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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein im Rad eingebautes Motorsystem
für eine
Verwendung in einem Fahrzeug mit Direktantriebsrädern als Antriebsräder und
insbesondere ein Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten
Motors.
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Im
Rad eingebaute Motorsysteme werden beispielsweise im JP-A-2000-309269
und EP-A-0718139 offenbart.
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Heutzutage
wird ein im Rad eingebautes Motorsystem, das einen Motor in jedem
Rad eingebaut hat, in Fahrzeugen übernommen, die mittels eines
Motors angetrieben werden, wie beispielsweise Elektroautos, um einen
hohen Raumausnutzungsgrad und einen hohen Übertragungswirkungsgrad der
Antriebskraft zu erreichen.
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78 zeigt, wie ein vom
JP 2676025 offenbarter Direktantriebsmotor
in der Ausführung
mit einem hohlen Außenrotor
(im Rad eingebauter Motor)
70 montiert wird. Bei diesem
im Rad eingebauten Motor
70 wird ein Stator
70S mit
einer Stütze
71 verbunden
und von ihr gehalten, die ein stationärer Abschnitt ist, angeordnet auf
der Innenseite der Radscheibe
73 eines Direktantriebsrades
72,
und ebenfalls mit einer Rotationswelle
74 verbunden, die
mit der vorangehend angeführten
Radscheibe
73 mittels eines Lagers
74J gekuppelt
ist. Ein Rotor
70R um den vorangehend angeführten Stator
70S wird
durch eine erste Halterung
75a, die mit der vorangehend
angeführten
Rotationswelle
74 verbunden ist, und eine zweite Halterung
75b gehalten,
die drehbar an der Stütze
71 mittels
eines Lagers
71J befestigt ist. Da der Rotor
70R dadurch
drehbar mit dem Stator
70S verbunden wird, kann ein Drehmoment
auf das Rad
72 übertragen
werden, indem der im Rad eingebaute Motor
70 so angetrieben
wird, dass das Rad
72 direkt angetrieben werden kann.
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Es
wurden einige Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten
Motors vorgeschlagen: eines, das in 79 gezeigt
wird, bei dem ein Rotor 80R mit einem Magnetmittel (Dauermagnet) 80M in
einem Gehäuse 82 installiert
ist, das an einem Rad 81 befestigt ist, wobei ein Stator 80S mit
einer Spule 80C auf der Innenseite des vorangehend angeführten Magnetmittels 80M angeordnet
und an einer hohlen Welle 84 befestigt ist, die mit einem
Radträger 83 verbunden
ist, und wobei die innere und äußere Seitenwand 82a und 82b des
vorangehend angeführten
Gehäuses 82 mit
dem vorangehend angeführten
Stator 80S mittels der Lager 84a und 84b verbunden
sind, um den Rotor 80R eines im Rad eingebauten Motors 80 mit
dem Stator 80S drehbar zu verbinden (beispielsweise Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 9-506236); und eines, das in 80 gezeigt
wird, bei dem der Stator 90S eines im Rad eingebauten Motors 90 an
einem Radträger 93 befestigt
ist, der mit einem Nabenabschnitt 92 mittels eines Lagers 91 verbunden
ist, und bei dem der Felgenabschnitt 94a eines Rades 94 als
der Rotor des Motors benutzt wird, der drehbar mit dem Stator 90S verbunden
wird (beispielsweise Offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr.
10-305735).
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In
einem Fahrzeug mit einer Aufhängungseinheit,
wie beispielsweise einer Feder um jedes Rad, da die Masse eines
ungefederten Teils, wie beispielsweise eines Rades, Radträgers oder
Aufhängungsarmes,
die sogenannte „ungefederte
Masse" größer wird,
schwankt die Anpresskraft eines Reifens, wenn das Fahrzeug über eine
ungleichmäßige Straße fährt, was
zu verschlechterten Fahreigenschaften führt.
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Selbst
wenn die Masse der Karosserie eines Fahrzeuges, die sogenannte „gefederte
Masse" klein ist, verschlechtern
sich ebenfalls die Fahreigenschaften. Daher muss, um die Fahreigenschaften
zu verbessern, die ungefederte Masse viel kleiner ausgeführt werden
als die gefederte Masse.
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Da
der Stator des Motors des im Rad eingebauten Motors jedoch drehbar
an einer Spindelwelle befestigt ist, die mit einem Teil verbunden
ist, das als „Stütze" oder „Radträger" bezeichnet wird,
das eines der Teile um die Räder
des Fahrzeuges ist, wird die ungefederte Masse größer, wenn
der vorangehend erwähnte im
Rad eingebaute Motor befestigt wird, wodurch sich die Fahreigenschaften
verschlechtern.
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Daher
wird das Fahrzeug mit im Rad eingebautem Motor selten verwendet,
obgleich es ein sehr attraktives Elektroauto mit einem ausgezeichneten
Raumausnutzungsgrad und Übertragungswirkungsgrad
der Antriebskraft ist.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die angesichts der Probleme
beim bisherigen Stand der Technik vorgelegt wurde, ein Verfahren
zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors und ein im Rad eingebautes
Motorsystem bereitzustellen, die beide in der Lage sind, die Reifenanpresskraftschwankung
eines Fahrzeuges zu verringern, um die Fahreigenschaften des Fahrzeuges
zu verbessern.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors für ein Direktantriebsrad an
einem ungefederten Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt,
wobei die Fahrzeugkarosserie mittels eines Aufhängungselementes aufgehangen
ist, das die folgenden Schritt aufweist: Befestigen des Motors am
ungefederten Abschnitt und/oder der Fahrzeugkarosserieseite mittels
eines Dämpfungselementes
oder einer Dämpfungseinheit,
um als das Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung für die ungefederte
Masse zu funktionieren.
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Der
Begriff „der
ungefederten Masse entsprechender Abschnitt", wie er hierin verwendet wird, kennzeichnet
ein Rad oder ein Teil um das Rad, wie beispielsweise einen Radträger oder
einen Aufhängungsarm.
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Bevorzugte
Aspekte des Verfahrens der Erfindung sind die folgenden:
- – Ein
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem
das sich nicht drehende Gehäuse
des Motors und ein Radträger
mittels eines ersten elastischen Elementes verbunden werden, und bei
dem das sich drehende Gehäuse
des Motors und des Rades mittels eines zweiten elastischen Elementes
verbunden werden.
- – Ein
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem
das sich nicht drehende Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit
verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des
Motors für
das Tragen des Rotors des Motors und das Rad mittels einer Antriebskraftübertagungseinheit
verbunden werden, die vom Rad in der radialen Richtung exzentrisch
sein kann.
- – Ein
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem
das sich nicht drehende Gehäuse
des Motors und ein Radträger
mittels einer direktwirkenden Führungseinheit
einschließlich
einer Dämpfungseinrichtung
verbunden werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des
Motors und das Rad mittels eines zweiten elastischen Elementes verbunden
werden.
- – Ein
Verfahren zum Befestigen eines im Rad eingebauten Motors, bei dem
der Motor befestigt wird, um zu sichern, dass die Resonanzfrequenz
des befestigten Motors höher
wird als die Resonanzfrequenz der gefederten Masse und niedriger
als die Resonanzfrequenz der ungefederten Masse.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem weiteren Aspekt ein im Rad
eingebautes Motorsystem für
das Antreiben eines Rades mittels eines Elelktromotors bereit, wobei
der Motor hohl geformt ist, wobei er an einem ungefederten Abschnitt
eines Fahrzeuges befestigt ist, wobei die Fahrzeugkarosserie durch
ein Aufhängungselement
aufgehangen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor an beiden
von oder einem von ungefedertem Abschnitt und einer Fahrzeugkarosserieseite
mittels eines Dämpfungselementes
oder einer Dämpfungseinheit
so befestigt wird, dass die Masse des Motors als die Masse in der
dynamischen Dämpfungseinrichtung zur
Wirkung gebracht wird.
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Bevorzugte
Aspekte des im Rad eingebauten Motorsystems der Erfindung sind die
folgenden:
- – Ein im Rad eingebautes Motorsystem,
bei dem der Motor und das Rad mittels eines Gleichlaufgelenkes oder
mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit
verbunden werden, die vom Rad in der radialen Richtung exzentrisch
sein kann.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Antriebskraftübertragungseinheit
eine Kupplungseinheit ist, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen
Lamellen und direktwirkende Führungen
für das
Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen
in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad
eines Fahrzeuges ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit
verbunden werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem ein Pufferelement oder eine
Puffereinheit zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse des
Motors und dem Radträger
oder/und zwischen dem sich drehenden Gehäuse und dem Rad vorhanden ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels eines ersten elastischen Elementes verbunden
werden, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors für das Tragen
eines Rotors und das Rad mittels eines zweiten elastischen Elementes
verbunden werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem mindestens ein oder beide
des ersten und zweiten elastischen Elementes eine Luftfeder sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das zweite elastische Element
zylindrisch ist, ein Ende dieses Zylinders mit dem Rad verbunden
ist und das andere Ende mit dem sich drehenden Gehäuse verbunden
ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das Rad und das sich drehende
Gehäuse
durch 16 oder weniger plattenartige elastische Elemente verbunden
sind, die in gleichen Abständen
parallel zur tangentialen Richtung des Rades angeordnet sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem sich drehende Gelenkeinheiten,
deren Achsen in der tangentialen Richtung des Motors liegen, auf
beiden Endflächen
in der Breiteinrichtung der plattenartigen elastischen Elemente
vorhanden sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Rippen, die sich vom sich
drehenden Gehäuse
in Richtung des Rades erstrecken, und Rippen, die sich vom Rad in
Richtung des sich drehenden Gehäuses
erstrecken, mittels eines elastischen Elementes an einer Vielzahl
von Stellen verbunden sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient
eines Materials, das das erste und zweite elastische Element bildet,
1 bis 120 MPa beträgt.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient
eines Materials, das das erste und zweite elastische Element bildet,
10 bis 300 GPa beträgt.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das erste elastische Element
einen niedrigeren Elastizitätsmodul
in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges aufweist als einen Elastizitätsmodul
in der Längsrichtung.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
mit dem Radträger
mittels einer direktwirkenden Führungseinheit
mit einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung
anstelle des ersten elastischen Elementes verbunden ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit
dem Rad mittels eines Gleichlaufgelenkes verbunden ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das zweite elastische Element
in der Mittelposition der Masse des Motors in der Breitenrichtung
des Motors befestigt ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit
dem Rad mittels einer Kupplungseinheit verbunden ist, die eine Vielzahl
von hohlen, scheibenartigen Lamellen und direktwirkende Führungen
für das
Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen in
der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit
verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des
Motors mit dem Rad mittels einer Kupplungseinheit verbunden ist,
die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen und direktwirkende
Führungen
für das
Verbinden von benachbarten Lamellen und für das Führen der benachbarten Lamellen
in der radialen Richtung der Scheibe aufweist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit
verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des
Motors mit dem Rad mittels einer hohlen, scheibenartigen Lamelle
mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors
und der Seite des Rades verbunden wird.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die direktwirkenden Führungen
in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der
hohlen, scheibenartigen Lamelle in einem Abstand von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung
der Lamelle angeordnet sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Arbeitsrichtungen aller
direktwirkenden Führungen
auf der Seite des Motors 45° von
der radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamelle betragen,
und bei dem die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden Führungen
auf der Seite des Rades senkrecht zu den Arbeitsrichtungen aller
direktwirkenden Führungen
auf der Seite des Motors sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors mit dem Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes oder einer Puffereinheit
verbunden wird, und bei dem das sich drehende Gehäuse des Motors
mit dem Rad mittels einer ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle,
die eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen auf der Seite des Motors
und der Seite des Rades aufweist, und mittels einer zweiten hohlen,
scheibenartigen Lamelle verbunden wird, die auf der Innenseite der
ersten hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet ist und eine Vielzahl
von direktwirkenden Führungen
aufweist, die in einer entgegengesetzten Weise zu der der ersten
hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die direktwirkenden Führungen
in den gleichen Positionen an der vorderen und hinteren Seite der
ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen Lamelle in einem Abstand
von 90° oder
180° in
der Umfangsrichtung der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen
Lamelle angeordnet sind, wobei die Arbeitsrichtungen aller direktwirkenden
Führungen
auf der Seite des Motors der ersten und zweiten hohlen, scheibenartigen
Lamelle 45° von
der radialen Richtung der Lamellen betragen, und wobei die Arbeitsrichtungen
aller direktwirkenden Führungen
auf der Seite des Rades der Lamellen senkrecht zu den Arbeitsrichtungen
der direktwirkenden Führungen
auf der Seite des Motors sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die Masse der ersten hohlen,
scheibenartigen Lamelle gleich der Masse der zweiten hohlen, scheiberartigen
Lamelle ausgeführt
ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem jede der direktwirkenden
Führungen
aus einer Führungsschiene,
die mindestens eine Aussparung oder einen Vorsprung aufweist, die
sich in der radialen Richtung der Lamelle erstreckt, und einem Führungselement
besteht, das mit der Führungsschiene
in Eingriff kommt.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Stahlkugeln zwischen der
Führungsschiene
und dem Führungselement
angeordnet werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem Nuten, die sich in der radialen
Richtung erstrecken, in den entgegengesetzten Seiten der Lamellen
gebildet werden, und bei der Stahlkugeln, die sich längs der
Nuten bewegen können,
zwischen den Lamellen angeordnet werden, um die benachbarten Lamellen
in der radialen Richtung der Scheibe zu führen.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem, wenn die Anzahl der Lamellen
durch N verkörpert
wird, die Lamellen in einer derartigen Weise angeordnet werden,
dass der durch benachbarte direktwirkende Führungen oder Nuten in der axialen
Richtung der Lamellen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° vom Endabschnitt
zunimmt.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators des Motors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad
des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden werden,
das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder H-förmigen Verbindungsgliedern
aufweist, die jeweils zwei Arme aufweisen, die mittels einer Feder
und einer Dämpfungseinrichtung
drehbar verbunden sind, wobei das Ende des einen Armes mit dem sich
nicht drehenden Gehäuse
und das Ende des anderen Armes mit dem Radträger verbunden wird.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine Wellenaufhängungseinheit
bereitgestellt wird und das sich nicht drehende Gehäuse des
Motors für
das Tragen des Stators des Motors und die Welle mittels eines Pufferelementes
verbunden werden, das mindestens ein Paar von im Wesentlichen A-förmigen oder
H-förmigen
Verbindungsgliedern aufweist, wobei ein jedes zwei Arme aufweist,
die mittels einer Feder und einer Dämpfungseinrichtung drehbar
