JP2012504207A - ブレードピッチを制限する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

ブレードピッチを制限する方法を提供する。この方法は、ブレードピッチを制限するように作動可能なブレーキアセンブリを用意すること、停止車輪および停止車輪に対して移動可能なトラベラを含むリミットストップアセンブリを用意すること、およびトラベラが停止車輪と係合したときリミットストップアセンブリがブレーキアセンブリを作動させるように、リミットストップアセンブリをブレーキアセンブリに結合することを含む。
【選択図】図１

Description

本開示の分野は、一般にブレードに関し、より詳細にはブレードピッチを制限する方法およびシステムに関する。

多くの周知のガスタービンエンジンは、エンジン推力を上げるファンアセンブリを含む。具体的には、ファンのブレードピッチがエンジン推力または逆推力の大きさに直接影響を与えるため、多くのパイロットは、ピッチ調整システムを使用して、飛行中に航空機をうまく制御している。

少なくとも一部の周知のピッチ調整システムは、飛行範囲（すなわち推力のピッチ範囲）、または地上範囲（すなわち逆推力のピッチ範囲）内にブレードピッチを調整する電気機械的作動アセンブリを有する。多くの周知の電気機械的作動アセンブリは、電子制御ループに依存して、ブレードピッチを所与の範囲内に維持する（すなわちピッチを飛行範囲または地上範囲内に維持する）ため、ブレードピッチを制限する確実なバックアップシステムは、ピッチ調整システムがブレードピッチを所与の範囲内に維持する助けを円滑にするのに有益である。

米国特許第３９０２８２２号

一態様では、ブレードピッチを制限する方法を提供する。この方法は、ブレードピッチを制限するように作動可能なブレーキアセンブリを用意すること、停止車輪および停止車輪に対して移動可能なトラベラを含むリミットストップアセンブリを用意すること、および、トラベラが停止車輪と係合したときリミットストップアセンブリがブレーキアセンブリを作動させるように、リミットストップアセンブリをブレーキアセンブリに結合することを含む。

他の態様では、ブレードピッチを制限するシステムを提供する。このシステムは、ブレードピッチを制限するように作動可能なブレーキアセンブリを含む。このシステムは、停止車輪および停止車輪に対して移動可能なトラベラを含むリミットストップアセンブリも含み、トラベラが停止車輪と係合したときリミットストップアセンブリがブレーキアセンブリを作動させるように、リミットストップアセンブリがブレーキアセンブリに結合されている。

ガスタービンエンジンを示す概略図である。 図１示したガスタービンエンジンと共に使用するためのピッチ制限システムを示す概略図である。

以下の詳細な説明は、例としてブレードピッチを制限する例示の方法およびシステムを示すものであり、限定するものではない。この説明は、当業者が開示したものを作成し、使用することができるようにするものであり、説明には、幾つかの実施形態、適応形態、変形形態、変更形態、および現時点で本開示を実施する最良の形態であると考えられるものを含む、本開示の使用について記載されている。好ましい実施形態、すなわちガスタービンエンジンのファンのブレードピッチを制限する方法およびシステムに適用されるものとして本開示を本明細書に記載する。しかし、本開示は、広範なシステム、並びに、多様な産業および／または消費者が利用することができるブレードピッチの制限に一般に適用されることが企図される。

図１は、ファンアセンブリ１０２、高圧圧縮機１０４、および燃焼器１０６を含むガスタービンエンジン１００の概略図である。エンジン１００は、高圧タービン１１２、低圧タービン１１４、およびエンジン１００の中央部分を通って延びる固定ハウジング１１６も含む。例示の実施形態では、ファンアセンブリ１０２は、通気管が取り付けられ、複数のブレード１１０を含む。他の実施形態では、ファンアセンブリ１０２に通気管を取り付けなくてもよい。動作の際は、空気がファンアセンブリ１０２を通って流れ、圧縮された空気がファンアセンブリ１０２から高圧圧縮機１０４に供給される。高度に圧縮された空気が燃焼器１０６に送られる。燃焼器１０６からの空気流はタービン１１２および１１４を駆動して回転させ、ガスタービンエンジン１００から排気システム１１８を通って出る。

例示の実施形態では、エンジン１００は、ピッチ調整軸１２２およびピッチ調整歯車アセンブリ１２４に渡ってファンアセンブリ１０２と駆動係合するように結合されたピッチ調整システム１０８も含む。ピッチ調整システム１０８は、ピッチ調整軸１２２を回転させて、ピッチ調整歯車アセンブリ１２４が円滑に駆動され、ブレード１１０のピッチが円滑に調整されるようにする。例示の実施形態では、エンジン１００は、固定ハウジング１１６内部でピッチ調整軸１２２に結合されたピッチ制限システム１２０も含み、以下により詳細に記載するように、ピッチ調整軸１２２の回転を制限することによって、ブレード１１０のピッチが円滑に制限されるようにする。

図２は、ピッチ制限システム１２０の概略図である。例示の実施形態では、ピッチ制限システム１２０は、ブレーキアセンブリ１２８、停止アセンブリ１３０、およびシステムコントローラ１３２を含む。ブレーキアセンブリ１２８は、ピッチ調整軸１２２に結合されて、ピッチ調整軸１２２の回転に円滑に制限を与え、それによってブレード１１０のピッチを制限する。別法として、ピッチ制限システム１２０が本明細書に記載する機能を果たすことができるようにする任意の方法で、ブレーキアセンブリ１２８をピッチ調整軸１２２に直接または間接的に結合することもできる。

