航空器發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠控制航空器發(fā)動機的前面面積增大的發(fā)電裝置，本發(fā)明的發(fā)電裝置（1）具備：變速器（22）、發(fā)電機（34）、輸入軸（27）及傳動機構(gòu)（21），所述變速器（22）與發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸相連接；所述發(fā)電機（34）利用變速器（22）的輸出而被驅(qū)動；所述輸入軸（27）具有沿著與旋轉(zhuǎn)軸交叉方向的軸心，并與旋轉(zhuǎn)軸相連接；所述傳動機構(gòu)（21）與輸入軸（27）相連接，并繞著與輸入軸（27）交叉方向的軸心驅(qū)動變速器（22）；在旋轉(zhuǎn)軸的周向上分離配置變速器（22）與發(fā)電機（34）。
【專利說明】航空器發(fā)電裝置
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2011年4月7日在日本提出申請的特愿2011-085428的優(yōu)先權(quán)，作為參照引用其整體作為本申請的一部分。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種與航空器發(fā)動機連接并驅(qū)動發(fā)電機的航空器發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]—直以來，已知在大型航空器發(fā)電裝置上采用IDG (Integrated DriveGenerator，綜合驅(qū)動發(fā)電裝置)方式，即通過使用無級變速器，不管發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)如何，都可以使發(fā)電機以固定轉(zhuǎn)數(shù)進行旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生固定頻率的電功。并且，還已知在IDG方式的發(fā)電裝置中具備動力分配方式的恒速驅(qū)動裝置，該方式是在牽引式無級變速器上組合用來補償其低機械效率的行星齒輪變速器，并在這些變速器之間通過動力分配軸分擔傳動動力(參照專利文獻I)。
[0005]另一方面，航空器發(fā)動機大多采用雙軸式，該雙軸式具備連接壓縮機及高壓渦輪的中空高壓軸，及插入該高壓軸內(nèi)部并與風扇及低壓渦輪連接的低壓軸。這里，在具備所述動力分配方式的恒速驅(qū)動裝置的航空器發(fā)電裝置上，由于行星齒輪變速器以固定變速比進行工作，且恒速驅(qū)動裝置整體的變速比限制在2:1左右以內(nèi)，因此在上述雙軸式的情況下，恒速驅(qū)動裝置的輸入軸與轉(zhuǎn)數(shù)變化少的高壓軸連接。
[0006]但是，現(xiàn)有IDG方式的發(fā)電裝置的輸出為90kVA左右，但近年來的航空器，伴隨著電氣化的進步，開始要求200kVA以上的大發(fā)電容量。進行這種大容量發(fā)電的情況下，如果發(fā)電裝置如前所述與航空器發(fā)動機的高壓軸連接，則在航空器的電負荷增大的情況下，會在高壓軸系統(tǒng)的工作中發(fā)生問題(失速)，故并不令人滿意。因此，提出了一種由沒有負載限制的低壓軸進行旋轉(zhuǎn)傳動來進行驅(qū)動的航空器發(fā)電裝置(參照專利文獻2)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本專利第3440287號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2010-179815

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0012]但是，在專利文獻2所述的發(fā)明中，如圖10所示，在具備壓縮機2、燃燒器3及渦輪4的雙軸型風扇發(fā)動機中，在驅(qū)動壓縮機2的高壓軸7上連接驅(qū)動燃燒泵、油泵等其他輔機類18的第一附件齒輪箱(AGB:Accessory Gear Box) 19 ;為了驅(qū)動發(fā)電裝置75,在驅(qū)動風扇10的低壓軸9上，通過沿其徑向延伸的連接軸71連接與該AGB19不同的第二 AGB73，在該第二 AGB73上連接發(fā)電裝置75。進一步地，將發(fā)電裝置75內(nèi)部的沒有圖示的變速器和發(fā)電機，分別朝向發(fā)動機軸心C的方向，且在上下方向上相互并列地進行配置。由此，以向發(fā)動機側(cè)向突出少的狀態(tài)安裝發(fā)電裝置75，具有能夠控制發(fā)動機E的前面面積增大的優(yōu)點，但由于需要第二 AGB73，會導致重量增加，成本提高，空氣阻力增大及可靠性降低等問題。
[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供一種航空器發(fā)電裝置，該航空器發(fā)電裝置在進行低壓軸驅(qū)動的大容量發(fā)電的情況下，不需要另外設(shè)置附件齒輪箱等，能夠在相對于航空器發(fā)動機控制其前面面積增大的狀態(tài)下進行安裝。
