CN101946103A - 铁道车辆驱动单元 - Google Patents

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CN101946103A CN2009801053997A CN200980105399A CN101946103A CN 101946103 A CN101946103 A CN 101946103A CN 2009801053997 A CN2009801053997 A CN 2009801053997A CN 200980105399 A CN200980105399 A CN 200980105399A CN 101946103 A CN101946103 A CN 101946103A
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片冈幸浩
安达贵弥
山田真裕
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    • B61C9/46—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors forming parts of wheels
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Abstract

本发明提供一种铁道车辆驱动单元(12)，其是驱动铁道车辆的车轮(11)旋转的驱动单元。具体来说，具备：减速机壳体(13)，其由车轮(11)的内径面保持且与车轮(11)一体旋转；输入侧旋转部件(14)，其与驱动源连接；减速机构(15)，其使输入侧旋转部件(14)的旋转减速而传递给减速机壳体(13)；固定部件(23)，其配置在减速机壳体(13)的内部并连结固定在车辆主体上；车轴轴承(24、25)，它们将减速机壳体(13)支承为相对于固定部件(23)旋转自如；润滑油循环机构(32、33)，它们使润滑油在减速机构与车轴轴承(24、25)之间循环。

Description

铁道车辆驱动单元
技术领域
本发明涉及铁道车辆驱动单元，尤其是涉及能够独立驱动左右车轮的铁道车辆驱动单元。
背景技术
以往的铁道车辆驱动单元例如在日本特开2007-230508号公报中有公开。该公报公开的铁道车辆驱动单元具备电动机、使电动机的旋转减速并传递给车轮的减速机。
为了产生铁道车辆的运行所需的转矩并得到广阔的客室空间，而在该铁道车辆驱动单元中采用小型且能得到高减速比的摆线减速机。具体来说，包括：与电动机一体旋转的输入轴；将设置在输入轴上的偏心部支承为旋转自如的曲线板；与曲线板的外周卡合而使曲线板产生自转运动的外销；将曲线板的自转运动变换成旋转运动并传递给车轮的内销。
上述结构的减速机由于各构成部件相互接触并同时旋转，因此需要润滑接触部分的润滑油。然而，减速机内部的润滑油在伴随旋转的离心力的作用下偏向径向外侧，因此输入轴周边(径向内侧)容易产生润滑油不足。另一方面，为了确保输入轴周边的润滑油量而增加封入到减速机内部的润滑油量时，由于搅拌阻力而发热量增大，并且减速机的转矩损失增大。
另外，封入到减速机内部的润滑油受到伴随输入轴等的旋转的离心力的影响而沿壳体的内径面扩展，因此减速机运转时的油面高度比停止时低。即，减速机运转时，会产生输入轴周边的润滑油量不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种通过将润滑油的油面高度保持为恒定而使润滑性能优良的铁道车辆驱动单元。
本发明的另一目的在于，提供一种减少发热及转矩损失并提高了润滑性能的铁道车辆驱动单元。
本发明的铁道车辆驱动单元是驱动铁道车辆的车轮旋转的驱动单元。具体来说，铁道车辆驱动单元具备：减速机壳体，其由车轮的内径面保持且与车轮一体旋转；输入侧旋转部件，其与驱动源连接；减速机构，其使输入侧旋转部件的旋转减速而传递给减速机壳体；固定部件，其配置在减速机壳体的内部并连结固定在车辆主体上；车轴轴承，其将减速机壳体支承为相对于固定部件旋转自如；润滑油循环机构，其使润滑油在减速机构与车轴轴承之间循环。
如上述结构所述，通过使润滑油在减速机壳体的内部循环而能够削减润滑油的封入量。其结果是，能够减少减速机构的发热及转矩损失。
优选，润滑油循环机构利用伴随输入侧旋转部件旋转而产生的离心力使润滑油循环。由此，与在外部设置循环装置的情况相比，能够使装置紧凑。
作为一实施方式，润滑油循环机构包含沿径向贯通固定部件内部并使润滑油从径向外侧朝径向内侧回流的润滑油路。
优选，车轴轴承是一种圆锥滚子轴承，包含：固定在固定部件的外径面上的内圈；固定在减速机壳体的内径面上的外圈；配置在内圈及外圈之间的多个圆锥滚子。而且，在减速机壳体与固定部件之间的与圆锥滚子的大径侧端部相面对的位置上配置密封减速机壳体内部的密封部件。并且，润滑油路的径向外侧的开口部设置在圆锥滚子轴承及密封部件之间。圆锥滚子轴承的内部的润滑油在离心力的作用下从大径侧端部排出。因此，润滑油路的径向外侧的开口部优选设置在与车轴轴承的大径侧端部相邻的位置。
作为一实施方式，密封部件具有与固定部件的外径面滑动接触的突出部，并固定在减速机壳体的内径面上，而与减速机壳体一体旋转。
优选，输入侧旋转部件具有偏心部。减速机构包括：公转部件，其在偏心部上被保持成相对旋转自如，并进行以输入侧旋转部件的旋转轴心为中心的公转运动；自转限制部件，其容许公转部件的公转运动，并阻止自转运动；外周卡合部件，其固定在减速机壳体上，与公转部件的外周卡合而使减速机壳体相对于所述输入侧旋转部件减速旋转。并且，润滑油路的径向内侧的开口部设置在与偏心部相面对的位置。由于输入侧旋转部件进行高速旋转，因此偏心部的周边需要多量的润滑油。因此，润滑油路的径向内侧的开口部优选设置在与偏心部相面对的位置。
优选，减速机构被保持在内部封入有润滑油的空间内，润滑油循环机构具备润滑油保持室，该润滑油保持室以使润滑油能够在其与封入有润滑油的空间之间移动的状态与空间连通。
若形成为上述结构，则随着在内部封入有润滑油的空间的油面高度的变化，而润滑油在空间与润滑油保持室之间移动。其结果是，能够减小减速机构停止时与运转时的油面高度的变化。
优选，润滑油保持室配置在减速机壳体的内部。并且，空间和润滑油保持室通过用于使彼此的内部压力相同的通气孔和用于使彼此的油面高度相同的润滑油通路来连接。由此，能够以简单的结构来调整油面高度。
优选，驱动单元具备：检测机构，其检测在内部封入有润滑油的空间中封入的润滑油的状态；润滑油移动机构，其根据检测机构的检测结果，使润滑油在内部封入有润滑油的空间与润滑油保持室之间移动。
优选，润滑油移动机构是以检测机构的检测结果超过阈值为条件对润滑油保持室的内部加压，并以检测机构的检测结果低于阈值为条件对润滑油保持室的内部减压的压力调整装置。由此，能够根据铁道车辆驱动单元的使用状况而选择适当的阈值。
作为一实施方式，润滑油保持室具有活塞，该活塞将润滑油保持室的内部划分成与内部封入有润滑油的空间隔离的第一区域和与内部封入有润滑油的空间连通的第二区域。并且，压力调整装置通过使活塞移动而对润滑油保持室的内部进行加减压。
优选，检测机构是检测在内部封入有润滑油的空间中封入的润滑油的温度的温度传感器。在减速机构运转时，润滑油的温度上升。因此，润滑油的温度超过一定值时，通过从润滑油保持室向内部封入有润滑油的空间供给润滑油，而能够调整油面高度，并能够抑制温度上升。
优选，检测机构是检测输入侧旋转部件的旋转速度的旋转传感器。作用于润滑油的离心力取决于输入侧旋转部件的旋转速度。因此，输入侧旋转部件的旋转速度超过一定值时，通过从润滑油保持室向内部封入有润滑油的空间供给润滑油，而能够调整油面高度。
优选，润滑油保持室设置在减速机壳体的外部。由此，润滑油保持室的尺寸的自由度增大。
优选，在润滑油保持室中设置过滤内部润滑油的过滤装置，由此，能够长期维持铁道车辆驱动单元的润滑性能。
此外，优选，减速机构被保持在内部封入有润滑油的空间内，润滑油循环机构具备润滑油输送机构，该润滑油输送机构利用减速机壳体及输入侧旋转部件中至少任一方的旋转而将润滑油从空间的底部区域向上部区域传送。
通过形成为上述结构，能够向减速机壳体内的封入有润滑油的空间的上部区域积极地供给润滑油，因此能够得到润滑性能优良的铁道车辆驱动单元。
作为一实施方式，润滑油输送机构利用输入侧旋转部件的旋转而将润滑油从封入有润滑油的空间的底部区域向上部区域传送。
优选，驱动单元还具备配置在减速机壳体内部并连结固定在车辆主体上的固定部件。固定部件的内部包含：润滑油输送机构；从润滑油输送机构朝封入有润滑油的空间的底部区域延伸，并向润滑油输送机构供给润滑油的润滑油供给路；从润滑油输送机构朝封入有润滑油的空间的上部区域延伸，并将来自润滑油输送机构的润滑油排出的润滑油排出路。
优选，润滑油输送机构包含：通过使输入侧旋转部件正转而汲上润滑油的第一泵；通过使输入侧旋转部件反转而汲上润滑油的第二泵。由此，在铁道车辆前进时和后退时都能汲上润滑油。