ブレーキアセンブリ１２８は、偏倚機構１３４、ブレーキ１３６、およびトルク伝達ユニット１３８を含む。例示の実施形態では、トルク伝達ユニット１３８は、第１の伝達ディスク１４０、第２の伝達ディスク１４２、および複数の伝達ボール１４４を含む。第１の伝達ディスク１４０は第１の表面１４６および第２の表面１４８を有し、第２の伝達ディスク１４２は第１の表面１５０および第２の表面１５２を有する。第１の伝達ディスク１４０および第２の伝達ディスク１４２は、第１の伝達ディスクの第１の表面１４６が第２の伝達ディスクの第１の表面１５０と対向するように間隔をおいて配置される。さらに、１組の第１の溝１５４が第１の伝達ディスクの第１の表面１４６内に画定され、１組の第２の溝１５６が第２の伝達ディスクの第１の表面１５０内に画定される。例示の実施形態では、各溝１５４、１５６は、全般的に弓形状であり、少なくとも１つの傾斜した側壁を有するように形成される。第１の伝達ディスク１４０および第２の伝達ディスク１４２は、各第１の溝１５４が対向する第２の溝１５６を有するように方向付けられる。少なくとも１つの伝達ボール１４４がそれぞれ第１の溝１５４と第２の溝１５６の間に位置付けられて、第１の伝達ディスク１４０および第２の伝達ディスク１４２のうちの１つが他方に対して回転された場合に、第１の伝達ディスク１４０と第２の伝達ディスク１４２の間でトルクを円滑に伝達する。

ブレーキ１３６は、複数の回転子板１５８および複数の環状固定子板１６０を含む。固定子板１６０は、互いから離れるように間隔をおいて配置され、（たとえば、スプライン係合またはキー係合によって）ハウジング１１６に結合されて、各固定子板１６０がハウジング１１６に沿って軸方向に移動可能になされ、各回転子板１５８はトルク伝達軸１６２に（たとえば、スプライン係合またはキー係合によって）結合されて、各回転子板１５８がトルク伝達軸１６２に沿って軸方向に移動可能であり、隣接する固定子板１６０の間でトルク伝達軸１６２と共に回転可能になされる。例示の実施形態では、偏倚機構１３４は、第２の伝達ディスク１４２に偏倚係合するように結合されて、第２の伝達ディスク１４２に所定の負荷を与え、第２の伝達ディスク１４２を第１の伝達ディスク１４０に向かって移動させる、環状ばねである。別法として、偏倚機構１３４は、ブレーキアセンブリ１２８が本明細書に記載する機能を果たすことができるようにする任意の装置でもよい。例示の実施形態では、ピッチ調整軸１２２は、第１の伝達ディスク１４０がピッチ調整軸１２２と共に回転可能であるように、第１の伝達ディスク１４０に結合され、またはそれと共に形成される。さらに、トルク伝達軸１６２は、第２の伝達ディスク１４２および第１の平歯車１６４に結合され、またはそれと共に形成されて、トルク伝達軸１６２が、第２の伝達ディスク１４２と第１の平歯車１６４の間に、かつピッチ調整軸１２２の周囲に同軸に延びて、第２の伝達ディスク１４２および第１の平歯車１６４を、トルク伝達軸１６２と共に、かつピッチ調整軸１２２から独立して、円滑に回転させる。

例示の実施形態では、停止アセンブリ１３０は、入力軸１７２によって共に結合された第２の平歯車１６６、リミットストップアセンブリ１６８、および制限調整アセンブリ１７０を含む。リミットストップアセンブリ１６８は、停止車輪１７４、第１の遊星歯車セット１７６、第１の親ねじ１７８、第１のトラベラ１８０、第２の遊星歯車セット１８２、第２の親ねじ１８４、第２のトラベラ１８６、および案内管１８８を含む。代替実施形態では、リミットストップアセンブリ１６８は、リミットストップアセンブリ１６８が本明細書に記載する機能を果たすことができるようにする、任意の数の歯車セット、トラベラ、親ねじ、停止車輪、および／または案内管を含むことができる。

停止車輪１７４は、全般的に環状のディスクであり、第１の表面１９２から延びる少なくとも１つの第１の停止突起部１９０、および第２の表面１９６から延びる少なくとも１つの第２の停止突起部１９４を有する。停止車輪１７４は、入力軸１７２にしっかり結合されて、停止車輪１７４が入力軸１７２と共に回転可能になされる。

