JP5905696B2 - ポンプ装置、特にヘリコプター潤滑用のポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ装置、詳しくはヘリコプター潤滑用ポンプ装置に関する。

公知のように、普通に用いられるヘリコプター・トランスミッションの潤滑ポンプは、駆動軸に取り付けられたギアがトランスミッションのギアと歯合している。最もよく見られる配置は“カートリッジ”と呼ばれるタイプ、すなわちポンプがハウジング内に形成された駆動軸と同軸の円筒状シートに部分的に収容され、ポンプの両側の二つのセクションが潤滑回路の吸入及び送出パイプにそれぞれ結合されているものである。

ポンプに要求されるパワーは比較的小さいので、駆動軸に伝達されるトルクも比較的小さく、したがって駆動軸はブッシングで簡単に支持することができ、転がり軸受けを必要としない。

ハウジング内のシートは駆動軸とそのギアを通過させるのに十分に広くなければならず、そのサイズは駆動軸に必要な回転速度に逆比例する。

ヘリコプター・トランスミッションでは、回転速度が比較的高いので、体積効率が低い。すなわち、ポンプ室は、吸入セクションに結合されている時間が短いので、完全にいっぱいになることはめったにない。さらに、きわめて高い回転速度はキャビテーション現象を発生させ、ポンプの急速な摩耗と信頼性低下をもたらす。

本発明の目的は、上記の問題の簡単で低コストの解決を与えるように設計されたポンプ装置、特にヘリコプター潤滑用のポンプ装置を提供することである。

本発明によって、ポンプ装置、特にヘリコプターにおける潤滑用のポンプ装置であって、
長手軸線に沿って延びる駆動軸と、
ａ）吸入ポートと送出ポートを形成する側壁と、
ｂ）互いに対向し前記長手軸線に交わる背壁と前壁と、を含むケーシングと、
前記ケーシングに収容されたポンピング手段と、を含み、
前記ポンピング手段は２つのロータリー・ポンプから成り、前記駆動軸のパワーを前記ロータリー・ポンプの間で分割するトランスミッションを含むことを特徴とするポンプ装置が提供される。

本発明のある好ましい非限定的な実施形態が、実施例によって添付図面を参照して説明される。

図１は、本発明に係わるポンプ装置、特にヘリコプター潤滑用のポンプ装置のある好ましい実施形態を示す分解図である。 図２は、一部断面で示されたヘリコプターに設置された図１のポンプ装置の断面を示す図である。 図３は、図１のポンプ装置の横断面を示す図である。 図４は、図３の線IV-IV及びV-Vに沿った断面を示す図である。 図５は、図３の線IV-IV及びV-Vに沿った断面を示す図である。 図６は、図３の拡大詳細図である。 図７は、ポンプ装置の別の細部のもっと大きなスケールの断面を示す図である。

図１の参照番号１は、ポンプ装置を表しており、それはケーシング２と、軸線４に沿って延びケーシング２の外側の部分５によって軸線方向で終端する駆動軸３を含む。

ケーシング２は、一体で鋳造された中空ボディ７を有し、それは実質的に円筒状の側壁８と、軸線４に対して直角方向の背壁９と、側壁８の端部１１から突出するフランジ１０を含む。ケーシング２は、また、背壁９と対向するプレート１２を含み、それは中空ボディ７を軸線方向で閉じ、軸線方向の孔１３を有し、駆動軸３の中間部１４がすべり軸受け１５を介してそれと係合する。

図２を参照すると、ポンプ装置１は（一部図示された）ヘリコプター１６を潤滑するために好適に用いられるもので、それは部分５に固定位置で嵌合されたギアを回転させる（一部図示された）トランスミッション１７を囲み、ハウジング２２を含む（一部図示された）ボックス２０を含む。ハウジング２２は、駆動軸３と同軸で側壁８の部分２４が係合する実質的に円筒状のシート２３を有する。部分２４の軸線方向の端部２５，２６はプレート１２とフランジ１０にそれぞれ隣接し、それぞれの封止リングを介してハウジング２２に結合されている。フランジ１０は、部分１１及び背壁９と共にハウジング２２の外側でトランスミッション１７及び部分５の軸線方向反対側の端にあり、ハウジング２２に、ねじなどによって、固定される。

ハウジング２２はシート２３に関して直径方向で対向する２つのセクション２７，２８から成り、それらがタンクからの吸入チャンネル２９と送出セクション３０をそれぞれ形成する。吸入チャンネル２９と送出セクション３０は部分２４によって互いから分離され、セクション２７，２８は潤滑回路の一部を成しているパイプ３１（図２ではひとつだけ示されている）にそれぞれ結合されている。

