(57)【要約】【課題】  本発明は、ガスタービンエンジンに使用される軸受を含む、動的潤滑軸受及び軸受の動的潤滑方法を提供する。【解決手段】  そのような軸受は、一対の内側レース保持器ランド部間の内側レース溝を有する内側レースと、一対の外側レース保持器ランド部間にあって内側レース溝に対向する外側レース溝を有する外側レースと、内側レースと外側レースの間に配置され、内側レース溝及び外側レース溝と転がり接触する転動体と、内側レースと外側レースの間に配置されて転動体間の分離を維持する保持器とを含む。潤滑剤は内側レースと外側レースの間のキャビティに導入され、外側レースに対する内側レースの回転によって、内側レース保持器ランド部及び外側レース保持器ランド部の少なくとも１つにおける凹設された表面機構を通ってキャビティを出るようにする。【選択図】図３
2014530333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動的潤滑軸受であって、
一対の内側レース保持器ランド部間の内側レース溝を有する内側レースと、
それらの間に環状形状のキャビティを画定するように前記内側レースを囲み、一対の外側レース保持器ランド部間にあって前記内側レース溝に対向する外側レース溝を有する外側レースと、
前記内側レースと前記外側レースの間に配置され、前記内側レース溝及び前記外側レース溝と転がり接触する転動体と、
前記内側レースと前記外側レースの間に配置されて前記転動体間の分離を維持する保持器と、
前記内側レースと前記外側レースの間の前記キャビティに潤滑剤を導入する手段と、
前記一対の内側レース保持器ランド部及び／又は前記一対の外側レース保持器ランド部の凹設された表面機構であって、前記内側レース保持器ランド部及び／又は前記外側レース保持器ランド部の周囲面の下に凹設され、前記軸受の一対の軸方向端部のうちの少なくとも１つを囲む外部環境と前記キャビティを流体的に相互接続する連続チャネルを画定する表面機構と
を含む、
動的潤滑軸受。
【請求項２】
前記内側レース溝及び前記外側レース溝の少なくとも１つはゴシックアーチ形状を有する、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項３】
前記内側レース溝及び前記外側レース溝の少なくとも１つは円形アーチ形状を有する、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項４】
前記外側レース溝は前記転動体の曲率に対応する円形アーチ形状を有し、単一接触パッチにおいて各転動体と前記外側レース溝との転がり接触がある、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項５】
前記内側レース溝はゴシックアーチ形状を有し、２つの接触パッチにおいて各転動体と前記内側レース溝との転がり接触がある、請求項４に記載の動的潤滑軸受。
【請求項６】
前記表面機構の数は転動体の数と少なくとも等しい、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項７】
前記表面機構は直線である、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項８】
前記表面機構は、前記転動体が前記内側レース溝及び前記外側レース溝内を移動する方向に対して鋭角で傾斜するように配向される、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項９】
前記表面機構は、前記転動体が前記内側レース溝及び前記外側レース溝内を移動する方向に対して垂直になるように配向される、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１０】
前記表面機構は前記一対の外側レース保持器ランド部に画定される、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１１】
第１の前記外側レース保持器ランド部の前記表面機構は、第２の前記外側レース保持器ランド部の前記表面機構の鏡のような左右対称である、請求項１０に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１２】
