JP2017516708A - 駆動輪 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つのスリーブ状のリム（２）と、ロータ（６）を有するアウタロータモータ（４）と、を備える、自動車に用いられる駆動輪（１）が提案されており、スリーブ状のリム（２）は、取り外し可能な結合部（４２）により、ロータ（６）と直接にかつトルクが伝達されるように結合されている。

Description

本発明は、自動車に用いられる駆動輪に関する。

エレクトロモビリティでは、数多くの駆動コンセプトが検証され、その有用性が試験される。たとえば内燃機関などの従来の駆動コンセプトとは異なり、特に電気自動車では、駆動モータを自動車の駆動輪に直接組み込むことが特に有利である。駆動輪内への駆動モータの組込みは、インホイール駆動装置と称される。

インホイール駆動装置の１つの利点は、従来の駆動トレーンの省略である。そうすると、たとえば摩擦ブレーキ、パワーエレクトロニクス素子、伝動装置および／またはアクティブダンパシステムなどの追加的な構成要素を、直接に駆動輪内に、ひいてはインホイール駆動装置内に組み込むことができる。

先行技術によれば、従来の駆動コンセプトの、特に内燃機関を用いる駆動コンセプトのホイールサスペンションが、インホイール駆動装置を構成するために使用される。たとえば、駆動輪のホイールは、通常は軸方向で外側からインホイール駆動装置の駆動モータに被せられてねじ結合される。これは、駆動輪の内側の利用可能な構造スペースを減じてしまう。

したがって、本発明の根底を成す課題は、駆動輪の内側の構造スペースを拡大することである。

この課題は、独立請求項１の特徴を有する駆動輪によって解決される。従属請求項には、本発明の好適な態様および改良形が記述されている。

本発明によれば、自動車、特に電気自動車に用いられる駆動輪であって、少なくとも１つのスリーブ状のリムと、ロータを有するアウタロータモータと、を備え、スリーブ状のリムは、取り外し可能な結合部により、アウタロータモータのロータと直接にかつトルクが伝達されるように結合されている、駆動輪が提案される。

本発明によれば、駆動輪のリムは、アウタロータモータのロータと直接にかつトルクが伝達されるように取り付けられる。本発明によれば、これにより、たとえば従来の駆動コンセプトにおいて設けられているような、駆動輪のホイールスパイダ（Felgenstern）およびホイールディスク（Radschluessel）を省略することができる。既述の構成要素の省略により、好適には、以前ではホイールスパイダおよびホイールディスクにより占められたより広い構造スペースが、インホイール駆動装置を形成するために利用される。総じてこれにより、駆動輪の内側の構造スペースが拡大される。

換言すると、２つの部分から成るホイールでは、つまりリムとホイールスパイダとを有するホイールでは、ホイールスパイダが、アウタロータモータのロータによって代用される。そのために、スリーブ状のリムは、直接にかつトルク伝達式に、取り外し可能な結合部により、アウタロータモータのロータに取り付けられている。したがって、同時にアウタロータモータのロータを交換することなくリムを交換することができるので、取り外し可能な結合部は有利である。特に、ロータにリムを結合するかまたは取り付けるためにねじ結合が想定されている。

アウタロータモータが、スリーブ状のリムのリム幅にわたってほぼ完全に延在していると、特に好適である。

換言すると、リムの内側のほぼ全体の構造スペースがアウタロータモータのために利用される。特に、アウタロータモータのための構造スペースが駆動輪のホイールスパイダおよびホイールディスクにより制限されるかまたは画定されることはない。その際、追加的に提供される構造スペースが、アウタロータモータのために、またはインホイール駆動装置の他の構成要素、たとえば伝動装置もしくは電子素子のために利用される。

一体的に構成されたスリーブ状のリムが、特に好適である。

好適には、スリーブ状のリムの一体的な構成により、リムの摩耗の増大をもたらすおそれがある結合要素が回避される。これにより、リムの信頼性ひいては駆動輪の信頼性が総じて改善される。

本発明の好適な態様によれば、スリーブ状のリムのドロップ部が、フランジとして構成されており、フランジは、取り外し可能な結合部により、ロータと直接にかつトルクが伝達されるように結合されている。

換言すると、スリーブ状のリムは、深底リム（深底ホイール）として構成されている。その際、深底リムのドロップ部は、アウタロータモータのロータと直接にかつトルクが伝達されるようにねじ結合される。これにより、自動車、特に電気自動車に用いられる、技術的に効率的でかつ経済的な駆動輪が実現される。

本発明の好適な態様によれば、駆動輪のブレーキとして、ブレーキディスクを有するペリメータブレーキ（Perimeterbremse）が設けられており、ブレーキディスクは、スリーブ状のリムまたはロータと力が伝達されるように結合または連結されている。

好適には、これによりスリーブ状のリムの内側の構造スペースがペリメータブレーキにより制限されないまたはほとんど制限されないので、前述の構造スペースは、ほぼ完全にアウタロータモータのために、ひいては駆動輪のインホイール駆動装置のために利用することができる。

