(57)【要約】【課題】構造が簡単で攪拌熱の抑制効果が高い鉄道車両用歯車装置を提供する。【解決手段】車軸１１に接続された大歯車１０と、駆動軸２１に接続されかつ大歯車１０に噛合された小歯車２０と、大歯車１０および小歯車２０を収容しかつ底部に潤滑油の油溜め４が形成されたケース２と、を有し、ケース２の内壁には、大歯車１０と小歯車２０との共通接線Ｔ１，Ｔ２と交差しかつ先端が大歯車１０と小歯車２０との噛合部分３に向けられた上部仕切板３１および下部仕切板３２が設置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に接続された大歯車と、駆動軸に接続されかつ前記大歯車に噛合された小歯車と、前記大歯車および前記小歯車を収容しかつ底部に潤滑油の油溜めが形成されたケースと、を有し、
前記ケースの内壁には、前記大歯車と前記小歯車との共通接線と交差しかつ先端が前記大歯車と前記小歯車との噛合部分に向けられた仕切板が設置されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
【請求項２】
請求項１に記載された鉄道車両用歯車装置において、
前記小歯車は前記大歯車の側方から前記大歯車に噛合され、前記噛合部分の上方および下方にはそれぞれ前記仕切板としての上部仕切板および下部仕切板が設置され、前記上部仕切板の上方には補助仕切板が設置され、前記補助仕切板の先端は前記小歯車の中心と前記大歯車の中心との間に配置されていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された鉄道車両用歯車装置において、
前記小歯車は前記大歯車の側方から前記大歯車に噛合され、前記噛合部分の上方および下方にはそれぞれ前記仕切板としての上部仕切板および下部仕切板が設置され、前記上部仕切板の上方には油溜めポケットが設置され、前記油溜めポケットは、前記小歯車の中心と前記大歯車の中心との間に前記大歯車に対向する流入口を備えていることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された鉄道車両用歯車装置において、
前記仕切板と前記共通接線との交差角度は３０度から１５０度の範囲であることを特徴とする鉄道車両用歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用歯車装置に関し、鉄道車両の電動機の動力を車輪に伝達する歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両においては、駆動源の回転力を車輪に伝達する歯車装置が用いられている（特許文献１参照）。
歯車装置は、所期の減速比に設定された大歯車および小歯車を有する。小歯車は駆動軸に接続され、駆動軸には駆動源の回転力が伝達される。回転力は小歯車と噛合する大歯車に伝達され、大歯車が接続された車軸を介して車輪に伝達される。なお、高さ寸法の抑制などの理由から、小歯車は大歯車の側方から大歯車と噛合される。
これらの大歯車および小歯車は、密封可能なケース内に収容され、ケースの底部には飛沫潤滑用の潤滑油が貯留される。ケース内の潤滑油は、停止状態で大歯車の一部が浸漬される状態とされ、回転時に大歯車で跳ね上げられ、飛沫となって両歯車の噛合部分および各歯車の回転軸の軸受部分へと散布され、各々の潤滑に供される。
【０００３】
前述した飛沫潤滑方式の歯車装置では、大歯車で潤滑油が攪拌され、攪拌に伴う発熱がエネルギ損失につながるという問題がある。
特許文献１の歯車装置では、このような攪拌熱を抑制するために、ケースの内壁に突起を設けている。これにより、簡単な構成でかつ高い信頼性で、低温下における起動時には潤滑油の流れを妨げることなく、高速回転時のみ、潤滑油の流れを妨げて小歯車に届く潤滑油量を減少させ、攪拌熱の上昇を抑えることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３９００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における突起は、ケースの内壁から大歯車との間の潤滑油流路に突出することで、高速回転時に潤滑油流路の外側を流れる大歯車の随伴流を制限し、低速回転時には大歯車の歯面から離れない随伴流の通過を妨げない、というものである。
