JP2008038902A

JP2008038902A - トラクション変速機構付き発電・スタータ装置

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Publication number: JP2008038902A
Application number: JP2007182908A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Goi; 龍彦五井; Kenichiro Tanaka; 謙一郎田中; Kazushige Sugimoto; 和繁杉本
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: JP4551916B2

Abstract

【課題】簡単な機構で、軽量化とスペースの節約を達成して、起動時の応答性に優れた変速機構付き発電・スタータ装置を提供する。
【解決手段】航空機エンジンＥにより駆動される発電機と前記航空機エンジンＥを起動させるスタータモータとを兼ねる回転機５０と、航空機エンジンＥと回転機５０とを接続する定速駆動装置３と、起動時に航空機エンジンＥが所定の回転数に達したときに回転機５０をスタータモータ動作から発電機動作に切り換えるスタータ制御回路４４とを備え、定速駆動装置３は、トラクション無段変速機１１、遊星歯車変速機１２、およびトラクション無段変速機１１と遊星歯車変速機１２との間で伝達動力を分配して負担させる動力分流軸１５を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機エンジンを起動させるとともにその起動後に自立運転状態となった航空機エンジンの回転出力により回転機を一定回転数で駆動して発電するトラクション変速機構付き発電・スタータ装置に関するものである。

従来、大型航空機においては、エンジン・スタータは圧縮空気によるエア・タービン・スタータが主流で、ＡＰＵ(Auxiliary Power Unit:補助動力装置）ないし機外施設からエンジンまでの圧縮空気配管、バルブ等が必要であった。また、発電機はスタータとは別の装置であった。この発電機としては、無段変速機を用いてエンジンの回転数にかかわらず発電機を一定回転で回して一定周波数を得る、ＩＤＧ（Integrated Drive Generator：発電機定速駆動装置内蔵型発電装置）方式と、変速機を持たずに変動周波数を発するが、整流が必要な場所では分散配置されたインバータ等で整流を行った上で各電気機器に電力を供給する可変周波数発電方式（Variable Frequency：ＶＦ方式）の２方式が主流である。

しかしながら、上記方式はつぎの点で不利である。(1) 発電機とスタータが別々であるために、重量、スペースおよびコストに劣る。(2) エア・タービン・スタータは故障が多く、航空機遅延の要因である。(3) エア・タービン・スタータ用圧縮空気配管が重く、スペースおよびコストがかさむ。(4) ＶＦ方式の場合、インバータのような余分な設備がいる。

これまでに、発電機とスタータとを兼ねる回転機を有する発電機航空機用エンジンも提案されており、例えば、変速機として油圧変速機を使用したものがあるが（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）起動時の油圧制御応答性に限界があり、立ち上げ時に回転数制御が不安定となるおそれがある。変速機としてトラクションを用いたものも知られているが（特許文献４参照）、クラッチ機構を組み込んでいるので、機構が複雑になるなどの課題がある。
米国特許第３，１７４，８５５号公報米国特許第３，７８６，６９６号公報米国特許第４，３１５，４４２号公報英国特許第１，１９９，１４５号公報

そこで、本発明は、発電機とスタータとを兼ねた回転機を有し、これをトラクション無段変速機でエンジンに接続することにより、簡単な機構で、重量、スペースを節約し、起動時の応答性に優れた変速機構付き発電・スタータ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るトラクション変速機構付き発電・スタータ装置は、航空機エンジンにより駆動される発電機と前記航空機エンジンを起動させるスタータモータとを兼ねる回転機と、前記航空機エンジンと前記回転機とを接続する定速駆動装置と、起動時に前記航空機エンジンが所定の回転数に達したときに前記回転機をスタータモータ動作から発電機動作に切り換えるスタータ制御回路とを備え、前記定速駆動装置は、トラクション無段変速機、遊星歯車変速機、および前記トラクション無段変速機と遊星歯車変速機との間で伝達動力を分配して負担させる動力分流軸を有している。