[0014]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的航空器發(fā)電裝置是由航空器發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電裝置，其具備變速器、發(fā)電機、輸入軸及傳動機構(gòu)，所述變速器與所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸相連接；所述發(fā)電機利用所述變速器的輸出而被驅(qū)動；所述輸入軸具有沿著與所述旋轉(zhuǎn)軸交叉方向的軸心，并與所述旋轉(zhuǎn)軸相連接；所述傳動機構(gòu)與所述輸入軸相連接，并繞著與所述輸入軸交叉方向的軸心驅(qū)動所述變速器；在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向上分離配置所述變速器及所述發(fā)電機。例如，所述輸入軸具有沿著所述旋轉(zhuǎn)軸徑向的軸心，所述傳動機構(gòu)繞著與輸入軸垂直相交方向的軸心驅(qū)動變速器。
[0016]在該航空器發(fā)電裝置中，沿著與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸交叉的方向上配置的輸入軸進行的旋轉(zhuǎn)，由傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換成繞著與輸入軸交叉方向的軸心進行的旋轉(zhuǎn)，并傳遞至變速器，因此能夠?qū)⒆兯倨饕曰狙刂娇掌靼l(fā)動機前后方向的配置進行設(shè)置。此外，變速器與發(fā)電機在旋轉(zhuǎn)軸的周向上，即上下方向上分離配置。其結(jié)果，從發(fā)動機的軸心方向觀察，該發(fā)電裝置的整體呈縱長(在周向上長)且厚度薄的細長形狀，即成為可在從航空器發(fā)動機的側(cè)面突出少的狀態(tài)下進行適當安裝的形狀，能夠控制航空器的空氣阻力增大，防止燃料消耗率的減少。
[0017]另外，與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸交叉的輸入軸進行的旋轉(zhuǎn)，由傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換成繞著與輸入軸交叉方向的軸心進行的旋轉(zhuǎn)，因此即使在進行大容量發(fā)電時，發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)為由低壓軸的旋轉(zhuǎn)傳遞來進行驅(qū)動的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)不另外設(shè)置附件齒輪箱。因此，能夠控制由增加附件齒輪箱導致的重量增加，成本提高，空氣阻力增大及可靠性降低等。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述輸入軸配置在所述周向上的所述變速器與所述發(fā)電機之間。由此，輸入軸位于重量較大的變速器與發(fā)電機之間，即靠近發(fā)電裝置重心的位置上。雖然發(fā)電裝置在航空器發(fā)動機上的安裝面配置為圍繞輸入軸，但是由于輸入軸靠近重心，因此發(fā)電裝置相對于該安裝面的伸出力矩變小，使發(fā)電裝置在航空器發(fā)動機上的安裝穩(wěn)定化。
[0019]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述變速器與所述發(fā)電機具有相互平行的軸心，至少部分軸心方向位置相互重疊。由此，由于變速器與發(fā)電機的軸心相互平行，因此能夠使用直齒輪進行齒輪連接，因而能夠簡化構(gòu)造，同時，由于至少部分的軸心方向位置相互重疊，因此能夠縮短發(fā)電裝置軸心方向的長度。
[0020]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，發(fā)電裝置為由具備驅(qū)動風扇的低壓軸和驅(qū)動壓縮機的高壓軸的發(fā)動機進行驅(qū)動，所述旋轉(zhuǎn)軸為所述低壓軸。由此，與為了防止發(fā)動機失速而使用輸出負載存在限制的高壓軸不同，該發(fā)電裝置利用輸出負載限制少的低壓軸進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，因此能夠進行大容量發(fā)電。
[0021 ] 在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述變速器為牽弓I式無級變速器。通過使用牽弓I式無級變速器，能夠應對變速比變化大的情況，因此即使在與旋轉(zhuǎn)變化大的低壓軸相連接的情況下，也能夠容易地實現(xiàn)大容量發(fā)電。
