JP2019007522A - 鉄道車両用歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜歯歯車を用いつつ潤滑油の偏りを防止できる鉄道車両用歯車装置を提供する。【解決手段】鉄道車両用歯車装置１は、周面に斜歯１３を有しかつ回転軸が水平な大歯車１０と、大歯車１０に噛合された小歯車２０と、大歯車１０および小歯車２０を収容するケース３０と、ケース３０の底部に形成されかつ大歯車１０が浸漬される潤滑油の油溜め３１と、を有し、ケース３０の内側には、大歯車１０に随伴または飛散した潤滑油を大歯車の片面側へ誘導する誘導部材４１，４２が設置されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両用歯車装置に関し、鉄道車両の電動機の動力を車輪に伝達する歯車装置に関する。

鉄道車両においては、駆動源の回転力を車輪に伝達する歯車装置が用いられている（特許文献１参照）。
鉄道車両用歯車装置は、所期の減速比に設定された大歯車および小歯車を有する。小歯車は駆動軸に接続され、駆動軸には駆動源の回転力が伝達される。回転力は小歯車と噛合する大歯車に伝達され、大歯車が接続された車軸を介して車輪に伝達される。なお、高さ寸法の抑制などの理由から、小歯車は大歯車の周面（歯面）に対して側方から噛合される。また、大歯車および小歯車の回転軸は、水平方向に配置される。
これらの大歯車および小歯車は、密封可能なケース内に収容され、ケースの底部には飛沫潤滑用の潤滑油が貯留される。ケース内の潤滑油は、停止状態で大歯車の一部が浸漬される状態とされ、大歯車の歯溝内に入り込む。大歯車が回転すると、周囲の潤滑油が跳ね上げられ、大歯車の周囲に随伴流が形成され、歯溝内の潤滑油も周囲に飛散する。これらの潤滑油が飛沫となって、両歯車の噛合部分および各歯車の回転軸の軸受部分へと散布され、各々の潤滑が行われる。

特開２００９−１８０３７１号公報

鉄道車両用歯車装置では、動力伝達の円滑化のため、斜歯歯車が用いられる。斜歯歯車は、斜歯および歯溝の連続方向が回転中心または回転方向に対して斜めに形成される。そして、斜歯歯車の周面では、周面の上端周辺または下端周辺にあるときを除き、周面に形成された斜歯および歯溝は、その一方の端部（歯車の表面側）が他方の端部（歯車の裏面側）より下方に傾斜した状態となる。

前述のように、潤滑油は大歯車の一部が歯溝に入り歯車に随伴して流動するが、重力により傾斜した歯溝の下方になる側へ流動し、軸受上部位置で滴下して軸受部分等に供給される潤滑油が専ら大歯車の片側（表面側または裏面側）に偏り、歯車の潤滑油が少ない側で潤滑不足が生じる可能性がある。前述した特許文献１では、側壁に孔の空いた油だめを設置し、孔から軸受へ油供給をする手法が提案されている。しかし、油溜めの設置スペースの制約や油だめ自体に溜められる油量の制約があり、歯車の傾斜に伴う軸受潤滑不足の解消が出来ない課題があった。
また、歯車から滴下する潤滑油の偏りは、歯車の回転方向（正転または逆転）、歯車の回転速度、あるいは加減速の状態によっても変化することがあり、固定的な対策では変化に対応できない。

本発明の目的は、斜歯歯車を用いつつ潤滑油の偏りを防止できる鉄道車両用歯車装置を提供することにある。

本発明の鉄道車両用歯車装置は、周面に斜歯を有しかつ回転軸が水平な大歯車と、前記大歯車に噛合された小歯車と、前記大歯車および前記小歯車を収容するケースと、前記ケースの底部に形成されかつ前記大歯車が浸漬される潤滑油の油溜めと、を有し、前記ケースの内側には、前記大歯車に随伴または飛散した前記潤滑油を前記大歯車の片面側へ誘導する誘導部材が設置されていることを特徴とする。

