(57)【要約】【課題】  ロータ軸支持構造１１を用いたジェットエンジン１の軸方向の延伸化も抑制して、ジェットエンジン１の軽量化を促進すること。【解決手段】  静止部材５に固定されたベアリングサポート１５と；ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側に設けられた環状のベアリングハウジング１９と；ベアリングハウジング１９の内側に設けられたベアリング２１と；ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側とベアリングハウジング１９の外側との間に形成されたオイル間隙３１と；ベアリングハウジングに一体形成されかつ周面に多数の第１窓３９が貫通して形成された筒状の第１ダンパービーム３７と；ベアリングサポート１５のサポート部１７に第１ダンパービーム３７を囲むように一体形成されかつ周面に多数の第２窓４７が貫通して形成された筒状の第２ダンパービーム４１と；を具備したこと。【選択図】      図１
2006009662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持剛性の調節によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持するロータ軸支持構造において、
静止部材に固定され、中央に環状のサポート部を有したベアリングサポートと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側に設けられた環状のベアリングハウジングと；
前記ベアリングハウジングの内側に設けられ、前記ロータ軸を回転自在に支持するベアリングと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側と前記ベアリングハウジングの外側との間に形成され、ダンパーオイルを充填可能なオイル間隙と；
前記ベアリングハウジングに一体形成され、前記ロータ軸の軸方向へ突出してあって、周面に多数の第１窓が貫通して形成された筒状の第１ダンパービームと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記第１ダンパービームを囲むように一体形成され、前記軸方向へ突出し、先端部が前記第１ダンパービームの先端部に一体的に連結されてあって、周面に多数の第２窓が貫通して形成された筒状の第２ダンパービームと；
を具備してなることを特徴とするロータ軸支持構造。
【請求項２】
支持剛性の調整によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持するロータ軸支持構造において、
静止部材に固定され、中央に環状のサポート部を有したベアリングサポートと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側に設けられ、前記ロータ軸を回転自在に支持するベアリングと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側と前記ベアリングの外輪の外側との間に形成され、ダンパーオイルを充填可能なオイル間隙と；
前記ベアリングの前記外輪に一体形成され、前記ロータ軸の軸方向へ突出してあって、周面に多数の第１窓が貫通して形成された筒状の第１ダンパービームと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記第１ダンパービームを囲むように一体形成され、前記軸方向へ突出し、先端部が前記第１ダンパービームの先端部に一体的に連結されてあって、周面に多数の第２窓が貫通して形成された筒状の第２ダンパービームと；
を具備してなることを特徴とするロータ軸支持構造。
【請求項３】
ガスタービンエンジンに用いられるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスタービンエンジン等に用いられる構造の１つであって、支持剛性の調整によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持するロータ軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ジェットエンジン等のガスタービンエンジンには、ロータ軸支持構造が広く用いられており、このロータ軸支持構造は、支持剛性の調整によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持する構造であって、従来の前記ロータ軸支持構造の構成について説明すると、次のようになる。
【０００３】
即ち、前記ガスタービンエンジンにおけるエンジンケースには、ベアリングサポートが固定されており、このベアリングサポートは、中央に、環状のサポート部を有している。また、前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側には、環状のベアリングハウジングが設けられており、このベアリングハウジングの内側には、前記ロータ軸を回転自在に支持するベアリングが設けられている。
【０００４】