この構成によれば、回転機を、スタータ制御回路で制御することよってスタータモータと発電機とに兼用しているので、従来のエア・タービン・スタータと発電機とを個別に設ける場合に比べて、装置全体が簡素化されるのに加えて、圧縮空気配管やバルブ等が不要となるのに伴って、省スペース化、軽量化およびコスト低減を図ることができる。また、トラクション無段変速機は、従来の油圧変速機とは異なり、起動時の制御応答性に優れているから、航空機エンジンの立ち上げ時の回転数制御を高精度に行える。さらに、従来のクラッチ機構を組み合わせて航空機エンジンの起動を行う場合のような構成の複雑化も招かない。

しかも、航空機エンジンと回転機とを接続する定速駆動装置が、トラクション無段変速機を有しているので、従来の専用エア・タービン・スタータを用いる場合よりも高い信頼性を得ることができるとともに、航空機エンジンの起動時にトラクション無段変速機によるトルク増幅効果が得られるので、小さな回転機を用いて航空機エンジンを起動できる利点がある。また、トラクション無段変速機と遊星歯車変速機との間で伝達動力が分配されるから、トラクション無段変速機の負荷が軽減されるので、これに伴ってトラクション無段変速機の長寿命化を図ることができるとともに、トラクション無段変速機自体の重量が軽減する。また、トラクション無段変速機は一般的に伝達可能な動力の上限が低いが、遊星歯車変速機との間で伝達動力を分配させることにより、定速駆動装置における伝達可能な動力の上限を容易に引き上げることができる。

本発明において、前記スタータ制御回路は、起動時に定速駆動装置の変速比を制御することによりエンジンスタートに必要な回転数・トルクを調整する制御機能を有していることが好ましい。この構成によれば、航空機エンジンの起動時に駆動トルクとエンジン回転数の関係を任意に設定して高精度に制御できるので、航空機エンジンにとって最適なスターティング・加速スケジュールを実行することができる。

また、本発明において、前記定速駆動装置は、前記トラクション無段変速機および遊星歯車変速機を備える変速機構を前記航空機エンジンの出力軸に接続する装置入力軸と、前記トラクション無段変速機および遊星歯車変速機を備える変速機構とを有し、前記トラクション無段変速機の変速機入力軸および前記動力分流軸の一端部が、前記装置入力軸に、前記航空機エンジンからの回転駆動力を所定割合で分配させるように接続され、前記トラクション無段変速機の変速機出力軸に前記遊星歯車変速機のサンギヤが形成され、前記動力分流軸の他端部が、前記遊星歯車変速機のリングギヤに接続されていることが好ましい。

この構成によれば、遊星歯車変速機のサンギヤがトラクション無段変速機の変速機出力軸に一体化された構成になっているから、遊星歯車変速機をトラクション無段変速機と同軸に配置することができ、定速駆動装置をコンパクトな設計とすることができる。

また、本発明において、さらに、前記回転機および定速駆動装置を収納するケースを備え、前記回転機と前記トラクション無段変速機の軸心および前記動力分流軸の軸心の３つの軸心が互いに平行に配置され、前記トラクション無段変速機と回転機の間に前記動力分流軸が配置され、軸心方向から見て前記３つの軸心を結ぶ線が三角形を形成していることが好ましい。この構成によれば、動力分流軸を、トラクション無段変速機と回転機との間のスペースを有効利用してこのスペースに配置することにより、装置全体をコンパクト化して小型のケース内に収納することができる。

本発明のトラクション変速機構付き発電・スタータ装置によれば、回転機をスタータモータと発電機とに兼用したことにより、装置全体が簡素化され、かつ圧縮空気配管やバルブ等が不要となるので、省スペース化、軽量化およびコスト低減を図ることができ、しかも、信頼性および起動時の制御応答性に優れたトラクション無段変速機により回転機の立ち上げ時の回転数制御を高精度に行うことができる。また、定速駆動装置が、トラクション無段変速機と遊星歯車変速機と動力分流軸とを有しているので、伝達動力の分配による負荷低減の結果、トラクション無段変速機の長寿命化を図ることができる。さらに、航空機エンジンの起動時にトラクション無段変速機によるトルク増幅効果が得られるので、小さな回転機を用いて航空機エンジンを起動できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るトラクション変速機付き発電・スタータ装置１を示している。この発電・スタータ装置１は、航空機エンジンＥにより駆動される交流発電機とエンジンＥを起動させるスタータモータとを兼ねた回転機５０、エンジンＥの回転数の変動にかかわらず回転機５０を駆動する駆動回転数を一定に保つ定速駆動装置３、および航空機エンジンＥが起動したのちに所定の回転数に達したときに回転機５０をスタータモータ動作から発電機動作に切り換えるスタータ駆動装置４を有している。

