(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪が回転しかつ潤滑油が供給される軸受を備えるガスタービンエンジンであって、
前記軸受の内輪とともに回転する回転部材の外周面には、径方向外方に突出する凸部が設けられ、
前記軸受の外輪を固定するナットの内周面には、前記凸部と対向する位置に、回転軸方向を向いた斜面が形成されていることを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項２】
前記凸部は、前記回転部材の周全体にわたって設けられ、
前記斜面は、前記軸受が配置されている方向を向いていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記軸受の内輪を固定し、前記軸受の内輪とともに回転するナットの外周面には、回転軸方向に対して斜めの溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンに関し、特に、潤滑油が供給される軸受を備えるガスタービンエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機等に用いられるガスタービンエンジンは、燃焼ガスによってタービンロータを回転させ、その回転力をプロペラ等を介して航空機推進用に利用したり、あるいは燃焼ガスを直接後方に噴出し、その反作用として推進力を得るように構成されている。
【０００３】
タービンシャフトなどの回転部材は、ボールベアリングやローラベアリング等の軸受によって回転自在に支持されており、軸受には、通常、潤滑油が供給される。軸受を潤滑した後のオイル（排油）は、軸受を収容する軸受室から所定の流路を介して排油ポンプに吸引される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガスタービンエンジンでは、近年、小型化の推進が図られており、これに伴い、軸受を収容する軸受室の容積も狭くなる傾向にある。ところが、軸受室が狭くなると、軸受を潤滑した後のオイルが流れにくくなるなど、オイルが軸受室内に停滞しやすくなり、オイル温度の過度な上昇を招いて、損傷等の不具合を生じさせるおそれがある。これに対する対策としては、従来より、オイルドレイン通路を設けたり、軸受室の容積を広げたりする技術が知られているが、これらはいずれもエンジンの小型化に対して不利である。
【０００５】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、軸受室の容積を大きく広げることなく、軸受に供給される潤滑油の停滞を抑制できるガスタービンエンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のガスタービンエンジンは、内輪が回転しかつ潤滑油が供給される軸受を備えるガスタービンエンジンであって、前記軸受の内輪を固定し、前記軸受の内輪とともに回転するナットの外周面には、回転軸方向に対して斜めの溝が設けられていることを特徴とする。このガスタービンエンジンでは、ナットの外周面に、回転軸方向に対して斜めの溝が設けられていることから、ナットの回転に伴い、部材の外周面付近の流体に対して、回転軸方向の力が作用する。そのため、軸受に供給される潤滑油の回転軸方向の移動が促進され、潤滑油の停滞が抑制される。
【０００７】
また、本発明のガスタービンエンジンは、内輪が回転しかつ潤滑油が供給される軸受を備えるガスタービンエンジンであって、前記軸受の内輪とともに回転する回転部材の外周面には、径方向外方に突出する凸部が設けられ、前記軸受の外輪を固定するナットの内周面には、前記凸部と対向する位置に、回転軸方向を向いた斜面が形成されていることを特徴とする。このガスタービンエンジンでは、回転部材の外周面に、径方向外方に突出する凸部が設けられていることから、遠心力等による潤滑油の径方向外方への移動が促進される。また、外輪を固定するナットに、上記凸部に対向して、回転軸方向を向いた斜面が形成されていることから、上記凸部を介して径方向外方に飛散した潤滑油がこの斜面に沿って回転軸方向に導かれる。これにより、軸受に供給される潤滑油の回転軸方向の移動が促進され、潤滑油の停滞が抑制される。
【０００８】
この場合において、前記凸部は、前記回転部材の周全体にわたって設けられ、前記斜面は、前記軸受が配置されている方向を向いていてもよい。
