(57)【要約】【課題】  回転機械部品に潤滑油を一様に供給する装置及び方法を提供する。【解決手段】  本装置（１４）は、堰（２２）を有する軸方向に取付けた回転円周潤滑油リザーバ（２０）を含み、その堰（２２）は、潤滑油リザーバ（２０）の一側面を含む。リザーバ（２０）及び堰は、回転軸線に周りで均一な半径でかつ円周方向に配置され、装置（１４）が高速回転運動状態にある時にリザーバ（２０）に付加した潤滑油が堰（２２）の円周の周りで該堰（２２）を越えて一様に流れるようにする。堰（２２）の円周の周りで該堰の頂部（２８）を越えて潤滑油が一様に流れるので、潤滑を必要とする機械部品に対して可動装置（１４）の円周の周りで潤滑油を一様な状態で導くことができる。【選択図】      図４
2006090325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械部品に潤滑油を一様に供給するための装置であって、
回転軸線を有しかつ潤滑対象の機械部品に潤滑油を供給する、軸方向に取付けた回転円周潤滑油リザーバと、
その頂部の円周の周りで該頂部を越えて潤滑油が一様に流れるようにするための前記リザーバの一側面を含む、軸方向に取付けた回転円周堰と、
を含む装置。
【請求項２】
前記回転軸線の周りでの３６０°の円弧よりも少ない範囲にわたって延びる前記堰の頂部から潤滑油が供給される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記堰とトライボロジカルに連通して該堰から離れる方向に潤滑油を導くようになった少なくとも１つの導油路をさらに含み、前記堰を越えて流れる潤滑油の量が、前記リザーバに流入する潤滑油の量によって制御される、請求項１及び請求項２のいずれか１項記載の装置。
【請求項４】
複数のリザーバ及び複数の堰を使用して、前記機械部品に潤滑油を供給する、請求項１及び請求項２のいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記堰を越えて流れる潤滑油を使用して、前記機械部品を冷却する、請求項１及び請求項２のいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
軸方向に取付けた航空機エンジン回転部品を回転時に潤滑するための装置であって、
第１の側面及び第２の側面と回転軸線からより遠くに配置された底面側よりも該回転軸線により近接して配置された頂部側とを有し、前記第１の側面が前記第２の側面よりも高いより深い壁面を有し、前記頂部側が実質的に開放しまた前記底面側が回転時にその中に潤滑油を保持できるように閉鎖している、潤滑対象の部品に潤滑油を供給するための円周潤滑油リザーバと、
回転時に前記リザーバに供給された潤滑油が前記第１の側面を通って逸出せずにその円周の周りでその頂部を越えて一様に流れるのを可能にする前記リザーバの第２の側面を含み、かつ前記回転軸線の周りで３６０°の円弧よりも少ない範囲にわたって延びることができる円周堰と、
前記堰から離れる方向に潤滑油を導いて潤滑対象の表面とトライボロジカルに連通している潤滑ポートに潤滑油を移動させるようになった、前記回転軸線に平行な溝と、
を含む装置。
【請求項７】
複数のリザーバ及び複数の堰を使用して、軸受を含むことができる航空機エンジン部品に潤滑油を供給する、請求項６記載の装置。
【請求項８】
軸方向に取付けた回転部品を使用してその円周の周りで機械部品に潤滑油を一様に供給するようになった装置を製作する方法であって、
前記装置を軸方向に取付けるための軸方向ボアを設ける段階と、
前記部品に潤滑油を供給するための円周潤滑油リザーバを機械加工する段階と、
円周堰を、前記潤滑油リザーバから該堰に潤滑油を直接供給しかつ該堰の円周円弧の周りで前記部品に潤滑油を一様に供給するように、前記リザーバの一側面として機械加工する段階と、
