WO2009104594A1 - 鉄道車両駆動ユニット - Google Patents

Abstract

　鉄道車両駆動ユニット１２は、鉄道車両の車輪１１を回転駆動する駆動ユニットである。具体的には、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、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の内部に配置され、車両本体に連結固定される固定部材２３と、減速機ハウジング１３を固定部材２３に対して回転自在に支持する車軸軸受２４，２５と、減速機構と車軸軸受２４，２５との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構３２，３３とを備える。

Description

鉄道車両駆動ユニット

　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。

　従来の鉄道車両駆動ユニットは、例えば、特開２００７－２３０５０８号公報に開示されている。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。

　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。

　上記構成の減速機は、各構成部品が相互に接触しながら回転するので、接触部分を潤滑する潤滑油が必要になる。しかし、減速機内部の潤滑油は、回転に伴う遠心力によって径方向外側に偏るので、入力軸周辺（径方向内側）で潤滑油が不足しがちになる。一方、入力軸周辺の潤滑油量を確保するために、減速機内部に封入する潤滑油量を増加すれば、攪拌抵抗によって発熱が増大すると共に、減速機のトルク損失が増大する。

　また、減速機の内部に封入されている潤滑油は、入力軸等の回転に伴う遠心力の影響を受けてケーシングの内径面に沿って広がるので、減速機の運転時における油面高さは、停止時と比較して低くなる。つまり、減速機の運転時には、入力軸周辺の潤滑油量が不足するという問題を生じる。

　この発明の目的は、潤滑油の油面高さを一定に保つことによって、潤滑性能に優れた鉄道車両駆動ユニットを提供することである。

　この発明の他の目的は、発熱およびトルク損失を低減すると共に、潤滑性能を向上させた鉄道車両駆動ユニットを提供することである。

　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、駆動源に接続されている入力側回転部材と、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、減速機構と車軸軸受との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構とを備える。

　上記構成のように、減速機ハウジング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、減速機構の発熱およびトルク損失を低減することができる。

　好ましくは、潤滑油循環機構は、入力側回転部材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。これにより、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。

　一実施形態として、潤滑油循環機構は、固定部材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潤滑油路を含む。

　好ましくは、車軸軸受は、固定部材の外径面に固定される内輪と、減速機ハウジングの内径面に固定される外輪と、内輪および外輪の間に配置される複数の円錐ころとを含む円錐ころ軸受である。また、減速機ハウジングと固定部材との間には、円錐ころの大径側端部に対面する位置に減速機ハウジングの内部を密封する密封部材が配置されている。そして、潤滑油路の径方向外側の開口部は、円錐ころ軸受および密封部材の間に設けられている。円錐ころ軸受の内部の潤滑油は、遠心力によって大径側端部から排出される。そこで、潤滑油路の径方向外側の開口部は、車軸軸受の大径側端部に隣接する位置に設けるのが望ましい。

　一実施形態として、密封部材は、固定部材の外径面に摺接するリップ部を有し、減速機ハウジングの内径面に固定されて、減速機ハウジングと一体回転する。

　好ましくは、入力側回転部材は偏心部を有する。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。そして、潤滑油路の径方向内側の開口部は、偏心部に対面する位置に設けられている。入力側回転部材は高速回転するので、偏心部の周辺には多くの潤滑油が必要となる。そこで、潤滑油路の径方向内側の開口部は、偏心部に対面する位置に設けるのが望ましい。

　好ましくは、減速機構は内部に潤滑油が封入された空間内に保持され、潤滑油循環機構は潤滑油が封入された空間と相互に潤滑油の移動が可能な状態で空間と連通する潤滑油保持室とを備える。

　上記構成とすれば、内部に潤滑油が封入された空間の油面高さの変化に伴って、空間と潤滑油保持室との間で潤滑油が移動する。その結果、減速機構の停止時と運転時における油面高さの変化を小さくすることができる。

　好ましくは、潤滑油保持室は、減速機ハウジングの内部に配置されている。そして、空間と潤滑油保持室とは、互いの内部圧力を同一にするための通気孔と、互いの油面高さを同一にするための潤滑油通路とで接続されている。これにより、単純な構成で油面高さを調整することが可能となる。

　好ましくは、駆動ユニットは、内部に潤滑油の封入された空間に封入されている潤滑油の状態を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に応じて、内部に潤滑油の封入された空間と潤滑油保持室との間で潤滑油を移動させる潤滑油移動手段とを備える。

　好ましくは、潤滑油移動手段は、検出手段の検出結果が閾値を上回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を加圧し、検出手段の検出結果が閾値を下回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を減圧する圧力調整装置である。これにより、鉄道車両駆動ユニットの使用状況に合わせて適切な閾値を選択することができる。

　一実施形態として、潤滑油保持室は、その内部を内部に潤滑油の封入された空間から隔離された第１の領域と、内部に潤滑油の封入された空間に連通する第２の領域とに区画するピストンを有する。そして圧力調整装置は、ピストンを移動させることによって、潤滑油保持室の内部を加減圧する。

　好ましくは、検出手段は、内部に潤滑油の封入された空間に封入されている潤滑油の温度を検出する温度センサである。減速機構の運転時には潤滑油の温度が上昇する。したがって、潤滑油の温度が一定値を超えたときに、潤滑油保持室から内部に潤滑油の封入された空間に潤滑油を供給することにより、油面高さを調整することができると共に、温度上昇を抑制することが可能となる。

　好ましくは、検出手段は、入力側回転部材の回転速度を検出する回転センサである。潤滑油に作用する遠心力は、入力側回転部材の回転速度に依存する。したがって、入力側回転部材の回転速度が一定値を超えたときに、潤滑油保持室から内部に潤滑油の封入された空間に潤滑油を供給することにより、油面高さを調整することができる。

　好ましくは、潤滑油保持室は、減速機ハウジングの外部に設けられている。これにより、潤滑油保持室の大きさの自由度が広がる。

　好ましくは、潤滑油保持室には、内部の潤滑油を濾過する濾過装置が設けられている。これにより、鉄道車両駆動ユニットの潤滑性能を長期間に亘って維持することができる。

　なお、減速機構は内部に潤滑油が封入された空間内に保持され、潤滑油循環機構は、減速機ハウジングおよび入力側回転部材のうちの少なくともいずれか一方の回転を利用して、空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ潤滑油移送機構とを備えるのが好ましい。

　上記構成とすることにより、減速機ハウジング内の潤滑油が封入された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を得ることができる。

　一実施形態として、潤滑油移送機構は、入力側回転部材の回転を利用して、潤滑油が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。

　好ましくは、駆動ユニットは、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をさらに備える。固定部材は、その内部に潤滑油移送機構と、潤滑油移送機構から潤滑油が封入された空間の底部領域に向かって延び、潤滑油移送機構に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、潤滑油移送機構から潤滑油が封入された空間の上部領域に向かって延び、潤滑油移送機構からの潤滑油を排出する潤滑油排出路とを含む。

　好ましくは、潤滑油移送機構は、入力側回転部材が正回転したことによって潤滑油を汲み上げる第１のポンプと、入力側回転部材が逆回転したことによって潤滑油を汲み上げる第２のポンプとを含む。これにより、鉄道車両が前進したときも後退したときも潤滑油を汲み上げることができる。

