(57)【要約】【課題】従来よりも少ないオイル量で歯車を効率良く冷却することができる歯車の冷却構造を提供する。【解決手段】複数の遊星歯車３２を有する遊星歯車機構１５が収容される空間２１の底部にオイル溜まりを形成する液状のオイルを用いた歯車の冷却構造であって、空間２１の底部にオイル溜まりを形成するオイルを、空間２１の底部を通過する遊星歯車３２の中心軸の位置まで吸い上げるためのギャップを形成するギャップ形成部材２０，４７を備え、複数の遊星歯車３２の各々は、ギャップを通して吸い上げられるオイルを遊星歯車の内部に導入するオイル導入路４５と、オイル導入路４５に導入されるオイルを遊星歯車３２の周囲に散布するオイル散布路４６と、を有する。【選択図】図１
2020159539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の遊星歯車を有する遊星歯車機構が収容される空間の底部にオイル溜まりを形成する液状のオイルを用いて前記遊星歯車機構の歯車を冷却する歯車の冷却構造であって、
前記空間の底部に前記オイル溜まりを形成する前記オイルを、前記空間の底部を通過する前記遊星歯車の中心軸の位置まで吸い上げるためのギャップを形成するギャップ形成部材を備え、
前記複数の遊星歯車の各々は、前記遊星歯車の前記中心軸上に形成され、前記ギャップを通して吸い上げられる前記オイルを前記遊星歯車の内部に導入するオイル導入路と、前記オイル導入路から前記遊星歯車の径方向外側に向かって形成され、前記オイル導入路に導入される前記オイルを前記遊星歯車の周囲に散布するオイル散布路と、を有する
ことを特徴とする歯車の冷却構造。
【請求項２】
前記オイル散布路は放射状に形成されている
請求項１に記載の歯車の冷却構造。
【請求項３】
前記空間の最外周部に配置されて前記オイルを受容する、放熱性を有するオイル受容部材を備える
請求項１または２に記載の歯車の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルを冷却媒体として用いる歯車の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歯車機構を構成する歯車をオイルによって冷却することが行われている。また、従来における歯車の冷却構造としては、冷却媒体となるオイルに歯車の一部を浸漬させて配置し、歯車の回転によってオイルを掻き上げる方式が採用されている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８０５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の歯車の冷却構造においては、歯車の発熱を抑えるためにオイル量を増やして歯車を冷却しようとすると、オイル量の増加によって歯車の回転効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、従来よりも少ないオイル量で歯車を効率良く冷却することができる歯車の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る歯車の冷却構造は、複数の遊星歯車を有する遊星歯車機構が収容される空間の底部にオイル溜まりを形成する液状のオイルを用いて遊星歯車機構の歯車を冷却する歯車の冷却構造であって、空間の底部にオイル溜まりを形成するオイルを、空間の底部を通過する遊星歯車の中心軸の位置まで吸い上げるためのギャップを形成するギャップ形成部材を備え、複数の遊星歯車の各々は、遊星歯車の中心軸上に形成され、ギャップを通して吸い上げられるオイルを遊星歯車の内部に導入するオイル導入路と、オイル導入路から遊星歯車の径方向外側に向かって形成され、オイル導入路に導入されるオイルを遊星歯車の周囲に散布するオイル散布路と、を有する。
【０００７】
本発明に係る歯車の冷却構造において、オイル散布路は放射状に形成されていてもよい。
【０００８】
