特開 2022-145059 潤滑液の異物分離構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022145059

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】潤滑液の異物分離構造

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/04 20100101AFI20220926BHJP

   F16N 39/06 20060101ALI20220926BHJP

   F16N 7/22 20060101ALI20220926BHJP

   F16N 31/00 20060101ALI20220926BHJP

   H02K 5/16 20060101ALN20220926BHJP

【ＦＩ】

F16H57/04 F

F16N39/06

F16N7/22

F16N31/00 D

H02K5/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021046308

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青山 隆之

(72)【発明者】

【氏名】森谷 浩司

(72)【発明者】

【氏名】樽谷 一郎

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 謙

(72)【発明者】

【氏名】佐野 敏成

【テーマコード（参考）】

3J063

5H605

【Ｆターム（参考）】

3J063AB01

3J063BA11

3J063XD03

3J063XD16

3J063XD32

3J063XD62

3J063XD72

3J063XE03

3J063XE04

5H605EB21

(57)【要約】

【課題】回転する部分を有する装置における潤滑油から異物の除去を効果的に行う。
【解決手段】貯留部に貯められた潤滑油１６に少なくとも一部が浸かり、潤滑油１６を掻き上げて潤滑に利用する第１歯車１０と、貯留部の底部と第１歯車１０との間に、潤滑油１６は通過させるが、潤滑油１６に含まれる異物の少なくとも一部は通過させない仕切り板１８と、を備える異物分離構造１００とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯留部に貯められた潤滑油に少なくとも一部が浸かり、前記潤滑油を掻き上げて潤滑に利用する回転体と、
前記貯留部の底部と前記回転体との間に、前記潤滑油は通過させるが、前記潤滑油に含まれる異物の少なくとも一部は通過させない仕切り板と、
を備えることを特徴とする異物分離構造。

【請求項2】

請求項１に記載の異物分離構造であって、
前記仕切り板は、前記回転体の表面に沿った円弧状の部分を備えることを特徴とする異物分離構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の異物分離構造であって、
前記仕切り板は、メッシュ及び通油穴の少なくとも１つにより前記潤滑油は通過させるが、前記潤滑油に含まれる異物の少なくとも一部は通過させないことを特徴とする異物分離構造。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の異物分離構造であって、
前記仕切り板は、磁力を有する材料によって構成されていることを特徴とする異物分離構造。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の異物分離構造であって、
前記潤滑油が重力落下して前記貯留部に戻る空間に副仕切り板を備えることを特徴とする異物分離構造。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の異物分離構造であって、
前記潤滑油が重力落下して前記貯留部に戻る空間から前記貯留部の底部に向けて延伸させた副仕切り部を備えることを特徴とする異物分離構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潤滑液の異物分離構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータや発電機等の回転電機や回転を伴う歯車装置において、回転体によって潤滑油を掻き上げて循環させる技術が採用されている。このような回転を伴う装置において、潤滑油に混入する異物を除去することが必要となる。

【0003】

そこで、掻き揚げられた潤滑油が貯留部に戻されるまでの経路に異物を取り除くためのフィルタを設けた構成が提案されている。

【0004】

例えば、ロータで掻き上げられた潤滑油が重力によってケース内を落下し、経路上にあるフィルタを通ることで潤滑油からの異物の除去が実現される。一方、遊星歯車の潤滑油は、ロータ軸穴、左側軸受、遊星ギヤを通り、遊星ギヤ用の貯留部に戻される。そして、溢れ出た潤滑油は、最下部のオイル貯留部に落下する。（特許文献１）

【0005】

また、例えば、油室内の潤滑油を遊星歯車機構の回転で掻き上げ潤滑すると共に、油室内で油滴として拡散している潤滑油で軸を支持する軸受の潤滑を行う構成が開示されている。潤滑油の油滴に含まれる異物を軸受部に混入させないために、軸受端面のシール部に設置したフィルタで異物を分離している。（特許文献２）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－１４８１９６号公報

【特許文献2】特開２０１７－０５１０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の技術では、歯車の潤滑油については予めフィルタで異物は除去されているものの、遊星歯車の貯留部に溜まった潤滑油には歯車歯面の摩耗粉が含まれたものとなり、異物のかみ込みのリスクが高まる。さらに、溢れ出た潤滑油は、軸を通って歯車に再度供給される場合もあり、この場合も異物による影響が問題となるおそれがある。

【0008】

また、特許文献２の技術では、軸受部に供給される油の異物分離は可能だが、油の供給元である歯車で掻き上げる油には異物が混入しており、歯車のかみあい部には異物が混入し、歯車の損傷のリスクは軽減できていない。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの態様は、貯留部に貯められた潤滑油に少なくとも一部が浸かり、前記潤滑油を掻き上げて潤滑に利用する回転体と、前記貯留部の底部と前記回転体との間に、前記潤滑油は通過させるが、前記潤滑油に含まれる異物の少なくとも一部は通過させない仕切り板と、を備える異物分離構造である。

