DE112007003768B3

DE112007003768B3 - Verlangsamungsteil

Info

Publication number: DE112007003768B3
Application number: DE112007003768.7T
Authority: DE
Inventors: Minoru Suzuki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: DE112007003774B3; US20110319219A1; CN102336134A; CN102126426B; CN102287486B; CN102126426A; US20120006608A1; US20090101424A1; US8403794B2; US8336652B2; CN102287486A; DE112007000565B4; DE112007000565T5; WO2007102545A1; US8132636B2; CN102336134B

Abstract

Verlangsamungsteil (B), welches die Drehung eines motorseitigen Drehbauteils (45, 65) verlangsamt und die verlangsamte Drehung auf ein radseitiges Drehbauteil (56, 68) überträgt, aufweisend ein exzentrisches Teil (45a, 45b, 65a, 65b), welches auf dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) vorgesehen ist, ein umlaufendes Bauteil (46a, 46b, 66a, 66b), welches drehbar im exzentrischen Teil (45a, 45b, 65a, 65b) gehalten ist und eine umlaufende Bewegung in Übereinstimmung mit der Drehung des motorseitigen Drehbauteils (45, 65) seine Drehachse un ausführt, ein Eingriffsbauteil für den äußeren Umfang, welcher mit dem äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) zusammenwirkt, um die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) zu erzeugen, einen Bewegungswandelmechanismus, welcher die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) in eine Drehbewegung um die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils (45, 65) umwandelt und diese auf das radseitige Drehbauteil (56, 68) überträgt, ein Gegengewicht (49, 69), welches an dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) befestigt ist, um das Umwuchtträgheitsmoment aufzuheben, welches aufgrund der umlaufenden Bewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) erzeugt wird, wobei das umlaufende Bauteil (46a, 46b, 66a, 66b) eine Anzahl von Wellenformen um den äußeren Umfang aufweist und das Eingriffsbauteil für den äußeren Umfang eine Anzahl von äußeren Stiften (47, 67) aufweist, die auf der Umlaufspur des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) vorgesehen sind und die äußeren Stifte (47, 67) ein Wälzlager (47a, 67c) aufweisen, welches an der Position vorgesehen ist, die an der äußeren Umfangsfläche des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) anliegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verlangsamungsteil für eine Motorantriebseinheit im Rad, welche ein individuelles Antriebsrad separat dreht und antreibt.
Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verlangsamungsteil für eine Motorantriebseinheit im Rad, welche koaxial eine Ausgangswelle eines Elektromotors und eine Nabe eines Rades über das Verlangsamungsteil miteinander verbindet.
ZUGEHÖRIGER STAND DER TECHNIK
Eine herkömmliche Motorantriebseinheit im Rad ist zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 2001 - 32 914 A veröffentlicht. Die in diesem Dokument offenbarte Motorantriebseinheit im Rad weist einen Motor auf, der die Antriebskraft erzeugt, einen Verlangsamer, der die Drehung des Motors verlangsamt und an ein Antriebsrad überträgt sowie eine Radnabe, welche das Antriebsrad drehbar fixiert.
Der Verlangsamer weist ein Planetengetriebe auf, das ein Sonnenrad enthält, das an einer Zuführwelle vorgesehen ist, ein inneres Zahnrad, das an einem Gehäuse befestigt ist, und ein Planetenrad, das zwischen dem Sonnenrad und dem inneren Rad befestigt ist und mit der Ausgangswelle verbunden ist. Zusätzlich sind die Planetengetriebe hintereinander angeordnet, um ein Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung zu erhöhen.
Die Radnabe ist fest mit der Ausgangswelle des Verlangsamers verbunden und drehbar in einem Radnabenlager in Bezug auf das Gehäuse gelagert. Das Radnabenlager ist ein zweireihiges Wälzlager, welches einen Innenring aufweist, der auf die äußere Oberfläche der Radnabe aufgepasst ist, einen Außenring, der an der Innendurchmesseroberfläche des Gehäuses eingepasst ist, eine Vielzahl von Wälzkörpern, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind und eine Halterung, die die Vielzahl der Wälzkörper fixiert.
Es wird berichtet, dass ein Elektroauto, welches die obige Motorantriebseinheit im Rad besitzt, den Vorteil aufweist, dass ein Nutzraum im Fahrzeug erhöht wird, weil es nicht erforderlich ist Raum für eine Antriebseinheit im Fahrzeugkörper sicherzustellen und dass es keine Effizienzverschlechterung und keine Gewichtserhöhung aufgrund eines Getriebesystems wie einer Differentialeinheit gibt.
Zusätzlich wird zum Beispiel eine herkömmliche Motorantriebseinheit im Rad ebenso in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungsschrift JP 2005-7914 A offenbart. Die in dieser Druckschrift offenbarte Motorantriebseinheit im Rad weist einen Motor auf, der die Antriebskraft erzeugt, eine Radnabe, die mit einem Reifen verbunden ist, und einen Verlangsamer, der die Drehung eines Rotors des Motors verlangsamt und sie auf den Reifen überträgt. Dieser Verlangsamer setzt ein Zahnradgetriebe mit parallelen Wellen ein, in dem eine Vielzahl von Zahnrädern mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zahnradzähnen kombiniert wird.
Weil die Motorantriebseinheit im Rad bei der die Ausgangswelle des Elektromotors und die Radnabe koaxial über den Verlangsamer verbunden sind keinen großen Kraftübertragungsmechanismus, wie beispielsweise eine Antriebswelle und ein Differential benötigt, kann das Fahrzeug ein geringes Gewicht und kompakte Abmessungen aufweisen. Die Motorantriebseinheit im Rad, welche unterhalb der Feder des Fahrzeugs angebracht ist, hat jedoch ein Problem, dass dessen Fahrt unkomfortabel ist, aufgrund einer Erhöhung in den ungefederten Massen, so dass sie bisher praktisch nicht eingesetzt wurde.
Weil das Ausgabedrehmoment des Elektromotors grob proportional ist zur Motorkapazität (Gewicht), muss der Elektromotor mit hoher Geschwindigkeit rotiert werden, um eine ausreichende Ausgangsleistung zu erzielen, die benötigt wird, um das Rad des Fahrzeugs mit kleiner Motorkapazität anzutreiben, so dass es erforderlich ist, eine Verzögerung zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Nabe einzubauen. In diesem Fall, weil der Verlangsamer, welcher in die Motorantriebseinheit im Rad eingebaut werden muss, von geringem Gewicht sein muss, muss der Verlangsamer in seinen Abmessungen kompakt sein und ein hohes Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung aufweisen.
Zusätzlich enthält eine Verlangsamungseinheit für das Elektroauto einen Planetenradverlangsamer als Verlangsamer zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Radnabe (siehe die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 05-332401 ). Gemäß derjenigen, die in der obigen Ausführungsform offenbart ist, obwohl es sich dabei nicht um die Motorantriebseinheit im Rad handelt, bei der der Elektromotor und der Verlangsamer unter der Feder montiert sind, werden erste und zweite Planetenradverlangsamer bereitgestellt und der Ausgang des zweiten Planetenradverlangsamers wird an die rechten und linken Räder unter der Feder über eine Antriebswelle verteilt.
Weil die obige Motorantriebseinheit im Rad unter einer Federung angeordnet ist, besteht das Problem darin, dass die Laufstabilität aufgrund der ungefederten Massen verringert wird. Dies wird ein ernsthaftes Problem, weil das neuere Fahrzeug insgesamt kompakt wird.
Zusätzlich ergibt sich gemäß der Radnabenlagerung, weil der innere Ring und der äußere Ring zwischen der Radnabe und dem Gehäuse angeordnet sind, das Problem, dass die radialen Abmessungen erhöht werden. Weil darüber hinaus die Anzahl der Bauteile groß ist, sind die Zusammenbaueigenschaften nicht zu bevorzugen.
Zusätzlich werden gemäß den Verhältnissen der Geschwindigkeitsverringerung des Parallelgetriebes und des Planetenradgetriebes, die in dem Verlangsamer in beiden Dokumenten eingesetzt sind, im Allgemeinen das frühere auf 1/2 bis 1/3 gesetzt und das letztere auf 1/3 bis 1/6. Weil dies nicht ausreichend ist für das Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung eines Verlangsamers, der auf der Motorantriebseinheit im Rad montiert ist, ist es erforderlich, einen mehrstufigen Verlangsamer bereitzustellen, um ein ausreichendes Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung zu erhalten. Dies führt jedoch zu einer Erhöhung des Gewichts und der Abmessungen des Verlangsamers, was für eine Motorantriebseinheit im Rad nicht geeignet ist, von der es gefordert wird, dass sie kompakte Abmessungen aufweist.
Zusätzlich, obwohl der Planetenradverlangsamer ein höheres Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung im Vergleich mit dem Parallelgetriebe aufweist, weil der Planetenradverlangsamer ein Sonnenrad, ein Ringrad und ein Ritzel aufweist sowie einen Träger des Ritzels, kann es nicht kompakt sein, weil die Bauteile von großer Anzahl sind.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verlangsamungsteil für eine Motorantriebseinheit im Rad bereitzustellen, die geringe Abmessungen und geringes Gewicht aufweist und eine Radnabenstruktur aufweist, die in der Lage ist, ein Antriebsrad stabil zu fixieren.
Es ist weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verlangsamungsteil für eine Motorantriebseinheit im Rad bereitzustellen, welche geringe Abmessungen und geringes Gewicht besitzt und eine überlegende Haltbarkeit und hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Motorantriebseinheit im Rad weist ein Gehäuse auf, einen Motorteil, welcher ein motorseitiges Drehbauteil antreibt und dreht, einen Verlangsamungsteil, der die Drehung des motorseitigen Drehbauteils verzögert und die verzögerte Drehung auf ein radseitiges Drehbauteil überträgt, eine Radnabe, die starr mit dem radseitigen Drehbauteil verbunden ist, und ein Radnabenlager, welches drehbar die Radnabe in Bezug auf das Gehäuse lagert. Das Radnabenlager enthält ein äußeres Bauteil, welches erste und zweite äußere Führungsoberflächen aufweist, eine erste innere Führungsoberfläche, die an einer Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils angebracht ist und welche der ersten äußeren Führungsoberfläche gegenüberliegt, eine zweite innere Führungsoberfläche, welche an der Oberfläche am Außendurchmesser der Radnabe angebracht ist und gegenüber der zweiten äußeren Führungsoberfläche, und eine Vielzahl von Walzelementen, die zwischen der ersten äußeren Führungsoberfläche und der ersten inneren Führungsoberfläche angeordnet sind, und zwischen der zweiten äußeren Führungsoberfläche und der zweiten inneren Führungsoberfläche.
