JP2001280233A - ハブ駆動装置 - Google Patents

ハブ駆動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハブ駆動装置であって、定置のハブ支持体
と、回転可能なハブと、ハブ駆動装置に取り付けられた
流体静力学的で斜板構造形式の、ハブと直接的に駆動接
続されているアキシャルピストンモータと、ハブ支持体
とハブとの間で直接的に接続されているブレーキとが設
けられている形式のものを改良し、特に半径方向ででき
るだけコンパクトな寸法で、高い出力密度を備え、僅か
なコストで製作可能なものを提供する。 【解決手段】 アキシャルピストンモータ3が、外側支
承されたシリンダブロック14と、ハブ2に回転同期的
に連結された、横方向力を受けないトルクバーとして形
成されたモータ軸17とを有しており、ハブ2がハブ支
持体1に支承するための独立した軸受配置構成4a,4
bを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にホイールハブ
駆動装置であるハブ駆動装置であって、定置のハブ支持
体と、回転可能なハブと、前記ハブ駆動装置に取り付け
られた流体静力学的で斜板構造形式の、ハブと直接的に
駆動接続されているアキシャルピストンモータと、ハブ
支持体とハブとの間で直接的に接続されているブレーキ
とが設けられている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】ハブ駆動装置における根本的な問題は、
提供されるスペースが多くの場合制限されていることで
ある。つまりハブ駆動装置は、ホイールハブ駆動装置と
して使用される場合はリムの内側に設けなければならな
い。請求項1の上位概念に記載したようなハブ駆動装置
はドイツ連邦共和国特許公開第2407274号明細書
によって公知である。この公知の明細書で開示された構
成では、アキシャルピストンモータのモータ軸の軸受は
同時に回転可能なハブの支承部も兼ねている。したがっ
てこのような配置構成では、モータ軸とハブとの共通の
支承部も、モータ軸も、ハブに作用する外側負荷と駆動
機構力(横方向力)との合計に基づいて、寸法を設定し
なけれなならない。したがって曲げ負荷を僅かに維持す
るために、モータ軸と軸受とを極めて頑丈に設計する必
要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べたような形式のハブ駆動装置を改良
し、特に半径方向でできるだけコンパクトな寸法で、高
い出力密度を備え、僅かなコストで製作可能なものを提
供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の本発明の装置によれば、アキシャルピストンモータ
が、外側支承されたシリンダブロックと、ハブに回転同
期的に連結された、横方向力を受けないトルクバーとし
て形成されたモータ軸とを有しており、前記ハブがハブ
支持体に支承するための独立した軸受配置構成を有して
いる。
【0005】
【発明の効果】したがって本発明の主要な考え方は、ア
キシャルピストンモータのモータ軸が駆動機構に制限さ
れた横方向力も、外側負荷に関連する横方向力も受けな
いように、該モータ軸を保持し、したがってその直径を
最小限に抑えるというものである。このために一方でモ
ータ軸は横方向力を受けないトルクバーとして構成され
ており、それに応じてシリンダブロックはモータ軸では
なくモータケーシングに支承されており(モータ軸に対
する内側支承とは異なるいわゆる外側支承)、他方では
ハブは独立した軸受配置構成を備えている。ブレーキが
ハブとハブ支持体との間で直接的に接続されているの
で、モータ軸は、ブレーキ作動時に生じるブレーキモー
メントに起因するねじり力を受ける必要がない。モータ
軸は単にモータから与えられた出力モーメントしか受容
する必要がない。
【0006】ハブはハブ支持体の外側または内側に支承
することができる。本発明の有利な実施形態によれば、
ハブが中央のジャーナルを備え、このジャーナルが、ハ
ブ支持体に結合されるかまたはハブ支持体に形成される
軸受区分の半径方向内側に配置されており、半径方向で
ジャーナルと軸受区分との間に軸受配置構成が設けられ
