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Diese
nicht-vorläufige
Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-001801, eingereicht
beim japanischen Patentamt am 6. Januar 2005, deren gesamter Inhalt
hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen radintegrierten Motor und genauer
einen radintegrierten Motor mit hoher Beständigkeit.
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Ein
bekanntes herkömmliches
Antriebsmodell für
einen radintegrierten Motor beinhaltet die Halterung eines Hohlwellenmotors
durch eine Motoraufhängung
(siehe beispielsweise die WO 02/083446 und Go Nagaya, Yasumichi
Wakao und Akihiko Abe „Development
of an In-Wheel Motor with Advanced Dynamic-Damper Mechanism", Society of Automotive
Engineers of Japan, 26. November 2002, Sitzungsbericht Nr. 83-02, 5.12). Der Hohlwellenmotor ist
mit einem Rad einer Radeinheit verbunden, um das Rad anzutreiben.
Der Hohlwellenmotor wird von der Motoraufhängung so gehalten, dass er
in vertikaler Richtung des Fahrzeugs, und somit vom ungefederten
Gewicht getrennt, schwingen kann. Das Rad wird von einem Lenker
am Fahrzeug gehalten. Wenn bei diesem Antriebsmodell für einen
radintegrierten Motor eine Radeinheit schwingt, nimmt der Hohlwellenmotor
die Schwingung der Radeinheit über
das Rad auf und schwingt in vertikaler Richtung des Fahrzeugs. Die
Schwingung des Hohlwellenmotors gleicht die ungefederte Schwingung
aus.
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Um
dabei das Volumen des Motors nicht zu erhöhen, sollte das Ausgangsmoment
des Motors über
einen Drehzahlminderer auf ein Rad übertragen werden.
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Somit
wird in einem herkömmlichen
Antriebsmodell für
einen radintegrierten Motor ein Untersetzungsmotor als radintegrierter
Motor verwendet, in dem ein Hohlwellenmotor mit Innenrotor (ein Motor)
und ein Planeten-Drehzahlminderer zusammen in einem Motorgehäuse montiert
sind.
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Genauer
ist der Motor des Untersetzungsmotors ein Hohlwellenmotor mit Innenrotor,
der einen Stator einschließt,
der an einem drehfesten Gehäuse festgelegt
ist, das in radialer Richtung außen bereitgestellt ist, sowie
einen Rotor, der an einem Drehgehäuse festgelegt ist, das in
radialer Richtung innen bereitgestellt ist. Das drehfeste Gehäuse ist
mit einem Schenkel verbunden, bei dem es sich um ein stationäres Teil
handelt, während
das Drehgehäuse mit
einem Sonnenrad des Planeten-Drehzahlminderers verbunden ist und
drehbar mit dem Wellenabschnitt des Motorgehäuses verbunden ist.
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Wenn
sich das Sonnenrad dreht, weil sich der Rotor dreht, wird die Drehzahl
des Sonnenrads auf eine Drehzahl umgewandelt und gesenkt, die der Umlaufzeit
des Sonnenrads entspricht, und von einem Träger auf die Welle übertragen,
die mit der Abtriebswelle des Drehzahlminderers verbunden ist. Die
Welle weist eine Universalgelenkkupplung auf, die die Abtriebswelle
des Planeten-Drehzahlminderers und das Rads verbindet.
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Der
Untersetzungsmotor ist schwimmend an Bauteilen montiert, die dem
ungefederten Gewicht entsprechen, wobei es sich um Bauteile um jedes Rad
handelt, und die Drehachse des Motors kann unabhängig von der Drehachse der
Radeinheit in radialer Richtung schwingen. Somit dient die Masse
des Motors als Masse eines sogenannten dynamischen Dämpfers,
um die ungefederte Schwingung auszugleichen, wenn das Fahr zeug auf
einer schlechten Fahrbahn fährt.
Infolgedessen ist der Fahrkomfort des Fahrzeugs verbessert.
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Hierbei
sind der Motor und der Planeten-Drehzahlminderer in einem herkömmlichen
Untersetzungsmotor in der folgenden Reihenfolge vom Rad zur Fahrzeugkarosserie
hin angeordnet: Universalgelenk, Motor und Planeten-Drehzahlminderer. Dann
wird die Schwingung der Radeinheit über das Rad und das Universalgelenk
vom Motor auf den Planeten-Drehzahlminderer übertragen. Hierbei werden sowohl
der Motor als auch der Planeten-Drehzahlminderer durch die Schwingung
der Radeinheit belastet. Da diese Belastung mit dem Abstand von
der Radeinheit, die die Schwingungsquelle darstellt, proportional
größer wird,
wird der Planeten-Drehzahlminderer, der sich am weitesten weg von
der Radeinheit befindet, relativ stark belastet.