Gemäß der obigen Konstruktion, weil die äußere Führungsoberfläche zwischen der Oberfläche am Innendurchmesser des Gehäuses bereitgestellt ist und die innere Führungsoberfläche auf der Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils bereitgestellt sind und der Radnabe, können der innere Ring und der äußere Ring als Bauteile des Lagers weggelassen werden, so dass die Durchmesserabmessung der Radnabenlagerung verringert werden kann. In einem anderen Fall, sofern die radialen Abmessungen nicht geändert werden, weil der Durchmesser des Walzelementes erhöht werden kann, kann die Lastkapazität erhöht werden. Ferner können die Zusammenbaueigenschaften aufgrund der Verringerung in der Anzahl der Bauteile verbessert werden.
Bevorzugt weist die Radnabe einen hohlen zylindrischen Teil auf, wobei das radseitige Drehbauteil in der inneren Seite des hohlen Teils der Radnabe eingepasst ist, und die Oberfläche am Innendurchmesser der Radnabe und die Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils werden plastisch miteinander durch Dehnungspassung des radseitigen Drehbauteils verbunden. Weil derartig die Verbindungsstärke zwischen der Radnabe und dem radseitigen Drehbauteil beträchtlich erhöht wird, wird das Antriebsrad stabil fixiert.
In einem Beispiel, das dem Verständnis der Erfindung dient, schließt das Verlangsamungsteil ein Sonnenrad ein, das in dem motorseitigen Drehbauteil bereitgestellt ist, ein inneres Rad, welches an dem Gehäuse befestigt ist und eine Vielzahl von Planetenrädern, welche in dem radseitigen Drehbauteil gehalten werden und zwischen dem Sonnenrad und dem inneren Zahnrad angeordnet sind.
Zusätzlich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform das motorseitige Drehbauteil ferner einen exzentrischen Teil auf und der Verlangsamungsteil enthält ein umlaufendes Bauteil, welches drehbar in dem exzentrischen Teil gehalten wird und eine umlaufende Bewegung in Übereinstimmung mit der Drehung des motorseitigen Drehbauteils um seine Rotationsachse herum durchführt, ein äußeres Umfangserfassungsteil, welches den äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils erfasst, um die Drehungsbewegung des umlaufenden Bauteils zu erzeugen, und eine Mechanismus zur Wandlung der Bewegung, welcher die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils in die Drehbewegung, welche um die Rotationsachse des motorseitigen Drehbauteils dreht, überführt, und sie an das radseitige Drehbauteil überträgt.
Sofern der obige kompakte Verlangsamungsmechanismus mit einem hohen Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung verwendet wird, kann sogar im Fall, in dem der Motorteil ein niedriges Drehmoment hat, genügend Drehmoment auf das Antriebsrad übertragen werden. Als Folge ist die Motorantriebseinheit im Rad von geringem Gewicht und geringen Abmessungen.
Die Motorantriebseinheit im Rad ist von geringem Gewicht und geringen Abmessungen und in der Lage das Antriebsrad stabil zu fixieren.
Bevorzugt wird das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang drehbar durch ein Lager im Gehäuse gelagert. Weil das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang im Gehäuse drehbar ist, kann der Kontaktwiderstand aufgrund der Erfassung mit dem umlaufenden Bauteil verringert werden. Folglich kann die Motorantriebseinheit im Rad einen Drehmomentverlust aufgrund des Kontakts zwischen dem umlaufenden Bauteil und dem Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang verringern.
Bevorzugt befindet sich das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang in direktem Kontakt mit dem äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils. Das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang nimmt Biegespannungen auf, aufgrund des Kontakts mit dem umlaufenden Bauteil. Zusätzlich wird die Biegespannung proportional zum Drehmoment des umlaufenden Bauteils erhöht. Sofern die Biegefestigkeit des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang gering ist, besteht deswegen das Problem, dass das maximale übertragene Moment des Verlangsamungsteils nicht hoch eingestellt werden kann. In der Zwischenzeit wird die maximale Biegespannung proportional zum Schnittbereich des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang erhöht. Die Größe des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang ist jedoch durch die Größe des umlaufenden Bauteils begrenzt und kann nicht frei eingestellt werden. Sofern sich beide folglich in Kontakt miteinander befinden, ohne dass ein weiteres Bauteil am Kontaktteil zwischen dem umlaufenden Bauteil und dem Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang bereitgestellt wird, kann der Schnittbereich des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang maximal eingestellt werden.
Immer noch zu bevorzugen handelt es sich bei dem Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang um ein Rundstangenbauteil, das einen Teil mit großem Durchmesser aufweist, welches einen relativ großen Durchmesser hat, und einen Teil mit kleinem Durchmesser, welcher einen relativ kleinen Durchmesser aufweist. Folglich greift der Teil mit großem Durchmesser in den äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils ein und der Teil mit kleinem Durchmesser wird drehbar vom Lager im Gehäuse gelagert. Sofern der Durchmesser des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang erhöht wird, werden die Abmessungen des Lagers zum Lagern des Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang ebenso erhöht. Als Folge ergibt sich das Problem, dass der Raum zur Aufnahme des Lagers im Gehäuse vergrößert wird. Folglich wird der Durchmesser im Bereich, der sich in Kontakt mit dem umlaufenden Bauteil befindet, erhöht, um eine ausreichende Biegefestigkeit sicherzustellen, und der Durchmesser im Bereich, welcher durch das Lager gelagert wird, wird verringert, um den Lageraufnahmeraum zu verringern. Im Ergebnis hat die Motorantriebseinheit im Rad geringe Abmessungen und weist eine hohe Kapazität für Übertragungsmomente auf.
Eine Motorantriebseinheit im Rad gemäß einem weiteren Aspekt weist ein Gehäuse auf, einen Motorteil, der ein motorseitiges Drehbauteil dreht und antreibt, welches einen exzentrischen Teil aufweist, einen Verlangsamungsteil, welcher die Drehung des motorseitigen Drehbauteils verlangsamt, und die verzögerte Drehung an ein radseitiges Drehbauteil überträgt, und eine Radnabe die starr mit radseitigen Drehbauteil verbunden ist. Das Verlangsamungsbauteil enthält ein umlaufendes Bauteil, das drehbar in dem exzentrischen Teil gelagert wird und eine umlaufende Bewegung in Übereinstimmung mit der Drehung des motorseitigen Drehbauteils, um eine Drehachse des motorseitigen Drehbauteils herum ausführt, ein Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang drehbar in einem Lager im Gehäuse gelagert, welches den äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils erfasst, um die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils zu erzeugen, und einen Mechanismus zur Wandlung der Bewegung, welcher die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils in die Drehbewegung, welche um die Rotationsachse des motorseitigen Drehbauteils dreht, wandelt und die gewandelte Drehung an das radseitige Drehbauteil überträgt.
Sofern der obige kompakte Verlangsamungsmechanismus mit hohem Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung verwendet wird, kann sogar in dem Fall, in dem der Motorteil ein niedriges Moment aufweist, genügend Moment an das Antriebsrad übertragen werden. Als Folge weist die Motorantriebseinheit im Rad ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen auf.
Weil das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang im Gehäuse drehbar ist, kann der Kontaktwiderstand aufgrund der Erfassung mit dem umlaufenden Bauteil verringert werden. Folglich kann die Motorantriebseinheit im Rad einen Momentverlust aufgrund des Kontaktes zwischen dem umlaufenden Bauteil und dem Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang verringern.
Die Motorantriebseinheit im Rad kann ausreichend Moment an das Antriebsrad übertragen, sogar wenn ein Niedermomentmotor eingesetzt wird. Zusätzlich, weil das Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang im Gehäuse drehbar ist, hat die Motorantriebseinheit im Rad geringe Abmessungen und ein hohes Übertragungsmoment.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Motorantriebseinheit im Rad gemäß einem Beispiel zeigt, das dem Verständnis der Erfindung dient;
2 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Expansionspassung zwischen einem radseitigen Drehbauteil und einer Radnabe der Motorantriebseinheit im Rad in 1 zeigt;
3 ist eine Ansicht, welche eine Motorantriebseinheit im Rad mit einem Verlangsamungsteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine Schnittansicht, die entlang IV-IV in 3 genommen ist;
5 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Nachbarschaft eines exzentrischen Teils in 3 zeigt;
6 ist eine schematische Schnittansicht, welche eine Motorantriebseinheit im Rad mit einem Verlangsamungsteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Schnittansicht, die entlang VII-VII in 6 genommen ist;
8 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Nachbarschaft eines exzentrischen Teils in 6 zeigt;
9 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Nachbarschaft eines Bauteils zum Eingriff in den äußeren Umfang in 6 zeigt;
10 ist eine vergrößerte Ansicht, welche ein Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang als Vergleichsbeispiel zu demjenigen aus 9 zeigt;
11 ist eine Draufsicht, welche ein Elektrofahrzeug zeigt, das eine Motorantriebseinheit im Rad besitzt; und
12 ist eine rückwärtige Schnittansicht, welche das Elektrofahrzeug aus 11 zeigt.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Ein elektrisches Fahrzeug 11, welches mit einem Verlangsamungsteil einer Motorantriebseinheit im Rad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wird mit Bezug auf die 11 und 12 nachfolgend beschrieben. Zusätzlich ist 11 eine Draufsicht, welche das elektrische Fahrzeug 11 zeigt und 12 ist eine Ansicht, welche das elektrische Fahrzeug 11 von der Rückseite desselben zeigt.
Mit Bezug auf 11 und 12 weist das elektrische Fahrzeug 11 ein Chassis 12 auf, Vorderräder 13 als steuernde Räder, Hinterräder 14 als Antriebsräder und Motorantriebseinheiten 15 im Rad, welche Antriebskraft auf die rechten und linken Hinterräder 14 übertragen. Wie in 12 gezeigt, ist das Hinterrad 14 in einem Radgehäuse 12a des Chassis 12 aufgenommen und an einem unteren Teil des Chassis 12 über eine Federung 12b befestigt.