定速駆動装置３は、変速機構２と、この変速機構２における変速比を制御する制御機構３１と、航空機エンジンＥの出力軸（図示せず）に接続された装置入力軸１３とを備えている。前記変速機構２は、高速トラクション無段変速機１１と、２自由度とされた遊星歯車変速機１２と、両変速機１１，１２間で伝達動力を分配して負担させる動力分流軸（アイドラ）１５とを有している。

ここで、トラクション無段変速機１１と遊星歯車変速機１２の関係について説明する。図２に示すように、トラクション無段変速機１１は、この実施形態においてダブルキャビティ型トロイダルトラクションドライブ２０とされるとともに、その第１および第２のキャビティ２１，２２の間に、遊星歯車変速機１２の主要部であるリングギヤ１２ａやサンギヤ１２ｂなどが配置された構成とされている。

前記ダブルキャビティ型トロイダルトラクションドライブ２０は、変速機入力軸１４に沿って第１および第２のキャビティ２１，２２を所定の間隔を設けて配設してなるものであって、各キャビティ２１，２２の軸方向外側に入力ディスク２１ａ，２２ａを配設し、各キャビティ２１，２２の内側に出力ディスク２１ｂ，２２ｂを配設している。前記変速機入力軸１４に外嵌してこれと同心の変速機出力軸１６が配置されており、両入力ディスク２１ａ，２２ａを変速機入力軸１４で連結するとともに、両出力ディスク２１ｂ，２２ｂを変速機出力軸１６で連結している。また、この実施形態では、遊星歯車変速機１２のサンギヤ１２ｂがトラクション無段変速機１１の変速機出力軸１６の外周に形成されている。

航空機エンジンＥの出力軸に接続された装置入力軸１３にはギヤ１３ａが設けられ、一方、トラクション無段変速機１１には前記ギヤ１３ａと噛合するギヤ１４ａが設けられ、これにより、トラクション無段変速機１１の変速機入力軸１４が装置入力軸１３に接続されている。また、動力分流軸１５の一端に、装置入力軸１３に噛合するギヤ１５ａが設けられ、動力分流軸１５の他端にギヤ１５ｂが設けられ、このギヤ１５ｂが遊星歯車変速機１２のリングギヤ１２ａに噛合し、それにより遊星歯車変速機１２が装置入力軸１３に接続されている。したがって、航空機エンジンＥの出力軸から定速駆動機構３に入力される回転動力は、トラクション無段変速機１１と、動力分流軸１５を介して遊星歯車変速機１２とに分配されて負担される。

つぎに、トラクション無段変速機１１の構成について説明する。第１および第２のキャビティ２１，２２は、それぞれ変速機入力軸１４と連動して回転する入力ディスク２１ａ，２２ａと、変速機出力軸１６と連動して回転する出力ディスク２１ｂ，２２ｂと、入力ディスク２１ａ，２２ａおよび出力ディスク２１ｂ，２２ｂの間に介在する複数（例えば２つ）のパワーローラ２１ｃ，２２ｃと、パワーローラ２１ｃ，２２ｃの押付力を発生するための動力発生機構２３とを備えている。

各パワーローラ２１ｃ，２２ｃは、スラスト軸受２１ｅ，２２ｅと、公知の支持部材であるトラニオン２１ｆ，２２ｆとによって、ローラ軸２１ｄ，２２ｄ回りの回転を許容し、かつローラ軸２１ｄ，２２ｄおよび変速機入力軸１４を含む平面内で傾転自在に支持されている。遊星歯車変速機１２を回転自在に支持する２種の回転支持部材１２ｅ，１２ｆは、変速機出力軸１６に装着された軸受１２ｇを介してその変速機出力軸１６を回転可能に支持している。また、遊星歯車変速機１２の出力はキャリア１２ｄに設けられた出力歯車１２ｈから取り出される。

