(57)【要約】本発明の例示的な態様に従う遊星歯車アセンブリは、特に、第１の平板を有したキャリアを備えており、第１の平板は、半径方向外側コネクタによって第２の平板から軸方向に離間されている。第１の平板に隣接して支持された第１のセットの遊星歯車は、第１の太陽歯車及び第１の輪歯車と噛み合う第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第２のセットの遊星歯車は、第１のセットの遊星歯車から軸方向に離間され、第２の平板に隣接して支持され、かつ第２の太陽歯車及び第２の輪歯車と噛み合う第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第１のセットの遊星歯車及び該第２のセットの遊星歯車は、屈曲により生じたキャリアの変形の間、相対的な相互に噛み合う整列を維持する。
2016520179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平板を有し、この第１の平板が半径方向外側コネクタによって第２の平板から軸方向に離間されてなる、キャリアと、
第１の太陽歯車及び第１の輪歯車と噛み合う第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車を有し、前記第１の平板に隣接して支持された第１のセットの遊星歯車と、
前記第１のセットの遊星歯車から軸方向に離間され、前記第２の平板に隣接して支持され、かつ第２の太陽歯車及び第２の輪歯車と噛み合う第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車を有した第２のセットの遊星歯車であって、前記第１のセットの遊星歯車及び前記第２のセットの遊星歯車が、屈曲により生じた前記キャリアの変形の間、相対的な相互に噛み合う整列を維持する、第２のセットの遊星歯車と、
を備えた遊星歯車アセンブリ。
【請求項２】
前記キャリアに少なくとも１つの中間歯車開口部を有し、前記第１のセットの中間歯車のうちの１つ及び前記第２のセットの中間歯車のうちの１つが、前記少なくとも１つの中間歯車開口部内に位置することを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のセットの中間歯車は、前記第２のセットの中間歯車とは独立して動くことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の輪歯車は、第１の可撓性フランジから延在する第１のセットの歯を有し、前記第２の輪歯車は、第２の可撓性フランジから延在する第２のセットの歯を有することを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項５】
前記歯車アセンブリは、回転しないように固定された前記第１の輪歯車及び前記第２の輪歯車を有したプラネタリ歯車アセンブリであることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項６】
前記歯車アセンブリは、回転しないように固定された前記キャリアを有した星形歯車アセンブリであることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つ及び前記第２のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのポストによって前記キャリアに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのポストと、前記第１のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つ及び前記第２のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つとの間に位置した少なくとも１つの球面軸受を備えることを特徴とする請求項７に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項９】
前記第１のセットの中間歯車及び前記第２のセットの中間歯車は、平歯車であることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の太陽歯車は、第１のセットの歯を有し、前記第２の太陽歯車は、第２のセットの歯を有することを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のセットの歯は、前記第２のセットの歯の間の一セットの歯根部と整列するように時計状に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の遊星歯車アセンブリ。
