DE60217661T2

DE60217661T2 - Befestigungsverfahren für im rad eingebauten motor und im rad eingebautes motorsystem

Info

Publication number: DE60217661T2
Application number: DE60217661T
Authority: DE
Inventors: c/o Kabushiki Kaisha Bridgestone Go Kodaira-shi NAGAYA
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-04-16
Also published as: ES2280523T3; EP1380459A1; JP2004115014A; CN1460076A; US20040099455A1; JP3638586B2; US7306065B2; CN100475589C; EP1380459A4; WO2002083446A1; JPWO2002083446A1; EP1380459B1; DE60217661D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein im Rad eingebautes Motorsystem für eine Verwendung in einem Fahrzeug mit Direktantriebsrädern als Antriebsräder und insbesondere ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors.
Im Rad eingebaute Motorsysteme werden beispielsweise im JP-A-2000-309269 und EP-A-0718139 offenbart.
Heutzutage wird ein im Rad eingebautes Motorsystem, das einen Motor in jedem Rad eingebaut hat, in Fahrzeugen übernommen, die mittels eines Motors angetrieben werden, wie beispielsweise Elektroautos, um einen hohen Raumausnutzungsgrad und einen hohen Übertragungswirkungsgrad der Antriebskraft zu erreichen.
78 zeigt, wie ein vom JP 2676025 offenbarter Direktantriebsmotor in der Ausführung mit einem hohlen Außenrotor (im Rad eingebauter Motor) 70 montiert wird. Bei diesem im Rad eingebauten Motor 70 wird ein Stator 70S mit einer Stütze 71 verbunden und von ihr gehalten, die ein stationärer Abschnitt ist, angeordnet auf der Innenseite der Radscheibe 73 eines Direktantriebsrades 72, und ebenfalls mit einer Rotationswelle 74 verbunden, die mit der vorangehend angeführten Radscheibe 73 mittels eines Lagers 74J gekuppelt ist. Ein Rotor 70R um den vorangehend angeführten Stator 70S wird durch eine erste Halterung 75a, die mit der vorangehend angeführten Rotationswelle 74 verbunden ist, und eine zweite Halterung 75b gehalten, die drehbar an der Stütze 71 mittels eines Lagers 71J befestigt ist. Da der Rotor 70R dadurch drehbar mit dem Stator 70S verbunden wird, kann ein Drehmoment auf das Rad 72 übertragen werden, indem der im Rad eingebaute Motor 70 so angetrieben wird, dass das Rad 72 direkt angetrieben werden kann.
Es wurden einige Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors vorgeschlagen: eines, das in 79 gezeigt wird, bei dem ein Rotor 80R mit einem Magnetmittel (Dauermagnet) 80M in einem Gehäuse 82 installiert ist, das an einem Rad 81 befestigt ist, wobei ein Stator 80S mit einer Spule 80C auf der Innenseite des vorangehend angeführten Magnetmittels 80M angeordnet und an einer hohlen Welle 84 befestigt ist, die mit einem Radträger 83 verbunden ist, und wobei die innere und äußere Seitenwand 82a und 82b des vorangehend angeführten Gehäuses 82 mit dem vorangehend angeführten Stator 80S mittels der Lager 84a und 84b verbunden sind, um den Rotor 80R eines im Rad eingebauten Motors 80 mit dem Stator 80S drehbar zu verbinden (beispielsweise Japanische Patentveröffentlichung Nr. 9-506236); und eines, das in 80 gezeigt wird, bei dem der Stator 90S eines im Rad eingebauten Motors 90 an einem Radträger 93 befestigt ist, der mit einem Nabenabschnitt 92 mittels eines Lagers 91 verbunden ist, und bei dem der Felgenabschnitt 94a eines Rades 94 als der Rotor des Motors benutzt wird, der drehbar mit dem Stator 90S verbunden wird (beispielsweise Offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 10-305735).
In einem Fahrzeug mit einer Aufhängungseinheit, wie beispielsweise einer Feder um jedes Rad, da die Masse eines ungefederten Teils, wie beispielsweise eines Rades, Radträgers oder Aufhängungsarmes, die sogenannte „ungefederte Masse" größer wird, schwankt die Anpresskraft eines Reifens, wenn das Fahrzeug über eine ungleichmäßige Straße fährt, was zu verschlechterten Fahreigenschaften führt.
Selbst wenn die Masse der Karosserie eines Fahrzeuges, die sogenannte „gefederte Masse" klein ist, verschlechtern sich ebenfalls die Fahreigenschaften. Daher muss, um die Fahreigenschaften zu verbessern, die ungefederte Masse viel kleiner ausgeführt werden als die gefederte Masse.
Da der Stator des Motors des im Rad eingebauten Motors jedoch drehbar an einer Spindelwelle befestigt ist, die mit einem Teil verbunden ist, das als „Stütze" oder „Radträger" bezeichnet wird, das eines der Teile um die Räder des Fahrzeuges ist, wird die ungefederte Masse größer, wenn der vorangehend erwähnte im Rad eingebaute Motor befestigt wird, wodurch sich die Fahreigenschaften verschlechtern.
Daher wird das Fahrzeug mit im Rad eingebautem Motor selten verwendet, obgleich es ein sehr attraktives Elektroauto mit einem ausgezeichneten Raumausnutzungsgrad und Übertragungswirkungsgrad der Antriebskraft ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die angesichts der Probleme beim bisherigen Stand der Technik vorgelegt wurde, ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors und ein im Rad eingebautes Motorsystem bereitzustellen, die beide in der Lage sind, die Reifenanpresskraftschwankung eines Fahrzeuges zu verringern, um die Fahreigenschaften des Fahrzeuges zu verbessern.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors für ein Direktantriebsrad an einem ungefederten Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt, wobei die Fahrzeugkarosserie mittels eines Aufhängungselementes aufgehangen ist, das die folgenden Schritt aufweist: Befestigen des Motors am ungefederten Abschnitt und/oder der Fahrzeugkarosserieseite mittels eines Dämpfungselementes oder einer Dämpfungseinheit, um als das Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte Masse zu funktionieren.
Der Begriff „der ungefederten Masse entsprechender Abschnitt", wie er hierin verwendet wird, kennzeichnet ein Rad oder ein Teil um das Rad, wie beispielsweise einen Radträger oder einen Aufhängungsarm.
Bevorzugte Aspekte des Verfahrens der Erfindung sind die folgenden:

– Ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors und ein Radträger mittels eines ersten elastischen Elementes verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors und des Rades mittels eines zweiten elastischen Elementes verbunden werden.
– Ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Rotors des Motors und das Rad mittels einer Antriebskraftübertagungseinheit verbunden werden, die vom Rad in der radialen Richtung exzentrisch sein kann.
– Ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors und ein Radträger mittels einer direktwirkenden Führungseinheit einschließlich einer Dämpfungseinrichtung verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors und das Rad mittels eines zweiten elastischen Elementes verbunden werden.
– Ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem der Motor befestigt wird, um zu sichern, dass die Resonanzfrequenz des befestigten Motors höher wird als die Resonanzfrequenz der gefederten Masse und niedriger als die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse.

Die vorliegende Erfindung stellt in einem weiteren Aspekt ein im Rad eingebautes Motorsystem für das Antreiben eines Rades mittels eines Elelktromotors bereit, wobei der Motor hohl geformt ist, wobei er an einem ungefederten Abschnitt eines Fahrzeuges befestigt ist, wobei die Fahrzeugkarosserie durch ein Aufhängungselement aufgehangen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor an beiden von oder einem von ungefedertem Abschnitt und einer Fahrzeugkarosserieseite mittels eines Dämpfungselementes oder einer Dämpfungseinheit so befestigt wird, dass die Masse des Motors als die Masse in der dynamischen Dämpfungseinrichtung zur Wirkung gebracht wird.
Bevorzugte Aspekte des im Rad eingebauten Motorsystems der Erfindung sind die folgenden:

– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor und das Rad mittels eines Gleichlaufgelenkes oder mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit verbunden werden, die vom Rad in der radialen Richtung exzentrisch sein kann.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Antriebskraftübertragungseinheit eine Kupplungseinheit ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen und direktwirkende Führungen für das Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit verbunden werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem ein Pufferelement oder eine Puffereinheit zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse des Motors und dem Radträger oder/und zwischen dem sich drehenden Gehäuse und dem Rad vorhanden ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines ersten elastischen Elementes verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors für das Tragen eines Rotors und das Rad mittels eines zweiten elastischen Elementes verbunden werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem mindestens ein oder beide des ersten und zweiten elastischen Elementes eine Luftfeder sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das zweite elastische Element zylindrisch ist, ein Ende dieses Zylinders mit dem Rad verbunden ist und das andere Ende mit dem sich drehenden Gehäuse verbunden ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das Rad und das sich drehende Gehäuse durch 16 oder weniger plattenartige elastische Elemente verbunden sind, die in gleichen Abständen parallel zur tangentialen Richtung des Rades angeordnet sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem sich drehende Gelenkeinheiten, deren Achsen in der tangentialen Richtung des Motors liegen, auf beiden Endflächen in der Breiteinrichtung der plattenartigen elastischen Elemente vorhanden sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Rippen, die sich vom sich drehenden Gehäuse in Richtung des Rades erstrecken, und Rippen, die sich vom Rad in Richtung des sich drehenden Gehäuses erstrecken, mittels eines elastischen Elementes an einer Vielzahl von Stellen verbunden sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient eines Materials, das das erste und zweite elastische Element bildet, 1 bis 120 MPa beträgt.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient eines Materials, das das erste und zweite elastische Element bildet, 10 bis 300 GPa beträgt.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das erste elastische Element einen niedrigeren Elastizitätsmodul in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges aufweist als einen Elastizitätsmodul in der Längsrichtung.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse mit dem Radträger mittels einer direktwirkenden Führungseinheit mit einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung anstelle des ersten elastischen Elementes verbunden ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit dem Rad mittels eines Gleichlaufgelenkes verbunden ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das zweite elastische Element in der Mittelposition der Masse des Motors in der Breitenrichtung des Motors befestigt ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit dem Rad mittels einer Kupplungseinheit verbunden ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen und direktwirkende Führungen für das Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors mit dem Rad mittels einer Kupplungseinheit verbunden ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen und direktwirkende Führungen für das Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors mit dem Rad mittels einer hohlen, scheibenartigen Lamelle mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors und der Seite des Rades verbunden wird.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die direktwirkenden Führungen in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der hohlen, scheibenartigen Lamelle in einem Abstand von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der Lamelle angeordnet sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors 45° von der radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamelle betragen, und bei dem die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen auf der Seite des Rades senkrecht zu den Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors mit dem Rad mittels einer ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle, die eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors und der Seite des Rades aufweist, und mittels einer zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle verbunden wird, die auf der Innenseite der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet ist und eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen aufweist, die in einer entgegengesetzten Weise zu der der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die direktwirkenden Führungen in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle in einem Abstand von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet sind, wobei die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle 45° von der radialen Richtung der Lamellen betragen, und wobei die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen auf der Seite des Rades der Lamellen senkrecht zu den Arbeitsrichtungen der direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Masse der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle gleich der Masse der zweiten hohlen, scheiberartigen Lamelle ausgeführt ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem jede der direktwirkenden Führungen aus einer Führungsschiene, die mindestens eine Aussparung oder einen Vorsprung aufweist, die sich in der radialen Richtung der Lamelle erstreckt, und einem Führungselement besteht, das mit der Führungsschiene in Eingriff kommt.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Stahlkugeln zwischen der Führungsschiene und dem Führungselement angeordnet werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Nuten, die sich in der radialen Richtung erstrecken, in den entgegengesetzten Seiten der Lamellen gebildet werden, und bei der Stahlkugeln, die sich längs der Nuten bewegen können, zwischen den Lamellen angeordnet werden, um die benachbarten Lamellen in der radialen Richtung der Scheibe zu führen.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem, wenn die Anzahl der Lamellen durch N verkörpert wird, die Lamellen in einer derartigen Weise angeordnet werden, dass der durch benachbarte direktwirkende Führungen oder Nuten in der axialen Richtung der Lamellen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° vom Endabschnitt zunimmt.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden werden, das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder H-förmigen Verbindungsgliedern aufweist, die jeweils zwei Arme aufweisen, die mittels einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung drehbar verbunden sind, wobei das Ende des einen Armes mit dem sich nicht drehenden Gehäuse und das Ende des anderen Armes mit dem Radträger verbunden wird.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine Wellenaufhängungseinheit bereitgestellt wird und das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators des Motors und die Welle mittels eines Pufferelementes verbunden werden, das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder H-förmigen Verbindungsgliedern aufweist, wobei ein jedes zwei Arme aufweist, die mittels einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung drehbar verbunden werden, wobei das Ende des einen Armes mit dem sich nicht drehenden Gehäuse und das Ende des anderen Armes mit der Welle verbunden werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors und ein Radträger mittels zwei Lamellen verbunden werden, deren Arbeitsrichtungen auf die vertikale Richtung des Fahrzeuges durch direktwirkende Führungen beschränkt sind, und bei dem die zwei Lamellen mittels Federn und Dämpfungseinrichtungen verbunden werden, die in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges funktionieren.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor an einem Radträger, der ein Teil um das Rad ist, mittels direktwirkender Führungen und einer Puffereinheit in einer derartigen Weise getragen wird, dass er sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen kann, und bei dem die Puffereinheit Ventile zwischen einem Hydraulikzylinder und einem Vorratsbehälter aufweist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders jeweils mit einem Arbeitsöldurchgang mit einem unabhängigen Ventil und einem Vorratsbehälter versehen sind.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders jeweils mit einem Arbeitsöldurchgang mit einem unabhängigen Ventil versehen sind, und bei dem die zwei Arbeitsöldurchgänge mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter verbunden werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders durch Arbeitsöldurchgänge verbunden werden, wobei ein jeder ein unabhängiges Ventil aufweist, und bei dem die untere Kolbenkammer mit einem Vorratsbehälter verbunden wird.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, das einen Elektromotor in einem Radabschnitt aufweist, um ein Rad anzutreiben, bei dem: der Motor ein Getriebemotor ist, der einen Motor mit hohlem Innenrotor und ein Reduktionsgetriebe aufweist, wobei das sich nicht drehende Gehäuse dieses Getriebemotors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden werden, und wobei die Abtriebswelle des Reduktionsgetriebes und das Rad mittels einer Welle mit einem Universalgelenk verbunden werden.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine direktwirkende Führung für das Führen des Motors in einer vertikalen Richtung zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse und dem Radträger angeordnet wird.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Stators eines Motors mit hohlem Außenrotor mit einem Radträger verbunden wird, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, das sich drehende Gehäuse des Motors für das Tragen des Rotors des Motors mit dem Rad verbunden wird, und eine Radhalterungseinheit an der Innenseite des Motors vorhanden ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse im Rad einbeschrieben ist und der Radträger und der Nabenabschnitt des Systems, der mit der Rotationsachse des Rades verbunden ist, mittels eines Nabenlagers verbunden werden, das auf der Innenseite des hohlen Motors vorhanden ist, um das Rad zu halten.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit dem Rad mittels elastischer Elemente verbunden wird.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient des Materials der elastischen Elemente 1 bis 120 MPa beträgt.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine Bremsscheibe oder Bremstrommel am Nabenabschnitt befestigt ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Nabenabschnitt des Systems eine Verbindungseinheit mit der Abtriebswelle des Motors des Fahrzeuges aufweist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, das einen hohlen Elektromotor in einem Radabschnitt aufweist, um ein Rad anzutreiben, wobei der Motor an einem Radträger, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels direktwirkender Führungen und Pufferelemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und mittels direktwirkender Führungen und Pufferelemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen wird, und wobei das sich drehende Gehäuse des Motors und das Rad mittels einer elastischen Kupplung oder eines Gleichlaufgelenkes in einer derartigen Weise verbunden werden, dass sie voneinander exzentrisch sein können.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor ein Motor mit Außenrotor ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor ein Motor mit Innenrotor ist.
– Ein im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor an einem Radträger mittels direktwirkender Führungen und Pufferelemente in der vertikalen Richtung und mittels direktwirkender Führungen und Pufferelemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen wird.

Die vorangehenden und weiteren Ziele, charakteristischen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden wird.