　具体的には、第１のポンプは、外径面に歯形を有し、入力側回転部材と一体回転する第１駆動歯車と、内径面に第１駆動歯車に噛合する歯形を有し、固定部材に回転自在に支持されて第１駆動歯車の回転中心から水平方向一方側にずれた点を中心として回転する第１従動歯車とを備える。第２のポンプは、外径面に歯形を有し、第１のポンプと異なる位置で入力側回転部材と一体回転する第２駆動歯車と、内径面に第２駆動歯車に噛合する歯形を有し、固定部材に回転自在に支持されて第２駆動歯車の回転中心から水平方向他方側にずれた点を中心として回転する第２従動歯車とを備える。

　または、第１のポンプは、外径面に歯形を有し、入力側回転部材と一体回転する駆動歯車と、外径面に駆動歯車に噛合する歯形を有し、駆動歯車の水平方向一方側に回転自在に配置される第１従動歯車とで構成される。第２のポンプは、駆動歯車と、外径面に駆動歯車に噛合する歯形を有し、駆動歯車の水平方向他方側に回転自在に配置される第２従動歯車とで構成される。

　他の実施形態として、入力側回転部材は偏心部を有する。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複数の自転規制部材と、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、偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相で入力側回転部材に嵌合固定されたカウンタウェイトとを備える。そして、潤滑油移送機構は、カウンタウェイトに設けられている。

　具体的には、カウンタウェイトは、大径扇状部と、大径扇状部より半径が小さく、互いの弦を接するように大径扇状部に接続される小径扇状部とを含む。そして、潤滑油移送機構は、大径扇状部の弦に開口部を有し、大径扇状部の内部を周方向に延びる周方向油路と、周方向油路から大径扇状部の外径面に向かって延びる径方向油路とを含む。

　または、カウンタウェイトは、大径扇状部と、大径扇状部より半径が小さく、互いの弦を接するように大径扇状部に接続される小径扇状部とを含む。そして、潤滑油移送機構は、大径扇状部の端面から厚み方向に突出するフィンである。

　上記構成によっても、カウンタウェイトの大径扇状部が、減速機ハウジング内の潤滑油が封入された空間の底部領域を通過する際に潤滑油を保持し、上部領域で放出することによって、上部領域に積極的に潤滑油を供給することができる。

　さらに好ましくは、減速機構は、互いに大径扇状部の位相が異なるように配置された複数のカウンタウェイトを有する。これにより、潤滑油を安定して移送することができる。

　他の実施形態として、潤滑油移送機構は、減速機ハウジングの回転を利用して、潤滑油が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。

　好ましくは、潤滑油移送機構は、減速機ハウジング、および減速機ハウジング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。一実施形態として、凹凸部は、減速機ハウジングの内径面から突出し、減速機ハウジングの回転方向と交差する方向に延びる突条である。

　好ましくは、突条は、減速機ハウジングの内径面の複数箇所に等間隔に設けられている。これにより、潤滑油を安定して移送することができる。

　好ましくは、減速機ハウジングの円周方向を向く突条の壁面は、減速機ハウジングの内径面の接線に対して鋭角に接している。一実施形態として、減速機ハウジング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であって、短辺が減速機ハウジングの内径面に接するように配置されている。これにより、潤滑油を保持する能力がさらに向上する。

　さらに好ましくは、突条は、減速機ハウジングの内径面に嵌め込まれた環状ベルトの内径面に形成されている。これにより、突条を減速機ハウジングの内径面に直接形成するのと比較して、製造が簡単になる。

　他の実施形態として、駆動ユニットは、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、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、内輪と外輪との間に配置される複数の転動体、および隣接する転動体の間隔を保持する保持器を備え、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をさらに備える。そして、凹凸部は、外輪、転動体、および保持器の少なくともいずれか１つに設けられている。

　さらに他の実施形態として、駆動ユニットは、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、減速機ハウジングの内径面に固定され、減速機ハウジングおよび固定部材の間を密封する円環形状の密封部材とをさらに備える。そして、潤滑油移送機構は、密封部材から減速機ハウジングの回転方向と交差する方向に張り出す堰である。

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１のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。 図１の偏心部周辺の拡大図である。 この発明の第２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。 この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用車輪駆動装置の変形例を示す図である。 この発明の第３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６のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。 図６の偏心部周辺の拡大図である。 両持ち内ピン周辺の拡大図である。 片持ち内ピン周辺の拡大図である。 潤滑油移送機構の一例である。 潤滑油移送機構の他の例である。 潤滑油移送機構のさらに他の例である。 潤滑油移送機構を備えたカウンタウェイトを示す図である。 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１５のＸＶＩ－ＸＶＩにおける断面図である。 第１の車軸軸受を示す図である。 密封部材の正面図である。

発明を実施するための形態

　（１）第１実施の形態
　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。

　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。

　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、固定部材としてのキャリア２３と、第１および第２の車軸軸受２４，２５とを主に備える。

　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、外周係合部材としての複数の外ピン２０、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。

　また、減速機ハウジング１３の内径面とキャリア２３の外径面との間には第１および第２の車軸軸受２４，２５が配置されている。そして、減速機ハウジング１３は、キャリア２３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。

　第１の車軸軸受２４は、キャリア２３の外径面に固定される内輪２４ａと、減速機ハウジング１３の内径面に固定される外輪２４ｂと、内輪２４ａおよび外輪２４ｂの間に配置される複数の円錐ころ２４ｃと、隣接する円錐ころ２４ｃの間隔を保持する保持器２４ｄとを含む円錐ころ軸受である。第２の転がり軸受２５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２４，２５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。

　また、第１の車軸軸受２４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中一点差線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２５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をキャリア２３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２４，２５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。

　さらに、第１および第２の車軸軸受２４，２５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。

　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２６，２７が設けられている。この密封部材２６，２７は、キャリア２３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。

　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２８ａ，２８ｂによって両持ち支持されており、キャリア２３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２８ａ，２８ｂとして円筒ころ軸受を採用している。また、転がり軸受２８ａ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２９が配置されている。

　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。

　曲線板１７は、転がり軸受３０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。

　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３０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、キャリア２３に保持される内ピン１９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２０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３１によって第２の偏心部１６ｂに回転自在に保持されている。

　転がり軸受３０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３０ａ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３０ｂと、隣接する円筒ころ３０ｂの間隔を保持する保持器３０ｃとを備える円筒ころ軸受である。転がり軸受３１も同様の構成であるので、説明は省略する。

　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、および外ピン２０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。

　また、２つ曲線板１７，１８の間には、複数の内ピン１９に外接する外接リング３４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３４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３４の機能は、複数の内ピン１９に内接する内接リング、または複数の外ピン２０に内接する内接リングでも代替することができる。

　内ピン１９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。複数の内ピン１９のうちの一部は、中央に大径部と、両端に大径部より相対的に直径の小さい小径部とを有する略円柱形状である。そして、小径部がキャリア２３に保持されると共に、大径部が曲線板１７，１８の第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの内部に位置している。また、大径部の端面は、キャリア２３の壁面に当接して内ピン１９を位置決めする基準面として機能する。なお、他の内ピン１９は、長手方向全域で直径が同一の単純円柱形状である。

　さらに、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（大径部）には、内ピンカラー１９ａ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内ピンカラー１９ａは、滑り軸受である。

　なお、第２の貫通孔１７ｂ，１８ｂの直径は、内ピン１９の直径（「内ピンカラー１９ａ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。

　外ピン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。この外ピン２０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２４，２５に当接して固定されている。そして、外ピン２０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。

