JP2002525519A - 軸受、特に高圧コンプレッサのシャフト用の軸受保持装置 - Google Patents

軸受、特に高圧コンプレッサのシャフト用の軸受保持装置

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JP2002525519A JP2000571154A JP2000571154A JP2002525519A JP 2002525519 A JP2002525519 A JP 2002525519A JP 2000571154 A JP2000571154 A JP 2000571154A JP 2000571154 A JP2000571154 A JP 2000571154A JP 2002525519 A JP2002525519 A JP 2002525519A
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Abstract

(57)【要約】 シャフト端１１３の軸受１４の保持装置は、止めリング１１７と、ナット１２１と、ナット１２１の不意の回転を禁止する制動片１２４とを備える。キャビティ１２を占有するシャフト３３を右側に引いてこのシャフトを取り外すと、制動片１２４に到達し、これを抜き取り、次にナット１２１を緩め引き抜くことができる。すなわち、シャフト端１１３を抜き、シャフト端１１３および保持装置の正面に位置するシャフト端３４を取り外す必要なく、取り外すことができる。シャフト端１１３は、航空機エンジンのターボエンジンの高圧コンプレッサの構成要素となることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ここでは、特に高圧コンプレッサのシャフトを支承するために設けられる軸受
保持装置を記述するが、この応用例は限定的なものではない。
【０００２】 低圧コンプレッサおよびタービン段内に高圧コンプレッサおよびタービン段が
入りくみ、それぞれが、ある段のコンプレッサを対応するタービンに接続する２
本の同心シャフトラインが存在するため、ターボエンジンの組み立てには複雑な
設備が必要である。このような複雑さは、機械の保守中に機械の分解および再組
み立てを行わなければならない時に特に感じられるものである。
【０００３】 高圧コンプレッサに関しては特別な問題が生じる。飛行機エンジンの長手方向
断面図である図１を見ると、ロータ１はステータ２の中心に嵌合され、通常、前
方から後方に向けて一列に配置されたブロワ３、低圧コンプレッサ４、高圧コン
プレッサ５、高圧タービン６、低圧タービン７を備える。これらの要素は全て、
ステータ２の固定羽根と互い違いになりガス流環状管８内に位置する可動羽根を
有し、燃焼室９が、コンプレッサ５と高圧タービン６との間の環状管８上に配置
され、これにより、管８内のより前方で注入燃料を点火し、タービン６および７
を駆動する燃焼ガスを発生することが可能である。また、高圧コンプレッサ５を
高圧タービン６に接続する高圧シャフト列１０と、シャフト列１０のキャビティ
１２内に延在し、低圧コンプレッサ４を低圧タービン７に接続する低圧シャフト
列１１がある。
【０００４】 高圧シャフト列１０は特に高圧コンプレッサのシャフト端１３を備え、その周
囲には、ステータ２のリブ１５によりこの周囲を支承する軸受１４が嵌合される
。より詳細に検討するために図２を参照すると、軸受１４は、インナーレース１
６がシャフト端１３の周囲に通され止めリング１７により所定の位置に保持され
るローラベアリングであり、止めリングもまた、その端面１８からシャフト端１
３の周囲に通されインナーレース１６を後方に押し、シャフト端１３のショルダ
２０に触れる反対側の止めリング１９を押圧することがわかる。止めリング１７
と１９との間におけるインナーレース１６の締め付けは、内面にねじ部２２を具
備し、端面１８の近くのシャフト端１３上に設けられたねじ部２３に螺合される
ナット２１により保持される。すなわち、ナット２１を螺入することにより、止
めリング１７、インナーレース１６、および反対側の止めリング１９が連続して
押し返され、その後、この積み重ねられたものがショルダ２０に押圧される。装
置には制動片２４が付加されるが、その目的は振動の結果生じるナット２１の緩
みを防止することである。この制動片２４はキャビティ１２に嵌入され、シャフ
ト端１３の対応するスプラインに嵌合されるスプライン環２５と、シャフト端１
３の溝２８に嵌合される可とう脚２７の湾曲端２６とによりシャフト端１３内の
定位置に保持される。これら結合手段のうちの前者により、シャフト端１３に対
する制動片２４の回転が禁止され、後者により移動が禁止される。可とう脚２７
にはさらに、湾曲端部２６に隣接した把持タング２９が付加される。ただし制動
片２４はさらに、キャビティ１２から突出し相互噛合する歯３１の間に嵌合され
る歯環３０を備え、これらの相互噛合歯も環状に配設され、部分３２が覆うシャ
フト端１３の端面１８の前方で内部に向かって延在するナット２１の部分３２上
に設置される。より正確には、歯３０が制動片２４の前方に、可とう脚２７が後
方に、湾曲端２６および把持タング２９が脚２７の後方に位置するようにする。
【０００５】 シャフト端１３を備える高圧コンプレッサ５を分解するためには、軸受１４か
