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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen In-Wheel-Motor und insbesondere
auf eine Technik, um eine Übertragung einer Hochfrequenzschwingung,
die durch die Gegenmomentkraft einer in einem Rad vorgesehenen elektrischen
Drehmaschine verursacht wird, auf die Seite eines Fahrzeugkörpers zu
verhindern.
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Stand der Technik
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In
letzter Zeit haben Hybridfahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und
Elektrofahrzeuge, die durch die Antriebskraft eines Elektromotors
laufen, als Lösung für Umweltprobleme Aufmerksamkeit
auf sich gezogen. Ein solches Fahrzeug nimmt als Antriebsquelle
einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor Schwingungen und
Geräusche erzeugen kann, während das Fahrzeug
fährt. Angesichts dieses Problems offenbart die
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 5-162542 eine Elektrofahrzeug-Antriebsvorrichtung,
die darauf abzielt, sowohl ein verbessertes Fahrzeugeinbauvermögen
als auch weniger Geräusche und Schwingungen zu realisieren.
Die Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem
Elektrofahrzeug, das eine Vielzahl von Antriebsmotoren enthält,
Motorkörper über ein Schwingungssteuerungselement
gekoppelt sind. Die Antriebsvorrichtung ist außerdem dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Elektrofahrzeug, das eine Vielzahl von Antriebsmotoren
enthält, der Motorkörper auf einem Fahrzeugkörper
mit dem Schwingungssteuerungselement dazwischen montiert ist.
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Gemäß der
in der oben angegebenen Veröffentlichung offenbarten Antriebsvorrichtung
für ein Elektrofahrzeug werden Schwingungserzeugungswirkungen
selbst bei einer Bauart, bei der Elektromotoren des Elektrofahrzeugs
miteinander gekoppelt sind, untereinander beschränkt, wodurch
eine Schwingungsübertragung verringert werden kann. Des
Weiteren können sowohl ein besseres Einbauvermögen
der Elektromotoren als auch geringere Schwingungen und Geräusche
erreicht werden. Darüber hinaus kann die Haltbarkeit der
Elektromotoren selbst, die Laufruhe des Fahrzeugs und die Laufstabilität
verbessert werden.
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Des
Weiteren ist als Elektrofahrzeug, das als Antriebsquelle einen Elektromotor
hat, nicht nur ein Fahrzeug bekannt, das den Motor auf der Seite
des Fahrzeugkörpers hat, sondern auch ein Fahrzeug, das
in seinen Rädern einen In-Wheel-Motor hat.
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Das
mit einem In-Wheel-Motor ausgestattete Fahrzeug hat jedoch das Problem,
dass im In-Wheel-Motor erzeugte Schwingungen auf die Seite des Fahrzeugkörpers übertragen
werden. Die Schwingungen und Geräusche, die beim Antrieb
des Elektromotors erzeugt werden, liegen durch Rotordrehung oder
Zahneingriff in einem Frequenzband von mehreren hundert Hz bis mehreren
kHz. Diese Schwingungen sind besonders beachtenswert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird.
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Ein
Gehäuse des In-Wheel-Motors ist über ein Kugelgelenk
an einer Radaufhängung montiert. Zwischen der Kugel und
einer Aufnahme des Kugelgelenks ist Fett eingefüllt. Das
Kugelgelenk nimmt die Gegenmomentkraft des Motors auf, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert wird. Wenn
das Kugelgelenk die Gegenmomentkraft aufnimmt, trifft die Kugel
auf die Aufnahme oder eine Wandfläche in dem Kugelgelenk.
Wenn die Kugel die Aufnahme oder Wandfläche in dem Kugelgelenk
berührt, nimmt der Übertragungsgrad der im In-Wheel-Motor
erzeugten Schwingungen über eine Radaufhängung
(das heißt einen unteren und einen oberen Arm) auf den
Fahrzeugkörper zu (mit anderen Worten haben die Schwingungen
die Tendenz, leicht übertragen zu werden). Dadurch werden
im Fahrzeuginneren Schwingungen und sich daraus ergebende Geräusche
erzeugt, die bei den Personen im Fahrzeug möglicherweise
ein Gefühl des Unwohlseins hervorrufen.
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An
einem Fußabschnitt eines Stoßdämpfers oder
an einem Montageabschnitt zwischen der Radaufhängung und
dem Fahrzeugkörper ist ein Schwingungsdämpfungselement
wie eine Gummihülse vorgesehen. Dies realisiert einen Aufbau,
bei dem Stöße oder Schwingungen von der Straßenoberfläche
nicht auf das Fahrzeuginnere übertragen werden. Die Gummihülse
korrespondiert jedoch nur mit Eingangsschwingungen von etwa 10 bis
etwa 15 Hz von der Straßenoberfläche. Daher können
Hochfrequenzgeräusche, die im In-Wheel-Motor erzeugt werden,
nicht verringert werden.