【請求項１２】
軸を中心に回転可能なファンセクションと、
前記ファンセクションに接続された変速機構と、
を備えたガスタービンエンジンにおいて、
前記変速機構は、
第１の平板を有し、この第１の平板が半径方向外側コネクタによって第２の平板から軸方向に離間されてなる、キャリアと、
第１の太陽歯車及び第１の輪歯車と噛み合う第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車を有し、前記第１の平板に隣接して支持された第１のセットの遊星歯車と、
前記第１のセットの遊星歯車から軸方向に離間され、前記第２の平板に隣接して支持され、かつ第２の太陽歯車及び第２の輪歯車と噛み合う第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車を有した第２のセットの遊星歯車であって、前記第１のセットの遊星歯車及び前記第２のセットの遊星歯車が、屈曲により生じた前記キャリアの変形の間、相対的な相互に噛み合う整列を維持する、第２のセットの遊星歯車と、
を備えたガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記キャリアに少なくとも１つの中間歯車開口部を有し、前記第１のセットの中間歯車のうちの１つ及び前記第２のセットの中間歯車のうちの１つが、前記少なくとも１つの中間歯車開口部内に位置することを特徴とする請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記第１のセットの中間歯車は、前記第２のセットの中間歯車とは独立して動くことを特徴とする請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記第１の太陽歯車は第１のセットの歯を有し、前記第２の太陽歯車は第２のセットの歯を有することを特徴とする請求項２１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
前記第１のセットの歯は、前記第２のセットの歯の間の一セットの歯根部と整列するように時計状に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
前記第１のセットの中間歯車及び前記第２のセットの中間歯車は、平歯車であることを特徴とする請求項１２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
歯車アセンブリを動作させる方法であって、
ａ）キャリア上の第１の平板をキャリア上の第２の平板に対して回転させるステップと、
ｂ）第１の輪歯車、第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車及び第１の太陽歯車を有し、第２のセットの遊星歯車から軸方向に離間される、前記第１の平板に隣接する第１のセットの遊星歯車を介して、第１の荷重を伝達するステップと、
ｃ）第２の輪歯車、第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車及び第２の太陽歯車を有し、前記第２の平板に隣接する第２のセットの遊星歯車を介して、前記第１の荷重とは独立して第２の荷重を伝達するステップと、
を含む、歯車アセンブリを動作させる方法。
【請求項１９】
前記ステップａ）は、半径方向外側コネクタで前記第１の平板及び前記第２の平板の前記回転に対抗することをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のセットの中間歯車及び前記第２のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つが球面軸受上に取り付けられることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、典型的には、ファンセクション、圧縮機セクション、燃焼器セクション及びタービンセクションを備えている。圧縮機セクションに進入する空気は、圧縮され、燃焼器セクションへと送られ、この燃焼器セクションにおいて、空気が燃料と混合され、点火され、これにより、高速排気ガス流が発生する。高速排気ガス流は、タービンセクションを通して膨張して圧縮機及びファンセクションを駆動させる。