Es zeigen:
1 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vordere Schnittdarstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine grafische Darstellung, die den Bewegungszustand eines im Rad eingebauten Motors entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine grafische Darstellung eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung;
5 eine grafische Darstellung eines noch weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung;
6 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems zeigt, das eine Luftfeder entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist;
7 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems zeigt, das eine direktwirkende Führungseinheit einschließlich einer Dämpfungseinrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist;
8 eine grafische Darstellung, die den Bewegungszustand des im Rad eingebauten Motors aus 7 zeigt;
9 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems zeigt, das eine Dämpfungseinheit für das Verbinden von Rippen mittels eines elastischen Elementes entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist;
10 eine grafische Darstellung, die den Bewegungszustand des im Rad eingebauten Motors zeigt, wenn ein zylindrisches elastisches Element verwendet wird;
11(a) und 11(b) grafische Darstellungen, die das Verfahren des Anordnens von plattenartigen elastischen Elementen entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen;
12 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Anzahl der plattenartigen elastischen Elemente und der vertikalen Steifigkeit zeigt;
13 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems in Hybridausführung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems zeigt, das ein Gleichlaufgelenk entsprechend der Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung aufweist;
15 eine grafische Darstellung für das Erklären der Funktion des Gleichlaufgelenkes;
16 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 3 der vorliegenden Erfindung;
18 eine grafische Darstellung der Anordnung von direktwirkenden Führungen;
19 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit der direktwirkenden Führung zeigt;
20 eine grafische Darstellung einer weiteren elastischen Kupplung;
21 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes aus 20;
22 eine grafische Darstellung für das Erklären der Funktion der elastischen Kupplung, die in 20 und 21 gezeigt wird;
23 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
25 eine grafische Darstellung für das Erklären der Funktion der elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung;
26 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
28(a) bis 28(c) grafische Darstellungen für das Erklären der Funktion der elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 5 der vorliegenden Erfindung;
29 eine grafische Darstellung einer weiteren elastischen Kupplung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
30 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 6 der vorliegenden Erfindung zeigt;
31 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 7 der vorliegenden Erfindung zeigt;
32 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 8 der vorliegenden Erfindung zeigt;
33 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer Puffereinheit entsprechend der Ausführung 8 der vorliegenden Erfindung zeigt;
34 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer Puffereinheit zeigt, die einen Hydraulikzylinder entsprechend der Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung aufweist;
36 eine grafische Darstellung, die Einzelheiten der Puffereinheit zeigt, die einen Hydraulikzylinder aufweist;
37 eine grafische Darstellung einer weiteren Puffereinheit, die einen Hydraulikzylinder entsprechend der Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung aufweist;
38 eine grafische Darstellung einer noch weiteren Puffereinheit, die einen Hydraulikzylinder entsprechend der Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung aufweist;
39 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 10 der vorliegenden Erfindung zeigt;
40 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 10 der vorliegenden Erfindung;
41 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
42 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell zeigt, wenn eine dynamische Dämpfungseinrichtung am im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik montiert ist;
43 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigt;
44 eine Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
45 eine grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
46 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Reifenaufstandslast und dem Kurvenfahrverhalten (CP) zeigt;
47 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 11 zeigt, die jedoch nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
48 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung;
49 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
50 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 12 der vorliegenden Erfindung zeigt;
51 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
52 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
53 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem aus 50 der vorliegenden Erfindung zeigt;
54 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem aus 51 der vorliegenden Erfindung zeigt;
55 eine Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
56 eine grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
57 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 13 der vorliegenden Erfindung zeigt;
58 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 13 der vorliegenden Erfindung;
59 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit und die Funktion der Elemente 44 in 58 entsprechend der Ausführung 13 der vorliegenden Erfindung zeigt;
60 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
61 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell zeigt, wenn eine dynamische Dämpfungseinrichtung am im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik montiert ist;
62 eine grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigt;
63 eine Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
64 eine grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
65 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 14 der vorliegenden Erfindung zeigt;
66 eine grafische Darstellung, die zeigt, wie das im Rad eingebaute Motorsystem der Ausführung 14 zu montieren ist;
67 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
68 eine Längsschnittdarstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 15 der vorliegenden Erfindung zeigt;
69 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes in 68;
70 eine grafische Darstellung, die zeigt, wie das im Rad eingebaute Motorsystem der Ausführung 15 zu montieren ist;
71(a) und 71(b) grafische Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle im Elektroautosystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigen;
72(a) und 72(b) grafische Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle in dem im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigen;
73(a) und 73(b) grafische Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle zeigen, bei denen eine dynamische Dämpfungseinrichtung beim im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik hinzugefügt wurde;
74(a) und 74(b) grafische Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle in dem im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigen;
75 eine Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
76 eine grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
77 eine grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
78 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
79 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt; und
80 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt.
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hierin nachfolgend beschrieben.
AUSFÜHRUNG 1
1 und 2 sind grafische Darstellungen, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigen. 1 ist eine Längsschnittdarstellung und 2 eine vordere Schnittdarstellung des im Rad eingebauten Motorsystems. In diesen Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, und die 3 einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, der einen Stator 3S des Motors (worauf man sich hierin nachfolgend einfach als „Stator" bezieht), der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist, das auf der Innenseite in einer radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 3R des Motors (worauf man sich hierin nachfolgend einfach als „Rotor" bezieht) aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt ist, das drehbar an dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels eines Lagers 3j befestigt ist und an der Außenseite in der radialen Richtung bereitgestellt wird. Ein Luftspalt 3g wird zwischen dem vorangehend angeführten Rotor 3R und dem vorangehend angeführten Stator 3S gebildet. Die Bezugszahl 4 verkörpert einen Nabenabschnitt, der mit der Rotationsachse des vorangehend angeführten Rades 2 verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b gekuppelt ist, die 7 verkörpert ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die einen Bremsrotor 8a, der am Nabenabschnitt 4 montiert ist, und einen Bremssattel 8b aufweist. Eine weitere Ausführung der Bremse, wie beispielsweise eine Bremstrommel, kann als die Bremse 8 eingesetzt werden.
Bei dieser Ausführung ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a, an dem der Stator 3S des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 befestigt ist, mit dem Radträger 5, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines ersten elastischen Elementes 11, das aus einem elastischen Material besteht, wie beispielsweise Gummi, und mittels eines Verbindungselementes 12 verbunden, das ein Halteelement 12a für das Tragen des vorangehend angeführten ersten elastischen Elementes 11 von der Innenseite in der radialen Richtung und eine Vielzahl von Armabschnitten 12b aufweist, die sich in Richtung des Radträgers 5 vom vorangehend angeführten Halteelement 12a erstrecken, und das sich drehende Gehäuse 3b, an dem der Rotor 3R befestigt ist, und das mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels des Lagers 3j drehbar verbunden ist, ist mit dem Rad 2 mittels eines zweiten elastischen Elementes 13 verbunden, um den im Rad eingebauten Motor 3 an einem Teil um jedes Rad herum, wie beispielsweise dem Radträger 5, beweglich zu montieren.
Daher kann sich die Rotationsachse des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 in der radialen Richtung unabhängig von der Rotationsachse des Drahtes 2 bewegen. Das heißt, da der im Rad eingebaute Motor 3 drehbar in einen äußeren Abschnitt und einen inneren Abschnitt in der radialen Richtung mit dem Lager 3j als Grenze dazwischen unterteilt ist, wie in 3 gezeigt wird, dreht sich das vorangehend angeführte sich drehende Gehäuse 3b, an dem der Rotor 3R befestigt ist, und überträgt sein Drehmoment auf das Rad 2, an dem der Reifen 1 montiert ist, während sich die Rotationsachse des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 in der radialen Richtung unabhängig von der Welle bewegt.
Bei der vorangehend angeführten Beschaffenheit ist die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 von einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnittsfahrzeuges getrennt, wie beispielsweise dem Rad 2 oder dem Radträger 5, und funktioniert als die Masse der sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung. Daher dient die vorangehend angeführte dynamische Dämpfungseinrichtung dazu, eine Reifenaufstandskraftschwankung (die hierin nachfolgend als TCFF abgekürzt wird) zu verringern, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, wodurch die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden. Selbst wenn das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, wird, da die Schwingung nicht direkt auf den vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motor 3 übertragen wird, eine durch die Schwingung auferlegte Belastung am im Rad eingebauten Motor 3 verringert.
An dieser Stelle wird der vorangehend angeführte Motor 3 durch geeignetes Auswählen der Masse des vorangehend angeführten Motors 3 und der Elastizitätskonstanten des ersten und zweiten elastischen Elementes 11 und 13 montiert, die Pufferelemente sind, um sichern, dass die Resonanzfrequenz eines Motorabschnittes, einschließlich des vorangehend angeführten befestigten im Rad eingebauten Motors 3, höher werden sollte als die Resonanzfrequenz der gefederten Masse (Autokarosserie) des Fahrzeuges und niedriger als die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse, einschließlich des Rades 2 und des Radträgers 5, wodurch es möglich gemacht wird, das Niveau der TCFF wirksam zu verringern, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt.
Da die Masse des Fahrzeuges, die auf jedes Rad angewandt wird, durch den vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 infolge der Annahme dieser Beschaffenheit getragen wird, wird eine Belastung beim im Rad eingebauten Motor 3 mit dem Ergebnis klein, dass eine Änderung beim Luftspalt 3g, der zwischen dem Stator 3S und dem Rotor 3R gebildet wird, verringert wird. Während die Steifigkeit des vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuses 3a und die Steifigkeit des sich drehenden Gehäuses 3b verringert werden können, kann daher die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 verringert werden.
Die Federkonstante in der radialen Richtung des vorangehend angeführten ersten elastischen Elementes 11 wird auf ein niedrigeres Niveau in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges als das in der Längsrichtung eingestellt, wodurch der im Rad eingebaute Motor 3 nur in im Wesentlichen der vertikalen Richtung bewegt werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die gemeinsame Drehung des Rades 2 und des im Rad eingebauten Motors 3 zu unterdrücken und den Rotationsantriebswirkungsgrad des Rades zu verbessern.
Um die Federkonstante des vorangehend angeführten ersten elastischen Elementes 11 auf ein niedriges Niveau in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und auf ein hohes Niveau in der Längsrichtung einzustellen, werden die elastischen Elemente 11a und 11b nur in der Längsrichtung bereitgestellt, wie in 4 gezeigt wird, oder ein ovales elastisches Element 11e mit einer langen Achse in der Längsrichtung wird als die ersten elastischen Elemente 11 verwendet, wie in 5 gezeigt wird. Wenn das vorangehend angeführte ovale elastische Element 11c verwendet wird, wie in 5 gezeigt wird, muss der Radträger 5 zur Form des vorangehend angeführten elastischen Elementes 11c passen.
Um die Steifigkeit auf ein niedriges Niveau in der vertikalen Richtung und auf ein hohes Niveau in der Rotationsrichtung einzustellen, ist es wichtig, die Materialsteifigkeit mit der Formsteifigkeit abzugleichen. Wenn das erste elastische Element 11 und das zweite elastische Element 13 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, wie bei dieser Ausführung, hergestellt werden, um die vorgegebene Steifigkeit zu erhalten, wird ein Material mit einem vertikalen Elastizitätskoeffizienten von 1 bis 120 MPa vorzugsweise als das Material für das vorangehend angeführte erste und zweite elastische Element 11 und 13 verwendet. Der vorangehend angeführte Elastizitätskoeffizient beträgt mehr bevorzugt 1 bis 40 MPa.
Wenn ein Federelement, wie beispielsweise eine Metallfeder, als das erste und zweite elastische Element 11 und 13 verwendet wird, wird der vertikale Elastizitätskoeffizient des Materials des vorangehend angeführten ersten und zweiten elastischen Elementes 11 und 13 vorzugsweise auf 10 bis 300 GPa eingestellt.
Bei dieser Ausführung 1 ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a, an dem der Stator 3S des im Rad eingebauten Motors 3 befestigt ist, mit dem Radträger 5, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels des ersten elastischen Elementes 11 verbunden, das am Verbindungselement 12 montiert ist, das sich vom Radträger 5 erstreckt, und das sich drehende Gehäuse 3b, an dem der Rotor 3R befestigt ist, ist mit dem Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 verbunden, so dass der im Rad eingebaute Motor 3 als das Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte Masse dient, wodurch es möglich gemacht wird, das Niveau der TCFF zu reduzieren, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, um die Fahreigenschaften des Fahrzeuges zu verbessern, und um eine Belastung auf den im Rad eingebauten Motor 3 zu verringern, die durch die Schwingung auferlegt wird.
Durch Annehmen des im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung kann ein Auto mit im Rad eingebauten Motor realisiert werden, das einen ausgezeichneten Raumausnutzungsgrad, einen ausgezeichneten Übertragungswirkungsgrad der Antriebskraft und gute Fahreigenschaften aufweist.
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 1 ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 am Radträger 5 mittels des ersten elastischen Elementes 11 befestigt, und das sich drehende Gehäuse 3b ist am Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 befestigt. Wenn reifenartige Ringluftfedern 11T und 13T, wie in 6 gezeigt, jeweils anstelle des vorangehend angeführten ersten und zweiten elastischen Elementes 11 und 13 verwendet werden, kann eine Federkonstante in einer Scherrichtung trotz einer niedrigen Federkonstante in der radialen Richtung hoch ausgeführt werden, wodurch es ermöglicht wird, leichte und sehr elastische Elemente zu bilden.
Wie in 7 und 8 gezeigt wird, können das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels einer direktwirkenden Führungseinheit 14, die eine Dämpfungseinrichtung 14a und ein Halteelement 14b für das Tragen der Dämpfungseinrichtung 14a in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges aufweist, anstelle des vorangehend angeführten ersten elastischen Elementes 11 und des vorangehend angeführten Verbindungselementes 12 verbunden werden. Dadurch kann der im Rad eingebaute Motor 3 auf eine vertikale Bewegung beschränkt werden, während eine Dämpfungskraft mit dem Ergebnis erzeugt wird, dass die gemeinsame Drehung des Rades 2 und des im Rad eingebauten Motors 3 unterdrückt werden kann, und dass der Rotationsantriebswirkungsgrad verbessert werden kann.
Wie in 9 gezeigt wird, werden die Rippen 2m auf der Rotorseite, die sich vom sich drehenden Gehäuse 3b in Richtung des Rades 2 erstrecken, und die Rippen 2n auf der Radseite, die sich vom Rad 2 in Richtung des vorangehend angeführten sich drehenden Gehäuses 3b erstrecken, mittels eines elastischen Elementes 15 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Rades 2 verbunden, so dass eine Scherfeder mit einer niedrigen Steifigkeit in der vertikalen Richtung oder eine Druck-Zug-Feder mit einer hohen Steifigkeit in der Rotationsrichtung als eine Feder für das Verbinden des Rades 2 und des im Rad eingebauten Motors 3 verwendet werden kann. Daher kann sich der im Rad eingebaute Motor 3 nur in im Wesentlichen der vertikalen Richtung bewegen, und die gemeinsame Drehung des im Rad eingebauten Motors 3 und des Rades 2 kann weiter unterdrückt werden.
Alternativ, wie in 10 gezeigt wird, kann ein zylindrisches elastisches Element 13R als das elastische Element für das Verbinden des Rades 2 und des sich drehenden Gehäuses 3b anstelle des vorangehend angeführten zweiten elastischen Elementes 13 verwendet werden, wobei eine Seite 13h des vorangehend angeführten elastischen Elementes 13R mit dem Rad 2 und die andere Seite 13m mit dem sich drehenden Gehäuse 3b verbunden werden kann. Da das vorangehend angeführte zylindrische elastische Element 13R als eine Scherfeder funktioniert, die in einer Scherrichtung verformt wird, wenn sie die vertikale Bewegung und das Drehmoment des im Rad eingebauten Motors 3 überträgt, weist sie eine hohe Steifigkeit in der Rotationsrichtung und eine niedrige Steifigkeit in der radialen Richtung auf, wodurch es möglich gemacht wird, den Rotationsantriebswirkungsgrad zu verbessern.
Wie in 11(a) gezeigt wird, werden das Rad 2 und das sich drehende Gehäuse 3b durch eine Vielzahl von im Wesentlichen plattenartigen elastischen Elementen 13a bis 13d verbunden, die in gleichen Abständen parallel zur tangentialen Richtung des Rades 2 angeordnet sind, wodurch die Steifigkeit in der vertikalen Richtung niedrig und die Steifigkeit in der Rotationsrichtung hoch ausgeführt werden können. Das heißt, wenn die Endflächen 13w und 13w in der Breitenrichtung der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d am Rad 2 befestigt werden, um das Rad 2 mit dem sich drehenden Gehäuse 3b zu verbinden, werden die plattenartigen Flächen 13s (Flächen senkrecht zur radialen Richtung) der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d parallel zur Rotationsrichtung des im Rad eingebauten Motors 3 oder des Rades 2, so dass die Steifigkeit in der radialen Richtung niedrig und die Steifigkeit in der Rotationsrichtung hoch ausgeführt werden können. Wenn die Anzahl der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vergrößert wird, während ihre Abmessungen reguliert werden, um die Steifigkeit in der Rotationsrichtung aufrechtzuerhalten, wie in der Grafik in 12 gezeigt wird, kann die Steifigkeit in der vertikalen Richtung verringert werden.
Die vorangehend angeführte Steifigkeit in der vertikalen Richtung kann in eine vertikale Komponente der Steifigkeit in der radialen Richtung und eine vertikale Komponente der Steifigkeit in der Rotationsrichtung zerlegt werden. Um die Steifigkeit in der vertikalen Richtung zu verringern, sollten daher die vertikale Komponente der Steifigkeit in der radialen Richtung und die vertikale Komponente der Steifigkeit in der Rotationsrichtung verringert werden. Die Steifigkeit in der Rotationsrichtung kann jedoch nicht verringert werden, um das Drehmoment des Motors ohne eine Phasendifferenz zu übertragen. Wenn die sich drehenden Gelenkeinheiten 13z und 13z an beiden Endflächen 13w und 13w in der Breitenrichtung der plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d mit der tangentialen Richtung des Motors als der Achse, um die vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d am Rad 2 zu befestigen, bereitgestellt werden, dann wird die Steifigkeit in der radialen Richtung eliminiert, und die Steifigkeit in der vertikalen Richtung kann verringert werden, ohne dass die Steifigkeit in der Rotationsrichtung verringert wird.
Wenn die Anzahl der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vergrößert wird, um die Steifigkeit in der Rotationsrichtung aufrechtzuerhalten, wie in der Grafik in 12 gezeigt wird, vergrößert sich ebenfalls die Steifigkeit in der vertikalen Richtung. Daher beträgt die Anzahl der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vorzugsweise 16 oder weniger.
Wenn das in 10 gezeigte zylindrische elastische Element 13R verwendet wird, kann die Steifigkeit in der vertikalen Richtung ebenfalls durch Bereitstellen der vorangehend angeführten sich drehenden Gelenkeinheiten, gleichfalls um ein Ende des vorangehend angeführten elastischen Elementes 13R mit dem Rad 2 zu verbinden, verringert werden.