具体来说，第一泵具备：在外径面上具有齿形，且与输入侧旋转部件一体旋转的第一驱动齿轮；在内径面上具有与第一驱动齿轮啮合的齿形，且由固定部件支承为旋转自如而以从第一驱动齿轮的旋转中心偏向水平方向一侧的点为中心旋转的第一从动齿轮。第二泵具备：在外径面上具有齿形，且在与第一泵不同的位置与输入侧旋转部件一体旋转的第二驱动齿轮；在内径面上具有与第二驱动齿轮啮合的齿形，且由固定部件支承为旋转自如而以从第二驱动齿轮的旋转中心偏向水平方向另一侧的点为中心旋转的第二从动齿轮。
另外，第一泵包括：在外径面上具有齿形，且与输入侧旋转部件一体旋转的驱动齿轮；在外径面上具有与驱动齿轮啮合的齿形，且在驱动齿轮的水平方向一侧配置成旋转自如的第一从动齿轮。第二泵包括：驱动齿轮；在外径面上具有与驱动齿轮啮合的齿形，且在驱动齿轮的水平方向另一侧配置成旋转自如的第二从动齿轮。
作为另一实施方式，输入侧旋转部件具有偏心部。减速机构包括：公转部件，其在偏心部上被保持成相对旋转自如，并进行以输入侧旋转部件的旋转轴心为中心的公转运动；多个自转限制部件，它们容许公转部件的公转运动，并阻止自转运动；外周卡合部件，其固定在减速机壳体上，与公转部件的外周卡合而使减速机壳体相对于所述输入侧旋转部件减速旋转；平衡重，其以将偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位嵌合固定在输入侧旋转部件上。并且，润滑油输送机构设置在平衡重上。
具体来说，平衡重包含：大径扇状部；半径比大径扇状部小，且以使彼此的弦相接的方式与大径扇状部连接的小径扇状部。并且，润滑油输送机构包含：在大径扇状部的弦上具有开口部，且在大径扇状部的内部沿周向延伸的周向油路；从周向油路朝大径扇状部的外径面延伸的径向油路。
另外，平衡重包含：大径扇状部；半径比大径扇状部小，且以使彼此的弦相接的方式与大径扇状部连接的小径扇状部。并且，润滑油输送机构是从大径扇状部的端面沿厚度方向突出的凸片。
根据上述结构，平衡重的大径扇状部在通过减速机壳体内的封入有润滑油的空间的底部区域时保持润滑油，且在上部区域排出润滑油，从而能够积极地向上部区域供给润滑油。
更优选，减速机构具有大径扇状部的相位配置成彼此不同的多个平衡重。由此，能够稳定地输送润滑油。
作为另一实施方式，润滑油输送机构利用减速机壳体的旋转而将润滑油从封入有润滑油的空间的底部区域向上部区域传送。
优选，润滑油输送机构是在减速机壳体及伴随减速机壳体的旋转而旋转的部件的表面上形成的凹凸部。作为一实施方式，凹凸部是从减速机壳体的内径面突出并沿与减速机壳体的旋转方向交叉的方向延伸的突条。
优选，突条等间隔地设置在减速机壳体的内径面的多个部位。由此，能够稳定地输送润滑油。
优选，减速机壳体的朝圆周方向的突条的壁面相对于减速机壳体的内径面的切线成锐角相接。作为一实施方式，减速机壳体的与旋转轴线垂直的突条的截面形状是具有相互平行的短边和长边的等腰梯形，短边与减速机壳体的内径面相接。由此，进一步提高保持润滑油的能力。
更优选，突条形成在嵌入减速机壳体内径面的环状带的内径面上。由此，与将突条直接形成在减速机壳体的内径面上相比，制造简单。
作为另一实施方式，驱动单元还具备：固定部件，其配置在减速机壳体的内部，并连结固定在车辆主体上；车轴轴承，其具备固定在固定部件的外径面上的内圈、固定在减速机壳体的内径面上的外圈、配置在内圈与外圈之间的多个滚动体、以及保持相邻的滚动体的间隔的保持器，并将减速机壳体支承为相对于固定部件旋转自如。并且，凹凸部设置在外圈、滚动体、以及保持器的至少任一个上。
作为又一实施方式，驱动单元还具备：固定部件，其配置在减速机壳体的内部，并连结固定在车辆主体上；圆环形状的密封部件，其固定在减速机壳体的内径面上，并密封减速机壳体及固定部件之间。并且，润滑油输送机构是从密封部件沿与减速机壳体的旋转方向交叉的方向突出的堰。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的图。
图2是图1的II-II的剖视图。
图3是图1的偏心部周边的放大图。
图4是示出本发明的第二实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的图。
图5是示出本发明的第二实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的变形例的图。
图6是示出本发明的第三实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的图。
图7是图6的VII-VII的剖视图。
图8是图6的偏心部周边的放大图。
图9是双臂内销周边的放大图。
图10是单臂内销周边的放大图。
图11是润滑油输送机构的一例。
图12是润滑油输送机构的另一例。
图13是润滑油输送机构的又一例。
图14是示出具备润滑油输送机构的平衡重的图。
图15是示出本发明的又一实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的图。
图16是图15的XVI-XVI的剖视图。
图17是示出第一车轴轴承的图。
图18是密封部件的主视图。
具体实施方式
(1)第一实施方式
参照图1～图3，说明本发明的一实施方式的铁道车辆驱动单元12及包含铁道车辆驱动单元12的铁道车辆用车轮驱动装置10。此外，图1是铁道车辆用车轮驱动装置10的简要剖视图，图2是图1的II-II的剖视图，图3是偏心部16a、16b周边的放大图。
首先，参照图1，铁道车辆用车轮驱动装置10包括：铁道车辆用车轮11(以下称为“车轮11”)；驱动单元12(以下称为“铁道车辆驱动单元12”)，其由车轮11的内径面保持，并使驱动源(未图示)的旋转减速而传递给车轮11，所述铁道车辆用车轮驱动装置10配置在铁道车辆主体(未图示)的下部。
铁道车辆驱动单元12主要具备：减速机壳体13、输入侧旋转部件14、减速机构15、作为固定部件的载体23、第一及第二车轴轴承24、25。
减速机壳体13由车轮11的内径面保持，并且在内部保持减速机构15。此外，减速机构15由偏心部件16、作为公转部件的曲线板17、18、作为自转限制部件的多个内销19、作为外周卡合部件的多个外销20、以及附属于它们的部件构成，并使输入侧旋转部件14的旋转减速而传递给减速机壳体13。
另外，在减速机壳体13的内径面与载体23的外径面之间配置有第一及第二车轴轴承24、25。并且，减速机壳体13相对于载体23旋转自如，并作为与车轮11一体旋转的输出侧旋转部件(车轴)起作用。
第一车轴轴承24是一种圆锥滚子轴承，包含：固定在载体23的外径面上的内圈24a、固定在减速机壳体13的内径面上的外圈24b、配置内圈24a及外圈24b之间的多个圆锥滚子24c、保持相邻的圆锥滚子24c的间隔的保持器24d。第二滚动轴承25也是同样的结构，因此省略说明。通过采用高负载容量的圆锥滚子轴承作为第一及第二车轴轴承24、25，能够适当地支承作用在车轮11上的径向载荷及轴向载荷。
另外，第一车轴轴承24在车轮11的嵌合位置(更具体来说是“车轮11的嵌合宽度中心”，是指图1中的点划线1所示的位置)的轴向一侧(图1中的右侧)，第二车轴轴承25在车轮11的嵌合位置的轴向另一侧(图2中的左侧)分别将减速机壳体13支承为相对于载体23旋转自如。在该实施方式中，第一及第二车轴轴承24、25各自距车轮11的嵌合宽度中心的距离(偏心)设定为相等。
再者，第一及第二车轴轴承24、25使双方的小径侧端部相面对配置(背面组合)。由此，能够适当地支承作用在车轮11上的力矩载荷。
另外，在减速机壳体13的轴向两端部设置用于将润滑油封入减速机壳体13内部的密封部件26、27。所述密封部件26、27具有与载体23的外径面滑动接触的突出部，并固定在减速机壳体13的内径面上而与减速机壳体13一体旋转。
输入侧旋转部件14与驱动源(例如，电动机等)连接，伴随驱动源的旋转而旋转。而且，在曲线板17、18的两侧通过滚动轴承28a、28b进行双臂支承，被保持成相对于载体23旋转自如。此外，在该实施方式中，采用圆筒滚子轴承作为滚动轴承28a、28b。而且，在滚动轴承28a的更外侧(图1中的右侧)配置有将润滑油封入减速机壳体13内部的密封部件29。
偏心部件16具有第一及第二偏心部16a、16b，并嵌合固定在输入侧旋转部件14上。第一及第二偏心部16a、16b以使偏心运动产生的离心力相互抵消的相位，即错开180°相位进行配置。即，第一及第二偏心部16a、16b作为吸收偏心运动产生的不均匀的载荷的平衡调整机构起作用。
曲线板17由滚动轴承30在第一偏心部16a上保持成相对旋转自如。并且，进行以输入侧旋转部件14的旋转轴心为中心的公转运动。而且，参照图2，曲线板17具有：沿厚度方向贯通的第一及第二贯通孔17a、17b；在外周由圆外次摆线等次摆线系曲线构成的多个波形17c。