【０００３】
いくつかのガスタービンエンジンは、ファンセクションをタービンセクションと機械的に接続する歯車付き構成を備えている。歯車付き構成は、ファンセクションとは異なる回転速度でタービンセクションを回転させてガスタービンエンジンの効率を増加させる。動作中、ねじり荷重が歯車付き構成に加えられ、これにより、歯車付き構成の構造体が変形し得る。歯車付き構成の構造体の変形は、歯車のアライメント不整を生じさせ、歯車及びこれに関連する軸受の動作寿命を減少させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の例示的な態様に従う遊星歯車アセンブリは、特に、第１の平板を有したキャリアを備えており、第１の平板は、半径方向外側コネクタによって第２の平板から軸方向に離間されている。第１の平板に隣接して支持された第１のセットの遊星歯車は、第１の太陽歯車及び第１の輪歯車と噛み合う第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第２のセットの遊星歯車は、第１のセットの遊星歯車から軸方向に離間され、第２の平板に隣接して支持され、かつ第２の太陽歯車及び第２の輪歯車と噛み合う第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第１のセットの遊星歯車及び第２のセットの遊星歯車は、屈曲により生じたキャリアの変形の間、相対的な相互に噛み合う整列を維持する。
【０００５】
前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、アセンブリは、キャリアに少なくとも１つの中間歯車開口部を備えている。第１のセットの中間歯車のうちの１つ及び第２のセットの中間歯車のうちの１つは、少なくとも１つの中間歯車開口部内に位置している。
【０００６】
前述の遊星歯車アセンブリのうちのいずれか一方の他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車は、第２のセットの中間歯車とは独立して動く。
【０００７】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、第１の輪歯車は、第１の可撓性フランジから延在する第１のセットの歯を有し、第２の輪歯車は、第２の可撓性フランジから延在する第２のセットの歯を有している。
【０００８】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、歯車アセンブリは、回転しないように固定された第１の輪歯車及び第２の輪歯車を有したプラネタリ歯車アセンブリである。
【０００９】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、歯車アセンブリは、回転しないように固定されたキャリアを有した星形歯車アセンブリである。
【００１０】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つ及び第２のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのポストによってキャリアに取り付けられている。
【００１１】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、少なくとも１つの球面軸受は、少なくとも１つのポストと、第１のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つ及び少なくとも１つの第２のセットの中間歯車と、の間に位置する。
【００１２】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車及び第２のセットの中間歯車は、平歯車である。
【００１３】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、第１の太陽歯車は、第１のセットの歯を有し、第２の太陽歯車は、第２のセットの歯を有している。
【００１４】
任意の前述の遊星歯車アセンブリの他の非限定的な実施例において、第１のセットの歯は、第２のセットの歯の間の一セットの歯根部と整列するように時計状に配置される。
【００１５】