　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２０ａが取り付けられている。これにより、曲線板１７，１８と外ピン２０との摩擦抵抗を低減することができる。なお、この実施形態に係る外ピンカラー２０ａは、滑り軸受である。

　カウンタウェイト２１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２１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２２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。

　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Ｌ_１、曲線板１７、転がり軸受３０、および偏心部１６ａの質量の和をｍ_１、曲線板１７の重心の回転軸心からの偏心量をε_１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト２１との距離をＬ_２、カウンタウェイト２１の質量をｍ_２、カウンタウェイト２１の重心の回転軸心からの偏心量をε_２とすると、Ｌ_１×ｍ_１×ε_１＝Ｌ_２×ｍ_２×ε_２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２２との間にも同様の関係が成立する。

　キャリア２３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２４，２５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２８ａ，２８ｂ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。

　また、キャリア２３には、減速機構１５と車軸軸受２４，２５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、キャリア２３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３２，３３が形成されている。

　潤滑油路３２の径方向外側の開口部は、第１の車軸軸受２４の大径側端部と密封部材２６との間に設けられている。同様に、潤滑油路３３の径方向外側の開口部は、第２の車軸軸受２５の大径側端部と密封部材２７との間に設けられている。円錐ころ軸受２４，２５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３２，３３の径方向外側の開口部は、第１および第２の車軸軸受２４，２５の大径側端部に隣接する位置に設けるのが望ましい。

　一方、潤滑油路３２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３２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３０，３１には多くの潤滑油が必要となる。そこで、潤滑油路３２，３３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。

　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。

　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。

　曲線板１７，１８が公転運動すると、波形１７ｃ，１８ｃと外ピン２０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。

　具体的には、外ピン２０の数をＺ_Ａ、曲線板１７，１８の波形の数をＺ_Ｂとすると、鉄道車両駆動ユニット１２の減速比はＺ_Ｂ／（Ｚ_Ａ－Ｚ_Ｂ）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、Ｚ_Ａ＝２４、Ｚ_Ｂ＝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。

　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および外ピン２０の曲線板１７，１８に当接する位置にカラー１９ａ，２０ａ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。

　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、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２８ａ，２８ｂ，３０，３１、曲線板１７，１８と転がり軸受３０，３１との間、曲線板１７，１８と内ピン１９との間、内ピン１９と内ピンカラー１９ａとの間、曲線板１７，１８と外接リング３４との間、曲線板１７，１８と外ピン２０との間、および外ピン２０と外ピンカラー２０ａとの間にそれぞれ供給される。

　さらに、潤滑油は、第１および第２の車軸軸受２４，２５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２４，２５と密封部材２６，２７とで囲まれた空間に到達した潤滑油は、潤滑油路３２，３３を通って入力側回転部材１４の周辺に還流する。

　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。

　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。

　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。

　また、上記の実施形態における転がり軸受２４，２５，２８ａ，２８ｂ，３０，３１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。

　また、上記の実施形態におけるカラー１９ａ，１９ｂ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。

　さらに、鉄道車両用車輪駆動装置１０には、上記構成の減速機構１５に限ることなく、任意の構成の減速機構を採用することができる。

　（２）第２実施の形態
　次にこの発明の第２実施の形態について説明する。図４は第２実施の形態にける鉄道車両用車輪駆動装置の構成を示す図である。図４を参照して、この実施の形態においては、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、固定部材としてのキャリア２３と、第１および第２の車軸軸受２４，２５とを含むという点は先の実施の形態と同じである。

　しかしながら、キャリア２３の内部に潤滑油保持室３５を備える点が先の実施の形態と異なる。したがって、先の実施の形態と異なる部分について詳細に説明し、同一部分については同一番号を付してその説明は省略する。

　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。内部に潤滑油の封入された空間とは、減速機ハウジング１３、キャリア２３、および密封部材２６，２７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。

　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、外周係合部材としての複数の外ピン２０、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。

　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内部に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１の直線ｍの位置になるように潤滑油が封入されている。

　潤滑油保持室３５は、キャリア２３の内部に配置されており、相互に潤滑油の移動が可能な状態で潤滑油の封入された空間と連通している。具体的には、潤滑油の封入された空間と潤滑油保持室３５とは、互いの内部圧力を同一にするための通気孔３５ａと、互いの油面高さを同一にするための潤滑油通路３５ｂとで接続されている。これにより、減速機構１５の停止時において、潤滑油保持室３５の油面高さは、図４の直線ｍの位置となる。

　また、減速機構１５の運転時において、空間に封入されている潤滑油は、減速機ハウジング１３の内周面に沿って広がるので、油面高さは図４の直線ｍの位置より低くなる。そうすると、潤滑油保持室３５に保持されている潤滑油が、潤滑油通路３５ｂを通じて潤滑油の封入された空間に供給される。一方、減速機構１５が停止して潤滑油の封入された空間の油面高さが上昇すると、潤滑油が潤滑油通路３５ｂを通じて潤滑油保持室３５に排出される。その結果、減速機構１５の停止時と運転時における油面高さの変化を小さくすることができる。

　なお、この実施形態においては、潤滑油保持室３５をキャリア３５の内部に配置した例を示したが、これに限ることなく、減速機ハウジング１３の外部に設けてもよい。減速機ハウジング１３の内部に配置すれば、鉄道車両駆動ユニット１２をコンパクト化することができる。一方、減速機ハウジング１３の外部に配置すれば、潤滑油保持室３５の大きくすることができるので、さらに油面高さの変化を小さくすることができる。

　また、この実施形態においては、潤滑油の封入された空間と潤滑油保持室３５との間で潤滑油を移動させるために、通気孔３５ａと潤滑油通路３５ｂとを設けた例を示したが、これに限ることなく、他の方法を採用することができる。図５はこの実施の形態における変形例を示す図である。図５を参照して、この変形例における鉄道車両用車輪駆動装置１０および鉄道車両駆動ユニット１２を説明する。なお、図４と共通の構成には同一の参照番号を付し、説明は省略する。

　図５を参照して、鉄道車両駆動ユニット１２は、空間に封入されている潤滑油の状態を検出する検出手段３６と、検出手段３６の検出結果に応じて、潤滑油の封入された空間と潤滑油保持室３５との間で潤滑油を移動させる潤滑油移動手段３７とを備える。

　この実施形態における潤滑油保持室３５は、減速機ハウジング１３の外部に配置されており、潤滑油通路３５ｂを通じて潤滑油の封入された空間と連通している。また、潤滑保持室３５の内部には、ピストン３５ｃが設けられている。このピストン３５ｃは、潤滑油保持室３５の内部を潤滑油の封入された空間から隔離された第１の領域（ピストン３５ｃの上側の領域）と、内部に潤滑油の封入された空間に連通する第２の領域（ピストン３５ｃの下側の領域）とに区画する。

　この実施形態における検出手段３６は、空間に封入されている潤滑油の温度を検出する温度センサであって、潤滑油の封入された空間の底部領域（常に潤滑油に浸かっている位置）に配置されている。

　潤滑油移動手段３７は、温度センサの検出結果が閾値を上回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を加圧し、温度センサの検出結果が閾値を下回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を減圧する圧力調整装置である。具体的には、ピストン３５ｃを押し下げることによって潤滑油保持室３５の内部を加圧し、ピストン３５ｃを押し上げることによって潤滑油保持室３５の内部を減圧することができる。

