JP2017002973A - 鉄道車両用歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車箱の内圧が外気圧より相対的に低下し、ブリーザ通路に歯車箱内に向かう吸引力が作用したときでも、簡単な構造で歯車箱内への水分子の吸い込みを可及的に抑制できるようにした鉄道車両用歯車装置を提供する。
【解決手段】鉄道車両の車軸に連結される歯車１１を収納する歯車箱１と、歯車箱の上部に設けた取付座１３の上面１３ａに取り付けられるブリーザＢｚとを備える本発明の鉄道車両用歯車装置は、ブリーザが取付座の上面に着座するブリーザ本体２を有し、ブリーザ本体に歯車箱に形成した通路１５に連通して歯車箱の内外を通気するブリーザ通路２３が形成される。ブリーザ通路が、ブリーザ本体に開設した通気口２２に通じる、上方向に立ち上がってのびる第１通路部２３ａを有し、第１通路部にフィルタＦ２が充填される。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両の車軸に連結される歯車を収納する歯車箱と、歯車箱の上部に設けた取付座の上面に取り付けられるブリーザとを備える鉄道車両用歯車装置に関する。

この種の鉄道車両用歯車装置は例えば特許文献１で知られている。このものでは、ブリーザが歯車箱に形成した通路に連通して歯車箱の内外を通気するブリーザ通路を有するブリーザ本体を備える。また、外気圧が歯車箱の内圧より許容範囲を超えて相対的に低下したときにブリーザ通路と通路との連通を遮断する弁機構をブリーザ本体に設けてブリーザを構成することが従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、例えば歯車箱内での歯車の回転によって、歯車箱の内圧が外気圧より相対的に低下する場合があり、この場合にはブリーザ通路に歯車箱内に向かう吸引力が作用する。上記各従来例のものでは、ブリーザ通路外端の通気口が露出しているため、歯車箱内に向かう吸引力が作用すると、外気だけでなく、鉄道車両運行時の気象条件（降雪時や降雨時）によっては雨水なども吸い込まれてしまう。また、鉄道車両の運行時、歯車箱が高温になっていることから、ブリーザや取付座に雪が付着したような場合、雪が溶けて取付座の上面などに水滴として残ることがあり、この場合にも、歯車箱内に向かう吸引力が作用すると、水滴が吸い込まれてしまう。そして、吸い込まれた水分子が、歯車箱内に収納されている潤滑油に混入すると、潤滑油を乳化させ、その結果、潤滑油の潤滑性能を劣化させるという不具合が生じる。

特開２０１１−１２２６４１号公報 特開２０１２−３６９４１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、歯車箱の内圧が外気圧より相対的に低下し、ブリーザ通路に歯車箱内に向かう吸引力が作用したときでも、簡単な構造で歯車箱内への水分子の吸い込みを可及的に抑制できるようにした鉄道車両用歯車装置を提供することをその課題とするものである。

上記の課題を解決するために、鉄道車両の車軸に連結される歯車を収納する歯車箱と、歯車箱の上部に設けた取付座の上面に取り付けられるブリーザとを備える本発明の鉄道車両用歯車装置は、ブリーザが取付座の上面に着座するブリーザ本体を有し、ブリーザ本体に歯車箱に形成した通路に連通して歯車箱の内外を通気するブリーザ通路が形成され、ブリーザ通路が、ブリーザ本体に開設した通気口に通じる、上方向に立ち上がってのびる第１通路部を有し、第１通路部にフィルタが充填されることを特徴とする。

本発明によれば、歯車箱の内圧が外気圧より相対的に低下してブリーザ通路に歯車箱内に向かう吸引力が作用したとき、ブリーザ通路外端の通気口から外気や通気口近傍の水滴などの水分子が吸い込まれるが、通気口に通じる第１通路部が上方向に立ち上がってのび、この第１通路部内にフィルタを充填する構成を採用したため、吸い込まれた水分子がフィルタで吸収され、その上、余程大きな吸引力が作用しない限り、フィルタで吸収された水分子が、重力に抗して第１通路部内で持ち上げられて歯車箱内へと流出することはない。その結果、歯車箱内への水分子の吸い込みを可及的に抑制することができ、歯車箱内に収納されている潤滑油の潤滑性能を劣化させるといった不具合の発生を防止できる。

