JPS5872798A - 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】 この発明は重力に対する歯車箱の向きに関係のない、伝
動装置又は歯車箱に対する潤滑装置、特ＶＣ限られた量
の潤滑剤を用いて品質の高い潤滑作用を必要とする装置
に対する潤滑装置に関する。

この装置の主な用例は魚雷用の減速及び−？重逆回転駆
動装置であり、これはどちら側が上になるのが正しい、
と云うことのない装置で、最低限の潤滑剤を用いて、減
速比の扁い歯車装置の品質の高い潤滑作用を必要とする
用途である。

歯車箱潤滑装置は一般的に３つに分類することが出来ろ
。　即ち、歯車列の一部又は全ての部品が潤滑剤の中に
浸っていて、潤滑作用が潤滑剤のとびはね（スプラッシ
ュ）並びに運動量によるものと、潤滑剤分配用に設けた
部品により、とびはねシステムを強め、補い又は部分的
に置き換えたものと、並びに補助又は外部ポンプ或いは
その他の装置を用いて、別個の源からの潤滑剤を加圧し
て供給するものとがある。　この発明はこの内の２番目
の分類、即ち歯車列自体の固有の設計により、又はこの
歯車列に変形成いは追加の部品を使うことにより、潤滑
作用を高めた潤滑装置に関する。　潤滑作用を高める初
期の形式のものは米国特許第３グー、グ、、２オ号に代
表される。　この米国特許では５油溜めの中に一部分が
浸かったま＼で回転する回転部材に端部開放の管又はス
コップを追加し、この管又はスコップが／回転毎に溜め
から油を汲上げ、その７回転の別の部分の間、この油が
作用部品の上に重力によって落下することが出来る様に
している。　汲上げスコップな持つこの他の装置は、そ
の枚挙にいと捷がない程多数あろが、その中に米国特許
第３ＪＯ２，１７７号が含まれろ。

この米国特許では、回転部材に設けられた油汲上げスコ
ップを旋回部材と組合せており、この旋回部材がスコッ
プから潤滑剤な受取り、遠心力によって濾過要素に強制
的に通す。　この考えの変形が米国特許第、２７ｊ￥、
１．９３号に記載されている。

この米国特許では、他の部品の動きによって誘発される
潤滑剤の流れと組合せてピトー管を使い、流れの一部分
がピトー（ｐｉｌｏｔ　）管によって方向転換されて、
移動部品の上に重力によって流れる様に放出される位置
まで運ばれる様にしている。

更に別の構成が米国特許第３θ計７．２，２号に記載さ
れており、この場合、回転する歯車によって発生されろ
遠心力によって生じた回転する潤滑剤供給源にピトー管
が挿入されていて、ピトー管は歯車列の一部分に、重力
によってでは々く、流れる潤滑剤の力によって分配され
る様に、油を通路を介して案内するのに使われる。　然
し、この米国特許の歯車は、単に潤滑ポンプとして付は
加えられたものであって、その他の目的に役立たないも
のと思われる。　この米国特許の装置の変形が、米国特
許第２，９と４２０９号に記載されており、この場合、
油の流れな汲上げる為に、面に設けた孔と組合せて反ら
せ部材を使って、潤滑しようとする要素へ移動する様に
、油を管に供給する。　別の特徴として、この米国特許
では１回転部材に孔を設け、これが潤滑剤の流れを誘発
して、油の流れをよくすると共にその方向ぎめなするが
、米国特許第３０ｇ詑と一一号と同じく、この米国特許
は、潤滑剤な溜めに復帰させるのに重力な用いている。

ピトー管又は回転ケーシング・ポンプが、／９７乙年に
マツフグロー善ヒル・インコーポレーテット社から出版
された１、　Ｊ、カラシック他の著書［ポンプ・ハンド
ブック」第２−．２θ３頁及び第２−２θグ頁でも取上
げられており、こ＼には容量が小さく且つ効率が中位乃
至低の１つのモデルの特徴が述べられている。

