(57)【要約】【課題】温度上昇を抑制することができる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１１の内径面に保持されて車輪１１と一体回転する減速機ハウジング１３と、駆動源に接続されている入力側回転部材１４と、減速機ハウジング１３と入力側回転部材１４との間に配置され、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に伝達する減速機構１５と、減速機ハウジング１３の内径側に配置され、車両本体に連結固定される固定部材２４，２５と、その内径側領域が固定部材２４，２５に固定され、その外径側領域が減速機ハウジング１３の内径面と摺接し、固定部材２４，２５と減速機ハウジング１３との間の内部空間を密封する密封部材２８，２９とを備え、密封部材２９には、内部空間と駆動ユニットの外部空間とを貫通し、駆動ユニット内に封入された潤滑油を排出する潤滑油排出口３８が設けられている。【選択図】図１
2011037353.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、
前記減速機ハウジングの内径側に配置され、駆動源に接続されている入力側回転部材と、
前記減速機ハウジングと前記入力側回転部材との間に配置され、前記入力側回転部材の回転を減速して前記減速機ハウジングに伝達する減速機構と、
前記減速機ハウジングの内径側に配置され、車両本体に連結固定される固定部材と、
その内径側領域が前記固定部材に固定され、その外径側領域が前記減速機ハウジングの内径面と摺接し、前記固定部材と前記減速機ハウジングとの間の内部空間を密封する密封部材とを備え、
前記密封部材には、前記内部空間と前記駆動ユニットの外部空間とを貫通し、前記駆動ユニット内に封入された潤滑油を排出する潤滑油排出口が設けられている、鉄道車両駆動ユニット。
【請求項２】
前記固定部材の外径面に固定される内輪、前記減速機ハウジングの内径面に固定される外輪、および前記内輪および前記外輪の間に配置される複数の円すいころを含み、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を備え、
前記密封部材は、前記円すいころの大径側端部側に配置される、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項３】
前記潤滑油排出口は、前記円すいころと軸方向に対向する位置に設けられている、請求項２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項４】
前記密封部材は、前記内径側領域を構成する金属製の芯金部と、前記外径側領域を構成するゴム製のリップ部とを有し、
前記潤滑油排出口は、前記芯金部に設けられている、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】
前記潤滑油排出口は、前記固定部材の鉛直下方側に設けられている、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６】
前記駆動ユニットは、前記駆動ユニット内で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構を備え、
前記潤滑油循環機構は、
前記入力側回転部材の内部を軸方向に延びる軸心油路と、
前記軸心油路から前記入力側回転部材の外径面に向かって延びる潤滑油供給口と、
前記潤滑油排出口と、
前記潤滑油排出口および前記軸心油路を接続し、前記潤滑油排出口から排出された潤滑油を前記軸心油路に還流する循環油路とを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項７】
前記潤滑油循環機構は、潤滑油を強制的に循環させるポンプをさらに備える、請求項６に記載の鉄道車両駆動ユニット。
【請求項８】
前記潤滑油循環機構は、前記潤滑油排出口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をさらに備える、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】
前記入力側回転部材は、偏心部を有し、
前記減速機構は、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を含む、請求項１〜８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。
【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】
上記構成のような鉄道車両駆動ユニットには、各構成部品が相互に接触しながら回転するため、接触部分を潤滑する潤滑油が封入されている。しかし、駆動ユニット内に封入されている潤滑油は、回転に伴う遠心力によって、車輪側である外径側に移動する。その結果、外径側の潤滑油量が多くなり、攪拌抵抗による発熱等を引き起こしてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、温度上昇を抑制することができる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】
【０００７】
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、減速機ハウジングの内径側に配置され、駆動源に接続されている入力側回転部材と、減速機ハウジングと入力側回転部材との間に配置され、入力側回転部材の回転を減速して減速機ハウジングに伝達する減速機構と、減速機ハウジングの内径側に配置され、車両本体に連結固定される固定部材と、その内径側領域が固定部材に固定され、その外径側領域が減速機ハウジングの内径面と摺接し、固定部材と減速機ハウジングとの間の内部空間を密封する密封部材とを備え、密封部材には、内部空間と駆動ユニットの外部空間とを貫通し、駆動ユニット内に封入された潤滑油を排出する潤滑油排出口が設けられている。