本発明の例示的な態様に従うガスタービンエンジンは、特に、軸を中心に回転可能なファンセクションと、このファンセクションに接続された変速機構と、を備えている。変速機構は、第１の平板を有したキャリアを備えており、第１の平板は、半径方向外側コネクタによって第２の平板から軸方向に離間されている。第１の平板に隣接して支持された第１のセットの遊星歯車は、第１の太陽歯車及び第１の輪歯車と噛み合う第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第２のセットの遊星歯車は、第１のセットの遊星歯車から軸方向に離間され、第２の平板に隣接して支持され、かつ第２の太陽歯車及び第２の輪歯車と噛み合う第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車を備えている。第１のセットの遊星歯車及び第２のセットの遊星歯車は、屈曲により生じたキャリアの変形の間、相対的な相互に噛み合う整列を維持する。
【００１６】
前述のガスタービンエンジンの他の非限定的な実施例において、エンジンは、キャリアに少なくとも１つの中間歯車開口部を備えている。第１のセットの中間歯車のうちの１つ及び第２のセットの中間歯車のうちの１つは、少なくとも１つの中間歯車開口部内に位置する。
【００１７】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれか一方の他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車は、第２のセットの中間歯車とは独立して動く。
【００１８】
任意の前述のガスタービンエンジンの他の非限定的な実施例において、第１の太陽歯車は、第１のセットの歯を有し、第２の太陽歯車は、第２のセットの歯を有している。
【００１９】
任意の前述のガスタービンエンジンの他の非限定的な実施例において、第１のセットの歯は、第２のセットの歯の間の一セットの歯根部と整列するように時計状に配置される。
【００２０】
任意の前述のガスタービンエンジンの他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車及び第２のセットの中間歯車は、平歯車である。
【００２１】
本発明の別の例示的な態様に従う歯車アセンブリを動作させる方法は、特に、キャリア上の第１の平板をキャリア上の第２の平板に対して回転させるステップを含む。第１の荷重が、第１の平板に隣接する第１のセットの遊星歯車を介して伝達される。第１のセットの遊星歯車は、第１の輪歯車、第１のセットの周方向にオフセットした中間歯車、及び第１の太陽歯車を備えている。第２の荷重が、第１の荷重とは独立して、第２の平板に隣接する第２のセットの遊星歯車を介して伝達される。第２のセットの遊星歯車は、第２の輪歯車、第２のセットの周方向にオフセットした中間歯車、及び第２の太陽歯車を備えている。第１のセットの遊星歯車は、第２のセットの遊星歯車から軸方向に離間されている。
【００２２】
前述の方法の他の非限定的な実施例において、上記回転させるステップは、半径方向外側コネクタで第１の平板及び第２の平板の回転に対抗することをさらに含む。
【００２３】
前述の方法のいずれか一方の他の非限定的な実施例において、第１のセットの中間歯車及び第２のセットの中間歯車のうちの少なくとも１つが、球面軸受上に取り付けられる。
【００２４】
本発明の様々な特徴及び利点は、以下の発明を実施するための形態から当業者に明らかになるであろう。発明を実施するための形態に付随する図面は、以下の通り簡単に記載され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略的な断面図である。
【図２】ガスタービンエンジン内に組み込まれ得る例示的な歯車付き構成の説明図である。
【図３】ガスタービンエンジン内に組み込まれた図２の歯車付き構成の説明図である。
【図４】ガスタービンエンジン内に組み込まれ得る別の例示的な歯車付き構成の説明図である。
【図５】ガスタービンエンジン内に組み込まれた図４の歯車付き構成の説明図である。
【図６】例示的な太陽歯車の斜視図である。
【図７】例示的なキャリアの斜視図である。
【図８】球面歯車の斜視断面図である。