本発明では、大歯車の周面の斜歯およびその間の歯溝には、油溜めに浸漬された状態で潤滑油が供給される。歯溝内に供給された潤滑油は、大歯車の回転に伴って油面より上昇して油溜めから離れた後、重力により傾斜した歯溝の下方になる側へ流動し、大歯車の表面側または裏面側のいずれかに偏った状態で滴下する。
ここで、本発明では、ケースの内側に、大歯車に随伴または飛散した潤滑油を大歯車の片面側（表面側または裏面側のいずれか）へ誘導する誘導部材が設置されている。
このため、誘導部材の誘導方向を表面側または裏面側のいずれかに適切に設定しておけば、偏った状態で随伴または飛散する潤滑油を、反対側へと誘導し、大歯車の両面での潤滑油の偏りを解消することができる。
さらに、大歯車に随伴する潤滑油の偏りを解消するために、ケースの内側に設置される誘導部材を用いるので、誘導部材の位置や設置状態を変更することで、大歯車の回転速度などの回転状態が異なる状態についても対応することもできる。
なお、本発明において、大歯車に随伴または飛散する潤滑油とは、大歯車の歯溝内に滞留して大歯車の周面とともに移動する潤滑油、斜歯に付着して大歯車の周面とともに移動する潤滑油、大歯車の周面から離脱したのち周面に沿った流れ（随伴流）を形成する潤滑油、周面から離れて飛散する潤滑油をいう。

本発明において、誘導部材の誘導方向の設定は、鉄道車両用歯車装置の常用回転速度を選択し、この回転速度における潤滑油の偏りを調べ、この偏りを解消にするように設定することで、常用回転速度に対応した効果的な偏り解消を行うことができる。
また、誘導部材の設置位置は、常用回転速度に応じて設定することが望ましい。例えば、常用回転速度が低い場合、潤滑油の随伴は大部分が油溜めに近い領域で生じるため、大歯車の下半分の周面に臨んだ位置に誘導部材を設置することが好ましい。一方、常用回転速度が高い場合、潤滑油は大歯車が半回転以上回転しても大部分が随伴しているため、大歯車の上半分の周面に臨んだ位置に誘導部材を設置することが好ましい。

本発明の鉄道車両用歯車装置において、前記誘導部材は、前記大歯車の前記周面に臨んで配置され、前記周面の接線方向と交差し、かつ片側が前記大歯車の回転方向下流側へ傾斜した誘導面を有することが好ましい。

本発明では、大歯車の周面に臨んで配置され、かつ周面の接線方向と交差する誘導面に、大歯車に随伴した潤滑油が衝突する。誘導面は、片側が大歯車の回転方向下流側へ傾斜して配置されているため、誘導面に衝突した潤滑油は、衝突した勢いで誘導面に沿って流れ、大歯車の表面側または裏面側へ誘導される。
本発明では、誘導部材の誘導面により、大歯車に随伴した潤滑油を大歯車の表面側または裏面側へ誘導することができ、誘導面における片側（回転方向下流側となる）を適切に選択することで、大歯車の両面での潤滑油の偏りを解消することができる。
なお、誘導面としては、平面であってもよいし、曲面であってもよく、潤滑油の誘導に好適な形状を適宜選択すればよい。例えば、偏り解消を図りたい回転速度領域における潤滑油の挙動を実験により把握し、適切な向き、傾きや形状を決定することができる。

本発明の鉄道車両用歯車装置において、前記誘導部材は、前記大歯車の正転時用および前記大歯車の逆転時用が一対に設置されていることが好ましい。

本発明では、大歯車の正転時用の誘導部材と、大歯車の逆転時用の誘導部材とが一対に設置されるため、大歯車が正転時であっても逆転時であっても、同等の潤滑油の偏りの防止効果を得ることができる。
なお、一対の誘導部材は、例えば、常用回転速度が低い場合、潤滑油の飛散と大歯車への随伴が油溜めに近い領域で生じるため、大歯車の下半分の周面に臨んだ位置に、大歯車を挟んで一対で設置することが好ましい。一方、常用回転速度が高い場合、潤滑油の随伴は大歯車が大きく回転しても存在するため、大歯車の上半分の周面に臨んだ位置に、大歯車を挟んで一対の誘導部材を設置することが好ましい。

本発明によれば、斜歯歯車を用いつつ潤滑油の偏りを防止できる鉄道車両用歯車装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態を示す断面図。 第１実施形態を示す模式的な斜視図。 第１実施形態を示す模式的な側面図。 第１実施形態の誘導部材の具体例を示す斜視図。 第１実施形態の誘導部材の他の具体例を示す斜視図。 本発明の第２実施形態を示す断面図。 第２実施形態を示す模式的な斜視図。 第２実施形態を示す模式的な側面図。 本発明の第３実施形態を示す模式的な側面図。 第３実施形態を示す模式的な上面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態である鉄道車両用歯車装置１が示されている。
鉄道車両用歯車装置１は、水平な回転軸回りに回転可能な大歯車１０および小歯車２０を有し、これらは密封可能なケース３０内に収容されている。
大歯車１０および小歯車２０は、互いに所期の減速比に設定され、大歯車１０の側方で互いに噛合されている。
ケース３０の底部には、飛沫潤滑用の潤滑油が貯留される油溜め３１が形成されている。油溜め３１に貯留された潤滑油には、大歯車１０の下部が浸漬されている。