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In
der Elektrofahrzeug-Antriebsvorrichtung, die in der obigen Veröffentlichung
offenbart ist, ist der Elektromotor auf der Seite des Fahrzeugkörpers über ein
Schwingungssteuerungselement montiert. Eine bestimmte Technik, um
zu verhindern, dass Hochfrequenzschwingungen vom In-Wheel-Motor
zum Fahrzeugkörper übertragen werden, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert wird, ist überhaupt
nicht offenbart.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, einen In-Wheel-Motor zur Verfügung
zu stellen, der Hochfrequenzschwingungen verhindert, die zum Fahrzeugkörper übertragen
werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird.
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Gemäß einer
Ausgestaltung sieht die Erfindung einen In-Wheel-Motor vor, mit:
einer elektrischen Drehmaschine, die eine Antriebskraft auf das Rad
aufbringt; einem Drehungsstützelement als ein Gehäuse
der elektrischen Drehmaschine, das das Rad drehbar abstützt;
und einem Schwingungsdämpfungselement, das zwischen dem
Drehungsstützelement und einem Montageabschnitt zum Montieren
des Drehungsstützelements an einem Fahrzeugkörper
vorgesehen ist.
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Bei
der Erfindung ist zwischen dem Montageabschnitt (etwa einem Kugelgelenk)
zum Montieren des Drehungsstützelements (etwa des Gehäuses der
elektrischen Drehmaschine) am Fahrzeugkörper und dem Drehungsstützelement
das Schwingungsdämpfungselement vorgesehen. Es kann beispielsweise
angenommen werden, dass als Schwingungsdämpfungselement
ein Element verwendet wird, das Hochfrequenzschwingungen hemmt,
die in der elektrischen Drehmaschine erzeugt werden. In diesem Fall
kann selbst dann, wenn eine Gegenmomentkraft der elektrischen Drehmaschine
auf den Montageabschnitt aufgebracht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird und der Grad an Schwingungsübertragung
vom Drehungsstützelement zum Fahrzeugkörper am
Montageabschnitt zunimmt, durch das Schwingungsdämpfungselement
eine Übertragung der Hochfrequenzschwingungen auf den Fahrzeugkörper
gehemmt werden. Daher kann ein In-Wheel-Motor zur Verfügung
gestellt werden, der Hochfrequenzschwingungen hemmt, die zum Fahrzeugkörper übertragen
werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird.
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Das
Schwingungsdämpfungselement hemmt von Schwingungen, die
durch die Gegenmomentkraft der elektrischen Drehmaschine erzeugt werden,
wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht und verringert
wird, vorzugsweise Schwingungen eines vorbestimmten Frequenzbandes.
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Erfindungsgemäß ist
zwischen dem Montageabschnitt (etwa einem Kugelgelenk) und dem Drehungsstützelement
(etwa dem Gehäuse der elektrischen Drehmaschine) ein Element
vorgesehen, um unter den Schwingungen, die durch die Gegenmomentkraft
der elektrischen Drehmaschine erzeugt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird, Schwingungen eines vorbestimmten
Frequenzbandes zu hemmen. Daher kann auch dann, wenn die Gegenmomentkraft
der elektrischen Drehmaschine auf den Montageabschnitt aufgebracht
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird und der Grad an Schwingungsübertragung vom Drehungsstützelement
zum Fahrzeugkörper am Montageabschnitt zunimmt, durch das
Schwingungsdämpfungselement eine Übertragung von
Schwingungen des vorbestimmten Frequenzbandes (etwa des Frequenzbandes
an Hochfrequenzschwingungen, die in der elektrischen Drehmaschine
erzeugt werden) auf den Fahrzeugkörper gehemmt werden.
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Das
vorbestimmte Frequenzband ist besser noch höher als ein
Frequenzband von Schwingungen, die durch ein Schwingungsdämpfungselement gehemmt
werden, das sich näher als der Montageabschnitt an dem
Fahrzeugkörper befindet.
