JPS60260797A - 潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背犀） 航空機にお（プる使用の為に段目されたガスタービンエ
ンジンは、代表的に、エンジンの圧縮機部分によって直
接駆動される容積型ポンプによって潤滑油の供給を受け
る、ギアボックスの様なユニットを一つ或いはそれ１ズ
上有している。航空機の上昇に伴いエンジンの出力は低
下し、その為該エンジンの作動を１−分に維持する為に
関連ユニツｉ・により必要とされる潤滑油量は低減する
。しかしながら、エンジンの回転速度、つまり潤滑油ポ
ンプの回転速度は比較的一定に保たれる。イの結束、前
記ユニツ１へへの潤滑油流れもまた出力低下状態の下で
の必要量を越λた流量のままで比較的一定に保たれる。

コニツ１へ中のギアの如き可動部品が余分の潤滑油を駆
動しでしてエネルギーを浪費し、それがエンジ効率を低
下せしめる。

こうした問題を無くす為、本発明は−［ンジンの高所で
の駆動に際してユニットへの潤滑油流れを減少さける為
の制御手段を提供し、それによってエンジン効率を改善
する。潤滑油制御手段が機能低下を来した時でも、ユニ
ットへの適量の潤滑油の供給を保証する為、故障時安全
機構も又、設は７− られる。

（発明の概要） 本発明の好ましい実施例はファン型ガスタービンエンジ
ンに関連して説明される。これは、エンジンの高圧油供
給源からガスタービンエンジンのファンを駆動するギア
ボックスへの油の流量を調節する為の可動の調節弁を含
んでいる。調節弁の配置は、油の流量をエンジンが作動
している高度の関数として減少させる様該弁を位置決め
するべく適合された高度センサによって決定される。作
動の信頼性が最も重要であるので、調節弁或いは高度セ
ンサが機能不能となった場合に流れの制御を自動的に引
受けるオーバーライド弁及び関連する止め弁も又、設け
られる。

その様な状況に於ては、オーバーライド弁はエンジンが
海面高さで駆動するに適した１の油をギアボックスへ流
入せしめる。この様にして、調節弁或いは高度センサの
機能低下によってエンジン効率が一時的に犠牲になった
としても、安全作動が保証される。

８− 第１図は、ガスタービンエンジンが駆動している高度に
対するギアボックスへの油の流量を表寸グラフである。

グラフは、エンジンが駆動下に置かれている高度とは無
関係に、代表的なり−スである実質上一定のエンジン速
度を想定１ノでいる。

最上部の実線の曲線は最新水ｒ１ｔ−エンジンのギアボ
ックスに供給される浦和を示している。油の供給量が高
度に拘らず実質上一定である事を理解されたい。これに
対し、点線で示される曲線は本発明の使用によって高度
上昇に伴いいかに油の流れが減少されるかを示している
。この様に減少された流れは満足すべきギアボックスの
作動の為に十分なものであり然も減少されなければギア
ボックス内の過剰の油の０右によって浪費されたであろ
うエネルギーを節約する。

（実施例の説明） 第２図は加圧状態の油源１及びガスタービンエンジン（
図示せず）にＪ、り駆動されるギアボックス２との関連
状態で示す本発明の種々要素の概略図である。これら要
素としては全体を３で示される調節弁を含み、これは５
の位ｄでハウジング６に固定されたベローズ形の高度セ
ンサ４に連結されている。ハウジングの内部は、ベロー
ズに隣接して１ンジンが駆動下に置かれている大気雰囲
気に、９の位置で通気される油溜８ど共に流路７を介し
て連通している。以下に詳しく説明される様に、これら
の要素は、油源からギアボックスへの油の流れを第１図
の点線曲線で示される様な高度の関数として調節するに
際して協働する。