【0010】

ここで、前記仕切り板は、前記回転体の表面に沿った円弧状の部分を備えることが好適である。

【0011】

また、前記仕切り板は、メッシュ及び通油穴の少なくとも１つにより前記潤滑油は通過させるが、前記潤滑油に含まれる異物の少なくとも一部は通過させないことが好適である。

【0012】

また、前記仕切り板は、磁力を有する材料によって構成されていることが好適である。

【0013】

また、前記潤滑油が重力落下して貯留部に戻る空間に副仕切り板を備えることが好適である。

【0014】

また、前記潤滑油が重力落下して前記貯留部に戻る空間から前記貯留部の底部に向けて延伸させた副仕切り部を備えることが好適である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、回転する部分を有する装置における潤滑油から異物の除去を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態における異物分離構造の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における仕切り板の構成例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における異物分離構造の構成を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における異物分離構造の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本実施の形態における異物分離構造１００は、図１に示すように、第１歯車１０、第２歯車１２、筐体１４、潤滑油１６及び仕切り板１８を含んで構成される。異物分離構造１００は、筐体１４内に２つの第１歯車１０及び第２歯車１２が噛み合わされて回転可能に設けられた構成を備える。異物分離構造１００は、例えば、歯車減速装置（トランスミッション）に適用される。

【0018】

第１歯車１０及び第２歯車１２は、それぞれの回転軸を中心に回転する歯車である。第１歯車１０及び第２歯車１２は、筐体１４内に配置される。第１歯車１０及び第２歯車１２は、それぞれ円柱形状の外周に設けられた歯が互いに噛み合うように組み合わされる。第１歯車１０及び第２歯車１２は、外部からの駆動力によっていずれか一方が回転させられることによって他方を回転させることができる。

【0019】

筐体１４は、第１歯車１０、第２歯車１２、潤滑油１６及び仕切り板１８を内部に収納する中空の構造物である。筐体１４の底部分は潤滑油１６を貯める貯留部としても機能する。

【0020】

潤滑油１６は、第１歯車１０及び第２歯車１２を効率よく潤滑させる潤滑液として使われる油である。潤滑油１６は、第１歯車１０及び第２歯車１２を冷却するための冷却液として機能してもよい。潤滑油１６は、特に限定されるものではないが、例えば、鉱物油、合成油、植物油、動物油等とすることができる。

【0021】

本実施の形態では、第１歯車１０の一部が筐体１４の底部に貯められた潤滑油１６に浸っている。図１の矢印で示すように、第１歯車１０の回転に伴って筐体１４の貯留部に貯められた潤滑油１６が掻き上げられて、第１歯車１０の歯面に沿って第２歯車１２との噛み合い部分まで供給されることによって第１歯車１０と第２歯車１２とを潤滑させ、第１歯車１０の回転と重力によって筐体１４の貯留部に戻される。また、第１歯車１０によって掻き上げられた潤滑油１６の一部は、油滴１６ａとして筐体１４内に飛散する。

【0022】

仕切り板１８は、潤滑油１６は通過させるが、潤滑油１６に含まれる異物の少なくとも一部は通過させないフィルタとしての機能を果たす板状部材である。仕切り板１８は、例えば、図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、メッシュ状の板、通油穴を有する板、通結穴にメッシュ状のフィルタを設けた板等とすることができる。ここで、メッシュの網目及び通油穴の径は、潤滑油１６に混入した異物よりも小さく、潤滑油１６と異物とを分離できる大きさとすることが好適である。

【0023】

仕切り板１８は、少なくとも一部が潤滑油１６の貯留部の底部と第１歯車１０との間に位置し、潤滑油１６に浸かるように配置されている。例えば、図１に示すように、貯留部に貯められた潤滑油１６に浸る第１歯車１０の歯先の外周面に沿って円弧状部１８ａを備えることが好適である。仕切り板１８の円弧状部１８ａと第１歯車１０の歯先との間隙はできるだけ狭く、例えば１ｃｍ以下とすることが好適である。

【0024】

このように、仕切り板１８を設けることによって、第１歯車１０によって潤滑油１６が掻き上げられる際に筐体１４の底部の貯留部に貯められた潤滑油１６が仕切り板１８を通って第１歯車１０の歯先に供給されることになり、貯留部に貯められていた潤滑油１６に混入している異物を仕切り板１８によって潤滑油１６から分離することができる。これによって、第１歯車１０の回転に伴い掻き上げられる潤滑油１６への異物の混入が抑制できる。したがって、異物の噛み込みによる第１歯車１０及び第２歯車１２の歯面の疵及びこれに起因するき裂の発生や歯面の剥離等の損傷を防ぐことができる。