しかし、特許文献１において、高速回転時に突起よりも内側を通過した潤滑油は、小歯車との噛合部分に高速で送り込まれ、噛合部分の上方で小歯車の随伴流と正面衝突し、渦流あるいは乱流となって攪拌熱を発生させる原因となる。
【０００６】
さらに、特許文献１の突起は、大歯車と小歯車との噛合部分から大歯車の上端部位にかけて設置されるものとされ、これにより正転時（大歯車の上端部位が噛合部分へと移動する回転時）に噛合部分への随伴流を制限する。しかし、特許文献１では、逆回転時には大歯車によって掻き上げられた潤滑油を直接小歯車の軸受に供給するとしており、逆回転時の攪拌熱に関しては考慮されていない。
つまり、特許文献１においては、逆回転時に、大歯車の随伴流が、小歯車との噛合部分の下方で小歯車の随伴流と正面衝突し、渦流あるいは乱流となって攪拌熱を発生させる原因となる。とくに、逆回転時には、大歯車の随伴流が、突起などで制限されない状態で噛合部分に送り込まれるため、正転時よりも更に攪拌熱が増大する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、構造が簡単で攪拌熱の抑制効果が高い鉄道車両用歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鉄道車両用歯車装置は、車軸に接続された大歯車と、駆動軸に接続されかつ前記大歯車に噛合された小歯車と、前記大歯車および前記小歯車を収容しかつ底部に潤滑油の油溜めが形成されたケースと、を有し、前記ケースの内壁には、前記大歯車と前記小歯車との共通接線と交差しかつ先端が前記大歯車と前記小歯車との噛合部分に向けられた仕切板が設置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、共通接線としては、小歯車のピッチ円および大歯車のピッチ円の各々の接線となる直線が利用できる。回転軸線方向から見て、共通接線と小歯車の歯面および大歯車の歯面とで囲まれる略三角形の領域は、噛合部分に隣接して小歯車の随伴流と大歯車の随伴流とが衝突して乱流や渦流を生じる衝突領域となる。
本発明の仕切板は、共通接線の小歯車との接点と大歯車との接点との間の区間と交差して先端が衝突領域に達するものとする。
本発明において、仕切板はケースと一体に形成されていてもよく、別体の仕切板をケースの内壁に固定してもよい。
【００１０】
本発明では、油溜めの潤滑油が回転する大歯車で跳ね上げられ、飛沫となって大歯車および小歯車の噛合部分および軸受部分に散布され、各々の潤滑が行われる。
ここで、高速回転時には、大歯車および小歯車の潤滑油の随伴流が、噛合部分の入口側（大歯車および小歯車の歯面どうしが噛み合いはじめる側）の衝突領域で互いに高速で衝突し、互いに入り乱れて乱流や渦流を生じ、大きな攪拌熱を生じる原因となる。
しかし、本発明では、この衝突領域に仕切板が設置され、大歯車および小歯車の随伴流が仕切板で遮られ、互いに入り乱れて乱流や渦流を生じることがない。このため、大歯車および小歯車の随伴流に基づく攪拌熱を抑制することができる。
とくに、仕切板として、大歯車と小歯車との共通接線と交差しかつ先端が大歯車と小歯車との噛合部分に向けられた形状とすることで、大歯車および小歯車の随伴流を効率よく制動し、整流化することで、攪拌熱の抑制を効果的に行うことができる。
【００１１】
本発明において、仕切板は、噛合部分を挟んで両側一対で設置されることが好ましい。
仕切板は、噛合部分のいずれか一方の側だけでも有効であるが、両側一対とすることで正回転時と逆回転時との各々に有効となる。
【００１２】
本発明において、小歯車は大歯車の側方から大歯車に噛合されていることが好ましい。
このような噛合状態とすることで、歯車装置としての高さ寸法を抑制できる。
