本申請(qǐng)要求2014年6月4日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-116010的優(yōu)先權(quán)，將其全部?jī)?nèi)容以參照的方式引入，作本申請(qǐng)的一部分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承的排油結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在具備高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的裝置，例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，一般將供給至用于支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承的潤(rùn)滑油經(jīng)由與容納軸承的軸承殼體外周部連接的排油管向裝置外排出。

另一方面，軸承殼體內(nèi)的潤(rùn)滑油受到旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的影響，在軸承周邊、尤其是外周側(cè)高速回旋。因此，在如上所述的排油結(jié)構(gòu)中，形成回旋流的潤(rùn)滑油容易在排油路徑的途中滯留，排油性能降低。因此，為了抑制這樣的在軸承殼體內(nèi)的潤(rùn)滑油回旋，例如提出了一種在軸承殼體的內(nèi)壁設(shè)置突起的方案(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開2000-265990號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

然而，在軸承殼體內(nèi)設(shè)置有突起的情況下，潤(rùn)滑油的流動(dòng)會(huì)在旋轉(zhuǎn)方向上的突起的后方產(chǎn)生紊亂，因此無(wú)法充分提升排油性能。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種軸承的排油結(jié)構(gòu)，其通過(guò)抑制從軸承排出的潤(rùn)滑油的回旋，能夠確保良好排油性能。

(二)技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的軸承的排油結(jié)構(gòu)具備：至少一個(gè)軸承，其用于可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸；圓筒狀的軸承殼體，其設(shè)置于所述軸承的徑向外側(cè)來(lái)容納所述軸承；油回收腔，其設(shè)置于所述軸承殼體的徑向外方來(lái)對(duì)供給至所述軸承的潤(rùn)滑油進(jìn)行回收；以及排油通道，其沿徑向貫通所述軸承殼體的周壁來(lái)從所述軸承向所述油回收腔排出潤(rùn)滑油，在所述排油通道中設(shè)置有在周向上對(duì)該排油通道進(jìn)行分割的隔壁。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)在用于從軸承向油回收腔排出潤(rùn)滑油的排油通道中，設(shè)置在周向、即旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)該排出通道進(jìn)行分割的隔壁，從而形成了回旋流的潤(rùn)滑油與隔壁碰撞，有效地抑制回旋，因此，油回收腔內(nèi)的潤(rùn)滑油的滯留得以抑制，排油性能提高。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，所述排油通道的由隔壁分割出的各分割排油通道形成為其截面形狀是在周向上具有長(zhǎng)徑的長(zhǎng)圓形的長(zhǎng)圓孔。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)較大地設(shè)定排油通道的周向尺寸，能夠?qū)⑤S承內(nèi)回旋的潤(rùn)滑油切實(shí)地導(dǎo)入排油通道內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，所述排油通道向油導(dǎo)出口的方向傾斜，該油導(dǎo)出口用于將排出至所述油回收腔的潤(rùn)滑油向外部導(dǎo)出。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)排油通道排出至油回收腔的潤(rùn)滑油會(huì)被整流至導(dǎo)出方向，因此排油性能會(huì)進(jìn)一步提高。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，作為所述至少一個(gè)軸承，具備推力軸承。對(duì)于大徑的推力軸承，由于在軸承外周附近潤(rùn)滑油特別高速地回旋，因此通過(guò)抑制潤(rùn)滑油的回旋來(lái)提高排油性能的效果極其良好。

所述軸承的排油結(jié)構(gòu)可以適用于例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。即，本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)具備所述軸承的排油結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)軸是將該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)和渦輪連結(jié)的轉(zhuǎn)子，所述軸承是支承所述轉(zhuǎn)子的軸承。在該情況下，優(yōu)選地，所述軸承以及所述油回收腔配置于所述壓縮機(jī)的吸氣通道的徑向內(nèi)方。

根據(jù)上述軸承的排油結(jié)構(gòu)，可確保良好的排油性能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)排油結(jié)構(gòu)的小型化，尤其是油回收腔的小型化。因此，能夠充分確保在軸承附近配置的壓縮機(jī)的吸氣通道的面積。

權(quán)利要求書和/或說(shuō)明書和/或附圖所公開的至少兩種結(jié)構(gòu)的任意組合都包含在本發(fā)明中。尤其是權(quán)利要求書中兩項(xiàng)以上權(quán)利要求的任意組合都包含在本發(fā)明中。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖對(duì)以下優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，可以更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施方式及附圖僅用于圖示及說(shuō)明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求書確定。在附圖中，多張附圖中的相同的附圖標(biāo)記表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?/p>

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的軸承的排油結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部剖切側(cè)視圖。

