JP2002201901A - スプライン締結構造 - Google Patents

スプライン締結構造

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JP2002201901A
JP2002201901A JP2000401019A JP2000401019A JP2002201901A JP 2002201901 A JP2002201901 A JP 2002201901A JP 2000401019 A JP2000401019 A JP 2000401019A JP 2000401019 A JP2000401019 A JP 2000401019A JP 2002201901 A JP2002201901 A JP 2002201901A
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JP
Japan
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spline
rotating shaft
lubricant
splines
discharge hole
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JP2000401019A
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English (en)
Inventor
Haruhiko Yamazaki
晴彦 山崎
Tomoyuki Tanaka
智之 田中
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IHI Corp
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IHI Corp
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプラインの噛合せ隙間に積極的に潤滑剤を
流すと共に勢い良く潤滑剤を噴出させる。 【解決手段】 圧縮機ロータ36の回転軸37とタービ
ンロータ43の回転軸44とが噛合い動力の伝達を行う
よう両回転軸37,44にスプライン38,46を形成
し、且つスプライン38,46の噛合せ隙間50に一方
の回転軸37に設けた流入孔42から潤滑剤を流して他
方の回転軸44に設けた吐出孔48より回転軸44の径
方向外側に潤滑剤を噴出させるようにしたスプライン締
結構造であって、両回転軸37,44の軸心からスプラ
イン38,46の噛合せ隙間50までの両回転軸37,
44の径方向距離を、流入孔42から吐出孔48へ向う
に従って大きくするよう形成する。

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
においてタービンロータと圧縮機ロータとの間で動力を
伝達するスプライン締結構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ジェットエンジンの圧縮機ロータとター
ビンロータは回転軸により連結されており、回転軸には
動力を伝達するスプライン締結構造を設けている。
【0003】図3、図4は、ジェットエンジンに使用さ
れるスプライン締結構造の一例であり、圧縮機ロータ1
には小径中空状の回転軸2を一体的に連結し、タービン
ロータ3には大径ロータ状の回転軸4を連結している。
【0004】圧縮機ロータ1の回転軸2における後方外
周には外歯状のスプライン5を形成し、回転軸2のスプ
ライン前方の外周には周方向に沿って突出する段部6を
備え、回転軸2のスプライン後方の後端外周にはネジ溝
7を形成し、スプライン5とネジ溝7の間には、回転軸
2の中空部8の内方より外方へ貫通する流入孔9を備え
ている。
【0005】又、圧縮機ロータ1の回転軸2における中
空部8の後方内部には、流入孔9へ潤滑剤のオイルが流
れるようオイルを溜め得るオイル室10を備えており、
オイル室10は、流入孔9が位置する中空部8の内側壁
面11と、内側壁面11に固着する仕切壁12を備え且
つ中空部8の内側において回転軸2と略平行に回転軸後
方へ延在する筒体壁面13と、ジェットエンジンの外側
ケース14より延在して中空部8の内側壁面11及び筒
体壁面13に当接し且つ流入孔9へ通じる連通孔15を
備えたフレーム壁面16とから構成されている。
【0006】一方、タービンロータ3の回転軸4におけ
る中空部17の後方内周には、圧縮機ロータ1側のスプ
ライン5に噛合し得るよう内歯状のスプライン18を形
成し、回転軸4のスプライン前方の内周には、圧縮機ロ
ータ1における回転軸2の段部6に接する段部19を備
え、段部19とスプライン18の間には、回転軸4の内
方より外方へ貫通する吐出孔20を備え、回転軸4のス
プライン後方の内周には、圧縮機ロータ1の回転軸2に
当接すると共に圧縮機ロータ1の回転軸2のネジ溝7に
螺合するナット21により軸方向に押えられるフランジ
