JPS60192838A - タ−ビンエンジンの付属品駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、ポンプ等の付属品を機械的に駆動する手段
を備えたタービンエンジン構造、特に、付属品を駆動す
る遊星歯車機構を用いた付属品駆動機構に関する。

（発明の従来技術およびその問題点） 燃料ポンプ、潤滑ポンプ、冷却ポンプ、発電機等の付属
品をタービンエンジンにより機械的に駆動するＩ構が種
々知られている。典型的には、機械的伝動装置がタービ
ン　シャフトによって駆動される。そして、一般に、タ
ービン　シャフトの速度は、上記付属品の駆動可能速度
よりも実質的に大きいため、伝動装置は付属品を通常の
作動速度で駆動するための減速機を有している。この減
速機は、通常、ハウジング内に配設された歯車列を有し
ており、ハウジングは、タービンエンジンの外ケースに
固定される。このような減速機の容積、重量およびサイ
ズは、タービンエンジンの容積、重−およびサイズを実
質的に増加させる。このような欠点は、タービン　シャ
フトに取付けられこれと一緒に回転する歯車が伝動装置
の従動歯車に連結されている時、特に生じ易く、この場
合、この従動歯車はタービン　シャフトから半径方向外
方へ延びる軸の回りに回転自在に設けられている。この
ような構造の場合、タービンケースの外側にタービンの
付属品を取付けることができるが、タービンエンジンの
幅および偏心容積が増加してしまう。

グレゴリイに与えられた米国特許Ｎｏ、２９５１６３１
には、タービンケース内に減速歯車機構を組込んだ装置
が開示されている。グレゴリイは、タービンエンジンの
圧縮機領域内に位置した遊星歯車機構を開示している。

環状輪歯車は、その外周と内周との間に位置した複数の
歯を有し、それにより圧縮機の流体流入口を横切って配
設されている。しかしながら、このような構造は、圧縮
機を流れる流体に影響を与えるため望ましくない。

また、歯車機構内に翼を含んでいる場合、歯車の重量お
よび容積が実質的に増加してしまう。したがって、この
ような構造は、タービンエンジンの効率を低下させるエ
ネルギーロスを招いてしまう。

更に、このような複雑な構造は、装置の製造を困丸にす
るとともに製造コストを増加させる。

（発明の目的） この発明は以上の点に鑑み成されたもので、その目的は
上述した従来の欠点を除去したタービンエンジンの付属
品駆動機構を提供することにある。

（発明の概要） この発明によれば、タービンエンジンの圧縮機領域によ
り駆動されされるにもかかわらず圧縮機領域から離間し
て位置し、付属品を駆動する遊星歯車機構を設けること
により上記目的を達成している。より詳細に述べると、
タービンエンジンは、圧縮機の前方に位置し半径方向に
伸びた吸込み口を有するケースを備えているとともに、
圧縮機から軸方向前方に延び歯車機構の駆動力を提供す
る軸が設けられている。歯車機構は、遊星輪歯車を備え
ており、この輪歯車はタービンケース内で吸込み口の軸
方向前方に設けられた外周ラックを有している。また、
タービンケースは、輪歯車の外周ラックの近傍に設けら
れた少なくとも１つの開口を有し、この開口を介して、
付属品の従動部材が外周ラックと係合するように構成さ
れている。

そして、この付属品は、ケースの開口を略閉塞するハウ
ジングを有していることが望ましい。

歯車機構は、タービンエンジンの圧縮機領域およびター
ビン領域から離間しているため、歯車機構を収容してい
るケース部分の半径方向の幅は、従来の付属品駆動機構
に比べて実質的に小さくなる。そのため、取付けられた
付属品を含むタービンエンジンの幅を、付属品が取付け
られた従来のタービンエンジンの幅よりも小さくするこ
とができる。また、歯車機構は、タービンエンジンの圧
縮機領域あるいはタービン領域を通る流路を規定してい
るタービン構造の部分の半径方向近傍あるいはこの部分
内のいずれにも設けられていないため、この歯車機構は
タービンエンジンを通る流体の流れを妨げないとともに
、従来の歯車機構に比べて各部材を軽くかつ小さべする
ことができる。