【０００８】
上記構成の鉄道車両駆動ユニットは、駆動ユニット内に封入された潤滑油を潤滑油排出口から排出する。潤滑油排出口は、車輪の内径面に保持される減速機ハウジングと摺接する密封部材に設けられているため、回転に伴う遠心力によって、車輪側である外径側に移動する潤滑油をスムーズに排出することができる。その結果、外径側に滞留する潤滑油量を少なくすることができ、駆動ユニットの攪拌抵抗による温度上昇を抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、固定部材の外径面に固定される内輪、減速機ハウジングの内径面に固定される外輪、および内輪および外輪の間に配置される複数の円すいころを含み、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を備え、密封部材は、円すいころの大径側端部側に配置される。潤滑油は、円すいころの小径側端部側から軸受内部を通って、大径側端部側に排出される。したがって、潤滑油排出口を車軸軸受の大径側端部側に設けることにより、スムーズに潤滑油を排出することができる。
【００１０】
好ましくは、潤滑油排出口は、円すいころと軸方向に対向する位置に設けられている。こうすることにより、潤滑油は、容易に潤滑油排出口に流れ込むことができる。
【００１１】
好ましくは、密封部材は、内径側領域を構成する金属製の芯金部と、外径側領域を構成するゴム製のリップ部とを有し、潤滑油排出口は、芯金部に設けられている。こうすることにより、スムーズに潤滑油を排出することができる。
【００１２】
好ましくは、潤滑油排出口は、固定部材の鉛直下方側に設けられている。こうすることにより、重力の力を利用して、容易に潤滑油を排出することができる。
【００１３】
好ましくは、駆動ユニットは、駆動ユニット内で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構を備え、潤滑油循環機構は、入力側回転部材の内部を軸方向に延びる軸心油路と、軸心油路から入力側回転部材の外径面に向かって延びる潤滑油供給口と、潤滑油排出口と、潤滑油排出口および軸心油路を接続し、潤滑油排出口から排出された潤滑油を軸心油路に還流する循環油路とを含む。こうすることにより、駆動ユニット内で、潤滑油を循環させることができる。また、入力側回転部材から減速機構に対して潤滑油が供給されるので、遠心力で外径側に移動することによる入力側回転部材周辺での潤滑油不足を防止することができる。
【００１４】
好ましくは、潤滑油循環機構は、潤滑油を強制的に循環させるポンプをさらに備える。こうすることにより、潤滑油をスムーズに循環させることができる。
【００１５】
好ましくは、潤滑油循環機構は、潤滑油排出口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をさらに備える。こうすることにより、潤滑油の流量を調整して、減速機構の攪拌抵抗の増加を防止することができると共に、減速機構に潤滑油をさらに安定して供給することができる。
【００１６】
一実施形態として、入力側回転部材は、偏心部を有し、減速機構は、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を含む。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、鉄道車両駆動ユニットは、駆動ユニット内に封入された潤滑油を潤滑油排出口から排出する。潤滑油排出口は、車輪の内径面に保持される減速機ハウジングと摺接する密封部材に設けられているため、回転に伴う遠心力によって、車輪側である外径側に移動する潤滑油をスムーズに排出することができる。その結果、外径側に滞留する潤滑油量を少なくすることができ、駆動ユニットの攪拌抵抗による温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜図３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周辺の拡大図である。
【００２０】
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。
【００２１】
鉄道車両駆動ユニット１２は、減速機ハウジング１３と、減速機ハウジング１３の内径側に配置される入力側回転部材１４と、減速機ハウジング１３と入力側回転部材１４との間に配置される減速機構１５と、減速機ハウジング１３の内径側に配置され、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内で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構とを主に備える。
【００２２】
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、カウンタウェイト２２，２３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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。具体的には、減速機ハウジング１３の軸方向両端部であって、第１および第２の車軸軸受２６，２７の円すいころ２６ｃ，２７ｃの大径側端部側に設けられている。
【００２８】