小歯車が大歯車の側方から噛合するとは、大歯車と小歯車との噛合部分が、大歯車の歯面の上端およびその近傍ではなく、かつ大歯車の歯面の下端およびその近傍ではない、ということである。より具体的には、小歯車の歯面の上端が大歯車の歯面の上端より低く、小歯車の歯面の下端が大歯車の歯面の下端より高い状態であればよい。
【００１３】
小歯車が大歯車の側方から噛合する状態では、例えば正回転時に、小歯車の歯面および大歯車の歯面が噛合部位の上方で噛み合いに入り、下側で再び離れてゆく。この際、噛合部分の上方で各歯車の随伴流の衝突が生じる。一方、逆回転時には、小歯車の歯面および大歯車の歯面が噛合部位の下方で噛み合いに入り、上側で再び離れてゆく。この際、噛合部分の下方で各歯車の随伴流の衝突が生じる。
従って、小歯車が大歯車の側方から噛合する状態では、噛合部分の上方および下方の各々にそれぞれ仕切板を設置することが望ましい。
ただし、上方または下方のいずれか一方であっても、正回転および逆回転がともに利用される鉄道車両においては、いずれかの攪拌熱を抑制できれば、全体としてのエネルギ損失の低減を図ることができる。
【００１４】
なお、小歯車が大歯車の側方から大歯車に噛合されている形態では、車軸を中心とした油溜めと噛合部分とのなす角度に応じて、正回転時と逆回転時との随伴流の状態が異なるものとなる。すなわち、大歯車の歯面が油溜めから噛合部分がある側へと回転する場合、大歯車の随伴流は掻き上げられた直後に噛合部分の下方の衝突領域に到達し、攪拌熱の発生が比較的大きい。これに対し、これとは逆向きに回転する場合、大歯車の随伴流は掻き上げられ、大歯車の歯面とケース内壁との隙間に１８０度以上の角度にわたる随伴流を形成したのち、噛合部分の上方の衝突領域に到達するので、攪拌熱の発生が比較的少ない。
従って、仕切板を噛合部分の上方または下方のいずれか一方に設置する場合には、正回転時と逆回転時との随伴流の状態を考慮し、より効果性が高い噛合部分の下方を選択することが望ましい。
【００１５】
本発明の鉄道車両用歯車装置において、前記小歯車は前記大歯車の側方から前記大歯車に噛合され、前記噛合部分の上方および下方にはそれぞれ前記仕切板としての上部仕切板および下部仕切板が設置され、前記上部仕切板の上方には補助仕切板が設置され、前記補助仕切板の先端は前記小歯車の中心と前記大歯車の中心との間に配置されていることが好ましい。
【００１６】
本発明では、正回転時に、小歯車の随伴流を上部仕切板で遮断し、大歯車の随伴流を上部仕切板の手前の補助仕切板で遮断することができる。従って、各方向からの随伴流を早い段階で遮断することができ、攪拌熱の抑制を効率よく行うことができる。一方、逆回転時には、大歯車の随伴流および小歯車の随伴流を下部仕切板で遮断することができる。
このように、噛合部分の上方に上部仕切板とともに補助仕切板を設けることで、正回転時においても逆回転時においても、各方向からの随伴流を早い段階で遮断することができ、攪拌熱の抑制を効率よく行うことができる。
【００１７】
本発明の鉄道車両用歯車装置において、前記小歯車は前記大歯車の側方から前記大歯車に噛合され、前記噛合部分の上方および下方にはそれぞれ前記仕切板としての上部仕切板および下部仕切板が設置され、前記上部仕切板の上方には油溜めポケットが設置され、前記油溜めポケットは、前記小歯車の中心と前記大歯車の中心との間に前記大歯車に対向する流入口を備えていることが好ましい。
【００１８】
本発明において、上部仕切板の上方に補助仕切板を設置し、この補助仕切板と上部仕切板との間の空間を油溜めポケットとしてもよい。この場合、上部仕切板の先端と補助仕切板の先端との間に流入口が形成される。
本発明では、大歯車および小歯車の潤滑油の随伴流を、流入口から取り込み、油溜めポケットに貯留することができる。油溜めポケットに貯留された潤滑油は、低速回転時など潤滑油の跳ね上げが少ない状態で滴下し、噛合部分および各歯車の軸受部分の潤滑を補助することができる。
このように、上部仕切板は、前述した随伴流の遮断による攪拌熱の抑制のほか、潤滑性能の補助にも利用することができる。
【００１９】
