(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の大径部から小径部に延伸され、かつ、先端が半径方向内側に折り曲げられた油止め部を有するスクープに対してオイルジェットから潤滑油を棒状の噴流として噴出して潤滑をなすスクープ式潤滑油給油方法であって、
潤滑油の棒状の噴流を前記油止め部と前記回転軸との隙間を通して前記スクープの潤滑油捕捉面に向けて直接噴射することを特徴とするスクープ式潤滑油給油方法。
【請求項２】
棒状の噴流の回転軸とのなす角が、５０度〜８０度の範囲とされてなることを特徴とする請求項１記載のスクープ式潤滑油給油方法。
【請求項３】
回転軸の大径部から小径部に延伸され、かつ、先端が半径方向内側に折り曲げられた油止め部を有するスクープに対してオイルジェットから潤滑油を棒状の噴流として噴出して潤滑をなすスクープ式潤滑油給油装置であって、
前記オイルジェットが、潤滑油の棒状の噴流を前記油止め部と前記回転軸との隙間を通して前記スクープの潤滑油捕捉面に向けて直接噴射するように配設されてなることを特徴とするスクープ式潤滑油給油装置。
【請求項４】
前記棒状の噴流の回転軸とのなす角が５０度〜８０度の範囲とされてなることを特徴とする請求項３記載のスクープ式潤滑油給油装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクープ式潤滑油給油方法およびスクープ式潤滑油給油装置に関し、例えばジェットエンジンの回転軸軸受を潤滑するスクープ式潤滑油給油方法およびスクープ式潤滑油給油装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば航空機用ジェットエンジンの回転軸軸受への潤滑油の給油方法として、潤滑油をジェットノズルから噴出し、噴出された潤滑油の噴流を回転軸に設けたスクープにより捕捉して、軸受まで導入するスクープ式潤滑油給油方法が行われている（例えば、SAE Paper, No. 700318 (P. F. Brown)参照）。
【０００３】
図７に従来のスクープ式潤滑油給油方法が実施される給油装置の構成を示し、この給油装置６０では、回転軸６１に円環状のスクープ６２が嵌合されており、オイルジェット６３から回転軸６１の外周面６４に向かって潤滑油の噴流６５が噴射される。潤滑油の噴流６５は高速で回転する回転軸６１の外周面６４に衝突した後、遠心力によって飛ばされ、スクープ６２の内径側にある潤滑油捕捉面６６で捕捉される。捕捉された潤滑油は、潤滑油導入路６７を介して軸受６８まで導入される。
【０００４】
しかしながら、従来のスクープ式潤滑油給油方法は潤滑油噴流を一旦回転軸の外周面に衝突させてから捕捉するようにしているため、スクープでの潤滑油の捕捉率を向上させることが困難であるという問題がある。例えば過去の実験例によれば、潤滑油の捕捉率は最大で８０％であった。したがって、２０％の潤滑油が軸受の潤滑に利用されることなく循環されることになり、真に必要な能力以上の潤滑油システムが要求される。軽量化が求められる航空用エンジンにおいては、これが潤滑油ポンプやタンクの設計の制約条件となるという問題がある。
【０００５】
また、潤滑油噴流が回転軸外周面に衝突する位置と、スクープとの相対位置関係や、回転軸の回転速度、潤滑油噴流の速度により、潤滑油の捕捉率に差があるため、装置の設計の際に、潤滑油の補足率を最大とするオイルジェットの位置を試験により割出していかなければならず、開発のリードスパンが必要であるという問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、スクープによる潤滑油の捕捉率を向上させることができるスクープ式潤滑油給油方法またはスクープ式潤滑油給油装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクープ式潤滑油給油方法は、回転軸の大径部から小径部に延伸され、かつ先端が半径方向内側に折り曲げられた油止め部を有するスクープに対してオイルジェットから潤滑油を棒状の噴流として噴出して潤滑をなすスクープ式潤滑油給油方法であって、潤滑油の棒状の噴流を前記油止め部と前記回転軸との隙間を通して前記スクープの潤滑油捕捉面に向けて直接噴射することを特徴とする。
【０００８】
一方、本発明のスクープ式潤滑油給油装置は、回転軸の大径部から小径部に延伸され、かつ、先端が半径方向内側に折り曲げられた油止め部を有するスクープに対してオイルジェットから潤滑油を棒状の噴流として噴出して潤滑をなすスクープ式潤滑油給油装置であって、前記オイルジェットが、潤滑油の棒状の噴流を前記油止め部と前記回転軸との隙間を通して前記スクープの潤滑油捕捉面に向けて直接噴射するように配設されてなることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記棒状の噴流の回転軸とのなす角が、５０度〜８０度の範囲とされてなるのが好ましい。
【００１０】
【作用】
本発明は前記の如く構成されているので、オイルジェットから噴出される潤滑油噴流の散乱が抑えられて、スクープによる潤滑油の捕捉率を実質的に１００％にまで高めることも容易となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１２】
