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Die
Erfindung betrifft einen Elektromotor (im Folgenden kurz als „Motor" bezeichnet), und
insbesondere einen Motor, in dem der Stator wirksam gekühlt wird.
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Die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2005-73364 (
JP-A-2005-73364 )
zum Beispiel beschreibt einen verwandten, in einem Rad integrierten Motor
(im Folgenden als „Radmotor" – englisch „in-wheel motor" – bezeichnet), in dem der Kühlungswirkungsgrad
verbessert wurde, indem der Wärmeübergangswiderstand
zwischen einem Gehäuse
und einem Stator durch Zuführung
von Öl
von einem Bereich um einen Statorkern und Auffüllen des Raums zwischen dem
Gehäuse
und dem Statorkern mit Öl verringert
und dafür
gesorgt wurde, dass das Öl
von einer Ölpumpe
durch einen Ölkühler geleitet
wird, der aus einer Mehrzahl von Lamellen gebildet ist.
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Ferner
beschreibt die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 4-185263 (
JP-A-4-185263 )
zum Beispiel einen verwandten Radmotor, in dem der Stator gekühlt wird,
indem ihm Öl
zugeführt
wird, das durch Kühllamellen
und Wärmerohre
gekühlt
worden ist. Das Öl
wird von einem Ölpumpenmotor
in einem Bodenabschnitt aus einem Ölspeicher nach oben gesaugt
und einer Öldurchführung außerhalb
des Gehäuses
zugeführt.
Diese Öldurchführung ist
mit Kühllamellen
und Wärmerohren
ausgestattet und mit einer Öldurchführung verbunden,
die in dem oberen Abschnitt innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist. Demzufolge
wird das Öl,
das durch die Kühllamellen und
Wärmerohre
gekühlt
wurde, von einem Auslass der inneren Öldurchführung dem Stator zugeführt.
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Jedoch
wird durch die in der
JP-A-2005-73364 beschriebenen
Struktur das durch die Ölpumpe
gelieferte Öl
durch den Ölkühler gekühlt, so
dass der Statorkern, der das zu kühlende Objekt darstellt, nicht
direkt gekühlt
werden kann. Ferner besteht der verwendete Ölkühler einfach aus einer Mehrzahl
von Lamellen.
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Ferner
werden in der in der
JP-A-4-185263 beschriebenen
Struktur sowohl Wärmerohre,
die einen hohen Kühlungswirkungsgrad
besitzen, als auch Kühllamellen,
verwendet. Jedoch wird das Öl
nahe dem Ölpumpenmotor
gekühlt,
der sich weit von dem Stator, welcher gekühlt werden soll, befindet.
Daher kann der Stator, ähnlich
wie im Fall der
JP-A-2005-73364 ,
nicht direkt gekühlt
werden.
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Es
ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Motor mit einem
verbesserten Statorkühlungswirkungsgrad
durch Kühlen
des Stators bereitzustellen, welcher direkt gekühlt werden soll.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Motor, der einen Stator
und eine Öldurchführung, die dem
Stator Öl
zuführt,
umfasst, in dem ein Wärmeabsorptionsabschnitt
eines Wärmerohrs
an einer Position innerhalb der Öldurchführung vorgesehen
ist und den Stator berührt
oder in dessen Nähe
angeordnet ist. Demzufolge kann der Stator unter Verwendung des
Wärmerohrs,
das einen hohen Kühlungswirkungsgrad
besitzt, direkter gekühlt
werden. Dadurch kann der Kühlungswirkungsgrad
verbessert werden.
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Ferner
kann in dem Motor gemäß diesem Aspekt
das Wärmerohr
einen Wärmeabstrahlungsabschnitt
besitzen, der außerhalb
der Öldurchführung angeordnet
ist. Demzufolge kann der Wärmeabstrahlungsabschnitt
außerhalb
der Öldurchführung gekühlt werden,
so dass die Wärme,
die durch den Wärmeabsorptionsabschnitt
abtransportiert wurde, wirksam abgeführt werden kann.
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Ferner
kann der Motor gemäß dem vorangehenden
Aspekt in einem Motorgehäuse
aufgenommen sein, und der Wärmeabsorptionsabschnitt
des Wärmerohrs
kann innerhalb der Öldurchführung vorgesehen
sein, die zwischen einem äußeren Umfang des
Motors und dem Motorgehäuse
angeordnet ist. Demzufolge kann der Stator in einem Motor, der in
einem Motorgehäuse
angeordnet ist, direkt gekühlt werden.
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Ferner
kann in dem Motor gemäß dem vorangehenden
Aspekt der Wärmeabstrahlungsabschnitt
des Wärmerohrs
an einem äußeren Abschnitt des
Motorgehäuses
angeordnet und einteilig mit einer Abstrahlungslamelle ausgebildet
sein. Demzufolge kann die Wärme
von dem Stator, die durch den Wärmeabsorptionsabschnitt
des Wärmerohrs
abtransportiert wurde, wirksam abgeführt werden.
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Ferner
kann in dem Motor gemäß dem vorangehenden
Aspekt der Wärmeabstrahlungsabschnitt
des Wärmerohrs
innerhalb einer Abstrahlungsrippe vorgesehen sein, die an einem äußeren Umfang
des Motorgehäuses
angeordnet ist. Demzufolge kann das Wärmerohr an einer hohen Position angeordnet
sein, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Wärmerohrs
durch hochgewirbelte Steine oder dergleichen verringert ist.
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Gemäß der Erfindung
kann der Stator des Motors, der ein Wärmeerzeugungskörper ist,
direkt gekühlt
werden, wodurch der Kühlungswirkungsgrad verbessert
ist.
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen sind:
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1 eine
Schnittansicht der Struktur eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Ansicht, die Öldurchführungen zur
Kühlung
eines Stators und schmieren von Lagern, Wärmerohre und Abstrahlungslamellen
darstellt;
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3 eine
Schnittansicht, die den Stator darstellt, der nur durch Ölzirkulation
gekühlt
wird;
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4A und 4B Schnittansichten
eines Motors gemäß eines
modifizierten Beispiels, der von der in den 1 und 2 gezeigten
beispielhaften Ausführungsform
verschieden ist, wobei 4A eine Schnittansicht des Motors
gemäß diesem
modifizierten Beispiel ist und 4B den
Motor entlang der Linie X-X in 4A zeigt;
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5 eine
Vorderansicht, die die räumliche Beziehung
der Wärmerohre, Öldurchführungen
und eines Ölauslasses
sowie weitere Komponenten des Motors gemäß diesem modifizierten Beispiel
zeigt;
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6 eine
Schnittansicht, die die Hauptstruktur einer Radmotoranordnung zeigt,
auf die der Motor gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung angewendet ist;
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7 eine
Ansicht von Öldurchführungen zur
Kühlung
eines Motors und von Schmierlagern und von Wärmerohren, die in den Kühlöldurchführungen
angeordnet sind;
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8 eine
Schnittansicht in einer von der Schnittebene, die in 6 gezeigt
ist, unterschiedlichen Ebene, die die Beziehung zwischen den Wärmerohren
und der Strömung
von Öl
in der Nähe
des oberen Abschnitts des Motors zeigt; und
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9 eine
Schnittansicht, die die Hauptstruktur einer Radmotoranordnung zeigt,
auf die der Motor gemäß dem modifizierten
Beispiel der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung angewendet ist.
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In
der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ist die vorliegende
Erfindung ausführlicher
in Form von verschiedenen Ausführungsformen
beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht der Struktur eines Motors gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Hauptkomponenten des Motors 700 gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform
sind ein Stator 701, ein Rotor 706, ein Motorgehäuse 12,
eine Gehäuseabdeckung 750, ein Öltank 310,
eine Ölpumpe 300,
eine Drucköldurchführung 916,
ein Ölablass 930,
eine Öldurchführung 432,
Wärmerohre
und Abstrahlungslamellen 2.
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Der
Stator 701 umfasst einen Statorkern 702 und eine
Statorwicklung 704. Der Statorkern 702 kann aus
dünnen
Eisenplatten gebildet sein, die in einer zu der radialen Richtung
senkrechten Richtung übereinander
gestapelt sind, oder aus einem massiven Eisenkern gebildet sein,
obwohl die gestapelte Struktur unter Umständen leichter hergestellt werden kann.
Wenn der Motor 700 ein Dreiphasenmotor ist, kann die Statorwicklung 704 aus
einer U-Phasenwicklung, einer V-Phasenwicklung und einer W-Phasenwicklung gebildet
sein. Der Motor gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
ist ein bürstenloser
Motor, in dem Wicklungen um den Stator 701 angeordnet sind.
Da der Stator 701 durch die um ihn angeordneten Wicklungen
Wärme erzeugt,
besteht eine große
Notwendigkeit, den Kühlungswirkungsgrad
zu verbessern.
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Der
Rotor 706 ist so angeordnet, dass er dem Stator 701 in
axialer Richtung gegenüberliegt. Der
Rotor 706 kann aus jedem beliebigen Material gebildet sein,
sofern es einen magnetischen Pol entsprechend dem magnetischen Pol
des Stators 701 erzeugt. Zum Beispiel kann der Rotor 706 ein
Dauermagnet sein.
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Ferner
umfasst der Rotor 706 eine Ausgangswelle 710,
die mit einem Zahnrad oder dergleichen ausgestattet ist, das eine
Antriebskraft aufnehmen oder übertragen
kann. Diese Ausgangswelle 710 ist durch die Gehäuseabdeckung 750 über ein Lager 820 drehbar
gestützt,
während
sie auf der entgegengesetzten Seite durch das Motorgehäuse 12 über ein
Lager 830 drehbar gestützt
ist. Im Übrigen können die
Lager 820 und 830 Radialkugellager sind, die Kugeln
als Rollkörper
verwenden, wie zum Beispiel einfache, mit tiefer Laufrille versehene
Kugellager.
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Das
Motorgehäuse 12 kann
den Stator 701, den Rotor 706 und weitere Komponenten
zum Schutz des Motors 700 aufnehmen.
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In ähnlicher
Weise kann die Motorabdeckung 750 in Verbindung mit dem
Motorgehäuse 12 den Stator 701,
den Rotor 706 und weitere Komponenten des Motors aufnehmen.
Die Motorabdeckung 750 kann von dem Motorgehäuse 12 getrennt
sein, um die Aufnahme des Motors 700 während der Montage zu erleichtern.
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Der Öltank 310 speichert Öl und ist
in einem Bodenabschnitt innerhalb des Motorgehäuses 12 angeordnet.