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Bekanntlich
ist der Planeten-Drehzahlminderer so aufgebaut, dass eine Vielzahl
von Zahnrädern ineinander
greifen, und somit ist seine Steifigkeit gegenüber der Belastung relativ gering.
Somit besteht beim herkömmlichen
Antriebsmodell für
einen radintegrierten Motor das Problem, dass die Beständigkeit des
radintegrierten Motors herabgesetzt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines radintegrierten
Motors mit hoher Beständigkeit.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein radintegrierter Motor bereitgestellt. Der radintegrierte Motor
schließt
folgendes ein: einen Elektromotor, der mechanische Antriebsenergie
erzeugt; einen Drehzahlminderer, der in Relation zum Elektromotor
zu einem Rad hin angeordnet ist, um die Ausgangsleistung des Elektromotors
zu reduzieren; und eine Drehwelle, die in Relation zum Drehzahlminderer zum
Rad hin angeordnet ist, um eine Ausgangsleistung des Drehzahlminderers
auf das Rad zu übertragen.
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Die
Drehwelle ist mit einem Antriebskraftübertragungs-Mechanismus verbunden,
der die mechanische Antriebskraft auf das Rad überträgt.
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Vorzugsweise
besteht der Drehzahlminderer aus einem Planetengetriebe-Mechanismus.
Der Planetengetriebe-Mechanismus schließt ein Sonnenrad ein, das mit
einem Rotor des Elektromotors verbunden ist, ein Ritzel, das so
angeordnet ist, dass es mit dem Sonnenrad in Eingriff steht, einen
Planetenträger,
der mit dem Ritzel verkuppelt ist und mit der Drehwelle verbunden
ist, und einen Zahnkranz, der drehfest fixiert ist.
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Vorzugsweise
schließt
der radintegrierte Motor ferner ein Gehäuse ein, in dem der Elektromotor und
der Drehzahlminderer untergebracht sind. Das Gehäuse schließt ein erstes Gehäuse ein,
das zu einer Fahrzeugkarosserie hin angeordnet ist, um den Elektromotor
und den Drehzahlminderer festzulegen, und ein zweites Gehäuse, das
so zum Rad hin angeordnet ist, dass es an einer Fläche, die
senkrecht zur Drehwelle ist, mit dem ersten Gehäuse verbunden ist. Das zweite
Gehäuse
liegt senkrecht zur Drehwelle an einer Stirnfläche des Drehzahlminderers an,
um den Drehzahlminderer in Drehwellenrichtung zu fixieren.
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Vorzugsweise
liegt das zweite Gehäuse senkrecht
zur Drehwelle an einer Stirnfläche
des Zahnkranzes an.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Beständigkeit
des radintegrierten Motors verbessert werden.
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Die
genannten und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Zusammenschau mit der
begleitenden Zeichnung deutlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines motorangetriebenen Rads,
das einen radintegrierten Motor gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einschließt, sowie einer Radaufhängungseinrichtung,
die das motorangetriebene Rad hält.
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2 ist
eine Draufsicht auf das motorangetriebene Rad und die Radaufhängungseinrichtung, gesehen
aus Richtung A, wie in 1 dargestellt.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
des in 1 dargestellten radintegrierten Motors.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
wird mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Zeichnung werden
gleiche oder entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen
benannt, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
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1 ist
eine schematische Querschnttsdarstellung eines motorangetriebenen
Rads, das einen radintegrierten Motor gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einschließt, und einer Radaufhängungseinrichtung,
die das motorangetriebene Rad hält.
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Wie
in 1 dargestellt, schließt ein motorangetriebenes Rad 100 eine
Radfelge 10, eine Radnabe 20, ein Gleichlaufgelenk 30,
einen Bremsenrotor 40, einen Bremssattel 50, einen
radintegrierten Motor 70 und einen Reifen 250 ein.
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Der
radintegrierte Motor 70 weist ein Gehäuse 60 und eine Welle 110 auf.
Der radintegrierte Motor 70 schließt ferner einen Motor 65,
ein Planetengetriebe 80, eine Ölpumpe 90, eine Welle 110 und
eine (nicht dargestellte) Ölleitung
ein.
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Die
Radhalteeinrichtung 200 schließt einen (nicht dargestellten)
dynamischen Massedämpfer-Mechanismus,
Kugelgelenke 160, 170, Schenkel 180,
Momentabstützstreben 190,
einen Oberlenker 210, einen Unterlenker 220 und
einen Stoßdämpfer 230 ein.
