(57)【要約】  ターボ機械の遊星歯車減速機の遊星キャリアのためのインペラ（１３０）であって、前記インペラは、概ね環状の形を有し、前記減速機の遊星歯車の回転軸を支持するための手段（１５８）を備え、前記インペラは、前記遊星歯車の歯と前記軸の軸受を潤滑するための手段を備え、前記潤滑手段は、前記インペラの内周に配置されて、内側に向かって半径方向に開口する環状溝（１３８）を備え、前記溝は、潤滑剤補給手段および／または噴霧手段に接続され、インペラは、動的環状シール手段（１４２、１４４）を備え、動的環状シール手段（１４２、１４４）が、前記溝の両側で前記インペラの内周に配置されて、且つ、前記溝の内側にそれと同軸に延在するように意図された減速機のステータまたはターボ機械のステータ（１３２）と相互作用するように構成されることを特徴とする、インペラ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの遊星歯車減速機の遊星キャリアのためのインペラ（１３０）であって、前記インペラ（１３０）は、前記遊星キャリアと一体回転し、前記減速機の軸Ａの周りに回転するように設定されるように意図され、前記インペラは、前記軸の周りに環状形を有し、前記減速機の遊星歯車の回転軸（１５１）を支持するための手段（１５８）を備え、
インペラは、前記遊星歯車の歯および前記軸の軸受を潤滑するための手段を備え、前記潤滑手段は、前記インペラの内周に配置されて内側に向かって半径方向に開口する環状溝（１３８）を備え、前記溝は、潤滑剤補給手段および／または噴霧手段に接続され、
インペラは、動的環状シール手段（１４２、１４４）を備え、動的環状シール手段（１４２、１４４）が、前記溝の両側で前記インペラの内周に配置されて、且つ、前記溝の内側にそれと同軸に延在するように意図された減速機のステータまたはタービンエンジンのステータ（１３２）と相互作用するように構成されることを特徴とする、インペラ（１３０）。
【請求項２】
前記インペラ（１３０）が、それぞれ半径方向外側（１３０ｂ）および内側（１３０ａ）の２つの環状部分からなり、互いに実質的に周りに延在し、前記半径方向外側部分は、前記支持するための手段（１５８）を備え、前記半径方向内側部分は、前記溝（１３８）を備え、前記封止手段（１４２、１４４）を担持する、請求項１に記載のインペラ（１３０）。
【請求項３】
前記半径方向内側部分（１３０ａ）が、潤滑剤を通すための実質的に半径方向のチャネル（１４８）及び実質的に半径方向のダクト（１５０）を備え、その半径方向内側端部は、前記溝（１３８）内に開口している、請求項２に記載のインペラ（１３０）。
【請求項４】
前記チャネル（１４８）が、その半径方向外側端部で、前記半径方向内側部分（１３０ａ）の外側円筒形状面（１４０）上に開口し、半径方向内側部分（１３０ａ）は、前記半径方向外側部分（１３０ｂ）によって少なくとも部分的に覆われることが意図される、請求項３に記載のインペラ（１３０）。
【請求項５】
前記ダクト（１５０）が、前記半径方向外側部分（１３０ｂ）の外周に片持ち梁式に取り付けられた潤滑剤ノズル（１５４）の第１の長手方向端部と流体連通している、請求項３または４に記載のインペラ（１３０）。
【請求項６】
前記半径方向外側部分（１３０ｂ）が、その半径方向外側端部に前記支持するための手段（１５８）を備えるか、または担持する、実質的に半径方向のアーム（１５６）を備える、請求項２〜５のいずれか一項に記載のインペラ（１３０）。
【請求項７】
前記アーム（１５６）が、前記チャネル（１４８）と半径方向に整列され、且つ通路（１６０）を備え、通路は、前記チャネルから出る潤滑剤を供給するように構成され、前記支持するための手段（１５８）に対して実質的に半径方向に延在する、請求項４に独立した請求項６に記載のインペラ（１３０）。
【請求項８】
前記アーム（１５６）が、その半径方向内側端部に湾曲したウェル（１６２）を備え、その凹部が、前記チャネル（１４８）から出る潤滑剤を回収し、前記通路（１６０）に搬送するように、半径方向内側に向けられている、請求項７に記載のインペラ（１３０）。
【請求項９】
前記アーム（１５６）の前記半径方向内側端部が、外側環境との流体連通を確実にするように、前記外側円筒形状面（１４０）から所定の半径方向クリアランス（Ｊ）だけ分離されている、請求項８に記載のインペラ（１３０）。