第１の遊星歯車セット１７６は、第１の太陽歯車１９８、複数の第１の遊星歯車２００、第１のリング歯車２０２、および第１の遊星キャリア２０４を含む。第１の太陽歯車１９８は、入力軸１７２と共に回転するように入力軸１７２にしっかり結合され、第１の遊星歯車２００は第１の太陽歯車１９８と駆動係合するように第１の太陽歯車１９８の周囲に結合される。第１のリング歯車２０２は、第１の遊星歯車２００と駆動係合するように第１の遊星歯車２００の周囲に結合され、第１の遊星キャリア２０４は、第１の遊星キャリア２０４が第１の遊星歯車２００と共に回転可能であるように、第１の遊星歯車２００に結合される。第１の遊星歯車セット１７６は、第１のリング歯車２０２に駆動係合するように結合されたウォーム歯車セット２０６も含み、第１のリング歯車２０２が手動で円滑に回転されるようにする。ウォーム歯車セット２０６は、また、第１のリング歯車２０２がハウジング１１６に接触しやすくなるようにし、それによって第１の太陽歯車１９８の回転中に第１のリング歯車２０２の回転を阻止する。例示の実施形態では、以下により詳細に記載するように、第１の遊星歯車セット１７６は、歯車差動装置として動作可能であり、第１のリング歯車２０２をウォーム歯車セット２０６によって手動で回転させることによって、トリム調整操作を円滑にして、第１のトラベラ１８０を所望の位置に配置する。

第２の遊星歯車セット１８２は、第２の太陽歯車２０８、複数の第２の遊星歯車２１０、第２のリング歯車２１２、および第２の遊星キャリア２１４を含む。第２の太陽歯車２０８は、入力軸１７２と共に回転するように入力軸１７２にしっかり結合され、第２の遊星歯車２１０は、第２の太陽歯車２０８と駆動係合するように第２の太陽歯車２０８の周囲に結合される。第２のリング歯車２１２は第２の遊星歯車２１０と駆動係合するように第２の遊星歯車２１０の周囲に結合され、第２の遊星キャリア２１４は、第２の遊星キャリア２１４が第２の遊星歯車２１０と共に回転可能であるように、第２の遊星歯車２１０に結合される。例示の実施形態では、以下により詳細に記載するように、第２の遊星歯車セット１８２は歯車差動装置として機能して、第２のトラベラ１８６が所望の位置に円滑に配置されるようにする。

第１の親ねじ１７８は、入力軸１７２の周囲で同軸に第１の遊星キャリア２０４に結合されて、第１の親ねじ１７８が第１の遊星キャリア２０４から停止車輪１７４に向かって延びるようになされる。第２の親ねじ１８４は、入力軸１７２の周囲で同軸に第２の遊星キャリア２１４に結合されて、第２の親ねじ１８４が第２の遊星キャリア２１４から停止車輪１７４に向かって延びるようになされる。第１の親ねじ１７８および第２の親ねじ１８４は、入力軸１７２および停止車輪１７４から間隔をおいて配置されて、第１の親ねじ１７８および第２の親ねじ１８４が、互いに、入力軸１７２に対して、かつ停止車輪１７４に対して、独立して回転可能になされる。例示の実施形態では、第１の親ねじ１７８は第１の遊星キャリア２０４にスプライン係合によって結合され、かつ／または第２の親ねじ１８４は第２の遊星キャリア２１４にスプライン係合によって結合される。一実施形態では、第１の親ねじ１７８および／または第２の親ねじ１８４は、複数の軸方向の支持軸受２１６によってハウジング１１６に回転可能に結合され、かつ／または複数の半径方向の支持軸受２１８によって入力軸１７２に回転可能に結合され、第１の親ねじ１７８および／または第２の親ねじ１８４が入力軸１７２および／またはハウジング１１６に対して円滑に支持され、位置合わせされるようにする。

第１のトラベラ１８０は、第１の表面２２０、第２の表面２２２、および第１の表面２２０と第２の表面２２２の間に延びる環状周囲面２２４を含む。一実施形態では、複数の第１の外側スプライン２２６が周囲面２２４上に形成され、第１の表面２２０から第２の表面２２２に延び、少なくとも１つの第１のトラベラ突起部２２８が第１の表面２２０に結合され、または第１の表面２２０上に形成される。第１のトラベラ１８０は第１の親ねじ１７８にねじ込み可能に結合されて、第１のトラベラ１８０が第１の親ねじ１７８に沿って停止車輪１７４に向かい、またはそれから離れるように移動可能になされる。

第２のトラベラ１８６は、第１の表面２３０、第２の表面２３２、および第１の表面２３０と第２の表面２３２の間に延びる環状周囲面２３４を含む。一実施形態では、複数の第２の外側スプライン２３６が周囲面２３４上に形成され、第１の表面２３０から第２の表面２３２に延び、少なくとも１つの第２のトラベラ突起部２３８が第１の表面２３０に結合され、または第１の表面２３０上に形成される。第２のトラベラ１８６は第２の親ねじ１８４にねじ込み可能に結合されて、第２のトラベラ１８６が第２の親ねじ１８４に沿って停止車輪１７４に向かい、またはそれから離れるように移動可能になされる。