その頂部における前記堰の半径方向公差を、その円周円弧の周りで前記回転軸線からの距離において±０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）未満の分散に保つ段階と、
前記堰から離れる方向に前記部品に潤滑油を導くための溝を前記回転軸線と平行に機械加工する段階と、
潤滑対象の表面に潤滑油を供給するように前記溝から該潤滑対象の表面に至るポートを機械加工する段階と、
を含む方法。
【請求項９】
前記堰の頂部を越えて供給された潤滑油を機械部品に供給して該機械部品を冷却するようにする段階をさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
回転時に、軸方向に取付けた航空機エンジン回転部品の摩擦を減少させるか又は該部品を冷却するために潤滑する方法であって、
少なくとも１つの円周潤滑油リザーバ内に潤滑油を蓄える段階と、
潤滑油が前記潤滑油リザーバの一側面を含む円周堰の頂部を越えて流れるまで該リザーバを充満させる段階と、
前記円周堰の頂部を越えて潤滑油を一様に分配する段階と、
前記回転軸線に平行な溝を使用して前記堰から離れる方向に潤滑油を導いて、潤滑対象の表面とトライボロジカルに連通している潤滑ポートに潤滑油を移動させるようにする段階と、
前記堰を越えて流れる潤滑油の量を制御することによって、各潤滑ポートに供給される潤滑油の量を調整する段階と、
前記リザーバに流入する潤滑油の量を制御することによって、前記堰を越えて流れる潤滑油の量を調整する段階と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、回転機械におけるトライボロジーに関する。
【背景技術】
【０００２】
質量が回転軸線の周りで円運動をする時、向心力によって円運動で移動するように質量を拘束しない限り、質量は回転の円周に対する接線方向に飛び去ることになる。このことの例は、回転軸線の周りで円運動をしている、ストリング（ひも）の端部上にある質量である。このストリングは、質量に対して向心力を与えて、質量を絶えず半径方向に加速しかつ円で移動するように質量を拘束する。質量の線速度を変更せずにストリングを長くした場合、ストリングによって与えられる力は減少するが回転の円周は増大し、質量は回転軸線の周りで円運動を継続する。別の観点からは、質量の角速度を一定に保っている場合、質量の向心加速度はストリングが長くなるにつれて増大し、ストリングによって与えられる力はより大きくなる。
【０００３】
この現象の基礎物理は、試験遠心機へのスリングから回転機械までの多くの異なる装置を製作するための多くの異なった目的に使用されている。回転機械の場合では、この現象は、容器内で流体を回転軸線の周りで回転させて流体の拘束した運動により流体質量に圧力を発生させることによって、流体を汲上げるのに使用することができる。この圧力は、容器が回転するとその容器が流体に与える向心力の作用によって発生する。回転機械では、回転によって流体に発生する力は、通常の機械部品寸法及び回転速度の場合に地球重力の数千倍にもなる場合がある。好例は、ターボ機械の場合であり、ターボ機械では、通常の回転速度は毎分数千回転に達し、また力は、部品の形状寸法及び速度に応じて重力の１００００倍又はそれ以上に達する場合がある。
【０００４】
機械部品は固体片であるので、回転機械の大半の用途においては、部品の角速度が何よりも重要である。回転の角速度が一定である場合、上記の説明により、質量への相対的向心力は、質量が回転軸線からさらに遠ざかるにつれて直線的に増大する。高速ターボ機械におけるメインシャフト軸受は、この現象を利用して潤滑油リザーバ内に高い圧力を発生させ、またリザーバ内の流体への圧力は、リザーバが回転軸線から遠くに移動するにつれて増大する。この状況は、回転軸線から外向きに半径方向に放射している力場内にあるように見える物質の慣性傾向のため、回転軸線の周りで外向きに放射しているが実際には潤滑油リザーバを含む機械部品を共に保持する向心性の拘束によって生じている見掛けの力を意味する遠心力場と呼ばれることが多い。