大歯車１０は車軸１１に接続されている。車軸１１には車輪（図示省略）が接続されている。ケース３０の車軸１１が貫通する部位には、車軸１１を回転自在に支持する軸受部１２が設置されている。
図示しない車輪は、図１の奥側に配置され、鉄道車両用歯車装置１において、同側は「Ｗ側」（Ｗｈｅｅｌ側）と呼ばれる（図２参照）。

小歯車２０は駆動軸２１に接続されている。駆動軸２１には電動モータなどの駆動源（図示省略）が接続されている。ケース３０の駆動軸２１が貫通する部位には、駆動軸２１を回転自在に支持する軸受部２２が設置されている。
図示しないモータ等の駆動源は、図１の手前側に配置され、鉄道車両用歯車装置１において、同側は「Ｍ側」（Ｍｏｔｏｒ側）と呼ばれる（図２参照）。
これらのＷ側およびＭ側は、本発明における大歯車の表面側および裏面側に相当する。

本実施形態において、小歯車２０および駆動軸２１が駆動源により回転されると、この回転が小歯車２０に噛合する大歯車１０および車軸１１を介して車輪に伝達される。
本実施形態では、大歯車１０および小歯車２０が斜歯歯車とされており、大歯車１０の周面には斜歯１３および歯溝１４が形成され、小歯車２０の周面には斜歯２３および歯溝２４が形成されている。
さらに、ケース３０の内壁には、大歯車１０および小歯車２０の噛合部分の下方に第１の誘導部材４１が設置され、大歯車１０を挟んで反対側には、第１の誘導部材４１と略同じ高さ位置に第２の誘導部材４２が設置されている。

先ず、第１の誘導部材４１について説明する。
図２において、第１の誘導部材４１は、大歯車１０が低速で逆方向（図中時計回り）に回転（低速逆回転ＲＬ）する際に、大歯車１０によって油溜め３１から跳ね上げられる潤滑油に対し、この潤滑油を誘導してその偏りを抑制するものである。
このために、第１の誘導部材４１は、低速逆回転ＲＬの状態で潤滑油が跳ね上げられる部分、つまり、大歯車１０の回転中心よりも下側で、かつ小歯車２０と噛み合う側に配置され、図示しない支持部材を介してケース３０の内壁に支持されている。

大歯車１０が低速逆回転ＲＬする際の潤滑油の偏りは次のように表れる。
図３の（Ａ）部に示すように、大歯車１０が低速逆回転ＲＬする際には、油溜め３１に浸漬された大歯車１０の周面に潤滑油が付着し、大歯車１０の回転に伴って油溜め３１から小歯車２０がある側へ跳ね上げられる。
跳ね上げられた潤滑油３１１は、主に大歯車１０の歯溝１４に溜まった状態で上方へ移動し、移動の間に一部の潤滑油３１２は滴下するが、他の潤滑油３１３は大歯車１０に随伴ないしは周囲に飛散し、大歯車１０の軸受部１２などに散布されて各々の潤滑に供される。

大歯車１０は斜歯歯車であり、斜歯１３およびその間の歯溝１４は、大歯車１０の周面に螺旋状に形成されている。そして、潤滑油３１１が跳ね上げられる小歯車２０側の周面では、歯溝１４がＷ側からＭ側へ向けて下るように傾斜している。
このため、大歯車１０の周面に沿って上昇する短時間の間であっても、歯溝１４内の潤滑油３１４は、重力により歯溝１４の下側（Ｍ側）へ向けて流動する。
その結果、歯溝１４に随伴するもしくは飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＭ側で随伴もしくは飛散する量が、反対のＷ側で随伴もしくは飛散する量よりも多く、軸受部１２などへの供給量に偏りを生じる。

本実施形態では、このような低速逆回転ＲＬの状態での潤滑油３１３の偏りを解消するために、第１の誘導部材４１が設置されている。
図２において、第１の誘導部材４１は、大歯車１０の周面に臨んで配置され、周面の接線方向と交差し、かつ、大歯車１０のＭ側からＷ側へ至るに従って低速逆回転ＲＬの下流側へと傾斜した誘導面４１１を備えている。

