JPH048261Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案はガスタービンエンジンにおける可変ノ
ズル駆動用リングギヤの支持構造の改良に関する
ものである。

〔従来技術〕

ガスタービンエンジンの先行技術としては、特
開昭52−48713号公報、特開昭52−48714号公報、
実開昭59−2934号公報等に開示したものがある
が、このようなガスタービンエンジンにおいてリ
ングギヤを備え、しかもこのリングギヤを軸受に
て支持した構造の一例として第３図ないし第５図
に示す構造のものが知られている。すなわち、こ
れらの図について説明するに、タービン作動用高
温ガス１は可変ノズル２のノズル翼２ａにより案
内されタービンブレード９を駆動した後、矢印方
向に排気されるようになつている。また、前記ノ
ズル翼２ａはエンジンの要求性能により適当な範
囲内で回動する必要があり、その回動は、ノズル
軸２ｂにつながる支持リンク３に設けられた歯車
３ａが、リングギヤ４に設けられた歯車４ａと噛
合することによつて行なわれるようになつてい
る。さらに、該リングギヤ４は、その歯車４ｂが
リングギヤ作動用のアクチユエータ出力軸５の先
端に設けられた歯車５ａと噛合しており、円運動
させられるよう構成されている。今、この支持リ
ンク３、リングギヤ４、出力軸５との関係を第４
図を用いてさらに詳述する。第４図は第３図にお
ける方向矢視図を示したものであり、ノズル翼
２ａを直接回転させるノズル翼２ｂは、支持リン
ク３に対して固定されており、そのリンク３の先
端にはノズル翼２ａの位置を決める扇形状のノズ
ル翼駆動用歯車３ａが設けられている。また、前
記リンク３は、該リンク３内に示す矢印Ａの方向
に左右首振り状態で適当な範囲動くよう構成され
ている。なお、該リンク３は、歯車３ａの配置お
よびノズル翼２ａの枚数により左右180°前後動く
ことも可能である。また、前記リンク３の歯車３
ａはリングギヤ４の端面全周に切つた歯車４ａに
よつて駆動されるよう構成されており、さらに該
リングギヤ４は、前記歯車４ａと反対側端面の全
周に切られた歯車４ｂが、前記出力軸５の先端側
に設けられた歯車５ａと噛み合うことによつて、
矢印Ｂ方向に動かされるよう構成されている。し
たがつて、リングギヤ４は、歯車５ａと歯車３ａ
の間を第４図中上下方向に移動することなく円運
動をすることが要求される。

一方、前記可変ノズル２のノズル軸２ｂはダク
ト６により回動可能に保持され、ノズル翼２ａ
は、ダクト６およびインナダクト７に対し適当な
〓間を有した構成となつている。また、前記リン
グギヤ４はダクト６の円周上に配置されると共
に、該リングギヤ４が滑らかな円運動を行なうた
め、該リングギヤ４の内壁とダクト６の外壁との
間には軸受８がリング状に配置されている。この
軸受８はダクト６の外壁上およびリンクギヤ４の
内壁内を軸方向に移動しないよう、スナツプリン
ク９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂにより固定された
構造となつている。なお、この軸受８は第３図に
も示すように、リング状のアウタレース８ａとリ
ング状インナレース８ｂおよびこれらアウタレー
ス８ａとインナレース８ｂ間に配設された複数の
ボール８ｃの３点から構成されている。

しかしながら、以上のような従来構造によれ
ば、ダクト６の内側を流れる高温ガス１により、
リングギヤ４を支持する軸受８のインナレース８
ｂと接触状態にあるダクト６が、熱膨脹により半
径方向に伸びて軸受８のインナレース８ｂを押し
上げ、その結果、該軸受８のアウタレース８ａと
ボール８ｃとの間に隙間がなくなり、これによつ
て軸受８が回動不良を起こし、ひいては可変ノズ
ル２のノズル翼２ａの動きを阻害するおそれがあ
つた。一方、ダクト６の熱膨脹分を予め考慮しダ
クト６の外壁と軸受８のインナレース８ｂの内壁
との間に隙間を設けることも考えられるが、この
ような構造の場合、その隙間のためリングギヤ４
がダクト６の外周上で芯ずれを起こし、円運動を
行なえず、その結果再びリングギヤ４の滑らかな
動きが得られず、可変ノズル２の作動が円滑に行
なえないという欠点があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は上述した欠点に鑑みなされたも
ので、可変ノズルの駆動の円滑化を図つたガスタ
ービンエンジンにおける可変ノズル駆動用リング
ギヤの支持構造を提供するにある。