【０００５】
多くの場合、高速ターボ機械は、発生した潤滑油圧力を使用して、潤滑を必要とする様々な機械部品に潤滑油を供給する。具体的には、航空機エンジンのようなターボ機械におけるメインシャフト軸受は、多くの場合、インナ軸受リング内に機械加工した半径方向孔及び軸方向溝を介して潤滑される。この方法は、アンダレース潤滑と呼ばれ、このアンダレース潤滑では、潤滑油は、回転軸線に最も近接した内側軸受レース又はリングから流れる。このインナ軸受リング内部に送られたオイル（潤滑油）は、上述したように圧力を発生させる回転の慣性作用によって、外向きに放射状になった孔又はポートを通って軸受のレースウエイ（軌道）及びローラ要素（転動体）内に強制的に流される。
【０００６】
典型的な用途では、軸方向に整列した溝が、軸受のインナリング内に機械加工される。これらの軸方向溝は、インナリング内に円周方向に機械加工されたオイルリザーバから、インナリング内に機械加工されて軸受のレースウエイ及びローラ要素に通じる半径方向ポートまで至る。溝は、オイルリザーバの側面と交差する。オイルは、リザーバから流れ、かつ軸方向オイル溝の数、リザーバに対する各溝の相対的半径方向位置及びそのポート又は複数のポートに通じる各溝の流量によって制御される。高速回転の下では、各溝の入口形状寸法は、溝を通って流れる潤滑油の油膜厚さにとって極めて重要であり、この入口形状寸法により各溝内への流量が制御される。
【０００７】
この状況の故に、溝及びその摩擦学的に（トライボロジカルに）組合せたポート又は複数のポートを通しての、潤滑されることになる（潤滑対象の）各表面への潤滑油の流量を制御しようとする場合、オイルリザーバの円周の周りでの各溝の機械加工公差が重要である。現在の機械加工技術を使用する場合、各溝及び該溝の潤滑油リザーバとの交差部は個々に正確な公差に機械加工しなければならないので、各溝の形状寸法を正確に制御することは、費用が掛かりかつ困難である。
【０００８】
機械加工の困難さ及び費用は、溝の数が増加する場合にはさらに一層顕著になり、このような溝の数の増加は、アンダレース潤滑と呼ばれる、上述した方法を使用して潤滑を行う航空機エンジン潤滑のような用途では通常のことである。この方法では、オイルは、例えば回転軸線の周りで回転しているレースウエイ及び軸受表面に対して回転軸線側の軸受リングから供給される。
【特許文献１】特開平１０−２９９４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
潤滑油リザーバの円周の周りで潤滑油を一様に分配したい場合には、円周の周りでの溝は全て、潤滑油リザーバからの同一の入口形状寸法を持たなくてはならない。機械加工の困難さ及び費用は、手に負えなくなる。流量制御を一様にし、機械加工の困難さを最小にしかつ費用を最小する設計が、必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
機械部品に対して潤滑油を一様に供給する装置を記載する。本装置は、回転軸線を有しかつ潤滑対象の機械部品に潤滑油を供給する軸方向に取付けた回転円周潤滑油リザーバと、その頂部の円周の周りで該頂部を越えて潤滑油が一様に流れるようにするための該リザーバの一側面を含む軸方向に取付けた回転円周堰とを含む。
【００１１】