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Die
Radfelge 10 weist eine im Wesentlichen schalenartige Form
auf und besteht aus einem Scheibenabschnitt 10A und einem
Kranzabschnitt 10B. In der Radfelge 10 kann die
Radnabe 20, der Bremsenrotor 40, der Bremssattel 50 und
der radintegrierte Motor 70 untergebracht sein. Durch Befestigen
des Scheibenabschnitts 10A an der Radnabe 20 mittels eines
Bolzens oder einer Mutter (nicht dargestellt) an einem Radbefestigungsabschnitt 1 wird
die Radfelge 10 an der Radnabe 20 befestigt. Die
Radnabe 20 beherbergt das Gleichlaufgelenk 30 und
ist über
das in ihr untergebrachte Gleichlaufgelenk 30 mit einer
Welle 110 verbunden. Die Radnabe 30 wird durch
Nabenlager 11, 12 drehbar an Schenkeln 180 gehalten. Der
Reifen 250 ist am Außenumfang
des Kranzabschnitts 10B der Radfelge 10 befestigt.
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Das
Gleichlaufgelenk 30 schließt ein inneres Teil 31 und
eine Kugel 32 ein. Das innere Teil 31 ist an der
Welle 31 befestigt. Die Kugel 32 steht mit einer Nut
der Radnabe 20 und einer Nut des Innenteils 31, die
in Drehwellenrichtung der Welle 110 bereitgestellt sind,
in Eingriff und dreht die Radnabe 20 gemäß der Drehung
der Welle 110. Die Kugel kann sich in Drehwellenrichtung
der Welle 110 entlang der Nuten, die für die Radnabe und das Innenteil 31 bereitgestellt sind,
bewegen. Es sei darauf hingewiesen, dass das Gleichlaufgelenk 30 nicht
besonders beschränkt
ist, solange es ein Antriebskraft-Übertragungsmechanismus ist,
der mechanische Antriebskraft vom radintegrierten Motor 70 auf
die Radfelge 10 überträgt. Beispielsweise
kann eine sogenannte flexible Kupplung als Antriebskraft-Übertragungsmechanismus
verwendet werden, wo eine Vielzahl von Scheiben und dergleichen
verwendet werden, so dass die Seite des radintegrierten Motors und
die Radseite so verbunden sind, dass sie in jeder Richtung exzentrisch
sind.
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Der
Innenumfang des Bremsenrotors 40 ist durch Bolzen 24, 26 am
Außenumfang
der Radnabe 20 befestigt, und sein Außenumfang ist so angeordnet,
dass er durch den Bremssattel 50 hindurchgeht. Der Bremssattel 50 ist
am Schenkel 180 befestigt. Der Bremssattel 50 schließt einen
Bremskolben 51 und Bremsklötze 52, 53 ein.
Der Außenumfang
des Bremsenrotors 40 ist zwischen den Bremsklötzen 52, 53 angeordnet.
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Wenn
Bremsöl
von einer Öffnung 50A zugeführt wird,
bewegt sich der Bremskolben 51 zur rechten Seite in 1,
um den Bremsklotz 52 nach rechts in der Zeichnung zu drücken. Wenn
der Bremsklotz 52 durch den Bremskolben 51 nach
rechts in der Zeichnung bewegt wird, bewegt sich der Bremsklotz 53 als
Antwort darauf nach links in der Zeichnung. Somit drücken die
Bremsklötze 52, 53 auf
den Außenumfang
des Bremsrotors 40 und die Bremse wirkt auf das motorangetriebene
Rad 100.
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Das
Gehäuse 60 ist
in 1 links von der Radnabe 20 angeordnet.
Das Gehäuse 60 schließt ein Gehäuse 60a und
ein Gehäuse 60b ein.
Das Gehäuse 60a ist
im Wesentlichen L-förmig,
und das Gehäuse 60b weist
im Wesentlichen die Form eines umgekehrten C auf. Das Gehäuse 60a ist
zur Radfelge 10 hin angeordnet, während das Gehäuse 60b zur Fahrzeugkarosserie
hin angeordnet ist. Das Gehäuse 60a und
das Gehäuse 60b sind
mittels einer nicht dargestellten Schraube an Flächen senkrecht zur Drehwellenrichtung
der Welle 110 miteinander verbunden. Das Gehäuse 60a beherbergt
die Ölpumpe 90,
die Welle 110 und die Ölleitung.
Das Gehäuse 60b beherbergt
den Motor 65 und das Planetengetriebe 80.
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Der
Motor 65 schließt
einen Statorkern 71, eine Statorspule 72 und einen
Rotor 73 ein. Der Statorkern 71 ist am Gehäuse 60b festgelegt.
Die Statorspule 72 ist um den Statorkern 71 gewickelt.