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Erfindungsgemäß ist
zwischen dem Montageabschnitt (etwa einem Kugelgelenk) und dem Drehungsstützelement
(etwa dem Gehäuse der elektrischen Drehmaschine) ein Schwingungsdämpfungselement
vorgesehen, das Schwingungen in einem Frequenzband (zum Beispiel
in einem Frequenzband, das den Hochfrequenzschwingungen entspricht,
die in der elektrischen Drehmaschine erzeugt werden) hemmt, das
höher ist als das, das von dem Schwingungssteuerungselement
(etwa der Gummihülse, die Schwingungen mit 10 bis 15 Hz
von der Straßenoberfläche absorbiert) angesprochen
wird, das sich näher als der Montageabschnitt an dem Fahrzeugkörper
befindet. Daher kann auch dann, wenn die Gegenmomentkraft der elektrischen
Drehmaschine auf den Montageabschnitt aufgebracht wird, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert wird und
der Grad an Schwingungsübertragung vom Drehungsstützelement
zum Fahrzeugkörper am Montageabschnitt zunimmt, durch das Schwingungsdämpfungselement
eine Übertragung von Schwingungen des Frequenzbandes, das
höher ist als das, das von dem Schwingungsdämpfungselement
angesprochen wird, das sich näher als der Montageabschnitt
an dem Fahrzeugkörper befindet, zum Fahrzeugkörper
gehemmt werden.
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Besser
noch befinden sich die Schwingungsdämpfungselemente an
Stellen, die von dort, wo eine vertikale Linie an den Montageabschnitten
durchgeht, jeweils um einen vorgeschriebenen Betrag zur Vorder-
und Rückseite des Fahrzeugs versetzt sind.
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Erfindungsgemäß sind
die Schwingungsdämpfungselemente an Stellen vorgesehen,
die von dort, wo die vertikale Linie am Montageabschnitt (etwa dem
Kugelgelenk) durchgeht, jeweils um einen vorgeschriebenen Betrag
zur Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs versetzt sind.
Daher können selbst dann, wenn die Gegenmomentkraft der
elektrischen Drehmaschine auf den Montageabschnitt aufgebracht wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird und der Übertragungsgrad an in der elektrischen Drehmaschine
erzeugten Hochfrequenzschwingungen auf den Fahrzeugkörper
am Montageabschnitt zunimmt, die Hochfrequenzschwingungen, die vom
Drehungsstützelement auf den Fahrzeugkörper übertragen
werden, wirksam gehemmt werden, da die Schwingungsdämpfungselemente
an Stellen vorgesehen sind, an denen der Übertragungsgrad
hoch ist.
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Das
Rad ist besser noch ein Lenkungsrad, das sich in die Lenkungsrichtung
dreht und wendet, wenn es gelenkt wird. Auf dem Drehungsstützelement
ist ein Aufhängungsarm vorgesehen, um den Fahrzeugkörper über
den Montageabschnitt aufzuhängen. Der Montageabschnitt
stützt das Drehungsstützelement derart ab, dass
sich das Rad bezogen auf den Fahrzeugkörper frei in der
Lenkungsrichtung dreht, und stützt das Drehungsstützelement
derart ab, dass das Rad bezogen auf den Fahrzeugkörper frei
aufwärts/abwärts schwingt.
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Erfindungsgemäß stützt
der Montageabschnitt (etwa das Kugelgelenk) das Drehungsstützelement
(etwa das Gehäuse der elektrischen Drehmaschine) derart
ab, dass das Rad bezogen auf den Fahrzeugkörper frei in
der Lenkungsrichtung drehbar ist, und stützt das Drehungsstützelement
derart ab, dass das Rad bezogen auf den Fahrzeugkörper
frei aufwärts/abwärts schwingt. Indem das Schwingungsdämpfungselement
zwischen dem Drehungsstützelement und dem Montageabschnitt vorgesehen
wird, die einen solchen Aufbau haben, kann eine Übertragung
von Hochfrequenzschwingungen, die in der elektrischen Drehmaschine
erzeugt werden, auf das Fahrzeug verhindert werden.
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Der
Montageabschnitt ist besser noch ein Kugelgelenk.
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Erfindungsgemäß können
selbst dann, wenn die Gegenmomentkraft der elektrischen Drehmaschine
auf das Kugelgelenk aufgebracht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird und der Übertragungsgrad
an Schwingungen von dem Drehungsstützelement auf den Fahrzeugkörper am
Kugelgelenk zunimmt, durch das Schwingungsdämpfungselement
Hochfrequenzschwingungen gehemmt werden, die in der elektrischen
Drehmaschine erzeugt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht eines In-Wheel-Motors gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
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2 ist
eine Seitenansicht des In-Wheel-Motors gemäß dem
Ausführungsbeispiel.
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3 ist
eine Perspektivansicht des In-Wheel-Motors gemäß dem
Ausführungsbeispiel.
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in 2.
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Beste Ausführungsarten
der Erfindung
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Ihre Namen und
Funktionen sind ebenfalls die gleichen. Daher wird eine ausführliche Beschreibung
von ihnen nicht wiederholt.