【請求項１０】
タービンエンジンの遊星歯車減速機のための遊星キャリアであって、請求項１〜９のいずれか一項に規定されるようなインペラ（１３０）を備えることを特徴とする遊星キャリア。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のようなインペラ（１３０）を遊星キャリアに装備した遊星歯車減速機を備えることを特徴とする航空機タービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に、タービンエンジンの遊星歯車減速機の遊星キャリア用のインペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機タービンエンジンの遊星歯車減速機は、従来、第１のシャフトに連結された太陽歯車と、太陽歯車の周りに延在するリングとを備える。遊星歯車は、太陽歯車とリングとの間に配置され、それらと噛み合い、第２のシャフトに連結された遊星キャリアによって支持される。
【０００３】
図１は、仏国特許出願公開第３０３６７６３号明細書に記載されているような遊星キャリア１０を示す。この遊星キャリア１０は、第２のシャフトに連結されるように意図され、かつ長手方向端部において遊星歯車１８の回転の平行軸１６の環状支持壁１４に連結される円筒形状の本体１２を備える。軸１６は、遊星キャリアの回転軸Ａの周りに規則的に分配され、前述の環状壁１４のその長手方向端部の１つと一体である。インペラ２０は、軸１６の長手方向両端部に追加され、固定され、環状壁１４に固定される。
【０００４】
インペラ２０は、遊星歯車１８の支持軸１６との接続により、遊星キャリア１０と一体化されている。したがって、インペラ２０は、軸Ａの周りで動作中に回転するようになっており、したがって、減速機のロータを形成するようになっている。
【０００５】
インペラ２０は、軸線Ａの周りに略円環形をなし、その外周に遊星歯車１８の回動軸１６を支持するための手段を備えている。インペラ２０は、軸１６と遊星歯車１８との間に取り付けられた潤滑軸受の手段と、遊星歯車１８と太陽歯車２２との噛合い歯の手段とを更に備えている。これらの潤滑手段は、インペラの内周に配置され、内側に向かって半径方向に開口する環状溝２４を備える。
【０００６】
減速機のステータまたはタービンエンジンのステータによって支持される潤滑剤用のインジェクタは、インペラの半径方向内側に配置され（これらは図１には示されていない）、潤滑剤の供給手段および／または噴霧手段を与えるために、インペラの溝２４に直接的に潤滑剤を噴霧する。
【０００７】
潤滑剤は、タービンエンジンの潤滑ユニットのポンプによって噴射器に運ばれ、ポンプは所定の流量の潤滑剤を噴射器に送達する。上述した従来技術では、溝内に噴射された潤滑剤が遠心力のみによって供給手段及び／又は潤滑手段に搬送される。しかしながら、実際には、遊星歯車及び太陽歯車の歯には潤滑剤が十分に供給されないことが観察され、これは問題である。この油の供給不足は、遠心効果によって流体に伝達される十分なエネルギーの不足、またはインペラ内の油の不安定な分配によって引き起こされる可能性がある。軸受から油を吸引する現象は特に、歯に供給する油の流量を減少させる可能性がある。
【０００８】
インペラの内周に２つの別個のリング溝を設けることにより、インペラ内のオイル分配の問題を解決することがすでに提案されており、これらの溝は、互いに独立して提供され、それぞれ、一方では、歯の潤滑剤をおよび他方では遊星歯車の軸の潤滑剤を供給するための手段および／または噴霧するための手段を与える。しかしながら、このタイプのインペラは複雑であり、製造コストが高く、歯に到達するための流体に供給されるエネルギーの不足に対応しない。
【０００９】