大歯車１０が低速逆回転ＲＬする際、周面に随伴もしくは飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＭ側に偏っている。しかし、大歯車１０に随伴する潤滑油３１３は、第１の誘導部材４１に衝突し、誘導面４１１によりＭ側からＷ側へと誘導される。その結果、大歯車１０のＭ側に偏っていた潤滑油３１３に対し、その一部をＷ側に戻すことができ、大歯車１０のＭ側およびＷ側での潤滑油量を均等化することができる。

第１の誘導部材４１としては、例えば以下のような形状が利用できる。
図４の（Ａ）部に示すように、第１の誘導部材４１Ａは、平面形状が直角三角形状のブロック４１２を有し、平面形状の斜辺に相当する側面が誘導面４１１とされている。ブロック４１２をケース３０の内壁に支持する際に、誘導面４１１がＭ側からＷ側へと傾斜するように姿勢を調整することで、誘導面４１１に衝突した潤滑油３１３を、潤滑油３１５としてＷ側へと誘導することができる。

図４の（Ｂ）部に示すように、第１の誘導部材４１Ｂは、平面形状が台形状のブロック４１３を有する。その他の構成は、前述した第１の誘導部材４１Ａと同様である。このような形状であっても、誘導面４１１による潤滑油３１３，３１５の誘導が行える。さらに、ブロック４１３が平面台形状となることで、前述した第１の誘導部材４１Ａよりもさらに強固な支持が可能である。

図４の（Ｃ）部に示すように、第１の誘導部材４１Ｃは、前述した直角三角形状のブロック４１２に、潤滑油３１３の導入方向に沿った補助板４１４を有する。その他の構成は、前述した第１の誘導部材４１Ａと同様である。このような形状であっても、誘導面４１１による潤滑油３１３，３１５の誘導が行える。さらに、補助板４１４により誘導面４１１に衝突する潤滑油３１３をガイドすることができる。また、補助板４１４によりブロック４１２を補助し、前述した第１の誘導部材４１Ａよりも強固な支持が可能である。

次に、第２の誘導部材４２について説明する。
図２において、第２の誘導部材４２は、大歯車１０が低速で正方向（図中反時計回り）に回転（低速正回転ＦＬ）する際に、大歯車１０によって油溜め３１から跳ね上げられる潤滑油に対し、この潤滑油を誘導してその偏りを抑制するものである。
このために、第２の誘導部材４２は、低速正回転ＦＬの状態で潤滑油が跳ね上げられる部分、つまり、大歯車１０の回転中心よりも下側で、かつ小歯車２０とは反対側に配置され、図示しない支持部材を介してケース３０の内壁に支持されている。

大歯車１０が低速正回転ＦＬする際の潤滑油の偏りは次のように表れる。
図３の（Ｂ）部に示すように、大歯車１０が低速正回転ＦＬする際には、油溜め３１に浸漬された大歯車１０の周面に潤滑油が付着し、大歯車１０の回転に伴って油溜め３１から小歯車２０とは反対側へ跳ね上げられる。
跳ね上げられた潤滑油３１１は、主に大歯車１０の歯溝１４に溜まった状態で上方へ移動し、移動の間に一部の潤滑油３１２は滴下するが、他の潤滑油３１３は周囲に飛散し、大歯車１０の軸受部１２などに散布されて各々の潤滑に供される。

大歯車１０は斜歯歯車であり、斜歯１３およびその間の歯溝１４は、大歯車１０の周面に螺旋状に形成されている。そして、潤滑油３１１が跳ね上げられる小歯車２０とは反対側の周面では、歯溝１４がＭ側からＷ側へ向けて下るように傾斜している。
このため、大歯車１０の周面に沿って上昇する短時間の間であっても、歯溝１４内の潤滑油３１４は、重力により歯溝１４の下側（Ｗ側）へ向けて流動する。
その結果、歯溝１４に溜まって大歯車１０に随伴もしくは周囲へ飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＷ側に随伴もしくは飛散する量が、反対のＭ側に随伴もしくは飛散する量よりも多く、軸受部１２などへの供給量に偏りを生じる。

本実施形態では、このような低速正回転ＦＬの状態での潤滑油３１３の偏りを解消するために、第２の誘導部材４２が設置されている。
図３において、第２の誘導部材４２は、大歯車１０の周面に臨んで配置され、周面の接線方向と交差し、かつ、大歯車１０のＷ側からＭ側へ至るに従って低速逆回転ＲＬの下流側へと傾斜した誘導面４２１を備えている。

