JP2003194076A - 排油構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング内での潤滑油の滞留を防止し、ベ
アリングの損傷防止及びベアリングの円滑な動作確保を
図ることを目的とする。 【解決手段】 管状のハウジング２の内側においてシャ
フト１を支持する中間ベアリング（ベアリング）４へ供
給された潤滑油を排出する排油構造であって、ハウジン
グ２には、シャフト１の回転によってハウジング２の内
側を周回する潤滑油をハウジング２の一方の端部方向へ
向かうように案内する整流部材５が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状のハウジング
の内側においてシャフトを支持するベアリングへ供給さ
れた潤滑油を排出する排油構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関等の一部には、管状のハウジン
グの内側において回転するシャフトを配置する構造が多
く用いられており、例えば、航空機用等のガスタービン
エンジンでは推力発生に用いられるコアローターにシャ
フトを接続してオイルポンプ等の各種補機を駆動してお
り、この補機駆動用のシャフトを管状のハウジング内に
収納した構造が用いられている。この場合、コアロータ
ーから補機までの距離が長くなるとシャフトを長くする
必要があり、このシャフトの長尺化に対応してシャフト
の中間部分をベアリングで支持するようにしている。

【０００３】また、このようなハウジング内に設けられ
たベアリングへの潤滑油の供給は、シャフトの内側に噴
射された潤滑油がシャフトの回転による遠心力によって
シャフトの径方向に設けられた貫通孔からシャフトの外
側に放出され、ベアリングに供給されるといった方法が
採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、管状のハウ
ジング内のベアリングへ供給された潤滑油は、ハウジン
グとシャフトとの隙間を通してハウジングの端部から排
出する方法が採用されており、例えば、ハウジング（シ
ャフトを含む）が上下方向（垂直方向）に配置されてい
るときは重力を利用して潤滑油をハウジング下端より排
出することができる。しかしながら、ハウジングが横方
向（水平方向）に配置されているときは、潤滑油はハウ
ジング内のベアリング近傍に滞留してしまう。特に、ハ
ウジング内の潤滑油はシャフトと接触することでその回
転方向の速度成分を持ち、ハウジングの内周面に沿って
周回することにより滞留しやすい状態となっている。

【０００５】このように、ハウジング内で潤滑油が滞留
すると、ベアリングの一部が潤滑油に埋没してベアリン
グの冷却効率を悪化させ、ひいては温度上昇によりベア
リングの損傷を引き起こすといった問題点を有してい
る。また、ベアリングの一部が油没した状態ではベアリ
ングの円滑な動作を阻害し、シャフトの回転に抵抗を与
えることになる。なお、ハウジングに貫通孔を設けて、
滞留する潤滑油を貫通孔から排出することも考えられる
が、ハウジングの中間付近に排油用のパイプを接続しか
つ吸引装置が新たに必要となるため、コストの点で好ま
しくない。

【０００６】本発明は、以上の課題を解決するものであ
り、ハウジング内で周回する潤滑油を効率よく軸方向へ
方向転換させることにより潤滑油の滞留を防止し、ベア
リングの油没を回避することでベアリングの損傷を防止
するとともに、ベアリングの円滑な動作を確保すること
ができる排油構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、管状のハウジングの内側
においてシャフトを支持するベアリングへ供給された潤
滑油を排出する排油構造であって、ハウジングには、シ
ャフトの回転によってハウジングの内側を周回する潤滑
油をハウジングの一方の端部方向へ向かうように案内す
る整流部材が設けられることを特徴とする。この排油構
造では、周回する潤滑油を整流部材によって軸方向へ向
かう流れに変換するので、例えばハウジングが横方向に
配置されている場合であっても、潤滑油はハウジングの
端部へ向けて容易かつ効率よく流れていき、ハウジング
内での潤滑油の滞留を防止することにより、ベアリング
の油没を回避してベアリングの温度上昇等による損傷を
防止するとともに、ベアリングの円滑な動作を確保する
ことが可能となる。また、ハウジング内に整流部材を設
けるだけで足りるので、コストの点で有利である。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１の排油構
造において、整流部材が、ハウジングの内周に沿って所
定間隔で複数配置されることを特徴とする。この排油構
造では、複数の整流部材がハウジングの内周に沿って所
定間隔で配置されるため、ハウジング内を周回する潤滑
油の向きを効率よく軸方向へ変換することができ、より
一層潤滑油の滞留を防止し、ベアリングの油没を回避す
ることが可能となる。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１または２
の排油構造において、整流部材が、ベアリングの近傍に
配置されることを特徴とする。この排油構造では、整流
部材がベアリングの近傍に配置されるため、ベアリング
近傍で滞留する潤滑油を積極的に軸方向へ流すことによ
り、より一層ベアリングの油没を回避してベアリングの
損傷等を効率よく防止することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態につき図面を参
照して説明する。図１は本発明に係る排油構造の実施形
態を示す断面図である。図１に示すように、内燃機関Ｘ
から補機駆動用のギアボックスＹへ動力を伝達するシャ
フト１と、このシャフト１を覆った状態で配置される管
状のハウジング２と、シャフト１をハウジング２内で支
持する２つの端部側ベアリング３，３ａ及び１つの中間
ベアリング４とを有する構造体において、中間ベアリン
グ４の近傍に整流部材５が設けられている。

