(57)【要約】【課題】小型で高減速比が得られると共に、組立性に優れた鉄道車両駆動ユニットを提供する。【解決手段】鉄道車両駆動ユニット１２は、減速機ハウジング１３と、入力側回転部材１４と、公転部材１７，１８と、複数の自転規制部材１９，２０と、第１および第２の固定部材２４，２５と、外周係合部材２１とを備える。複数の自転規制部材のうちの少なくとも一部は、軸方向中央部に大径部１９ａと、軸方向両端部に第１および第２の小径部１９ｂ，１９ｃとを含み、第１および第２の固定部材２４，２５に両持ち支持される両持ち自転規制部材１９であって、第１の小径部１９ｂと第１の固定部材２４とは直接固定されており、第２の小径部１９ｃと第２の固定部材２５とは押圧固定手段によって第２の固定部材２５を大径部１９ａの端面に押し付けて固定されている。【選択図】図１
2010043697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車輪を回転駆動する駆動ユニットであって、
車輪の内径面に保持されて、車輪と一体回転する減速機ハウジングと、
偏心部を有し、駆動源に接続されている入力側回転部材と、
前記偏心部に相対回転自在に保持されて、前記入力側回転部材の回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、
前記公転部材の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する複数の自転規制部材と、
前記公転部材の厚み方向一方側および他方側に配置され、それぞれが車両本体に連結固定される第１および第２の固定部材と、
減速機ハウジングに固定され、前記公転部材の外周に係合して前記減速機ハウジングを前記入力側回転部材に対して減速回転させる外周係合部材とを備え、
前記複数の自転規制部材のうちの少なくとも一部は、軸方向中央部に大径部と、軸方向両端部に前記大径部より直径が小さい第１および第２の小径部とを含み、前記第１および第２の固定部材に両持ち支持される両持ち自転規制部材であって、
前記第１の小径部と前記第１の固定部材とは、直接固定されており、
前記第２の小径部と前記第２の固定部材とは、押圧固定手段によって前記第２の固定部材を前記大径部の端面に押し付けて固定されている、鉄道車両駆動ユニット。
【請求項２】
前記第２の固定部材は、前記第２の小径部の直径より大きく、前記第２の小径部を受け入れる貫通孔を有し、
前記押圧固定手段は、前記第２の小径部に設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するナットとで構成されている、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項３】
前記第１の固定部材は、内壁面に雌ねじが形成された孔を有し、
前記第１の小径部は、前記雌ねじに螺合する雄ねじを有する、請求項１または２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項４】
前記大径部と前記第１の小径部との間、および前記大径部と前記第２の小径部との間の少なくともいずれか一方には、前記第１および第２の固定部材に対して前記両持ち自転規制部材を位置決めする案内部が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項５】
前記案内部は、前記両持ち自転規制部材の端部に向かって直径が徐々に小さくなる円錐形状である、請求項４に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項６】
前記複数の自転規制部材のうちの一部は、その軸方向一方側端部のみを前記第１の固定部材に片持ち支持されている片持ち自転規制部材である、請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項７】
前記片持ち自転規制部材は、前記第１の固定部材に圧入固定されている、請求項６に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項８】
前記両持ち自転規制部材は、前記片持ち自転規制部材よりも少ない、請求項６または７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項９】
前記両持ち自転規制部材は、等間隔に配置されている、請求項６〜８のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両駆動ユニット、特に左右の車輪を独立して駆動可能な鉄道車両駆動ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両駆動ユニットは、例えば、特開２００７−２３０５０８号公報（特許文献１）に開示されている。同公報に開示されている鉄道車両駆動ユニットは、モータと、モータの回転を減速して車輪に伝達する減速機とを備える。
