JP2019019916A - 軸受排油口を備えた遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内歯車に囲まれた空間に軸受損に起因する発熱量によって昇温した潤滑油の流入を回避でき、歯車の昇温を抑制できること。【解決手段】本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置は、上記課題を解決するために、太陽歯車と、遊星歯車と、内歯車と、遊星軸と、第１及び第２の遊星キャリアと、入力軸と、出力軸と、ジャーナル軸受と、スラスト軸受とを備え、遊星歯車とスラスト軸受の間に軸受排油口が形成され、遊星軸に形成されている給油孔を介してジャーナル軸受に供給された潤滑油が、ジャーナル軸受の軸方向両端に流れてスラスト軸受に供給され軸受排油口から排出される歯車装置において、歯車装置は、少なくとも出力軸側のスラスト軸受を覆うように設置され、軸受排油口から排出される潤滑油を回収する排油回収カバーと、この排油回収カバーで回収された潤滑油を装置の外部に排出する排油排出機構とから成る排油回収装置を備えていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は軸受排油口を備えた遊星歯車装置に係り、例えば、ガスタービン用遊星歯車装置等のような高速運転されるものに好適な軸受排油口を備えた遊星歯車装置に関する。

一般的な遊星歯車装置の構造を、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）を用いて説明する。

図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、一般的な遊星歯車装置５Ａは、外歯を有する太陽歯車１と、この太陽歯車１の外歯と噛合う複数（図１（ａ）では３個）の遊星歯車２と、この遊星歯車２と内歯を介して噛合う内歯車４と、遊星歯車２を支持している遊星軸７と、遊星歯車２を挟んで遊星軸７を支持する第１の遊星キャリア３ａ及び第２の遊星キャリア３ｂと、太陽歯車１を回転駆動する入力軸６と、内歯車４と嵌合して回転駆動される出力軸１１と、遊星歯車２の径方向荷重を支持するジャーナル軸受８と、遊星歯車２の軸方向両端に設置され、遊星歯車２の軸方向荷重を支持するスラスト軸受９ａ及び９ｂとを備え、遊星歯車２とスラスト軸受９ａ及び９ｂの間には、それぞれ軸受排油口１６ａ及び１６ｂが形成され、遊星軸７に形成されている給油孔１５ｂ１を介してジャーナル軸受８に供給された潤滑油が、ジャーナル軸受８の軸方向両端に流れてスラスト軸受９ａ及び９ｂに供給され軸受排油口１６ａ及び１６ｂから排出されるように構成されている。なお、出力軸１１は、出力軸支持装置１０で支持されている。

以上の構成において、遊星歯車装置５Ａは、以下のように回転駆動力を伝達する。即ち、例えば、ガスタービン用遊星歯車装置の場合、ガスタービンと連結している入力軸６が回転駆動されると、これと一体となっている太陽歯車１も同時に回転し、これと噛合う遊星歯車２が回転駆動される。更に、遊星歯車２と噛合う内歯車４が回転駆動され、これと嵌合されている出力軸１１が回転駆動される。

また、このような場合、遊星歯車装置５Ａは、次のような潤滑油供給機構が設けられることがある。

即ち、図１（ｂ）に示すように、オイルタンク１２に溜まっている潤滑油は、フィルタ１３を介してポンプ１４で吸い上げられる。吸い上げられた潤滑油は、給油口１５ａから太陽歯車１に、給油口１５ｂから給油孔１５ｂ１を介してジャーナル軸受８に供給される。

太陽歯車１に供給された潤滑油は、太陽歯車１と噛合う遊星歯車２によって掻き上げられ、内歯車４にも供給される。一方、ジャーナル軸受８に供給された潤滑油は、両軸端の方へと流れてスラスト軸受９ａ及び９ｂに供給され、遊星歯車２の側面とスラスト軸受９ａ及び９ｂの間に形成される軸受排油口１６ａと１６ｂから軸受の外に流出する。

軸受排油口１６ａから軸受の外に流出する潤滑油は、ほとんどが第１の遊星キャリア３ａと内歯車４のすき間から内歯車４の外部へと流れ、排油口１７を通りオイルタンク１２へと戻る。一方、軸受排油口１６ｂから軸受の外に流出する潤滑油は、給油口１５ａから供給された潤滑油と混合されて、内歯車４に囲まれた空間に停留し、その一部が第１の遊星キャリア３ａと内歯車４のすき間から内歯車４の外部へと流れ、排油口１７を通りオイルタンク１２へと戻る。