Die Federung 12b lagert das Hinterrad 14 über Federarme, die sich in rechte und linke Richtungen erstrecken und unterdrückt Vibrationen des Chassis, indem es die Vibrationen, die vom Boden auf das Hinterrad ausgeübt werden, durch ein Federbein absorbiert, das eine Schraubenfeder und einen Stoßdämpfer enthält. Ferner wird ein Stabilisator an einem Verbindungsteil der rechten und linken Federarme bereitgestellt, um die Neigung des Fahrzeugkörpers zum Zeitpunkt des Drehbetriebs zu verhindern. Zusätzlich ist die Federung 12b bevorzugt vom unabhängigen Federungstypus, bei dem die rechten und linken Räder unabhängig nach oben und unten bewegt werden können, um die Eigenschaft zu verbessern, der Unregelmäßigkeit der Straßenoberfläche zu folgen, und wirksam die Antriebskraft des Antriebsrades auf die Straßenoberfläche zu übertragen.
Weil das obige elektrische Fahrzeug 11 die Motorantriebseinheit 15 im Rad zum Antrieb des rechten oder linken Hinterrades 14 aufweist, ist es nicht erforderlich, einen Motor, eine Antriebswelle und ein Differentialzahnradgetriebe am Chassis 12 bereitzustellen, so dass es den Vorteil aufweist, dass ein Passagierabteilraum groß bereitgestellt werden kann, und die Drehungen der rechten und linken Antriebsräder separat gesteuert werden können. In der Zwischenzeit ist es notwendig, eine ungefederte Masse zu unterdrücken, um die Fahrstabilität des elektrischen Fahrzeuges 11 zu verbessern. Zusätzlich wird es von der Motorantriebseinheit 15 im Rad gefordert, dass sie miniaturisiert wird, um den größeren Passagierabteilraum sicherzustellen. Folglich werden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in 1, 3 und 6 gezeigt ist, als Motorantriebseinheiten 15 im Rad, Motorantriebseinheiten im Rad 21, 41 und 61 eingesetzt.
Eine Motorantriebseinheit im Rad 21 gemäß einem Beispiel, das dem Verständnis der Erfindung dient, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Zusätzlich ist 1 eine schematische Schnittansicht, welche die Motorantriebseinheit im Rad 21 zeigt.
Zunächst mit Bezug auf 1 weist die Motorantriebseinheit im Rad 21 einen Motorteil A auf, der eine Antriebskraft erzeugt, einen Verlangsamungsteil B, welcher die Drehung des Motorteils A verlangsamt und sie ausgibt, und einen Radnabenlagerungsteil C, welcher die Ausgangsleistung des Verlangsamungsteils B an das Antriebsrad 14 überträgt, und der Motorteil A und der Verlangsamungsteil B sind in einem Gehäuse 22 eingebaut und in einem Radgehäuse 12a des elektrischen Fahrzeugs 11 montiert, wie in 12 gezeigt.
Der Motorteil A ist ein Axialspaltmotor der Statoren 23 aufweist, die am Gehäuse 22 befestigt sind, einen Rotor 24, der auf der inneren Seite der Statoren 23 mit etwas axialem Zwischenraum zwischen ihnen angeordnet ist, und ein motorseitiges Drehbauteil 25, welches in den Rotor 24 eingepasst ist und das sich zusammen mit dem Rotor 24 dreht. Zusätzlich ist an der Endstirnseite des Motorteils A auf der gegenüberliegenden Seite des Verlangsamungsteils B ein Dichtungsbauteil 38 vorgesehen, um zu verhindern, dass Staub in den Motorteil A eindringt.
Der Rotor 24 weist einen flanschförmigen Rotorteil 24a auf und einen zylindrischen hohlen Teil 24b und wird drehbar in Bezug auf das Gehäuse 22 durch ein zweireihiges Wälzlager 34 gelagert. Zusätzlich ist zwischen dem Gehäuse 22 und dem Rotor 24 ein Dichtungsbauteil 35 vorgesehen, um zu verhindern, dass ein Schmierstoff, der im Verlangsamungsteil B versiegelt ist, in den Motorteil A eintritt.
Das motorseitige Drehbauteil 25 ist mit dem hohlen Teil 24b des Rotors 24 über eine Passfeder verbunden und wird drehbar in Bezug auf das Gehäuse 22 und das Drehbauteil 30 durch Rollenlager 36 und 37 an beiden Enden des Verlangsamungsteils B gehalten.
Der Verlangsamungsteil B ist ein Planetengetriebe, welches ein Sonnenrad 26 aufweist, welches im motorseitigen Drehbauteil 25 vorgesehen ist, ein inneres Zahnrad 27, welches am Gehäuse 22 befestigt ist, eine Vielzahl von Planetenrädern 28, die zwischen dem Sonnenrad 26 und dem inneren Zahnrad 27 angeordnet sind, eine Planetenträgerwelle 29, welche das Planetenrad 28 durch ein Nadelrollenlager lagert und ein radseitiges Drehbauteil 30, welches die umlaufende Bewegung der Planetenträgerwelle ausgibt.
Das radseitige Drehbauteil 30 weist einen Flanschteil 30a auf und einen zylindrischen hohlen Teil 30b. Die Endstirnseite des Flanschteils 30a weist Löcher zur Befestigung der Planetenträgerwelle 29 auf, die in gleichen Abständen am Umfang um die Drehachse herum bereitgestellt sind und die Oberfläche am Außendurchmesser des hohlen Teils 30b wird in die Oberfläche am Innendurchmesser einer Radnabe 31 eingepasst.
Der Radnabenlagerungsteil C weist die Radnabe 31 auf, die starr mit dem radseitigen Drehbauteil 30 verbunden ist, und ein Radnabenlager 33, das drehbar die Radnabe 31 in Bezug auf das Gehäuse 22 lagert. Die Radnabe 31 weist einen zylindrischen hohlen Teil 31a auf, und einen Flanschteil 31b. Das radseitige Drehbauteil 30 ist in die Oberfläche am Innendurchmesser des hohlen Teils 31a eingepasst und das Antriebsrad 14 (nicht gezeigt) ist starr mit dem Flanschteil 31b über eine Schraube 31c verbunden. Zusätzlich ist der Öffnungsteil des hohlen Teils 31a mit einem Dichtungsbauteil 32 ausgestattet, um zu verhindern, dass Staub in die Motorantriebseinheit im Rad 21 eintritt.
Das Radnabenlager 31 ist ein zweireihiges Schrägkugellager, welches Kugeln 33e als Wälzkörper aufweist. Gemäß der Führungsoberfläche der Kugel 33e wird eine erste Führungsoberfläche 33a (an der rechten Seite der Zeichnung) und eine zweite äußere Führungsoberfläche 33b (an der linken Seite der Zeichnung) auf der Oberfläche am Innendurchmesser eines äußeren Bauteils 22a bereitgestellt, wird eine erste innere Führungsoberfläche 33c, die einer ersten äußeren Führungsoberfläche 33a gegenüberliegt, auf der Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 30 bereitgestellt, und eine zweite innere Führungsoberfläche 33d, welche der zweiten äußeren Führungsoberfläche 33b gegenüberliegt, wird an der Oberfläche am Außendurchmesser der Radnabe 32 bereitgestellt. Folglich sind die Vielzahl von Kugeln 33e zwischen der ersten äußeren Führungsoberfläche 33a und der ersten inneren Führungsoberfläche 33c angeordnet und zwischen der zweiten äußeren Führungsoberfläche 33b und der zweiten inneren Führungsoberfläche 33d. Zusätzlich enthält die Radnabenlagerung 33 eine Halterung 33f, um jede der Kugeln 33e der rechten und linken Reihen zurück zu halten, und ein Dichtungsbauteil 33g, um zu verhindern, dass ein Schmierstoff, wie beispielsweise Fett, der im Lager versiegelt ist, leckt und Staub in das Lager von außen eintritt. Ferner ist das äußere Bauteil 22a, welches die ersten und zweiten äußeren Führungsoberflächen 33a und 33b aufweist, am Gehäuse 22 mittels einer Schraube 39 in Bezug auf die Zusammenbaueigenschaft der Radnabenlagerung 33 befestigt.
Das Betriebsprinzip der Motorantriebseinheit im Rad 21 mit dem obigen Aufbau wird im einzelnen beschrieben werden.
Der Motorteil A erfährt eine elektromagnetische Kraft, die erzeugt wird, wenn Wechselstrom an eine Spule des Stators 23 angelegt wird und der Rotor 24, der einen Permanentmagneten aufweist oder einen elektrischen Gleichstrommagneten und das motorseitige Drehbauteil 25 drehen sich. Zu diesem Zeitpunkt, während die Frequenz einer Spannung, welche an die Spule angelegt wird, erhöht wird, werden die Drehgeschwindigkeiten des Rotors 24 und des motorseitigen Drehbauteils 25 erhöht.
Folglich dreht sich das Sonnenrad 26, das am motorseitigen Drehbauteil 25 bereitgestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt, weil das Planetenrad 28 sowohl das Sonnenrad 26, als auch das innere Zahnrad 27 erfasst, dreht es sich in der Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des motorseitigen Drehbauteils 25 als seine Drehbewegung, während es sich in der gleichen Richtung wie jene des motorseitigen Drehbauteils 25 als seine Umlaufbewegung dreht.
Die Umlaufbewegung des Planetenrades 28 wird zur Ausgangsleistung des Verlangsamungsteils B über die Planetenträgerwelle 29 und sie wird an den Radnabenlagerungsteil C übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung des motorseitigen Drehbauteils 25 mit einem Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung r verlangsamt, das über eine Formel 1 berechnet wird, in der die Anzahl von Zahnradzähnen des Sonnenrades 26 n₁ beträgt und die Anzahl von Zahnradzähnen des inneren Zahnrades 27 n₂ beträgt, und an das radseitige Drehbauteil 30 übertragen. Zusätzlich wird das Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung r auf 1/3 bis 1/6 in Anbetracht der Härte des Zahnrades eingestellt. $r = \frac{1}{\frac{n_{2}}{n_{1}} + 1}$
Gemäß der obigen Motorantriebseinheit im Rad, weil die äußeren Führungsoberflächen 33a und 33b des Radnabenlagers 33 auf dem äußeren Bauteil 22a bereitgestellt sind und die inneren Führungsoberflächen 33c und 33d desselben im radseitigen Drehbauteil 30 und der Radnabe 31 bereitgestellt sind, kann ein äußerer Ring und ein innerer Ring als Bauteil des Lagers weggelassen werden. Als Folge kann die radiale Abmessung des Radnabenlagers verringert werden. Zusätzlich, als weiteres Beispiel, sofern die radiale Abmessung die gleiche Abmessung ist, kann, weil der Durchmesser der Kugel 33e vergrößert werden kann, die Lastkapazität erhöht werden. Ferner kann eine Zusammenbau- Mannstunden- Eigenschaft aufgrund der Verringerung in der Anzahl der Bauteile verbessert werden.