Das Öl
wird verwendet, um den Stator 701 zu kühlen und die Lager und dergleichen
zu schmieren. Der Öltank 310 ist
so positioniert, dass durch eine Ölpumpe 300 Öl nach oben
gezogen werden kann, und dient daher als ein Ölversorgungstank, von dem Öl zu dem
Motor 700 geliefert werden kann. Ferner ist der Öltank 310 unterhalb
des Rotors 706 positioniert und mit einem Ölrückführungspfad 313 verbunden,
der unterhalb des Rotors 706 in dem Motorgehäuse 12 angeordnet
ist. Daher dient der Öltank 310 auch
als ein Ölspeicher,
der Öl
aufnimmt, das rückgeführt wurde.
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Die Ölpumpe 300 zieht über einen
Saugpfad 312 Öl
von dem Öltank 310 nach
oben und liefert es zu der Drucköldurchführung 916.
Das Öl
wird dann von dieser Drucköldurchführung 916 zu
dem Ölablass 930 geleitet.
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Der Ölablass 930 ist
eine bogenförmige Öldurchführung, die
in dem Raum zwischen dem Statorkern 702 und dem Motorgehäuse 12 angeordnet ist. Öl wird entlang
des äußeren Umfangs
des Statorkerns 702 von vertikal unterhalb des Stators 701 nach
oberhalb des Stators 701 und dann auf der entgegengesetzten
Seite zurück
bis unterhalb des Stators 701 zurückgeführt, um somit den Statorkern 702 zu
umfließen.
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2 ist
eine Ansicht, die die Wärmerohre 1, die
Abstrahlungslamellen 2 und die Öldurchführungen zum Kühlen des
Stators 701 und Schmieren der Lager 820 und 830 zeigt.
Die Zeichnung ist eine Vorderansicht der Innenseite des Motorgehäuses 12, wobei
die Motorabdeckung 750 und die inneren Elemente des Motors 700 weggelassen
sind, auf der Höhe
eines vertikalen Schnitts (Schnitt II-II), der den Ölablass 930 in 1 umfasst.
In 2 sind dort, wo es zweckdienlich ist, Elemente,
die zur Beschreibung der Öldurchführungen
nebensächlich
sind, weggelassen.
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In 2 zieht
die Ölpumpe 300 Öl von dem Öltank 310 über den
Saugpfad 312 nach oben und liefert es durch die Drucköldurchführung 916 zu
dem Ölablass 930.
Das Öl
steigt dann in dem Ölablass 930,
der eine bogenförmige Öldurchführung ist,
bis es den höchsten
Punkt erreicht, woraufhin es in dem Ölablass 930 entlang
der Bogenform der kreisförmigen Öldurchführung nach
unten fließt
und schließlich über den Ölrücklaufpfad 313,
der in dem Motorgehäuse 12 unter
dem Rotor 706 angeordnet ist, zu dem Öltank 310 zurückfließt. Während das Öl zirkuliert,
wird es auf zwei Arten von Löchern
verteilt, die an mehreren Stellen vorgesehen sind, d.h. Verteilungslöcher 933 zur
Verteilung von Öl
in den Stator 701 und Verteilungslöcher 932 zum Verteilen
von Öl in
den Bereich außerhalb
des Stators 701.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist nachfolgend der Pfad erläutert, entlang
dem das Öl zirkuliert.
Wie es mit Bezug auf 2 beschrieben ist, zirkuliert
das Öl,
das dem unteren Abschnitt des Ölablasses 930 zugeführt wurde,
entlang dem äußeren Umfang
des Statorkerns 702, bis es den oberen Abschnitt des Ölablasses 930 erreicht.
Das Öl
wird dann durch die Verteilungslöcher 932,
die sich in radialer Richtung nach außen öffnen und mit den Öldurchführungen 432 verbunden
sind, den Öldurchführungen 432 zugeführt, wie
es durch die gepunktete Linie in der Zeichnung gezeigt ist. In ähnlicher
Weise wird Öl
von einem Wicklungsende 705A des Statorkerns 702 durch
die Verteilungslöcher 933,
die sich in radialer Richtung nach innen öffnen und mit der inneren Umfangsseite
des Statorkerns 702 verbunden sind, zugeführt.
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Die Öldurchführungen 432 sind
an Positionen ausgebildet, wo sie den Stator berührenden und erstrecken sich
in einer Richtung parallel zu der Ausgangswelle 710 entlang
dem äußeren Umfang
des Stators 701. Öl
fließt
von der Seite des Wicklungsendes 705A durch die Öldurchführungen 432 zur
Seite des Wicklungsendes 705B. In diesem Stadium wird das Öl dem Stator 701 von
oben zugeführt,
wodurch der Stator 701 gekühlt wird. Ferner fließt Öl, das das Wicklungsende 705B erreicht
hat, zwischen der Gehäuseabdeckung 750 und
dem Stator 701 nach unten, wo es dem Lager 820 zugeführt wird.
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Ferner
kühlt Öl, das auf
der Seite des Wicklungsendes 705A der inneren Umfangsseite
des Stators zugeführt
wird, die Seite des Wicklungsendes 705A und fließt zwischen
dem Motorgehäuse 12 und dem
Stator 701 nach unten, wo es durch den Rotor 706 hindurchtritt
und das Lager 830 schmiert.
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Hier
sind Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 in
den Öldurchführungen 432 vorgesehen.
Diese Wärmeabsorptionsabschnitte 1a absorbieren
eine von dem Stator 701 erzeugte Wärme. Die Wärmeleitfähigkeit der Wärmerohre 1 ist
viel größer als
die Wärmeleitfähigkeit
des Öls,
so dass diese Wärmerohre 1,
so dass die Verwendung dieser Wärmerohre 1 mit
hoher Wärmeleitfähigkeit
an einer Position in den Öldurchführungen 432,
in der sie den Stator 701 berühren, oder einer Position in
der Nähe des
Stators 701 eine effizientere Absorption der von dem Stator 701,
der ein Wärmeerzeugungskörper ist, erzeugten
Wärme.
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Dieser
Punkt ist nachfolgend durch Vergleich von 1 mit 3 erläutert.
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Zum
Beispiel ist 3 eine Schnittsansicht, die
einen Kühlvorgang
nur durch Ölzirkulation
darstellt, d.h. die Wärmerohre 1 von 1 sind
weggelassen. Öl
fließt
von dem Ölablass 930 an
dem oberen Abschnitt des Stators 701 durch die Verteilungslöcher 932 und
dann durch die Öldurchführungen 432,
wie es durch einen Pfeil P4 gezeigt ist, von wo es dem oberen Abschnitt
des Stators 701 zugeführt wird,
um den Stator 701 zu kühlen.
Das Öl
in den Öldurchführungen 432 führt Wärme von
dem Stator 701 ab, mit dem es in Kontakt ist, und transportiert
die Wärme,
die von dem Wicklungsende 705B abgeführt wurde, weg, so dass ein
gewisser Kühlungseffekt
erreicht werden kann. Jedoch ist die Wärme, die in den Öldurchführungen 432 von
dem Stator 701 abgeführt wird,
durch die Wärmeleitfähigkeit
des Öls
begrenzt.
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In
der Struktur der 1 sind die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 in
den Öldurchführungen 432 angeordnet
und ermöglichen
es, dass die durch den Stator 701 erzeugte Wärme direkt und
effizient absorbiert wird, indem die Wärmerohre 1 in den Öldurchführungen 432 an
Positionen vorgesehen sind, an denen sie den Stator 701 berühren, oder
an Positionen vorgesehen sind, die sich in der Umgebung des Stators 701 befinden.
Demzufolge ist der Wärmeabsorptionswirkungsgrad
höher,
und die durch den Stator 701 erzeugte Wärme kann wirksamer abtransportiert
werden als in einem Fall, in dem nur die Öldurchführungen 432 vorgesehen
sind, wie es in der Struktur von 3 gezeigt
ist.
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Um
die von dem Stator 701, der eine Wärmequelle ist, erzeugte Wärme wirksam
abzuführen,
können
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 auch
so angeordnet sein, dass sie den Stator 701 berühren. Dadurch,
dass die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a so
ausgelegt sind, dass sie den Stator 701 berühren bzw.
in Kontakt mit ihm sind, kann die Wärme von dem Stator 701 direkt
absorbiert werden. Jedoch ist es aufgrund von Fertigungstoleranzen
und Schwierigkeiten bei der Her stellung nicht immer möglich, die
Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 in
Kontakt mit dem Stator 701 vorzusehen. Selbst in diesen
Fällen
können
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a so
nahe wie möglich
an dem Stator 701 angeordnet sein, so dass die Wärme von
dem Stator 701 direkt absorbiert werden kann. In diesem Fall
wird die von dem Stator 701 erzeugte Wärme von dem Öl zwischen
dem Stator 701 und den Wärmeabsorptionsabschnitten 1a der
Wärmerohre 1 absorbiert.
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Die
Wärmerohre 1 können aufgrund
der Notwendigkeit, die Wärme
von dem Stator 701, die in den Öldurchführungen 432 abtransportiert
wurde, nach außen
abzustrahlen, auch mit Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b an
einem äußeren Abschnitt
der Öldurchführungen 432 ausgestattet
sein. Ferner können
die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 auch
außerhalb
des Motorgehäuses 12 oder
der Gehäuseabdeckung 750 vorgesehen
sein. Wenn die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 an
dem äußeren Abschnitt
des Motors 700 angeordnet sind, kann die in dem Motor 700 erzeugte Wärme nach
außerhalb
des Motors 700 abtransportiert werden.
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Die
Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der Wärmerohre 1 können einteilig
mit den Abstrahlungslamellen 2 ausgebildet sein, da die
Abstrahlungsfunktion der Abstrahlungslamellen 2 die Abgabe
der Wärme
von den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b zu
dem äußeren Abschnitt
sogar noch wirksamer gestattet. Jeder Wärmeabstrahlungsabschnitt 1b kann eine
Mehrzahl von Abstrahlungslamellen 2 umfassen, um die Gesamtoberfläche der
Lamellen zu vergrößern und
Wärme wirksam
abzustrahlen. Ferner können
die Abstrahlungslamellen 2 verschiedene Formen haben. Zum
Beispiel kann eine Mehrzahl von ebenen Platten in vorbestimmten
Intervallen in der Längsrichtung
der Wärmerohre 1 gestapelt
sein, oder mehrere stabförmige
Abstrahlungslamellen 2 können in vorbestimmten Intervallen
vorgesehen sein.
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Die
Wärmerohre 1 sind
Metallrohre, die jeweils eine rohrförmige Kapillarstruktur im Innern
eines Rohres haben. Der Innenraum bzw. das Innere kann ein Vakuum
mit einer geringen Menge an Betriebsflüssigkeit 1c wie etwa
Wasser oder ein Chlorfluorcarbonersatzstoff, die im Inneren dicht
eingeschlossen ist, sein. Im Übrigen
kann das Metall, das verwendet wird, eines mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit
wie etwa Kupfer oder Aluminium sein.