軸方向に取付けた航空機エンジン回転部品を回転時に潤滑するための装置を提供する。本装置は、第１の側面が第２の側面よりも高いより深い壁面を有する第１の側面及び第２の側面と、回転軸線からより遠くに配置された底面側よりも該回転軸線により近接して配置された頂部側とを有する潤滑対象の部品に潤滑油を供給するための円周潤滑油リザーバを含む。頂部側が実質的に開放しまた底面側が回転時にリザーバが潤滑油を保持できるように閉鎖しており、リザーバの第２の側面を含む円周堰がさらに、リザーバに供給された潤滑油が、回転時に第１の側面を通って逸出せずに該堰の円周の周りで該堰の頂部を越えて一様に流れるのを可能にする。
【００１２】
軸方向に取付けた回転部品を使用してその円周の周りで機械部品に潤滑油を一様に供給するようになった装置を製作する方法を提供する。本方法は、装置を軸方向に取付けるための軸方向ボアを設ける段階と、部品に潤滑油を供給するための円周潤滑油リザーバを機械加工する段階と、その円周円弧の周りで部品に潤滑油を一様に供給するための円周堰を機械加工する段階と、堰から離れる方向に部品に潤滑油を導くための溝を回転軸線と平行に機械加工する段階と、潤滑対象の表面に潤滑油を供給するように溝から該潤滑対象の表面に至るポートを機械加工する段階とを含む。
【００１３】
軸方向に取付けた航空機エンジン回転部品を回転時に潤滑する方法を記載する。本方法は、少なくとも１つの円周潤滑油リザーバ内に潤滑油を蓄える段階と、潤滑油が潤滑油リザーバの一側面である少なくとも１つの円周堰の頂部を越えて流れるまで該リザーバを充満させる段階と、円周堰の頂部を越えて潤滑油を一様に分配する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書で使用する場合、潤滑油というのは、可動部品における摩擦を冷却するか又は減少させる、或いは摩擦を冷却すること及び減少させることの両方を行うのに使用する流体のことである。従って、潤滑すること又は潤滑を行うことは、可動部品における摩擦を冷却すること又は減少させることの行為、或いは摩擦を冷却しかつ減少させることの行為を意味する。
【００１５】
円周潤滑油リザーバは、リザーバの外部にある手段によって潤滑油で充満される。例えば、１つの実施形態では、リザーバは、潤滑油サンプからリザーバ内に潤滑油を移動させる、回転要素上に取付けた一連のスクープにより充満させることができる。リザーバは、機械の回転要素内に機械加工するか又は該回転要素上に取付けることができるが、回転要素の回転軸線の周りで一定の半径でかつ円周状に配置される。つまり、リザーバは、回転軸線の周りで、回転機械要素の回転軸線上に中心がある円弧として配置される。回転時、リザーバ内の潤滑油は、回転の向心力を受ける。ターボ機械において毎分１００００回転（ｒｐｍ）を超えた状態になる場合がある一般的な回転数では、リザーバ内の潤滑油が受ける加速度は、標準地球重力の数千倍になる場合がある。このため、潤滑油には圧力が発生する。回転運動及びその関連する向心力により、リザーバ内にはほぼ一様な潤滑油レベルが確立される。この意味で、上方に（ｕｐ）、越えて(ｏｖｅｒ)又は頂部（ｔｏｐ）というのは、回転軸線から相対的により遠くに物質が位置することを意味する下方に（ｄｏｗｎ）、下に(ｕｎｄｅｒ)又は底面（ｂｏｔｔｏｍ）よりも回転軸線に相対的に近接して物質が位置することを意味する。
【００１６】
本明細書で使用する場合、円周、完全円周円弧又は完全円周というのは、３６０°円の完全円周の円弧の範囲にわたって延びていると見なす。部分円周円弧、部分円弧又は部分円周というのは、３６０°未満の円弧の範囲にわたって延びる円の円周の幾らかの部分のことである。
【００１７】
リザーバが堰の高さまで充満されると、堰の円周の周りでの一様な潤滑油溢流を可能にする円周ダム又は堰を使用する。堰は、リザーバがそうであるように回転軸線の周りで円周方向に配置される。つまり、堰は、軸線の周りで回転機械要素の回転軸線上に中心がある円弧として配置される。堰は、正確な半径公差に機械加工され、リザーバの側壁を含む。回転軸線から、堰の頂部と呼ばれる最内側の堰表面までの半径は、約±０．００１インチ(±０．０２５ｍｍ)未満の公差に保たれる。このことは、潤滑油がリザーバを一様に充満し、また潤滑油はリザーバ及び堰が回転軸線の周りでの回転を受けた時の該リザーバ及び堰の向心加速度の作用の下で堰の高さを越えるので、堰の頂部を越えての一様な潤滑油の溢流を保証する。
