(57)【要約】【課題】小型で高減速比が得られると共に、潤滑性能を向上した、より信頼性の高い鉄道車両駆動ユニットを提供することである。【解決手段】鉄道車両駆動ユニット１２は、車輪の内径面に保持される減速機ハウジング１３と、入力側回転部材１４と、曲線板１７，１８と、内ピン１９，２０と、外ピン２１と、第１および第２のキャリア２４，２５と、車軸軸受２６，２７と、主軸軸受３０ａ，３０ｂと、偏心軸受３２，３３とを備える。車軸軸受２６，２７、主軸軸受３０ａ，３０ｂ、および偏心軸受３２，３３のうちの少なくともいずれか１つは、潤滑油保持機構を有する保持器を備えた転がり軸受である。【選択図】図１
2010249162.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自転規制部材と、
前記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、
前記減速機ハウジングの内部に配置され、車両本体に連結固定される固定部材と、
前記減速機ハウジングを前記固定部材に対して回転自在に支持する車軸軸受と、
前記入力側回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持する主軸軸受と、
前記公転部材を前記偏心部に対して回転自在に支持する偏心軸受とを備え、
前記車軸軸受、前記主軸軸受、および前記偏心軸受のうちの少なくともいずれか１つは、潤滑油保持機構を有する保持器を備えた転がり軸受である、鉄道車両駆動ユニット。
【請求項２】
前記潤滑油保持機構は、前記保持器の表面に形成される複数の凹部である、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項３】
前記保持器は、円環形状の一対のリング部と、前記一対のリング部を相互に接続する複数の柱部と、隣接する前記柱部の間に転動体を収容する複数のポケットとを有し、
前記凹部は、前記柱部の前記ポケットに対面する壁面、前記柱部の外径面、および前記柱部の内径面のうちの少なくともいずれか１つに形成された油溝である、請求項２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項４】
前記油溝は、前記柱部の前記ポケットに対面する壁面に形成され、前記保持器の外径面と内径面とを接続するように前記壁面の径方向全域に延在している、請求項３に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項５】
前記保持器は、円環形状の一対のリング部と、前記一対のリング部を相互に接続する複数の柱部と、隣接する前記柱部の間に転動体を収容する複数のポケットとを有し、
前記潤滑油保持機構は、前記一対のリング部および前記柱部のうちの少なくともいずれか一方の内部に形成された潤滑油保持空間と、前記潤滑油保持空間から前記ポケットに向かって延びる油路とで構成される、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項６】
前記柱部の前記ポケットに対面する壁面、前記柱部の外径面、および前記柱部の内径面のうちの少なくともいずれか１つには、油溝が形成されており、
前記油路の開口部は、前記油溝の部分に位置する、請求項５に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項７】
前記保持器は、複数の樹脂層を積層して形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項８】
前記保持器は、焼結金属で形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項９】
前記保持器は、セラミックスで形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項１０】
前記セラミックスは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項１１】
前記セラミックスは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項１２】
前記保持器において、軸受を構成する部品と接触する面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている、請求項１０または１１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項１３】
前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、請求項１２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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３０５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、車輪の荷重作用点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。
【０００６】
また、上記構成の減速機には、複数の軸受が取り付けられている。軸受は、高速回転や長期間の使用に耐えるために、高い潤滑性能が要求される。
【０００７】
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、潤滑性能を向上した、より信頼性の高い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】
【０００８】
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。そして、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、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自転規制部材と、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、減速機ハウジングの内部に配置され、車両本体に連結固定される固定部材と、減速機ハウジングを固定部材に対して回転自在に支持する車軸軸受と、入力側回転部材を固定部材に対して回転自在に支持する主軸軸受と、公転部材を偏心部に対して回転自在に支持する偏心軸受とを備える。車軸軸受、主軸軸受、および偏心軸受のうちの少なくともいずれか１つは、潤滑油保持機構を有する保持器を備えた転がり軸受である。
【０００９】
このように、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、車輪の荷重作用点を適切な位置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。また、保持器に潤滑油保持機構を有するため、保持した潤滑油を軸受の内部へ容易に供給することができる。その結果、潤滑性能を向上させることができる。
【００１０】
好ましくは、潤滑油保持機構は、保持器の表面に形成される複数の凹部である。こうすることにより、容易に潤滑油を保持することができる。
【００１１】
一実施形態として、保持器は、円環形状の一対のリング部と、一対のリング部を相互に接続する複数の柱部と、隣接する柱部の間に転動体を収容する複数のポケットとを有し、凹部は、柱部のポケットに対面する壁面、柱部の外径面、および柱部の内径面のうちの少なくともいずれか１つに形成された油溝である。こうすることにより、油溝に潤滑油を保持し、保持した潤滑油を転動体等に確実に供給することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、油溝は、柱部のポケットに対面する壁面に形成され、保持器の外径面と内径面とを接続するように壁面の径方向全域に延在している。こうすることにより、潤滑油を径方向内側および径方向外側に移動することができる。その結果、軸受の通油性を向上させることができる。通油性の向上は、摩耗粉の除去や転がり軸受の温度上昇の抑制に寄与する。
【００１３】
さらに好ましくは、保持器は、円環形状の一対のリング部と、一対のリング部を相互に接続する複数の柱部と、隣接する柱部の間に転動体を収容する複数のポケットとを有し、潤滑油保持機構は、一対のリング部および柱部のうちの少なくともいずれか一方の内部に形成された潤滑油保持空間と、潤滑油保持空間からポケットに向かって延びる油路とで構成される。こうすることにより、十分な量の潤滑油が供給されている時には潤滑油保持空間内に潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下したときには潤滑油保持空間に保持されている潤滑油を油路を通じて放出することができる。これにより、より安定して潤滑油を供給することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、柱部のポケットに対面する壁面、柱部の外径面、および柱部の内径面のうちの少なくともいずれか１つには、油溝が形成されており、油路の開口部は、油溝の部分に位置する。こうすることにより、油溝は、潤滑油保持空間から放出された潤滑油を保持することができる。したがって、油溝は、潤滑油を確実に保持することができる。
【００１５】
一実施形態として、保持器は、複数の樹脂層を積層して形成されている。
【００１６】
他の実施形態として、保持器は、焼結金属で形成されている。こうすることにより、徐々に保持した潤滑油が染み出すので、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。
【００１７】
