JP3180155B2 - 非常用油霧潤滑システム - Google Patents

非常用油霧潤滑システム

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、潤滑システム特に、ハウジング内の構成要
素のための油を豊富に含む大気を作り出すべく潤滑用油
霧を提供するため一次潤滑システムの故障時に油霧を提
供する非常用潤滑システムに関する。
発明の背景 非常用又は二次潤滑システムは、一次潤滑システムの
故障中に装置に潤滑を提供するものとして良く知られて
いる。
航空機といつた精巧な装置は、非常用潤滑システム
が、装置の連続的作動を可能にするのに充分な時間、可
動部分を潤滑し作動することを必要としている。航空機
の一次潤滑システムの故障は、衝撃損傷、潤滑ポンプの
故障又はシステムの漏れによる潤滑損失といつた数多く
の事象をいずれからでも発生しうる。
装置に対して必要とされる潤滑を提供するようにいく
つかのタイプの非常用つまり二次潤滑システムが使用さ
れてきた。個々の構成要素を潤滑するために、潤滑用ウ
イック（燈心）が提供された。潤滑用ウイックは、オイ
ルタンクから潤滑油を潤滑しようとする箇所へ引き出す
ように設計された吸収性ウイックである。また、小規模
の再潤滑システムに対しては、個々の構成要素のための
潤滑用ジェットが提供された。装置の個々の構成要素に
対して油の流れを送り出すため、空気吸引ノズルが用い
られた。さらに装置の非常用潤滑油供給源として露受け
（drip pan）〔潤滑油のしずく受け〕が用いられた。
これらの既存の非常用潤滑システムは、多数の可動部
品のために非常用潤滑が必要とされる場合に、欠点を有
する。なぜならば、潤滑しようとする各可動部品に対し
て別別の専用のアプリケータを数多く必要とし、非常用
潤滑システムにとっては望ましくない重量の増加及び空
間の減損をひき起すからである。このようなアプリケー
タのうちのいずれか１つでも故障すると、その他の部品
は潤滑を受けることができるものの、その部品に対する
潤滑の損失がひき起こされる。専用のアプリケータを伴
う先行技術の非常用潤滑システムは、各可動部分に油の
流れを提供するため大量の油を必要とする。露受けを用
いた非常用潤滑システムは、航空機に搭載されたギヤボ
ックス内のさまざまな傾動姿勢において使用不可能であ
り、作動時間を延長するためサイズが制限されているオ
リフィスは、詰まりやすい。すなわち作動時間を最大に
するために、非常用潤滑システムにオリフィスのような
狭い絞りを設けることは望ましいことであるが、流路内
の狭い絞りは、小さな粒子によってさえつまりやすい。
さらに、流路がつまることは、ギヤボックスの１個又は
１個以上の部品の潤滑が不適当になることを意味する。
従つてこれらの問題点を克服し、潤滑を必要とする全て
の部品に適切な油を提供し、さらに一次潤滑システムの
損失の後長い時間装置が作動できるようにするような二
次つまり非常用潤滑システムに対するニーズが発生し
た。
発明の概要 本発明非常用油霧潤滑システムは、非常事態の場合に
作動させられるギヤボックス用バックアップ油潤滑シス
テムすなわち二次油潤滑システムを備えている。このバ
ックアップ油潤滑システムは、ギヤボックスに対する一
次すなわち主油潤滑システムがその圧力を喪失した場合
にギヤボックス内に油霧を提供するように設計されてい
る。ギヤボックス潤滑システムの通常の作動の間は、非
常用システムに対する油タンク又は油源は、一次すなわ
ち主潤滑システムによって充てんされる。非常用オイル
タンクは、正常な作動の間は油を保持している。一次潤
滑システム内の圧力が喪失する場合、すなわち一次潤滑
システムが圧力降下を生じる場合に、非常用油霧潤滑シ
ステムは、１つ又は多数の油霧ノズルに空気圧を加え
る。油霧ノズルは、非常用オイルタンクに連結されてい
る。油霧ノズルを通過して流れる空気は、非常用オイル
タンクからベンチュリ作用によって油を引き出す。この
油は油霧ノズルによって霧化され、ギヤボックス内に潤