本発明に係る歯車の冷却構造において、空間の最外周部に配置されてオイルを受容する、放熱性を有するオイル受容部材を備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、遊星歯車機構の歯車が、遊星歯車の内部を通して散布されるオイルによって冷却される。このため、従来よりも少ないオイル量で歯車を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る歯車の冷却構造を備える車輪駆動装置の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る歯車の冷却構造を備える車輪駆動装置の構成を示す縦断面図である。
図示した車輪駆動装置は、航空機用の車輪駆動装置であって、インホイールモータユニット１を備えている。インホイールモータユニット１は、ホイール２の内部に設けられている。ホイール２は、図示しないタイヤが嵌め込まれるリム部３と、ホイール２の中心軸方向の一方側に形成されたディスク部４と、ディスク部４の内周縁からホイール２の中心軸方向に延在する円筒部５とを一体に有している。なお、図中の軸線Ｋは、ホイール２の中心軸を示す。また、図１は航空機の前後方向から見た車輪駆動装置の内部構造を示しており、図中上側が鉛直上方、図中下側が鉛直下方に相当する。
【００１２】
インホイールモータユニット１は、ホイール２のリム部３、ディスク部４および円筒部５によって囲まれた空間に配置されている。インホイールモータユニット１は、ケース１０と、モータ１１と、クラッチ１２と、減速機構としての遊星歯車機構１５とを備えている。ケース１０は、外周壁部１０ａと、内周壁部１０ｂと、仕切り部１０ｃとを一体に有している。ケース１０の外周壁部１０ａには孔１０ｄが形成されている。ケース１０には、第１蓋部材１６と、オイル受容部材１７と、第２蓋部材２４とが取り付けられている。第１蓋部材１６は、ケース１０の開口を塞ぐように、ケース１０の中心軸方向の一方側に配置されている。ケース１０はホイール２と同軸上に配置されているため、ケース１０の中心軸方向とホイール２の中心軸方向とは同じ方向を意味する。
【００１３】
オイル受容部材１７は、ケース１０に形成された孔１０ｄを通して流入するオイル（図示せず）を受容するもので、ケース１０の外周壁部１０ａの外面に固定して取り付けられている。オイル受容部材１７の外面は、大気に触れるように外部に露出して配置されている。オイル受容部材１７は、高い放熱性を有するよう、金属によって薄板状に形成されている。オイルは、液状のオイルであって、遊星歯車機構１５を構成する歯車を冷却するための冷却媒体として用いられる。また、オイルは、遊星歯車機構１５を構成する歯車の動きを滑らかにして摩耗を抑えるための潤滑剤としても用いられる。
【００１４】
モータ１１は、車輪駆動装置の駆動源となるもので、ロータ１１ａとステータ１１ｂとを備えている。ロータ１１ａは、モータ１１の出力軸となる駆動軸１８に固定されている。このため、ロータ１１ａは、駆動軸１８と一体に回転する。駆動軸１８は、円筒状に形成されている。駆動軸１８は、ホイール２の中心軸Ｋと平行に配置されるとともに、３つの軸受１９によって回転自在に支持されている。また、駆動軸１８は、ケース１０の内周壁部１０ｂの外側に配置されている。ケース１０の径方向において、内周壁部１０ｂと駆動軸１８との間にはギャップが形成されている。ステータ１１ｂは、ケース１０の外周壁部１０ａに固定されている。
【００１５】
ここで、ケース１０の内側には空間２１が形成され、この空間２１に遊星歯車機構１５が収容されている。空間２１は、ケース１０の外周壁部１０ａ、内周壁部１０ｂおよび仕切り部１０ｃと、第１蓋部材１６と、オイル受容部材１７とによって囲まれた液密の空間になっている。モータ１１は、仕切り部１０ｃを介して空間２１とは反対側の空間２２内に配置されている。この空間２２は、第１蓋部材１６と反対側に配置された第２蓋部材２４によって閉じられている。一方、オイル受容部材１７は、空間２１の最外周部に配置されている。空間２１には、図示しないオイルが所定量だけ封入される。その際、空間２１に封入されたオイルは、空間２１の底部にオイル溜まりを形成する。図１における符号Ｌは、空間２１の底部でオイル溜まりを形成するオイルの上面、すなわち油面の高さ位置を示している。この油面の高さ位置は、空間２１の底部を通過する遊星歯車３２の中心軸の位置よりも低位となっている。また、油面の高さ位置は、空間２１の底部を通過する遊星歯車３２によってオイルを掻き上げることができるよう、少なくとも遊星歯車３２の下側の歯面が浸漬し得る位置に設定されている。