【０００３】
この鉄道車両駆動ユニットには、鉄道車両の運行に必要なトルクを発生させると共に、広い客室スペースを得るために、小型で高減速比が得られるサイクロイド減速機が採用されている。具体的には、モータと一体回転する入力軸と、入力軸に設けられた偏心部に回転自在に支持される曲線板と、曲線板の外周に係合して曲線板に自転運動を生じさせる外ピンと、曲線板の自転運動を回転運動に変換して車輪に伝達する内ピンとで構成される。
【特許文献１】特開２００７−２３０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄道車両の車輪には、鉄道車両本体の自重によるラジアル荷重と、旋回時の遠心力によるアキシアル荷重とが負荷される。ここで、上記構成の鉄道車両駆動ユニットは、車輪の荷重の作用する位置が減速機から大きく離れているので、車輪から減速機に大きなモーメント荷重が負荷される。これは、減速機のスムーズな回転を阻害すると共に、鉄道車両駆動ユニットの耐久性を低下させる原因となる。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、小型で高減速比が得られると共に、組立性に優れた鉄道車両駆動ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る鉄道車両駆動ユニットは、鉄道車両の車輪を回転駆動する駆動ユニットである。具体的には、車輪の内径面に保持されて、車輪と一体回転する減速機ハウジングと、偏心部を有し、駆動源に接続されている入力側回転部材と、偏心部に相対回転自在に保持されて、入力側回転部材の回転軸心を中心とする公転運動を行う公転部材と、公転部材の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する複数の自転規制部材と、公転部材の厚み方向一方側および他方側に配置され、それぞれが車両本体に連結固定される第１および第２の固定部材と、減速機ハウジングに固定され、公転部材の外周に係合して減速機ハウジングを入力側回転部材に対して減速回転させる外周係合部材とを備える。複数の自転規制部材のうちの少なくとも一部は、軸方向中央部に大径部と、軸方向両端部に大径部より直径が小さい第１および第２の小径部とを含み、第１および第２の固定部材に両持ち支持される両持ち自転規制部材であって、第１の小径部と第１の固定部材とは、直接固定されており、第２の小径部と第２の固定部材とは、押圧固定手段によって第２の固定部材を大径部の端面に押し付けて固定されている。
【０００７】
サイクロイド減速機を採用することにより、小型で高減速比を得ることができる。また、車輪を減速機ハウジングの外径面に嵌合固定したので、重心を車輪の適切な位置、具体的には、幅方向の中心に配置することができる。その結果、信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを得ることができる。
【０００８】
一実施形態として、第２の固定部材は、第２の小径部の直径より大きく、第２の小径部を受け入れる貫通孔を有し、押圧固定手段は、第２の小径部に設けられた雄ねじと、雄ねじに螺合するナットとで構成されている。
【０００９】
また、第１の固定部材は、内壁面に雌ねじが形成された孔を有し、第１の小径部は、雌ねじに螺合する雄ねじを有する。
【００１０】
上記構成とすることにより、内ピンと第１および第２の固定部材とを組み立てる際に、ある程度の製造誤差や取付け誤差を許容することができる。その結果、組立性に優れた鉄道車両駆動ユニットを得ることができる。
【００１１】
好ましくは、大径部と第１の小径部との間、および大径部と第２の小径部との間の少なくともいずれか一方には、第１および第２の固定部材に対して両持ち自転規制部材を位置決めする案内部が設けられている。一実施形態として、案内部は、両持ち自転規制部材の端部に向かって直径が徐々に小さくなる円錐形状である。
【００１２】
好ましくは、複数の自転規制部材のうちの一部は、その軸方向一方側端部のみを第１の固定部材に片持ち支持されている片持ち自転規制部材である。一実施形態として、片持ち自転規制部材は、第１の固定部材に圧入固定されている。
【００１３】
好ましくは、両持ち自転規制部材は、片持ち自転規制部材よりも少ない。組立性の向上および部品点数の削減の観点からは、両持ち自転規制部材を少なくするのが望ましい。
【００１４】