【００１８】
軸線の周りで機械が回転するので、遠心力場が形成される。遠心力場というのは、回転を受けた時に恰も回転軸線から外向きに半径方向に放射している力場内にあるように作用する物質の慣性傾向のため、回転軸線の周りで外向きに放射しているが実際には潤滑油リザーバを含む機械部品を共に保持する向心性の拘束によって生じている見掛けの力を意味する。
【００１９】
潤滑油が堰を越えて溢流すると、導油路を使用して一様に分配した潤滑油を収集し、潤滑を必要とする場所に潤滑油を導くことができる。これらの導油路は、管、ポート、チャネル、溝又はその他の潤滑油輸送手段を含む多様な形態をとることができる。
【００２０】
１つの実施形態では、導油路は、それ自体をリザーバとすることができ、次に潤滑油を所望の部位に移動させるように全てを設計した他の導油路に潤滑油を供給することができる。
【００２１】
作動において、本発明は、潤滑油と同様に他の流体を一様に分配しかつ輸送するために使用することができる。流体に対して高い圧力を発生させることから、回転リザーバは流体ポンプと見なすことができ、また堰は円周円弧の周りで流体を一様に供給する。
【００２２】
本発明は、多くの種類の回転機械に有用であり、特に航空機エンジンのようなターボ機械に有用である。本発明は、航空機エンジンにおいて、軸受、歯車、カーボンシール、スプライン及び様々な他の要素を潤滑するのに使用することができる。
【００２３】
図面を参照すると、図１は、従来技術による航空機エンジン・メインシャフト・ローラ軸受２である。図１のローラ軸受は、インナリング４、アウタリング６及びローラ８を含む。この実施例では、軸方向潤滑油溝１０は、軸受のインナリング４上のオイルリザーバ１２と交差しており、軸方向潤滑油溝１０への入口９の形状寸法の精度に関連するオイル分配問題を引き起こす。
【００２４】
図２は、従来技術による、シャフト１５上に取付けた図１のローラ軸受１３の部分断面図である。図２において、第１の破線１７と第２の破線１９との間の間隔は従来技術の危険度限界を示す。この限界は、リザーバ１２内の潤滑油の深さが、該潤滑油が潤滑油溝１０内に溢流する前に第１の破線１７のレベルに到達しなければならないことである。インナリング４の製作において、各溝入口９は、軸受２の円周の周りで潤滑油を一様に供給するために、シャフト中心すなわち回転軸線から同一半径に機械加工しなければならないので、第１の破線１７と第２の破線１９との間の間隔によって示した、各溝を機械加工する際の潜在的誤差により、インナ軸受リング４の円周の周りで一様でない潤滑油分配を生じる可能性がある。
【００２５】
図３は、本発明を使用したシャフト及び軸受２１の断面図を示す。軸受組立体２５は、シャフト２３上に取付けられる。単一の機械加工作業でインナレース１６の円周の周りで公差に合わせて機械加工することができる堰２２を形成する。本発明の場合には、回転軸線２０からの堰２２の半径方向距離が堰２２を越える潤滑油分配を決定するので、潤滑油溝２４間でのばらつきは最早重要ではなく、また軸受リング１６の円周の周りで堰２２を公差に合わせて均一に機械加工する限り、潤滑油は堰２２の頂部を越えて一様に流れて、堰２２の円周の周りで潤滑油溝２４に対して潤滑油を一様に分配することになる。
【００２６】
図４は、本発明を使用した、ローラ１８を備えた航空機エンジン・メインシャフト・ローラ軸受インナリングの切取図である。インナリング組立体１４は、ローラ１８がその上を転動するためのレース１６と、潤滑油を蓄えるための円周潤滑油リザーバ２０と、潤滑油を円周方向に一様に分配するための円周堰２２と、分配した潤滑油を堰２２から離れる方向に輸送するための軸方向潤滑油溝２４と、溝から潤滑を必要とする箇所まで潤滑油を半径方向に輸送するための半径方向ポート２６とを含む。