【図９】ねじり荷重下のキャリアの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、ガスタービンエンジン２０を概略的に示している。ガスタービンエンジン２０は、ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６及びタービンセクション２８を一般に組み込む２スプールターボファンとして本明細書に開示されている。代替的なエンジンは、他のシステムまたは特徴部の中で、オーグメンタ部（図示せず）を備え得る。ファンセクション２２は、ファンケースまたはファンダクト１５内に画定されたバイパスダクト内のバイパス流路Ｂに沿って空気を動かす。圧縮機セクション２４は、空気を圧縮し、この空気を燃焼器セクション２６へと通流させ、次いでタービンセクション２８を通して膨張させるように、コア流路Ｃに沿って空気を動かす。開示された非限定的な実施例において２スプールターボファンガスタービンエンジンとして示されているが、教示が３スプール構成を含む他の種類のタービンエンジンに適用され得るので、本明細書に記載される概念は、２スプールターボファンでの使用に限定されないことを理解されたい。
【００２７】
例示的なエンジン２０は、一般に、エンジン静止構造体３６に対してエンジン長手方向中心軸Ａを中心として回転するように、いくつかの軸受システム３８を介して取り付けられた低速スプール３０及び高速スプール３２を備えている。様々な位置での様々な軸受システム３８が、代替的または追加的に提供され得るものであり、軸受システム３８の位置は、用途に適するように変化し得ることを理解されたい。
【００２８】
低速スプール３０は、一般に、ファン４２、低圧圧縮機４４及び低圧タービン４６を相互接続する内側シャフト４０を備えている。内側シャフト４０は、変速機構を介してファン４２に接続されており、この変速機構は、例示的なガスタービンエンジン２０において、低速スプール３０よりも低速でファン４２を駆動する歯車付き構成４８として示されている。高速スプール３２は、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４とを相互接続する外側シャフト５０を備えている。燃焼器５６は、例示的なガスタービンエンジン２０において、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４との間に配置されている。エンジン静止構造体３６の中間タービンフレーム５７は、一般に、高圧タービン５４と低圧タービン４６との間に配置されている。中間タービンフレーム５７は、タービンセクション２８の軸受システム３８をさらに支持する。内側シャフト４０及び外側シャフト５０は、同心であり、これらのシャフトの長手方向軸と同一直線上にあるエンジン長手方向中心軸Ａを中心として軸受システム３８を介して回転する。
【００２９】
コア空気流は、低圧圧縮機４４、次いで高圧圧縮機５２によって圧縮され、燃焼器５６内で燃料と混合されて燃焼され、次いで、高圧タービン５４及び低圧タービン４６にわたって膨張する。中間タービンフレーム５７は、コア空気流路Ｃ内にあるエアフォイル５９を備えている。タービン４６、５４は、膨張に応じて、それぞれの低速スプール３０及び高速スプール３２を回転駆動する。ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６、タービンセクション２８及び歯車付き構成４８の各位置が変化し得ることを理解されたい。例えば、歯車付き構成４８は、燃焼器セクション２６の後部またはタービンセクション２８の後部にさえも位置し得るものであり、ファンセクション２２は、歯車付き構成４８の位置の前部または後部に配置され得る。
【００３０】
一例のエンジン２０は、高バイパス歯車付き航空機エンジンである。他の例において、エンジン２０のバイパス比は、約６（６）よりも大きく、例示的な実施例は、約１０（１０）よりも大きく、歯車付き構成４８は、約２．３よりも大きい歯車減速比を有する遊星歯車列、例えばプラネタリ歯車システム、星形歯車システムまたは他の歯車システムであり、低圧タービン４６は、約５よりも大きい圧力比を有する。開示された一実施例において、エンジン２０のバイパス比は、約１０（１０：１）よりも大きく、ファンの直径は、低圧圧縮機４４の直径よりも著しく大きく、低圧タービン４６は、約５（５：１）よりも大きい圧力比を有する。低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズルよりも前の低圧タービン４６の出口における圧力に関連させた、低圧タービン４６の入口よりの前で計測された圧力である。歯車付き構成４８は、約２．３：１よりも大きい歯車減速比を有する遊星歯車列、例えばプラネタリ歯車システムまたは他の歯車システムとされ得る。しかしながら、上記のパラメータは、歯車付き構成エンジンの一実施例の例示にすぎず、本発明は、直接駆動ターボファンを含む他のガスタービンエンジンに適用可能であることを理解されたい。