更に好ましくは、両持ち自転規制部材は等間隔に配置されている。公転部材から負荷される荷重を適切に支持するためには、両持ち支持部材を等間隔に配置するのが望ましい。片持ち自転規制部材についても同様である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、サイクロイド減速機を採用したので、小型で高減速比を得ることができる。また、車輪を減速機ハウジングの外径面に嵌合固定したので、重心を車輪の適切な位置、具体的には、幅方向の中心に配置することができる。また、ある程度の製造誤差や取付け誤差を許容して、組立性に優れた鉄道車両駆動ユニットを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２および鉄道車両駆動ユニット１２を含む鉄道車両用車輪駆動装置１０を説明する。なお、図１は鉄道車両用車輪駆動装置１０の概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図、図３は偏心部１６ａ，１６ｂ周辺の拡大図、図４は内ピン１９の拡大図、図５は内ピン２０の拡大図である。
【００１７】
まず、図１を参照して、鉄道車両用車輪駆動装置１０は、鉄道車両用車輪１１（以下「車輪１１」という）と、車輪１１の内径面に保持されて、駆動源（図示省略）の回転を減速して車輪１１に伝達する駆動ユニット１２（以下「鉄道車両駆動ユニット１２」という）とで構成されており、鉄道車両本体（図示省略）の下部に配置されている。
【００１８】
鉄道車両駆動ユニット１２は、減速機ハウジング１３と、入力側回転部材１４と、減速機構１５と、固定部材としての第１および第２のキャリア２４，２５と、第１および第２の車軸軸受２６，２７とを主に備える。
【００１９】
減速機ハウジング１３は、車輪１１の内径面に保持されると共に、内部に減速機構１５を保持している。なお、減速機構１５とは、偏心部材１６、公転部材としての曲線板１７，１８、自転規制部材としての複数の内ピン１９，２０、外周係合部材としての複数の外ピン２１、およびこれらに付随する部材によって構成されており、入力側回転部材１４の回転を減速して減速機ハウジング１３に伝達する。
【００２０】
また、減速機ハウジング１３の内径面と第１および第２のキャリア２４，２５の外径面との間には第１および第２の車軸軸受２６，２７が配置されている。そして、減速機ハウジング１３は、第１および第２のキャリア２４，２５に対して回転自在となっており、車輪１１と一体回転する出力側回転部材（車軸）としても機能する。
【００２１】
第１の車軸軸受２６は、第１のキャリア２４の外径面に固定される内輪２６ａと、減速機ハウジング１３の内径面に固定される外輪２６ｂと、内輪２６ａおよび外輪２６ｂの間に配置される複数の円錐ころ２６ｃと、隣接する円錐ころ２６ｃの間隔を保持する保持器２６ｄとを含む円錐ころ軸受である。第２の転がり軸受２７も同様の構成であるので、説明は省略する。第１および第２の車軸軸受２６，２７として高負荷容量の円錐ころ軸受を採用することにより、車輪１１に作用するラジアル荷重およびアキシアル荷重を適切に支持することができる。
【００２２】
また、第１の車軸軸受２６は車輪１１の嵌合位置（より具体的には「車輪１１の嵌合幅中心」であって、図１中一点鎖線ｌで示す位置を指す）の軸方向一方側（図１中の右側）で、第２の車軸軸受２７は車輪１１の嵌合位置の軸方向他方側（図２中の左側）でそれぞれ減速機ハウジング１３を第１および第２のキャリア２４，２５に対して回転自在に支持している。この実施形態においては、第１および第２の車軸軸受２６，２７それぞれの車輪１１の嵌合幅中心からの距離（オフセット）は、等しく設定されている。
【００２３】
さらに、第１および第２の車軸軸受２６，２７は、互いの小径側端部を向かい合わせて配置されている（背面組合せ）。これにより、車輪１１に作用するモーメント荷重を適切に支持することができる。
【００２４】
また、減速機ハウジング１３の軸方向両端部には、減速機ハウジング１３の内部に潤滑油を封入するための密封部材２８，２９が設けられている。この密封部材２８，２９は、第１および第２のキャリア２４，２５の外径面に摺接するリップ部を有し、減速機ハウジング１３の内径面に固定されて、減速機ハウジング１３と一体回転する。
【００２５】
入力側回転部材１４は、駆動源（例えば、モータ等）に接続されて、駆動源の回転に伴って回転する。また、曲線板１７，１８の両側で転がり軸受３０ａ，３０ｂによって両持ち支持されており、第１および第２のキャリア２４，２５に対して回転自在に保持されている。なお、この実施形態においては、転がり軸受３０ａ，３０ｂとして円筒ころ軸受を採用している。また、転がり軸受３０ａのさらに外側（図１中の右側）は、減速機ハウジング１３の内部に潤滑油を封入する密封部材３１が配置されている。
【００２６】