滑用油霧を発生させて、可動部品を潤滑する。
本発明の非常用潤滑油霧システムは、先行技術に基づ
く非常用潤滑システムに関して以上に記した欠点を克服
するものである。本発明の非常用油霧潤滑システムは、
各々の部品専用のノズルを伴う先行技術システムに比
べ、一定数の可動部品を潤滑するのに使用する油の量が
少ない。ギヤボックス全体を、油霧によって潤滑するの
に１つのノズルを使用することは、１群の別別のノズル
が必要とするよりも少ない油を必要とする。本発明の非
常用油霧潤滑システムが、可動部品を潤滑するのに使用
する油の量が少ないのは次の理由による。すなわち、１
群の別別のノズルにおいては、潤滑しようとする各可動
部品に対して１つのノズルが必要である。本発明油霧潤
滑システムにおいては、単一のノズルを持つ１つのシス
テムによってギヤボックス全体を潤滑できるからであ
る。本発明の１実施例においては、１つ以上の霧化ノズ
ルを設けてもよい。１つ以上の霧化ノズルを設けること
は、次の２つの理由で有利である。第１の理由は、若干
のギヤボックス設計に対しては、ギヤボックスは１つ以
上の区画、空洞又は室を備えている。１つ以上の区画を
持つギヤボックスに対しては、単一の霧化ノルは１つの
区画だけに潤滑用油霧を提供できる。残余の区画は、非
常用油霧潤滑シテムによっては潤滑油を供給できない。
残余の区画に潤滑用油霧を供給するために、追加の霧化
ノズルを設ける。第２の理由は、多数の霧化ノズルを持
つ設計に対しては、１つの霧化ノズルがつまるか又は損
傷を受ける場合又はその他の理由で適正に作動できない
場合に、追加の霧化ノズルが、ギヤボックスに潤滑用油
霧を供給できる。非常用油霧潤滑システムは、このシス
テムを通って潤滑油が再循環させられるか又は１回以上
潤滑させられることを必要としない。ギヤボックスが本
発明のような非常用油霧潤滑システムを持たなくて、主
潤滑システムが傷つけられた後にギヤボックスが作動さ
せられる場合、ギヤボックスは恒久的に損傷を与えられ
る。本発明非常用油霧潤滑システムを持つギヤボックス
内で主潤滑システムの機能が止まって後に、非常用油霧
潤滑システムが、ギヤボックスを所定時間作動させる。
図面の簡単な説明 本発明をさらに完全に理解し、その他の利点を認識す
るため、添付図面と結びつけて印された好ましい実施態
様についての以下の説明を参照されたい。なお図中、 図1A及び1Bは、本発明の非常用油霧潤滑システムを含
む航空機回転翼のギヤボツクスアセンブリを示してい
る。
図２は、図1Bのライン1A−1Aに沿う断面図である。
図３は、図１のギヤボックスの部分平面図である。
図４は、図３のラインＢ−Ｂに沿うギヤボックスの拡
大断面図である。
図５は、本発明の非常用油霧システム内に用いられる
霧化ノズルの拡大断面図である。
詳細な説明 図1A及び1Bは、本発明の非常用油霧潤滑システムの内
蔵するテイルト回転翼の航空機（図示せず）のための複
合プロペラ回転翼ギヤボツクス（complex prop rotor g
ear box）８を示している。ギヤボックス８に、非常用
油霧潤滑システムの１部として複数の霧化ノズル22が設
けられている。複合プロペラ回転翼のギヤボックスは複
数の区画を備えている。またギヤボックス８の寸法は大
きい。又ギヤボックス８は、図２に示すように複数の大
きい潤滑しようとする区画を備えている。このような特
徴のために、複数の霧化ノズル22をギヤボックス８内に
組み入れることは好適である。ギヤボツクス８全体を通
して又霧化ノズル22の近くに、多数のオイルタンク16
（図４参照）が位置づけされている。図２に示す可動部
品のギヤボックス８内の回転によってギヤボックス８内
に空気の乱流及び循環が引き起される。したがって油霧
40の中の細かい油滴が分配されているために、ギヤボッ
クス８内部を通しての空気及び可動部品の動きと共に油
霧は循環する。数多くの霧化ノズル22は、システム内に
冗長性を提供すべく霧化ノズル22により分配された細か
い油滴の油を豊富に含む大気を作り出す。