油圧の発生源は代表的に、ガスタービンエンジンの圧縮
機部によって駆動される容積型ギアポンプ１ａである。

最適効率を得る為には圧縮機を高度に無関係に実質上一
定の回転速度で駆動しなければ（２らないが、全体的な
エンジン出力、従ってギ）７ボツクス２の必要潤滑■は
高度と共に減少する。例示目的上、ギアボックス２は内
部の複数のギアを介してファン型ガスタービンエンジン
の外部ファンを駆ｕＪするものと仮定される。もし油が
必要十分イ１潤滑吊以上にギアボックス内に流入づると
、ギアは油を能動じてエネルギーを浪費し、それによっ
てエンジン性能を損わしめ、ぞして熱を発生させる。こ
の熱は大気中に放散されねばならない高度上昇に従って
油の流れを減少する事により、エンジン出力を３５．０
ＯＯｆｔ（約　１１゜５００ｍ）高度に於て３％も多く
増大１ノ１りる事が分った。

第２図に於て、調節弁３は１１の位置でベローズ４に結
合されたスプール弁１０を含んでいる。

スプール弁１０の中央部１２は、油源１からの油が流路
１３から流路１４を通り該流路１／Ｉに結合されたギア
ボックス２に流れる様直径が減じである。正常の運転条
件の下でスプール弁の位置はベローズ４にＪ：り決定さ
れる。海面高さに於ては、高度１５０，０ＯＯｆｔ（４
９，２００ｍ）の状態に迄真空どされたベローズは海面
高さの圧力によって畳まれ、スプール弁１０を第２図に
示す如く位置決めする。

第３図はエンジンが高度３５，０００ｆｔ（約１１．５
００ｍ＞で作動している場合を想定した概略図である。

前記高度ではベローズに作用する１１− 周囲圧ノコは海面高さの圧力以下であるので、ベローズ
は拡張し、スプール弁１０を図示の如く右に移動さける
。弁位置を移動でる事により、流路１４は部分的に閉ざ
され、ギアボックスへの油の流れが妨げられる。同時に
スプール弁１０は油溜８に接続された流路１５を開放す
るので、油は流路１５からギアポンプ１ａによって油源
１へと戻される。流路１５を通しての油の排出によって
、ポンプ１ａからの油の流れが最高水準に維持され、そ
してそれによって流路１４を通る流れの絞りから生じる
背圧が回避される。

エンジンが海面高さに降下するに従い、ベローズは次第
に圧縮されてスプール弁１０を第３図で見て左側に移動
する。スプール弁が移動されるにつれて、流路１５は次
第に閉ざされそして油溜８への油の流れは遮断される。

同時に、スプール弁１０は該弁の中央部１２を介して増
大した油の流れが流路１３から流路１４へど流れる様適
合される。海面高さに於ては、スプール弁１０は第２図
に示される位置に復帰される。

１２− 第４図は１１の位置でベローズ４の一端に結合されたス
プール弁１０を示す。第２図及び第３図で示された実施
例の様に、スプール弁は油源１からギアボックス２への
油の流れをベローズ４の置かれた高度の関数として制御
する様なものとされでいる。加うるに、第４図には全体
を１６で示されるオーバーライド弁及び全体を１７で示
される止め弁が示される。オーバーライド弁はスプール
弁１０或いはベローズ４が何らかの原因で機能不能とな
った時でも、ギアボックスへの油の流れの自動的な制御
を行う様に配置される。

第４図に更に示される如く、ベローズ４の使方の端部は
第２図及び第３図のハウジング６ではな９、□□□ヶユ
ウ７４．１１１ＨｔｍｌＷｆｆｆｈ工い　する。通常の
作動状態に於ては、スタッド１８は圧縮バネ２０によっ
て止め弁の弁座２１に押接状態へと賦勢された止め球１
９により第４図に示される位置に保持される。止め球１
９はスタッド１８に形成された周回溝２２内に突入する
形状とされ、それによって、止め球１９に作用する力が
打負かされぬ限りスタッドの軸方向移動が阻止される。