【００１６】
クラッチ１２は、遊星歯車機構１５と共に空間２１に収容されている。クラッチ１２は、ケース１０の中心軸方向において、モータ１１と遊星歯車機構１５との間に配置されている。クラッチ１２は、遊星歯車機構１５による回転駆動力の伝達を断続するものである。
【００１７】
遊星歯車機構１５は、モータ１１を駆動源として発生する回転駆動力を、最終的にホイール２へと伝達するためのものである。遊星歯車機構１５は、太陽歯車３１と、複数の遊星歯車３２と、内歯車３３とを備えている。太陽歯車３１は、駆動軸１８の端部の外周側に設けられている。複数の遊星歯車３２は、ケース１０の円周方向に所定の角度間隔で配置されている。各々の遊星歯車３２は、２つの軸受３４によって回転自在に支持されている。また、各々の遊星歯車３２は、太陽歯車３１および内歯車３３の両方に噛み合っている。内歯車３３は、太陽歯車３１よりも大きな径で形成されている。内歯車３３は、回転体３５の内周側に設けられている。回転体３５は、リング状に形成されるとともに、ホイール２およびケース１０と同軸上に配置されている。回転体３５は、２つの軸受３６によって回転自在に支持されている。回転体３５の外周部はホイール２のリム部３の内周面に固定されている。これにより、ホイール２は、回転体３５と一体に回転する構成となっている。
【００１８】
ここで、遊星歯車３２の構成について詳しく説明する。
遊星歯車３２は、第１歯車部４１および第２歯車部４２を一体に有する二段構造の歯車となっている。第１歯車部４１の歯先円直径と、第２歯車部４２の歯先円直径は、所望の減速比に応じて互いに異なる径に設定されている。第１歯車部４１は太陽歯車３１に噛み合っており、第２歯車部４２は内歯車３３に噛み合っている。また、遊星歯車３２の中心軸上にはオイル導入路４５が形成されている。オイル導入路４５は、遊星歯車３２を中心軸方向に貫通するように形成され、これによって遊星歯車３２の回転軸が中空軸によって構成されている。オイル導入路４５は、遊星歯車３２の内部にオイルを導入するために形成されたものである。
【００１９】
さらに、遊星歯車３２には、オイル導入路４５に連通してオイル散布路４６が形成されている。オイル散布路４６は、遊星歯車３２の中心軸方向において、第１歯車部４１と第２歯車部４２との境界部に形成されている。オイル散布路４６は、オイル導入路４５に導入されるオイルを遊星歯車３２の周囲に散布するために形成されたものである。オイル散布路４６は、オイル導入路４５から遊星歯車３２の径方向外側に向かって形成されている。オイル散布路４６の終端部は、遊星歯車３２の外周部で開口している。オイル散布路４６は、遊星歯車３２の円周方向に少なくとも１つ形成され、好ましくは複数形成される。本実施の形態においては、好ましいひとつの例として、遊星歯車３２に複数のオイル散布路４６が放射状に形成されている。
【００２０】
また、遊星歯車３２の中心軸方向の片側には第１遊星キャリア４７が配置され、その反対側にも第２遊星キャリア４９が配置されている。そして、各々の遊星キャリア４７，４９にそれぞれ軸受３４を介して遊星歯車３２が保持されている。第１遊星キャリア４７には板状部材２０が取り付けられている。第１遊星キャリア４７の一面と板部材２０の一面とは、遊星歯車３２の中心軸方向において互いに対面しており、この対面部分４８にギャップが形成されている。すなわち、第１遊星キャリア４７および板部材２０は、ギャップ形成部材を構成している。第１遊星キャリア４７および板部材２０によって対面部分４８に形成されるギャップは、空間２１の底部にオイル溜まりを形成するオイルを、空間２１の底部を通過する遊星歯車３２の中心軸の位置まで吸い上げるためのギャップとなる。上述した遊星歯車３２のオイル導入路４５の一端は、このギャップに臨むように開口している。