　上記構成としても、減速機構１５の停止時と運転時における油面高さの変化を小さくすることができる。なお、図１に示す実施形態は構造を単純化できるメリットを有する。一方、図４に示す実施形態は鉄道車両駆動ユニット１２の使用状況に合わせて適切な閾値を選択することができる。

　また、検出手段３６は温度センサに限らず、空間に封入されている潤滑油の状態を直接的、または間接的に検出することのできるあらゆるセンサを採用することができる。例えば、検出手段３６は、入力側回転部材１４の回転速度を検出する回転センサであってもよい。この場合、潤滑油移動手段３７は、回転センサの検出結果が閾値を上回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を加圧し、回転センサの検出結果が閾値を下回ったことを条件として潤滑油保持室の内部を減圧すればよい。

　さらに、潤滑油保持室３５の内部に濾過装置（図示省略）を設けてもよい。この濾過装置によって濾過された潤滑油を潤滑油の封入された空間に供給することにより、鉄道車両駆動ユニット１２の潤滑性能を長期間に亘って維持することができる。

　（３）第３実施の形態
　次にこの発明の第３実施の形態について説明する。図６～図１４は第３実施の形態における鉄道車両駆動ユニットを示す図である。これらの図を参照して、第３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１１２および鉄道車両駆動ユニット１１２を含む鉄道車両用車輪駆動装置１１０を説明する。なお、図６は鉄道車両用車輪駆動装置１１０の概略断面図、図７は図１のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図、図８は偏心部１１６ａ，１１６ｂ周辺の拡大図、図９は内ピン１１９の拡大図、図１０は内ピン１２０の拡大図、図１１～１３は潤滑油移送機構としてのポンプを示す図、図１４は潤滑油移送機構を備えたカウンタウェイト１２２を示す図である。

　まず、図６を参照して、鉄道車両用車輪駆動装置１１０は、鉄道車両用車輪１１１（以下「車輪１１１」という）と、車輪１１１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１１１に伝達する駆動ユニット１１２（以下「鉄道車両駆動ユニット１１２」という）とで構成されており、先の実施の形態と同様に鉄道車両本体（図示省略）の下部に配置されている。

　鉄道車両駆動ユニット１１２は、減速機ハウジング１１３と、入力側回転部材１１４と、減速機構１１５と、固定部材としての第１および第２のキャリア１２４，１２５と、第１および第２の車軸軸受１２６，１２７と、入力側回転部材１１４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。

　減速機ハウジング１１３は、先の実施の形態と同様に内部に潤滑油の封入された空間を有し、車輪１１１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１１３、第１および第２のキャリア１２４，１２５、および密封部材１２８，１２９で囲まれた領域を指す。また、内部に減速機構１１５を保持している。

　減速機構１１５は、偏心部材１１６、公転部材としての曲線板１１７，１１８、自転規制部材としての複数の内ピン１１９，１２０、外周係合部材としての複数の外ピン１２１、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１１４の回転を減速して減速機ハウジング１１３に伝達する。

　また、減速機構１１５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１１５の停止時における油面高さが、図１の直線ｍの位置になるように潤滑油が封入されている。

　また、減速機ハウジング１１３の内径面と第１および第２のキャリア１２４，１２５の外径面との間には第１および第２の車軸軸受１２６，１２７が配置されている。そして、減速機ハウジング１１３は、第１および第２のキャリア１２４，１２５に対して回転自在となっており、車輪１１１と一体回転する出力側回転部材（車軸）としても機能する。

　第１の車軸軸受１２６は、第１のキャリア１２４の外径面に固定される内輪１２６ａと、減速機ハウジング１１３の内径面に固定される外輪１２６ｂと、内輪１２６ａおよび外輪１２６ｂの間に配置される複数の円すいころ１２６ｃと、隣接する円すいころ１２６ｃの間隔を保持する保持器１２６ｄとを含む円すいころ軸受である。第２の転がり軸受１２７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１２６，２７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１１１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。

　また、第１の車軸軸受１２６は車輪１１１の嵌合位置（より具体的には「車輪１１１の嵌合幅中心」であって、図６中一点鎖線ｌで示す位置を指す）の軸方向一方側（図６中の右側）で、第２の車軸軸受１２７は車輪１１１の嵌合位置の軸方向他方側（図６中の左側）でそれぞれ減速機ハウジング１１３を第１および第２のキャリア１２４，１２５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１２６，１２７それぞれの車輪１１１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。

　さらに、第１および第２の車軸軸受１２６，１２７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１１１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。

　また、減速機ハウジング１１３の軸方向両端部には、減速機ハウジング１１３の内部に潤滑油を封入するための密封部材１２８，１２９が設けられている。この密封部材１２８，１２９は、第１および第２のキャリア１２４，１２５の外径面に摺接するリップ部を有し、減速機ハウジング１１３の内径面に固定されて、減速機ハウジング１１３と一体回転する。

　入力側回転部材１１４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１１７，１１８の両側で転がり軸受１３０ａ，１３０ｂ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１２４，１２５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１３０ａ，１３０ｂとして円筒ころ軸受を採用している。また、転がり軸受１３０ａのさらに外側（図６中の右側）は、減速機ハウジング１１３の内部に潤滑油を封入する密封部材１３１が配置されている。

　偏心部材１１６は、第１および第２の偏心部１１６ａ，１１６ｂを有し、入力側回転部材１１４に嵌合固定されている。第１および第２の偏心部１１６ａ，１１６ｂ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１１６ａ，１１６ｂ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。

　曲線板１１７は、転がり軸受１３２によって第１の偏心部１１６ａ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１１４の回転軸心を中心とする公転運動を行う。また、図７を参照して、曲線板１１７は、厚み方向に貫通する第１および第２の貫通孔１１７ａ，１１７ｂ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１１７ｃと、内部を径方向に延びる油路１１７ｄと、油路１１７ｄの途中に潤滑油を一時的に保持する潤滑油保持空間１１７ｅとを有する。

　第１の貫通孔１１７ａは、曲線板１１７の中央部に形成されており、第１の偏心部１１６ａおよび転がり軸受１３２を受け入れる。第２の貫通孔１１７ｂは、曲線板１１７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１２４，１２５に保持される内ピン１１９，１２０を受入れる。波形１１７ｃは、減速機ハウジング１１３に保持される外ピン１２１に係合して、曲線板１１７の回転を減速機ハウジング１１３に伝達する。なお、曲線板１１８も同様の構成であって、転がり軸受１３３によって第２の偏心部１１６ｂに回転自在に保持されている。

　油路１１７ｄは、第１の貫通孔１１７ａから曲線板１１７の外周面に向かって延びている。なお、油路１１７ｄ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１１７ｂ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１１７と内ピン１１９，１２０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１１７ｄの径方向外側の端部は、波形１１７ｃの谷部分に形成するのが望ましい。曲線板１１７と外ピン１２１との係合時に破損等するのを防止するためである。

　さらに、油路１１７ｄから分岐する潤滑油保持空間１１７ｅ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１１７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１１７ｅに保持されている潤滑油を油路１１７ｄ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。

　転がり軸受１３２は、偏心部１１６ａ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１３２ａと、曲線板１１７の貫通孔１１７ａ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１３２ｂと、隣接する円筒ころ１３２ｂの間隔を保持する保持器１３２ｃとを備える円筒ころ軸受である。転がり軸受１３３も同様の構成であるので、説明は省略する。