第一贯通孔17a形成在曲线板17的中央部，接纳第一偏心部16a及滚动轴承30。第二贯通孔17b在以曲线板17的自转轴心为中心的圆周上等间隔地设置多个，接纳由载体23保持的内销19。波形17c与由减速机壳体13保持的外销20卡合，而将曲线板17的旋转向减速机壳体13传递。此外，曲线板18也为同样的结构，通过滚动轴承31在第二偏心部16b上保持成旋转自如。
滚动轴承30是一种圆筒滚子轴承，具备：与偏心部16a的外径面嵌合，且其外径面上具有内侧滚道面的内圈部件30a；直接形成在曲线板17的贯通孔17a的内径面上的外侧滚道面；配置在内侧滚道面及外侧滚道面之间的多个圆筒滚子30b；保持相邻的圆筒滚子30b的间隔的保持器30c。滚动轴承31也为同样的结构，因此省略说明。
此外，两张曲线板17、18的中心点为G时，使中心点G与车轮11的重心位置一致，但是为了使从车轮11向铁道车辆驱动单元12负载的力矩载荷极小化，而使中心点G与车轮重心位置偏心为好。由此，结构部件(是指“曲线板17、18、内销19及外销20等”)倾斜，从而能够防止接触部分上产生过大的负载。其结果是，铁道车辆驱动单元12的旋转平滑，并且耐久性提高。
另外，两个曲线板17、18之间配置有与多个内销19外接的外接环34。由此，限制曲线板17、18的轴向的移动量。此外，由于曲线板17、18与外接环34进行滑动接触，因此优选对互相接触的壁面实施研磨加工等。而且，与多个内销19内接的内接环、或者与多个外销20内接的内接环能够取代该外接环34的功能。
内销19在以输入侧旋转部件14的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置多个。多个内销19中的一部分是在中央具有大径部且在两端具有直径比大径部相对小的小径部的大致圆柱形状。并且，小径部由载体23保持，而大径部位于曲线板17、18的第二贯通孔17b、18b的内部。而且，大径部的端面作为与载体23的壁面抵接而定位内销19的基准面起作用。此外，其它的内销19是在长度方向整个区域上直径相同的单纯圆柱形状。
再者，在曲线板17、18的与第二贯通孔17b、18b的内壁面抵接的位置(大径部)上安装有内销套环19a。由此，能够减少曲线板17、18与内销19的摩擦阻力。此外，该实施方式的内销套环19a是滑动轴承。
此外，第二贯通孔17b、18b的直径设定为比内销19的直径(是指“包含内销套环19a在内的最大外径”)大规定量。其结果是，在曲线板17、18伴随输入侧旋转部件14的旋转而要旋转时，内销19作为容许曲线板的公转运动并阻止自转运动的自转限制部件起作用。
外销20在以输入侧旋转部件14的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置多个。该外销20的中央部由减速机壳体保持，并且两端部与车轴轴承24、25抵接而被固定。并且，外销20与曲线板17、18的波形17c、18c卡合，而使减速机壳体13相对于输入侧旋转部件14进行减速旋转。
再者，在与曲线板17、18的波形17c、18c抵接的位置上安装有外销套环20a。由此，能够减少曲线板17、18与外销20的摩擦阻力。此外，该实施方式的外销套环20a是滑动轴承。
平衡重21在与重心不同的位置具有接纳输入侧旋转部件14的贯通孔，并以将偏心部16a的偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位，即，与偏心部16a错开180°的相位嵌合固定在输入侧旋转部件14上。即，平衡重21作为吸收偏心部16a的偏心运动产生的不均匀的载荷的平衡调整机构起作用。此外，平衡重22也为同样的结构，以将偏心部16b的偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位嵌合固定在输入侧旋转部件14上。
参照图3，在两张曲线板17、18的中心点G的右侧，中心点G与曲线板17的中心的距离为L1，曲线板17、滚动轴承30及偏心部16a的质量和为m1，曲线板17的重心距旋转轴心的偏心量为ε1，中心点G与平衡重21的距离为L2，平衡重21的质量为m2，平衡重21的重心距旋转轴心的偏心量为ε2时，满足L1×m1×ε1＝L2×m2×ε2的关系。而且，在图3的中心点G的左侧的曲线板18与平衡重22之间，同样的关系也成立。
载体23连结固定在铁道车辆主体上，在面对曲线板17、18的壁面上保持内销19，并且通过嵌合固定在外径面上的第一及第二车轴轴承24、25将减速机壳体13支承为旋转自如，而通过嵌合固定在内径面上的滚动轴承28a、28b将输入侧旋转部件14支承为旋转自如。
另外，载体23上具备使润滑油在减速机构15与车轴轴承24、25之间循环的润滑油循环机构。该润滑油循环机构利用伴随输入侧旋转部件14旋转而产生的离心力使润滑油循环。具体来说，形成有沿径向贯通载体23内部并使润滑油从径向外侧朝径向内侧回流的多个润滑油路32、33。
润滑油路32的径向外侧的开口部设置在第一车轴轴承24的大径侧端部与密封部件26之间。同样地，润滑油路33的径向外侧的开口部设置在第二车轴轴承25的大径侧端部与密封部件27之间。圆锥滚子轴承24、25的内部的润滑油在离心力的作用下从大径侧端部排出。因此，润滑油路32、33的径向外侧的开口部优选设置在与第一及第二车轴轴承24、25的大径侧端部相邻的位置。
另一方面，润滑油路32的径向内侧的开口部设置在与偏心部16a相面对的位置。同样地，润滑油路32的径向内侧的开口部设置在与偏心部16b相面对的位置。由于输入侧旋转部件14进行高速旋转，因此偏心部16a、16b的周边，更具体来说滚动轴承30、31需要多量的润滑油。因此，润滑油路32、33的径向内侧的开口部优选设置在与偏心部16a、16b相面对的位置。
详细说明上述结构的铁道车辆驱动单元12的工作原理。
首先，伴随驱动源的旋转而输入侧旋转部件14及偏心部件16一体旋转。此时，曲线板17、18也要旋转，但是被插通到第二贯通孔17b、18b中的内销19阻止自转运动，而仅进行公转运动。即，曲线板17、18在以输入侧旋转部件14的旋转轴心为中心的圆周轨道上进行平行移动。
曲线板17、18进行公转运动时，波形17c、18c与外销20卡合，减速机壳体13及车轮11与输入侧旋转部件14沿同一方向一体旋转。此时，从曲线板17、18传递给减速机壳体13的旋转被减速，而成为高转矩。
具体来说，外销20的数目为ZA，曲线板17、18的波形数为ZB时，铁道车辆驱动单元12的减速比由ZB/(ZA-ZB)算出，进而减速比为n时，图1的实施方式中的速度比由1/(n+1)算出。在图2所示的实施方式中，由于ZA＝24，ZB＝22，因此减速比为11，速度比为1/12。因此，即使在采用低转矩、高旋转型的驱动源的情况下，也能够向车轮11传递必要的转矩。
如此，通过不形成为多级结构而采用能够得到大减速比的减速机构15，能够得到紧凑且高减速比的铁道车辆驱动单元12。而且，通过在内销19及外销20的与曲线板17、18抵接的位置上设置套环19a、20a，能够减少接触部分的摩擦阻力。其结果是，提高铁道车辆驱动单元12的传递效率。
接下来，详细说明上述结构的铁道车辆驱动单元12的润滑油的流动。
首先，在减速机壳体13的内部预先封入润滑油。该润滑油在伴随输入侧旋转部件14旋转的离心力的作用下向径向外侧移动。此时，分别向滚动轴承28a、28b、30、31、曲线板17、18与滚动轴承30、31之间，曲线板17、18与内销19之间，内销19与内销套环19a之间，曲线板17、18与外接环34之间，曲线板17、18与外销20之间，以及外销20与外销套环20a之间供给。
再者，润滑油从第一及第二车轴轴承24、25的小径侧端部通过轴承内部向大径侧端部侧排出。并且，到达由第一及第二车轴轴承24、25和密封部件26、27所包围的空间内的润滑油通过润滑油路32、33回流到输入侧旋转部件14的周边。
如此，通过使润滑油在铁道车辆驱动单元12的内部循环，能够削减润滑油的封入量。其结果是，能够减少铁道车辆驱动单元12的发热及转矩损失，并且能够确保高速旋转部(是指“偏心部件16的周边”)的润滑。而且，通过利用伴随输入侧旋转部件14旋转的离心力使润滑油循环，与在外部设置循环装置的情况相比，能够使装置紧凑。
此外，在上述实施方式中，错开180°相位设置了两张减速部B的曲线板17、18，但是该曲线板的张数也可以任意设定，例如，设置三张曲线板时，错开120°相位设置即可。
另外，在上述实施方式中，示出了将具有偏心部16a、16b的偏心部件16嵌合固定在输入侧旋转部件14上的例子，但是并不局限于此，也可以在输入侧旋转部件14的外径面上直接形成偏心部16a、16b。
另外，上述实施方式中的滚动轴承24、25、28a、28b、30、31并不局限于图1的方式，而能够适用各种轴承，例如滑动轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、针状滚子轴承、自动调心滚子轴承、深槽球轴承、角接触球轴承、三点接触球轴承、四点接触球轴承等，无论是滑动轴承还是滚动轴承，无论滚动体是滚子还是球，而且无论是双列还是单列。