ここで、例えば、ガスタービン用遊星歯車装置は、ガスタービンによって回転駆動されるため高速で運転される。そのため、太陽歯車、遊星歯車、内歯車のピッチ円周速は、他の産業用遊星歯車装置に比して非常に大きく、これに起因して発熱量が大きい。

遊星歯車装置の発熱は、非特許文献１に記載のように、歯車の噛合いによる摩擦損、潤滑油の撹拌損、軸受損が主要因子となって発生する。上記因子の中で、潤滑油の撹拌損と軸受損は占める割合が大きく、歯車のピッチ円周速の増加に伴い増加するため、ピッチ円周速が大きいガスタービン用遊星歯車装置は発熱量が大きい。また、遊星歯車装置は、他の形式の歯車装置と比してエネルギー密度が高いという特徴を有するため、前記の発熱量によって歯車が昇温しやすい。

歯車が昇温することで、非特許文献２に記載のように、歯面に焼付き損傷が発生する可能性が高まる。従って、遊星歯車装置５Ａを冷却し、歯車の昇温を抑制する必要がある。

遊星歯車装置５Ａでは、前述のとおり、ジャーナル軸受８に供給された潤滑油が軸受排油口１６ｂから内歯車４に囲まれた空間に流出して停留する。このとき、潤滑油は、軸受部において軸受損に起因する発熱量を受取り昇温する。従って、内歯車４に囲まれた空間には昇温した潤滑油が停留し、これによって歯車が昇温してしまう。

一方、特許文献１には、異なる方法によって歯車の昇温を抑制している。即ち、第２の遊星キャリア３ｂにおいて、遊星歯車２間にある柱状構造部に開口構造を設けることで、内歯車４に囲まれた空間にある潤滑油を回収し、撹拌損に起因する発熱量を減少させ、内歯車４に囲まれた空間に留まっている潤滑油の昇温を、ひいては歯車の昇温を抑制している。

国際公開２０１５／０５０１１６号

Neil E. A., and Stuart H. L., "Spur-Gear-System Efficiency at Part and Full Load", NASA Technical Paper 1622, Technical Report 79-46, 1980. 日本機械学会，歯車損傷図鑑，２００６.

上述した特許文献１に記載の構造は、内歯車に囲まれた空間に停留している潤滑油の昇温を、ひいては歯車の昇温を抑制するため、遊星キャリアにおいて遊星歯車間にある柱状構造部に開口構造を設けることで、内歯車に囲まれた空間にある潤滑油を回収し，撹拌損に起因する昇温を、ひいては歯車の昇温を抑制している。

しかしながら、上述した特許文献１に記載の遊星歯車間にある柱状構造部に開口構造を設ける構造のみでは、軸受において軸受損に起因する発熱量を受取り昇温した潤滑油が内歯車に囲まれた空間に流入することを回避できないため、これに起因した歯車の昇温を抑制できない。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、内歯車に囲まれた空間に軸受損に起因する発熱量によって昇温した潤滑油の流入を回避でき、歯車の昇温を抑制できる軸受排油口を備えた遊星歯車装置を提供することにある。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置は、上記目的を達成するために、外歯を有する太陽歯車と、該太陽歯車の外歯と噛合う複数の遊星歯車と、該遊星歯車と内歯を介して噛合う内歯車と、前記遊星歯車を支持している遊星軸と、前記遊星歯車を挟んで前記遊星軸を支持する第１及び第２の遊星キャリアと、前記太陽歯車を回転駆動する入力軸と、前記内歯車と嵌合して回転駆動される出力軸と、前記遊星歯車の径方向荷重を支持するジャーナル軸受と、前記遊星歯車の軸方向両端に設置され、前記遊星歯車の軸方向荷重を支持するスラスト軸受とを備え、前記遊星歯車と前記スラスト軸受の間に軸受排油口が形成され、前記遊星軸に形成されている給油孔を介して前記ジャーナル軸受に供給された潤滑油が、前記ジャーナル軸受の軸方向両端に流れて前記スラスト軸受に供給され前記軸受排油口から排出される歯車装置において、前記歯車装置は、少なくとも前記内歯車で囲まれた空間側の前記スラスト軸受を覆うように設置され、前記軸受排油口から排出される前記潤滑油を回収する排油回収カバーと、該排油回収カバーで回収された前記潤滑油を装置の外部に排出する排油排出機構とから成る排油回収装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、内歯車に囲まれた空間に軸受損に起因する発熱量によって昇温した潤滑油の流入を回避でき、歯車の昇温を抑制できる軸受排油口を備えた遊星歯車装置を得ることができる。