既存の解決策は、環状溝の両側に２つの動的シール部を追加することによってエンジン油圧を回復することを提案している。この解決策は、インペラによって生成される遠心圧力とエンジンによって与えられる油圧とを結合することを可能にする。しかしながら、この解決策は、軸受に向かうオイルと歯に向かうオイルとを分離することを可能にしない。油の分配は、インペラ内で不安定なままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】仏国特許出願公開第３０３６７６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、遊星歯車の歯及び遊星歯車減速機の太陽歯車の潤滑の問題に対する簡単で効果的で経済的な解決策を提供するこれらの技術に対する改良を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の開示
本発明によれば、タービンエンジンの遊星歯車減速機の遊星キャリアのためのインペラにして、
前記インペラが、前記遊星キャリアと一体回転し、前記減速機の軸Ａの周りで回転するように設定されることを意図され、前記インペラが、前記軸のまわりに略環状形状を有し、前記減速機の遊星歯車の回転軸を支持するための手段を備え、前記インペラが、前記遊星歯車の歯および前記軸の軸受を潤滑するための手段を備え、前記潤滑手段が、前記インペラの内周に配置されて内側に向かって半径方向に開口する、環状溝を備え、前記溝が、供給手段および／または噴霧手段に接続される、インペラであって、
インペラは、動的環状シール手段を備え、動的環状シール手段が、前記インペラの内周に前記溝の両側で配置されて、且つ、一方でインペラと同軸にインペラ内に延在するように且つ他方で潤滑剤を前記溝に供給するように意図された減速機のステータあるいはタービンエンジンのステータと相互作用するように構成されることを特徴とする、インペラ
によってこの目的は達成される。
【００１３】
先行技術とは対照的に、ダイナミックシール手段は、ロータを形成するインペラとインペラに潤滑剤を供給するステータとの間に設けられている。当然のことながら、これらの密封手段は、動作中にロータ（インペラ）とステータとの間に密封を提供することが意図されている。この密封は、ステータに潤滑剤を供給するためのポンプによって供給される潤滑剤の流量または圧力がインペラを潤滑するための手段内に保持されるように、重要である。さらに、ロータとステータとが協働して密封することによりユニットがポンプの上述の流量に、この追加のポンプによって生成される遠心力場の作用を加える追加のポンプとして動作することを可能にし、したがって、遊星歯車の歯および太陽歯車の歯との最適な潤滑、および遊星歯車の軸の軸受の最適な潤滑を確実にする。
【００１４】
本発明のインペラは、互いに別々に、または互いに組み合わせて取られた、一つまたは複数の以下の特徴を含むことができる：  すなわち、
−  インペラは、それぞれ半径方向外側と半径方向内側の２つの部分から作られ、それぞれ半径方向外側部分と半径方向内側部分は互いにほぼ周囲に延び、前記半径方向外側部分は、支持する手段を備え、半径方向内側部分は、前記溝を備え、前記封止手段を担持する、
−  前記半径方向内側部分は、潤滑剤の通路のための実質的に半径方向のチャネルおよび実質的に半径方向のダクトを備え、その潤滑剤の通路の半径方向内側端部は、前記溝内に開口する、
−  前記チャネルおよび前記ダクトは、前記軸の周りに規則的に配置され、前記チャネルの各々は、２つの隣接するチャネルの間に配置される、
−  前記チャネルは、その半径方向外側端部において、前記半径方向内側部分の外部円筒面上に開口し、これは前記半径方向外側部分によって、少なくとも部分的に覆われることを意図している、
−  前記ダクトは、潤滑剤ノズルの第１の長手方向端部と流体的に連通しており、潤滑剤ノズルは、前記半径方向外側部分の外周に片持ち梁式に取り付けられる、
−  前記ノズルの前記第１の長手方向端が、半径方向内側部分の前記外側円筒形状面上に配置されたボスの空洞に取り付けられる、
−  前記半径方向外側部分は、半径方向外側端部において、実質的に前記支持するための手段を備えるか、または担持する、半径方向のアームを備える、
−  前記アームは、前記チャネルと半径方向に整列され、且つ通路を備える。通路は、前記チャネルから出る潤滑剤を供給するように構成され、前記支持するための手段に対して実質的に半径方向に延在する、
−  前記アームは、その半径方向内側端部において、前記チャネルから出る潤滑剤の回収および前記通路への搬送のために、その空洞が半径方向内側に向けられた湾曲したウェルを備える、