偏心部材１６は、第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂを有し、入力側回転部材１４に嵌合固定されている。第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂは、偏心運動による遠心力を互いに打ち消しあう位相、つまり１８０°位相を変えて配置されている。すなわち、第１および第２の偏心部１６ａ，１６ｂは、偏心運動によって生じる不均一な荷重を吸収するバランス調整機構としても機能する。
【００２７】
曲線板１７は、転がり軸受３２によって第１の偏心部１６ａに相対回転自在に保持されている。そして、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする公転運動を行う。また、図２を参照して、曲線板１７は、厚み方向に貫通する第１および第２の貫通孔１７ａ，１７ｂと、外周にエピトロコイド等のトロコイド系曲線で構成される複数の波形１７ｃを有する。
【００２８】
第１の貫通孔１７ａは、曲線板１７の中央部に形成されており、第１の偏心部１６ａおよび転がり軸受３２を受け入れる。第２の貫通孔１７ｂは、曲線板１７の自転軸心を中心とする円周上に等間隔に複数個設けられており、第１および第２のキャリア２４，２５に保持される内ピン１９，２０を受入れる。波形１７ｃは、減速機ハウジング１３に保持される外ピン２１に係合して、曲線板１７の回転を減速機ハウジング１３に伝達する。なお、曲線板１８も同様の構成であって、転がり軸受３３によって第２の偏心部１６ｂに回転自在に保持されている。
【００２９】
転がり軸受３２は、偏心部１６ａの外径面に嵌合し、その外径面に内側軌道面を有する内輪部材３２ａと、曲線板１７の貫通孔１７ａの内径面に直接形成された外側軌道面と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の円筒ころ３２ｂと、隣接する円筒ころ３２ｂの間隔を保持する保持器３２ｃとを備える円筒ころ軸受である。転がり軸受３３も同様の構成であるので、説明は省略する。
【００３０】
なお、２枚の曲線板１７，１８の中心点をＧとすると、中心点Ｇは車輪１１の重心位置と一致させているが、車輪１１から鉄道車両駆動ユニット１２に負荷されるモーメント荷重を極小化させるためには、中心点Ｇと車輪重心位置とをオフセットさせたほうがよい。これにより、構成部品（「曲線板１７，１８、内ピン１９，２０、および外ピン２１等」を指す）が傾いて、接触部分に過大な負荷が生じるのを防止することができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の回転がスムーズになると共に、耐久性が向上する。
【００３１】
また、２つ曲線板１７，１８の間には、複数の内ピン１９，２０に外接する外接リング３６が配置されている。これにより、曲線板１７，１８の軸方向の動き量を規制している。なお、曲線板１７，１８と外接リング３６とは滑り接触するので、互いに接触する壁面に研削加工を施す等するのが望ましい。また、この外接リング３６の機能は、複数の内ピン１９，２０に内接する内接リング、または複数の外ピン２１に内接する内接リングでも代替することができる。
【００３２】
内ピン１９，２０は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に複数個設けられている。また、曲線板１７，１８の第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの内壁面に当接する位置（両持ち内ピン１９では、大径部１９ａの位置）には、内ピンカラー１９ｅ，２０ｅが取り付けられている。これにより、曲線板１７，１８と内ピン１９，２０との摩擦抵抗を低減することができる。なお、この実施形態における内ピンカラー１９ｅ，２０ｅは、滑り軸受である。
【００３３】
図４を参照して、内ピン１９は、軸方向中央部に大径部１９ａと、軸方向両端部に大径部１９ａより直径が小さい第１および第２の小径部１９ｂ，１９ｃと、大径部１９ａと第１および第２の小径部１９ｂ，１９ｃの間に案内部１９ｄとを含む。第１および第２の小径部１９ｂ，１９ｃの外周面には、それぞれ雄ねじが形成されている。案内部１９ｄの外径は、両持ち内ピン１９を受け入れる孔２４ａ，２５ａの内径と一致するように設定されており、第１および第２のキャリア２４，２５に対して内ピン１９の径方向の位置決めをするために用いられる。
【００３４】
この内ピン１９は、第１および第２のキャリア２４，２５に両持ち支持される両持ち内ピンである。より具体的には、第１の小径部１９ｂは、第１のキャリア２４に直接固定されており、第２の小径部１９ｃは、押圧固定手段（後述する）によって第２のキャリア２５を大径部１９ａの端面に押し付けて固定されている。
【００３５】
図５を参照して、内ピン２０は、長手方向全域で直径が同一の単純円柱形状であって、軸方向一方側端部のみを第１のキャリア２４に片持ち支持されている片持ち内ピンである。
【００３６】