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1 ist
eine Vorderansicht eines In-Wheel-Motors gemäß dem
Ausführungsbeispiel. 2 ist eine
Seitenansicht des In-Wheel-Motors gemäß dem Ausführungsbeispiel
von der Mitte zur Außenseite des Rads. 3 ist
eine Perspektivansicht des In-Wheel-Motors gemäß dem
Ausführungsbeispiel.
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Der
in 1 bis 3 gezeigte In-Wheel-Motor 100 kann
ein In-Wheel-Motor sein, der einem Vorderrad entspricht, oder ein In-Wheel-Motor,
der einem Hinterrad entspricht, wobei er keinen besonderen Beschränkungen
unterliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der In-Wheel-Motor 100 als
ein In-Wheel-Motor beschrieben, der dem Vorderrad entspricht. Die 1 bis 3 zeigen
den In-Wheel-Motor des linken Vorderrads, wobei der Aufbau eines
In-Wheel-Motors des rechten Vorderrads der gleiche wie der des In-Wheel-Motors
des linken Vorderrads ist. Daher wird die ausführliche
Beschreibung nicht wiederholt.
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Der
In-Wheel-Motor 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel
umfasst eine elektrische Drehmaschine 110, ein Gehäuse 134 der
elektrischen Drehmaschine 110, Kugelgelenke 106 und 108,
einen Bremssattel 112, einen Bremsrotor wie zum Beispiel eine
Bremsscheibe 114 und Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126.
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Von
der Oberseite des Gehäuses 134 der elektrischen
Drehmaschine 110 ragt ein Stützabschnitt 116 vor,
und an dem Stützabschnitt 116 ist durch Festziehen
einer Schraube 162 ein Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 des
Kugelgelenks 106 befestigt. Von der Unterseite des Gehäuses 134 ragt
ein Stützabschnitt 118 vor, und daran ist durch
Festziehen einer Schraube 164 ein Kugelgelenkpfannenabschnitt 132 des
Kugelgelenks 108 befestigt. Das Kugelgelenk 106 umfasst
einen (nicht gezeigter) Kugelzapfen, eine Schutzmanschette 152 und
den Kugelgelenkpfannenabschnitt 130. Der genaue Aufbau des
Kugelgelenks 106 wird später beschrieben. Das Kugelgelenk 108 umfasst
einen Kugelzapfen, eine Schutzmanschette 166 und den Kugelgelenkpfannenabschnitt 132.
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Der
Kugelzapfen des Kugelgelenks 106 ist so montiert, dass
er durch einen oberen Arm 102 geht, wobei das Gewinde am
Kopfende durch eine Mutter 120 festgemacht ist. Der Kugelzapfen
des Kugelgelenks 108 ist so montiert, dass er durch einen unteren
Arm 104 geht, wobei das Gewinde am Kopfende durch eine
Mutter 122 festgemacht ist.
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Die
elektrische Drehmaschine umfasst einen Rotor und einen Stator. Das
Gehäuse 134 beherbergt ein Untersetzungsgetriebe
und die elektrische Drehmaschine 110, das heißt
den Rotor und den Stator. Der Stator ist innerhalb des Gehäuses 134 befestigt. Der
Rotor wird innerhalb des Stators drehbar von einem Lager oder dergleichen
abgestützt, das im Gehäuse 134 vorgesehen
ist. Das Untersetzungsgetriebe ist zum Beispiel ein Planetengetriebe,
das aus einem Sonnenrad, einem Ritzel, einem Hohlrad und einem Planetenträger
besteht. Mit dem Rotor der elektrischen Drehmaschine ist eine Sonnenradwelle
gekoppelt. Des Weiteren ist der Planetenträger mit einer
(nicht gezeigten) Radnabe gekoppelt. Die Radnabe wird drehbar von
einem Nabenlager abgestützt, das im Gehäuse 134 vorgesehen
ist.
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An
der Radnabe ist ein Bremsrotor wie zum Beispiel eine Bremsscheibe 114 angebracht.
Die Bremsscheibe 114 kann durch Festziehen einer Schraube
an der Radnabe befestigt werden, oder sie kann durch Festziehen
einer Radmutter (oder -schraube) zwischen einer Radscheibe und der
Radnabe festgedrückt werden, wenn die Radscheibe montiert
wird.
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Des
Weiteren ist auf dem Gehäuse 134 durch Festziehen
einer Schraube ein Bremssattel 112 befestigt. Der Bremssattel 112 ist
mit einem Satz (nicht gezeigter) Bremsbeläge versehen.
Der Bremssattel 112 ist so vorgesehen, dass er von entgegen gesetzten
Seiten eine Gleitfläche des Bremsrotors 114 zusammendrückt,
die die Endfläche in Links-Rechts-Richtung von 1 ist.