Zusätzlich werden gemäß der obigen Motorantriebseinheit im Rad 21 die Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 30 und die Oberfläche am Innendurchmesser der Radnabe 31 plastisch durch Expansionspassung des radseitigen Drehbauteils 30 miteinander verbunden. 3 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zur Verbindung des radseitigen Drehbauteils und der Radnabe durch Expansionspassung zeigt. Mit Bezug auf 2 wird gemäß einem Zusammenbauverfahren des Radnabenlagerteils C der Käfig 33f, der die Kugeln 33e enthält, auf die erste innere Führungsoberfläche 33c gesetzt, die im radseitigen Drehbauteil 30 bereitgestellt ist. Sodann wird das äußere Bauteil 22 so positioniert, dass die erste äußere Führungsoberfläche 33a sich ungefähr in Kontakt mit der Kugel 33e befindet und wird am Gehäuse 22 mit der Schraube 39 befestigt. Sodann, unter der Voraussetzung, dass der Käfig 33f, welcher die Kugeln 33e enthält, auf die zweite innere Führungsoberfläche 33d gesetzt ist, wird die Radnabe 31 in das radseitige Drehbauteil 33 so eingepasst, dass die Kugel 33e sich ungefähr in Kontakt mit der zweiten äußeren Führungsoberfläche 33b befindet. Weil in diesem Zustand das radseitige Drehbauteil 30 und die Radnabe 31 nur durch Passung aneinander befestigt sind, könnte sofern eine große momentane Last darauf ausgeübt wird, sofern das elektrische Fahrzeug 11 betrieben wird, die Radnabe 31 in axialer Richtung verschoben werden. Dies führt zum Rotationsdefekt des Radnabenlagers 33 und die Radnabe 31 kann in diesem Fall nicht stabil gehalten werden.
Folglich werden die Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 30 und die Oberfläche am Innendurchmesser der Radnabe plastisch durch Expansionspassung miteinander verbunden. Spezieller, unter der Voraussetzung, dass die Motorantriebseinheit im Rad fest ist, wird ein Expansionspassungswerkzeug 40 mit einem Durchmesser, der geringfügig größer ist als der innere Durchmesser des hohlen Teils 30b des radseitigen Drehbauteils 30, in den hohlen Teil 30b gedrückt.
Folglich werden das radseitige Drehbauteil 30 und die Radnabe 31 plastisch an einem plastisch verschweißten Teil 40a verbunden. Sofern das radseitige Drehbauteil 30 und die Radnabe 31 starr durch das obige Verfahren miteinander verbunden sind, kann die Verbindungsstärke beträchtlich erhöht werden im Vergleich mit dem Fall, in dem sie nur durch Passung befestigt sind. Folglich kann die Radnabe 31 stabil gehalten werden.
Zusätzlich, obwohl das motorseitige Drehbauteil 25 und das Sonnenrad 26 in der obigen Ausführungsform integral gebildet sind, ist das Beispiel darauf nicht beschränkt, und das motorseitige Drehbauteil 25 und das Sonnenrad 26 können getrennt gebildet werden und das Sonnenrad 26 kann an einer bestimmten Position des motorseitigen Drehbauteils 25 befestigt werden, indem es eingepasst wird oder dergleichen. Ähnlich, obwohl das innere Zahnrad 27 direkt auf der Oberfläche am Innendurchmesser des Gehäuses 22 im obigen Beispiel gebildet ist, ist das beschriebene Beispiel darauf nicht beschränkt, und ein getrennt gebildetes inneres Zahnrad 27 kann in das Gehäuse 22 eingepasst werden.
Zusätzlich, obwohl die ersten und zweiten äußeren Führungsoberflächen 33a und 33b auf der Oberfläche am Innendurchmesser des äußeren Bauteils 22a in dem Radnabenlager in der obigen Ausführungsform gebildet werden, ist das beschriebene Beispiel darauf nicht beschränkt und sie können direkt in dem Gehäuse 22 ausgebildet werden.
Als nächstes wird eine Motorantriebseinheit im Rad 41 mit einem Verlangsamungsteil (B) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 3 und 5 beschrieben. Zusätzlich ist 3 eine schematische Schnittansicht, welche die Motorantriebseinheit im Rad 41 zeigt, 4 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 genommen ist und 5 ist eine vergrößerte Ansicht, welche den Umfang der exzentrischen Teile 45a und 45b in 3 zeigt.
Mit Bezug auf 3 weist die Motorantriebseinheit im Rad 41 einen Motorteil A auf, der den gleichen Aufbau wie jener hat, der in 1 gezeigt ist, einen Verlangsamungsteil B, welcher die Drehung des Motorteils A verlangsamt und sie ausgibt, und einen Radnabenlagerteil C, der die Ausgangsleistung vom Verlangsamungsteil B an das Antriebsrad 14 überträgt, ähnlich zu dem Aufbau, der in 1 gezeigt ist, und der Motorteil A sowie der Verlangsamungsteil B sind in einem Gehäuse eingebaut und in dem Radgehäuse 32a des elektrischen Fahrzeuges 11, wie in 12 gezeigt. Zusätzlich, weil der Motorteil A und der Radnabenlagerteil C die gleichen Aufbauten wie jene in der Motorantriebseinheit im Rad 21 haben, die in 1 gezeigt ist, wird hauptsächlich der Verlangsamungsteil B beschrieben.
Ein motorseitiges Drehbauteil 45 ist von dem Motorteil A zum Verlangsamungsteil B angeordnet, um die Antriebskraft des Motorteils A zum Verlangsamungsteil B zu übertragen, und weist exzentrische Teile 45a und 45b im Verlangsamungsteil B auf. Zusätzlich sind beide Enden des Motorteils A sowie das linke Ende des Verlangsamungsteils B durch Rollenlager 46, 47 und 48 gelagert. Ferner werden die zwei exzentrischen Teile 45a und 45b derartig bereitgestellt, dass ihre Phasen um 180° gegeneinander verschoben sind, um die Zentrifugalkraft aufgrund der exzentrischen Bewegung zueinander zu kompensieren.
Der Verlangsamungsteil B weist zwei kurvenförmige Platten 46a und 46b als umlaufendes Bauteil auf, die drehbar in den exzentrischen Teilen 45a und 45b befestigt sind, eine Vielzahl von äußeren Stiften 47, die an einer festen Position auf einem Gehäuse 42 befestigt sind und welche den äußeren Umfang der kurvenförmigen Platten 46a und 46b erfassen, als Bauteile zum Eingriff in den äußeren Umfang, einen Mechanismus zur Wandlung der Bewegung zum Übertragen der Drehbewegung der kurvenförmigen Platten 46a und 46b auf ein radseitiges Drehbauteil 56 und ein Gegengewicht 49.
Mit Bezug auf 4 weist die kurvenförmige Platte 46a um den äußeren Umfang herum eine Vielzahl von Wellenformen auf, die eine trochoidale Krümmung besitzen, wie beispielsweise eine Epitrochoide, und weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 50a und 50b auf, welche von einer seitlichen Stirnseite zur anderen seitlichen Stirnseite durchdringen. Die Durchgangslöcher 50a sind in gleichen Abständen am Umfang, um die Rotationsachse der kurvenförmigen Platte 46a bereitgestellt und nehmen innere Stifte 51 auf, die nachfolgend beschrieben werden. Zusätzlich ist das Durchgangsloch 50b in der Mitte der kurvenförmigen Platte 46a bereitgestellt und das exzentrische Teil 45a ist in es eingesetzt.
Die kurvenförmige Platte 46a ist drehbar in Bezug auf das exzentrische Teil 45a mittels eines Wälzlagers 52 gelagert. Das Wälzlager 52 ist ein Tiefrillenlager, das einen Innenring 52a, welcher am exzentrischen Teil 45a eingepasst ist und eine innere Führungsoberfläche an seiner Oberfläche am Außendurchmesser aufweist, einen äußeren Ring 52b, welcher in die innere Wandoberfläche des Durchgangslochs 50b eingepasst ist und eine äußere Führungsoberfläche auf seiner Oberfläche am Innendurchmesser aufweist, eine Vielzahl von Kugeln 52b als Wälzelemente, die zwischen dem inneren 52a und dem äußeren Ring 52b angeordnet sind und einen Käfig (nicht gezeigt), um die Vielzahl von Kugeln 52c zu halten.
Die äußeren Stifte sind in gleichen Abständen auf der umfänglichen Führung um die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils 45 angebracht. Weil diese mit den umlaufenden Spuren der kurvenförmigen Platten 46a und 46 b zusammenfallen, wenn die kurvenförmigen Platten 46a und 46b ihre umlaufende Bewegung durchführen, erfassen die Wellenformen des kurvenförmigen Aufbaus den äußeren Stift 47 und die kurvenförmigen Platten 46a und 46b führen die Drehbewegung aus. Zusätzlich ist ein Nadelwälzlager 47a an der Position bereitgestellt, welche an die äußeren Umfangsoberfläche der kurvenförmigen Platten 46a und 46b anliegt, um den Kontaktwiderstand mit den kurvenförmigen Platten 46a und 46b zu verringern.
Das Gegengewicht 49 hat die Gestalt einer Scheibenform und weist ein Durchgangsloch auf, welches in das motorseitige Drehbauteil 45 an einer Position weg von der Mitte eingepasst ist, und es ist derartig angeordnet, dass seine Phase nach außen verschoben ist außerhalb des exzentrischen Teils 45a (45b) um 180°, um das Unwuchtträgheitspaar zu eliminieren, welches durch die Drehung der kurvenförmigen Platte 46a (46b) erzeugt wird.
Hier mit Bezug auf 5, sofern davon ausgegangen wird, dass der Mittelpunkt zwischen den zwei kurvenförmigen Platten 46a und 46b G ist, wenn man die rechte Seite des Mittelpunktes G in 5 betrachtet, beträgt ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und dem Zentrum der kurvenförmigen Platte 46a L₁ , die Masse der kurvenförmigen Platte 46a beträgt m₁, eine exzentrische Menge des Gravitationszentrums der kurvenförmigen Platte 46a von der Drehachse ist ε₁, ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und dem Gegengewicht 49 beträgt L₂ , die Masse des Gegengewichtes 49 beträgt M₂ , und eine exzentrische Menge des Gravitationszentrums des Gegengewichtes 49 von der Drehachse beträgt ε₂, so dass einer Relation wie L₁ × m₁ × ε₁ = L₂ × m₂ ε₂ Genüge getan wird. Die gleiche Relation wird zwischen der kurvenförmigen Platte 46b und dem Gegengewicht 49 an der linken Seite des Mittelpunktes G in 5 bereitgestellt.