　なお、２枚の曲線板１１７，１１８の中心点をＧとすると、中心点Ｇは車輪１１１の中心位置と一致させているが、車輪１１１から鉄道車両駆動ユニット１１２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１１７，１１８、内ピン１１９，１２０、および外ピン１２１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１１２の回転がスムーズになると共に、耐久性が向上する。

　また、２つの曲線板１１７，１１８の間には、複数の内ピン１１９，１２０に外接する外接リング１３６が配置されている。これにより、曲線板１１７，１１８の軸方向の動き量を規制している。なお、曲線板１１７，１１８と外接リング１３６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１３６の機能は、複数の内ピン１１９，１２０に内接する内接リング、または複数の外ピン１２１に内接する内接リングでも代替することができる。

　内ピン１１９，１２０は、入力側回転部材１１４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１１７，１１８の第２の貫通孔１１７ｂ，１１８ｂの内壁面に当接する位置（両持ち内ピン１１９では、大径部１１９ａの位置）には、内ピン軸受１１９ｅ，１２０ｅが取り付けられている。これにより、曲線板１１７，１１８と内ピン１１９，１２０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１１９ｅ，１２０ｅは、滑り軸受である。

　図９を参照して、内ピン１１９は、軸方向中央部に大径部１１９ａと、軸方向両端部に大径部１１９ａより直径が小さい第１および第２の小径部１１９ｂ，１１９ｃと、大径部１１９ａと第１および第２の小径部１１９ｂ，１１９ｃの間に案内部１１９ｄとを含む。第１および第２の小径部１１９ｂ，１１９ｃの外周面には、それぞれ雄ねじが形成されている。案内部１１９ｄの外径は、両持ち内ピン１１９を受け入れる孔１２４ａ，１２５ａ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１２４，１２５に対して内ピン１１９の径方向の位置決めをするために用いられる。

　この内ピン１１９は、第１および第２のキャリア１２４，１２５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１１９ｂは、第１のキャリア１２４に直接固定されており、第２の小径部１１９ｃは、押圧固定手段（後述する）によって第２のキャリア１２５を大径部１１９ａの端面に押し付けて固定されている。

　図１０を参照して、内ピン１２０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１２４に片持ち支持されている片持ち内ピンである。

　また、片持ち内ピン１２０には、その内部に潤滑油保持空間１２０ａと、潤滑油保持空間１２０ａから径方向に延びる貫通孔１２０ｂとが設けられている。同様に、内ピン軸受１２０ｅにも、径方向に貫通する貫通孔１２０ｆが設けられている。なお、貫通孔１２０ｂ，１２０ｆの位置は特に限定されないが、図１０に示すように、曲線板１１７，１１８の間の空間に対面する位置に設けるのが望ましい。

　潤滑油保持空間１２０ａには潤滑油が保持されており、主に、内ピン１２０と内ピン軸受１２０ｅとの間、および内ピン軸受１２０ｅと曲線板１１７，１１８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１２０ａ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１２０ａに保持されている潤滑油を貫通孔１２０ｂ，１２０ｆ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。

　さらに、潤滑油保持空間１２０ａ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１２０ｂ，１２０ｆ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。

　なお、上記の実施形態においては、片持ち内ピン１２０にのみ潤滑油保持空間１２０ａおよび貫通孔１２０ｂを設け、内ピン軸受１２０ｅにのみ貫通孔１２０ｆを設けた例を示したが、両持ち内ピン１１９および内ピン軸受１１９ｅも同様の構成とすることができる。また、内ピン１１９，１２０だけに留まらず、外ピン１２１および外ピン軸受１２１ａをも同様の構成とすることができる。

　なお、第２の貫通孔１１７ｂ，１１８ｂの直径は、内ピン１１９，１２０の直径（「内ピン軸受１１９ｅ，１２０ｅ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１１９は、曲線板１１７，１１８が入力側回転部材１１４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。

　外ピン１２１は、入力側回転部材１１４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１２１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１２６，１２７に当接して固定されている。そして、外ピン１２１は、曲線板１１７，１１８の波形１１７ｃ，１１８ｃに係合して、減速機ハウジング１１３を入力側回転部材１１４に対して減速回転させる。

　さらに、曲線板１１７，１１８の波形１１７ｃ，１１８ｃに当接する位置には、外ピン軸受１２１ａが取り付けられている。これにより、曲線板１１７，１１８と外ピン１２１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１２１ａは、滑り軸受である。

　カウンタウェイト１２２は、重心と異なる位置に入力側回転部材１１４を受け入れる貫通孔を有し、偏心部１１６ａ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１１６ａと１１８０°位相を変えて入力側回転部材１１４に嵌合固定されている。つまり、カウンタウェイト１２２は、偏心部１１６ａ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１２３も同様の構成であって、偏心部１１６ｂ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１１４に嵌合固定されている。

　図８を参照して、２枚の曲線板１１７，１１８の中心点Ｇの右側について、中心点Ｇと曲線板１１７の中心との距離をＬ_１１、曲線板１１７、転がり軸受１３２、および偏心部１１６ａの質量の和をｍ_１１、曲線板１１７の重心の回転軸心からの偏心量をε_１１とし、中心点Ｇとカウンタウェイト１２２との距離をＬ_１２、カウンタウェイト１２２の質量をｍ_１２、カウンタウェイト１２２の重心の回転軸心からの偏心量をε_１２とすると、Ｌ_１１×ｍ_１１×ε_１１＝Ｌ_１２×ｍ_１２×ε_１２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１１８とカウンタウェイト１２３との間にも同様の関係が成立する。

　第１および第２のキャリア１２４，１２５は、鉄道車両本体に連結固定されており、曲線板１１７，１１８に対面する壁面に内ピン１１９，１２０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１２６，１２７によって減速機ハウジング１１３を、内径面に嵌合固定された転がり軸受１３０ａ，１３０ｂによって入力側回転部材１１４をそれぞれ回転自在に支持している。

　第１のキャリア１２４は、両持ち内ピン１１９の第１の小径部１１９ｂを受け入れる孔１２４ａと、片持ち内ピン１２０の軸方向一方側端部を受け入れる孔１２４ｂとを有する。なお、孔１２４ａ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１２４ｂは、単純孔（ねじが形成されていない孔）である。

　第２のキャリア１２５は、両持ち内ピン１１９の第２の小径部１１９ｃを受け入れる貫通孔１２５ａと、片持ち内ピン１２０の軸方向他方側端部を受け入れる孔１２５ｂとを有する。なお、貫通孔１２５ａの直径は第２の小径部１１９ｃより、孔１２５ｂの直径は片持ち内ピン１２０のよりそれぞれ大きく設定されている。

　ここで、内ピン１１９，１２０を第１および第２のキャリア１２４，１２５に取り付ける方法を説明する。まず、内ピン１１９，１２０を第１のキャリア１２４に固定する。具体的には、両持ち内ピン１１９の第１の小径部１１９ｂを孔１２４ａに螺合固定すると共に、片持ち内ピン１２０の軸方向一方側端部を孔１２４ｂに圧入固定する。

　なお、内ピン１１９，１２０と第１のキャリア１２４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１１９の一方側端部を孔１２４ａに圧入し、片持ち内ピン１２０の一方側端部と孔１２４ｂとにねじを形成して両者を螺合してもよい。

　次に、内ピン１１９，１２０それぞれに内ピン軸受１１９ｅ，１２０ｅを嵌め入れる。

　そして、両持ち内ピン１１９の第２の小径部１１９ｃが貫通孔１２５ａに、片持ち内ピン１２０の軸方向他方側端部が孔１２５ｂにそれぞれ嵌まり込むように第２のキャリア１２５を嵌め入れる。このとき、内ピン１１９，１２０と貫通孔１２５ａ，１２５ｂ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。