22を備えている。
【0007】ここで、圧縮機ロータ1のスプライン5と
タービンロータ3のスプライン18とが噛合う部分の噛
合せ隙間23には段部6,19とフランジ22により流
路を形成して潤滑剤のオイルが流れるようになってお
り、噛合せ隙間23の後側には流入孔9に通じる空間2
4を備え、噛合せ隙間23の前側には吐出孔20に通じ
る空間25を備えている。
【0008】又、タービンロータ3の回転軸4には、ブ
レード26に延在するフレーム27が補強されるよう回
転軸4と略平行に延在する補強用円筒部材28を備え、
補強用円筒部材28は、回転軸4と略平行に延在する軸
受け用円筒部材29により作動ベアリング30を介して
支持されており、作動ベアリング30は、軸受け用円筒
部材29の裏面に形成された凹部31より連通孔32を
介してオイルが供給されるようになっている。
【0009】ジェットエンジンが定常的に駆動されてい
る場合には、燃焼ガスによりタービンロータ3が回転さ
せられて回転軸4が回転し、回転軸4の回転によりスプ
ライン5,18を介して伝達される動力により回転軸2
が回転し、回転軸2の回転により圧縮機ロータ1が回転
する。
【0010】又、圧縮機ロータ1の回転軸2及びタービ
ンロータ3の回転軸4が回転する際には、遠心力により
吐出孔20から軸受け用円筒部材29の凹部31に向け
てオイルを噴出させると共にオイル室10よりスプライ
ン5,18の噛合せ隙間23にオイルを流す。
【0011】このため、スプライン5,18の噛合せ隙
間23に流れるオイルはスプライン5,18の噛合せに
よる摩耗を低減し、凹部31に吹付けられたオイルは軸
受け用円筒部材29の連通孔32を通じて作動ベアリン
グ30を潤滑する。
【0012】なお、33は、外側ケース14より延在す
るフレーム34によりタービンロータ3の補強用円筒部
材35を支持するよう、補強用円筒部材35に設けられ
てフレーム34に接する作動ベアリングを示している。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スプラ
イン5,18の噛合せ隙間23を流れるオイルが少ない
場合には、スプライン5,18の噛合せによる摩耗が増
加するという問題があり、同時に吐出孔20より噴出す
るオイルも減少し、作動ベアリング30に供給されるオ
イルも低下して作動ベアリング30を急速に劣化させる
という問題がある。
【0014】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、スプラインの噛合せ隙間に潤滑剤を積極的に流すと
共に勢い良く潤滑剤を噴出させるスプライン締結構造を
提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のスプライン締結
構造は、圧縮機ロータの回転軸とタービンロータの回転
軸とが噛合い動力の伝達を行うよう前記両回転軸にスプ
ラインを形成し、且つ前記スプラインの噛合せ隙間に一
方の回転軸に設けた流入孔から潤滑剤を流して他方の回
転軸に設けた吐出孔より回転軸の径方向外側に潤滑剤を
噴出させるようにしたスプライン締結構造であって、前
記両回転軸の軸心からスプラインの噛合せ隙間までの両
回転軸の径方向距離を、流入孔から吐出孔へ向うに従っ
て大きくするよう形成したものである。
【0016】又、本発明のスプライン締結構造は、回転
軸を支持するベアリングに向け、潤滑剤が噴出するよう
吐出孔を設けてもよい。
【0017】従って、回転軸が回転する際には、スプラ
インの噛合せ隙間において潤滑剤が流入孔から吐出孔に
向かうよう遠心力が作用するので、スプラインの隙間に
潤滑剤を積極的に流すと共に吐出孔より勢い良く噴出さ
せ、結果的にスプラインの噛合せによる摩耗を防止する
ことができる。
【0018】又、回転軸を支持するベアリングに向け、
潤滑剤が噴出するよう吐出孔を設けると、ベアリングに
一層潤滑剤を供給し得るので、急速なベアリングの劣化
を確実に防止することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。
【0020】図1、図2は本発明のスプライン締結構造
を実施する形態例であり、図中、図3、図4と同一の符
号を付した部分は同一物を表している。
【0021】圧縮機ロータ36の回転軸37における後
方外周には外歯状のスプライン38を形成し、回転軸3
7のスプライン前方の外周には周方向に沿って突出する
段部39を備え、回転軸37のスプライン後方の後端外
周にはネジ溝40を形成し、スプライン38とネジ溝4
0の間には、回転軸37の中空部41の内方より外方へ
貫通する流入孔42を備えている。
【0022】一方、タービンロータ43の回転軸44に
おける中空部45の後方内周には、圧縮機ロータ36の
スプライン38に噛合し得るよう内歯状のスプライン4
6を形成し、回転軸44のスプライン前方の内周には、
圧縮機ロータ36における回転軸44の段部39に接す
る段部47を備え、段部47とスプライン46の間に
は、回転軸44の内方より外方へ貫通する吐出孔48を