[0022]例如，可以使所述牽引式無極變速器的結(jié)構(gòu)為雙腔型，并在軸心方向的中央部設(shè)置輸入部，在其外側(cè)設(shè)置輸出部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，傳動機構(gòu)輸入軸通過傳動機構(gòu)與變速器的輸入部相連接，該傳動機構(gòu)輸入軸配置在變速器軸心方向的中央部，因此容易使傳動機構(gòu)輸入軸靠近發(fā)電裝置的重心，所述伸出力矩變小。
[0023]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，存放所述變速器及所述發(fā)電機的箱，具有使所述輸入軸穿過的開口及圍繞該開口周圍的法蘭盤，所述箱通過所述法蘭盤安裝在所述發(fā)動機上。由此，在使穿過箱開口并突出的輸入軸與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸相連接的狀態(tài)下，通過將圍繞箱上的開口周圍的法蘭盤與例如發(fā)動機的法蘭盤以重合的狀態(tài)相互固定等方法，能夠通過容易的安裝操作使發(fā)電裝置穩(wěn)定地安裝在發(fā)動機上。
[0024]在本發(fā)明中，進一步優(yōu)選的是，具有對所述變速器與所述發(fā)電機之間進行齒輪連接的中間齒輪。由此，能夠?qū)⒆兯倨鞯男D(zhuǎn)以通過中間齒輪進行增速或減速的狀態(tài)傳遞至發(fā)電機，因此能夠以適當?shù)霓D(zhuǎn)數(shù)同時驅(qū)動變速器與發(fā)電機，能夠防止如將變速器的旋轉(zhuǎn)一下子增速至驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)數(shù)來進行傳遞的情況時產(chǎn)生的大的機械損失。
[0025]進一步優(yōu)選的是，在具有所述中間齒輪的結(jié)構(gòu)中，還具備與所述中間齒輪的齒輪軸連接并供給潤滑油的泵。由此，能夠利用中間齒輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動泵，不需要用于驅(qū)動泵的專用驅(qū)動系統(tǒng)，其結(jié)果能夠通過簡化的結(jié)構(gòu)將潤滑油供給至潤滑對象部分。
[0026]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述變速器及所述發(fā)電機的軸心與所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸平行。通過使變速器與發(fā)電機的軸心與配置在發(fā)動機前后方向上的旋轉(zhuǎn)軸平行配置，使與旋轉(zhuǎn)軸垂直相交方向上的橫截面面積(前面面積)變小，能夠使覆蓋航空器發(fā)動機的機艙形狀為控制發(fā)動機前面面積增大的適當形狀。
[0027]權(quán)利要求書和/或說明書和/或附圖所公開的至少兩種結(jié)構(gòu)的任意組合，也包含在本發(fā)明中。特別是權(quán)利要求書的各項權(quán)利要求的兩項以上的任意組合，也都包含在本發(fā)明中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]通過參照附圖對下述適宜的實施方式進行說明，可更加清楚地理解本發(fā)明。但是，實施方式及附圖僅用來圖示及說明，不應利用其確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由附帶的權(quán)利要求書所確定。在附圖中，多幅圖上相同的附圖標記表示相同部分。
[0029]圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的航空器發(fā)電裝置連接到發(fā)動機上的連接狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。
[0030]圖2是表示同上的航空器發(fā)電裝置的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031]圖3是表示同上的航空器發(fā)電裝置安裝到發(fā)動機上的安裝狀態(tài)的主視圖。
[0032]圖4是表示從側(cè)面觀察同上的航空器發(fā)電裝置的立體圖。
[0033]圖5是表示同上的航空器發(fā)電裝置與發(fā)動機之間相對配置的立體圖。
[0034]圖6是同上的航空器發(fā)電裝置連接到發(fā)動機上的連接部位的剖視圖。
[0035]圖7是同上的航空器發(fā)電裝置的縱剖視圖。
[0036]圖8是表示同上的航空器發(fā)電裝置的箱內(nèi)結(jié)構(gòu)的前方立體圖。[0037]圖9是本發(fā)明第二實施方式的航空器發(fā)電裝置的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0038]圖10是表示現(xiàn)有的航空器發(fā)電裝置的一例的示意性側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0039]下面，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。