この発明は伝動装置又は歯車箱に対する性能の高い完全
な一体化した潤滑装置を提供する。

この潤滑装置では、歯車列の部品の回転によって発生さ
れた動的な力から導かれる流れ及び圧力により、潤滑剤
の流れの多重潤滑ループが生ずる。

この潤滑装置は、脱気の為、歯車列の重要な部分に対し
て潤滑剤を吹付ける為、並びに軸受を潤滑する為に一連
の導管に潤滑剤を循環させる為、遠心分離装置を含んで
いる。　この潤滑装置は重力に影響されず、潤滑剤の流
れを最大にすると共に。

ウオームアツプが速く々る様に潤滑剤の量を制限すると
共にケーシングの面に潤滑剤を流すことによって、温度
管理をし易くする。　この発明は、貯蔵槽と組合せて潤
滑剤の基本的な流れパターンな作る為のポンプとしてリ
ング歯車又はその他の回転する歯車要素を使うと共に、
圧力分配装置と、歯車箱内部の潤滑剤の生な流れを抑制
して貯蔵槽に潤滑剤を供給すると共にそれを加圧する方
向ぎめ流れ入口と、貯蔵槽からの噴出出口と、軸受潤滑
ダクトと、歯車列の一部分に潤滑剤を供給する再循環通
路と、遠心ポンプを構成する歯車要素に組込まれた遠心
分離装置とを用いる。　この発明は特に重力に関係なく
使おうとする歯車箱に使うものである。

この発明の要旨とする潤滑装置が、第１図に示す様に、
２電通回転プロペラ形魚雷に対する減速駆動歯車箱又は
伝動装置に実施した場合が示されており、以下これを説
明する。　図示の構造が歯車箱１と、内部空所１０の中
にある歯車列２とな含む。　　この歯車列は、入力軸３
から取出した入力な減速して一層低速の互に対し逆回転
の軸４゜５に伝達する。　こ＼で説明している用途では
。

各々の軸が２つの２電通回転プロペラの一方を駆動する
。　この例では、歯車列２は遊星歯車装置２１　であり
、これは入力軸３によって駆動される太陽歯車２１Ｓ、
　１つ又は更に多くの遊星歯車又はピニオン２ｉｐ及び
リング歯車２１ｒ　で構成され。

各遊星歯車２１ｐは、遊星歯車装置に対する支持体とし
て作用するハウジングの基板１１に軸支された短軸２２
に装着され、同様に短軸に装着されたピニオン２３と共
に複合遊星歯車を構成する。

各々の複合遊星歯車の内、各々の遊星歯車２ｉｐに固定
されてそれと一緒に回転するピニオン２３が別の太陽歯
車２４と噛合い、太陽歯車２４ｉｄ：中心出力軸４な駆
動する。　遊星歯車装置２１は任意の数の遊星歯車２１
ｐを持っていてよく、装置な例示し易くする為、こ＼で
はその７つだけを示しである。　リング歯車２１ｒは、
２電通回転プロペラの内の７つに取付けられ且つそれを
駆動する中空軸５の拡大中空ベル形又はドラム形延長部
の一部分な構成する。　遊星歯車装置２１、複合遊星歯
車の第一の部分すなわちピニオン２３及び別の太陽歯車
２４の相対的な寸法並びに歯車比は、高速入力から、軸
４，５を互いに逆向きに大体同じ速度で駆動する様に選
ばれろ。　　この例では、高速入力は、入力軸３に取付
けられたタービン又は電動機である。　　ドラム形部分
２５は端末フランジ部分２６及び複数個の孔２７をも持
っており、これらの孔が潤滑及び循環装置の一部分を構
成しているが、これは後で更に詳しく説明する。

逆回転軸４．５が中心軸受６，１６によりハウジング１
２内に支持されている。　ハウジング１２はこのハウジ
ングとドラム形部分２５の間に空間１３が出来る様な形
になっている。　空間１３は潤滑及び冷却装置の一部分
を構成していて。

軸５か、或いはこの軸とドラム形部分な相互接続するウ
ェブ部分な通る導管１５と連通ずる。　−次太陽歯車２
４も中心出力軸４の中空拡大部で構成されていて、導管
１４を持っており、導管は歯車２４の内部３４と軸受６
の間を連通ずる。