密封部材２８は、この実施形態においては、金属製の芯金部２８ａと、ゴム製のリップ部２８ｂとを有する構成である。芯金部２８ａは、軸方向に延びる面および径方向に延びる面を有する略Ｌ字状である。軸方向に延びる面は、密封部材２８の内径側領域となり、第１のキャリア２４に固定されている。径方向に延びる面は、密封部材２８の外径側領域となる。リップ部２８ｂは、芯金部２８ａの径方向に延びる面の一部を覆うようにして設けられており、減速機ハウジング１３の内径面と摺接する。これにより、密封部材２８は、回転することなく、第１のキャリア２４に固定された状態で、第１のキャリア２４と減速機ハウジング１３との間の内部空間を密封する。
【００２９】
また、密封部材２９においても同様に、金属製の芯金部２９ａと、ゴム製のリップ部２９ｂとを有する構成である。芯金部２９ａは、第２のキャリア２５に固定されている。リップ部２９ｂは、減速機ハウジング１３の内径面と摺接する。これにより、密封部材２９は、回転することなく、第２のキャリア２５に固定された状態で、第２のキャリア２５と減速機ハウジング１３との間の内部空間を密封する。なお、密封部材２９には、鉄道車両駆動ユニット１２内に封入された潤滑油を排出する潤滑油排出口３８が設けられている。詳細については後述する。
【００３０】
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、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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とを有する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。また、内輪部材３２ａには、軸方向両端部に、外径側に突出する鍔部３２ｅを有する。転がり軸受３３も同様の構成であるので、説明は省略する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。そして、長手方向一方側が第１のキャリア２４に保持されて、長手方向他方側が第２のキャリア２５に保持されている。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には、内ピン軸受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軸受１９ｅ，２０ｅは、滑り軸受である。
【００３８】
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。
【００３９】
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。また、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。
【００４０】
また、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、曲線板１７，１８の波形１７ｃ，１８ｃと係合して、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。ここで、外ピン２１は、外周係合部材として機能する。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、複数箇所に設けられる潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅと、密封部材２９に設けられる潤滑油排出口３８と、潤滑油排出口３８および軸心油路１４ａを接続し、潤滑油排出口３８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３８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。
【００４５】
潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅは、偏心部材１６を保持する位置に設けられている。潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅは、互いに異なる方向を指向（一方は上向き、他方は下向き）するように配置されている。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，１４ｅに連通する貫通孔１６ｃ，３２ｄ，３３ｄが設けられている。この貫通孔３２ｄ，３３ｄは、内輪３２ａ，３３ａの軌道面に位置する。潤滑油は、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅと、貫通孔１６ｃ，３２ｄ，３３ｄとを通り、鉄道車両駆動ユニット１２内に供給される。なお、貫通孔３２ｄ，３３ｄを内輪３２ａ，３３ａの鍔部３２ｅ，３３ｅに位置するように設けてもよい。これにより、内輪３２ａ，３３ａの鍔部３２ｅ，３３ｅにおいて、保持器３２ｃ，３３ｃを案内する場合、鍔部３２ｅ，３３ｅに設けられていることから、高速回転時の保持器３２ｃ，３３ｃとの接触による焼付き等を適切に防止することができる。
【００４６】