更に、タービンケースは、輪歯車の外周ラックの略周囲
全体に複数の開口を設けることができ、それにより、単
一の輪歯車によって所望数の付属品を駆動することがで
きる。タービンエンジンの使用方法および必要とされる
付属品の数は、通常、エンジンを組立てる時点では分っ
ていない。そのため、タービンエンジンのケースは、輪
歯車に隣接した複数の同口を有し、これらの開口を容易
に閉塞可能に、かつ必要に応じて使用可能に構成されて
いることが望ましい。

更に、この発明によれば、付属品を含むタービンエンジ
ンの幅を従来のものに比べて狭くすることができる。幅
寸法は、タービンエンジンの長さ寸法よりも重要であり
、特に、航空機に用いられるタービンエンジンにおいて
、幅寸法は重要な問題となる。また、付属品の駆動部を
タービンの軸に平行に配列した構造は、タービン　シャ
フトの軸に対して垂直な軸の回りのトルクを除去するこ
とができる。

（発明の実施例） 以下図面を参照しながら、この発明の実施例について詳
細に説明する。

まず、第１図に示すように、この発明の一実施例に係る
タービンエンジン１ｏは、ケース部２４を有するタービ
ンケース１２を備えている。このケース部２４には、付
属品用のハウジング１４．１６が取付けられている。ケ
ース１２は、空気吸込み口１８および排気口２ｏを備え
ている。吸込み口１８は、径方向に並べられた複数の開
口２２を有しており、これらの開口は、ケース１２内に
収容された圧縮機に向がって送られる周囲の空気を受入
れる。ケース部２４は、ハウジング１４．１６内に配設
された付属品を駆動するための歯車機構を収容している
。

第３図からよく分るように、ケース部２４は、遊星歯車
機構２６を包囲している。歯車機構２６は、軸２８を有
し、この軸は圧縮機の前端３ｏと同軸的に配設され、こ
の前端から軸方向に伸びている。軸２８の他端は、径方
向に延出した歯３２を有し、この歯は歯車３４と歯合し
ている。また、歯車３４は、歯車リング３６の一端に位
置した歯と歯合している。歯車リング３６は、円錐状の
スリーブ、つまりウェブ３８を備えており、このウェブ
は歯車リング３６から軸方向後方および半径方向内方へ
伸びている。ウェブ３８の他端は、軸２８の回りで回転
するスリーブ４ｏに固定されている。スリーブ４０は、
径方向に突出した歯４２を有し、この歯４２は更に他の
歯車４４と係合している。歯車４４は、輪歯車４８の内
周ラック４６と係合している。輪歯車４８は、軸方向に
伸びた本体５０を有し、この本体は内周ラック４６を外
周ラック５２に連結している。

第２図に示すように、輪歯車４８の外周ラック５２は、
ケース１２内に収納されており、ケース部２４の周縁は
、外周ラック５２の径方向外方に位置している。また、
ケース１２は、径方向外方に突出した突出部５４．５６
．５８を有し、これらの突出部は、平らに加工されて取
付は面６０．６２．６４をそれぞれ形成している。突出
部５４．５６．５８は、ケース１２に設けられた開口の
周縁に沿ってそれぞれ形成されており、これらの関口を
通って、付属品の従動部材がケース１２内に延出し輪歯
車４８の外周ラック５２と係合できるようになっている
。なお、第２図において、３つの開口およびこれらに対
応した取付は面が示されているが、所望の数の開口およ
び突出部をケース部２４内でケース１２の外周の所望位
置に設けてもよい。

また、第２図に示すように、付属品用のハウジング１４
は、ケース１２の取付は面６０に連結される連結面６６
を有している。同様に、ハウジング１６は、ケース１２
へ取付けるための連結面６８を有している。また、ター
ビンエンジンが製造される際、タービンによって駆動さ
れる付属品の数は、通常、決められていない。そのため
、ケース１２には、余分な開口が形成されており、使用
していない開口は板７０のような閉塞板によって閉じら
れている。この閉塞板７０は、ボルト止めされ取付は面
６４に連結されることにより、突出部５８に対して密閉
されている。

第４図にはハウジング１４の内部が示されている。ハウ
ジング１４は、歯車７４を回転自在に支持しており、こ
の歯車７４の一部は、第２図から良く分るように、ハウ
ジングに形成された開口を通ってハウジングの外方へ突
出し、ケース１２内の輪歯車４８と係合している。歯車
７４は、駆動される付属品７５に連結されている。また
、歯車７４は、ハウジング中央部７８に設けられた歯車
軸７６と係合している。歯車軸７６は、細長いステム８
０を有し、このステムは、中央部７８内に回転自在に支
持されているとともに、中央部７８の一端から外方に延
出している。ステム８０の延出端には、駆動プーリー８
２が固定されており、このプーリーは、更に他の付属品
を駆動する外部手段を備えている。そして、付属品は、
プーリー８２に作動的に接続されるようになっている。