この場合、凸部によって、軸受から離れる方向への潤滑油の移動が抑制され、斜面によって、軸受に近づく方向に潤滑油が導かれる。すなわち、凸部から軸受に向かう方向に、潤滑油の移動が促進される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガスタービンエンジンについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明のガスタービンエンジンの一実施形態における概略的な構成を示す図である。このガスタービンエンジンでは、エンジン本体１０に流入した空気が、エンジン内部で圧縮されながら後方に流れ、不図示のタービンを回転させて排出される。そして、タービンの回転力は、回転シャフト（タービンシャフト）１１を介して不図示の圧縮用動翼に伝達される。
【００１０】
回転シャフト１１は、複数の軸受によって回転自在に支持されている。符号２０は、そのうちの一つの軸受を示している。軸受としては、例えばボールベアリングやローラベアリングなどが用いられる。軸受２０にはオイルタンク２１から潤滑油が供給され、潤滑油は軸受２０の摩擦を低減するとともに、軸受２０での熱を吸収し、軸受２０の温度上昇を抑制する。
【００１１】
オイルタンク２１からの潤滑油は、オイルポンプ２２によって加圧され、軸受２０を収容する軸受室２３に送られる。オイルポンプ２２は、本例では、補機（アクセサリーギアボックス：ＡＧＢ）２４によって駆動される。補機２３は、例えば、歯車２５を介して回転シャフト１１の駆動力を取り出して動力を得るように構成されている。
【００１２】
軸受室２３に送られた潤滑油は、軸受２０の回転軸Ａｘ方向に流れる。この回転軸Ａｘ方向の流れにより、軸受２０周辺の潤滑油が順次入れ換わり、軸受２０で発生した熱が取り除かれる。軸受２０を潤滑した後のオイル（排油）は、排油用の流路２６に流れ、排油ポンプ２７に吸引されて、オイルタンク２１に返送される。
【００１３】
図２は、上記軸受室２３を拡大して示す部分断面図である。
軸受２０の内輪２０ａ、及び外輪２０ｂはそれぞれ、ナット３０，３１によって軸方向の位置が固定されている。すなわち、内輪２０ａは、回転シャフト１１に設けられた段差とナット３０との間に挟まれて固定され、外輪２０ｂは、支持部材３２に設けられた段差とナット３１との間に挟まれて固定されている。そして、外輪２０ｂが停止した状態で、内輪２０ａが回転シャフト１１とともに回転するようになっている。
【００１４】
内輪側のナット３０と外輪側のナット３１とは、軸受２０の２つの側面の異なる側に分けて配置されている。潤滑油は、油道３３，３４を通って軸受２０の２つの側面のそれぞれの側に供給される。軸受室２３内の空間のうち、ナット３０が配置される軸受室２３内の空間は、上述した排油ポンプ２７（図２参照）につながる排油用の流路２６に接続されている。
【００１５】
本例では、潤滑油の移動を促進させるために、内輪側のナット３０の外周面に、複数の溝３５が設けられている。この溝３５は、具体的には、図３に示すように、回転軸Ａｘ方向から傾けて形成されており、軸受２０から離れる方向に向かって、回転方向とは逆方向に傾斜している。
【００１６】
このように、内輪側のナット３０の外周面に溝３５が傾斜して設けられていることにより、ナット３０が回転すると、ナット３０の外周面付近の空気やオイルに対して軸受２０から離れる方向に力が作用する。そのため、軸受２０の回転軸方向へのオイルの移動が促進され、潤滑油の停滞が抑制される。
【００１７】
また、図２に戻り、本例では、回転シャフト１１の外周面に、凸部４０が設けられている。この凸部４０は、軸受２０の内輪２０ａの外周面よりも径方向外方に突出しており、回転シャフト１１の周全体にわたって鍔状に設けられている。本例では、凸部４０は、軸受２０の２つの側面のうちの排油側とは異なる側の側面に面するように設けられている。
【００１８】
さらに、軸受２０の外輪２０ｂを固定するナット３１の内周面には、上記回転シャフト１１の凸部４０と対向する位置、すなわち上記凸部４０の径方向外方の位置に、回転軸Ａｘ方向を向いた斜面４１が形成されている。本例では、斜面４１は、凸部４０を覆うように、凸部４０の幅よりも軸方向の長さが長く、軸受２０が配置されている方向を向いて形成されている。
【００１９】
このように、回転シャフト１１の外周面に、径方向外方に突出する凸部４０が設けられていることにより、回転シャフト１１が回転すると、潤滑油の径方向外方への移動が促進される。すなわち、回転シャフト１１の回転に伴う遠心力により、潤滑油は径方向外方に力を受け、凸部４０の壁面を凸部４０の頂部（先端）に向けて移動する。
【００２０】
また、凸部４０の頂部は根元よりも周速が高いため、根元よりも大きな空気の旋回流を生み出す。この流れによっても、潤滑油は凸部４０の径方向外方に向けて力を受け、潤滑油の径方向外方への移動が促進される。
【００２１】
