JPS602372Y2 - 歯車箱の潤滑油排出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は歯車装置及び軸受よりの油流入を押える必要の
ある機器全般に応用できる歯車箱の潤滑油排出装置に関
するものである。

一般に動力妹達用平行軸歯車装置は、変速装置（増速又
は減速）として広く用いられている。

伝達馬力としてはＩＫＷに満たないものから、数万ＫＷ
に及ぶものまで幅広く存在する。

また歯車型式としては、平、はすば、やまばなとの構造
があるが、大出力、高速になると、はすば又はやまばと
するのが一般的である。

従来の歯車装置として代表的な構造例は第１図及び第２
図に示すようなもので、第１図は平面図、第２図は側面
図を示しており、１つの歯車箱１に両端部をラジアル及
びスラスト軸受２，３で支持され、小歯車４と大歯車５
を組合せた例である。

減速の場合は小歯車４軸が駆動（入力）軸、大歯車５軸
が被動（出力）軸となる。

ラジアル軸受２には歯車自重と噛合反力を合成した荷重
がかかり、スラスト軸受３には噛合いに伴なう軸方向の
スラスト荷重がかかる。

歯車装置への給油は、図示しない給油装置と給油穴、給
油管を通って、主に噛合歯部６及び軸受２．３で行なわ
れる。

また歯車４，５に供給された油は、同歯車４，５を潤滑
した後に歯車箱１の下方に溜り、排出穴７を通って図示
しない潤滑油タンクへ回収され、冷却、加熱等の温度コ
ントロールを受けた後に再び歯車４，５へ循環供給され
る。

また軸受２，３部への給油は、図示しない給油装置と歯
車箱１の内部を通る給油穴を通して行なわれ、軸受２，
３の両サイドから排出される。

従って軸受２，３から排出される油の一方は、油回収用
カバー８を通り、下方の油回収用穴９を通過して歯車箱
１内へ至り、他方は直接歯車箱１内へ入って行く。

第３図はこの状態を具体的に示したもので、歯車箱１内
へ入る油は、歯車４，５への給油管１０より与えられる
潤滑油と混合し、歯車箱１内を運動するが、これが高速
歯車では性能に影響を及ぼし、問題となっていた。

なお、１１は歯車箱蓋、１２はラビリンスである。

一般に歯車装置の効率に影響する損失は、主として次の
３つに分類できる。

（４）歯車歯面の噛合い摩擦に基く摩擦損失（Ｌｌ） （Ｂ） 支軸軸受の軸支損失（Ｌ２） （Ｃ） 歯車箱内の潤滑油を歯車で攪拌する歯車攪拌
損失（Ｌ３） このうち摩擦損失（Ｌｌ）は噛合い歯面間に形成される
潤滑油膜厚さに支配されるが、給油量の影響は殆んど受
けない。

軸支損失（Ｌ２）は、流体潤滑域で使用するため予測可
能である。

問題は歯車攪拌損失（Ｌ３）である。

潤滑油の攪拌作用としては、油を空中に飛散させる仕事
や、油に運動量を与える仕事（歯面に噛込んで加速する
仕事）などが主なものである。

全歯車への給油量を、歯車給油管より給油されるものを
Ｑｃ、軸受より歯車箱内方向へ流入するものをＱａとす
る。

また歯車攪拌損失（Ｌ３）は、第４図のように、ＱＣ＋
ＱＢが多い程大きくなる傾向を示す。

Ｑｃ ＋Ｑ Ｂが増加し、Ｑｃｒになると、歯車攪拌損
失（Ｌ３）は急激に上昇する。

これは歯車箱１の底に溜った油を大歯車５が攪拌する仕
事が加わるためである。

またピッチ円周速１００ｍ、／ Ｓ以上の高速域で使用
する歯車では、Ｑｃｒ以下の（Ｉ）の領域に給油量を抑
えるのが望ましい。

Ｑｃｒ以下にするためには、排油用のポンプの容量を変
えることにより容易に実現できる。

逆に考えると、ＱＣｒは排油ポンプの容量や歯車箱構造
に影響されるものである。

またＣＩ）領域、ＣＩＩ）領域何れに対しても、Ｑ。

十ＱＢが少ない程歯車攪拌損失（Ｌ３）も少ないことに
なる。

一方ピッチ円周速１００ｒｒＬ／ ５以上の歯車では、
歯車攪拌損失（Ｌ３）は軸支損失（Ｌ２）に対して無視
できない大きさになり、１２５〜１５０ｒｒＬ／Ｓでは
歯車攪拌損失（Ｌ３）は軸支損失（Ｌ２）と同等以上の
大きさになる。