一方、キャビティ２１，２２においては、入力ディスク２１ａ，２２ａ、出力ディスク２１ｂ，２２ｂおよびパワーローラ２１ｃ，２２ｃという３つの転動体が、動力発生機構２３の動力により高圧で互いに押し付けられて、その接触部に生じる高粘度潤滑油膜の剪断抵抗によって動力が伝達される。すなわち、入力ディスク２１ａと出力ディスク２１ｂとの間の駆動力伝達は、その間に配置されたパワー・ローラ２１ｃとの流体摩擦によってなされ、入力ディスク２２ａと出力ディスク２２ｂとの間の駆動力伝達は、その間に配置されたパワー・ローラ２２ｃとの流体摩擦によってなされる。加速比および減速比、すなわち変速比の変更は、パワー・ローラ２１ｃ，２１ｄの傾きである後述の傾転角を制御機構３１（図１）によって制御することにより行われる。変速比は所定範囲内、例えば０．５〜２．０の範囲内で任意に変化される。

図３に示すように、パワーローラ２１ｃ，２２ｃと入力ディスク２１ａ，２２ａとが接触する位置をディスク回転軸から測った距離を入力側接触半径Ｒ_iとし、パワーローラ２１ｃ，２２ｃと出力ディスク２１ｂ，２２ｂとが接触する位置をディスク回転軸から測った距離を出力側接触半径Ｒ_oとし、変速機入力軸１４および入力ディスク２１ａ，２２ａの回転数をＮ_iとし、変速機出力軸１６および出力ディスク２１ｂ，２２ｂの回転数をＮ_oとすると、変速比Ｒ_CVT＝Ｎ_o／Ｎ_i＝Ｒ_i／Ｒ_oという関係が成立する。そこで、各パワーローラ２１ｃ，２２ｃの傾転角θを制御することによって、各接触半径Ｒ_i，Ｒ_oが連続的に変化するため、変速比_CVT＝Ｎ_o／Ｎ_iを無段階に変化させることが可能となる。この変速比の制御は図１の制御機構３１により行われる。

前記傾転角の調節による変速比の制御は次のようにして行われる。すなわち、図４に示すように、トラニオン２１ｆ，２２ｆ（図２）の傾転駆動軸（図示せず）に係合されている油圧アクチュエータ５１のピストンロッド５２を進出あるいは後退させて、傾転駆動軸を回転軸からΔＹだけ変位させると、パワーローラ２１ｃ，２２ｃに接線方向の力Ｆｔが発生し、その分力Ｆによりパワーローラ２１ｃ，２２ｃが新たな釣り合い位置まで傾転されて、パワーローラ２１ｃ，２２ｃの傾転角θ（図２）が変化する。したがって、油圧アクチュエータ５１のピストンローッド４２の進出量を適宜調節することにより、傾転角シータを所望角度とすることができ、それにより所望の変速比が得られる。

つぎに、遊星歯車変速機１２の構成について説明する。図２に示すように、遊星歯車変速機１２は、定速駆動装置３の装置入力軸１３に動力分流軸１５を介して接続されるリングギヤ１２ａと、トラクション無段変速機１１の変速機出力軸１６に固定または一体形成して設けられたサンギヤ１２ｂと、リングギヤ１２ａとサンギヤ１２ｂとの間に嵌め込まれた複数の遊星歯車機構１２ｃと、これら遊星歯車機構１２ｃのサンギヤ１２ｂの軸回りの回転に応じて回転するキャリア１２ｄと、リングギヤ１２ａ、遊星歯車機構１２ｃおよびキャリア１２ｄなどを回転可能に支持する回転支持部材１２ｅ，１２ｆとから構成されている。

