JP2003527049A - 車両用電気駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
、他方の車輪を差動装置を介して電機子に連結することにより、2個の車輪を回
転数に依存しないで駆動する働きをする電動機が知られている。両車輪で同じト
ルクを達成するためには、界磁コイルと電機子が同じ回転数の場合、差動装置が
回転数を変化させずに電機子回転の回転方向逆転を行わなければならない。これ
は図示されている実施の形態では、公知の車軸差動装置の構造に似たリングギヤ
セットの場合であり、他方では同じ機能を有する平歯車式遊星歯車装置の場合で
ある。
れている。互いに同心的に回転可能な2個の電動機部分のこの配置構造の場合、
両部分は高い変速比の歯車装置によって相互におよび固定部分に連結されている
。実施の形態では、回転する界磁コイルのケースを車両の一方の駆動輪に固定連
結することが提案されている。他の実施の形態では、内側の軸がゆっくり回転す
る機械のための駆動装置として使用される。
ルにはスリップリングを経て電流が供給される。回転する電機子は高い変速比を
有する遊星歯車装置を介して界磁コイルのケースを駆動する。米国特許第613
894号明細書の場合と同じように、この装置は特に、例えばウィンチのドラム
駆動装置としてのゆっっくり回転する機械のために使用される。この場合、駆動
装置全体がドラム内に位置している。
ンが知られている。その際、一方の駆動軸は車軸と同心的に配置された回転子に
連結されている。この回転子は中空軸上に支承され、遊星歯車装置の太陽歯車を
駆動する。この歯車装置のウェブは回転子の中空軸を案内される車軸に連結され
ている。歯車装置の内歯歯車はロータ軸に対して同心的に配置された他の遊星歯
車装置のウェブに連結されている。この歯車装置はトルクの逆転を行うことがで
き、それによってこの歯車装置に連結された第2の車軸が第1の車軸と同じ方向
に回転する。この構造の欠点は回転子を収容するために中空軸を必要とすること
にある。
号公報により、電気自動車用駆動システムが知られている。この駆動システムの
範囲内において、車軸駆動装置が示してある。この車軸駆動装置の場合、スリッ
プリングを経て給電される回転可能に支承された界磁コイルが、歯車装置のピニ
オンに連結されている。このピニオンは内歯歯車にかみ合っている。この内歯歯
車は更に、車軸に固定連結されている。この歯車装置では、ピニオンと内歯歯車
が同じ方向に回転する。同様に回転可能に支承された回転子は平歯車を駆動する
。この平歯車は他の車軸に連結された他の平歯車にかみ合っている。この歯車装
置は回転子回転に対して車軸を反対方向に回転させる。従って、差動装置の機能
が与えられる。対応する歯車直径を適切に選択することにより、車軸を一直線上
に並べることができる。この構造の欠点は、界磁コイルと回転子が車軸に対して
平行な他の軸の回りに回転し、それによって駆動装置ケーシングのための構造コ
ストが高まるということにある。更に、高い変速比の場合には、歯車装置の内歯
歯車が大きな直径となり、それによって車両の最低地上高がこのような軸によっ
て許容されないほど低くなる。
れている。この駆動システムは駆動される2本の軸を備えた車両のためのもので
ある。この場合、回転可能に支承された界磁コイルは車軸を駆動する。このドラ
イブトレーンは適切な装置を介して中断可能であり、駆動軸が自由に回転する間
、界磁コイルは車両に固定可能である。更に、他の駆動軸を駆動する回転子が設
けられている。回転する界磁コイルへの電力供給はスリップリングを経て行われ
る。回転子または界磁コイルの回転運動は駆動軸に至る連結軸に直接伝達される
。回転子が固定子と同じ回転数を有するという前提では、回転子と駆動装置が固
定されているときに、上記の装置によって、一方の車軸だけが両軸の駆動装置の
倍の走行速度を達成可能である。このような駆動装置は2本の被駆動軸を備えた
車両についてのみ適している。更に、適切な構造を達成するために、各々の車軸
のために減速歯車を設けなければならない。
回転子が知られている。この公報に記載された装置では、界磁コイルと電機子が
互いに独立して共通の軸上に回転可能に支承され、摩擦ブレーキによって固定可
能である。電流はスリップリングを経て伝導される。回転子と界磁コイルの回転