オーバーライド弁１Ｇは、円筒部分２４．２５及び２６
と、直径を減じた部分２７および２８とを備えたスプー
ル弁２３を含んでいる。円筒部分２６はハウジング６か
ら外方へ突出する指示器２９に一体的に結合されている
。指示器２９はスプール弁２３の位置を全ての作動状態
に於て表示する。スプール弁２３の円筒部分２６とハウ
ジング６の内側との間に開設された圧縮バネ３０は、ス
プール弁を第４図で見て左側へ押しやる様に働く。　ス
プール弁２３の中間部分２８は流路１３、スプール弁１
０の中間部分１２そしてハウジング６の内部に形成され
た流路１５を介して油源１と連通している。黙しながら
、正常作動状態にあっては流路１３から流路１４への油
の流れは、海面高さ及び高高度のどちらに於ても前述の
如くスプール弁１０によって１１１独に制御され、オー
バーライド弁１６のスプール弁２３によっては制御され
ない。流路１５に排出された油はスプール弁２３の中間
部２８を通過して排出孔１５ａへど流れ、次いで油溜８
に戻る。

正常作動状態の下では、スプール弁２３の円筒部分２４
は、流路３２及びハウジング６の内部に流路１４と通じ
るＪ：う形成された連絡流路３３への油の流れを阻止し
ている。然しながら、流路３２の内部の油圧はスプール
弁２３の円筒部分２４を横切って止め弁１７と連通して
いる流路３４への油の漏入を引起す。油はＩＬめ球１９
に圧力を加え、バネ２０の力を増強する。かくして止め
球１９は弁ｖ２１に対して強力に押しつけられ、溝２２
及び油溜８に接続された流路３５への油の流れを阻止す
る。スタッド１８から突出するピン３６は止め弁が作動
していることを確認する手段を提供する。ビン３６に力
を加えることで止め球１９を弁座２１から引離し得、そ
れによってバネ２０の作用が有効でｎつ止め球１９が通
路内でつかえていない事が確認される。

スプール弁２３の中間部２７に作用覆る油圧は、円筒部
分２４及び２５の対向する２つの而に均等に作用し、互
いに釣合う力を発生ずる。同様に、１５− 中間部２８に作用づる油圧は、円筒部分２５及び２６の
対向する２つの面に均等に作用し、互いに釣合う力を発
生する。スプール弁２３を動かす働きをする力は、流路
３４内部の油圧に基き円筒部分２／Ｉの端部に作用する
力と、圧縮バネ３ｏの力だけである。その作動状態を確
実にする為に、バネ３０を囲む空間は３７で示す位置で
油溜８に連通している。エンジンが海面高さ或いは高所
の何れの駆動下に岡かれていても円筒部分２４の端部に
作用する力はバネ３０を圧縮するに十分なものであるの
で、スプール弁２３は第４図に示す如く位置決めされる
。

かくして、全ての正常の作動状態に於て、油源１からギ
アボックス２への油の流れは、オーバーライド弁１６で
は無くスプール弁１００制御下に置かれ、そしてスプー
ル弁１０の位置は第２図及び第３図を参照して前述した
様に、ベローズ４によって調整される。

第５図は調節弁３のスプール弁１０の詰まりによって発
生した異常作動状態を示している。この１６− 異常状態が高所で発生すると、エンジンが海面高さに向
って降下してもスプール弁１０は第５図に示される位置
に止まるので、ギアボックス２の潤滑に要する潤滑油が
不足する。黙しながら、以下に説明する如くその様な事
態を防止する為にオーバーライド弁１６が作動】る。

周囲大気の圧力が高石下降に伴い増加づるにつれ、ベロ
ーズ４は徐々に圧縮される。スプール弁１０は不動状態
に相持されているので、スタッド１８がベローズと供に
移動し、止め弁１９の押付は力に打勝ち該弁を弁座２１
から引離す。これにより流路３４の油はスタッド１８の
溝２２を介して流路３５へと抜ける。油が抜けるとスプ
ール弁２３の円筒部分２４の端部に作用する油圧が降下
するのでバネ３０がスプール弁２３を第５図に示された
位置をとる迄左側に押す。このイ装置に於て、円筒部分
２６は流路１５から排出孔１５ａへの油の流れをＭ１卜
する。同時に、中間部２７は油源１からの油を流路１３
．３１．３２そして３３を通り流路１４へ流し、次いで
ギアボックス２へと導くように位置付けられる。油の流
れは妨害されないのでギアボックス２はエンジンが駆動
下に置かれている高さとは無関係に、海面高さでの駆動
に適した十分な油の供給を受りる。この様にして、ギア
ボックスの安全作動が保証される。