Wie in 13 gezeigt wird, kann ein Verbindungsabschnitt mit einer Antriebswelle 9 im Nabenabschnitt 4 gebildet werden, der mit dem Rad 2 in seiner Rotationsachse wie ein normales Auto verbunden ist, um den Nabenabschnitt 4 mit der Antriebswelle 9 zu verbinden. Dadurch kann die Leistung von einem Automotor oder Motor außer dem im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Antriebswelle 9 übertragen werden, so dass ein Hybridauto konstruiert werden kann, indem die Abtriebswelle eines Fahrzeuges mit Benzinmotor mit dem Nabenabschnitt 4 des im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung verbunden wird.
AUSFÜHRUNG 2
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 1 sind das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 verbunden. Wie in 14 und 15 gezeigt wird, kann das vorangehend angeführte sich drehende Gehäuse 3b mit dem Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 und eines Gleichlaufgelenkes 16 verbunden werden.
Das heißt, wenn das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels eines elastischen Elementes verbunden werden, wie bei der vorangehend angeführten Ausführung, wird eine Phasendifferenz zwischen dem Rad 2 und dem sich drehenden Gehäuse 3b durch eine Scherverformung in der Umfangsrichtung erzeugt. Daher werden das vorangehend angeführte sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels des vorangehend angeführten zweiten elastischen Elementes 13 und des Gleichlaufgelenkes 16 verbunden. Durch Verschieben des Rotationszentrums eines Gelenkes 16a auf der Radseite vom Rotationszentrum des Gelenkes 16b auf der Motorseite kann der im Rad eingebaute Motor 3 ein Drehmoment auf das Rad 2 vom sich drehenden Gehäuse 3b ohne eine Phasendifferenz übertragen, während es sich vertikal im Rad 2 bewegt. Daher kann die vorangehend angeführte Phasendifferenz minimiert und der Übertragungswirkungsgrad des Drehmomentes vom sich drehenden Gehäuse 3b auf das Rad 2 verbessert werden.
Außerdem werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels der direktwirkenden Führungseinheit 14 verbunden, die die Dämpfungseinrichtung 14a und das Halteelement 14b aufweist, wie in 7 und 8 der vorangehend angeführten Ausführung 1 gezeigt wird, um die vorangehend angeführte Phasendifferenz weiter zu verringern.
Durch Befestigen des zweiten elastischen Elementes 13 in der Mittelposition der Masse des Motors in der Breitenrichtung des Motors dient die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 nur als ein Gegengewicht, was verhindert, dass sich ein Teil um das Rad herum an der Masse des Motors beteiligt.
Wenn das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels des ersten elastischen Elementes 11, wie in 1 gezeigt wird, und nicht der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungseinheit 14 verbunden wird, wird das vorangehend angeführte erste elastische Element 11 vorzugsweise in der Mittelposition der Masse des Motors in der Breitenrichtung des Motors befestigt, um zu verhindern, dass sich ein Teil um das Rad herum an der Masse des Motors beteiligt.
AUSFÜHRUNG 3
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 2 sind das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 und des Gleichlaufgelenkes 16 verbunden. Wenn das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 durch eine Antriebskraftübertragungseinheit, die vom Rad 2 in der radialen Richtung exzentrisch sein kann, anstelle des vorangehend angeführten Gleichlaufgelenkes 16 verbunden werden, kann der Drehmomentübertragungswirkungsgrad vom sich drehenden Gehäuse 3b auf das Rad 2 weiter verbessert werden.
Als die vorangehend angeführte Antriebskraftübertragungseinheit kann beispielsweise eine elastische Kupplung 18 verwendet werden, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A bis 18C und direktwirkenden Führungen 18p und 18q für das Verbinden der benachbarten Lamellen 18A und 18B und der benachbarten Lamellen 18B und 18C und für das Führen der benachbarten Lamellen 18A und 18B und der benachbarten Lamellen 18B und 18C in der radialen Richtung der Scheibe aufweist, wie in 16 bis 18 gezeigt wird. Das sich drehende Gehäuse 3b ist mit dem Rad 2 mittels der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 verbunden, um die Phasendifferenz zwischen dem Rad 2 und dem sich drehenden Gehäuse 3b zu minimieren, wodurch es möglich gemacht wird, den Drehmomentübertragungswirkungsgrad vom sich drehenden Gehäuse 3b auf das Rad 2 weiter zu verbessern.
Wie in 19 gezeigt wird, weist beispielsweise jede der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 18p und 18q auf: eine Führungsschiene 18x mit einem Vorsprung, der sich in der radialen Richtung der vorangehend angeführten Lamelle erstreckt; ein Führungselement 18y mit einer Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend angeführten Lamelle erstreckt und mit der vorangehend angeführten Führungsschiene 18x in Eingriff kommt; und eine Vielzahl von Stahlkugeln 18m, die zwischen dem Vorsprung der vorangehend angeführten Führungsschiene 18x und der Aussparung des Führungselementes 18y angeordnet sind, um die vorangehend angeführte Führungsschiene 18x und das Führungselement 18y gleichmäßig zu verschieben.
Die vorangehend angeführte Führungsschiene 18x und das Führungselement 18y werden jeweils an entgegengesetzten Seiten der vorangehend angeführten benachbarten Lamellen 18A und 18B und den entgegengesetzten Seiten der vorangehend angeführten benachbarten Lamellen 18B und 18C befestigt.
Da sich die vorangehend angeführte Führungsschiene 18x und das Führungselement 18y so verschieben, dass sie die vorangehend angeführten benachbarten Lamellen 18A und 18B und die benachbarten Lamellen 18B und 18C in der radialen Richtung der Scheibe führen, kann sich der im Rad eingebaute Motor 3 in der Arbeitsrichtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 18p und 18q bewegen, d.h., der radialen Richtung der Scheibe, aber nicht in der Rotationsrichtung. Im Ergebnis dessen kann das Rotationsdrehmoment wirksam auf das Rad 2 übertragen werden.
Indem zwei oder mehr Paare der direktwirkenden Führungen 18p und 18q mit unterschiedlichen Winkeln bereitgestellt werden, kann der vorangehend angeführte im Rad eingebaute Motor 3 ein Antriebsdrehmoment auf das Rad 2 übertragen, während er von der Welle in jeder Richtung exzentrisch ist.
Wenn die Anzahl der direktwirkenden Führungen 18p und 18q klein ist, verändert sich die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Drehung. Daher werden eine Vielzahl von Lamellen und eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen vorzugsweise kombiniert. Wie in 18 gezeigt wird, wenn die Anzahl der vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen Lamellen durch N verkörpert wird, werden die vorangehend angeführten Lamellen 18A bis 18C angeordnet, um zu sichern, dass der durch die benachbarten direktwirkenden Führungen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° von der direktwirkenden Führung 18p an einem Ende zunehmen sollte, wodurch es möglich gemacht wird, eine Veränderung der vorangehend anfeführten Winkelgeschwindigkeit ohne Versagen zu unterdrücken (da bei dieser Ausführung N = 3, beträgt der vorangehend angeführte Winkel 90°).
Da die Antriebskraft des im Rad eingebauten Motors 3 mechanisch auf das Rad 2 übertragen wird, wenn das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit verbunden werden, wie beispielsweise des vorangehend angeführten Gleichlaufgelenkes 16 oder der elastischen Kupplung 18, genügt nur das erste elastische Element 11, das zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse 3a und dem Radträger 5 angeordnet ist, als ein Pufferelement, um eine dynamische Dämpfungswirkung zu zeigen.
Als die Einheit für das Führen der vorangehend angeführten benachbarten Lamellen 18A bis 18C in der radialen Richtung der Scheibe kann eine elastische Kupplung 18Z verwendet werden, wie in 20 bis 22 gezeigt wird. Diese elastische Kupplung 18Z ist konstruiert, indem Lagernuten 18a bis 18c in den entgegengesetzten Seiten der vorangehend angeführten Lamellen 18A bis 18C in einer radialen Richtung gebildet und Lagerkugeln 18M angeordnet werden, die Stahlkugeln sind, und die sich längs der Lagernuten 18a und 18b und 18b und 18c jeweils zwischen den entgegengesetzten hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A und 18B und zwischen den entgegengesetzten hohlen, scheibenartigen Lamellen 18B und 18C bewegen können. Eine Kombination der vorangehend angeführten Lagernuten 18a und 18b und eine Kombination der vorangehend angeführten Lagernuten 18b und 18c bilden jeweils eine direktwirkende Führung zusammen mit der Lagerkugel 18M.
Das heißt, da die vorangehend angeführten Lagernuten 18a bis 18c so gebildet werden, dass die Lagerkugeln 18M in den radialen Richtungen der vorangehend angeführten Lamellen 18A bis 18C rollen, kann sich der im Rad eingebaute Motor 3 in der Richtung der vorangehend angeführten Lagernuten 18a bis 18c bewegen, aber nicht in der Umfangsrichtung, wodurch es möglich gemacht wird, ein Rotationsdrehmoment wirksam auf das Rad 2 zu übertragen. Durch Kombinieren von zwei oder mehr Paaren von Lagernuten 18a bis 18c mit unterschiedlichen Winkeln mit den Lagerkugeln 18M kann der vorangehend angeführte im Rad eingebaute Motor 3 ein Antriebsdrehmoment auf das Rad 2 übertragen, während er von der Welle in jeder Richtung exzentrisch ist.
Da sich die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Drehung verändert, wenn die Anzahl der Lagernuten klein ist, wird bevorzugt, eine Vielzahl von Lamellen mit den Lagerkugeln zu kombinieren. Wie die vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen, wie in 22 gezeigt wird, wenn die Anzahl der vorangehend angeführten Lamellen durch N verkörpert wird, werden die vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen Lamellen angeordnet, um zu sichern, dass der durch benachbarte Nuten in der axialen Richtung der Lamellen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° von der Nut an einem Ende zunehmen sollte, wodurch es möglich gemacht wird, eine Veränderung bei der vorangehend angeführten Winkelgeschwindigkeit ohne Versagen zu unterdrücken.
Die Lamelle 18A auf der Seite des Rades 2 (oder die Lamelle 18A und die Führungsschiene 18x), die eine Lamelle an einem Ende ist, kann mit dem Rad 2 integriert werden, oder die Lamelle 18C auf der Seite des sich drehenden Gehäuses 3b (oder die Lamelle 18C und das Führungselement 18y) kann mit dem sich drehenden Gehäuse 3b bei den vorangehend angeführten elastischen Kupplungen 18 und 18Z integriert werden. In diesem Fall ist die Anzahl N der Lamellen, die für die Berechnung des Winkels verwendet wird, ein Wert basierend auf der Annahme, dass Lamellen an beiden Enden vorhanden sind.
AUSFÜHRUNG 4
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 3 wird die elastische Kupplung 18, die hohle, scheibenartige Lamellen 18A bis 18C mit direktwirkenden Führungen 18p und 18q an der Vorder- und Rückseite aufweist, angeordnet in sich kreuzenden Richtungen, als die Antriebskraftübertragungseinheit für das Verbinden des sich drehenden Gehäuses 3b und des Rades 2 verwendet. Eine elastische Kupplung 19, die (1) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20A, die auf der Seite des Rades 2 angeordnet und mit dem Rad 2 verbunden ist, (2) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20C, die auf der Seite des Motors 3 angeordnet und mit dem sich drehenden Gehäuse 3b des Motors 3 verbunden ist, und (3) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20B mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19A und 19B in den gleichen Positionen an der Vorder- und Rückseite der Lamelle auf der Seite des Motors 3 und der Lamelle auf der Seite des Rades 2 in Abständen von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der Lamellen und verbunden mit der vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen Lamelle 20A mittels der direktwirkenden Führung 19A und mit der vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen Lamelle 20C mittels der direktwirkenden Führung 19B aufweist, wie in 23 und 24 gezeigt wird, kann verwendet werden, um das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 zu verbinden. Dadurch werden eine Druck- und Zugkraft, die in der Umfangsrichtung der Lamellen erzeugt wird, gegenseitig aufgehoben, um die Eliminierung einer Verschiebung in der Umfangsrichtung, die Übertragung des Antriebsdrehmomentes vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 mit mehr Sicherheit und die Verbesserung der Haltbarkeit der Antriebskraftübertragungseinheit zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführung beträgt die Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führung 19B, die auf der Seite des Motors 3 angeordnet ist, 45° von der radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamellen 20A bis 20C, und die Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führung 19A, die auf der Seite des Rades 2 angeordnet ist, ist senkrecht zur Arbeitsrichtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führung 19B.
Bei dieser Ausführung werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels einer direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden, die ein direktwirkendes Führungselement 21a für das Führen des vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuses 3a in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und einen Stoßdämpfer 21b aufweist, der aus einer Dämpfungseinrichtung und einem Federelement besteht, das sich in der Arbeitsrichtung dieses direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt und zusammenzieht. Das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 können mittels eines Pufferelementes verbunden werden, wie beispielsweise der direktwirkenden Führungseinheit 14 mit der Dämpfungseinrichtung 14a, wie in 7 und 8 der vorangehend angeführten Ausführung 1 gezeigt wird. Da das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Antriebskraftübertragungseinheit bei dieser Ausführung wie den vorangehend angeführten Ausführungen 2 und 3 verbunden werden, kann das zweite elastische Element 13 weggelassen werden, das zwischen dem sich drehenden Gehäuse 3b und dem Rad 2 angeordnet ist.
Eine Beschreibung wird anschließend von den Positionen der direktwirkenden Führungen 19A und 19B vorgelegt.
Jede der direktwirkenden Führungen 19A besteht aus einem Führungselement 19a und einer Führungsschiene 19b, wie in 24 gezeigt wird. Bei dieser Ausführung werden vier Führungselemente 19a mit einer Aussparung, die sich unter 45° von der radialen Richtung erstreckt, in Abständen von 90° in der Umfangsrichtung der hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet, die sich auf der Seite des Rades 2 befindet (worauf man sich hierin nachfolgend als „Lamelle auf der Radseite" bezieht), und vier Führungsschienen 19b mit einem Vorsprung, der mit dem vorangehend angeführten Führungselementen 19a in Eingriff gebracht wird, werden in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungselementen 19a der dazwischenliegenden hohlen, scheibenartigen Lamelle (worauf man sich hierin nachfolgend als „Zwischenlamelle" bezieht) angeordnet, um die Lamelle 20A auf der Radseite und die Zwischenlamelle 20B mittels der vier direktwirkenden Führungen 19A zu verbinden, die in Abständen von 90° angeordnet sind.
Jede der direktwirkenden Führungen 19B besteht aus einer Führungsschiene 19c und einem Führungselement 19d. Vier Führungsschienen 19e sind in Abständen von 90° senkrecht zu den Führungsschienen 19b der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A in der Umfangsrichtung auf der Seite der hohlen, scheibenartigen Lamelle (worauf man sich hierin nachfolgend als „Lamelle auf der Motorseite" bezieht) auf der Seite des Motors 3 der Zwischenlamelle 20B angeordnet, und vier Führungselemente 19d sind in Positionen entsprechend den Führungsschienen 19e in der Umfangsrichtung der Lamelle 20C auf der Motorseite angeordnet, um die Zwischenlamelle 20B und die Lamelle 20C auf der Motorseite mittels der vier direktwirkenden Führungen 19B zu verbinden, die in Abständen von 90° angeordnet sind.
Bei der vorangehend angeführten Beschaffenheit, wenn das Drehmoment vom sich drehenden Gehäuse 3b des im Rad eingebauten Motors 3 auf die Lamelle 20A auf der Radseite übertragen wird, die mit dem Rad 2 mittels der Lamelle 20C auf der Motorseite verbunden ist, werden die vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A und 19B unter 45° von der axialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamellen 20A bis 20C angeordnet. Daher werden, wie in 25 gezeigt wird, die Rotationskraft in der Umfangsrichtung und die Expansionskraft in der radialen Richtung auf die vorangehend angeführte Zwischenlamelle 20B angewandt. Da jedoch die direktwirkenden Führungen 19A, die sich in einer Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führungen 19B bewegen, auf der Rückseite (Seite des Rades 2) der direktwirkenden Führungen 19B der vorangehend angeführten Zwischenlamelle 20B angeordnet werden, d.h., in den gleichen Positionen wie die vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19B, wird die Kraft für das Ausdehnen der vorangehend angeführten Zwischenlamelle 20B in der radialen Richtung mit der Expansionskraft in der radialen Richtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A mit dem Ergebnis ausgeglichen, dass nur ein Drehmoment auf die Lamelle 20A auf der Radseite und auf das Rad 2 übertragen wird. Daher kann, während der Drehmomenteingang in die direktwirkenden Führungen 19B von der Lamelle 20C auf der Motorseite, die mit dem sich drehenden Gehäuse 3b verbunden ist, auf die Lamelle 20A auf der Radseite mittels der vorangehend angeführten Zwischenlamelle 20B dazwischen übertragen wird, die Antriebskraft des vorangehend angeführten Motors 3 auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
Da die Arbeitsrichtungen der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A und 19B die gleichen sind, werden die Druck- und Zugbeanspruchung nicht in den hohlen, scheibenartigen Lamellen 19A bis 19C gleichzeitig erzeugt, und nur die Kraft für das Ausdehnen oder Zusammenziehen aller davon in der radialen Richtung wird auf sie angewandt. Die Druck- und Zugbeanspruchung werden nicht in den direktwirkenden Führungen 19B gleichzeitig erzeugt, da die Arbeitsrichtung aller direktwirkenden Führungen 19B senkrecht zur Arbeitsrichtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A verläuft. Da die vorangehend angeführte Expansions- oder Druckkraft von beiden Seiten der Führungsschienen 19b und 19c übertragen wird, die die Zwischenlamelle 19B schichtartig anordnen, ist keine Verschiebung einer Belastung in der Umfangsrichtung der Zwischenscheibenlamelle 20B zu verzeichnen, wodurch die Gefahr des Ausknickens verringert wird.
