠心式デオイラーとを備える。
【００１２】
このような状況下では、２つの発電機がそれぞれの駆動軸を第１歯車列の２つの隣り合う歯車と回転するように連結させており、各発電機がギアボックスの側面のそれぞれの１つに取り付けられている。発電機のこのような配置は、組立体の重量分布のバランスが保たれることを保証するという利点を与えるものである。
【００１３】
さらに、永久磁石式交流発電機がその駆動軸を第１歯車列の残りの歯車と回転するように連結させており、かつ、ギアボックスの後方側面に取り付けられている。
【００１４】
始動機は、ギアボックスの後方側面に取り付けられていることであってもよく、始動機の駆動軸は、歯車対と回転するように連結されていることであってもよい。結果として、始動する際のエンジンを駆動するための経路は、いずれの歯車列をも通らない。
【００１５】
最後に、２つの油圧ポンプ、遠心式デオイラー、並びにオイル及び燃料ポンプは、有利には、それぞれの駆動軸を第２歯車列の歯車の対応する１つと回転するように連結させており、２つの油圧ポンプ及び遠心式デオイラーがギアボックスの後方側面に取り付けられており、オイル及び燃料ポンプがギアボックスの前方側面に取り付けられている。
【００１６】
さらに別の有利な配置では、動力伝動軸が実質的に形状が円錐形であり、一端において、第１にローラーベアリングによって径方向に、第２にボールベアリングによって軸方向に保持されており、また、動力伝動軸の反対側端部において、歯車対へトルクを伝えるためのフルーティングによって径方向に保持されている。このような配置により、軸をそれがギアボックスに取り付けられているところで案内するための追加の転がり軸受に対するあらゆる必要性を回避することで、組立体の総重量を減らすことに貢献することを可能にする。
【００１７】
さらに別の有利な配置では、ギアボックスが、互いに接続されて、両方の歯車列の歯車へ潤滑油を運ぶための回路を形成する複数のまっすぐな導管を有し、各導管が一端においてギアボックスの上面に開口している。好ましくは、ギアボックスが鋳造によって作られた金属部品であり、潤滑油を運ぶための導管の場所が、ギアボックスの上面から直接穴をあけるのに適する中実円筒体積によって用意されている。これにより、組立体を作成するときに簡単になる。
【００１８】
本発明の他の特徴及び利点は、限定する特徴のない実施形態を示す添付図面に関して与えられる以下の説明から分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による、付属機器を駆動するための組立体の縦断面図である。
【図２】動力伝動軸がギアボックスにどのように取り付けられているかを示す図１の一部の拡大図である。
【図３】ギアボックスの前方側面から見た図１の組立体を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、航空機用ガスタービンの付属機器を駆動するための組立体１０の縦断面図である。もちろん、本発明は、ヘリコプターのエンジンのガスタービン、またさらには補助電源装置にも適用される。
【００２１】
組立体１０は、特に、前方側面１４と、その前面の反対側にある後方側面１６とを有する実質的に長方形のギアボックス１２を備える。
【００２２】
ギアボックス１２は、長手方向に延びる２つの歯車列、すなわち、互いに噛み合う３つの歯車１８ａから１８ｃまでからなる第１歯車列１８と、互いに噛み合う４つの歯車２０ａから２０ｄまでからなる、第１歯車列と異なる第２歯車列２０とを収容している。
【００２３】
動力伝動軸２２（図１に部分的に示されている）は、機械的な力をタービン（図示せず）のシャフトから取り出し、２つの歯車列１８及び２０へ伝える。このために、動力伝動軸２２は、一対の歯車２４によって両方の歯車列と回転するように連結されている。さらに、動力伝動軸は、ギアボックス１２の前方側面１４から、前方側面１４に実質的に垂直に突出している。
【００２４】
２つの歯車列１８及び２０は、上述したように、タービンの複数の異なる付属機器を回転駆動する役割を果たす。より正確に言うと、本発明では、これらの歯車列が、タービンシャフトから取り出した機械的な力を、各々がギアボックス１２の側面１４及び１６の１つに取り付けられている９個の異なる付属機器に伝える。
【００２５】
これら９個の付属機器は、（例えば、エンジンによって推進される航空機へ）電力を送るための２つの発電機２６及び２８と、エンジンの装置へ電気を送るための永久磁石式交流発電機（ＰＭＡ）３０と、エンジンを始動させるための始動機３２と、エンジン及び／又はエンジンの装置へ加圧下のオイルを送るための２つの油圧ポンプ３４及び３６と、エンジン及び／又はエンジンの装置の油圧回路へ潤滑油を送るための主オイルポンプ３８と、主燃料ポンプ４０と、遠心式デオイラー４２（受動装置）とで構成されている。
【００２６】
付属機器２６から４２の各々は、ギアボックス１２の側面１４、１６の１つに取り付けられている。各付属機器２６から４２はまた、駆動されるために、歯車列の１つの歯車に取り付けられた駆動軸２６ａから４２ａを有する。
【００２７】
９個の付属機器を８個の歯車（つまり、動力伝動軸２２の歯車対２４と、２つの歯車列の７個の歯車１８ａから１８ｃ及び２０ａから２０ｄ）だけで駆動可能とするために、２つの付属機器は、それらの駆動軸を共通の歯車と回転するように連結させており、また、その２つの付属機器は、ギアボックスの異なる側面に取り付けられている。
【００２８】
したがって、図１の実施形態では、油圧ポンプ３４の１つと主オイルポンプ３８が、ギアボックスの後方側面１６及び前方側面１４にそれぞれ取り付けられており、また、油圧ポンプ３４の１つと主オイルポンプ３８は、それぞれの駆動軸３４ａ及び３８ａを第２歯車列２０の同じ歯車２０ｂと回転するように連結されている。