verbunden werden, wobei das Ende des einen Armes mit dem sich nicht drehenden
Gehäuse
und das Ende des anderen Armes mit der Welle verbunden werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors und ein Radträger
mittels zwei Lamellen verbunden werden, deren Arbeitsrichtungen
auf die vertikale Richtung des Fahrzeuges durch direktwirkende Führungen
beschränkt
sind, und bei dem die zwei Lamellen mittels Federn und Dämpfungseinrichtungen
verbunden werden, die in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges
funktionieren.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor an einem Radträger, der
ein Teil um das Rad ist, mittels direktwirkender Führungen
und einer Puffereinheit in einer derartigen Weise getragen wird,
dass er sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen kann,
und bei dem die Puffereinheit Ventile zwischen einem Hydraulikzylinder
und einem Vorratsbehälter
aufweist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und
die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders jeweils mit einem
Arbeitsöldurchgang
mit einem unabhängigen
Ventil und einem Vorratsbehälter
versehen sind.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und
die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders jeweils mit einem
Arbeitsöldurchgang
mit einem unabhängigen
Ventil versehen sind, und bei dem die zwei Arbeitsöldurchgänge mit
einem gemeinsamen Vorratsbehälter
verbunden werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem die obere Kolbenkammer und
die untere Kolbenkammer des Hydraulikzylinders durch Arbeitsöldurchgänge verbunden
werden, wobei ein jeder ein unabhängiges Ventil aufweist, und
bei dem die untere Kolbenkammer mit einem Vorratsbehälter verbunden
wird.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, das einen Elektromotor in einem
Radabschnitt aufweist, um ein Rad anzutreiben, bei dem:
der
Motor ein Getriebemotor ist, der einen Motor mit hohlem Innenrotor
und ein Reduktionsgetriebe aufweist, wobei das sich nicht drehende
Gehäuse
dieses Getriebemotors und ein Radträger, der ein Teil um das Rad
eines Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden werden,
und wobei die Abtriebswelle des Reduktionsgetriebes und das Rad
mittels einer Welle mit einem Universalgelenk verbunden werden.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine direktwirkende Führung für das Führen des
Motors in einer vertikalen Richtung zwischen dem sich nicht drehenden
Gehäuse
und dem Radträger
angeordnet wird.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich nicht drehende
Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Stators eines Motors mit hohlem Außenrotor
mit einem Radträger
verbunden wird, der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, das
sich drehende Gehäuse
des Motors für
das Tragen des Rotors des Motors mit dem Rad verbunden wird, und
eine Radhalterungseinheit an der Innenseite des Motors vorhanden ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse im Rad
einbeschrieben ist und der Radträger
und der Nabenabschnitt des Systems, der mit der Rotationsachse des
Rades verbunden ist, mittels eines Nabenlagers verbunden werden,
das auf der Innenseite des hohlen Motors vorhanden ist, um das Rad
zu halten.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem das sich drehende Gehäuse mit
dem Rad mittels elastischer Elemente verbunden wird.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der vertikale Elastizitätskoeffizient
des Materials der elastischen Elemente 1 bis 120 MPa beträgt.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem eine Bremsscheibe oder Bremstrommel
am Nabenabschnitt befestigt ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Nabenabschnitt des Systems
eine Verbindungseinheit mit der Abtriebswelle des Motors des Fahrzeuges
aufweist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, das einen hohlen Elektromotor in
einem Radabschnitt aufweist, um ein Rad anzutreiben, wobei
der
Motor an einem Radträger,
der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist, mittels direktwirkender
Führungen
und Pufferelemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und
mittels direktwirkender Führungen
und Pufferelemente in der Längsrichtung
des Fahrzeuges getragen wird, und wobei das sich drehende Gehäuse des
Motors und das Rad mittels einer elastischen Kupplung oder eines
Gleichlaufgelenkes in einer derartigen Weise verbunden werden, dass
sie voneinander exzentrisch sein können.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor ein Motor mit
Außenrotor
ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor ein Motor mit
Innenrotor ist.
- – Ein
im Rad eingebautes Motorsystem, bei dem der Motor an einem Radträger mittels
direktwirkender Führungen
und Pufferelemente in der vertikalen Richtung und mittels direktwirkender
Führungen
und Pufferelemente in der Längsrichtung
des Fahrzeuges getragen wird.
-
Die
vorangehenden und weiteren Ziele, charakteristischen Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
verstanden wird.
-
Es
zeigen:
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1 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
vordere Schnittdarstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten
Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
3 eine
grafische Darstellung, die den Bewegungszustand eines im Rad eingebauten
Motors entsprechend der Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
4 eine
grafische Darstellung eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung;
-
5 eine
grafische Darstellung eines noch weiteren im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung;
-
6 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten
Motorsystems zeigt, das eine Luftfeder entsprechend der vorliegenden
Erfindung aufweist;
-
7 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten
Motorsystems zeigt, das eine direktwirkende Führungseinheit einschließlich einer
Dämpfungseinrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist;
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8 eine
grafische Darstellung, die den Bewegungszustand des im Rad eingebauten
Motors aus 7 zeigt;
-
9 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten
Motorsystems zeigt, das eine Dämpfungseinheit
für das
Verbinden von Rippen mittels eines elastischen Elementes entsprechend der
vorliegenden Erfindung aufweist;
-
10 eine
grafische Darstellung, die den Bewegungszustand des im Rad eingebauten
Motors zeigt, wenn ein zylindrisches elastisches Element verwendet
wird;
-
11(a) und 11(b) grafische
Darstellungen, die das Verfahren des Anordnens von plattenartigen elastischen
Elementen entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
12 eine
Grafik, die die Beziehung zwischen der Anzahl der plattenartigen
elastischen Elemente und der vertikalen Steifigkeit zeigt;
-
13 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten
Motorsystems in Hybridausführung
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
14 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten
Motorsystems zeigt, das ein Gleichlaufgelenk entsprechend der Ausführung 2
der vorliegenden Erfindung aufweist;
-
15 eine
grafische Darstellung für
das Erklären
der Funktion des Gleichlaufgelenkes;
-
16 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
17 eine
Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der Ausführung
3 der vorliegenden Erfindung;
-
18 eine
grafische Darstellung der Anordnung von direktwirkenden Führungen;
-
19 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit der direktwirkenden
Führung
zeigt;
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20 eine
grafische Darstellung einer weiteren elastischen Kupplung;
-
21 eine
Schnittdarstellung des Hauptabschnittes aus 20;
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22 eine
grafische Darstellung für
das Erklären
der Funktion der elastischen Kupplung, die in 20 und 21 gezeigt
wird;
-
23 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
24 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer elastischen
Kupplung entsprechend der Ausführung
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
25 eine
grafische Darstellung für
das Erklären
der Funktion der elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 4
der vorliegenden Erfindung;
-
26 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
27 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer elastischen
Kupplung entsprechend der Ausführung
5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
28(a) bis 28(c) grafische
Darstellungen für
das Erklären
der Funktion der elastischen Kupplung entsprechend der Ausführung 5
der vorliegenden Erfindung;
-
29 eine
grafische Darstellung einer weiteren elastischen Kupplung entsprechend
der vorliegenden Erfindung;
-
30 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
6 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
31 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
7 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
32 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
8 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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33 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer Puffereinheit
entsprechend der Ausführung
8 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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34 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
9 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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35 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit einer Puffereinheit
zeigt, die einen Hydraulikzylinder entsprechend der Ausführung 9
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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36 eine
grafische Darstellung, die Einzelheiten der Puffereinheit zeigt,
die einen Hydraulikzylinder aufweist;
-
37 eine
grafische Darstellung einer weiteren Puffereinheit, die einen Hydraulikzylinder
entsprechend der Ausführung
9 der vorliegenden Erfindung aufweist;
-
38 eine
grafische Darstellung einer noch weiteren Puffereinheit, die einen
Hydraulikzylinder entsprechend der Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung
aufweist;
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39 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
10 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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40 eine
Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der Ausführung
10 der vorliegenden Erfindung;
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41 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
-
42 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell zeigt, wenn
eine dynamische Dämpfungseinrichtung
am im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der
Technik montiert ist;
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43 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigt;
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44 eine
Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
-
45 eine
grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
-
46 eine
Grafik, die die Beziehung zwischen der Reifenaufstandslast und dem
Kurvenfahrverhalten (CP) zeigt;
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47 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
11 zeigt, die jedoch nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
-
48 eine
Schnittdarstellung des Hauptabschnittes eines weiteren im Rad eingebauten
Motorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung;
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49 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
50 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
12 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
51 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
52 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
-
53 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem aus 50 der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
54 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem aus 51 der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
55 eine
Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
-
56 eine
grafische Darstellung, die die analytischen Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
-
57 eine
Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
13 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
58 eine
Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der Ausführung
13 der vorliegenden Erfindung;
-
59 eine
grafische Darstellung, die die Beschaffenheit und die Funktion der
Elemente 44 in 58 entsprechend
der Ausführung
13 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
60 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigt;
-
61 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell zeigt, wenn
eine dynamische Dämpfungseinrichtung
am im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der
Technik montiert ist;
-
62 eine
grafische Darstellung, die ein Autoschwingungsmodell in dem im Rad
eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
63 eine
Tabelle, die die Masse, Federkonstante und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
-
64 eine grafische Darstellung, die die analytischen
Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
-
65 eine Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
14 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
66 eine grafische Darstellung, die zeigt, wie
das im Rad eingebaute Motorsystem der Ausführung 14 zu montieren ist;
-
67 eine Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines weiteren im Rad eingebauten Motorsystems
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
68 eine Längsschnittdarstellung,
die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend
der Ausführung
15 der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
69 eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes
in 68;
-
70 eine grafische Darstellung, die zeigt, wie
das im Rad eingebaute Motorsystem der Ausführung 15 zu montieren ist;
-
71(a) und 71(b) grafische
Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle im Elektroautosystem nach
dem bisherigen Stand der Technik zeigen;
-
72(a) und 72(b) grafische
Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle in dem im Rad eingebauten
Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik zeigen;
-
73(a) und 73(b) grafische
Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle zeigen, bei denen eine
dynamische Dämpfungseinrichtung
beim im Rad eingebauten Motorsystem nach dem bisherigen Stand der
Technik hinzugefügt
wurde;
-
74(a) und 74(b) grafische
Darstellungen, die Autoschwingungsmodelle in dem im Rad eingebauten
Motorsystem der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
75 eine Tabelle, die die Masse, Federkonstante
und anderes in jedem Autoschwingungsmodell zeigt;
-
76 eine grafische Darstellung, die die analytischen
Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
-
77 eine grafische Darstellung, die die analytischen
Ergebnisse der Autoschwingungsmodelle zeigt;
-
78 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit
des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der
Technik zeigt;
-
79 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit
des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der
Technik zeigt; und
-
80 eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit
des im Rad eingebauten Motorsystems nach dem bisherigen Stand der
Technik zeigt.
-
Bevorzugte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
hierin nachfolgend beschrieben.
-
AUSFÜHRUNG 1
-
1 und 2 sind
grafische Darstellungen, die die Beschaffenheit eines im Rad eingebauten
Motorsystems entsprechend der Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung
zeigen. 1 ist eine Längsschnittdarstellung und 2 eine
vordere Schnittdarstellung des im Rad eingebauten Motorsystems.
In diesen Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen,
die 2 ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer
Radscheibe 2b besteht, und die 3 einen im Rad
eingebauten Motor mit Außenrotor,
der einen Stator 3S des Motors (worauf man sich hierin
nachfolgend einfach als „Stator" bezieht), der an
einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt
ist, das auf der Innenseite in einer radialen Richtung vorhanden
ist, und einen Rotor 3R des Motors (worauf man sich hierin
nachfolgend einfach als „Rotor" bezieht) aufweist,
der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt
ist, das drehbar an dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
eines Lagers 3j befestigt ist und an der Außenseite
in der radialen Richtung bereitgestellt wird. Ein Luftspalt 3g wird zwischen
dem vorangehend angeführten
Rotor 3R und dem vorangehend angeführten Stator 3S gebildet.