らシャフト端を解放（取外し）しなければならない。予備段階は、低圧シャフト
列１１に属しキャビティ１２の主要部分を占める高圧タービンシャフト３３を解
放するために、このタービンシャフトを後方に引いて、低圧タービン７を分解す
ることである。その場合、把持タング２９を押圧し、可とう脚２７を湾曲させる
ことによりこれらタングを機械の軸側にまとめるために、爪を具備する適当な工
具が把持タング２９の周囲に挿入される。すなわち湾曲端２６が溝２８から突出
するため、制動片２４を後方に引いて、シャフト端１３のスプラインからスプラ
イン２５を解放し、歯３１から歯３０を分離することができる。
【０００６】 その場合、歯３１内に挿入した工具を使用することによりナット２１を緩める
ことが可能であるように思われるが、実際にはそのような作業は時期尚早である
。なぜなら、同じく低圧シャフト列１１に属する低圧コンプレッサシャフト３４
は定位置に留まりナット２１の前方に延在するから、すなわち、歯の軸方向の空
間Ｉは、シャフト端１３上のナット２１の嵌合長さＪよりも小さいからである。
したがって、高圧コンプレッサ５の分解を行うためには、さらに低圧コンプレッ
サ４とそのシャフト３４とを分解する必要があるが、これは必ずしも有利である
とは限らない。さらに、低圧コンプレッサ４の分解そのものも困難になり、たと
えば、図示しないギヤボックスなど機械の別の要素を予め分解しなければならな
くなることがある。これら一切のことから、結果として、高圧コンプレッサ５の
分解が、空間Ｉを拡大しても簡単にすることができない長時間かつ辛い作業とな
り、そのため、機械の設計全体を見直さなければならなくなることがあり、また
機械の空間占有容積が増加するおそれがある。
【０００７】 したがって本発明の目的は、ストッパと、締め付けナットと、制動片とを解放
するための事前の手作業を少なくすることにより軸受を支承するシャフト端から
軸受を分離することができるように、これらの部品を備える軸受のそのような保
持装置の分解を容易にすることにある。本発明の長所は、上で記述したようなシ
ャフト列の配置を採用することにより明らかである。なぜなら、シャフト端の端
面の前で部品の分解を行う必要がなくなり、シャフト端が引き抜かれる経路とな
る、片側からの保持装置への接近経路だけで十分であるからである。この目的の
ために保持装置の新しい態様を提案する。本装置は、その最も一般的な設計にお
いて、キャビティの中空シャフト端の周囲に配置され、端面によって制限され、
軸受の止めリングと、リングの締め付けナットと、ナットの制動片とを備え、制
動片は、取り外し可能な固定手段によりシャフト端のキャビティ内に保持され、
ナットおよび制動片上に環状に配設されたかみ合い又は入り組み歯によりナット
に結合される。本装置は、キャビティまでシャフト端の端面を覆い、ナットのね
じ部へねじ込むねじ部を具備する内部をリングが備え、ナットがキャビティ内に
設置され、端面側に向けられキャビティ内のシャフト端上に設けた当接面に押圧
される当接面を備えることを特徴とする。
【０００８】 ターボエンジン、および従来の保持装置を有するターボエンジンの一部分を示
す、すでに記述した図１および図２に加え、以下の図３から図５を用いてこの新
しい装置の性状とその長所を明らかにする。
【０００９】 図２の多くの要素、特に符号１１、１２、１４、１５、１６、１８、１９、２
０、３３および３４を有する要素は図３にも存在するため、これらについて再度
記述することはしない。また、高圧コンプレッサのシャフト端および制動片も存
在するが、これらの部品は、知られている考案による対応する部品１３および２
４と比較すると若干異なる外観および大きさを有するため、ここでは符号１１３
および１２４が付されている。本保持装置はさらに止めリング１１７とナット１
２１を備えるが、これらは既に記述した対応部品１７および２１とはかなり異な
る。事実、止めリング１１７はシャフト端１１３を越えて延在し、シャフト端１
１３の端面１８を覆い、内面にねじ部４１を具備するナット２１の部分３２のよ
うにキャビティ１２の前まで延在する部分４０を有する。一方、ナット１２１は
キャビティ１２内に追いやられ、キャビティ内では、機械の軸の延長線上に、双
方とも円筒形である外側部分４２と内側部分４３とを区別することができる。外
側部分４２は最も薄く、当接面（前方に向いた）の役目を果たすフランジであっ
て、端面１８から遠くないキャビティ１２内のシャフト端１１３上に設けた対応
する当たりフランジ４５に接触するようになるフランジ４４により、他方の部分
から分離される。外側部分４２はシャフト端１１３から突出するまで前方に延在
し、その端部は、止めリング１１７のねじ部４１に嵌合されたねじ部４６を具備
し、内側部分４３は、制動片１２４の歯３０と噛合する既に記述した歯に類似す
るまたはこれと同様な環状の歯３１を、その後端に有する。
【００１０】 同様に機械の後方から引き抜かれるナット１２１を緩めることができるように
するには、低圧タービン７とそのシャフト３３を抜き、次に可とう脚２７で制動
片１２４を把握してこの制動片を抜き取るだけでよいことから、高圧コンプレッ
サの分解がはるかに素早く行われることがわかる。したがって高圧コンプレッサ
５とそのシャフト端１１３は、止めリング１１７を軸受１４に押圧して定位置に