[0040]圖1是示意性表示本發(fā)明第一實施方式的航空器發(fā)電裝置I連接到發(fā)動機E上的連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖。發(fā)動機E是雙軸型風扇發(fā)動機，作為主要構(gòu)成部件具備壓縮機2、燃燒器3、渦輪4及風扇10。將燃料與從壓縮機2供給的壓縮空氣混合，并使其在燃燒器3中燃燒，將由該燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃燒氣體供給到渦輪4。
[0041]渦輪4具有前段側(cè)的高壓渦輪41和后段側(cè)的低壓渦輪42，壓縮機2通過中空的高壓軸7與高壓渦輪41連接，并由該高壓渦輪41進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。風扇10通過插入高壓軸7中空部的低壓軸9與低壓渦輪42連接，并由該低壓渦輪42進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。使高壓軸7及低壓軸9為具有共同的引擎軸心C的同心配置。這樣一來，通過從低壓渦輪42噴射的燃燒氣體的噴射流及由風扇10產(chǎn)生的高速空氣流，可以得到發(fā)動機推力。
[0042]在低壓軸9的風扇10的后方設(shè)置錐齒輪8A，將與該錐齒輪8A嚙合的錐齒輪8B設(shè)置在沿低壓軸9的徑向延伸的第一連接軸11的一端部上。在該第一連接軸11的另一端部上連接發(fā)電裝置I的后述輸入軸(傳動機構(gòu)輸入軸)，通過從低壓軸9傳遞旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動發(fā)電裝置I。即，與現(xiàn)有通常的航空器發(fā)電裝置中使用高壓軸7作為驅(qū)動發(fā)電裝置I的發(fā)動機E的旋轉(zhuǎn)軸不同，在本實施方式中，使用低壓軸9作為驅(qū)動發(fā)電裝置I的旋轉(zhuǎn)軸。第一連接軸11具有沿著發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸之一的低壓軸9徑向的軸心，但該第一連接軸11的另一端部不通過如圖10所示的，如現(xiàn)有裝置那樣的附件齒輪箱，而與圖1的發(fā)電裝置I的輸入軸直接連接。
[0043]在本實施方式中，發(fā)電裝置I通過安裝臺基12安裝在發(fā)動機E的風扇箱FC上，其詳細內(nèi)容在后述中說明。此外，與現(xiàn)有裝置相同，第二連接軸14的一個端部通過相互嚙合的錐齒輪13A、13B，與高壓軸7的前端進行齒輪連接，在該第二連接軸14的另一端部上，連接有用于驅(qū)動燃料泵等輔機18的附件齒輪箱(AGB) 19。
[0044]圖2是表示發(fā)電裝置I的示意性結(jié)構(gòu)的示意圖，在圖2中，在發(fā)電裝置I的輸入側(cè)，配置傳動機構(gòu)輸入軸27及傳動機構(gòu)21，所述傳動機構(gòu)輸入軸27的一個端部與引擎E的第一連接軸11直接連接并沿徑向R (圖1)延伸；所述傳動機構(gòu)21與該傳動機構(gòu)輸入軸27連接，并繞著與第一連接軸11垂直相交的方向(在該例中為發(fā)動機軸心C的方向)的軸心驅(qū)動變速器22。并不限定所述輸入軸27沿徑向R (圖1)延伸，也可以從徑向R有少許傾斜。即，輸入軸27只要具有沿著與發(fā)動機軸心C交叉方向上的軸心，就包含在本發(fā)明中。
[0045]傳動機構(gòu)21具備傳動軸17、錐齒輪20A、錐齒輪20B、傳動直齒輪23及被動直齒輪24，所述傳動軸17具有沿著前后方向FR的軸心；所述錐齒輪20A設(shè)置在傳動機構(gòu)輸入軸27的另一端部上；所述錐齒輪20B設(shè)置在傳動軸17的一個端部上并與錐齒輪20A嚙合；所述傳動直齒輪23設(shè)置在傳動軸17的另一端部上；所述被動直齒輪24設(shè)置在變速器輸入軸28上并與所述傳動直齒輪23嚙合。該被動直齒輪24為變速器22的輸入齒輪。
[0046]在設(shè)置于變速器輸出軸29的變速器輸出齒輪30上嚙合中間齒輪32，使?jié)櫥偷难h(huán)用泵33的泵旋轉(zhuǎn)軸31與該中間齒輪32可一體旋轉(zhuǎn)地連接。進一步地，在中間齒輪32上嚙合設(shè)置在發(fā)電機34的旋轉(zhuǎn)軸38上的發(fā)電機輸入齒輪39。變速器22與發(fā)電機34在低壓軸9的周向，即發(fā)動機E的周向上分離配置。所述變速器輸出齒輪30、中間齒輪32及發(fā)電機輸入齒輪39均為直齒輪,但如果設(shè)置推力軸承,也可為斜齒輪。
