JP2003509283A - 車両の車輪を駆動するための車輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブレーキ（１５）は駆動モータ（１）と減速段（３、１１）の間に配設されている。減速段（３、１１）を直接隣接して配設することにより、均一な温度レベルが生じ、減速段（３、１１）が十分に潤滑される。車輪軸受装置（１３）は第１減速段（３）の半径方向外側に、但し軸方向には第１減速段（３）の区域にある。これによって優れた効率と整備しやすさが特徴な、軸方向に極めてコンパクトな車輪駆動装置が作り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念で詳しく定義された種類の、車両の車輪を駆動
するための車輪駆動装置に関する。

【０００２】 車両の車輪を駆動するための車輪駆動装置は、とりわけ各被駆動車輪が独自の
駆動モータを有する低床形バスで使用される。バス内に十分に広い通路幅を得る
ために、車輪駆動装置の軸方向延長をなるべく小さくすることが必要である。

【０００３】 複数個のモータが車軸に対して非同軸に配列され、第１減速段を介して第２減
速段が駆動され、第２減速段の出力部が駆動輪に作用する、複数個のモータを備
えた電動式個別車輪駆動装置がドイツ国特許公報ＤＥ １９７ ０９ ５７９ Ａ１
に開示されている。第１減速段と第２減速段の間に車輪軸受装置とブレーキディ
スクが配設され、さらにブレーキディスクはダブルタイヤ装着の駆動輪のリムの
長さの範囲内にある。２つの減速装置を車輪軸受装置で互いに引き離して配設す
ることにより、とりわけはすば歯車の場合に減速装置の送り作用で油面の変位が
生じ、それが減速段の潤滑に悪影響を及ぼす。車輪駆動装置の軸方向長さをコン
パクトにし、しかも所要のトルクを供給することができるためには、複数個の電
動駆動モータを使用しなければならない。

【０００４】 本発明の根底にあるのは、軸方向長さがコンパクトに構成され、ブレーキがリ
ムの内側に配設され、各車輪駆動装置ごとに唯１個の駆動モータが使用され、減
速装置が十分に潤滑され、かつ優れた効率を特徴とする、車輪駆動装置を提供す
る課題である。