本発明において、前記通気口が前記第１通路部から下方に向けて開口していることが好ましい。これによれば、吸収された水分子がその自重で落下したときにその水分子がブリーザ本体外に排出され、有利である。なお、本発明においては、前記ブリーザ通路が、第１通路部と、ブリーザ本体の上面に凹設され前記第１通路部が連通する窪み部と、上下方向にのびて窪み部と前記歯車箱の通路とを連通する第２通路部とを有し、上方から窪み部を覆う蓋体が取り付けられることが好ましい。

本発明の鉄道車両用歯車装置の歯車箱を示す正面図。 (ａ)は、ブリーザが取り付けられた歯車箱の部分を拡大して示す図、（ｂ）は、図２（ａ）中、ＩＩ（ｂ）−ＩＩ（ｂ）線に沿う断面図、（ｃ）は、カバー体を取り外した状態で示すブリーザの平面図。 変形例に係るブリーザの断面図。 他の変形例に係るブリーザの断面図。 更に他の変形例に係るブリーザの断面図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の鉄道車両用歯車装置を説明する。以下においては、図１に示す姿勢で歯車箱が鉄道車両の床下に設けられるものとし、これを基準に「上」、「下」、「左」、「右」といった方向を示す語を用いるものとする。

図１及び図２を参照して、１は、鉄道車両用歯車装置の歯車箱である。特に詳細に図示しないが、歯車箱１内には、互いに噛み合うモータ等の駆動源に連結された入力軸に固定の小歯車と、車軸に固定の大歯車１１とが収納され、大歯車１１の下部が潤滑油１２内に浸漬されている。なお、歯車装置自体は公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。歯車箱１の上部の所定位置には、上方に突出させて取付座１３が一体に設けられている。歯車箱１の上部壁には、その内部空間１４から左右方向にのびた後、取付座１３内を上方に立ち上がって取付座１３の上面に開口する通路１５が形成されている。そして、取付座１３の上面１３ａにシール材１６を介してブリーザＢｚが設けられている。以下、ブリーザＢｚの形態について説明する。

ブリーザＢｚは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、取付座１３の上面１３ａに着座するベース板部２ａを備える直方体状のブリーザ本体２と、通路１５外端に設けられて外気圧が歯車箱１の内圧（内部空間１４の圧力）より許容範囲を超えて相対的に低下したときに通路１５とブリーザ通路２３との連通を遮断する弁機構３とを備える。ブリーザ本体２の上面には窪み部２１が凹設され、その各側面には上面１３ａから所定の高さに位置させて通気口２２が夫々開設されている。また、ブリーザ本体２内には、各通気口２２から夫々左右方向にのびた後、上方向に立ち上がって窪み部２１に連通する第１通路部２３ａが形成されると共に、各第１通路部２３ａの内側で上下方向にのびて窪み部２１と通路１５とを連通する第２通路部２３ｂが形成され、各第１通路部２３ａと第２通路部２３ｂとでブリーザ通路２３が構成されている。窪み部２１は、上方から蓋体で覆われてその内部空間が気密保持されるようになっている。また、第２通路部２３ｂには、主として潤滑油１２のミスト成分を取り除く役割を持つフィルタＦ１が充填されている。フィルタＦ１としては、布製や多孔質の合成樹脂製など公知のものから適宜選択することができる。

弁機構３は、通路１５との間に間隙を持って挿入される軸部３１ａと、取付座１３の上面１３ａに着座可能なフランジ部３１ｂとを備える弁体３１を備える。フランジ部３１ｂの下面には、軸部３１ａから径方向にのびる通気溝３１ｃが複数形成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、歯車箱１内外の圧力、即ち、内部空間１４と外気との圧力が等しい場合には弁機構３が開弁状態となる。つまり、弁体３１がその自重で降下し、この状態では、フランジ部３１ｂの下面が取付座１３の上面１３ａに着座し、フランジ部３１ｂの上面とブリーザ本体２の下面との間の隙間２４を介して通路１５とブリーザ通路２３の第２通路部２３ａとが連通している（歯車箱１の内外が通気される）。他方、歯車箱１の外圧が内圧よりも低下すると、通路１５とブリーザ通路２３とには歯車箱１外側に向かう吸引力が作用する。このとき、自重を超える上向きの力が弁体３１に作用すると、弁体３１が持ち上げられる。そして、フランジ部３１ｂの上面がブリーザ本体２の下面に密着すると、通路１５とブリーザ通路２３との連通が遮断され、弁機構３が閉弁状態となる。これにより、歯車箱１内からの圧力の抜けが阻止される。その結果、フィルタＦ１を設けたことと相俟って、歯車箱１内の潤滑油１２のミスト成分がブリーザ通路２３を介して歯車箱１外へと漏れ出すことが防止される。