[0047]圖3是表示航空器發(fā)電裝置I安裝到發(fā)動機E上的安裝狀態(tài)的主視圖。發(fā)電裝置I安裝在發(fā)動機E的風扇箱FC的側(cè)部上。根據(jù)該圖3可知，在從發(fā)動機軸心C的方向觀察的主視圖上，發(fā)電裝置I為厚度小的薄型，并形成上下方向尺寸大的縱長外形。由此，發(fā)電裝置I能夠以向側(cè)方突出小的狀態(tài)，安裝在發(fā)動機E的風扇箱FC的側(cè)部上。發(fā)動機E及發(fā)電裝置I被發(fā)動機短艙N覆蓋。但是，發(fā)電裝置I也可以安裝在風扇箱FC后方的發(fā)動機核心部的側(cè)面上。
[0048]輔機箱40存放該發(fā)電裝置I中的圖2的變速器22、發(fā)電機34、泵33及傳動機構(gòu)21，該輔機箱40如圖4所示，具備開口 43、安裝法蘭盤44及第一蓋壁45，所述開口 43使所述傳動機構(gòu)輸入軸27穿過；所述安裝法蘭盤44圍繞該開口的周圍；所述第一蓋壁45具有在中央部使輸入軸27穿過的通孔45a并堵塞開口 43。在所述通孔45a上，配置將第一蓋壁45與輸入軸27之間進行密封的第一密封部件46。第一蓋壁45是用來防止在發(fā)電裝置I的保管、轉(zhuǎn)移等時進入異物的部件，也可以去除。另外，如圖5所示，在航空器發(fā)動機E的風扇箱FC上，在設(shè)置了上述AGB19的同時，還設(shè)置了開口 48及上述安裝臺基12，所述開口48使第一連接軸11穿過；所述安裝臺基12圍繞該開口 48的周圍。
[0049]根據(jù)圖6所示的結(jié)構(gòu)，發(fā)電裝置I的箱40安裝在發(fā)動機E的風扇箱FC上。S卩，在將安裝法蘭盤44與圍繞開口 48的安裝臺基12重疊的狀態(tài)下，使用截面為V字形的夾持帶50相互固定，由此，發(fā)電裝置I被安裝在發(fā)動機E上。在第一連接軸11的末端孔的內(nèi)周面上形成內(nèi)周花鍵11a，在傳動機構(gòu)輸入軸27的末端部外圍面上形成與所述內(nèi)周花鍵Ila嵌合的外圍花鍵27a。通過兩個花鍵I la、27a的卡合，使得傳動機構(gòu)輸入軸27與第一連接軸11可一體旋轉(zhuǎn)地，且在軸向上可裝卸地進行連接。所述開口 48，由在中央部具有第一連接軸11的通孔47a的第二蓋壁47堵塞，在通孔47a上，配置將第二蓋壁47與第一連接軸11之間進行密封的第二密封部件49。
[0050]如圖7所示，發(fā)電裝置I具備傳動機構(gòu)輸入軸27、無級牽弓I式變速器22、發(fā)電機34及潤滑油用油泵33，所述傳動機構(gòu)輸入軸27如圖6所示通過花鍵卡合連接在與發(fā)動機E的低壓軸9進行齒輪連接的第一連接軸11上；所述無級牽引式變速器22通過傳動機構(gòu)21與所述傳動機構(gòu)輸入軸27連接；所述發(fā)電機34配置在該牽弓I式變速器22的下方并由牽引式變速器22的輸出驅(qū)動；所述潤滑油用油泵33配置在牽引式變速器22與發(fā)電機34之間并由牽引式變速器22的輸出驅(qū)動。這些傳動機構(gòu)21、牽引式變速器22、發(fā)電機34及油泵33，它們的軸心C22、C34及C33相互平行，并沿著發(fā)動機E的前后方向FR，即發(fā)動機軸心C的方向。
[0051]由傳動機構(gòu)21驅(qū)動的變速器22的軸心C22，也可以在從與輸入軸27垂直相交的方向有少許傾斜的方向上具有軸心。即，只要傳動機構(gòu)21繞著與輸入軸27交叉方向的軸心C22驅(qū)動變速器22，都包含在本發(fā)明中。
[0052]油泵33、發(fā)電機34、變速器22的軸心方向的長度依次變長，油泵33的軸心方向位置整體直接與變速器22重疊，一半以上與發(fā)電機34重疊。發(fā)電機34的軸心方向位置整體與變速器22重疊。但是，也可以使發(fā)電機34的一半以上與變速器22重疊而少許偏離軸心方向。牽引式變速器22、發(fā)電機34及油泵33在軸向上分開，并存放至用箱法蘭盤40a連接的箱40中。
[0053]牽引式變速器22具有變速器輸出軸29，所述變速器輸出軸29穿過至中空的所述變速器輸入軸28內(nèi)部，并與所述變速器輸入軸28同心配置，在本實施方式中，牽引式變速器22是雙腔型的半環(huán)面牽引驅(qū)動型，其沿著變速器輸出軸29以規(guī)定間隔設(shè)置第一及第二腔室51、52。在各腔室51、52的軸向內(nèi)側(cè)配置第一及第二輸入盤51a、52a，在各腔室51、52的外側(cè)配置第一及第二輸出盤51b、52b。使兩個輸入盤51a、52a與變速器輸入軸28可一體旋轉(zhuǎn)地進行連接，同時，使兩個輸出盤5lb、52b與變速器輸出軸29可一體旋轉(zhuǎn)地進行連接。
[0054]S卩，該變速器22，在其軸心C22的方向上的中央部形成具有輸入齒輪24、變速器輸入軸28及兩個輸入盤51a、52a的輸入部IN ;在其軸心C22方向上的外側(cè)，形成具有變速器輸出軸29及兩個輸出盤51b、52b的輸出部0T。在本實施方式中，不采用具有動力分配軸的動力分配方式(專利文獻1)，而只用牽引式變速器22構(gòu)成恒速驅(qū)動裝置。
[0055]在第一腔室51上設(shè)置第一動力棍51c,在第二腔室52上設(shè)置第二動力棍52c,在與第二輸出盤52b的軸向外側(cè)附近的位置上，配置軸力發(fā)生機構(gòu)53，用來產(chǎn)生在軸向上擠壓動力輥51c、52c的擠壓力。
