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カルダンドライブ
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カルダン駆動方式[かるだんくどうほうしき]
カルダン駆動方式（カルダンくどうほうしき cardan jointed drive）とは鉄道における駆動系の一種で、動力源をバネ上に配置し、自在継手（ユニバーサル・ジョイント）を介して車軸側の歯車装置を駆動する方式の総称である。実用化された当初は自在継手にカルダンジョイントが採用されたことからこのように呼ばれるが、慣用的にはWN継手や撓み継手など、カルダンジョイントとは異なる形式の自在継手を採用する場合も「カルダン駆動方式」と呼ばれている。
== 概要 ==
カルダン駆動方式を採用した電車では、モーターの重量が全て台車の軸ばねを介して輪軸に掛かっているため、モーターの重量の半分が輪軸に直接に掛かる吊り掛け駆動方式と比べて、軸ばね下の重量であるばね下重量が小さい。これにより、線路のうねり（ピッチング）やねじれ（ローリング）といった変化に対する車輪の追従性が高く、より安定した走行性能が得られる。レールの継ぎ目を通過する際などに発生する衝撃に対しても、衝撃を直接受ける重量が小さいことから騒音や乗り心地も改善される。モーターが衝撃や振動を直接受けないことから、これらに対するモーターの耐性を低く設計して小型化できる。あるいは同等の大きさでより動力性能の高いモーターを利用できる。
モーターを軸ばね上の構造に固定するためには、車輪の上下動に追従しないモーターからの動力を伝達する部材が揺動して車輪とモーターの相対位置を吸収する必要があり、このための機構が自在継ぎ手である。単に動力伝達軸の角度が変化するだけでは不十分で、軸方向の長さも変化可能な軸構造を必要とする場合もある。吊り掛け駆動方式に比較すると、これらの機構を追加することになるため部品コストや動力伝達軸の強度や振動特性などの設計検討を行う必要性は増えることとなる。
基本的な単体の自在継手である「カルダンジョイント」の名称は、原型を考案したイタリアの数学者、ジェロラモ・カルダーノ（Gerolamo Cardano、1501-1576）に由来する。カルダンジョイントは入出力軸のなす角が180度の時以外は1回転する間の角速度が一定とならず、完全な等速ジョイント（Constant Velocity Universal Joint = CVJ）ではないが、2つのジョイントを90度位相で使用することと入出力軸（の延長線）を並行にすることでほとんど解消できる。さらに鉄道車両の駆動システムは、例えば自動車の前輪駆動機構などと異なり、角度変化は著しくなく、実用上は重大な問題にならない。
抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』
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