ており、ブレーキが軸受配置構成の半径方向外側に設け
られている。
【0007】このような構造によって、ブレーキの直径
をできるだけ大きく形成することができるので、本発明
のハブ駆動装置がコンパクトなサイズを有しているにも
かかわらず、大きなブレーキ力を形成することができ
る。
【0008】ハブ駆動装置が高い半径方向負荷を受容す
ることができるように、有利には軸受配置構成がO字形
配置形式の、2つの傾斜形ころ軸受、特に2つの円錐こ
ろ軸受から成っている。
【0009】有利には、傾斜形ころ軸受がジャーナルに
配置された軸ナットによって予荷重を受けている。
【0010】本発明の実施形態によれば、ブレーキが軸
方向で軸受配置構成の領域に設けられているので、軸方
向でもコンパクトなサイズが得られる。
【0011】ハブとモータ軸とが回転同期的に連結され
ている実施形態が、ハブ駆動装置のサイズを小さくする
ために役立ち、この場合モータ軸がジャーナルの中央の
孔に入り込んで長手方向歯列を備え、この長手方向歯列
が孔の長手方向歯列と作用接続されている。
【0012】ハブが、少なくとも1つのリムを取り付け
るためのフランジを有していると、本発明のハブ駆動装
置は、ホイールハブ駆動装置として使用することができ
る。この場合フランジとジャーナルとが互いに一体的に
形成されていると、製作コストに関して有利である。
【0013】さらに有利には、ハブがリムセンタリング
部材を有し、フランジが取付孔を有している。
【0014】フランジが、ブレーキをカバーする連行ド
ラムを有し、連行ドラムがブレーキに係合するために形
成されていることによって、本発明のハブ駆動装置にお
けるブレーキの配置構成は構造的に有利な形式で得られ
る。
【0015】さらに有利には、連行ドラムが着脱可能に
フランジに結合されている。このような構成は、連行ド
ラムがホイール固定ねじによって軸方向で固定可能であ
って、連行ドラムとフランジとの間のブレーキモーメン
ト伝達のために、ホイール固定ねじが設けられていて、
かつ/またはフランジの外周面に、ならびに連行ドラム
の内周面にそれぞれ長手方向歯列が設けられている有利
な実施形態によって得られる。
【0016】有利には、ブレーキが液圧式に接続解除可
能なスプリング蓄力式・多板式ブレーキとして、特に潤
滑作動するように構成されている。ブレーキがアキシャ
ルピストンモータのオイル循環系に接続されていると、
流体静力学的な循環系の冷却装置およびフィルタ装置を
一緒に使用することができる。したがってブレーキは高
いブレーキ性能を備えることができる。
【0017】これに関連して有利には、半径方向で連行
ドラムの端部区分とハブ支持体との間にシールエレメン
ト、特に軸シールリングが配置されている。この軸シー
ルリングは摩耗した場合に、連行ドラムを取り外して簡
単に交換することができる。
【0018】ハブ支持体が取付フランジを備えている
と、本発明のハブ駆動装置は簡単な形式で車両に取り付
けることができる。
【0019】本発明の別の実施形態によれば、アキシャ
ルピストンモータがスペースを節約してハブ支持体の内
側に配置されている。この場合第1実施形態に基づいて
特に有利には、ハブ支持体がアキシャルピストンモータ
のモータケーシングとして形成されている。したがって
独立したモータケーシングは必要ではない。これによっ
て所要スペースが減少される。これに対して提供される
スペースが完全に使用されると、大きな出力を備えたア
キシャルピストンモータを形成することができる。
【0020】ハブ支持体が軸受区分とは反対側の端部で
取り外し可能なカバーを有し、カバーがアキシャルピス
トンモータの制御底部受容部として形成されていると、
アキシャルピストンモータに液圧管路を接続するための
有利なスペース条件が得られる。
【0021】本発明のハブ駆動装置の実施形態によれ
ば、斜板がハブ支持体から取り外し可能であって、これ
によってハブ駆動装置を簡単に組み付け、組み外すこと
ができる。
【0022】本発明の有利な第2実施形態によれば、ハ
ブ支持体がアキシャルピストンモータのモータケーシン
グを受容するための支持ケーシングとして形成されてお
り、モータケーシングが半径方向でモータケーシングと
ハブ支持体との間に配置された、トルクを伝達し振動を
抑える手段によってハブ支持体に固定されており、トル