図１と３を参照すると、中空ボディ７は直径方向で対向する２つのシート３２を有し、それらは軸線４と平行なそれぞれの軸線３３に沿って延び、軸線方向で背壁９によって限られ、それぞれロータリー・ポンプ３４，好ましくはジェロータ（内接歯車）ポンプ、を収容し、各々が径方向入口３６と径方向出口３７を有する。部分２４は２つの直径方向で対向する開口を有し、それぞれの通路３９によって入口３６と連通する吸入ポート３８とそれぞれの通路４１によって出口３７と連通する送出ポート３４０をそれぞれ形成する。図４に示されているように、中空ボディ７は、軸線４に沿って延び、シート３２を径方向に分離し、軸線４と平行な２つの内側の孔４４を有する仕切壁４３を含む。仕切壁４３の直径方向で対向する端は、通路３９と通路４１をそれぞれ分離する丸められた先端４５，４６によって形成される。もっと具体的に言うと、先端４５は吸入チャンネル２９によってポート３８を通して引き込まれた流体の流れを等しい部分に分ける。通路３９，４１，及び中空ボディ７のその他の開口は、集中的な負荷損失と効率の低下をもたらす急激な狭窄や方向変化を回避するような幾何形状に設計される。

図１と３に示されているように、仕切壁４３は背壁９から発して中空ボディ７の中間壁４７で終わり、シート３２と孔４４がそれを通って出ている。壁４７は、一方の側で通路３９，４１を、他方側で中空ボディ７のコンパートメント４９を軸線方向に形成する。中空ボディ７のコンパートメント４９は軸線方向でプレート１２によって閉じられ、後述するばね６２のプリロードを調整するための目盛りつきスペーサを形成するディスク５１を含むカップ型ボディ５０を収容する。ディスク５１は軸線４と直角方向で、軸線方向で壁４７に載っている。

図７を参照すると、ボディ５０はまた、ディスク５１の縁からプレート１２の周縁部分５４の方へ突出し、軸線方向の端２５で部分２４の円筒状内側表面５５に固定された角度位置で結合された円筒状カラー５２を含む。部分５４も表面５５に固定された角度位置で結合され、側壁８の端に固定されたリング５６によってカラー５２の縁に軸線方向で載った状態に保持される。孔１３は、軸受け１５を潤滑するために壁４７，カラー５２，及びプレート１２にそれぞれ形成された３つの整列した部分を含む導管５７によってポート４０に接続される。

図３と４を参照すると、２つのポンプ３４はそれぞれの数の角度が定められた交番ディスク部材５８，５９を含む。部材５８はポンプ３４の入口と出口を形成し、部材５９はロータ６１が係合するそれぞれの偏心円形シート６０を形成する。ポンプ３４の皿ばね６２がシート３２に、ポンプ３４と背壁９の間に収容され、ポンプ３４を軸線方向でディスク５１に押しつけるようにプリロードされ、出口における油圧によって部材５８，５９が軸線方向に離れることに対抗する。

図６を参照すると、コンパートメント４９は、駆動軸３の部分５と反対側の部分６４と、部分６４からシート３２と同軸でロータ６１に結合されてそれらを回転させる２つのシャフト６７にパワーを伝達するギア・トランスミッション６６を収容する。トランスミッション６６は駆動トルクをポンプ３４（複数）の間で等しく分割し、部分６４に対して固定されたギア６８と、ギア６８と歯合し、同じ方向に回転し、それぞれのシャフト６７と固定した位置で嵌合する被駆動ギア６９を含む。図５はギア６９を角度的にシャフト６７に嵌合する２つのやり方、すなわち六角シート又はラジアル・ピンによるやり方、を示している。

本発明のある好ましい様態では、トランスミッション６６は減速機である。ポンプ３４のコンポーネント部品寸法とトランスミッション６６の速度比はロータ６１の先端速度がキャビテーション現象を生ずる限界速度より低く抑えるように設計される。

図６に示されているように、ギア６８と部分６４は好ましくは一体で形成され、部分６４の軸線方向の端はディスク５１によって支持される。もっと具体的に言うと、すべり軸受け７２がディスク５１に形成されたシート７３と係合し、ディスク５１と部分６４の軸線方向の端の間に介在する。

ギア６８と部分５の間で、駆動軸３は弱い部分７４を好適に含み、それは例えば部分６４の狭くなった断面によって規定され、ポンプ装置１の出力がある最大閾値を超えると降伏するように設計される。部分７４と部分１４の間に、部分６４はフランジ７５を含み、それは軸受け１５のエンドフランジ７６を介してプレート１２に軸線方向に置かれて駆動軸３が孔１３を通って引き出されることを防ぐ。

図１と５を参照すると、ディスク５１にはギア６９と同軸でシャフト６９が嵌通する２つの貫通孔７を有する。貫通孔７７はシート３２より小さく、ディスク５１がシート３２を部分的に閉じるようになっており、ギア６９より大きく、したがってポンプ装置１を組み立てるときディスク５１をコンパートメント４９にギア６９を越えて嵌合することができる。ディスク５１には、また、２つの重量を減らすための孔７８が孔７７から９０°ずれた位置にある。