歯車箱１の基板又は入力側端壁１１が、潤滑装置の一体
の一部分である内部環状加圧分配貯蔵槽３１す含み、貯
蔵槽は汲取り部又は方向転換装置３２及びディスペンサ
又は分配装置３３を介して運動用流体環帯１９と連通し
１重要な動作部品に対して強制的に潤滑剤の流れを供給
する。　端壁１１が遊星歯車装置２１に対する支持体と
して作用するから１分配装置３３が遊星歯車の間の内部
の空所１０の中に入り込むことが出来、任意の数の分配
装置３３な使うことが出来るが、他の関係パラメータに
応じて、多数のノズル又は噴出出口を持つ７個の分配装
置でも十分であることがある。　任意の装置で使われる
汲取り部３２の数も他のパラメータ、特に、運動用環帯
１９で利用し得る潤滑剤の運動量、分配装置３３を用い
て歯車の噛合い部及び軸受な強制的に潤滑するのに必要
な圧送流量、各々の汲取り部の通路の面積並びに形状、
及び使う潤滑剤の粘度に関係する。　こ＼に図示して説
明する実施例では、方向転換装置３２は分配装置３３よ
りも、装置の中心から半径方向に一層遠い所にあり、こ
のため入力の流れが配 環状貯蔵槽の外周の近くから入り、分イ装誼３３には構
造の半径方向内向きに伸びる延長部から供給される様に
、環状貯蔵槽３１の形を設計することが出来る。　然し
、特にこの装置で考えているのけ１分配貯蔵槽内の流量
が低乃至中位のものにすぎないから、この形は決定的で
はない。　分配装置３３には１例えば、図示の太陽歯車
２１Ｓ、２４を含む歯車、並びに太陽歯車２４を形成す
る軸４の拡大部の中空部分３４の中の様な重要な部品に
、潤滑剤の流れな送込む為の任意の所要の数のノズル３
５を所要の向きに設けることが出来る。

潤滑装置は強制潤滑な行う為、並びに重力に影響されな
いま＼でいる様にする為の両方の目的の為に、流体の運
動量と遠心力を使うことを根本としているので、その主
な部品はドラム形部分２５で・ある。　　これは、リン
グ歯車２１１を支持し。

リング歯車を出力軸５に相互接続する他に、潤滑剤に運
動量を与え、この運動量によって潤滑剤を強制的に方向
転換装置３２の孔３６な通して環状貯蔵槽３１に送込み
、そこでその運動エネルギを静圧に変換する。　図示の
様に、ドラム形部分２５　の開放端はこのドラム形部分
の開放リムから半径方向外向きに伸びるフランジ２６を
持ち、端壁１１に対してリング状又は環状の面を持ち、
運動用環帯１９の重要な部分を構成する。　フランジ２
６の環状の面又は単にドラム形部分２５のリム自体の環
状の面が、その回転によって、潤滑剤に速度並びに運動
量を持たせろポンプを構成し、これをリング・ポンプと
呼ぶことが出来る。　リング・ポンプは、それと方向転
換装置３２とがその協働作用を最大にする様に位置ぎめ
される時。

この目的にとって最も効果的である。　　ドラム形部分
２５が孔２７を持っており、孔は縮小部分２８を持って
いてもいなくてもよいが、リング歯車構造２１によって
ドラム形部分の口を通って流れることを阻止された潤滑
剤が、ベル形又はドラム形部分の内部から遠心力の作用
で空間１３に流込んでハウジング１２に当る時、孔２７
を通る２次冷却循環流を制御する。　潤滑剤の流れが孔
２７によって制限されるので、潤滑剤は泡又はその他の
巻込まれた空気をドラム形部分２５の内部の中心に向っ
て押戻し、こうしてドラム形部分２５が遠心分離装置と
して作用して、孔２７を通過する潤滑剤を脱気する。　
前に述べた様に、直径が縮小した部分２８又はその他の
要素の変更を利用して、とりわけ運動用環帯１９から利
用し得る停滞及び遠心圧力、潤滑剤の粘度及び比重、並
びに環状分配貯蔵槽の形状に関係する適正な冷却循環及
び潤滑剤圧送特性が得られる様にすることが出来る。

潤滑剤の王な又は７次循環は、遠心作用を受けた潤滑剤
が運動用環帯１９の中で、フランジ２６と端板１１の内
面の間を流れることから始まシ、そこで成る量の流れが
、矢印９で示す様に。