そして、潤滑油の径方向外方への移動が促進されることで、油道３３から供給された潤滑油は、大きく停滞することなく、軸受２０において順次入れ換わる。さらに、凸部４０の頂部では、根元に比べてより強い遠心力が作用するので、潤滑油は表面張力に打ち勝って径方向外方に向けて容易に飛散する。
【００２２】
凸部４０の径方向外方の位置には、回転軸Ａｘ方向を向いた斜面４１が形成されていることから、凸部４０を介して径方向外方に飛散した潤滑油は、斜面４１に沿って回転軸Ａｘ方向に導かれる。このように、前述した内輪側のナット３０が配された側の空間とは異なる側の空間においても、径方向外方、及び回転軸方向にオイルの移動が促進されることにより、潤滑油の停滞がさらに抑制される。
【００２３】
また、本例では、凸部４０は、回転シャフト１１の周全体にわたって設けられていることから、この凸部４０は、潤滑油が軸受２０から離れる方向（紙面左方向）に移動する際の障壁となる。そのため、潤滑油の回転軸Ａｘ方向への飛散が抑制され、潤滑油が効率的に軸受２０の潤滑用に利用される。
【００２４】
このように、油道３３から供給された潤滑油は、回転軸Ａｘ方向への移動が促進され、軸受２０を潤滑した後、上述した内輪側のナット３０が配された側の空間に流れる。そして、油道３３からの潤滑油、及び油道３４からの潤滑油はともに、前述したナット３０の溝３５によって回転軸Ａｘ方向への移動が促進され、流路２６を介して排油ポンプに向けて流れる。
【００２５】
したがって、本実施形態のガスタービンエンジンでは、内輪側のナット３０に設けられた溝３５、回転シャフト１１に設けられた凸部４０、及び外輪側のナット３１に形成された斜面等によって、潤滑油の移動が促進されることから、潤滑油の停滞が抑制される。そのため、損傷等の不具合の発生が抑制される。
【００２６】
しかも、ナット３０や回転シャフト１１の回転運動を利用して、潤滑油の移動を促進させているので、軸受室２３の容積を大きく広げる必要は少ない。そのため、エンジンの小型化の推進にも有利である。
【００２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２８】
例えば、上述した実施形態では、潤滑油の移動を促進させる溝が設けられたナットを軸受の一方の側面の側に配し、他方の側面の側の回転部材に凸部を設けているが、本発明はこれに限らない。すなわち、上記溝、及び上記凸部の少なくとも一方があればよい。
【００２９】
また、潤滑油の移動を促進させる溝が設けられたナットを両方の側面の側に配してもよい。この場合、溝の形態（傾斜の向き等）はナットの回転方向と、潤滑油を流したい方向とに基づいて決定される。
【００３０】
また、潤滑油の移動を促進させる凸部、及び斜面もまた、軸受の両方の側面の側に配してもよい。この場合、斜面の傾斜方向を、潤滑油を流したい方向に向けるとよい。ただし、前述したように凸部は潤滑油の回転軸方向への移動の障壁となるので、必ずしも、凸部を回転部材の周全体に設けることに限らない。
【００３１】
また、上記実施形態において、軸受の外輪側のナットに形成された斜面は、頂部に向かってその傾斜角度（勾配）が大きくなっており、その頂部は回転シャフトに設けられた凸部よりも軸受から離れた位置にある。これにより、軸受に供給された潤滑油が、凸部と軸受の側面との間の空間内で好ましい流れを形成しやすいという利点がある。
【００３２】
また、潤滑油の移動を促進させる溝や凸部、及び斜面は、上記実施形態に示した部材に設けるものに限定されない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明のガスタービンエンジンによれば、回転部材の回転運動を利用して、軸受に供給される潤滑油の移動を促進させる。そのため、軸受室の容積を大きく広げることなく、潤滑油の停滞を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るガスタービンエンジンの一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】  軸受室を拡大して示す部分断面図である。
【図３】  軸受の内輪を固定するナットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１１  回転シャフト（回転部材）
２０  軸受
２３  軸受室
２０ａ  内輪
２０ｂ  外輪
３０  ナット（回転部材）
３１  ナット（支持部材）
３２  支持部材
３５  溝
４０  凸部
４１  斜面
【図１】
0004797299.tif 000002
【図２】
0004797299.tif 000003
【図３】
0004797299.tif 000004