AUSFÜHRUNG 5
Eine elastische Kupplung 20, wie in 26 und 27 gezeigt wird, die (1) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20A (Lamelle auf der Radseite), die auf der Radseite angeordnet und mit dem Rad 2 verbunden ist, (2) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20C (Lamelle auf der Motorseite), die auf der Motorseite angeordnet und mit dem sich drehenden Gehäuse 3b des Motors 3 verbunden ist, (3) eine erste hohle Scheibenzwischenlamelle 20M mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19P und 19Q in den gleichen Positionen auf der Vorder- und Rückseite der Lamelle auf der Seite des Motors 3 und der Lamelle auf der Seite des Rades 2 in Abständen von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der Lamellen aufweist und mit der vorangehend angeführten Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden Führungen 19P und mit der vorangehend angeführten Lamelle 20C auf der Motorseite mittels der direktwirkenden Führungen 19Q verbunden ist, und (4) eine zweite hohle Scheibenzwischenlamelle 20N aufweist, die auf der Innenseite der ersten Zwischenlamelle 20M angeordnet ist, die eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19R und 19S aufweist, die in einer entgegengesetzten Weise zu der der ersten Zwischenlamelle 20M angeordnet und mit der vorangehend angeführten Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden Führungen 19R und mit der vorangehend angeführten Lamelle 20C auf der Motorseite mittels der direktwirkenden Führungen 19S verbunden sind, kann anstelle der elastischen Kupplung 18 der vorangehend angeführten Ausführung 3 verwendet werden, um das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 zu verbinden. Dadurch kann die durch die exzentrische Drehung der vorangehend angeführten Lamellen hervorgerufene Schwingung verringert werden, und ein Antriebsdrehmoment kann vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
Bei dieser Ausführung, wie der vorangehend angeführten Ausführung 4, werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels der direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden, die das direktwirkende Führungselement 21a für das Führen des sich nicht drehenden Gehäuses 3a in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und den Stoßdämpfer 21b aufweist, der aus einer Dämpfungseinrichtung und einem Federelement besteht, das sich in der Arbeitsrichtung des direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt und zusammenzieht.
Die Positionen der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19P und 19Q und der direktwirkenden Führungen 19R und 19S werden hierin nachfolgend beschrieben.
Die direktwirkende Führung 19P besteht aus Führungselementen 19i und Führungsschienen 19j, wie in 27 gezeigt wird. Bei dieser Ausführung besteht die direktwirkende Führung 19P aus: (1) zwei Führungselementen 19i und 19i mit einer Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend angeführten ersten Zwischenlamelle 20M erstreckt, und angeordnet auf der Seite der ersten Zwischenlamelle 20M der Lamelle 20A auf der Radseite, die auf der Seite des Rades 2 in einem Abstand von 180° in der Umfangsrichtung angeordnet ist; und (2) zwei Führungsschienen 19j und 19j mit einem Vorsprung, der mit den vorangehend angeführten Führungselementen 19i und 19i in Eingriff kommt, und angeordnet in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungselementen 19i und 19i in der Umfangsrichtung auf der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der ersten Zwischenlamelle 20M. Diese direktwirkende Führung 19P führt die Lamelle 20A auf der Radseite und die erste Zwischenlamelle 20M in der radialen Richtung der Lamellen.
Die direktwirkende Führung 19Q besteht aus: (1) zwei Führungsschienen 19p und 19p, die an der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der ersten Zwischenlamelle 20M in einem Abstand von 180° in Positionen 90° von den vorangehend angeführten Führungsschienen 19j und 19j in der Umfangsrichtung vorhanden sind; und (2) zwei Führungselementen 19q und 19q, die in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungsschienen 19p und 19p in der Umfangsrichtung der Lamelle 20 auf der Motorseite angeordnet sind. Diese direktwirkende Führung 19Q führt die Lamelle 20C auf der Motorseite und die erste Zwischenlamelle 20M in der radialen Richtung der Scheibe.
Mittlerweile besteht die direktwirkende Führung 19R aus: zwei Führungselementen 19m und 19m mit einer Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend angeführten Lamelle 20A auf der Radseite erstreckt, und angeordnet auf der Innenseite in der radialen Richtung der vorangehend angeführten Führungselemente 19i und 19i in einem Abstand von 180° in Positionen 90° von den vorangehend angeführten Führungselementen 19i und 19i in der Umfangsrichtung; und zwei Führungsschienen 19n und 19n mit einem Vorsprung, der mit den vorangehend angeführten Führungselementen 19m und 19m in Eingriff gebracht wird, und angeordnet auf der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der zweiten Zwischenlamelle 20N in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungselementen 19m und 19m in der Umfangsrichtung. Die direktwirkende Führung 19S besteht aus: zwei Führungsschienen 19r und 19r, die in einem Abstand von 180° in Positionen 90° von den vorangehend angeführten Führungsschienen 19n und 19n in der Umfangsrichtung auf der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der zweiten Zwischenlamelle 20N angeordnet sind; und zwei Führungselementen 19s und 19s mit einer Aussparung, die mit den vorangehend angeführten Führungsschienen 19r und 19r in Eingriff gebracht wird, und angeordnet in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungsschienen 19r und 19r in der Umfangsrichtung der Lamelle 20C auf der Motorseite.
Infolge der vorangehenden Beschaffenheit dreht sich der Motor 3, während er vom Rad 2 exzentrisch ist, in einer Abwärtsrichtung. Genauer dargelegt, das Motordrehmoment wird zuerst an der Lamelle 20C auf der Motorseite angelegt, und diese Kraft in der Umfangsrichtung, die an der Lamelle 20C auf der Motorseite angewandt wird, wird an der ersten Zwischenlamelle 20M mittels der direktwirkenden Führung 19Q und weiter an der zweiten Zwischenlamelle 20N mittels der direktwirkenden Führung 19S angewandt, die in einer Richtung senkrecht zur vorangehend angeführten direktwirkenden Führung 19Q funktioniert.
Die Kraft in der Umfangsrichtung, die an der vorangehend angeführten ersten Zwischenlamelle 20M angewandt wird, wird an der Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden Führung 19P angewandt, und die Kraft in der Umfangsrichtung, die an der vorangehend angeführten zweiten Zwischenlamelle 20N angewandt wird, wird an der Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden Führung 19R angewandt, die in einer Richtung senkrecht zur vorangehend angeführten direktwirkenden Führung 19P funktioniert.
Beispielsweise, wenn sich der Motor 3 im Uhrzeigersinn, während er vom Rad 2 exzentrisch ist, in einer Abwärtsrichtung dreht, wie in 28(a) bis (c) gezeigt wird, dreht sich daher die erste Zwischenlamelle 20M auf der Außenseite im Uhrzeigersinn von unten nach links und oben exzentrisch mit dem Mittelpunkt zwischen der Achse der Lamelle 20A auf der Radseite und der Achse der Lamelle 20C auf der Motorseite als der Mittelpunkt. Mittlerweile dreht sich die zweite Zwischenlamelle 20N auf der Innenseite im Uhrzeigersinn von oben nach rechts und unten exzentrisch mit dem Mittelpunkt zwischen der Achse der Lamelle 20A auf der Radseite und der Achse der Lamelle 20C auf der Motorseite als der Mittelpunkt.
Wenn die Masse der vorangehend angeführten zweiten Zwischenlamelle 20N gleich der Masse der ersten Zwischenlamelle 20M ausgeführt ist, drehen sich die vorangehend angeführte erste und zweite Zwischenlamelle 20M und 20N exzentrisch in punktsymmetrischen Richtungen, wie es vorangehend beschrieben wird, wodurch die durch ihre Exzentrizitäten hervorgerufenen Schwingungen gegenseitig aufgehoben werden, die Lamelle 20C auf der Motorseite und die Lamelle 20A auf der Radseite voneinander nur in der vertikalen Richtung und nicht in der Längsrichtung exzentrisch werden. Daher können die Schwingungen, die durch die exzentrischen Drehungen der hohlen, scheibenartigen Lamellen (Lamellen 20A, 20M, 20N, 20C) hervorgerufen werden, verringert werden, und die Antriebskraft kann auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
Wenn direktwirkende Führungen 22P und 22Q und direktwirkende Führungen 22R und 22S, deren Arbeitsrichtungen 45° von den radialen Richtungen der Lamellen 20A, 20M, 20N und 20C betragen, in den gleichen Positionen an der Vorder- und Rückseite der vorangehend angeführten ersten und zweiten Zwischenlamelle 20M und 20N anstelle der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19P und 19Q und der direktwirkenden Führungen 19R und 19S befestigt werden, wie in 29 gezeigt wird, werden eine Druck- und Zugbelastung nicht in den vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen Lamellen 20A, 20M, 20N und 20C gleichzeitig wie die vorangehend angeführte Ausführung 4 erzeugt; es wird nur eine Kraft für das Ausdehnen oder Zusammendrücken des Ganzen in der radialen Richtung angewandt, und die Arbeitsrichtungen der direktwirkenden Führungen 22Q und 22S sind senkrecht zu den Arbeitsrichtungen der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 22P und 22R, wodurch es möglich gemacht wird zu verhindern, dass gleichzeitig eine Druck- und Zugbelastung erzeugt wird. Daher ist keine Verschiebung der Belastung in den Umfangsrichtungen der vorangehend angeführten ersten und zweiten Zwischenlamelle 20M und 20N zu verzeichnen, die Gefahr des Ausknickens wird verringert und die Haltbarkeit der Antriebskraftübertragungseinheit kann verbessert werden.
Die direktwirkende Führung 22P besteht aus einem Führungselement 22a und einer Führungsschiene 22b, die direktwirkende Führung 22Q besteht aus einer Führungsschiene 22c und einem Führungselement 22d, die direktwirkende Führung 22R besteht aus einem Führungselement 22e und einer Führungsschiene 22f und die direktwirkende Führung 22S besteht aus einer Führungsschiene 22g und einem Führungselement 22h. Die Führungselemente 22a und die Führungselemente 22e sind an der Lamelle 20A auf der Radseite vorhanden, wie die vorangehend angeführte Ausführung 4. Die Führungsschienen 22b sind auf der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der ersten Zwischenlamelle 20M vorhanden, die Führungsschienen 22c auf der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der ersten Zwischenlamelle 20M, die Führungsschienen 22f auf der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der zweiten Zwischenlamelle 20N, die Führungsschienen 22g auf der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der zweiten Zwischenlamelle 20N und die Führungselemente 22d und die Führungselemente 22h auf der Lamelle 20C auf der Radseite.
AUSFÜHRUNG 6
Bei den vorangehend angeführten Ausführungen 1 bis 5 werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 und der Radträger 5, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden, wie beispielsweise des ersten elastischen Elementes 11 oder der direktwirkenden Führungseinheit 21, die das direktwirkende Führungselement 21a und den Stoßdämpfer 21b aufweist, der aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des direktwirkenden Führungselementes 21 ausdehnt und zusammenzieht, und der Dämpfungseinrichtung besteht. Durch Verbinden des sich nicht drehenden Gehäuses 3a und des Radträgers 5 mittels der Puffereinheiten 23A und 23B, wobei ein Ende mit dem Radträger 5 verbunden ist und das andere Ende den Motor 3 trägt, wie in 30 gezeigt wird, kann die TCFF weiter verringert werden.
Bei dieser Ausführung werden das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden, die bei der vorangehend angeführten Ausführung 3 verwendet wird. Die Antriebskraftübertragungseinheit, wie beispielsweise das Gleichlaufgelenk 16 der vorangehend angeführten Ausführung 2 oder die elastische Kupplung 19 oder 20 der vorangehend angeführten Ausführung 5 oder 6, kann verwendet werden, um diese zu verbinden.
Die vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B können im Wesentlichen A-förmige oder H-förmige Verbindungsglieder sein, von denen ein jedes zwei Arme 23m und 23n aufweist, die drehbar mittels eines Pufferelementes 23k verbunden sind, das aus einer Feder und/oder einer Dämpfungseinrichtung an einer Verbindungsstelle 23Z besteht. Bei dieser Ausführung ist ein Ende des Pufferelementes 23k an einem Befestigungselement 23s befestigt, das am vorangehend angeführten Arm 23m befestigt ist, und das andere Ende ist direkt am vorangehend angeführten Arm 23n befestigt. Beide Enden des Pufferelementes 23k können direkt jeweils an den Armen 23m und 23n befestigt werden.
Um die vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B mit dem sich nicht drehenden Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 und dem Radträger 5 zu verbinden, werden die Endabschnitte 23X der Arme 23m der vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B am sich nicht drehenden Gehäuse 3a des vorangehend angeführten Motors 3 befestigt, und die Endabschnitte 23Y der anderen Arme 23n werden am Radträger 5 befestigt. An dieser Stelle werden die vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B so befestigt, dass die Ausdehnungs- oder Zusammenziehrichtung des vorangehend angeführten Pufferelementes 23k die vertikale Richtung des Fahrzeuges wird. Da die sich ändernde Richtung der Verbindungsstelle 23X mit dem sich nicht drehenden Gehäuse 3a des vorangehend angeführten Armes 23m und die sich ändernde Richtung der Verbindungsstelle 23Y mit dem Radträger 5 des vorangehend angeführten Armes 23n dadurch auf die Ausdehnungs- oder Zusammenziehrichtung des vorangehend angeführten Pufferelementes 23k begrenzt werden, das eine Feder oder Dämpfungseinrichtung aufweist, können das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 in einer derartigen Weise verbunden werden, dass sie sich in der vertikalen Richtung des Motors 3 bewegen können.
Das heißt, bei dieser Ausführung werden das sich drehende Gehäuse 3b für das Befestigen des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 (oder der elastischen Kupplung 19 oder 20) verbunden, und das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Befestigen des Stators 3S wird am Radträger 5, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, in der Rotationsrichtung befestigt und elastisch in der vertikalen Richtung getragen. Daher kann der Drehmomentübertragungswirkungsgrad vom sich drehenden Gehäuse 3b zum Rad 2 verbessert werden, die TCFF kann weiter verringert werden, und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden.
AUSFÜHRUNG 7
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 6 werden die Puffereinheiten 23A und 23B, die im Wesentlichen A-förmige oder H-förmige Verbindungsglieder sind, die jeweils zwei Arme 23m und 23n aufweisen, die mittels des Pufferelementes 23k verbunden werden, verwendet, um das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 und den Radträger 5 zu verbinden, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist. Wenn ein Fahrzeug, das mit dem im Rad eingebauten Motor 3 ausgestattet ist, eine Wellenaufhängungseinheit aufweist, wie in 31 gezeigt wird, wird eine Puffereinheit 24, die in der Konstruktion den vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B gleich ist, verwendet, um das sich nicht drehende Gehäuse 3a und eine Welle 9J zu verbinden, wodurch es möglich gemacht wird, die TCFF zu verringern.
Die vorangehend angeführte Puffereinheit 24 ist ein im Wesentlichen H-förmiges oder A-förmiges Verbindungsglied, das zwei Arme 24m und 24n aufweist, die mit der Welle 9J mittels der Pufferelemente 24k drehbar verbunden sind, die aus einer Feder oder Dämpfungseinrichtung bestehen. Bei dieser Ausführung sind die zwei Arme 24m und 24n drehbar mit der Welle 9J mittels der zwei Pufferelemente 24k und 24k verbunden, bei denen ein Ende mit der Welle 9J verbunden ist, so dass die Ausdehnungs- oder Zurückziehrichtung die vertikale Richtung des Fahrzeuges wird. Die vorangehend angeführten Pufferelemente 24k und 24k können an den Armen 24m und 24n mittels eines Befestigungselementes 24s oder direkt befestigt werden.
Selbst in dem Fahrzeug, das eine Wellenaufhängungseinheit aufweist, können dadurch das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 so verbunden werden, dass sie sich in der vertikalen Richtung des Motors 3 bewegen können, wodurch es möglich gemacht wird, die TCFF weiter zu verringern.
AUSFÜHRUNG 8
32 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 8 zeigt. In der Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, die 4 kennzeichnet einen Nabenabschnitt, der mit dem vorangehend angeführten Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 kennzeichnet einen Radträger, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist und mit einer Welle 9J verbunden ist, die 7 kennzeichnet ein Aufhängungselement, das aus einem Stoßdämpfer oder dergleichen besteht, die 8 kennzeichnet eine Bremse, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt ist, die 18 kennzeichnet eine elastische Kupplung, die in 16 bis 18 der vorangehend angeführten Ausführung 3 gezeigt wird, die hohle, scheibenartige Lamellen mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen an der Vorder- und Rückseite in einer derartigen Weise aufweist, dass die Arbeitsrichtungen davon senkrecht zueinander sind, und die verwendet wird, um das sich drehende Gehäuse 3b für das Tragen des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und das Rad 2 in einer derartigen Weise zu verbinden, dass sie voneinander in der radialen Richtung des Rades 2 exzentrisch sein können, und die 25 kennzeichnet eine Puffereinheit für das elastische Tragen des sich nicht drehenden Gehäuses 3a, das den Stator 3S des im Rad eingebauten Motors 3 am Radträger 5 in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges trägt. Das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 können mittels der Antriebskraftübertragungseinheit, wie beispielsweise des Gleichlaufgelenkes 16 der vorangehend angeführten Ausführung 2 oder der elastischen Kupplung 19 oder 20 der vorangehend angeführten Ausführung 5 oder 6, anstelle der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 verbunden werden.