第１の前記外側レース保持器ランド部の前記表面機構は、前記転動体が前記内側レース溝及び前記外側レース溝内を移動する方向に対して鋭角で傾斜するように配向され、第２の前記外側レース保持器ランド部の前記表面機構は、前記転動体が前記内側レース溝及び前記外側レース溝内を移動する方向に対して鈍角で傾斜するように配向される、請求項１０に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１３】
前記表面機構は前記キャビティ内の前記潤滑剤の取り込みを促進するための平坦な側壁を有する、請求項１０に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１４】
前記表面機構は前記一対の内側レース保持器ランド部に画定される、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１５】
前記表面機構は前記キャビティ内の前記潤滑剤の取り込みを促進するための平坦な側壁を有する、請求項１４に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１６】
前記潤滑剤導入手段は前記内側レースを通る少なくとも１つのオリフィスである、請求項１に記載の動的潤滑軸受。
【請求項１７】
請求項１に記載の動的潤滑軸受の動的潤滑方法であって、
ガスタービンエンジンの圧縮機とタービンを相互接続するシャフトを支持するように前記軸受を前記ガスタービンエンジンに設置するステップと、
前記内側レースと前記外側レースの間の前記キャビティに潤滑剤を導入するステップと、
前記潤滑剤が前記表面機構を通って前記キャビティを出て、前記軸受の前記一対の軸方向端部を囲む前記外部環境に入るようにするように、前記外側レースに対して前記内側レースを回転させるステップと
を含む、
方法。
【請求項１８】
前記表面機構は前記一対の外側レース保持器ランド部に画定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記表面機構は、前記転動体が前記内側レース溝及び前記外側レース溝内を移動する方向に対して鋭角で傾斜するように配向され、前記回転ステップによって、前記潤滑剤が前記キャビティから取り込まれ、前記キャビティから離れて前記鋭角で案内されるようになる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
一対の内側レース保持器ランド部間の内側レース溝を有する内側レースと、一対の外側レース保持器ランド部間にあって前記内側レース溝に対向する外側レース溝を有する外側レースと、前記内側レースと前記外側レースの間に配置され、前記内側レース溝及び前記外側レース溝と転がり接触する転動体と、前記内側レースと前記外側レースの間に配置されて前記転動体間の分離を維持する保持器とを含む軸受の動的潤滑方法であって、
前記内側レースと前記外側レースの間のキャビティに潤滑剤を導入するステップと、
前記潤滑剤が前記内側レース保持器ランド部及び前記外側レース保持器ランド部の少なくとも１つにおける凹設された表面機構を通って前記キャビティを出るようにするように前記外側レースに対して前記内側レースを回転させるステップであって、前記潤滑剤は、前記表面機構を通って前記キャビティを出て、前記表面機構を通って流れ、前記潤滑剤がそこから出て、前記軸受の少なくとも１つの軸方向端部を囲む外部環境に入るステップと
を含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して軸受に関し、より詳細には、動的に潤滑されるタイプの軸受であって、潤滑剤の粘性加熱を防止し、それによって比較的低温で動作するように構成された軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術において周知のタイプの高バイパスターボファンエンジン１０を概略的に示す。エンジン１０は、ナセル１２と、コアエンジンモジュール１４とを含むものとして概略的に示されている。コアモジュール１４の前方に位置するファンアセンブリ１６は、ファンブレードの配列１８を含む。コアモジュール１４は、高圧圧縮機２２と、燃焼器２４と、高圧タービン２６と、低圧タービン２８とを含むものとして示されている。空気はエンジン１０の吸気ダクト２０に吸い込まれ、その後圧縮機２２によって圧縮されてから燃焼器２４に送給され、そこで圧縮空気が燃料と混合されて点火されて高温燃焼ガスを生成し、この高温燃焼ガスがタービン２６及び２８を通過してから一次排気ノズル３０を通って排気される。更なるエンジン推力を発生させるために、ファンアセンブリ１６に入る空気の大部分が環状形状のバイパスダクト３２を通ってバイパスされてからファン出口ノズル３４を通って出る。