すなわち、遊星歯車変速機１２は、各遊星歯車機構１２ｃが自由に回転できる状態でキャリア１２ｄに固定されている他、リングギヤ１２ａおよびサンギヤ１２ｂがそれぞれ回転可能とされた２自由度を有するとともに、動力分流軸１５を有する構成とされている。これにより、図１の航空機エンジンＥから定速駆動装置３に入力された回転動力は、トラクション無段変速機１１と、動力分流軸１５を介して遊星歯車変速機１２とに分配されて負担され、遊星歯車変速機１２で合流して変速機入出力軸１７から回転機５０に伝達される。そのため、回転機５０を発電機動作させるための回転駆動力がトラクション無段変速機１１を介して全て伝達される場合と比較して、トラクション無段変速機１１の負荷が軽減されて、トラクション無段変速機１１は動作が安定化されることにより長寿命化が図られ、それに加えて、トラクション無段変速機１１自体の重量を軽減できる。また、一般的に無段変速機１１により伝達可能な動力の上限は比較的低いが、遊星歯車変速機１２との間で動力を分配させることによって、定速駆動装置３における伝達可能な動力の上限を引き上げることが容易となるとともに、遊星歯車変速機１２の効率が９９％以上であるので、定速駆動装置３全体の動力伝達効率が９５％程度に向上する。

また、サンギヤ１２ｂの回転速度を、装置入力軸１３の回転速度の変化に応じてトラクション無段変速機１１のパワーローラ２１ｃ，２２ｃの傾転角θ（図２）を所定の関係を維持しながら変化させることによって、キャリア１２ｄの回転速度を一定に保つことが可能となる。すなわち、変速機入力軸１４の回転数の変動をトラクション無段変速機１１により相殺するように変速比を制御することにより、キャリア１２ｄの回転速度が一定に保たれる。このキャリア１２ｄの一定の回転出力は、変速機入出力軸（アイドラ）１７でさらに増速されたのちに、図１の回転機５０に伝達される。

スタータ制御装置４は、航空機エンジンＥを停止した状態から起動するための装置であり、ＡＰＵまたは機外設備などの電源４１からの電力を調整して回転機５０へ供給する電力調整器４２と、航空機エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転センサ４３から入力されるエンジン回転数により電力調整器４２を制御するスタータ制御回路４４とを有している。電力調整器４２として、この実施形態ではオン・オフ・リレーを用いるが、インバータを用いることもできる。エンジン回転センサ４３は、例えば装置入力軸１３の回転速度を検出するセンサである。

図６に示すように、本実施形態のトラクション変速機構付き発電・スタータ装置１は、定速駆動装置３、スタータ駆動装置４および回転機５０などの全ての構成が、二つ割りとなったケース７内に収納されて、コンパクトにまとめれられている。このようにコンパクト化できたのは、トラクション無段変速機１１の変速機入力軸１４と回転機５０の回転支軸５０ａと遊星歯車変速機１２の動力分流軸１５との３つの軸心Ｓ１〜Ｓ３が互いに平行に配置され、トラクション無段変速機１１の変速機入力軸１４と回転機５０の回転支軸５０ａとの間の中央部上方位置に動力分流軸１５が配置されて、図７に示すように、軸心方向から見て前記３つの軸心Ｓ１〜Ｓ３を結ぶ線が三角形を形成するように配置されていることにより、動力分流軸１５をトラクション無段変速機１１と回転機５０との間のスペースを有効利用して配置できたことによる。また、後述のように、航空機エンジンＥの起動時にトラクション無段変速機１１が見かけ上トルク増幅機として機能するので、回転機５０として小型のものを用いることができるから、この点からも３つの軸心Ｓ１〜Ｓ３を互いに平行に配置することが容易になっている。

つぎに、実施形態のトラクション変速機構付き発電・スタータ装置１の作用について説明する。停止中の航空機エンジンＥを起動させる場合は、電源４１からの電力がスタータ駆動装置４の電力調整器４２を介して回転機５０に供給されることにより、回転機５０が始動し、この回転機５０の回転駆動力が定速駆動装置３を介して航空機エンジンＥに伝達されて、航空機エンジンＥが起動する。このとき、スタータ制御装置４４のスタータ制御回路４４は、エンジン回転センサ４３からのエンジン回転数信号を受けて、予め設定されたスターティング・加速スケジュールに従ってエンジンＥが起動および加速して、エンジンスタートに必要な回転数およびトルクに達するように、電力調整器４２および制御機構３１を制御して、回転機５０への供給電力および定速駆動装置３の変速比を調整する。