【００２７】
作動において、インナリング組立体１４の潤滑機能は、潤滑油を潤滑油リザーバ２０内で一様なレベルに保つのに十分な速度で回転している時に達成される。この実施形態では、潤滑油は、リザーバ２０の外部にある手段を使用して潤滑油リザーバ２０に供給される。リザーバ２０への潤滑油の供給量及び結果として生じるリザーバ２０内での潤滑油のレベルは、これらの外部手段によって制御される。このようにして、軸受組立体に供給される潤滑油の量は、リザーバ２０に付加する量によって制御することができる。
【００２８】
潤滑油がリザーバ２０に付加されると、潤滑油は、堰の頂部２８に到達し、堰２２の円周の周りで堰の頂部２８を越えて、半径方向ポート２６に通じる溝２４内に一様に溢流する。堰２２の１つの利点は、該堰２２が単一の機械加工作業で部品内に機械加工することができることである。堰の頂部がその円周の周りで回転軸線から均一に間隔を置いて配置されるように、厳密な半径方向公差を維持しなければならない。一般的に、回転軸線から堰の頂部２８までの半径方向公差は、約±０．０００５インチ（±０．０１３ｍｍ）〜約±０．００１インチ（±０．０２５ｍｍ）である。堰の頂部２８におけるこの厳密な公差は、堰２２の円周の周りでの堰の頂部を２８越える潤滑油の一様な分配を保証するように設計される。機械加工した状態の堰の頂部２８の半径における公差は、堰を越えて流れる潤滑油の油膜厚さが堰の頂部２８の円周円弧の周りでほぼ一様になることを保証する。堰２２の製造方法は、図２のインナリング４の周辺部を割り出しかつその軸方向潤滑油溝入口９を等しい高さに正確に機械加工する従来技術の方法よりも、非常に簡単で、時間を消費せずかつ安価である。
【００２９】
インナリング組立体１４への高い値の向心加速度の故に、潤滑油は、リザーバ２０への潤滑油の付加量に応じて変化する厚さの油膜の状態で堰の頂部２８を越えて流れる。ほぼ同一量の潤滑油がその周囲上のあらゆる点で堰の頂部２８を越えて流れるので、またインナリング組立体１４は高速回転するので、軸方向溝２４に供給される潤滑油の量は、各溝間でほぼ同一であり、潤滑油が、各孔ポート間での相対的同一量で半径方向ポート２６を通って流れるのが可能になり、軸受の円周の周りで軸受レース１６及びローラ１８を一様に潤滑することを保証する。一様でない摩耗を生じる潤滑油不足の箇所は、実質的に排除される。このようにして、本発明は、軸受のトライボロジーを改善することにより、軸受寿命を延ばすことができる。
【００３０】
図５は、回転シャフト２９内に直接機械加工した堰２７を示す別の実施形態である。この実施形態では、潤滑油は、シャフト２９の内周の周りに機械加工した堰２７を有するシャフト２９の内部に供給され、潤滑油は、リザーバ３３から堰の頂部３１を越えて流れ、次いで軸方向溝３５を下って半径方向ポート３７に一様に流れ、潤滑油を必要とする場所まで潤滑油を導く。
【００３１】
図６は、本発明を使用した、シャフト・スプライン継手３０の内側の切取図を示す別の実施形態である。シャフト・スプライン継手３０は、シャフト又はリング３４の外周の周りに配置された軸方向に整列した外部スプライン３２を使用し、外部スプライン３２は、図示しないが別のシャフト又はリングの内周の周りに配置された同様のスプラインとスリーブ状方式で係合する。これらの継手は、該継手が軸方向の不整合又は半径方向の遊びを有する時に又はスプライン３２間の運動があることが分かっている時に潤滑されることが多い。そのような運動が存在する場合には、これらのスプラインは、しばしば作動スプライン３２と呼ばれる。これら作動スプライン３２の潤滑は、堰３８を有する潤滑油リザーバ３６をシャフトの周りに形成しかつそれに限定されないが溝４２及び／又はポート４４を含む適当な導油路を使用して作動スプライン３２に潤滑油を一様に供給することによって行うことができる。