一般的な遊星歯車装置における歯車の必要最小限の構成を示す図である。 一般的な遊星歯車装置の構成を一部破断して示す斜視図である。 図１（ｂ）における遊星軸の近傍を示す部分断面図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例１における遊星軸の近傍を示す部分斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例１における軸受排油回収装置の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例２における遊星軸の近傍を示す部分斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例２における軸受排油回収装置の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例３における遊星軸の近傍を示す部分斜視図である 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例３における軸受排油回収装置の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例４における遊星軸の近傍を示す部分斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例４における軸受排油回収装置の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例における遊星軸の近傍を示す部分斜視図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例１としての遊星歯車装置５Ｂの構造を、図２及び図３を用いて説明する。

図２及び図３に示すように、本実施例の遊星歯車装置５Ｂは、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）を用いて説明した一般的な遊星歯車装置５Ａと同様に、外歯を有する太陽歯車１と、この太陽歯車１の外歯と噛合う複数の遊星歯車２と、この遊星歯車２と内歯を介して噛合う内歯車４と、遊星歯車２を支持している遊星軸７と、遊星歯車２を挟んで遊星軸７を支持する第１の遊星キャリア３ａ及び第２の遊星キャリア３ｂと、太陽歯車１を回転駆動する入力軸６と、内歯車４と嵌合して回転駆動される出力軸１１と、遊星歯車２の径方向荷重を支持するジャーナル軸受８と、遊星歯車２の軸方向両端に設置され、遊星歯車２の軸方向荷重を支持するスラスト軸受９ａ及び９ｂとを備え、遊星歯車２とスラスト軸受９ａ及び９ｂの間には、それぞれ軸受排油口１６ａ及び１６ｂが形成され、遊星軸７に形成されている給油孔１５ｂ１を介してジャーナル軸受８に供給された潤滑油が、ジャーナル軸受８の軸方向両端に流れてスラスト軸受９ａ及び９ｂに供給され軸受排油口１６ａ及び１６ｂから排出されるように構成されている。なお、出力軸１１は、出力軸支持装置１０で支持されている。

そして、本実施例では、遊星歯車装置５Ｂは、少なくとも内歯車４で囲まれた空間側のスラスト軸受９ｂを覆うように設置され、軸受排油口１６ｂから排出される潤滑油を回収する排油回収カバー１８と、この排油回収カバー１８で回収された潤滑油を装置の外部に排出する排油排出機構とから成る排油回収装置２０ａを備えていることを特徴とする。

上述した排油排出機構は、排油回収カバー１８に一端が接続された排油管１９ａと、第２の遊星キャリア３ｂに形成され、排油管１９ａの他端に一端が接続された第１の排油孔１９ｂと、この第１の排油孔１９ｂに接続された第２の排油孔１９ｃと、第１の遊星キャリア３ａに形成され、第２の排油孔１９ｃの他端に一端が接続された第３の排油孔１９ｄとから構成されている。

また、第２の遊星キャリア３ｂは、遊星軸７を支持する円板状部材３ｂ１と、この円板状部材３ｂ１と一体に形成され、円板状部材３ｂ１から軸方向（図３の下方向）に伸延し、その先端部にフランジ部３ｂ３を有し、フランジ部３ｂ３を介して円板状の第１の遊星キャリア３ａが接続される柱部材３ｂ２とから構成され、第２の遊星キャリア３ｂの円板状部材３ｂ１に上述した第１の排油孔１９ｂが、第２の遊星キャリア３ｂの柱部材３ｂ２に第２の排油孔１９ｃが、第１の遊星キャリア３ａに第３の排油孔１９ｄがそれぞれ形成され、第１の排油孔１９ｂの一端が排油管１９ａに、第１の排油孔１９ｂの他端が第２の排油孔１９ｃの一端に、第２の排油孔１９ｃの他端が第３の排油孔１９ｄの一端にそれぞれ接続され、第３の排油孔１９ｄの他端は、潤滑油を装置の外部に排出する排油口１７となっている。

また、第１の排油孔１９ｂは、排油管１９ａと接続される側とは反対側の端部に、この端部を封止するため排油孔キャップ２１が設置されている。

更に、上述した排油回収カバー１８はＬ字状を成し、このＬ字状の一方側（図２の符号１８ａ）がスラスト軸受９ｂの側面に固定され、Ｌ字状の他方側（図２の符号１８ｂ）がスラスト軸受９ｂの外周を覆うように構成されている。そして、排油回収カバー１８は、Ｌ字状の他方側（図２の符号１８ｂ）の遊星歯車２と隣接している部分がラビリンスパッキン等のシール構造となっている。