本発明の鉄道車両用歯車装置において、前記仕切板と前記共通接線との交差角度は３０度から１５０度の範囲であることが好ましい。
本発明では、大歯車および小歯車の潤滑油の随伴流と仕切板との衝突時の運動量の２乗に比例する発熱量を効率よく抑制することができる。
本発明において、仕切板と共通接線との交差角度は３０度から１５０度となる範囲（仕切板と共通接線とが３０度で交差する状態から９０度つまり直交する状態までの範囲）であることが好ましい。より好ましくは、交差角度が４５度から１３５度となる範囲（仕切板と共通接線とが４５度で交差する状態から直交する状態までの範囲）、つまり仕切版が共通接線に対してなるべく立った状態である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、構造が簡単で攪拌熱の抑制効果が高い鉄道車両用歯車装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の基礎となる既存の歯車装置を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す断面図。
【図５】本発明の第４実施形態を示す断面図。
【図６】本発明の角度設定に関する模式図。
【図７】本発明の角度設定に関する模式図。
【図８】本発明の角度設定に関するグラフ。
【図９】本発明の角度設定に関するグラフ。
【図１０】本発明の角度設定に関するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔歯車構造の基本構造〕
図１には、本発明の基礎となる既存の鉄道車両用歯車装置１が示されている。
鉄道車両用歯車装置１は、密封可能なケース２内に収容された大歯車１０および小歯車２０を有する。
大歯車１０および小歯車２０は、互いに所期の減速比に設定され、大歯車１０の側方の噛合部分３で互いに噛合されている。
ケース２の底部には、飛沫潤滑用の潤滑油が貯留される油溜め４が形成されている。油溜め４に貯留された潤滑油は、停止状態で大歯車１０の一部が浸漬される状態とされている。
【００２３】
大歯車１０は車軸１１に接続されている。車軸１１には車輪（図示省略）が接続されている。ケース２の車軸１１が貫通する部位には、車軸１１を回転自在に支持する軸受部１２が設置されている。
小歯車２０は駆動軸２１に接続されている。駆動軸２１には電動モータなどの駆動源（図示省略）が接続されている。ケース２の駆動軸２１が貫通する部位には、駆動軸２１を回転自在に支持する軸受部２２が設置されている。
【００２４】
このような鉄道車両用歯車装置１においては、小歯車２０および駆動軸２１が駆動源により回転されると、この回転が小歯車２０に噛合する大歯車１０および車軸１１を介して車輪に伝達される。
大歯車１０が回転することで、油溜め４に貯留された潤滑油が跳ね上げられ、飛沫となって両歯車の噛合部分３および各歯車の軸受部１２，２２へと散布され、各々の潤滑に供される。
【００２５】
大歯車１０と小歯車２０との間には、各々のピッチ円の共通接線Ｔ１，Ｔ２を設定することができる。そして、車軸１１あるいは駆動軸２１の回転軸線方向から見て、共通接線Ｔ１，Ｔ２と小歯車２０の歯面および大歯車１０の歯面とで囲まれる略三角形の領域に衝突領域Ａ１，Ａ２を設定することができる。
衝突領域Ａ１は、噛合部分３の上方に隣接し、鉄道車両用歯車装置１の正回転時に、小歯車２０の随伴流Ｆ２１と大歯車１０の随伴流Ｆ１１とが衝突し、乱流や渦流を生じる。
衝突領域Ａ２は、噛合部分３の下方に隣接し、鉄道車両用歯車装置１の逆回転時に、小歯車２０の随伴流Ｆ２２と大歯車１０の随伴流Ｆ１２とが衝突し、乱流や渦流を生じる。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図２には、本発明の第１実施形態である鉄道車両用歯車装置１Ａが示されている。
鉄道車両用歯車装置１Ａは、前述した図１の鉄道車両用歯車装置１の構成に、本発明に基づく仕切板を設置したものである。以下、各々に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００２７】