　最後に、両持ち内ピン１１９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１１９ｃに設けられた雄ねじと、これに螺合するナット１３７とで構成される。つまり、第２の小径部１１９ｃにナット１３７を螺合すると、第２のキャリア１２５が大径部１１９ａに押し付けられるので、両持ち内ピン１１９が第１および第２のキャリア１２４、１２５に対して強固に固定される。

　このとき、案内部１１９ｄによって、両持ち内ピン１１９が径方向に位置決めされる。なお、図９に示す案内部１１９ｄ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１１９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１２４ａ，１２５ａの両持ち内ピン１１９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。

　上記のようにすることで、鉄道車両駆動ユニット１１２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１１９を片持ち内ピン１２０よりも少なくするのが望ましい。ただし、内ピン１１９，１２０には曲線板１１７，１１８から荷重が負荷されるので、両持ち内ピン１１９および片持ち内ピン１２０は、それぞれ等間隔に配置するのが望ましい。

　潤滑油移送機構は、入力側回転部材１１４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１２４の内部に配置されるポンプ１４１と、ポンプ１４１から潤滑油の封入された空間の底部領域に向かって延び、ポンプ１４１に潤滑油を供給する潤滑油供給路１３４と、ポンプ１４１から潤滑油の封入された空間の上部領域に向かって延び、ポンプ１４１からの潤滑油を排出する潤滑油排出路１３５とを含む。

　図１１を参照して、ポンプ１４１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１１４と一体回転する駆動歯車１４２と、内径面に駆動歯車１４２に噛合する歯形を有し、第１のキャリア１２４に回転自在に支持されて駆動歯車１４２の回転中心ｃ_１から水平方向一方側にずれた点ｃ_２を中心として回転する従動歯車１４３とを備えるサイクロイドポンプである。

　上記構成のポンプ１４１は、入力側回転部材１１４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１３４を通じて汲み上げた潤滑油を、潤滑油排出路１３５を通じて上部領域に排出することができる。

　一方、このポンプ１４１は、入力側回転部材１１４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１４１とは異なる位置に、入力側回転部材１１４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１４１と同じ構造で、ｃ_１，ｃ_２の位置関係を逆転させたポンプを設ければよい。

　また、図１２を参照して、他の実施形態に係るポンプ１５１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１１４と一体回転する駆動歯車１５２と、外径面に駆動歯車１５２に噛合する歯形を有し、駆動歯車１５２の水平方向一方側に回転自在に配置される従動歯車１５３とで構成される。なお、この実施形態においては、従動歯車１５３は、第１のキャリア１２４に回転自在に取り付けられた回転軸１２４ｃに嵌合固定されている。

　図１１のポンプ１４１に代えて、上記構成のポンプ１５１を採用しても、入力側回転部材１１４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１４１と同じ構造で、駆動歯車１５２と従動歯車１５３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１１４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。

　さらに、図１３を参照して、さらに他の実施形態に係るポンプ１６１は、外径面に歯形を有し、入力側回転部材１１４と一体回転する駆動歯車１６２と、外径面に駆動歯車１６２に噛合する歯形を有し、駆動歯車１６２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１６３と外径面に駆動歯車１６２に噛合する歯形を有し、駆動歯車１６２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１６３，１６４は、第１のキャリア１２４に回転自在に取り付けられた回転軸１２４ｃ，１２４ｄに嵌合固定されている。

　上記構成のポンプ１６１によれば、入力側回転部材１１４が反時計回りに回転したときに、駆動歯車１６２と第１従動歯車１６３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１１４が時計回りに回転したときに、駆動歯車１６２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１１または図１２に示すポンプ１４１，１５１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。

　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１１４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１４に示すように、カウンタウェイト１２２に潤滑油移送機構を設けてもよい。カウンタウェイト１２３についても同様であるので、説明は省略する。

　図１４を参照して、カウンタウェイト１２２は、大径扇状部１２２ａと、大径扇状部１２２ａより半径が小さく、互いの弦を接するように大径扇状部１２２ａに接続される小径扇状部１２２ｂとを含む。

　また、大径扇状部１２２ａには、その弦に開口部を有し、大径扇状部１２２ａの内部を周方向に延びる周方向油路１２２ｃと、周方向油路１２２ｃから大径扇状部１２２ａの外径面に向かって延びる径方向油路１２２ｄとが設けられている。さらに、カウンタウェイト１２２の端面には、厚み方向に突出する複数のフィン１２２ｅが設けられている。

　上記構成の鉄道車両駆動ユニット１１２の作動原理を詳しく説明する。

　まず、駆動源の回転に伴って入力側回転部材１１４および偏心部材１１６が一体回転する。このとき、曲線板１１７，１１８も回転しようとするが、第２の貫通孔１１７ｂ，１１８ｂに挿通する内ピン１１９，１２０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１１７，１１８は、入力側回転部材１１４の回転軸心を中心とする円周軌道上を平行移動する。

　曲線板１１７，１１８が公転運動すると、波形１１７ｃ，１１８ｃと外ピン１２１とが係合し、減速機ハウジング１１３および車輪１１１が入力側回転部材１１４と同一方向に一体回転する。このとき、曲線板１１７，１１８から減速機ハウジング１１３に伝達される回転は減速され、高トルクになっている。

　具体的には、外ピン１２１の数をＺ_Ａ１、曲線板１１７，１１８の波形の数をＺ_Ｂ１とすると、鉄道車両駆動ユニット１１２の減速比はＺ_Ｂ１／（Ｚ_Ａ１－Ｚ_Ｂ１）で算出され、さらに減速比をｎ１とすると、図１の実施形態における速度比は１／（ｎ１＋１）で算出される。図２に示す実施形態では、Ｚ_Ａ１＝２４、Ｚ_Ｂ１＝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１１１に必要なトルクを伝達することが可能となる。

　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１１２を得ることができる。また、内ピン１１９，１２０および外ピン１２１の曲線板１１７，１１８に当接する位置に内ピン軸受１１９ｅ，１２０ｅおよび外ピン軸受１２１ａ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１１２の伝達効率が向上する。

　次に、上記構成の鉄道車両駆動ユニット１１２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１１３の内部の潤滑油の封入された空間内、すなわち、減速機ハウジング１１３、第１および第２のキャリア１２４，１２５、および密封部材１２８，１２９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。

　次に、入力側回転部材１１４が回転すると、潤滑油移送機構としてのポンプ１４１が、潤滑油の封入された空間の底部領域から潤滑油供給路１３４を通じて汲み上げた潤滑油を、潤滑油排出路１３５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１２２は、回転しながら潤滑油の封入された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１２２ｃおよび径方向油路１２２ｄ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１２２ｅによって潤滑油を掻き揚げる。これにより、潤滑油の封入された空間の上部領域（図６の入力側回転部材１１４より上側の領域）に潤滑油を供給することができる。

　潤滑油移送機構によって放出された潤滑油は、上部領域に位置する構成部品、特に内ピン１１９と内ピン軸受１１９ｅとの間、内ピン軸受１１９ｅと曲線板１１７，１１８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１１７ｅ，１２０ａに保持される。

　上記構成とすることにより、減速機ハウジング１１３内の潤滑油の封入された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１１２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１４１，１５１，１６１、カウンタウェイト１２２）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。