【0025】

なお、仕切り板１８の先端部１８ｂは、貯留部に貯められた潤滑油１６の油面より上部に位置させることが好適である。これにより、貯留部に一旦戻された潤滑油１６に混入している異物が仕切り板１８の先端部１８ｂ側から第１歯車１０と仕切り板１８との間の領域に入り込むことを抑制することができる。したがって、第１歯車１０によって潤滑油１６が掻き上げられる際に、第１歯車１０と仕切り板１８との間の領域に入り込んだ異物が一緒に掻き上げられることを防ぐことができる。

【0026】

また、磁力を有する材料で仕切り板１８を構成してもよい。仕切り板１８に磁力を持たせることによって、仕切り板１８の磁力によって鉄粉等の金属粉を潤滑油１６から分離することができる。したがって、仕切り板１８のメッシュの網目及び通油穴の径をより大きくすることができ、通油不足による潤滑油１６の掻き上げ量の不足を低減することができる。

【0027】

図３は、変形例である異物分離構造１０２の構成を示す。異物分離構造１０２の仕切り板１８では、第１歯車１０と第２歯車１２との噛み合い部分を潤滑した潤滑油１６が重力落下して貯留部に戻る空間に副仕切り部１８ｃを備えた構成としている。

【0028】

異物分離構造１０２の構成とすることによって、第１歯車１０によって掻き上げられ、第１歯車１０と第２歯車１２との噛み合い部分を潤滑した後に重力落下によって筐体１４の貯留部に戻される前に副仕切り部１８ｃによって潤滑油１６から異物を除去することができる。

【0029】

この場合、副仕切り部１８ｃは、貯留部に貯められた潤滑油１６の油面より上部に位置することが好適である。例えば、貯留部に貯められた潤滑油１６の油面より上部に位置する円弧状部１８ａの先端部１８ｂから連続的に副仕切り部１８ｃを設けることが好適である。

【0030】

図４は、変形例である異物分離構造１０４の構成を示す。異物分離構造１０４の仕切り板１８では、第１歯車１０と第２歯車１２との噛み合い部分を潤滑した潤滑油１６が重力落下して貯留部に戻る空間から筐体１４の底部に向けて延伸させた副仕切り部１８ｄを備えた構成としている。

【0031】

異物分離構造１０４の構成とすることによって、筐体１４の底部の貯留部内が２つに分割される。すなわち、貯留部内において副仕切り部１８ｄによって第１歯車１０及び第２歯車１２の潤滑後に戻された潤滑油１６から異物が溜まる領域Ａと異物が除去された潤滑油１６が貯められる領域Ｂとに分割される。これによって、潤滑油１６から異物をより確実に除去したうえで再度潤滑に利用することができる。

【0032】

なお、異物分離構造１０２における副仕切り部１８ｃと異物分離構造１０４における副仕切り部１８ｄとを組み合わせた構成としてもよい。

【0033】

また、異物分離構造１０２及び異物分離構造１０４で示した仕切り板１８の副仕切り部１８ｃ及び副仕切り部１８ｃと円弧状部１８ａにおける形状やメッシュの網目及び通油穴の径等を変更してもよい。例えば、副仕切り部１８ｃ及び副仕切り部１８ｄにおけるメッシュの網目及び通油穴の径を円弧状部１８ａにおけるメッシュの網目及び通油穴の径より大きくした構成としてもよい。すなわち、副仕切り部１８ｃ及び副仕切り部１８ｄでは比較的大きなバリやゴミ等の異物を分離し、円弧状部１８ａでは比較的小さな摩耗粉等の異物を分離するようにしてもよい。このように、仕切り板１８における部分毎に機能及び作用を分けることによって、メッシュや通油穴の目詰まりまでの時間をより長くすることができ、仕切り板１８の交換頻度を低減することができる。

【0034】

また、本実施の形態では、第１歯車１０及び第２歯車１２を回転体の例として示したが、これに限定されるものではない。本発明の異物分離構造の適用範囲は、潤滑油１６による潤滑の対象となり得る回転体であればよく、例えばモータや発電機のロータ、タービン等としてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１０ 第１歯車、１２ 第２歯車、１４ 筐体、１６ 潤滑油、１６ａ 油滴、１８ 仕切り板、１８ａ 円弧状部、１８ｂ 先端部、１８ｃ 副仕切り部、１８ｄ 副仕切り部、１００，１０２，１０４ 異物分離構造。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】