図２は、図1Bの1A−1Aに沿うギヤボックス８の断面図
である。
図３及び図４を参照すると、図３は、ギヤボツクス８
の部分平面図であり、図４は全体として10という参照番
号で識別された本発明に基づく非常用油霧システムをさ
らに詳細に示すため図３のラインＢ−Ｂに沿うギヤボッ
クスの拡大断面図である。
この非常用油霧システム10は、テイルト回転翼航空機
（図示せず）内で用いるための複合プロペラ回転翼ギヤ
ボツクス８の内側で可動部品に対する潤滑を提供する。
正常運転の間、主潤滑ライン14からの潤滑油が、ギヤボ
ツクス８内に組み込まれた非常用オイルタンク16を充て
んする。図４に示す非常用油霧システム10において、主
潤滑ライン14は非常用油霧システム10の頂部に配置さ
れ、エンジンの抽気28は非常用油霧システム10の底部に
配置されている。したがって一次潤滑供給源の損失後非
常用のオイルタンク16内に潤滑油が保持されるように、
オイルタンク16の上部には注入口18が位置づけされてい
る。エンジン始動時における油圧低下を防ぐように油流
量を制限し、廃棄物がタンク16内に入るのを防ぐように
フィルタを提供するため、タンクの注入口18にはふるい
付き絞り弁20が位置づけられている。一実施態様におい
ては、絞り弁20はタンク16がエンジンの始動後１分の間
に満タンになることができるようにする。
油霧ノズル22は、タンク16の底から油を引き出すため
にタンク16の底面に取り付けられており、エンジンの運
転停止の間には、油はタンク16から油霧ノズルを通って
重力によって一次供給源へ戻ることになる。この油霧ノ
ズル22は、プロペラ回転翼ギヤボツクス８の意図された
全ての姿勢の間タンク16の底から油を引き出すように位
置づけされており、又潤滑にとつて重要な部域に油霧を
照準して油霧が接触した最初の構成要素としてこれらの
重要な部域上で油霧が凝縮することになるような場所に
置かれている。油は、油霧ノズル22から油霧として分散
され、ギヤボツクス８の空間24全体を満たし、油を豊富
に含む雰囲気を作り出す。ギヤボツクス８のギヤ及び軸
受はこれらを通して空気を移動させ、ギヤボツクス構成
要素は、ギヤボツクス８内でこの油霧を移動させるにつ
れて潤滑を受けることになる。
霧化ノズル22は、エンジンの抽気28を空気供給源とす
るケース通路26を通して供給された空気の作用下で油霧
を生成する。当然のことながら、適切な油霧を提供する
ため霧化ノズル22に対しその他の適当な空気供給源を供
給することも可能である。例えば、航空機に搭載された
補助コンプレツサ又は航空機に付加された特殊なコンプ
レツサも、適切な空気供給源を提供するのに用いること
ができる。エンジンの抽気28の導入は、一次潤滑システ
ム内の低圧の表示を受けとつた時点で航空機のパイロツ
トにより手動式に制御されてもよいし、或いは又、機尾
の方の空気供給源は一次システム内の油圧が予め定めら
れた点まで降下した時点で自動式に起動されてもよい。
図５は、本発明の非常用油霧システム10の霧化ノズル
22を示している。この霧化ノズル22は、空気噴霧ノズル
である。したがって空気が空気取入口30に送り込まれ
て、空気キャップ32へ通過し、空気環34から外へ出ると
きに、空気噴霧ノズルが作動する。空気環34から外に出
る空気は、給油ライン38の開口部36に低圧領域を作り出
し、油が空気環34内を通る空気流によって噴霧される場
合に、タンク16（図示せず）及び給油ライン38から油を
引き出す。その結果、開先角度が約30度の中実円錐形パ
ターンの油霧40が、装置ケーシングの内部を覆うように
提供される。油霧内の油滴のサイズは、直径0.5ミクロ
ン乃至10ミクロンである。最終ノズルフイルタ42はタン
ク16内の粒子をオリフイス36に到達する以前にろ過する
よう寸法決定されている。霧化ノズル22の設計は、この
非常用油霧システム10の作動にとつて重要である。空気
環34は、１分あたり約0.05ポンドという低い空気流量を
維持するのに充分小さく寸法決定される。霧化ノズル