即ち、図２に示すように、排油回収カバー１８はＬ字状を成し、Ｌ字状の一方側が空間内に軸受排油口１６ｂを備えるスラスト軸受９ｂの側面に固定され、Ｌ字状の他方側がスラスト軸受９ｂの外周を覆う構造となっている。排油回収カバー１８のうち、遊星歯車２と隣接している部分（Ｌ字状の他方側）は、ラビリンスパッキン等のシール構造となっている。また、排油回収カバー１８は、排油管１９ａと接続するための穴が形成されている。

なお、排油管１９ａは、第１の排油孔１９ｂと接続しても良いし、第２の排油孔１９ｃと直接接続しても良い。即ち、第２の排油孔１９ｃの一端が排油管１９ａに、第２の排油孔１９ｃの他端が第３の排油孔１９ｄの一端にそれぞれ直接接続しても良い。

ただし、排油管１９ａを第２の排油孔１９ｃと直接接続する場合は、第１の排油孔１９ｂと排油孔キャップ２１は不要である。

図３に示すように、第１の遊星キャリア３ａは、第３の排油孔１９ｄを備えているが、この第３の排油孔１９ｄは、第２の排油孔１９ｃと接続される側とは反対側の端部が排油口１７となっており、この排油口１７から遊星歯車装置５Ｂの外部に排油が流出される。

次に、本実施例の遊星歯車装置５Ｂにおける潤滑油の流れにつて説明する。

先ず、図１（ｂ）に示すオイルタンク１２に溜まっている潤滑油は、フィルタ１３を介してポンプ１４で吸い上げられ、吸い上げられた潤滑油は、図２に示す給油口１５ｂから給油孔１５ｂ１を介してジャーナル軸受８に供給される。ジャーナル軸受８に供給された潤滑油は、両軸端の方へと流れてスラスト軸受９ａ及び９ｂに供給され、遊星歯車２の側面とスラスト軸受９ａ及び９ｂの間に形成される軸受排油口１６ａと１６ｂから軸受の外に排出されるが、本実施例では、排油回収カバー１８があるため、軸受排油口１６ｂから排油された潤滑油は、回収カバー１８によって回収される。排油回収カバー１８によって回収された潤滑油は、排油管１９ａ、第１の排油孔１９ｂ、第２の排油孔１９ｃ、第３の排油孔１９ｄを通って、排油口１７から遊星歯車装置５Ｂの外部に排出される。

また、上記した排油回収装置２０ａは、以下の手順で製造されることが望ましい。

即ち、排油回収カバー１８は、例えば炭素鋼や構造用合金鋼などで製作し、切削加工によって形成され、また、排油管１９ａと接続するために、円筒面に穴あけ加工が施されて接続穴が形成されている。一方、排油管１９ａは、例えば配管用合金鋼鋼管や機械構造用合金鋼鋼管などで製作される。

また、第１の排油孔１９ｂと第２の排油孔１９ｃを備える第２の遊星キャリア３ｂは、例えば炭素鋼、構造用合金鋼、鋳鉄などで製作され、切削加工または鋳造によって形成されている。概形に形成された後、第１の排油孔１９ｂを形成するために、第２の遊星キャリア３ｂの外周側（排油孔キャップ２１で封止される側）から穴あけ加工を行う。次に、第２の排油孔１９ｃを製作するために、第２の遊星キャリア３ｂと第１の遊星キャリア３ａの接触面側から穴あけ加工を行う。

第３の排油孔１９ｄを備える第１の遊星キャリア３ａは、例えば構造用合金鋼などで製作され、切削加工によって形成される。概形に形成された後、第３の排油孔１９ｄを形成するために穴あけ加工が行われる。

また、上記した排油回収装置２０ａは、以下の方法で組立てられることが望ましい。

即ち、既に組み立てられた遊星歯車２、第１の遊星キャリア３ａ、遊星軸７、スラスト軸受９ａ及び９ｂに対して、排油回収カバー１８を図２に示す位置に設置し、排油回収カバー１８は、スラスト軸受９ｂの側面に、例えばボルト締結や溶接などで固定される。

排油管１９ａは、例えばねじ込みや溶接によって排油回収カバー１８に接続される。第２の遊星キャリア３ｂには予め、例えば圧入などで排油孔キャップ２１が設置されており、この第２の遊星キャリア３ｂは、第２の遊星キャリア３ｂの柱部材３ｂ２のフランジ部３ｂ３が、例えばボルト締結などで締結されて第１の遊星キャリア３ａに設置される。その後、排油管１９ａが、例えば溶接などで第２の遊星キャリア３ｂに接続される。このときの作業性向上のために、第２の遊星キャリア３ｂには、各所に肉抜き構造を設けても良い。