運動は適切な遊星歯車装置で重ね合わされる。この装置の後に、主としてウィン
チドラムを駆動するための減速歯車装置が接続配置されている。回転子または界
磁コイルを互いに制動することにより、ウィンチドラムの回転数が大きく異なる
ようにすることができる。それによって、昇降機構または同様の仕様の作業機械
の取扱操作が改善される。
車システムが知られている。直流ユニットの電機子と界磁コイルが共通の軸に回
転可能に支承されている装置が提案される。その際、回転子軸の一端は車両に回
転可能に支承され、他端は界磁コイルの回転するケースに回転可能に支承されて
いる。界磁コイルの回転するケースは一端に、車両に支承された短軸を備えてい
る。ケースは他端において回転子軸に支承されている。運転電流は界磁コイルの
ケースの外周部に取付けられたスリップリングを経て供給される。回転子はコレ
クタを備えている。このコレクタには、ケースに連結された回転するブラシを経
て電流が供給される。
には、電動機を備えた車両駆動装置が示してある。この駆動装置の場合、回転子
と界磁コイルが共通の軸上に回転可能に配置されている。この場合、一方の被駆
動軸の回転方向はかさ歯車装置によって回転子の運動に対して逆転される。他の
被駆動軸は界磁コイルの回転部に固定連結されている。上記の構造が被駆動軸の
回転数を回転子と界磁コイルに対して低減しないので、各々1個のベルト駆動装
置を介して車両の駆動輪をそれぞれの被駆動軸に連結しなければならない。
れている。この文献には、回転子と界磁コイルの反対向きの運動が適切な遊星歯
車装置によって車輪回転数に低減され、必要に応じて同じ回転方向であるいは反
対向きの回転方向で行われる。それによって、差動装置の機能を有する車軸駆動
装置の機能が満たされる。上記の歯車装置により、回転子、界磁コイルおよび車
軸を1本の回転軸に配置することができる。
する車両用車軸駆動装置が知られている。主電流と励起電流は共に、適当に配置
されたスリップリング式伝導装置を経て可動のモータ部分に供給される。駆動輪
の回転数への必要な回転数低減は、電機子と界磁コイルについてそれぞれ1つの
二段式平歯車装置によって行われる。このような歯車装置では中間歯車が使用さ
れ、それによってこのドライブトレーンにおいて駆動装置と被駆動装置の反対方
向の回転が達成される。この歯車装置の平歯車を適当に選定することにより、電
機子と界磁コイルからなる構造ユニットと共に車軸を共通の軸線上に配置するこ
とができる。
固定子と回転子を備えた電動機によって運転可能な車両、特にフォークリフトト
ラックが知られている。この文献には、フロアコンベヤを軸で駆動するための装
置が示してある。この場合、一方の車輪は回転方向を逆転するために平歯車装置
を介しておよび他の減速歯車装置を介して駆動される。回転の逆転と車輪回転数
の低減を機能的に分離することにより、逆転歯車装置に加えて、分離された2個
の減速歯車装置が必要である。
装置の組み合わせが知られている。車両用軸駆動装置は一方の車輪に固定された
回転する界磁コイルと、歯車装置を介して他方の車輪に連結された、同じ軸の回
りに回転する電機子からなっている。歯車装置は回転子に連結され中間歯車にか
み合う平歯車からなっている。中間歯車の回転軸はケーシングに対して固定され
、回転子軸と同心的に配置された内歯歯車にかみ合っている。この歯車装置によ
り、回転子と車軸の間で回転方向の逆転が行われる。この歯車装置が無視できな
い回転数低減を行うので、必然的に左側の車輪と右側の車輪のトルクが異なる。
この理由からおよび電動機構成要素と駆動輪の間の小さな回転数低下のために、
車両駆動装置に関するこの組み合わせ装置の適性には問題がある。
は構造が簡単である、電気駆動装置を提供することである。
駆動装置のために1個の歯車装置段で大きなギヤ比が達成されることにある。こ
のような大きなギヤ比は技術水準では3段の平歯車装置によってしか達成できな
い。本発明の他の効果は、両車軸に対する均一なトルク分配が可能になることに
ある。更に、逆転式歯車装置、すなわち同軸の駆動装置と被駆動装置によって、
駆動装置のコンパクトな構造が達成可能である。このような歯車装置の場合、ト
ルクは歯車装置あたり遊星歯車の複数のセットを経て伝達される。それによって
生じる最適な出力分配により、コンパクトな構造が達成可能である。
低くなり、それによって遠心力が小さくなることにある。