案内管１８８は、第１のトラベラ１８０、停止車輪１７４、および第２のトラベラ１８６の周囲に同心に位置付けられる。案内管１８８は、第１の端部２４０、第２の端部２４２、内面２４４、および外面２４６を備える。内面２４４は、内面２４４に形成され、第１の端部２４０から第２の端部２４２に延びる複数の内側スプライン２４８を備える。第１のトラベラ１８０が内面２４４に結合され、第１の外側スプライン２２６が内側スプライン２４８と係合して、第１のトラベラ１８０が停止車輪１７４に向かい、またはそれから離れるように円滑に案内されるようにし、第１の親ねじ１７８が回転するときに第１のトラベラ１８０の回転が円滑に阻止されるようにする。第２のトラベラ１８６が内面２４４に結合され、第２の外側スプライン２３６が内側スプライン２４８と係合して、第２のトラベラ１８６が停止車輪１７４に向かい、またはそれから離れるように円滑に案内されるようにし、第２の親ねじ１８４が回転するときに第２のトラベラ１８６の回転が円滑に阻止されるようにする。例示の実施形態では、停止車輪１７４は案内管の内面２４４から間隔をおいて配置されて、停止車輪１７４が案内管１８８内部で入力軸１７２と共に回転可能になされる。例示の実施形態では、案内管１８８は、第１のトラベラ１８０または第２のトラベラ１８６が停止車輪１７４と係合するときに（すなわち、それぞれ第１のトラベラ突起部２２８または第２のトラベラ突起部２３８が第１の停止突起部１９０あるいは第２の停止突起部１９４と係合するときに）、案内管１８８に伝達される慣性エネルギーを吸収しやすくする停止緩衝ばね２５０によって部分的にハウジング１１６にしっかり結合される。代替実施形態では、案内管１８８がハウジング１１６内で複数のブッシング（図示せず）によって支持されるようにして、案内管１８８がハウジング１１６に対して移動するのが円滑に阻止されるようにする。

例示の実施形態では、制限調整アセンブリ１７０は、第１の駆動アセンブリ２５２、および第２の駆動アセンブリ２５４を含む。第１の駆動アセンブリ２５２は、第３の遊星歯車セット２５６、第１のモータ２５８、および第１のモータブレーキ２６０を含む。第１のモータ２５８は第１の駆動軸２６２に交わり、第３の遊星歯車セット２５６と第１のモータブレーキ２６０の間に結合される。第１のモータブレーキ２６０は、第１のモータ２５８の動作が円滑に阻止されるように、選択的に動作可能である。第３の遊星歯車セット２５６は、第３の太陽歯車２６４、複数の第３の遊星歯車２６６、第３のリング歯車２６８、および第３の遊星キャリア２７０を含む。第３のリング歯車２６８は、内側歯車構成２７２および外側歯車構成２７４を含む。第３の太陽歯車２６４は、第１の駆動軸２６２と共に回転するように、第１の駆動軸２６２にしっかり結合され、第３の遊星歯車２６６は、第３の太陽歯車２６４の周囲に第３の太陽歯車２６４と駆動係合するように結合される。第３のリング歯車２６８は第３の遊星歯車２６６の周囲に結合されて、内側歯車構成２７２が第３の遊星歯車２６６と駆動係合するようになされる。第３の遊星キャリア２７０は第３の遊星歯車２６６と第２のリング歯車２１２の間に結合されて、第３の遊星キャリア２７０が、第２のリング歯車２１２を駆動して回転させるように、第３の遊星歯車２６６と共に回転可能になされる。

第２の駆動アセンブリ２５４は、伝達歯車セット２７６、第２のモータ２７８、および第２のモータブレーキ２８０を含む。第２のモータ２７８は第２の駆動軸２８２と交わり、伝達歯車セット２７６と第２のモータブレーキ２８０の間に結合される。第２のモータブレーキ２８０は、第２のモータ２７８の動作が円滑に阻止されるように、選択的に動作可能である。伝達歯車セット２７６は、第２の駆動軸２８２によって第２のモータ２７８に結合された第１の伝達歯車２８４、第１の伝達歯車２８４と駆動係合するように結合された第２の伝達歯車２８６、および第３の伝達歯車２８８を含む。第３の伝達歯車２８８は、第２の伝達歯車２８６と第３の伝達歯車２８８が共に回転可能であるように、第２の伝達歯車２８６にしっかり結合される。第３の伝達歯車２８８は第３のリング歯車２６８の外側歯車構成２７４と駆動係合するように結合される。例示の実施形態では、第１の駆動アセンブリ２５２および第２の駆動アセンブリ２５４は、二重冗長、速度合計（ｓｐｅｅｄ ｓｕｍｍｅｄ）のサーボモータ構成で機能して、第１の駆動アセンブリ２５２が作動している間は、第２の駆動アセンブリ２５４がアイドリングし、第１の駆動アセンブリ２５２が非作動化されると、第１の駆動アセンブリ２５２が作動されるようになされる。

システムコントローラ１３２は、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書に記載した機能を実行することができる任意の他の回路またはプロセッサを含むコンピュータシステムなど、任意のプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースのシステムを含むことができる。本明細書で使用されるように、用語「プロセッサ」は、当技術分野でプロセッサと呼ばれる集積回路だけに限定されず、コンピュータ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および任意の他のプログラマブル回路を広範に指す。さらに、システムコントローラは、たとえば、２ＭビットＲＯＭおよび６４ＫビットＲＡＭを有する３２ビットマイクロコンピュータなど、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むマイクロプロセッサでもよい。