【００１１】内燃機関Ｘは、図示のものでは航空機用の
ガスタービンエンジンであり、図１で示すように、ファ
ン１１ａを駆動するファンタービン１１と圧縮機１２を
駆動する圧縮機用タービン１２とからなるコアローター
１３を有している。一方、ギアボックスＹは、内燃機関
Ｘへ燃料を供給する燃料ポンプや潤滑油を供給するオイ
ルポンプ、発電器等（いずれも図示せず）を駆動するも
のであって、各種ギアで接続された複数の駆動軸を有し
ている。

【００１２】シャフト１は、図１に示すように、コアロ
ーター１３の圧縮機用タービン１２のシャフトから歯車
を介して駆動力を取り出すとともに、その駆動力を歯車
を介してギアボックスＹへ伝達するものであり、その回
転軸方向がコアローター１３の回転軸方向に対して略直
交する方向となっている。なお、シャフト１が長尺化す
ると、一体に作製するのが難しいことから、複数（例え
ば二分割した状態）作製してこれらをスプライン等で結
合することで対応している。

【００１３】ハウジング２は、図１に示すように、シャ
フト１を略全長にわたって被覆するように管状のものが
用いられ、さらには内燃機関Ｘ側の外径を小さくかつギ
アボックスＹ側の外径を大きくしたものが使用される。
これは内燃機関Ｘにおいて、コアローター１３を支持す
るストラット（図示せず）内にハウジング２を通すた
め、ハウジング２の外径が大きいとストラット自体を大
きくする必要があり、これでは気体流路（コア流れ及び
バイパス流れの流路）の障害が大きくなるからである。
従って、内燃機関Ｘ側では、シャフト１とハウジング２
との隙間は狭くなっている。

【００１４】端部側ベアリング３，３ａは、図１に示す
ように、ハウジング２の両端においてシャフト１を支持
するものであり、ボールベアリングやローラーベアリン
グなどが用いられる。例えば、内燃機関Ｘ側の端部側ベ
アリング３としてボールベアリングを配置し、一方ギア
ボックスＹ側の端部側ベアリング３ａとしてローラーベ
アリングを配置してもよい。なお、図示のように端部側
ベアリング３，３ａの双方ともボールベアリングを用い
てもよい。

【００１５】中間ベアリング４は、図１に示すように、
ハウジング２内においてシャフト１の中間部分（例えば
略中央部分）を支持するものであり、端部側ベアリング
３，３ａと同様に、ボールベアリングやローラーベアリ
ングなどが用いられる。なお、図示のものでは中間ベア
リング４としてボールベアリングが用いられるが、ロー
ラーベアリングであってもよい。このように中間ベアリ
ング４を配置するのは、シャフト１が長尺化した場合に
シャフト１のたわみ等による振動を抑制するためであ
り、また、前述のように、スプライン等で結合したシャ
フト１では、その結合部分を補強する目的をも有する。
従って、シャフト１の略中央部分で結合しているとき
は、本実施形態のようにシャフト１の略中央部分を支持
するように中間ベアリング４が配置される。

【００１６】ところで、中間ベアリング４への潤滑油の
供給は、図２に示すように行われる。シャフト１の端部
からノズル６によりシャフト１の内側に噴射された潤滑
油は、シャフト１の内周面を伝って貫通孔７より中間ベ
アリング４へ供給される。なお、端部側ベアリング３，
３ａへの潤滑油の供給は、ノズルから潤滑油を直接散布
されることにより行われる。

【００１７】整流部材５は、図１で示すように、中間ベ
アリング４の近傍であって中間ベアリング４よりギアボ
ックスＹ側に設けられている。整流部材５は、図３に示
すように、ハウジング２の内周方向に沿って一定間隔で
複数設けられており、それぞれが湾曲した翼形状に形成
されており、しかも軸方向に起立しかつシャフト１と接
触しないように設置されている。この整流部材５は、周
回する潤滑油をシャフト１（ハウジング２）の軸方向へ
向けて案内するものであって、翼形状に形成されること
で周回方向から軸方向への変換をスムーズに行うように
している。ただし、整流部材として翼形状に限定するも
のではなく、周回方向から軸方向へ変換可能な例えば単
なる板状体であってもよい。さらに、整流部材５の個数
や配置間隔は任意である。

【００１８】また、中間ベアリング４は、ハウジング２
内の内径が大きい部分に配置されており、整流部材５
は、中間ベアリング４近傍で周回する潤滑油を端部側ベ
アリング３ａの方すなわちギアボックスＹへ向かう流れ
に変換するように設定されている。これは、シャフト１
とハウジング２との隙間が広い経路を用いて潤滑油を排
出させるためであり、これに限定されず、整流部材５を
内燃機関Ｘ側に配置して潤滑油を内燃機関Ｘへ向けて排
出してもよい。