すなわち、航空機エンジンＥを起動させるためには大きな駆動トルクが必要となるので、スタータ制御回路４４は、制御機構３１（図１）に対しトラクション無段変速機１１の変速比の制御信号を供給して、図２の変速機入力軸１４から変速機出力軸１６を見た場合の変速比を増速側に設定するように制御する。これにより、図１の回転機５０により駆動される変速機入出力軸１７の回転は減速して装置入力軸１３から航空機エンジンＥの出力軸に伝達されることから、トラクション無段変速機１１が見かけ上トルク増幅機として機能することになり、航空機エンジンＥには、回転機５０の回転トルクが増幅された大きな駆動トルクが作用して、航空機エンジンＥが確実に起動される。また、スタータ制御回路４４は、予め設定されたスターティング・加速スケジュールに従って変速比を徐々に可変するように制御機構３１を制御するとともに、電力調整器４２を制御することにより回転機５０への供給電力を調整して、航空機エンジンＥの回転を徐々に加速させる。このように回転機５０がスタータモータとして作用するとき、回転機５０から定速駆動装置３に入力された回転動力は、遊星歯車変速機１２から動力分流軸１５を介してトラクション無段変速機１１に分配されて負担され、装置入力軸１３に伝達される。

図５は本実施形態に係るトラクション変速機付き発電・スタータ装置１のエンジン回転数と起動時の駆動トルクとの関係を示す。同図において、航空機エンジンＥが起動したのちに自立運転状態に入ると、エンジン回数数が所定値まで上昇した時点から駆動トルクが急激に減少する。図１のスタータ制御回路４４は、エンジン回転センサ４３から入力されるエンジン回転数が所定値に達したときに、航空機エンジンＥが自立運転に入ったことを検出して、回転機５０への電力供給を遮断するように電力調整器４２を制御して、回転機５０による航空機エンジンＥの回転駆動、つまり回転機５０のスタータモータ動作を終了させる。その後、回転機５０は定速駆動装置３を介して航空機エンジンＥにより回転駆動されることにより、発電機として機能して出力ターミナル３０から出力線１９を通じて電力を航空機の照明、空調および防氷装置などの各種電気機器に供給する。

航空機エンジンＥが自立運転に入ったのちは、上述したように制御機構３１が定速駆動装置３の変速比を航空機エンジンＥの回転数の変動に応じて可変制御することにより、サンギヤ１２ｂ（図２）の回転速度が装置入力軸１３の回転速度の変化に応じて変化され、その結果、キャリア１２ｄの回転速度が常に一定に維持される。すなわち、制御機構３１は、図４の油圧アクチュエータ５１のピストンロッド５２の位置を調節して、各キャビティ２１，２２におけるパワーローラ２１ｃ，２２ｃの傾転角θを変化させることによって、キャリア１２ｄの回転速度が一定になるように定速駆動装置３における変速比を制御する。これにより、航空機エンジンＥの回転が減速された一定回転数に安定に調速されて回転機５０に伝達されるから、回転機５０からは常に一定周波数（例えば４００Ｈｚ）の電力が出力される。

このように、本実施形態のトラクション変速機付き発電・スタータ装置１では、回転機５０を、スタータ制御回路４４で制御することよってスタータモータと発電機とに兼用しているので、従来のエア・スタータと発電機とを個別に設ける場合に比べて、装置全体が簡素化されるのに加えて、圧縮空気配管やバルブ等が不要となるのに伴って、省スペース化、軽量化およびコスト低減を図ることができる。また、トラクション無段変速機１１は、従来の油圧変速機とは異なり、起動時の制御応答性に優れているから、航空機エンジンＥの立ち上げ時の回転数制御を高精度に行える。さらに、従来のクラッチ機構を組み合わせて航空機エンジンＥの起動を行う場合のような構成の複雑化も招かない。しかも、定速駆動装置３は、トラクション無段変速機１１と遊星歯車変速機１２と動力分流軸１５とを有しているので、従来の専用エア・タービン・スタータを用いる場合よりも高い信頼性を得ることができるとともに、トラクション無段変速機１１の負荷が軽減されるので、これに伴ってトラクション無段変速機１１の長寿命化を図ることができる。また、航空機エンジンＥの起動時にトラクション無段変速機１１によるトルク増幅効果が得られるので、小さな回転機５０を用いて航空機エンジンＥを起動できる利点がある。