なお、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの直径は、内ピン１９，２０の直径（「内ピンカラー１９ｅ，２０ｅを含む最大外径」を指す）と比較して所定分だけ大きく設定されている。その結果、内ピン１９は、曲線板１７，１８が入力側回転部材１４の回転に伴って回転しようとする際に、曲線板の公転運動を許容しつつ、自転運動を阻止する自転規制部材として機能する。
【００３７】
外ピン２１は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上に等間隔に複数個設けられている。この外ピン２１は、その中央部が減速機ハウジングに保持されると共に、両端部が車軸軸受２６，２７に当接して固定されている。そして、外ピン２１は、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃに係合して、減速機ハウジング１３を入力側回転部材１４に対して減速回転させる。
【００３８】
さらに、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃに当接する位置には、外ピンカラー２１ａが取り付けられている。これにより、曲線板１７，１８と外ピン２１との摩擦抵抗を低減することができる。なお、この実施形態に係る外ピンカラー２１ａは、滑り軸受である。
【００３９】
カウンタウェイト２２は、重心と異なる位置に入力側回転部材１４を受け入れる貫通孔を有し、偏心部１６ａの偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相、つまり偏心部１６ａと１８０°位相を変えて入力側回転部材１４に嵌合固定されている。つまり、カウンタウェイト２２は、偏心部１６ａの偏心運動によって生じる不均一な荷重を吸収するバランス調整機構として機能する。なお、カウンタウェイト２３も同様の構成であって、偏心部１６ｂの偏心運動による不釣合い慣性偶力を打ち消す位相で入力側回転部材１４に嵌合固定されている。
【００４０】
図３を参照して、２枚の曲線板１７，１８の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板１７の中心との距離をＬ１、曲線板１７、転がり軸受３２、および偏心部１６ａの質量の和をｍ１、曲線板１７の重心の回転軸心からの偏心量をε１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２２との距離をＬ２、カウンタウェイト２２の質量をｍ２、カウンタウェイト２２の重心の回転軸心からの偏心量をε２とすると、Ｌ１×ｍ１×ε１＝Ｌ２×ｍ２×ε２を満たす関係となっている。また、図３の中心点Ｇの左側の曲線板１８とカウンタウェイト２３との間にも同様の関係が成立する。
【００４１】
第１および第２のキャリア２４，２５は、鉄道車両の台車部（図示省略）に連結固定されており、曲線板１７，１８に対面する壁面に内ピン１９，２０を保持すると共に、外径面に嵌合固定された第１および第２の車軸軸受２６，２７によって減速機ハウジング１３を、内径面に嵌合固定された転がり軸受３０ａ，３０ｂによって入力側回転部材１４をそれぞれ回転自在に支持している。
【００４２】
第１のキャリア２４は、両持ち内ピン１９の第１の小径部１９ｂを受け入れる孔２４ａと、片持ち内ピン２０の軸方向一方側端部を受け入れる孔２４ｂとを有する。なお、孔２４ａは、内壁面に雌ねじが形成されているねじ穴である。一方、孔２４ｂは、単純孔（ねじが形成されていない孔）である。
【００４３】
第２のキャリア２５は、両持ち内ピン１９の第２の小径部１９ｃを受け入れる貫通孔２５ａと、片持ち内ピン２０の軸方向他方側端部を受け入れる孔２５ｂとを有する。なお、貫通孔２５ａの直径は第２の小径部１９ｃより、孔２５ｂの直径は片持ち内ピン２０のよりそれぞれ大きく設定されている。
【００４４】
ここで、内ピン１９，２０を第１および第２のキャリア２４，２５に取り付ける方法を説明する。まず、内ピン１９，２０を第１のキャリア２４に固定する。具体的には、両持ち内ピン１９の第１の小径部１９ｂを孔２４ａに螺合固定すると共に、片持ち内ピン２０の軸方向一方側端部を孔２４ｂに圧入固定する。
【００４５】
なお、内ピン１９，２０と第１のキャリア２４との固定方法は、上記の例に限ることなく、例えば、両持ち内ピン１９の一方側端部を孔２４ａに圧入し、片持ち内ピン２０の一方側端部と孔２４ｂとにねじを形成して両者を螺合してもよい。
【００４６】
次に、内ピン１９，２０それぞれに内ピンカラー１９ｅ，２０ｅを嵌め入れる。
【００４７】
そして、両持ち内ピン１９の第２の小径部１９ｃが貫通孔２５ａに、片持ち内ピン２０の軸方向他方側端部が孔２５ｂにそれぞれ嵌まり込むように第２のキャリア２５を嵌め入れる。このとき、内ピン１９，２０と貫通孔２５ａ，２５ｂとの間には隙間が設けられているので、ある程度の製造誤差や取付け誤差を許容することができる。