図２において、ケース２の内壁には、噛合部分３の上方に上部仕切板３１が設置され、噛合部分３の下方に下部仕切板３２が設置されている。さらに、上部仕切板３１の上方に、補助仕切板３３が設置されている。
上部仕切板３１は、ケース２の内壁に固定された板状の部材であり、共通接線Ｔ１と角度Ｓ１で交差し、かつ先端が噛合部分３に向かうように延びており、先端は衝突領域Ａ１内に配置されている。
下部仕切板３２は、ケース２の内壁に固定された板状の部材であり、共通接線Ｔ２と角度Ｓ２で交差し、かつ先端が噛合部分３に向かうように延びており、先端は衝突領域Ａ２内に配置されている。
本実施形態では、角度Ｓ１は８０度、角度Ｓ２は４５度とされている。
【００２８】
補助仕切板３３は、上部仕切板３１のさらに上方に、上部仕切板３１と略平行に設置されている。補助仕切板３３の先端は、噛合部分３の上方のやや大歯車１０寄りの位置に配置されている。この先端位置は、小歯車２０の回転中心と大歯車１０の回転中心との間であればよい。
補助仕切板３３と上部仕切板３１との間は、油溜めポケット３４とされている。油溜めポケット３４は、噛合部分３の上方のやや大歯車１０寄りの位置に流入口３４１を備えている。流入口３４１の位置は、小歯車２０の回転中心と大歯車１０の回転中心との間であればよい。
【００２９】
ケース２の内壁には、２箇所に大歯車１０の歯面に面した凹部があるが、この凹部を覆うようにガイド板３５，３６が設置されている。
ガイド板３５，３６は、大歯車１０の歯面に沿って所定間隔で設置され、大歯車１０の随伴流を円滑にガイドすることができる。
ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面との間には、それぞれ隙間が形成されており、ガイド板３５，３６とケース２との間に油溜めポケット３７，３８，３９が形成されている。
【００３０】
このような本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
本実施形態においては、衝突領域Ａ１に上部仕切板３１が設置され、正回転時の大歯車１０の随伴流Ｆ１１および小歯車２０の随伴流Ｆ２１がそれぞれ遮られ、互いに入り乱れて乱流や渦流を生じることがない。
また、衝突領域Ａ２には下部仕切板３２が設置され、逆回転時の大歯車１０の随伴流Ｆ１２および小歯車２０の随伴流Ｆ２２が遮られ、互いに入り乱れて乱流や渦流を生じることがない。
このため、正回転時でも逆回転時でも、大歯車１０および小歯車２０の随伴流Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ２１，Ｆ２２に基づく攪拌熱を抑制することができる。
とくに、上部仕切板３１および下部仕切板３２は、大歯車１０と小歯車２０との共通接線Ｔ１，Ｔ２と交差しかつ先端が大歯車１０と小歯車２０との噛合部分３に向けられた形状とされており、大歯車１０および小歯車２０の随伴流を効率よく制動し、整流化することで、攪拌熱の抑制を効果的に行うことができる。
【００３１】
本実施形態では、正回転時に、小歯車２０の随伴流Ｆ２１を上部仕切板３１で遮断し、大歯車１０の随伴流Ｆ１１を上部仕切板３１の手前の補助仕切板３３で遮断することができる。従って、各方向からの随伴流Ｆ１１，Ｆ２１を早い段階で遮断することができ、攪拌熱の抑制を効率よく行うことができる。
一方、逆回転時には、大歯車１０の随伴流Ｆ１２および小歯車２０の随伴流Ｆ２２を下部仕切板３２で遮断することができる。
【００３２】
本実施形態では、上部仕切板３１の上方に補助仕切板３３を設置するとともに、この補助仕切板３３と上部仕切板３１との間の空間を油溜めポケット３４とした。そして、上部仕切板３１の先端と補助仕切板３３の先端との間に、流入口３４１を形成した。
これにより、正回転時の大歯車１０および小歯車２０の潤滑油の随伴流Ｆ１１，Ｆ２１を、流入口３４１から取り込み、油溜めポケット３４に貯留することができる。