[0056]各動力輥51c、52c允許繞著輥軸心51d、52d旋轉(zhuǎn)，并且自由傾轉(zhuǎn)地支承在包含輥軸心51d、52d及變速器輸入軸28的平面內(nèi)。另一方面，在腔室51、52上，輸入盤51a、52a、輸出盤51b、52b及動力輥51c、52c這三個轉(zhuǎn)動體由軸力發(fā)生機構(gòu)53的擠壓力相互擠壓，由在其接觸部產(chǎn)生的高粘度潤滑油膜的剪切阻力傳遞動力。即，第一輸入盤51a與第一輸出盤51b之間驅(qū)動力的傳遞，是通過與配置在其之間的第一動力輥51c的流體摩擦來完成的；第二輸入盤52a與第二輸出盤52b之間驅(qū)動力的傳遞，是通過與配置在其之間的第二動力輥52c的流體摩擦來完成的。在繞著變速器軸心C22成180°的相對位置上各配置一對動力輥 51c、52c。
[0057]加速比及減速比，即變速比的變化是由控制機構(gòu)(沒有圖示)控制動力輥5Ic、52c的輥軸心51d、52d傾斜的傾斜角來進行的。變速比在規(guī)定范圍內(nèi)，例如0.5?2.0的范圍內(nèi)任意變化。這種情況下，如果以減速比表示，為4:1以內(nèi)，但也可以為5:1以內(nèi)，另外，也可以在這以外的范圍。
[0058]在牽引式變速器22與發(fā)電機34之間，配置與中間齒輪32 —體旋轉(zhuǎn)的油泵33。因此，發(fā)電機34由變速器輸出齒輪30、中間齒輪32及發(fā)電機輸入齒輪39傳遞變速器輸出軸29的旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動。這時，利用中間齒輪32的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油泵33。在設(shè)置在箱40上的支承壁58上，安裝有分別自由旋轉(zhuǎn)地支承變速器輸出軸29、泵驅(qū)動軸31及發(fā)電機旋轉(zhuǎn)軸38的軸承54A、54B、54C。在該發(fā)電裝置I中，通過設(shè)定變速器輸出齒輪30與發(fā)電機輸入齒輪39之間的齒輪比，使牽引式變速器22的旋轉(zhuǎn)增速。
[0059]發(fā)電機34經(jīng)由牽引式變速器22而被發(fā)動機E旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而發(fā)揮作為發(fā)電機的作用，對航空器的照明、空調(diào)及防水裝置等各種電負荷供電。此外，牽引式變速器22與發(fā)電機34的位置也可以上下替換。
[0060]另外，根據(jù)變速器輸入軸28旋轉(zhuǎn)速度的變化，使牽引式變速器22的輥軸心51d、52d的傾轉(zhuǎn)角在保持規(guī)定關(guān)系的同時發(fā)生變化，由此，能夠恒定保持牽引式變速器22的變速器輸出軸29的旋轉(zhuǎn)速度。即，通過控制變速比，以便利用牽引式變速器22抵消變速器輸入軸28的轉(zhuǎn)數(shù)變化，從而恒定保持變速器輸出軸29的旋轉(zhuǎn)速度。該變速器輸出軸29的恒定旋轉(zhuǎn)速度，用中間齒輪32進行增速后，傳遞至發(fā)電機34，因此發(fā)電機34總是以恒定轉(zhuǎn)數(shù)進行高速旋轉(zhuǎn)，從而輸出恒定頻率的交流電。
[0061]接著，對實施方式的航空器發(fā)電裝置I的工作進行說明。圖1所示的發(fā)動機E的低壓軸9的旋轉(zhuǎn)，通過第一連接軸11及圖2所示的傳動機構(gòu)輸入軸27，傳遞至發(fā)電裝置I。在發(fā)電裝置I中，動力從傳動機構(gòu)輸入軸27通過傳動機構(gòu)21、牽引式變速器22及中間齒輪32，傳遞至發(fā)電機34，由發(fā)電機34的旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電。
[0062]如圖7所示，本實施方式的航空器發(fā)電裝置1，其傳動機構(gòu)21、牽引式變速器22、發(fā)電機34及油泵33等所有結(jié)構(gòu)存放在分成兩部分的箱40內(nèi)，如圖3所示，集成薄型且外形縱長的小型件。如圖8所示，能夠?qū)崿F(xiàn)這種小型化是引用使在軸向上細長的變速器22、發(fā)電機34及油泵33朝向前后方向FR，S卩，圖7的變速器22的軸心C22、發(fā)電機34的軸心C34及油泵33的軸心C33相互平行，并且相對于發(fā)動機軸心C平行配置，進一步地，將變速器22、發(fā)電機34及油泵33分離配置在圖3的發(fā)動機E的周向上。
[0063]S卩，這是由于從牽引式變速器22的軸向觀察，牽引式變速器22、發(fā)電機34及油泵33配置成與圖1的發(fā)動機軸心C平行，并配置在基本與該發(fā)動機軸心C呈同心圓形的弓形配置線上。因此，該發(fā)電裝置I形成整體縱長且厚度薄的細長形狀，即形成以從航空器發(fā)動機E的側(cè)面突出量少的狀態(tài)進行適當安裝的形狀，能夠使覆蓋發(fā)動機E的機艙N的形狀形成為可控制前面面積增大的適當形狀，能夠控制航空器空氣阻力的增大，防止燃料消耗率的減少。但是，這些圖7的變速器軸心C22、發(fā)電機軸心C34及泵軸心C33，也可以相對于發(fā)動機軸心C即前后方向FR在繞著發(fā)動機軸心C (圖3)的周向上有少許傾斜。