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Die
Arbeitsweise der Wärmerohre 1 kann zum
Beispiel folgendermaßen
sein. Wenn der Stator 701 Wärme erzeugt, so wird diese
Wärme von
den Wärmeabsorptionsabschnitten
la absorbiert, was bewirkt, dass die Betriebsflüssigkeit 1c im Innern
ver dampft und die latente Verdampfungswärme absorbiert wird. Das Verdampfungsgas
bewegt sich dann mit einer hohen Geschwindigkeit, d.h. etwa mit Schallgeschwindigkeit,
zu den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b,
wo es gekühlt
wird und somit kondensiert und in seinen flüssigen Zustand übergeht. Die
kondensierte Betriebsflüssigkeit 1c kehrt
dann durch die rohrförmige
Kapillarstruktur zu den Wärmeabsorptionsabschnitten 1a zurück, wodurch
Wärme kontinuierlich
und wirksam abgeführt
werden kann.
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Im Übrigen können die
Wärmerohre 1 durch Einpressen
in den Statorkern 702 des Stators 701 eingebettet
sein, so dass sie die Wärme
von dem Stator 701 direkter abführen. Jedoch besteht die Gefahr,
da der Statorkern 702 wie oben beschrieben aus übereinander
gestapelten dünnen
Platten gebildet ist, dass winzige Räume, die die Wärme schlecht
ableiten, zwischen den dünnen
Platten gebildet werden. Ferner, selbst wenn der Stator 701 zu
Beginn aus einem einzigen Teil aus Eisen gebildet ist, ist es aufgrund
von Fertigungstoleranzen und anderen Herstellungsschwierigkeiten äußerst schwierig,
die Wärmerohre 1 in
den Statorkern 702 einzupressen.
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Daher
kann durch Anordnen der Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 an
Stellen in den Öldurchführungen 432,
wo sie den Stator 701 kontaktieren oder in dessen Umgebung
angeordnet sind, wie es in dieser beispielhaften Ausführungsform beschrieben
ist, ein Kontakt mit dem Stator 701 zuverlässig gewährleistet
werden, entweder direkt oder über Öl, so dass
die von dem Stator 701 entweder direkt oder über das Öl übertragene
Wärme schnell
zu den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b transportiert und
abgeführt
werden kann. Als Folge davon kann die durch den Stator 701 erzeugte
Wärme wirksam abgeführt werden.
Das heißt,
der Kontakt mit der Wärmequelle
kann zuverlässig
gewährleistet
werden, indem Öl
als Wärmeaustauschmedium
verwendet wird, und die übertragene
Wärme kann
schnell abtransportiert und nach außerhalb des Stators 701 abgeführt werden.
Als Folge davon kann der Stator 701 wirksam gekühlt werden,
ohne dass Schwierigkeiten bei der Herstellung auftreten.
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Ferner,
wenn der Motor 700 gemäß dieser beispielhaften
Ausführungsform
in einem Fahrzeug oder einem Eisenbahnwagen verwendet wird und an einer
Position in der Nähe
des Bodens angeordnet ist, kann es sein, dass die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1,
die außerhalb
des Motorgehäuses 12 angeordnet
sind, durch hochgewirbelte Steine oder dergleichen beschädigt werden. Selbst
in diesem Fall würden
nur die Wärmerohre 1 beschädigt werden.
Die Öldurchführungen 432 würden dabei
unbetroffen sein, so dass Öl
zur Kühlung und
Schmierung nicht austreten bzw. auflaufen würde. Zum Beispiel kann selbst
dann, wenn die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 durch hochgewirbelte
Steine oder dergleichen beschädigt würden, die
Betriebsflüssigkeit 1c von
dieser Stelle austreten, was zu einem Abfall in der Kühlleistung führen würde. Jedoch
würde die
Beschädigung
nur den Bereich außerhalb
der Öldurchführungen 432, nicht
die Öldurchführungen 432 selbst
betreffen. Daher würde
selbst dann, wenn ein Abschnitt der Wärmerohre 1 beschädigt werden
würde,
eine aufgrund von Überhitzung
oder innerem Lager- oder Getriebeschaden durch unzureichende Schmierung
beeinträchtigte
Motorfunktion, die dann auftreten könnte, wenn die Öldurchführungen
beschädigt
wären,
nicht eintreten. Dies steht im Gegensatz zu der Wirkung auf den
Motor, wenn Öl
von dem Kühler
des Fahrzeugs auslaufen würde.
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Nachfolgend
ist die räumliche
Beziehung, betrachtet von der Vorderseite der Wärmerohre 1, der Öldurchführungen 432 und
der weiteren Komponenten des Motors gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform
mit Bezug auf die Vorderansicht in 2 beschrieben.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist der Ölablass 930 bogenförmig, allgemein
entlang dem äußeren Umfang
des Stators 701 angeordnet, wobei sich die Öldurchführungen 432,
die auf der äußeren Umfangsseite
des Ölablasses 930 angeordnet
sind, an sieben Stellen in geeigneten Intervallen befinden. Die Wärmerohre 1 sind
in den Öldurchführungen 432 vorgesehen,
die sich senkrecht zur Zeichenebene der 2 erstrecken. Öl wird den Öldurchführungen 432 von
dem Ölablass 930 durch
die Verteilungslöcher 932 zugeführt, die
sich in radialer Richtung nach außen öffnen. In ähnlicher Weise wird dem Stator 701 durch
die Verteilungslöcher 933,
die sich in radialer Richtung nach innen öffnen, Öl zugeführt.
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Wärme von
dem Stator 701 wird durch die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a (nicht
gezeigt) der Wärmerohre 1,
die sich außerhalb
des Stators 701 in den Öldurchführungen 432 befinden,
absorbiert. Wenn die Wärmerohre 1 so
ausgelegt bzw. angeordnet sind, dass sie den Stator 701 kontaktieren,
absorbieren die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 direkt
die Wärme.
Wenn die Wärmerohre 1 in
der Umgebung des Stators 1 angeordnet sind, absorbieren
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der Wärmerohre 1 die
Wärme von
dem Stator 701 über das Öl in dem
Raum zwischen den Wärmerohren 1 und
dem Stator 701.
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Die
Wärme,
die durch die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 absorbiert
wurde, bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit von der Vorderseite
des Papiers, auf dem 2 gezeichnet ist, in Richtung
der Rückseite
des Papiers und wird durch die Abstrahlungslamellen 2,
die an den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b angeordnet
sind, abgeführt.
Die Abstrahlungslamellen 2 können lange, dünne Lamellen
sein, die sich zum Beispiel in vertikaler Richtung von den Öldurchführungen 432,
die in dem oberen Teil von 2 gezeigt
sind, erstrecken, wie es durch die gestrichelten Linien gezeigt
ist. Die Abstrahlungslamellen 2 sind jedoch nicht auf diese Form
begrenzt, d.h. es können
Abstrahlungslamellen 2 unterschiedlichster Form verwendet
werden, sofern sie Wärme
wirksam abstrahlen.
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Ferner
zeigt das in 2 gezeigte Beispiel sieben Wärmerohre 1,
die entlang dem äußeren Umfang
des Stators 701 angeordnet sind. Jedoch können auch
mehrere oder weniger Wärmerohre
vorgesehen sein.
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Ferner
zeigt das in 2 gezeigte Beispiel Öl, das durch
den bogenförmigen Ölablass 930 entlang
dem Wicklungsende 705A des Stators 701 zugeführt wird.
Jedoch kann auch eine Ölversorgungsdurchführung vorgesehen
sein, die Öl
von dem Öltank 310 direkt
zu dem oberen Abschnitt des Stators 701 befördert. Wenn
die Wärmerohre 1 an
Positionen in den Öldurchführungen 432,
die dem Stator 701 Öl zuführen, angeordnet
sind, die in Kontakt mit dem Stator 701 oder in dessen
Umgebung angeordnet sind, können
die Wärmerohre 1 wie
gewünscht
eingestellt werden, unabhängig
von der Ölversorgungsstrecke
und dergleichen.
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Auf
diese Weise kann gemäß dem Motor 700 mit
der mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen
Struktur durch Verwenden von Öl,
das eine gute Permeabilität
hat, als das Wärmeaustauschmedium
und Anordnen der Wärmerohre 1,
die Wärme sehr
gut leiten, in der Nähe
des Stators 701, der eine Wärmequelle ist, die von dem
Stator 701 erzeugte Wärme
schnell zu dem äußeren Abschnitt
des Motorgehäuses 12 abtransportiert
werden. Dann kann die Wärme,
die zu dem äußeren Abschnitt
des Motorgehäuses 12 abtransportiert
ist, unter Verwendung der Abstrahlungslamellen 2, die eine
große
Oberfläche aufweisen
und Wärme
sehr gut abstrahlen, wirksam abgeführt werden. Somit kann der
Stator 701 durch diese Struktur und Operation wirksam gekühlt werden.
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Die 4A und 4B sind
Schnittansichten des Motors 700 gemäß einem modifizierten Beispiel
der vorangegangenen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. 4A ist
eine Schnittansicht des Motors 700 gemäß diesem modifizierten Beispiel,
und 4B ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X
in 4A.
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In
den 4A und 4B ist
die Form der Wärmerohre 1 und
somit die Form des Motorgehäuses 12 von
den in den 1 und 2 gezeigten verschieden.
Jedoch sind die weiteren Komponenten allgemein gleich, so dass etwa
das untere Fünftel
des Motors 700 weggelassen ist. Ferner sind die Komponenten,
die gleich den in den 1 und 2 gezeigten
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf eine
Beschreibung davon ist an dieser Stelle verzichtet ist.
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In 4A sind
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1,
ebenso wie in der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform,
an Positionen in den Öldurchführungen 432 vorgesehen,
an denen sie in Kontakt zu dem äußeren Umfang
des Stators 700 sind, oder an Positionen in der Umgebung
des Stators 700. Jedoch sind in dieser beispielhaften Ausführungsform
die Wärmerohre 1 in dem
Mitte derart gebogen, dass die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b in
Löcher
in Abstrahlungsrippen 2a eingeführt sind, die auf dem äußeren Umfang
des Motorgehäuses 12 vorgesehen
sind, was von der vorangegangenen beispielhaften Ausführungsform,
die oben beschrieben ist, verschieden ist.
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Die
Abstrahlungsrippen 2a sind einteilig mit dem Motorgehäuse 12 und
dieses fortsetzend auf der äußeren Umfangsseite
des Motorgehäuses 12 angeordnet.