さらに他の実施形態として、保持器は、セラミックスで形成されている。こうすることにより、保持器を軽量化することができると共に、長寿命化を図ることができる。
【００１８】
具体的には、セラミックスは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。
【００１９】
ここで、βサイアロンを主成分とする保持器の疲労寿命と、βサイアロンの組成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。
【００２０】
すなわち、上記のβサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記Ｚの値（以下、Ｚ値という）が０．１以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に疲労寿命に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なＺ値４．０以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる保持器の疲労寿命とＺ値との関係を詳細に調査したところ、Ｚ値が３．５を超えると保持器の疲労寿命が大幅に低下することが分かった。
【００２１】
より具体的には、Ｚ値が０．１以上３．５以下の範囲においては、疲労寿命はほぼ同等で、転がり軸受の運転時間が所定時間を超えると、保持器の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、Ｚ値が３．５を超えると保持器が摩耗しやすくなり、これに起因して疲労寿命が大幅に低下する。つまり、Ｚ値が３．５となる組成を境界として、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる保持器の破損モードが変化し、Ｚ値が３．５を超えると疲労寿命が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、βサイアロンからなる保持器において、安定して十分な寿命を確保するためには、Ｚ値を３．５以下とする必要がある。
【００２２】
一方、βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造することができる。しかし、Ｚ値が０．１未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分かった。そのため、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる保持器を安価に製造するためには、Ｚ値を０．１以上とする必要がある。
【００２３】
これに対し、この発明に係る保持器は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。そのため、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる保持器を提供することができる。
【００２４】
他の実施形態として、セラミックスは、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。
【００２５】
他の実施形態における保持器は、基本的には上記の保持器と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、他の実施形態における保持器では、保持器の用途等を考慮し、焼結助剤を含む点で上記の保持器とは異なっている。他の実施形態における保持器によれば、焼結助剤の採用により、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる保持器を容易に提供することができる。
【００２６】
なお、焼結助剤としては、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ
）、チタン（Ｔｉ）、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以
上を採用することができる。また、上記した保持器と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち２０質量％以下とすることが望ましい。
【００２７】
好ましくは、保持器において、軸受を構成する部品と接触する面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。
【００２８】
上記のβサイアロンを主成分とする焼結体からなる保持器においては、その緻密性が疲労寿命に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、軸受を構成する他の部品と接触する面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、疲労寿命が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる保持器を提供することができる。
【００２９】
ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い（密度の高い）層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、保持器の表面に垂直な断面において保持器を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光（暗視野）にて、たとえば５０〜１００倍程度で撮影し、３００ＤＰＩ（Ｄｏｔ  Ｐｅｒ  Ｉｎｃｈ）以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い（密度の低い）領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により２値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。
【００３０】
つまり、上記保持器において好ましくは、軸受を構成する部品と接触する面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに５箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、内部における上記白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。また、疲労寿命を一層向上させるためには、上記緻密層は１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。
【００３１】
さらに好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。
【００３２】
緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、保持器の耐久性がより向上し、疲労寿命を一層向上することができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によると、鉄道車両駆動ユニットは、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、車輪の荷重作用点を適切な位置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。また、保持器は、潤滑油保持機構を有するため、保持した潤滑油を軸受の内部へ容易に供給することができる。その結果、潤滑性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】この発明の他の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７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。
【図８】曲線板と当接する位置に貫通孔を設けた例を示す図である。
【図９】潤滑油移送機構の一例である。
【図１０】潤滑油移送機構の他の例である。
【図１１】潤滑油移送機構のさらに他の例である。
【図１２】潤滑油移送機構を備えたバランスウェイトを示す図である。
【図１３】この発明のさらに他の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１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶにおける断面図である。
【図１５】車軸軸受の拡大図である。
【図１６】密封部材の正面図である。
【図１７】主軸軸受を示す拡大図である。
【図１８】保持器を図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩで切断した場合の断面図である。。
【図１９】保持器を図１８中の矢印ＸＩＸ−ＸＩＸで切断した場合の断面図である。
【図２０】潤滑油保持機構の他の例である。
【図２１】図２０に示す保持器を図２０中のＸＸＩ−ＸＸＩで切断した断面図である。
【図２２】潤滑油保持機構のさらに他の例である。
【図２３】図２２に示す保持器を図２２中のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩで切断した断面図である。
【図２４】潤滑油保持機構のさらに他の例である。
【図２５】図２４に示す保持器を図２４中のＸＸＶ−ＸＸＶで切断した断面図である。
【図２６】潤滑油保持機構のさらに他の例である。
【図２７】図２６に示す保持器を図２６中のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩで切断した断面図である。