Wenn der Motor 65 ein Drehstrommotor ist, besteht die Statorspule 72 aus
einer U-Phasenwicklung, einer V-Phasenwicklung und einer W-Phasenwicklung. Der
Rotor 73 ist zum Innenumfang des Statorkerns 71 und
der Statorspule 72 hin angeordnet.
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Das
Planetengetriebe 80 schließt eine Sonnenradwelle 81,
ein Sonnenrad 82, ein Ritzel 83, einen Planetenträger 84,
einen Zahnkranz 85 und einen Stift 86 ein. Die
Sonnenradwelle 81 ist mit dem Rotor 73 des Motors 65 verbunden.
Das Sonnenrad 81 wird drehbar von Lagern 15, 16 gehalten.
Das Sonnenrad 82 ist mit der Sonnenradwelle 81 verbunden.
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Das
Ritzel 83 steht mit dem Sonnenrad 82 in Eingriff
und wird drehbar von den Lagern gehalten, die am Außenumfang
des Stifts 86 angeordnet sind. Der Planetenträger 84 ist
mit dem Ritzel 83 verkoppelt und mit der Welle 110 verbunden.
Der Planetenträger 84 und
die Welle 110, die mit dem Planetenträger 84 verbunden ist,
sind drehbar von Lagern 13, 14 gehalten. Der Zahnkranz 85 ist
am Gehäuse 60b festgelegt.
Hierbei ist der Zahnkranz 85 so am Gehäuse 60a fixiert, dass
eine Stirnfläche
in Drehwellenrichtung der Welle 110 am Gehäuse 60a anliegt, wie
später
beschrieben wird. Der Stift 86 wird vom Planetenträger 84 gehalten.
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Die Ölpumpe 90 ist
an einem Ende des radintegrierten Motors 70 zur Radnabe 20 hin
angeordnet und an der Welle 110 befestigt. Wie oben beschrieben,
ist die Welle 110 mit dem Innenteil 31 des Gleichlaufgelenks 30 und
dem Planetenträger 84 verbunden
und wird von Lagern 13, 14 drehbar gehalten.
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Die Ölleitung
ist für
das Gehäuse 60 bereitgestellt.
Die Ölleitung
ist an einem Ende mit der Ölpumpe 90 verbunden,
und ihr anderes Ende ist in einen Öltank (nicht dargestellt) eingeführt.
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Die Ölpumpe 90 pumpt
das Öl,
das im Öltank gesammelt
ist, durch die Drehung der Welle 110 hoch und wälzt das
hochgepumpte Öl
im Gehäuse 60 um.
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Der
Schenkel 180 (180a) ist an einem Ende mit einem
Kugelgelenk 160 verbunden und am anderen Ende über Nabenlager 11, 12 mit
der Radnabe 20 verbunden. Der Schenkel 180 (180b)
ist ein einem Ende durch eine Bolzen mit einer (nicht dargestellten)
Platte verbunden und am anderen Ende über die Nabenlager 11, 12 mit
der Radnabe 20 verbunden. Die Platte ist mit dem Kugellager 170 verbunden.
Somit halten die Schenkel 180 drehbar die Radnabe 20 und
die Radfelge 10.
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Die
Momentabstützstrebe 190 (190a)
ist an einem Ende mit dem Gehäuse 60 verbunden
und am anderen Ende mit dem Schenkel 180 (180a)
verbunden. Die Momentabstützstrebe 190 (190b)
ist an einem Ende mit dem Gehäuse 60 verbunden
und am anderen Ende mit dem Gelenk 180 (180b)
verbunden.
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Der
Oberlenker 210 und der Unterlenker 220 sind in
vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Der Oberlenker 210 ist
an einem Ende mit dem Kugelgelenk 160 verbunden und ist
am anderen Ende mit dem Fahrzeugkarosserie verbunden, so dass er
in vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie drehbar ist. Der
Unterlenker 220 ist an einem Ende mit dem Kugellager 170 verbunden und
ist am andern Ende mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so dass
er in vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie drehbar ist.
Ferner ist der Unterlenker 220 über einen Stoßdämpfer 230 mit
der Fahrzeugkarosserie verbunden. Somit ist das motorangetriebene
Rad 100 an der Fahrzeugkarosserie aufgehängt.
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Da
der Oberlenker 210 und der Unterlenker 220 in
vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie drehbar an der Fahrzeukarosserie
befestigt sind und der Unterlenker 220 über den Stoßdämpfer 230 mit der
Fahrzeugkarosserie verbunden ist, dienen der Oberlenker 210,
der Unterlenker 220 und der Stoßdämpfer 230 als Aufhängung. Der
Oberlenker 210 und der Unterlenker 220 bilden „Aufhängungsarme" bzw. Lenker.