【００３１】
かなりの量の推力が、高バイパス比のため、バイパス流Ｂによって提供される。エンジン２０のファンセクション２２は、特定の飛行条件、典型的には、マッハ数が約０．８でかつ３５，０００フィートでの巡航のために設計される。「動翼巡航推力燃料消費率（「ＴＳＦＣ」）」としても知られているエンジン最良燃費でのエンジンを伴う、マッハ数が０．８でかつ３５，０００フィートでの飛行条件は、エンジンが最小点で生成する推力のｌｂｆで割った燃焼された燃料のｌｂｍの産業標準パラメータである。「低ファン圧力比」は、ファン出口ガイドベーン（「ＦＥＧＶ」）システムを伴わず、ファンブレードのみにわたる圧力比である。非限定的な実施例に従う本明細書に開示された低ファン圧力比は、約１．４５未満である。「低修正ファン先端速度」は、［（Ｔｒａｍ°Ｒ）／（５１８．７°Ｒ）］0.5の産業標準温度修正で割ったフィート／秒における実際のファン先端速度である。非限定的な実施例に従う本明細書に開示された「低修正ファン先端速度」は、約１１５０フィート／秒未満である。
【００３２】
図２は、例示的な星形歯車アセンブリ６０を有した歯車付き構成４８を示している。この例において、星形歯車アセンブリ６０は、太陽歯車６２、太陽歯車６２の周囲に配置された輪歯車６４、及び周方向にオフセットした中間歯車６６、または太陽歯車６２と輪歯車６４との間に位置する星形歯車を備えている。キャリア６８は、中間歯車６６を支持している。この実施例において、キャリア６８は、回転を防止するように静止構造体６５に接続されている。
【００３３】
太陽歯車６２は、低圧タービン４６からの入力を受け（図１参照）、第１の方向Ｄ１に回転し、これにより、複数の中間歯車６６が、第１の方向Ｄ１の反対である第２の方向Ｄ２に回転する。複数の中間歯車６６の動きは、輪歯車６４に伝達され、これにより、輪歯車６４は、太陽歯車６２の第１の方向Ｄ１とは反対の第２の方向Ｄ２に回転することができる。輪歯車６４は、ファン４２の回転のためにファン４２に接続されている（図１参照）。
【００３４】
図３は、ガスタービンエンジン２０内に組み込まれた星形歯車アセンブリ６０を示している。この実施例において、星形歯車アセンブリ６０は、キャリア６８を有した遊星歯車システムであり、キャリア６８は、このキャリア６８を回転させないように固定するスプライン７０により静止構造体６５に取り付けられている。
【００３５】
ファン駆動シャフト７２は、第１の輪歯車６４ａ及び第２の輪歯車６４ｂに取り付けられている。ファン駆動シャフト７２は、静止構造体６５と駆動シャフト７２との間に位置する軸受システム３８−１，３８−２、例えば玉軸受またはころ軸受によって支持されている。この例において、軸受システム３８−１は、一般に、星形歯車アセンブリ６０とファンハブ７４との間に位置しており、軸受システム３８−２は、一般に、後部及び星形歯車アセンブリ６０から半径方向外側に位置している。軸受システム３８−２は、星形歯車アセンブリ６０に隣接する様々な位置、例えばキャリア６８の半径方向内側に位置し得る。
【００３６】
球面軸受７６ａを有した第１のセットの中間歯車６６ａは、キャリア６８の第１の平板６８ａに隣接して位置している。この例において、第１のセットの中間歯車６６ａは、平歯車である。球面軸受７６ａは、多数の直交する方向への第１のセットの中間歯車６６ａの角回転を可能にする。ポスト７８ａは、第１の平板６８ａのポスト開口部１００（図７）を貫通し、第１のセットの中間歯車６６ａ及び球面軸受７６ａをキャリア６８に接続している。
【００３７】
球面軸受７６ｂを有した第２のセットの中間歯車６６ｂは、キャリア６８の第２の平板６８ｂに隣接して位置している。この例において、第２のセットの中間歯車６６ｂは、平歯車である。球面軸受７６ｂは、多数の直交する方向への第２のセットの中間歯車６６ｂの角回転を可能にする。ポスト７８ｂは、第２の平板６８ｂのポスト開口部１００（図７）を貫通し、第２のセットの中間歯車６６ｂ及び球面軸受７６ｂをキャリア６８に接続している。
【００３８】
第１のセットの中間歯車６６ａは、第２のセットの中間歯車６６ｂから軸方向に離間されており、互いに独立して回転する。第１のセットの中間歯車６６ａのうちの少なくとも１つの回転軸は、第２のセットの中間歯車６６ｂのうちの少なくとも１つの回転軸と実質的に整列している。
【００３９】