〔考案の構成〕

このような目的を達成するために、本考案は、
リングギヤとダクト外壁との間に配置された軸受
のインナレースを左右方向に二分構造とし、分割
面をダクト外壁側に向けて次第に対向間隔が狭く
なるような傾斜面とし、軸受のアウタレース側に
配設されたボール手段に対して押圧されて左右方
向に移動可能に形成すると共に、インナレースの
左右端部を弾性部材にて押圧支持する構造とした
ものである。

以下、図に示す実施例を用いて本考案の詳細を
説明する。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案に係る可変ノズル駆動用リング
ギヤの支持構造を採用したガスタービンエンジン
の一実施例を示す要部断面図、第２図は第１図の
部の拡大断面図である。タービン駆動用高温ガ
ス１１は可変ノズル１２のノズル翼１２ａにより
案内され、タービンブレード１３を駆動し、矢印
方向に排気されるようになつている。なお、該可
変ノズル１２は、ノズル翼１２ａと一体化したノ
ズル軸１２ｂによつてダクト１４に保持されてい
ると共に、ノズル翼１２ａはインナダクト１５と
ダクト１４に対して適当な隙間を有し、エンジン
要求性能に応じ回動することができるよう構成さ
れている。また、ノズル翼１２ａはリンク１６の
歯車１６ａによつて回動させられるようになつて
いるが、このリンク１６は、リングギヤ１７の一
方端面側に設けられた歯車１７ａにより駆動さ
れ、さらに該リングギヤ１７はアクチユエータ出
力軸１８の先端側に設けられた歯車１８ａが、リ
ングギヤ１７の他方端面側に設けられた歯車１７
ｂと噛み合い、これによつて歯車１８ａの回転運
動をリングギヤ１７のダクト１４の外周上におけ
る円運動にかえてノズル翼１２ａを回動するよう
構成されている。また、前記リングギヤ１７が滑
らかな円運動を行なうことができるよう、リング
ギヤ１７の内壁とダクト１４の外壁との間には軸
受１９がリング状に配置されている。

この軸受１９は、リングギヤ１７の内壁側に配
置されたリング状のアウタレース２０と、ダクト
１４の外壁側に配置されたリング状のインナレー
ス２１、およびこれらアウタレース２０とインナ
レース２１との間に配設された複数のボール２２
とから構成されている。本実施例においてはこの
軸受１９のインナレース２１を左右方向に二分割
した構造とすると共に、これらインナレース２１
の左右端部側にスプリング２３，２４を配設し、
このインナレース２１を常時押圧支持した構造と
したものである。これをさらに詳述するに、前記
インナレース２１の、左、右側の分割部分（以
下、左、右分割部という）２１ａ，２１ｂの上面
２１ｃ，２１ｄは、第２図に詳細に示す如く、上
側から下側に向うにしたがつて次第に対向間隔が
狭くなるような傾斜面形状とされている。したが
つて、これら左、右分割部２１ａ，２１ｂはダク
ト１４が熱膨脹によつて半径方向に伸びたような
場合にあつてはボール２２によつて互いに離間す
る方向に移動させられるような構造となつてい
る。また、前記左、右分割部２１ａ，２１ｂと一
定間隔離間してスナツプリング２５，２６がダク
ト１４の外壁上に固定されており、前記スプリン
グ２３，２４はインナレース２１の左分割部２１
ａとスナツプリング２５との間およびインナレー
ス２１の右分割部２１ｂとスナツプリング２６と
の間にそれぞれ配設された構造となつている。こ
のスプリング２３，２４の弾性力によつて、前記
左分割部２１ａ、右分割部２１ｂにはそれぞれ相
手方分割部側へ押圧される付勢力が常時作用して
いることになり、これによつて、ダクト１４の熱
膨脹によるダクト半径方向伸びの大小にかかわら
ず、ボール２２に対するインナレース２１、アウ
タレース２０の接触荷重を常に一定に保つことが
できる。なお、リングギヤ１７の内壁には、軸受
１９のアウタレース２０の左右方向の動きを規制
すべくスナツプリング２７，２８が取り付けられ
ている。