は、比較的低い圧力である7p.s.i.gで作動する。給油ラ
イン38の開口部36は、非常用油霧システム10の公称運転
条件下で１時間あたり25立方インチの油流量を提供すべ
く寸法決定されている。油流量は、油の注入口18の流体
圧力に伴い変化することになる。霧化ノズル22の油流量
は、一時間あたり10乃至40立方インチまで変化するが、
注入口18の流体圧力は非常用潤滑システム10の一実施態
様において油−2.0インチから＋10.0インチまで変化す
る。
本発明はその特定の一実施態様について記述されてき
たが、さまざまな変更及び修正が当業者に示唆される可
能性もあり、本発明は以下のクレームの範囲内に入るも
のとしてこのような変更及び修正を内含するものと考え
られている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−34904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−49069（ＪＰ，Ａ) 米国特許4284174（ＵＳ，Ａ) 米国特許4717000（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 57/00 - 57/04 F01M 1/08

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ケーシング内に収納された可動構成要素
    を、該要素を潤滑するための一次潤滑システム内の油圧
    の降下時点で潤滑するための非常用油霧潤滑システムに
    おいて、 − 潤滑油の供給を保持するためのオイルタンク、 − 一次潤滑システムからこのオイルタンクを充てんす
    るための手段； − 始動中に一次潤滑システムの圧力降下が発生しない
    ように一次潤滑システムから前記オイルタンクへの油の
    流量を調節するための手段；及び − 一方の端部ではオイルタンクから油を受けとり反対
    側の端部に形成されたオリフイスで油霧を排出するため
    中を通り抜ける形で形成された油通路を有する油霧ノズ
    ル を含み、この油霧ノズルにはこのノズルの前記反対側の
    端部で開放した空気通路及び前記一方の端部には空気供
    給源に対する通常閉鎖された連結部分がついており、こ
    のため、この油霧ノズルが前記空気供給源に対する空気
    通路連結部分の開放により起動されたとき、このノズル
    から油霧が分散され、油を豊富に含む雰囲気を生み出し
    ケーシング内の可動構成要素を潤滑するようになつてい
    ることを特徴とする非常用油霧潤滑システム。
  2. 【請求項２】一次潤滑システムから前記オイルタンクへ
    の油の流量を調節するための前記手段は、絞り弁を含ん
    でいる請求の範囲第１項に記載の非常用油霧潤滑システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記空気供給源は、航空機エンジンのブリ
    ード空気（抽気）である請求の範囲第１項に記載の非常
    用油霧潤滑システム。
  4. 【請求項４】前記空気供給源は補助エアコンプレツサで
    ある請求の範囲第１項に記載の非常用油霧潤滑システ
    ム。
  5. 【請求項５】前記油霧ノズルの前記反対側の端部にある
    空気通路は前記油霧ノズルの前記オリフイスをとり囲む
    環である請求の範囲第１項に記載の非常用油霧潤滑シス
    テム。
  6. 【請求項６】前記環は１分あたり0.05ポンドの空気流量
    を可能にするよう寸法決定されている請求の範囲第５項
    に記載の非常用油霧潤滑システム。
  7. 【請求項７】前記油霧ノズルの前記オリフイスは、１時
    間あたり25立方インチの油流量を供給すべく前記環を伴
    つて寸法決定されている請求の範囲第５項に記載の非常
    用油霧潤滑システム。
  8. 【請求項８】−潤滑油の供給を保持するための第２のオ