本発明の好適な態様によれば、ペリメータブレーキは、駆動輪のアクスルと結合された少なくとも１つのブレーキキャリパを有する。

換言すると、ペリメータブレーキのブレーキキャリパは、自動車と結合された駆動輪のアクスルに支持されている。その際、ペリメータブレーキまたはブレーキキャリパは、自動車側に配置されている。

駆動輪の、自動車と相対回動不能に結合されたアクスルを通って、たとえばペリメータブレーキおよび／またはアウタロータモータの制御および／または冷却のための供給ラインが延在することができる。その際、中空軸がアクスルとして設けられていてよいので、自動車の駆動輪に対する供給ラインは、中空軸の内側で防護されて延在している。

駆動輪の、特にペリメータブレーキおよび／またはアウタロータモータの冷却のために冷却装置が設けられている。

冷却装置は、直接にブレーキディスク、ブレーキキャリパ、アウタロータモータのロータおよび／またはステータのステータ巻線を冷却する冷却ラインを有してよい。これにより、好適には、１回または複数回の制動動作による、リムまたはロータと連結されたペリメータブレーキによるリムおよび／またはロータの加熱が回避される。

本発明の好適な態様によれば、ブレーキディスクが、ブレーキステーを介して、スリーブ状のリムまたはロータと力が伝達されるように結合されており、ブレーキステーは、高い熱抵抗を有する少なくとも１種類の材料を含む。

好適には、これにより、スリーブ状のリムまたはロータに取り付けられたペリメータブレーキが、リムまたはロータから熱的に分離される。よって、リムまたはロータが１回または複数回の制動動作により極端に加熱されないことが追加的に保証される。したがって好適には、スリーブ状のリムにより駆動輪に取り付けられスリーブ状のリムにより挟まれた、駆動輪のタイヤの破裂が回避される。

本発明の好適な態様によれば、駆動輪は、シール板またはエンドシールドを備え、シール板のシール直径またはエンドシールドの支持直径は、駆動輪のアクスルに配置されている。

換言すると、駆動輪および／またはアウタロータモータは、半径方向のできるだけ小さな直径でシールされる。これにより、好適には、シール箇所における経路速度が低減されるかまたは可能な限り最小限に抑えられるので、摩擦モーメントがより小さくなる。これにより、好適には、摩擦損失およびシールの摩耗が低減される。

本発明の別の利点、特徴および詳細は、以下に記述される実施の態様および図面に基づいて明らかになる。

アウタロータモータとスリーブ状のリムとペリメータブレーキとを備える駆動輪の概略図であり、ペリメータブレーキのブレーキディスクが、リムと力が伝達されるように結合されている。 アウタロータモータとスリーブ状のリムとペリメータブレーキとを備える駆動輪の概略図であり、ペリメータブレーキのブレーキディスクが、アウタロータモータのロータと力が伝達されるように結合されている。

同等の構成要素には、複数の図面において、同一の符号が与えられてよい。

図１は、駆動輪１の概略図を示している。図１において、駆動輪１は、スリーブ状のリム２とアウタロータモータ４とを備える。アウタロータモータ４は、ロータ６を有する。スリーブ状のリム２は、本発明によれば、取り外し可能な結合部４２、特にねじ結合部により、アウタロータモータ４のロータ６と直接にかつトルクが伝達されるように結合されている。

換言すると、アウタロータモータ４により生成されるトルクは、ロータ６を介して、取り外し可能な結合部４２により、ロータ６に直接に取り付けられたスリーブ状のリム２に伝達される。

リム２は、深底リムとして構成されている。深底リム２のドロップ部８はフランジを形成し、このフランジは、取り外し可能な結合部４２により、ロータ６と結合されている。

アウタロータモータ４のロータ６は、軸受２２を介して、自動車（自動車は図示されていない）と結合された、駆動輪１のアクスル１６に支持されている。駆動輪１の自動車から離れる側に、別の軸受２２を介してアクスル１６に支持されたシール板２６またはエンドシールド２６が設けられていてよい。シール板２６またはエンドシールド２６は、ロータ６と結合されていてよい。

アウタロータモータ４のロータ６により、リム２の内側で構造スペース２４が画定され、構造スペース２４の軸方向長さは、リム２のほぼ全体のリム幅１００にわたって延在している。この場合、軸方向に、つまりアクスル１６に対して平行に生じる長さを軸方向長さとみなすことができる。したがって、本発明は、先行技術に対して、構造スペース２４が軸方向でホイールスパイダおよび／またはホイールディスクによって区切られず、これにより、構造スペース２４が、先行技術に対して拡大される利点を有する。先行技術に対して拡大された構造スペース２４は、アウタロータモータ４の他の構成要素のために、たとえばステータ、電子素子および／または伝動装置のために利用することができる。