Dadurch, dass die Abstrahlungsrippen 2a auf diese Weise
einteilig ausgebildet sind, können
die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b stabil
gestützt
und darüber
hinaus der gesamte Motor 700 kompakter ausgelegt werden.
Da die Abstrahlungsrippen 2a vorgesehen sind, um die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 auf
dem äußeren Umfangsabschnitt
des Motorgehäuses 12 in
sich zu stützen, schützt diese
Struktur die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 besser
als in der in 1 gezeigten vorangegangenen
beispielhaften Ausführungsform,
so dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Wärmerohre 1 durch hochgewirbelte
Steine oder dergleichen beschädigt
werden, verringert ist.
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Das Öl in den Öldurchführungen 432 wird von
dem Ölablass 930 durch
die Verteilungslöcher 932 in
radialer Richtung nach außen
geliefert, fließt
in der Richtung, in der sich die Öldurchführungen 432 erstrecken,
und nach unten in Richtung des Wicklungsendes 7058. Jedoch
sind die Öldurchführungen 432 auf
der Seite in der Nähe
des Wicklungsendes 705 so ausgebildet, dass die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 in
den Löchern
in den äußeren Rippen 2a vollständig eingeschlossen
sind, so dass kein Öl
zur Seite der Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b fließt.
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Was
dies betrifft, so sind die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 innerhalb
der Öldurchführungen 423 angeordnet,
wie es in 4B gezeigt ist, doch gibt es
einen Raum zwischen dem Bereich um jeden der Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 und
den Öldurchführungen 432,
durch den Öl
fließen
kann. Ferner sind die Abstrahlungsrippen 2a so vorgesehen,
dass sie von dem äußeren Umfangsabschnitt
des Motorgehäuses 12,
in dem die Öldurchführungen 432 aufgenommen sind,
hervorragen. Die Abstrahlungsrippen 2a nehmen dicht die
Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der Wärmerohre 1 in
darin ausgebildeten Löchern
auf und stützen
sie. Ein Vorsprung oben auf den Abstrahlungsrippen 2a strahlt
wirksam die Wärme
von diesen Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b aus.
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5 ist
eine Vorderansicht der räumlichen Beziehung
der Wärmerohre 1,
der Öldurchführungen 432,
des Ölablasses 930 und
der weiteren Komponenten des Motors 700 gemäß diesem
modifizierten Beispiel und entspricht 2. Die weiteren
Komponenten dieses modifizierten Beispiels sind allgemein die gleichen
wie jene, die in 2 gezeigt sind. Ferner besteht
der einzige Unterschied in der Form der Wärmerohre 1 und der
Abstrahlungsrippen 2a, die die Abstrahlungslamellen 2 ersetzen.
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In 5 sind
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 innerhalb
der Öldurchführungen 432 angeordnet,
und die Abstrahlungsrippen 2a sind auf der äußeren Umfangsseite
des Motors entsprechend den Öldurchführungen
angeordnet. Wenn die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der Wärmerohre 1 auf
diese Weise innerhalb der Abstrahlungsrippen 2a angeordnet
sind, kann der Stator 701 im Wesentlichen gleichmäßig von
seinem äußeren Umfang
aus gekühlt
werden. Ferner kann der Kühlungseffekt
weiter erhöht
werden, indem die Anzahl der Öldurchführungen 432 und
Wärmerohre 1 erhöht wird.
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Auf
diese Weise ist bei dem Motor 700 gemäß dem mit Bezug auf die 4 und 5 beschriebenen
modifizierten Beispiel nicht nur die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung des
Wärmerohrs 1 durch
hochgewirbelte Steine oder dergleichen verringert, sondern der gesamte
Motor 700 kann darüber
hinaus kompakt ausgeführt
und der Kühlungswirkungsgrad
des Stators 701 erhöht
werden.
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Der
Motor 700 gemäß dem oben
beschriebenen modifizierten Beispiel ist hinsichtlich der Verwendung
nicht in besonderer Weise beschränkt.
Er kann zum Beispiel in einem Zug oder einem Fahrzeug oder dergleichen
verwendet werden. Insbesondere kann der Motor 700, wenn
er in einem Fahrzeug verwendet wird, auf verschiedene Fahrzeugtypen
wie etwa Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge und Fahrzeuge mit Radmotoren
angewendet werden. Daher ist nachfolgend ein Beispiel, in dem der
Motor 700 der Erfindung auf einen Radmotor angewendet ist,
beschrieben.
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6 ist
eine Schnittansicht der Hauptstruktur einer Radanordnung mit einem
Radmotor, auf den der Motor gemäß der vorangegangenen
beispielhaften Ausführungsform
angewendet wird. In der Zeichnung sind der Reifen sowie etwa das
obere Drittel des Rades weggelassen.
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Eine
Reifen/Rad-Anordnung 10 umfasst ein Rad 14, auf
das ein Reifen (nicht gezeigt) aufgezogen ist. Wie unten ausführlich beschrieben
ist, sind die Hauptabschnitte von Komponenten, die zu dem Motor
gehören,
in einem Raum aufgenommen, der von einer inneren Felgenumfangsoberfläche 14a des Rades
umschlossen ist. In der nachfolgenden Beschreibung bezieht sich
der Ausdruck „innerhalb
der Reifen/Rad-Anordnung" auf den allgemein
säulenförmigen Raum,
der durch die innere Felgenumfangsoberfläche 14a des Rades 14 eingeschlossen
ist. Jedoch bedeuten Ausdrücke
wie „ein
Teil ist innerhalb der Reifen/Rad-Anordnung angeordnet" nicht immer, dass
der gesamte Teil vollständig
innerhalb dieses allgemein säulenförmigen Raumes
aufgenommen ist. Sie umfassen ferner Strukturen, in denen ein Abschnitt
des Teils teilweise von innerhalb dieses allgemein säulenförmigen Raumes
hervorragt.
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Innerhalb
der Reifen/Rad-Anordnung 10 sind im Wesentlichen angeordnet
ein Achslager 100, eine Scheibenbremse 110, ein
Bremsstaubschutz 112, der die Scheibenbremsen 110 von
der Innenseite des Fahrzeugs in der Fahrzeugbreitenrichtung (im
Folgenden auch einfach als Fahrzeuginnenseite bezeichnet) überdeckt,
ein Bremssattel (nicht gezeigt), der Motor 700 zum Antreiben
des Rades, ein Untersetzungsmechanismus 200, die Ölpumpe 300,
ein Öltank
(d.h. der Ölspeicher) 310, Öldurchführungen 910 und 920,
eine Gelenkverbindung (d.h. ein Träger; englisch: „knuckle") 400 und
ein unteres Kugelgelenk 500, das mit einem radseitigen
Endabschnitt eines unteren Arms 520 verbunden ist. Ferner
sind ein Kugelgelenk (nicht gezeigt), das mit einem radseitigen
Endabschnitt einer Spurstange (nicht gezeigt) verbunden ist, und
ein oberes Kugelgelenk (nicht gezeigt), das mit dem radseitigen
Endabschnitt eines oberen Arms (nicht gezeigt) verbunden ist, in der
Reifen/Rad-Anordnung 10 angeordnet. Jedoch ist, wenn eine
Federbeinaufhängung
verwendet wird, das untere Ende des Federbeins (d.h. der Dämpfer) statt
dem oberen Arm mit der oberen Seite der Gelenkverbindung 400 verbunden.
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Der
Motor 700 ist innerhalb der Reifen/Rad-Anordnung 10 in
einem Raum auf der Fahrzeuginnenseite, angeordnet. Wie es in 6 gezeigt ist,
ist der Motor 700 be züglich
des Achszentrums nach oben und vorn versetzt angeordnet (vgl. 7). Demzufolge
ist innerhalb der Reifen/Rad-Anordnung 10 auf der Fahrzeuginnenseite
ein Raum, der von dem Motor 700 nicht eingenommen wird
und dem Betrag entspricht, um den der Motor 700 versetzt
ist, unten hinten erzeugt, wie es in 6 gezeigt
ist. Daher ist der untere Raum auf der Fahrzeuginnenseite innerhalb
der Reifen/Rad-Anordnung 10 größer als in einem Fall, in dem
der Motor auf der gleichen Achse wie das Achszentrum angeordnet
ist. Als Folge davon gibt es auf der unteren Seite mehr Möglichkeiten, die
Aufhängung
anzuordnen.
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Der
Motor 700 umfasst den Stator 701 und den Rotor 706.
Der Stator 701 umfasst den Statorkern 702 und
die Statorwicklung 704. Wenn der Motor 700 ein
Dreiphasenmotor ist, kann die Statorwicklung 704 eine U-Phasenwicklung,
eine V-Phasenwicklung
und eine W-Phasenwicklung umfassen. Der Rotor 706 ist auf
den inneren Umfangsseiten des Statorkerns 702 und der Statorwicklung 704 angeordnet.
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Der
Rotor 706 des Motors 700 umfasst eine Ausgangswelle 710,
deren Rotationszentrum gegenüber
dem Achszentrum wie oben beschrieben versetzt ist. Die Ausgangswelle 710 ist
in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Fahrzeuginnenseite in der Reifen/Rad-Anordnung 10 über das
Lager 820 durch die Motorabdeckung 750 sowie auf
der Fahrzeugaußenseite
(nachfolgend einfach als „Fahrzeugaußenseite" bezeichnet) in der
Reifen/Rad-Anordnung 10 über das Lager 830 durch
die Gelenkverbindung 400 (Hauptstrukturabschnitt 410)
drehbar gestützt.
Die Lager 820 und 830 können Radialkugellager sein,
die Kugeln als Rollkörper
verwenden, wie etwa einfache, mit tiefer Laufrille ausgestattete
Kugellager.
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Die
Drehung der Ausgangswelle des Motors 700 wird über den
Untersetzungsmechanismus 200 auf das Rad 14 übertragen.
Der Untersetzungsmechanismus 200 ist ein Doppelwellen-Untersetzungsmechanismus
(englisch: „twin
shaft reduction mechanism"),
der ein Vorgelegemechanismus 210 und einen Planetengetriebesatz 220 umfasst.