【図２８】潤滑油保持機構のさらに他の例である。
【図２９】βサイアロン焼結体からなる保持器を示す図であって、図１８等に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１〜図５を参照して、第１実施形態として、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、鉄道車両駆動ユニット１２内で潤滑油を潤滑させる潤滑油循環機構とを主に備える。
【００３８】
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。
【００３９】
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。すなわち、第１および第２の車軸軸受２６，２７は、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する車軸軸受となる。
【００４０】
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すいころ２６ｃと、隣接する円すいころ２６ｃの間隔を保持する保持器２６ｄとを含む円すいころ軸受である。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すい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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。すなわち、転がり軸受３０ａ，３０ｂは、主軸としての入力側回転部材１４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する主軸軸受となる。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。すなわち、転がり軸受３２は、曲線板１７を第１の偏心部１６ａに対して回転自在に支持する偏心軸受となる。そして、曲線板１７は、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と、内部を径方向に延びる油路１７ｄと、油路１７ｄの途中に潤滑油を一時的に保持する潤滑油保持空間１７ｅとを有する。
【００４７】
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。また、曲線板１７は第１の公転部材であり、曲線板１８は第２の公転部材である。
【００４８】
油路１７ｄは、第１の貫通孔１７ａから曲線板１７の外周面に向かって延びている。なお、油路１７ｄの位置は特に限定されないが、図２に示すように、第２の貫通孔１７ｂを通過するように設けるのが望ましい。これにより、曲線板１７と内ピン１９，２０との接触部分に積極的に潤滑油を供給することができる。また、油路１７ｄの径方向外側の端部は、波形１７ｃの谷部分に形成するのが望ましい。曲線板１７と外ピン２１との係合時に破損等するのを防止するためである。
【００４９】
また、油路１７ｄは、円周方向に等間隔に複数設けられている。これにより、供給する潤滑油の量を多くすることができる。また、油路１７ｄは、径方向に真っ直ぐに延びる形状である。これにより、潤滑油を径方向に容易に供給することができる。また、油路１７ｄの径方向内側端部の開口部の直径と、径方向外側端部の開口部の直径とは、異なる大きさである。具体的には、油路１７ｄの径方向内側端部の開口部の直径は、径方向外側端部の開口部の直径より大きく設けられている。
【００５０】
また、油路１７ｄから分岐する潤滑油保持空間１７ｅを設けることにより、十分な量の潤滑油が供給されている時には曲線板１７内に潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下した時には潤滑油保持空間１７ｅに保持されている潤滑油を油路１７ｄに放出することができる。これにより、より安定して潤滑油を供給することができる。
【００５１】
また、潤滑油保持空間１７ｅは、第１の貫通孔１７ａと第２の貫通孔１７ｂとの間の領域に位置する。また、潤滑油保持空間１７ｅは、円周方向に延びる形状であって、円周方向に等間隔に複数設けられている油路１７ｄと油路１７ｄとを結ぶように設けられている。これにより、保持する潤滑油の量を多くすることができる。また、一つの通路１７ｄから流入した多量の潤滑油を他の複数の油路１７ｄを通じて、円周方向に均等に供給することができる。
【００５２】
また、曲線板１７を焼結金属等の多孔質部材で形成してもよい。この場合、潤滑油保持空間１７ｅを設けなくとも、多孔質部材の空孔によって、曲線板１７が潤滑油を保持することができる。したがって、十分な量の潤滑油が供給されている時には曲線板１７に潤滑油が染み込んで保持することができ、潤滑油の供給量が低下した時には曲線板１７に保持されている潤滑油が徐々に染み出すので、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。
【００５３】
また、曲線板１７において、他の構成部品と当接する部分、具体的には、転がり軸受３２と当接する第１の貫通孔１７ａの内壁面、内ピン１９，２０と当接する第２の貫通孔１７ｂの内壁面、および外ピン２１と当接する曲線板１７の外周面等に、ＨＬ（Ｈｉｇｈ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ）処理を施してもよい。なお、ＨＬ処理とは、表面に、ランダムに無数の微小凹形状のくぼみを設ける処理である。これにより、くぼみによって潤滑油を保持することができ、当接部分の油膜切れを適切に防止することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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の中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と車輪中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。
【００５６】
また、２つの曲線板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。
【００５７】
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、内ピン軸受１９ｅ，２０ｅが取り付けられている。内ピン軸受１９ｅ，２０ｅは、曲線板１７，１８の両方に当接する位置に延在するように設けられている。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軸受１９ｅ，２０ｅは、滑り軸受である。
【００５８】
なお、内ピン軸受１９ｅ，２０ｅを焼結金属等の多孔質部材で形成してもよい。これにより、多孔質部材の空孔によって、内ピン軸受１９ｅ，２０ｅが潤滑油を保持することができる。そして、徐々に保持した潤滑油が染み出すので、曲線板１７，１８と内ピン軸受１９ｅ，２０ｅとの当接部分や内ピン軸受１９ｅ，２０ｅと内ピン１９，２０との間に、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
また、片持ち内ピン２０には、その内部に潤滑油保持空間２０ａと、潤滑油保持空間２０ａから径方向に延びる貫通孔２０ｂとが設けられている。同様に、内ピン軸受２０ｅにも、径方向に貫通する貫通孔２０ｆが設けられている。なお、貫通孔２０ｂ，２０ｆの位置は特に限定されないが、図１に示すように、曲線板１７，１８の間の空間に対面する位置に設けるのが望ましい。
【００６３】
潤滑油保持空間２０ａは、内ピン２０の軸方向一方側端面から軸方向に凹む形状である。潤滑油保持空間２０ａには潤滑油が保持されており、主に、内ピン２０と内ピン軸受２０ｅとの間、および内ピン軸受２０ｅと曲線板１７，１８との接触部分に潤滑油を供給する。具体的には、十分な量の潤滑油が供給されている時には潤滑油保持空間２０ａ内に潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下したときには潤滑油保持空間２０ａに保持されている潤滑油を貫通孔２０ｂ，２０ｆを通じて放出する。これにより、より安定して潤滑油を供給することができる。
【００６４】
さらに、潤滑油保持空間２０ａに潤滑油を含浸した多孔質部材（図示省略）を格納してもよい。これにより、貫通孔２０ｂ，２０ｆを通じて徐々に潤滑油が染み出すので、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。なお、多孔質部材としては、焼結金属や発泡グリース等が挙げられる。
【００６５】
内ピン２０に設けられている貫通孔２０ｂと、内ピン軸受２０ｅに設けられている貫通孔２０ｆとは、連続するように設けられており、径方向に真っ直ぐに延びる形状である。これにより、潤滑油を径方向に容易に供給することができる。
【００６６】
なお、上記の実施形態においては、片持ち内ピン２０にのみ潤滑油保持空間２０ａおよび貫通孔２０ｂを設け、内ピン軸受２０ｅにのみ貫通孔２０ｆを設けた例を示したが、両持ち内ピン１９および内ピン軸受１９ｅも同様の構成とすることができる。また、内ピン１９，２０だけに留まらず、外ピン２１および外ピン軸受２１ａをも同様の構成とすることができる。
【００６７】
なお、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの直径は、内ピン１９，２０の直径（「内ピン軸受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１７，１８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。