また、スタータ制御回路４４は、航空機エンジンＥの起動時に回転機５０の回転数・出力および定速駆動装置３の変速比を制御することによりエンジンスタートに必要な回転数・トルクを調整する制御機能を有しているから、航空機エンジンＥの起動時に駆動トルクとエンジン回転数の関係を任意に設定して高精度に制御できるので、航空機エンジンＥにとって最適なスターティング・加速スケジュールを実行することができる。

なお、前記実施形態では、トラクション無段変速機１１として、ダブルキャビティ型トロイダルトラクションドライブ２０を用いる場合を例示して説明したが、単一のキャビティを有するシングルキャビティ型トロイダルトラクションドライブやハーフトロイダル型トロイダルトラクションドライブなどを用いることもできる。

本発明に係る本発明の一実施形態に係るトラクション変速機付き発電・スタータ装置を示す模式図である。同上のトラクション変速機付き発電・スタータ装置における定速駆動装置の縦断面図である。同上の定速駆動装置におけるトロイダルトラクションドライブの構造を示す概略図である。同上のトロイダルトラクションドライブにおけるトラニオンにより傾転角を変化させる原理を示す概略図である。同上のトラクション変速機付き発電・スタータ装置のスタータ駆動トルクカーブの一例を示す図である。同上のトラクション変速機付き発電・スタータ装置のケース内の構造を示す斜視図である。同上のトラクション変速機付き発電・スタータ装置の回転機、トラクション無段変速機および動力分流軸の各軸心の相対配置を示す説明図である。

符号の説明

１トラクション変速機構付き発電・スタータ装置
２変速機構
３定速駆動装置
７ケース
１１トラクション無段変速機
１２遊星歯車変速機
１２ａリングギヤ
１２ｂサンギヤ
１３装置入力軸
１４変速機入力軸
１５動力分流軸
１６変速機出力軸
４４スタータ制御回路
５０回転機
Ｅ航空機エンジン
Ｓ１トラクション無段変速機の軸心
Ｓ２回転機の軸心
Ｓ３動力分流軸の軸心

Claims

航空機エンジンにより駆動される発電機と前記航空機エンジンを起動させるスタータモータとを兼ねる回転機と、前記航空機エンジンと前記回転機とを接続する定速駆動装置と、起動時に前記航空機エンジンが所定の回転数に達したときに前記回転機をスタータモータ動作から発電機動作に切り換えるスタータ制御回路とを備え、
前記定速駆動装置は、トラクション無段変速機、遊星歯車変速機、および前記トラクション無段変速機と遊星歯車変速機との間で伝達動力を分配して負担させる動力分流軸を有するトラクション変速機構付き発電・スタータ装置。
請求項１において、前記スタータ制御回路は、起動時に前記定速駆動装置の変速比を制御することによりエンジンスタートに必要な回転数・トルクを調整する制御機能を有しているトラクション変速機構付き発電・スタータ装置。
請求項１または２において、前記定速駆動装置は、前記トラクション無段変速機および遊星歯車変速機を備える変速機構を前記航空機エンジンの出力軸に接続する装置入力軸と、前記トラクション無段変速機および遊星歯車変速機を備える変速機構とを有し、
前記トラクション無段変速機の変速機入力軸および前記動力分流軸の一端部が、前記装置入力軸に、前記航空機エンジンからの回転駆動力を所定割合で分配させるように接続され、
前記トラクション無段変速機の変速機出力軸に前記遊星歯車変速機のサンギヤが形成され、前記動力分流軸の他端部が、前記遊星歯車変速機のリングギヤに接続されているトラクション変速機構付き発電・スタータ装置。
請求項１，２または３において、さらに、前記回転機および定速駆動装置を収納するケースを備え、前記回転機と前記トラクション無段変速機の軸心および前記動力分流軸の軸心の３つの軸心が互いに平行に配置され、前記トラクション無段変速機と回転機の間に前記動力分流軸が配置され、軸心方向から見て前記３つの軸心を結ぶ線が三角形を形成しているトラクション変速機構付き発電・スタータ装置。