Somit verwirklicht der Untersetzungsmechanismus 200 eine zweistufige
Untersetzung. Zahnräder 212, 214, 222, 224, 226 und 228 des
Untersetzungsmechanismus 200, die nachstehend beschrieben
sind, können Schraubenräder sein.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist der Vorgelegemechanismus 210 weiter
in Richtung der Fahrzeugaußenseite
angeordnet als der Motor 700. Der Vorgelegemechanismus 210 umfasst
ein treibendes Zahnrad 212 mit kleinem Durchmesser, das
auf der Ausgangswelle 710 des Motors 700 angeordnet
ist, und ein angetriebenes Zahnrad (d.h. ein Vorgelegezahnrad) 214,
das sich in kämmendem
Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 212 befindet. Das treibende Zahnrad 212 mit
kleinem Durchmesser ist mit Hilfe einer Keil- oder Zahnverbindung
oder dergleichen (englisch „spline
fitting") von der
Fahrzeugaußenseite
an der Ausgangswelle 710 des Motors 700 befestigt
und somit einteilig mit der Ausgangswelle 710 ausgebildet.
Das Drehzentrum des Vorgelegezahnrades 214 mit großem Durchmesser
ist das Achszentrum. Somit ist die Ausgangswelle 710 des
Motors 700 bezüglich
des Achszentrums um etwa die Distanz der kombinierten Radien des
antreibenden Zahnrades 212 und des Vorgelegezahnrades 214 versetzt
angeordnet.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist innerhalb der Reifen/Rad-Anordnung 10 der
Planetenradsatz 220 weiter zur Fahrzeugaußenseite
hin angeordnet als der Vorgelegemechanismus 210. Der Planetengetriebesatz 220 ist
auf der gleichen Achse wie das Achszentrum angeordnet und umfasst
ein Sonnenrad 222, ein Planetenrad 224, einen
Planetenträger 226 und
ein Hohlrad 228.
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Das
Sonnenrad 222 ist mit dem Vorgelegerad 214 des
Vorgelegemechanismus 210 verbunden. In dem in 6 gezeigten
Beispiel ist das Sonnenrad 222 in der Breitenrichtung des
Fahrzeugs auf der Seite eines Endes einer Welle (d.h. der Sonnenradwelle) 250 und
das Vorgelegerad 214 auf der Seite des weiteren Endes der
Welle 250 ausgebildet. Insbesondere fallen die Achse des
Rotationszentrums der Welle 250 und das Achszentrum zusammen.
Das Sonnenrad 222 ist auf der Fahrzeugaußenseite
auf der Umfangsoberfläche
des Endabschnitts angeordnet, und das Vorgelegerad 214 ist
auf der Fahrzeuginnenseite auf der Umfangsoberfläche des Endabschnitts angeordnet.
Der Endabschnitt der Welle 250 auf der Fahrzeuginnenseite
ist durch die Gelenkverbindung 400 über ein Lager 800 drehbar
gestützt,
und der Endabschnitt der Welle 250 auf der Fahrzeugaußenseite
ist durch ein scheibenförmiges
Leistungsübertragungselement 270 über ein
Lager 810 gestützt.
Das Sonnenrad 222 und das Vorgelegerad 214 können auch
als separate Teile ausgebildet sein. In diesem Fall können sie
mit Hilfe einer Keil- oder Zahnverbindung (englisch: „spline
fitting") verbunden
sein. Ferner können
die Lager 800 und 810 Radialkugellager sein, die
Kugeln als Rollkörper
verwenden, wie etwa einfache, mit tiefer Laufrille ausgestattete
Kugellager. Ferner kann, wie es in 6 gezeigt
ist, das Lager 800 in (d.h. auf der inneren Umfangsseite)
dem Vorgelegerades 214 integriert sein, und ein konvexer
Abschnitt 412 der Gelenkverbindung 400 kann durch Einpressen
oder dergleichen mit der inneren Lauffläche des Lagers 800 verbunden
sein.
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Das
Planetenrad 224 ist mit dem Sonnenrad 222 auf
der inneren Umfangsseite und mit dem Hohlrad 228 auf der äußeren Umfangsseite
in kämmendem
Eingriff. Das Planetenrad 224 ist über ein Rollen- bzw. Wälzlager
durch den Planetenträger 226 drehbar
um eine Rollenwelle 225 gestützt. Das Drehzentrum des Planetenträgers 226 und
das Achszentrum fallen zusammen. Der Planetenträger 226 ist in der
Reifen/Rad-Anordnung 10 auf der Fahrzeuginnenseite durch
die Welle 250 über
ein Zylinderachsiallager 840 gestützt und über eine Keil- oder Zahnverbindung
(englisch: „spline
fitting") an der
Fahrzeugaußenseite
mit einer Umfangsnut 272 verbunden, die entlang des Umfangs
in dem Leistungsübertragungselement 270 ausgebildet
ist. Mehrere der Planetenräder 224 sind äquidistant
um das Sonnenrad 222 angeordnet. Die Planetenräder 224 und
die Planetenträger 226 sind
so zusammengefügt,
dass sie eine einzige Einheit (nachfolgend als „Planetengetriebeeinheit" bezeichnet) bilden.
Der Planetenträger 226 dieser
Planetengetriebeeinheit ist auf der Fahrzeugaußenseite in Anlage gegen einen
Stopperabschnitt 274 des Leistungsübertragungselements 270.
Demzufolge ist eine Verlagerung der Planetengetriebeeinheit in der
Breitenrichtung des Fahrzeugs durch das Zylinderachsiallager 840 und
den Stopperabschnitt 274 begrenzt.
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Das
Drehzentrum des Hohlrades 228 und das Achszentrum fallen
zusammen. Das Hohlrad 228 ist auf der inneren Umfangsoberfläche eines
inneren Kugellagerrings 260 ausgebildet, der so angeordnet ist,
dass er das Sonnenrad 222 umgibt. Die äußere Umfangsoberfläche des
inneren Kugellagerrings 260 bildet einen inneren Kugellagerring
des Achslagers 100. In dem dargestellten Beispiel ist das
Achslager 100 ein zweireihiges Schrägkugellager. Der bezüglich der
Reihe auf der Fahrzeugaußenseite äußere innere
Kugellagerring und der innere Kugellagerring 260 sind als
separate Elemente ausgebildet. Diese Art eines separaten Elements
ist mit dem inneren Kugellagerring 260 integriert, indem
es um den äußeren Umfang
des inneren Kugellagerrings 260 gepasst und daran durch
eine Falz- oder Sickenverbindung befestigt ist.
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Ein äußerer Kugellagerring 260 ist
so angeordnet, dass es den inneren Kugellagerring 260 entlang
des Umfangs umgibt. Die innere Umfangsoberfläche des äußeren Kugellagerrings 260 bildet
einen äußeren Laufring
des Achslagers 100. Dichtungen 280 und 282,
die das Eindringen von Fremdstoffen und das Austreten bzw. Auslaufen
von Öl
verhindern, sind an den Endabschnitten in der Breitenrichtung des
Fahrzeugs zwischen dem äußerer Kugellagerring 260 und
dem inneren Kugellagerring 260 vorgesehen.
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Das
Leistungsübertragungselement 270 ist ein
scheibenförmiges
Element, das so angeordnet ist, dass es den Untersetzungsmechanismus
auf der Fahrzeugaußenseite überdeckt.
Die Umfangsnut 272, die über eine Keil- oder Zahnverbindung
(englisch „spline
fitting") mit dem
fahrzeugaußenseitigen Endabschnitt
des Planetenträgers 226 (Umfangswandabschnitt)
verbunden ist, ist auf der Fahrzeuginnenseite des Leistungsübertragungselements 270 ausgebildet.
Der äußere Umfangsrand
des Leistungsübertragungselements 270 ist
durch eine Falz- oder Sickenverbindung oder dergleichen mit dem
Endabschnitt auf der Fahrzeugaußenseite
des äußeren Kugellagerrings 260 verbunden.
Das heißt,
das Leistungsübertragungselement 270 ist
so an dem äußeren Kugellagerring 260 befestigt,
dass es eine allgemein kreisförmige Öffnung des äußeren Kugellagerrings 262 auf
der Fahrzeugaußenseite
blockiert. Der äußere Kugellagerring 260 weist
einen Flanschabschnitt 263 auf, der auf der äußeren Umfangsoberfläche in radialer
Richtung hervorragt. Ein Bolzenloch zum Befestigen eines Nabenbolzens 264 ist
in diesem Flanschabschnitt 263 ausgebildet. Der äußere Kugellagerring 260 ist
zusammen mit der Bremsscheibe 110 mit Hilfe des Nabenbolzens 264 an
dem Rad 14 befestigt, wobei der Innenumfangsabschnitt der
Bremsscheibe 110 zwischen dem Flanschabschnitt 263 und
dem Rad 14 angeordnet ist.
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Wenn
sich in der vorangegangenen Struktur der Rotor 706 des
Motors 700 in Antwort auf einen Befehl von einer Fahrzeugsteuereinrichtung
(nicht gezeigt) dreht, dreht sich das treibende Zahnrad 212 mit
kleinem Durchmesser des Vorgelegemechanismus 210, wodurch
sich das Vorgelegerad 214 mit großem Durchmesser, das sich in
kämmendem
Eingriff mit dem treibenden Zahnrad 212 befindet, dreht, so
dass eine erste Untersetzung gebildet ist. Wenn sich das Vorgelegerad 214 dreht,
dreht sich auch das Sonnenrad 222, das einteilig mit dem
Vorgelegerad 214 ist. Als Folge davon drehen sich die Planetenräder 224,
wobei sie sich um das Sonnenrad 222 drehen. Diese Drehbewegung
verwirklicht eine zweite Untersetzung. Die Drehbewegung der Planetenräder 224 wird
durch den Planetenträger 226 ausgegeben und
auf das Leistungsübertragungselement 270 übertragen,
das über
eine Keil- oder Zahnverbindung an dem Planetenträger 226 befestigt
ist. Die Reifen/Rad-Anordnung 10 wird angetrieben, indem
der äußere Kugellagerring 260,
die Scheibenbremse 110 und das Rad 14 zusammen
mit dem Leistungsübertragungselement 270 drehen.
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Die
Gelenkverbindung 400 umfasst im Wesentlichen einen Hauptstrukturabschnitt 410,
der im Wesentlichen in der Nähe
des Zentrums der Reifen/Rad-Anordnung 10 angeordnet ist,
einen zylindrischen Umfangswandabschnitt 430, in dem die Hauptkomponenten
des oben beschriebenen Motors 700 an der inneren Umfangsseite
aufgenommen sind, und einen Bodenabschnitt 414, der der
Fahrzeugaußenseite
der Hauptkomponenten des Motors 700 gegenüberliegt.
In diesem Beispiel bilden der Umfangswandabschnitt 430 und
der Bodenabschnitt 414 der Gelenkverbindung 400 das
Motorgehäuse 12.
Die Hauptbestandteile des oben beschriebenen Motors 700 sind
in einem Raum angeordnet, der sich in radialer Richtung zur Innenseite
des Umfangswandabschnitts 430 der Gelenkverbindung 400 hin befindet.