本発明の、図１に示す実施形態では、ペリメータブレーキ１０が自動車側に配置されている。この場合、ペリメータブレーキ１０は、ブレーキディスク１２を備え、ブレーキディスク１２は、ブレーキステー１８を介してリム２と力が伝達されるように結合または連結されている。ブレーキステー１８には、高い熱抵抗を有する材料が想定されている。ペリメータブレーキ１０のブレーキディスク１２は、ペリメータブレーキ１０のブレーキキャリパ１４によって挟まれる。ブレーキキャリパ１４は、他の要素によって駆動輪１のアクスル１６に支持されている。さらに、ペリメータブレーキ１０および／またはアウタロータモータ４のロータ６のための図示されていない冷却装置および／または冷却ラインを設けることができるので、１回または複数回の制動動作に際してタイヤ２０の破裂が生じない。このタイヤ２０は、リム２に配置されていて、リム２により挟まれている。

この場合、駆動輪１のための供給ライン、たとえば電子制御ラインおよび／または冷却ラインは、駆動輪１のアクスル１６の内側に延在しており、そのためにアクスル１６は、合目的には中空軸として構成されている。好適には、これにより、供給ラインは、アクスル１６により覆われていて、したがって防護されて配置されている。

図２には、駆動輪１の概略図が示されている。図２では、図１と異なり、ペリメータブレーキ１０がアウタロータモータ４のロータ６に配置されている。この場合、図２は、既に図１に示したものと同一の要素を示している。

ペリメータブレーキ１０は、ブレーキディスク１２を備え、ブレーキディスク１２は、ブレーキステー１８を介して、アウタロータモータ４のロータ６と結合されている。この場合、ブレーキディスク１２は、同様にペリメータブレーキ１０のブレーキキャリパ１４によって挟まれる。ブレーキキャリパ１４は、駆動輪１のアクスル１６に支持されている。換言すると、本発明の、図２に示す実施形態では、ペリメータブレーキ１０の制動作用が、アウタロータモータ４のロータ６の減速によって直接的に生じる。この場合、既に図１に既述の通り、他の構成要素、たとえばペリメータブレーキ１０またはロータ６のための冷却装置および冷却ラインが設けられていてよい。

合目的には、ペリメータブレーキ１０は、自動車側に配置されているので、構造スペース２４は、ほぼ完全にリム２のリム幅１００にわたって延在している。構造スペース２４は、アウタロータモータ４および／または駆動輪１の他の構成要素のために利用することができる。

アウタロータモータ４のロータ６におけるスリーブ状のリム２の本発明による取り外し可能な結合部４２により、リム２の内側のほぼ全体に提供される構造スペース（構造スペース２４）が利用可能になる。

本発明を細部にわたって、好適な実施形態によって詳しく例示し記述したが、本発明は、開示された実施形態により制限されるものではなく、または、当業者であれば、本発明の権利保護範囲から逸脱することなく、開示された形態から別の変化形態を導き出すことができる。

Claims (9)

1. 自動車に用いられる駆動輪（１）であって、
   少なくとも１つのスリーブ状のリム（２）と、ロータ（６）を有するアウタロータモータ（４）と、を備え、
   スリーブ状の前記リム（２）は、取り外し可能な結合部（４２）により、前記ロータ（６）と直接にかつトルクが伝達されるように結合されている、駆動輪において、
   当該駆動輪（１）は、ホイールスパイダを有しないとともにホイールディスクを有しないことを特徴とする、駆動輪。
2. 前記アウタロータモータ（４）は、スリーブ状の前記リム（２）のリム幅（１００）にわたってほぼ完全に延在している、請求項１記載の駆動輪。
3. スリーブ状の前記リム（２）は、一体的に構成されている、請求項１または２記載の駆動輪。
4. スリーブ状の前記リム（２）のドロップ部（８）が、フランジとして構成されており、該フランジは、取り外し可能な前記結合部（４２）により、前記ロータ（６）と直接にかつトルクが伝達されるように結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動輪。
5. 当該駆動輪は、スリーブ状の前記リム（２）または前記ロータ（６）と力が伝達されるように結合されたブレーキディスク（１２）を有するペリメータブレーキ（１０）を備える、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動輪。
6. 前記ペリメータブレーキ（１０）は、当該駆動輪（１）のアクスル（１６）と結合されたブレーキキャリパ（１４）を有する、請求項５記載の駆動輪。
7. 当該駆動輪は、前記ペリメータブレーキ（１０）、前記ブレーキディスク（１２）および／または前記ブレーキキャリパ（１４）を冷却するために構成された冷却装置を備える、請求項５または６記載の駆動輪。
8. 前記ブレーキディスク（１２）は、ブレーキステー（１８）を介して、スリーブ状の前記リム（２）またはロータ（６）と力が伝達されるように結合されており、前記ブレーキステー（１８）は、高い熱抵抗を有する少なくとも１種類の材料を含む、請求項５から７までのいずれか１項記載の駆動輪。
9. 当該駆動輪は、シール板（２６）またはエンドシールド（２６）を備え、該シール板（２６）のシール直径または該エンドシールド（２６）の支持直径は、当該駆動輪（１）のアクスル（１６）に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の駆動輪。

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