Wie in 33 gezeigt wird, weist die vorangehend angeführte Puffereinheit 25 zwei Lamellen 25A und 25B auf, die mittels Federn 25b verbunden sind, die in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges funktionieren, und deren Arbeitsrichtungen auf die vertikale Richtung des Fahrzeuges mittels direktwirkender Führungen 25a und Dämpfungseinrichtungen 25c beschränkt sind. Bei dieser Ausführung sind vier Federn 25b, die sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges ausdehnen und zusammenziehen, an den vier Ecken der Lamelle 25B befestigt, die auf der Seite des Aufhängungselementes 7 (worauf man sich hierin nachfolgend als „Radträgerbefestigungslamelle" bezieht) angeordnet und mit der Welle 9J verbunden sind, die mit dem Radträger 5 verbunden ist; zwei Dämpfungseinrichtungen 25c, die sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges ausdehnen und zusammenziehen, sind auf beiden Seiten eines Verbindungsloches 25m für die Welle 9J vorhanden, das in deren Mittelabschnitt gebildet wird; Federaufnahmeabschnitte 25d sind in jeweiligen Positionen entsprechend dem oberen und unteren Abschnitt der vorangehend angeführten Federn 25b der Lamelle 25A vorhanden, die auf der Seite des Motors 3 (worauf man sich hierin nachfolgend als „Motorbefestigungslamelle" bezieht) angeordnet ist; ein Dämpferbefestigungsabschnitt 25e ist in einer Position entsprechend dem oberen Abschnitt der vorangehend angeführten Dämpfungseinrichtungen 25c vorhanden, d.h., über einem Verbindungsloch 25n für die Welle 9J; und die vorangehend angeführten Lamellen 25A und 25B werden durch die vier direktwirkenden Führungen 25a symmetrisch um die Mitte der Lamelle verbunden.
Da die vorangehend angeführte Motorbefestigungslamelle 25A und die Radträgerbefestigungslamelle 25B in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges durch die vorangehend angeführten vier direktwirkenden Führungen 25a geführt und mittels der Federn 25b und der Dämpfungseinrichtungen 25c verbunden werden, können sie den im Rad eingebauten Motor 3 in der vertikalen Bewegungsrichtung begrenzen, während sie eine Dämpfungskraft erzeugen.
Bei dieser Ausführung 8, da das sich drehende Gehäuse 3b für das Befestigen des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden werden, und das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Tragen des Stators 3S in einer derartigen Weise verbunden ist, dass es in der Rotationsrichtung des Rades 2 (oder der Welle 9J) befestigt wird und es sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen kann, kann der Drehmomenübertragungswirkungsgrad vom sich drehenden Gehäuse 3b zum Rad 2 verbessert werden, die TCFF kann verringert werden, und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden.
AUSFÜHRUNG 9
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 8 werden die Lamellen 25A und 25B mittels der direktwirkenden Führungen 25a, der Federn 25b und der Dämpfungseinrichtungen 25c verbunden. Wie in 34 und 35 gezeigt wird, kann das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Tragen des Stators 3S in der Rotationsrichtung des Rades 2 (oder der Welle 9J) mit mehr Sicherheit befestigt und so verbunden werden, dass es sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen kann, indem eine Puffereinheit 30, die Hydraulikzylinder 26 und Vorratsbehälter 29 aufweist, die mit den Hydraulikzylindern 26 durch Druckschläuche 27 und 28 verbunden werden, anstelle der vorangehend angeführten Dämpfungseinrichtungen 25c und 25c verwendet wird, verbunden werden, wodurch es möglich gemacht wird, die TCFF weiter zu verringern.
36 zeigt die Einzelheiten der vorangehend angeführten Puffereinheit 30, die Hydraulikzylinder aufweist. Bei dieser Ausführung besteht ein jeder der vorangehend angeführten Vorratsbehälter 29 aus einem Vorratsbehälter 29A auf der Ausdehnungsseite, der mit der oberen Kammer 26a des Hydraulikzylinders 26 in Verbindung steht, und einem Vorratsbehälter 29B auf der Zusammenziehungsseite, der mit der unteren Kammer 26b des Hydraulikzylinders 26 in Verbindung steht, wobei diese Kammern 26a und 26b voneinander durch einen Kolben 26P getrennt sind, an dem ein Ende einer Kolbenstange 26L befestigt ist, die obere Kammer 26a des vorangehend angeführten Hydraulikzylinders 26 und der Vorratsbehälter 29A auf der Ausdehnungsseite mittels eines Ventil (Öffnung) 27m auf der Ausdehnungsseite verbunden sind und die untere Kammer 26b und der Vorratsbehälter 29B auf der Zusammenziehungsseite mittels eines Ventils (Öffnung) 28m auf der Zusammenziehungsseite verbunden sind. 27n und 28n kennzeichnen ein Rückschlagventil auf der Ausdehnungsseite und ein Rückschlagventil auf der Zusammenziehungsseite, um einen Rückfluss des Arbeitsöls 29s in den Hydraulikzylinder 26 vom Vorratsbehälter 29 zu verhindern, die in den Ölabzweigleitungen 27k und 28k vorhanden sind, indem jeweils das vorangehend erwähnte Ventil 27m auf der Ausdehnungsseite und das Ventil 28m auf der Zusammenziehungsseite umgangen werden.
Bei dieser Ausführung, wie in 35 gezeigt wird, werden nur die einfach strukturierten Hydraulikzylinder 26 an der Radträgerbefestigungslamelle 25B befestigt, die mit dem Radträger 5 verbunden ist, der ein Teil um das Rad ist, und die Vorratsbehälter 29 für das Sichern einer Durchflussgeschwindigkeit des Arbeitsöls 29s für das Erzeugen einer Dämpfungskraft werden in Positionen außer einer Position um das Rad befestigt (auf der nicht gezeigten Autokarosserieseite der Welle 9J).
Die Puffereinheit 30 dieser Ausführung weist einen Vorteil darin auf, dass die Dämpfungskraft auf der Ausdehnungsseite der Puffereinheit und die Dämpfungskraft auf der Zusammenziehungsseite der Puffereinheit separat eingestellt werden können, weil die obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des Hydraulikzylinders 26 mit den Vorratsbehältern 29A und 29B jeweils durch die Druckschläuche 27 und 28 mittels der separaten Ventile 27m und 28m verbunden werden.
Wenn die obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des Hydraulikzylinders 26 jeweils mit den separaten Ventilen 27m und 28m verbunden werden und die beiden Leitungen mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter 29C verbunden werden, wie in 37 gezeigt wird, oder wenn die obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des Hydraulikzylinders 26 durch die separaten Ventile 27m und 28m verbunden werden und die untere Kolbenkammer 26b und der Vorratsbehälter 29C verbunden werden, wie in 38 gezeigt wird, kann die Anzahl der Teile der Puffereinheit 30 verringert werden, und die Puffereinheit 30 kann in der Abmessung verringert werden.
AUSFÜHRUNG 10
39 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 10 zeigt, und 40 ist eine Schnittdarstellung ihres Hauptabschnittes. In diesen Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, und 3I kennzeichnet einen Motor mit hohlem Innenrotor (im Rad eingebauter Motor), der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist, das auf der Außenseite in der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels eines Lagers 3j verbunden und auf der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist.
Die Bezugszahl 4 verkörpert einen Nabenabschnitt, der mit dem vorangehend angeführten Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden ist, die 7 verkörpert ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die einen Bremsrotor 8a und einen Bremssattel 8b aufweist und am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt ist.
Bei dieser Ausführung werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a, das das Außengehäuse des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3I ist, und der Radträger 5, der ein Teil um das Rad ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden, die ein direktwirkendes Führungselement 21a für das Führen des vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuses 3a in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und einen Stoßdämpfer 21b aufweist, der aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt und zusammenzieht, und einer Dämpfungseinrichtung besteht, und das sich drehende Gehäuse 3b, das das Innengehäuse des vorangehend angeführten Motors 3I ist, und das Rad 2 werden mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden, die hohle, scheibenartige Lamellen 18A bis 18C mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 18p und 18q auf der Vorder- und Rückseite aufweist, so dass deren Arbeitsrichtungen senkrecht zueinander werden, wie in 16 bis 18 der vorangehend angeführten Ausführung 3 gezeigt wird. Das sich drehende Gehäuse 3b für das Tragen des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3I und das Rad 2 werden mittels der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 in einer derartigen Weise verbunden, dass sie in der radialen Richtung des Rades 2 voneinander exzentrisch sein können.
Ein Ende eines Verbindungselementes 21t mit einem L-förmigen Querschnitt wird an der Seite entgegengesetzt dem Rad 2 des sich nicht drehenden Gehäuses 3a befestigt, und das andere Ende wird am oberen Ende der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungseinheit 21 befestigt, die ein unteres Ende aufweist, das am Radträger 5 gesichert ist.
Bei dieser Ausführung 10, da das vorangehend angeführte sich nicht drehende Gehäuse 3a mit dem Radträger 5 mittels der direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden wird, die das direktwirkende Führungselement 21a für das Führen des vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuses 3a in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und den Stoßdämpfer 21b aufweist, der aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt und zusammenzieht, und einer Dämpfungseinrichtung besteht, und der im Rad eingebaute Motor 3I an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt frei beweglich befestigt werden kann, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, wie es vorangehend beschrieben wird, können sich die Achse des Motors und die Achse des Rades separat in der radialen Richtung bewegen. Daher wird die Masse des Motors von der ungefederten Masse des Fahrzeuges getrennt und funktioniert als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung.
Da das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung die ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße aufhebt, wird die TCFF mit dem Ergebnis verringert, dass die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden, die am Motor 3I angewandte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße verringert werden kann und dementsprechend eine Belastung beim Motor 3I, die durch eine Schwingung auferlegt wird, verringert werden kann.
Da das sich drehende Gehäuse 3b des im Rad eingebauten Motors 3I und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden werden, kann sich der im Rad eingebaute Motor 3I in der Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führungen 18p und 18q der elastischen Kupplung 18 bewegen, d.h., der radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A bis 19C, aber nicht in der Rotationsrichtung, weil er durch die vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 18p und 18q begrenzt wird. Daher kann das Drehmoment vom Rotor 3R wirksam auf das Rad 2 übertragen werden.
Obgleich die Achse des Motors und die Achse des Rades durch die Schwingung des Motors zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße voneinander exzentrisch werden, kann das Drehmoment gleichmäßig durch Verwenden der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 übertragen werden.
Der Übertragungswirkungsgrad der Antriebskraft kann weiter verbessert werden, indem eine Antriebskraftübertragungseinheit, wie beispielsweise die elastische Kupplung 19 oder 20 der vorangehend angeführten Ausführung 4 oder 5, anstelle der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 verwendet wird.
Sogar beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung, da die Masse des Fahrzeuges durch den Nabenabschnitt 4 getragen wird, ist die Belastung auf den Körper des Motors 3I gering. Da eine Änderung beim Luftspalt zwischen dem Rotor 3R und dem Stator 3S klein ausgeführt werden kann, kann daher die Steifigkeit des Gehäuses verringert werden, und das Gewicht des Motors 3 kann dadurch verringert werden.
Wenn der Motor mit Außenrotor bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dreht sich das Lager des Rotationsabschnittes auf der Seite der äußeren Lauffläche. Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, wird die äußere Lauffläche nach außen in der radialen Richtung durch die Zentrifugalkraft des Motors erweitert, was die Versetzung des Lagers hervorruft, die hinsichtlich der Haltbarkeit nicht bevorzugt wird.
Während sich das Lager auf der Seite der inneren Lauffläche dreht, wenn der Motor mit Innenrotor, dessen Innenseite sich dreht, verwendet wird, erweitert sich daher die innere Lauffläche in der radialen Richtung zum Zeitpunkt der schnellen Drehung, und die Versetzung des Lagers tritt dementsprechend nicht auf. Da der Motor mit Innenrotor im Radius eines Rotationsabschnittes kleiner ist als der Motor mit Außenrotor, kann das Trägheitsmoment gering ausgelegt werden, und die Reaktion auf die Funktion des Gaspedals kann verbessert werden, wodurch es möglich gemacht wird, ein Auto mit im Rad eingebauten Motor mit einer ausgezeichneten Fahrstabilität zu realisieren.
BEISPIEL 1
Das Schwingungsniveau des im Rad eingebauten Motorssystems entsprechend der Ausführung 1 wird auf der Basis von Autoschwingungsmodellen, wie sie in 41 bis 43 und der Tabelle in 44 gezeigt werden, zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße analysiert, und die Ergebnisse des Vergleiches mit dem Niveau der TCFF im System nach dem bisherigen Stand der Technik werden in der Grafik in 45 gezeigt.
In 45 zeigt die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale Achse zeigt das Niveau (N) der TCFF. Das Vergleichsbeispiel 1-1 ist ein Autoschwingungsmodell ohne einen im Rad eingebauten Motor.
Da der im Rad eingebaute Motor direkt an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, wie beispielsweise einem Rad oder Radträger, beim System nach dem bisherigen Stand der Technik befestigt ist, wird sein Autoschwingungsmodell als ein Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten ausgedrückt, wie in 41 gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 1-2). Beschreibt man im Detail, so kann ein Schwingungsmodell, bei dem die ungefederte Masse m₁ mit der Aufstandsfläche R des Reifens mittels eines elastischen Elementes k₁ und eines Dämpfungsgliedes c₁ verbunden wird, und bei dem die vorangehend angeführte ungefederte Masse m₁ und die gefederte Masse m₂ mittels eines elastischen Elementes K₂ und eines Dämpfungsgliedes C₂ verbunden werden, zu einem Modell werden, bei dem die Masse des im Rad eingebauten Motors zur vorangehend angeführten ungefederten Masse m₁ hinzugefügt wird. Wenn der Motor direkt befestigt ist, steigt das Niveau der TCFF infolge einer Zunahme bei der ungefederten Masse. Da der Reifen eine nichtlineare vertikale Belastung aufweist, wie in 46 gezeigt wird, wenn die TCFF groß ist, nimmt die Fähigkeit ab, wie beispielsweise das Kurvenfahrverhalten des Reifens, und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verschlechtern sich. Um diese auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels 1-1 zu halten, muss das Gesamtgewicht des Motors und des Teils um das Rad gleich dem des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgeführt werden. Um jedoch in starkem Maß das Gewicht des Teils um das Rad zu verringern, während die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wird ein ernsthafter Kostenanstieg infolge der Verwendung einer großen Menge einer Leichtmetalllegierung erwartet, wovon dem nicht gesagt werden kann, dass es praktisch ist.
Um das Niveau einer Belastungsänderung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße ohne Verringern des Gewichtes des Teils um das Rad zu verringern, gibt es indessen ein Verfahren, das als „dynamische Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird. Wie in 42 gezeigt wird, wird diese dynamische Dämpfungseinrichtung durch ein Modell mit drei Freiheiten (Vergleichsbeispiel 1-3) verkörpert, bei der eine neue Masse m₃ zum vorangehend angeführten Modell mit zwei Freiheiten hinzugefügt wird, das in 41 mittels eines elastischen Elementes k₃ und eines Dämpfungsgliedes c₃ gezeigt wird. Entsprechend diesem Verfahren kann das Niveau der TCFF ohne Verringern des Gewichtes abgesenkt werden. Obgleich der Einfluss des Verringerns der Änderung sich jedoch in größerem Maß verbessert, obgleich das Gewicht der vorangehend angeführten dynamischen Dämpfungseinrichtung zunimmt, weist dieses zusätzliche Gewicht einen schlechten Einfluss auf, wie beispielsweise eine Gewichtszunahme beim Fahrzeug. Daher kann das vorangehend angeführte Gewicht nicht vergrößert werden, und dementsprechend ist eine Begrenzung hinsichtlich der Wirkung der Verringerung der Änderung zu verzeichnen.
Im Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor mit dem Teil um das Rad (ungefederte Masse) mittels des elastischen Elementes oder des elastischen Elementes und der Führungseinheit, wie in 1 und 7 oder 39 gezeigt wird, beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung verbunden wird, kann das Autoschwingungsmodell durch ein Modell mit drei Freiheiten verkörpert werden, bei dem das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung äquivalent der Masse m₃ des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors ist (Beispiel 1-1).
Wie in der Grafik in 45 gezeigt wird, kann das Änderungsniveau daher verringert werden, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
Jetzt kann das Niveau der TCFF ohne Versagen verringert werden, indem die Masse m₃ des im Rad eingebauten Motors und die Elastizitätskonstante k₃ des elastischen Elementes für das Verbinden eines ungefederten Teils reguliert werden, um zu sichern, dass die Resonanzfrequenz f₃ des vorangehend angeführten befestigten im Rad eingebauten Motors höher sein sollte als die Resonanzfrequenz f₂ der gefederten Masse und niedriger als die Resonanzfrequenz f₁ der ungefederten Masse, wie im nachfolgenden Ausdruck gezeigt wird (Ausdruck 1).
Bei der vorangehend angeführten Beschaffenheit können der Motor und das Teil um das Rad leicht ausgeführt werden, wie das Beispiel 1-2, die Elastizitätskonstante des elastischen Elementes kann verringert werden, wie das Beispiel 1-3, und wenn beide kombiniert werden, wie das Beispiel 4, kann das Änderungsniveau weiter verringert werden (siehe Tabelle in 44 und Grafik in 46).
AUSFÜHRUNG 11 (entspricht nicht der Erfindung)
47 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 11 zeigt. In 47 kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, und die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist, und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels eines Lagers 3j verbunden und auf der Außenseite in der radialen Richtung vorhanden ist.
Die Bezugszahl 4 verkörpert einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit Aufhängungsarmen 6a und 6b verbunden ist, die 7 ein Aufhängungselement und die 8 verkörpert eine Bremse.
Bei der Ausführung 11 wird das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 mit dem Radträger 5 verbunden, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, das sich drehende Gehäuse 3b, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels des Lagers 3j verbunden ist, wird mit dem sich drehenden Rad 2 in einer derartigen Weise verbunden, dass es im Rad 2 einbeschrieben ist, und der Nabenabschnitt 4, der mit dem vorangehend angeführten Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, und der Radträger 5 werden mittels eines Nabenlagers 31 gekuppelt, das auf der Innenseite des hohlen im Rad eingebauten Motors 3 vorhanden ist, so dass das Gewicht des Fahrzeuges mittels des Rades 2 und eines Motorgehäuses 3C aufgeteilt wird, das aus den vorangehend angeführten sich nicht drehendem Gehäuse 3a, dem Lager 3j und dem sich drehenden Gehäuse 3b besteht.