第１のセットの中間歯車６６ａは、第１の輪歯車６４ａ上の第１の可撓性フランジ６７ａから延在する第１のセットの歯６９ａと、第１の太陽歯車６２ａ上の第１の歯列９２と、に係合している。第２のセットの中間歯車６６ｂは、第２の輪歯車６４ｂ上の第２の可撓性フランジ６７ｂから延在する第２のセットの歯６９ｂと、第２の太陽歯車６２ｂ上の第２の歯列９４と、に係合している。第１及び第２の可撓性フランジ６７ａ，６７ｂは、静止構造体６５の剛性よりも低い剛性を有する。
【００４０】
第１及び第２のセットの中間歯車６６ａ，６６ｂは、第１の側で第１及び第２の輪歯車６４ａ，６４ｂに係合しており、エンジン回転軸Ａに対して半径方向内側である反対の第２の側で第１及び第２の太陽歯車６２ａ，６２ｂにそれぞれ係合している。
【００４１】
第１及び第２の太陽歯車６２ａ，６２ｂは、低圧タービン４６からの入力を受けるように共通のスプライン接続８０で内側シャフト４０に取り付けられている。例示的な実施例は、スプライン８０を介して低圧タービンシャフト４０に取り付けられた太陽歯車６２ａ，６２ｂを示しているが、当業者が、ピン、ボルト、フランジまたはタングなどの様々な機械的接続でおそらくこの取り付けを行い得ることが理解され得る。太陽歯車６２ａまたは太陽歯車６２ｂのうちのいずれか一方は、低圧タービンシャフト４０に永久的に取り付けられ得るが、一方で、太陽歯車６２ａまたは太陽歯車６２ｂの他方は、スプライン８０または低タービンシャフト４０へのいくつかの他の代替的な機械的接続に柔軟に取り付けられることも考えられ得る。
【００４２】
星形歯車アセンブリ６０は、それぞれの要素の間で軸方向に分離しているため、第１のセットの中間歯車６６ａ、第１の輪歯車６４ａ及び第１の太陽歯車６２ａと、第２のセットの中間歯車６６ｂ、第２の輪歯車６４ｂ及び第２の太陽歯車６２ｂと、の間で別々の荷重を支持することができる。例えば、キャリア６８上の第１の平板６８ａがキャリア６８上の第２の平板６８ｂに対して回転するときに、第１の荷重は、第１の輪歯車６４ａ、第１のセットの中間歯車６６ａ及び第１の太陽歯車６２ａを介して伝達され、第２の荷重は、第２の輪歯車６４ｂ、第２のセットの中間歯車６６ｂ及び第２の太陽歯車６２ｂを介して、第１の荷重とは独立して伝達される。
【００４３】
図４は、例示的なプラネタリ歯車アセンブリ９０を有した歯車付き構成４８を示している。プラネタリ歯車アセンブリ９０は、以下に言及されることを除いて、星形歯車アセンブリ６０と同様である。この例において、プラネタリ歯車アセンブリ９０は、太陽歯車６２、太陽歯車６２の周囲に配置された輪歯車６４’、及び周方向にオフセットした中間歯車６６、または太陽歯車６２と固定された輪歯車６４’との間に位置するプラネット歯車を備えている。キャリア６８’は、中間歯車６６の各々を支持し、中間歯車６６の各々に取り付けられている。この実施例において、輪歯車６４’は、回転せず、ガスタービンエンジン２０の静止構造体６５に接続されている。
【００４４】
太陽歯車６２は、低圧タービン４６からの入力を受け（図１参照）、第１の方向Ｄ１に回転し、これにより、中間歯車６６が、第１の方向Ｄ１の反対である第２の方向Ｄ２に回転する。中間歯車６６の動きは、キャリア６８’に伝達され、キャリア６８’は、第１の方向Ｄ１に回転する。キャリア６８’は、第１の方向Ｄ１にファン４２（図１参照）を回転させるようにファン４２に接続されている。
【００４５】
図５は、ガスタービンエンジン２０に組み込まれた例示的なプラネタリ歯車アセンブリ９０を示している。この実施例において、プラネタリ歯車アセンブリ９０は、第１の輪歯車６４ａ’及び第２の輪歯車６４ｂ’を有した遊星歯車システムであり、これらの輪歯車６４ａ’，６４ｂ’は、スプライン７０’により静止構造体６５に取り付けられ、回転しないように固定されている。
【００４６】
ファン駆動シャフト７２’は、キャリア６８’に取り付けられており、静止構造体６５と駆動シャフト７２’との間に位置した軸受システム３８−１’、例えば玉軸受またはころ軸受によって支持されている。軸受システム３８−１’は、一般に、プラネタリ歯車アセンブリ９０とファンハブ７４との間に位置している。この例において、玉軸受またはころ軸受などの軸受システム３８−２’は、キャリア６８’上、一般に、後部及びプラネタリ歯車アセンブリ９０から半径方向外側に位置している。しかしながら、軸受システム３８−２’は、プラネタリ歯車アセンブリ９０に隣接する様々な場所に位置し得る。
【００４７】