【０００３】
図１は、高圧タービン２６を通過する高温排気ガスの流れがシャフト３６を介して圧縮機２２だけでなくタービン２６も回転させるように同じシャフト３６に取り付けられた高圧圧縮機２２と高圧タービン２６を概略的に示す。シャフト３６は複数の転動体軸受によって支持されており、そのうち圧縮機２２の入口付近に位置する玉軸受３８が図１に示されている。シャフト３６が軸受３８の内側レース内に取り付けられる一方で、軸受３８の外側レースはコアエンジンモジュール１４の静的構造によって支持される。図１から、軸受３８の軸がエンジン１０の中心線３５と一致することが明らかとなるはずである。
【０００４】
図２は、図１の軸受３８の一部の断面図を示す。軸受３８は、玉軸受のように、内側レース４０と、外側レース４２と、転動体（玉）４４（そのうちの１つだけを図２に示す）と、保持器４６とを含むものとして示されている。転動体４４はそれぞれレース４０及び４２の対向面に画定された溝５０及び５２内にあり、溝５０及び５２と共に軸受３８の荷重支持接触面を画定するようになっている。保持器４６は、転動体４４間の分離を維持する働きをする。図２において、各溝５０及び５２は、転動体４４よりも僅かに大きな半径を有するものの、転動体４４の曲率と厳密に適合する半球断面形状を有するものとして示されている。そのような形状は一般に円形アーチと呼ばれ、各転動体と各個々のレース４０及び４２の間の単一接触点を形成する。接触点又はパッチ５４及び５６は、図２に概略的に示すように全く正反対にある。「パッチ」という用語は、軸受が荷重を受けている場合は真の点接触が存在しないということ、及び接触パッチ５４及び５６は転動体４４とレース４０及び４２の間の荷重によって生じる楕円形状を有するということに関連する。
【０００５】
シャフト３６に必要な回転速度が高いため、軸受３８は高回転速度で動作しなければならない。具体的には、外側レース４２は回転しないが、内側レース４０はシャフト３６と同じ速度で回転し、それらの間の転動体４４は内側レース４２よりも低い速度で内側レース４２の周囲を回転する。図１に示したタイプの高速玉軸受は、多くの場合、軸受３８を通って流れる潤滑剤によって動的に冷却される。図２において、軸受３８の内側レース４０は、複数の吸気口４８の形のアンダーレース潤滑機構を備えており、それを通して、軸受３８の内側レース４０及び外側レース４２によってそれらの間に画定された環状形状のキャビティ５８に潤滑剤（一般的に油）が導入される。潤滑剤は、キャビティ５８内の転動体４４及び保持器４６の潤滑及び冷却の両方を行う。回転する内側レース４０によって生じる遠心力の影響を受けて、吸気口４８を通して供給された潤滑剤は半径方向外側に流れて、保持器４６、転動体４４、及び外側レース４２に接触する。図２に示すように、軸受３８はアンダーレース潤滑システムを備えているので、保持器４６は一般的に内側レース４０上の保持器ランド部６０に当接するように構成される。
【０００６】
外側レース４２は回転せず、内側レース４０、転動体４４、及び保持器４６は異なる速度で移動しているので、キャビティ５８内の潤滑剤は激しく動く傾向（本明細書におけるキャビティ５８内の不均一なフローパターンを指す）がある。分析によって、激しい動きが主に外側レース４２、より詳細には外側レース４２の溝５２内で発生し、そこで潤滑剤が蓄積してから軸受３８を出る傾向があることがわかった。従来の動的潤滑軸受設計では、軸受３８の両軸方向端部６２及び６４上の保持器４６の内径及び外径において潤滑剤が軸受３８を出て、潤滑剤の大半は内側レース保持器ランド部６０に対する保持器４６の位置を考慮した保持器４６の外径において出ている。更にまた、軸受３８が軸方向荷重で動作している場合（図２に示す）、潤滑剤の大半は、保持器４６の外径において軸受３８の無荷重側で出ることになる。
