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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen radintegrierten Motor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beschreibung des Standes der Technik
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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 A1 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, S.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 Fahrzeug 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. Diese Aufgabe wird gelöst mit dem radintegrierten Motor mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß 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. Die Drehwelle ist mit einem Antriebskraftübertragungs-Mechanismus verbunden, der die mechanische Antriebskraft auf das Rad überträgt. Der radintegrierte Motor hat ein Gehäuse das über eine Feder mit einem Schenkel verbunden ist, wobei der Schenkel das Rad drehbar hält.
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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 sind, bei dem radintegrierten Motor der Elektromotor und der Drehzahlminderer in dem Gehäuse untergebracht. 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 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 Querschnittsdarstellung eines motorangetriebenen Rads, das einen radintegrierten Motor gemäß einer Ausführungsform der 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 fair 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 Lager 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 Lager 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 Lager 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 Lager 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 Fahrzeugkarosserie 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 Fahrzeugkarosserie.
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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 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 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 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 Art 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 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 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.