オーバーライド弁１６が安全作動状態を確立する為手動
によらずに自動的に作動する事を銘記されたい。然しな
がら、指示器２９及びビン３６が共にハウジング６内に
移動しているから、装置系に異常状態が起きていること
は見ただけで判別される。

第６図はベローズ４の真空が損われた結果発生するよう
な伯の異常状態を例示している。この場合は、ベローズ
４の固有のバネ力が該ベローズをハウジング６によって
規制される迄一杯に拡張する。一杯に拡張したベローズ
はスタッド１８を第６図で見て左側に押出す。ここでも
、先と同じく、止め球１９がスタッド１８の移動によっ
て弁座２１から引餠され、流路３４の油圧を降下させそ
してオーバーランド弁１６がギアボックス２への油の流
れを第５図を参照して前述したと同じ様にして制御する
事を可能とする。黙しながら、この場合にはビン３６が
ハウジング６の外方に押出されるので、これにより調節
弁３では無くベローズ４が故障した事がわかる。

正常の作動状態における前述の説明から、エンジンが海
面高さでアイドリング状態にある時はベローズ４が畳ま
れ、流路１３及び１４がスプール弁１０の中央部分１２
を介して連通している事が理解されよう。更に、ぞ−の
様な状態に於てはスプール弁２３０円筒部分２４の端部
に対して何らの圧力も加えられず、それによってバネ３
０がスプール弁を第５図及び第６図に示される如く左側
へと賦勢する。エンジンが始動されると、加圧された油
が油？１ｉ１に於て利用可能となりそしてスプール弁２
３の円筒部分２４を横切って流路３４に漏入した油がス
プール弁２３の端部にかかる力を発生し、該弁２３を第
４図に示される右の位置へと移動せしめる。

以上説明した潤滑装置は航空機の作動に於て不１９− 可欠な高度の信頼性を有しており、調節弁はそれ自体信
頼性が高い。そしてスプール弁が詰まる可能性は殆ど無
い。同様に高度センサの破損の恐れも又同じくほとんど
ない。