【０００７】
転動体軸受の潤滑を促進するために、高回転速度における熱発生を低減する努力を含む、様々な方法が提案されている。デュッセ・テルモン（Ｄｕｓｓｅｒｒｅ−Ｔｅｌｍｏｎ）らの特許文献１に開示されたそのような方法の１つは、外側レースにドレン機構を含めることである。ドレン機構は、外側レースの溝に位置する入口と、外側レースの外周に位置する出口を有するオリフィスであり、潤滑剤が外側レースを通って半径方向外側方向に完全に流れることによって軸受から排出するようになっている。内側レース及び外側レースの溝は、転動体の曲率と適合する円形断面形状を有していないが、その代わりにむしろ各溝の中心円周の一部を形成する頂点を画定する円錐形状を有するものとして記載されている。その結果、転動体は外側レース溝内に位置するドレンオリフィスを決して覆うことなく、その代わりにオリフィスの両側の２つの側面接触パッチにおいて外側レースに接触する。そのような構成は、一般にゴシックアーチと呼ばれるものを有する従来の軸受レースと同様であり、この場合、単一半径によって画定される上述の円形アーチとは対照的に、レースが曲率の異なる２つの軸を有する２つの半径によって画定される。同様に、転動体は潤滑剤を軸受に導入するために内側レースに形成される吸気口オリフィスの両側の２つの側面接触点において内側レース溝と接触するため、各転動体が内側レース及び外側レースとの接触点を２つ〜４つ有することがある。
【０００８】
特許文献１の特定の解釈を促進することを目的とはしていないが、４点接触では、図１に示したタイプのほとんどのガスタービン用途で必要とされるような、低速状態から高速状態への移行中にロータ推力荷重によって方向が変化したときに起こるであろう低軸方向荷重状態で動作することができないかもしれないことが明らかである。更にまた、ドレンオリフィスは、外側レースにおける重大な応力集中の原因となり、ファンブレードの故障状態のような、超高荷重事象を乗り切るための軸受の機能を低下させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，７４９，６６０号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、ガスタービンエンジンでの使用に適したタイプの軸受を含む、動的潤滑軸受及び軸受の動的潤滑方法を提供する。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、動的潤滑軸受は、一対の内側レース保持器ランド部間の内側レース溝を有する内側レースと、内側レースを囲み、一対の外側レース保持器ランド部間にあって内側レース溝に対向する外側レース溝を有する外側レースと、内側レースと外側レースの間に配置され、内側レース溝及び外側レース溝と転がり接触する転動体と、内側レースと外側レースの間に配置されて転動体間の分離を維持する保持器とを含む。内側レース及び外側レースはそれらの間に環状形状のキャビティを画定し、一対の内側レース保持器ランド部及び外側レース保持器ランド部のうちの少なくとも１つは、内側レース保持器ランド部及び／又は外側レース保持器ランド部の周囲面の下に凹設された連続チャネルを画定する凹設された表面機構を備えている。表面機構は、軸受の一対の軸方向端部のうちの少なくとも１つを囲む外部環境と軸受内のキャビティを流体的に相互接続する。
【００１２】
本発明の別の態様は、上記の要素を含む軸受の動的潤滑方法である。本方法は、ガスタービンエンジンの圧縮機とタービンを相互接続するシャフトを支持するように軸受をガスタービンエンジンに設置するステップを含む。潤滑剤は内側レースと外側レースの間のキャビティに導入され、内側レースは、潤滑剤が表面機構を通ってキャビティを出て、軸受の一対の軸方向端部を囲む外部環境に入るようにするように外側レースに対して回転する。
【００１３】