汲取り部３２を通って方向転換されて環状貯蔵槽３１　
を加圧し且つそこに潤滑剤を供給し１次いで貯蔵槽の周
縁に沿って流れてから、矢印８で示す様に、分配装置３
３のノスル３５を通って流出し。

太陽歯車の上又は太陽歯車２４の中空内部の中へ流れる
。　太陽歯車にぶつかる流れの部分が、太陽歯車と遊星
歯車との噛合い部を潤滑し、引続いてドラム形部分２５
の内部へ流れてから、遠心作用によって孔２７を介して
遠心溜めすなわち空間１３　へ送られる。　空所３４に
入った潤滑剤の少なくとも一部分は、壁４４の形状によ
り、この空所の内側溜め部分の中に保持される。　軸４
の回転によって加わる遠心力により、この潤滑剤は強制
的に導管１４に通されて、軸受６を潤滑すると共に、そ
こから導管１５を介して流出し、遠心溜め（１３）に戻
る時に軸受１６を潤滑する。

矢印７で示す２次冷却循環ループは、孔２７の縮小部分
２８から始まり、遠心溜め（１３）を通り、運動用環帯
１９を通シ、リング歯車２１ｒの周りを通ってこのルー
プの初めの孔２７に戻る。

フランジ２６の側面も遠心溜め（１３）内での循環作用
な誘起し、放熱部として作用して油な誘起するハウジン
グ１２に対する流れな作る。　２次冷却循環流は、ドラ
ム形部分２５の内面及び外面の間の差圧によって生ずる
。　リング歯車を構成するドラム形部分２５の部分の周
シを再循環する様にはすげ歯車を使えば、この循環作用
な助けることが出来る。　試験の結果によると、ノ次冷
却循環により１回転が始まる時の歯車箱内部の圧力過渡
状態が減少することが判った。　更に、リング・ポンプ
の７次潤滑循環効率も高まる。

ドラム形部分１，２つの方向転換装置を持つ端板並びに
配管を含むブレッドボード（ｂｒｅａｄｂｏａｒｄ　）
装置に於ける適当な流体の圧力と流れを測定して、流れ
のループを表わし、リング・ポンプ及び方向転換装置の
形状と性能を確認すると共に最適にする為の実験によっ
て、幾つかのことが判った。

効率は、方向転換装置の形状、方向転換装置とすング・
ポンプの相対的な間隔、並びに驚くべきことに、孔２７
が存在すること、その寸法並びに位置の相互関係によっ
て影響を受けろ。　孔２７がドラム形部分２５のリムの
周りに流れな誘起し。

これは流れを送給することによって／次循環通路を強め
ると共に、安定化作用をする定常状態の圧力分布を設定
する２次冷却流を作り出した。　然し、この発明を利用
することにより、ピトー管形ポンプによって得られる［
ポンプ・ハンドブック」に記載されたものよりもずっと
高い（即ち、３０乃至２オ係の範囲）の効率が達成し得
ることが明らかになった。

以上の説明から、この循環装置を任意の伝動装置、トラ
ンスファー・ケース又はその他の歯車箱に用いて１回転
ドラムをケーシングの近くに配置して潤滑剤に対して運
動量及び遠心力な加え。

上に説明した装置でフランジ２６と端壁１１に示ず環帯
１９の様な運動用環帯な作ったり、或いはそれと同等の
その他の潤滑剤の周縁の流れを作ることが出来ることは
明らかである。　勿論、上に述べた装置の場合の様に、
リング歯車２１ｒの様な動作部品が、それ自体として、
又は装置の他の要素と一緒になって、その為に別個の構
造を追加し々くても、リング・ポンプとして作用する部
品の作用を持つか、又はそういう部品に作ることが出来
ろ様にすれば、この装置は最も効率がよく、コスト効果
がある。　勿論、この循環装置は、７個の入力から互に
逆回転の駆動力を発生する為のギア・ケースにも、並び
に大形のリング歯車を用いるその他の装置にも、そのま
＼使うことが出来ろことは明白である。