Die Motorabdeckung 750 ist mit dem Endabschnitt auf der
Fahrzeuginnenseite des Umfangswandabschnitts 430 der Gelenkverbindung 400 verbunden,
um so den Raum innerhalb des Umfangswandabschnitts 430 abzudecken
bzw. zu überdecken.
Eine Dichtung (nicht gezeigt), die dazu dient, das Auslaufen von Öl zu verhindern,
kann ferner an dem Abschnitt vorgesehen sein, wo der Umfangswandabschnitt 430 und
die Motorabdeckung 750 miteinander verbunden sind.
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Anders
als der dünne
Umfangswandabschnitt 430 und weitere Rippen und dergleichen
besitzt der Hauptstrukturabschnitt 410 der Gelenkverbindung 400 eine
ausreichende Festigkeit und Steifigkeit und dient daher dazu, Lasten
aufzunehmen, die über
den Abschnitt, wo das Achslager 100 verbunden ist, die
Befestigungspunkte der Spurstange und den Aufhängungspunkt (d.h. der untere Arm 520,
etc.) und den Bremssattel-Befestigungspunkt 122 (vgl. 7) übertragen
werden.
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Der
innere Kugellagerring 260 mit einem Bolzen bzw. einer Schraube
(nicht gezeigt) mit dem Endabschnitt auf der Fahrzeugaußenseite
des Hauptstrukturabschnitts 410 der Gelenkverbindung 400 verbunden.
Ein O-Ring 610, der ein Auslaufen von Öl verhindert, kann an dem Verbindungsabschnitt
zwischen dem inneren Kugellagerring 260 und dem Hauptstrukturabschnitt 410 der
Gelenkverbindung 400 angeordnet sein.
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Der
Hauptstrukturabschnitt 410 der Gelenkverbindung 400 nimmt
verschiedene Lasten auf, die über
das Achslager 100 (d.h. den inneren Kugellagerring 260)
an dem fahrzeugaußenseitigen
Endabschnitt von der Reifen/Rad-Anordnung 10 übertragen
werden. Der oben beschriebene Vorgelegemechanismus 210 ist
in einem Raum innerhalb des Hauptstrukturabschnitts 410 der
Gelenkverbindung 400 angeordnet. Der Hauptstrukturabschnitt 410 der Gelenkverbindung 400 nimmt
verschiedene Axiallasten und Radiallasten auf, die über das
Lager 830 und das Lager 800 übertragen werden. Der Hauptstrukturabschnitt 410 der
Gelenkverbindung 400 ist äußerst steif, so dass die dynamische
Tragzahl oder die dynamisch äquivalente
Last der Lager 830 und 800 vorzugsweise höher als
für die
entsprechenden Lager 820 und 810 eingestellt ist.
Als Folge davon kann eine vernünftige
Struktur, die einer großen
Last standhalten kann, an Abschnitten mit einer hohen Festigkeit
und Steifigkeit realisiert sein.
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Der
Hauptstrukturabschnitt 410 der Gelenkverbindung 400 nimmt über das
untere Kugelgelenk 500 und dergleichen verschiedene Lasten
auf.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist das untere Kugelgelenk 500 weiter
in Richtung der Fahrzeuginnenseite angeordnet als die Bremsscheibe 110.
Der untere Arm 520 ist an dem unteren Kugelgelenk 500 mit Hilfe
einer Schraubenmutter 522 von oben befestigt. Der untere
Arm 520 erstreckt sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs,
und der fahrzeuginnenseitige Endabschnitt ist über eine Hülse bzw. Buchse durch einen
Fahrzeugaufbau (nicht gezeigt) gestützt. Der untere Arm 520 kann
von beliebigem Typ sein, zum Beispiel L-förmig oder vom Doppelrinnentyp.
Der untere Arm 520 wirkt mit dem oberen Arm oder Federbein
zusammen, um die Reifen/Rad-Anordnung 10 bezüglich des
Fahrzeugaufbaus schwenkbar zu stützen.
Ferner sind zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem unteren Arm 520 eine
Feder und ein Dämpfer angeordnet.
Dadurch ist die Übertragung
von der Reifen/Rad-Anordnung 10 auf den Fahrzeugaufbau reduziert.
Die Feder kann jede Art von Spiral- bzw. Schraubenfeder oder Luftfeder
sein. Ferner kann der Dämpfer
auch ein nicht-hydraulischer Dämpfer
sein, der eine Dämpfwirkung
auf eine vertikale Einwirkung ausübt, sondern auch ein elektromagnetischer
Drehdämpfer,
der eine Dämpfungswirkung
auf eine rotatorische Einwirkung ausübt.
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In
dieser beispielhaften Ausführungsform
ist der Motor 700 bezüglich
des Achszentrums nach oben versetzt, wie es oben beschrieben ist.
Dies erhöht
die Möglichkeiten
bzw. den Freiheitsgrad der Anordnung/Position des unteren Kugellagers 500 (d.h.
die Anordnung der Achse des Achsschenkelbolzens). Zum Beispiel kann
das untere Kugelgelenk 500 ebenfalls so nah wie möglich zu
der Scheibenbremse 110 bewegt werden, so dass nur der notwendige
Spielraum verbleibt, wie es in 6 gezeigt
ist. Dadurch wird der Betrag der Versetzung jedes Elements und des
Reifeneinwirkungspunkts in der Breitenrichtung des Fahrzeugs verringert,
was eine Reduzierung der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit
der Elemente (wie etwa der Hauptstrukturabschnitt 410 der
Gelenkverbindung) und somit des Gewichts ermöglicht.
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Der Öltank 310 ist
in der Reifen/Rad-Anordnung 10 unterhalb der Gelenkverbindung 400 ausgebildet,
und zwar entlang einer vertikalen Linie, die senkrecht zu dem Achszentrum
verläuft,
wie es in 6 gezeigt ist. Der Öltank 310 ist
vorzugsweise unterhalb des tiefsten Punkts des Getriebeabschnitts des
Untersetzungsmechanismus 200 angeordnet. Ferner ist der Öltank 310 weiter
zur Fahrzeugaußenseite
als das untere Kugelgelenk 500 und weiter zur Fahrzeugaußenseite
als die Bremsstaubabdeckung 112 angeordnet, wie es in 6 gezeigt
ist.
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Der Öltank 310 ist
unter Ausnutzung des Raums innerhalb eines Hutabschnitts 110a der Scheibenbremse 110 angeordnet.
In dem dargestellten Beispiel ist der Öltank 310 durch ein
Abdeckelement 311 gebildet, das von der Fahrzeugaußenseite an
der Gelenkverbindung 400 befestigt ist. Das Abdeckelement 311 kann
durch eine Falz- oder
Sickenverbindung oder durch eine Schraube oder dergleichen an der
Gelenkverbindung 400 befestigt sein. Gemäß dieser
Struktur ist der Öltank 310 bezüglich des
unteren Kugelgelenks 500 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs
vollständig
versetzt angeordnet. Dadurch würde
selbst dann, wenn dadurch, dass der Öltank 310 beschädigt wäre oder
dergleichen, Öl
aus dem Öltank 310 austreten
würde,
zuverlässig
verhindert werden, dass das aus dem Öltank 310 austretende Öl auf das
untere Kugelgelenk 500 gelangt, so dass eine Abnahme der
Leistung des unteren Kugelgelenks 500 zuverlässig verhindert
wird.
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Ein
unterer Endabschnitt des Ansaugpfades 312, der in der Gelenkverbindung 400 ausgebildet
ist, sowie der Ölrückführungspfad 313 zur
Rückführung bzw.
Rückleitung
des Öls,
der in der Gelenkverbindung 400 ausgebildet ist, ist mit
dem Öltank 310 verbunden
(siehe 6). Der Öltank 310 dient
dazu, Öl zum
Kühlen
des Motors 700 oder zum Schmieren des Untersetzungsmechanismus 200 zu
sammeln.
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Ferner
sind ein Entleerungspfad 314 und ein Füllpfad 316, die in
der Gelenkverbindung 400 ausgebildet sind, mit dem Öltank 310 verbunden
(7). Die Öffnungen
des Entleerungspfades 314 und des Füllpfades 316 sind
mit Hilfe eines Entleerungsstopfens (vgl. 7) bzw.
eines Füllstopfens
(nicht gezeigt) verschlossen.
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Die Ölpumpe 300 ist
zwischen dem Motor 700 und dem Planetengetriebesatz 220 des
Untersetzungsgetriebes 200 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs
angeordnet. Insbesondere ist die Ölpumpe 300 an dem
fahrzeuginnenseitigen Endabschnitt der Welle 250 vorgesehen.
In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die Ölpumpe 300 innerhalb
des Vorgelegerades 214 des Vorgelegemechanismus 210, d.h.
in axialer Richtung innerhalb des Vorgelegerades 214 angeordnet.
Insbesondere ist der konvexe Abschnitt 412 der Gelenkverbindung 400 in
einem in radialer Richtung nach innen geöffneten Hohlraum 252 eines
fahrzeuginnenseitigen Endabschnitts (d.h. eines Abschnitts mit einem
großen
Durchmesser zur Ausbildung des Vorgelegerades 214) der
Welle 250 aufgenommen. Ein konkaver Abschnitt 413 ist
in radialer Richtung nach innen in dem konvexen Abschnitt 412 ausgebildet.
Die Ölpumpe 300 ist
in diesem konkaven Abschnitt 413 vorgesehen. Das Innere
dieses konkaven Abschnitts 413 sowie der Bereich um eine
Pumpendrehwelle 302, die sich in den konkaven Abschnitt 413 erstreckt,
ist durch ein Dichtungselement 305 abgedichtet.
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Die Ölpumpe 300 muss
nicht zwingend eine Trochoidpumpe sein, wie es in den Zeichnungen
gezeigt ist, sondern kann jede andere Zahnradpumpe wie etwa eine
Außenzahnradpumpe
oder eine Innenzahnradpumpe (mit oder ohne halbmondförmiger Teilung)
oder ein anderer Hydraulikpumpentyp wie etwa eine Flügelpumpe
sein.
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Die Ölpumpe 300 wird
durch die Drehung der Ausgangswelle des Motors 700 betrieben.
Insbesondere ist der innere Rotor der Ölpumpe 300 mit der Pumpendrehwelle 302 verbunden,
die einteilig mit der Welle 250 ausgebildet ist und sich
somit dreht, wenn sich die Welle 250 dreht. Das heißt, der
innere Rotor der Ölpumpe 300 wird
durch dieselbe Welle angetrieben, auf der sich auch das Vorgelegerad 214 befindet.