クを伝達し振動を抑える手段がモータ軸に前置接続およ
び/または後置接続されている。
【0023】本発明のハブ駆動装置のこのような実施形
態によれば、固体伝搬音を遮断することによって、固体
伝搬音のさらなる伝達を防止するかまたは少なくとも減
少することができる。この場合アキシャルピストンモー
タの内側の音響学的な遮断は、一方では、別個の支持ケ
ーシングを形成するハブ駆動装置に、振動緩衝ひいては
騒音緩衝が得られるように、モータケーシングを取り付
けること、他方ではモータ軸を付加的に内側および/ま
たは外側で(音響学的に)遮断することによって得られ
る。ハブ駆動装置を包囲するようになっている騒音遮断
手段に対して、このような構成は付加的なスペースを必
要としない。
【0024】本発明の有利な実施形態によれば、トルク
を伝達し振動を抑える手段が、エラストマ、エラストマ
混合物、単一または複数の材料から成る非鉄金属、プラ
スチックもしくはプラスチック混合物から形成される。
これらの異なる形式の材料の組み合わせも有利である。
【0025】別の弾性率を有する中間構成部材を使用す
ることによって、固体伝搬音伝達を常に中断もしくは減
少させることが重要である。所望の緩衝特性に関して、
適当な材料または材料混合物が使用される。
【0026】本発明の特に有利な実施形態によれば、ア
キシャルピストンモータが定容量形モータとして構成さ
れている。
【0027】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図示の
実施例を用いて詳しく説明する。
【0028】図1および図2に示されたハブ駆動装置
(Nabenantrieb)はそれぞれホイールハブ駆動装置とし
て形成されている。ハブ駆動装置はハブ支持体1と、こ
のハブ支持体の内側に設けられた回転可能なハブ2を有
している。ハブ支持体1は図1に示した第1実施例にお
いて斜板構造形式のアキシャルピストンモータ3(定容
量形モータ)のモータケーシングとして構成されてい
る。原則的にアキシャルピストンモータ3を調整モータ
として構成することもできる。
【0029】ハブ2は中央に配置されたジャーナル2a
を有しており、このジャーナル2aはハブ支持体1に一
体成形された軸受区分1aの半径方向内側に配置されて
いる。ジャーナル2aと軸受区分1aとの間に、2つの
傾斜形ころ軸受(Schraegwaelzlager)(本実施例では
円錐形ころ軸受)から成る軸受配置構成4a,4bが設
けられている。傾斜形ころ軸受はO字形配置構成を有し
ており、ジャーナル2aにおいて調節可能な軸ナット5
によってプレロード(予荷重)を受けている。
【0030】ハブ駆動装置を車両に組み込むために、ハ
ブ支持体1は取付フランジ1bを有している。
【0031】ハブ2において、ジャーナル2aと一体的
にフランジ2bが形成されており、フランジ2bによっ
て、少なくとも1つのリム(一点差線で示した)が、取
付孔(ねじ山付孔)6と、取付孔6のために設けられ
た、図示していないホイール固定ねじとによって、ハブ
駆動装置に結合可能である。リムの取り付けは、ハブ2
に一体成形されたリムセンタリング部材7によって簡単
になっている。
【0032】取付孔6とホイール固定ねじとによって、
連行ドラム8が軸方向に固定されており、連行ドラム8
にスプリング蓄力式・多板式ブレーキ(Federspeicher-
Lamellenbremse)として構成されたブレーキ9が配置さ
れており、ブレーキ9はリング状の皿ばね10によって
閉鎖方向で負荷され、リング状のブレーキピストン11
によって、液圧式に解除可能である。軸受配置構成4
a,4bの半径方向外側に、有利には軸方向内側に位置
するブレーキ9はブレーキ薄板を有しており、ブレーキ
薄片は交互に連行ドラム8とハブ支持体1とに係合する
ように位置している。これによってブレーキ9はハブ支
持体1とハブ2との間で直接的に接続されている。ハブ
2のフランジ2bと連行ドラム8との間のブレーキモー
メント伝達は、フランジ2bの外周面に位置する長手方
向歯列12および/またはホイール固定ねじによって得
られ、この長手方向歯列12は、連行ドラム8の内周面
に位置する、軸方向に延びているブレーキ薄板歯列13
に係合する。
【0033】ハブ支持体1に、外側支承された、アキシ
