(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸（２２）により駆動される減速機（２３）により回転駆動されるファン（１２）を含むターボジェットエンジンであって、前記減速機（２３）が、タービン軸（２２）に固設された太陽歯車（２４）と、ファン（１２）に固設されたリング歯車（２８）と、太陽歯車（２４）およびリング歯車（２８）と噛合し、エンジンの構造体（１１）に固設された遊星歯車支承部（２７）により支承される遊星歯車（２５）とを含み、
減速機（２３）が、ファン（１２）により発生する軸方向力を部分的に相殺する軸方向力をリング歯車（２８）に対し発生するよう、遊星歯車（２５）が、リング歯車（２８）のはす歯と協動するはす歯を有し、
遊星歯車に対するリング歯車および太陽歯車の中央位置が、軸方向に変位していることを特徴とする、ターボジェットエンジン。
【請求項２】
減速機が、タービン軸を駆動するタービンにより発生する軸方向力を部分的に相殺する軸方向力を太陽歯車に対し発生するよう、遊星歯車のはす歯が、太陽歯車のはす歯と協動することを特徴とする、請求項１に記載のターボジェットエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複流航空機タービンエンジンの分野に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、タービン軸により駆動される減速機により回転駆動されるファンを含むターボジェットエンジンであって、前記減速機が、タービン軸に固設された太陽歯車（ｐｌａｎｅｔａｉｒｅ）と、ファンに固設されたリング歯車（ｃｏｕｒｏｎｎｅ）と、太陽歯車およびリング歯車と噛合し、エンジンの構造に固設された遊星歯車支承部により支承される遊星歯車（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）とを含む、ターボジェットエンジンに関する。
【０００３】
【従来の技術】
航空機エンジンは、より高くなる圧力を得るために、より大きな吸気径を有する。したがって羽根の寸法も拡大されるが、この寸法は、羽根端における臨界速度基準を守らなければならない。この基準は、ファンの半径と回転速度の積であるため、羽根の端部の周速を一定にしたままでファンの半径を大きくしようとする場合、ファンの回転速度を下げなければならない。タービン軸とファンとの間に減速機が設置されるのはその理由による。
【０００４】
ファンの羽根の傾斜により発生する空気力学的力は、軸受およびエンジンの構造により吸収される軸方向力を発生する。ファンの直径の増大にともないこれら力が著しく増加し、維持することが困難になってきている。事実、これら力を吸収するのに使用される軸受は、その直径および重量が増加してきたため、エンジン内への軸受の組み込みに関して問題が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ファンの軸受が吸収すべき軸方向力が軽減される、導入部において言及したようなターボジェットエンジンを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、減速機が、ファンにより発生する軸方向力を部分的に相殺する軸方向力をリング歯車に対し発生するよう、遊星歯車が、リング歯車のはすば歯車と協働するはすば歯車（ｄｅｎｔｕｒｅ  ｈｅｌｉｃｏｉｄａｌｅ）を含むことにより達成される。
【０００７】
ファンの軸受は、ファンにより発生する軸方向力と、減速機により発生する軸方向力との差を吸収するように寸法が決められなければならない。
【０００８】
減速機の周囲に軸方向力が生じることにより、各遊星歯車のレベルにおいてタンブリングトルク（ｃｏｕｐｌｅ  ｄｅ  ｂａｓｃｕｌｅｍｅｎｔ）が生じる。このタンブリングトルクを相殺するために、リング歯車および太陽歯車の中央位置（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｏｙｅｎｎｅ）間に軸方向変位を課することにより、遊星歯車とリング歯車および太陽歯車との間の接触のレベルにおいて発生する半径方向力をともなう対抗するトルク（ｃｏｕｐｌｅ  ａｎｔａｇｏｎｏｉｓｔｅ）を発生させる。
【０００９】
きわめて有利には、減速機が、駆動タービンにより発生する軸方向力を部分的に相殺する軸方向力を太陽歯車に対し発生するよう、遊星歯車のはすば歯車が、太陽歯車のはすば歯車と協働する。
【００１０】
こうすることによりタービン軸受が吸収すべき力も軽減される。
【００１１】
したがって遊星歯車は、リング歯車に対し第一軸方向力を発生し、太陽歯車に対し、第一軸方向力とは反対で第一軸方向力とほぼ等しい第二軸方向力を発生し、遊星歯車の軸に加えられるこれらの合力はほぼ０に等しい。
【００１２】