また、歯車軸７６は、下方の付属品用ハウジング８６内
に配設された歯車軸８４と係合している。歯車軸８４は
、ポンプ８８のような他の付属品に作動的に接続される
。

なお、この実施例では、従動歯車７４のみが輪歯車４８
と係合する構成を示しているが、他のハウジング７８．
８６をケース１２の回りで周方向に沿って離間した位置
に配設し、これらのハウジング内の歯車軸をタービンエ
ンジンの遊星歯車機構により独立して駆動するようにし
てもよい。旋回歯車との他の直接的な接続は、この発明
の重要ｆｉ、よ１．：ゎ６Ｓ５−ｔ：＝ッヶーユ。。１
８ヨカ。

に沿って互いに離間しているかぎり、タービンエンジン
の幅を小さくするように作用する。特に、遊星歯車機構
２６が上述したように構成されている場合、ケース部２
４の径を小さくすることができるため、タービンエンジ
ンの幅を小さくできるものである。

第５図に示すように、付属品用のハウジング１６内には
、歯車９０をハウジング内に回転自在に支持する手段を
有している。歯車９０の一部は、ハウジング１６に形成
された開口を通ってハウジングの外方へ突出し、ケース
１２内の旋回歯車４８と係合している。また、歯車９０
は、歯車軸９４と係合した歯車９２と噛合っており、こ
の歯車軸９４は発電機９８から外方へ延出した軸９６に
固定されている。歯車軸９４のスリーブは、歯９３から
軸方向に沿って前方および後方へ伸びている。そして、
ハウジングプレート１００をハウジング１６から取り外
すことにより、歯車軸９４のスリーブをこのスリーブの
前方に位置した他の装置へ、同様に、スリーブの後方に
位置した発電機へ接続することができる。　また、第５
図に示すように、歯車９０は、ハウジング１６と組合さ
れたポンプハウジング部１０４内に配設されたポンプの
羽根車１０２に同軸的に固定されている。従動部材、つ
まり歯車９０は、ポンプの直接動作を提供するが、歯車
９２は、歯車軸９４に接続された付属品の回転速度を調
整するように作用する。

（発明の効果） 以上のように構成されたこの発明の駆動機構によれば、
以下のような多数の作用効果を有している。

つまり、この発明の輪歯車により、少なくとも１つの付
属品をタービンエンジンの圧縮機の速度よりも実質的に
低い速度で直接的に駆動することができ、その結果、他
の付属品を通常の速度で作動させることができる。また
、遊星輪歯車に係合した従動部材を減速機、つまり歯車
７８．９４等の増幅歯車とそれぞれ係合させることがで
きる。

それにもかかわらず、この発明におけるタービンケース
構造によれば、必要に応じて、複数の付属品をタービン
ケースの周方向に沿った複数の位置に設け、遊星輪歯車
と付属品の従動歯車との間の直接的接続を提供すること
ができる。更に、比較的大きな付属品を直接遊星歯車機
構に接続することができ、それによりタービンケースの
周縁に隣接させることができる。同様に、タービンエン
ジンの幅を実質的に増加させることなく、比較的小さな
付属品をタービンケースの外側に配置し、遊星歯車機構
に間接的に連結することができる。

また、この発明によれば、遊星歯車機構は、タービンエ
ンジンの圧縮機領域およびタービン領域から離間してい
るため、従来の付属品駆動機構に比べて歯車をコンパク
トにすることができる。更に、輪歯車３６は、軸方向に
延出しかつ半径方向内方へ傾斜したウェブを有している
ため、遊星歯車機構の径方向の幅を実質的に減少させる
ことができ、その結果、遊星歯車を収容したケース部２
４の断面積を小さくすることができる。したがって、タ
ービンエンジンの幅の削減を望む場合、この発明の付属
品駆動ａＳを有するタービンエンジンは、従来の付属品
駆動機構を越えるスペース削減効果を提供することがで
きるものである。