[0064]進一步地，由于牽引式變速器22、發(fā)電機34及油泵33的至少部分軸向位置相互重疊，因此能夠縮短發(fā)電裝置I的軸向長度。另外，由于變速器22的軸心C22與發(fā)電機34的軸心C34相互平行，因此能夠使用簡單的直齒輪連接變速器22與發(fā)電機34，因而可使發(fā)電裝置I的結(jié)構(gòu)簡單化。
[0065]該發(fā)電裝置I沿著發(fā)動機E的低壓軸9的徑向配置傳動機構(gòu)輸入軸27,由傳動機構(gòu)21將該輸入軸27的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成與傳動機構(gòu)輸入軸27交叉的方向，然后傳遞至變速器22，因此為了進行大容量發(fā)電，將發(fā)電機34機械連接在低壓軸9上時，不需要另外設(shè)置AGB。因此，能夠控制由增加AGB導致的重量增加，成本提高，空氣阻力增大及可靠性降低等。
[0066]另外，在該發(fā)電裝置I中，由于圖8的傳動機構(gòu)輸入軸27配置在低壓軸9周向上的牽弓I式變速器22與發(fā)電機34之間，因此通過在重量較大的牽弓I式變速器22與發(fā)電機34之間配置傳動機構(gòu)輸入軸27，使傳動機構(gòu)輸入軸27位于靠近發(fā)電裝置I的圖3所示的重心G的位置上。其結(jié)果，相對于形成發(fā)電裝置I安裝到發(fā)動機E上的安裝面的安裝法蘭盤44，重心G的伸出力矩變小，使發(fā)電裝置I在電動機E上的安裝穩(wěn)定化。
[0067]而且，通過傳動機構(gòu)21與變速器22的輸入部IN連接的傳動機構(gòu)輸入軸27，配置在變速器軸心C22方向的中央部，因此，容易使傳動機構(gòu)輸入軸27靠近發(fā)電機34的重心，能夠更加縮小所述伸出力矩。此外，圖8的傳動機構(gòu)輸入軸27也可以配置在牽引式變速器22的上方側(cè)，但這種情況下，重心G相對于安裝法蘭盤44的伸出力矩增大。
[0068]圖6所示的存放發(fā)電裝置I的牽引式變速器22及發(fā)電機34的箱40，其具有開口43及安裝法蘭盤44，所述開口 43使傳動機輸入軸27穿過，所述安裝法蘭盤44圍繞該開口43的周圍；使所述箱40通過安裝法蘭盤44安裝在發(fā)動機E上。因此，在使箱40上圍繞開口 43周圍的安裝法蘭盤44與發(fā)動機E的例如安裝臺基12重合的狀態(tài)下，使用夾持帶50等相互連接，從而能夠通過容易的安裝操作使發(fā)電裝置I穩(wěn)定地安裝在發(fā)動機E上。
[0069]另外，本實施方式的發(fā)電裝置I不采用動力分配方式，而是僅通過牽引式變速器22將發(fā)動機E的旋轉(zhuǎn)傳遞至發(fā)電機34的恒速驅(qū)動裝置，因此能夠?qū)恳阶兯倨?2的最大變速比設(shè)定為5:1左右，由此，即使與發(fā)動機E的轉(zhuǎn)數(shù)變化大的圖1的低壓軸9連接，也能夠使發(fā)電機34進行恒速旋轉(zhuǎn)。
[0070]進一步地,如果從與壓縮機2連接的聞壓軸7輸出大的負載，則在發(fā)動機輸出低時(地面待機、降落中等)容易發(fā)生發(fā)動機失速，對此，作為負載的發(fā)電裝置I通過第一連接軸11，由輸出負載限制少的低壓軸9進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，能夠在圖7的牽引式變速器22上使用大型盤51a、51b、52a、52b，實現(xiàn)發(fā)電容量的增大。這種情況下，通過中間齒輪32使牽引式變速器22的旋轉(zhuǎn)輸出增速，從而使發(fā)電機34高速旋轉(zhuǎn)，由此，能夠通過減少變速器22的轉(zhuǎn)矩來控制過大的大型化或重量增加。
[0071]牽引式變速器22與發(fā)電機34之間通過中間齒輪進行齒輪連接，因此，能夠?qū)恳阶兯倨?2的旋轉(zhuǎn)通過中間齒輪32進行增速后傳遞至發(fā)電機34，因此能夠以適當?shù)霓D(zhuǎn)數(shù)同時驅(qū)動牽引式變速器22與發(fā)電機34，能夠防止如將牽引變速器22的旋轉(zhuǎn)一下子增速至驅(qū)動發(fā)電機34的轉(zhuǎn)數(shù)來傳遞的情況這樣產(chǎn)生大的損失。另外，由于利用用于增速的中間齒輪32的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動油泵33，因此不需要用于驅(qū)動泵的專用驅(qū)動系統(tǒng)，結(jié)果，能夠通過簡化且廉價的結(jié)構(gòu)，將潤滑油供給至變速器22及發(fā)動機34的潤滑對象部分。
