(57)【要約】【課題】歯車室から潤滑油等の液体を漏らすことなく、気体だけを外部へ逃がして歯車室の内圧を緩和することができ、かつ長孔加工が不要であり、コストを大幅に低減することができる歯車室の内圧緩和装置を提供する。【解決手段】歯車２の回転軸９の端部に設けられ回転軸と共に回転しかつ回転軸に直交する回転平面１２と、ケーシング３に設けられ回転平面１２からその間に位置する気体が回転する一定の間隔を隔てて位置する固定平面１４と、ケーシングに設けられ固定平面１４の回転軸に対向する位置から外部まで延びる換気孔１６とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油で潤滑され互いに噛み合いながら回転する複数の歯車を内部に密閉状態で有するケーシングを備えた歯車室の内圧緩和装置であって、
前記複数の歯車のうち少なくとも１つの回転軸の端部に設けられ、該回転軸と共に回転しかつ回転軸に直交する回転平面と、
前記ケーシングに設けられ、前記回転平面からその間に位置する気体が回転する一定の間隔を隔てて位置する固定平面と、
前記ケーシングに設けられ、該固定平面の前記回転軸に対向する位置から外部まで延びる換気孔とを備える、ことを特徴とする歯車室の内圧緩和装置。
【請求項２】
前記回転平面は、回転軸の円形端面であり、
前記固定平面は、前記回転平面より広くその全体をカバーする大きさを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の歯車室の内圧緩和装置。
【請求項３】
前記回転平面は、前記回転軸と共に回転する回転体に設けられ、
該回転体は、前記回転平面から回転軸に沿って途中まで延びる軸方向孔と、該軸方向孔からその外面まで半径方向に延びる半径方向孔とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の歯車室の内圧緩和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に複数の歯車を有する歯車室の内圧緩和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願において、「歯車室」とは、内部に潤滑油で潤滑された複数の歯車を有し、各歯車が互いに噛み合いながら回転する中空空間とそのケーシングを意味する。
このような歯車室は、内部の潤滑油が外部に漏れ出さないように密閉された空間とすると、歯車の回転により室内温度が上昇し、密閉空間内の圧力（内圧）が上昇し、軸シール等からの油漏れの原因となる。
そのため、歯車室内の潤滑油を外部に出さずに内部の気体だけを外部に逃がして、密閉空間内の圧力（内圧）を下げる必要がある。
【０００３】
この目的を達成するために、従来から種々の手段が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００４】
特許文献１は、グリスの付着による換気経路の遮断を防止し、且つブラシ粉の拡散を抑制することを目的とする。
そのため、この装置は、図１に示すように、減速機構５１を収納する歯車室を形成するフロントハウジング５２と、フロントハウジングに組み合わされるセンタハウジング５３とを備え、フロントハウジング５２とセンタハウジング５３は、互いの合わせ面にそれぞれ肉盗み空間５４，５５が形成され、且つ両者の肉盗み空間は、一部が重なった状態で互いにずれた位置に設けられて迷路状の通路を形成し、連通路は、モータ側換気孔５６と、迷路状の通路と、連絡室５７と、スイッチ側換気孔５８とで構成されているものである。
【０００５】
特許文献２は、高い振動加速度を受けてクランクケース内で潤滑油が激しく飛散しても、潤滑油が侵入し難いクランクケース換気通路を目的とする。
そのため、この装置は、図２に示すように、クランクケース内に設けたカム軸６１に形成されたクランクケース換気通路６２であって、当該通路の開口が、カム軸をクランク軸と連動させるためのカム歯車６３の側面に形成した凹所の底部に設けられるものである。
【０００６】
特許文献３は、過給機に簡単な構成を付加することで、密閉された歯車室から潤滑油等の液体を漏らすことなく、気体だけを外部へ逃がし歯車室の内圧を緩和することを目的とする。
そのため、この装置は、図３に示すように、機械駆動式過給機におけるスクリューロータ７１の回転軸７２に、回転軸７２の軸方向の中心線に沿って歯車７３，７４部分からの貫通孔７５を設けると共に、回転軸７２の途中の外周面から貫通孔７５に向けて油逃げ孔７６を開け、かつ貫通孔７５に連続して外部へ通気する排気孔とからなる換気孔７７と、排気孔に取り付けたフィルタ７８と、を備え、高速で回転する回転軸７２の遠心力により、貫通孔７５内において、液体の潤滑油を油逃げ孔７６から吹き飛ばし、気体のみを換気孔７７を通過させ、外部へ排出させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３７９４２５８号公報、「スタータ」
【特許文献２】特許３１３７８６８号公報、「クランクケース換気通路」
【特許文献３】特開２００１−３２３８１９号公報、「機械駆動式過給機における回転軸の気液分離機構」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、ケーシングに凹凸の邪魔板または迷路を設ける換気孔の場合、若干の油分が気体に混じって外部に出やすく、かつ目詰まりしやすい問題があった。