另外，示出了上述实施方式的套环19a、19b为滑动轴承的例子，但是并不局限于此，也可以采用滚动轴承。这种情况下，从在厚度方向上紧凑化的观点出发，优选采用针状滚子轴承。
再者，铁道车辆用车轮驱动装置10并不局限于上述结构的减速机构15而能够采用任意结构的减速机构。
(2)第二实施方式
接下来，说明本发明的第二实施方式。图4是示出第二实施方式的铁道车辆用车轮驱动装置的结构的图。参照图4，在该实施方式中，铁道车辆驱动单元12在包含减速机壳体13、输入侧旋转部件14、减速机构15、作为固定部件的载体23、第一及第二车轴轴承24、25的点上与前面的实施方式相同。
然而，在载体23的内部具备润滑油保持室35的点上与前面的实施方式不同。因此，对与前面的实施方式不同的部分进行详细说明，对相同部分附加相同符号，省略说明。
减速机壳体13具有在内部封入有润滑油的空间，并由车轮11的内径面保持。所谓在内部封入有润滑油的空间是指由减速机壳体13、载体23、以及密封部件26、27所围成的区域。而且，在内部保持减速机构15。
减速机构15由偏心部件16、作为公转部件的曲线板17、18、作为自转限制部件的多个内销19、作为外周卡合部件的多个外销20、以及附属于它们的部件构成，并使输入侧旋转部件14的旋转减速而传递给减速机壳体13。
另外，减速机构15以至少一部分浸渍在润滑油中的状态配置在内部封入有润滑油的空间内。具体来说，封入润滑油以使减速机构15停止时的油面高度为图1的直线m的位置。
润滑油保持室35配置在载体23的内部并以使润滑油能够在彼此之间移动的状态与封入有润滑油的空间连通。具体来说，封入有润滑油的空间和润滑油保持室35通过用于使彼此的内部压力相同的通气孔35a和用于使彼此的油面高度相同的润滑油通路35b来连接。由此，在减速机构15停止时，润滑油保持室35的油面高度为图4的直线m的位置。
另外，在减速机构15运转时，空间中封入的润滑油沿减速机壳体13的内周面扩展，因此油面高度比图4的直线m的位置低。如此，润滑油保持室35保持的润滑油通过润滑油通路35b向封入有润滑油的空间供给。另一方面，减速机构15停止而封入有润滑油的空间的油面高度上升时，润滑油通过润滑油通路35b向润滑油保持室35排出。其结果是，能够减小减速机构15停止时和运转时的油面高度的变化。
此外，在该实施方式中，示出了将润滑油保持室35配置在载体35内部的例子，但是并不局限于此，也可以设置在减速机壳体13的外部。配置在减速机壳体13的内部时，能够使铁道车辆驱动单元12紧凑。另一方面，配置在减速机壳体13的外部时，能够增大润滑油保持室35，因此能够进一步减小油面高度的变化。
另外，在该实施方式中，示出了为了使润滑油在封入有润滑油的空间与润滑油保持室35之间移动而设置了通气孔35a和润滑油通路35b的例子，但是并不局限于此，也可以采用其它方法。图5是示出该实施方式的变形例的图。参照图5，说明该变形例的铁道车辆用车轮驱动装置10及铁道车辆驱动单元12。此外，对与图4共通的结构附加相同的参照符号，省略说明。
参照图5，铁道车辆驱动单元12具备：检测机构36，其检测空间中封入的润滑油的状态；润滑油移动机构37，其根据检测机构36的检测结果，使润滑油在封入有润滑油的空间与润滑油保持室35之间移动。
该实施方式的润滑油保持室35配置在减速机壳体13的外部，并通过润滑油通路35b与封入有润滑油的空间连通。而且，润滑油保持室35的内部设有活塞35c。该活塞35c将润滑油保持室35的内部划分成与内部封入有润滑油的空间隔离的第一区域(活塞35c的上侧区域)和与内部封入有润滑油的空间连通的第二区域(活塞35c的下侧区域)。
该实施方式的检测机构36是检测空间中封入的润滑油的温度的温度传感器，配置在封入有润滑油的空间的底部区域(总是浸渍在润滑油中的位置)。
润滑油移动机构37是以温度传感器的检测结果超过阈值为条件对润滑油保持室的内部加压，并以温度传感器的检测结果低于阈值为条件对润滑油保持室的内部减压的压力调整装置。具体来说，通过压下活塞35c而对润滑油保持室35的内部加压，通过压起活塞35c而对润滑油保持室35的内部减压。
作为上述结构，能够减小减速机构15停止时与运转时的油面高度的变化。此外，图1所示的实施方式具有结构简单的优点。另一方面，图4所示的实施方式能够根据铁道车辆驱动单元12的使用状况而选择适当的阈值。
另外，检测机构36并不局限于温度传感器，而能够采用所有的能够直接或间接地检测空间中封入的润滑油的状态的传感器。例如，检测机构36也可以是检测输入侧旋转部件14的旋转速度的旋转传感器。这种情况下，润滑油移动机构37以旋转传感器的检测结果超过阈值为条件对润滑油保持室的内部加压，并以旋转传感器的检测结果低于阈值为条件对润滑油保持室的内部减压即可。
再者，也可以在润滑油保持室35的内部设置过滤装置(未图示)。通过将由该过滤装置过滤后的润滑油向封入有润滑油的空间供给，能够长期维持铁道车辆驱动单元12的润滑性能。
(3)第三实施方式
接下来，说明本发明的第三实施方式。图6～图14是示出第三实施方式的铁道车辆驱动单元的图。参照所述图，作为第三实施方式，说明本发明的一实施方式的铁道车辆驱动单元112及包含铁道车辆驱动单元112的铁道车辆用车轮驱动装置110。此外，图6是铁道车辆用车轮驱动装置110的简要剖视图，图7是图1的VII-VII的剖视图，图8是偏心部116a、116b周边的放大图，图9是内销119的放大图，图10是内销120的放大图，图11～图13是示出作为润滑油输送机构的泵的图，图14是示出具备润滑油输送机构的平衡重122的图。
首先，参照图6，铁道车辆用车轮驱动装置110包括：铁道车辆用车轮111(以下称为“车轮111”)；驱动单元112(以下称为“铁道车辆驱动单元112”)，其由车轮111的内径面保持，并使驱动源(未图示)的旋转减速而传递给车轮111，与前面的实施方式相同地，该铁道车辆用车轮驱动装置110配置在铁道车辆主体(未图示)的下部。
铁道车辆驱动单元112主要具备：减速机壳体113、输入侧旋转部件114、减速机构115、作为固定部件的第一及第二载体124、125、第一及第二车轴轴承126、127、利用输入侧旋转部件114的旋转而输送润滑油的润滑油输送机构。
与前面的实施方式相同地，减速机壳体113具有在内部封入有润滑油的空间，并由车轮111的内径面保持。所谓封入有润滑油的空间是指由减速机壳体113、第一及第二载体124、125、以及密封部件128、129所围成的区域。而且，在内部保持减速机构115。
减速机构115由偏心部件116、作为公转部件的曲线板117、118、作为自转限制部件的多个内销119、120、作为外周卡合部件的多个外销121、以及附属于它们的部件构成，并使输入侧旋转部件114的旋转减速而传递给减速机壳体113。
另外，减速机构115以至少一部分浸渍在润滑油中的状态配置在封入有润滑油的空间内。具体来说，封入润滑油以使减速机构115停止时的油面高度为图1的直线m的位置。
另外，在减速机壳体113的内径面与第一及第二载体124、125的外径面之间配置第一及第二车轴轴承126、127。并且，减速机壳体113相对于第一及第二载体124、125旋转自如，并作为与车轮111一体旋转的输出侧旋转部件(车轴)起作用。
第一车轴轴承126是一种圆锥滚子轴承，包含：固定在第一载体124的外径面上的内圈126a；固定在减速机壳体113的内径面上的外圈126b；配置在内圈126a及外圈126b之间的多个圆锥滚子126c；保持相邻的圆锥滚子126c的间隔的保持器126d。第二滚动轴承127也为同样的结构，因此省略说明。通过采用高负载容量的圆锥滚子轴承作为第一及第二车轴轴承126、127，能够适当地支承作用于车轮111上径向载荷及轴向载荷。
另外，第一车轴轴承126在车轮111的嵌合位置(更具体来说是“车轮111的嵌合宽度中心”，是指图6中的点划线1所示的位置)的轴向一侧(图6中的右侧)，第二车轴轴承127在车轮111的嵌合位置的轴向另一侧(图6中的左侧)分别将减速机壳体113支承为相对于第一及第二载体124、125旋转自如。在该实施方式中，第一及第二车轴轴承126、127各自距车轮111的嵌合宽度中心的距离(偏心)设定为相等。
再者，第一及第二车轴轴承126、127使双方的小径侧端部相面对配置(背面组合)。由此，能够适当地支承作用在车轮111上的力矩载荷。
另外，在减速机壳体113的轴向两端部设置用于将润滑油封入减速机壳体113内部的密封部件128、129。所述密封部件128、129具有与第一及第二载体124、125的外径面滑动接触的突出部，并固定在减速机壳体113的内径面上，而与减速机壳体113一体旋转。
输入侧旋转部件114与驱动源(例如，电动机等)连接，伴随驱动源的旋转而旋转。而且，在曲线板117、118的两侧通过滚动轴承130a、130b双臂支承，被保持成相对于第一及第二载体124、125旋转自如。此外，在该实施方式中，采用圆筒滚子轴承作为滚动轴承130a、130b。而且，在滚动轴承130a的更外侧(图6中的右侧)配置有将润滑油封入减速机壳体113内部的密封部件131。