ここで、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅは、第１の偏心部１６ａおよび第２の偏心部１６ｂのそれぞれの最大偏心位置と１８０°異なる位置、すなわち、カウンタウェイト２２，２３と同位相に設けることが好ましい。偏心部材１６は、偏心していることから、最大偏心位置に大きな負荷がかかってしまう。このような最大偏心位置に、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅを設けると、内輪３２ａ，３３ａの軌道面において、孔を起点とした剥離等を生じる虞がある。そこで、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅを、第１の偏心部１６ａおよび第２の偏心部１６ｂのそれぞれの最大偏心位置と１８０°異なる位置に設けることにより、偏心部材１６において、負荷の大きくかかる部分を避けて、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅを設ける。その結果、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅを起点とした剥離等を適切に防止することができる。
【００４７】
また、潤滑油供給口１４ｃ，１４ｄは、入力側回転部材１４を支持する転がり軸受３０ａ，３０ｂの近傍に設けられている。具体的には、潤滑油供給口１４ｃ，１４ｄは、転がり軸受３０ａ，３０ｂの偏心部材１６側に設けられている。潤滑油供給口１４ｃ，１４ｄは、互いに異なる方向を指向（一方は上向き、他方は下向き）するように配置されている。潤滑油は、潤滑油供給口１４ｃ，１４ｄを通り、鉄道車両駆動ユニット１２内に供給される。
【００４８】
潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅは、循環油路３４側から軸方向に、潤滑油供給口１４ｄ、潤滑油供給口１４ｂ、潤滑油供給口１４ｅ、潤滑油供給口１４ｃの順に位置する。すなわち、潤滑油供給口１４ｄおよび潤滑油供給口１４ｂは、循環油路３４から近い第１の位置に設けられており、潤滑油供給口１４ｅおよび潤滑油供給口１４ｃは、循環油路３４から遠い第２の位置に設けられている。そして、潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅの径は、循環油路３４側から順に大きくなるように設けられている。例えば、潤滑油供給口１４ｄの径は、２ｍｍであって、潤滑油供給口１４ｂの径は、３ｍｍであって、潤滑油供給口１４ｅの径は、４ｍｍであって、潤滑油供給口１４ｃの径は、５ｍｍである。
【００４９】
潤滑油排出口３８は、密封部材２９に設けられており、第２のキャリア２５の鉛直下方側であって、第２の車軸軸受２７の円すいころ２７ｃと軸方向に対向する位置に設けられている。具体的には、この実施形態においては、密封部材２９の芯金部２９ａの径方向に延びる面に設けられており、円形状である。また、１箇所設けられている。潤滑油排出口３８は、第１および第２のキャリア２４，２５と減速機ハウジング１３との間の内部空間と鉄道車両駆動ユニット１２の外部空間とを貫通し、鉄道車両駆動ユニット１２内に封入された潤滑油を排出する。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、循環油路３４側から軸方向に軸心油路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〜１４ｅから流出する。このとき、複数の潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅのうち、潤滑油供給口１４ｂおよび潤滑油供給口１４ｅと、潤滑油供給口１４ｄおよび潤滑油供給口１４ｃとを互いに異なる方向を指向（一方は上向き、他方は下向き）するように配置しているので、潤滑油を満遍なく供給することができる。また、潤滑油供給口１４ｂ，１４ｅは、偏心部材１６を保持する位置に設けているので、転がり軸受３２，３３に積極的に潤滑油を供給することができる。また、潤滑油供給口１４ｄ，１４ｃは、転がり軸受３０ａ，３０ｂの近傍に設けているので、転がり軸受３０ａ，３０ｂに積極的に潤滑油を供給することができる。また、潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅの径は、循環油路３４側から順に大きくなるように設けているので、循環油路３４から遠い第２の位置に設けられている潤滑油供給口１４ｃ，１４ｅであっても、適切な量の潤滑油を流出させることができる。その結果、潤滑油を軸方向に満遍なく供給することができ、循環油路３４から遠くに位置する転がり軸受３２，３０ａであっても、温度上昇を適切に防止することができる。
【００５７】
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、転がり軸受３０ａ，３０ｂ、転がり軸受３２，３３の内側軌道面、外側軌道面、曲線板１７，１８と内ピン１９，２０との当接部分、曲線板１７，１８と外ピン２１との当接部分、および第１および第２の車軸軸受２６，２７等を潤滑しながら外径側に移動する。
【００５８】
そして、第２の車軸軸受２７に到達した潤滑油は、円すいころ２７ｃの小径側端部側から軸受内部を通って、大径側端部側に排出される。そうすると、円すいころ２７ｃの大径側端部側には、密封部材２９が配置されていることから、潤滑油は、密封部材２９に設けられている潤滑油排出口３８を通って鉄道車両駆動ユニット１２の外部へ排出される。このとき、潤滑油排出口３８は、第２の車軸軸受２７の円すいころ２７ｃと軸方向に対向する位置に設けられているため、潤滑油は、容易に潤滑油排出口３８に流れ込むことができる。そして、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。
【００５９】