【００２９】
付属機器２６から４２は、（ここでは、同一の歯車に取り付けられているために同一の回転速度を有する油圧ポンプ３４及びオイルポンプ３８を除いて、）異なる体積及び回転速度を有する。付属機器２６から４２は、組立体が占める空間及び組立体の重量分布をも最適にしつつ、これらのパラメータを考慮するような方法で、ギアボックスに取り付けられることが必要である。
【００３０】
このために、本発明に係る組立体の第１歯車列１８は、付属機器を高速回転（１００００回転毎分（ｒｐｍ）より大きい）で駆動するための専用の歯車列である。第２歯車列２０は、より具体的には、より遅い回転速度（１００００ｒｐｍより低い）を有する付属機器を専ら駆動する。「高速」歯車列及び「低速」歯車列に分配することにより、さまざまな付属機器の速度を調整するために大きな歯車を用いることを回避することができ、また、これにより、組立体の全体の大きさ及び重量を減らすのに貢献する。
【００３１】
したがって、第１歯車列１８は、２つの発電機２６及び２８並びに永久磁石式交流発電機３０の回転速度が１００００ｒｐｍより大きいため、それらを駆動する。第２歯車列２０は、回転速度がより遅い残りの付属機器３２から４２を駆動する。
【００３２】
より正確には、２つの発電機２６及び２８は、それぞれの駆動軸２６ａ及び２８ａが第１歯車列の２つの隣り合う歯車（それぞれ図１の１８ａ及び１８ｂである）と回転するように連結されており、また、発電機２６及び２８の各々がギアボックスの側面の１つに取り付けられている。ギアボックスの両側へのこのような配置は、組立体の総重量のバランスを保つ役割を果たす（これら２つの付属機器は、他の付属機器よりも重い）。
【００３３】
永久磁石式交流発電機３０は、その駆動軸３０ａが第１歯車列の残りの歯車１８ｃと回転するように連結されており、永久磁石式交流発電機３０は、ギアボックスの後方側面１６に取り付けられている。
【００３４】
始動機３２はまた、ギアボックスの後方側面１６に取り付けられており、始動機３２の駆動軸３２ａは、歯車対２４と回転するように連結されている。
【００３５】
最後に、残りの油圧ポンプ３６、燃料ポンプ４０、及び、遠心式デオイラー４２は、それぞれの駆動軸（３６ａ、４０ａ、４２ａ）を第２歯車列２０の残りの歯車（つまり、２０ｃ及び２０ｄ）と回転するように連結させており、２つの油圧ポンプ及び遠心式デオイラーは、ギアボックスの後方側面１６に取り付けられており、オイル及び燃料ポンプは、ギアボックスの前方側面１４に取り付けられている。
【００３６】
第２歯車列２０の残りの歯車２０ａがいずれの付属機器をも回転駆動しないことが観察されるべきである。歯車２０ａの機能は、力を第２歯車列の付属機器に伝えることであり、また、付属機器が間隔をあけて配置される範囲を増大させることである。
【００３７】
さまざまな付属機器のギアボックス上のこのような配置により、第１に、全体の大きさ及び重量を小さくすること（９個の付属機器を駆動するのに８個の歯車のみが必要とされる）、また、第２に、ギアボックス上でバランスのとれた重量分布を得ることが可能になる。
【００３８】
図２でより明確に示されている本発明の別の態様によれば、動力伝動軸２２は、実質的に円錐形状であり、また、動力伝動軸２２は、一端において、第１に、ローラーベアリング４４によって径方向に、第２に、ボールベアリング４８によって軸方向に保持されており、その反対側端部において、歯車対２４へトルクを伝えるためにフルーティング４６によって径方向に保持されている。
【００３９】
したがって、このような配置は、軸をそれがギアボックスに取り付けられているところで案内するのを補助するために通常必要とされる種類の追加の転がり軸受を有することを省略可能にする。結果として、組立体の総重量は、さらに減らすことができる。
【００４０】
フルーティング４６を有する動力伝動軸２２の端部に置かれた追加の転がり軸受４９が、そこに作用するラジアル負荷を吸収する役割をも果たすことが観察されるべきである。
【００４１】
本発明のさらに別の態様によれば、図３に示されているように、ギアボックス１２は、その前方側面１４に、相互接続されて、２つの歯車列の歯車へ潤滑油を運ぶための経路を形成する複数の導管５０（図３では６個が示されている）を有する。
【００４２】
潤滑油を運ぶためのこれら導管５０は、実質的にまっすぐである、かつ、各端部においてギアボックスの上面５２に対して開口しているという特定の特徴を有する。したがって、ギアボックス１２は鋳造によって作られた金属部品であるので、潤滑油を運ぶための導管５０の場所は、後でギアボックスの上面５２から直接穴があけられる中実円筒体積によって用意することができる。これは、本発明に係る組立体を作成するときの簡素化につながるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１２  ギアボックス
１４  前方側面
１６  後方側面
１８  第１歯車列
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  歯車
２０  第２歯車列
２２  動力伝動軸
２４  歯車対
２６、２８  発電機
３０  永久磁石式交流発電機
３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａ、４２ａ、３８ａ、４０ａ  駆動軸
３２  始動機
３４、３６  油圧ポンプ
３８  主オイルポンプ
４０  主燃料ポンプ
４２  遠心式デオイラー
４４  ローラーベアリング
４６  フルーティング
４８  ボールベアリング
５０  導管
５２  ギアボックスの上面
【図１】
0005328430.tif 000002
【図２】
0005328430.tif 000003
【図３】
0005328430.tif 000004