例示の実施形態では、システムコントローラ１３２は、メモリ２９４、主トラベラ位置センサ２９０、副トラベラ位置センサ２９２、トルクセンサ２９６、ブレーキセンサ２９８、第１の駆動アセンブリ２５２、第２の駆動アセンブリ２５４、および／または（たとえば機上コンピュータなど）航空機内部に、および／あるいは（たとえば航空管制部など）航空機から遠く離れたところに配置された多様な他の装置と通信する（すなわち、それから信号を受信し、かつ／またはそれに信号を送信する）ようにプログラミングされて、本明細書に記載したピッチ制限システム１２０の全ての動作が円滑に行われるようにする。たとえば、一実施形態では、システムコントローラ１３２は、ピッチ制限システム１２０の動作を検出し、機上コンピュータおよび／または航空管制部に報告するようにプログラミングされる。

一実施形態では、主トラベラ位置センサ２９０および副トラベラ位置センサ２９２は、二重冗長構成で機能して、第２のトラベラ１８６の位置を同時に検出する。一実施形態では、システムコントローラ１３２は、主トラベラ位置センサ２９０および／または副トラベラ位置センサ２９２と通信することによって、第２のトラベラ１８６の位置を監視して、第２のトラベラ１８６が第２の親ねじ１８４に沿った所望の位置に存在するかどうか（すなわち、以下により詳細に記載するように、第２のトラベラ１８６が、ブレードピッチが望ましくない範囲になるのを防止するように位置付けられているかどうか）を判断するようにプログラミングされる。他の実施形態では、システムコントローラ１３２は、主トラベラ位置センサ２９０、副トラベラ位置センサ２９２、第１の駆動アセンブリ２５２、および／または第２の駆動アセンブリ２５４から受信した信号を比較して、主トラベラ位置センサ２９０、副トラベラ位置センサ２９２、第１の駆動アセンブリ２５２、および／または第２の駆動アセンブリ２５４の動作状況を円滑に検出するようにプログラミングされる。

例示の実施形態では、トルクセンサ２９６は、ハウジング１１６、案内管１８８、または停止緩衝ばね２５０に近接して取り付けられ、ハウジング１１６に対する案内管１８８の動きを検出する（すなわち、案内管１８８が、第１のトラベラ１８０または第２のトラベラ１８６が停止車輪１７４と係合することによって発生する衝撃を吸収するときを検出する）。例示の実施形態では、ブレーキセンサ２９８は、ブレーキアセンブリ１２８および／またはハウジング１１６に近接して取り付けられ、少なくとも１つの伝達ボール１４４の位置を検出する（すなわち、伝達ボール１４４がブレーキ１３６の作動と関連する所定の位置に移動したときを検出する）。代替実施形態では、システムコントローラ１３２は、システム１２０中の任意の場所に位置付けられた任意の数のセンサと通信することができる。

動作の際は、ピッチ調整軸１２２は、ブレードピッチを第１の方向に調整するために、第１の回転方向に回転して、（図１で示した）ピッチ調整歯車アセンブリ１２４を駆動し、（図１で示した）ブレード１１０を回転させる。ピッチ調整軸１２２が第１の回転方向に回転されると、第１の伝達ディスク１４０がピッチ調整軸１２２と共に回転し、伝達ボール１４４によって第２の伝達ディスク１４２および第１の平歯車１６４を駆動させ、第２の平歯車１６６および入力軸１７２の回転を引き起こす。第１の太陽歯車１９８、第２の太陽歯車２０８、および停止車輪１７４は入力軸１７２と共に回転する。第１の親ねじ１７８を第１の遊星歯車セット１７６によって回転するように駆動して、第１のトラベラ１８０を第１の親ねじ１７８上の第１の設定点位置から停止車輪１７４に向かって移動させる。第２の親ねじ１８４を第２の遊星歯車セット１８２によって回転するように駆動して、第２のトラベラ１８６を停止車輪１７４から離れるように、第２の親ねじ１８４上の第２の設定点位置から移動させる。

ピッチ調整軸１２２は、ブレードピッチを第２の方向に調整するため、第１の回転方向と異なる第２の回転方向に回転して、ピッチ調整歯車アセンブリ１２４を駆動させ、ブレード１１０を回転させる。ピッチ調整軸１２２が第２の回転方向に回転すると、第１の伝達ディスク１４０がピッチ調整軸１２２と共に回転し、第２の伝達ディスク１４２および第１の平歯車１６４を伝達ボール１４４によって駆動させ、第２の平歯車１６６および入力軸１７２の回転を引き起こす。第１の太陽歯車１９８、第２の太陽歯車２０８、および停止車輪１７４は入力軸１７２と共に回転する。第１の親ねじ１７８は第１の遊星歯車セット１７６によって回転するように駆動されて、第１のトラベラ１８０を停止車輪１７４から離れるように、第１の親ねじ１７８上の第１の設定点位置から移動させる。第２の親ねじ１８４は第２の遊星歯車セット１８２によって回転するように駆動されて、第２のトラベラ１８６を第２の親ねじ１８４上の第２の設定点位置から停止車輪１７４に向かうように移動させる。