　なお、図６に示す実施形態においては、潤滑油移送機構を有するカウンタウェイト１２２，１２３を１８０°位相を変えて配置している。これにより、一方の大径扇状部が減速機ハウジング１１３内の潤滑油の封入された空間の底部領域に位置しているとき、他方の大径扇状部が減速機ハウジング１１３内の潤滑油の封入された空間の上部領域で潤滑油を放出する。その結果、潤滑油を安定して移送することができる。

　（４）第４実施形態
　次に、この発明の第４実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１１２ａおよび鉄道車両駆動ユニット１１２ａを含む鉄道車両用車輪駆動装置１１０ａ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１５は鉄道車両用車輪駆動装置１１０ａの概略断面図、図１６は図１５のＸＩ－ＸＩにおける断面図、図１７は第１の車軸軸受１２６を示す図、図１８は密封部材１２８の正面図である。

　図１５を参照して、他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１１２ａは、減速機ハウジング１１３と、入力側回転部材１１４と、減速機構１１５と、固定部材としての第１および第２のキャリア１２４，１２５と、第１および第２の車軸軸受１２６，１２７と、減速機ハウジング１１３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。

　潤滑油移送機構は、減速機ハウジング１１３の回転を利用して、上記した潤滑油の封入された空間、すなわち、減速機ハウジング１１３、第１および第２のキャリア１２４，１２５、および密封部材１２８，１２９で囲まれた領域において、そ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１１３、および減速機ハウジング１１３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１１３の回転に伴って回転する部材」には、例えば、外ピン１２１および外ピン軸受１２１ａ、第１および第２の車軸軸受１２６，１２７の外輪１２６ｂ，１２７ｂ、円すいころ１２６ｃ，１２７ｃ、および保持器１２７ｄ，１２７ｄ、密封部材１２８，１２９等が該当する。

　図１６を参照して、減速機ハウジング１１３の内径面には、凹凸部１１３ａが形成されている。この実施形態における凹凸部１１３ａは、減速機ハウジングの回転方向と交差する方向に延びる複数の突条である。なお、この凹凸部１１３ａは、減速機ハウジング１１３の内径面に直接形成してもよいし、内径面に凹凸部１１３ａを有する環状ベルト（図示省略）を減速機ハウジングの内径面に嵌め込んでもよい。

　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１１３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１１３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１１３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１１３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。

　また、突条は、減速機ハウジング１１３の内径面の１２箇所に１３０°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。

　また、図１７を参照して、第１の車軸軸受１２６にも凹凸部１２６ｅが形成されている。この実施形態における凹凸部１２６ｅは、外輪１２６ｂの内径面、円すいころ１２６ｃの端面、および保持器１２６ｄの端面に設けられている。なお、第２の車軸軸受１２７も同様であるので、説明は省略する。

　さらに、図１５を参照して、密封部材１２８には、減速機ハウジング１１３の回転方向と交差する方向に張り出す堰１２８ａが設けられている。この堰１２８ａも潤滑油移送機構として機能する。図１８を参照して、この実施形態における堰１２８ａは、４５°の間隔を空けて８箇所に等間隔に設けられている。

　なお、鉄道車両駆動ユニット１１２ａを構成するその他の要素については、上記した実施形態の鉄道車両駆動ユニット１１２と共通するので、説明は省略する。

　ここで、他の実施形態に係る鉄道車両駆動ユニット１１２ａ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１１３の内部の潤滑油の封入された空間内、すなわち、減速機ハウジング１１３、第１および第２のキャリア１２４，１２５、および密封部材１２８，１２９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１５の直線ｍの位置である。

　次に、減速機ハウジング１１３が回転すると、潤滑油移送機構（凹凸部１１３ａ，１２６ｅ、および堰１２８）は、回転しながら潤滑油の封入された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、減速機ハウジング１１３内の潤滑油の封入された空間の上部領域（図１５の入力側回転部材１１４より上側の領域）に潤滑油を供給することができる。

　潤滑油移送機構によって放出された潤滑油は、上部領域に位置する構成部品、特に内ピン１１９と内ピン軸受１１９ｅとの間、内ピン軸受１１９ｅと曲線板１１７，１１８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１１７ｅ，１２０ａに保持される。

　上記構成とすることにより、減速機ハウジング１１３内の潤滑油の封入された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１１２ａ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１１３ａ，１２６ｅ、および堰１２８）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。

　なお、上記の実施形態においては、減速機構１５の曲線板１１７，１１８を１１８０°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。

　また、上記の実施形態において、偏心部１１６ａ，１１６ｂを有する偏心部材１１６を入力側回転部材１１４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１１４の外径面に直接偏心部１１６ａ，１１６ｂを形成してもよい。

　また、第３実施の形態においては、一つの実施の形態として潤滑油移送機構は、入力側回転部材１１４の回転を利用して潤滑油を移送する場合について説明し、他の実施の形態として、潤滑油移送機構は、減速機ハウジング１１３の回転を利用して潤滑油を移送する場合について説明したが、これに限ることなく、潤滑油移送機構は、入力側回転部材１１４および減速機ハウジング１１３の両方の回転を利用して、潤滑油を移送してもよい。例えば、上記したポンプ１４１を設けると共に、第１の車軸軸受１２６に凹凸部１２６ｅを設けることによって、潤滑油を移送してもよい。これにより、さらに、潤滑性能を向上させることができる。

　また、上記の実施形態における転がり軸受１２６，１２７，１３０ａ，１３０ｂ，１３２，１３３は、図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。

　また、上記の実施形態における内ピン軸受１１９ｅ，１２０ｅおよび外ピン軸受１２１ａ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。

　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。

　この発明は、鉄道車両駆動ユニットに有利に利用される。
 

Claims (34)

