JP2000320498A - 圧縮機可変翼の支持装置 - Google Patents

圧縮機可変翼の支持装置

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JP2000320498A
JP2000320498A JP11131234A JP13123499A JP2000320498A JP 2000320498 A JP2000320498 A JP 2000320498A JP 11131234 A JP11131234 A JP 11131234A JP 13123499 A JP13123499 A JP 13123499A JP 2000320498 A JP2000320498 A JP 2000320498A
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spindle
tapered
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compressor
taper
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Takuma Ide
琢磨 井出
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の可変翼に比強度材を使用できるよう
にして軽量化を図る。 【解決手段】 圧縮機ケーシング11の支持筒12に、
可変翼10のスピンドル9を挿入して回転自在に支持さ
せ、スピンドル9を操作レバー16を介し回転させて可
変翼10の角度を調整するようにした可変翼の支持装置
とする。スピンドル9の頭部と操作レバー16の基端部
とは、スピンドル軸心Oと直交する方向から嵌合させる
ようにしたテーパー突起19aとテーパー溝19bとか
らなるテーパー嵌合部19により連結する。支持筒12
の先端部に固定用スリーブ21を螺合させ、テーパー嵌
合部19の嵌合面に固定力を与えて、スピンドル9を操
作レバー16に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はジェットエンジンに
装備されている圧縮機の不安定作動を防止するために用
いる可変翼の支持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ジェットエンジンには、たとえば、高バ
イパスターボファンエンジンの如きガスタービンエンジ
ンが用いられている。図2はその一例の概略を示すもの
で、先端側より順にファン1、圧縮機2、燃焼器3、タ
ービン4をタービン軸方向(軸心Oで示す)に配列し、
タービン4により駆動されるファン1の回転で空気取入
口5から空気を取り入れて、その大部分をバイパスダク
ト6から噴出させて推進力とし、残りの一部をタービン
4により駆動される圧縮機2で圧縮し、該圧縮空気によ
り燃焼器3で燃料を燃焼させ、高速燃焼空気流によりタ
ービン4を駆動するようにしてある。
【0003】上記高バイパスターボファンエンジンの如
きガスタービンエンジンでは、圧縮機の不安定作動(サ
ージ)を防止して安定した起動を行わせるために、VS
V(variable stator vane)機構と称する翼の可変機構
等を設けることが必須要件となっている。
【0004】上記従来のVSU機構の可変翼を支持する
ための装置としては、図3(イ)(ロ)に一例を示す如
く、圧縮機の可変翼10のスピンドル(支持軸)9の頭
部外周部対向位置に平行2面取り部7を形成すると共に
頭頂に小径のねじ軸8を突設し、上記スピンドル9は、
圧縮機ケーシング11の外周面部側に立ち上げるように
して設けた支持筒12に、ブッシュ13を介し挿通させ
て回転自在に支持させ、且つ該支持筒12から突出する
上記スピンドル9の頭部の平行2面取り部7の位置に、
ワッシャ14、先端部を駆動リング15に連結した操作
レバー(ベーンレバー)16の基端部16a、爪付きの
ロックワッシャ17を順次嵌め込み、更に、上記スピン
ドル9の頭頂のねじ軸8に止めナット18を螺合させて
締め込み、ロックワッシャ17の爪を折り曲げて止めナ
ット18の弛み止めを行うようにした構成とし、駆動リ
ング15の周方向の回動変位を操作レバー16を介しス
ピンドル9に伝えることにより可変翼10の角度を調整
できるようにしたものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近では、
上記圧縮機可変翼10のスピンドル9の材質として高比
強度材(脆性材)を採用して更に軽量化を図ることが検
討されているが、上記従来の可変翼の支持装置の場合
は、ねじ軸8に止めナット18を螺合させて締め込むこ
とにより、スピンドル9に操作レバー16を固定するよ
うにしてあるため、高比強度材を採用すると、設計トル
ク以下のねじ締め付けトルクでもねじ軸8のねじがもた
ない(ねじ切れする)可能性があり、強度上の問題が惹
起される。
【0006】そこで、本発明は、上記締め付けトルクに
よるねじ切れの問題を起すことないような構成として、
圧縮機可変翼のスピンドルに高比強度材を採用すること
ができるようにしようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、圧縮機ケーシングの支持筒に、可変翼の
スピンドルを挿入して回転自在に支持させ、該スピンド
ルを操作レバーを介して回転させることにより上記可変