[0072]圖9是本發(fā)明第二實施方式的航空器發(fā)電裝置IA連接到發(fā)動機E上的連接狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，在與圖2相同或相當?shù)牟糠质褂孟嗤母綀D標記并省略重復的說明。本實施方式的發(fā)電裝置IA與圖1的發(fā)電裝置I的不同點，僅為省略傳動軸17，并使傳動機構(gòu)21A的錐齒輪59A與設(shè)置在牽引式變速器22的變速器輸入軸28上的錐齒輪59B直接嚙合，進行齒輪連接。通過該傳動機構(gòu)21A，與圖2的傳動機構(gòu)21相同，能夠?qū)鲃訖C構(gòu)輸入軸27進行的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成繞著與傳動機構(gòu)輸入軸27垂直相交方向的軸心進行的旋轉(zhuǎn)，并傳遞至牽引式變速器22。
[0073]此外，變速器22并不限定于牽引式無級變速器，也可以為皮帶傳動式無級變速器，或者為其他無級變速器。
[0074]進而，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進行各種增加、變更或刪除，這些也都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0075]附圖標記說明
[0076]I航空器發(fā)電裝置；2壓縮機；7高壓軸；9低壓軸(旋轉(zhuǎn)軸)；10風扇；21，21A傳動機構(gòu)；22牽引式變速器(變速器);27傳動機構(gòu)輸入軸(輸入軸);31泵旋轉(zhuǎn)軸(齒輪軸);32中間齒輪；22油泵(泵)；34發(fā)電機；40箱；43開口 ；44安裝法蘭盤；E航空器發(fā)動機；FC風扇箱；IN變速器輸入部；0T變速器輸出部；R徑向
【權(quán)利要求】
1.一種航空器發(fā)電裝置，其由航空器發(fā)動機驅(qū)動，其特征在于，其具備: 變速器，與所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸相連接； 發(fā)電機，由所述變速器的輸出而被驅(qū)動； 輸入軸，具有沿著與所述旋轉(zhuǎn)軸交叉方向的軸心，并與所述旋轉(zhuǎn)軸相連接；以及 傳動機構(gòu)，與所述輸入軸相連接，并繞著與所述輸入軸交叉方向的軸心驅(qū)動所述變速器； 在所述旋轉(zhuǎn)軸的周向上分離配置所述變速器及所述發(fā)電機。
2.如權(quán)利要求1所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述輸入軸配置在所述周向上的所述變速器與所述發(fā)電機之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述變速器與所述發(fā)電機具有相互平行的軸心，至少部分軸心方向位置相互重疊。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，其由具備驅(qū)動風扇的低壓軸與驅(qū)動壓縮機的高壓軸的所述發(fā)動機驅(qū)動； 所述旋轉(zhuǎn)軸為所述低壓軸。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述變速器為牽引式無級變速器。
6.如權(quán)利要求5所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述牽引式無極變速器為雙腔型，并在其軸心方向的中央部設(shè)置輸入部，在其外側(cè)設(shè)置輸出部。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，存放所述變速器及所述發(fā)電機的箱具有開口及法蘭盤，所述開口使所述輸入軸穿過；所述法蘭盤圍繞該開口的周圍；所述箱通過所述法蘭盤安裝在所述發(fā)動機上。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，還具有將所述變速器與所述發(fā)電機之間進行齒輪連接的中間齒輪。
9.如權(quán)利要求8所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，還具備與所述中間齒輪的齒輪軸連接并供給潤滑油的泵。
10.如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述變速器及所述發(fā)電機的軸心與所述旋轉(zhuǎn)軸平行。
11.如權(quán)利要求1-10中任意一項所述的航空器發(fā)電裝置，其特征在于，所述輸入軸具有沿著所述發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸徑向的軸心。
【文檔編號】F01D25/18GK103459807SQ201280016072
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月7日
【發(fā)明者】五井龍彥, 田中謙一郎, 渡邊浩二, 藤井勲 申請人:川崎重工業(yè)株式會社