偏心部件116具有第一及第二偏心部116a、116b，并嵌合固定在输入侧旋转部件114上。第一及第二偏心部116a、116b以使偏心运动产生的离心力相互抵消的相位，即错开180°相位配置。即，第一及第二偏心部116a、116b作为吸收偏心运动产生的不均匀的载荷的平衡调整机构起作用。
曲线板117由滚动轴承132在第一偏心部116a上保持成相对旋转自如。并且，进行以输入侧旋转部件114的旋转轴心为中心的公转运动。而且，参照图7，曲线板117具有：沿厚度方向贯通的第一及第二贯通孔117a、117b；在外周由圆外次摆线等次摆线系曲线构成的多个波形117c；在内部沿径向延伸的油路117d；在油路117d的中途临时保持润滑油的润滑油保持空间117e。
第一贯通孔117a形成在曲线板117的中央部，接纳第一偏心部116a及滚动轴承132。第二贯通孔117b在以曲线板117的自转轴心为中心的圆周上等间隔地设置多个，接纳由第一及第二载体124、125保持的内销119、120。波形117c与由减速机壳体113保持的外销121卡合，而将曲线板117的旋转传递给减速机壳体113。此外，曲线板118也为同样的结构，通过滚动轴承133在第二偏心部116b上保持成旋转自如。
油路117d从第一贯通孔117a朝曲线板117的外周面延伸。此外，油路117d的位置并未特别限定，但是如图2所示，优选设置成通过第二贯通孔117b。由此，能够积极地向曲线板117与内销119、120的接触部分供给润滑油。而且，油路117d的径向外侧的端部优选形成在波形117c的谷部分。这是为了防止在曲线板117与外销121卡合时的破损等。
另外，通过设置从油路117d分支的润滑油保持空间117e，当供给足量的润滑油时，能够在曲线板117内保持润滑油，当润滑油的供给量下降时，能够将润滑油保持空间117e中保持的润滑油向油路117d排出。由此，能够更稳定地供给润滑油。
滚动轴承132是一种圆筒滚子轴承，具备：与偏心部116a的外径面嵌合且在其外径面上具有内侧滚道面的内圈部件132a；直接形成在曲线板117的贯通孔117a的内径面上的外侧滚道面；配置在内侧滚道面及外侧滚道面之间的多个圆筒滚子132b；保持相邻的圆筒滚子132b的间隔的保持器132c。滚动轴承133也为同样的结构，因此省略说明。
此外，两张曲线板117、118的中心点为G时，使中心点G与车轮111的中心位置一致，但是为了使从车轮111向铁道车辆驱动单元112负载的力矩载荷极小化，而使中心点G与车轮中心位置偏心为好。由此，结构部件(是指“曲线板117、118、内销119、120、以及外销121等”)倾斜，从而能够防止接触部分上产生过大的负载。其结果是，铁道车辆驱动单元12的旋转平滑，且耐久性提高。
另外，两个曲线板117、118之间配置有与多个内销119、120外接的外接环136。由此，限制曲线板117、118的轴向的移动量。此外，由于曲线板117、118与外接环136进行滑动接触，因此优选对相互接触的壁面实施研磨加工等。而且，也可以利用与多个内销119、120内接的内接环或者与多个外销121内接的内接环来替代该外接环136的功能。
内销119、120在以输入侧旋转部件114的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置多个。而且，在曲线板117、118的与第二贯通孔117b、118b的内壁面抵接的位置(双臂内销119中的大径部119a的位置)上安装内销轴承119e、120e。由此，能够减少曲线板117、118与内销119、120的摩擦阻力。此外，该实施方式中的内销轴承119e、120e是滑动轴承。
参照图9，内销119在轴向中央部具有大径部119a，在轴向两端部具有直径小于大径部19a的第一及第二小径部119b、119c，在大径部119a与第一及第二小径部119b、119c之间具有引导部119d。第一及第二小径部119b、119c的外周面上分别形成有外螺纹。引导部119d的外径设定为与接纳双臂内销119的孔124a、125a的内径一致，并用于相对于第一及第二载体124、125进行内销119的径向的定位。
该内销119是由第一及第二载体124、125双臂支承的双臂内销。更具体来说，第一小径部119b直接固定在第一载体124上，第二小径部119c通过按压固定机构(后述)将第二载体25按压到大径部119a的端面而被固定。
参照图10，内销120是在长度方向整个区域上直径相同的单纯圆柱形状，是仅轴向一侧端部由第一载体124单臂支承的单臂内销。
另外，单臂内销120的内部设有润滑油保持空间120a和从润滑油保持空间120a沿径向延伸的贯通孔120b。同样地，内销轴承120e上设有沿径向贯通的贯通孔120f。此外，贯通孔120b、120f的位置并未特别限定，但是如图10所示，优选设置在与曲线板117、118之间的空间相面对的位置。
在润滑油保持空间120a中保持润滑油，主要向内销120与内销轴承120e之间、以及内销轴承120e与曲线板117、118的接触部分供给润滑油。具体来说，当供给足量的润滑油时，在润滑油保持空间120a中保持润滑油，当润滑油的供给量下降时，使润滑油保持空间120a中保持的润滑油通过贯通孔120b、120f排出。由此，能够更稳定地供给润滑油。
再者，也可以在润滑油保持空间120a中收纳浸渍有润滑油的多孔部件(未图示)。由此，润滑油通过贯通孔120b、120f慢慢渗出，因此能够长期稳定地供给润滑油。此外，作为多孔部件，列举有烧结金属或发泡润滑脂等。
此外，在上述实施方式中，示出了仅在单臂内销120上设置润滑油保持空间120a及贯通孔120b，且仅在内销轴承120e上设置贯通孔120f的例子，但是也可以使双臂内销119及内销轴承119e为同样的结构。而且，不仅是内销119、120，也能够将外销121及外销轴承121a形成为同样的结构。
此外，第二贯通孔117b、118b的直径设定为比内销119、120的直径(是指“包含内销轴承119e、120e在内的最大外径”)大规定量。其结果是，当曲线板117、118伴随输入侧旋转部件114的旋转而要旋转时，内销119作为容许曲线板的公转运动并阻止自转运动的自转限制部件起作用。
外销121在以输入侧旋转部件114的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置多个。该外销121的中央部由减速机壳体保持且两端部与车轴轴承126、127抵接而被固定。并且，外销121与曲线板117、118的波形117c、118c卡合，而使减速机壳体113相对于输入侧旋转部件114减速旋转。
再者，在与曲线板117、118的波形117c、118c抵接的位置上安装外销轴承121a。由此，能够减少曲线板117、118与外销121的摩擦阻力。此外，该实施方式的外销轴承121a是滑动轴承。
平衡重122在与重心不同的位置上具有接纳输入侧旋转部件114的贯通孔，以将偏心部116a的偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位，即与偏心部116a错开180°的相位嵌合固定在输入侧旋转部件114上。即，平衡重122作为吸收由偏心部116a的偏心运动产生的不均匀的载荷的平衡调整机构起作用。此外，平衡重123也为同样的结构，以将偏心部116b的偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位嵌合固定在输入侧旋转部件114上。
参照图8，在2张曲线板117、118的中心点G的右侧，中心点G与曲线板117中心的距离为L11，曲线板117、滚动轴承132、以及偏心部116a的质量和为m11，曲线板117的重心距旋转轴心的偏心量为ε11，中心点G与平衡重122的距离为L12，平衡重122的质量为m12，平衡重122的重心距旋转轴心的偏心量为ε12时，满足L11×m11×ε11＝L12×m12×ε12的关系。而且，在图3的中心点G的左侧的曲线板118与平衡重123之间，同样的关系也成立。
第一及第二载体124、125连结固定在铁道车辆主体上，在与曲线板117、118相面对的壁面上保持内销119、120，并且通过嵌合固定在外径面上的第一及第二车轴轴承126、127将减速机壳体113支承为旋转自如，而通过嵌合固定在内径面上的滚动轴承130a、130b将输入侧旋转部件114支承为旋转自如。
第一载体124具有接纳双臂内销119的第一小径部119b的孔124a和接纳单臂内销120的轴向一侧端部的孔124b。此外，孔124a是在内壁面上形成有内螺纹的螺纹孔。另一方面，孔124b是单纯孔(未形成螺纹的孔)。
第二载体125具有接纳双臂内销119的第二小径部119c的贯通孔125a和接纳单臂内销120的轴向另一侧端部的孔125b。此外，贯通孔125a的直径设定为大于第二小径部119c，孔125b的直径设定为大于单臂内销120。