Der Mechanismus zur Wandlung der Bewegung umfasst die Vielzahl von inneren Stiften 51, welche im radseitigen Drehbauteil 46 gehalten werden und die Durchgangslöcher 50a, welche in den kurvenförmigen Platten 46a und 46b bereitgestellt sind. Die inneren Stifte 51 sind in gleichen Abständen auf der Umfangsspur um die Drehachse des radseitigen Drehbauteils 56 bereitgestellt. Zusätzlich, um den Kontaktwiderstand mit den kurvenförmigen Platten 46a und 46b zu verringern, ist ein Nadelwälzlager 51a an der Position bereitgestellt, welche an der inneren Wandoberfläche des Durchgangsloches 50a der kurvenförmigen Platten 46a und 46b anliegt. In der Zwischenzeit ist das Durchgangsloch 50a an einer Position bereitgestellt, welche jeder der inneren Stifte 51 entspricht, und die Abmessung des Innendurchmessers des Durchgangslochs 50a wird so eingestellt, dass sie um einen bestimmten Betrag größer ist als die Abmessung des Außendurchmessers des inneren Stiftes 51 (maximaler äußerer Durchmesser enthaltend das Nadelwälzlager 51a).
Das Betriebsprinzip der Motorantriebseinheit im Rad 41 mit dem obigen Aufbau wird im einzelnen beschrieben.
Der Motorteil A empfängt eine elektromagnetische Kraft, die erzeugt wird, sofern eine Wechselspannung an eine Spule des Stators 43 angelegt wird, und ein Rotor 44, der einen Permanentmagneten oder einen Gleichspannungselektromagneten aufweist, dreht sich. Zu diesem Zeitpunkt, während die Frequenz einer angelegten Spannung an die Spule erhöht wird, wird die Drehgeschwindigkeit des Rotors 44 erhöht.
Sofern folglich das motorseitige Drehbauteil 45 das mit dem Rotor 44 verbunden ist, sich dreht, führen die kurvenförmigen Platten 46a und 46b die umlaufende Bewegung um die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils 45 aus. Zu diesem Zeitpunkt erfasst der äußere Stift 47 die kurvenförmige Wellenform der kurvenförmigen Platte 46a (46b), wodurch die kurvenförmige Platte 46a (46b) die Drehbewegung in die entgegengesetzte Richtung der Drehung des motorseitigen Drehbauteils 45 ausführt.
Der innere Stift 41, welcher in das Durchgangsloch 50a eingesteckt ist, liegt an der inneren Wandoberfläche des Durchgangslochs 50a an, in Übereinstimmung mit der Drehbewegung der kurvenförmigen Platte 46a (46b). Folglich wird die umlaufende Bewegung der kurvenförmigen 46a (46b) nicht auf den inneren Stift 51 übertragen, sondern lediglich die Drehbewegung der kurvenförmigen Platten 46a und 46b wird auf das Radnabenlagerteil C über das radseitige Drehbauteil 56 übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt, weil die Drehung des motorseitigen Drehbauteils 45 durch das Verlangsamungsteil B verzögert wird und auf das radseitige Drehbauteil 56 übertragen wird, sogar wenn ein Motorteil A vom Typ Niedrigmoment und Hochdrehend verwendet wird, kann das für den Antrieb des Rades 14 benötigte Moment übertragen werden.
Sofern die Motorantriebseinheit im Rad 41 gemäß der obigen Ausführungsform in dem elektrischen Fahrzeug 11 eingesetzt wird, kann die ungefederte Masse unterdrückt werden. Als Folge kann das elektrische Fahrzeug in seiner Fahrstabilität überlegen sein.
Ferner wird das Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung des obigen Verlangsamungsteils B durch (Z_A-Z_B)/Z_B berechnet, wobei die Anzahl der äußeren Stifte 47 Z_A beträgt und die Anzahl der Wellenformen der kurvenförmigen Platten 46a und 46b Z_B beträgt. Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform, und weil Z_A=12, Z_B=11, kann das Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung so beträchtlich hoch wie 1/11 sein.
Folglich, sofern das Verlangsamungsteil B, das in der Lage ist, das hohe Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung zu erzielen, ohne dass ein mehrstufiger Aufbau nötig ist, verwendet wird, kann die Motorantriebseinheit im Rad kompakt sein und weist ein hohes Verhältnis der Geschwindigkeitsverringerung auf. Zusätzlich, weil der Kontaktwiderstand verringert werden kann, indem Nadelwälzlager 47a und 51a an den Positionen des äußeren Stiftes 47 und des Eingangsstiftes 51 bereitgestellt werden, die an den kurvenförmigen Platten 46a und 46b jeweils anliegen, wird der Übertragungseffekt des Verlangsamungsbauteils B verbessert.
Zusätzlich, weil die kurvenförmigen Platten 46a und 46b die umlaufende Bewegung mit hoher Geschwindigkeit durchführen, während sie die äußeren Stifte 47 erfassen, wird eine große radiale Last auf die Wälzlager 52 ausgeübt, welche die kurvenförmigen Platten 46a und 46b lagern. Es besteht jedoch eine Möglichkeit, dass die Wälzlager 52, welche eine ausreichende Lastkapazität aufweisen, nicht in dem begrenzten Raum des Verlangsamungsbauteils B angeordnet werden können. Zusätzlich wird dieses Problem ernster, weil es von dem elektrischen Fahrzeug 11 in jüngeren Jahren gefordert wird, kompakt zu sein.
Folglich kann, sofern die äußere Führungsoberfläche des Wälzlagers 52 auf der inneren Wandoberfläche des Durchgangslochs 50b der kurvenförmigen Platte 46a (46b) bereitgestellt wird, der äußere Ring 52b weggelassen werden. Als Folge, weil der Spalt zwischen der inneren Führungsoberfläche und der äußeren Führungsoberfläche erhöht werden kann, kann die Kugel 52c, welche einen großen Durchmesser aufweist, eingesetzt werden, oder die Anzahl von Kugeln 52c kann erhöht werden. Folglich, weil die Lastkapazität verbessert werden kann, ohne dass die Abmessung des gesamten Wälzlagers 52 verändert wird, hat die Motorantriebseinheit im Rad eine überragende Haltbarkeit und hohe Zuverlässigkeit. Zusätzlich können die Herstellungskosten aufgrund der Verringerung in der Anzahl der Bauteile reduziert werden.
Als nächstes wird eine Motorantriebseinheit im Rad 61 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 6 - 9 beschrieben. Zusätzlich ist 6 eine schematische Schnittansicht, welche die Motorantriebseinheit im Rad 61 zeigt, 7 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie VII-VII in 6 genommen ist, 8 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Umgebung der exzentrischen Teile 65a und 65b in 6 zeigt, 9 und 10 sind vergrößerte Ansichten, welche ein Bauteil zum Eingriff in den äußeren Umfang zeigen.
Zunächst mit Bezug auf 6, umfasst die Motorantriebseinheit im Rad 61 einen Motorteil A der eine Antriebskraft erzeugt, einen Verlangsamungsteil B, welcher die Drehung des Motorteils A verlangsamt und sie ausgibt, und einen Radnabenlagerteil C, der die Ausgangsleistung vom Verlangsamungsteil B an das Antriebsrad 14 überträgt, und der Motorteil A und der Verlangsamungsteil B sind in ein Gehäuse 62 eingebaut und in das Radgehäuse 12a des elektrischen Fahrzeugs 11 eingebaut, wie in 12 gezeigt.
Der Motorteil A ist ein Axialspaltmotor, welcher einen Stator 63 aufweist, der an dem Gehäuse 62 befestigt ist, einen Rotor 64, welcher an der Innenseite des Stators mit etwas axialem Zwischenraum dazwischen angeordnet ist, und ein motorseitiges Drehbauteil 65, das starr mit der Innenseite des Rotors 64 verbunden ist und sich zusammen mit dem Rotor 64 dreht. Zusätzlich ist ein Abdichtungsbauteil 64 auf der Endoberfläche des Motorteils A an der gegenüberliegenden Seite des Verlangsamungsbauteils B bereitgestellt, um Staub daran zu hindern, dass er in den Motorteil A eintritt.
Der Rotor 64 weist einen flanschförmigen Rotorteil 64a auf und einen zylindrischen hohlen Teil 64b, und er ist drehbar in Bezug auf das Gehäuse 62 durch ein doppelreihiges Wälzlager 75 gelagert. Zusätzlich ist ein Dichtungsbauteil 76 zwischen dem Gehäuse 62 und dem Rotor 64 bereitgestellt, um zu verhindern, dass ein Schmierstoff, der in dem Verlangsamungsbauteil B versiegelt ist, in den Motorteil A eintritt.
Das motorseitige Drehbauteil 65 durchdringt den Verlangsamungsteil B vom Motorteil A und ist so angeordnet, dass es einen hohlen Teil 68b eines radseitigen Drehbauteils 68 erreicht und weist exzentrische Teile 65a und 65b im Verlangsamungsbauteil B auf. Das eine Ende des motorseitigen Drehbauteils 65 ist im Rotor 64 eingepasst und beide Enden des Verlangsamungsbauteils B werden durch die Wälzlager 77 und 78 gelagert. Ferner sind die zwei exzentrischen Teile 65a und 65b derartig bereitgestellt, dass ihre Phasen um 180° verschoben sind, um die Zentrifugalkraft aufgrund der exzentrischen Bewegung zueinander zu neutralisieren.
Der Verlangsamungsteil B weist kurvenförmige Platten 66a und 66b als umlaufende Bauteile auf, die drehbar in den exzentrischen Teilen 65a und 65b gehalten werden, eine Vielzahl von äußeren Stiften 67, die drehbar durch ein Nadelwälzlager 67c in Bezug auf das Gehäuse 62 gelagert sind und in welche die äußeren Umfangsteile der kurvenförmigen Platten 66a und 66b als Bauteile zum Eingriff in den äußeren Umfang eingreifen, einen Mechanismus zur Wandlung der Bewegung zum Übertragen der Drehbewegungen der kurvenförmigen Platten 66a und 66b auf das radseitige Drehbauteil 68 und ein Gegengewicht 69.