本発明の他の長所および特徴は、例として示し添付の図面を参照して行う以下の説明を読むことにより明らかになろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、軸ＸＸの複流ターボジェットエンジン１０を示す図であり、ターボジェットエンジンは、ハウジング１１および１４を接続するブレース１３に横断される環状ケーシング１５を内部ハウジング１１とともに画定する、環状外部ハウジング１４に取り囲まれたファン１２を、エンジンの内部ハウジング１１の前方に含む。
【００１４】
ファン１２の羽根によってブローされる空気流は、環状ケーシング１５を通過する第二の流れと、エンジンを通過する第一の流れの二つの流れに分割される。第一の流れは、コンプレッサ区間１６内で圧縮された後、燃焼室１７内で燃焼されるよう、燃料と混合される。高温燃焼ガスは、コンプレッサ１６の区間およびファン１２を駆動するタービン区間１８を通過した後、ノズル１９から放出される。
【００１５】
図２でより明確にわかるように、ファン１２の羽根１２ａは、ファン軸２１により回転駆動されるロータリム２０上に取り付けられる。ファン軸２１は、タービン軸２２により減速機２３を介して駆動される。ファン軸２１とタービン軸２２は反対方向に回転する。
【００１６】
減速機２３は、タービン軸２２の周囲に取り付けられタービン軸に固設された軸ＸＸの太陽歯車２４と、内部ハウジング１１に固設された遊星歯車支承部２７上に固定された軸２６により支承される遊星歯車２５と、遊星歯車２５を取り囲むリング歯車２８とを含む。リング歯車２８は、ファン軸２１の内部穴内に取り付けられる。
【００１７】
遊星歯車２５は、太陽歯車２４とリング歯車２８との間に挿入され、はすば歯車を介して太陽歯車およびリング歯車と噛合する。遊星歯車２５の歯の軸方向長さは、太陽歯車２４およびリング歯車２８の歯の軸方向長さを明らかに上回る。上流側および下流側を、ファン１２を通過するガス流の方向を基準として画定する場合、リング歯車２８は、遊星歯車２５の下流側端と噛合するが、太陽歯車２４は遊星歯車２５の上流側端と噛合する。
【００１８】
遊星歯車２５のはすば歯車の方向は、動作時、遊星歯車２５が、下流側に向けられた軸方向力Ｆ２（図３を参照のこと）をリング歯車２８に対し加え、上流側に向けられた軸方向力Ｆ３を太陽歯車２４に対し加えるような方向である。軸２６により吸収される２つの軸方向力Ｆ２およびＦ３の合力が、可能な限り小さくなるよう、これら２つの力は同じ大きさであることが好ましい。
【００１９】
軸方向力Ｆ２は、ファン１２により発生する軸方向力Ｆ１とは反対の方向である。符号Ｆ’１は、ファン軸２１と内部ハウジング１１との間に挿入された軸受３０、およびファン軸２１とタービン軸２２の上流側端との間に挿入された軸受３１により吸収されるべき、これら２つの力の軸方向の合力を示す。軸方向力Ｆ３は、タービン軸２２を駆動するタービンにより加えられる軸方向力Ｆ４とは反対の方向である。
【００２０】
反作用として、リング歯車２８および太陽歯車は、各遊星歯車２５にタンブリングトルクを加えるＦ２およびＦ３に等しいがこれらとは反対の軸方向力Ｆ’２およびＦ’３を、遊星歯車２５に加える。符号Ｆ５およびＦ６は、軸方向力Ｆ２およびＦ３により発生するタンブリングトルクを相殺するために、噛合のレベルにおいて使用される半径方向の力を表す。通常等しく反対方向の力Ｆ５およびＦ６は、太陽歯車２４およびリング歯車２８の中央位置間の軸変位Ｅが大きければ大きいほど、小さくなる。
【００２１】
本発明の長所は、ファン１２の軸受により支持される軸方向力を大幅に減少させ、軸受が、より容易にエンジン内に組み込むことができる寸法および重量の範囲内に留まることができるようにすることである。
【００２２】
太陽歯車減速機を使用することにより、さらに、タービンにより発生する軸方向力Ｆ４を防止し、その結果、タービンの支持軸受の寸法および重量を軽減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複流ターボジェットエンジンの略図である。
【図２】図１のターボジェットエンジンの回転軸を通過する面による半断面図である。
【図３】減速機の要素内に加えられる力の略図である。
【符号の説明】
１０  ターボジェットエンジン
１１  内部ハウジング
１２  ファン
１２ａ  羽根
１３  ブレース
１４  環状外部ハウジング
１５  環状ケーシング
１６  コンプレッサ区間
１７  燃焼室
１８  タービン区間
１９  ノズル
２０  ロータリム
２１  ファン軸
２２  タービン軸
２３  減速機
２４  太陽歯車
２５  遊星歯車
２６  軸
２７  遊星歯車支承部
２８  リング歯車
３０、３１  軸受
Ｅ  太陽歯車およびリング歯車の中央位置間の軸変位
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  軸方向力
Ｆ’１、Ｆ’２、Ｆ’３  合力
Ｆ５、Ｆ６  径方向の力
ＸＸ  軸
【図１】
0003990564.tif 000002
【図２】
0003990564.tif 000003
【図３】
0003990564.tif 000004