図１および図２に、本発明の一実施形態に係るスクープ式潤滑油給油方法が適用される軸受潤滑機構の概略構成を示し、この軸受潤滑機構１０は、例えば航空機用ジェットエンジンの回転軸１１の軸受１２に潤滑油を給油するためのものであって、潤滑油を噴出するオイルジェット２０と、オイルジェット２０から噴出される潤滑油を捕捉するスクープ３０と、スクープ３０により捕捉される潤滑油を軸受１２まで導入する潤滑油導入路４０とを備えてなる。
【００１３】
オイルジェット２０は、潤滑油を棒状の噴流２１として噴出する噴出口（図示せず）を有しており、この噴流２１が回転軸１１にあたることなくスクープ３０により直接捕捉されるように噴射する。
【００１４】
スクープ３０は、軸受１２により回転自在に支持される回転軸１１の大径部１１ａ（図２参照）に嵌合される円環状の部材であり、厚肉の軸受当接部３１と薄肉の潤滑油捕捉部３２とから構成されている。
【００１５】
軸受当接部３１は、回転軸１１の大径部１１ａに嵌合される軸受１２の内輪１２ａと当接して、軸受固定部材１４との間で軸受１２の内輪１２ａを挟持し固定する。潤滑油捕捉部３２は回転軸１１の大径部１１ａと小径部１１ｂとの境界を越えて小径部１１ｂ側に突出するように設けられており、その内周面がオイルジェット２０から噴射される潤滑油を捕捉する潤滑油捕捉面３２ａとされている。
【００１６】
また、潤滑油捕捉部３２の先端側は半径方向内側に折り曲げられた油止め部３２ｂとされている。
【００１７】
潤滑油導入路４０は、回転軸１１の大径部１１ａ外周面に軸方向に延びるように設けられる流路溝４１と、軸受１２の内輪１２ａを半径方向に延びるように貫通して設けられる軸孔４２とから構成されている。
【００１８】
このような構成の軸受潤滑機構１０において、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１は回転軸１１の小径部１１ｂとスクープ３０の油止め部３２ｂ先端との隙間Ｌから直接潤滑油捕捉面３２ａに向かって噴射される。このときオイルジェット２０の配置可能な位置は、回転軸１１の径、潤滑油捕捉面３２ａの径と軸方向の長さ、回転軸１１外周面と油止め部３２ｂ先端との距離などの実際の寸法関係から決まる。
【００１９】
図３は、オイルジェットの適当な配置位置から潤滑油噴流が噴出される方向を見た様子を示している。すなわち、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１は、スクープ３０の油止め部３２ｂと回転軸１１の小径部１１ｂとの隙間Ｌを通って潤滑油捕捉面３２ａの点Ａに衝突するように噴射される。
【００２０】
また、潤滑油捕捉面３２ａで捕捉された潤滑油は潤滑油導入路４０を介して軸受１２に供給される。このメカニズムは、軸回転１１の小径部１１ｂの遠心力によって流路溝４１内の空気と潤滑油とが軸孔４２から放出され、これにより流路溝４１内の軸孔４２近傍が強い負圧となって、潤滑油捕捉面３２ａで捕捉された潤滑油が流路溝４１内に吸い込まれていくことによる。潤滑油捕捉面３２ａに衝突した潤滑油噴流２１は軸回転１１の遠心力によって、潤滑油捕捉面３２ａに強く押付けられるためほとんど散乱することがない。
【００２１】
このように本実施形態では、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１が、回転軸１１に向かってではなく直接スクープ３０の潤滑油捕捉面３２ａに向かって噴出されるので、オイルジェット２０から噴出される潤滑油を全てスクープ３０により捕捉することが容易となる。これによって、潤滑油を効率よく循環させることができ、ポンプ容量の増大など装置の大型化を招く要因を排除することができる。
【００２２】
また、潤滑油噴流を回転軸外周面に衝突させてからスクープに捕捉させる方法では、潤滑油の捕捉率を最高とするオイルジェットの位置の予測は容易ではない。このため、最高の捕捉率を達成するためには最適なオイルジェットの配置を試験により模索する必要がある。これに対して、本実施形態によれば、潤滑油噴流は他部材に衝突させることなく直接スクープの潤滑面に向かって噴射されるので、特に試験を実施することなく実質的に１００％の捕捉率を達成することができるオイルジェット２０の配置を予測することができ、装置設計が容易となる。
【００２３】
【実施例】
以下、より具体的な実施例により本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
図４および図５に、回転軸直径が４５ｍｍ、潤滑油捕捉面の直径が６８ｍｍ、潤滑油捕捉面の軸方向長さが１０ｍｍ、油止め部先端における内径が５８ｍｍである場合に、図４（ａ）に示すように、視線Ｂの先を回転軸１１軸心１１ｃ上の潤滑油捕捉部３２近傍の点Ｃに固定して、軸線方向からの傾き角θを変えつつ見た様子を示す。
【００２５】
図４（ｂ）は、視線Ｂと軸線方向との傾き角θが０°のときを示す。この状態では、油止め部３２ｂに遮られて潤滑油捕捉面３２ａ（図示せず）は見えない。したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が０°となるようにオイルジェット２０を配置することは適当ではない。
【００２６】
図４（ｃ）は、傾き角θが３０°のときを示す。この状態では、油止め部３２ｂに遮られて潤滑油捕捉面３２ａ（図示せず）はほとんど見えていない。
したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が３０°となるようにオイルジェット２０を配置することは適当ではない。
【００２７】
図４（ｄ）は、傾き角θが４０°のときを示す。この状態では、油止め部３２ｂに遮られて潤滑油捕捉面３２ａはあまり見えていない。したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が４０°となるようにオイルジェット２０を配置することは適当でない。
【００２８】
図５（ａ）は、傾き角θが５０°のときを示す。この状態では、潤滑油捕捉面３２ａは見えている。したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が５０°となるようにオイルジェット２０を配置することによって、潤滑油噴流２１をスクープ３０により直接捕捉することは可能である。
【００２９】
図５（ｂ）は、傾き角θが６０°のときを示す。この状態では、潤滑油捕捉面３２ａはよく見えており、したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が６０°となるようにオイルジェット２０を配置することは、潤滑油噴流２１をスクープ３０により直接捕捉させるのに適当である。
【００３０】
図５（ｃ）は、傾き角θが７０°のときを示す。この状態では、潤滑油捕捉面３２ａはよく見えており、したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が７０°となるようにオイルジェット２０を配置することは、潤滑油噴流２１をスクープ３０により直接捕捉させるのに適当である。
【００３１】
図５（ｄ）は、傾き角θが８０°のときを示す。この状態では、潤滑油捕捉面３２ａが見えている。したがって、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角が８０°となるようにオイルジェットを配置することによって、潤滑油噴流２１をスクープ３０により直接捕捉することは可能である。
【００３２】
以上説明した潤滑油捕捉面３２ａ可視部の面積と、潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角θとの関係を図６にグラフで示す。口径１ｍｍのノズルから噴射された潤滑油２１をスクープ３０により直接捕捉できる範囲を、図中のハッチング部で表す。したがって、前記寸法関係においては、オイルジェット２０から噴出される潤滑油噴流２１と回転軸１１軸心１１ｃとの傾き角がおよそ５０°から８０°の範囲となるように、オイルジェット２０を配置することが適当であることが分かる。実際の装置の設計においては、この角度範囲の中からオイルジェットの設置に都合のよい角度位置を選定できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、オイルジェットからスクープの潤滑油捕捉面に向かって潤滑油の噴流が直接噴射されるため、スクープによる１００％の潤滑油の捕捉が得られるという優れた効果を奏する。これによって、効率のよい潤滑油の循環を達成できる。また、特に試験を実施することなくスクープ式潤滑油給油装置を設計し得、装置設計に要する時間を短縮できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクープ式潤滑油給油方法が適用される軸受潤滑機構の概略構成を示す斜視図である。
【図２】同機構の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】潤滑油噴流の衝突位置を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に係るスクープ式潤滑油給油方法が適用される軸受潤滑機構を様々な角度位置から見た図であり、同（ａ）は視線の角度位置の定義を示す上面図であり、同（ｂ）、同（ｃ）および同（ｄ）は回転軸軸心と視線との傾き角がそれぞれ、０°、３０°および４０°である場合の斜視図である。
【図５】図４と同様の図であり、同（ａ）、同（ｂ）、同（ｃ）および同（ｄ）は回転軸軸心と視線との傾き角がそれぞれ、５０°、６０°、７０°および８０°である場合の斜視図である。
【図６】潤滑油捕捉面と、潤滑油噴流と回転軸軸心との傾き角との関係を示すグラフである。
【図７】従来のスクープ式潤滑油方法の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０    軸受潤滑機構
１１    回転軸
１２    軸受
２０    オイルジェット
２１    潤滑油噴流
３０    スクープ
３２    潤滑油捕捉部
３２ａ  潤滑油捕捉面
４０    潤滑油導入路
【図１】
0003661011.tif 000002
【図２】
0003661011.tif 000003
【図３】
0003661011.tif 000004
【図４】
0003661011.tif 000005
【図５】
0003661011.tif 000006
【図６】
0003661011.tif 000007
【図７】
0003661011.tif 000008