【００３２】
図６は、本発明を使用したスプライン歯３２及びスプライン・リング３４を含む。スプライン組立体は、軸受と同様の方法を使用して潤滑することができ、この方法では、潤滑油は、図４のリザーバ２０におけるのと同様に、潤滑油リザーバ３６を回転部品内に取付けるか又は機械加工することによって加圧し、潤滑油リザーバ３６の側面として堰３８を極めて精密に機械加工し、潤滑油が堰の頂部４０を越えて流れて堰３８の円周の周りで潤滑油を一様に分配することを可能にし、また溝４２、ポート４４又はその他の輸送手段を用いて潤滑油を移動させることができる導油路システムを使用してその一様に分配された潤滑油をスプライン３２の摩耗表面に輸送して、トライボロジー要件を満たすことができる。
【００３３】
図７は、シャフトの外側上にシャフト４３内に直接機械加工したスプライン３９と、シャフトの内側上の軸方向溝４６とを有するスプライン付きシャフト４３を示す実施形態である。図示した実施形態では、堰４５は、中空シャフト４３の内周内に機械加工されて、中空シャフト４３の内周の周りで潤滑油をオイルリザーバ４７から軸方向溝４６に一様に供給するのを可能にする。
【００３４】
別の実施形態では、歯車及び歯車リングを使用して本発明を実施するようにすることができる。潤滑油リザーバ及び堰は、歯車歯と接触表面に通じる適当な潤滑油導油路とを有する歯車リング又はシャフトと一体形である。歯車輪がその回転軸線の周りで回転することにより、上述のように潤滑油が流れるようにし、また適当に潤滑ポートを設置することによって、潤滑を必要とする特定箇所に潤滑油を供給することができる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、高速回転の下で発生した高い圧力により、潤滑油を接触表面上に噴霧することができる。円周の周りで潤滑油を一様に供給する堰の場合には、この表面を潤滑する方法を使用することにより、潤滑油導油路として選択する経路に対する自由度が付加される。
【００３６】
別の実施形態では、本発明を使用してカーボンシールを潤滑することができる。カーボンシールは、一般的には金属である回転部材と一般的には黒鉛である固定部材とを有する。シャフトに垂直な接触平面を形成する場合には、それらはフェイスシールと呼ばれ、シャフトに平行な接触平面を形成する場合には、それらは円周方向シールと呼ばれる。シール面は、２つの部品が接触する場所であり、一般的に高い摩擦速度の場合にはオイルで潤滑される。フェイスシール及び円周方向シールの両方は、シールランナと呼ばれる回転部材を冷却する潤滑剤としてオイルを使用する。この実施形態では、潤滑油は、上述したような精密に機械加工した堰の頂部を越える一様流によってリザーバから一様に移動し、適当な導油路によってシールランナに沿って流れる。
【００３７】
図８は、カーボン・フェイスシール６１である。この実施形態では、潤滑油は堰６３の円周の周りで一様に供給され、溝６５及びポート６７の導油路システムを介して回転部材７１の回転軸線に垂直に配置されたシールランナのシール面６９に導かれる。図示した実施形態では、シャフト８７の表面に直接接触した状態で潤滑油溝セパレータが取付けられ、オイルが溝６５及びポート６７の導油路経路に沿って流れるように拘束する。
【００３８】
図９は、カーボン・フェイスシールの可動要素８９が実際には回転シャフト９１の一部である実施形態である。シャフト９１は中空であり、シャフトの内部内に形成された潤滑油リザーバ９３及び堰９５を有し、潤滑油をシール面９９に案内する導油路９７システムに通じる軸方向溝９６を有する。
【００３９】