Wenn der auf den Bremssattel 112 aufgebrachte Hydraulikdruck zunimmt,
wenn der Fahrer auf das Bremspedal oder dergleichen tritt, nimmt
die von den Bremsbelägen aufgebrachte Druckkraft auf die
Bremsscheibe 114 zu, was eine Bremskraft erzeugt.
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Auf
einer Radaufbringungsfläche 128, die zu der Oberfläche
entgegengesetzt ist, die die Radnabe der Bremsscheibe 114 berühren
soll, wird eine Radscheibe befestigt, die in etwa eine Becherform
hat und an einem Reifen befestigt ist (beide nicht gezeigt). In
diesem Ausführungsbeispiel besteht ein „Rad" aus
der Radscheibe und dem Reifen. In diesem Ausführungsbeispiel
ist das Gehäuse 134 ein „Drehungsstützelement",
das die elektrische Drehmaschine 110 aufnimmt und das Rad
auf eine frei drehbare Weise abstützt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel bildet der In-Wheel-Motor 100 ein
Lenkungsrad. Genauer gesagt ist mit dem Gehäuse 134 eine
nicht gezeigte Lenkungsspurstange gekoppelt und dreht eine die Kugelgelenke 106 und 108 verbindende
Linie als eine Drehungsachse (Achsschenkelachse), so dass sich das
Rad zur Lenkungsrichtung wendet.
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Die
elektrische Drehmaschine 110 ist zum Beispiel eine elektrische
Dreiphasen-Wechselstrom-Drehmaschine. An die elektrische Drehmaschine 110 ist
ein Stromkabel 136 angeschlossen. Das Stromkabel 136 ist
an einem Wechselrichter angeschlossen, der am Fahrzeugkörper
vorgesehen ist. Dem Wechselrichter wird von einer Batterie direkt oder über
einen Transformator Gleichstrom zugeführt. Der dem Wechselrichter
zugeführte Gleichstrom wird in Wechselstrom umgewandelt
und über das Stromkabel 136 der elektrischen Drehmaschine 110 zugeführt.
Wenn der elektrischen Drehmaschine 110 Wechselstrom vom
Wechselrichter zugeführt wird, wird in einer um den Stator
gewickelten Spule eine Magnetkraft erzeugt, so dass der Rotor entsprechend
dem Magnetfluss eine Drehkraft erfährt. Genauer gesagt
wird eine Antriebskraft erzeugt, die das Rad dreht. Dabei kann anstelle
der Batterie ein Kondensator verwendet werden.
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in 2. Wie in 4 gezeigt
ist, umfasst das Kugelgelenk 106 einen Kugelzapfen 150,
eine Schutzmanschette 152 und einen Kugelgelenkpfannenabschnitt 130.
Innerhalb des Kugelgelenkpfannenabschnitts 130 ist eine
Aufnahme 156 derart ausgebildet, dass ein an einem Ende
des Kugelzapfens 150 ausgebildeter Kugelabschnitt 154 nicht
aus dem Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 in die obere Richtung
der Figur rutscht. An dem anderen Ende des Kugelzapfens 150 ist
ein Gewinde 158 ausgebildet, das durch den oberen Arm 102 geht
und durch eine Mutter 120 festgemacht ist.
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Der
Kugelzapfen 150 ist so montiert, dass er sich von der unteren
Richtung des Gelenkpfannenabschnitts 130 durch eine Öffnung,
wo die Aufnahme 156 ausgebildet ist, erstreckt, wobei das
Gewinde 128 in der Figur aufwärts gewandt ist.
Zwischen dem Kugelabschnitt 154 des Kugelzapfens 150 und
der Aufnahme 156 des Kugelgelenkpfannenabschnitts 130 ist
Fett eingefüllt. Des Weiteren ist ein um den Schaft des
Kugelzapfens 150 herum ausgebildeter Raum mit dem Kugel gelenkpfannenabschnitt 130 durch
die Schutzmanschette 152 bedeckt. Der Aufbau des Kugelgelenks 108 ist
der gleiche wie der des Kugelgelenks 106, weswegen die
ausführliche Beschreibung nicht wiederholt wird.
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Da
der Kugelabschnitt 154 des Kugelzapfens 150 und
die Aufnahme des Kugelgelenkpfannenabschnitts 130 gegeneinander
gleiten, wird das Gehäuse drehbar in der Lenkungsrichtung
abgestützt und wird das Rad so abgestützt, dass
es bezogen auf den Fahrzeugkörper frei aufwärts/abwärts schwingt.
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In
einem Fahrzeug, das mit einem In-Wheel-Motor 100 ausgestattet
ist, der einen wie oben beschriebenen Aufbau hat, ist es möglich,
dass Schwingungen, die in dem In-Wheel-Motor erzeugt werden, auf
die Seite des Fahrzeugkörpers übertragen werden.