ここで、例えば歯車箱１内での大歯車１１の回転によって、歯車箱１の内部空間１４の圧力が外気圧より相対的に低下する場合があり、この場合には、通路１５及びブリーザ通路２３に歯車箱１の内部空間１４に向かう吸引力が作用する。このとき、外気中の水分子が通路１５及びブリーザ通路２３に吸い込まれて内部空間１４の潤滑油１２に混入すると、潤滑油１２を乳化させ、その結果、潤滑油１２の潤滑性能が劣化する。このため、歯車箱１内への水分子の吸い込みを可及的に抑制できるように構成しておく必要がある。

本実施形態では、ブリーザ本体２を上方及び周囲から覆うカバー体４を設けた。カバー体４は、窪み部２１を上方から覆う蓋体としての役割を果たす平板部４１と、平板部４１の下面に吊設した筒状部４２とで構成され、平板部４１を介してブリーザ本体２の上面にねじ止めされている。筒状部４２の下端は取付座１３の上面１３ａを超えて下方までのびて取付座１３の周囲に通気間隙４３を画成するようになっている。これにより、取付座１３より上方に位置するカバー体４の内部に通気間隙４３より広い空間４４が形成され、空間４４を介して、この空間４４より狭いブリーザ通路２３外端の通気口２２に連通している。それに加えて、上方向に立ち上がる各第１通路部２３ａの部分には、主として水分子を取り除く役割を持つ他のフィルタＦ２が充填されている。他のフィルタＦ２としては、吸水性を持つ布製や多孔質の合成樹脂製など公知のものから適宜選択することができ、フィルタＦ１と同一のものまたは異なる材料のものを用いてもよい。また、各第１通路部２３ａに対する他のフィルタＦ２の充填位置は、上方向に立ち上がる各第１通路部２３ａの部分のうち上下方向を両端部を除く領域であれば、特に制限はない。

以上によれば、筒状部４２の下端が取付座１３の上面１３ａを超えて下方までのびているため、通気口２２近傍に水滴が残る部分を無くすことができる。また、通気間隙４３より広い空間４４を介してこの空間４４より狭い通気口２２に連通する構成としたことで、歯車箱１の内部空間１４の圧力が外気圧より相対的に低下したときに通気間隙４３に生じる吸引力は、通気口２２に作用するものと比較して弱くなり、また、仮に通気間隙４３から外気や雨水などの水分子が吸い込まれたとしても、通気間隙４３から空間４４に達したときに急激に速度低下を起こすことで、ブリーザ通路２３外端の通気口２２に達する水分子の量が少なくなる。

他方、各第１通路部２３ａに他のフィルタＦ２を充填しているため、たとえ通気口２２から水分子が吸い込まれたとしてもフィルタＦ２で水分子が除去（吸収）される。その上、余程大きな吸引力が作用しない限り、フィルタＦ２で吸収された水分子が、重力に抗して第１通路部２３ａ内で持ち上げられて窪み部２１に達することはない。フィルタＦ２での水分子の吸収が飽和状態となったしても、水分子（水滴）がその自重で落下するだけであるため、水分子が歯車箱１内に吸い込まれることはない。このように本実施形態では、カバー体４を設けることと、第１通路２３ａにフィルタＦ２を設けることとが相俟って、歯車箱１内への水分子の吸い込みを可及的に抑制することができ、潤滑油１２の潤滑性能を劣化させるといった不具合の発生を防止できる。しかも、窪み部２１を覆う蓋体をカバー体４で兼用したため、部品点数の少ない簡単な構造にできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、種々の形態にて実施することができる。上記実施形態では、窪み部２１を上方から覆う蓋体としての役割を果たす平板部４１と、平板部４１の下面に吊設した筒状部４２とで構成したカバー体４を設けるものを例に説明したが、カバー体４を省略し、蓋体のみを取り付けようにすることができる。また、上記実施形態では、ブリーザ本体２の各側面にブリーザ通路２３外端の通気口２２を開設、即ち、取付座１３の上面１３ａに沿って左右方向に開口するように通気口２２を設けた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。図３に示すように、変形例に係るブリーザＢｚ_１では、ブリーザ本体２０の下部に径方向内方に窪む環状窪み部２１１を形成し、環状窪み部２１１に向けて開口するように、即ち、下方向に向けて開口するようにブリーザ通路２３外端の通気口２１２を形成してもよい。これによれば、他のフィルタＦ２で吸収された水分子がその自重で落下したときにその水分子をブリーザ本体２外に排出することができてよい。