【００６８】
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１３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。
【００６９】
さらに、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃに当接する位置には、外ピン軸受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軸受２１ａは、滑り軸受である。また、外ピン軸受２１ａを焼結金属等の多孔質部材で形成してもよい。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
第１および第２のキャリア２４，２５は、鉄道車両本体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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
次に、内ピン１９，２０それぞれに内ピン軸受１９ｅ，２０ｅを嵌め入れる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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と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。
【００８１】
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。
【００８２】
潤滑油循環機構は、入力側回転部材１４の内部を軸方向に延びる軸心油路１４ａと、軸心油路１４ａから入力側回転部材１４の外径面に向かって延びる潤滑油供給口１４ｂと、第２のキャリア２５に設けられた潤滑油排出口２５ｃと、潤滑油排出口２５ｃおよび軸心油路１４ａを接続し、潤滑油排出口２５ｃから排出された潤滑油を軸心油路１４ａに還流する循環油路３４と、潤滑油排出口２５ｃから排出された潤滑油を一時的に貯留する潤滑油貯留部３５とを主に備える。
【００８３】
なお、この実施形態における潤滑油供給口１４ｂは、偏心部材１６を保持する位置に設けられている。また、偏心部材１６および転がり軸受３２，３３の内輪３２ａ，３３ａには、潤滑油供給口１４ｂに連通する貫通孔１６ｃ，３２ｄ，３３ｄが設けられており、潤滑油は、これらを通って鉄道車両駆動ユニット１２内に供給される。
【００８４】
また、この実施形態における潤滑油排出口２５ｃは、第２の車軸軸受２７と密封部材２９との間から第２のキャリア２５の内部を通って、鉄道車両駆動ユニット１２の外部へ潤滑油を排出する。
【００８５】
さらに、この実施形態における潤滑油貯留部３５は、鉄道車両駆動ユニット１２の外部に配置した例を示したが、これに限ることなく、例えば、第２のキャリア２５の内部に配置してもよい。また、この潤滑油貯留部３５に貯留される潤滑油を濾過する濾過装置（図示省略）を取り付けてもよい。
【００８６】
ここで、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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
具体的には、外ピン２１の数をＺＡ、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃ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。
【００９０】
このように、鉄道車両駆動ユニット１２は、車輪１１を減速機ハウジング１３の外径面に嵌合固定したので、車輪１１の荷重作用点を適切な位置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１２を得ることができる。
【００９１】
また、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に当接する位置に内ピン軸受１９ｅ，２０ｅおよび外ピン軸受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。
【００９２】
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。まず、軸心油路１４ａを流れる潤滑油は、入力側回転部材１４の回転に伴う遠心力によって潤滑油供給口１４ｂから流出する。
【００９３】
鉄道車両駆動ユニット１２内部の潤滑油にはさらに遠心力が作用するので、潤滑油供給口１４ｂから流出した潤滑油は、転がり軸受３３，３２の内側軌道面や、円筒ころ３２ｂ，３３ｂや、外側軌道面等を潤滑する。そして、曲線板１７，１８の油路１７ｄ，１８ｄに流入したり、曲線板１７，１８の表面等を伝いながら、遠心力によって径方向外側に移動する。このとき、油路１７ｄ，１８ｄに流入した潤滑油の一部は、潤滑油保持空間１７ｅ，１８ｅに保持される。そして、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの位置まで到達すると、曲線板１７，１８と内ピン軸受１９ｅ，２０ｅとの当接部分を潤滑する。また、内ピン軸受２０ｅに設けられている貫通孔２０ｆに流入して、内ピン軸受２０ｅと内ピン２０との間を潤滑する。このとき、潤滑油の一部は、内ピン２０に設けられている貫通孔２０ｂに流入して、潤滑油保持空間２０ａに保持される。そしてさらに、遠心力によって径方向外側に移動し、曲線板１７，１８の外周面の位置まで到達すると、曲線板１７，１８と外ピン軸受２１ａとの当接部分や、第１および第２の車軸軸受２６，２７等を潤滑する。
【００９４】
そして、車軸軸受２６，２７と密封部材２８，２９との間の空間に到達した潤滑油は、潤滑油排出口２５ｃから鉄道車両駆動ユニット１２の外部へ排出され、潤滑油貯留部３５に一時的に貯留された後に循環油路３４を経由して軸心油路１４ａに還流する。
【００９５】
このように、鉄道車両駆動ユニット１２は、曲線板１７，１８に油路１７ｄ，１８ｄを設けたので、油路１７ｄ，１８ｄを通じて、曲線板１７，１８と内ピン軸受１９ｅ，２０ｅとの当接部分等の各部へ容易に潤滑油を供給することができる。また、油路１７ｄ，１８ｄの径方向内側端部の開口部の直径は、径方向外側端部の開口部の直径より大きく設けられているため、油路１７ｄ，１８ｄに容易に潤滑油を流入させることができる。
【００９６】
また、内ピン軸受２０ｅに貫通孔２０ｆを設けたので、貫通孔２０ｆを通じて、内ピン軸受２０ｅと内ピン２０との間等の各部へ容易に潤滑油を供給することができる。
【００９７】
また、内ピン２０に貫通孔２０ｂと潤滑油保持空間２０ａとを設けたので、十分な量の潤滑油が供給されている時には貫通孔２０ｂを通じて潤滑油保持空間２０ａに潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下した時には、潤滑油保持空間２０ａに保持されている潤滑油を貫通孔２０ｂを通じて放出することができる。
【００９８】
また、潤滑油循環機構を設けて、入力側回転部材１４から鉄道車両駆動ユニット１２内に潤滑油を供給することにより、回転時の遠心力に伴う入力側回転部材１４周辺の潤滑油量不足を解消することができる。また、潤滑油排出口２５ｃから潤滑油を排出することによって、攪拌抵抗を抑えて鉄道車両駆動ユニット１２のトルク損失を低減することができる。
【００９９】
また、高速回転時においては、排出しきれない潤滑油を一時的に潤滑油貯留部３５に貯留しておくことができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２のトルク損失の増加を防止することができる。一方、低速回転時においては、遠心力が小さくなって潤滑油排出口２５ｃに到達する潤滑油量が少なくなっても、潤滑油貯留部３５に貯留されている潤滑油を軸心油路１４ａに還流することができる。その結果、鉄道車両駆動ユニット１２に安定して潤滑油を供給することができる。
【０１００】
さらに、潤滑油貯留部３５に濾過装置を設ければ、鉄道車両駆動ユニット１２から排出される潤滑油から摩耗粉等の異物を取り除いて循環させることができるので、長期間に亘って高い潤滑性能を維持することが可能となる。
【０１０１】
なお、上記の実施形態においては、油路１７ｄは、径方向に真っ直ぐに延びる形状である例について説明したが、これに限ることなく、例えば、曲線状であってもよいし、径方向に傾斜する形状であってもよい。
【０１０２】
また、上記の実施形態においては、油路１７ｄは、円周方向に等間隔に複数設けられている例について説明したが、これに限ることなく、一箇所設けられていてもよいし、円周方向に所定の間隔を空けて複数設けられていてもよい。
【０１０３】
また、上記の実施形態においては、潤滑油保持空間１７ｅは、第１の貫通孔１７ａと第２の貫通孔１７ｂとの間の領域に位置する例について説明したが、これに限ることなく、第２の貫通孔１７ｂと曲線板１７の外周面との間の領域に位置してもよい。
【０１０４】
また、上記の実施形態においては、内ピン２０に設けられている貫通孔２０ｂと、内ピン軸受２０ｅに設けられている貫通孔２０ｆとは、径方向に真っ直ぐに延びる形状である例について説明したが、これに限ることなく、曲線状であってもよいし、径方向に傾斜する方向に延びる形状であってもよい。
【０１０５】
また、上記の実施形態においては、片持ち内ピン２０に潤滑油保持空間２０ａおよび貫通孔２０ｂを設け、内ピン軸受２０ｅに貫通孔２０ｆを設ける例について説明したが、これに限ることなく、片持ち内ピン２０および両持ち内ピン１９の全ての内ピン１９，２０に潤滑油保持空間および貫通孔を設け、全ての内ピン軸受１９ｅ，２０ｅに貫通孔を設けてもよい。また、円周方向に交互に設ける等、選択的に設けてもよい。