以上本発明を実施例に基いて説明したが、本発明の内で
多くの変更を為し１りる事を銘記されたい。

４、゛　の。−な１明 第１図は種々の高度におけるギアボックスへの油の流量
及び本発明を使用しての油流１の制御効采を示すグラフ
。

第２図はガスタービンエンジンが海面高さでの駆動下に
置かれる時の調節弁及び高度センサの位置を示す概略図
。

第３図はガスタービンエンジンが高高度での駆動下に置
かれる時の調節弁及び高度センサの位置を示す概略図。

第４図は調節弁及び高度センサを、高高度における正常
な作動の為に位置決めされた場合のオーバーライド弁及
び戻り止め弁との組合わせで示し２０− た概略図。

第５図は調節弁が詰った場合の関連し合う弁要素の位置
を示す概略図。

第６図は高度センサが機能不能になった場合の関連し合
う弁要素の位置を示す概略図である。

図中主な番号の名称は以下の通り。

２：ギアボックス ３：１４節弁 １０ニスプール弁 １６二オーバーライド弁 １７：戻り止め弁 １９：戻り止め球 ２０：圧縮バネ ２１：戻り止め弁座 ２３ニスプール弁 第１頁の続き ｏ発　明　者　ジョン・ジー・パン・　アメカメリフ　
ン・ リカ合衆国コネティカット州ハンチイントン、リプトロ
ウド１６１ 手続補正書（方式） 昭和６０年　７月１０日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 事件の表示　昭和６０年特願第４４９７６　号発明の名
称　潤滑装置 補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　アブコラ・コーポレイション 代理人 〒１０３ 住　所　東京都中央区日本橋３丁目１３番１１号油脂工
業会館補正の対象 図　面　１　通 補正の内容　別紙の通り 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潤滑油の流れをガスタービンエンジンが駆動下に置
   かれる高度の関数として制御する為の潤滑装置にして、
   加圧された油源と、被潤滑ユニットと、該油源と該被ｆ
   ｉｌｌ滑ユニットとを連通し、該油源から該被潤滑ユニ
   ットへの潤滑油流れを調節する可動の弁と、該弁と関連
   し、該弁を前記油源から前記被潤滑ユニットへの潤滑油
   流れをエンジンが駆動下に置かれる高度の関数として制
   御する様に位置決めする高度センサ、とによって成るこ
   とを特徴とする潤滑＠隨。 ２、可動の弁と油源と被潤滑ユニットとに連通し、可動
   の弁が機能不能の場合、油源からの油を前記可動の弁を
   迂回せしめて被潤滑」ニットに導くオーバーライド弁を
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の潤滑装置。 ３、ガスタービンエンジンの潤滑油の流れをエンジンが
   駆動下に冒かれる高度の関数として制御する為の潤滑装
   置にして、加圧された油源と、エンジンにより駆動され
   るギアボックスと、前記油源及び前記ギアボックスと連
   通ずる流路及び可動のスプール弁を有する調節弁と、エ
   ンジンが駆動される高度での周囲圧力を受（プる真空の
   ベローズにして、高度上昇に応答して拡張し、前記油源
   から前記ギアボックスへの流路を通しての潤滑油の流量
   を減するべく可動のスプール弁を位置決めするベローズ
   、とによって成ることを特徴どづる潤滑装置。 ４、調節弁と油源とギアボックスとに連通し、該調節弁
   が機能不能の場合に該油源から前記ギアボックスへの潤
   滑油流れを前記調節弁を迂回せしめ且つその制御を引受
   けるオーバーライド弁を特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の潤滑装置。 ５、航空機のガスタービンエンジンの為の潤滑装置にし
   て、潤滑油の供給を維持する油溜と、エンジンによって
   駆動され潤滑油を該油溜から汲−Ｌげ、加圧された油源
   とするギアポンプと、核油源と連通ずる第１の流路と、
   前記ギアボックスと連通ずる第２の流路と、前記油溜と
   連通ずる第３の流路どを右するハウジングと、該ハウジ
   ング内で可動の第１のスプール弁にして、スプール弁の
   位置の関数として第１及び第２の流路を連通せしめそし
   て潤滑油を第３の流路へ排出すべく中央部分の直径が減
   じられた第１のスプール弁と、一端が固定され他端が該
   第１のスプール弁に結合された真空のべ［１−ズにして
   、該べｎ−ズの外表面が周囲圧力を受けエンジンが駆動
   される高度の上昇と共に拡張し、その様な拡張が前記第
   １のスプール弁をして第１の流路から第２の流路への潤