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側と前記ベアリングの外側との間には、ダンパーオイルを充填可能なオイル間隙が形成されている。また、前記ベアリングハウジングには、前記ロータ軸の軸方向へ突出した筒状のダンパービームが一体形成されており、前記ダンパービームの周面には、多数の窓が等間隔に貫通して形成されている。
【０００５】
従って、前記ダンパーオイルによって前記ロータ軸の振動を減衰させつつ、前記ベアリングによって前記ロータ軸を回転自在に支持することができる。また、前記ダンパービームの周面に多数の前記窓が貫通して形成されることにより、前記ロータ軸支持構造の支持剛性、換言すれば、前記ロータ軸支持構造の共振の周波数を調整して、前記ロータ軸の危険速度を回避することができる。
【０００６】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
【特許文献１】特開２００３−５６５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記ロータ軸の危険速度を確実に回避するためには、前記ロータ軸支持構造の支持剛性を広範囲に亘って調整できるように前記ダンパービームの前記軸方向の長さを長くする必要がある。一方、前記ダンパービームの前記軸方向の長さを長くすると、前記ロータ軸支持構造を用いた全体装置としての前記ガスタービンエンジンも前記軸方向へ伸びて、前記ガスタービンエンジンの重量増大を招くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明にあっては、支持剛性の調節によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持するロータ軸支持構造において、
静止部材に固定され、中央に環状のサポート部を有したベアリングサポートと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側に設けられた環状のベアリングハウジングと；
前記ベアリングハウジングの内側に設けられ、前記ロータ軸を回転自在に支持するベアリングと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側と前記ベアリングハウジングの外側との間に形成され、ダンパーオイルを充填可能なオイル間隙と；
前記ベアリングハウジングに一体形成され、前記ロータ軸の軸方向へ突出してあって、周面に多数の第１窓が貫通して形成された筒状の第１ダンパービームと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記第１ダンパービームを囲むように一体形成され、前記軸方向へ突出し、先端部が前記第１ダンパービームの先端部に一体的に連結されてあって、周面に多数の第２窓が貫通して形成された筒状の第２ダンパービームと；
を具備してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記ダンパーオイルによって前記ロータ軸の振動を減衰させつつ、前記ベアリングによって前記ロータ軸を回転自在に支持することができる。
【００１０】
また、前記第１ダンパービームの周面に多数の前記第１窓が貫通して形成されると共に、前記第２ダンパービームの周面に多数の前記第２窓が貫通して形成されることにより、前記ロータ軸支持構造の支持剛性、換言すれば、前記ロータ軸支持構造の共振の周波数を調整して、前記ロータ軸の危険速度を回避することができる。
【００１１】
更に、前記ベアリングハウジングに前記軸方向へ突出した筒状の第１ダンパービームが一体形成され、前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記軸方向へ突出した前記第２ダンパービームが前記第１ダンパービームを囲むように一体形成されているため、前記第１ダンパービーム及び前記第２ダンパービームの前記軸方向の延伸化を抑制しつつ、前記ロータ軸支持構造の支持剛性を広範囲に亘って調整することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明にあっては、支持剛性の調整によってロータ軸の危険速度を回避しつつ、前記ロータ軸を支持するロータ軸支持構造において、
静止部材に固定され、中央に環状のサポート部を有したベアリングサポートと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側に設けられ、前記ロータ軸を回転自在に支持するベアリングと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部の内側と前記ベアリングの外輪の外側との間に形成され、ダンパーオイルを充填可能なオイル間隙と；
前記ベアリングの前記外輪に一体形成され、前記ロータ軸の軸方向へ突出してあって、周面に多数の第１窓が貫通して形成された筒状の第１ダンパービームと；
前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記第１ダンパービームを囲むように一体形成され、前記軸方向へ突出し、先端部が前記第１ダンパービームの先端部に一体的に連結されてあって、周面に多数の第２窓が貫通して形成された筒状の第２ダンパービームと；