【０１０６】
なお、後述する第２および第３の実施形態のように、底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ場合には、上部領域に位置する内ピン１９，２０に潤滑油保持空間および貫通孔を設け、上部領域に位置する内ピン軸受１９ｅ，２０ｅに貫通孔を設けることが好ましい。上部領域では底部領域に比べると、重力によって潤滑油が下方向に移動してしまうことから、潤滑油量不足が発生しやすくなる。しかし、上部領域に位置する内ピン１９，２０に潤滑油保持空間および貫通孔を設け、上部領域に位置する内ピン軸受１９ｅ，２０ｅに貫通孔を設けることにより、上部領域で放出された潤滑油を貫通孔から容易に流入させると共に、潤滑油保持空間に保持することができる。その結果、潤滑油量不足を解消することができる。
【０１０７】
また、上記の実施形態においては、減速機構１５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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
次に、第２実施形態として、この発明の他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ａおよび鉄道車両駆動ユニット１２ａを含む鉄道車両用車輪駆動装置１０ａを説明する。なお、以下に示す図において、同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明は省略する。図６は鉄道車両用車輪駆動装置１０ａの概略断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図、図８は内ピン２０の拡大図である。図９〜１１は潤滑油移送機構としてのポンプを示す図、図１２は潤滑油移送機構を備えたバランスウェイト２２を示す図である。
【０１１０】
図６および図７を参照して、他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ａ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、入力側回転部材１４の回転を利用して潤滑油を移送する潤滑油移送機構とを主に備える。
【０１１１】
減速機ハウジング１３は、内部に潤滑油の封入された空間を有し、車輪１１の内径面に保持されている。潤滑油の封入された空間とは、減速機ハウジング１３、第１および第２のキャリア２４，２５、および密封部材２８，２９で囲まれた領域を指す。また、内部に減速機構１５を保持している。
【０１１２】
減速機構１５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。
【０１１３】
また、減速機構１５は、少なくとも一部が潤滑油に浸かった状態で潤滑油の封入された空間内に配置されている。具体的には、減速機構１５の停止時における油面高さが、図６の直線ｍの位置になるように潤滑油が封入されている。
【０１１４】
曲線板１７，１８に設けられている油路１７ｄ，１８ｄは、油路１７ｄ，１８ｄの径方向内側端部の開口部の直径と、径方向外側端部の開口部の直径とが、異なる大きさである。具体的には、油路１７ｄ，１８ｄの径方向外側端部の開口部の直径は、径方向内側端部の開口部の直径より大きく設けられている。
【０１１５】
また、図８を参照して、内ピン２０に設けられている貫通孔２０ｂと、内ピン軸受２０ｅに設けられている貫通孔２０ｆとは、曲線板１７，１８の間の空間に対面する位置と、曲線板１７，１８と当接する位置とに設けられている。こうすることにより、曲線板１７，１８と内ピン軸受２０ｅとの当接部分に積極的に潤滑油を供給することができる。また、この場合、曲線板１７，１８と当接する位置に設けられる貫通孔２０ｂ，２０ｆは、曲線板１７，１８に設けられた油路１７ｄ，１８ｄと対面する位置に設けることが好ましい。こうすることにより、油路１７ｄ，１８ｄに流入した潤滑油を容易に貫通孔２０ｂ，２０ｆに流入させることができる。
【０１１６】
潤滑油移送機構は、入力側回転部材１４の回転を利用して、上記した潤滑油の封入された空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ。より具体的には、第１のキャリア２４の内部に配置されるポンプ４１と、ポンプ４１から空間の底部領域に向かって延び、ポンプ４１に潤滑油を供給する潤滑油供給路３８と、ポンプ４１から空間の上部領域に向かって延び、ポンプ４１からの潤滑油を排出する潤滑油排出路３９とを含む。
【０１１７】
図９を参照して、ポンプ４１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１４と一体回転する駆動歯車４２と、内径面に駆動歯車４２に噛合する歯形を有し、第１のキャリア２４に回転自在に支持されて駆動歯車４２の回転中心ｃ１から水平方向一方側にずれた点ｃ２を中心として回転する従動歯車４３とを備えるサイクロイドポンプである。
【０１１８】
上記構成のポンプ４１は、入力側回転部材１４が反時計回り（正回転）に回転したときに、空間の底部領域から潤滑油供給路３８を通じて汲み上げた潤滑油を、潤滑油排出路３９を通じて上部領域に排出することができる。
【０１１９】
一方、このポンプ４１は、入力側回転部材１４が時計回り（逆回転）に回転したときには潤滑油を移送することができない。そこで、このポンプ４１とは異なる位置に、入力側回転部材１４が時計回りに回転したときに潤滑油を移送可能な第２のポンプを設けるのが望ましい。具体的には、ポンプ４１と同じ構造で、ｃ１，ｃ２の位置関係を逆転させたポンプを設ければよい。
【０１２０】
また、図１０を参照して、他の実施形態に係るポンプ５１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１４と一体回転する駆動歯車５２と、外径面に駆動歯車５２に噛合する歯形を有し、駆動歯車５２の水平方向一方側に回転自在に配置される従動歯車５３とで構成される。なお、この実施形態においては、従動歯車５３は、第１のキャリア２４に回転自在に取り付けられた回転軸２４ｃに嵌合固定されている。
【０１２１】
図９のポンプ４１に代えて、上記構成のポンプ５１を採用しても、入力側回転部材１４が反時計回りに回転したときに潤滑油を移送することができる。また、ポンプ４１と同じ構造で、駆動歯車５２と従動歯車５３との位置関係を逆転させた第２のポンプを設ければ、入力側回転部材１４が時計回りに回転したときにも潤滑油を移送することが可能となる。
【０１２２】
さらに、図１１を参照して、さらに他の実施形態に係るポンプ６１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１４と一体回転する駆動歯車６２と、外径面に駆動歯車６２に噛合する歯形を有し、駆動歯車６２の水平方向一方側に回転自在に配置される第１従動歯車６３と外径面に駆動歯車６２に噛合する歯形を有し、駆動歯車６２の水平方向他方側に回転自在に配置される第２従動歯車６４とで構成される。なお、この実施形態においては、従動歯車６３，６４は、第１のキャリア２４に回転自在に取り付けられた回転軸２４ｃ，２４ｄに嵌合固定されている。
【０１２３】
上記構成のポンプ６１によれば、入力側回転部材１４が反時計回りに回転したときに、駆動歯車６２と第１従動歯車６３とが潤滑油を移送する第１のポンプとして機能する。一方、入力側回転部材１４が時計回りに回転したときに、駆動歯車６２と第２従動歯車６４とが潤滑油を移送する第２のポンプとして機能する。これにより、図９または図１０に示すポンプ４１，５１を２箇所に配置する場合と比較して、ポンプを配置するスペースを小さくすることができる。
【０１２４】
上記の各実施形態においては、潤滑油移送機構としてポンプを採用した例を示したが、これに限ることなく、入力側回転部材１４の回転を利用して潤滑油を移送するあらゆる構成を採用することができる。例えば、図１２に示すように、カウンタウェイト２２に潤滑油移送機構を設けてもよい。カウンタウェイト２３についても同様であるので、説明は省略する。
【０１２５】
図１２を参照して、カウンタウェイト２２は、大径扇状部２２ａと、大径扇状部２２ａより半径が小さく、互いの弦を接するように大径扇状部２２ａに接続される小径扇状部２２ｂとを含む。
【０１２６】
また、大径扇状部２２ａには、その弦に開口部を有し、大径扇状部２２ａの内部を周方向に延びる周方向油路２２ｃと、周方向油路２２ｃから大径扇状部２２ａの外径面に向かって延びる径方向油路２２ｄとが設けられている。さらに、バランスウェイト２２の端面には、厚み方向に突出する複数のフィン２２ｅが設けられている。
【０１２７】
なお、鉄道車両駆動ユニット１２ａを構成するその他の要素については、上記した第１実施形態の鉄道車両駆動ユニット１２と共通するので、説明は省略する。
【０１２８】
ここで、他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ａの潤滑油の流れを詳しく説明する。まず、潤滑油は、減速機ハウジング１３の内部の空間内、すなわち、減速機ハウジング１３、第１および第２のキャリア２４，２５、および密封部材２８，２９で囲まれた領域内に封入されており、減速機構１５の停止時における油面高さは、図６の直線ｍの位置である。
【０１２９】
次に、入力側回転部材１４が回転すると、潤滑油移送機構としてのポンプ４１が、空間の底部領域から潤滑油供給路３８を通じて汲み上げた潤滑油を、潤滑油排出路３９を通じて上部領域に排出する。また、潤滑油移送機構としてのカウンタウェイト２２は、回転しながら空間の底部領域と上部領域との間を移動する。このとき、底部領域で周方向油路２２ｃおよび径方向油路２２ｄに潤滑油を保持し、上部領域で潤滑油を放出すると共に、フィン２２ｅによって潤滑油を掻き揚げる。これにより、空間の上部領域（図６の入力側回転部材１４より上側の領域）に潤滑油を供給することができる。