−  前記アームの前記半径方向内側端部は、外部環境との流体連絡を確実にするように、前記外部円筒形状面から所定の半径方向クリアランスによって隔てられている。
【００１５】
本発明はまた、タービンエンジンの遊星歯車減速機用の遊星キャリアに関し、この遊星キャリアは、上述のようなインペラを備えている。
【００１６】
本発明はまた、遊星キャリアが上述のようなものである遊星歯車減速機を備えるタービンエンジンに関する。
【００１７】
他の特徴および利点は、添付の図面を参照した本発明の非限定的な実施形態の以下の説明から明らかになるのであろう。添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術の遊星キャリアの概略斜視図である。
【図２】本発明によるステータ、遊星キャリアのインペラ、およびそのノズルの分解概略斜視図である。
【図３】図２のステータの概略斜視図である。
【図４】図２の遊星キャリアのインペラの概略斜視図である。
【図５】図４のインペラの概略軸方向断面図であり、拡大した図である。
【図６】図２のステータおよびインペラの部分概略横断方向面図である。
【図７】図６の詳細部の拡大図である。
【図８】図２のステータおよびインペラの部分概略軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明の実施形態の詳細な説明
図１は上述されている。
【００２０】
本発明は、タービンエンジン、特に航空機の遊星歯車減速機の遊星キャリアの分野に関する。図１および上記の説明は、このような減速機およびその遊星キャリアの一般的かつ公知の特徴を評価するために使用され得る。
【００２１】
本発明は、より具体的にはこのような遊星キャリアのためのインペラに関する。遊星キャリアのインペラは特に、減速機内の熱上昇および乾燥摩擦に敏感な異なるゾーンに、油などの潤滑剤を分配することを可能にする部品である。インペラは、２つの主なオイル分配ゾーン、すなわち太陽歯車と遊星歯車との噛合い部、あるいは遊星歯車の軸受とを有する。
【００２２】
図２は本発明による遊星キャリアインペラ１３０を示しており、ここでは、タービンエンジンのステータまたは減速機のステータとすることができるステータ１３２に関連付けられている。
【００２３】
ステータ１３２は図２では斜視図で、図６では横断方向断面図で、図８では軸方向断面図で見ることができ、遊星キャリアの回転軸Ａ、したがってインペラ１３０の回転軸Ａを中心とする回転対称を有する。
【００２４】
ステータ１３２は、インペラ１３０によって取り囲まれるように意図された円筒形状の部分１３４を備える。図８から分かるように、ステータ１３２は、潤滑剤を半径方向外側に向けて突出させるために、オリフィス１３６ａを通ってステータ１３２の外側円筒形状面１３７上に開口するオイル循環用のパイプ１３６を備える。
【００２５】
インペラ１３０は、図２に示すように、複数の部分から構成されており、これらの部分は、互いに一体化されており、遊星キャリアと一体化されているため、軸Ａを中心に回転駆動される。それらは、上述のステータ１３２を中心に回転するロータを形成している。
【００２６】
インペラ１３０の部品のうち、インペラは、半径方向内側部分１３０ａと、半径方向内側部分の周りに延在する半径方向外側部分１３０ｂとを備えている。
【００２７】
半径方向内側部分１３０ａは軸Ａの周りに延在する環状形状を有し、その内周に、内側に向かって半径方向に開口する環状溝１３８を備える。半径方向内側部分１３０ａは、その外周に、外側円筒形状面１４０を備える。
【００２８】
溝１３８の両側、すなわち溝１３８の上流および下流には、ロータ１３２と協働するように構成された動的環状シール部１４２、１４４が配置されている。
【００２９】
図示の例では、半径方向内側部１３０ａは、逆Ｕ字形の横断方向断面を有する中央部分１３０ａａを備え、この中央部分１３０ａａから、シール部１４２、１４４を支持するように、それぞれ上流側および下流側の円筒形状縁部１３０ａｂが延びている。外側部分１３０ｂは、半径方向内側部分１３０ａの上流側円筒形縁部１３０ａｂに取り付けられる。
【００３０】