【０００５】 この課題は主請求項の特徴を有する、種概念に基づく車輪駆動装置によって解
決される。

【０００６】 本発明によれば、車輪駆動装置はリムの軸方向長さの範囲内に配設されたブレ
ーキによって制動することができ、その際上記のリムはシングルタイヤ用のリム
であってもよく、ブレーキは駆動モータと減速段の間に配設されている。複数の
減速段を互いに直接隣接して配設することにより、減速段が配設された共通の区
域内にある潤滑剤で歯のすべての被動部分を潤滑することができる。こうして均
一な温度レベルが生じ、減速装置を車輪の外側に配設することにより熱を外界に
よく放出することができる。駆動モータが車軸に対して非同軸に配設されている
から、リムと駆動モータの間にブレーキ及びブレーキ操作装置を配設する取付け
場所が生じる。車輪軸受装置が必要とする軸方向取付け場所を駆動モータに設け
るために、車輪の力を受けるための車輪軸受装置を第１減速装置の半径方向上側
に配設することが好ましい。こうして車輪駆動装置の全長を増加せずに、好まし
くはギャップ直径に近いか又は等しい最大有効長さで駆動モータを構成すること
ができるから、駆動モータの効率が向上する。 車輪軸受装置が、第１減速段の半径方向外側に配設され、但し第１減速段の軸
方向長さの範囲内にあることにより、ホイールハブ、第２減速段の部材及び軸受
フランジを車輪軸受装置と組合わせて１つのコンパクトなユニットとすることが
可能である。このユニットは車輪駆動装置の解体のときも分解しないでよいから
、整備の場合の組立の際に車輪軸受装置を改めて調整する必要がない。第２減速
段は遊星歯車装置として構成することが好ましい。その場合遊星歯車装置のプラ
ネットキャリアが出力部をなし、リングギヤは車輪軸受装置を担持するハブ支持
材と連結され、内側中心歯車が入力部をなす。しかしリングギヤを出力部として
構成することも可能である。内側中心歯車は第１減速段によって駆動される。第
１減速段は、そのリングギヤが出力部をなし、駆動ピニオンがリングギヤ及び少
なくとも２個の中間歯車とかみ合って入力部をなし、中間歯車を保持するキャリ
アが遊転不能に取り付けられるように構成することが好ましい。駆動ピニオンが
リングギヤと直接かみ合うことにより、駆動ピニオンを駆動する駆動モータを車
軸に対して最大間隔で配設することができるから、ブレーキ及びブレーキ操作装
置のために十分な取付け場所が生じる。駆動ピニオンがリングギヤ及び少なくと
も２個の中間歯車とかみ合うことにより、駆動ピニオンのトルクが分割され、そ
の結果駆動ピニオンの寿命が増加し、こうして第１減速段をコンパクトに構成す
ることができるから、車輪軸受装置の直径が縮小される。駆動モータのハウジン
グが車輪の力を伝達し、車輪の力が伝達される車輪軸受装置を担持するハブ支持
材への駆動モータのフランジ付け面が車輪の荷重作用線の区域にあることにより
、フランジ付け面とその結合部材には荷重作用線から離れた区域からの付加トル
ク負荷が働かないから、車輪の力を受ける支持部材の結合部材の長さを小さくす
ることができる。こうして軸受フランジへの駆動モータ・ハウジングのフランジ
付け面の半径方向長さを小さくすることができるから、遊転不能に配設された軸
受フランジと車輪回転数で回転するホイールハブとの間にシール部材を配設する
ことができる。ホイールハブは半径方向長さが小さいため、比較的小さな周速を
相手にしなければならない。駆動モータのハウジングは車軸ブリッジと連結する
か、又は受座を備え、ここに車輪駆動装置を車体に固定するための固定部材を配
設することができる。駆動モータは車輪の内側に配設されているから、エネルギ
ー供給を有利に行うことができる。ホイールハブにひれを配設することが好まし
い。ホイールハブの回転とともにひれがホイールハブの周囲の媒質を運動させる
から、ブレーキ及び車輪駆動装置が冷却される。駆動モータのハウジングを冷却
液が貫流することが好ましい。それによって冷却液は駆動モータを冷却し、その
他の車輪駆動装置への駆動モータのフランジ付け面を介してその他の車輪駆動装
置も冷却する。

【０００７】 減速段及びブレーキを直接隣接して配設し、ブレーキを減速段と駆動モータの
間、但しリムの軸方向及び半径方向長さの範囲内に配設することによって、コン
パクトな構造を特徴とし、駆動モータを最適な効率で使用することができ、減速
段が十分に潤滑される車輪駆動用の車輪駆動装置が得られる。