Das radseitige Drehbauteil 68 weist einen Flanschteil 68a auf und einen zylindrischen hohlen Teil 68b. Die Stirnseite des Flanschteils 68a weist Löcher zur Befestigung der inneren Stifte 71 an äquivalenten Abständen auf dem Umfang um die Drehachse des radseitigen Drehbauteils 68 herum auf. Zusätzlich ist die Oberfläche am Außendurchmesser des hohlen Teils 68b in der Oberfläche am Innendurchmesser der Radnabe 72 eingepasst und auf der Oberfläche am Innendurchmesser des hohlen Teils 68b ist das motorseitige Drehbauteil 65 drehbar durch das Wälzlager 78 gelagert, so dass die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils 65 mit der Drehachse des radseitigen Drehbauteils 68 übereinstimmt.
Mit Bezug auf 7 weist die kurvenförmige Platte 66a eine Vielzahl von Wellenformen um den äußeren Umfang herum auf, die eine trochoidale Kurve wie eine Epitrochoide umfassen, und besitzt eine Vielzahl von Durchgangslöchern 70a und 70b, welche von einer Stirnseite zu der anderen Stirnseite durchdringen. Die Durchgangslöcher 70a sind in gleichen Abständen auf dem Umfang um die Drehachse der kurvenförmigen Platte 66a herum vorgesehen und nehmen innere Stifte 71 auf, welche nachfolgend beschrieben werden. Zusätzlich ist das Durchgangsloch 70b im Zentrum der kurvenförmigen Platte 66a bereitgestellt und das exzentrische Teil 65a ist in es eingesetzt.
Die kurvenförmige Platte 66a ist drehbar in Bezug auf das exzentrische Teil 65a durch ein Wälzlager 79 gelagert. Das Wälzlager 79 ist ein Tiefrillenlager, das einen inneren Ring 79a aufweist, der in das exzentrische Teil 65a eingepasst ist und dass eine äußere Führungsoberfläche auf seiner Oberfläche am Außendurchmesser aufweist, einen äußeren Ring 79b, der in die innere Wandoberfläche des Durchgangslochs 70b eingepasst ist und einer äußeren Führungsoberfläche auf seiner Oberfläche am Innendurchmesser aufweist, eine Vielzahl von Kugeln 79c als Wälzelemente, die zwischen dem inneren Ring 79a und dem äußeren Ring 79b angeordnet sind und einen Käfig (nicht gezeigt), um die Vielzahl von Kugeln 79c zurückzuhalten.
Die äußeren Stifte 67 sind in gleichmäßigen Abständen auf der Umfangsspur um die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils 65 bereitgestellt. Weil diese mit der Umlaufspur der gekrümmten Platte 66a (66b) übereinstimmt, sofern die kurvenförmige Platte 66a (66b) die Umlaufbewegung durchführt, erfasst die Wellenform des kurvenförmigen Aufbaus den äußeren Stift 67 und die kurvenförmige Platte 66a (66b) führt die Drehbewegung aus.
Der äußere Stift 67 wird im Einzelnen mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. Zusätzlich ist 9 eine vergrößerte Ansicht, welche die Nachbarschaft des äußeren Stiftes 67, der in 6 gezeigt ist, zeigt, und 10 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Nachbarschaft eines äußeren Stiftes 87 von 9 als Vergleichsbeispiel zeigt.
Zunächst mit Bezug auf 9 ist der äußere Stift 67 ein Stangenbauteil, welches einen Teil mit großem Durchmesser 67a aufweist, der einen relativ großen Durchmesser in der Mitte besitzt, einen Teil mit kleinem Durchmesser 67b, der einen relativ kleinen Durchmesser an jedem Ende aufweist, und einen abgeschrägten Teil 67d zwischen dem Teil mit großem Durchmesser 67a und dem Teil mit kleinem Durchmesser 67b. Der Teil mit großem Durchmesser 67a ist an einer Position angeordnet, so dass er sich in Kontakt mit den kurvenförmigen Platten 66a und 66b befindet, so dass sie sich in direktem Kontakt miteinander befinden. Der Teil mit kleinem Durchmesser 67b ist drehbar durch ein Nadelwälzlager 67c im Gehäuse 62 gelagert. Sofern folglich der äußere Stift 67 im Gehäuse 62 drehbar ist, kann der Kontaktwiderstand aufgrund des Eingriffs in die kurvenförmigen Platten 66a und 66b verringert werden.
Als nächstes wird der äußere Stift 87 beschrieben, welcher das Vergleichsbeispiel zum äußeren Stift 67 darstellt. Mit Bezug auf 10 kann der Kontaktwiderstand zwischen den kurvenförmigen Platten 86a und 86b und dem äußeren Stift 87 durch den äußeren Stift 87 verringert werden, dessen beide Enden in einem Gehäuse 82 befestigt ist und dessen Zentrum, das die kurvenförmigen Platten 66a und 66b kontaktiert, durch ein Nadelwälzlager 87c gelagert wird.
Mit Bezug auf die 9 und 10, weil eine Last (Biegespannung) an die äußeren Stifte 67 und 87 angelegt wird, deren beide Enden in der normalen Richtung des Kontaktteils mit den kurvenförmigen Platten 66a, 66b, 86a und 86b gelagert sind, ist es wünschenswert, dass die Durchmesser der äußeren Stifte 67 und 87 groß sind, um die ausreichende maximale Biegespannung der äußeren Stifte 67 und 87 sicherzustellen. Jedoch wird der Durchmesser des Bereichs, der sich in Kontakt mit den kurvenförmigen Platten 66a, 66b, 86a und 86b befindet (ein Durchmesser d₁ des Teils mit großem Durchmesser 67a in 9, und ein Durchmesser d₂ , der das Nadelwälzlager 87c in 10 enthält) durch die Abmessungen der kurvenförmigen Platte 66a, 66b, 86a und 86b begrenzt, so dass er nicht frei eingestellt werden kann.
Das heißt, sofern die Abmessungen der kurvenförmigen Platten 66a, 66b, 86a und 86b die gleichen sind, werden der Durchmesser d₁ des großen Durchmesserteils des äußeren Stiftes 67 in 9 und der Durchmesser d₂ des äußeren Stiftes 87, welcher das Nadelwälzlager 87c enthält in 10 die gleichen Abmessungen (d₁=d₂). In diesem Fall kann der Durchmesser d₁ des äußeren Stiftes 67 in 9 größer eingestellt werden als der Durchmesser d₃ des äußeren Stiftes 87, der in 10 gezeigt ist. Als Folge weist der äußere Stift 67, der sich direkt in Kontakt mit den kurvenförmigen Platten 66a und 66b befindet, eine höhere maximale Biegespannung auf im Vergleich mit dem äußeren Stift 87, der in 10 gezeigt ist.
Zusätzlich kann der gleiche Effekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, sogar sofern der Teil mit großem Durchmesser 67a und der Teil mit kleinem Durchmesser 67b in 9 den gleichen Durchmesser aufweisen. Während jedoch der Durchmesser des Teils mit kleinem Durchmesser 67b erhöht wird, wird die Größe des Nadelwälzlagers 67c, das den äußeren Stift 67 lagert, ebenso erhöht. Als Folge besteht das Problem, dass der Raum zur Aufnahme des Nadelwälzlagers 67c des Gehäuses 62 groß wird. Folglich wird der Durchmesser des Teils mit großem Durchmesser 67a erhöht, um eine ausreichende maximale Biegespannung sicherzustellen und der Durchmesser des Teils mit kleinem Durchmesser 67b, der durch das Nadelwälzlager 67c gelagert wird, wird verringert, um den Lager aufnehmenden Raum zu verringern. Als Folge kann die Motorantriebseinheit im Rad 61 klein sein und ein hohes Übertragungsmoment aufweisen.
Zusätzlich, obwohl in der obigen Ausführungsform das Nadelwälzlager 67c als Lager zum Lagern des äußeren Stiftes 67 als ein Beispiel eingesetzt wird, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, und verschiedene Arten von Lagern können verwendet werden. Sofern jedoch das Nadelwälzlager 67c verwendet wird, kann der Lager enthaltende Raum weiter verringert werden.
Zusätzlich, obwohl der Teil mit vertikaler Stufe zwischen dem Teil mit großem Durchmesser 67a und dem Teil mit kleinem Durchmesser 67b vorgesehen werden kann, ist es wünschenswert, den abgeschrägten Teil 67d am Grenzteil zwischen ihnen bereitzustellen, wie in 9 gezeigt, um zu verhindern, dass sich die Spannung an diesem Grenzteil konzentriert.
Das Gegengewicht 69 liegt in der Gestalt einer Scheibenform vor, und weist ein Durchgangsloch auf, das in dem motorseitigen Drehbauteil 65 an einer Position weg von der Mitte eingepasst ist, und ist derartig angeordnet, dass seine Phase nach außen vom exzentrischen Teil 65a (65b) um 180° verschoben wird, um das Unwuchtträgheitspaar, das aufgrund der Drehung der kurvenförmigen Platte 65a (65b) erzeugt wird, zu eliminieren.
Hier mit Bezug auf 8, sofern davon ausgegangen wird, dass der Mittelpunkt zwischen den zwei kurvenförmigen Platten 66a und 66b G ist, betrachtet von der rechten Seite des Mittelpunktes G in 8, beträgt ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und dem Mittelpunkt der kurvenförmigen Platte 66a L₁ , die Masse der kurvenförmigen Platte 66a beträgt m₁, eine exzentrische Menge vom Gravitationszentrum der kurvenförmigen Platte 66a von der Drehachse beträgt ε₁, ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und dem Gegengewicht 69 beträgt L₂ , die Masse des Gegengewichtes 69 beträgt m₂, und eine exzentrische Menge vom Gravitationszentrum des Gegengewichtes 69 von Drehachse beträgt ε₂, so dass eine Relation von L₁ × m1 × ε₁ = L₂ × m₂ × ε₂ eingehalten wird.
Dieselbe Beziehung wird zwischen der kurvenförmigen Platte 66b und dem Gegengewicht 69 auf der linken Seite des Mittelpunktes G in 8 bereitgestellt.