【００４８】
最後に、両持ち内ピン１９を押圧固定手段によって固定する。この実施形態における押圧固定手段は、第２の小径部１９ｃに設けられた雄ねじと、これに螺合するナット３７とで構成される。つまり、第２の小径部１９ｃにナット３７を螺合すると、第２のキャリア２５が大径部１９ａに押し付けられるので、両持ち内ピン１９が第１および第２のキャリア２４，２５に対して強固に固定される。
【００４９】
このとき、案内部１９ｄによって、両持ち内ピン１９が径方向に位置決めされる。なお、図４に示す案内部１９ｄは円柱形状であるが、これに限らず、任意の形状を採用することができる。例えば、図６を参照して、案内部を両持ち内ピン１９の端部に向かって直径が徐々に小さくなる円錐形状とし、孔２４ａ，２５ａの両持ち内ピン１９対面する側の開口部も案内部の形状に対応する円錐面とすれば、さらに簡単に位置決めを行うことができる。
【００５０】
上記のようにすることで、鉄道車両駆動ユニット１２の組立性が向上する。なお、組立性向上および部品点数の削減等の観点からは、両持ち内ピン１９を片持ち内ピン２０よりも少なくするのが望ましい。ただし、内ピン１９，２０には曲線板１７，１８から荷重が負荷されるので、両持ち内ピン１９および片持ち内ピン２０は、それぞれ等間隔に配置するのが望ましい。
【００５１】
また、第１および第２のキャリア２４，２５には、減速機構１５と車軸軸受２６，２７との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構を備える。この潤滑油循環機構は、入力側回転部材１４の回転に伴って生じる遠心力を利用して潤滑油を循環させる。具体的には、第１および第２のキャリア２４，２５の内部を径方向に貫通し、潤滑油を径方向外側から径方向内側に向かって還流する複数の潤滑油路３４，３５が形成されている。
【００５２】
潤滑油路３４の径方向外側の開口部は、第１の車軸軸受２６の大径側端部と密封部材２８との間に設けられている。同様に、潤滑油路３５の径方向外側の開口部は、第２の車軸軸受２７の大径側端部と密封部材２９との間に設けられている。円錐ころ軸受２６，２７の内部の潤滑油は、遠心力によって大径側端部から排出される。そこで、潤滑油路３４，３５の径方向外側の開口部は、第１および第２の車軸軸受２６，２７の大径側端部に隣接する位置に設けるのが望ましい。
【００５３】
一方、潤滑油路３４の径方向内側の開口部は、偏心部１６ａに対面する位置に設けられている。同様に、潤滑油路３５の径方向内側の開口部は、偏心部１６ｂに対面する位置に設けられている。入力側回転部材１４は高速回転するので、偏心部１６ａ，１６ｂの周辺、より具体的には転がり軸受３２，３３には多くの潤滑油が必要となる。そこで、潤滑油路３４，３５の径方向内側の開口部は、偏心部１６ａ，１６ｂに対面する位置に設けるのが望ましい。
【００５４】
上記構成の鉄道車両駆動ユニット１２の作動原理を詳しく説明する。
【００５５】
まず、駆動源の回転に伴って入力側回転部材１４および偏心部材１６が一体回転する。このとき、曲線板１７，１８も回転しようとするが、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂに挿通する内ピン１９，２０に自転運動を阻止され、公転運動のみを行うことになる。つまり、曲線板１７，１８は、入力側回転部材１４の回転軸心を中心とする円周軌道上を平行移動する。
【００５６】
曲線板１７，１８が公転運動すると、波形１７ｃ，１８ｃと外ピン２１とが係合し、減速機ハウジング１３および車輪１１が入力側回転部材１４と同一方向に一体回転する。このとき、曲線板１７，１８から減速機ハウジング１３に伝達される回転は減速され、高トルクになっている。
【００５７】
具体的には、外ピン２１の数をＺＡ、曲線板１７，１８の波形の数をＺＢとすると、鉄道車両駆動ユニット１２の減速比はＺＢ／（ＺＡ−ＺＢ）で算出され、さらに減速比をｎとすると、図１の実施形態における速度比は１／（ｎ＋１）で算出される。図２に示す実施形態では、ＺＡ＝２４、ＺＢ＝２２であるので、減速比は１１となり、速度比は１／１２となる。したがって、低トルク、高回転型の駆動源を採用した場合でも、車輪１１に必要なトルクを伝達することが可能となる。
【００５８】
このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速機構１５を採用することにより、コンパクトで高減速比の鉄道車両駆動ユニット１２を得ることができる。また、内ピン１９，２０および外ピン２１の曲線板１７，１８に当接する位置にカラー１９ｅ，２０ｅ，２１ａを設けたことにより、接触部分の摩擦抵抗が低減される。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の伝達効率が向上する。