したがって、与えられたサイズのケーシング２で、駆動軸３でパワーを供給する一つのポンプでなく、２つの小さなポンプが並列で設けられる。

ヘリコプター１６のトランスミッション・ボックスによって課せられる他のすべての条件（先端速度及びギア１８の最大サイズ、ケーシング２のサイズ、など）が同じであるとして、トランスミッション６６の速度比とポンプ３４のコンポーネント部品のサイズの最良の妥協が設計段階で行われて比較的高い体積効率とキャビテーションに対する安全防護が達成される。

したがって、トランスミッション６６は運動分割機能を果たすと同時に、ロータ６１の回転の調整を設計段階で可能にする。

中空ボディ７の構成設計は、ポンプ装置１を比較的組み立て易いものにし、コンポーネント部品の数を減らし、同時にヘリコプター１６のトランスミッション・ボックスによって課せられる外径寸法は同じに抑えている。

その他の利点は上の説明から明らかになるであろう。

明らかに、上で説明し図によって示したポンプ装置１には、添付された特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱することなく変更を加えることが可能である。

特に、ポンプ３４はジェロータ型ポンプ以外のもの、例えばベーン・ポンプ、であってもよい、及び／又は、ポンプ３４は、ばね６２とディスク５１以外のシステムによって軸線方向で中空ボディ７の内側に配置することができる、及び／又は、中空ボディ７は、一体のケーシングではなく、いくつかのパーツを結合したものであってもよい、及び／又は、トランスミッション６６は、歯つきベルト型であってもよい、及び／又はトランスミッション１７とハウジング２２の間に十分なスペースがある場合、それは中空ボディの外側に配置することもできる。

Claims (13)

1. ポンプ装置（１）、特にヘリコプター（１６）潤滑用のポンプ装置において、
   長手軸線（４）に沿って延びる駆動軸（３）と、
   ケーシング（２）であって、
   ａ）吸入ポート（３８）と送出ポート（４０）を形成する側壁（８）と、
   ｂ）互いに対向し前記長手軸線（４）と交差する背壁（９）と前壁（１２）とを含むケーシングと、
   前記ケーシング（２）に収容されたポンプ手段（３４）と、を含み、
   前記ポンプ手段は、２つのロータリー・ポンプ（３４）を含み、前記駆動軸（３）の運動を前記ロータリー・ポンプ（３４）の間で分割するトランスミッション（６６）を含み、
   前記トランスミッション（６６）は前記ケーシングのあるコンパートメント（４９）に収容され、前記前壁（１２）は軸線方向の孔（１３）を有し、前記駆動軸（３）がそれに嵌通しており、
   前記コンパートメント（４９）に固定された位置で前記駆動軸（３）と同軸に収容され、前記駆動軸（３）の軸線方向の端を支持するディスク（５１）を含むことを特徴とするポンプ装置。
2. 前記ロータリー・ポンプ（３４）は前記長手軸線（４）と平行なそれぞれの軸線（３３）に沿って延び、直径上で対向していることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記トランスミッション（６６）は減速機であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
4. 前記トランスミッション（６６）は前記駆動軸と一体で形成された駆動ギア（６８）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポンプ装置。
5. 前記前壁（１２）は前記コンパートメント（４９）を軸線方向で閉じる前記側壁に結合されたプレートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
6. 前記ケーシング（２）は、前記送出ポート（４０）を前記軸線方向の孔（１３）に結合する潤滑導管（５７）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプ装置。
7. 前記トランスミッション（６６）は、前記ロータリー・ポンプ（３４）をそれぞれ作動させる２つの被駆動ギア（６９）を含み、前記ディスク（５１）は前記被駆動ギア（６９）と整列しそれより大きい２つの貫通孔（７７）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプ装置。
8. 前記ロータリー・ポンプ（３４）を軸線方向で前記ディスク（５１）に押しつける弾性手段（６２）を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプ装置。
9. 前記駆動軸（３）は、前記コンパートメント（４９）の内側にあって軸線方向で前記前壁（１２）に載るフランジを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項のいずれか１項に記載のポンプ装置。
10. 前記駆動軸（３）は、前記トランスミッション（６６）と入力ギア（１８）の間の軸線方向中間位置に弱い部分（７４）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のポンプ装置。
11. 前記弱い部分（７４）は前記ケーシング（２）の内側にあることを特徴とする請求項１０に記載のポンプ装置。
12. 前記側壁（８）と前記背壁（９）は一体で作られた中空ボディ（７）の一部を成し、内側において、
    前記ロータリー・ポンプ（３４）を収容するそれぞれ入口と出口を有する２つのシート（３２）と、
    前記吸入ポート（３８）をそれぞれの前記入口に結合する２つの吸入通路（３９）と、
    前記送出ポート（４０）をそれぞれの前記出口に結合する２つの送出通路（４１）と
    を形成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポンプ装置。
13. 前記ロータリー・ポンプ（３４）がジェロータ・ポンプであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のポンプ装置。

Images