Wenn sich der innere Rotor dreht, so dreht sich auch der äußere Rotor,
der eine Rotationsachse besitzt, die bezüglich der Rotationsachse des
inneren Rotors versetzt ist. Dadurch wird Öl in dem Öltank (Speichertank) 310 über den
Ansaugpfad 312 nach oben gesaugt. Das Öl, das durch den Einlass 304 (vgl. 7)
eingesaugt wird, wird dann zwischen dem inneren und dem äußeren Rotor
der Ölpumpe 300 aufgefangen
und von einem Auslass 306 (vgl. 7) hauptsächlich zu
den Öldurchführungen 910 und 920 abgegeben.
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Nachfolgend
sind die Hauptöldurchführungen 910, 920 und 432,
durch die das Öl,
das von der Ölpumpe 300 abgegeben
wird, fließt,
sowie das Element, das diese Öldurchführungen
bildet (hauptsächlich
ein Ölablass 930),
die Wärmerohre 1,
die in den Öldurchführungen 432 vorgesehen
sind, und die Abstrahlungslamellen 2 beschrieben.
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Wie
es in 6 gezeigt ist, ist die Öldurchführung 910 in der Längsrichtung
der Welle 250 in ihr ausgebildet. Der fahrzeuginnenseitige
Endabschnitt der Öldurchführung 910 ist
mit dem Auslass 306 der Ölpumpe 300 verbunden
(vgl. 7). Der fahrzeugaußenseitige Endabschnitt der Öldurchführung 910 hat
eine Öffnung 914,
die sich von dem äußersten
Endabschnitt der Welle 250 zur Fahrzeugaußenseite
hin öffnet. Öllöcher 912,
die in axialer Richtung der Welle 250 angeordnet sind,
sind mit der Öldurchführung 910 verbunden.
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7 zeigt
die Öldurchführungen
zum Kühlen
eines Motors 700 und zum Schmieren der Lager 820, 830 und 800,
und die Wärmerohre 1,
die in den Kühlungsöldurchführungen
vorgesehen sind, und ist eine Draufsicht, betrachtet von der Fahrzeuginnen seite,
der Innenseite des Umfangswandabschnitts 430 der Gelenkverbindung,
wobei die Motorabdeckung 750 und die inneren Elemente des
Motors 700 und dergleichen weggelassen sind. In der Zeichnung sind
Elemente von geringer Bedeutung zur Beschreibung der Öldurchführungen
und des Wärmerohrs 1 weggelassen,
wenn dies zweckdienlich ist.
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8 ist
eine Schnittansicht entlang einer anderen Ebene als der in der Schnittansicht
von 6 und stellt eine Beziehung zwischen den Wärmerohren 1 und
dem Fluss von Öl
von der Ölpumpe 300 zu
dem Ölablass 930 und
dem Fluss von Öl
in der Nähe
des oberen Abschnitts des Motors 700 dar. In 8 ist
eine Drucköldurchführung 916,
die von der Ölpumpe 300 abführt, zur
besseren Erläuterung so
gezeigt, dass es aussieht, als würde
sie sich parallel zu dem Achszentrum erstrecken. Tatsächlich jedoch
erstreckt sich die Drucköldurchführung 916 nicht
parallel zu dem Achszentrum, sondern erstreckt sich in einer Richtung,
die den Auslass 306 der Ölpumpe 300 mit einem
Einlassloch 936 des Ölablasses 930 verbindet,
wie es in 7 gezeigt ist. Jedoch ist es
möglich,
je nach der Art und Weise, in der der Motor 700 versetzt
ist und dergleichen, dass sich die Drucköldurchführung 916 parallel
zu dem Achszentrum erstreckt.
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Die Öldurchführung 920 (vgl.
auch 6), die unter Ausnutzung des Raums in der Nähe des Wicklungsendes 705A vorgesehen
ist, ist mit dem Auslass 306 der Ölpumpe 300 verbunden.
Die Öldurchführung 920 umgibt
das Wicklungsende 705A an einem Eckabschnitt in der Nähe der Basis
des Umfangswandabschnitts 430 der Gelenkverbindung 400,
wie es in 7 gezeigt ist. Die Öldurchführung 920 ist
durch ein Element 930 (d.h. den Ölablass 930) gebildet,
der von der Gelenkverbindung 400 getrennt ist.
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Der Ölablass 930 ist
bogenförmig,
mit einem inneren Radius, der leicht größer als der Radius des äußeren Umfangs
des Wicklungsendes 705A ist, wie es in den 6 und 7 gezeigt
ist. Der Ölablass 930 ist
röhrenförmig, so
dass das Öl
darin fließt,
wie es in den 6 und 8 gezeigt
ist. Der Ölablass 930 ist
zum Beispiel aus Aluminium oder einem Harz gegossen.
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Der Ölablass 930 ist
in der Lücke
bzw. dem Raum auf der äußeren Umfangsseite
des Wicklungsendes 705A, auf der Fahrzeugaußenseite
der Statorwicklung 704 angeordnet, wie es in den 6 und 8 gezeigt
ist. Das heißt,
der Ölablass 930 ist
so angeordnet, dass er die äußere Umfangsseite
des Wicklungsendes 705A des Statorkerns 702 umgibt. In
diesem Fall besteht nicht länger
die Notwendigkeit, einen sepa raten Raum zur Anordnung des Ölablasses 930 vorzusehen,
so dass eine wirksam Anordnung, die die Abmessungen des Motors 700 vergrößert, realisiert
werden kann.
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Der Ölablass 930 ist
so angeordnet, dass er in der Breitenrichtung des Fahrzeugs eng
zwischen einer Bodenoberfläche 414 der
Gelenkverbindung 400 und der fahrzeugaußenseitigen Endoberfläche des
Statorkerns 702 angeordnet ist, wie es in den 6 und 8 gezeigt
ist. Ferner ist der Ölablass 930 in
der radialen und der axialen (d.h. der Fahrzeugbreitenrichtung)
Richtung so angeordnet, dass zwischen ihm und der äußeren Umfangsseite
des Wicklungsendes 705A eine Lücke gebildet ist, wie es in
den 6 und 8 gezeigt ist.
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Der Ölablass 930 hat
ein Einlassloch 936, das an einer Winkelposition in der
Nähe des
Achszentrums ausgebildet ist, wie es in 7 gezeigt
ist. Dieses Einlassloch 936 öffnet in axialer Richtung zur Fahrzeugaußenseite.
Die Drucköldurchführung 916, die
eine Verbindung zwischen dem Einlassloch 936 des Ölablasses 930 und
dem Auslass 306 der Ölpumpe 300 herstellt,
ist in der Gelenkverbindung 400 ausgebildet, wie es in
den 7 und 8 gezeigt ist.
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Ferner
hat der Ölablass 930 Verteilungslöcher 932,
die sich in axialer Richtung nach außen öffnen und an Winkelpositionen
in geeigneten Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind,
wie es in 7 gezeigt ist. Die Öldurchführungen 432,
die sich in axialer Richtung erstrecken, sind an jeder der Winkelpositionen
ausgebildet, die den Verteilungslöchern 932 entsprechen,
und zwar in der inneren Umfangsoberfläche des Umfangswandabschnitts 430 der
Gelenkverbindung 400, wie es in 7 gezeigt ist.
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Ferner
hat der Ölablass 930 Verteilungslöcher 933,
die sich in radialer Richtung nach innen öffnen und an Winkelpositionen
in geeigneten Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind,
wie es in 7 gezeigt ist. In dem in der
Zeichnung gezeigten Beispiel sind die Verteilungslöcher 933 an
den gleichen Winkelpositionen ausgebildet wie die Verteilungslöcher 932.
Alternativ kann jedoch die eingestellte Anzahl und die eingestellten
Winkelpositionen der Verteilungslöcher 933 von denen
der Verteilungslöcher 932 verschieden
sein.
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Wie
es in den 6, 7 und 8 gezeigt
ist, sind die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 in
den Öldurchführungen 432 angeordnet.
Die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der Wärmerohre 1 können so
angeordnet sein, dass sie den äußeren Umfang
des Stators 701 berühren,
oder können
an Positionen in der Umgebung des Stators 701 angeordnet
sein, wobei Herstellungstoleranzen und weitere Schwierigkeiten berücksichtigt
sind. Die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 absorbieren
die Wärme,
die in dem Stator 701 erzeugt wurde, direkt von dem Stator 701 selbst.
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Wie
es in den 6 und 8 gezeigt
ist, sind Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b,
die sich in der axialen Richtung wie der Stator 701 erstrecken und
nicht nur aus den Öldurchführungen 432,
sondern auch der Gehäuseabdeckung 750 hervorragen, auf
dem äußeren Abschnitt
vorgesehen. Die Abstrahlungslamellen 2 sind einteilig auf
diesen Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b ausgebildet.
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Wie
es in den 6 und 8 gezeigt
ist, können
die Wärmerohre 1 röhrenförmig sein,
wobei in deren Innerem ein Vakuum herrscht und das mit einer kleinen
Menge von Betriebsflüssigkeit 1c wie etwa
Wasser oder Chlorfluorcarbonersatz gefüllt ist, das sich dicht darin
eingeschlossen befindet. Die Innenwand des Wärmerohres 1 kann in
Form einer rohrförmigen
Kapillarstruktur ausgebildet sein. Ferner kann das Material, aus
dem das Wärmerohr 1 gebildet
ist, ein Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit
sein, wie etwa Kupfer oder Aluminium.
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Die
Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der Wärmerohre 1 können so
ausgelegt sein, das sie den Stator 701 berühren, was
vorteilhaft ist, wie es oben beschrieben ist. Wenn sie jedoch aufgrund
von Fertigungstoleranzen und/oder weiteren Schwierigkeiten in der
Umgebung des Stators 701 angeordnet sind, wird die Wärme des
Stators 701 von dem Öl
absorbiert, das sich in der Lücke
zwischen dem Stator 701 und den Wärmerohren 1 befindet.
Auch in diesem Fall sind die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a nahe dem
Stator 701 positioniert, so dass die durch den Stator 701 erzeugte
Wärme wirksam
absorbiert werden kann. Daher können
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a selbst
dann, wenn die Öldurchführungen 432 ausreichend
groß sind,
einfach so nah wie möglich
an dem Stator 701 angeordnet sein. Ferner sind in dieser
beispielhaften Ausführungsform
die Wärmerohre 1 entlang
der Achse des Stators 701 angeordnet. Die Wärmerohre 1b können jedoch
in Bogen in axialer Richtung ausgebildet sein.
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Die
Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der Wärmerohre 1 sind
an dem äußeren Abschnitt
der Motorabdeckung 750 auf der Fahrzeuginnenseite ausgebildet,
wie es in den 6 und 8 gezeigt ist.