本発明の別の態様は、一対の内側レース保持器ランド部間の内側レース溝を有する内側レースと、一対の外側レース保持器ランド部間にあって内側レース溝に対向する外側レース溝を有する外側レースと、内側レースと外側レースの間に配置され、内側レース溝及び外側レース溝と転がり接触する転動体と、内側レースと外側レースの間に配置されて転動体間の分離を維持する保持器とを含む軸受の動的潤滑方法である。本方法は、内側レースと外側レースの間のキャビティに潤滑剤を導入するステップと、潤滑剤が内側レース保持器ランド部及び外側レース保持器ランド部の少なくとも１つにおける凹設された表面機構を通ってキャビティを出るようにするように外側レースに対して内側レースを回転させるステップを含む。潤滑剤は、表面機構を通ってキャビティを出て、表面機構を通って流れてから、表面機構を出て、軸受の少なくとも１つの軸方向端部を囲む外部環境に入る。
【００１４】
本発明の技術的効果は、動的に潤滑され、高回転速度で動作する軸受の内部の熱発生を低減する機能である。熱発生の低減は、潤滑剤が激しく動く傾向がある軸受の内部の領域、例えば外側レース溝から離れて潤滑剤を案内すると共に、多くのガスタービン用途において必要とされる、超高荷重事象及び推力荷重交差に耐えることができる堅牢な構造を提供することによって達成される。
【００１５】
本発明のその他の態様及び利点は、以下の詳細な説明からより良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】高バイパスターボファンエンジンの断面図を概略的に示す。
【図２】従来技術において周知のタイプの転動体軸受の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による転動体軸受の部分断面図である。
【図４】図３の線４−４に沿った図３の軸受の図であり、本発明の一実施形態による軸受の外側レース保持器ランド部に画定されたスロットのパターンを示す。
【図５】図４の図と同様の図であり、本発明の代替的実施形態によるスロットのパターンを示す。
【図６】図４の図と同様の図であり、本発明の代替的実施形態によるスロットのパターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図３は、本発明の態様を説明するために転動体軸受１００を概略的に示す。図面は、以下の説明と組み合わせて見ると明瞭になるように描かれており、従って必ずしも一定の縮尺ではないことに留意するべきである。以下に提示される軸受１００の説明を容易にするために、「垂直」、「水平」、「横方向」、「前側」、「後側」、「側方」、「前方」、「後方」、「上側」、「下側」、「上方」、「下方」、「右」、「左」等の用語は、図３の軸受１００の配向の観点に関して使用することができ、従って相対語であり、それ以外に軸受１００の構造、設置及び使用法を制限するものとして解釈されるべきではない。
【００１８】
図３に示すように、軸受１００は図２に示した軸受の構造と同様の構造を有する。従って、軸受１００は、内側レース１０２と、内側レース１０２を囲む外側レース１０４と、内側レース１０２と外側レース１０４の間の転動体（玉）１０６（そのうちの１つだけを図３に示す）と、転動体１０６間の分離を維持する働きをする保持器１０８とを含む玉軸受として示されている。内側レース１０２、外側レース１０４、及び保持器１０８の各々は、転動体軸受では一般的であるように、環状形状を有する。転動体１０６は、それぞれレース１０２及び１０４の対向面に画定された溝１１０及び１１２の内部にある。各溝１１０及び１１２は、それぞれ、対応する内側レース１０２及び外側レース１０４に画定された一対の保持器ランド部１２４及び１２６の間に軸方向に配置される。溝１１０及び１１２は一緒に、軸受３８の荷重支持接触面を画定する。従来の玉軸受と同様に、溝１１０及び１１２は、転動体１０６の曲率と厳密に適合する半球断面形状を有し、図２に関して説明したように、各転動体１０６とレース１０２及び１０４の間に２つ以上の接触パッチを形成することができる。特に、内側レース１０２及び外側レース１０４の片方又は両方が、従来のゴシックアーチ形状又は従来の円形アーチ形状（これらの用語は前述の定義に従う）を有してもよい。本発明の好適な実施形態では、内側レース１０２がゴシックアーチ形状を有し、外側レース１０４が円形アーチ形状を有する。
【００１９】