を具備してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明特定事項によると、前記ダンパーオイルによって前記ロータ軸の振動を減衰させつつ、前記ベアリングによって前記ロータ軸を回転自在に支持することができる。
【００１４】
また、前記第１ダンパービームの周面に多数の前記第１窓が貫通して形成されると共に、前記第２ダンパービームの周面に多数の前記第２窓が貫通して形成されることにより、前記ロータ軸支持構造の支持剛性、換言すれば、前記ロータ軸支持構造の共振の周波数を調整して、前記ロータ軸の危険速度を回避することができる。
【００１５】
更に、前記ベアリングの前記外輪に前記軸方向へ突出した筒状の第１ダンパービームが一体形成され、前記ベアリングサポートの前記サポート部に前記軸方向へ突出した前記第２ダンパービームが前記第１ダンパービームを囲むように一体形成されているため、前記第１ダンパービーム及び前記第２ダンパービームの前記軸方向の延伸化を抑制しつつ、前記ロータ軸支持構造の支持剛性を広範囲に亘って調整することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、ガスタービンエンジンに用いられるものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記第１ダンパービーム及び前記第２ダンパービームの前記軸方向の延伸化を抑制しつつ、前記ロータ軸支持構造の支持剛性を広範囲に亘って調整できるため、前記ロータ軸支持構造を用いた全体装置の前記軸方向の延伸化も抑制して、前記全体全体の軽量化を促進できる。
【００１９】
特に、請求項３に記載の発明にあっては、前記ガスタービンエンジンの軽量化を促進でき、前記ガスタービンエンジンの燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の最良の形態について図１から図３を参照して説明する。
【００２１】
ここで、図１は、最良の形態に係わるロータ軸支持構造の断面図であって、図２は、最良の形態に係わる別態様のロータ軸支持構造の断面図であって、図３は、最良の形態に係わるジェットエンジンの側面図である。なお、「前後」とは、特許公報掲載時の図面の向きを基準として、図１から図３において左右のことをいう。
【００２２】
図３に示すように、最良の形態に係わるジェットエンジン１は、ガスタービンエンジンの１つであって、航空機に搭載されるものである。また、ジェットエンジン１は、筒状のカウル３と、このカウル３の内側に一体的に設けられたエンジンケース５とを具備している。そして、エンジンケース５内には、環状の主流路７が形成されており、カウル３の内側とエンジンケース５の外側との間には、環状のバイパス流路９が形成されている。ここで、主流路７に送り込まれた空気は、圧縮工程，燃焼工程等を経て、燃焼ガスとしてジェットエンジン１の後方向へ噴出されるものであって、バイパス流路９に送り込まれた空気は、燃焼ガスを覆うようにジェットエンジンの後方向へ噴出されるものである。
【００２３】
ジェットエンジン１は、図１に示すようなロータ軸支持構造１１が用いられており、このロータ軸支持構造１１は、支持剛性の調節によってパイプ状のロータ軸１３の危険速度を回避しつつ、ロータ軸１３を支持する構造であって、ロータ軸支持構造１１の具体的な構成について説明すると、次のようになる。なお、ロータ軸１３は、低圧圧縮機ロータ（図示省略）、ファンロータ（図示省略）、及び低圧タービンロータ（図示省略）を一体的に連結する軸であって、ジェットエンジン１の軸心（換言すればロータ軸１３の軸心）を中心として回転可能である。
【００２４】
即ち、エンジンケース５には、ベアリングサポート１５が固定されており、このベアリングサポート１５は、中央に、環状のサポート部１７を有している。また、ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側には、環状のベアリングハウジング１９が設けられている。
【００２５】
ベアリングハウジング１９の内側には、転がりベアリング２１が設けられており、この転がりベアリング２１は、ロータ軸１３に固定リング２３等を介して一体的に設けられた内輪２５と、ベアリングハウジング１９の内側に内輪２５を囲むように一体的に設けられた外輪２７と、内輪２５の外側と外輪２７の内側との間に転動可能に設けられた複数のコロ２９とからなる。また、なお、複数のコロ２９の代わりに、複数のボールが設けられるようにしても差し支えない。
【００２６】
ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側とベアリングハウジング１９の外側との間には、ダンパーオイルを充填可能な環状のオイル間隙３１が形成されている。また、ベアリングハウジング１９におけるオイル間隙３１の前後両側には、前記ダンパーオイルがオイル間隙３１から漏れることを防止するオイルシール３３がそれぞれ設けられており、ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側には、オイル間隙３１に連通した環状のオイル溜まり３５が形成されている。なお、オイル溜まり３５内には、適宜の手段によって前記ダンパーオイルが供給されるようになっている。
【００２７】