例示の実施形態では、以下により詳細に記載するように、第１のトラベラ１８０の第１の設定点位置は、その位置から、ピッチ調整軸１２２が第１の回転方向に所定数回転することにより、第１のトラベラ１８０が停止車輪１７４と係合するように移動され、それによって、ピッチ調整軸１２２の回転をブレーキアセンブリ１２８で停止することによって、ブレード１１０のピッチを制限する位置である。たとえば、９０°を超えるブレードピッチが望ましくない場合、かつピッチ調整軸１２２が第１の回転方向に６０回転することによって、ブレードピッチが９０°のピッチに変わることが知られている場合、その位置からピッチ調整軸１２２が第１の回転方向に６０回転することによって、第１のトラベラ１８０を停止車輪１７４と係合するように移動させる位置（すなわち第１の設定点位置）に第１のトラベラ１８０を移動させ、それによって、ピッチ調整軸１２２の第１の回転方向の回転を６０回転後に停止させて、ブレードピッチが９０°を超えないようにすることが望ましい。

例示の実施形態では、以下により詳細に記載するように、第２のトラベラ１８６の第２の設定点位置は、その位置からピッチ調整軸１２２が第２の回転方向に所定数回転することによって、第２のトラベラ１８６を停止車輪１７４と係合させ、それによってピッチ調整軸１２２の回転をブレーキアセンブリ１２８で停止させて、ブレード１１０のピッチを制限する位置である。たとえば、３０°未満のブレードピッチが望ましくない場合、かつピッチ調整軸１２２が第２の回転方向に２０回転することによって、ブレードピッチが３０°のピッチに変わることが知られている場合、その位置からピッチ調整軸１２２が第２の回転方向に２０回転することによって、第２のトラベラ１８６を停止車輪１７４と係合するように移動させる位置（すなわち第２の設定点位置）に第２のトラベラ１８６を移動させ、それによって、ピッチ調整軸１２２の第２の回転方向の回転を２０回転後に停止させて、ブレードピッチが３０°未満になるのを防止することが望ましい。

例示の実施形態では、ウォーム歯車セット２０６によって第１の親ねじ１７８を手動で装備することによって、ユーザが、第１のトラベラ１８０の第１の設定点位置を調整することができるようになり、制限調整アセンブリ１７０によって（すなわち第１のモータ２５８および／または第２のモータ２７８によって）第２の親ねじ１８４を回転させることによって、ユーザが、第２のトラベラ１８６の第２の設定点位置を調整することができるようになる。代替実施形態では、ブレードピッチを任意の限度よりも高く、または低くする（すなわち、任意の所定の飛行範囲および／または所定の地上範囲を超える）ピッチ調整が円滑に防止されるように、第１の設定点位置および／または第２の設定点位置を選択することができる。

ピッチ調整軸１２２がブレード１１０を、たとえば、９０°、３０°、または−３０°を超えるなど望ましくないピッチ範囲に向けて駆動する場合、第１のトラベラ１８０または第２のトラベラ１８６が停止車輪１７４と係合する。第１のトラベラ１８０または第２のトラベラ１８６は、停止車輪１７４と係合することによって、入力軸１７２の回転を停止し、トルクを、第２の平歯車１６６によって、第１の平歯車１６４によって、かつトルク伝達軸１６２によって、第２の伝達ディスク１４２に伝達する。第２の伝達ディスク１４２に伝えられたトルクは伝達ボール１４４によって第１の伝達ディスク１４０に伝達される。第１の伝達ディスク１４０に伝達されたトルクが所定の最大値を超える場合（すなわち、トルクが偏倚機構１３４の所定の負荷を超える軸方向の力を生成した場合）、伝達ボール１４４が第１の溝１５４および／または第２の溝１５６の傾斜した側壁を持ち上げるように駆動されて、第１の伝達ディスク１４０と第２の伝達ディスク１４２の間の空間が広がり、軸方向の力がブレーキ１３６に伝達され、固定子板１６０が回転子板１５８と摩擦係合して、ピッチ調整軸１２２の回転が停止される（すなわち、ピッチ調整軸１２２がブレード１１０を望ましくないピッチ範囲に連続して調整するのが阻止される）。

当業者には理解されるように、上記の明細書に基づき、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはその任意の組み合わせ、あるいはサブセットを含む、コンピュータプログラミング、もしくは工学技法を使用して、本発明の上記の実施形態を実施することができる。一技術的効果は、ブレードピッチを円滑に制限することである。述べた本発明の実施形態により、コンピュータ可読コード手段を有する全ての得られるプログラムを１つまたは複数のコンピュータ可読媒体内に実装し、または提供し、それによって、コンピュータプログラム製品、すなわち製造品を製作することができる。コンピュータ可読媒体は、たとえば、限定的ではないが、固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）など半導体メモリ、および／または、インターネット、あるいは他の通信ネットワーク、もしくはリンクなど任意の送信／受信媒体でもよい。コンピュータコードを含む製造品を、媒体からコードを直接実行することによって、１つの媒体から他の媒体にコードをコピーすることによって、かつ／またはネットワーク上でコードを伝送することによって、製作し、かつ／または使用することができる。

本明細書に記載した方法およびシステムは、回転ピッチ調整システムと共に使用するためのバックアップピッチ制限システムを円滑に提供するものである。本明細書に記載した方法およびシステムは、エンジンの非回転領域内に取り付けて、ピッチ調整システムへの遠心応力および／または熱応力の印加を最小限に円滑に抑えることができる比較的低重量のピッチ制限システムも円滑に提供するものである。したがって、本明細書に記載した方法およびシステムは、ピッチ制限システムがブレードピッチを所与の範囲内に維持する助けをする、費用効率が高く確実なシステムを円滑に提供するものである。