第１のセットの中間歯車６６ａは、第２のセットの中間歯車６６ｂから軸方向に離間されており、互いに独立して回転する。第１のセットの中間歯車６６ａは、第１の輪歯車６４ａ’上の第１の可撓性フランジ６７ａ’から延在する第１のセットの歯６９ａ’と、第１の太陽歯車６２ａ上の第１の歯列９２と、に係合している。第２のセットの中間歯車６６ｂは、第２の輪歯車６４ｂ’上の第２の可撓性フランジ６７ｂ’から延在する第２のセットの歯６９ｂ’と、第２の太陽歯車６２ｂ上の第２の歯列９４と、に係合している。第１及び第２のセットの中間歯車６６ａ，６６ｂは、第１の側で第１及び第２の輪歯車６４ａ’，６４ｂ’に係合しており、エンジン回転軸Ａに対して半径方向内側である反対の第２の側で第１及び第２の太陽歯車６２ａ，６２ｂにそれぞれ係合している。
【００４８】
図６は、第１の歯列９２を有した第１の太陽歯車６２ａと、第１の歯列９２から離間した第２の歯列９４を有した第２の太陽歯車６２ｂと、を示している。この例において、第１及び第２の太陽歯車６２ａ，６２ｂは、図３及び図５に示す通り共通のスプライン８０上に周方向に整列している。第１の歯列９２は、該第１の歯列９２上の歯根部９２ａが第２の歯列９４上の歯と整列するように第２の歯列９４から時計状に配置される。反対に、第２の歯列９４上の歯根部９４ａは、第１の歯列９２上の歯と整列している。第２の歯列９４に対して第１の歯列９２を時計状に配置することにより、歯車付き構成４８の振動が、一度での噛み合い係合における歯９２，９４の数を減少させることによって低減される。
【００４９】
図７は、キャリア６８を示している。半径方向外側コネクタ９６が、第１の平板６８ａと第２の平板６８ｂとの間に延在する。この例において、コネクタ９６は、流体通路がない材料の固体の連続部分である。しかしながら、別の例において、コネクタ９６は、流体を輸送する通路を備えることができる。コネクタ９６は、材料の個別の片から作製され、接着、溶接または機械的接続によって、第１の平板６８ａ及び第２の平板６８ｂに取り付けられ得る。代替的には、コネクタ９６、第１の平板６８ａ及び第２の平板６８ｂは、材料の単一の一体化した片から作製され得る。
【００５０】
中間歯車開口部９８は、キャリア６８の周囲に周方向に離間されるとともに、コネクタ９６、第１の平板６８ａ及び第２の平板６８ｂによって画定される。中間歯車開口部９８は、第１の平板６８ａに隣接する第１のセットの中間歯車６６ａのうちの１つと、第２の平板６８ｂに隣接する第２のセットの中間歯車６６ｂのうちの１つと、をそれぞれ受け入れるような大きさとされている。ポスト７８は、第１の平板６８ａ及び第２の平板６８ｂにおけるポスト開口部１００を貫通し、中間歯車６６をキャリア６８に固定する。
【００５１】
図８は、例示的な球面軸受７６を示しており、球面軸受７６は、ポスト７８に係合する内側レース１０４と、中間歯車６６に係合する外側レース１０６と、内側レース１０４と外側レース１０６との間に位置したころ軸受１０８と、を備えている。球面軸受７６は、外側レース１０６に直交する方向に内側レース１０４を回転させる。
【００５２】
図９は、ねじり力が加えられている間のキャリア６８の変形を示している。図９に示される方向にねじり力Ｔが加えられているときに、キャリア６８は、力に応じて屈曲する。キャリア６８の屈曲により、中間歯車６６は、輪歯車６４または太陽歯車６２との整列から離れて移動し得る。球面軸受７６が複数の直交する方向への回転を可能にするので、球面軸受７６は、キャリア６８がねじり力によって変形するときでさえ、第１及び第２の輪歯車６４ａ，６４ｂ及び第１及び第２の太陽歯車６２ａ，６２ｂと整列する第１及び第２のセットの中間歯車６６ａ，６６ｂを維持することができる。さらに、第１の可撓性フランジ６７ａ，６７ａ’及び第２の可撓性フランジ６７ｂ，６７ｂ’は、第１の輪歯車６４ａ／ａ’ならびに第２の輪歯車６４ｂ／ｂ’にそれぞれ可撓性を提供して、キャリア６８の屈曲の間、中間歯車６６との整列をさらに維持する。
【００５３】
前述の説明は、例示的なものであって、限定的なものではない。本発明の本質から必ずしも逸脱する必要がない開示された例に対する変形及び変更は、当業者に明らかとなり得る。本発明に与えられた法的保護の範囲は、以下の特許請求の範囲を検討することによってのみ決定され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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