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2 ist
eine Draufsicht auf das motorangetriebene Rad 100 und eine
Radhalterungseinrichtung 200, gesehen aus Richtung A wie
in 1 dargestellt.
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Wie
in 2 dargestellt, weist der Oberlenker 210 zwei
Enden 210A, 210B auf und ist durch die Enden 210A, 210B so
an der Fahrzeugkarosserie befestigt, dass er in vertikaler Richtung
drehbar ist. Der Unterlenker 220 weist ein Ende 220A auf,
mit dem der Unterlenker 220 so an der Fahrzeugkarosserie
befestigt ist, dass er sich in vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie
drehen kann.
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Das
Verbindungselement 240 ist an einem Ende mit dem (nicht
dargestellten) Kugelgelenk 170 verbunden. Gemäß der Drehkraft
von der Lenkeinrichtung (dem Lenkrad) der Fahrzeugkarosserie dreht
die Verbindung 240 das motorangetriebene Rad 100 in
Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach rechts oder nach
links.
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Der
dynamische Massedämpfer-Mechanismus 300 besteht
aus Federn 302, 304, bei denen es sich um Paar
elastischer Elemente handelt, die in vertikaler Richtung DR1 der
Fahrzeugkarosserie bereitgestellt sind. Ein mittlerer Abschnitt 306 des
dynamischen Massedämpfers 300 ist
an der Außenumfangsfläche des
Gehäuses 60 des
radintegrierten Motors 70 befestigt. Ein oberer Abschnitt 310 des
dynamischen Massedämpfer-Mechanismus
ist mit dem Schenkel 180 (180A) verbunden. Der
obere Abschnitt 310 und der mittlere Abschnitt 306 sind über eine
Feder 302 miteinander verbunden. Der untere Abschnitt 312 des
dynamischen Massedämpfer-Mechanismus 300 ist
mit dem Schenkel 180 (180B) verbunden. Der mittlere
Abschnitt 306 und der untere Abschnitt 312 sind über eine
Feder 304 miteinander verbunden.
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Ein
(nicht dargestellter) Absorber, der durch den mittleren Abschnitt 306 hindurchgeht,
ist für
den oberen Abschnitt 310 und den unteren Abschnitt 312 bereitgestellt.
Der Absorber ist mit einem Ende am mittleren Abschnitt 306 fixiert
und schließt
eine (nicht dargestellte) Welle ein, die in vertikaler Richtung
gemäß der Kompression/Expansion
der Federn 302, 304 schwingt. Der Absorber dämpft die
Schwingung der Welle in vertikaler Richtung.
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Die
Radhalterungseinrichtung 200 fixiert den dynamischen Massedämpfer-Mechanismus 300 am Gehäuse 60 des
radintegrierten Motors 70 und verbindet die Lenker (den
Oberlenker 210 und den Unterlenker 220) mit dem
Schenkel 180 und dem dynamischen Massedämpfer 400 durch Kugelgelenke 160, 170 und
haltert damit das motorangetriebene Rad 100 an der Fahrzeukarosserie.
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Genauer
hält die
Radhalterungseinrichtung 200 die Radfelge 10 und
die Radnabe 20 durch den Oberlenker 210, den Unterlenker 220 und
den Schenkel 180 und hält
den radintegrierten Motor 70 durch den Oberlenker 210,
den Unterlenker 220 und den dynamischen Massedämpfer-Mechanismus 300 so,
dass eine Schwingung in vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie
möglich
ist.
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Wenn
sich das motorangetriebene Rad 100 bei fahrendem Fahrzeug
in Drehrichtung DR3 dreht, dreht sich der radintegrierte Motor 70 in
Drehrichtung DR4. Dann unterdrückt
die Momentabstützstrebe 190 die
Drehung des radintegrierten Motors 70, die durch die Drehung
des motorangetriebenen Rads erzeugt wird.
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Zurück zu 1:
wenn ein Wechselstrom mittels eines (nicht dargestellten) Schaltkreises,
der im Fahrzeug enthalten ist, zur Statorspule 72 geliefert wird,
dreht sich der Rotor 73 und der Motor 65 gibt
ein vorgegebenes Drehmoment aus. Dann wird das Ausgangsdrehmoment
des Motors 65 über
die Sonnenradwelle 81 auf das Planetengetriebe 80 übertragen. Das
Planetengetriebe 80 ändert
das Ausgangsmoment von der Sonnenradwelle 81 durch das
Sonnenrad 82 und das Ritzel 83, d.h. es ändert die
Drehzahl (reduziert die Drehzahl) und gibt diese an den Planetenträger 84 weiter.