ボス１４６は、部分１３０ａの外側円筒形状面１４０上に突出して位置している。実質的に半径方向のチャネル１４８は、部分１３０ａを貫通し、溝１３８の底部と基板表面１４０との間に延在し、潤滑剤を通過させる。さらに、実質的に半径方向のダクト１５０が、部分１３０ａに形成され、溝１３８の底部とボス１４６の内部キャビティ１５２の底部との間に延在する。
【００３１】
キャビティ１５２は、軸方向に開いており、潤滑剤のノズル１５４の第１の長手方向端部を受け入れるようになっている。溝１３８内に収容された潤滑剤は、動作中、チャネル１４８及びダクト１５０に流れることができる。ダクト１５０は、キャビティ１５２およびノズル１５４に潤滑剤を供給し、ノズル１５４は、減速機の、遊星歯車の歯および太陽歯車の歯に潤滑剤を噴霧するように構成される。
【００３２】
チャネル１４８は、オリフィス１４８ａによって内部１３０ａの基板表面１４０上に開口している。半径方向外側部分１３０ｂは、この基板表面１４０の周りに延びる。
【００３３】
半径方向外側部分１３０ｂは、軸線Ａの周りに延びる輪状形状を有し、実質的に半径方向外側に向かって延びるアーム１５６を備え、その半径方向外側端部に遊星歯車の軸を支持するための手段を備える。それぞれのアーム１５６を支持するためのこれらの手段は例えば、軸方向に配向された円筒形状縁部１５８を備え、その周りに遊星歯車の軸の軸方向端部１５９（図６）が取り付けられるようになっている。
【００３４】
円筒形状縁部１５８は、アーム１５６（図５）に形成された実質的に半径方向の通路１６０によって潤滑剤が供給されるチャンバー１５８ａを内部に画定する。したがって、この通路１６０は、その半径方向外側端部でチャンバー１５８ａと連通し、その半径方向内側端部で湾曲形状カップ１６２と連通し、その凹部は内側に向かって半径方向に配向される（図５および図７）。
【００３５】
内側部分１３０ａ上の外側部分１３０ｂの取り付け位置において、アーム１５６は、チャネル１４８と半径方向に整列され、アーム１５６のオリフィス１４８ａは、ウェル１６２と整列される。オリフィス１４８ａから出る潤滑剤はウェル１６２に向かって噴霧され、ウェル１６２はその形状に従って、潤滑剤を通路１６０に運ぶ。次に、潤滑剤は遊星歯車の軸１５９および軸受に供給するように、チャンバー１５８ａに運ばれる。
【００３６】
図７から分かるように、アームの半径方向内側端部は、内側部分１３０ａの基板表面１４０から所定のクリアランスＪだけ半径方向に分離されている。この隙間は、ウェル１６２によって画定されるポケット１６２ａを、減速機が位置する外部雰囲気に接続することを可能にする。これはこの潤滑をノズル１５４の潤滑から独立させることを可能にし、これは上述したように、ステータ１３２のパイプ１３６に潤滑剤を供給するためのポンプの圧力に加えられる遠心力場によって生成される追加の圧力から利益を得ている。
【００３７】
したがって、本発明は、減速機の供給ポンプによって供給される圧力と、ロータによって生成される遠心圧力とを組み合わせて、噛合部により容易に到達するようにする。
【００３８】
上述のように、潤滑剤は、損失位置および潤滑される位置に向かって進む前にいくつかのステップを経て、
−  ステータ１３２を通過した後、潤滑剤は、半径方向に向けられたパイプ１３６を介してロータ（インペラ１３０）に到達し、潤滑剤は、ロータとステータとの間のシールを提供する動的シール部１４２、１４４によって加圧状態に到達し、
−  潤滑剤は、ロータに到達した後、遠心場にさらされ、ロータは、それ自体の回転によって生成される遠心場に潤滑ユニットの圧力に加えられるポンプとして働き、ここで、潤滑剤の流量は、回路の負荷損失に従って、歯および軸受の潤滑のためのノズル間に分配され、
−  潤滑剤は、チャネル１４８を通過した後、大気圧に戻され、隙間Ｊは、サージの現象が軸受の潤滑に影響を及ぼすことを防止し、
−  軸受に向かう潤滑剤は、ロータの遠心力場によって駆動される。  
【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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【国際調査報告】
2020516819.tif 000011
2020516819.tif 000012
2020516819.tif 000013
2020516819.tif 000014