Die Bezugszahl 4 verkörpert
einen Nabenabschnitt, der mit der Rotationsachse des vorangehend
angeführten
Rades 2 verbunden ist, die 5 verkörpert einen
Radträger,
der mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b gekuppelt
ist, die 7 verkörpert
ein Aufhängungselement,
das ein Stoßdämpfer oder
dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine
Bremsscheibe ist, die einen Bremsrotor 8a, der am Nabenabschnitt 4 montiert
ist, und einen Bremssattel 8b aufweist. Eine weitere Ausführung der
Bremse, wie beispielsweise eine Bremstrommel, kann als die Bremse 8 eingesetzt
werden.
-
Bei
dieser Ausführung
ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a,
an dem der Stator 3S des vorangehend angeführten im
Rad eingebauten Motors 3 befestigt ist, mit dem Radträger 5,
der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines ersten
elastischen Elementes 11, das aus einem elastischen Material
besteht, wie beispielsweise Gummi, und mittels eines Verbindungselementes 12 verbunden,
das ein Halteelement 12a für das Tragen des vorangehend
angeführten
ersten elastischen Elementes 11 von der Innenseite in der
radialen Richtung und eine Vielzahl von Armabschnitten 12b aufweist,
die sich in Richtung des Radträgers 5 vom
vorangehend angeführten
Halteelement 12a erstrecken, und das sich drehende Gehäuse 3b,
an dem der Rotor 3R befestigt ist, und das mit dem vorangehend
angeführten
sich nicht drehenden Gehäuse 3a mittels
des Lagers 3j drehbar verbunden ist, ist mit dem Rad 2 mittels
eines zweiten elastischen Elementes 13 verbunden, um den
im Rad eingebauten Motor 3 an einem Teil um jedes Rad herum,
wie beispielsweise dem Radträger 5,
beweglich zu montieren.
-
Daher
kann sich die Rotationsachse des vorangehend angeführten im
Rad eingebauten Motors 3 in der radialen Richtung unabhängig von
der Rotationsachse des Drahtes 2 bewegen. Das heißt, da der
im Rad eingebaute Motor 3 drehbar in einen äußeren Abschnitt
und einen inneren Abschnitt in der radialen Richtung mit dem Lager 3j als
Grenze dazwischen unterteilt ist, wie in 3 gezeigt
wird, dreht sich das vorangehend angeführte sich drehende Gehäuse 3b,
an dem der Rotor 3R befestigt ist, und überträgt sein Drehmoment auf das
Rad 2, an dem der Reifen 1 montiert ist, während sich
die Rotationsachse des vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motors 3 in
der radialen Richtung unabhängig
von der Welle bewegt.
-
Bei
der vorangehend angeführten
Beschaffenheit ist die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 von einem
einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnittsfahrzeuges getrennt,
wie beispielsweise dem Rad 2 oder dem Radträger 5,
und funktioniert als die Masse der sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung.
Daher dient die vorangehend angeführte dynamische Dämpfungseinrichtung
dazu, eine Reifenaufstandskraftschwankung (die hierin nachfolgend
als TCFF abgekürzt
wird) zu verringern, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, wodurch
die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden. Selbst wenn
das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, wird, da die Schwingung
nicht direkt auf den vorangehend angeführten im Rad eingebauten Motor 3 übertragen
wird, eine durch die Schwingung auferlegte Belastung am im Rad eingebauten
Motor 3 verringert.
-
An
dieser Stelle wird der vorangehend angeführte Motor 3 durch
geeignetes Auswählen
der Masse des vorangehend angeführten
Motors 3 und der Elastizitätskonstanten des ersten und
zweiten elastischen Elementes 11 und 13 montiert,
die Pufferelemente sind, um sichern, dass die Resonanzfrequenz eines
Motorabschnittes, einschließlich
des vorangehend angeführten
befestigten im Rad eingebauten Motors 3, höher werden
sollte als die Resonanzfrequenz der gefederten Masse (Autokarosserie)
des Fahrzeuges und niedriger als die Resonanzfrequenz der ungefederten
Masse, einschließlich
des Rades 2 und des Radträgers 5, wodurch es
möglich
gemacht wird, das Niveau der TCFF wirksam zu verringern, wenn das
Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt.
-
Da
die Masse des Fahrzeuges, die auf jedes Rad angewandt wird, durch
den vorangehend angeführten
Nabenabschnitt 4 infolge der Annahme dieser Beschaffenheit
getragen wird, wird eine Belastung beim im Rad eingebauten Motor 3 mit
dem Ergebnis klein, dass eine Änderung
beim Luftspalt 3g, der zwischen dem Stator 3S und
dem Rotor 3R gebildet wird, verringert wird. Während die
Steifigkeit des vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuses 3a und
die Steifigkeit des sich drehenden Gehäuses 3b verringert
werden können,
kann daher die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 verringert
werden.
-
Die
Federkonstante in der radialen Richtung des vorangehend angeführten ersten
elastischen Elementes 11 wird auf ein niedrigeres Niveau
in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges als das in der Längsrichtung
eingestellt, wodurch der im Rad eingebaute Motor 3 nur
in im Wesentlichen der vertikalen Richtung bewegt werden kann, wodurch
es möglich
gemacht wird, die gemeinsame Drehung des Rades 2 und des
im Rad eingebauten Motors 3 zu unterdrücken und den Rotationsantriebswirkungsgrad
des Rades zu verbessern.
-
Um
die Federkonstante des vorangehend angeführten ersten elastischen Elementes 11 auf
ein niedriges Niveau in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und
auf ein hohes Niveau in der Längsrichtung
einzustellen, werden die elastischen Elemente 11a und 11b nur
in der Längsrichtung
bereitgestellt, wie in 4 gezeigt wird, oder ein ovales
elastisches Element 11e mit einer langen Achse in der Längsrichtung
wird als die ersten elastischen Elemente 11 verwendet,
wie in 5 gezeigt wird. Wenn das vorangehend angeführte ovale
elastische Element 11c verwendet wird, wie in 5 gezeigt
wird, muss der Radträger 5 zur
Form des vorangehend angeführten
elastischen Elementes 11c passen.
-
Um
die Steifigkeit auf ein niedriges Niveau in der vertikalen Richtung
und auf ein hohes Niveau in der Rotationsrichtung einzustellen,
ist es wichtig, die Materialsteifigkeit mit der Formsteifigkeit
abzugleichen. Wenn das erste elastische Element 11 und
das zweite elastische Element 13 aus einem elastischen
Material, wie beispielsweise Gummi, wie bei dieser Ausführung, hergestellt
werden, um die vorgegebene Steifigkeit zu erhalten, wird ein Material
mit einem vertikalen Elastizitätskoeffizienten
von 1 bis 120 MPa vorzugsweise als das Material für das vorangehend
angeführte
erste und zweite elastische Element 11 und 13 verwendet.
Der vorangehend angeführte
Elastizitätskoeffizient
beträgt
mehr bevorzugt 1 bis 40 MPa.
-
Wenn
ein Federelement, wie beispielsweise eine Metallfeder, als das erste
und zweite elastische Element 11 und 13 verwendet
wird, wird der vertikale Elastizitätskoeffizient des Materials
des vorangehend angeführten
ersten und zweiten elastischen Elementes 11 und 13 vorzugsweise
auf 10 bis 300 GPa eingestellt.
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Bei
dieser Ausführung
1 ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a, an dem der
Stator 3S des im Rad eingebauten Motors 3 befestigt
ist, mit dem Radträger 5,
der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels des ersten elastischen
Elementes 11 verbunden, das am Verbindungselement 12 montiert
ist, das sich vom Radträger 5 erstreckt,
und das sich drehende Gehäuse 3b,
an dem der Rotor 3R befestigt ist, ist mit dem Rad 2 mittels
des zweiten elastischen Elementes 13 verbunden, so dass
der im Rad eingebaute Motor 3 als das Gewicht einer dynamischen
Dämpfungseinrichtung
für die
ungefederte Masse dient, wodurch es möglich gemacht wird, das Niveau
der TCFF zu reduzieren, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, um
die Fahreigenschaften des Fahrzeuges zu verbessern, und um eine
Belastung auf den im Rad eingebauten Motor 3 zu verringern,
die durch die Schwingung auferlegt wird.
-
Durch
Annehmen des im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung
kann ein Auto mit im Rad eingebauten Motor realisiert werden, das
einen ausgezeichneten Raumausnutzungsgrad, einen ausgezeichneten Übertragungswirkungsgrad
der Antriebskraft und gute Fahreigenschaften aufweist.
-
Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
1 ist das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad eingebauten
Motors 3 am Radträger 5 mittels
des ersten elastischen Elementes 11 befestigt, und das
sich drehende Gehäuse 3b ist
am Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 befestigt.
Wenn reifenartige Ringluftfedern 11T und 13T,
wie in 6 gezeigt, jeweils anstelle des vorangehend angeführten ersten
und zweiten elastischen Elementes 11 und 13 verwendet
werden, kann eine Federkonstante in einer Scherrichtung trotz einer
niedrigen Federkonstante in der radialen Richtung hoch ausgeführt werden,
wodurch es ermöglicht wird,
leichte und sehr elastische Elemente zu bilden.
-
Wie
in 7 und 8 gezeigt wird, können das
sich nicht drehende Gehäuse 3a und
der Radträger 5 mittels
einer direktwirkenden Führungseinheit 14,
die eine Dämpfungseinrichtung 14a und
ein Halteelement 14b für
das Tragen der Dämpfungseinrichtung 14a in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges aufweist, anstelle des vorangehend
angeführten
ersten elastischen Elementes 11 und des vorangehend angeführten Verbindungselementes 12 verbunden
werden. Dadurch kann der im Rad eingebaute Motor 3 auf
eine vertikale Bewegung beschränkt
werden, während
eine Dämpfungskraft
mit dem Ergebnis erzeugt wird, dass die gemeinsame Drehung des Rades 2 und
des im Rad eingebauten Motors 3 unterdrückt werden kann, und dass der Rotationsantriebswirkungsgrad
verbessert werden kann.
-
Wie
in 9 gezeigt wird, werden die Rippen 2m auf
der Rotorseite, die sich vom sich drehenden Gehäuse 3b in Richtung
des Rades 2 erstrecken, und die Rippen 2n auf
der Radseite, die sich vom Rad 2 in Richtung des vorangehend
angeführten
sich drehenden Gehäuses 3b erstrecken,
mittels eines elastischen Elementes 15 in gleichen Abständen in
der Umfangsrichtung des Rades 2 verbunden, so dass eine
Scherfeder mit einer niedrigen Steifigkeit in der vertikalen Richtung
oder eine Druck-Zug-Feder mit einer hohen Steifigkeit in der Rotationsrichtung
als eine Feder für
das Verbinden des Rades 2 und des im Rad eingebauten Motors 3 verwendet
werden kann. Daher kann sich der im Rad eingebaute Motor 3 nur
in im Wesentlichen der vertikalen Richtung bewegen, und die gemeinsame
Drehung des im Rad eingebauten Motors 3 und des Rades 2 kann weiter
unterdrückt
werden.
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Alternativ,
wie in 10 gezeigt wird, kann ein zylindrisches
elastisches Element 13R als das elastische Element für das Verbinden
des Rades 2 und des sich drehenden Gehäuses 3b anstelle des
vorangehend angeführten
zweiten elastischen Elementes 13 verwendet werden, wobei
eine Seite 13h des vorangehend angeführten elastischen Elementes 13R mit
dem Rad 2 und die andere Seite 13m mit dem sich
drehenden Gehäuse 3b verbunden
werden kann. Da das vorangehend angeführte zylindrische elastische
Element 13R als eine Scherfeder funktioniert, die in einer
Scherrichtung verformt wird, wenn sie die vertikale Bewegung und
das Drehmoment des im Rad eingebauten Motors 3 überträgt, weist
sie eine hohe Steifigkeit in der Rotationsrichtung und eine niedrige
Steifigkeit in der radialen Richtung auf, wodurch es möglich gemacht
wird, den Rotationsantriebswirkungsgrad zu verbessern.
-
Wie
in 11(a) gezeigt wird, werden das
Rad 2 und das sich drehende Gehäuse 3b durch eine
Vielzahl von im Wesentlichen plattenartigen elastischen Elementen 13a bis 13d verbunden,
die in gleichen Abständen
parallel zur tangentialen Richtung des Rades 2 angeordnet
sind, wodurch die Steifigkeit in der vertikalen Richtung niedrig
und die Steifigkeit in der Rotationsrichtung hoch ausgeführt werden
können.