Der Planetenträger 84 überträgt das Ausgangsmoment
des Planetengetriebes 80 auf die Welle 110, und
die Welle 110 dreht die Radnabe 20 und die Radfelge 10 mit
einer vorgegebenen Drehzahl über
das Gleichlaufgelenk 30. Somit dreht sich das motorangetriebene
Rad 100 mit einer vorgegebenen Drehzahl und das Fahrzeug
fährt.
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Wenn
das motorangetriebene Rad 100 bei fahrendem Fahrzeug aufgrund
des Fahrbahnzustands und dergleichen in vertikaler Richtung DR1 der
Fahrzeugkarosserie eine Schwingung aufnimmt, werden die Federn 302, 304 des
dynamischen Massedämpfer-Mechanismus 300 durch
den radintegrierten Motor, der als Dämpfermasse dient, in vertikaler
Richtung DR1 des Fahrzeugs komprimiert/expandiert. Durch die Komprimierung/Expandierung
der Federn 302, 304 wird eine Schwingung in vertikaler Richtung
DR1 des radintegrierten Motors, die in Bezug zur Schwingung aufgrund
der Kraft von der Fahrbahnoberfläche
auf das motorangetriebene Rad 100 phasenversetzt ist, erzeugt.
Genauer wandelt der dynamische Massedämpfer-Mechanismus 300 die Schwingung
des motorangetriebenen Rads 110 in die die Schwingung des
radintegrierten Motors 70 um. Hierbei wird eine Schwingung
auf die Fahrzeugkarosserie übertragen,
wobei es sich um eine Kombination aus der Schwingung des motorangetriebenen Rads 100 und
der Schwingung des radintegrierten Motors 70, die relativ
zu der des motorangetriebenen Rads 100 phasenversetzt ist,
handelt. Da die Schwingungen des motorangetriebenen Rads 100 und
des radintegrierten Motors 70 phasenversetzt sind, wird die
Amplitude der Schwingung des motorangetriebenen Rads 100 um
die der Schwingung des radintegrierten Motors 100, die
phasenversetzt ist, reduziert. Genauer wird die Schwingung des motorangetriebenen
Rads 100 durch die Schwingung des radintegrierten Motors 70 ausgeglichen
und kaum über
den Oberlenker 210 und den Unterlenker 220 auf
die Fahrzeugkarosserie übertragen.
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Der
radintegrierte Motor 70 schwingt über das Gleichlaufgelenk 30 in
vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie. Genauer schwingt
der radintegrierte Motor 70 bogenförmig in vertikaler Richtung
DR1 des Fahrzeugs um das Gleichlaufgelenk 30 herum. Die
Schwingung in vertikaler Richtung DR1 des radintegrierten Motors 70 wird
vom Absorber gedämpft.
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Somit
wird ein ungefederter Stoß vom
Reifen 250 gemildert. Genauer wird, wenn das motorangetriebene
Rad 100 aufgrund des Zustands der Fahrbahnoberfläche und
dergleichen eine Schwingung aufnimmt, die Schwingung, die nicht
vom Stoßabsorber 230 bewältigt werden
kann, vom dynamischen Massedämpfer-Mechanismus 300 absorbiert.
Der dynamische Massedämpfer-Mechanismus 300 erlaubt
es dem radintegrierten Motor 70, durch die Schwingung,
die vom motorangetriebenen Rad in vertikaler Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie
aufgenommen wird, mit einer andern Phase zu schwingen. Infolgedessen überträgt der dynamische
Massedämpfer-Mechanismus 300 keine
starke Schwingung auf die ungefederte Fahrzeugkarosserie. Somit ist
der Fahrkomfort des Fahrzeugs, in dem das Rad, das durch den radintegrierten
Motor 70 angetrieben wird, enthalten ist, verbessert.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass der radintegrierte Motor 70 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die folgenden Eigenschaften aufweist.
Mit diesen Eigenschaften ist die Beständigkeit des radintegrierten
Motors 70 verbessert und dessen Größe und Gewicht sind verringert.
Zusätzlich
ist der Fahrkomfort des Fahrzeugs, das den radintegrierten Motor 70 enthält, verbessert.
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Erstens
ist der radintegrierte Motor 70 durch die Funktion der
Welle 110 gekennzeichnet. Genauer dient die Welle 110 als
Halterung des radintegrierten Motors 70, der in vertikaler
Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie schwingt, was es dem radintegrierten Motor 70 ermöglicht,
sich um die Abschnitt Verbindungswelle 110 und Gleichlaufgelenk 30 zu
drehen. Die Welle 110 dient außerdem dazu, das Ausgangsmoment
des Motors 65, dessen Drehzahl vom Planetengetriebe 80 verringert
wird und dessen Drehmoment somit erhöht wird, über das Gleichlaufgelenk 30 auf
die Radfelge 10 zu übertragen.