このように、鉄道車両駆動ユニット１２は、鉄道車両駆動ユニット１２内に封入された潤滑油を潤滑油排出口３８から排出する。潤滑油排出口３８は、車輪１１の内径面に保持される減速機ハウジング１３と摺接する密封部材２９に設けられているため、回転に伴う遠心力によって、車輪１１側である外径側に移動する潤滑油をスムーズに排出することができる。その結果、外径側に滞留する潤滑油量を少なくすることができ、鉄道車両駆動ユニット１２の攪拌抵抗による温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
また、潤滑油排出口３８を第２の車軸軸受２７の円すいころ２７ｃの大径側端部側に設けることにより、スムーズに潤滑油を排出することができる。
【００６１】
また、潤滑油排出口３８を第２のキャリア２５の鉛直下方側に設けることにより、重力の力を利用して、容易に潤滑油を排出することができる。
【００６２】
また、潤滑油循環機構を設けたことにより、鉄道車両駆動ユニット１２内で、潤滑油を循環させることができる。また、入力側回転部材１４から減速機構１５に対して潤滑油が供給されるので、遠心力で外径側に移動することによる入力側回転部材１４周辺での潤滑油不足を防止することができる。
【００６３】
また、潤滑油が確実に排出されることにより、潤滑油循環機構における鉄道車両駆動ユニット１２内の潤滑油の循環がスムーズとなる。または、潤滑油循環機構にポンプ（図示省略）を設けて、潤滑油を強制的に循環させるようにしてもよい。これにより、潤滑油の循環がさらにスムーズとなる。
【００６４】
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３８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。
【００６５】
さらに、入力側回転部材１４の回転数に応じて、軸心油路１４ａに還流する潤滑油量を変化させることにより、鉄道車両駆動ユニット１２を構成する各部の温度上昇を適切に防止することができる。具体的には、高速回転時には、軸心油路１４ａに還流する潤滑油量を多くして、低速回転時には、軸心油路１４ａに還流する潤滑油量を少なくする。これにより、鉄道車両駆動ユニット１２の長寿命化を図ることができる。
【００６６】
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。
【００６７】
また、上記の実施形態においては、潤滑油供給口１４ｂ〜１４ｅは、偏心部材１６を保持する位置と、入力側回転部材１４を支持する転がり軸受３０ａ，３０ｂの近傍とに設ける例について説明したが、これに限ることなく、潤滑油の供給状況に応じて、偏心部材１６を保持する位置のみに設けてもよいし、入力側回転部材１４を支持する転がり軸受３０ａ，３０ｂの近傍のみに設けてもよい。
【００６８】
また、上記の実施形態においては、潤滑油排出口３８は、密封部材２９に設ける例について説明したが、これに限ることなく、密封部材２８に設けてもよい。
【００６９】
また、上記の実施形態においては、潤滑油排出口３８は、密封部材２９の芯金部２９ａに設ける例について説明したが、これに限ることなく、リップ部２９ｂに設けてもよい。
【００７０】
また、上記の実施形態においては、潤滑油排出口３８は、１箇所のみ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、円周方向に複数箇所に設けてもよい。これにより、よりスムーズに潤滑油を排出することができる。
【００７１】
また、上記の実施形態においては、潤滑油排出口３８は、円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、長穴状であってもよいし、他の形状であってもよい。
【００７２】
また、上記の実施形態においては、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を備える構成とし、入力側回転部材１４から潤滑油を供給する例について説明したが、これに限ることなく、例えば、第１および第２のキャリア２４，２５に油路を設けることにより、第１および第２のキャリア２４，２５から潤滑油を供給してもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態においては、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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】
【００７８】
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】
【００７９】
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、１４ａ  軸心油路、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  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，３２ｄ，３３ｄ  貫通孔、１７ｃ，１８ｃ  波形、１９，２０  内ピン、２１  外ピン、１９ｅ，２０ｅ，２１ａ  軸受、２２，２３  カウンタウェイト、２４，２５  キャリア、２６，２７  車軸軸受、２６ａ，２７ａ  内輪、２６ｂ，２７ｂ  外輪、２６ｃ，２７ｃ，３２ｂ，３３ｂ  円すいころ、２６ｄ，２７ｄ，３２ｃ，３３ｃ  保持器、２８，２９，３１  密封部材、２８ａ，２９ａ  芯金部、２８ｂ，２９ｂ  リップ部、３０ａ，３０ｂ，３２，３３  転がり軸受、３２ａ，３３ａ  内輪部材、３２ｅ，３３ｅ  鍔部、３４  循環油路、３５  潤滑油貯留部、３６  外接リング、３８  潤滑油排出口。
【図１】
2011037353.tif 000003
【図２】
2011037353.tif 000004
【図３】
2011037353.tif 000005