油溜めポケット３４に貯留された潤滑油は、低速回転時など潤滑油の跳ね上げが少ない状態で滴下し、噛合部分３および各歯車の軸受部１２，２２の潤滑を補助することができる。
従って、上部仕切板３１は、前述した随伴流の遮断による攪拌熱の抑制のほか、潤滑性能の補助にも利用することができる。
この際、油溜めポケット３４は、上部仕切板３１と略平行に補助仕切板３３を配置すればよく、簡略な構造で優れた効果を得ることができる。
【００３３】
さらに、ガイド板３５，３６の内部に油溜めポケット３７，３８，３９を形成したため、大歯車１０の随伴流の一部をこれらの中に取り込んで大歯車１０によって加速される油の量を減らすことができる。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図３には、本発明の第２実施形態である鉄道車両用歯車装置１Ｂが示されている。
鉄道車両用歯車装置１Ｂは、前述した図１の鉄道車両用歯車装置１の構成に、本発明に基づく仕切板を設置したものである。以下、両実施形態に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００３５】
図３において、ケース２の内壁には、噛合部分３の上方に上部仕切板４１が設置され、噛合部分３の下方に下部仕切板４２が設置されている。さらに、上部仕切板４１の上方に、補助仕切板４３が設置されている。
上部仕切板４１は、ケース２の内壁に固定された板状の部材であり、共通接線Ｔ１と角度Ｓ１で交差し、かつ先端が噛合部分３に向かうように延びており、先端は衝突領域Ａ１内に配置されている。
下部仕切板４２は、ケース２の内壁に固定された板状の部材であり、共通接線Ｔ２と角度Ｓ２で交差し、かつ先端が噛合部分３に向かうように延びており、先端は衝突領域Ａ２内に配置されている。
本実施形態では、角度Ｓ１は４５度、角度Ｓ２は８０度とされている。
【００３６】
補助仕切板４３は、上部仕切板４１のさらに上方に、延長線が上部仕切板４１と鋭角に交差するように設置されている。補助仕切板４３の先端は、噛合部分３の上方で、上部仕切板４１の上端に近接して配置されている。補助仕切板４３の先端位置は、小歯車２０の回転中心と大歯車１０の回転中心との間であればよい。
補助仕切板４３と上部仕切板４１、およびケース２の内壁で囲まれた空間が、油溜めポケット４４とされている。油溜めポケット４４は、補助仕切板４３の先端と上部仕切板４１の上端との間隔が流入口４４１とされている。流入口４４１は、噛合部分３の上方のやや大歯車１０寄りの位置に配置されている。流入口４４１の位置は、小歯車２０の回転中心と大歯車１０の回転中心との間であればよい。
本実施形態においても、前述した第１実施形態と同様なガイド板３５，３６が設置されている。また、ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面との間に隙間が形成され、ガイド板３５，３６とケース２との間に油溜めポケット３７，３８，３９が形成されている。
【００３７】
このような本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様な効果が得られる。
さらに、補助仕切板４３が大歯車１０の歯面に沿って配置され、ガイド板３５，３６とともに大歯車１０の周囲の随伴流を円滑にガイドすることができる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
図４には、本発明の第３実施形態である鉄道車両用歯車装置１Ｃが示されている。
鉄道車両用歯車装置１Ｃは、前述した第１実施形態（図２参照）の鉄道車両用歯車装置１Ａと基本構成が同じであり、両実施形態に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００３９】
本実施形態においては、ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面とは、各々の間に隙間が形成されておらず、滑らかに連続されている。そして、ガイド板３５，３６とケース２との間の空間には、第１実施形態のような油溜めポケット３７，３８，３９が形成されていない。