圖2是放大表示設(shè)置于圖1的吸氣通道內(nèi)徑側(cè)的軸承附近的縱截面圖。

圖3是示意性地表示圖2的油回收腔及油導(dǎo)出路的俯視圖。

圖4是沿圖2中的IV-IV線的截面圖。

圖5A是示意性地表示圖2的排油通道的通道截面形狀一例的截面圖。

圖5B是示意性地表示圖2的排油通道的通道截面形狀一例的截面圖。

圖5C是示意性地表示圖2的排油通道的通道截面形狀一例的截面圖。

圖6是示意性地表示圖2的排油通道的傾斜角度的縱截面圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。

圖1表示應(yīng)用了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的軸承的排油結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為燃?xì)廨啓C(jī))GT的示意結(jié)構(gòu)。燃?xì)廨啓C(jī)GT利用壓縮機(jī)1將導(dǎo)入的空氣A壓縮后導(dǎo)向燃燒器3，將燃料噴射至燃燒器3內(nèi)使其與空氣A共同燃燒，利用通過(guò)該燃燒獲得的高溫高壓燃燒氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪5。渦輪5經(jīng)由作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子9與壓縮機(jī)1連結(jié)，利用渦輪5來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將燃?xì)廨啓C(jī)GT的軸心C方向上的壓縮機(jī)1側(cè)稱為“前側(cè)”，將渦輪5側(cè)稱為“后側(cè)”。

本實(shí)施方式中，壓縮機(jī)1使用的是軸流式。在壓縮機(jī)1中，在構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)GT的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子9的前部的外周面配置有多個(gè)動(dòng)葉，且在發(fā)動(dòng)機(jī)罩13的內(nèi)周面配置有多個(gè)靜葉。壓縮機(jī)1通過(guò)這些動(dòng)葉與靜葉的組合，對(duì)從吸氣通道17吸入的空氣A進(jìn)行壓縮。

轉(zhuǎn)子9整體通過(guò)在軸向上分離配置的多個(gè)軸承部可旋轉(zhuǎn)地支承于發(fā)動(dòng)機(jī)罩13。下面將對(duì)在壓縮機(jī)1的吸氣通道17的徑向內(nèi)方配置的軸承部19的排油結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

如圖2所示，軸承部19具備推力軸承21及向心軸承23。推力軸承21及向心軸承23沿轉(zhuǎn)子9的軸心方向C排列配置。在圖示的例子中，推力軸承21配置于前方，向心軸承23配置于后方。推力軸承21介由從轉(zhuǎn)子9的外周面向徑向突出的圓盤狀的推力環(huán)25，承受轉(zhuǎn)子9的軸向載荷的同時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子9。向心軸承23介由轉(zhuǎn)子9的外周面來(lái)承受轉(zhuǎn)子9的徑向載荷的同時(shí)，可旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子9。

在這些軸承21、23的徑向外方設(shè)置有圓筒狀的軸承殼體27。推力軸承21及向心軸承23介由軸承殼體27支承于發(fā)動(dòng)機(jī)罩13。在軸承殼體27的周壁29的周向上的一部分，形成有對(duì)推力軸承21及向心軸承23供給潤(rùn)滑油OL的給油路31。在軸承殼體27的周壁29上形成的給油路31，從前方連接有導(dǎo)油管33。潤(rùn)滑油OL從油箱35經(jīng)由導(dǎo)油管33導(dǎo)入給油路31。向給油路31導(dǎo)入的潤(rùn)滑油OL經(jīng)過(guò)分支給油路37供給至各軸承21、23，該分支給油路37從形成于軸承殼體27內(nèi)的給油路31在徑向上分支而成的。

在軸承殼體27的徑向外方的周向上的一部分(與形成有給油路31的周向上的一部分不同的周向部分)，設(shè)置有對(duì)供給至軸承21、23的潤(rùn)滑油OL進(jìn)行回收的油回收腔39。油回收腔39位于將空氣A吸入壓縮機(jī)1內(nèi)的通道、即吸氣通道17的徑向內(nèi)方。在油回收腔39的油導(dǎo)出口40連接有油導(dǎo)出管43，該油導(dǎo)出管43形成將被回收的潤(rùn)滑油OL向外部(此例中為油箱35)導(dǎo)出的油導(dǎo)出路41。在圖示的例子中，油導(dǎo)出口40為設(shè)置于油回收腔39前方的開口。另外，油導(dǎo)出路41將潤(rùn)滑油OL從油回收腔39向前方，沿大致與作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子9的旋轉(zhuǎn)方向R垂直的方向?qū)С觥Q言之，如圖3示意性所示，油導(dǎo)出路41在俯視視角下與軸心C方向大致平行地延伸。另外，在圖2所示的例子中，油導(dǎo)出路41以從軸心C方向向前方外徑側(cè)傾斜的方式設(shè)置。