Der Mechanismus zur Wandlung der Bewegung weist die Vielzahl von inneren Stiften 71 auf, welche im radseitigen Drehbauteil 68 fixiert sind und die Durchgangslöcher 70a, welche in der kurvenförmigen Platte 66a (66b) bereitgestellt sind. Die inneren Stifte 71 sind in gleichen Abständen an der Umfangsspur der Drehachse des radseitigen Drehbauteils 68 bereitgestellt und ihr eines Ende ist am radseitigen Drehbauteil 68 befestigt und das andere Ende ist mit dem Rückhalteteil 71b ausgestattet, das verhindert, dass sie aus dem Durchgangsloch 70a entweichen. Zusätzlich, um den Kontaktwiderstand mit den kurvenförmigen Platten 66a und 66b zu verringern, ist ein Nadelwälzlager 71 an der Position bereitgestellt, die an der Innenwandoberfläche des Durchgangslochs 70a der kurvenförmigen Platte 66a (66b) anliegt. In der Zwischenzeit ist das Durchgangsloch 70a an einer Position bereitgestellt, die jedem der inneren Stifte 71 entspricht, und die innere Abmessung des Durchgangsloches 70a ist so eingestellt, dass sie um einen vorbestimmten Betrag größer ist als die Abmessung des äußeren Durchmessers des inneren Stiftes 71 (maximaler äußerer Durchmesser enthaltend das Nadelwälzlager 71a).
Der Radnabenlagerteil C umfasst eine Radnabe 72, die starr mit dem radseitigen Drehbauteil 68 verbunden ist und ein Radnabenlager 73, das drehbar die Radnabe 72 in Bezug auf das Gehäuse 62 lagert. Die Radnabe 72 weist einen zylindrischen hohlen Teil 72a und einen Flanschteil 72b auf. Das radseitige Drehbauteil 68 ist in die Oberfläche am Innendurchmesser des hohlen Teils 72a eingepasst und das Antriebsrad 14 (nicht gezeigt) ist starr mit dem Flanschteil 72b über eine Schraube 72c verbunden. Zusätzlich ist der Öffnungsteil des hohlen Teils 72a mit einem Dichtungsbauteil 72 ausgestattet, um Staub daran zu hindern, in die Motorantriebseinheit im Rad 61 einzudringen.
Das Radnabenlager 73 ist ein doppelreihiges Schrägkugellager, das Kugeln 73 als Wälzkörper aufweist. Gemäß der Führungsoberfläche der Kugel 73e werden eine erste äußere Führungsoberfläche 73a (rechte Seite in der Zeichnung) und eine zweite äußere Führungsoberfläche 73b (linke Seite in der Zeichnung) auf der Oberfläche am Innendurchmesser des äußeren Bauteils 62a bereitgestellt, eine erste innere Führungsoberfläche 73c gegenüber der ersten äußeren Führungsoberfläche 73a wird auf der Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 68 bereitgestellt und eine zweite innere Führungsoberfläche 73d gegenüber der zweiten äußeren Führungsoberfläche 73b ist in der Oberfläche am Außendurchmesser der Radnabe 72 bereitgestellt. Folglich sind die Vielzahl von Kugeln 73a zwischen der ersten äußeren Führungsoberfläche 73a und der ersten inneren Führungsoberfläche 73c und zwischen der zweiten äußeren Führungsoberfläche 73b und der zweiten inneren Führungsoberfläche 73d angeordnet. Zusätzlich enthält das Radnabenlager 73 einen Käfig 73f, um jede der Kugeln 73e der linken und rechten Reihen zurückzuhalten, und ein Dichtungsbauteil 73g, um zu verhindern, dass ein Schmierstoff, wie beispielsweise Fett, der im Lager versiegelt ist, leckt, und Staub in das Lager von außen eindringt. Ferner ist das äußere Bauteil 62a, welches die erste und zweite äußere Führungsoberfläche 73a und 73b aufweist, an dem Gehäuse 62 mit einer Schraube 62b in Anbetracht der Zusammenbaueigenschaft des Radnabenlagers 73 befestigt.
Gemäß der obigen Motorantriebseinheit im Rad 61, weil die äußeren Führungsoberflächen 73a und 73b des Radnabenlagers auf dem äußeren Bauteil 62a bereitgestellt sind und die inneren Führungsoberflächen 73c und 73d desselben in dem radseitigen Drehbauteil 68 und der Radnabe 72 bereitgestellt sind, kann auf einen äußeren Ring und einen inneren Ring als Bauteile des Lagers verzichtet werden. Als Folge kann die radiale Abmessung des Radnabenlagers 73 verringert werden. Zusätzlich als anderer Fall kann die Lastkapazität erhöht werden, sofern die radiale Abmessung die gleiche Abmessung ist, weil der Durchmesser der Kugel 73e vergrößert werden kann. Ferner kann die Zusammenbaueigenschaft aufgrund der Verringerung in der Anzahl der Bauteile verbessert werden.
Zusätzlich werden bei der obigen Motorantriebseinheit im Rad 61 die Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 68 und die Oberfläche am Innendurchmesser der Radnabe 72 plastisch durch Expansionspassung des radseitigen Drehbauteils 68 miteinander verbunden.
Gemäß einem Zusammenbauverfahren des Radnabenlagerteils C wird der Käfig 73f, der die Kugeln 73e enthält, auf die erste innere Führungsoberfläche 73c aufgesetzt, die im radseitigen Drehbauteil 68 bereitgestellt ist. Sodann wird das äußere Bauteil 62a so positioniert, dass die erste äußere Führungsoberfläche 73a ungefähr im Kontakt mit der Kugel 73e ist und wird am Gehäuse 62 durch die Schraube 62b befestigt. Sodann, unter der Voraussetzung, dass der Käfig 73f, der die Kugeln 73e enthält, auf die zweite innere Führungsoberfläche 73d gesetzt wird, wird die Radnabe 72 in das radseitige Drehbauteil 68 so eingepasst, dass die Kugel 73e ungefähr in Kontakt mit der zweiten äußeren Führungsoberfläche 73b ist.
Weil das radseitige Drehbauteil 68 und die Radnabe 72 in diesem Zustand lediglich durch Passung befestigt sind könnte die Radnabe 72 in axialer Richtung verschoben werden, sofern eine große Momentlast auf sie ausgeübt wird, wenn das elektrische Fahrzeug 11 betrieben wird. Dies führt zum Rotationsdefekt des Radnabenlagers 73 und die Radnabe 72 kann in diesem Fall nicht stabil gehalten werden.
Folglich werden die Oberfläche am Außendurchmesser des radseitigen Drehbauteils 68 und die Oberfläche am Innendurchmesser des Nabenbauteils 72 plastisch durch Expansionspassung miteinander verbunden. Spezieller, unter der Voraussetzung, dass die Motorantriebseinheit 61 im Rad fest ist, wird ein Expansionspassungswerkzeug (nicht gezeigt), das einen äußeren Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der innere Durchmesser des hohlen Teils 68b des radseitigen Drehbauteils 68 in den hohlen Teil 68b gedrückt.
Folglich werden das radseitige Drehbauteil 68 und die Radnabe 72 plastisch an einem plastisch verbundenen Teil 80 miteinander verbunden. Sofern das radseitige Drehbauteil 68 und die Radnabe 62 starr durch das obige Verfahren miteinander verbunden werden, kann die Verbindungsstärke beträchtlich erhöht werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem sie lediglich durch Passung miteinander verbunden sind. Folglich kann die Radnabe 72 stabil gehalten werden.
Zusätzlich, obwohl das motorseitige Drehbauteil 65 durch das Wälzlager 78 gelagert wird, das im hohlen Teil 68b des radseitigen Drehbauteils 68 in der obigen Ausführungsform bereitgestellt ist, kann ein Teil der Radnabe 72 plastisch verbunden werden, indem der Durchmesser desselben auf der inneren Durchmesserseite des radseitigen Drehbauteils 68 durch Expansionspassung expandiert wird. In diesem Fall ist ein Wälzlager im hohlen Teil 72a der Radnabe 72 angeordnet, um das motorseitige Drehbauteil 65 zu lagern.
Zusätzlich, weil das Betriebsprinzip der Motorantriebseinheit im Rad 61 das gleiche ist, wie jenes der Motorantriebseinheit im Rad 41 wird seine Beschreibung unterlassen.
Obwohl in der obigen Ausführungsform die zwei kurvenförmigen Platten 46a, 46b, 66a und 66b im Verlangsamungsteil B bereitgestellt sind, wobei ihre Phasen um 180° verschoben sind, kann die Anzahl der kurvenförmigen Platten optional eingestellt werden. Sofern zum Beispiel drei kurvenförmige Platten bereitgestellt werden, wird die Phase um 120° verschoben.
Zusätzlich, obwohl in der obigen Ausführungsform der Mechanismus zur Wandlung der Bewegung die inneren Stifte 51 (71) aufweist, welche am radseitigen Drehbauteil 56 (68) befestigt sind, und die Durchgangslöcher 50a (70a), die in der kurvenförmigen Platte 46a oder 46b (66a oder 66b) bereitgestellt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und sie kann einen beliebigen Aufbau haben, bei dem die Drehung des Verlangsamungsbauteils B auf die Radnabe 53 (72) übertragen wird. Zum Beispiel kann der Mechanismus zur Wandlung der Bewegung einen inneren Stift aufweisen, der an einer kurvenförmigen Platte befestigt ist und ein Loch, das in einem Ausgabebauteil gebildet wird.
Zusätzlich wurde der Betrieb beschrieben, wobei sich auf die Drehung jedes Bauteils in der obigen Ausführungsform fokussiert wurde, wobei in der Praxis die Antriebsleistung einschließlich des Momentes vom Motorteil A auf das Antriebsrad übertragen wird. Deswegen wird die Antriebsleistung, die wie oben beschrieben, verlangsamt wird, in ein hohes Moment umgewandelt.
Zusätzlich, obwohl in der Beschreibung des Betriebs der obigen Ausführungsform dem Motorteil A elektrischer Strom zugeführt wird, um den Motorteil A anzutreiben und die Bewegungsleistung vom Motorteil A an das Antriebsrad 14 übertragen wird, kann es sofern das Fahrzeug verzögert wird oder bergab fährt, im Gegensatz zu dem obigen, so sein, dass die Antribsleistung vom Antriebsrad 14 im Verlangsamungsbauteil B in viele Umdrehungen und die Kraft bei niedrigem Moment gewandelt wird und an den Motorteil A übertragen wird, und eine elektrische Leistung durch den Motorteil A erzeugt wird. Ferner kann es so sein, dass die hier erzeugte elektrische Leistung in einer Batterie gespeichert wird und sie zum Antrieb des Motorteils A später verwendet wird, oder zum Betrieb von weiteren elektrisch betriebenen Ausrüstungen, die im Fahrzeug bereitgestellt sind.