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果のうち、油溜めポケット３７，３８，３９による効果は得られないが、その他の効果については同様に得ることができる。さらに、ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面とが滑らかに連続されているため、随伴流のガイド効果を高めることができる。
【００４０】
〔第４実施形態〕
図５には、本発明の第４実施形態である鉄道車両用歯車装置１Ｄが示されている。
鉄道車両用歯車装置１Ｄは、前述した第２実施形態（図３参照）の鉄道車両用歯車装置１Ｂと基本構成が同じであり、両実施形態に共通の構成については説明を省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００４１】
本実施形態においては、ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面とは、各々の間に隙間が形成されておらず、滑らかに連続されている。そして、ガイド板３５，３６とケース２との間の空間には、第１実施形態のような油溜めポケット３７，３８，３９が形成されていない。
本実施形態によれば、第２実施形態で述べた効果のうち、油溜めポケット３７，３８，３９による効果は得られないが、その他の効果については同様に得ることができる。さらに、ガイド板３５，３６の端部とケース２の内面とが滑らかに連続されているため、随伴流のガイド効果を高めることができる。
【００４２】
〔変形例〕
本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前述した各実施形態では、それぞれ上部仕切板３１，４１および補助仕切板３３，４３を利用して油溜めポケット３４，４４を形成したが、油溜めポケット３４，４４は補助仕切板３３，４３とは別に形成してもよい。例えば、上部仕切板３１，４１に別の囲いを形成し、油溜めポケット３４，４４としてもよい。
油溜めポケット３４，４４は、本発明に必須ではなく、適宜省略してもよい。ただし、油溜めポケット３４，４４を設置することで、噛合部分および各歯車の軸受部分の潤滑を補助することができる。
【００４３】
前述した各実施形態では、それぞれ上部仕切板３１，４１に隣接して補助仕切板３３，４３を設置したが、補助仕切板３３，４３は本発明に必須ではなく、適宜省略してもよい。ただし、補助仕切板３３，４３を設置することで、正回転時においても逆回転時においても、各方向からの随伴流を早い段階で遮断することができ、攪拌熱の抑制を効率よく行うことができる。
【００４４】
前述した第１実施形態では、角度Ｓ１を８０度、角度Ｓ２を４５度とした。また、第２実施形態では、角度Ｓ１を８０度、角度Ｓ２を４５度とした。これらの角度Ｓ１，Ｓ２つまり共通接線Ｔ１，Ｔ２に対する上部仕切板３１，４１および下部仕切板３２，４２の角度は、それぞれ３０度から９０度（直交状態）までの範囲、つまり共通接線に対して３０度から１５０度となる範囲であればよい。
これらの角度Ｓ１，Ｓ２は、より好ましくは、４５度から９０度までの範囲、つまり共通接線に対して４５度から１３５度となる範囲である。この範囲の角度とすることで、上部仕切板３１，４１および下部仕切板３２，４２が、共通接線Ｔ１，Ｔ２に対して立った状態となる。その結果、共通接線Ｔ１，Ｔ２に沿って飛来する大歯車１０あるいは小歯車２０の随伴流に対向するように、上部仕切板３１，４１および下部仕切板３２，４２を配置することができ、随伴流の遮断に効果的である。
【００４５】
これらの角度Ｓ１，Ｓ２の設定は、次のような検討に基づく。
図６において、仕切板が共通接線に対して角度θ＜９０度であるとき、大歯車１０から運動量Ｐ０で衝突した随伴流は、仕切板に沿って流れ、その運動量はＰ１＝Ｐ０｜ｃｏｓθ｜となる。一方、小歯車２０から運動量Ｐ０で衝突した随伴流は、仕切板でせき止められて運動量Ｐ２＝０となる。