ャルピストンモータ3のシリンダブロック14と斜板1
5とが配置されている。ハブ支持体1は、軸受区分1a
とは反対側の端部で取り外し可能なカバー16を備えて
おり、このカバー16はアキシャルピストンモータ3の
制御底部受容部として構成されている。斜板15、シリ
ンダブロック14および別のモータ構成部材は、カバー
16が取り外された状態で、組み付けもしくは組み外し
を行うすることができる。斜板15が取り出された状態
で、軸受配置構成4a,4bは組み付けまたは組み外
し、もしくは予荷重の調節を行うことができる。
【0034】アキシャルピストンモータ3とハブ2との
間のトルク伝達は、トルクバーとして構成されているモ
ータ軸17を介して得られる。シリンダブロック14が
外側で支承されていることによって、モータ軸17は駆
動機構に制限された横方向力で負荷されていない。ハブ
2が独自の軸受配置構成4a,4bを有しているので、
モータ軸17は外側の負荷も受けない。さらにブレーキ
9がハブ2とハブ支持体1との間で直接的に接続されて
いることに基づいて、ブレーキモーメントがモータ軸1
7から伝達されることがない。したがって軸撓みに関す
る負荷が生じない。モータ軸17は単にアキシャルピス
トンモータ3の駆動モーメントを受け、それに応じて小
さく構成することができる。
【0035】モータ軸17は長手方向歯列によってシリ
ンダブロック14と回転同期的に接続されている。モー
タ軸17をハブ2と回転同期的に連結するために、ジャ
ーナル2aは中央の孔2cを有しており、孔2cにモー
タ軸17が入り込んでいる。さらに孔2cも、孔2cに
入り込んだモータ軸17の端部も、長手方向歯列を有し
ている。このような配置構成によって、所定の限度ま
で、シリンダブロック14とモータ軸線17との間の角
度補償が得られ、シリンダブロック14と孔2cとの間
の整合補償が得られる。
【0036】ブレーキ9はアキシャルピストンモータ3
のオイル循環系に接続されており、ブレーキ9は潤滑作
動する。漏れを防止するために、半径方向で連行部材8
の端部区分8aとハブ支持体1との間に軸シールリング
18が配置されている。軸シールリング18が摩耗する
と、この軸シールリング18は簡単な形式で交換するこ
とができる。なぜならばハブ支持体1の外径が連行ドラ
ム8の端部区分8aの領域で、ブレーキ9の外径よりも
大きくなっているからである。したがって連行ドラム8
は、ホイールねじを外したあとで、図面で左手方向に引
き出すことができる。つまり軸シールリング18を交換
するために、ブレーキ9を組み外す必要がない。ハブ駆
動装置は車両に組み込まれたままである。
【0037】図2に示した第2実施例では、図1に示し
た第1実施例とは異なり、ハブ支持体1がモータケーシ
ングとしてではなく、アキシャルピストンモータ3のモ
ータケーシング3aを収容するための支持ケーシングと
して構成されている。この場合モータケーシング3a
は、半径方向でモータケーシング3aとハブ支持体1と
の間に配置された、トルクを伝達し振動を抑える緩衝手
段構成部材19,20によって、ハブ支持体1に固定さ
れている。このような配置形式によって、ハブ駆動装置
の外寸が変化しなくても、騒音緩衝作用が得られる。
【0038】緩衝手段構成部材19,20は有利にはエ
ラストマから成っている。エラストマ混合物、単一もし
くは複数の材料から成る非鉄金属、プラスチック、また
はプラスチック混合物を使用することもできる。別の弾
性率を有する中間構成部材を使用することによって、固
体伝搬音を中断もしくは減少させるということが重要で
ある。この場合所望の緩衝特性に関連して、適当な材料
または材料混合物が使用される。
【0039】アキシャルピストンモータ3をハブ駆動装
置から完全に振動技術的に連結解除するために、同様に
シリンダブロック14とモータ軸17との間に、トルク
を伝達し振動を抑える緩衝手段構成部材21が配置され
ている。もちろんこのような配置形式に対して選択的ま
たは付加的に、緩衝手段構成部材をモータ軸17とジャ
ーナル2aとの間に対応配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アキシャルピストンモータのモータケーシング
として形成されたハブ支持体を備えた、本発明の第1実