軸受１００は、図１のシャフト３６の取り付けを含む、高速回転用途での使用に適応させることができる。前述したように、一般的にそのような用途では、外側レース１０４は回転せず、内側レース１０２はシャフト３６と同じ速度で回転し、転動体１０６は内側レース１０２よりも低い速度で内側レース１０２の周囲を回転する。また、図２に示した軸受３８と同様に、軸受１００は、内側レース１０２に位置する吸気口オリフィス１１８を通って軸受１００に入る潤滑剤によって動的に冷却されるように構成され、アンダーレース潤滑システムと呼ぶことができるものを形成する。これらのオリフィス１１８によって、軸受１００は、潤滑剤（一般的に油）が軸受１００の内側レース１０２及び外側レース１０４によってそれらの間に画定された環状形状のキャビティ１２０に導入される潤滑機能が与えられて、転動体１０６及び保持器１０８の潤滑及び冷却の両方を行う。回転する内側レース１０２によって誘起される遠心力の影響を受けて、オリフィス１１８を通って供給された潤滑剤が半径方向外側に流れて、保持器１０８、転動体１０６、及び外側レース１０４に接触する。図３は、３つのオリフィス１１８が存在する好適な構成を示している。この方法によって、総流量のうち比較的高い割合の潤滑剤が中心のオリフィス１１８を通って流れて転動体１０６に送られるようにすることができる一方、総流量のうち僅かな割合の潤滑剤が残りの２つのオリフィス１１８の各々に送給されて保持器ランド部１２４を潤滑する。潤滑剤は半径方向外側に遠心分離する傾向があるという理由から、この構成の利点は、特に保持器の摩擦が生じやすいスタートアップ及びシャットダウン等の重要な動作段階中に、潤滑剤が保持器ランド部１２４に直接供給されることである。
【００２０】
外側レース１０４は回転せず、内側レース１０２、転動体１０６、及び保持器１０８は異なる速度で回転するので、キャビティ１２０内の潤滑剤は、特に潤滑剤が軸受１００を出る前に蓄積する傾向がある外側レース１０４の溝１１２内で通常激しく動く傾向がある。この傾向を軽減するために、軸受１００は、キャビティ１２０から外に、一般的に軸受１００の両軸方向端部１１４及び１１６の保持器ランド部１２４及び１２６間の保持器１０８の内径及び外径において出る潤滑剤の流れを動的に促進する表面機構を備えている。図３において、表面機構は、内側レース１０２の一対の保持器ランド部１２４ではなく、外側レース１０４上の一対の保持器ランド部１２６の各々に画定されたスロット１２２として示されており、保持器１０８がアンダーレース潤滑システムを有する軸受１００によってそれに当接することが好ましい。図３及び４の両方から明らかなように、各スロット１２２は、外側レース溝１１２と、軸受１００の軸方向端部１１４又は１１６の一方に配置された外側レース１０４の対応する軸方向面との間に連続チャネル又は通路を画定する。その結果、各スロット１２２は、外側レース保持器ランド部１２６のうちの１つの周囲面の下に凹設され、軸受１００のキャビティ１２０、特に外側レース１０４の溝１１２によって画定されたキャビティ１２０の部分を、軸受１００の軸方向端部１１４及び１１６の一方を囲む外部環境に流体的に相互接続する連続チャネル又は通路を画定する。外側レース溝１１２からの潤滑剤を周囲環境に案内することによって、本発明は、軸受キャビティ１２０、特に外側レース溝１１２によって画定されたキャビティ１２０の部分の内部の潤滑剤の激しい動きによって生じかねない粘性熱発生を低減することができる。
【００２１】
図４から明らかなように、スロット１２２は、エンジン中心線３５（図１）、従って内側レース１０２の回転方向にも一致する、軸受１００の軸１２８（図３）に対して傾斜している。従って、スロット１２２は、外側レース溝１１２によって画定された経路及び溝１１２内で転動体１０６が移動する方向１３０（図４）に対しても傾斜している。傾斜したスロット１２２は、外側レース溝１１２内を移動する転動体１０６の影響の下で溝１１２内を流れる潤滑剤を取り込む。そして、スロット１２２は、外側レース１０４から離れて、特に外側レース１０４の溝１１２から外に潤滑剤を案内する。外側レース１０４の保持器ランド部１２６に画定される表面機構として、スロット１２２は、様々な従来の機械加工装置を用いてランド部１２６を機械加工することによって容易に作成することができる。
【００２２】