    イルタンク −一方の端部において前記第２のオイルタンクから油を
    受けとり反対側の端部に形成されたオリフイスにて油霧
    を排出するため中を通り抜ける形で形成された油通路を
    もつ第２の油霧ノズル、 をさらに含み、この第２の油霧ノズルは前記第２の油霧
    ノズルの前記反対側端部にて開放している空気通路を有
    し、前記一方の端部には空気供給源に対する通常閉鎖し
    た連結部分を有し、このため前記第２の油霧ノズルが前
    記空気供給源に対する前記空気通路連結部分の開放によ
    つて起動された時点で、この第２の油霧ノズルから油霧
    が分散され油を豊富に含む雰囲気を作り出し、ケーシン
    グ内の可動構成要素を潤滑することになる請求の範囲第
    １項に記載の非常用油霧潤滑システム。
  9. 【請求項９】ケーシング内に収納された可動構成要素
    を、該要素を潤滑するための一次潤滑システム内の油圧
    降下時点で潤滑するための非常用油霧潤滑システムにお
    いて、 − 潤滑油の供給を保持するためのオイルタンク、 − 一次潤滑システムからこのオイルタンクを充てんす
    るための手段、 − 油霧ノズルの一方の端部において前記オイルタンク
    から排出してくる油を受け入れこのノズルの反対側の端
    部に形成されたオリフイスにてケーシング内へ油を排出
    するための中を通り抜ける形で形成された油通路を有し
    前記オイルタンクの底面に位置づけされた油霧ノズル、 を含み、この油霧ノズルは前記反対側の端部にて開放し
    ている空気通路を有し、前記一方の端部には空気供給源
    に対する通常閉鎖された連結を有し、このため、この空
    気供給源への前記空気通路の連結部分の開放により前記
    油霧ノズルが起動された時点で前記オリフイスから油霧
    が分散され油を豊富に含む雰囲気を作り出してケーシン
    グ内の可動構成要素を潤滑するようになつていることを
    特徴とする非常用油霧潤滑システム。
  10. 【請求項１０】一次潤滑システムの圧力降下が発生しな
    いように前記オイルタンクの充てんの間一次潤滑システ
    ムからの油の流量を調節するための手段がさらに含まれ
    ている請求の範囲第９項に記載の非常用油霧潤滑システ
    ム。
  11. 【請求項１１】一次潤滑システムから前記オイルタンク
    への油の流量を調節するための前記手段が、絞り弁を含
    んでいる請求の範囲第10項に記載の非常用油霧潤滑シス
    テム。
  12. 【請求項１２】前記空気供給源は航空気エンジンのブリ
    ード空気（抽気）である請求の範囲第９項に記載の非常
    用油霧潤滑システム。
  13. 【請求項１３】前記空気供給源は補助エアコンプレツサ
    である請求の範囲第９項に記載の非常用油霧潤滑システ
    ム。
  14. 【請求項１４】前記油霧ノズルの前記反対側端部にある
    前記空気通路は、前記油霧ノズルの前記オリフイスをと
    り囲む環である請求の範囲第９項に記載の非常用油霧潤
    滑システム。
  15. 【請求項１５】前記環は１分あたり0.05ポンドの空気流
    量を可能にすべく寸法決定されている請求の範囲第14項
    に記載の非常用油霧潤滑システム。
  16. 【請求項１６】前記油霧ノズルの前記オリフイスは１時
    間あたり25立方インチの油流量を提供するよう前記環を
    伴つて寸法決定される請求の範囲第14項に記載の非常用
    油霧潤滑システム。
  17. 【請求項１７】−潤滑油の供給を保持するための第２の
    オイルタンク、 −一方の端部において前記第２のオイルタンクから油を
    受けとり反対側の端部に形成されたオリフイスにて油霧
    を排出するため中を通り抜ける形で形成された油通路を
    もつ第２の油霧ノズル、 をさらに含み、この第２の油霧ノズルは前記第２の油霧
    ノズルの前記反対側端部にて開放している空気通路を有