このような本実施例の遊星歯車装置５Ｂとすることにより、以下のような効果が得られる。

即ち、ジャーナル軸受８において、軸受損が発生して昇温した潤滑油が、軸受排油口１６ｂから排出されると、排油回収カバー１８によって回収され、排油回収カバー１８によって回収された潤滑油は、排油管１９ａ、第１の排油孔１９ｂ、第２の排油孔１９ｃ、第３の排油孔１９ｄを通って、遊星歯車装置５Ｂの外部に排出される。

従って、本実施例によれば、内歯車４に囲まれた空間において、歯車を冷却している潤滑油と混合することを回避できので、内歯車４に囲まれた空間に留まっている潤滑油の昇温を抑制でき、これによって、歯車を従来よりも効果的に冷却でき、歯面の焼付き損傷を回避できる。

つまり、本実施例の構成とすることで、軸受損に起因する発熱量によって昇温した潤滑油が、排油回収カバーにより内歯車に囲まれた空間に流入することを回避でき、内歯車に囲まれた空間に停留している潤滑油の昇温を抑制できる。これによって歯車の昇温を抑制でき、ひいては歯面の焼付き損傷を回避できる。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例２としての遊星歯車装置５Ｃの構造を、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明する。

該図に示す本実施例の遊星歯車装置５Ｃは、実施例１で説明した遊星歯車装置５Ｂとほとんど同様な構成であるが、本実施例では、遊星歯車２が、ジャーナル軸受８側が出力軸１１側に突出する遊星歯車ボス２ａを備えている点が実施例１と異なる。

本実施例の排油回収装置２０ｂは、排油回収カバー１８、排油管１９ａ、第１の排油孔１９ｂ、第２の排油孔１９ｃ、第３の排油孔１９ｄ、排油孔キャップ２１、排油口１７によって構成されており、遊星歯車２が、ジャーナル軸受８側が出力軸１１側に突出する遊星歯車ボス２ａを備えていると共に、軸受排油口１６ｂ１は、遊星歯車ボス２ａとスラスト軸受９ｂ１の間に形成され、この軸受排油口１６ｂ１の位置と、排油回収カバー１８と遊星歯車２のシール構造部分の位置が軸方向にずれていることを特徴としており、その構造、製造方法、組立て方法は、実施例１と同様である。

このような本実施例の遊星歯車装置５Ｃとすることにより、以下のような効果が得られる。

即ち、ジャーナル軸受８において昇温した潤滑油が、軸受排油口１６ｂ１から排出されると、排油回収カバー１８によって回収されるが、このとき、遊星歯車ボス２ａがあることによって、遊星歯車ボス２ａとスラスト軸受９ｂ１の間に形成される軸受排油口１６ｂ１の位置と、排油回収カバー１８と遊星歯車２の隣接部分（シール構造部分）の位置が軸方向にずれているので、軸受排油口１６ｂ１から直接、排油回収カバー１８と遊星歯車２のシール構造部分に排油が流れないので、排油をより回収しやすくなる。

従って、本実施例によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、内歯車４に囲まれた空間にある潤滑油の昇温をより抑制できる。これによって、歯車をより効果的に冷却でき、歯面の焼付き損傷を回避できる。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例３としての遊星歯車装置５Ｄの構造を、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明する。

該図に示す本実施例の遊星歯車装置５Ｄは、実施例１で説明した遊星歯車装置５Ｂとほとんど同様な構成であるが、本実施例では、内歯車４に囲まれた空間にない軸受排油口１６ａからの排油も回収する構造を備えている点が実施例１と異なる。

即ち、本実施例では、第１の遊星キャリア３ａに、排油回収カバー１８で外周が覆われたスラスト軸受９ｂとは反対側に配置されたスラスト軸受９ａを覆うように第２の排油回収カバー２２が設置され、この第２の排油回収カバー２２と、排油回収カバー１８で外周が覆われたスラスト軸受９ｂとは反対側に配置されたスラスト軸受９ａとの間に空間Ｐが形成され、この空間Ｐと連通する第４の排油孔１９ｅが第１の遊星キャリア３ａに形成されていることを特徴としており、その構造、製造方法、組立て方法は、実施例１と同様である。

上記した第２の排油回収カバー２２はＬ字状を成し、このＬ字状の一方側が第１の遊星キャリア３ａに固定され、Ｌ字状の他方側が排油回収カバー１８で外周が覆われたスラスト軸受９ｂとは反対側の配置されたスラスト軸受９ａの外周を覆うと共に、その先端が遊星歯車２と隣接している部分がラビリンスパッキン等のシール構造となっている。