In dem Fahrzeug mit dem In-Wheel-Motor liegen die Schwingungen und
Geräusche, die erzeugt werden, wenn der Elektromotor angetrieben wird,
durch Rotordrehung oder Zahnradeingriff im Frequenzband von mehreren
100 Hz bis mehreren kHz. Diese Schwingungen sind besonders beachtenswert,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird.
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Der
Grund dafür ist, dass die Gegenmomentkraft der elektrischen
Drehmaschine 110 von den Kugelgelenken 106 und 108 aufgenommen
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert wird.
Wenn die Kugelgelenke 106 und 108 die Gegenmomentkraft
der elektrischen Drehmaschine 110 aufnehmen, kann sich
zum Beispiel in dem Kugelgelenk 106 möglicherweise
der Kugelabschnitt 150 in direktem Kontakt mit der Aufnahme 156 oder
einer Wandfläche befinden. Wenn der Kugelabschnitt 150 die
Aufnahme 156 berührt, nimmt der Übertragungsgrad
an Schwingungen, die in der elektrischen Drehmaschine 110 erzeugt
werden, über das Gehäuse 134, den oberen
Arm 102 und den unteren Arm 104 auf den Fahrzeug körper
zu (mit anderen Worten tendieren die Schwingungen dazu, leicht übertragen
zu werden). Dadurch werden im Fahrzeuginneren Schwingungen und sich
daraus ergebende Geräusche erzeugt, die bei Personen in
dem Fahrzeug möglicherweise ein Gefühl des Unbehagens
hervorrufen.
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Des
Weiteren sind an dem Fußabschnitt eines Stoßdämpfers
und an den Befestigungsabschnitten des oberen Arms 102 und
des unteren Arms 104 am Fahrzeugkörper Gummihülsen
vorgesehen. Dies realisiert einen Aufbau, bei dem Stöße
oder Schwingungen nicht auf das Fahrzeuginnere übertragen werden.
Die Gummihülsen korrespondieren jedoch nur mit Eingangsschwingungen
von etwa 10 bis etwa 15 Hz von der Straßenoberfläche.
Daher können Hochfrequenzgeräusche, die im In-Wheel-Motor
erzeugt werden, nicht verringert werden.
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Angesichts
dessen ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Gehäuse 134 und den Montageabschnitten zum Montieren
der elektrischen Drehmaschine 110 am Fahrzeugkörper Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 vorgesehen
sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in 1 bis 3 gezeigt
ist, zwischen dem Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 des Kugelgelenks 106 und
dem Stützabschnitt 116 ein Schwingungsdämpfungselement 124 und
zwischen dem Kugelgelenkpfannenabschnitt 132 des Kugelgelenks 108 und dem
Stützabschnitt 118 ein Schwingungsdämpfungselement 126 vorgesehen.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist das Schwingungsdämpfungselement 124 in
diesem Ausführungsbeispiel derart geformt, dass zwischen
dem Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 und dem Stützabschnitt 116 ein
Abstand ausgebildet ist. Genauer gesagt hat das Schwingungsdämpfungselement 124 einen
blattförmigen Abschnitt, so dass auf der oberen Richtung
in 4 bezogen auf den Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 ein Abstand
ausgebildet ist. Des Weiteren hat das Schwingungsdämpfungselement 124 einen
hohlzylinderförmigen Abschnitt, der eine Außenumfangsfläche
eines Zylinderabschnitts 160 bedeckt, der so ausgebildet
ist, dass er an einem unteren Abschnitt des Kugelgelenkpfannenabschnitts 130 eine
Zylinderform hat. Das Schwingungsdämpfungselement 124 realisiert
somit einen Lagezusammenhang, bei dem der Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 und
der Stützabschnitt 116 einander nicht berühren.
Die Dicke des Schwingungsdämpfungselements 124 kann
im Wesentlichen konstant sein, oder sie kann sich von Abschnitt
zu Abschnitt ändern. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht
und verringert wird, trifft zum Beispiel der Kugelzapfen 150 im
Kugelgelenk 106 in Richtung der Vorne/Hinten-Richtung des
Fahrzeugs auf die Aufnahme 156. Daher kann am hohlzylinderförmigen Abschnitt,
der die Außenumfangsfläche des zylinderförmigen
Abschnitts 160 des Schwingungsdämpfungselements 124 bedeckt,
die Dicke in der Vorne/Hinten-Richtung des Fahrzeugs dicker als
in der Links/Rechs-Richtung eingestellt werden.