次に、以上のように構成された可変ノズル駆動
用リングギヤの支持構造を説明する。ダクト１４
の外壁は熱膨脹により半径方向に伸長するが、そ
のとき軸受１９のインナレース２１の左、右分割
部２１ａ，２１ｂも同時に半径方向に押し上げら
れることになる。しかるに、ボール２２はリング
ギヤ１７およびアウタレース２０によつてそれ以
上押し上げられることはないため、結果的に前記
左、右分割部２１ａ，２１ｂが傾斜面状の上面２
１ｃ，２１ｄを介して該ボール２２によつてそれ
ぞれ左、右方向へ移動させられることになる。こ
のため、ダクト１４の熱膨脹による半径方向の伸
びは、軸受１９のインナレース２１の左、右分割
部２１ａ，２１ｂの動きにより吸収されることに
なる。したがつて、軸受１９は何ら焼付くことな
く円滑なリングギヤ１７の動きが可能となり、可
変ノズル１２の駆動の円滑化を図ることができ
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、駆動装置
からの駆動力を出力軸からリングギヤを介して可
変ノズルの支持リンクに伝達しかつ該リングギヤ
とガス流路を形成するダクト外壁との間には軸受
が配置されて成るガスタービンエンジンにおける
可変ノズル駆動用リングギヤの支持構造におい
て、前記軸受のインナレースを左右方向に二分割
構造とし、分割面をダクト外壁側に向けて次第に
対向間隔が狭くなるような傾斜面とし、軸受のア
ウタレース側に配設されたボール手段に対して押
圧されて左右方向に移動可能に形成すると共に該
インナレースの左右端部を弾性部材にて押圧支持
する構造としたので、タービン作動用高温ガスの
排ガス熱によりダクトが膨脹して軸受のアウタレ
ースとインナレースとの間隙が小さくなるような
場合にあつても、該インナレースが左右方向に拡
がることによつて、ダクトの熱膨脹による半径方
向の伸びを吸収することができる。この時、ボー
ル手段は弾性変形することなく、熱膨張を吸収可
能であるため、セラミツク等の高温耐久性のある
部材を使用することができる。特に本構成によれ
ば、軸受のインナレースとボール手段との接触面
積は熱膨脹による影響を受けず常に一定であるた
め、摩擦抵抗の変化が極めて小さい。したがつ
て、軸受の性能を常に良好に保つことができ、こ
れによつてリングギヤの円滑な運動を可能にし、
ひいては可変ノズル駆動の円滑化を図ることがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る可変ノズル駆動用リング
ギヤの支持構造を採用したガスタービンエンジン
の一実施例を示す要部断面図、第２図は第１図の
部の拡大断面図、第３図は従来の可変ノズル駆
動用リングギヤの支持構造を採用したガスタービ
ンエンジンの一例を示す要部断面図、第４図は第
３図を方向から見たときの正面図、第５図は第
３図を−線で切断したときの断面図である。 １２……可変ノズル、１４……ダクト、１７…
…リングギヤ、１８……出力軸、１９……軸受、
２０……アウタレース、２１……インナレース、
２１ａ……左分割部、２１ｂ……右分割部、２２
……ボール、２３，２４……スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 駆動装置からの駆動力を出力軸からリングギヤ
   を介して可変ノズルの支持リンクに伝達しかつ該
   リングギヤとガス流路を形成するダクト外壁との
   間には軸受が配置されて成るガスタービンエンジ
   ンにおける可変ノズル駆動用リングギヤの支持構
   造において、前記軸受のインナレースを左右方向
   に二分割構造とし、分割面をダクト外壁側に向け
   て次第に対向間隔が狭くなるような傾斜面とし、
   前記軸受のアウタレース側に配設されたボール手
   段に対して押圧されて左右方向に移動可能に形成
   すると共に、前記インナレースの左右端部を弾性
   部材にて押圧支持する構造としたことを特徴とす
   るガスタービンエンジンにおける可変ノズル駆動
   用リングギヤの支持構造。