【０１３０】
潤滑油移送機構によって放出された潤滑油は、曲線板１７，１８の油路１７ｄ，１８ｄに流入したり、曲線板１７，１８の表面等を伝いながら、重力によって下方向に移動する。そして、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの位置まで到達すると、上部領域に位置する構成部品、例えば、曲線板１７，１８と内ピン軸受１９ｅ，２０ｅとの当接部分を潤滑する。また、内ピン軸受２０ｅに設けられている貫通孔２０ｆに流入して、内ピン軸受２０ｅと内ピン２０との間を潤滑する。このとき、潤滑油の一部は、内ピン２０に設けられている貫通孔２０ｂに流入して、潤滑油保持空間２０ａに保持される。
【０１３１】
そして、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの位置から、重力によってさらに下方向に移動する。このとき、移動する潤滑油の一部は、潤滑油保持空間１７ｅ，１８ｅ保持される。そして、第１の貫通孔１７ａ，１８ａの位置まで到達すると、転がり軸受３３，３２の外側軌道面や、円筒ころ３２ｂ，３３ｂや、内側軌道面等を潤滑しながら、底部領域に戻される。
【０１３２】
このように、潤滑油移送機構を上記構成とすることにより、減速機ハウジング１３内の空間の上部領域にも積極的に潤滑油を供給することができるので、潤滑性能に優れた鉄道車両駆動ユニット１２ａを得ることができる。なお、上述した潤滑油移送機構（ポンプ４１，５１，６１、カウンタウェイト２２）を全て設ける必要はなく、少なくとも１つ設ければ、この発明の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、油路１７ｄ，１８ｄの径方向外側端部の開口部の直径は、径方向内側端部の開口部の直径より大きく設けられているため、油路１７ｄ，１８ｄに容易に潤滑油を流入させることができる。
【０１３４】
次に、第３実施形態として、この発明のさらに他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ｂおよび鉄道車両駆動ユニット１２ｂを含む鉄道車両用車輪駆動装置１０ｂを説明する。なお、以下に示す図において、同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明は省略する。図１３は鉄道車両用車輪駆動装置１０ｂの概略断面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶにおける断面図、図１５は第１の車軸軸受２６を示す図、図１６は密封部材２８の正面図である。
【０１３５】
図１３および図１４を参照して、さらに他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ｂ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、減速機ハウジング１３の回転を利用して潤滑油を移送する潤滑油移送機構とを主に備える。
【０１３６】
減速機ハウジング１３は、内部に潤滑油の封入された空間を有し、車輪１１の内径面に保持されている。潤滑油の封入された空間とは、減速機ハウジング１３、第１および第２のキャリア２４，２５、および密封部材２８，２９で囲まれた領域を指す。また、内部に減速機構１５を保持している。
【０１３７】
減速機構１５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。
【０１３８】
また、減速機構１５は、少なくとも一部が潤滑油に浸かった状態で潤滑油の封入された空間内に配置されている。具体的には、減速機構１５の停止時における油面高さが、図１３の直線ｍの位置になるように潤滑油が封入されている。
【０１３９】
曲線板１７，１８に設けられている油路１７ｄ，１８ｄは、油路１７ｄ，１８ｄの径方向内側端部の開口部の直径と、径方向外側端部の開口部の直径とは、同じ大きさである。ここで、油路１７ｄ，１８ｄは、上記した第２実施形態のように、油路１７ｄ，１８ｄの径方向外側端部の開口部の直径は、径方向内側端部の開口部の直径より大きく設けることが好ましい。ここで、異なる大きさとする場合には、それぞれ開口部を別々に加工する必要がある。しかし、同じ大きさとすることにより、同時に加工することができ、加工性を向上させることができる。
【０１４０】
また、曲線板１７，１８に設けられている潤滑油保持空間１７ｅ，１８ｅは、油路１７ｄ，１８ｄから円周方向に突出する形状であって、油路１７ｄ，１８ｄと油路１７ｄ，１８ｄとを結ぶことなく、油路１７ｄ，１８ｄ毎に固有に設けられている。
【０１４１】
潤滑油移送機構は、減速機ハウジング１３の回転を利用して、上記した潤滑油の封入された空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ。具体的には、減速機ハウジング１３、および減速機ハウジング１３の回転に伴って回転する部材の表面に形成される凹凸部である。なお、「減速機ハウジング１３の回転に伴って回転する部材」には、例えば、外ピン２１および外ピン軸受２１ａ、第１および第２の車軸軸受２６，２７の外輪２６ｂ，２７ｂ、円すいころ２６ｃ，２７ｃ、および保持器２７ｄ，２７ｄ、密封部材２８，２９等が該当する。
【０１４２】
図１４を参照して、減速機ハウジング１３の内径面には、凹凸部１３ａが形成されている。この実施形態における凹凸部１３ａは、減速機ハウジング１３の回転方向と交差する方向に延びる突条である。なお、この凹凸部１３ａは、減速機ハウジング１３の内径面に直接形成してもよいし、内径面に凹凸部１３ａを有する環状ベルト（図示省略）を減速機ハウジング１３の内径面に嵌め込んでもよい。
【０１４３】
なお、突条の形状は特に限定されないが、この実施形態においては、減速機ハウジング１３の回転軸線に垂直な突条の断面形状は、互いに平行な短辺と長辺とを有する等脚台形となっている。そして、短辺が減速機ハウジング１３の内径面に接するように配置されている。つまり、減速機ハウジング１３の円周方向を向く突条の壁面（等脚台形の斜辺に相当する壁面）は、減速機ハウジング１３の内径面の接線に対して鋭角に接している。これにより突条の潤滑油を保持する能力が向上する。
【０１４４】
また、突条は、減速機ハウジング１３の内径面の１２箇所に３０°間隔で配置されている。このように、複数の突条を等間隔で配置することにより、潤滑油を安定して移送することが可能となる。
【０１４５】
また、図１５を参照して、第１の車軸軸受２６にも凹凸部２６ｅが形成されている。この実施形態における凹凸部２６ｅは、外輪２６ｂの内径面、円すいころ２６ｃの端面、および保持器２６ｄの端面に設けられている。なお、第２の車軸軸受２７も同様であるので、説明は省略する。
【０１４６】
さらに、図１３を参照して、密封部材２８には、減速機ハウジング１３の回転方向と交差する方向に張り出す堰２８ａが設けられている。この堰２８ａも潤滑油移送機構として機能する。図１６を参照して、この実施形態における堰２８ａは、４５°の間隔を空けて８箇所に等間隔に設けられている。
【０１４７】
なお、鉄道車両駆動ユニット１２ｂを構成するその他の要素については、上記した第１実施形態の鉄道車両駆動ユニット１２と共通するので、説明は省略する。
【０１４８】
ここで、さらに他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１２ｂの潤滑油の流れを詳しく説明する。まず、潤滑油は、減速機ハウジング１３の内部の空間内、すなわち、減速機ハウジング１３、第１および第２のキャリア２４，２５、および密封部材２８，２９で囲まれた領域内に封入されており、減速機構１５の停止時における油面高さは、図１３の直線ｍの位置である。
【０１４９】
次に、減速機ハウジング１３が回転すると、潤滑油移送機構（凹凸部１３ａ，２６ｅ、および堰２８）は、回転しながら空間の底部領域と上部領域との間を移動する。このとき、底部領域で潤滑油を保持し、上部領域で潤滑油を放出する。これにより、空間の上部領域（図１３の入力側回転部材１４より上側の領域）に潤滑油を供給することができる。
【０１５０】
潤滑油移送機構によって放出された潤滑油は、第２実施形態と同様に、上部領域に位置する構成部品、特に内ピン１９と内ピン軸受１９ｅとの間、内ピン軸受１９ｅと曲線板１７，１８との間を潤滑しながら、重力によって底部領域に戻される。また、その一部は、潤滑油保持空間１７ｅ，２０ａに保持される。
【０１５１】
潤滑油移送機構を上記構成とすることにより、減速機ハウジング１３内の空間の上部領域にも積極的に潤滑油を供給することができるので、潤滑性能に優れた鉄道車両駆動ユニット１２を得ることができる。なお、上述した潤滑油移送機構（凹凸部１３ａ，２６ｅ、および堰２８）を全て設ける必要はなく、少なくとも１つ設ければ、この発明の効果を得ることができる。
【０１５２】
ここで、鉄道車両駆動ユニット１２，１２ａ，１２ｂには、車軸軸受、主軸軸受および偏心軸受が取り付けられている。そして、これらの軸受のうちの少なくともいずれか１つには、保持器に潤滑油保持機構が形成されている。ここで、主軸軸受である転がり軸受３０ａ，３０ｂの保持器に、潤滑油保持機構が形成されている場合について説明する。
【０１５３】
図１７は、転がり軸受３０ａを示す拡大図である。図１７を参照して、転がり軸受３０ａは、入力側回転部材１４に固定される内輪７０と、第１のキャリア２４に固定される外輪７１と、内輪７０および外輪７１の間に配置される転動体としての複数の円筒ころ７２と、隣接する円筒ころ７２の間隔を保持する保持器７３とを含む。転がり軸受３０ｂも同様の構成であるため、説明は省略する。