Die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b strahlen die
durch die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a absorbierte
Wärme ab.
Daher müssen
sie in einem Raum angeordnet werden, wo die Wärme abgeführt werden kann. Demzu folge
können
sie zumindest außerhalb der Öldurchführungen 432 oder
auf dem äußeren Abschnitt
des Motorgehäuses 12,
das den Motor 700 aufnimmt, angeordnet sein. Im Übrigen besteht,
da die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b an
dem äußeren Abschnitt
des Gehäuses
des Radmotors angeordnet sind, die Gefahr, dass sie durch hochgewirbelte
Steine oder dergleichen beschädigt
werden. Durch die Anordnung des Motors 700 in dem oberen
Abschnitt der Reifen/Rad-Anordnung wird die Gefahr der Beschädigung der
Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b verringert.
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Die
Abstrahlungslamellen 2 sind einteilig mit den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b an
dem äußeren Abschnitt
der Motorabdeckung 750 vorgesehen, wie es in den 6, 7 und 8 gezeigt ist,
und strahlen somit wirksam die Wärme
ab, die von den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b ausgesendet
wurde. Um den Abstrahlungswirkungsgrad der Wärmeabstrahlungsabschnitte 2 zu
verbessern, können
mehrere Lamellen in vorbestimmten Intervallen in Richtung der Fahrzeuginnenseite
angeordnet sein, wie es in den 6 und 8 gezeigt
ist. Ferner können
die Abstrahlungslamellen 2 in Form von langen dünnen Platten
ausgebildet sein, wie es in 7 gezeigt
ist, oder sie können,
um ihren Abstrahlungswirkungsgrad weiter zu verbessern, in Form von
ebenen Platten mit großen
Oberflächen
ausgebildet sein. Die Abstrahlungslamellen 2 erstrecken sich
in vertikaler Richtung derart, dass sie auf die Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b der
Wärmerohre 1 keine übermäßige Kraft
ausüben.
Sie können
jedoch auch in Richtung des Zentrums abgewinkelt vorgesehen sein
(d.h. sich radial nach außen
erstreckend). Im Übrigen
können
die Abstrahlungslamellen 2 aus Metall oder dergleichen
gebildet sein, das eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie etwa Kupfer
oder Aluminium.
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Eine
Mehrzahl von Wärmerohren 1 kann
in geeigneten Intervallen entlang des äußeren Umfangs des Stators 701 angeordnet
sein. Ferner kann die Leistungsfähigkeit
der Wärmerohre 1 sowie
die Form der Abstrahlungslamellen 2 an jeder Stelle entsprechend
der Wärmeerzeugungscharakteristik
des Stators 701 verschieden sein.
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Nachfolgend
sind die Arbeitsweise der Wärmerohre 1 und
der Fluss des Öls,
wenn die Ölpumpe 300 in
Betrieb ist, in den Öldruckdurchführungen 910, 920 und 432,
die oben beschrieben sind, beschrieben.
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Das Öl, das von
dem Auslass 306 (vgl. 6) der Ölpumpe 300 zu
der Öldurchführung 910 transportiert
wurde, wird durch die Zentrifugalkraft, die durch Drehung der Welle 250 erzeugt
wird, über die Öffnung 914 in
dem äußersten
Endabschnitt der Welle 250 dem Lager 810 (vgl. 6)
und über
die Öllöcher 912 den
Planetenrädern 224 (vgl. 6)
zugeführt.
Das auf diese Weise zugeführte Öl wird zum Schmieren
des Lagers 810 sowie der Rollenlager 225 an dem
Drehzentrum der Planetenräder 224 verwendet.
Das auf diese Weise zur Kühlung
oder Schmierung verwendete Öl
wird dann schließlich durch
Schwerkraft über
den Ölrückführungspfad 313 zu
dem Öltank 310 zurückgeführt.
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Ferner
wird Öl
von dem Auslass 306 (vgl. 7) der Ölpumpe 300 zu
der Öldurchführung 920 (d.h.
entlang des Flusspfades innerhalb des Ölablasses 930) befördert, wie
es durch einen Pfeil P1 in den 7 und 8 gezeigt
ist, und zwar über
die Öldruckdurchführung 916 und
das Einlassloch 936 des Ölablasses 930. Das
der Öldurchführung 920 zugeführte Öl wird dann
zu dem Bereich um das Wicklungsende 705A befördert, wie
es durch einen Pfeil P2 in den 7 und 8 gezeigt
ist. Dieses Öl
wird dann über
die Mehrzahl von Verteilungslöcher 932 und 933 radial
nach innen und aus dem Ölablass 930 heraus
geleitet, wie es durch einen Pfeil P3 in den 7 und 8 gezeigt
ist.
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Das über die
Verteilungslöcher 932 in
die Öldurchführungen 432 abgegebene Öl wird in
die Richtung geleitet, in der sich die Öldurchführungen 432 erstrecken,
wie es durch einen Pfeil P4 in 8 gezeigt
ist, so dass es um die gesamte äußere Umfangsoberfläche des
Statorkerns 702 fließt.
Hier absorbieren die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der Wärmerohre 1 die
durch den Statorkern 702 erzeugte Wärme entweder direkt oder über das Öl, das in
die Öldurchführungen 432 geleitet
wird.
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Wenn
die Wärmeabsorptionsabschnitte 1a der
Wärmerohre 1 Wärme von
dem Statorkern 702 absorbieren, verdampft die Betriebsflüssigkeit 1c in den
Wärmerohren 1,
wobei die latente Wärme
absorbiert wird. Das resultierende Verdampfungsgas bewegt sich zu
den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b, die
sich auf einer niedrigen Temperatur befinden, mit einer sehr hohen
Geschwindigkeit, die mit der Schallgeschwindigkeit vergleichbar
ist. Das Verdampfungsgas, das sich zu den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b bewegt
hat, kondensiert dann an den Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b,
wobei es wieder flüssig wird
und die latente Wärme
abgibt. Die von der Rohrwand der Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b abgegebene
Wärme wird
durch die Abstrahlungslamellen 2, die einteilig mit den
Wärmeabstrahlungsabschnitten 1b ausgebildet
sind, wirksam abgestrahlt. Ferner, sobald die Betriebsflüssigkeit 1c wieder
ihren flüssigen Aggregatszustand
angenommen hat, kehrt sie durch Kapililarwirkung wieder zu den Wärmeabsorptionsabschnitten 1a zurück. Diese
Phasenänderungen treten
kontinuierlich auf, so dass die Wärme von dem Statorkern 702 wirksam an
den äußeren Abschnitt des
Motors 700 abgegeben und somit der Statorkern 702 wirksam
gekühlt
wird.
-
Ferner
bewegt sich das über
die Verteilungslöcher 932 und
die Öldurchführungen 432 in
den Motor 700 gelangte Öl
in Richtung des Pfeils P4 in 8 zur Fahrzeuginnenseite,
wobei es als Medium zum Abführen
der Wärme
des Statorkerns 702 durch einen schnellen Wärmeaustausch
durch das Wärmerohr
dient, wie es oben beschrieben ist. Wie es durch das Ende des Pfeils
P4 gezeigt ist, kontaktiert das Öl das
Wicklungsende 705B auf der Fahrzeuginnenseite durch die
Lücke zwischen
der Motorabdeckung 750 und dem Statorkern 702,
wodurch das Wicklungsende 705B gekühlt wird. Ferner, wie es durch einen
Pfeil P5 in 8 gezeigt ist, erreicht das über die
Verteilungslöcher 932 und
die Öldurchführungen 432 gelieferte Öl die Ausgangswelle 710 des
Motors 700, wo es das Lager 820 schmiert. In ähnlicher
Weise erreicht das durch die Verteilungslöcher 933 dem Motor 700 zugeführte Öl durch
die Lücke
zwischen dem Bodenabschnitt 414 der Gelenkverbindung 400 und
der Statorwicklung 704 die Ausgangswelle 710 des
Motors 700, wo es das Lager 830 schmiert, wie es
durch einen Pfeil P6 in 8 gezeigt ist.
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Ferner
kontaktiert das durch die Verteilungslöcher 933 abgegebene Öl direkt
das Wicklungsende 705A des Statorkerns 702, wie
es durch Pfeile P3 in den 7 und 8 gezeigt
ist (d.h. die Pfeile, die in axialer Richtung zur Innenseite zeigen),
und kühlt die
gesamte Statorwicklung 704 um das Wicklungsende 705A.
Dieser Kühleffekt
geht nicht über
den Abstrahlungseffekt des Wärmerohrs 1 hinaus
und wird daher durch die Wärme
des Öls
erreicht, die über
die Gelenkverbindung 400 oder dergleichen an die Umgebungsluft
abgegeben wird.
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Auf
diese Weise fließt Öl durch
das Innere des Motors 700, um so als ein Wärmeaustauschmedium
zu wirken. Jedoch verbessert die Anordnung des Wärmerohrs 1 in der Öldurchführung an
einer Stelle, die sehr nah an der Wärmequelle liegt, den Kühlungswirkungsgrad
des Motors 700, der in dem Radmotor angeordnet ist.
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9 ist
ein Beispiel, in dem ein Motor mit einer anderen Struktur als die
des in den 6, 7 und 8 gezeigten
Motors auf einen Radmotor angewendet wird.
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Die
in 9 gezeigte Struktur ist die gleiche wie die in 6 gezeigte,
mit der Ausnahme, dass die Form der Wärmerohre 1 und der
Abstrahlungslamellen 2 unterschiedlich sind, so dass auf
eine Beschreibung der Struktur an dieser Stelle verzichtet ist. Ferner
ist die Form der Wärmerohre
die gleiche wie die, die im Zusammen hang mit 4 beschrieben ist,
so dass auf eine ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle verzichtet ist. Die Wärmerohre 1 biegen sich
in der Mitte nach hinten und weisen Wärmeabstrahlungsabschnitte 1b auf
der Fahrzeugaußenseite auf.
Dadurch sind die Wärmerohre 1,
die in dem Motor 700 angeordnet sind, in Richtung der Fahrzeuginnenseite
vollständig
in der Motorabdeckung 750 aufgenommen. Diese Struktur verringert
deutlich die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung der Wärmerohre 1 durch
hochgewirbelte Steine und dergleichen und ermöglicht es ferner, dass die
Wärmerohre 1 eine
kompakte Form besitzen, die es ihnen erlaubt, in der Motorabdeckung 750 aufgenommen
zu sein.
-
Obgleich
die vorliegende Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsformen
offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen,
sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene
Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie
alle möglichen
Ausführungsformen
und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die
realisiert werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.