Das heißt, wenn
die Endflächen 13w und 13w in
der Breitenrichtung der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen
Elemente 13a bis 13d am Rad 2 befestigt
werden, um das Rad 2 mit dem sich drehenden Gehäuse 3b zu
verbinden, werden die plattenartigen Flächen 13s (Flächen senkrecht
zur radialen Richtung) der vorangehend angeführten plattenartigen elastischen
Elemente 13a bis 13d parallel zur Rotationsrichtung
des im Rad eingebauten Motors 3 oder des Rades 2,
so dass die Steifigkeit in der radialen Richtung niedrig und die
Steifigkeit in der Rotationsrichtung hoch ausgeführt werden können. Wenn
die Anzahl der vorangehend angeführten
plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vergrößert wird,
während
ihre Abmessungen reguliert werden, um die Steifigkeit in der Rotationsrichtung
aufrechtzuerhalten, wie in der Grafik in 12 gezeigt
wird, kann die Steifigkeit in der vertikalen Richtung verringert
werden.
-
Die
vorangehend angeführte
Steifigkeit in der vertikalen Richtung kann in eine vertikale Komponente der
Steifigkeit in der radialen Richtung und eine vertikale Komponente
der Steifigkeit in der Rotationsrichtung zerlegt werden. Um die
Steifigkeit in der vertikalen Richtung zu verringern, sollten daher
die vertikale Komponente der Steifigkeit in der radialen Richtung
und die vertikale Komponente der Steifigkeit in der Rotationsrichtung
verringert werden. Die Steifigkeit in der Rotationsrichtung kann
jedoch nicht verringert werden, um das Drehmoment des Motors ohne
eine Phasendifferenz zu übertragen.
Wenn die sich drehenden Gelenkeinheiten 13z und 13z an
beiden Endflächen 13w und 13w in
der Breitenrichtung der plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d mit
der tangentialen Richtung des Motors als der Achse, um die vorangehend
angeführten
plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d am
Rad 2 zu befestigen, bereitgestellt werden, dann wird die
Steifigkeit in der radialen Richtung eliminiert, und die Steifigkeit
in der vertikalen Richtung kann verringert werden, ohne dass die
Steifigkeit in der Rotationsrichtung verringert wird.
-
Wenn
die Anzahl der vorangehend angeführten
plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vergrößert wird,
um die Steifigkeit in der Rotationsrichtung aufrechtzuerhalten,
wie in der Grafik in 12 gezeigt wird, vergrößert sich
ebenfalls die Steifigkeit in der vertikalen Richtung. Daher beträgt die Anzahl
der vorangehend angeführten
plattenartigen elastischen Elemente 13a bis 13d vorzugsweise 16 oder
weniger.
-
Wenn
das in 10 gezeigte zylindrische elastische
Element 13R verwendet wird, kann die Steifigkeit in der
vertikalen Richtung ebenfalls durch Bereitstellen der vorangehend
angeführten
sich drehenden Gelenkeinheiten, gleichfalls um ein Ende des vorangehend
angeführten
elastischen Elementes 13R mit dem Rad 2 zu verbinden,
verringert werden.
-
Wie
in 13 gezeigt wird, kann ein Verbindungsabschnitt
mit einer Antriebswelle 9 im Nabenabschnitt 4 gebildet
werden, der mit dem Rad 2 in seiner Rotationsachse wie
ein normales Auto verbunden ist, um den Nabenabschnitt 4 mit
der Antriebswelle 9 zu verbinden. Dadurch kann die Leistung
von einem Automotor oder Motor außer dem im Rad eingebauten
Motor 3 auf das Rad 2 mittels der vorangehend
angeführten Antriebswelle 9 übertragen
werden, so dass ein Hybridauto konstruiert werden kann, indem die
Abtriebswelle eines Fahrzeuges mit Benzinmotor mit dem Nabenabschnitt 4 des
im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung verbunden
wird.
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AUSFÜHRUNG 2
-
Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
1 sind das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 verbunden.
Wie in 14 und 15 gezeigt
wird, kann das vorangehend angeführte
sich drehende Gehäuse 3b mit
dem Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 und
eines Gleichlaufgelenkes 16 verbunden werden.
-
Das
heißt,
wenn das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels eines elastischen Elementes verbunden
werden, wie bei der vorangehend angeführten Ausführung, wird eine Phasendifferenz
zwischen dem Rad 2 und dem sich drehenden Gehäuse 3b durch
eine Scherverformung in der Umfangsrichtung erzeugt. Daher werden
das vorangehend angeführte
sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels des vorangehend angeführten zweiten elastischen Elementes 13 und
des Gleichlaufgelenkes 16 verbunden. Durch Verschieben
des Rotationszentrums eines Gelenkes 16a auf der Radseite
vom Rotationszentrum des Gelenkes 16b auf der Motorseite
kann der im Rad eingebaute Motor 3 ein Drehmoment auf das
Rad 2 vom sich drehenden Gehäuse 3b ohne eine Phasendifferenz übertragen,
während
es sich vertikal im Rad 2 bewegt. Daher kann die vorangehend
angeführte
Phasendifferenz minimiert und der Übertragungswirkungsgrad des
Drehmomentes vom sich drehenden Gehäuse 3b auf das Rad 2 verbessert
werden.
-
Außerdem werden
das sich nicht drehende Gehäuse 3a und
der Radträger 5 mittels
der direktwirkenden Führungseinheit 14 verbunden,
die die Dämpfungseinrichtung 14a und
das Halteelement 14b aufweist, wie in 7 und 8 der
vorangehend angeführten
Ausführung
1 gezeigt wird, um die vorangehend angeführte Phasendifferenz weiter
zu verringern.
-
Durch
Befestigen des zweiten elastischen Elementes 13 in der
Mittelposition der Masse des Motors in der Breitenrichtung des Motors
dient die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 nur als
ein Gegengewicht, was verhindert, dass sich ein Teil um das Rad
herum an der Masse des Motors beteiligt.
-
Wenn
das sich nicht drehende Gehäuse 3a und
der Radträger 5 mittels
des ersten elastischen Elementes 11, wie in 1 gezeigt
wird, und nicht der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungseinheit 14 verbunden
wird, wird das vorangehend angeführte
erste elastische Element 11 vorzugsweise in der Mittelposition
der Masse des Motors in der Breitenrichtung des Motors befestigt,
um zu verhindern, dass sich ein Teil um das Rad herum an der Masse
des Motors beteiligt.
-
AUSFÜHRUNG 3
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Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
2 sind das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels des zweiten elastischen Elementes 13 und
des Gleichlaufgelenkes 16 verbunden. Wenn das sich drehende
Gehäuse 3b und
das Rad 2 durch eine Antriebskraftübertragungseinheit, die vom
Rad 2 in der radialen Richtung exzentrisch sein kann, anstelle
des vorangehend angeführten
Gleichlaufgelenkes 16 verbunden werden, kann der Drehmomentübertragungswirkungsgrad
vom sich drehenden Gehäuse 3b auf
das Rad 2 weiter verbessert werden.
-
Als
die vorangehend angeführte
Antriebskraftübertragungseinheit
kann beispielsweise eine elastische Kupplung 18 verwendet
werden, die eine Vielzahl von hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A bis 18C und
direktwirkenden Führungen 18p und 18q für das Verbinden
der benachbarten Lamellen 18A und 18B und der benachbarten
Lamellen 18B und 18C und für das Führen der benachbarten Lamellen 18A und 18B und
der benachbarten Lamellen 18B und 18C in der radialen
Richtung der Scheibe aufweist, wie in 16 bis 18 gezeigt
wird. Das sich drehende Gehäuse 3b ist
mit dem Rad 2 mittels der vorangehend angeführten elastischen
Kupplung 18 verbunden, um die Phasendifferenz zwischen
dem Rad 2 und dem sich drehenden Gehäuse 3b zu minimieren,
wodurch es möglich
gemacht wird, den Drehmomentübertragungswirkungsgrad
vom sich drehenden Gehäuse 3b auf
das Rad 2 weiter zu verbessern.
-
Wie
in 19 gezeigt wird, weist beispielsweise jede der
vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 18p und 18q auf:
eine Führungsschiene 18x mit
einem Vorsprung, der sich in der radialen Richtung der vorangehend
angeführten
Lamelle erstreckt; ein Führungselement 18y mit
einer Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend
angeführten
Lamelle erstreckt und mit der vorangehend angeführten Führungsschiene 18x in
Eingriff kommt; und eine Vielzahl von Stahlkugeln 18m,
die zwischen dem Vorsprung der vorangehend angeführten Führungsschiene 18x und
der Aussparung des Führungselementes 18y angeordnet
sind, um die vorangehend angeführte
Führungsschiene 18x und
das Führungselement 18y gleichmäßig zu verschieben.
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Die
vorangehend angeführte
Führungsschiene 18x und
das Führungselement 18y werden
jeweils an entgegengesetzten Seiten der vorangehend angeführten benachbarten
Lamellen 18A und 18B und den entgegengesetzten
Seiten der vorangehend angeführten
benachbarten Lamellen 18B und 18C befestigt.
-
Da
sich die vorangehend angeführte
Führungsschiene 18x und
das Führungselement 18y so
verschieben, dass sie die vorangehend angeführten benachbarten Lamellen 18A und 18B und
die benachbarten Lamellen 18B und 18C in der radialen
Richtung der Scheibe führen,
kann sich der im Rad eingebaute Motor 3 in der Arbeitsrichtung
der vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 18p und 18q bewegen,
d.h., der radialen Richtung der Scheibe, aber nicht in der Rotationsrichtung.
Im Ergebnis dessen kann das Rotationsdrehmoment wirksam auf das
Rad 2 übertragen
werden.
-
Indem
zwei oder mehr Paare der direktwirkenden Führungen 18p und 18q mit
unterschiedlichen Winkeln bereitgestellt werden, kann der vorangehend
angeführte
im Rad eingebaute Motor 3 ein Antriebsdrehmoment auf das
Rad 2 übertragen,
während
er von der Welle in jeder Richtung exzentrisch ist.
-
Wenn
die Anzahl der direktwirkenden Führungen 18p und 18q klein
ist, verändert
sich die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Drehung. Daher
werden eine Vielzahl von Lamellen und eine Vielzahl von direktwirkenden
Führungen
vorzugsweise kombiniert. Wie in 18 gezeigt
wird, wenn die Anzahl der vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen
Lamellen durch N verkörpert
wird, werden die vorangehend angeführten Lamellen 18A bis 18C angeordnet,
um zu sichern, dass der durch die benachbarten direktwirkenden Führungen
gebildete Winkel um 180/(N – 1)° von der
direktwirkenden Führung 18p an
einem Ende zunehmen sollte, wodurch es möglich gemacht wird, eine Veränderung
der vorangehend anfeführten
Winkelgeschwindigkeit ohne Versagen zu unterdrücken (da bei dieser Ausführung N
= 3, beträgt
der vorangehend angeführte Winkel
90°).
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Da
die Antriebskraft des im Rad eingebauten Motors 3 mechanisch
auf das Rad 2 übertragen
wird, wenn das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels einer Antriebskraftübertragungseinheit verbunden werden,
wie beispielsweise des vorangehend angeführten Gleichlaufgelenkes 16 oder
der elastischen Kupplung 18, genügt nur das erste elastische
Element 11, das zwischen dem sich nicht drehenden Gehäuse 3a und dem
Radträger 5 angeordnet
ist, als ein Pufferelement, um eine dynamische Dämpfungswirkung zu zeigen.
-
Als
die Einheit für
das Führen
der vorangehend angeführten
benachbarten Lamellen 18A bis 18C in der radialen
Richtung der Scheibe kann eine elastische Kupplung 18Z verwendet
werden, wie in 20 bis 22 gezeigt
wird. Diese elastische Kupplung 18Z ist konstruiert, indem
Lagernuten 18a bis 18c in den entgegengesetzten
Seiten der vorangehend angeführten
Lamellen 18A bis 18C in einer radialen Richtung
gebildet und Lagerkugeln 18M angeordnet werden, die Stahlkugeln
sind, und die sich längs
der Lagernuten 18a und 18b und 18b und 18c jeweils
zwischen den entgegengesetzten hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A und 18B und
zwischen den entgegengesetzten hohlen, scheibenartigen Lamellen 18B und 18C bewegen
können.
Eine Kombination der vorangehend angeführten Lagernuten 18a und 18b und
eine Kombination der vorangehend angeführten Lagernuten 18b und 18c bilden
jeweils eine direktwirkende Führung
zusammen mit der Lagerkugel 18M.
-
Das
heißt,
da die vorangehend angeführten
Lagernuten 18a bis 18c so gebildet werden, dass
die Lagerkugeln 18M in den radialen Richtungen der vorangehend
angeführten
Lamellen 18A bis 18C rollen, kann sich der im
Rad eingebaute Motor 3 in der Richtung der vorangehend
angeführten
Lagernuten 18a bis 18c bewegen, aber nicht in
der Umfangsrichtung, wodurch es möglich gemacht wird, ein Rotationsdrehmoment
wirksam auf das Rad 2 zu übertragen. Durch Kombinieren
von zwei oder mehr Paaren von Lagernuten 18a bis 18c mit
unterschiedlichen Winkeln mit den Lagerkugeln 18M kann
der vorangehend angeführte
im Rad eingebaute Motor 3 ein Antriebsdrehmoment auf das
Rad 2 übertragen,
während
er von der Welle in jeder Richtung exzentrisch ist.