【００１９】このように整流部材５が設けられることに
より、中間ベアリング４近傍で周回する潤滑油は、整流
部材５によって軸方向へ向かう流れに変換され、端部側
ベアリング３ａの排油機構（図示せず）から排出され
る。従って、シャフト１が水平方向に配置されたときで
も中間ベアリング４に供給された潤滑油を容易かつ確実
に排出することができる。なお、潤滑油が端部側ベアリ
ング３ａへ向かう間に、シャフトの回転に影響を受けて
次第に周回することが考えられるが、この場合は、整流
部材５をシャフト１の軸方向に沿って間隔を開けて複数
配置することにより、周回する潤滑油を再度軸方向へ変
換することで潤滑油の排出を確実に行うようにしてもよ
い。

【００２０】図４は、整流部材５を中間ベアリング４の
両側に配置した形態を示している。このとき、図中左側
の整流部材５は、周回する潤滑油を図中左側へ向かう流
れに変換するように構成され、また、図中右側の整流部
材５は、潤滑油を図中右側へ向かう流れに変換するよう
に構成される。このように、中間ベアリング４近傍で周
回する潤滑油を左右に振り分けて排出するので排出効率
を向上させることができる。さらに、左右の整流部材５
による作用（軸方向への変換量）を調整して排出経路の
広狭に対応させることも可能である。

【００２１】図５は、整流部材５の他の実施形態を示す
斜視図である。図５に示すように、整流部材５はリング
体８の内周面に設けられている。このリング体８は、ハ
ウジング２内へ挿入可能な外径に形成されている。ここ
で、図１〜図３に示す整流部材５ではハウジング２の内
周面に設けられているが、このような管状のハウジング
２の内周面に複数の突起物（整流部材５）を形成するの
は面倒であり、品質の確保が難しいといった問題があ
る。

【００２２】これに対し、図５で示すようにリング体８
を用いることにより、各整流部材５は先ずリング体８の
内周面に容易に形成されることでハウジング２への装着
前に品質を十分確認できるといった利点がある。さら
に、ハウジング２内ではリング体８をハウジング２内周
面に固着するといった簡単な作業で完了するため、作製
に要する作業の容易化を図ることができる。なお、この
リング体８は、中間ベアリング４の外輪と一体に設けら
れ、いわゆる整流部材５を備えた中間ベアリング４とす
ることも可能である。

【００２３】なお、前記実施の形態において示した各構
成部分の諸形状や組み合わせ、並びに手法等は一例であ
って、本発明の趣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。また、上記実施形態
では、内燃機関ＸからギアボックスＹへ駆動力を伝達す
るシャフト１への適用例を示したが、これに限定され
ず、管状のハウジング２内でシャフト１をベアリングで
支持する構造体に対して適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る排
油構造は、周回する潤滑油を整流部材によって軸方向へ
向かう流れに変換するので、例えばハウジングが横方向
に配置されている場合であっても、潤滑油はハウジング
の端部へ向けて容易かつ効率よく流れていき、ハウジン
グ内での潤滑油の滞留を防止することにより、ベアリン
グの油没を回避してベアリングの温度上昇等による損傷
を防止するとともに、ベアリングの円滑な動作を確保す
ることができる。また、ハウジング内に整流部材を設け
るだけで足りるので、コストの点で有利である。

【００２５】請求項２に係る排油構造は、複数の整流部
材がハウジングの内周に沿って所定間隔で配置されるた
め、ハウジング内を周回する潤滑油の向きを効率よく軸
方向へ変換することができ、より一層潤滑油の滞留を防
止し、ベアリングの油没を回避することができる。請求
項３に係る排油構造は、整流部材がベアリングの近傍に
配置されるため、ベアリング近傍で滞留する潤滑油を積
極的に軸方向へ流すことにより、より一層ベアリングの
油没を回避してベアリングの損傷等を効率よく防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る排油構造の実施形態を示す断面
図である。

【図２】 図１の要部を拡大した断面図である。

【図３】 整流部材を示す斜視図である。

【図４】 本発明に係る排油構造の他の実施形態を示す
断面図である。

【図５】 整流部材の他の実施形態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

Ｘ 内燃機関 Ｙ ギアボックス １ シャフト ２ ハウジング ３，３ａ 端部側ベアリング ４ 中間ベアリング（ベアリング） ５ 整流部材 ８ リング体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状のハウジングの内側においてシャフ
   トを支持するベアリングへ供給された潤滑油を排出する
   排油構造であって、 前記ハウジングには、前記シャフトの回転によって該ハ
   ウジングの内側を周回する前記潤滑油を該ハウジングの
   一方の端部方向へ向かうように案内する整流部材が設け
   られることを特徴とする排油構造。
2. 【請求項２】 前記整流部材は、前記ハウジングの内周
   に沿って所定間隔で複数配置されることを特徴とする請
   求項１記載の排油構造。
3. 【請求項３】 前記整流部材は、前記ベアリングの近傍
   に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の
   排油構造。