転動体１０６の移動方向１３０に対するスロット１２２の数、深さ、幅、及び配向は、潤滑剤が軸受１００を出る機能を促進し、潤滑剤が軸受１００を出る前に起こる激しい動きの程度を減少させるために容易に調整することができる。スロット１２２の好適な数、深さ、及び幅は、軸受１００の寸法（直径及び軸方向長さ）、潤滑剤の性質、及び軸受１００を通る潤滑剤の所望の流量に部分的に依存することになる。図１に示した用途では、スロット１２２の適切な深さ（図３のｄ）は約０．０３インチ（約０．７５ｍｍ）だと考えられるが、それ以下及びそれ以上の深さも予測できる。各スロット１２２の幅（図４のｗ）は深さよりも大きいことが好ましく、適切な幅は約０．１２〜約０．１３インチ（約３〜３．３ｍｍ）だと考えられるが、それ以下及びそれ以上の幅も予測できる。外側レース溝１１２内の潤滑剤の適切な流量を提供し、その局所的な激しい動きを削減するために、少なくとも１つのスロット１２２を各転動体１０６に設けて、潤滑剤の外側レース溝１１２からのより効率的な除去を促進すべきだと考えられている。その他の幾何学的考察の存在も考えられており、例えば、スロット１２２が平坦な側壁を有して潤滑剤の外側レース溝１１２からの取り込みを促進することが望ましい。
【００２３】
図４において、スロット１２２は、外側レース溝１１２によって画定された経路、及び溝１１２内で転動体１０６が移動する方向１３０に対して鋭角αで傾斜するように配向された直線チャネルとして示されている。更にまた、離れた保持器ランド部１２６上のスロット１２２はお互いに鏡のように左右対称であって、溝１１２内を移動する転動体１０６の効果は、潤滑剤が取り込まれ、溝１１２内の転動体１０６の移動方向１３０に対して鋭角αで外側レース１０２から離れて案内されるという方法に関して基本的に同じであるようになっている。「鏡」構成によって、軸方向荷重が加わる方向（前方又は後方）にかかわらずスロット１２２の機能を実現することが可能になる。図４に示したスロット１２２は、溝１１２内の転動体１０６の移動方向１３０に対して約３０度の角度（α）で傾斜しているが、その他の鋭角αを用いてもよいと考えられている。対照的に、図５は、一組のスロット１２２だけが転動体１０６の移動方向１３０に対して鋭角α（約３０度）で配置され、他の組は移動方向１３０に対して鈍角β（約１５０度）である、本発明の一実施形態を示している。この構成は、軸受１００の１つの軸方向端部１１４又は１１６だけが熱発生の大きな原因だと考えられる場合に特に実用的であり、その場合、軸受１００はどの方向に設置してもよいが、移動方向１３０に対して鋭角で傾斜したスロット１２２を有し、軸受１００の設置が回転方向に依存しないようになっている。図６は、スロット１２２の両方の組が転動体１０６の移動方向１３０に対してほぼ垂直に配置される、本発明の更に別の実施形態を示す。本発明の技術的範囲内ではあるが、このモデルは、図６に示した構成が、移動方向１３０に対して鋭角で配向された少なくとも一組のスロット１２２を有する図４及び５の構成と同様の効果はないことを示している。スロット１２２は、図４、５及び６において直線として示されているが、スロット１２２を弓形形状を有するように形成することも予測できる。湾曲スロット１２２の考えられる利点は、潤滑剤の取り込み角度がより浅くなり（３０度未満）、湾曲形状によって利用可能な空間内により多くのスロット１２２を収めることが可能になることである。更にまた、外側レース保持器ランド部１２６の一方又は両方のスロット１２２は互いに異なっていてもよく、例えば、スロット１２２はその形状、幅、深さ及び配向に関して互いに異なっていてもよいことが予測できる。
【００２４】
スロット１２２は、外側レース溝１１２から潤滑剤をより効果的に除去することができ、従って外側レース溝１１２内の潤滑剤の激しい動きを削減することによって軸受１００の内部の熱発生を低減することができる。軸受１００の内部の熱発生を低減することによって、本発明は更に、ガスタービンエンジンの軸受を冷却するために必要になりかねない潤滑システム冷却器の容量を減少させる機能が備わっている。同様に、冷却器の寸法を縮小することによって、エンジンの重量及び性能損失を減少させ、その結果エンジン及び航空機の燃料消費を改善する。
【００２５】