翼の角度を調整できるようにしてある圧縮機可変翼の支
持装置において、上記スピンドルの頭部に、先端末広が
り状となるようにしたテーパー突起を設けると共に、上
記操作レバーの基端部の片面に、上記スピンドルのテー
パー突起に対応するよう反対面側に末広がり状となるよ
うにしたテーパー溝を一方向に設けて、該テーパー溝と
上記スピンドルのテーパー突起とからなるテーパー嵌合
部によりスピンドルと操作レバーとを連結するように
し、且つ上記支持筒の先端部に固定用スリーブを螺着配
置し、該固定用スリーブで操作レバーをスピンドルの頭
頂方向へ外向きに押して上記テーパー嵌合部に固定力を
与えることにより可変翼を操作レバーに支持させるよう
にした構成とする。
【0008】スピンドルと操作レバーとをテーパー嵌合
部により連結でき、スピンドルとは直接干渉しない固定
用スリーブの締め付けにより堅固に固定できることか
ら、締め付けトルクによりねじ切れする心配があるねじ
をスピンドルに設ける必要がなくなり、高比強度材の使
用が可能となる。
【0009】又、テーパー嵌合部に、テーパー突起とテ
ーパー溝の嵌合方向の動きを拘束するためのロックピン
を差し込むようにした構成とすることによって、操作レ
バーの結合をより確実に行うことができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0011】図1(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は本発明の
実施の一形態を示すもので、図3(イ)(ロ)に示した
と同様に、圧縮機ケーシング11の支持筒12に、ブッ
シュ13を介し可変翼10のスピンドル9を挿入して回
転自在に支持させ、駆動リング15の周方向の回動変位
を操作レバー16を介しスピンドル9に伝えることによ
り可変翼10の角度を調整できるようにしてある可変翼
の支持装置において、上記スピンドル9の頭部と操作レ
バー16の基端部16aとを、スピンドル軸心O1 と直
交する方向から嵌合できるようにしたテーパー嵌合部1
9により連結すると共に、該テーパー嵌合部19に、操
作レバー16とスピンドル9との嵌合方向の相対変位を
拘束するためのロックピン20を上記嵌合方向と直交す
る方向から差し込み、且つ上記テーパー嵌合部19の嵌
合面を締め付けて固定するための固定用スリーブ21
を、上記支持筒12の先端部内側に螺着配置した構成と
する。
【0012】各構成部品を詳細に説明すると、上記支持
筒12は、ブッシュ13よりも所要量長く形成し、先端
部内周に雌ねじ12aが刻設してある。一方、固定用ス
リーブ21は、上記雌ねじ12aと対応する雄ねじ21
aを外周に有し、且つ先端部に、回転操作部として用い
る切り欠き付きのフランジ21bを設け、スピンドル9
に遊装した状態で上記支持筒12の先端部に螺合させる
ようにしてある。又、スピンドル9は、頭部に、スピン
ドル軸心O1 と直交する方向に沿わせて先端が末広がり
状になるダブテール形状のテーパー突起19aを設け、
該テーパー突起19aの天端面中央部に、テーパー突起
19aを横切る方向にピン受溝22が形成してある。更
に、操作レバー16は、基端部16aの片面(裏面)側
に、上記テーパー突起19aと対応するよう反対面(表
面)側に末広がり状となるようにしたテーパー溝19b
を、長手方向に沿い端から所要の長さ範囲に亘り形成
し、且つテーパー溝19bの両脇の肉厚部に、上記ピン
受溝22と連通させるようにするピン孔23を有し、テ
ーパー突起19aにテーパー溝19bを嵌合させてテー
パー嵌合部19を形成したときに、上記ピン孔23及び
ピン受溝22を通してロックピン20を差し込むことが
できるようにしてある。なお、操作レバー16の基端部
16aの一側には、上記差し込んだロックピン20の頭
部を外側に突出させないようにするために、該操作レバ
ー16の先端部側の一側と直線状に連続する如き切り落
し面部16bが形成してある。
【0013】図1(イ)(ロ)(ハ)(ニ)において、
図3(イ)(ロ)と同一部分には同一符号が付してあ
る。
【0014】可変翼10を支持するときの具体的な組み
立て手順を説明すると、圧縮機ケーシング11の支持筒
12に、ブッシュ13を介して可変翼10のスピンドル
9を挿通させた状態において、先ず、スピンドル9の先
端部に、固定用スリーブ21を遊装して、外周の雄ねじ
21aを、支持筒12の先端部内周の雌ねじ12aに螺
合させ、支持筒12内に一杯にねじ込んで下げておくよ
うにする。
【0015】次に、上記固定用スリーブ21の先端面上
にワッシャ14を配置してから、スピンドル9頭部のテ
ーパー突起19aに操作レバー16のテーパー溝19b
を横方向から嵌合させてテーパー嵌合部19を形成させ
るようにし、これにより、スピンドル軸心O1 方向の操
作レバー16の動きを拘束させるようにし、次いで、ロ
ックピン20を、操作レバー基端部16aの切り落し面
部16b側から、一方のピン孔23、テーパー突起19
aのピン受溝22を経て他方のピン孔23に差し込ん
で、操作レバー16の上記テーパー溝19bに沿う方向
への動きを拘束させ、操作レバー16がスピンドル9に
ロックされて保持されているようにする。
【0016】しかる後、支持筒12内にねじ込んで下げ
てあった固定用スリーブ21を逆に一杯に回して操作レ
バー基端部16aの裏面に押し付け、操作レバー16を
固定させるようにし、これにより、スピンドル9とは直
接干渉しない固定用スリーブ21の締め付け力でテーパ