Ferner kann eine Bremse zum Aufbau der obigen Ausführungsform hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann der Aufbau in den 1, 3 oder 6 eine Parkbremse sein, bei der ein Drehbauteil, das zusammen mit dem Rotor 24, 44 oder 64, rotiert, ein Kolben, der sich nicht drehen kann, aber sich axial im Gehäuse 22, 42 oder 62 bewegen kann, und ein Zylinder zum Betreiben des Kolbens im Raum rechts des Rotors 24, 44 oder 64 in der Zeichnung angeordnet sind, und der Rotor 24, 44 oder 64 verriegelt wird, indem der Kolben in das Drehbauteil eingepasst wird.
Ferner kann es eine Scheibenbremse sein, bei der ein Flansch, der an einem Teil des Drehbauteils gebildet wird das zusammen mit dem Rotor 24, 44 oder 64 rotiert und eine Reibplatte, die auf der Seite des Gehäuses 22, 42 oder 62 fixiert ist von einem Zylinder eingefasst werden, der auf der Seite des Gehäuses 22, 42 oder 62 fixiert ist. Ferner kann es eine Trommelbremse sein, bei der eine Trommel an einem Teil des Drehbauteils gebildet wird und ein Bremsschuh an der Seite des Gehäuses 22, 42 oder 62 befestigt ist, und das Drehbauteil durch Reibungserfassung und Selbsterfassungsverhalten verriegelt wird.
Zusätzlich, obwohl in den obigen Ausführungsformen die radseitigen Drehbauteile 30, 56 und 68 und die Radnaben 31, 53 und 72 jeweils starr durch das Expansionsfitting miteinander verbunden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dies beschränkt und beide können durch beliebige Verfahren aneinander befestigt werden.
Zusätzlich wird in den obigen Ausführungsformen das Schrägkugellager in den Radnabenlagern 33, 54 und 73 eingesetzt, die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt und verschiedene Arten von Lagern, wie beispielsweise Gleitlager, ein Zylinderwalzenlager, ein Kegelrollenlager, ein Nadelwalzenlager, ein selbst ausrichtendes Kugellager, ein Tiefrillenkugellager, ein Schrägkugellager, und ein Vierpunktkontaktkugellager unbeachtlich, ob der Wälzkörper Walze oder die Kugel ist, unbeachtlich, ob es das Gleitlager oder das Wälzlager ist, und unbeachtlich ob es doppelreihig oder einreihig ist. Zusätzlich kann das Lager, welches an den anderen Positionen angeordnet ist, ähnlich eine beliebige Art von Lager einsetzen.
Ferner, obwohl in der obigen Ausführungsform der axiale Spaltmotor im Motorteil A eingesetzt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein beliebiger Motor kann eingesetzt werden. Zum Beispiel kann es ein radialer Spaltmotor sein der einen Stator aufweist, welcher am Gehäuse befestigt ist und einen Rotor, der im Stator angeordnet ist, so dass er diesem gegenüberliegt, wobei sich ein radialer Zwischenraum zwischen ihnen befindet.
Zusätzlich, obwohl in der obigen Ausführungsform die äußeren Führungsoberflächen 73a und 73b des Radnabenlagers 73 in den äußeren Bauteilen 62a gebildet werden und die inneren Oberflächen 73c und 73d derselben in dem radseitigen Drehbauteil 68 und der Radnabe 72 gebildet werden, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt und eine beliebige Konfiguration kann vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die äußere Führungsoberfläche in einem äußeren Ring gebildet werden, der in dem Gehäuse befestigt wird und die innere Führungsoberfläche kann an einem inneren Ring vorgesehen sein, der im radseitigen Drehbauteil oder der Radnabe eingepasst ist.
Ferner, obwohl das Hinterrad 14 das Antriebsrad in dem elektrischen Fahrzeug 11 darstellt, das in 11 gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und das Vorderrad 13 kann das Antriebsrad darstellen oder vier Räder können Antriebsräder sein. Zusätzlich ist festzustellen, dass der Begriff „elektrisches Fahrzeug“ in dieser Beschreibung alle Arten von Fahrzeugen einschließt, die durch elektrischen Strom angetrieben werden, so dass es zum Beispiel ein Hybridfahrzeug einschließen kann.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen wie vor beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Arten von Abwandlungen und Veränderungen können innerhalb des gleichen oder selben Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung zu den dargestellten Ausführungsformen hinzugefügt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung wird vorteilhaft bei der Motorantriebseinheit im Rad angewendet.

Claims

Verlangsamungsteil (B), welches die Drehung eines motorseitigen Drehbauteils (45, 65) verlangsamt und die verlangsamte Drehung auf ein radseitiges Drehbauteil (56, 68) überträgt, aufweisend ein exzentrisches Teil (45a, 45b, 65a, 65b), welches auf dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) vorgesehen ist, ein umlaufendes Bauteil (46a, 46b, 66a, 66b), welches drehbar im exzentrischen Teil (45a, 45b, 65a, 65b) gehalten ist und eine umlaufende Bewegung in Übereinstimmung mit der Drehung des motorseitigen Drehbauteils (45, 65) seine Drehachse un ausführt, ein Eingriffsbauteil für den äußeren Umfang, welcher mit dem äußeren Umfang des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) zusammenwirkt, um die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) zu erzeugen, einen Bewegungswandelmechanismus, welcher die Drehbewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) in eine Drehbewegung um die Drehachse des motorseitigen Drehbauteils (45, 65) umwandelt und diese auf das radseitige Drehbauteil (56, 68) überträgt, ein Gegengewicht (49, 69), welches an dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) befestigt ist, um das Umwuchtträgheitsmoment aufzuheben, welches aufgrund der umlaufenden Bewegung des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) erzeugt wird, wobei das umlaufende Bauteil (46a, 46b, 66a, 66b) eine Anzahl von Wellenformen um den äußeren Umfang aufweist und das Eingriffsbauteil für den äußeren Umfang eine Anzahl von äußeren Stiften (47, 67) aufweist, die auf der Umlaufspur des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) vorgesehen sind und die äußeren Stifte (47, 67) ein Wälzlager (47a, 67c) aufweisen, welches an der Position vorgesehen ist, die an der äußeren Umfangsfläche des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) anliegt.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das exzentrische Bauteil (45a, 45b, 65a, 65b) einen ersten (45a, 65a) und zweiten (45b, 65b) exzentrischen Teil aufweist, welche derart angeordnet sind, dass sie die Zentrifugalkraft aufgrund der exzentrischen Bewegung zueinander neutralisieren, und dass das umlaufende Bauteil (46a, 46b, 66a, 66b) beinhaltet ein erstes umlaufendes Teil (46a, 66a), welches drehbar im ersten exzentrischen Teil (45a, 65a) gehalten ist, und ein zweites umlaufendes Teil (46b, 66b), welches drehbar in dem zweiten exzentrischen Teil (45b, 65b) gehalten ist und dieselbe Außenumfangsform wie das erste umlaufende Teil (46a, 66a) aufweist.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewicht (49, 69) ein erstes Gegengewicht (49, 69) aufweist, welches an dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) derart befestigt ist, dass es das Unwucht der Trägheitsmomente aufhebt, welches aufgrund der umlaufenden Bewegung des ersten umlaufenden Teils (46a, 66a) erzeugt wird, und ein zweites Gegengewicht (49, 69) aufweist, welches an dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) derart befestigt ist, dass es das Umwuchtträgheitsmoment aufhebt, welches aufgrund der umlaufenden Bewegung des zweiten umlaufenden Teils (46b, 66b) erzeugt wird.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Mittelpunkt zwischen dem ersten umlaufenden Teil (46a, 66a) und dem zweiten umlaufenden Teil (46b, 66b) G ist, der Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und der Mitte eines jeden ersten und zweiten umlaufenden Teils L₁, der Abstand zwischen dem Mittelpunkt G und jedem ersten und zweiten Gegengewicht (49, 69) L₂ ist, die Masse eines jeden der ersten und zweiten Gegengewichte (49, 69) m₂, der exzentrische Betrag der Schwerkraftmitte eines jeden ersten und zweiten umlaufenden Teils (46a, 46b, 66a, 66b) gegenüber der Drehachse ε₁ beträgt und der exzentrische Betrag der Schwerpunktsmitte eines jeden ersten und zweiten Gegengewichts (49, 69) gegenüber der Drehachse ε₂ beträgt, die Relation der Gleichung L₁ × m₁ × ε₁ = L₂ × m₂ × ε₂ genügt.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewicht (49, 69) die Gestalt einer Scheibenform aufweist und ein Durchgangsloch aufweist für die Aufnahme des motorseitigen Drehbauteils (45, 65) an einer Position weg von der Mitte und an dem motorseitigen Drehbauteil (45, 65) benachbart dem exzentrischen Teil (45a, 45b, 65a, 65b) derart befestigt ist, dass seine Phase vom exzentrischen Teil (45a, 45b, 65a, 65b) um 180 ° verschoben ist.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus zur Wandlung der Bewegung einen inneren Stift (51, 71) aufweist, welcher auf einem des umlaufenden Teils (46a, 46b, 66a, 66b) und des radseitigen Drehbauteils (56, 68) vorgesehen ist, und ein Loch, welches auf dem anderen Einen des umlaufenden Teils (46a, 46b, 66a, 66b) und des radseitigen Drehbauteils (56, 68) vorgesehen ist und einen um einen vorbestimmten Betrag größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des inneren Stifts (51, 71) aufweist.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stift (51, 71) auf dem umlaufenden Teil (46a, 46b, 66a, 66b) und das Loch bzw. die Öffnung (50a, 70a) auf dem radseitigen Drehbauteil (56, 68) vorgesehen ist.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (50a, 70a) eine Anzahl von Öffnungen aufweist, welche auf der umlaufenden Spur um die Drehachse des umlaufenden Bauteils (46a, 46b, 66a, 66b) vorgesehen ist, und dass der innere Stift (51, 71) aus einer Anzahl von Stiften gebildet ist, welche auf der umlaufenden Spur um die Drehachse des radseitigen Drehbauteils (56, 68) vorgesehen ist.
Verlangsamungsteil (B) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stift (51, 71) ein Wälzlager (51a, 71a) aufweist, welches an der Position vorgesehen ist, welche an der Fläche der Öffnung (50a, 70a) anliegt.