在此，说明将内销119、120安装在第一及第二载体124、125上的方法。首先，将内销119、120固定在第一载体124上。具体来说，将双臂内销119的第一小径部119b螺合固定于孔124a，并且将单臂内销120的轴向一侧端部压入固定于孔124b。
此外，内销119、120与第一载体124的固定方法并不局限于上述例子，例如，也可以将双臂内销119的一侧端部压入孔124a，并在单臂内销120的一侧端部和孔124b上形成螺纹而使两者螺合。
接下来，分别在内销119、120上嵌入内销轴承119e、120e。
并且，以分别使双臂内销119的第二小径部119c嵌入贯通孔125a且使单臂内销120的轴向另一侧端部嵌入孔125b的方式嵌入第二载体125。此时，由于在内销119、120与贯通孔125a、125b之间设有间隙，因此能够容许某种程度的制造误差或安装误差。
最后，通过按压固定机构固定双臂内销119。该实施方式中的按压固定机构由设置在第二小径部119c上的外螺纹和与其螺合的螺母137构成。即，将螺母137螺合于第二小径部119c时，由于第二载体125被大径部119a按压，因此能相对于第一及第二载体124、125牢固地固定双臂内销119。
此时，通过引导部119d沿径向定位双臂内销119。此外，图9所示的引导部119d为圆柱形状，但是并不局限于此，也可以采用任意形状。例如，将引导部形成为朝双臂内销119的端部而直径慢慢变小的圆锥形状，并将孔124a、125a的双臂内销119所面对侧的开口部也形成为与引导部的形状相对应的圆锥面时，能够更简单地进行定位。
如上所述，铁道车辆驱动单元112的装配性提高。此外，从装配性提高及部件个数削减等观点出发，优选使双臂内销119少于单臂内销120。其中，由于载荷从曲线板117、118负载于内销119、120上，因此双臂内销119及单臂内销120优选分别等间隔配置。
润滑油输送机构利用输入侧旋转部件114的旋转将润滑油从上述的封入有润滑油的空间的底部区域向上部区域传送。更具体来说，包括：配置在第一载体124内部的泵141；从泵141朝封入有润滑油的空间的底部区域延伸并向泵141供给润滑油的润滑油供给路134；从泵141朝封入有润滑油的空间的上部区域延伸并将来自泵141的润滑油排出的润滑油排出路135。
参照图11，泵141是摆线泵，具备：在外径面上具有齿形，且与输入侧旋转部件114一体旋转的驱动齿轮142；在内径面上具有与驱动齿轮142啮合的齿形，且由第一载体124支承为旋转自如而以从驱动齿轮142的旋转中心c1偏向水平方向一侧的点c2为中心旋转的从动齿轮143。
上述结构的泵141在输入侧旋转部件114逆时针(正转)旋转时，能够将从空间的底部区域通过润滑油供给路134汲上的润滑油通过润滑油排出路135向上部区域排出。
另一方面，该泵141在输入侧旋转部件114顺时针(反转)旋转时无法输送润滑油。因此，优选在与该泵141不同的位置设置当输入侧旋转部件114顺时针旋转时能够输送润滑油的第二泵。具体来说，以与泵141相同的结构设置使c1、c2的位置关系相反的泵即可。
另外，参照图12，另一实施方式的泵151包括：在外径面上具有齿形，且与输入侧旋转部件114一体旋转的驱动齿轮152；在外径面上具有与驱动齿轮152啮合的齿形，且在驱动齿轮152的水平方向一侧配置成旋转自如的从动齿轮153。此外，在该实施方式中，从动齿轮153嵌合固定在旋转轴124c上，该旋转轴124c在第一载体124上安装成旋转自如。
即使取代图11的泵141而采用上述结构的泵151，也能够在输入侧旋转部件114进行逆时针旋转时输送润滑油。而且，只要以与泵141相同的结构设置使驱动齿轮152与从动齿轮153的位置关系相反的第二泵，就能够在输入侧旋转部件114进行顺时针旋转时也输送润滑油。
此外，参照图13，又一实施方式的泵161包括：在外径面上具有齿形，且与输入侧旋转部件114一体旋转的驱动齿轮162；在外径面上具有与驱动齿轮162啮合的齿形，且在驱动齿轮162的水平方向一侧配置成旋转自如的第一从动齿轮163；在外径面上具有与驱动齿轮162啮合的齿形，且在驱动齿轮162的水平方向另一侧配置成旋转自如的第二从动齿轮64。此外，在该实施方式中，从动齿轮163、164嵌合固定在旋转轴124c、124d上，所述旋转轴124c、124d在第一载体124上安装成旋转自如。
根据上述结构的泵161，在输入侧旋转部件114逆时针旋转时，驱动齿轮162和第一从动齿轮163作为输送润滑油的第一泵起作用。另一方面，输入侧旋转部件114顺时针旋转时，驱动齿轮162和第二从动齿轮64作为输送润滑油的第二泵起作用。由此，与图11或图12所示的将泵141、151配置在两个部位的情况相比，能够缩小配置泵的空间。
在上述各实施方式中，示出了采用泵作为润滑油输送机构的例子，但是并不局限于此，也可以采用所谓利用输入侧旋转部件114的旋转来输送润滑油的结构。例如，如图14所示，也可以在平衡重122上设置润滑油输送机构。平衡重123也相同，因此省略说明。
参照图14，平衡重122包含：大径扇状部122a；半径比大径扇状部122a小，且以使相互的弦相接的方式与大径扇状部122a连接的小径扇状部122b。
另外，在大径扇状部122a上设有：在其弦上具有开口部，且在大径扇状部122a的内部沿周向延伸的周向油路122c；从周向油路122c朝大径扇状部122a的外径面延伸的径向油路122d。此外，平衡重122的端面上设有沿厚度方向突出的多个凸片122e。
详细说明上述结构的铁道车辆驱动单元112的工作原理。
首先，伴随驱动源的旋转而输入侧旋转部件114及偏心部件116一体旋转。此时，曲线板117、118也要旋转，但是被插通到第二贯通孔117b、118b中的内销119、120阻止自转运动，而仅进行公转运动。即，曲线板117、118在以输入侧旋转部件114的旋转轴心为中心的圆周轨道上进行平行移动。
曲线板117、118进行公转运动时，波形117c、118c与外销121卡合，减速机壳体113及车轮111与输入侧旋转部件114沿同一方向一体旋转。此时，从曲线板117、118传递给减速机壳体113的旋转被减速，而成为高转矩。
具体来说，外销121的数目为ZA1，曲线板117、118的波形数为ZB1时，铁道车辆驱动单元112的减速比由ZB1/(ZA1-ZB1)算出，进而减速比为n1时，图1的实施方式中的速度比由1/(n1+1)算出。在图2所示的实施方式中，由于ZA1＝24，ZB1＝22，因此减速比为11，速度比为1/12。因此，即使在采用低转矩、高旋转型的驱动源的情况下，也能够向车轮111传递必要的转矩。
如此，通过不形成为多级结构而采用能够得到大减速比的减速机构15，能够得到紧凑且高减速比的铁道车辆驱动单元112。而且，通过在内销119、120及外销121的与曲线板117、118抵接的位置上设置内销轴承119e、120e以及外销轴承121a，能够减少接触部分的摩擦阻力。其结果是，提高铁道车辆驱动单元12的传递效率。
接下来，详细说明上述结构的铁道车辆驱动单元112的润滑油的流动。首先，润滑油被封入到减速机壳体113的内部的封入有润滑油的空间内、即由减速机壳体113、第一及第二载体124、125、以及密封部件128、129所围成的区域内，减速机构15停止时的油面高度在图6的直线m的位置。
接下来，输入侧旋转部件114旋转时，作为润滑油输送机构的泵141使从封入有润滑油的空间的底部区域通过润滑油供给路134汲上的润滑油通过润滑油排出路135向上部区域排出。而且，作为润滑油输送机构的平衡重122旋转的同时在封入有润滑油的空间的底部区域与上部区域之间移动。此时，润滑油在底部区域保持在周向油路122c及径向油路122d中，并在上部区域排出润滑油，并且通过凸片122e拢上润滑油。由此，能够向封入有润滑油的空间的上部区域(图6的比输入侧旋转部件114靠上侧的区域)供给润滑油。
通过润滑油输送机构排出的润滑油对位于上部区域的结构部件，例如内销119与内销轴承119e之间，内销轴承119e与曲线板117、118之间进行润滑，并在重力的作用下返回底部区域。而且，其一部分由润滑油保持空间117e、120a保持。
通过形成为上述结构，也能够向减速机壳体113内的封入有润滑油的空间的上部区域积极地供给润滑油，因此能够得到润滑性能优良的铁道车辆驱动单元112。此外，不必全部设置上述的润滑油输送机构(泵141、151、161、平衡重122)，而至少设置一个，就能够得到本发明的效果。
此外，在图6所示的实施方式中，将具有润滑油输送机构的平衡重122、123错开180°相位配置。由此，一方的大径扇状部位于减速机壳体113内的封入有润滑油的空间的底部区域时，另一方的大径扇状部在减速机壳体113内的封入有润滑油的空间的上部区域排出润滑油。其结果是，能够稳定地输送润滑油。
(4)第四实施方式
接下来，说明本发明的第四实施方式的铁道车辆驱动单元112a及包含铁道车辆驱动单元112a的铁道车辆用车轮驱动装置110a。此外，在以下所示的图中，对相同的构成要素附加相同的参照符号，省略说明。图15是铁道车辆用车轮驱动装置110a的简要剖视图，图16是图15的XI-XI的剖视图，图17是示出第一车轴轴承126的图，图18是密封部件128的主视图。