【０１５４】
ここで、保持器７３について詳細に説明する。図１８は、保持器７３を図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩで切断した場合の断面図である。図１９は、保持器７３を図１８中の矢印ＸＩＸ−ＸＩＸで切断した場合の断面図である。図１７〜図１９を参照して、保持器７３は、円環形状の一対のリング部７４と、一対のリング部７４を相互に接続する複数の柱部７５と、隣接する柱部７５の間に円筒ころ７２を収容する複数のポケット７６とを有する。また、保持器７３は、潤滑油を保持する潤滑油保持機構を有する。
【０１５５】
一対のリング部７４の内部には、円周方向に延びるように、潤滑油保持空間７９が形成されている。そして、潤滑油保持空間７９からポケット７６に対面する壁面７４ａに向かって延びるように、油路８１が形成されている。油路８１は、円周方向に等間隔に複数形成されている。
【０１５６】
また、柱部７５の内部には、軸方向に延びるように、潤滑油保持空間８０が形成されている。そして、潤滑油保持空間８０からポケット７６に対面する壁面７５ａ、柱部７５の外径面７５ｂ、および柱部７５の内径面７５ｃに向かって延びるように、油路８２が形成されている。油路８２は、軸方向に等間隔に複数形成されている。
【０１５７】
潤滑油保持機構は、潤滑油保持空間７９，８０および油路８１，８２を含む。潤滑油保持空間７９，８０には、潤滑油が保持されており、転がり軸受３０ａを構成する各部へ潤滑油を供給する。具体的には、十分な量の潤滑油が供給されている時には潤滑油保持空間７９，８０内に潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下したときには潤滑油保持空間７９，８０に保持されている潤滑油を油路８１，８２を通じて放出する。これにより、より安定して潤滑油を供給することができる。
【０１５８】
また、保持器７３の表面には、複数の凹部が形成されている。複数の凹部は、第１〜第４の油溝７７，７８，８３，８４である。
【０１５９】
第１の油溝７７は、柱部７５に形成されている。具体的には、柱部７５のポケット７６に対面する壁面７５ａ、柱部７５の外径面７５ｂ、および柱部７５の内径面７５ｃに形成されている。第１の油溝７７は、軸方向に延びるように形成されている。そして、柱部７５の径方向端部や、円周方向端部や、軸方向端部に接続することなく、第１の油溝７７の外縁部が側壁に囲まれた状態である。
【０１６０】
第２の油溝７８は、一対のリング部７４に形成されている。具体的には、リング部７４のポケット７６に対面する壁面７４ａに形成されている。第２の油溝７８は、円周方向に延びるように形成されている。そして、柱部７５のポケット７６に対面する壁面７５ａに接続することなく、第２の油溝７８の外縁部が側壁に囲まれた状態である。
【０１６１】
第３の油溝８３は、一対のリング部７４に形成されている。具体的には、リング部７４の外径面７４ｂに形成されている。第３の油溝８３は、複数の条溝を円環状に形成されている。
【０１６２】
第４の油溝８４は、一対のリング部７４に形成されている。具体的には、リング部７４の内径面７４ｃに形成されている。第４の油溝８４は、第３の油溝８３の幅より大きい幅で、１つの溝を円環状に形成されている。
【０１６３】
潤滑油保持機構は、第１〜第４の油溝７７，７８，８３，８４を含む。第１〜第４の油溝７７，７８，８３，８４には、潤滑油が保持されており、転がり軸受３０ａを構成する各部へ潤滑油を供給する。これにより、潤滑性能を向上させることができる。また、第１〜第２の油溝７７，７８においては、油路８１，８２の開口部が位置するようになっている。したがって、潤滑油は、第１〜第２の油溝７７，７８に一旦保持され、その後、潤滑油保持空間７９，８０内に保持される。また、潤滑油保持空間７９，８０に保持されている潤滑油は、油路８１，８２を通じて放出されると、放出された潤滑油の一部が、第１〜第２の油溝７７，７８に保持される。これにより、第１〜第２の油溝７７，７８は、潤滑油を確実に保持することができる。また、放出された潤滑油の他の一部は、転がり軸受３０ａを構成する各部へ供給される。
【０１６４】
このように、転がり軸受３０ａは、保持器７３に潤滑油保持機構を有するため、保持した潤滑油を転がり軸受３０ａの内部へ容易に供給することができる。その結果、潤滑性能を向上させることができる。
【０１６５】
なお、上記の実施形態においては、潤滑油保持空間７９，８０、油路８１，８２、および油溝７７，７８，８３，８４は、一対のリング部７４と柱部７５と両方に形成される例について説明したが、これに限ることなく、例えば、図２０および図２１に示すように、柱部７５にのみ形成されてもよい。
【０１６６】
また、上記の実施形態においては、潤滑油保持機構は、第１〜第４の油溝７７，７８，８３，８４を含む例について説明したが、これに限ることなく、図２２および図２３に示すように、潤滑油保持空間７９，８０および油路８１，８２のみであってもよい。また、この場合においても、図２４および図２５に示すように、一対のリング部７４と柱部７５と両方に形成されることなく、柱部７５にのみ形成されてもよい。
【０１６７】
また、上記の実施形態においては、第１の油溝７７は、外縁部が側壁に囲まれた状態である例について説明したが、これに限ることなく、外縁部の一部が、柱部７５の径方向端部や、円周方向端部や、軸方向端部等に接続するように形成されてもよい。
【０１６８】
図２６および図２７は、第５の油溝８５として、外縁部の一部が、柱部７５の外径面７５ｂと内径面７５ｃとに接続するように形成されている例を示す図である。図２６および図２７を参照して、第５の油溝８５は、柱部７５のポケット７６に対面する壁面７５ａに形成され、柱部７５の外径面７５ｂと内径面７５ｃとを接続するように、壁面７５ａの径方向全域に延在するように形成されている。また、第５の油溝８５は、軸方向に並列に複数形成されている。
【０１６９】
第５の油溝８５は、潤滑油を径方向外側および径方向内側に移動させる。その結果、通油性を向上させることができる。通油性の向上は、摩耗粉の除去や転がり軸受３０ａの温度上昇の抑制に寄与する。
【０１７０】
なお、第５の油溝８５は、外縁部の一部が、柱部７５の軸方向一方側端部と軸方向他方側端部とに接続するように、壁面７５ａの軸方向全域に延在するように形成されてもよい。例えば、図２８に示すように、第５の油溝８５を２箇所に形成し、軸方向一方側端部が、互いに近づくように形成されてもよい。また、２箇所の第５の油溝８５は、互いに平行に軸方向または径方向に傾斜するように延びる形状であってもよいし、互いに交差するような形状であってもよい。また、２箇所に限らず、ポケット７６に対面する壁面７５ａの全面に形成されてもよい。
【０１７１】
また、柱部７５のポケット７６に対面する壁面７５ａに表面処理を施してもよい。例えば、金、銀、銅、亜鉛、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、チタン化合物、クロム、二硫化モリブデンおよび樹脂のうちの少なくともいずれか１つを組成物とする層を表面に形成してもよい。こうすることにより、回転時の接触による摩耗等を適切に防止することができる。
【０１７２】
また、保持器７３を焼結金属等の多孔質部材で形成してもよい。この場合、潤滑油保持空間７９，８０を含む構成としなくても、多孔質部材の空孔によって、保持器７３が潤滑油を保持することができる。そして、徐々に保持した潤滑油が染み出すので、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。なお、この場合、保持する潤滑油は、ゲル状のグリースであることが好ましい。
【０１７３】
また、保持器７３を樹脂で形成してもよい。このとき、光造形法にて形成してもよい。光造形法とは、樹脂の表面にレーザを照射して樹脂を硬化させ、硬化した層を徐々に移動させ積層することにより形成する方法である。なお、このとき、複数の種類の樹脂を積層することにより形成してもよい。また、保持器７３は、射出成形にて形成してもよい。射出成形とは、成形材料を加熱・融解させた後、型に高圧で射出注入し、冷却・固化して製品とする方法である。
【０１７４】
また、保持器７３をセラミックスで形成してもよい。セラミックスは、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）であってもよい。サイアロンとは、珪素、アルミニウム、酸素、窒素から構成され、窒化物と酸化物の中間的な組成の酸窒化物系のセラミックスである。これにより、耐熱性、耐摩耗性に優れ、強度を向上した保持器７３を得ることができる。その結果、潤滑性能を向上させると共に、長寿命化を図ることができる。
【０１７５】
具体的には、保持器７３は、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されてもよい。これにより、転がり軸受３０ａ，３０ｂは、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる保持器７３を備えた転がり軸受３０ａ，３０ｂとすることができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【０１７６】
図２９は、βサイアロン焼結体からなる保持器７３を示す図であって、図１８等に対応する図である。図２９を参照して、保持器７３において、軸受を構成する他の部品と接触するポケット７６に対面する壁面７５ａ等を含む領域には、内部７５ｚよりも緻密性の高い層である緻密層７５ｙが形成されている。この緻密層７５ｙの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は７％以下である。
【０１７７】