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、
   前記駆動ユニットは、
   　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、
   　駆動源に接続されている入力側回転部材と、
   　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、
   　前記減速機構と前記車軸軸受との間で潤滑油を循環させる潤滑油循環機構とを備える、鉄道車両駆動ユニット。
2. 　前記潤滑油循環機構は、前記入力側回転部材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、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
3. 　前記潤滑油循環機構は、前記固定部材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潤滑油路を含む、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
4. 　前記車軸軸受は、前記固定部材の外径面に固定される内輪と、前記減速機ハウジングの内径面に固定される外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置される複数の円錐ころとを含む円錐ころ軸受であって、
   　前記減速機ハウジングと前記固定部材との間には、前記円錐ころの大径側端部に対面する位置に前記減速機ハウジングの内部を密封する密封部材が配置されており、
   　前記潤滑油路の径方向外側の開口部は、前記円錐ころ軸受および前記密封部材の間に設けられている、請求項３に記載の鉄道車両駆動ユニット。
5. 　前記密封部材は、前記固定部材の外径面に摺接するリップ部を有し、前記減速機ハウジングの内径面に固定されて、前記減速機ハウジングと一体回転する、請求項４に記載の鉄道車両駆動ユニット。
6. 　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み、
   　前記潤滑油路の径方向内側の開口部は、前記偏心部に対面する位置に設けられている、請求項３に記載の鉄道車両駆動ユニット。
7. 　前記減速機構は内部に潤滑油が封入された空間内に保持され、
   　前記潤滑油循環機構は、前記潤滑油が封入された空間と相互に潤滑油の移動が可能な状態で前記空間と連通する潤滑油保持室とを備える、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
8. 　前記潤滑油保持室は、前記減速機ハウジングの内部に配置されており、
   　前記空間と前記潤滑油保持室とは、互いの内部圧力を同一にするための通気孔と、互いの油面高さを同一にするための潤滑油通路とで接続されている、請求項７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
9. 　前記駆動ユニットは、
   　前記空間に封入されている潤滑油の状態を検出する検出手段と、
   　前記検出手段の検出結果に応じて、前記空間と前記潤滑油保持室との間で潤滑油を移動させる潤滑油移動手段とを備える、請求項７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
10. 　前記潤滑油移動手段は、前記検出手段の検出結果が閾値を上回ったことを条件として前記潤滑油保持室の内部を加圧し、前記検出手段の検出結果が閾値を下回ったことを条件として前記潤滑油保持室の内部を減圧する圧力調整装置である、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
11. 　前記潤滑油保持室は、その内部を前記空間から隔離された第１の領域と、前記空間に連通する第２の領域とに区画するピストンを有し、
    　前記圧力調整装置は、前記ピストンを移動させることによって、前記潤滑油保持室の内部を加減圧する、請求項１０に記載の鉄道車両駆動ユニット。
12. 　前記検出手段は、前記空間に封入されている潤滑油の温度を検出する温度センサである、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
13. 　前記検出手段は、前記入力側回転部材の回転速度を検出する回転センサである、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
14. 　前記潤滑油保持室は、前記減速機ハウジングの外部に設けられている、請求項９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
15. 　前記潤滑油保持室には、内部の潤滑油を濾過する濾過装置が設けられている、請求項７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
16. 　前記減速機構は内部に潤滑油が封入された空間内に保持され、
    　前記潤滑油循環機構は、前記減速機ハウジングおよび前記入力側回転部材のうちの少なくともいずれか一方の回転を利用して、前記空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ潤滑油移送機構とを備える、請求項１に記載の鉄道車両駆動ユニット。
17. 　前記潤滑油移送機構は、前記入力側回転部材の回転を利用して、前記空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ、請求項１６に記載の鉄道車両駆動ユニット。
18. 　前記駆動ユニットは、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をさらに備え、
    前記固定部材は、
    　その内部に前記潤滑油移送機構と、
    　前記潤滑油移送機構から前記空間の底部領域に向かって延び、前記潤滑油移送機構に潤滑油を供給する潤滑油供給路と、
    　前記潤滑油移送機構から前記空間の上部領域に向かって延び、前記潤滑油移送機構からの潤滑油を排出する潤滑油排出路とを含む、請求項１７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
19. 　前記潤滑油移送機構は、
    　前記入力側回転部材が正回転したことによって潤滑油を汲み上げる第１のポンプと、
    　前記入力側回転部材が逆回転したことによって潤滑油を汲み上げる第２のポンプとを含む、請求項１７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
20. 　前記第１のポンプは、外径面に歯形を有し、前記入力側回転部材と一体回転する第１駆動歯車と、内径面に前記第１駆動歯車に噛合する歯形を有し、前記固定部材に回転自在に支持されて前記第１駆動歯車の回転中心から水平方向一方側にずれた点を中心として回転する第１従動歯車とを備え、
    　前記第２のポンプは、外径面に歯形を有し、前記第１のポンプと異なる位置で前記入力側回転部材と一体回転する第２駆動歯車と、内径面に前記第２駆動歯車に噛合する歯形を有し、前記固定部材に回転自在に支持されて前記第２駆動歯車の回転中心から水平方向他方側にずれた点を中心として回転する第２従動歯車とを備える、請求項１９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
21. 　前記第１のポンプは、外径面に歯形を有し、前記入力側回転部材と一体回転する駆動歯車と、外径面に前記駆動歯車に噛合する歯形を有し、前記駆動歯車の水平方向一方側に回転自在に配置される第１従動歯車とで構成され、
    　前記第２のポンプは、前記駆動歯車と、外径面に前記駆動歯車に噛合する歯形を有し、前記駆動歯車の水平方向他方側に回転自在に配置される第２従動歯車とで構成される、請求項１９に記載の鉄道車両駆動ユニット。
22. 　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複数の自転規制部材と、
    　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、
    　偏心運動による不釣合い慣性偶力を打消す位相で前記入力側回転部材に嵌合固定されたカウンタウェイトとを備え、
    　前記潤滑油移送機構は、前記カウンタウェイトに設けられている、請求項１７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
23. 　前記カウンタウェイトは、大径扇状部と、前記大径扇状部より半径が小さく、互いの弦を接するように前記大径扇状部に接続される小径扇状部とを含み、
    　前記潤滑油移送機構は、前記大径扇状部の弦に開口部を有し、前記大径扇状部の内部を周方向に延びる周方向油路と、前記周方向油路から前記大径扇状部の外径面に向かって延びる径方向油路とを含む、請求項２２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
24. 　前記カウンタウェイトは、大径扇状部と、前記大径扇状部より半径が小さく、互いの弦を接するように前記大径扇状部に接続される小径扇状部とを含み、
    　前記潤滑油移送機構は、前記大径扇状部の端面から厚み方向に突出するフィンである、請求項２２に記載の鉄道車両駆動ユニット。
25. 　前記減速機構は、互いに前記大径扇状部の位相が異なるように配置された複数の前記カウンタウェイトを有する、請求項２３に記載の鉄道車両駆動ユニット。
26. 　前記潤滑油移送機構は、前記減速機ハウジングの回転を利用して、前記空間の底部領域から上部領域に潤滑油を運ぶ、請求項１６に記載の鉄道車両駆動ユニット。
27. 　前記潤滑油移送機構は、前記減速機ハウジング、および前記減速機ハウジング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、請求項２６に記載の鉄道車両駆動ユニット。
28. 　前記凹凸部は、前記減速機ハウジングの内径面から突出し、前記減速機ハウジングの回転方向と交差する方向に延びる突条である、請求項２７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
29. 　前記突条は、前記減速機ハウジングの内径面の複数箇所に等間隔に設けられている、請求項２８に記載の鉄道車両駆動ユニット。
30. 　前記減速機ハウジングの円周方向を向く前記突条の壁面は、前記減速機ハウジングの内径面の接線に対して鋭角に接している、請求項２８に記載の鉄道車両駆動ユニット。
31. 　前記減速機ハウジングの回転軸線に垂直な前記突条の断面形状は、互いに平行な短辺と長辺とを有する等脚台形であって、前記短辺が前記減速機ハウジングの内径面に接するように配置されている、請求項３０に記載の鉄道車両駆動ユニット。
32. 　前記突条は、前記減速機ハウジングの内径面に嵌め込まれた環状ベルトの内径面に形成されている、請求項２８に記載の鉄道車両駆動ユニット。
33. 　前記駆動ユニットは、
    　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、前記内輪と前記外輪との間に配置される複数の転動体、および隣接する前記転動体の間隔を保持する保持器を備え、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をさらに備え、
    　前記凹凸部は、前記外輪、前記転動体、および前記保持器の少なくともいずれか１つに設けられている、請求項２７に記載の鉄道車両駆動ユニット。
34. 　前記駆動ユニットは、
    　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の内径面に固定され、前記減速機ハウジングおよび前記固定部材の間を密封する円環形状の密封部材とをさらに備え、
    　前記潤滑油移送機構は、前記密封部材から前記減速機ハウジングの回転方向と交差する方向に張り出す堰である、請求項２６に記載の鉄道車両駆動ユニット。

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