-
Da
sich die Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Drehung verändert, wenn
die Anzahl der Lagernuten klein ist, wird bevorzugt, eine Vielzahl
von Lamellen mit den Lagerkugeln zu kombinieren. Wie die vorangehend
angeführten
direktwirkenden Führungen,
wie in 22 gezeigt wird, wenn die Anzahl
der vorangehend angeführten
Lamellen durch N verkörpert
wird, werden die vorangehend angeführten hohlen, scheibenartigen
Lamellen angeordnet, um zu sichern, dass der durch benachbarte Nuten
in der axialen Richtung der Lamellen gebildete Winkel um 180/(N – 1)° von der
Nut an einem Ende zunehmen sollte, wodurch es möglich gemacht wird, eine Veränderung
bei der vorangehend angeführten
Winkelgeschwindigkeit ohne Versagen zu unterdrücken.
-
Die
Lamelle 18A auf der Seite des Rades 2 (oder die
Lamelle 18A und die Führungsschiene 18x),
die eine Lamelle an einem Ende ist, kann mit dem Rad 2 integriert
werden, oder die Lamelle 18C auf der Seite des sich drehenden
Gehäuses 3b (oder
die Lamelle 18C und das Führungselement 18y)
kann mit dem sich drehenden Gehäuse 3b bei
den vorangehend angeführten
elastischen Kupplungen 18 und 18Z integriert werden. In
diesem Fall ist die Anzahl N der Lamellen, die für die Berechnung des Winkels
verwendet wird, ein Wert basierend auf der Annahme, dass Lamellen
an beiden Enden vorhanden sind.
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AUSFÜHRUNG 4
-
Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
3 wird die elastische Kupplung 18, die hohle, scheibenartige
Lamellen 18A bis 18C mit direktwirkenden Führungen 18p und 18q an
der Vorder- und Rückseite
aufweist, angeordnet in sich kreuzenden Richtungen, als die Antriebskraftübertragungseinheit
für das
Verbinden des sich drehenden Gehäuses 3b und
des Rades 2 verwendet. Eine elastische Kupplung 19,
die (1) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20A, die auf
der Seite des Rades 2 angeordnet und mit dem Rad 2 verbunden
ist, (2) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20C, die auf
der Seite des Motors 3 angeordnet und mit dem sich drehenden
Gehäuse 3b des
Motors 3 verbunden ist, und (3) eine hohle, scheibenartige
Lamelle 20B mit einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19A und 19B in
den gleichen Positionen an der Vorder- und Rückseite der Lamelle auf der
Seite des Motors 3 und der Lamelle auf der Seite des Rades 2 in
Abständen
von 90° oder 180° in der Umfangsrichtung
der Lamellen und verbunden mit der vorangehend angeführten hohlen,
scheibenartigen Lamelle 20A mittels der direktwirkenden
Führung 19A und
mit der vorangehend angeführten
hohlen, scheibenartigen Lamelle 20C mittels der direktwirkenden
Führung 19B aufweist,
wie in 23 und 24 gezeigt
wird, kann verwendet werden, um das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 zu verbinden. Dadurch werden eine Druck- und
Zugkraft, die in der Umfangsrichtung der Lamellen erzeugt wird,
gegenseitig aufgehoben, um die Eliminierung einer Verschiebung in
der Umfangsrichtung, die Übertragung
des Antriebsdrehmomentes vom im Rad eingebauten Motor 3 auf
das Rad 2 mit mehr Sicherheit und die Verbesserung der
Haltbarkeit der Antriebskraftübertragungseinheit
zu ermöglichen.
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Bei
dieser Ausführung
beträgt
die Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führung 19B, die auf
der Seite des Motors 3 angeordnet ist, 45° von der
radialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamellen 20A bis 20C, und
die Arbeitsrichtung der direktwirkenden Führung 19A, die auf
der Seite des Rades 2 angeordnet ist, ist senkrecht zur
Arbeitsrichtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führung 19B.
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Bei
dieser Ausführung
werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels
einer direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden,
die ein direktwirkendes Führungselement 21a für das Führen des
vorangehend angeführten
sich nicht drehenden Gehäuses 3a in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und einen Stoßdämpfer 21b aufweist,
der aus einer Dämpfungseinrichtung
und einem Federelement besteht, das sich in der Arbeitsrichtung
dieses direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt
und zusammenzieht. Das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 können mittels
eines Pufferelementes verbunden werden, wie beispielsweise der direktwirkenden
Führungseinheit 14 mit
der Dämpfungseinrichtung 14a,
wie in 7 und 8 der vorangehend angeführten Ausführung 1 gezeigt wird.
Da das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Antriebskraftübertragungseinheit
bei dieser Ausführung wie
den vorangehend angeführten
Ausführungen 2 und 3 verbunden
werden, kann das zweite elastische Element 13 weggelassen
werden, das zwischen dem sich drehenden Gehäuse 3b und dem Rad 2 angeordnet
ist.
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Eine
Beschreibung wird anschließend
von den Positionen der direktwirkenden Führungen 19A und 19B vorgelegt.
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Jede
der direktwirkenden Führungen 19A besteht
aus einem Führungselement 19a und
einer Führungsschiene 19b,
wie in 24 gezeigt wird. Bei dieser
Ausführung
werden vier Führungselemente 19a mit einer
Aussparung, die sich unter 45° von
der radialen Richtung erstreckt, in Abständen von 90° in der Umfangsrichtung der
hohlen, scheibenartigen Lamelle angeordnet, die sich auf der Seite
des Rades 2 befindet (worauf man sich hierin nachfolgend
als „Lamelle
auf der Radseite" bezieht),
und vier Führungsschienen 19b mit
einem Vorsprung, der mit dem vorangehend angeführten Führungselementen 19a in
Eingriff gebracht wird, werden in Positionen entsprechend den vorangehend
angeführten
Führungselementen 19a der
dazwischenliegenden hohlen, scheibenartigen Lamelle (worauf man
sich hierin nachfolgend als „Zwischenlamelle" bezieht) angeordnet,
um die Lamelle 20A auf der Radseite und die Zwischenlamelle 20B mittels
der vier direktwirkenden Führungen 19A zu
verbinden, die in Abständen
von 90° angeordnet
sind.
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Jede
der direktwirkenden Führungen 19B besteht
aus einer Führungsschiene 19c und
einem Führungselement 19d.
Vier Führungsschienen 19e sind
in Abständen
von 90° senkrecht
zu den Führungsschienen 19b der
vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 19A in
der Umfangsrichtung auf der Seite der hohlen, scheibenartigen Lamelle
(worauf man sich hierin nachfolgend als „Lamelle auf der Motorseite" bezieht) auf der
Seite des Motors 3 der Zwischenlamelle 20B angeordnet,
und vier Führungselemente 19d sind in
Positionen entsprechend den Führungsschienen 19e in
der Umfangsrichtung der Lamelle 20C auf der Motorseite
angeordnet, um die Zwischenlamelle 20B und die Lamelle 20C auf
der Motorseite mittels der vier direktwirkenden Führungen 19B zu
verbinden, die in Abständen
von 90° angeordnet
sind.
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Bei
der vorangehend angeführten
Beschaffenheit, wenn das Drehmoment vom sich drehenden Gehäuse 3b des
im Rad eingebauten Motors 3 auf die Lamelle 20A auf
der Radseite übertragen
wird, die mit dem Rad 2 mittels der Lamelle 20C auf
der Motorseite verbunden ist, werden die vorangehend angeführten direktwirkenden
Führungen 19A und 19B unter
45° von
der axialen Richtung der hohlen, scheibenartigen Lamellen 20A bis 20C angeordnet.
Daher werden, wie in 25 gezeigt wird, die Rotationskraft
in der Umfangsrichtung und die Expansionskraft in der radialen Richtung
auf die vorangehend angeführte
Zwischenlamelle 20B angewandt. Da jedoch die direktwirkenden
Führungen 19A,
die sich in einer Richtung senkrecht zur Arbeitsrichtung der direktwirkenden
Führungen 19B bewegen,
auf der Rückseite
(Seite des Rades 2) der direktwirkenden Führungen 19B der
vorangehend angeführten
Zwischenlamelle 20B angeordnet werden, d.h., in den gleichen
Positionen wie die vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19B,
wird die Kraft für
das Ausdehnen der vorangehend angeführten Zwischenlamelle 20B in
der radialen Richtung mit der Expansionskraft in der radialen Richtung
der vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 19A mit
dem Ergebnis ausgeglichen, dass nur ein Drehmoment auf die Lamelle 20A auf
der Radseite und auf das Rad 2 übertragen wird. Daher kann, während der
Drehmomenteingang in die direktwirkenden Führungen 19B von der
Lamelle 20C auf der Motorseite, die mit dem sich drehenden
Gehäuse 3b verbunden
ist, auf die Lamelle 20A auf der Radseite mittels der vorangehend
angeführten
Zwischenlamelle 20B dazwischen übertragen wird, die Antriebskraft
des vorangehend angeführten
Motors 3 auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen
werden.
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Da
die Arbeitsrichtungen der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A und 19B die gleichen
sind, werden die Druck- und Zugbeanspruchung nicht in den hohlen,
scheibenartigen Lamellen 19A bis 19C gleichzeitig
erzeugt, und nur die Kraft für
das Ausdehnen oder Zusammenziehen aller davon in der radialen Richtung
wird auf sie angewandt. Die Druck- und Zugbeanspruchung werden nicht
in den direktwirkenden Führungen 19B gleichzeitig
erzeugt, da die Arbeitsrichtung aller direktwirkenden Führungen 19B senkrecht
zur Arbeitsrichtung der vorangehend angeführten direktwirkenden Führungen 19A verläuft. Da
die vorangehend angeführte
Expansions- oder Druckkraft von beiden Seiten der Führungsschienen 19b und 19c übertragen
wird, die die Zwischenlamelle 19B schichtartig anordnen,
ist keine Verschiebung einer Belastung in der Umfangsrichtung der
Zwischenscheibenlamelle 20B zu verzeichnen, wodurch die
Gefahr des Ausknickens verringert wird.
-
AUSFÜHRUNG 5
-
Eine
elastische Kupplung 20, wie in 26 und 27 gezeigt
wird, die (1) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20A (Lamelle
auf der Radseite), die auf der Radseite angeordnet und mit dem Rad 2 verbunden
ist, (2) eine hohle, scheibenartige Lamelle 20C (Lamelle
auf der Motorseite), die auf der Motorseite angeordnet und mit dem
sich drehenden Gehäuse 3b des
Motors 3 verbunden ist, (3) eine erste hohle Scheibenzwischenlamelle 20M mit
einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19P und 19Q in
den gleichen Positionen auf der Vorder- und Rückseite der Lamelle auf der
Seite des Motors 3 und der Lamelle auf der Seite des Rades 2 in Abständen von
90° oder
180° in
der Umfangsrichtung der Lamellen aufweist und mit der vorangehend
angeführten
Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden
Führungen 19P und
mit der vorangehend angeführten
Lamelle 20C auf der Motorseite mittels der direktwirkenden
Führungen 19Q verbunden
ist, und (4) eine zweite hohle Scheibenzwischenlamelle 20N aufweist,
die auf der Innenseite der ersten Zwischenlamelle 20M angeordnet
ist, die eine Vielzahl von direktwirkenden Führungen 19R und 19S aufweist,
die in einer entgegengesetzten Weise zu der der ersten Zwischenlamelle 20M angeordnet
und mit der vorangehend angeführten
Lamelle 20A auf der Radseite mittels der direktwirkenden
Führungen 19R und
mit der vorangehend angeführten
Lamelle 20C auf der Motorseite mittels der direktwirkenden
Führungen 19S verbunden
sind, kann anstelle der elastischen Kupplung 18 der vorangehend
angeführten
Ausführung 3 verwendet
werden, um das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 zu verbinden. Dadurch kann die durch die exzentrische
Drehung der vorangehend angeführten
Lamellen hervorgerufene Schwingung verringert werden, und ein Antriebsdrehmoment
kann vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 ohne
Versagen übertragen
werden.
-
Bei
dieser Ausführung,
wie der vorangehend angeführten
Ausführung
4, werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a und der Radträger 5 mittels
der direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden,
die das direktwirkende Führungselement 21a für das Führen des
sich nicht drehenden Gehäuses 3a in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und den Stoßdämpfer 21b aufweist,
der aus einer Dämpfungseinrichtung
und einem Federelement besteht, das sich in der Arbeitsrichtung
des direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt und
zusammenzieht.
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Die
Positionen der vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 19P und 19Q und
der direktwirkenden Führungen 19R und 19S werden
hierin nachfolgend beschrieben.
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Die
direktwirkende Führung 19P besteht
aus Führungselementen 19i und
Führungsschienen 19j,
wie in 27 gezeigt wird. Bei dieser
Ausführung
besteht die direktwirkende Führung 19P aus:
(1) zwei Führungselementen 19i und 19i mit
einer Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend
angeführten ersten
Zwischenlamelle 20M erstreckt, und angeordnet auf der Seite
der ersten Zwischenlamelle 20M der Lamelle 20A auf
der Radseite, die auf der Seite des Rades 2 in einem Abstand
von 180° in
der Umfangsrichtung angeordnet ist; und (2) zwei Führungsschienen 19j und 19j mit
einem Vorsprung, der mit den vorangehend angeführten Führungselementen 19i und 19i in
Eingriff kommt, und angeordnet in Positionen entsprechend den vorangehend
angeführten
Führungselementen 19i und 19i in
der Umfangsrichtung auf der Seite der Lamelle 20A auf der
Radseite der ersten Zwischenlamelle 20M. Diese direktwirkende
Führung 19P führt die
Lamelle 20A auf der Radseite und die erste Zwischenlamelle 20M in
der radialen Richtung der Lamellen.