また、上記実施形態では、カバー体４の筒状部４２の下端が取付座１３の上面１３ａを超えて下方までのびるものを例に説明したが、これに限定されるものではない。本発明の鉄道車両用歯車装置を鉄道車両に取り付けるときに十分なスペースがあり、図４に示すように、ブリーザ本体２２０の高さ寸法を長く取れるような場合、言い換えると、取付座１３の上面１３ａからブリーザ本体２２０の側面に形成される通気口２２１までの高さ距離ｈを、歯車箱１外側に向かう吸引力が作用したときに取付座１３の上面１３ａに存する水滴が通気口２２１から吸い込まれない程離間できる場合、他の変形例に係るブリーザＢｚ_２では、カバー体４０の下端４０１が、通気口２２１を超えて下方までのびてブリーザ本体２２０の周囲に通気間隙４０２を画成し、カバー体４０の下端４０１と通気口２２１との間に位置するカバー体４０の内部に通気間隙４０２より広い空間４０３が形成されるようにしている。これにより、上記同様、ブリーザ通路２３外端の通気口２２１に達する水分子の量が少なくできる。

更に、上記実施形態では、カバー体４を平板部４１と筒状部４２とで構成したものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、図５に示す更に他の変形例のブリーザＢｚ_３では、ブリーザ本体２３０の周囲には、カバー体４００の筒状部４２０に対向させかつ上下方向に間隔を存して受け皿部４３０が設けられ、筒状部４２０と受け皿部４３０との間の通気間隙４４０を通して外気に連通するようにしている。これにより、取付座１３の上面１３ａに水滴が存するような場合でも、水滴が通気口２３１から吸い込まれることはない。

１…鉄道車両用歯車装置の歯車箱、１３…取付座、１３ａ…取付座の上面、Ｂｚ，Ｂｚ１，Ｂｚ_２，Ｂｚ_３…ブリーザ、２…ブリーザ本体、２１…窪み部、２２…ブリーザ通路外端の通気口、２３…ブリーザ通路、２３ａ…第１通路部（ブリーザ通路）、２３ｂ…第２通路部（ブリーザ通路）、４…カバー体、４３…通気間隙、４４…カバー体の内部空間、Ｆ１，Ｆ２…フィルタ。

Claims (3)

1. 鉄道車両の車軸に連結される歯車を収納する歯車箱と、歯車箱の上部に設けた取付座の上面に取り付けられるブリーザとを備える鉄道車両用歯車装であって、ブリーザが取付座の上面に着座するブリーザ本体を有し、ブリーザ本体に歯車箱に形成した通路に連通して歯車箱の内外を通気するブリーザ通路が形成されるものにおいて、
   ブリーザ通路が、ブリーザ本体に開設した通気口に通じる、上方向に立ち上がってのびる第１通路部を有し、第１通路部にフィルタが充填されることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
2. 前記通気口が前記第１通路部から下方に向けて開口していることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用歯車装置。
3. 前記ブリーザ通路が、第１通路部と、ブリーザ本体の上面に凹設され前記第１通路部が連通する窪み部と、上下方向にのびて窪み部と前記歯車箱の通路とを連通する第２通路部とを有し、上方から窪み部を覆う蓋体が取り付けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の鉄道車両用歯車装置。

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