のかかる軸受を備えた回転子を通る中空軸は不用である。
るので、高い出力密度が達成される。
モータケースの直径内に形成可能であるからである。それによって、製作技術的
に望ましい組み込み寸法が生じ、この組み込み寸法は更に、車両のコンセプトの
観点から、良好または大きな最低地上高を保証する。
単な構造が保証される。
トレーンの間に配置され、差動機能を満たし、そして車両の最低地上高を許容さ
れないほど低下させずに、車軸と駆動装置を同軸的に固定連結することができる
ほど小さな構造スペースしか必要としない、駆動装置を設計することが可能であ
る。
転数がほぼ固定子回転数に一致することにある。出力を発揮するためには、公知
のごとく回転数の合計が重要である。これに対して、騒音発生は、システム内で
発生する最高回転数によって決まる。すなわち、本発明による駆動システムによ
って、2倍の回転数の出力、ひいては単位出力重量が、1倍の回転数の騒音発生
によって達成されるので、重要なシステム利点が生じる。
能である。
同じ部品名称が付けてあることに留意すべきである。この場合、明細書全体に含
まれる開示内容は同じ参照符号または同じ部品名称を有する同じ部品に類推して
適用可能である。更に、明細書で選択された、例えば上側、下側、側方等のよう
な位置に関する記載は、直接説明し図示する図に関連しており、位置変更時に新
しい位置に類推して適用可能である。更に、図示し説明する異なる実施の形態の
特徴の組み合わせまたは個々の特徴はそれ自体、独立した発明的な解決策または
本発明による解決策を示す。
。このケーシングの両側から、第1のドライブトレーン2と第2のドライブトレ
ーン3が突出している。第1のドライブトレーン2ためのトルクはモータケース
5に固定された固定子4によって加えられ、第2のドライブトレーン3のための
トルクは回転自在に支承された回転子7の軸6によって加えられる。モータケー
ス5は第1のドライブトレーン2の短軸8に固定連結されている。この場合、短
軸8はその自由端に平歯車9を備えている。軸6は同様にその自由端に平歯車1
0を備えている。ドライブトレーン2,3と平歯車9,10の間にはそれぞれ1
個の歯車装置(変速ギヤ)が設けられている。この歯車装置は遊星歯車装置とし
て形成されている。
車装置の内歯歯車11,12が配置されている。この内歯歯車11,12は太陽
歯車とも呼ぶことができる。というのは、その軸線が駆動装置の軸線上にあるか
らである。ドライブトレーン2に付設された歯車装置では、遊星歯車13が内歯
歯車11および平歯車9にかみ合っている。遊星歯車13の軸にはウェブ14が
連結されている。このウェブはドライブトレーン2、続いて付設の車軸を駆動す
る。
星歯車装置として形成されたドライブトレーン3に付設された歯車装置には、中
間歯車15が設けられている。この中間歯車は平歯車10と遊星歯車16にかみ
合っている。この場合、遊星歯車16は内歯歯車12にかみ合っている。中間歯
車15の軸と遊星歯車16の軸はウェブ17によって支持されている。このウェ
ブはドライブトレーン3、続いて付設の車軸を駆動する。勿論、ドライブトレー
ン2に付設された遊星歯車装置が中間歯車15を備え、ドライブトレーン3に付
設された遊星歯車装置が内歯歯車12と平歯車10に直接かみ合う遊星歯車16
を備えていてもよい。
原理的な構造は図1の駆動装置に一致している。この駆動装置の場合には、ドラ
イブトレーン2に付設された遊星歯車装置が段付き歯車として形成された遊星歯
車13を備えている。対応する歯車装置の中間歯車15も同様に段付き歯車とし
て形成されている。このような歯車装置の形成により、変速比を高めることがで
きる。
ある。その際、ドライブトレーン3に付設された遊星歯車16が段付き歯車とし
て形成されている。この場合、中間歯車15は慣用のごとく形成されている。遊
星歯車装置の歯数の比を適切に選択することにより、ドライブトレーンに付設さ
れた車軸のトルクを決定することができる。この場合、車軸の回転運動は互いに
完全に独立して行われる。
ーシング内には、回転自在のモータケース5が短軸8を介してころがり軸受18
によって支承されている。このモータケース内には、モータの固定子4が固定さ
れている。モータケース5に固定連結された短軸8は平歯車9を備えている。モ
ータケース5には、回転子7の軸6が軸受19または20を介して支承されてい