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Die
direktwirkende Führung 19Q besteht
aus: (1) zwei Führungsschienen 19p und 19p,
die an der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der
ersten Zwischenlamelle 20M in einem Abstand von 180° in Positionen
90° von
den vorangehend angeführten
Führungsschienen 19j und 19j in
der Umfangsrichtung vorhanden sind; und (2) zwei Führungselementen 19q und 19q,
die in Positionen entsprechend den vorangehend angeführten Führungsschienen 19p und 19p in
der Umfangsrichtung der Lamelle 20 auf der Motorseite angeordnet sind.
Diese direktwirkende Führung 19Q führt die
Lamelle 20C auf der Motorseite und die erste Zwischenlamelle 20M in
der radialen Richtung der Scheibe.
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Mittlerweile
besteht die direktwirkende Führung 19R aus:
zwei Führungselementen 19m und 19m mit einer
Aussparung, die sich in der radialen Richtung der vorangehend angeführten Lamelle 20A auf
der Radseite erstreckt, und angeordnet auf der Innenseite in der
radialen Richtung der vorangehend angeführten Führungselemente 19i und 19i in
einem Abstand von 180° in
Positionen 90° von
den vorangehend angeführten Führungselementen 19i und 19i in
der Umfangsrichtung; und zwei Führungsschienen 19n und 19n mit
einem Vorsprung, der mit den vorangehend angeführten Führungselementen 19m und 19m in
Eingriff gebracht wird, und angeordnet auf der Seite der Lamelle 20A auf
der Radseite der zweiten Zwischenlamelle 20N in Positionen
entsprechend den vorangehend angeführten Führungselementen 19m und 19m in
der Umfangsrichtung. Die direktwirkende Führung 19S besteht
aus: zwei Führungsschienen 19r und 19r,
die in einem Abstand von 180° in
Positionen 90° von
den vorangehend angeführten
Führungsschienen 19n und 19n in
der Umfangsrichtung auf der Seite der Lamelle 20C auf der
Motorseite der zweiten Zwischenlamelle 20N angeordnet sind;
und zwei Führungselementen 19s und 19s mit
einer Aussparung, die mit den vorangehend angeführten Führungsschienen 19r und 19r in
Eingriff gebracht wird, und angeordnet in Positionen entsprechend
den vorangehend angeführten
Führungsschienen 19r und 19r in
der Umfangsrichtung der Lamelle 20C auf der Motorseite.
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Infolge
der vorangehenden Beschaffenheit dreht sich der Motor 3,
während
er vom Rad 2 exzentrisch ist, in einer Abwärtsrichtung.
Genauer dargelegt, das Motordrehmoment wird zuerst an der Lamelle 20C auf der
Motorseite angelegt, und diese Kraft in der Umfangsrichtung, die
an der Lamelle 20C auf der Motorseite angewandt wird, wird
an der ersten Zwischenlamelle 20M mittels der direktwirkenden
Führung 19Q und
weiter an der zweiten Zwischenlamelle 20N mittels der direktwirkenden
Führung 19S angewandt,
die in einer Richtung senkrecht zur vorangehend angeführten direktwirkenden
Führung 19Q funktioniert.
-
Die
Kraft in der Umfangsrichtung, die an der vorangehend angeführten ersten
Zwischenlamelle 20M angewandt wird, wird an der Lamelle 20A auf
der Radseite mittels der direktwirkenden Führung 19P angewandt,
und die Kraft in der Umfangsrichtung, die an der vorangehend angeführten zweiten
Zwischenlamelle 20N angewandt wird, wird an der Lamelle 20A auf
der Radseite mittels der direktwirkenden Führung 19R angewandt,
die in einer Richtung senkrecht zur vorangehend angeführten direktwirkenden
Führung 19P funktioniert.
-
Beispielsweise,
wenn sich der Motor 3 im Uhrzeigersinn, während er
vom Rad 2 exzentrisch ist, in einer Abwärtsrichtung dreht, wie in 28(a) bis (c) gezeigt wird, dreht sich daher die
erste Zwischenlamelle 20M auf der Außenseite im Uhrzeigersinn von
unten nach links und oben exzentrisch mit dem Mittelpunkt zwischen
der Achse der Lamelle 20A auf der Radseite und der Achse
der Lamelle 20C auf der Motorseite als der Mittelpunkt.
Mittlerweile dreht sich die zweite Zwischenlamelle 20N auf
der Innenseite im Uhrzeigersinn von oben nach rechts und unten exzentrisch
mit dem Mittelpunkt zwischen der Achse der Lamelle 20A auf
der Radseite und der Achse der Lamelle 20C auf der Motorseite
als der Mittelpunkt.
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Wenn
die Masse der vorangehend angeführten
zweiten Zwischenlamelle 20N gleich der Masse der ersten
Zwischenlamelle 20M ausgeführt ist, drehen sich die vorangehend
angeführte
erste und zweite Zwischenlamelle 20M und 20N exzentrisch
in punktsymmetrischen Richtungen, wie es vorangehend beschrieben wird,
wodurch die durch ihre Exzentrizitäten hervorgerufenen Schwingungen
gegenseitig aufgehoben werden, die Lamelle 20C auf der
Motorseite und die Lamelle 20A auf der Radseite voneinander
nur in der vertikalen Richtung und nicht in der Längsrichtung
exzentrisch werden. Daher können
die Schwingungen, die durch die exzentrischen Drehungen der hohlen,
scheibenartigen Lamellen (Lamellen 20A, 20M, 20N, 20C)
hervorgerufen werden, verringert werden, und die Antriebskraft kann
auf das Rad 2 ohne Versagen übertragen werden.
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Wenn
direktwirkende Führungen 22P und 22Q und
direktwirkende Führungen 22R und 22S,
deren Arbeitsrichtungen 45° von
den radialen Richtungen der Lamellen 20A, 20M, 20N und 20C betragen,
in den gleichen Positionen an der Vorder- und Rückseite der vorangehend angeführten ersten
und zweiten Zwischenlamelle 20M und 20N anstelle
der vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungen 19P und 19Q und
der direktwirkenden Führungen 19R und 19S befestigt
werden, wie in 29 gezeigt wird, werden eine
Druck- und Zugbelastung nicht in den vorangehend angeführten hohlen,
scheibenartigen Lamellen 20A, 20M, 20N und 20C gleichzeitig
wie die vorangehend angeführte
Ausführung 4 erzeugt;
es wird nur eine Kraft für
das Ausdehnen oder Zusammendrücken
des Ganzen in der radialen Richtung angewandt, und die Arbeitsrichtungen
der direktwirkenden Führungen 22Q und 22S sind
senkrecht zu den Arbeitsrichtungen der vorangehend angeführten direktwirkenden
Führungen 22P und 22R,
wodurch es möglich
gemacht wird zu verhindern, dass gleichzeitig eine Druck- und Zugbelastung
erzeugt wird. Daher ist keine Verschiebung der Belastung in den
Umfangsrichtungen der vorangehend angeführten ersten und zweiten Zwischenlamelle 20M und 20N zu
verzeichnen, die Gefahr des Ausknickens wird verringert und die
Haltbarkeit der Antriebskraftübertragungseinheit
kann verbessert werden.
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Die
direktwirkende Führung 22P besteht
aus einem Führungselement 22a und
einer Führungsschiene 22b,
die direktwirkende Führung 22Q besteht
aus einer Führungsschiene 22c und
einem Führungselement 22d,
die direktwirkende Führung 22R besteht
aus einem Führungselement 22e und
einer Führungsschiene 22f und
die direktwirkende Führung 22S besteht
aus einer Führungsschiene 22g und
einem Führungselement 22h.
Die Führungselemente 22a und
die Führungselemente 22e sind
an der Lamelle 20A auf der Radseite vorhanden, wie die
vorangehend angeführte
Ausführung
4. Die Führungsschienen 22b sind
auf der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der ersten
Zwischenlamelle 20M vorhanden, die Führungsschienen 22c auf
der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der ersten
Zwischenlamelle 20M, die Führungsschienen 22f auf
der Seite der Lamelle 20A auf der Radseite der zweiten
Zwischenlamelle 20N, die Führungsschienen 22g auf
der Seite der Lamelle 20C auf der Motorseite der zweiten
Zwischenlamelle 20N und die Führungselemente 22d und
die Führungselemente 22h auf
der Lamelle 20C auf der Radseite.
-
AUSFÜHRUNG 6
-
Bei
den vorangehend angeführten
Ausführungen
1 bis 5 werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad
eingebauten Motors 3 und der Radträger 5, der ein Teil
um das Rad des Fahrzeuges ist, mittels eines Pufferelementes verbunden,
wie beispielsweise des ersten elastischen Elementes 11 oder
der direktwirkenden Führungseinheit 21,
die das direktwirkende Führungselement 21a und
den Stoßdämpfer 21b aufweist, der
aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des direktwirkenden
Führungselementes 21 ausdehnt
und zusammenzieht, und der Dämpfungseinrichtung
besteht. Durch Verbinden des sich nicht drehenden Gehäuses 3a und
des Radträgers 5 mittels
der Puffereinheiten 23A und 23B, wobei ein Ende
mit dem Radträger 5 verbunden
ist und das andere Ende den Motor 3 trägt, wie in 30 gezeigt
wird, kann die TCFF weiter verringert werden.
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Bei
dieser Ausführung
werden das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden,
die bei der vorangehend angeführten
Ausführung
3 verwendet wird. Die Antriebskraftübertragungseinheit, wie beispielsweise
das Gleichlaufgelenk 16 der vorangehend angeführten Ausführung 2 oder
die elastische Kupplung 19 oder 20 der vorangehend
angeführten
Ausführung
5 oder 6, kann verwendet werden, um diese zu verbinden.
-
Die
vorangehend angeführten
Puffereinheiten 23A und 23B können im Wesentlichen A-förmige oder H-förmige Verbindungsglieder
sein, von denen ein jedes zwei Arme 23m und 23n aufweist,
die drehbar mittels eines Pufferelementes 23k verbunden
sind, das aus einer Feder und/oder einer Dämpfungseinrichtung an einer
Verbindungsstelle 23Z besteht. Bei dieser Ausführung ist
ein Ende des Pufferelementes 23k an einem Befestigungselement 23s befestigt,
das am vorangehend angeführten
Arm 23m befestigt ist, und das andere Ende ist direkt am
vorangehend angeführten
Arm 23n befestigt. Beide Enden des Pufferelementes 23k können direkt
jeweils an den Armen 23m und 23n befestigt werden.
-
Um
die vorangehend angeführten
Puffereinheiten 23A und 23B mit dem sich nicht
drehenden Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 und dem Radträger 5 zu
verbinden, werden die Endabschnitte 23X der Arme 23m der
vorangehend angeführten
Puffereinheiten 23A und 23B am sich nicht drehenden
Gehäuse 3a des
vorangehend angeführten
Motors 3 befestigt, und die Endabschnitte 23Y der
anderen Arme 23n werden am Radträger 5 befestigt. An
dieser Stelle werden die vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B so
befestigt, dass die Ausdehnungs- oder Zusammenziehrichtung des vorangehend
angeführten
Pufferelementes 23k die vertikale Richtung des Fahrzeuges
wird. Da die sich ändernde
Richtung der Verbindungsstelle 23X mit dem sich nicht drehenden
Gehäuse 3a des
vorangehend angeführten
Armes 23m und die sich ändernde
Richtung der Verbindungsstelle 23Y mit dem Radträger 5 des
vorangehend angeführten
Armes 23n dadurch auf die Ausdehnungs- oder Zusammenziehrichtung
des vorangehend angeführten
Pufferelementes 23k begrenzt werden, das eine Feder oder
Dämpfungseinrichtung
aufweist, können
das sich nicht drehende Gehäuse 3a und
der Radträger 5 in
einer derartigen Weise verbunden werden, dass sie sich in der vertikalen Richtung
des Motors 3 bewegen können.
-
Das
heißt,
bei dieser Ausführung
werden das sich drehende Gehäuse 3b für das Befestigen
des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und
das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 (oder
der elastischen Kupplung 19 oder 20) verbunden,
und das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Befestigen
des Stators 3S wird am Radträger 5, der ein Teil
um das Rad des Fahrzeuges ist, in der Rotationsrichtung befestigt und
elastisch in der vertikalen Richtung getragen. Daher kann der Drehmomentübertragungswirkungsgrad vom
sich drehenden Gehäuse 3b zum
Rad 2 verbessert werden, die TCFF kann weiter verringert
werden, und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert
werden.