ブレードピッチを制限する方法およびシステムの例示の実施形態を詳細に前述した。ブレードピッチを制限する方法およびシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されず、むしろ、この方法およびシステムの構成要素を本明細書に記載した他の構成要素から独立して別個に使用することができる。たとえば、本明細書に記載した方法およびシステムは、他の産業および／または消費者が利用することができ、本明細書に記載したように、ガスタービンエンジンのファンブレードでの実施に限定されない。むしろ、多くの他の産業に関連して、本発明を実施し、使用することができる。

本発明を多様な特定の実施形態に関して記載したが、当業者には理解されるように、特許請求の精神および範囲内で修正を加えて本発明を実施することができる。

１００ ガスタービンエンジン
１０２ ファンアセンブリ
１０４ 高圧圧縮機
１０６ 燃焼器
１０８ ピッチ調整システム
１１０ ブレード
１１２ 高圧タービン
１１４ 低圧タービン
１１６ ハウジング
１１８ 排気システム
１２０ ピッチ制限システム
１２２ ピッチ調整軸
１２４ ピッチ調整歯車アセンブリ
１２８ ブレーキアセンブリ
１３０ 停止アセンブリ
１３２ システムコントローラ
１３４ 偏倚機構
１３６ ブレーキ
１３８ トルク伝達ユニット
１４０ 第１の伝達ディスク
１４２ 第２の伝達ディスク
１４４ 伝達ボール
１４６ 第１の伝達ディスクの第１の表面
１４８ 第１の伝達ディスクの第２の表面
１５０ 第２の伝達ディスクの第１の表面
１５２ 第２の伝達ディスクの第２の表面
１５４ 第１の溝
１５６ 第２の溝
１５８ 回転子板
１６０ 固定子板
１６２ トルク伝達軸
１６４ 第１の平歯車
１６６ 第２の平歯車
１６８ リミットストップアセンブリ
１７０ 制限調整アセンブリ
１７２ 入力軸
１７４ 停止車輪
１７６ 第１の遊星歯車セット
１７８ 第１の親ねじ
１８０ 第１のトラベラ
１８２ 第２の遊星歯車セット
１８４ 第２の親ねじ
１８６ 第２のトラベラ
１８８ 案内管
１９０ 停止車輪の第１の停止突起部
１９２ 停止車輪の第１の表面
１９４ 停止車輪の第２の停止突起部
１９６ 停止車輪の第２の表面
１９８ 第１の太陽歯車
２００ 第１の遊星歯車
２０２ 第１のリング歯車
２０４ 第１の遊星キャリア
２０６ ウォーム歯車
２０８ 第２の太陽歯車
２１０ 第２の遊星歯車
２１２ 第２のリング歯車
２１４ 第２の遊星キャリア
２１６ 軸方向の支持軸受
２１８ 半径方向の支持軸受
２２０ 第１のトラベラの第１の表面
２２２ 第１のトラベラの第２の表面
２２４ 第１のトラベラの環状周囲面
２２６ 第１の外側スプライン
２２８ 第１のトラベラ突起部
２３０ 第２のトラベラの第１の表面
２３２ 第２のトラベラの第２の表面
２３４ 第２のトラベラの環状周囲面
２３６ 第２の外側スプライン
２３８ 第２のトラベラ突起部
２４０ 案内管の第１の端部
２４２ 案内管の第２の端部
２４４ 案内管の内面
２４６ 案内管の外面
２４８ 内側スプライン
２５０ 停止緩衝ばね
２５２ 第１の駆動アセンブリ
２５４ 第２の駆動アセンブリ
２５６ 第３の遊星歯車セット
２５８ 第１のモータ
２６０ 第１のモータブレーキ
２６２ 第１の駆動軸
２６４ 第３の太陽歯車
２６６ 第３の遊星歯車
２６８ 第３のリング歯車
２７０ 第３の遊星キャリア
２７２ 内側歯車構成
２７４ 外側歯車構成
２７６ 伝達歯車セット
２７８ 第２のモータ
２８０ 第２のモータブレーキ
２８２ 第２の駆動軸
２８４ 第１の伝達歯車
２８６ 第２の伝達歯車
２８８ 第３の伝達歯車
２９０ 主トラベラ位置センサ
２９２ 副トラベラ位置センサ
２９４ メモリ
２９６ トルクセンサ
２９８ ブレーキセンサ

Claims (20)