   滑油流れを減少せしめ、そして潤滑油を第３の流路に排
   出せしめる様位置決めする真空のベローズとを包含覆る
   潤滑装置。 ６、第１、第２及び第３０流路と連通し、正常の作動状
   態の下で潤滑油の油溜への排出を可能ならしめ、第１の
   スプール弁が機能不能の場合に潤滑油の排出をｍ　ｔｌ
   ニし且つ第１及び第２の流路を連通せしめる第２の可動
   のスプール弁を有するオーバーライド弁をハウジング内
   部に更に包含する特許請求の範囲第５項記載の潤滑装置
   。 ７、航空機のガスタービンエンジンの為の潤滑装置にし
   て、潤滑油の供給を維持する油溜と、エンジンによって
   駆動され、潤滑油を該油溜から汲上げ、加圧された油源
   とするギアポンプと、該油源と連通ずる第１の流路と、
   前記ギアボックスと連通ずる第２の流路と、前記油溜と
   連通ずる第３の流路とを有するハウジングと、該ハウジ
   ング内で可動の第１のスプール弁にしてスプール弁の位
   置の関数として第１及び第２の流路を連通せしめそして
   潤滑油を第３の流路へ排出すべく中央部の直径が減じら
   れた第１のスプール弁と、一端が固定され他端が該第１
   のスプール弁に結合された真空のベローズと、前記ハウ
   ジングによって可動的に支持されそして前記ベローズの
   他方の端部に固定されているスタッドと、該スタッドの
   位置によって制御される止め弁と、第１、第２及び第３
   の流路に連通し、正常の作動状態の下で潤滑油の油３− 溜への排出を可能ならしめる第２の可動のスプール弁を
   有する、ハウジング内部のオーバーライド弁とを包含し
   、前記ハウジングが該第２のスプール弁を横切って漏れ
   る潤滑油を該止め弁に導くよう前記第２のスプール弁の
   端部ど前記１１：め弁とを連通する第４の流路を画成し
   、該第４の流路の潤滑油圧力が、前記第２のスプール弁
   を不動状態とし、前記止め弁が、前記へローズ或いは前
   記第１のスプール弁の何れかが機能不能となった場合前
   記スタッドの移動によって開放せしめられ、それによっ
   て潤滑油を第４の流路から開放し且つ前記第２のスプー
   ル弁の位置移動を可能とし、該第２のスプール弁が移動
   された位置に於て前記油源から前記ギアボックスへの潤
   滑油を前記第１のスプール弁を迂回して流通せ【）め■
   つ制御する一方、同時に前記油溜への潤滑油の排出を遮
   断することを特徴どする潤滑装置。 １１、　Ｉにめ弁内部の止め球と、該止め球に係合する
   圧縮バネど、該止め球が係合する弁座とを更に包含し、
   該止め球がスタッドに形成された周回状４　− の溝内へ突入すべく賦形され、該円周状の溝が油溜と連
   通し、ベローズの動きに応答しての前記スタッドの移動
   が該スタッドの溝をして前記止め球と離脱せしめ、該Ｉ
   Ｆめ球を前記弁座から上昇させ、潤滑油を第４の流路か
   ら前記スタッドの溝を通ｌノで前記油溜へと開放する特
   許請求の範囲第７項記載の潤滑装置。 ９、止め球が第４の流路からの潤滑油を開放する為に持
   上げられた時、第２のスプール弁の位置を移動させる為
   の圧縮バネをハウジング内に更に包含する特許請求の範
   囲第８項記載の潤滑装置。 １０、第２のスプール弁と関連し、全ての作動状態の下
   での位置を示す指示器を特徴とする特許請求の範囲第９
   項記載の潤滑装置。′ １１、止め弁の作動可能かどうかを確認する為、スタッ
   ドを動かす為の手段を更に包含゛する特許請求の範囲第
   １０項記載の潤滑装置。 １２、航空機のガスタービンエンジンの為の潤滑装置に
   して、加圧状態の油源と油溜と、被潤滑ギアボックスと
   、該油源と該ギアボックスと該油溜とを連通し、エンジ
   ンが高所で駆動されている場合に前記油源から前記ギア
   ボックスへの潤滑油流れを制御し、口つ潤滑油を前記油
   溜に排出する為の調節弁と、該調節弁と該油溜どを連通
   ずるオーバーライド弁ど、該調節弁が作動状態にある詩
   法オーバーライド弁を非作動状態どする手段と、前記調
   節弁及び該手段と関連し、該調節弁が機能不能の場合前
   記手段をして前記オーバーライド弁を作動の為開放せし
   める手段とを包含し、調節弁の機能不能となった以降は
   開放されたオーバーライド弁が前記油源から前記ギアボ
   ックスへの潤滑油流れを制御し且つ潤滑油の前記油溜へ
   の流れを阻止する事を特徴とする潤ｉｆｌ装置。 １３、調節弁をエンジンが駆動される高度の関数として
   制御する為の高度レンガを更に包含１−る特許請求の範
   囲第１２項記載の潤滑製画。