さらに、図２９を参照して、緻密層７５ｙの表面であるポケット７６に対面する壁面７５ａ等を含む領域には、緻密層７５ｙ内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層７５ｘが形成されている。この高緻密層７５ｘの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は３．５％以下となっている。これにより、耐久性をより向上させ、疲労寿命を一層向上させることができる。なお、内部７５ｚにおける白色領域の面積率は、たとえば１５％以上である。
【０１７８】
また、保持器７３は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されてもよい。焼結助剤を含むことで、容易に焼結体の気孔率を低下させることが可能となり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる保持器７３を備えた転がり軸受３０ａ，３０ｂを容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。
【０１７９】
また、上記の実施形態においては、主軸軸受である転がり軸受３０ａ，３０ｂを構成する要素の少なくとも一部、具体的には、保持器７３をサイアロンで形成する例について説明したが、これに限ることなく、軸受を構成する他の要素にも適用することができる。さらに、車軸軸受である第１および第２の車軸軸受２６，２７や、偏心軸受である転がり軸受３２，３３にも適用することができる。すなわち、車軸軸受、主軸軸受、および偏心軸受のうちの少なくともいずれか１つは、構成要素の少なくとも一部がサイアロンで形成された転がり軸受であってよい。これにより、例えば、高速回転や、長期間の使用に耐えるために、耐久性が要求される場合であっても、構成要素の少なくとも一部がサイアロンで形成された転がり軸受を使用することから、軸受の強度を向上させることができる。その結果、長寿命化を図ることができる。
【０１８０】
特に、偏心軸受である転がり軸受３２，３３においては、偏心を伴って回転することから、保持器に遠心力が作用して、他の軸受より破損の虞が大きくなる。しかし、このように、保持器をサイアロンで形成することにより、軸受の強度を向上させることができる。
【０１８１】
ここで、主軸軸受である転がり軸受３０ａ，３０ｂにおいて、転動体としての複数の円筒ころ７２をサイアロンで形成した場合について説明する。
【０１８２】
円筒ころ７２は、保持器７３と同様に、サイアロンで形成される。これにより、耐熱性、耐摩耗性に優れ、強度を向上した円筒ころ７２を得ることができる。その結果、長寿命化を図ることができる。
【０１８３】
具体的には、円筒ころ７２は、保持器７３と同様に、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。
【０１８４】
また、円筒ころ７２は、保持器７３と同様に、Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚの組成式で表され、０．１≦Ｚ≦３．５を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不可避的不純物からなる焼結体から構成されてもよい。
【０１８５】
なお、上記の実施形態においては、保持器７３に潤滑油保持機構が形成されている例について説明したが、これに限ることなく、軸受を構成する他の要素にも適用することができる。例えば、転動体としての円筒ころ７２の内部に潤滑油保持空間７２ａが形成されてもよい。すなわち、転がり軸受３０ａは、内部に潤滑油保持空間７２ａを有する転動体としての円筒ころ７２を含む構成である。図１７を参照して、潤滑油保持空間７２ａは、円筒ころ７２の自転軸線に沿って延びる貫通孔である。さらに、潤滑油保持空間７２ａの内径面７２ｂには、図１７中の網掛け部分に示すように螺旋状溝が形成されている。
【０１８６】
潤滑油保持空間７２ａには潤滑油が保持されており、転がり軸受３０ａを構成する各部へ潤滑油を供給する。具体的には、十分な量の潤滑油が供給されている時には潤滑油保持空間７２ａ内に潤滑油を保持しておき、潤滑油の供給量が低下したときには潤滑油保持空間７２ａ内に保持されている潤滑油を螺旋状溝に沿って放出する。
【０１８７】
このように、転動体としての円筒ころ７２内に潤滑油を保持することができ、保持した潤滑油を軸受を構成する各部等に供給することができる。また、螺旋状溝によって、潤滑油をスムーズに供給することができる。
【０１８８】
さらに、潤滑油保持空間７２ａに潤滑油を含浸した多孔質部材（図示省略）を格納してもよい。これにより、徐々に潤滑油が染み出すので、長期間に亘って安定して潤滑油を供給することができる。なお、多孔質部材としては、発泡ウレタン等が挙げられる。
【０１８９】
なお、潤滑油保持空間７２ａは、円筒ころ７２の自転軸線に沿って延びる貫通孔である例について説明したが、これに限ることなく、円筒ころ７２の軸方向端面から軸方向に凹む凹部であってもよい。
【０１９０】
また、上記の実施形態においては、主軸軸受である転がり軸受３０ａ，３０ｂの保持器７３に潤滑油保持機構が形成されていたり、円筒ころ７２の内部に潤滑油保持空間７２ａが形成されている例について説明したが、これに限ることなく、車軸軸受である第１および第２の車軸軸受２６，２７や、偏心軸受である転がり軸受３２，３３にも適用することができる。すなわち、車軸軸受、主軸軸受および偏心軸受のうちの少なくともいずれか１つは、内部に潤滑油保持空間を有する転動体を含んでもよいし、潤滑油保持機構を有する保持器を含んでもよい。
【０１９１】
また、車軸軸受である第１および第２の車軸軸受２６，２７においては、円すいころ軸受を採用することから、円すいころに潤滑油保持空間を形成して、潤滑油保持空間の内径面に螺旋状溝を形成すると、潤滑油は、遠心力によって小径側端部から大径部側端部に移動する。これにより、潤滑油を小径側端部から大径側端部に送ることができる。
【０１９２】
また、上記の実施形態においては、主軸軸受である転がり軸受３０ａ，３０ｂとして、円筒ころを備える円筒ころ軸受に潤滑油保持空間を設ける例について説明したが、これに限ることなく、他の軸受にも適用することができる。例えば、転動体として玉を備える玉軸受にも適用することができる。
【０１９３】
ここで、玉に潤滑油保持空間を設ける方法について説明する。まず、玉を成形する際に、中心部に樹脂や揮発性固体の球体を装填して、セラミック原料粉にて成形する。その後、脱脂工程や昇温により中心部の球体を焼失、炭化、減量または揮発させ、焼結する。このようにして、玉に潤滑油保持空間を設ける。なお、中心部に装填する球体の樹脂材料としては、ポリビニールアルコールやポリビニールブチラールなどの有機バインダー剤が挙げられる。また、揮発性固体材料としては、ドライアイスやナフタリンなどの昇華性物質が挙げられる。
【０１９４】
なお、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、円すいころ軸受、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。
【０１９５】
また、上記の実施形態における内ピン軸受１９ｅ，２０ｅおよび外ピン軸受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。
【０１９６】
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】
【０１９７】
この発明は、鉄道車両駆動ユニットに有利に利用される。
【符号の説明】
【０１９８】
１０，１０ａ，１０ｂ  鉄道車両用車輪駆動装置、１１  車輪、１２，１２ａ，１２ｂ  鉄道車両駆動ユニット、１３  減速機ハウジング、１３ａ，２６ｅ  凹凸部、１４  入力側回転部材、１４ａ  軸心油路、１４ｂ  潤滑油供給口、１５  減速機構、１６  偏心部材、１６ａ，１６ｂ  偏心部、１７，１８  曲線板、１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，２０ｂ，２０ｆ，２５ａ，３２ｄ，３３ｄ  貫通孔、１７ｃ，１８ｃ  波形、１７ｄ，１８ｄ、８１，８２  油路、１７ｅ，１８ｅ，２０ａ，７２ａ，７９，８０  潤滑油保持空間、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  軸受、２２，２３  カウンタウェイト、２２ａ  大径扇状部、２２ｂ  小径扇状部、２２ｃ  周方向油路、２２ｄ  径方向油路、２２ｅ  フィン、２４，２５  キャリア、２４ａ，２４ｂ，２５ｂ  孔、２５ｃ  潤滑油排出口、２４ｃ，２４ｄ  回転軸、２６，２７  車軸軸受、２６ａ，２７ａ，７０  内輪、２６ｂ，２７ｂ，７１  外輪、２６ｃ，２７ｃ，３２ｂ，３３ｂ  円すいころ、２６ｄ，２７ｄ，３２ｃ，３３ｃ，７３  保持器、２８，２９，３１  密封部材、２８ａ  堰、３０ａ，３０ｂ，３２，３３  転がり軸受、３２ａ，３３ａ  内輪部材、３４  循環油路、３５  潤滑油貯留部、３６  外接リング、３７  ナット、３８  潤滑油供給路、３９  潤滑油排出路、４１，５１，６１  ポンプ、４２，４３，５２，６２  駆動歯車、５３，６３，６４  従動歯車、７２  円筒ころ、７４  一対のリング部、７４ａ，７５ａ  壁面、７４ｂ，７５ｂ  外径面、７２ｂ，７４ｃ，７５ｃ  内径面、７５  柱部、７５ｘ  高緻密層、７５ｙ  緻密層、７５ｚ  内部、７６  ポケット、７７，７８，８３，８４，８５  油溝。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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