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AUSFÜHRUNG 7
-
Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
6 werden die Puffereinheiten 23A und 23B, die
im Wesentlichen A-förmige
oder H-förmige
Verbindungsglieder sind, die jeweils zwei Arme 23m und 23n aufweisen, die
mittels des Pufferelementes 23k verbunden werden, verwendet,
um das sich nicht drehende Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 und den Radträger 5 zu
verbinden, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist. Wenn ein
Fahrzeug, das mit dem im Rad eingebauten Motor 3 ausgestattet
ist, eine Wellenaufhängungseinheit
aufweist, wie in 31 gezeigt wird, wird eine Puffereinheit 24,
die in der Konstruktion den vorangehend angeführten Puffereinheiten 23A und 23B gleich
ist, verwendet, um das sich nicht drehende Gehäuse 3a und eine Welle 9J zu
verbinden, wodurch es möglich
gemacht wird, die TCFF zu verringern.
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Die
vorangehend angeführte
Puffereinheit 24 ist ein im Wesentlichen H-förmiges oder
A-förmiges
Verbindungsglied, das zwei Arme 24m und 24n aufweist,
die mit der Welle 9J mittels der Pufferelemente 24k drehbar
verbunden sind, die aus einer Feder oder Dämpfungseinrichtung bestehen.
Bei dieser Ausführung
sind die zwei Arme 24m und 24n drehbar mit der
Welle 9J mittels der zwei Pufferelemente 24k und 24k verbunden, bei
denen ein Ende mit der Welle 9J verbunden ist, so dass
die Ausdehnungs- oder Zurückziehrichtung
die vertikale Richtung des Fahrzeuges wird. Die vorangehend angeführten Pufferelemente 24k und 24k können an
den Armen 24m und 24n mittels eines Befestigungselementes 24s oder
direkt befestigt werden.
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Selbst
in dem Fahrzeug, das eine Wellenaufhängungseinheit aufweist, können dadurch
das sich nicht drehende Gehäuse 3a und
der Radträger 5 so
verbunden werden, dass sie sich in der vertikalen Richtung des Motors 3 bewegen
können,
wodurch es möglich
gemacht wird, die TCFF weiter zu verringern.
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AUSFÜHRUNG 8
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32 ist
eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad
eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 8 zeigt. In der Fig.
kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet
ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht,
die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor,
die 4 kennzeichnet einen Nabenabschnitt, der mit dem vorangehend
angeführten
Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 kennzeichnet
einen Radträger,
der ein Teil um das Rad eines Fahrzeuges ist und mit einer Welle 9J verbunden
ist, die 7 kennzeichnet ein Aufhängungselement, das aus einem
Stoßdämpfer oder
dergleichen besteht, die 8 kennzeichnet eine Bremse, die
am vorangehend angeführten
Nabenabschnitt 4 befestigt ist, die 18 kennzeichnet
eine elastische Kupplung, die in 16 bis 18 der
vorangehend angeführten
Ausführung
3 gezeigt wird, die hohle, scheibenartige Lamellen mit einer Vielzahl
von direktwirkenden Führungen
an der Vorder- und Rückseite
in einer derartigen Weise aufweist, dass die Arbeitsrichtungen davon
senkrecht zueinander sind, und die verwendet wird, um das sich drehende
Gehäuse 3b für das Tragen
des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und
das Rad 2 in einer derartigen Weise zu verbinden, dass
sie voneinander in der radialen Richtung des Rades 2 exzentrisch
sein können,
und die 25 kennzeichnet eine Puffereinheit für das elastische
Tragen des sich nicht drehenden Gehäuses 3a, das den Stator 3S des
im Rad eingebauten Motors 3 am Radträger 5 in der vertikalen
Richtung des Fahrzeuges trägt.
Das sich drehende Gehäuse 3b und
das Rad 2 können
mittels der Antriebskraftübertragungseinheit,
wie beispielsweise des Gleichlaufgelenkes 16 der vorangehend
angeführten
Ausführung
2 oder der elastischen Kupplung 19 oder 20 der
vorangehend angeführten
Ausführung
5 oder 6, anstelle der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 verbunden
werden.
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Wie
in 33 gezeigt wird, weist die vorangehend angeführte Puffereinheit 25 zwei
Lamellen 25A und 25B auf, die mittels Federn 25b verbunden
sind, die in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges funktionieren, und
deren Arbeitsrichtungen auf die vertikale Richtung des Fahrzeuges
mittels direktwirkender Führungen 25a und
Dämpfungseinrichtungen 25c beschränkt sind.
Bei dieser Ausführung
sind vier Federn 25b, die sich in der vertikalen Richtung
des Fahrzeuges ausdehnen und zusammenziehen, an den vier Ecken der
Lamelle 25B befestigt, die auf der Seite des Aufhängungselementes 7 (worauf
man sich hierin nachfolgend als „Radträgerbefestigungslamelle" bezieht) angeordnet
und mit der Welle 9J verbunden sind, die mit dem Radträger 5 verbunden
ist; zwei Dämpfungseinrichtungen 25c,
die sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges ausdehnen und
zusammenziehen, sind auf beiden Seiten eines Verbindungsloches 25m für die Welle 9J vorhanden,
das in deren Mittelabschnitt gebildet wird; Federaufnahmeabschnitte 25d sind
in jeweiligen Positionen entsprechend dem oberen und unteren Abschnitt
der vorangehend angeführten
Federn 25b der Lamelle 25A vorhanden, die auf
der Seite des Motors 3 (worauf man sich hierin nachfolgend
als „Motorbefestigungslamelle" bezieht) angeordnet
ist; ein Dämpferbefestigungsabschnitt 25e ist
in einer Position entsprechend dem oberen Abschnitt der vorangehend
angeführten
Dämpfungseinrichtungen 25c vorhanden,
d.h., über
einem Verbindungsloch 25n für die Welle 9J; und
die vorangehend angeführten
Lamellen 25A und 25B werden durch die vier direktwirkenden
Führungen 25a symmetrisch
um die Mitte der Lamelle verbunden.
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Da
die vorangehend angeführte
Motorbefestigungslamelle 25A und die Radträgerbefestigungslamelle 25B in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges durch die vorangehend angeführten vier
direktwirkenden Führungen 25a geführt und
mittels der Federn 25b und der Dämpfungseinrichtungen 25c verbunden
werden, können
sie den im Rad eingebauten Motor 3 in der vertikalen Bewegungsrichtung
begrenzen, während
sie eine Dämpfungskraft
erzeugen.
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Bei
dieser Ausführung
8, da das sich drehende Gehäuse 3b für das Befestigen
des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3 und
das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden
werden, und das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Tragen
des Stators 3S in einer derartigen Weise verbunden ist,
dass es in der Rotationsrichtung des Rades 2 (oder der
Welle 9J) befestigt wird und es sich in der vertikalen
Richtung des Fahrzeuges bewegen kann, kann der Drehmomenübertragungswirkungsgrad
vom sich drehenden Gehäuse 3b zum
Rad 2 verbessert werden, die TCFF kann verringert werden,
und die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden.
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AUSFÜHRUNG 9
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Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
8 werden die Lamellen 25A und 25B mittels der
direktwirkenden Führungen 25a,
der Federn 25b und der Dämpfungseinrichtungen 25c verbunden.
Wie in 34 und 35 gezeigt
wird, kann das sich nicht drehende Gehäuse 3a für das Tragen
des Stators 3S in der Rotationsrichtung des Rades 2 (oder
der Welle 9J) mit mehr Sicherheit befestigt und so verbunden
werden, dass es sich in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges bewegen
kann, indem eine Puffereinheit 30, die Hydraulikzylinder 26 und
Vorratsbehälter 29 aufweist,
die mit den Hydraulikzylindern 26 durch Druckschläuche 27 und 28 verbunden
werden, anstelle der vorangehend angeführten Dämpfungseinrichtungen 25c und 25c verwendet
wird, verbunden werden, wodurch es möglich gemacht wird, die TCFF
weiter zu verringern.
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36 zeigt
die Einzelheiten der vorangehend angeführten Puffereinheit 30,
die Hydraulikzylinder aufweist. Bei dieser Ausführung besteht ein jeder der
vorangehend angeführten
Vorratsbehälter 29 aus
einem Vorratsbehälter 29A auf
der Ausdehnungsseite, der mit der oberen Kammer 26a des
Hydraulikzylinders 26 in Verbindung steht, und einem Vorratsbehälter 29B auf
der Zusammenziehungsseite, der mit der unteren Kammer 26b des
Hydraulikzylinders 26 in Verbindung steht, wobei diese
Kammern 26a und 26b voneinander durch einen Kolben 26P getrennt
sind, an dem ein Ende einer Kolbenstange 26L befestigt
ist, die obere Kammer 26a des vorangehend angeführten Hydraulikzylinders 26 und
der Vorratsbehälter 29A auf
der Ausdehnungsseite mittels eines Ventil (Öffnung) 27m auf der
Ausdehnungsseite verbunden sind und die untere Kammer 26b und der
Vorratsbehälter 29B auf
der Zusammenziehungsseite mittels eines Ventils (Öffnung) 28m auf
der Zusammenziehungsseite verbunden sind. 27n und 28n kennzeichnen
ein Rückschlagventil
auf der Ausdehnungsseite und ein Rückschlagventil auf der Zusammenziehungsseite,
um einen Rückfluss
des Arbeitsöls 29s in
den Hydraulikzylinder 26 vom Vorratsbehälter 29 zu verhindern,
die in den Ölabzweigleitungen 27k und 28k vorhanden
sind, indem jeweils das vorangehend erwähnte Ventil 27m auf
der Ausdehnungsseite und das Ventil 28m auf der Zusammenziehungsseite
umgangen werden.
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Bei
dieser Ausführung,
wie in 35 gezeigt wird, werden nur
die einfach strukturierten Hydraulikzylinder 26 an der
Radträgerbefestigungslamelle 25B befestigt,
die mit dem Radträger 5 verbunden
ist, der ein Teil um das Rad ist, und die Vorratsbehälter 29 für das Sichern
einer Durchflussgeschwindigkeit des Arbeitsöls 29s für das Erzeugen
einer Dämpfungskraft
werden in Positionen außer
einer Position um das Rad befestigt (auf der nicht gezeigten Autokarosserieseite
der Welle 9J).
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Die
Puffereinheit 30 dieser Ausführung weist einen Vorteil darin
auf, dass die Dämpfungskraft
auf der Ausdehnungsseite der Puffereinheit und die Dämpfungskraft
auf der Zusammenziehungsseite der Puffereinheit separat eingestellt
werden können,
weil die obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des
Hydraulikzylinders 26 mit den Vorratsbehältern 29A und 29B jeweils
durch die Druckschläuche 27 und 28 mittels
der separaten Ventile 27m und 28m verbunden werden.
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Wenn
die obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des
Hydraulikzylinders 26 jeweils mit den separaten Ventilen 27m und 28m verbunden
werden und die beiden Leitungen mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter 29C verbunden
werden, wie in 37 gezeigt wird, oder wenn die
obere Kolbenkammer 26a und die untere Kolbenkammer 26b des
Hydraulikzylinders 26 durch die separaten Ventile 27m und 28m verbunden
werden und die untere Kolbenkammer 26b und der Vorratsbehälter 29C verbunden
werden, wie in 38 gezeigt wird, kann die Anzahl
der Teile der Puffereinheit 30 verringert werden, und die
Puffereinheit 30 kann in der Abmessung verringert werden.
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AUSFÜHRUNG 10
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39 ist
eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad
eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 10 zeigt, und 40 ist
eine Schnittdarstellung ihres Hauptabschnittes. In diesen Fig. kennzeichnet
die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet
ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht,
und 3I kennzeichnet einen Motor mit hohlem Innenrotor (im
Rad eingebauter Motor), der einen Stator 3S, der an einem
sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt
ist, das auf der Außenseite in
der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 3R aufweist,
der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt
ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
eines Lagers 3j verbunden und auf der Innenseite in der
radialen Richtung vorhanden ist.
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Die
Bezugszahl 4 verkörpert
einen Nabenabschnitt, der mit dem vorangehend angeführten Rad 2 auf seiner
Rotationsachse verbunden ist, die 5 verkörpert einen
Radträger,
der mit dem oberen und unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden
ist, die 7 verkörpert
ein Aufhängungselement,
das ein Stoßdämpfer oder dergleichen
ist, und die 8 verkörpert
eine Bremse, die eine Bremsscheibe ist, die einen Bremsrotor 8a und
einen Bremssattel 8b aufweist und am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt
ist.
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Bei
dieser Ausführung
werden das sich nicht drehende Gehäuse 3a, das das Außengehäuse des
vorangehend angeführten
im Rad eingebauten Motors 3I ist, und der Radträger 5,
der ein Teil um das Rad ist, mittels einer direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden,
die ein direktwirkendes Führungselement 21a für das Führen des
vorangehend angeführten
sich nicht drehenden Gehäuses 3a in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und einen Stoßdämpfer 21b aufweist,
der aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des
direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt
und zusammenzieht, und einer Dämpfungseinrichtung
besteht, und das sich drehende Gehäuse 3b, das das Innengehäuse des
vorangehend angeführten Motors 3I ist,
und das Rad 2 werden mittels der elastischen Kupplung 18 verbunden,
die hohle, scheibenartige Lamellen 18A bis 18C mit
einer Vielzahl von direktwirkenden Führungen 18p und 18q auf
der Vorder- und Rückseite
aufweist, so dass deren Arbeitsrichtungen senkrecht zueinander werden,
wie in 16 bis 18 der
vorangehend angeführten
Ausführung
3 gezeigt wird. Das sich drehende Gehäuse 3b für das Tragen
des Rotors 3R des im Rad eingebauten Motors 3I und
das Rad 2 werden mittels der vorangehend angeführten elastischen
Kupplung 18 in einer derartigen Weise verbunden, dass sie
in der radialen Richtung des Rades 2 voneinander exzentrisch
sein können.