なお、この発明は、上述した実施例に限定されることな
く、この発明の範囲内で種々変形可能であることは言う
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るタービンエンジン
の斜視図、 第２図は、第１図に示すタービンエンジンの正面図、 第３図は、第２図の線３−３に沿った断面図、第４図は
、第２図の線４−４に沿った断面図、第５図は、第２図
の線５−５に沿った断面図である。 １０・・・タービンエンジン、１２・・・タービンケー
ス、１４．１６・・・ハウジング、１８・・・吸込み口
、２４・・・ケース部、２６・・・遊星歯車１１１！１
３８・・・ウェブ、２８・・・軸、４８・・・旋回歯車
、４６・・・内周ラック、５２・・・外周ラック、７４
・・・歯車、７５・・・付属品、８８・・・ポンプ、９
８・・・発電機。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 手続補正書（方式） Ｉ２１ゎ％０．４１１８Ｉ３ 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭５９−２５７７７６号 ２、発明の名称 タービンエンジンの付属品駆動機構 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 名称　テレダイン・インダストリーズ・インコーホレー
テッド４、代理人 昭和６０年３月２６日 ６、補正の対象 適正な願書（代表者の氏名へ委任状およびその訳文。 図面 ７、補正の内容　別紙の通り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、径方向に配列された吸込み口を有するタービンケー
   スと、上記タービンケース内に配設された圧縮機とを備
   えたタービンエンジンの付属品駆動機構において、 上記タービンケース内に設けられ、圧縮機から軸方向前
   方へ延出した軸と、 上記吸込み口の前方に位置した外周ラックを有する遊星
   輪歯車と、 上記遊星輪歯車を上記軸の回りで回転駆動する駆動手段
   と、− 上記遊星輪歯車の外周ラックの近傍で上記タービンケー
   スに設けられた少なくとも１つの開口と、上記外周ラッ
   クと係合する従動部材を有する付属品へ上記遊星輪歯車
   から機械的駆動力を供給する少なくとも１つの付属品駆
   動手段と、上記従動部材が上記開口を介して遊星輪歯車
   の外周ラックと係合するように上記付属品駆動手段を上
   記タービンケースに取付ける手段と、を備えていること
   を特徴とする付属品駆動機構。 ２、上記付属品駆動手段は、ハウジング内に配設され、
   上記遊星輪歯車は、その全体が上記タービンケース内に
   収容され、上記従動部材は、少なくとも一部が上記ハウ
   ジングの外方へ突出していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の付属品駆動機構。 ３、上記タービンケースの少なくとも一部は、略円筒状
   に形成され、上記遊星輪歯車は、上記円筒形状部内に配
   設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の付属品駆動機構。 ４、上記少なくとも１つの開口は、周方向に沿って互い
   に離間した少なくとも２つの開口を含んでおり、上記付
   属品駆動手段は、上記少なくとも２つの開口の一方の開
   口上に配設され、他方の開口は、上記タービンケースに
   取付けられた閉塞手段によって閉塞されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の付属品駆動機構
   。 ５６上記ハウジングは、上記少なくとも１つの開口を覆
   う手段を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の付属品駆動機構。 ６、上記従動部材は、上記ハウジング内に回動自在に支
   持された歯車を有し、この歯車の回転軸′は、上記遊星
   輪歯車の軸と平行に位置していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の付属品駆動機構。 ７、上記軸は、この軸と同軸的に設けられた回転自在な
   歯車スリーブを有し、上記駆動手段は、上記歯車スリー
   ブおよび遊星輪歯車の内周ラックと係合した少なくとも
   １つの中間歯車を有していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の付属品駆動機構。 ８、上記中間歯車は、円錐状スリーブ部と、スリーブ部
   の軸方向一端側に位置した内周ラックと、スリーブ部の
   軸方向他端側に位置した外周ラックとを有していること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の付属品駆動
   機構。 ９、上記圧縮機により上記軸を駆動する手段を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の付属
   品駆動機構。 １０、上記タービンエンジンは、上記タービンケース内
   に回転自在に支持された前端部を有する圧縮機を備えて
   おり、上記軸は、上記前端部と同軸的に配設されている
   とともに前端部に固定されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の付属品駆動機構。 １１、上記遊星輪歯車は、その内周に設けられた内周ラ
   ックと、軸方向に細長い本体とを有し、上記外周ラック
   は、内周ラックから軸方向に離間して位置していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の付属品駆動
   機構。