また、特許文献２，３のように、回転軸心に換気孔を設ける構成は、ケーシングに凹凸邪魔板を設けるより、油分を漏らさない効果はあるが、長孔加工が必要であり、高コストとなる問題があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、歯車室から潤滑油等の液体を漏らすことなく、気体だけを外部へ逃がして歯車室の内圧を緩和することができ、かつ長孔加工が不要であり、コストを大幅に低減することができる歯車室の内圧緩和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、潤滑油で潤滑され互いに噛み合いながら回転する複数の歯車を内部に密閉状態で有するケーシングを備えた歯車室の内圧緩和装置であって、
前記複数の歯車のうち少なくとも１つの回転軸の端部に設けられ、該回転軸と共に回転しかつ回転軸に直交する回転平面と、
前記ケーシングに設けられ、前記回転平面からその間に位置する気体が回転する一定の間隔を隔てて位置する固定平面と、
前記ケーシングに設けられ、該固定平面の前記回転軸に対向する位置から外部まで延びる換気孔とを備える、ことを特徴とする歯車室の内圧緩和装置が提供される。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、前記回転平面は、回転軸の円形端面であり、
前記固定平面は、前記回転平面より広くその全体をカバーする大きさを有する。
【００１２】
また、本発明の別の実施形態によれば、前記回転平面は、前記回転軸と共に回転する回転体に設けられ、
該回転体は、前記回転平面から回転軸に沿って途中まで延びる軸方向孔と、該軸方向孔からその外面まで半径方向に延びる半径方向孔とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明の構成によれば、回転平面は回転軸と共に高速回転しており、この回転平面は回転軸に直交するので、回転平面と固定平面の間には、半径方向外方に向かう小さな気流が発生する。この気流により、回転平面の中心付近の潤滑油は半径方向外方に移動し、回転平面の中心付近には潤滑油が含まれない気体のみが存在する。従って、ケーシングに設けられ、固定平面の回転軸に対向する位置（すなわち回転平面の中心付近）から外部まで延びる換気孔により、中心付近の気体のみ外部に逃がし、歯車室の内圧を緩和することができる。
【００１４】
従って、従来のようにケーシングに凹凸の邪魔板または迷路を設けることなく、回転軸心に換気孔を設けるのと同等以上に油分を漏らすことなく、気体のみを外部に逃がし圧力緩和ができる。
また、この構成により、長孔加工が不要であり、コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特許文献１の装置の構成図である。
【図２】特許文献２の装置の構成図である。
【図３】特許文献３の装置の構成図である。
【図４】本発明による第１実施形態の内圧緩和装置を備えた機械駆動式過給機の構成図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】本発明による第２実施形態の内圧緩和装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１７】
図４は、本発明による第１実施形態の内圧緩和装置を備えた機械駆動式過給機の構成図である。この例において、この機械駆動式過給機は、自動車用（燃料電池車用）の圧縮機である。また、図中のaは静止時の油面である。
この機械駆動式過給機は、モータ等の駆動装置から歯車室４内の歯車１，２を介して駆動し、歯車室４に隔壁５を介して隣接する空気室６において相互に螺合する雌雄一対のスクリューロータ７，８をケーシング３に回転自在に支持したものである。
【００１８】
この捩じれた雌雄一対のスクリューロータ７，８は、螺合駆動することにより、空気を吸い込み、ねじ螺合部の容積収縮にて圧縮させて吐出する。スクリューロータ７，８は、例えば２万〜３万ｒｐｍで高速回転する。
この機械駆動式過給機は過給圧力の増加時のロスは少ないが、スクリューロータ７，８の端面（圧力上昇側）における圧力変動がある。歯車室４には、密閉され潤滑オイル等の液体が充填してある。しかし、スクリューロータ７，８の回転により高温になった歯車室４の内圧を緩和するために、潤滑オイル等の液体を漏らさずに、空気等の気体だけを外部へ逃がす必要がある。
【００１９】
本発明は歯車室４の内圧緩和装置であり、この図のように、歯車室４はケーシング３を有する。このケーシング３は、互いに噛み合いながら回転する複数（この例で２つ）の歯車１，２と、歯車１，２を潤滑する潤滑油とを内部に密閉状態で保有する。
なお、本発明は上述した機械駆動式過給機の歯車室に限定されず、その他の機械装置の歯車室であってもよい。
【００２０】
図５は、図４の部分拡大図である。この図において、本発明の内圧緩和装置１０は、回転平面１２、固定平面１４及び換気孔１６を備える。
【００２１】
回転平面１２は、この例で、歯車２の回転軸９の端部（左端）に設けられ、回転軸９と共に回転しかつ回転軸９に直交する。