置きながら後方への運動を行うことにより引き抜くことができる。再組み立ては
逆の作業により行われる。
【００１１】 変更されたナット１２１および制動片１２４は図４に別々に示してある。
【００１２】 知られている部品２４と同様の制動片に限定しなければならない制約はない。
たとえば代替の制動片の例は図５では符号２２４が付されている。この例は、軸
方向に延在する可とう脚２７が、円弧状であって円周上で連続する脚４７に置き
換えられている点で前述のものと異なる。この場合も、これらの脚４７が支承す
る湾曲端２６をシャフト端１３または１１３の溝２８から引き出すのに、これら
脚の自由端を押すだけでよい。ここには、部品２４の把持タングと同様であって
、部品１２４にも付加することが可能であろうと思われる把持タング２９も示し
てある。軸方向延長ブリッジ４８は、湾曲端部２６に対向する脚４７を制動片２
２４の残りの部品に接続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術によるターボエンジンの長手方向概略断面図である。
【図２】 従来技術によるターボエンジンの長手方向断面図である。
【図３】 本発明による装置を示す、図２と同様の図である。
【図４】 新規ナットとその制動片の斜視図である。
【図５】 前記部品の代わりに使用することができる新規な制動片を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｆ１６Ｃ 33/58 (72)発明者 ベルトラン，ジヤン−ルイ フランス国、エフ−77000・リブリー・シ ユール・セーヌ、リユ・ドウ・ボー、43 (72)発明者 ラビーニユ，ジエラール・ジヤン フランス国、エフ−77630・アルボンヌ、 リユ・ジヤン・ムラン、879 (72)発明者 ルフエブル，オリビエ・リシヤール フランス国、エフ−77000・ムリユン、ア ブニユ・ドユ・ジエネラル・パトン、78 Ｆターム(参考） 3H022 AA03 BA06 CA01 CA13 CA19 CA59 DA07 3J017 AA02 CA04 CA06 DA10 DB01 3J101 AA02 AA42 AA52 AA62 BA54 BA56 BA71 BA77 FA46 FA48 GA26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャビティ（１２）の中空シャフト端（１１３）の周囲に配
    置され、端面（１８）によって境界が規定される軸受保持装置（１４）であって
    、軸受（１４）の止めリング（１１７）と、リング（１１７）の締め付けナット
    （１２１）と、ナットの制動片（１２４）とを備え、制動片が、取り外し可能な
    固定手段（２５、２６）によりシャフト端のキャビティ（１２）内に保持され、
    ナット（１２１）および制動片（１２４）上に環状に配設された入り組み歯（３
    ０、３１）によりナットに結合されており、リング（１１７）が、キャビティ（
    １２）までシャフト端（１１３）の端面（１８）を覆い、ナット（１２１）のね
    じ部（４６）へねじ込むねじ部（４１）を具備する内側部分（４０）を備え、ナ
    ット（１２１）がキャビティ内に設置され、端面（１８）側に向きキャビティ（
    １２）内のシャフト端（１１３）上に設けた当接面（４５）に係合される当接面
    （４４）を備えることを特徴とする軸受保持装置。
  2. 【請求項２】 ナットが、当接面を構成するフランジ（４４）によって分離
    される薄い外側部分（４２）と厚い内側部分（４３）とから成り、外側部分がね
    じ部（４６）を有し、内側部分が環状歯（３１）を有することを特徴とする請求
    項１に記載の軸受保持装置。
  3. 【請求項３】 固定手段が、環状歯（３０）の反対側にある制動片上の湾曲
    端（２６）の可とう脚（２７、４７）と、キャビティ（１２）内に設けられた湾
    曲端収納溝（２８）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の軸受
    保持装置。
  4. 【請求項４】 可とう脚上の湾曲端の近くに配置された工具把持タング（２
    ９）を備えることを特徴とする請求項３に記載の軸受保持装置。
  5. 【請求項５】 可とう脚が軸に沿っていることを特徴とする請求項３に記載
    の軸受保持装置。
  6. 【請求項６】 可とう脚（４７）が弧状であり、同一円上で連続することを
    特徴とする請求項３に記載の軸受保持装置。
  7. 【請求項７】 ターボエンジン上で使用される装置であって、シャフト端（
    １１３）が高圧コンプレッサ（５）に固設され、その端面（１８）が低圧コンプ
    レッサ（４）側を向き、軸受（１４）がカバー（２）によってシャフト端（１１
    ３）に支承されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の軸受
    保持装置。
JP2000571154A 1998-09-17 1999-09-16 軸受、特に高圧コンプレッサのシャフト用の軸受保持装置 Expired - Lifetime JP4008199B2 (ja)

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