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Das
Schwingungsdämpfungselement 126 kann auf eine ähnliche
Weise ausgebildet sein, so dass zwischen dem Kugelgelenkpfannenabschnitt 132 und
dem Stützabschnitt 118 ein Abstand ausgebildet
ist. Das Schwingungsdämpfungselement 126 realisiert
einen Lagezusammenhang, bei dem der Kugelgelenkpfannenabschnitt 132 und
der Stützabschnitt 118 einander nicht berühren.
Die Dicke des Schwingungsdämpfungselements 126 kann
ebenfalls in der Vorne/Hinten-Richtung des Fahrzeugs dicker als
in der Links/Rechts-Richtung eingestellt werden.
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Die
Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 sind
zwei Elemente, die aus einem Gummi- oder Harzmaterial gebildet sind,
doch stellt dies keine Beschränkung dar und kann ein beliebiges
Element verwendet werden, solange es die Übertragung von Schwingungen
in einem Frequenzband hemmen (das heißt absorbieren) kann,
das höher als die Schwingungen von etwa 10 bis etwa 15
Hz von der Straßenoberfläche sind, die durch die
oben beschriebene Gummihülse angesprochen werden. Zum Beispiel
können die Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 als
schwingungsdämpfende Stahlplatte oder Wabenkörperelement
ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind die
Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 Schwingungsdämpfungselemente
auf Gummibasis, die Schwingungen von mehreren 100 Hz bis mehreren
kHz absorbieren, die beim Betrieb der elektrischen Drehmaschine 110 erzeugt
werden.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise des In-Wheel-Motors gemäß diesem
Ausführungsbeispiel beschrieben, der den obigen Aufbau
hat.
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Es
wird angenommen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs
mit dem In-Wheel-Motor 100 erhöht und verringert
wird. Wenn das Fahrzeug vorwärts läuft und die
Geschwindigkeit erhöht werden soll, wird der elektrischen
Drehmaschine 110 vom Wechselrichter elektrische Energie
zugeführt, so dass auf das Rad eine Drehkraft aufgebracht
wird und die Beschleunigung des Fahrzeugs beginnt. Wenn in dem Rotor
der elektrischen Drehmaschine 110 eine Drehkraft erzeugt
wird, wird in dem Gehäuse 134, in dem der Statur
befestigt ist, eine Drehkraft in die Gegenrichtung zur Raddrehung
(nachstehend einfach als Gegenmomentkraft zum Beschleunigungszeitpunkt
bezeichnet) erzeugt.
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Die
in dem Gehäuse 134 erzeugte Gegenmomentkraft zum
Beschleunigungszeitpunkt wirkt am Stützabschnitt 116 bezogen
auf den oberen Arm 102 auf der Rückseite des Fahrzeugs,
während sie am Stützabschnitt 118 bezogen
auf den unteren Arm 104 auf die Vorderseite des Fahrzeugs wirkt.
Dadurch trifft der Kugelzapfen 150 des Kugelgelenks 106 auf
den Abschnitt der Aufnahme 156, der sich auf der Vorderseite
des Fahrzeugs befindet. Der Kugelzapfen des Kugelgelenks 108 trifft
auf den Abschnitt der Aufnahme, der sich auf der Rückseite
des Fahrzeugs befindet. Dabei nimmt im Kugelgelenk 106 am
Kontaktabschnitt zwischen dem Kugelzapfen 150 und der Aufnahme 156 der Übertragungsgrad
an Schwingungen vom Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 auf
den Kugelzapfen 150 zu (mit anderen Worten tendieren die
Schwingungen dazu, leicht übertragen zu werden). Der Schwingungsübertragungsgrad nimmt
auf ähnliche Weise am Kontaktabschnitt im Kugelgelenk 108 zu.
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Wenn
das Fahrzeug vorwärts läuft und die Geschwindigkeit
verringert werden soll, wird durch regeneratives Bremsen in der
elektrischen Drehmaschine 110 elektrische Energie erzeugt.
Dabei wird eine Drehkraft in der gleichen Richtung wie die Raddrehung
(nachstehend einfach als Gegenmomentkraft zum Verlangsamungszeitpunkt)
erzeugt.
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Die
in dem Gehäuse 134 erzeugte Gegenmomentkraft zum
Verlangsamungszeitpunkt wirkt am Stützabschnitt 116 auf
die Vorderseite des Fahrzeugs, während sie am Stützabschnitt 118 auf
die Rückseite des Fahrzeugs wirkt. Dadurch trifft der Kugelzapfen 150 des
Kugelgelenks 106 auf den Abschnitt der Aufnahme 156,
der sich auf der Rückseite des Fahrzeugs befindet. Der
Kugelzapfen des Kugelgelenks 108 trifft auf den Abschnitt
der Aufnahme, der sich auf der Vorderseite des Fahrzeugs befindet. Dabei
nimmt der Übertragungsgrad an Schwingungen vom Kugelgelenkpfannenabschnitt 130 auf
den Kugelzapfen 150 zu (mit anderen Worten tendieren die
Schwingungen dazu, leicht übertragen zu werden). Der Schwingungsübertragungsgrad
nimmt auf ähnliche Weise am Kontaktabschnitt im Kugelgelenk 108 zu.