【０００８】 その他の特徴は図の説明で明らかである。

【０００９】 図１： 車軸に対して非同軸に配設された駆動モータ１は、電動駆動モータとして構成
することが好ましいが、油圧又は空気駆動モータとして構成することもでき、好
ましくは駆動モータ１のハウジング４に通された第１減速段３の入力軸を駆動す
る。駆動モータ１のハウジング４は好ましくは水冷式であり、結合部材によって
ハブ支持材５と連結される。ハブ支持材５への駆動モータ１のフランジ付け面６
は、車輪の力が車輪駆動装置に作用する荷重作用線７の区域にある。フランジ付
け面６を荷重作用線７の区域に配設することにより、ハブ支持材５と駆動モータ
１のハウジング４を連結する結合部材には、車両重量から生じるトルク負荷がま
ったく又は僅かしか働かない。こうしてフランジ付け面６の半径方向長さを小さ
くすることができ、車輪回転数で回転するホイールハブ９とハブ支持材５の間に
、この直径でシール部材８を配設することが可能である。フランジ付け面６の半
径方向長さが小さいので、シール部材８の周速も小さく、それがシール部材８の
寿命によい影響を及ぼす。ホイールハブ９は第２減速段１１の出力部をなすプラ
ネットキャリア１０及びリム１２と連結されている。車輪軸受装置１３は、ホイ
ールハブ９、リングギヤ１４、第２減速段１１、シール部材８及びハブ支持材５
と組み合わされて１つのユニットをなす。このユニットはひとたび工場でセット
されると、整備の場合に車輪駆動装置を解体するときも完結した状態を保つ。結
合部材を介してホイールハブ９にブレーキディスク１５が配設され、これでホイ
ールハブ９を制動することができる。ブレーキディスク１５は組立式構造として
取り付けることが好ましいが、完成ブレーキディスクとして取り付けることもで
き、その軸方向取付け位置がシール部材８から離れているので、シール部材８に
対してブレーキディスク１５の熱障害は起こらない。ホイールハブ９にひれを配
設することが好ましい。ホイールハブ９の回転とともにひれがホイールハブ９の
周囲の媒質を運動させるから、ブレーキディスク１５と車輪駆動装置一式が冷却
される。第２減速段１１の内側中心歯車１８をプラネットキャリア１０に支える
軸受装置１７は、内側中心歯車１８とプラネットキャリア１０の回転数差で回転
するに過ぎないから、軸受の寿命が増大する。軸受装置１７を軸方向スラストリ
ングで構成することもできる。第１減速段３及び第２減速段１１をはすばで構成
すれば、軸受装置１７に力がかからないように歯を設計することが可能である。
駆動モータ１のハウジング４は車軸ブリッジ１９と連結することが好ましいが、
個別車輪懸架装置のための固定部材を設けて構成することもできる。第１減速段
３と第２減速段１１は直接隣接して配設されているから、両者は共通の潤滑剤で
取り囲まれており、それによって２つの減速段のための潤滑が保証される。車輪
軸受装置１３は第１減速段３の半径方向外側、但し軸方向には第１減速段３の区
域に配設されており、このため極めてコンパクトな車輪駆動装置を作り出すこと
ができる。車輪軸受装置１３を第１減速段３の半径方向外側に配設し、好ましく
はＯ形配列のテーパころ軸受を使用することにより、駆動輪の安定した軸受装置
が得られる。入力軸２は表面にらせん形の凹陥部を有することが好ましい。この
らせん形凹陥部はモータ軸受装置２０が絶えず潤滑されるように潤滑剤を適宜に
給送する。モータ軸受装置２０に十分な潤滑剤を供給するために、入力軸２が配
設される開口部を偏心に形成することも可能である。良好な騒音レベルを得るた
めに、減速装置３及び１１の歯ははすばであることが好ましい。第２減速装置１
１の遊星歯車を片持に支えたので、車輪駆動装置の軸方向取付け長さがさらに減
少する。

【００１０】 図２： 駆動モータ１は第１減速段３を駆動し、第１減速段３の出力部は第２減速段１
１を駆動する。第２減速段１１は遊星歯車装置として構成することが好ましい。
そのプラネットキャリア２１は二面せん断式に支承される。第２減速段１１のリ
ングギヤ１４は、ねじ継手により、又は止め輪もしくは半径方向の止めピンによ
りハブ支持材５と連結することができる。回転数センサ２２がブレーキディスク
１５と第１減速装置３の間に配設される。ブレーキ操作装置２３は横に配設する
ことが好ましいが、ホイールの外部の連接棒によるブレーキ操作も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一面せん断形プラネットキャリアを有する車輪駆動用の車輪駆動装置の図であ
る。