    し、前記一方の端部には空気供給源に対する通常閉鎖し
    た連結部分を有し、このため前記第２の油霧ノズルが前
    記空気供給源に対する前記空気通路連結部分の開放によ
    つて起動された時点で、この第２の油霧ノズルから油霧
    が分散され油を豊富に含む雰囲気を作り出し、ケーシン
    グ内の可動構成要素を潤滑することになる請求の範囲第
    ９項に記載の非常用油霧潤滑システム。
  18. 【請求項１８】ケーシング内に収納された可動構成要素
    を、該要素を潤滑するための一次潤滑システム内の油圧
    降下時点で潤滑するための非常用油霧潤滑システムにお
    いて、 −潤滑油の供給を保持するためのオイルタンク、 −一次潤滑システムからこのオイルタンクを充てんする
    ための手段、 −一方の端部において前記オイルタンクからの油を受け
    とり反対側の端部で形成されたオリフイスにおいてケー
    シング内の油霧を排出するよう位置づけされた中を通り
    抜ける形で形成された油通路をもつ油霧ノズル を含み、この油霧ノズルは前記反対側の端部で開放し前
    記オリフイスをとり囲む環を形成する空気通路を有し、
    前記一方の端部では空気供給源に対する通常閉鎖された
    連結部分を有し、このため前記油霧ノズルが空気供給源
    に対する前記空気通路の開放により起動された時点で油
    霧が前記オリフイスから分散され油を豊富に含む雰囲気
    を作り出しケーシング内の可動構成要素を潤滑すること
    になることを特徴とする非常用油霧潤滑システム。
  19. 【請求項１９】一次潤滑システムの圧力降下が発生しな
    いように前記オイルタンクの充てん中一次潤滑システム
    からの油の流量を調節するための手段がさらに含まれて
    いる、請求の範囲第18項に記載の非常用油霧潤滑システ
    ム。
  20. 【請求項２０】一次潤滑システムから前記オイルタンク
    までの油の流量を調節するための前記手段には絞り弁が
    含まれている、請求の範囲第19項に記載の非常用油霧潤
    滑システム。
  21. 【請求項２１】前記空気供給源は、航空機エンジンのブ
    リード空気（抽気）である、請求の範囲第18項に記載の
    非常用油霧潤滑システム。
  22. 【請求項２２】前記空気供給源は補助エアコンプレツサ
    である、請求の範囲第18項に記載の非常用油霧潤滑シス
    テム。
  23. 【請求項２３】前記環は一分あたり0.05ポンドの空気流
    量を可能にするよう寸法決定されている、請求の範囲第
    18項に記載の非常用油霧潤滑システム。
  24. 【請求項２４】前記油霧ノズルの前記オリフイスは１時
    間あたり25立方インチの油流量を提供するよう前記環を
    伴つて寸法決定されている、請求の範囲第18項に記載の
    非常用油霧潤滑システム。
  25. 【請求項２５】−潤滑油の供給を保持するための第２の
    オイルタンク、 −一方の端部において前記第２のオイルタンクから油を
    受けとり反対側の端部に形成されたオリフイスにて油霧
    を排出するため中を通り抜ける形で形成された油通路を
    もつ第２の油霧ノズル、 をさらに含み、この第２の油霧ノズルは前記第２の油霧
    ノズルの前記反対側端部にて開放している空気通路を有
    し、前記一方の端部には空気供給源に対する通常閉鎖し
    た連結部分を有し、このため前記第２の油霧ノズルが前
    記空気供給源に対する前記空気通路連結部分の開放によ
    つて起動された時点で、この第２の油霧ノズルから油霧
    が分散され油を豊富に含む雰囲気を作り出し、ケーシン
    グ内の可動構成要素と潤滑することになる、請求の範囲
    第18項に記載の非常用油霧潤滑システム。
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