大歯車１０が低速正回転ＦＬする際、周面に随伴もしくは周囲に飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＷ側に偏っている。しかし、大歯車１０に随伴もしくは飛散した潤滑油３１３は、第２の誘導部材４２に衝突し、誘導面４２１によりＷ側からＭ側へと誘導される。その結果、大歯車１０のＷ側に偏っていた潤滑油３１３に対し、その一部をＭ側に戻すことができ、大歯車１０のＷ側およびＭ側での潤滑油量を均等化することができる。

第２の誘導部材４２としては、前述した第１の誘導部材４１と同様なものを用いることができる。ただし、第２の誘導部材４２を設置する部分の高さ（大歯車１０とケース３０の内壁との間隔）が制約される場合など、以下のような形状を利用してもよい。

図５の（Ａ）部に示すように、第２の誘導部材４２Ａは、短冊状のブロック４２２とされ、その側面が誘導面４２１とされている。ブロック４２２をケース３０の内壁に支持する際に、誘導面４２１がＷ側からＭ側へと傾斜するように姿勢を調整することで、誘導面４２１に衝突した潤滑油３１３を、潤滑油３１５としてＭ側へと誘導することができる。

図５の（Ｂ）部に示すように、第２の誘導部材４２Ｂは、前述した短冊状のブロック４２２を複数配列し、各々の側面を誘導面４２１とするものである。このような形状であっても、誘導面４２１による潤滑油３１３，３１５の誘導が行える。配列する短冊状のブロック４２２の数はさらに増やすなどしてもよい。

以上のような第１実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
本実施形態では、ケース３０の内側に、大歯車１０に随伴もしくは飛散した潤滑油を大歯車１０の片面側（Ｗ側）へ誘導する第１の誘導部材４１、および、他の片面側（Ｍ側）へ誘導する第２の誘導部材４２が設置されている。そして、第１の誘導部材４１および第２の誘導部材４２においては、誘導方向つまり誘導面４１１，４２１の傾斜をそれぞれＷ側あるいはＭ側に向けて適切に設定している。
従って、偏った状態で大歯車１０に随伴もしくは飛散する潤滑油３１３を、誘導面４１１，４２１により反対側へと誘導し、大歯車１０の両面での潤滑油の偏りを解消することができる。
さらに、潤滑油の偏りを解消するために、ケース３０の内側に設置される誘導部材４１，４２を用いるので、誘導部材４１，４２の位置や設置状態を変更することで、大歯車１０の回転速度などの回転状態が異なる状態についても対応することもできる。

本実施形態において、誘導部材４１，４２の誘導方向の設定については、鉄道車両用歯車装置１の常用回転速度を選択し、この回転速度における潤滑油の偏りを調べ、この偏りを解消するように誘導方向を設定すればよい。このようにすることで、常用回転速度に対応した効果的な偏り解消を行うことができる。
本実施形態では、誘導部材４１，４２の設置位置は、鉄道車両用歯車装置１の常用回転速度に応じて設定している。すなわち、本実施形態では、低速逆回転ＲＬおよび低速正回転ＦＬつまり低速での正逆回転に適応するように、大歯車１０の下半分の周面に臨んで誘導部材４１，４２を配置している。常用回転速度が低い場合、潤滑油の大歯車１０への随伴もしくは大歯車１０からの飛散が、油溜め３１に近い領域で生じるため、跳ね上げられた偏った潤滑油を誘導部材４１，４２に確実に衝突させ、反対側へと誘導することができる。

本実施形態では、誘導部材４１，４２の誘導面４１１，４２１により、大歯車１０に随伴もしくは飛散した潤滑油３１３を大歯車１０のＷ側またはＭ側へ誘導することができ、誘導面４１１，４２１における片側（回転方向下流側となるＷ側またはＭ側）を適切に選択することで、大歯車１０の両面での潤滑油の偏りを解消することができる。

本実施形態では、大歯車１０の逆転時用（低速逆回転ＲＬ用）の誘導部材４１と、大歯車１０の正転時用（低速正回転ＦＬ用）の誘導部材４２とを一対に設置したため、大歯車１０が正転時であっても逆転時であっても、同等の潤滑油の偏りの防止効果を得ることができる。

〔第２実施形態〕
図６には、本発明の第２実施形態である鉄道車両用歯車装置２が示されている。
鉄道車両用歯車装置２は、基本構成が前述した第１実施形態の鉄道車両用歯車装置１と同様である。このため、共通する構成については重複する説明を省略し、以下には相違部分について説明する。