Das heißt, da das Gewicht des Fahrzeuges durch das Rad 2 und das Motorgehäuse 3C in einem Verhältnis der „Steifigkeit des Rades, einschließlich der Steifigkeit des Nabenlagers" und der „Steifigkeit des Motorgehäuses" durch Anwenden der vorangehend angeführten Struktur aufgeteilt werden kann, wird das Gewicht des Fahrzeuges für jedes Rad mittels des Motorgehäuses 3C und des Nabenlagers 31 aufgeteilt. Dadurch wird eine Belastung am Motorgehäuse 3C verringert, und eine Änderung beim Luftspalt 3g zwischen dem Rotor 3R und dem Stator 3S kann verringert werden, wodurch das Gewicht des im Rad eingebauten Motors 3 durch Verringern der Steifigkeit des Motorgehäuses 3C oder durch Verringern der Abmessung des Motors selbst verringert werden kann. Dementsprechend, da das ungefederte Schwingungsniveau und das gefederte Schwingungsniveau des Fahrzeuges verringert werden können, kann der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert werden.
Da das sich drehende Gehäuse 3b, das ein Außengehäuse ist, mit dem Rad 2 in einer derartigen Weise verbunden wird, dass es im Rad 2 bei dieser Ausführung einbeschrieben wird, kann das Drehmoment vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 übertragen werden. Außerdem, da die Bremse 8 am Nabenabschnitt 4 befestigt ist, wird das Bremsdrehmoment nur auf den vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 und den Radträger 5 zum Zeitpunkt des Bremsens übertragen, und die Bremsreaktion wird nicht am Motorgehäuse 3C angewandt. Daher kann die Steifigkeit des Motorgehäuses 3C abgesenkt werden, wodurch es möglich gemacht wird, das Gewicht des im Rad eingebauten Motors 3 weiter zu verringern.
Durch Verbinden des sich drehenden Gehäuses 3b mit dem Rad 2 mittels eines elastischen Elementes 32, wie in 48 gezeigt wird, kann die Verformung des Motorgehäuses 3C weiter verringert werden.
Das heißt, während sich das Rad 2 dreht, während es durch die Beanspruchung in verschiedenen Richtungen verformt wird, die von der Oberfläche einer Straße aufgenommen wird, kann die Verformung des Motorgehäuses 3C verringert werden, indem die Verformung dieses Rades 2 mit dem vorangehend angeführten elastischen Element 32 aufgenommen wird. Daher kann die Steifigkeit des Motorgehäuses 3C weiter abgesenkt werden, und das Gewicht des im Rad eingebauten Motors 3 kann verringert werden. Da das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels des elastischen Elementes 32 bei der vorangehend angeführten Beschaffenheit verbunden werden, wenn das Rad 2 verformt wird, kann das Drehmoment vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 übertragen werden.
Wenn ein elastisches Material, wie beispielsweise Gummi, beim vorangehend angeführten elastischen Element 32 verwendet wird, weist das Material, das das vorangehend angeführte elastische Element 32 bildet, vorzugsweise einen vertikalen Elastizitätskoeffizienten von 1 bis 120 MPa auf. Der vorangehend angeführte vertikale Elastizitätskoeffizient beträgt mehr bevorzugt 1 bis 40 MPa.
Wenn der Nabenabschnitt 4 mit einem Verbindungsabschnitt 4D für die Antriebswelle 9 wie bei einem normalen Auto versehen ist, wie in 49 gezeigt wird, kann eine Leistung vom Automotor oder Motor außer dem im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 mittels der Antriebswelle 9 übertragen werden. Daher kann durch Verbinden der Abtriebswelle des Autos mit Benzinmotor mit dem Nabenabschnitt 4 des im Rad eingebauten Motorsystems dieser Ausführung ein Hybridauto konstruiert werden.
AUSFÜHRUNG 12
50 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 12 zeigt. In 50 kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, und die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist, das an der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels eines Lagers 3j verbunden und auf der Außenseite in der radialen Richtung vorhanden ist.
Die Bezugszahl 4 verkörpert einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit einem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden ist, die 7 verkörpert ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt ist.
Die Bezugszahl 33 kennzeichnet eine Motorpuffereinheit für das Verbinden des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 mit einer Seite der Autokarosserie 100, die 34 kennzeichnet eine elastische Kupplung, die eine Antriebskraftübertragungseinheit ist, die die gleiche Beschaffenheit wie die vorangehend angeführte Ausführung 4 aufweist und zwischen dem im Rad eingebauten Motor 3 und dem Rad 2 angeordnet ist, und die 35 kennzeichnet eine direktwirkende Führungseinheit, die die gleiche Beschaffenheit wie die vorangehend angeführte Ausführung 4 aufweist und zwischen dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a und dem Radträger 5 angeordnet ist. Diese direktwirkende Führungseinheit 35 ist mit einem Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3 versehen, das nicht direkt mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a verbunden ist, sondern nur mit dem Radträger 5.
Die vorangehend angeführte Motorpuffereinheit 33 weist einen Motorarm 33a, der sich in Richtung der Autokarosserie 100 erstreckt, und eine Dämpfungseinrichtung 33b auf, die ein elastisches Element oder ein Federelement für das Verbinden dieses Motorarmes 33a mit der Autokarosserie 100 ist. Der vorangehend angeführte Motorarm 33a, der mit der Seite der Autokarosserie 100 mittels dieser Dämpfungseinrichtung 33b verbunden ist, wird verwendet, um das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 zu tragen. Daher wird der im Rad eingebaute Motor 3 nicht in der Rotationsrichtung, sondern nur in der vertikalen Richtung mit Bezugnahme auf die Autokarosserie 100 und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 34 in Schwingungen versetzt, so dass das Drehmoment wirksam übertragen werden kann, und der vorangehend angeführte Motor 3 wird an der Seite der Autokarosserie 100 mittels der vorangehend angeführten Motorpuffereinheit 33 befestigt. Daher kann der im Rad eingebaute Motor 3 an einem gefederten Abschnitt befestigt werden.
Da das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 an der Seite der Autokarosserie 100 mittels der Motorpuffereinheit 33 beim im Rad eingebauten Motorsystem der Ausführung 12 befestigt wird, wird der im Rad eingebaute Motor 3 an einem gefederten Abschnitt befestigt, wodurch es möglich gemacht wird, die ungefederte Masse zu verringern. Daher kann die TCFF verringert werden, und die Fahrstabilität des Fahrzeuges kann verbessert werden.
Bei dieser Ausführung spielt das Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3 die Rolle eines Gummipuffers für das Verhindern einer Kollision zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3. Selbst wenn die Aufhängung in starkem Maß durch das Rollen der Autokarosserie schlägt, ist es daher möglich, eine Kollision zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3 zu verhindern. Selbst wenn das vorangehend angeführte Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision zwischen dem sich drehenden Gehäuse 3b und dem Rad 2 angeordnet wird, kann die gleiche Wirkung erhalten werden. Das vorangehend angeführte Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision kann zwischen dem Gehäuse und dem Radträger oder sowohl zwischen dem Rad und dem Motor als auch zwischen dem Gehäuse und dem Radträger angeordnet werden.
Wie in 51 gezeigt wird, werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 und der Radträger 5 mittels eines Pufferelementes 37, das ein Federelement ist, zusätzlich zur vorangehend angeführten direktwirkenden Führungseinheit 35, und mittels des Federelementes 36 für das Verhindern einer Kollision verbunden, wodurch es möglich gemacht wird, die TCFF weiter zu verringern. Das heißt, der im Rad eingebaute Motor 3 wird mit dem Radträger 5, der ein einer ungefederten Masse entsprechender Abschnitt des Fahrzeuges ist, mittels des Pufferelementes 37 verbunden, wobei die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte Masse funktioniert. Daher kann die TCFF weiter verringert werden, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden. Da die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 von dem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges durch die vorangehend angeführte Beschaffenheit getrennt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, wird die Schwingung nicht direkt auf den vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motor 3 übertragen, und eine durch die Schwingung auferlegte Belastung am im Rad eingebauten Motor 3 wird verringert.
BEISPIEL 2
Die Grafik in 56 zeigt die analytischen Ergebnisse des Niveaus der TCFF beim im Rad eingebauten Motorsystem der Ausführung 12 und dem System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung von Autoschwingungsmodellen, wie sie in 52 bis 54 und der Tabelle in 55 gezeigt werden, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt. Das Vergleichsbeispiel 2-1 ist ein Elektroauto, das nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, und bei dem die Masse des Motors der gefederten Masse entspricht, da der Motor auf der Seite der Autokarosserie befestigt ist.
In 56 zeigt die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale Achse zeigt das Niveau (N) der TCFF.
Beispielsweise, da der Motor am Rad oder dem Radträger beim konventionellen im Rad eingebauten System befestigt ist, wie in 79 gezeigt wird, entspricht die Masse des Motors der ungefederten Masse. Das Autoschwingungsmodell ist ein unefedertes Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten (Vergleichsbeispiel 2-2), wie in 52 gezeigt wird. Beschreibt man detaillierter, so kann das Schwingungsmodell, bei dem die ungefederte Masse m₁ mit der Aufstandsfläche des Reifens mittels des elastischen Elementes k₁ und des Dämpfungsgliedes c₁ verbunden wird, und bei dem die vorangehend angeführte ungefederte Masse m₁ und die gefederte Masse m₂ mittels des elastischen Elementes k₂ und des Dämpfungsgliedes c₂ verbunden werden, zu einem Modell werden, bei dem die Masse des im Rad eingebauten Motors zur vorangehend angeführten ungefederten Masse m₁ hinzugefügt wird. Da die ungefederte Masse größer wird, wenn der Motor direkt befestigt wird, steigt daher das Niveau der TCFF, und die Fähigkeit des Reifens verschlechtert sich (56).
Um dieses Niveau der TCFF auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels 2-1 zu halten, muss das Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden, wie im Vergleichsbeispiel 2-3 gezeigt wird. Ein ernsthafter Kostenanstieg wird jedoch erwartet, weil eine große Menge einer Leichtmetalllegierung eingesetzt werden muss, um das Gewicht des Teils um das Rad in starkem Maß zu verringern, während die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wovon nicht gesagt werden kann, dass es praktisch ist.
Im Gegensatz dazu wird beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung der im Rad eingebaute Motor auf der Seite der Autokarosserie 100 mittels einer Motorpuffereinheit befestigt, die dem elastischen Element k₃ und dem Dämpfungsglied c₃ entspricht, wie in 50 gezeigt wird. Daher ist das Autoschwingungsmodell ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 2-1), bei dem die Masse m₃ des Motors mit der gefederten Masse m₂ mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃, wie in 53 beim Modell mit zwei Freiheiten gezeigt wird, verbunden wird, wie in 52 gezeigt wird.
Wie in der Grafik in 56 gezeigt wird, kann daher das Niveau der TCFF gleich dem eines Elektromotors ausgeführt werden, der nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, das im vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel 1 gezeigt wird.
Wenn der im Rad eingebaute Motor auf der Seite der Autokarosserie mittels der vorangehend angeführten Puffereinheit befestigt wird und das Pufferelement, das aus dem elastischen Element k₄ und dem Dämpfungsglied c₄ besteht, zwischen dem im Rad eingebauten Motor und dem Teil um das Rad hinzugefügt wird, wie in 51 gezeigt wird, wird das Autoschwingungsmodell zu einem Modell, wie es in 54 gezeigt wird, bei dem die Masse m₃ des Motors mit der gefederten Masse m₂ mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃ verbunden wird, und bei dem die Masse m₃ des vorangehend angeführten Motors mit der ungefederten Masse m₁ verbunden wird, so dass das zum Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung wird (Beispiel 2-2).
Wie in der Grafik in 56 gezeigt wird, kann daher das Niveau der TCFF um 10 Hz oder mehr verringert werden, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
Eine Verringerung des Niveaus der TCFF um 10 Hz oder mehr kann erreicht werden, indem die Federkraft k₄ zwischen dem Motor und dem Teil um das Rad vergrößert wird, und indem die Federkraft k₃ zwischen dem im Rad eingebauten Motor und der Autokarosserie verringert wird, wie beim Beispiel 2-3.
AUSFÜHRUNG 13
Bei den vorangehend angeführten Ausführungen 1 bis 12 wurde ein normaler im Rad eingebauter Motor 3 beschrieben. Wenn ein Getriebemotor, der aus einem Motor mit hohlem Innenrotor und einem Reduktionsgetriebe besteht, an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit befestigt wird, wird die TCFF verringert, wodurch es möglich gemacht wird, die Fahreigenschaften zu verbessern und das Drehmoment auf das Rad ohne Versagen zu übertragen.
57 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 13 zeigt, und 58 ist eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des Systems. In diesen Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, die 40 kennzeichnet einen Getriebemotor (im Rad eingebauten Motor), der einen Elektromotor 41 und ein Planetenreduktionsgetriebe 42 in einem Motorgehäuse 43 enthält, die Bezugszahl 4 kennzeichnet einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 kennzeichnet einen Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden ist, die 7 kennzeichnet ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder dergleichen ist, und die 8 kennzeichnet eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt ist.
Die Bezugszahl 44 verkörpert ein elastisches Element für das Verbinden des Motorgehäuses 43, das der sich nicht drehende Abschnitt des Getriebemotors 40 ist, mit dem Radträger 5, und die 45 verkörpert eine Welle mit einem Universalgelenk 45j für das Verbinden der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 mit dem Rad 2.
Der Elektromotor 41 des Getriebemotors 40 ist ein Motor mit hohlem Innenrotor, der einen Stator 41S, der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 41a befestigt ist, das auf der Außenseite in der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 41R aufweist, der am sich drehenden Gehäuse 41b befestigt ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 41 mittels eines Lagers 41j verbunden und auf der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist. Das vorangehend angeführte sich nicht drehende Gehäuse 41a ist am Motorgehäuse 43 befestigt, das mit dem Radträger 5, der ein stationärer Abschnitt ist, mittels der elastischen Elemente 44 verbunden ist, und das sich drehende Gehäuse 41b ist mit dem Sonnenrad 42a des Planetenreduktionsgetriebes 42 mittels eines Verbindungselementes 41d verbunden und drehbar mit einer Innenwand 43a, die den hohlen Wellenabschnitt des Motorgehäuses 43 bildet, mittels eines Lagers 43b verbunden. Beim vorangehend angeführten Planetenreduktionsgetriebe 42 wird die Drehzahl des vorangehend angeführten Sonnenrades 42a auf eine Drehzahl entsprechend der Drehzahl des Planetengetriebes 42b verändert, damit sie verringert und auf das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Welle 45, die mit der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 verbunden ist, von einem Träger 42c übertragen wird.
Um das Motorgehäuse 43 und den Radträger 5 mittels der elastischen Elemente 44 bei dieser Ausführung zu verbinden, wie in 59 gezeigt wird, werden vier elastische Elemente 44 symmetrisch auf einem scheibenartigen Motorbefestigungselement 46 angeordnet, und eine Motorbefestigungseinheit 47, die direktwirkende Führungen 47k aufweist, die zwischen den vorangehend angeführten elastischen Elementen 44 und 44 angeordnet sind, um das Motorgehäuse 43 in der vertikalen Richtung zu führen, wird verwendet, um das Motorgehäuse 43 und den Radträger 5 zu verbinden, wodurch die Bewegungsrichtung des Motors zur vertikalen Richtung des Rades begrenzt wird.
Da das Motorgehäuse 43, das der sich nicht drehende Abschnitt des Getriebemotors 40 ist, am Radträger 5 mittels der elastischen Elemente 44 befestigt wird, wie es vorangehend beschrieben wird, um den vorangehend angeführten Getriebemotor 40 an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt frei beweglich zu befestigen, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, können sich die Achse des Motors und die Achse des Rades separat in der radialen Richtung bewegen. Daher wird die Masse des Motors von dem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges getrennt und funktioniert als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung, wie die vorangehend angeführten Ausführungen 1 bis 12, um eine ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße aufzuheben, wodurch die TCFF verringert wird. Daher können die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden, und die am Getriebemotor 40 zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße angewandte Schwingung kann verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, eine durch eine Schwingung auferlegte Belastung am vorangehend angeführten Motor 40 zu verringern. Da das Motorgehäuse 43 und der Radträger 5 mittels der elastischen Elemente 44 und der Motorbefestigungseinheit 47 mit den direktwirkenden Führungen 47k für das Führen des Motorgehäuses 43 in der vertikalen Richtung verbunden werden, kann sich der Getriebemotor 40 in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges, aber nicht in der Rotationsrichtung, durch die Beschränkung der direktwirkenden Führungen 47k bewegen. Daher kann die Drehung des Motorgehäuses 43, das ein sich nicht drehender Abschnitt ist, verhindert werden. Obgleich der Motor schwingt und die Achse des Motors und die Achse des Rades zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße voneinander exzentrisch werden, kann das Drehmoment des Motors gleichmäßig durch Verwendung des vorangehend angeführten Universalgelenkes 45j übertragen werden, selbst wenn diese Achsen voneinander exzentrisch werden.
Da die Masse des Fahrzeuges vom Nabenabschnitt 4 beim im Rad eingebauten Motorsystem dieser Ausführung getragen wird, ist eine Belastung am Körper des Motors 40 gering. Daher kann eine Änderung beim Luftspalt zwischen dem Rotor 41R und dem Stator 41S klein ausgeführt werden, wodurch die Steifigkeit des Gehäuses verringert und der Motor 40 leicht ausgeführt werden kann.