作為軸承殼體27內(nèi)方空間的軸承腔45與油回收腔39，介由在軸承殼體27的周壁29周向上的一部分(與形成有給油路31的周向上的一部分不同的周向部分)形成的排油通道47互相連通。排油通道47是在徑向上貫通軸承殼體27的周壁29的通道，也就是在軸承殼體27的內(nèi)周面及外周面開口的通道。潤(rùn)滑油OL經(jīng)由該排油通道47從軸承21、23向油回收腔39排出。本實(shí)施方法中，作為排油通道47，設(shè)置有：位于推力軸承21的外周側(cè)的第一排油通道47A、分別位于向心軸承23軸向兩端部的外周側(cè)的第二排油通道47B及第三排油通道47C。下面，主要對(duì)第一排油通道47A的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖4所示，在第一排油通道47A設(shè)置有沿軸承殼體27的周壁29的周向Q對(duì)該第一排油通道47A進(jìn)行分割的隔壁51。在圖示的例子中，第一排油通道47A由一個(gè)隔壁51分割為兩個(gè)分割排油通道53、53。換言之，第一排油通道47A具有隔著隔壁51在周向Q上排列的兩個(gè)分割排油通道53、53。

如圖5A所示，各分割排油通道53形成為其截面形狀是在周向Q上具有長(zhǎng)徑的長(zhǎng)圓形的長(zhǎng)圓孔。通過(guò)將各分割排油通道53的通道截面形狀設(shè)為在周向Q上具有長(zhǎng)徑的長(zhǎng)圓形，并較大地設(shè)定第一排油通道47A的周向尺寸，從而能夠?qū)⒃谛D(zhuǎn)方向R上回旋的潤(rùn)滑油OL切實(shí)地導(dǎo)入第一排油通道47A內(nèi)。不過(guò)，各分割排油通道53的通道截面形狀并不限定于圖示的例子，例如也可以是圓形。另外，雖然各分割排油通道53的通道截面形狀可以是在軸向上具有長(zhǎng)徑的長(zhǎng)圓孔，但在該情況下，也優(yōu)選將第一排油通道47A整體截面的周向尺寸設(shè)定得比軸向尺寸大。

在周向上對(duì)第一排油通道47A進(jìn)行分割的隔壁51的數(shù)量并不限定于一個(gè)。例如，如圖5B所示，第一排油通道47A也可以由兩個(gè)隔壁51分割為三個(gè)分割排油通道53。另外，隔壁51的形狀、配置只要是以不妨礙第一排油通道47A內(nèi)的潤(rùn)滑油OL在周向Q(旋轉(zhuǎn)方向R)上的流動(dòng)的方式設(shè)置，就不受這些例子所限定。例如，如圖5C所示，第一排油通道47A也可以具有由相對(duì)于周向Q傾斜的X字形狀的隔壁51分割成的四個(gè)分割排油通道53。在第一排油通道47A中無(wú)論如何設(shè)定隔壁51及分割排油通道53的數(shù)量、形狀、配置，為了使向油回收腔39排出的潤(rùn)滑油OL流動(dòng)均勻，優(yōu)選第一排油通道47A的截面整體在周向Q以及前后方向上呈對(duì)稱。

圖4所示的隔壁51的形態(tài)，若是以能夠防止從軸承腔45內(nèi)向第一排油通道47A流入的潤(rùn)滑油在周向Q上不均勻地分布的方式設(shè)置，則不限于圖示的例子。因此，隔壁51的、軸承殼體27外徑側(cè)端51a的位置也可以不與第一排油通道47A的軸承殼體27外徑側(cè)端47Aa的位置(即軸承殼體27的外周面)一致。也就是說(shuō)，雖然圖示的例子中這些外徑側(cè)端51a、47Aa的徑向位置是一致的，但隔壁51的外徑側(cè)端51a的徑向位置也可以比第一排油通道47A的外徑側(cè)端47Aa的徑向位置更靠?jī)?nèi)側(cè)，也可以更靠外側(cè)。

如圖2所示，第一排油通道47A向油回收腔39的油導(dǎo)出口40的方向、換言之向油導(dǎo)出路41的導(dǎo)出方向傾斜而形成。也就是說(shuō)，在圖示的例子中，相對(duì)于軸承殼體27的徑向，第一排油通道47A向前方外徑側(cè)傾斜。雖然第一排油通道47A也可以與徑向平行地設(shè)置，但通過(guò)如本實(shí)施方法這樣使其傾斜，從而將排出至油回收腔39的潤(rùn)滑油OL整流至導(dǎo)出方向，因此，能夠?qū)?rùn)滑油OL更順暢地從油回收腔39向油導(dǎo)出路41引導(dǎo)。圖6所示的第一排油通道47A相對(duì)于軸承殼體27的徑向的傾斜角度α的優(yōu)選范圍為20°≤α≤40°，更優(yōu)選為25°≤α≤35°。在本實(shí)施方法中，取α＝30°。