と＼に説明したこの発明の装置の効果は、潤滑剤の流れ
を分配装置に方向転換するのに使われる特定の潤滑剤汲
取り部の選択又は設計によって、良くも悪くもなる。　
　この点、こ＼で使った汲取り部又は流れ方向転換装置
３２は特に有利であり、実験によって、曲げたパイプ又
は普通便われろその他の形の「ピトー管」形汲取り部よ
りずっと効率が良いことが判った。　第２図及び第３図
に更に詳しく示す様に、流れ方向転換装置３２は、出来
るだけ抵抗を少なくして、潤滑剤の流れを方向転換する
様に設計された角度で、運動用環帯１９から環状貯蔵槽
３１へ連通する傾斜孔３６と、潤滑剤の流れを板１１の
内面に沿って孔３６へ通す様な流路（チャネル）を作る
ダム構造３７とで構成されている。　同じ構造が、３９
に示す様にテーパ又は段をつけてもつけなくてもよいが
、側壁部分３８と、側壁部分３８内にある潤滑剤の流れ
の一部分が孔３６の上を通り越さない様にするダム及び
流れ制御部分３０とを含む。　ダム部分３０は、ダム構
造に沿って通過する時の乱流を少なくする様に、方向転
換装置の周りでの潤滑剤の流れを円滑にする様な形にな
っている。　ダム部分３０は潤滑剤の速度が環状貯蔵槽
３１の中でよどむのを助けることにより、潤滑剤の運動
量を圧送圧力ヘッドに変換するのを助ける。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の循環装置を用いた伝動装置又は歯車
箱の断面図、第２図はこの構造の一部分の斜視図で、第
１図の装置に特に適した効率のよい流れ方向転換装置を
例示している。　第３図は第Ω図の線３−３で切った第
Ω図の流れ方向転換装置の断面図である。 主々符号の説明 １　：　歯車箱 ２　：歯車列 ３　：入力軸 ４．５＝　　出力軸 １１　：端壁 １２　：ハウジング １４．１６：導管 １９　：環帯 ２１ｒ：　　リング歯車 ２５　：　ドラム形部分 ２６　：　フランジ ２７：孔 ３１：貯蔵槽 ３２　二方向転換装置 ３３　：　分配装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）歯車箱に使う潤滑装置に於て、（イ）歯車列のド
   ラム形要素の回転部分、該回転部分を取囲む歯車箱のハ
   ウジングの一部分、並びに前記２つの部分によって限定
   されていて、前記ハウジング内の運動用環帯を構成する
   還状空間の組合せで構成されていて、前記ドラム形要素
   が通抜けの複数個の流体流れ通路を持っているダイナミ
   ック・ポンプと、（ロ）前記ハウジングの一部分によっ
   て前記運動用環帯から分離された別個の加圧貯蔵槽と、
   （ハ）前記ハウジング内にあって、前記歯車列の要素の
   回転によって前記運動用環帯内で流れが生ずる時、前記
   運動用環帯からその中にある流体の流れを前記別個の加
   圧貯蔵槽へ分路する少なくとも７つの流れ方向転換装置
   と、（ニ）前記ハウジングの内部にあって、前記別個の
   加圧貯蔵槽から供給を受ける少なくとも７つの流体噴出
   出口を持ち、該出口が前記歯車列の要素に対して流体の
   流れを計量して送出す様にしたＺつ又は更に多くの流体
   分配装置と、（ホ）前記歯車列に設けられていて、回転
   力に応答して、前記出口から前記歯車列の重要な要素に
   供給された流体を連続的に流すための流路とを有し、前
   記ダイナミック・ポンプ及びその他の回転要素が、重力
   に打ち勝つ流体流れパターンを設定して、姿勢に関係の
   ない流れパターンを生ずる様にした潤滑装置。 （２）　　特許請求の範囲（１）Ｋ記載した潤滑装置に
   於て、前記回転要素のドラム形部分を通る流体流れ通路
   が、該ドラム形部分を、その中にある流体を脱気して圧
   送効率を高めろ遠心分離装置として構成する様ＶＣ，制
   限されている潤滑装置。 （３）　　特許請求の範囲ｆｉｌ又は（２）に記載した
   潤滑装置に於て、前記流体流れ方向転換装置が前記運動