施例のハブ駆動装置を示す断面図である。
【図2】ハブ支持体がアキシャルピストンモータのモー
タケーシングを受容するために構成されている、本発明
の第2実施例のハブ駆動装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ハブ支持体、 1a 軸受区分、 1b 取付フラ
ンジ、 2 ハブ、2a ジャーナル、 2b フラン
ジ、 2c 孔、 3 アキシャルピストンモータ、
3a モータケーシング、 4a,4b 軸受配置構
成、 5 軸ナット、 6 取付孔、 7 リムセンタ
リング部材、 8 連行ドラム、 8a終端部、 9
ブレーキ、 10 皿ばね、 11 ブレーキピスト
ン、 12 長手方向歯列、 13 ブレーキ薄板歯
列、 14 シリンダブロック、15 斜板、 16
カバー、 17 モータ軸、 18 軸シールリング、
19,20,21 緩衝手段構成部材

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハブ駆動装置であって、定置のハブ支持
    体と、回転可能なハブと、前記ハブ駆動装置に取り付け
    られた流体静力学的で斜板構造形式の、前記ハブと直接
    的に駆動接続されているアキシャルピストンモータと、
    前記ハブ支持体と前記ハブとの間で直接的に接続されて
    いるブレーキとが設けられている形式のものにおいて、 前記アキシャルピストンモータ(3)が、外側支承され
    たシリンダブロック(14)と、前記ハブ(2)に回転
    同期的に連結された、横方向力を受けないトルクバーと
    して形成されたモータ軸(17)とを有しており、前記
    ハブ(2)がハブ支持体(1)に支承するための独立し
    た軸受配置構成(4a,4b)を有していることを特徴
    とする、ハブ駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記ハブ支持体(1)に結合されるかま
    たは該ハブ支持体(1)に形成される軸受区分(1a)
    の半径方向内側に配置されている中央のジャーナル(2
    a)を前記ハブ(2)が備え、半径方向で前記ジャーナ
    ル(2a)と前記軸受区分(1a)との間に前記軸受配
    置構成(4a,4b)が設けられており、前記ブレーキ
    (9)が前記軸受配置構成(4a,4b)の半径方向外
    側に設けられている、請求項1記載のハブ駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記軸受配置構成(4a,4b)がO字
    形配置形式の2つの傾斜形ころ軸受、たとえば2つの円
    錐ころ軸受から成っている、請求項2記載のハブ駆動装
    置。
  4. 【請求項4】 傾斜形ころ軸受が前記ジャーナル(2
    a)に配置された軸ナット(5)によって予荷重を受け
    ている、請求項3記載のハブ駆動装置。
  5. 【請求項5】 前記ブレーキ(9)が軸方向で前記軸受
    配置構成(4a,4b)の領域に設けられている、請求
    項1から4までのいずれか1項記載のハブ駆動装置。
  6. 【請求項6】 前記モータ軸(17)が前記ジャーナル
    (2a)の中央の孔(2c)に入り込んで長手方向歯列
    を備え、該長手方向歯列が前記孔(2c)の長手方向歯
    列と作用接続されている、請求項1から5までのいずれ
    か1項記載のハブ駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記ハブ(2)が、少なくとも1つのリ
    ムを取り付けるためのフランジ(2b)を有している、
    請求項1から6までのいずれか1項記載のハブ駆動装
    置。
  8. 【請求項8】 前記フランジ(2b)と前記ジャーナル
    (2a)とが互いに一体的に形成されている、請求項7
    記載のハブ駆動装置。
  9. 【請求項9】 前記ハブ(2)がリムセンタリング部材
    (7)を有し、前記フランジ(2b)が取付孔(6)を
    有している、請求項7または8記載のハブ駆動装置。
  10. 【請求項10】 前記フランジ(2b)が、前記ブレー