また、第４の排油孔１９ｅの空間Ｐと連通する側とは反対側は、潤滑油を装置の外部に排出する排油口１７ａとなっており、第２の排油回収カバー２２、第４の排油孔１９ｅ及び排油口１７ａで第２の排油回収装置２０ａ１を構成している。

上記した第２の排油回収装置２０ａ１は、以下の手順で製造されることが望ましい。

即ち、排油回収カバー２２は、例えば炭素鋼や構造用合金鋼などで製作され、切削加工によって形成されている。また、第４の排油孔１９ｅを備える第１の遊星キャリア３ａは、例えば構造用合金鋼などで製作され、切削加工によって形成されている。概形に形成された後、第４の排油孔１９ｅを形成するために穴あけ加工が施されている。

更に、図５（ａ）に示すように、第１の遊星キャリア３ａは、第４の排油孔１９ｅを備えており、この第４の排油孔１９ｅは、スラスト軸受９ａと、スラスト軸受９ａの外周を覆っている排油回収カバー２２とで形成されている空間Ｐに接続されているので、排油口１７ａから遊星歯車装置５Ｄの外部に排油の流出が可能となる。

また、上記した第２の排油回収装置２０ａ１は、以下の方法で組立てられることが望ましい。

即ち、第１の遊星キャリア３ａに遊星歯車２を組み付ける前に、排油回収カバー２２を図５（ａ）に示す位置に設置し、第１の遊星キャリア３ａに、例えばボルト締結や溶接などで固定する。

このような本実施例の遊星歯車装置５Ｄとすることにより、以下のような効果が得られる。

即ち、ジャーナル軸受８において昇温した潤滑油が、軸受排油口１６ａ、１６ｂから排出されると、排油回収カバー１８と第２の排油回収カバー２２によって回収される。第２の排油回収装置２０ａ１を備えなくとも、軸受排油口１６ａから排出した潤滑油は、内歯車４に囲まれた空間において歯車を冷却している潤滑油と混合することはほとんどないが、第２の排油回収装置２０ａ１を備えることで、より確実に内歯車４に囲まれた空間にある潤滑油の昇温を抑制できる。これによって、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、歯車をより効果的に冷却でき、歯面の焼付き損傷を回避できる。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例４としての遊星歯車装置５Ｅの構造を、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。

該図に示す本実施例の遊星歯車装置５Ｅは、実施例１で説明した遊星歯車装置５Ｂとほとんど同様な構成であるが、本実施例では、排油回収カバー１８がスラスト軸受９ｂと一体構造となっている点が実施例１と異なる。

本実施例の排油回収装置２０ｃは、排油回収カバー１８と一体構造のスラスト軸受９ｂ、排油管１９ａ、第１の排油孔１９ｂ、第２の排油孔１９ｃ、第３の排油孔１９ｄ、排油孔キャップ２１、排油口１７によって構成されており、排油回収カバー１８と一体構造のスラスト軸受９ｂ以外は、その構造、製造方法、組立て方法が実施例１と同様である。

本実施例の排油回収カバー１８と一体構造のスラスト軸受９ｂ１の構造を、以下で説明する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スラスト軸受９ｂ１は環状構造となっており、排油回収機能を付与するため、その外周近くに円周に沿った溝（排油回収カバー１８が一体に形成されたスラスト軸受９ｂの外周面と遊星歯車２側に延びる排油回収カバー１８のＬ字部分とで形成される空間）を設けている。また、スラスト軸受９ｂのうち、排油回収機能を備える最外周部において、遊星歯車２と隣接している部分は、ラビリンスパッキン等のシール構造となっている。更に、スラスト軸受９ｂは、排油管１９ａと接続するための穴を備えている。

上記した排油回収カバー１８と一体構造のスラスト軸受９ｂ１は、以下の手順で製造されることが望ましい。

即ち、排油回収カバー１８と一体構造のスラスト軸受９ｂは、例えば炭素鋼や構造用合金鋼などで製作され、切削加工によって形成されている。また、排油管１９ａと接続するために、円筒面に穴あけ加工が施されている。

また、排油回収カバーと一体構造のスラスト軸受９ｂは、他の実施例におけるスラスト軸受と同様の組立て方法で組立てられている。

このような本実施例の遊星歯車装置５Ｅとすることにより、以下のような効果が得られる。

即ち、歯車の冷却効果については、実施例１の構造と同等であるが、排油回収カバー１８をスラスト軸受９ｂと一体構造とすることで、排油回収カバー１８の組立てにかかる手間を省くことができる。