Da der Getriebemotor 40 mit dem Nabenabschnitt 4 mittels der Welle 45 verbunden wird, die Universalgelenke 45j aufweist, die durch dessen Mitte hindurchgehen, selbst wenn sich der Getriebemotor 40 relativ zu einem Abschnitt um das Rad bewegt, kann ein Drehmoment auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
Da der Getriebemotor 40 als der im Rad eingebaute Motor bei dieser Ausführung verwendet wird, verglichen mit einem Fall, wo ein Direktantriebsmotor mit Außenrotor verwendet wird, kann die Leistung des Motors kleiner ausgelegt werden, um das gleiche Drehmoment zu erzeugen, und die Masse des Motors kann verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, das Gesamtgewicht des Fahrzeuges und die Herstellungskosten des Motors zu verringern. Da das Übersetzungsverhältnis des Getriebemotors 40 ausgewählt werden kann, kann außerdem eine Drehmomentkurve mit dem gleichen Motor frei aufgestellt werden, wodurch die allgemeine Anwendbarkeit des Motors verbessert wird, verglichen mit einem Direktantriebsmotor mit Außenrotor.
BEISPIEL 3
Die Grafik in 64 zeigt die analytischen Ergebnisse des Niveaus der TCFF beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorangehend angeführten Ausführung 13 und beim System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung von Autoschwingungsmodellen zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße, wie in 60 bis 62 und der Tabelle in 63 gezeigt wird.
Das Vergleichsbeispiel 3-1 ist ein Elektroauto, das nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, bei dem die Masse des Motors der gefederten Masse entspricht, da der Motor auf der Seite der Autokarosserie befestigt wird.
Da der Motor an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, wie beispielsweise dem Rad oder Radträger, beim konventionellen im Rad eingebauten Motorsystem befestigt wird, ist ein Autoschwingungsmodell ein ungefedertes Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten, wie in 60 gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 3-2 in der Tabelle in 63). Beschreibt man detaillierter, so ist das Modell ein Schwingungsmodell, bei dem die Masse des im Rad eingebauten Motors zur vorangehend angeführten ungefederten Masse m₁ im Schwingungsmodell hinzugefügt wird, bei dem die ungefederte Masse m₁ mit der Aufstandsfläche des Reifens mittels des elastischen Elementes k₁ und des Dämpfungsgliedes c₁ verbunden wird, und die vorangehend angeführte ungefederte Masse m₁ und die gefederte Masse m₂ mittels des elastischen Elementes k₂ und des Dämpfungsgliedes c₂ verbunden werden. Wenn der Motor direkt an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt befestigt ist, wird daher die ungefederte Masse mit dem Ergebnis größer, dass die TCFF ansteigt und sich die Fahreigenschaften verschlechtern, wie in 64 gezeigt wird.
Um dieses Niveau der TCFF auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels 3-1 zu halten, müssen das Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden. Um jedoch das Gewicht des Teils um das Rad in starkem Maß zu verringern, während die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wird ein ernsthafter Kostenanstieg infolge der Verwendung einer großen Menge einer Leichtmetalllegierung erwartet, wovon man nicht sagen kann, das es praktisch ist.
Als Mittel zur Verringerung der TCFF zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße ohne Verringern des vorangehend angeführten Gewichtes gibt es indessen ein Verfahren, das als „dynamische Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird, die mittels eines Modells verkörpert wird, das in 61 gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 3-3 in der Tabelle in 63). Das ist ein Modell mit drei Freiheiten, bei dem ein neues Gewicht m₃ der ungefederten Masse m₁ des Modells mit zwei Freiheiten aus 60 mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃ hinzugefügt wird und die Wirkung des Verringerns der TCFF zeigt, wie in 64 gezeigt wird.
Dieses Verfahren ist wirksamer, da das zusätzliche Gewicht m₃ zunimmt. Da dieses zusätzliche Gewicht nur dazu dient, das Gewicht des Fahrzeuges zu vergrößern, abgesehen von der Verringerung der vorangehend angeführten Änderung, zeigt es einen schlechten Einfluss auf das Fahrzeug. Daher gibt es eine Beschränkung betreffs der Erhöhung des vorangehend angeführten Gewichtes m₃.
Im Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor (Getriebemotor) 40 auf der Seite der Autokarosserie mittels der elastischen Elemente 44 beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung befestigt wird, wie in 57 gezeigt wird, kann das Autoschwingungsmodell durch ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 3-1) verkörpert werden, bei dem die Masse des Motors mit der ungefederten Masse m₁ mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃ verbunden wird, wie in 62 gezeigt wird. Das ist ein Modell, bei dem die Masse des Motors, die zur ungefederten Masse m₁ hinzukommt, entfernt wird, und diese Masse des Motors wird als zusätzliches Gewicht m₃ bezeichnet, das bei der dynamischen Dämpfungseinrichtung in 61 verwendet wird. Wie in der Grafik in 64 gezeigt wird, kann daher das Niveau der TCFF gleich dem eines Elektroautos ausgelegt werden, das nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, wie im vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel 3-1 gezeigt wird, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
Wenn das Gewicht des Motors und das Gewicht des Teils um das Rad beim vorangehend angeführten Beispiel 3-1 (Beispiel 3-2) beide verringert werden, wenn der Elastizitätskoeffizient des elastischen Elementes verringert wird (Beispiel 3-3), und wenn beide von ihnen kombiniert werden (Beispiel 3-4), kann das Niveau der TCFF weiter verringert werden.
AUSFÜHRUNG 14
65 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 14 zeigt. In der Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht, und die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist, das an der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels eines Lagers 3j verbunden und an der Außenseite in der radialen Richtung vorhanden ist.
Die Bezugszahl 4 verkörpert einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden ist, die 7 verkörpert ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt ist.
Bei dieser Ausführung wird das sich drehende Gehäuse 3b des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 mit dem Rad 2 mittels einer elastischen Kupplung 51 verbunden. Die vorangehend angeführte elastische Kupplung 51 ist mit der elastischen Kupplung 18, 19 oder 20 identisch, die in 22 bis 25 der Ausführung 4, 29 und 30 der Ausführung 5 oder 32 und 33 der vorangehend angeführten Ausführung 6 gezeigt wird.
Das sich nicht drehende Gehäuse 3a wird indessen am peripheren Abschnitt eines scheibenartigen Motorbefestigungselementes 52 mit einem ausgeschnittenen Abschnitt 52S in der Mitte befestigt, wie in 66 gezeigt wird. Dieses Motorbefestigungselement 52 wird mit einem hohlen, ovalen, scheibenartigen, vertikalen Motorhalteelement 55 mit einer langen Achse in der Längsrichtung mittels Dämpfungseinrichtungen 53, die Federelemente sind, die an Gleitführungen 53G für das Führen in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges befestigt werden, und direktwirkenden Führungen 54 für das Führen in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges verbunden. Außerdem wird dieses vertikale Motorhalteelement 55 am Radträger 5, der ein stationärer Abschnitt ist, mittels elastischer Elemente 56, direktwirkender Führungen 57 für das Führen in der Längsrichtung des Fahrzeuges und eines hohlen, scheibenartigen Radträgerbefestigungselementes 58 befestigt. Bei dieser Ausführung werden vier Dämpfungseinrichtungen 53 und vier direktwirkende Führungen 54 für das Verbinden des vorangehend angeführten Motorbefestigungselementes 52 und des vertikalen Motorhalteelementes 55 und vier elastische Elemente 56 und vier direktwirkende Führungen 57 für das Verbinden des vorangehend angeführten vertikalen Motorhalteelementes 55 und des Radträgerbefestigungselementes 58 abwechselnd und symmetrisch in der peripheren Umfangsrichtung angeordnet.
Dadurch kann der im Rad eingebaute Motor 3 mittels der direktwirkenden Führungen und der elastischen Elemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges getragen werden, und das Halteteil in der vertikalen Richtung und der Radträger, der ein Teil um das Rad ist, können mittels der direktwirkenden Führungen und der elastischen Elemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen werden.
Das heißt, da das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten Motors 3 mit dem hohlen, ovalen, scheibenartigen, vertikalen Motorhalteelement 55 mittels der Dämpfungseinrichtungen 53 und der direktwirkenden Führungen 54 für das Führen in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges verbunden wird, kann der im Rad eingebaute Motor 3 frei beweglich an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, befestigt werden, und die Achse des Motors und die Achse des Rades können sich nur separat in der vertikalen Richtung bewegen. Daher wird die Masse des Motors von der ungefederten Masse des Fahrzeuges getrennt und funktioniert als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung. Da das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung die ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße aufhebt, wird die TCFF verringert, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges werden verbessert, und eine durch eine Schwingung am Motor 3 zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße auferlegte Belastung kann klein werden.
Da der Motor 3, das Motorbefestigungselement 52 und das vertikale Motorhalteelement 55 mit dem Radträger 5 mittels der elastischen Elemente 56 und der direktwirkenden Führungen 57 für das Führen in der Längsrichtung des Fahrzeuges verbunden werden, um den Radträger in der Längsrichtung des Fahrzeuges zu tragen, können sich die Achse des Motors und die Achse des Rades separat ebensogut in der Längsrichtung des Fahrzeuges bewegen, wodurch die Längskraftschwankung des Reifens verringert und die Leistung des Reifens stabilisiert werden kann.
Da das sich drehende Gehäuse 3b des Motors 3 und das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 51 bei dieser Ausführung verbunden werden, kann das Drehmoment vom Rotor 3R wirksam auf das Rad 2 übertragen werden, und das Drehmoment kann gleichmäßig übertragen werden, selbst wenn die Achse des Motors und die Achse des Rades infolge der Schwingung des Motors zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße voneinander exzentrisch werden.
Ein Gleichlaufgelenk, wie es in 14 und 15 der vorangehend angeführten Ausführung 2 gezeigt wird, kann als Mittel zum Verbinden des vorangehend angeführten sich drehenden Gehäuses 3b und des Rades 2 verwendet werden. Da sich der im Rad eingebaute Motor 3 innerhalb des Rades 2 in der vertikalen und Längsrichtung bewegt, wenn das Rotationszentrum des Gelenkes auf der Radseite vom Rotationszentrum des Gelenkes auf der Motorseite verschoben wird, kann das Drehmoment gleichmäßig übertragen werden, selbst wenn sie voneinander exzentrisch werden.
Da die Masse des Fahrzeuges durch den Nabenabschnitt 4 bei dieser Ausführung getragen wird, ist eine Belastung am Körper des Motors 3 gering. Daher kann eine Änderung beim Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Steifigkeit des Gehäuses und das Gewicht des Motors 3 zu verringern.
Bei der vorangehend angeführten Ausführung wird ein Motor mit Außenrotor als der im Rad eingebaute Motor 3 verwendet. Selbst wenn ein Motor 3I mit Innenrotor verwendet wird, wie in 67 gezeigt wird, kann die gleiche Wirkung erhalten werden.
AUSFÜHRUNG 15
Bei der vorangehend angeführten Ausführung 14 wird der im Rad eingebaute Motor 3 befestigt, der ein Direktantriebsmotor ist. Gleichermaßen, wie in 68 und 69 gezeigt wird, kann ein Getriebemotor 40 befestigt werden, der einen Elektromotor 41 und ein Reduktionsgetriebe (Planetenreduktionsgetriebe) 42 in einem Motorgehäuse 43 aufweist, wie in 57 und 58 der vorangehend angeführten Ausführung 13 gezeigt wird.
Um den Getriebemotor 40 zu befestigen, wie in 70 gezeigt wird, wird das sich nicht drehende Motorgehäuse 43 an einem hohlen, scheibenartigen Motorbefestigungselement 63 mittels direktwirkender Führungen 61 für das Führen in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und elastischer Elemente 62 befestigt, und dieses Motorbefestigungselement 63 wird am Radträger 5, der ein stationärer Abschnitt ist, durch ein hohles, scheibenartiges Radträgerbefestigungselement 66 mittels elastischer Elemente 64 und direktwirkender Führungen 65 für das Führen in der Längsrichtung des Fahrzeuges befestigt. Wie bei der vorangehend angeführten Ausführung 13 werden die Abtriebswelle des Reduktionsgetriebes 42 und das Rad 2 mittels einer Welle 45 mit einem Universalgelenk 45j verbunden (siehe 68 und 69).
Die Drehzahl des Rotors 41R wird zu einer Drehzahl entsprechend der Drehzahl des Planetengetriebes 42b verändert, das sich um ein Sonnenrad 42a dreht, damit sie verringert und auf das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Welle 45, die mit der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 verbunden ist, von einem Träger 42c übertragen wird.
Bei dieser Ausführung werden vier direktwirkende Führungen 61 und vier elastische Elemente 62 abwechelnd und symmetrisch in der Umfangsrichtung angeordnet, um das vorangehend angeführte Motorgehäuse 43 mit dem Motorbefestigungselement 63 zu verbinden, und vier elastische Elemente 64 und vier direktwirkende Führungen 65 werden abwechselnd und symmetrisch in der Umfangsrichtung angeordnet, um das vorangehend angeführte Motorbefestigungselement 63 mit dem Radträgerbefestigungselement 66 zu verbinden.
Dadurch wird der Getriebemotor 40 mittels der direktwirkenden Führungen und der elastischen Elemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges getragen, und das Halteelement in der vertikalen Richtung und der Radträger, der ein Teil um das Rad ist, werden mittels der direktwirkenden Führungen und der elastischen Elemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen. Daher kann der vorangehend angeführte Getriebemotor 30 an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, die ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, frei beweglich befestigt werden, und die Achse des Motors und die Achse des Rades können sich separat in der radialen Richtung und ebenfalls in der Längsrichtung des Fahrzeuges bewegen. Im Ergebnis dessen kann die TCFF verringert werden, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden, die Längskraftschwankung des Reifens kann verringert werden, und dementsprechend kann die Leistung des Reifens stabilisiert werden.
Da der Getriebemotor 40 mit dem Nabenabschnitt 4 mittels der Welle 45 verbunden wird, die ein Universalgelenk 45j aufweist, das durch deren Mitte hindurchgeht, selbst wenn sich der Getriebemotor 40 relativ zu dem Teil um das Rad bewegt, kann das Drehmoment auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
BEISPIEL 4
Die Grafiken in 76 und 77 zeigen die analytischen Ergebnisse der Schwankungen der Reifenaufstandskraft und der Längskraft beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorangehend angeführten Ausführung 15 und beim System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung von Autoschwingungsmodellen zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße, wie in 71 bis 74 und in der Tabelle in 75 gezeigt wird. 71(a) bis 74(b) zeigen Schwingungsmodelle in der vertikalen Richtung, und 71(b) bis 74(b) zeigen Schwingungsmodelle in der Längsrichtung. In 76 und 77 zeigt die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale Achse zeigt das Niveau der TCFF (N) und das Niveau der Längskraftschwankung (N) des Reifens.
Die Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-3 sind normale Elektrofahrzeuge (EV) mit Aufhängung, bei denen die Masse des Motors der gefederten Masse entspricht, da der Motor auf der Seite der Autokarosserie befestigt wird. Daher sind die Autoschwingungsmodelle der vorangehend angeführten Beispiele ungefederte Schwingungsmodelle mit zwei Freiheiten, die in 71(a) und 71(b) gezeigt werden. Beschreibt man detaillierter, so sind die Schwingungsmodelle ein Modell, bei dem die Masse des Elektromotors der ungefederten Masse m₁ im Schwingungsmodell hinzugefügt wird, bei dem die ungefederte Masse m₁ mit der Reifenaufstandsfläche mittels des elastischen Elementes k₁ und des Dämpfungsgliedes c₁ verbunden wird und die vorangehend angeführte ungefederte Masse m₁ und die gefederte Masse m₂ mittels des elastischen Elementes k₂ und des Dämpfungsgliedes c₂ verbunden werden.
Da der Motor am Rad oder dem Radträger bei einem Fahrzeug (IWM) befestigt wird, das das im Rad eingebaute Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik nutzt, wie in 78 bis 80 gezeigt wird, entspricht die Masse des Motors der ungefederten Masse. Daher ist das Autoschwingungsmodell ein ungefedertes Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten, bei dem die Masse des im Rad eingebauten Motors der ungefederten Masse m₁ hinzugefügt wird, wie in 72(a) und 72(b) gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 4-4). Wenn der Motor direkt an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt befestigt wird, wie das Vergleichsbeispiel 4-4, wird die ungefederte Masse mit dem Ergebnis größer, dass das Niveau der TCFF ansteigt und die Fahreigenschaften sich verschlechtern, wie in 76 gezeigt wird. Ebenfalls, wie in
77 gezeigt wird, erhöht sich das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens, und die Leistung des Reifens wird instabil.
Wenn die ungefederte Masse beim Vergleichsbeispiel 4-1 wie dem vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel 4-2 verringert wird, oder die Steifigkeit in der Längsrichtung der Aufhängung vergrößert wird, wie beim vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel 4-3, wird dann das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens verringert. Da die Masse des im Rad eingebauten Motors zur ungefederten Masse m₁ bei diesem Vergleichsbeispiel 4-4 hinzugefügt wird, steigt das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens.
Um dieses Niveau auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels 4-1 zu halten, bei dem der Motor nicht befestigt wird, muss daher das Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden. Um jedoch das Gewicht des Teils um das Rad in starkem Maß zu verringern, während die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wird ein ernsthafter Kostenanstieg infolge der Verwendung einer großen Menge einer Leichtmetalllegierung erwartet, wovon man nicht sagen kann, dass es praktisch ist.
Als Mittel zur Verringerung der TCFF zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße ohne Verringern des vorangehend angeführten Gewichtes gibt es indessen ein Verfahren, das als „dynamische Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird, was durch Modelle verkörpert wird, die in 73(a) und 73(b) gezeigt werden (Vergleichsbeispiel 4-5 in der Tabelle in 75). Diese sind ein Modell mit drei Freiheiten, bei dem das neue Gewicht m₃ der ungefederten Masse m₁ der Modelle mit zwei Freiheiten, die in 72(a) und 72(b) gezeigt werden, mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃ hinzugefügt wird und die Wirkung des Verringerns des Niveaus der TCFF und des Niveaus der Längskraftschwankung des Reifens zeigt.