図７において、仕切板が共通接線に対して角度θ＝＞９０度であるとき、大歯車１０から運動量Ｐ０で衝突した随伴流は、仕切板でせき止められ、その運動量はＰ１＝０となる。一方、小歯車２０から運動量Ｐ０で衝突した随伴流は、仕切板に沿って流れて運動量Ｐ２＝Ｐ０｜ｃｏｓθ｜となる。
【００４６】
総発熱量Ｑは随伴流の衝突時の運動量の２乗に比例するのでＱ∝Ｐ０｜ｃｏｓθ｜であり、図８に示すようにθ＝９０度を挟んで対称な谷型の正弦波を描く。
これに基づき、前記実施形態における衝突領域Ａ１，Ａ２の各々において、正転時および逆転時の発熱比を計算すると、それぞれ図９に示すような曲線となる。
図９の各曲線から、前記実施形態における角度Ｓ１，Ｓ２、つまり共通接線Ｔ１，Ｔ２に対する上部仕切板３１，４１および下部仕切板３２，４２の角度は、共通接線に対して３０度から１５０度となる範囲で発熱比の抑制に効果があることが解る。併せて、共通接線に対して４５度から１３５度となる範囲が更に好ましいことが解る。
【００４７】
このような３０度から１５０度となる範囲の仕切板は、前述した第１および第２の実施形態のように、衝突領域Ａ１，Ａ２にそれぞれ設けることが好ましく、衝突領域Ａ１，Ａ２の両方に仕切板を設けることで放熱効果を一層高めることができる。
図１０は、衝突領域Ａ１，Ａ２にそれぞれ仕切板を設けた際の発熱比を示すものであり、上段は、衝突領域Ａ１の仕切板の角度Ｓ１を９０度に保った状態で、衝突領域Ａ２の仕切板の角度Ｓ２を０〜１８０度まで変化させたものである。また、図１０の下段は、衝突領域Ａ２の仕切板の角度Ｓ２を９０度に保った状態で、衝突領域Ａ１の仕切板の角度Ｓ１を０〜１８０度まで変化させたものである。
図９において、仕切板が衝突領域Ａ１のみの場合、仕切板が角度３０度から１５０度となる範囲での正転時の発熱比が０．６６〜０．７９、逆転時が０．９〜０．９８であった。また、仕切板が衝突領域Ａ２のみの場合、仕切板が角度３０度から１５０度となる範囲での正転時の発熱比が０．７２〜０．７９、逆転時が０．７〜０．９８であった。
これに対し、衝突領域Ａ１，Ａ２にそれぞれ設けた場合、図１０のように、仕切板が角度３０度から１５０度となる範囲での正転時の発熱比が０．４９〜０．５６、逆転時が０．５５〜０．６４と、大幅に向上することが解る。
【００４８】
前述した第２実施形態では、ガイド板３５，３６の内部に油溜めポケット３７，３８，３９を形成したが、これらは適宜省略してもよい。ただし、これらを設けることで、大歯車１０によって加速される油の量を減らすことができ、撹拌熱の上昇を抑えることができる。
前述した第１実施形態および第２実施形態では、それぞれケース２の内壁に、大歯車１０の歯面に沿ったガイド板３５，３６を設置したが、これらも適宜省略してもよい。ただし、これらを設けることで、大歯車１０の周囲の随伴流を円滑にガイドすることができ、撹拌熱の上昇を抑えることができる。
さらに、ケース２の形状も各実施形態に限らず、大歯車１０および小歯車２０の寸法形状なども適宜変更してよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、鉄道車両用歯車装置に関し、鉄道車両の電動機の動力を車輪に伝達する歯車装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…鉄道車両用歯車装置、２…ケース、３…噛合部分、４…油溜め、１０…大歯車、１１…車軸、１２…軸受部、２０…小歯車、２１…駆動軸、２２…軸受部、３１，４１…上部仕切板、３２，４２…下部仕切板、３３，４３…補助仕切板、３４，３７，３８，３９，４４…油溜めポケット、３４１，４４１…流入口、３５，３６…ガイド板、Ａ１，Ａ２…衝突領域、Ｆ１１，Ｆ１２…大歯車の随伴流、Ｆ２１，Ｆ２２…小歯車の随伴流、Ｓ１，Ｓ２…共通接線と仕切板とのなす角度、Ｔ１，Ｔ２…共通接線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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