   用環帯中に流れる流体を通す流路手段と、流れのダムと
   、ハウジングの要素を通抜けて、前記運動用環帯からの
   流体の流れを方向付ける傾斜導管とで構成されている潤
   滑装置。 （４）　　自己潤滑形の姿勢自在の歯車箱に於て、リン
   グ歯車を含む歯車列と、該リング歯車から軸方向に伸び
   て、歯車列の他の部品を取囲むドラムとを有し、該ドラ
   ムはリムに終端する開放端並びに前記リング歯車を別の
   要素に接続するウェブ端を前記ドラムを通る導管を持ち
   、更に１．２つの端部が前記ドラムを取囲む円筒形部分
   によって接続されていて当該ハウジング及びドラムの間
   に環状の溜めを形成するハウジングを有し、一方の前記
   端部は前記ドラムの開放端のリムに近接していてそれと
   平行であり、該一方の端部は貯蔵槽を含み。 且つ前記ドラムの開放端のリムと共に５回転する歯車列
   の部品の作用によって流ねる潤滑剤に対する運動用環帯
   を限定し、更に、前記一方の端部に設けられていて、前
   記運動用環帯に流込む潤滑剤を貯蔵槽に方向転換して、
   該貯蔵槽を充填し且つ加圧する流れ方向転換手段と、前
   記一方の端部に設けられていて、前記貯蔵槽からの潤滑
   剤を態量して前記ドラム内にある歯車列の他の要素に潤
   滑剤を吹付ける潤滑剤分配手段とを有し、この為、前記
   歯車列の運動により、ドラムが回転してダイナミック・
   ポンプとして作用すると共に、前記ハウジング内の潤滑
   剤を該ハウジングの円筒形部分の円周方向に前記運動用
   環帯内で流れさせろと共に、前記流れ方向転換手段、加
   圧貯蔵槽及び潤滑剤分配手段を通って流れさせて、重力
   に打ち勝つのに十分な運動量で歯車列の前記性の要素の
   上に流れろ様にした歯車箱。 （５）特許請求の範囲（４）に記載した歯車箱に於て、
   前記ドラムを通る導管が２該ドラムを遠心分離装置とし
   て作用させて、潤滑剤が前記環状の溜めに遠心作用によ
   って戻る時に、該潤滑剤を脱気させろ位に、潤滑剤の流
   れを十分に制限する様に制限されていて、前記流れ方向
   転換手段が、前記ハウジングの前記一方の端部を通る傾
   斜出口ポート、潤滑剤の流れに対して前記出口ポートの
   入口より下流側にあるダム、及び前記入口の両側で前記
   ダムより上流側に伸びる流路手段を持つ少なくとも１つ
   の方向転換装置で構成され、この為前記運動用環帯内の
   流れが停滞すると共に前記方向転換装置によって方向転
   換されて、前記貯蔵槽を充填して加圧する歯車箱。 （６１特許請求の範囲（５）に記載した歯車箱に於て。 前記歯車列の７つ又は更に多くの部品が、潤滑剤が遠心
   力に応答して移動する時１重要な要素に対して潤滑剤を
   流れさせる別の流路な持つか或いは該流路を前記ハウジ
   ングと共に構成している歯車箱。 （７）　　特許請求の範囲（５）に記載した歯車箱に於
   て。 前記歯車列が遊星歯車装置を含み、前記ハウジングの前
   記一方の端部を通る入力軸が、該遊星歯車装置の太陽歯
   車を駆動し、前記一方の端部が遊星歯車装置の支持体を
   構成し、別の遊星ビニオンが遊星歯車装置の各々の遊星
   歯車に固定され、別の太陽歯車が前記別の遊星ビニオン
   と噛み合って第１の出力軸を駆動し、前記別の太陽歯車
   は前記第１の出力軸の拡大開放端に形成されており、前
   記第１の出力軸と同軸の、中空の第一の出力軸が前記ド
   ラムのウェブ端に取付けられ、軸受が前記第１の出力軸
   を第２の出力軸の内側に支持すると共に、前記第一の出
   力軸及びウェブ部分を、前記一方の端部とは反対の前記
   ハウジングの端部に支持し、潤滑剤が流れる別の通路が
   、前記開放端から第１の出力軸を通って出方軸の間の軸
   受に至る通路、及び前記ウェブ部分及びハウジングの間
   で第一の出力軸を通る通路を含んでいて、潤滑剤が前記
   軸受を通れるようにした歯車箱。