此外，如圖4所示，第一排油通道47A相對(duì)周向Q大致沿著徑向、即無(wú)傾斜地形成。設(shè)置于第一排油通道47A的隔壁51也相對(duì)周向Q大致沿著徑向、即無(wú)傾斜地形成。

根據(jù)本實(shí)施方式的軸承的排油結(jié)構(gòu)，通過(guò)在將潤(rùn)滑油OL從推力軸承21向油回收腔39排入的排油通道47(第一排油通道47A)中，設(shè)置在周向Q、即旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)該排油通道47進(jìn)行分割的隔壁51，從而能夠有效地抑制油回收腔39內(nèi)的潤(rùn)滑油OL的回旋。也就是說(shuō)，如圖4所示，從向推力軸承21供油的供油孔55供給的潤(rùn)滑油OL沿著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向R流動(dòng)，對(duì)推力軸承21(推力墊21a)進(jìn)行潤(rùn)滑。之后，潤(rùn)滑油OL通過(guò)離心力向外徑側(cè)移動(dòng)，形成高速的回旋流。到達(dá)第一排油通道47A的潤(rùn)滑油OL不僅與和第一排油通道47A的旋轉(zhuǎn)方向R相對(duì)的一側(cè)的周壁47Ab碰撞，也與隔壁51碰撞，從而以回旋成分被大幅抑制的狀態(tài)從兩個(gè)分割排油通道53向油回收腔39流入。

與此相對(duì)，在不設(shè)置隔壁51，潤(rùn)滑油OL以具有較大回旋成分的狀態(tài)向油回收腔39流入的情況下，如圖3中虛線所示，大部分潤(rùn)滑油OL會(huì)與油回收腔39的內(nèi)壁碰撞，其中一部分向與油導(dǎo)出路41相反的方向(后側(cè))流動(dòng)，因此潤(rùn)滑油OL會(huì)滯留，排油性能降低。但是，在本實(shí)施方式中，由于如上所述在潤(rùn)滑油OL的回旋成分在被大幅抑制的狀態(tài)下向油回收腔39流入，因此，如圖3中實(shí)線所示，大部分潤(rùn)滑油OL會(huì)直接向油導(dǎo)出路41流入，而油回收腔39內(nèi)的潤(rùn)滑油OL的滯留得以抑制，因此，排油性能提高。

此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)將在排油通道中設(shè)置隔壁的排油結(jié)構(gòu)應(yīng)用于將供給至推力軸承21的潤(rùn)滑油OL排出的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行了說(shuō)明。這是因?yàn)橥屏S承21相較于向心軸承23使用更多的潤(rùn)滑油，而且在大直徑的推力軸承21中，在軸承外周附近，潤(rùn)滑油會(huì)特別高速地回旋，因此通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油OL的回旋進(jìn)行抑制而產(chǎn)生的排油性能提高的效果也會(huì)特別良好。不過(guò)，本實(shí)施方式的排油結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于將供給至圖2的向心軸承23的潤(rùn)滑油OL排出的結(jié)構(gòu)。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式的排油結(jié)構(gòu)，由于確保了軸承的良好排油性能，能夠?qū)崿F(xiàn)排油結(jié)構(gòu)的小型化，尤其是油回收腔39的小型化。因此，如本實(shí)施方式中所例示，在燃?xì)廨啓C(jī)GT中，在具有配置于壓縮機(jī)1的吸氣通道17的徑向內(nèi)方的推力軸承21、以及配置于壓縮機(jī)1的吸氣通道17的徑向內(nèi)方的油回收腔39的軸承部上應(yīng)用了上述排油結(jié)構(gòu)的情況下，能夠充分確保壓縮機(jī)1的吸氣通道17的面積。不過(guò)，上述排油結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)GT的轉(zhuǎn)子9的其他部分進(jìn)行支承的軸承的排油結(jié)構(gòu)。

另外，雖然在本實(shí)施方式中，作為具備可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承的裝置，以燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以應(yīng)用于具備可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承的其他裝置。

雖然是如以上這樣參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種添加、變更或刪除。因此，這些添加、變更及刪除也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 壓縮機(jī)

5 渦輪

9 轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)軸)

17 吸氣通道

21 推力軸承

23 向心軸承

27 軸承殼體

29 軸承殼體的周壁

39 油回收腔

40 油導(dǎo)出口

41 油導(dǎo)出路

47 排油通道

51 隔壁

A 空氣

GT 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

OL 潤(rùn)滑油