なお、軸支損失（Ｌ２）を低下させるには、すべり軸受
の構造を変える必要があるが、余り大きく低下させるこ
とはできない。

一方歯車攪拌損失（Ｌ３）はＱＢ十Ｑｃの関数であり、
給油量を減らすことによって容易に低下させることがで
きる。

しかしながら従来装置の欠点は、主にＱ、に対する配慮
にある。

即ち、軸受を通った油が、そのまま歯車箱内へ噴流とし
て流れ込む点である。

そのため高速歯車では、歯車への給油量と同等以上の量
がある軸受給油量の約半分が不必要に歯車により攪拌さ
れていることになる。

従って高速歯車の損失低減はまず、このＱａなる流入量
を減らすことにより確実に効果を得ることが出来る。

本考案は前記従来の欠点を解消するために提案されたも
ので、歯車箱内の軸受側近傍の歯車軸の外周に、同軸受
からの排出油の歯車側への移動を阻止するフィンを設け
ると共に、同フィンにより偏向せしめられた潤滑油を歯
車箱の外部に排出するための排出路を設けることにより
、歯車の潤滑油攪拌損失を小さくすることができると共
に、歯車の動力伝達効率を向上させることができる歯車
箱の潤滑油排出装置を提供せんとするものである。

以下本考案の実施例を図面について説明すると、第５図
は本考案装置の実施例を示し、歯車１３の軸部１４の外
周に、同軸部１４を支持する軸受１６からの排出油の歯
車１３側への移動を阻止する皿形のフィン１５を設けた
ものである。

また軸受１６からの流入油は、フィン１５で矢印の方向
に向きを変えられ、歯車箱１７に設けられた油排出穴１
８により油回収用カバー１９で囲まれた空間２０へ導か
れ、下方の穴２１を通って歯車箱１７及びカバー１９外
へ案内される。

油排出穴１８の形状は、例えば第６図に示すものでよい
が、軸受１６の支持剛性を考慮して、任意の形状を選ぶ
ことができる。

このような第５図の構造をとることにより、軸受１６か
らの流入油は、歯車１３に衝突することなく、容易に歯
車箱１７の外側に搬出され、排出油攪拌による歯車攪拌
損失を低減することができる。

なお、フィン１５は歯車１３の冷却作用をも行なう。

次に第７図は直線状の皿形フィン１５ａを設けた場合で
あるが、前記第５図の第１実施例と作用効果に於いて差
異はない。

第８図は他の実施例を示し、皿形フィン１５ｂの深さを
深くした例であり、この場合には流出油を滑らかに歯車
箱１７の壁側に戻す効果がある。

また第９図イ９口は他の実施例を示し、フィン１５ｃを
円周方向に２分割して、軸部１４にはめ込み、ネジ２２
で締結した例であり、軸部１４からフィン形状のものを
前記各実施例の如く削り出すよりも、一段と製作コスト
を安くすることができる。

次に第１０図の実施例は歯車１３の軸部１４に段をつけ
、それに皿形形状のフィン１５ｄを形成させて、前記各
側のようなフィンを付けた場合と同様の効果を得ようと
するものである。

この場合はフィンを削り出したり、はめ込むより遥かに
コスト安に製作でき、かつ所要の損失低減効果を得るこ
とができる。

ただこの方式をとると、高温になった軸受排出油が歯車
１３のブランクに直接当たることになり、前記各フィン
１５． １５ａ、 １５ｂ、１５ｃの場合より、歯車
１３の温度がやや高くなる。

以上詳細に説明した如く本考案は構成されているので、
軸受より歯車側に流入する潤滑油がフィンにより偏向せ
しめられて歯車箱内に排出路より排出され、歯車で攪拌
されることはなくなる。

従って歯車の潤滑油攪拌損失を小さくすることができ、
歯車の動力伝達効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の歯車装置の１例を示す平面断面図、第２
図は同側断面図、第３図は第２図の要部の拡大図、第４
図は歯車箱内に入る油量と歯車攪拌損失との関係を示す
線図、第５図は本考案の実施例を示す歯車箱の潤滑油排
出装置の側断面図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第
７図、第８図は第２図と異なるフィン形状を示す１部断
面側面図、第９図イは前記の各フィンと異なり別体のフ
ィンを取付けた場合の１部断面側面図、第９図口は同要
部の拡大図、第１０図は歯車の軸端部にフィンを設けた
状態の１部断面側面図である。 図の主要部分の説明、１３・・・・・・歯車、１４・・
・・・・軸部、Ｉ Ｌ １５ａ−１５ｂ、１５ｃ、１
５ｄ”・・・・フィン、１６・・・・・・軸受、１７・
・・・・・歯車箱、１８・・・・・・油排出穴（排出路
）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 潤滑油が貯留された油受けの上方に、相互に噛合いする
   少なくとも一対の歯車を設置し、同歯車の軸を支持する
   軸受に潤滑油が供給される歯車装置に於いて、歯車箱内
   の軸受側近傍の歯車軸の外周に、同軸受からの排出油の
   歯車側への移動を阻止するフィンを設けると共に、同フ
   ィンにより偏向せしめられた潤滑油を歯車箱め外部に排
   出するための排出路を設けたことを特徴とする歯車箱の
   潤滑油排出装置。