    キ(9)をカバーする連行ドラム(8)を有し、該連行
    ドラム(8)が前記ブレーキ(9)に係合するために形
    成されている、請求項7から9までのいずれか1項記載
    のハブ駆動装置。
  11. 【請求項11】 前記連行ドラム(8)が着脱可能に前
    記フランジ(2b)に結合されている、請求項10記載
    のハブ駆動装置。
  12. 【請求項12】 前記連行ドラム(8)がホイール固定
    ねじによって軸方向で固定可能であって、前記連行ドラ
    ム(8)と前記フランジ(2b)との間のブレーキモー
    メント伝達のために、前記ホイール固定ねじが設けられ
    ていてかつ/または前記フランジ(2b)の外周面なら
    びに前記連行ドラム(8)の内周面にそれぞれ長手方向
    歯列(12,13)が設けられている、請求項11記載
    のハブ駆動装置。
  13. 【請求項13】 前記ブレーキ(9)が液圧式に接続解
    除可能なスプリング蓄力式・多板式ブレーキとして構成
    されている、請求項1から12までのいずれか1項記載
    のハブ駆動装置。
  14. 【請求項14】 前記ブレーキ(9)が潤滑作動するよ
    うに構成されている、請求項13記載のハブ駆動装置。
  15. 【請求項15】 前記ブレーキ(9)が前記アキシャル
    ピストンモータ(3)のオイル循環系に接続されてい
    る、請求項14記載のハブ駆動装置。
  16. 【請求項16】 半径方向で前記連行ドラム(8)の端
    部区分(8a)と前記ハブ支持体(1)との間にシール
    エレメント、たとえば軸シールリング(18)が配置さ
    れており、前記ハブ支持体(1)の外径が前記連行ドラ
    ム(8)の前記端部区分(8a)の領域で、前記ブレー
    キ(9)の外径よりも大きくなっている、請求項10か
    ら15までのいずれか1項記載のハブ駆動装置。
  17. 【請求項17】 前記ハブ支持体(1)が取付フランジ
    (1b)を備えている、請求項1から16までのいずれ
    か1項記載のハブ駆動装置。
  18. 【請求項18】 前記アキシャルピストンモータ(3)
    が前記ハブ支持体(1)の内側に配置されている、請求
    項1から17までのいずれか1項記載のハブ駆動装置。
  19. 【請求項19】 前記ハブ支持体(1)が前記アキシャ
    ルピストンモータ(3)のモータケーシングとして形成
    されている、請求項18記載のハブ駆動装置。
  20. 【請求項20】 前記ハブ支持体(1)が前記軸受区分
    (1a)とは反対側の端部で取り外し可能なカバー(1
    6)を有し、該カバー(16)が前記アキシャルピスト
    ンモータ(3)の制御底部受容部として形成されてい
    る、請求項19記載のハブ駆動装置。
  21. 【請求項21】 斜板(15)が前記ハブ支持体(1)
    から取り外し可能である、請求項20記載のハブ駆動装
    置。
  22. 【請求項22】 前記ハブ支持体(1)が前記アキシャ
    ルピストンモータ(3)のモータケーシング(3a)を
    受容するための支持ケーシングとして形成されており、
    前記モータケーシング(3a)が半径方向で該モータケ
    ーシング(3a)と前記ハブ支持体(1)との間に配置
    された、トルクを伝達し振動を抑える手段(19,2
    0)によって前記ハブ支持体(1)に固定されており、
    トルクを伝達し振動を抑える手段(21)がモータ軸に
    前置接続および/または後置接続されている、請求項1
    8記載のハブ駆動装置。
  23. 【請求項23】 トルクを伝達し振動を抑える前記手段
    (19,20)が、エラストマ、エラストマ混合物、単
    一または複数の材料から成る非鉄金属、プラスチックも
    しくはプラスチック混合物から形成される、請求項22
    記載のハブ駆動装置。
  24. 【請求項24】 前記アキシャルピストンモータ(3)
    が定容量形モータとして構成されている、請求項1から
    23までのいずれか1項記載のハブ駆動装置。
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