参照图15，另一实施方式的铁道车辆驱动单元112a主要具备：减速机壳体113；输入侧旋转部件114；减速机构115；作为固定部件的第一及第二载体124、125；第一及第二车轴轴承126、127；利用减速机壳体113的旋转来输送润滑油的润滑油输送机构。
润滑油输送机构利用减速机壳体113的旋转在上述封入有润滑油的空间、即由减速机壳体113、第一及第二载体124、125、以及密封部件128、129所围成的区域中，从其底部区域向上部区域传送润滑油。具体来说，是在减速机壳体113及伴随减速机壳体113的旋转而旋转的部件的表面上形成的凹凸部。此外，“伴随减速机壳体113的旋转而旋转的部件”相当于例如外销121及外销轴承121a、第一及第二车轴轴承126、127的外圈126b、127b、圆锥滚子126c、127c、以及保持器127d、127d、密封部件128、129等。
参照图16，减速机壳体113的内径面上形成有凹凸部113a。该实施方式的凹凸部113a是沿与减速机壳体113的旋转方向交叉的方向延伸的突条。此外，该凹凸部113a可以直接形成在减速机壳体113的内径面上，也可以使内径面上具有凹凸部113a的环状带(未图示)嵌入减速机壳体113的内径面。
此外，突条的形状并未特别限定，但是在该实施方式中，与减速机壳体113的旋转轴线垂直的突条的截面形状为具有相互平行的短边和长边的等腰梯形。并且，短边配置成与减速机壳体113的内径面相接。即，减速机壳体113的朝圆周方向的突条的壁面(相当于等腰梯形斜边的壁面)相对于减速机壳体113的内径面的切线成锐角相接。由此提高突条的保持润滑油的能力。
另外，突条以130°间隔配置在减速机壳体113的内径面的12个部位上。如此，通过等间隔地配置多个突条，能够稳定地输送润滑油。
另外，参照图17，第一车轴轴承126上也形成有凹凸部126e。该实施方式的凹凸部126e设置在外圈126b的内径面、圆锥滚子126c的端面、以及保持器126d的端面上。此外，第二车轴轴承127也相同，因此省略说明。
再者，参照图15，在密封部件128上设置沿与减速机壳体113的旋转方向交叉的方向突出的堰128a。该堰128a也作为润滑油输送机构起作用。参照图18，该实施方式的堰128a隔开45°的间隔等间隔地设置8处。
此外，关于构成铁道车辆驱动单元112a的其他的要素，由于与上述实施方式的铁道车辆驱动单元112相同，因此省略说明。
在此，详细说明另一实施方式的铁道车辆驱动单元112a的润滑油的流动。首先，润滑油被封入到减速机壳体113内部的封入有润滑油的空间内，即由减速机壳体113、第一及第二载体124、125、以及密封部件128、129所围成的区域内，减速机构15停止时的油面高度在图15的直线m的位置。
接下来，减速机壳体113旋转时，润滑油输送机构(凹凸部113a、126e及堰128)旋转并同时在封入有润滑油的空间的底部区域与上部区域之间移动。此时，在底部区域保持润滑油，在上部区域排出润滑油。由此，能够向减速机壳体113内的封入有润滑油的空间的上部区域(图15的比输入侧旋转部件114靠上侧的区域)供给润滑油。
由润滑油输送机构排出的润滑油对位于上部区域的结构部件，尤其是内销119与内销轴承119e之间、内销轴承119e与曲线板117、118之间进行润滑，并在重力的作用下返回到底部区域。而且，其中一部分保持在润滑油保持空间117e、120a中。
通过形成为上述结构，能够向减速机壳体113内的封入有润滑油的空间的上部区域积极地供给润滑油，因此能够得到润滑性能优良的铁道车辆驱动单元112a。此外，不必全部设置上述润滑油输送机构(凹凸部113a、126e及堰128)，而至少设置一个就能够得到本发明的效果。
此外，在上述实施方式中，错开1180°的相位设置了两张减速机构15的曲线板117、118，但是该曲线板的张数可以任意设定，例如，设置三张曲线板时，错开120°相位设置即可。
另外，在上述实施方式中，示出了将具有偏心部116a、116b的偏心部件116嵌合固定在输入侧旋转部件114上的例子，但是并不局限于此，也可以在输入侧旋转部件114的外径面上直接形成偏心部116a、116b。
另外，在第三实施方式中，作为一实施方式，说明了润滑油输送机构利用输入侧旋转部件114的旋转而输送润滑油的情况，作为另一实施方式，说明了润滑油输送机构利用减速机壳体113的旋转而输送润滑油的情况，但是并不局限于此，润滑油输送机构也可以利用输入侧旋转部件114及减速机壳体113这双方的旋转而输送润滑油。例如，也可以通过设置上述的泵141并在第一车轴轴承126上设置凹凸部126e来输送润滑油。由此，能够进一步提高润滑性能。
另外，上述实施方式的滚动轴承126、127、130a、130b、132、133并不局限于图的方式，而能够适用各种轴承，例如滑动轴承、圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、针状滚子轴承、自动调心滚子轴承、深槽球轴承、角接触球轴承、三点接触球轴承、四点接触球轴承等，无论是滑动轴承还是滚动轴承，滚动体无论是滚子还是球，而且无论是双列还是单列。
另外，示出了上述实施方式的内销轴承119e、120e及外销轴承121a是滑动轴承的例子，但是并不局限于此，也可以采用滚动轴承。这种情况下，从在厚度方向上紧凑化的观点出发，优选采用针状滚子轴承。
以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但是本发明并不局限于图示的实施方式。相对于图示的实施方式，在与本发明相同的范围内或均等的范围内，也能够施加各种修正或变形。
工业实用性
本发明使用于铁道车辆驱动单元时有利。

Claims (34)

1.一种铁道车辆驱动单元，驱动铁道车辆的车轮旋转，其具备：
减速机壳体，其由车轮的内径面保持且与车轮一体旋转；
输入侧旋转部件，其与驱动源连接；
减速机构，其使所述输入侧旋转部件的旋转减速而传递给所述减速机壳体；
固定部件，其配置在所述减速机壳体的内部并连结固定在车辆主体上；
车轴轴承，其将所述减速机壳体支承为相对于所述固定部件旋转自如；
润滑油循环机构，其使润滑油在所述减速机构与所述车轴轴承之间循环。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油循环机构利用伴随所述输入侧旋转部件旋转而产生的离心力使润滑油循环。
3.根据权利要求1所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油循环机构包含沿径向贯通所述固定部件内部并使润滑油从径向外侧朝径向内侧回流的润滑油路。
4.根据权利要求3所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述车轴轴承是一种圆锥滚子轴承，包含：固定在所述固定部件的外径面上的内圈；固定在所述减速机壳体的内径面上的外圈；配置在所述内圈及所述外圈之间的多个圆锥滚子，
在所述减速机壳体与所述固定部件之间的与所述圆锥滚子的大径侧端部相面对的位置上配置密封所述减速机壳体内部的密封部件，
所述润滑油路的径向外侧的开口部设置在所述圆锥滚子轴承及所述密封部件之间。
5.根据权利要求4所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述密封部件具有与所述固定部件的外径面滑动接触的突出部，并固定在所述减速机壳体的内径面上，而与所述减速机壳体一体旋转。
6.根据权利要求3所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述输入侧旋转部件具有偏心部，
所述减速机构包括：
公转部件，其在所述偏心部上被保持成相对旋转自如，并进行以所述输入侧旋转部件的旋转轴心为中心的公转运动；
自转限制部件，其容许所述公转部件的公转运动，并阻止自转运动；
外周卡合部件，其固定在所述减速机壳体上，与所述公转部件的外周卡合而使所述减速机壳体相对于所述输入侧旋转部件减速旋转，
所述润滑油路的径向内侧的开口部设置在与所述偏心部相面对的位置。
7.根据权利要求1所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述减速机构被保持在内部封入有润滑油的空间内，
所述润滑油循环机构具备润滑油保持室，该润滑油保持室以使润滑油能够在其与所述封入有润滑油的空间之间移动的状态与所述空间连通。
8.根据权利要求7所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油保持室配置在所述减速机壳体的内部，
所述空间和所述润滑油保持室通过用于使彼此的内部压力相同的通气孔和用于使彼此的油面高度相同的润滑油通路来连接。
9.根据权利要求7所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述驱动单元具备：