前述した第１実施形態の鉄道車両用歯車装置１では、低速逆回転ＲＬおよび低速正回転ＦＬつまり低速での正逆回転に適応するように、大歯車１０の下半分の周面に臨んで一対の誘導部材４１，４２を配置していた。
これに対し、本実施形態の鉄道車両用歯車装置２では、高速逆回転ＲＨおよび高速正回転ＦＨつまり高速での正逆回転に適応するように、大歯車１０の上半分の周面に臨んで一対の誘導部材４３，４４を配置している。

先ず、第３の誘導部材４３について説明する。
図７において、第３の誘導部材４３は、大歯車１０が高速で逆方向（図中時計回り）に回転（高速逆回転ＲＨ）する際に、大歯車１０によって油溜め３１から跳ね上げられる潤滑油に対し、この潤滑油を誘導してその偏りを抑制するものである。
高速逆回転ＲＨの際には、大歯車１０が高速で回転するため、油溜め３１から大歯車１０の周面に付着した潤滑油は、大歯車１０に随伴もしくは飛散または滴下しつつ、大歯車１０の上端を超えて反対側まで回り込む（図中矢印で示す高速逆回転ＲＨ参照）。
このため、第３の誘導部材４３は、高速逆回転ＲＨの状態で潤滑油が跳ね上げられる部分、つまり、大歯車１０の回転中心よりも上側で、かつ小歯車２０とは反対側に配置され、図示しない支持部材を介してケース３０の内壁に支持されている。

大歯車１０が高速逆回転ＲＨする際の潤滑油の偏りは次のように表れる。
図８の（Ａ）部に示すように、大歯車１０が高速逆回転ＲＨする際には、油溜め３１に浸漬された大歯車１０の周面に潤滑油が付着し、大歯車１０の回転に伴って油溜め３１から小歯車２０がある側へ跳ね上げられ、主に大歯車１０の歯溝１４に溜まった状態で上方へ移動し、大歯車１０の上端を超えて反対側まで回り込む。

大歯車１０の上端を超えた潤滑油３１１は、一部の潤滑油３１２は滴下するが、他の潤滑油３１３は大歯車１０に随伴もしくは周囲に飛散し、大歯車１０の軸受部１２などに散布される。この際、歯溝１４に溜まった潤滑油３１４は重力により歯溝１４の下側（Ｗ側）へ向けて流動する。
その結果、歯溝１４から出て大歯車１０に随伴もしくは周囲へ飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＷ側に随伴もしくは飛散する量が、反対のＭ側に随伴もしくは飛散する量よりも多く、軸受部１２などへの供給量に偏りを生じる。

本実施形態では、このような高速逆回転ＲＨの状態での潤滑油３１３の偏りを解消するために、第３の誘導部材４３が設置されている。
図７において、第３の誘導部材４３は、大歯車１０の周面に臨んで配置され、周面の接線方向と交差し、かつ、大歯車１０のＷ側からＭ側へ至るに従って高速逆回転ＲＨの下流側へと傾斜した誘導面４３１を備えている。

大歯車１０が高速逆回転ＲＨする際、周面に随伴もしくはそこから飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＷ側に偏っている。しかし、大歯車１０に随伴もしくは飛散した潤滑油３１３は、第３の誘導部材４３に衝突し、誘導面４３１によりＷ側からＭ側へと誘導される。その結果、大歯車１０のＷ側に偏っていた潤滑油３１３に対し、その一部をＭ側に戻すことができ、大歯車１０のＷ側およびＭ側での潤滑油量を均等化することができる。
なお、第３の誘導部材４３としては、図４に示した第１の誘導部材４１のいずれかを用いることができる。あるいは、図５に示した第２の誘導部材４２のいずれかを用いてもよい。

次に、第４の誘導部材４４について説明する。
図７において、第４の誘導部材４４は、大歯車１０が高速で正方向（図中反時計回り）に回転（高速正回転ＦＨ）する際に、大歯車１０によって油溜め３１から跳ね上げられる潤滑油に対し、この潤滑油を誘導してその偏りを抑制するものである。
高速正回転ＦＨの際には、大歯車１０が高速で回転するため、油溜め３１から大歯車１０の周面に付着した潤滑油は、大歯車１０に随伴もしくは飛散または滴下しつつ、大歯車１０の上端を超えて反対側まで回り込む（図中矢印で示す高速正回転ＦＨ参照）。
このため、第４の誘導部材４４は、高速正回転ＦＨの状態で潤滑油が跳ね上げられる部分、つまり、大歯車１０の回転中心よりも上側で、かつ小歯車２０と噛み合う側に配置され、図示しない支持部材を介してケース３０の内壁に支持されている。