この例において、回転平面１２は、回転軸９自体の円形端面である。
【００２２】
固定平面１４は、ケーシング３に設けられ、回転平面１２から一定の間隔を隔てて位置する。この間隔は、回転平面１２との間に位置する気体が、回転平面１２の回転とともに回転するように十分狭く（例えば、０．５ｍｍ〜３ｍｍ）設定する。
また、この例において、固定平面１４は、ケーシング３自体に一体に設けられ、回転平面より広くその全体をカバーする大きさを有する。固定平面１４は、ケーシング３に設けられた円柱状の突出部の先端にある。また、固定平面１４は、図示の例では回転中心軸に垂直（回転平面１２に対して平行）である。
【００２３】
換気孔１６は、ケーシング３自体に設けられ、固定平面１４の回転軸９に対向する位置から外部まで延びる。
この例において、換気孔１６は、ケーシング３の内部で交差する２本の孔からなるが、本発明はこれに限定されず、１本でも、３本以上でも、曲がっていてもよい。
また、固定平面１４における換気孔１６の開口端の位置は、回転軸９の回転中心上にあるのが好ましいが、多少のズレがあっても（僅かにズレた位置でも）、同様の効果が得られる。
【００２４】
上述した本発明の構成によれば、回転平面１２は回転軸９と共に高速回転（例えば２万〜３万ｒｐｍ）しており、この回転平面１２は回転軸９に直交するので、回転平面１２と固定平面１４の間には、半径方向外方に向かう小さな気流が発生する。この気流により、回転平面１２の中心付近の潤滑油は半径方向外方に移動し、回転平面１２の中心付近には潤滑油が含まれない気体のみが存在する。従って、ケーシング３に設けられ、固定平面１４の回転軸に対向する位置（すなわち回転平面１２の中心付近）から外部まで延びる換気孔１６により、中心付近の気体のみ外部に逃がし、歯車室４の内圧を緩和することができる。
【００２５】
従って、従来のようにケーシングに凹凸の邪魔板または迷路を設けることなく、回転軸心に換気孔を設けるのと同等以上に油分を漏らすことなく、気体のみを外部に逃がし圧力緩和ができる。
また、この構成により、長孔加工が不要であり、コストを大幅に低減することができる。
【００２６】
図６は、本発明による第２実施形態の内圧緩和装置の構成図である。
この例において、回転平面１２は、回転軸９と共に回転する回転体１８に設けられている。またこの回転体１８は、回転軸９に沿って回転平面１２から途中まで延びる軸方向孔１９と、軸方向孔１９からその外面まで半径方向に延びる半径方向孔２０とを有する。さらにこの例では、軸方向孔１９の固定平面１４に対向する部分は、外方（この図で左側）に広がるテーパ孔であり、その最大径が固定平面１４の換気孔１６よりも大きく設定されている。
回転体１８がボルト（ネジ形態）である場合は、逆ネジ（回転軸９が回転すると締まる方向のネジ）であるのがよい。この構成により、回転体１８が緩むことを防止できる。
ネジ締結ではなく、かしめ、圧入等で回転体１８を取付けてもよい。
一体形態でもよい。すなわち、回転体１８と回転軸９を別部材ではなく、一体の部材として加工してもよい。つまり、回転軸９の先端に軸方向孔１９を開ける形態でもよい。
回転平面における軸方向孔１９の開口端の位置は、回転軸９の回転中心上にあるのが好ましいが、多少のズレがあっても（僅かにズレた位置でも）、同様の効果が得られる。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００２７】
上述した第２実施形態の構成によれば、回転平面１２は回転軸９と共に高速回転（例えば２万〜３万ｒｐｍ）しており、半径方向孔２０も高速回転しているので、気体に同伴される潤滑油は遠心力で分離され、半径方向孔２０を介して軸方向孔１９に流入する気体には潤滑油はほとんど含まれない。
また、軸方向孔１９も高速回転しており、軸方向孔１９の固定平面１４に対向する部分が、外方（この図で左側）に広がるテーパ孔であるので、軸方向孔１９でも潤滑油は遠心分離され、テーパ孔に沿って外方に進み、回転平面１２と固定平面１４の隙間から、ケーシング３の内部に戻される。
従って、回転平面１２の中心付近には潤滑油が含まれない気体のみが存在し、固定平面１４の回転軸に対向する位置（すなわち回転平面１２の中心付近）から外部まで延びる換気孔１６により、中心付近の気体のみ外部に逃がし、歯車室４の内圧を緩和することができる。
【００２８】
従って、第１実施形態と同様に、従来のようにケーシングに凹凸の邪魔板または迷路を設けることなく、回転軸心に換気孔を設けるのと同等以上に油分を漏らすことなく、気体のみを外部に逃がし圧力緩和ができる。
また、この構成により、長孔加工が不要であり、コストを大幅に低減することができる。
【００２９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２  歯車、３  ケーシング、
４  歯車室、５  隔壁、６  空気室、
７，８  スクリューロータ、９  回転軸、
１０  内圧緩和装置、
１２  回転平面、１４  固定平面、
１６  換気孔、１８  回転体、
１９  軸方向孔、２０  半径方向孔
【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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