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Hierbei
wird, wenn der radintegrierte Motor 70 gemäß der Schwingung
des motorangetriebenen Rads 100 in vertikaler Richtung
DR1 der Fahrzeugkarosserie schwingt, ein Biegemoment, das in vertikaler
Richtung DR1 der Fahrzeugkarosserie wirkt, in der Welle 110 erzeugt.
Somit muss die Welle 110 als Halterungselement des radintegrierten
Motors 70 eine hohe Festigkeit aufweisen.
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Da
die Welle 110 mit dem Planetenträger 84 verbunden ist,
um das Ausgangsmoment 65 vom Motor 65, das in
ein hohes Moment umgewandelt wurde, zu übertragen, muss die Welle 110 als
Antriebsleistungs-Übertragungselement
außerdem
eine hohe Festigkeit aufweisen. Somit muss die Welle 110 als Halterungselement
des radintegrierten Motors 70 und als Antriebsleistungs-Übertragungselement
eine hohe Festigkeit aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung
können
zwei Elemente, die jeweils eine hohe Festigkeit aufweisen müssen, zu
einer einzigen Welle 110 vereinigt werden. Somit können die
Bauteile, die eine hohe Festigkeit aufweisen müssen, vereinigt werden, um
Gewicht und Größe des radintegrierten
Motors 70 zu verringern.
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Zweitens
ist der radintegrierte Motor 70 durch die Anordnung gekennzeichnet,
dass der Motor 65 und das Planetengetriebe 80 im
Gehäuse 60b untergebracht
sind. Genauer ist im Gehäuse 60b das Planetengetriebe 80 näher an der
Radfelge 10 angeordnet als der Motor 65. Dann
ist der Planetenträger des
Planetengetriebes 80 mit der Welle 110 verbunden.
Ferner ist die Welle 110 am Innenteil 31 des Gleichlaufgelenks 30 befestigt.
Somit sind im radintegrierte Motor 70 der Motor 65 und
das Planetengetriebe 80 in der folgenden Reihenfolge von
der Fahrzeugkarosserieseite zur Seite der Radfelge 10 hin angeordnet:
Motor 65, Planetengetriebe 80 und Gleichlaufgelenk 30.
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Wenn
eine unerwartete äußere Kraft
auf das motorangetriebene Rad 100 wirkt, schwingt der radintegrierte
Motor 70 stark. Wenn der radintegrierte Motor 70 stark
schwingt, werden aufgrund der Schwingung auch der Motor 65 und
das Planetengetriebe 80, die gemeinsam im Gehäuse 60b untergebracht
sind, belastet. Hierbei schwingt der radintegrierte Motor 70 so,
dass er einen Bogen um das Gleichlaufgelenk 30 beschreibt,
und daher steigt die Höhe
der Belastung des Motors 65 und des Planetengetriebes 80 proportional
zum Abstand vom Gleichlaufgelenk 30.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass in einem herkömmlichen radintegrierten Motor
die Belastung des Planetengetriebes größer ist als die des Motors, da
das Planetengetriebe näher
zur Fahrzeugkarosserie angeordnet ist als der Motor. Da andererseits das
Planetengetriebe so aufgebaut ist, dass eine Vielzahl von Zahnrädern ineinander
greifen, ist es weniger beständig
gegen Belastungen als der Motor. Somit besteht beim herkömmlichen
radintegrierten Motor, das Problem der eingeschränkten Beständigkeit.
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Dagegen
ist im radintegrierten Motor 70 der vorliegenden Erfindung
das Planetengetriebe 80 näher an der Radfelge 10 als
der Motor 65 angeordnet. Somit ist das Planetengetriebe 80 an
einer Stelle in Drehwellenrichtung angeordnet, die näher am Gleichlaufgelenk 30 liegt
als beim herkömmlichen Planetengetriebe,
und daher ist die Belastung des Planetengetriebes 80 verringert.
Somit ist die Beständigkeit
des radintegrierten Motors 70 verbessert.
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Drittens
ist der radintegrierte Motor 70 durch die An und Weise
gekennzeichnet, wie das Planetengetriebe 80 am Gehäuse 60 befestigt
ist.
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3 ist
eine vergrößerte Darstellung
des radintegrierten Motors 70 von 1.
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Wie
in 3 dargestellt, ist ein Planetengetriebe 80 mit
dem Motor 65 im Gehäuse 60b untergebracht.
Hierbei ist der Zahnkranz 85, der sich am Außenumfang
des Planetengetriebes 80 befindet, so fixiert, dass seine
Seitenfläche
in Drehwellenrichtung an der Innenfläche des Gehäuses 60b anliegt.