大歯車１０が高速正回転ＦＨする際の潤滑油の偏りは次のように表れる。
図８の（Ｂ）部に示すように、大歯車１０が高速正回転ＦＨする際には、油溜め３１に浸漬された大歯車１０の周面に潤滑油が付着し、大歯車１０の回転に伴って油溜め３１から小歯車２０と反対側へ跳ね上げられ、主に大歯車１０の歯溝１４に溜まった状態で上方へ移動し、大歯車１０の上端を超えて小歯車２０の側まで回り込む。

大歯車１０の上端を超えた潤滑油３１１は、一部の潤滑油３１２は滴下するが、他の潤滑油３１３は大歯車１０に随伴もしくは周囲に飛散し、大歯車１０の軸受部１２などに散布される。この際、歯溝１４に溜まった潤滑油３１４は重力により歯溝１４の下側（Ｍ側）へ向けて流動する。
その結果、歯溝１４に溜まって大歯車１０に随伴もしくは飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＭ側に飛散する量が、反対のＷ側で随伴もしくは飛散する量よりも多く、軸受部１２などへの供給量に偏りを生じる。

本実施形態では、このような高速正回転ＦＨの状態での潤滑油３１３の偏りを解消するために、第４の誘導部材４４が設置されている。
図７において、第４の誘導部材４４は、大歯車１０の周面に臨んで配置され、周面の接線方向と交差し、かつ、大歯車１０のＭ側からＷ側へ至るに従って高速正回転ＦＨの下流側へと傾斜した誘導面４４１を備えている。

大歯車１０が高速正回転ＦＨする際、周面から飛散する潤滑油３１３は、大歯車１０のＭ側に偏っている。しかし、飛散した潤滑油３１３は、第４の誘導部材４４に衝突し、誘導面４４１によりＭ側からＷ側へと誘導される。その結果、大歯車１０のＭ側に偏っていた潤滑油３１３に対し、その一部をＷ側に戻すことができ、大歯車１０のＭ側およびＷ側での潤滑油量を均等化することができる。
なお、第４の誘導部材４４としては、図４に示した第１の誘導部材４１のいずれかを用いることができる。あるいは、図５に示した第２の誘導部材４２のいずれかを用いてもよい。

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果が得られる。
一方、第１実施形態では、正逆一対の誘導部材４１，４２の設置位置が大歯車１０の下半分だったのに対し、本実施形態では、正逆一対の誘導部材４３，４４の設置位置が大歯車１０の上半分とされている。
すなわち、常用回転速度が高い場合、大歯車１０への潤滑油の随伴が油溜め３１から遠くなっても維持され、本実施形態のような上端を超えた領域で生じる。これに対し、本実施形態では、高速逆回転ＲＨおよび高速正回転ＦＨつまり高速での正逆回転に適応するように、大歯車１０の上半分の周面に臨んで誘導部材４３，４４を配置している。これにより、跳ね上げられた偏った潤滑油を誘導部材４３，４４に確実に衝突させ、反対側へと誘導することができる。

〔他の実施形態〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前述した各実施形態において、誘導部材４１〜４４の設置位置は、鉄道車両用歯車装置１，２で常用される回転速度領域における潤滑油の挙動に応じて、適宜変更することが望ましい。例えば、低速用の一対の誘導部材４１，４２、および、高速用の一対の誘導部材４３，４４は、通常は正逆同じ速度範囲で用いられるため、それぞれの高さが同じとされるが、正転と逆転とで同じ速度範囲でない運用を行う鉄道車両などであれば、異なる高さに設定してもよい。

前述した第１実施形態では低速用の一対の誘導部材４１，４２を設置し、前述した第２実施形態では高速用の一対の誘導部材４３，４４を設置したが、これらの４つを全て同じ鉄道車両用歯車装置に設置してもよい。
また、一対の誘導部材４１，４２および一対の誘導部材４３，４４に限らず、いずれか一方のみを設置してもよい。

前述した各実施形態では、誘導面４１１，４２１，４３１，４４１は平面であるとしたが、誘導面は曲面であってもよく、潤滑油の誘導に好適な形状を適宜選択すればよい。例えば、偏り解消を図りたい回転速度領域における潤滑油の挙動を実験により把握し、適切な向き、傾きや形状を決定することができる。
前述した各実施形態では、誘導面４１１，４２１，４３１，４４１を、それぞれブロックの片面に形成したが、正転用および逆転用の誘導部材を同じ場所に設置する際に、同じブロックを共用し、その反対側面に背中合わせに誘導面を形成してもよい。