る。軸6の一端には平歯車10が設けられている。軸6は他のころがり軸受21
を介して固定されたケーシング1に支承可能である。
ーシング1には同様に幾つかのすり接点23が連結されている。このすり接点か
ら界磁コイル22に電気エネルギーが供給される。平歯車9はドライブトレーン
2に付設された遊星歯車装置にかみ合っている。この遊星歯車装置はケーシング
1に固定連結された内歯歯車11を備えている。この内歯歯車には、複数の遊星
歯車13がかみ合っている。この遊星歯車は他方では平歯車9にかみ合っている
。遊星歯車13を支承する軸はウェブ14に固定連結されている。このウェブは
ドライブトレーン2を介して車両の両車軸の一方を駆動する。
は、軸6を介して平歯車10に連結されている。この平歯車は他の遊星歯車装置
を駆動する。この遊星歯車装置は、ケーシング1に連結された内歯歯車12と、
複数の遊星歯車16と、中間歯車15と、遊星歯車16と中間歯車15の軸を支
持するウェブ17とからなっている。内歯歯車12は遊星歯車16にかみ合って
いる。これに対して、中間歯車15は平歯車10と遊星歯車16にかみ合ってい
る。この構造により、必要な回転数低減のほかに、回転子7の軸6と対応する他
の車軸との間で回転方向の逆転が達成される。遊星歯車装置の歯数比の適切な選
択によって、両ドライブトレーン2,3またはそれに続く車軸において、類似ま
たは同一のトルクを取り出すことができる。この場合、車軸の回転運動は互いに
完全に独立して行われる。
本的な構造は図4の駆動装置と同じである。図4の遊星歯車13または中間歯車
15は図5では段付き歯車24または25として形成されている。その他の点で
は、作用は同じである。勿論ここでも歯車装置の逆転が可能である。
またはその構成分は一部が不正確な縮尺でおよびまたは拡大およびまたは縮小し
て示してあることを指摘しておく。
Claims (5)
- 【請求項1】 車体または車両フレームに固定されたケーシングが設けられ
、固定子を備えたモータケースと、このモータケース内に設けられた回転子とが
それぞれ前記ケーシングに回転可能に支承され、モータケースと回転子が出力の
ため、反対向きの回転運動を行い、一方のドライブトレーンが回転子またはモー
タケースに連結され、回転子またはモータケースの回転運動が歯車装置を介して
同じ向きの駆動回転方向または被駆動回転方向で変速され、他のドライブトレー
ンがモータケースまたは回転子に連結され、モータケースまたは回転子の回転運
動が歯車装置を介して同じ向きの駆動回転方向または被駆動回転方向で変速され
、歯車装置が遊星歯車装置である、車両用、特に多車線電気自動車用の電気駆動
装置において、回転子(7)が軸(6)上に配置された平歯車(10)を介して
、あるいはモータケース(5)がモータケース(5)に連結されかつモータケー
ス軸線上に配置された平歯車(9)によって、付設の遊星歯車装置の遊星歯車(
13または16)にかみ合っていることと、各遊星歯車装置の遊星歯車(13ま
たは16)の軸に連結されたウェブ(14または17)が設けられ、このウェブ
がそれに付設された車軸を駆動することを特徴とする電気駆動装置。 - 【請求項2】 両遊星歯車装置が固定された共通のケーシング(1)を有す
ることを特徴とする請求項1記載の電気駆動装置。 - 【請求項3】 各遊星歯車装置がケーシング(1)に設けられた内歯歯車(
11または12)を備え、この内歯歯車に遊星歯車(13または16)がかみ合
っていることを特徴とする請求項1または2記載の電気駆動装置。 - 【請求項4】 少なくとも1個の遊星歯車装置が遊星歯車(16)と平歯車
(10)の間に中間歯車(15)を備え、この中間歯車が遊星歯車(16)と平
歯車(10)にかみ合っていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに
または複数に記載の電気駆動装置。 - 【請求項5】 少なくとも一方の遊星歯車装置の遊星歯車(13または16
)およびまたは中間歯車(15)が段付き歯車(24または25)として形成さ
ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つにまたは複数に記載の電気
駆動装置。
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