检测机构，其检测在所述空间中封入的润滑油的状态；
润滑油移动机构，其根据所述检测机构的检测结果，使润滑油在所述空间与所述润滑油保持室之间移动。
10.根据权利要求9所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油移动机构是以所述检测机构的检测结果超过阈值为条件对所述润滑油保持室的内部加压，并以所述检测机构的检测结果低于阈值为条件对所述润滑油保持室的内部减压的压力调整装置。
11.根据权利要求10所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油保持室具有活塞，该活塞将所述润滑油保持室的内部划分成与所述空间隔离的第一区域和与所述空间连通的第二区域，
所述压力调整装置通过使所述活塞移动而对所述润滑油保持室的内部进行加减压。
12.根据权利要求9所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述检测机构是检测在所述空间中封入的润滑油的温度的温度传感器。
13.根据权利要求9所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述检测机构是检测所述输入侧旋转部件的旋转速度的旋转传感器。
14.根据权利要求9所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油保持室设置在所述减速机壳体的外部。
15.根据权利要求7所述的铁道车辆驱动单元，其中，
在所述润滑油保持室中设置过滤内部润滑油的过滤装置。
16.根据权利要求1所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述减速机构被保持在内部封入有润滑油的空间内，
所述润滑油循环机构具备润滑油输送机构，该润滑油输送机构利用所述减速机壳体及所述输入侧旋转部件中至少任一方的旋转而将润滑油从所述空间的底部区域向上部区域传送。
17.根据权利要求16所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油输送机构利用所述输入侧旋转部件的旋转而将润滑油从所述空间的底部区域向上部区域传送。
18.根据权利要求17所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述驱动单元还具备配置在所述减速机壳体内部并连结固定在车辆主体上的固定部件，
所述固定部件的内部包含：
所述润滑油输送机构；
从所述润滑油输送机构朝所述空间的底部区域延伸，并向所述润滑油输送机构供给润滑油的润滑油供给路；
从所述润滑油输送机构朝所述空间的上部区域延伸，并将来自所述润滑油输送机构的润滑油排出的润滑油排出路。
19.根据权利要求17所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油输送机构包含：
通过使所述输入侧旋转部件正转而汲上润滑油的第一泵；
通过使所述输入侧旋转部件反转而汲上润滑油的第二泵。
20.根据权利要求19所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述第一泵具备：在外径面上具有齿形，且与所述输入侧旋转部件一体旋转的第一驱动齿轮；在内径面上具有与所述第一驱动齿轮啮合的齿形，且由所述固定部件支承为旋转自如而以从所述第一驱动齿轮的旋转中心偏向水平方向一侧的点为中心旋转的第一从动齿轮，
所述第二泵具备：在外径面上具有齿形，且在与所述第一泵不同的位置与所述输入侧旋转部件一体旋转的第二驱动齿轮；在内径面上具有与所述第二驱动齿轮啮合的齿形，且由所述固定部件支承为旋转自如而以从所述第二驱动齿轮的旋转中心偏向水平方向另一侧的点为中心旋转的第二从动齿轮。
21.根据权利要求19所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述第一泵包括：在外径面上具有齿形，且与所述输入侧旋转部件一体旋转的驱动齿轮；在外径面上具有与所述驱动齿轮啮合的齿形，且在所述驱动齿轮的水平方向一侧配置成旋转自如的第一从动齿轮，
所述第二泵包括：所述驱动齿轮；在外径面上具有与所述驱动齿轮啮合的齿形，且在所述驱动齿轮的水平方向另一侧配置成旋转自如的第二从动齿轮。
22.根据权利要求17所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述输入侧旋转部件具有偏心部，
所述减速机构包括：
公转部件，其在所述偏心部上被保持成相对旋转自如，并进行以所述输入侧旋转部件的旋转轴心为中心的公转运动；
多个自转限制部件，它们容许所述公转部件的公转运动，并阻止自转运动；
外周卡合部件，其固定在所述减速机壳体上，与所述公转部件的外周卡合而使所述减速机壳体相对于所述输入侧旋转部件减速旋转；
平衡重，其以将偏心运动产生的不平衡的惯性力偶消除的相位嵌合固定在所述输入侧旋转部件上，
所述润滑油输送机构设置在所述平衡重上。
23.根据权利要求22所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述平衡重包含：大径扇状部；半径比所述大径扇状部小，且以使彼此的弦相接的方式与所述大径扇状部连接的小径扇状部，
所述润滑油输送机构包含：在所述大径扇状部的弦上具有开口部，且在所述大径扇状部的内部沿周向延伸的周向油路；从所述周向油路朝所述大径扇状部的外径面延伸的径向油路。
24.根据权利要求22所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述平衡重包含：大径扇状部；半径比所述大径扇状部小，且以使彼此的弦相接的方式与所述大径扇状部连接的小径扇状部，
所述润滑油输送机构是从所述大径扇状部的端面沿厚度方向突出的凸片。
25.根据权利要求23所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述减速机构具有所述大径扇状部的相位配置成彼此不同的多个所述平衡重。
26.根据权利要求16所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油输送机构利用所述减速机壳体的旋转而将润滑油从所述空间的底部区域向上部区域传送。
27.根据权利要求26所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述润滑油输送机构是在所述减速机壳体及伴随所述减速机壳体的旋转而旋转的部件的表面上形成的凹凸部。
28.根据权利要求27所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述凹凸部是从所述减速机壳体的内径面突出并沿与所述减速机壳体的旋转方向交叉的方向延伸的突条。
29.根据权利要求28所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述突条等间隔地设置在所述减速机壳体的内径面的多个部位。
30.根据权利要求28所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述减速机壳体的朝圆周方向的所述突条的壁面相对于所述减速机壳体的内径面的切线成锐角相接。
31.根据权利要求30所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述减速机壳体的与旋转轴线垂直的所述突条的截面形状是具有相互平行的短边和长边的等腰梯形，所述短边与所述减速机壳体的内径面相接。
32.根据权利要求28所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述突条形成在嵌入所述减速机壳体内径面的环状带的内径面上。
33.根据权利要求27所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述驱动单元还具备：
固定部件，其配置在所述减速机壳体的内部，并连结固定在车辆主体上；
车轴轴承，其具备固定在所述固定部件的外径面上的内圈、固定在所述减速机壳体的内径面上的外圈、配置在所述内圈与所述外圈之间的多个滚动体、以及保持相邻的所述滚动体的间隔的保持器，并将所述减速机壳体支承为相对于所述固定部件旋转自如，
所述凹凸部设置在所述外圈、所述滚动体、以及所述保持器的至少任一个上。
34.根据权利要求26所述的铁道车辆驱动单元，其中，
所述驱动单元还具备：
固定部件，其配置在所述减速机壳体的内部，并连结固定在车辆主体上；
圆环形状的密封部件，其固定在所述减速机壳体的内径面上，并密封所述减速机壳体及所述固定部件之间，
所述润滑油输送机构是从所述密封部件沿与所述减速机壳体的旋转方向交叉的方向突出的堰。
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