【００５９】
次に、上記構成の鉄道車両駆動ユニット１２の潤滑油の流れを詳しく説明する。
【００６０】
まず、減速機ハウジング１３の内部には、予め潤滑油が封入されている。この潤滑油は、入力側回転部材１４が回転に伴う遠心力によって径方向外側に運ばれる。このとき、転がり軸受３０ａ，３０ｂ，３２，３３、曲線板１７，１８と転がり軸受３２，３３との間、曲線板１７，１８と内ピン１９，２０との間、内ピン１９，２０と内ピンカラー１９ｅ，２０ｅとの間、曲線板１７，１８と外接リング３６との間、曲線板１７，１８と外ピン２１との間、および外ピン２１と外ピンカラー２１ａとの間にそれぞれ供給される。
【００６１】
さらに、潤滑油は、第１および第２の車軸軸受２６，２７の小径側端部から軸受内部を通って、大径側端部側に排出される。そして、第１および第２の車軸軸受２６，２７と密封部材２８，２９とで囲まれた空間に到達した潤滑油は、潤滑油路３４，３５を通って入力側回転部材１４の周辺に還流する。
【００６２】
このように、鉄道車両駆動ユニット１２の内部で潤滑油を循環させることにより、潤滑油の封入量を削減することができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２の発熱およびトルク損失を低減することができると共に、高速回転部（「偏心部材１６の周辺」を指す）の潤滑を確保することができる。また、入力側回転部材１４の回転に伴う遠心力を利用して潤滑油を循環させることにより、外部に循環装置を設ける場合と比較して装置をコンパクト化することができる。
【００６３】
なお、上記の実施形態においては、減速部Ｂの曲線板１７，１８を１８０°位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。
【００６４】
また、上記の実施形態において、偏心部１６ａ，１６ｂを有する偏心部材１６を入力側回転部材１４に嵌合固定した例を示したが、これに限ることなく、入力側回転部材１４の外径面に直接偏心部１６ａ，１６ｂを形成してもよい。
【００６５】
また、上記の実施形態における転がり軸受２６，２７，３０ａ，３０ｂ，３２，３３は、図１の形態に限定されることなく、例えば、すべり軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、３点接触球軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。
【００６６】
また、上記の実施形態におけるカラー１９ｅ，２０ｅ，２１ａは、滑り軸受である例を示したが、これに限ることなく、転がり軸受を採用してもよい。この場合、厚み方向にコンパクト化する観点から針状ころ軸受を採用するのが望ましい。
【００６７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
この発明は、鉄道車両駆動ユニットに有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の一実施形態に係る鉄道車両用車輪駆動装置を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の偏心部周辺の拡大図である。
【図４】両持ち内ピン周辺の拡大図である。
【図５】片持ち内ピン周辺の拡大図である。
【図６】図４の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  鉄道車両用車輪駆動装置、１１  車輪、１２  鉄道車両駆動ユニット、１３  減速機ハウジング、１４  入力側回転部材、１５  減速機構、１６  偏心部材、１６ａ，１６ｂ  偏心部、１７，１８  曲線板、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，２５ａ  貫通孔、１７ｃ，１８ｃ  波形、１９，２０  内ピン、１９ａ  大径部、１９ｂ，１９ｃ  小径部、１９ｄ  案内部、２１  外ピン、１９ｅ，２０ｅ，２１ａ  カラー、２２，２３  カウンタウェイト、２４，２５  キャリア、２４ａ，２４ｂ，２５ｂ  孔、２６，２７  車軸軸受、２６ａ，２７ａ  内輪、２６ｂ，２７ｂ  外輪、２６ｃ，２７ｃ，３２ｂ，３３ｂ  円錐ころ、２６ｄ，２７ｄ，３２ｃ，３３ｃ  保持器、２８，２９，３１  密封部材、３０ａ，３０ｂ，３２，３３  転がり軸受、３２ａ，３３ａ  内輪部材、３４，３５  潤滑油路、３６  外接リング、３７  ナット。
【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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