【図２】 二面せん断形プラネットキャリアを有する車輪駆動用の車輪駆動装置の図であ
る。

【符号の説明】

１ 駆動モータ ２ 入力軸 ３ 第１減速段 ４ ハウジング ５ ハブ支持材 ６ フランジ付け面 ７ 荷重作用線 ８ シール部材 ９ ホイールハブ １０ プラネットキャリア １１ 第２減速段 １２ リム １３ 車輪軸受装置 １４ リングギヤ １５ ブレーキディスク １６ ひれ １７ 軸受装置 １８ 内側中心歯車 １９ 車軸ブリッジ ２０ モータ軸受装置 ２１ 遊星歯車 ２２ 回転数センサ ２３ 操作装置

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車輪を駆動するための車輪駆動装置であって、車軸に対して非同軸に配
   列され、複数の減速段（３、１１）を介して車輪を駆動する駆動モータ（１）を
   有し、リム（１２）の内側に配設されたブレーキ（１５）によって車輪を制動す
   ることができる形式のものにおいて、 前記複数の減速段（３、１１）が互いに直接隣接して配設され、駆動モータ（
   １）と減速段（３、１１）との間にブレーキ（１５）が配設されていることを特
   徴とする車輪駆動装置。
2. 【請求項２】 車輪の力を受けるための車輪軸受装置（１３）が、第１減速段（３）の半径方
   向外側に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
3. 【請求項３】 車輪の力を受けるための車輪軸受装置（１３）が、第１減速段（３）の軸方向
   長さの区域に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置
   。
4. 【請求項４】 減速段（３、１１）への駆動モータ（１）のフランジ付け面（６）が、車輪の
   荷重作用線（７）の区域に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   車輪駆動装置。
5. 【請求項５】 車輪の力が、駆動モータ（１）のハウジング（４）に作用することを特徴とす
   る、請求項１に記載の車輪駆動装置。
6. 【請求項６】 駆動モータ（１）が、ギャップ直径に近い有効長さを有する電動モータである
   ことを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
7. 【請求項７】 遊転不能に保持された部材（５）とホイールハブ（９）との間のシール（８）
   が、ブレーキディスクの半径方向長さの範囲内に配設されていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の車輪駆動装置。
8. 【請求項８】 第２減速段（１１）の遊転不能に保持された部材（１４）が、遊転不能に保持
   されて車輪軸受（１３）と相互作用するハブ支持材（５）と連結されており、第
   ２減速段（１１）の遊転不能に保持された部材（１４）をハブ支持材（５）とと
   もに固定することにより、車輪軸受（１３）がハブ支持材（５）に固定されるこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
9. 【請求項９】 ハブ（９）がひれ（１６）を有し、ハブ（９）の回転とともにひれ（１６）が
   ハブ（９）を取囲む媒質を運動させて、ブレーキ（１５）及び／又は車輪駆動装
   置を冷却することを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
10. 【請求項１０】 駆動モータ（１）が液冷式であることを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆
    動装置。
11. 【請求項１１】 第２減速段のリングギヤ（１４）、遊転不能に保持されたハブ支持材（５）、
    車輪軸受（１３）及びシール（８）が連結されて１つのユニットをなすことを特
    徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
12. 【請求項１２】 第１減速段（３）の入力軸（２）にらせん形の凹陥部があって、駆動軸（２）
    の回転とともに潤滑剤を給送することを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動
    装置。
13. 【請求項１３】 第１減速段（３）の駆動ピニオンが、リングギヤ及び少なくとも２個の中間歯
    車とかみ合うことを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆動装置。
14. 【請求項１４】 車輪軸受装置（１３）が、Ｏ形配列のテーパころ軸受として構成されているこ
    とを特徴とする、請求項２に記載の車輪駆動装置。
15. 【請求項１５】 駆動モータ（１）の軸方向長さが、ブレーキディスク（１５）及びブレーキ操
    作装置（２３）によって限定されることを特徴とする、請求項１に記載の車輪駆
    動装置。