ー突起19aとテーパー溝19bとの嵌合面に固定力を
与え、スピンドル9に操作レバー16を堅固に固定させ
ることができて、がた付きが起らないようにすることが
できる。
【0017】上記のように組み立てた本発明の可変翼の
支持装置においては、テーパー突起19aとテーパー溝
19bとによるテーパー嵌合部19により、スピンドル
9への操作レバー16の結合を行わせるようにしてある
ことから、図3(イ)(ロ)に示す如きスピンドル9に
ねじ軸8を用いた場合のように、締め付けトルクによっ
てねじ切れを起してしまうような心配がなく、したがっ
て、ねじ切れにより廃却品が生じてしまうこともなく、
大幅にコストを低減することができ、又、スピンドル9
にねじを設けないことから、高比強度材の使用が可能と
なり、製品の軽量化による性能向上を図ることができる
ようになる。
【0018】なお、上記実施の形態では、スピンドル9
のテーパー突起19aと操作レバー16のテーパー溝1
9bの嵌合部19の嵌合方向の動きを拘束するためにロ
ックピン20を用いた場合を示したが、固定用スリット
21によって拘束できるため、必要不可欠なものではな
いこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【0019】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の圧縮機可変翼
の支持装置によれば、圧縮機ケーシングの支持筒に、可
変翼のスピンドルを挿入して回転自在に支持させ、該ス
ピンドルを操作レバーを介して回転させることにより上
記可変翼の角度を調整できるようにしてある圧縮機可変
翼の支持装置において、上記スピンドルの頭部に、先端
末広がり状となるようにしたテーパー突起を設けると共
に、上記操作レバーの基端部の片面に、上記スピンドル
のテーパー突起に対応するよう反対面側に末広がり状と
なるようにしたテーパー溝を一方向に設けて、該テーパ
ー溝と上記スピンドルのテーパー突起とからなるテーパ
ー嵌合部によりスピンドルと操作レバーとを連結するよ
うにし、且つ上記支持筒の先端部に固定用スリーブを螺
着配置し、該固定用スリーブで操作レバーをスピンドル
の頭頂方向へ外向きに押して上記テーパー嵌合部に固定
力を与えることにより可変翼を操作レバーに支持させる
ようにした構成としてあるので、従来装置の如き締め付
けトルクによるねじ切れの心配を起すことなく、スピン
ドルに操作レバーを結合することができ、これにより、
圧縮機の可変翼に高比強度材を使用することが可能とな
り、製品の軽量化及び性能向上を図ることができ、又、
ねじ切れに伴う廃却品が発生しないことから、コスト的
にも有利となり、更に、上記テーパー嵌合部に、テーパ
ー突起とテーパー溝の嵌合方向の動きを拘束するための
ロックピンを差し込むようにした構成とすることによっ
て、スピンドルへの操作レバーの結合をより確実に行う
ことができ、信頼性を更に高めることができる、等の優
れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧縮機可変翼の支持装置の実施の一形
態を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は(イ)
のA−A方向矢視図、(ハ)は(イ)のB−B方向矢視
図、(ニ)は(ロ)のC−C方向矢視図である。
【図2】ジェットエンジンの一例を示す概略図である。
【図3】圧縮機で用いられている従来の可変翼支持装置
の一例を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は
(イ)のD−D方向矢視図である。
【符号の説明】
9 スピンドル 10 可変翼 11 圧縮機ケーシング 12 支持筒 16 操作レバー 16a 基端部 19 テーパー嵌合部 19a テーパー突起 19b テーパー溝 20 ロックピン 21 固定用スリーブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機ケーシングの支持筒に、可変翼の
    スピンドルを挿入して回転自在に支持させ、該スピンド
    ルを操作レバーを介して回転させることにより上記可変
    翼の角度を調整できるようにしてある圧縮機可変翼の支
    持装置において、上記スピンドルの頭部に、先端末広が
    り状となるようにしたテーパー突起を設けると共に、上
    記操作レバーの基端部の片面に、上記スピンドルのテー
    パー突起に対応するよう反対面側に末広がり状となるよ
    うにしたテーパー溝を一方向に設けて、該テーパー溝と
    上記スピンドルのテーパー突起とからなるテーパー嵌合
    部によりスピンドルと操作レバーとを連結するように
    し、且つ上記支持筒の先端部に固定用スリーブを螺着配
    置し、該固定用スリーブで操作レバーをスピンドルの頭
    頂方向へ外向きに押して上記テーパー嵌合部に固定力を
    与えることにより可変翼を操作レバーに支持させるよう
    にした構成を有することを特徴とする圧縮機可変翼の支
    持装置。
  2. 【請求項2】 テーパー嵌合部に、テーパー突起とテー
    パー溝の嵌合方向の動きを拘束するためのロックピンを
    差し込むようにした請求項1記載の圧縮機可変翼の支持
    装置。
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