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Die
Hochfrequenzschwingungen, die durch den Betrieb der elektrischen
Drehmaschine 110 verursacht werden, werden über
das Gehäuse 134 auf die Stützabschnitte 116 und 118 übertragen,
wobei die Übertragung auf die Kugelgelenkpfannenabschnitte 130 und 132 durch
die Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 gehemmt
wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird, kann daher selbst dann, wenn der Schwingungsübertragungsgrad
am Kugelgelenk 106 zunimmt, durch die Schwingungsdämpfungselemente 124 und 126 eine Übertragung
von Hochfrequenzschwingungen verringert werden, die in der elektrischen
Drehmaschine 110 erzeugt werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist in dem erfindungsgemäßen
In-Wheel-Motor zwischen dem Gehäuse und dem Kugelgelenk
als dem Montageabschnitt des Gehäuses am Fahrzeugkörper
ein Schwingungsdämpfungselement vorgesehen. Das Schwingungsdämpfungselement
ist ein Element, das Hochfrequenzschwingungen hemmt, die in der
elektrischen Drehmaschine erzeugt werden. Wenn eine Gegenmomentkraft
der elektrischen Drehmaschine auf das Kugelgelenk aufgebracht wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und verringert
wird, nimmt der Schwingungsübertragungsgrad vom Stützabschnitt
auf den Fahrzeugkörper an einem Abschnitt zu, an dem der
Kugelzapfen auf die Aufnahme trifft. Allerdings kann durch das Schwingungsdämpfungselement
eine Übertragung von Hochfrequenzschwingungen auf den Fahrzeugkörper
verringert werden. Daher kann ein In-Wheel-Motor zur Verfügung
gestellt werden, der Hochfrequenzschwingungen verringert, die zum
Fahrzeugkörper übertragen werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist das Schwingungsdämpfungselement
so vorgesehen, dass es eine Berührung zwischen dem Kugelgelenkpfannenabschnitt
und dem Stützabschnitt verhindert. Dies stellt keine Beschränkung
dar, und das Schwingungsdämpfungselement kann zum Beispiel
auch an einer Stelle vorgesehen werden, die dem Abschnitt entspricht,
wo der Schwingungsübertragungsgrad zum Fahrzeugkörper
groß ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht
und verringert wird. Genauer gesagt können die Schwingungsdämpfungselemente an
Stellen vorgesehen werden, an denen sie von dort, wo die vertikale
Linie durchgeht, um einen vorgeschriebenen Betrag zur Vorder- und
Rückseite des Fahrzeugs versetzt sind. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht und verringert wird, treffen zum Beispiel der Kugelzapfen
und der Kugelgelenkpfannenabschnitt an Stellen aufeinander, die
von der Stelle aus, wo die vertikale Linie durchgeht, in der Vorne/Hinten-Richtung
des Fahrzeugs um einen vorgeschriebenen Betrag versetzt sind. Daher
kann das Schwingungsdämpfungselement an einer Stelle eingefügt
werden, an der der Kugelgelenkpfannenabschnitt und der Stützabschnitt
zumindest in der Vorne/Hinten-Richtung des Fahrzeugs aufeinander
treffen. Durch diese Anordnung können ebenfalls Hochfrequenzschwingungen
verringert werden, die vom Gehäuse zum Fahrzeugkörper übertragen
werden.
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Die
hier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich
beispielhaft und sollten nicht als einschränkend verstanden
werden. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch jeden der Ansprüche
bei sachgemäßer Berücksichtigung der
schriftlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele bestimmt
und umfasst Abwandlungen, die innerhalb der Bedeutung der Anspruchssprache
liegen und zu ihr äquivalent sind.
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Ein
In-Wheel-Motor (100) umfasst eine elektrische Drehmaschine
(110), die an einem Rad vorgesehen ist und eine Antriebskraft
auf das Rad aufbringt, ein Gehäuse (134), das
die elektrische Drehmaschine (110) aufnimmt und das Rad
drehbar abstützt, und ein Schwingungsdämpfungselement
(124, 126), das zwischen dem Gehäuse
(134) und einem Kugelgelenk (106, 108)
als einem Montageabschnitt zum Montieren des Gehäuses an
einem Fahrzeugkörper vorgesehen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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