本発明の軸受排油口を備えた遊星歯車装置の実施例５としての遊星歯車装置５Ｆの構造を、図７を用いて説明する。

該図に示す本実施例の遊星歯車装置５Ｆは、排油回収カバー１８ａに実施例１のような排油管１９ａ、第２の遊星キャリア３ａに実施例１のような排油孔１９ｄを設けず、遊星軸７に排油孔２４を給油孔１５ｂ１と同様の経路上に設けている点が実施例１と異なる。

即ち、本実施例では、排油排出機構が、遊星軸７に形成されている給油孔１５ｂ１と同様の経路上に設けられ、ジャーナル軸受８の軸受面からの潤滑油が排出される先端部が排油口２５となっている排油孔２４から成り、排油回収カバー１８ａと排油口２５を有する排油孔２４で排油回収装置２０ｄ１を構成するものであり、その他の構造、製造方法、組立て方法が実施例１と同様である。排油孔２４には、効率よく排油を回収するために、ポンプを接続しても良い。

また、本実施例での排油回収カバー１８ａはＬ字状を成し、このＬ字状の一方側がスラスト軸受８の側面に固定され、Ｌ字状の他方側がスラスト軸受９ｂの外周を覆うように構成されていると共に、排油回収カバー１８ａは、Ｌ字状の他方側の遊星歯車２と隣接している部分がラビリンスパッキン等のシール構造となっている。

このような本実施例の遊星歯車装置５Ｆとすることにより、以下のような効果が得られる。

即ち、ジャーナル軸受８において、軸受損が発生して昇温した潤滑油は、一部が軸受排油口１６ａ、１６ｂから排出されるが、潤滑油が軸受排油口１６ｂには行かず、ほとんど排油口１７によって回収される。

しかし、軸受排油口１６ｂから排出した潤滑油は、排油回収カバー１８ａによって回収されるため、内歯車４で囲まれた空間内へと排出されることはない。従って、歯車の冷却効果については、実施例１の構造と同等であると期待できる。また、実施例１のような排油管や排油孔などを設ける必要がないため、内歯車４で囲まれた空間内に設置する部品点数が減少し、メンテナンス性が向上する。

なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…太陽歯車、２…遊星歯車、２ａ…遊星歯車ボス、３ａ…第１の遊星キャリア、３ｂ…第２の遊星キャリア、３ｂ１…遊星キャリアの円板状部材、３ｂ２…遊星キャリアの柱部材、３ｂ３…遊星キャリアのフランジ部、４…内歯車、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ…遊星歯車装置、６…入力軸、７…遊星軸、８…ジャーナル軸受、９ａ、９ｂ、９ｂ１…スラスト軸受、１０…出力軸支持装置、１１…出力軸、１２…オイルタンク、１３…フィルタ、１４…ポンプ、１５ａ、１５ｂ…給油口、１５ｂ１…給油孔、１６ａ、１６ｂ、１６ｂ１…軸受排油口、１７、１７ａ、２５…排油口、１８、１８ａ…排油回収カバー、１９ａ…排油管、１９ｂ…第１の排油孔、１９ｃ…第２の排油孔、１９ｄ…第３の排油孔、１９ｅ…第４の排油孔、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ａ１、２０ｄ１…排油回収装置、２１…排油孔キャップ、２２…第２の排油回収カバー、２４…排油孔。

Claims (17)