備え、回転軸44のスプライン後方の内周には、圧縮機
ロータ36の回転軸37に当接すると共に圧縮機ロータ
36の回転軸37のネジ溝40に螺合するナット21に
より軸方向に押えられるフランジ49を備えている。
【0023】ここで、圧縮機ロータ36のスプライン3
8とタービンロータ43のスプライン46とが噛合う部
分の噛合せ隙間50には段部39,47とフランジ49
により流路を形成して潤滑剤のオイルが流れるようにな
っており、回転軸37,44の軸心からスプライン3
8,46の噛合せ隙間50までの回転軸37,44の径
方向距離は、噛合せ隙間50の流入孔側端部から吐出孔
側端部へ向うに従って徐々に大きくなるよう形成されて
いる。更に、噛合せ隙間50の後側には流入孔42に通
じる空間51を備え、噛合せ隙間50の前側には吐出孔
48に通じる空間52を備えている。
【0024】以下、本発明の実施の形態例の作用を説明
する。
【0025】圧縮機ロータ36の回転軸37及びタービ
ンロータ43の回転軸44が回転する際には、噛合せ隙
間50の流入孔側端部から吐出孔側端部へ向うに従って
オイルに作用する遠心力が強くなり、噛合せ隙間50の
オイルを積極的に吐出孔48に向かって流すと共に勢い
良く噴出させ、噴出したオイルは、軸受け用円筒部材2
9の凹部31に吹付けられて連通孔32を介し作動ベア
リング30を潤滑する。
【0026】このように、スプライン38,46の隙間
50においてオイルを積極的に流すと共に吐出孔48よ
り勢い良く噴出させるので、スプライン38,46の噛
合せによる摩耗を防止することができる。
【0027】又、回転軸37,44を支持する作動ベア
リング30に向け、オイルが噴出するよう吐出孔48を
設けると、作動ベアリング30に一層オイルを供給し得
るので、急速な作動ベアリング30の劣化を確実に防止
することができる。
【0028】なお、本発明のスプライン締結構造は上述
した実施の形態のみに限定されるものではなく、潤滑剤
を噴出させる場所は、潤滑を必要とする場所ならばどの
ような場所でもよいこと、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。
【0029】
【発明の効果】本発明のスプライン締結構造によれば、
下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0030】I)回転軸が回転する際には、スプライン
の噛合せ隙間において潤滑剤が流入孔から吐出孔に向か
うよう遠心力が作用するので、スプラインの隙間に潤滑
剤を積極的に流すと共に吐出孔より勢い良く噴出させ、
結果的にスプラインの噛合せによる摩耗を防止すること
ができる。
【0031】II)回転軸を支持するベアリングに向
け、潤滑剤が噴出するよう吐出孔を設けると、ベアリン
グに一層潤滑剤を供給し得るので、急速なベアリングの
劣化を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスプライン締結構造の実施の形態例を
示す縦断側面図である。
【図2】本発明のスプライン締結構造の実施の形態例を
拡大した縦断側面図である。
【図3】従来のスプライン締結構造の一例を示す縦断側
面図である。
【図4】従来のスプライン締結構造の一例を拡大した縦
断側面図である。
【符号の説明】
30 作動ベアリング(ベアリング) 36 圧縮機ロータ 37 回転軸 38 スプライン 42 流入孔 43 タービンロータ 44 回転軸 46 スプライン 48 吐出孔 50 噛合せ隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 57/04 F16H 57/04 Q F16D 1/06 E Fターム(参考) 3G002 AA08 AA09 AB00 3H022 AA03 BA06 CA07 CA47 DA13 3J063 AA21 BA11 XD03 XD22 XD33 XD41 XE15 XE18 XF06 XF30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機ロータの回転軸とタービンロータ
    の回転軸とが噛合い動力の伝達を行うよう前記両回転軸
    にスプラインを形成し、且つ前記スプラインの噛合せ隙
    間に一方の回転軸に設けた流入孔から潤滑剤を流して他
    方の回転軸に設けた吐出孔より回転軸の径方向外側に潤
    滑剤を噴出させるようにしたスプライン締結構造であっ
    て、前記両回転軸の軸心からスプラインの噛合せ隙間ま
    での両回転軸の径方向距離を、流入孔から吐出孔へ向う
    に従って大きくするよう形成したことを特徴とするスプ
    ライン締結構造。
  2. 【請求項2】 回転軸を支持するベアリングに向け、潤
    滑剤が噴出するよう吐出孔を設けた請求項1記載のスプ
    ライン締結構造。
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