図４、５及び６に示した表面スロット１２２はまた、図２に示したタイプの動的潤滑軸受の内部の熱発生を低減する従来の試みに勝る利点を提供するとも考えられている。１つの利点は、保持器１０８が内側レース１０２の保持器ランド部１２４に当接するため（図２及び３の軸受３８及び１００に関して示したように）、スロット１２２はアンダーレース潤滑システムを備えた軸受の非機能的表面である外側レース保持器ランド部１２６に限られていることである。外側レース１０４を完全に貫通するドレンオリフィスの使用（特許文献１で行われたような）を避けることによって、本発明は、外側レース１０４の貫通孔と関連した応力集中の結果として生じる構造的完全性の損失を回避する。従って、軸受１００は、ファンブレードの故障状態のような、超高荷重事象をより乗り切ることができるであろうと考えられている。
【００２６】
スロット１２２が外側レース溝１１２の外側に配置されるので、本発明は、スロット１２２との接触が原因で転動体１０６に生じる損傷に対する懸念も回避する。この利点は、レース溝に形成された吸気口及びドレンオリフィスが転動体と決して接触しないように、レース溝が円錐形状を有するように各々機械加工しなければならない、特許文献１と対照的である。従って、本発明は、ゴシックアーチ形状を有する内側溝１１０を利用することができ、その一方で外側溝１１２は、転動体１０６の曲率とより厳密に適合する円形アーチ形状を有してもよい。その結果、荷重条件に応じて、各転動体１０６とレース１０２及び１０４の間の接触は、全く正反対の（図２に概略的に示したのと同様の）２つの位置、又は転動体１０６の片側の２つの位置、又は２つ以上の位置で生じることになる。特許文献１の軸受と対照的に、上記の軸受１００は、図１に示したタイプのガスタービン用途において一般的に必要とされるような、推力荷重交差で動作することがより可能になるであろうと考えられている。
【００２７】
本発明は、アンダーレース潤滑を利用しない軸受に適応させることもできる。例えば、キャビティ１２０に向けられたサイドジェットによって潤滑剤が供給される軸受では、保持器１０８を外側レース保持器ランド部１２６に当接するように構成することができ、その場合、スロット１２２は、外側レース保持器ランド部１２６に形成されたスロット１２２に関して上述したのと同じ方法で内側レース保持器ランド部１２４に形成することができる。
【００２８】
以上の説明から、軸受１００は、ガスタービンエンジンの他に、様々な用途での設置によく適している。一般的に、軸受１００は、その転動体１０６の回転によって転動体１０６が内側レース１０２及び外側レース１０４の間をそれらのそれぞれの溝１１０及び１１２と接触しながら円周方向に移動することになるように設置される。キャビティ１２０に噴射又は別の方法で送給された潤滑剤は、その後キャビティ１２０から、より詳細にはスロット１２２が機械加工されるレース１０２又は１０４のレース溝１１０又は１１２から抽出される。内側レース１０２の回転と、外側レース溝１１２を通る転動体１０６の動きによって、スロット１２２を通した軸受キャビティ１２０からの潤滑剤の放出を効果的に促進する。従って、潤滑剤は、外側レース１０４を通して軸受キャビティ１２０から排出されるのではなく、その代わりに軸受１００の少なくとも一組の保持器ランド部１２４又は１２６を超えて、従って保持器ランド部１２４及び１２６とそれらの間の保持器１０８の間を越えてキャビティ１２０から抽出される。
【００２９】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者がその他の形態を採用することができるであろうことは明らかである。例えば、軸受１００の物理的構成は示したものと異なっていてもよく、軸受１００を構成及び製造するために様々な材料及びプロセスを用いることができる。従って、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されることになる。
【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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【国際調査報告】
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