1. 外歯を有する太陽歯車と、該太陽歯車の外歯と噛合う複数の遊星歯車と、該遊星歯車と内歯を介して噛合う内歯車と、前記遊星歯車を支持している遊星軸と、前記遊星歯車を挟んで前記遊星軸を支持する第１及び第２の遊星キャリアと、前記太陽歯車を回転駆動する入力軸と、前記内歯車と嵌合して回転駆動される出力軸と、前記遊星歯車の径方向荷重を支持するジャーナル軸受と、前記遊星歯車の軸方向両端に設置され、前記遊星歯車の軸方向荷重を支持するスラスト軸受とを備え、前記遊星歯車と前記スラスト軸受の間に軸受排油口が形成され、前記遊星軸に形成されている給油孔を介して前記ジャーナル軸受に供給された潤滑油が、前記ジャーナル軸受の軸方向両端に流れて前記スラスト軸受に供給され前記軸受排油口から排出される軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記遊星歯車装置は、少なくとも前記内歯車で囲まれた空間側の前記スラスト軸受を覆うように設置され、前記軸受排油口から排出される前記潤滑油を回収する排油回収カバーと、該排油回収カバーで回収された前記潤滑油を装置の外部に排出する排油排出機構とから成る排油回収装置を備えていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
2. 請求項１に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記排油排出機構は、前記排油回収カバーに一端が接続された排油管と、前記第２の遊星キャリアに形成され、前記排油管の他端に一端が接続された排油孔と、前記第１の遊星キャリアに形成され、前記排油孔の他端に一端が接続された排油孔とから成ることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
3. 請求項２に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記第２の遊星キャリアは、前記遊星軸を支持する円板状部材と、該円板状部材と一体に形成され、前記円板状部材から軸方向に伸延し、その先端部にフランジ部を有し、該フランジ部を介して円板状の前記第１の遊星キャリアが接続される柱部材とから構成され、
   前記第２の遊星キャリアの円板状部材に第１の排油孔が、前記第２の遊星キャリアの柱部材に第２の排油孔が、前記第１の遊星キャリアに第３の排油孔がそれぞれ形成され、
   前記第１の排油孔の一端が前記排油管に、前記第１の排油孔の他端が前記第２の排油孔の一端に、前記第２の排油孔の他端が前記第３の排油孔の一端にそれぞれ接続されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
4. 請求項３に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記第１の排油孔は、前記排油管と接続される側とは反対側の端部に、該端部を封止する排油孔キャップが設置されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
5. 請求項２に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記第２の遊星キャリアは、前記遊星軸を支持する円板状部材と、該円板状部材と一体に形成され、前記円板状部材から軸方向に伸延し、その先端部にフランジ部を有し、該フランジ部を介して円板状の前記第１の遊星キャリアが接続される柱部材とから構成され、
   前記第２の遊星キャリアの柱部材に第２の排油孔が、前記第１の遊星キャリアに第３の排油孔がそれぞれ形成され、
   前記第２の排油孔の一端が前記排油管に、前記第２の排油孔の他端が前記第３の排油孔の一端にそれぞれ接続されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか１項に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記第３の排油孔の他端は、前記潤滑油を装置の外部に排出する排油口となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記排油回収カバーはＬ字状を成し、このＬ字状の一方側が前記スラスト軸受の側面に固定され、前記Ｌ字状の他方側が前記スラスト軸受の外周を覆うように構成されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
8. 請求項７に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記排油回収カバーは、前記Ｌ字状の他方側の前記遊星歯車と隣接している部分がシール構造となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
9. 請求項８に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
   前記遊星歯車は、前記ジャーナル軸受側が前記出力軸側に突出する遊星歯車ボスを備えていると共に、前記軸受排油口は、前記遊星歯車ボスと前記スラスト軸受の間に形成され、この軸受排油口の位置と、前記排油回収カバーと前記遊星歯車のシール構造部分の位置が軸方向にずれていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
10. 請求項８に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記第１の遊星キャリアに、前記排油回収カバーで外周が覆われた前記スラスト軸受とは反対側に配置されたスラスト軸受を覆うように第２の排油回収カバーが設置され、前記第２の排油回収カバーと前記排油回収カバーで外周が覆われた前記スラスト軸受とは反対側に配置されたスラスト軸受との間に空間が形成され、この空間と連通する第４の排油孔が前記第１の遊星キャリアに形成されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
11. 請求項１０に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記第２の排油回収カバーはＬ字状を成し、このＬ字状の一方側が前記第１の遊星キャリアに固定され、Ｌ字状の他方側が前記排油回収カバーで外周が覆われた前記スラスト軸受とは反対側に配置された前記スラスト軸受の外周を覆うと共に、その先端が前記遊星歯車と隣接している部分がシール構造となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
12. 請求項１１に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記第４の排油孔の前記空間と連通する側とは反対側は、前記潤滑油を装置の外部に排出する排油口となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
13. 請求項８に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記排油回収カバーと前記スラスト軸受は、一体構造となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
14. 請求項１３に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記排油回収カバーが一体構造となっている前記スラスト軸受は、該スラスト軸受の外周面と前記遊星歯車側に延びる前記排油回収カバーのＬ字状部分とで空間が形成されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
15. 請求項１に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記排油排出機構は、前記遊星軸に形成されている前記給油孔と同様の経路上に設けられ、前記ジャーナル軸受の軸受面からの前記潤滑油が排出される排油孔から成ることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
16. 請求項１５に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記排油回収カバーはＬ字状を成し、このＬ字状の一方側が前記スラスト軸受の側面に固定され、前記Ｌ字状の他方側が前記スラスト軸受の外周を覆うように構成されていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。
17. 請求項１６に記載の軸受排油口を備えた遊星歯車装置において、
    前記排油回収カバーは、前記Ｌ字状の他方側の前記遊星歯車と隣接している部分がシール構造となっていることを特徴とする軸受排油口を備えた遊星歯車装置。

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