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Dann
sind das Gehäuse 60a und
das Gehäuse 60b an
Flächen,
die senkrecht zur Drehwellenrichtung der Welle 110 verlaufen,
miteinander verbunden. Eine Punkt-Strich-Linie DL in der Zeichnung zeigt
eine Verbindungsebene zwischen dem Gehäuse 60a und dem Gehäuse 60b.
Hierbei ist der Zahnkranz 85 so am Gehäuse 60b festgelegt,
dass seine Stirnfläche
senkrecht zur Drehwellenrichtung an einer Stirnfläche senkrecht
zur Drehwellenrichtung des Gehäuses 60a anliegt.
Somit ist die Lage des Zahnkranzes 85 in Drehwellenrichtung
vom Gehäuse 60a festgelegt.
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In
der Regel wird ein Schnappring beim Zusammenbau der Motorbauteile
verwendet, um die Lageverschiebung der Motorbauteile in Drehwellenrichtung
aufgrund der in Drehwellenrichtung wirkenden Trägheitskraft zu regulieren.
Wenn ein Schnappring verwendet wird, um den Zahnkranz 85 am
Gehäuse 60b zu
befestigen, wird beispielsweise zuvor ein Nut zum Einpassen des
Schnapprings an der Inneumfangsfläche des Gehäuses 60b bereitgestellt, und
der Schanppring wird bereitgestellt. Dann wird durch Montieren des
Zahnkranzes anliegend an den Schnappring der Zahnkranz 85 so
am Gehäuse 60b festgelegt,
dass die Drehwellenrichtung fixiert ist.
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Ein
solches Befestigungsverfahren erfordert jedoch einen Freiraum längs der
Drehwellenrichtung des Gehäuses 60b,
so dass die Nut zum Zusammenbauen des Schnapprings bereitgestellt
wird. Daher ist die Länge
des Gehäuses 60b in
Drehwellenrichtung vergrößert, und
somit ist der Raum, der am radintegrierten Motor 70 auf
der Fahrzeugkarosserieseite ausgebildet ist, verengt.
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Somit
verwendet die vorliegende Ausführungsform
eine Anordnung, bei der die Stirnfläche des Zahnkranzes 85 in
Drehwellenrichtung am Gehäuse 60a anliegt
und die Lage des Zahnkranzes 85 in Drehwellenrichtung vom
Gehäuse 60a festgelegt ist.
Somit kann, da kein Schnappring angebracht werden muss, die Länge des
radintegrierten Motors 70 in Drehwellenrichtung verringert
werden. Infolgedessen ist der Raum, der im radintegrierten Motor 70 auf
der Fahrzeugkarosserieseite gebildet wird, vergrößert, wodurch die Stelle, an
der Stoßdämpfer 230 am
Unterlenker 220 befestigt wird, zur Radfelge 10 hin
verschoben werden kann.
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Hierbei
wird beim Unterlenker ein Verhältnis (=
AL1/AL) des Abstands AL1 zwischen der Stelle, wo er an der Fahrzeugkarosserie
(die dem Drehpunkt des unteren Lenkers 220 entspricht)
befestigt ist und der Stelle, wo er mit dem Stoßdämpfer 230 zusammengebaut
ist, und des Abstands AL zwischen der Stelle, wo er an der Fahrzeugkarosserie
befestigt ist und der Stelle, wo er mit dem motorangetriebenen Rad 100 verbunden
ist (die der Stelle entspricht, wo das Kugelgelenk 170 angeordnet
ist), als Lenkerverhältnis
bezeichnet. Wenn das Lenkerverhältnis
höher ist,
d.h. wenn der Abstand AL1 größer ist,
ist die Absorptionswirkung für
die Schwingung des motorangetriebenen Rads 100 in der Aufhängung höher.
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Im
radintegrierten Motor 70 gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der Stoßdämpfer 230 zur Radfelge 10 hin
verschoben werden, da der radintegrierte Motor 70 in Drehwellenrichtung
durch die oben genannten Eigenschaften verkleinert ist. Anders ausgedrückt, der
Abstand AL1 kann vergrößert werden.
Somit ist das Lenkerverhältnis
im unteren Lenker 220 erhöht, und der Fahrkomfort des
Fahrzeugs ist weiter verbessert.
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Wie
oben angegeben, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung ein radintegrierter Motor von geringer Größe und geringem
Gewicht, der eine hohe Beständigkeit
aufweist, verwirklicht werden. Zusätzlich kann die Aufhängung verbessert
werden, um den Fahrkomfort des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung ausführlich
beschrieben und dargestellt wurde, dient dies selbstverständlich nur
der Erläuterung
und Veranschaulichung und soll keineswegs beschränkend aufgefasst werden, da
Gedanke und Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sind.