以上説明した第１実施形態および第２実施形態は、それぞれ鉄道車両用歯車装置１，２が車軸１１に接続された大歯車１０と、駆動軸２１に接続された小歯車２０との２軸で構成されていた。しかし、本発明は、３軸以上の歯車列の相対的に大径の歯車に適宜適用して優れた効果を得ることができる。
例えば、小歯車、中歯車、大歯車の３軸構成の場合、大歯車（中歯車に対して大径）に誘導部材を設置することで本発明の効果が得られる。
さらに、中歯車（小歯車に対して大径）を本発明の大歯車とし、この中歯車に誘導部材を設置することで、同様に本発明の効果を得ることができる。

図９において、鉄道車両用歯車装置３は、大歯車１０、中歯車２０Ｂ、小歯車２０Ａを有する３軸構成とされ、小歯車２０Ａが駆動軸２１に接続され、大歯車１０が車軸１１に接続され、中歯車２０Ｂが小歯車２０Ａの駆動力を大歯車１０に伝達している。その他の構成は、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様とされている。

図９の鉄道車両用歯車装置３において、大歯車１０の上側には、前述した第２実施形態と同様な誘導部材４３，４４が設置されており、これにより前述した第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
図１０の（Ａ）部に示すように、大歯車１０が高速逆回転（ＲＨ）する際には、誘導部材４３により、大歯車１０に随伴する潤滑油３１３を、潤滑油３１５としてＭ側へと誘導することができる。
図１０の（Ｂ）部に示すように、大歯車１０が高速正回転（ＦＨ）する際には、誘導部材４４により、大歯車１０に随伴する潤滑油３１３を、潤滑油３１５としてＷ側へと誘導することができる。
図９の鉄道車両用歯車装置３において、大歯車１０の下側に、前述した第１実施形態と同様な誘導部材４１，４２を設置してもよく、これにより前述した第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

図９の鉄道車両用歯車装置３において、中歯車２０Ｂが油溜め３１（図１参照）に浸漬され、中歯車２０Ｂにおいても潤滑油の跳ね上げが行われる場合、中歯車２０Ｂを大歯車、小歯車２０Ａを小歯車として本発明を適用することができる。
例えば、大歯車１０の上側に、第２実施形態と同様な誘導部材４３Ｂ，４４Ｂ（破線図示）を設置することで、図１０の（Ａ）部および（Ｂ）部に示すように潤滑油３１３，３１５の誘導を行うことができ、前述した第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
中歯車２０Ｂの下側に、前述した第１実施形態と同様な誘導部材４１，４２を設置してもよい。

本発明は、鉄道車両用歯車装置に関し、鉄道車両の電動機の動力を車輪に伝達する歯車装置として利用できる。

１，２，３…鉄道車両用歯車装置、１０…大歯車、１１…車軸、１２，２２…軸受部、１３，２３…斜歯、１４，２４…歯溝、２０，２０Ａ…小歯車、２０Ｂ…中歯車、２１…駆動軸、３０…ケース、３１…油溜め、３１１，３１２，３１３，３１４，３１５…潤滑油、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ…第１の誘導部材、４１１，４２１，４３１，４４１…誘導面、４１２，４１３，４２２…ブロック、４１４…補助板、４２，４２Ａ，４２Ｂ…第２の誘導部材、４３，４３Ｂ…第３の誘導部材、４４，４４Ｂ…第４の誘導部材、ＦＨ…高速正回転、ＦＬ…低速正回転、ＲＨ…高速逆回転、ＲＬ…低速逆回転。

Claims (3)

1. 周面に斜歯を有しかつ回転軸が水平な大歯車と、前記大歯車に噛合された小歯車と、前記大歯車および前記小歯車を収容するケースと、前記ケースの底部に形成されかつ前記大歯車が浸漬される潤滑油の油溜めと、を有し、
   前記ケースの内側には、前記大歯車に随伴または飛散した前記潤滑油を前記大歯車の片面側へ誘導する誘導部材が設置されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
2. 請求項１に記載した鉄道車両用歯車装置において、
   前記誘導部材は、前記大歯車の前記周面に臨んで配置され、前記周面の接線方向と交差し、かつ片側が前記大歯車の回転方向下流側へ傾斜した誘導面を有することを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した鉄道車両用歯車装置において、
   前記誘導部材は、前記大歯車の正転時用および前記大歯車の逆転時用が一対に設置されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。

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