別の実施形態では、本発明を使用して、円周の部分円弧を越えてオイルを一様に分配することができる。このことは、堰の頂部の或る範囲を越える潤滑油の流れを阻止することによって達成され、潤滑油分配の部分円弧を形成する。多くの場合、堰の頂部を覆って不透油材料を単に付加することによって達成されるが、部分円弧にわたって堰の有効高さを増大させる任意の方法を使用して、堰の部分円弧を超える流れを阻止することができる。これは、多くの場合、高速回転する回転要素のバランスを保つために、堰の円周の周りで対称な状態になるように実施される。いかに堰の高さを変動させたとしても、潤滑油は堰の最低開放部分のみを越えて供給される。この設計の１つの利点は、円周の完全円弧の周りでの一様な円周潤滑を必要とはしないが依然として潤滑油を注意深く調量しかつ部分円周を越えて一様に分配することを必要とする組立体のより小さな構成部品に対して、潤滑油を一様に分配することができることである。
【００４０】
別の実施形態では、複数の潤滑油リザーバ及び複数の堰を使用して回転組立体の複数の場所に様々な潤滑油を供給することができる。一連の完全円周潤滑油リザーバ及び堰は、堰の下流側から潤滑油を移動させるための適当な流れ導油路と共にシャフト又は他の機械組立体に沿って設けられる。
【００４１】
別の態様によると、部分円弧の堰を有する一連の部分円弧のリザーバを使用して、部分円弧の堰を越える調量されかつ一様に分配された複数の潤滑油を供給することができる。
【００４２】
別の実施形態では、堰の頂部を越えて供給された潤滑油への圧力は、回転軸線からの導油路の距離を変えることによって簡単に変えることができる。一定の角回転速度下では、導油路経路が回転軸線から離れるにつれて潤滑油への向心力が増大し、有効流体圧力を増大させる。複数の潤滑油リザーバ、堰及び導油路を使用して、複数の流体に複数の流体圧力を発生させることができる。そのような複数の圧力は、多くの用途で有用なものとなる。例えば、複数のリザーバは、潤滑する対象物の寸法に大きな差が存在する場合に使用することができる。これらの条件下では、流体流量又は流体粘度について問題がある場所に高圧潤滑を行うことが必要である場合がある。それとは別に、機械組立体の他の部品において、高圧潤滑が、表面の損耗のような悪影響を与える場合があり、異なるレオロジー（流動学）及び粘性の潤滑油を使用する低圧潤滑が必要である場合がある。
【００４３】
本発明は図示しかつ説明した実施形態とは異なる実施形態が可能であることは、当業者には分かるであろう。この装置及び方法の構成の詳細は、本発明の技術的範囲から逸脱することなく様々な方法で変更することができることは明らかであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術による航空機エンジン・メインシャフト・ローラ軸受を示す図。
【図２】従来技術による、シャフト上に取付けたローラ軸受の断面図。
【図３】本発明を使用したシャフト及び軸受の断面図。
【図４】本発明を使用した、ローラを備えた航空機エンジン・メインシャフト・ローラ軸受インナリングの切取図。
【図５】シャフト内に堰を有する軸受の断面図。
【図６】シャフト・スプライン継手の切取図。
【図７】シャフト上にスプライン及び堰を有するスプライン・シャフトを示す図。
【図８】カーボン・フェイスシールを示す図。
【図９】回転シャフトの一部である可動要素を有するカーボン・フェイスシールを示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１４  装置
１６  軸受レース
１８  ローラ
２０  円周潤滑油リザーバ
２２  堰
２４  軸方向潤滑油溝
２６  半径方向ポート
２８  堰
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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