【００２１】
続いて、本実施の形態に係る歯車の冷却構造を有する車軸駆動装置の動作について説明する。
まず、モータ１１に駆動電流が供給されると、ステータ１１ｂが発生する回転磁界により、ロータ１１ａが駆動軸１８と一体に回転する。駆動軸１８が回転すると、太陽歯車３１と遊星歯車３２の第１歯車部４１との噛み合いにより、各々の遊星歯車３２が回転運動する。このとき、各々の遊星歯車３２は、個々に自転しながら、太陽歯車３１の周りを公転する。また、各々の遊星歯車３２がこのような回転運動をすると、遊星歯車３２の第２歯車部４２と回転体３５の内歯車３３との噛み合いにより、回転体３５がホイール２と一体に回転する。これにより、モータ１１を駆動源としてホイール２を回転させることができる。
【００２２】
その際、空間２１の内部では、遊星歯車機構１５の歯車が以下のようにしてオイルによって冷却される。
まず、空間２１の底部でオイル溜まりを形成するオイルは、複数の遊星歯車３２がそれぞれ自転しながら公転することにより掻き上げられる。また、公転によって空間２１の底部を順に通過する各々の遊星歯車３２の内部には、次のようにしてオイルが取り込まれる。まず、オイル溜まりを形成するオイルは、第１遊星キャリア４７と板部材２０の対面部分４８に形成されるギャップを通して、遊星歯車３２の中心軸の位置まで吸い上げられる。こうして吸い上げられたオイルは、遊星歯車３２のオイル導入路４５に導入される。また、オイル導入路４５に導入されたオイルは、遊星歯車３２の自転にともなう遠心力により、オイル散布路４６を通して遊星歯車３２の歯面から遊星歯車３２の周囲へと散布される。
【００２３】
上述のように遊星歯車３２のオイル散布路４６を通して散布されたオイルは、遊星歯車３２の第１歯車部４１と太陽歯車３１との噛み合い部分、および、遊星歯車３２の第２歯車部４２と内歯車３３との噛み合い部分に供給される。これにより、太陽歯車３１、遊星歯車３２および内歯車３３の各歯面は、遊星歯車３２によって掻き上げられるオイルだけでなく、遊星歯車３２の内部を通して散布されるオイルによっても冷却される。このため、従来よりも少ないオイル量で遊星歯車機構１５の歯車３１，３２，３３を効率良く冷却することができる。
【００２４】
また、遊星歯車３２のオイル散布路４６を放射状に形成することにより、遊星歯車機構１５の歯車３１，３２，３３の歯面に効率良くオイルを供給し、高い冷却効果を得ることができる。
【００２５】
また、空間２１の最外周部にオイル受容部材１７を配置し、空間２１に封入されるオイルをオイル受容部材１７で受容することにより、オイル受容部材１７の放熱性を利用してオイルの熱を大気中に逃がすことができる。このため、オイルの温度上昇を抑えて歯車の冷却効果を高めることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態においては、航空機用の車輪駆動装置を例に挙げて歯車の冷却構造を説明したが、本発明に係る歯車の冷却構造は、航空機用の車輪駆動装置に限らず、たとえば、電気自動車などの移動体用の車輪駆動装置、あるいは車輪駆動装置以外のものにも適用可能である。
【００２７】
また、上記実施の形態においては、第１歯車部４１と第２歯車部４２とを一体に有する二段構造の遊星歯車３２を例に挙げて説明したが、これに限らず、一段構造の遊星歯車を用いたものにも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１５  遊星歯車機構、１７  オイル受容部材、２０  板部材（ギャップ形成部材）、２１  空間、３１  太陽歯車、３２  遊星歯車、３３  内歯車、４７  第１遊星キャリア（ギャップ形成部材）、４５  オイル導入路、４６  オイル散布路。
【図１】
2020159539.tif 000003