ベアリングハウジング１９の前側には、ロータ軸１３の軸方向（換言すれば、ジェットエンジン１の軸方向）へ突出した第１ダンパービーム３７が一体形成されており、この第１ダンパービーム３７の先端側には、第１フランジ部（先端部）３７ｆが形成されている。また、第１ダンパービーム３７の周面には、スリット状の多数の第１窓３９が周方向に等間隔に貫通して形成されている。
【００２８】
ベアリングサポート１５のサポート部１７の前側には、前記軸方向へ突出した筒状の第２ダンパービーム４１が第１ダンパービーム３７を囲むように一体形成されており、この第２ダンパービーム４１の先端側には、第２フランジ部（先端部）４１ｆが形成されてあって、第２ダンパービーム４１の第２フランジ部４１ｆは、第１ダンパービーム３７の第１フランジ部３７ｆに複数組のボルト４３とナット４５によって一体的に連結されている。また、第２ダンパービーム４１の周面には、スリット状の多数の第２窓４７が周方向に等間隔に貫通して形成されている。
【００２９】
また、ジェットエンジン１には、前述のロータ軸支持構造１１の代わりに、図２に示すような別態様のロータ軸支持構造４９が用いられるようにしてもよい。別態様のロータ軸支持構造４９の具体的な構成の大部分は、ロータ軸支持構造１１の具体的な構成の大部分と共通しており、ロータ軸支持構造４９の具体的な構成のうち、ロータ軸支持構造１１の具体的な構成と異なる部分についてのみ簡単に説明する。なお、ロータ軸支持構造４９の複数の構成要素のうち、ロータ軸支持構造１１の構成要素に対応するものは、図中に同一番号を付する。
【００３０】
即ち、ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側には、転がりベアリング２１が設けられており、ベアリングサポート１５のサポート部１７の内側とベアリング２１の外輪２７の外側との間には、環状のオイル間隙３１が形成されてあって、ベアリング２１の外輪２７におけるオイル間隙３１の前後両側には、オイルシール３３がそれぞれ設けられている。また、ベアリング２１の外輪２７の前側には、第１ダンパービーム３７が一体形成されている。
【００３１】
次に、最良の形態の作用について説明する。
【００３２】
前記ダンパーオイルによってロータ軸１３の振動を減衰させつつ、転がりベアリング２１によってロータ軸１３を回転自在に支持することができる。
【００３３】
また、第１ダンパービーム３７の周面にスリット状の多数の第１窓３９が周方向に等間隔に貫通して形成されると共に、第２ダンパービーム４１の周面にスリット状の多数の第２窓４７が周方向に等間隔に貫通して形成されることにより、ロータ軸支持構造１１（又は４９）の支持剛性、換言すれば、ロータ軸支持構造１１（又は４９）の共振の周波数を調整して、ロータ軸１３の危険速度を回避することができる。
【００３４】
更に、ベアリングハウジング１９の前側（ロータ軸支持構造４９にあっては、ベアリング２１の外輪２７の前側）に前記軸方向へ突出した筒状の第１ダンパービーム３７が一体形成され、ベアリングサポート１５のサポート部１７に前記軸方向へ突出した第２ダンパービーム４１が第１ダンパービーム３７を囲むように一体形成されているため、第１ダンパービーム３７及び第２ダンパービーム４１の前記軸方向の延伸化を抑制しつつ、ロータ軸支持構造１１（又は４９）の支持剛性を広範囲に亘って調整することができる。
【００３５】
以上の如き、最良の形態の説明によれば、第１ダンパービーム３７及び第２ダンパービーム４１の前記軸方向の延伸化を抑制しつつ、ロータ軸支持構造１１（又は４９）の支持剛性を広範囲に亘って調整できるため、ロータ軸支持構造１１（又は４１）を用いたジェットエンジン１の前記軸方向の延伸化も抑制して、ジェットエンジン１の軽量化を促進でき、ジェットエンジン１の燃費を向上させることができる。
【００３６】
なお、本発明は、前述の最良の形態の説明に限るものではなく、例えば、ロータ軸支持構造１１（又は４９）がジェットエンジン１等のガスタービンエンジン以外の全体装置に用いられるようにする等、適宜の変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】最良の形態に係わるロータ軸支持構造の断面図である。
【図２】最良の形態に係わる別態様のロータ軸支持構造の断面図である。
【図３】最良の形態に係わるジェットエンジンの側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１        ジェットエンジン
５        エンジンケース
１１        ロータ軸支持構造
１３        ロータ軸
１５        ベアリングサポート
１７        サポート部
１９        ベアリングハウジング
２１        転がりベアリング
２５        内輪
２７        外輪
２９        コロ
３１        オイル間隙
３７        第１ダンパービーム
３９        第１窓
４１        第２ダンパービーム
４７        第２窓
４９        ロータ軸支持構造
【図１】
2006009662.tif 000003
【図２】
2006009662.tif 000004
【図３】
2006009662.tif 000005