Dieses Verfahren ist wirksamer, während das zusätzliche Gewicht m₃ größer wird. Da dieses zusätzliche Gewicht nur dazu dient, das Gewicht des Fahrzeuges zu vergrößern, abgesehen von der Verringerung der vorangehend angeführten Änderungsniveaus, hat es einen schlechten Einfluss auf das Fahrzeug. Daher gibt es eine Beschränkung hinsichtlich der Erhöhung des vorangehend angeführten Gewichtes m₃.
Im Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor 3 (3I, 40) auf der Seite der Autokarosserie mittels der elastischen Elemente und/oder der Dämpfungseinheit, wie in 65, 67 oder 68 gezeigt wird, beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung befestigt wird, ist das Autoschwingungsmodell ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 4-1 in 75), bei dem die Masse des Motors mit der ungefederten Masse m₁ mittels des elastischen Elementes k₃ und des Dämpfungsgliedes c₃ verbunden wird, wie in 74(a) und 74(b) gezeigt wird. Dieses Modell wird erhalten, indem die Masse des Motors, die zur ungefederten Masse m₁ hinzugefügt wurde, entfernt wird, und indem diese Masse des Motors als zusätzliches Gewicht m₃ für eine Verwendung in der dynamischen Dämpfungseinrichtung in 74(a) und 74(b) verwendet wird. Wie in den Grafiken in 76 und 77 gezeigt wird, können daher das Niveau der TCFF und das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens gleich jenen eines Elektroautos ausgelegt werden, das nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, wie im vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel 1 gezeigt wird, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
Da das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung größer wird, wenn der Motor beim vorangehend angeführten Beispiel 1 (Beispiel 4-2 in 75) schwer ausgeführt wird, können das Niveau der TCFF und das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens weiter verringert werden.
Da die vorangehend angeführten Änderungsniveaus ansteigen, wenn der Elastizitätskoeffizient des elastischen Elementes vergrößert wird (Beispiel 4-3), wird der Elastizitätskoeffizient des elastischen Elementes vorzugsweise klein ausgelegt.
Wie es vorangehend beschrieben wird, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung, wenn der im Rad eingebaute Motor am Direktantriebsrad befestigt werden soll, der vorangehend angeführte Motor an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit befestigt, um als das Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte Masse zu funktionieren. Daher kann das Niveau der TCFF zum Zeitpunkt des Fahrens über eine unebene Straße verringert werden, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden, und außerdem kann eine durch eine Schwingung am im Rad eingebauten Motor auferlegte Belastung verringert werden.
Durch Verwenden des im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug mit im Rad eingebautem Motor mit einem ausgezeichneten Raumausnutzungsgrad und Übertragungswirkungsgrad der Antriebskraft und guten Fahreigenschaften realisiert werden.

Claims

Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors für ein Direktantriebsrad an einem ungefederten Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie, wobei die Fahrzeugkarosserie mittels eines Aufhängungselementes aufgehangen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: Befestigen des Motors am ungefederten Abschnitt und/oder der Fahrzeugkarosserieseite mittels eines Dämpfungselementes oder einer Dämpfungseinheit, um als das Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte Masse zu funktionieren.
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors nach Anspruch 1, das außerdem die folgenden Schritte aufweist: Verbinden eines sich nicht drehenden Gehäuses (3a) des Motors (3) und eines Radträgers (5) mittels eines ersten elastischen Elementes (11); und Verbinden eines sich drehenden Gehäuses (3b) des Motors und des Rades (2) mittels eines zweiten elastischen Elementes (13).
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors nach Anspruch 1, das außerdem die folgenden Schritte aufweist: Verbinden eines sich nicht drehenden Gehäuses (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) und eines Radträgers (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit (21); und Verbinden eines sich drehenden Gehäuses (3b) des Motors für das Tragen des Rotors (3R) des Motors (3) und des Rades (5) mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit (18), die vom Rad (5) in der radialen Richtung exzentrisch sein kann.
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors nach Anspruch 1, das außerdem die folgenden Schritte aufweist: Verbinden eines sich nicht drehenden Gehäuses (3a) des Motors (3) und eines Radträgers (5) mittels einer direktwirkenden Führungseinheit (21) einschließlich einer Dämpfungseinrichtung; und Verbinden eines sich drehenden Gehäuses (3b) des Motors und des Rades (5) mittels eines zweiten elastischen Elementes (13).
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das außerdem den folgenden Schritt aufweist: Befestigen des Motors (3), um zu sichern, dass die Resonanzfrequenz des befestigten Motors höher wird als die Resonanzfrequenz der gefederten Masse und niedriger als die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse.
Im Rad eingebautes Motorsystem für das Antreiben eines Rades mittels eines Elektromotors, wobei der Motor hohl geformt ist, wobei er an einem ungefederten Abschnitt eines Fahrzeuges befestigt ist, wobei die Fahrzeugkarosserie durch ein Aufhängungselement aufgehangen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor an beiden von oder einem von ungefedertem Abschnitt und einer Fahrzeugkarosserieseite mittels eines Dämpfungselementes oder einer Dämpfungseinheit so befestigt wird, dass die Masse des Motors als die Masse in der dynamischen Dämpfungseinrichtung zur Wirkung gebracht wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem der Motor (3) und das Rad (2) mittels eines Gleichlaufgelenkes (16) oder mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit (18) verbunden werden, die vom Rad (2) in der radialen Richtung exzentrisch sein kann.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 7, bei dem die Antriebskraftübertragungseinheit (18) eine Kupplungseinheit (18) ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen (18A~18C) und direktwirkende Führungen (18p, 18q) für das Verbinden von benachbarten Lamellen (18A~18C) und für das Führen der benachbarten Lamellen (18A~18C) in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) und ein Radträger (5), der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit (21) verbunden werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem das Pufferelement (11) oder eine Puffereinheit (25) zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse (3a) des Motors (3) und dem Radträger (5) oder/und zwischen dem sich drehenden Gehäuse (3b) und dem Rad (2) vorhanden ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) und ein Radträger (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines ersten elastischen Elementes (11) verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors für das Tragen eines Rotors (3R) und das Rad (2) mittels eines zweiten elastischen Elementes (13) verbunden werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 11, bei dem wenigstens ein oder beide des ersten und zweiten elastischen Elementes (11, 13) eine Luftfeder (11T, 13T) sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 11, bei dem das zweite elastische Element (13) zylindrisch ist, ein Ende dieses Zylinders (13R) mit dem Rad (2) verbunden ist und das andere Ende mit dem sich drehenden Gehäuse (3b) verbunden ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 11, bei dem das Rad (2) und das sich drehende Gehäuse (3b) durch 16 oder weniger plattenartige elastische Elemente (13a~13d) verbunden sind, die in gleichen Abständen parallel zur tangentialen Richtung des Rades angeordnet sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 14, bei dem sich drehende Gelenkeinheiten (13z), deren Achsen in der tangentialen Richtung des Motors liegen, auf beiden Endflächen in der Breitenrichtung der plattenartigen elastischen Elemente (13a~13d) vorhanden sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 11, bei dem Rippen (2m), die sich vom sich drehenden Gehäuse (3b) in Richtung des Rades erstrecken, und Rippen (2n), die sich vom Rad (2) in Richtung des sich drehenden Gehäuses erstrecken, mittels eines elastischen Elementes (15) an einer Vielzahl von Stellen verbunden sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient eines Materials, das das erste und zweite elastische Element (11, 13) bildet, 1 bis 120 MPa beträgt.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient eines Materials, das das erste und zweite elastische Element (11, 13) bildet, 10 bis 300 GPa beträgt.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem das erste elastische Element (11) einen niedrigeren Elastizitätsmodul in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges aufweist als einen Elastizitätsmodul in der Längsrichtung.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) mit dem Radträger (5) mittels einer direktwirkenden Führungseinheit (14) mit einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung anstelle des ersten elastischen Elementes (11) verbunden ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) mit dem Rad (2) mittels eines Gleichlaufgelenkes (16) verbunden ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 21, bei dem das zweite elastische Element (13) in der Mittelposition der Masse des Motors (3) in der Breitenrichtung des Motors befestigt ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei dem das sich drehende Gehäuse (3a) mit dem Rad (2) mittels einer Kupplungseinheit (18) verbunden ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen (18A~18C) und direktwirkende Führungen (18p, 18q) für das Verbinden von benachbarten Lamellen (18A~18C) und für das Führen der benachbarten Lamellen (18A~18C) in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) mit dem Radträger (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes (11) oder einer Puffereinheit (25) verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors (3) mit dem Rad (2) mittels einer Kupplungseinheit (18) verbunden ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen (18A~18C) und direktwirkende Führungen (18p, 18q) für das Verbinden von benachbarten Lamellen (18A~18C) und für das Führen der benachbarten Lamellen (18A~18C) in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) mit dem Radträger (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes (11) oder einer Puffereinheit (25) verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors (3) mit dem Rad mittels einer hohlen, scheibenartigen Lamelle (20A~20C) mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen (19A, 19B) auf der Seite des Motors (3) und der Seite des Rades (2) verbunden wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 25, bei dem die direktwirkenden Führungen (19A, 19B) in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der hohlen, scheibenartigen Lamelle (20A~20C) in einem Abstand von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der Lamelle (20A~20C) angeordnet sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 26, bei dem die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen (19B) auf der Seite des Motors (3) 45° von der radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamelle (20A~20C) sind, und bei dem die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen (19A) auf der Seite des Rades (2) senkrecht zu den Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen (19B) auf der Seite des Motors (3) sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) mit dem Radträger (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit (21) verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors (3) mit dem Rad (2) mittels einer ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle (20M), die eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen (19P, 19Q) auf der Motorseite und der Radseite aufweist, und mittels einer zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle (20N) verbunden wird, die auf der Innenseite der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle (20M) angeordnet ist und eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen (19R, 19S) aufweist, die in einer entgegengesetzten Weise zu der der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle (20M) angeordnet sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 28, bei dem die direktwirkenden Führungen (19P~19S) in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamellen (20M, 20N) in einem Abstand von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamellen (20M, 20N) angeordnet sind, wobei die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen (19Q, 19S) auf der Seite des Motors (3) der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamellen (20M, 20N) 45° von der radialen Richtung der Lamellen (20M, 20N) betragen, und wobei die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen (19P, 19R) auf der Seite des Rades (3) der Lamellen (20M, 20N) senkrecht zu den Arbeitsrichtungen der direktwirkenden Führungen (19Q, 19S) auf der Seite des Motors (3) sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 29, bei dem die Masse der ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle (20M, 20N) der Masse der zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle gleichgesetzt ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 30, bei dem jede der direktwirkenden Führungen (18p) aus einer Führungsschiene (18x), die mindestens eine Aussparung oder einen Vorsprung aufweist, die sich in der radialen Richtung der Lamelle (18A) erstreckt, und einem Führungselement (18y) besteht, das mit der Führungsschiene (18x) in Eingriff kommt.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 31, bei dem Stahlkugeln (18m) zwischen der Führungsschiene (18x) und dem Führungselement (18y) angeordnet werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 30, bei dem Nuten, die sich in der radialen Richtung erstrecken, in den entgegengesetzten Seiten der Lamellen (18A~18C) gebildet werden, und bei der Stahlkugeln (18M), die sich längs der Nuten (18a~18c) bewegen können, zwischen den Lamellen (18A~18C) angeordnet werden, um die benachbarten Lamellen (18A~18C) in der radialen Richtung der Scheibe zu führen.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 23 bis 33, bei dem, wenn die Anzahl der Lamellen (18A~18C) durch N verkörpert wird, die Lamellen (18A~18C) in einer derartigen Weise angeordnet werden, dass der durch benachbarte direktwirkende Führungen (18p, 18q) oder Nuten (18a~18c) in der axialen Richtung der Lamellen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° vom Endabschnitt zunimmt.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) und ein Radträger (5), der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes (23A) verbunden werden, das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder H-förmigen Verbindungsgliedern aufweist, die jeweils zwei Arme (23m, 23n) aufweisen, die mittels einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung (23k) drehbar verbunden sind, wobei das Ende des einen Armes (23m) mit dem sich nicht drehenden Gehäuse (3a) und das Ende des anderen Armes (23n) mit dem Radträger (5) verbunden wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem eine Wellenaufhängungseinheit bereitgestellt wird und das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) des Motors (3) und die Welle (9J) mittels eines Pufferelementes (24) verbunden werden, das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder H-förmigen Verbindungsgliedern aufweist, wobei ein jedes zwei Arme (24m, 24n) aufweist, die mittels einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung (24k) drehbar verbunden werden, wobei das Ende des einen Armes mit dem sich nicht drehenden Gehäuse (3a) und das Ende des anderen Armes mit der Welle (9J) verbunden werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors und ein Radträger (5) mittels zwei Lamellen (25A, 25B) verbunden werden, deren Arbeitsrichtungen auf die vertikale Richtung des Fahrzeuges durch direktwirkende Führungen (25a) beschränkt sind, und die zwei Lamellen (25A, 25B) mittels Federn (25b) und Dämpfungseinrichtungen (25c) verbunden werden, die in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges funktionieren.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, bei dem der Motor (3) an einem Radträger (5), der ein Teil um das Rad ist, mittels direktwirkender Führungen (18) und einer Puffereinheit (30) in einer derartigen Weise getragen wird, dass er sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen kann, und bei dem die Puffereinheit (30) Ventile (27m, 28m) zwischen einem Hydraulikzylinder (26) und einem Vorratsbehälter (29) aufweist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 38, bei dem die obere Kolbenkammer (26a) und die untere Kolbenkammer (26b) des Hydraulikzylinders (26) jeweils mit einem Arbeitsöldurchgang (27, 28) mit einem unabhängigen Ventil (27m, 28m) und einem Vorratsbehälter (29A, 29B) versehen sind.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 38, bei dem die obere Kolbenkammer (26a) und die untere Kolbenkammer (26b) des Hydraulikzylinders (26) jeweils mit einem Arbeitsöldurchgang (27, 28) mit einem unabhängigen Ventil (27m, 28m) versehen sind, und bei dem die zwei Arbeitsöldurchgänge (27, 28) mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter (29C) verbunden werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 38, bei dem die obere Kolbenkammer (26a) und die untere Kolbenkammer (26b) des Hydraulikzylinders (26) durch Arbeitsöldurchgänge (27, 28) verbunden werden, wobei ein jeder ein unabhängiges Ventil (27m, 28m) aufweist, und bei dem die untere Kolbenkammer (26b) mit einem Vorratsbehälter (29C) verbunden wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, das einen Elektromotor (41) in einem Radabschnitt aufweist, um ein Rad anzutreiben, bei dem: der Motor (40) ein Getriebemotor (40) ist, der einen Motor (41) mit hohlem Innenrotor und ein Reduktionsgetriebe (42) aufweist, wobei das sich nicht drehende Gehäuse (43) dieses Getriebemotors (40) und ein Radträger (5), der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes (44) verbunden werden, und wobei die Abtriebswelle des Reduktionsgetriebes (42) und das Rad (2) mittels einer Welle (45) mit einem Universalgelenk (45j) verbunden werden.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 42, bei dem eine direktwirkende Führung (47k) für das Führen des Motors (40) in einer vertikalen Richtung zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse (43) und dem Radträger (5) angeordnet wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 42, bei dem das sich nicht drehende Gehäuse (3a) des Motors für das Tragen des Stators (3S) eines Motors (3) mit hohlem Außenrotor mit einem Radträger (5) verbunden wird, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors für das Tragen des Rotors (3R) des Motors mit dem Rad (2) verbunden wird, und eine Radhalterungseinheit (31) an der Innenseite des Motors (3) vorhanden ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 44, bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) im Rad (2) einbeschrieben ist und der Radträger (5) und der Nabenabschnitt (4) des Systems, der mit der Rotationsachse des Rades (2) verbunden ist, mittels eines Nabenlagers (31) verbunden werden, das auf der Innenseite des hohlen Motors (3) vorhanden ist, um das Rad (2) zu halten.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 44 oder 45, bei dem das sich drehende Gehäuse (3b) mit dem Rad (2) mittels elastischer Elemente (32) verbunden wird.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 46, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient des Materials der elastischen Elemente (32) 1 bis 120 MPa beträgt.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 44 bis 47, bei dem eine Bremsscheibe (8) oder Bremstrommel am Nabenabschnitt (4) befestigt ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 41 oder 44 bis 47, bei dem der Nabenabschnitt (4) des Systems eine Verbindungseinheit (4D) mit der Abtriebswelle (9) des Motors des Fahrzeuges aufweist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 6, das einen hohlen Elektromotor (3) in einem Radabschnitt aufweist, um ein Rad (2) anzutreiben, wobei der Motor (3) an einem Radträger (5), der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels direktwirkender Führungen (54) und Pufferelemente (53) in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und mittels direktwirkender Führungen (57) und Pufferelemente (56) in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen wird, und wobei das sich drehende Gehäuse (3b) des Motors und das Rad (2) mittels einer elastischen Kupplung (18) oder eines Gleichlaufgelenkes (18) in einer derartigen Weise verbunden werden, dass sie voneinander exzentrisch sein können.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 41 oder 49 oder 50, bei dem der Motor (3) ein Motor (3) mit Außenrotor ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 41, 49 oder 50, bei dem der Motor (3) ein Motor (3I) mit Innenrotor ist.
Im Rad eingebautes Motorsystem nach Anspruch 43, bei dem der Motor an einem Radträger (5) mittels direktwirkender Führungen (61) und Pufferelemente (62) in der vertikalen Richtung und mittels direktwirkender Führungen (64) und Pufferelemente (65) in der Längsrichtung des Fahrzeuges getragen wird.