1. ブレードピッチを制限する方法であって、
   ブレードピッチを制限するように作動可能なブレーキアセンブリを用意すること、
   停止車輪および前記停止車輪に対して移動可能なトラベラを含むリミットストップアセンブリを用意すること、および
   前記トラベラが前記停止車輪と係合したとき前記リミットストップアセンブリが前記ブレーキアセンブリを作動させるように、前記リミットストップアセンブリを前記ブレーキアセンブリに結合することを含む方法。
2. 前記トラベラの位置を前記停止車輪に対して調整するように構成されたモータを用意することをさらに含む、請求項１記載の方法。
3. リミットストップアセンブリを用意することが、前記トラベラの位置を前記停止車輪に対して手動で調整することができるように構成された歯車セットを用意することを含む、請求項１記載の方法。
4. 前記トラベラの位置を検出するように構成されたセンサを用意すること、および
   前記センサと通信して前記トラベラの位置を監視すること、および前記モータを作動させて前記停止車輪に対する前記トラベラの前記位置を調整することのうちの少なくとも１つを行うように構成されたシステムコントローラを用意することをさらに含む、請求項１記載の方法。
5. リミットストップアセンブリを用意することが、前記トラベラが前記停止車輪に対して移動するように案内しやすくする案内管を含むリミットストップアセンブリを用意することを含む、請求項１記載の方法。
6. リミットストップアセンブリを用意することが、親ねじを含むリミットストップアセンブリを用意することを含み、前記トラベラが前記親ねじに沿って前記停止車輪に対して移動可能である、請求項１記載の方法。
7. ブレーキアセンブリを用意することが、第１の伝達ディスク、第２の伝達ディスク、および、前記第１の伝達ディスクを前記第２の伝達ディスクから分離させることによって少なくとも１つの伝達ボールが前記ブレーキアセンブリを作動させるように前記第１の伝達ディスクと前記第２の伝達ディスクの間に位置付けられた少なくとも１つの伝達ボールを含むブレーキアセンブリを用意することを含む、請求項１記載の方法。
8. ブレーキアセンブリを用意することが、複数の回転子板および複数の固定子板を含むブレーキアセンブリを用意することを含み、前記回転子板が前記固体子板と摩擦係合するように移動することによって、前記ブレーキアセンブリを作動させる、請求項１記載の方法。
9. 案内管を含むリミットストップアセンブリを用意することが、複数の内側スプラインを有する案内管を用意することを含み、停止車輪およびトラベラを含むリミットストップアセンブリを用意することが、複数の外側スプラインを含むトラベラを用意することを含み、前記トラベラが前記案内管内部に位置付けられ、前記外側スプラインが前記内側スプラインと係合して、前記トラベラが前記案内管に沿って移動するように案内しやすくする、請求項５記載の方法。
10. リミットストップアセンブリを用意することが、
    入力軸を用意すること、
    歯車セットを用意すること、および
    前記入力軸の回転により前記親ねじを前記歯車セットによって回転させ、前記トラベラを前記親ねじに沿って移動させるように、前記歯車セットを前記入力軸と前記親ねじの間に結合することを含む、請求項６記載の方法。
11. ブレードピッチを制限するシステムであって、
    ブレードピッチを制限するように作動可能なブレーキアセンブリと、
    停止車輪および前記停止車輪に対して移動可能なトラベラを含むリミットストップアセンブリであって、前記トラベラが前記停止車輪と係合したとき前記ブレーキアセンブリを作動させるように前記ブレーキアセンブリに結合されているリミットストップアセンブリとを備えるシステム。
12. 前記トラベラの位置を前記停止車輪に対して調整するように構成されたモータをさらに備える、請求項１１記載のシステム。
13. 前記リミットストップアセンブリが、前記トラベラの位置を前記停止車輪に対して手動で調整できるように構成された歯車セットをさらに備える、請求項１１記載のシステム。
14. 前記トラベラの位置を検出するように構成されたセンサと、
    前記センサと通信して前記トラベラの位置を監視すること、および前記モータを作動させて前記停止車輪に対する前記トラベラの前記位置を調整することのうちの少なくとも１つを行うように構成されたシステムコントローラと
    をさらに備える、請求項１１記載のシステム。
15. 前記リミットストップアセンブリが、前記トラベラが前記停止車輪に対して移動するように案内しやすくする案内管を備える、請求項１１記載のシステム。
16. 前記リミットストップアセンブリが親ねじを備え、前記トラベラが前記親ねじに沿って前記停止車輪に対して移動可能である、請求項１１記載のシステム。
17. 前記ブレーキアセンブリが、第１の伝達ディスク、第２の伝達ディスク、および、前記第１の伝達ディスクを前記第２の伝達ディスクから分離させることによって少なくとも１つの伝達ボールが前記ブレーキアセンブリを作動させるように前記第１の伝達ディスクと前記第２の伝達ディスクの間に位置付けられた少なくとも１つの伝達ボールを含む、請求項１１記載のシステム。
18. 前記ブレーキアセンブリが複数の回転子板および複数の固定子板を備え、前記回転子板が前記固体子板と摩擦係合するように移動することによって、前記ブレーキアセンブリを作動させる、請求項１１記載のシステム。
19. 前記案内管が複数の内側スプラインを備え、前記トラベラが複数の外側スプラインを備え、前記外側スプラインが前記内側スプラインと係合して、前記トラベラの前記案内管に沿った移動が円滑に案内されるように前記トラベラが前記案内管内部に位置付けられる、請求項１５記載のシステム。
20. 前記リミットストップアセンブリがさらに、
    入力軸と、
    前記入力軸の回転により前記親ねじが前記歯車セットによって回転され、前記トラベラを前記親ねじに沿って移動させるように、前記入力軸と前記親ねじの間に結合された歯車セットとを備える、請求項１６記載のシステム。

Images