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Ein
Ende eines Verbindungselementes 21t mit einem L-förmigen Querschnitt
wird an der Seite entgegengesetzt dem Rad 2 des sich nicht
drehenden Gehäuses 3a befestigt,
und das andere Ende wird am oberen Ende der vorangehend angeführten direktwirkenden
Führungseinheit 21 befestigt,
die ein unteres Ende aufweist, das am Radträger 5 gesichert ist.
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Bei
dieser Ausführung
10, da das vorangehend angeführte
sich nicht drehende Gehäuse 3a mit
dem Radträger 5 mittels
der direktwirkenden Führungseinheit 21 verbunden
wird, die das direktwirkende Führungselement 21a für das Führen des
vorangehend angeführten
sich nicht drehenden Gehäuses 3a in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und den Stoßdämpfer 21b aufweist,
der aus einem Federelement, das sich in der Arbeitsrichtung des
direktwirkenden Führungselementes 21a ausdehnt
und zusammenzieht, und einer Dämpfungseinrichtung
besteht, und der im Rad eingebaute Motor 3I an einem einer
ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt frei beweglich befestigt
werden kann, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, wie es vorangehend
beschrieben wird, können
sich die Achse des Motors und die Achse des Rades separat in der radialen
Richtung bewegen. Daher wird die Masse des Motors von der ungefederten
Masse des Fahrzeuges getrennt und funktioniert als das Gewicht einer
sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung.
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Da
das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung
die ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße
aufhebt, wird die TCFF mit dem Ergebnis verringert, dass die Fahreigenschaften
des Fahrzeuges verbessert werden, die am Motor 3I angewandte
Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße verringert
werden kann und dementsprechend eine Belastung beim Motor 3I,
die durch eine Schwingung auferlegt wird, verringert werden kann.
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Da
das sich drehende Gehäuse 3b des
im Rad eingebauten Motors 3I und das Rad 2 mittels
der elastischen Kupplung 18 verbunden werden, kann sich
der im Rad eingebaute Motor 3I in der Arbeitsrichtung der direktwirkenden
Führungen 18p und 18q der
elastischen Kupplung 18 bewegen, d.h., der radialen Richtung der
hohlen, scheibenartigen Lamellen 18A bis 19C,
aber nicht in der Rotationsrichtung, weil er durch die vorangehend
angeführten
direktwirkenden Führungen 18p und 18q begrenzt
wird. Daher kann das Drehmoment vom Rotor 3R wirksam auf
das Rad 2 übertragen
werden.
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Obgleich
die Achse des Motors und die Achse des Rades durch die Schwingung
des Motors zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße voneinander
exzentrisch werden, kann das Drehmoment gleichmäßig durch Verwenden der vorangehend
angeführten
elastischen Kupplung 18 übertragen werden.
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Der Übertragungswirkungsgrad
der Antriebskraft kann weiter verbessert werden, indem eine Antriebskraftübertragungseinheit,
wie beispielsweise die elastische Kupplung 19 oder 20 der
vorangehend angeführten Ausführung 4
oder 5, anstelle der vorangehend angeführten elastischen Kupplung 18 verwendet
wird.
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Sogar
beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung,
da die Masse des Fahrzeuges durch den Nabenabschnitt 4 getragen
wird, ist die Belastung auf den Körper des Motors 3I gering.
Da eine Änderung
beim Luftspalt zwischen dem Rotor 3R und dem Stator 3S klein
ausgeführt
werden kann, kann daher die Steifigkeit des Gehäuses verringert werden, und
das Gewicht des Motors 3 kann dadurch verringert werden.
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Wenn
der Motor mit Außenrotor
bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dreht sich das Lager des
Rotationsabschnittes auf der Seite der äußeren Lauffläche. Wenn
der Motor mit einer hohen Drehzahl läuft, wird die äußere Lauffläche nach
außen
in der radialen Richtung durch die Zentrifugalkraft des Motors erweitert,
was die Versetzung des Lagers hervorruft, die hinsichtlich der Haltbarkeit
nicht bevorzugt wird.
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Während sich
das Lager auf der Seite der inneren Lauffläche dreht, wenn der Motor mit
Innenrotor, dessen Innenseite sich dreht, verwendet wird, erweitert
sich daher die innere Lauffläche
in der radialen Richtung zum Zeitpunkt der schnellen Drehung, und
die Versetzung des Lagers tritt dementsprechend nicht auf. Da der
Motor mit Innenrotor im Radius eines Rotationsabschnittes kleiner
ist als der Motor mit Außenrotor, kann
das Trägheitsmoment
gering ausgelegt werden, und die Reaktion auf die Funktion des Gaspedals
kann verbessert werden, wodurch es möglich gemacht wird, ein Auto
mit im Rad eingebauten Motor mit einer ausgezeichneten Fahrstabilität zu realisieren.
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BEISPIEL 1
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Das
Schwingungsniveau des im Rad eingebauten Motorssystems entsprechend
der Ausführung
1 wird auf der Basis von Autoschwingungsmodellen, wie sie in 41 bis 43 und
der Tabelle in 44 gezeigt werden, zum Zeitpunkt
des Fahrens über
eine unebene Straße
analysiert, und die Ergebnisse des Vergleiches mit dem Niveau der
TCFF im System nach dem bisherigen Stand der Technik werden in der
Grafik in 45 gezeigt.
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In 45 zeigt
die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale
Achse zeigt das Niveau (N) der TCFF. Das Vergleichsbeispiel 1-1
ist ein Autoschwingungsmodell ohne einen im Rad eingebauten Motor.
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Da
der im Rad eingebaute Motor direkt an einem einer ungefederten Masse
entsprechenden Abschnitt, wie beispielsweise einem Rad oder Radträger, beim
System nach dem bisherigen Stand der Technik befestigt ist, wird
sein Autoschwingungsmodell als ein Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten
ausgedrückt, wie
in 41 gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 1-2). Beschreibt
man im Detail, so kann ein Schwingungsmodell, bei dem die ungefederte
Masse m1 mit der Aufstandsfläche R des
Reifens mittels eines elastischen Elementes k1 und
eines Dämpfungsgliedes
c1 verbunden wird, und bei dem die vorangehend
angeführte
ungefederte Masse m1 und die gefederte Masse
m2 mittels eines elastischen Elementes K2 und eines Dämpfungsgliedes C2 verbunden
werden, zu einem Modell werden, bei dem die Masse des im Rad eingebauten
Motors zur vorangehend angeführten
ungefederten Masse m1 hinzugefügt wird.
Wenn der Motor direkt befestigt ist, steigt das Niveau der TCFF
infolge einer Zunahme bei der ungefederten Masse. Da der Reifen
eine nichtlineare vertikale Belastung aufweist, wie in 46 gezeigt
wird, wenn die TCFF groß ist,
nimmt die Fähigkeit
ab, wie beispielsweise das Kurvenfahrverhalten des Reifens, und
die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verschlechtern sich. Um diese
auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels 1-1
zu halten, muss das Gesamtgewicht des Motors und des Teils um das
Rad gleich dem des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgeführt werden.
Um jedoch in starkem Maß das
Gewicht des Teils um das Rad zu verringern, während die Forderung nach Festigkeit
erfüllt
wird, wird ein ernsthafter Kostenanstieg infolge der Verwendung
einer großen Menge
einer Leichtmetalllegierung erwartet, wovon dem nicht gesagt werden
kann, dass es praktisch ist.
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Um
das Niveau einer Belastungsänderung
zum Zeitpunkt des Fahrens über
eine unebene Straße ohne
Verringern des Gewichtes des Teils um das Rad zu verringern, gibt
es indessen ein Verfahren, das als „dynamische Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird.
Wie in 42 gezeigt wird, wird diese
dynamische Dämpfungseinrichtung
durch ein Modell mit drei Freiheiten (Vergleichsbeispiel 1-3) verkörpert, bei
der eine neue Masse m3 zum vorangehend angeführten Modell
mit zwei Freiheiten hinzugefügt
wird, das in 41 mittels eines elastischen
Elementes k3 und eines Dämpfungsgliedes c3 gezeigt
wird. Entsprechend diesem Verfahren kann das Niveau der TCFF ohne
Verringern des Gewichtes abgesenkt werden. Obgleich der Einfluss des
Verringerns der Änderung
sich jedoch in größerem Maß verbessert,
obgleich das Gewicht der vorangehend angeführten dynamischen Dämpfungseinrichtung
zunimmt, weist dieses zusätzliche
Gewicht einen schlechten Einfluss auf, wie beispielsweise eine Gewichtszunahme
beim Fahrzeug. Daher kann das vorangehend angeführte Gewicht nicht vergrößert werden,
und dementsprechend ist eine Begrenzung hinsichtlich der Wirkung
der Verringerung der Änderung
zu verzeichnen.
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Im
Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor mit dem Teil um das
Rad (ungefederte Masse) mittels des elastischen Elementes oder des
elastischen Elementes und der Führungseinheit,
wie in 1 und 7 oder 39 gezeigt
wird, beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung
verbunden wird, kann das Autoschwingungsmodell durch ein Modell
mit drei Freiheiten verkörpert
werden, bei dem das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung äquivalent
der Masse m3 des vorangehend angeführten im
Rad eingebauten Motors ist (Beispiel 1-1).
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Wie
in der Grafik in 45 gezeigt wird, kann das Änderungsniveau
daher verringert werden, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
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Jetzt
kann das Niveau der TCFF ohne Versagen verringert werden, indem
die Masse m3 des im Rad eingebauten Motors
und die Elastizitätskonstante
k3 des elastischen Elementes für das Verbinden
eines ungefederten Teils reguliert werden, um zu sichern, dass die
Resonanzfrequenz f3 des vorangehend angeführten befestigten
im Rad eingebauten Motors höher
sein sollte als die Resonanzfrequenz f2 der
gefederten Masse und niedriger als die Resonanzfrequenz f1 der ungefederten Masse, wie im nachfolgenden
Ausdruck gezeigt wird (Ausdruck 1).
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Bei
der vorangehend angeführten
Beschaffenheit können
der Motor und das Teil um das Rad leicht ausgeführt werden, wie das Beispiel
1-2, die Elastizitätskonstante
des elastischen Elementes kann verringert werden, wie das Beispiel
1-3, und wenn beide kombiniert werden, wie das Beispiel 4, kann
das Änderungsniveau
weiter verringert werden (siehe Tabelle in 44 und
Grafik in 46).
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AUSFÜHRUNG 11 (entspricht nicht
der Erfindung)
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47 ist
eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad
eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 11 zeigt. In 47 kennzeichnet
die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet
ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht,
und die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit
Außenrotor,
der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden
Gehäuse 3a befestigt
ist, und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden
Gehäuse 3b befestigt
ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
eines Lagers 3j verbunden und auf der Außenseite
in der radialen Richtung vorhanden ist.
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Die
Bezugszahl 4 verkörpert
einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse
verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der
ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit Aufhängungsarmen 6a und 6b verbunden
ist, die 7 ein Aufhängungselement
und die 8 verkörpert
eine Bremse.
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Bei
der Ausführung
11 wird das sich nicht drehende Gehäuse 3a des im Rad
eingebauten Motors 3 mit dem Radträger 5 verbunden, der
ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, das sich drehende Gehäuse 3b, das
drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
des Lagers 3j verbunden ist, wird mit dem sich drehenden
Rad 2 in einer derartigen Weise verbunden, dass es im Rad 2 einbeschrieben
ist, und der Nabenabschnitt 4, der mit dem vorangehend
angeführten
Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, und der
Radträger 5 werden
mittels eines Nabenlagers 31 gekuppelt, das auf der Innenseite
des hohlen im Rad eingebauten Motors 3 vorhanden ist, so
dass das Gewicht des Fahrzeuges mittels des Rades 2 und
eines Motorgehäuses 3C aufgeteilt
wird, das aus den vorangehend angeführten sich nicht drehendem
Gehäuse 3a,
dem Lager 3j und dem sich drehenden Gehäuse 3b besteht.
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Das
heißt,
da das Gewicht des Fahrzeuges durch das Rad 2 und das Motorgehäuse 3C in
einem Verhältnis
der „Steifigkeit
des Rades, einschließlich
der Steifigkeit des Nabenlagers" und
der „Steifigkeit
des Motorgehäuses" durch Anwenden der
vorangehend angeführten
Struktur aufgeteilt werden kann, wird das Gewicht des Fahrzeuges
für jedes
Rad mittels des Motorgehäuses 3C und
des Nabenlagers 31 aufgeteilt. Dadurch wird eine Belastung
am Motorgehäuse 3C verringert,
und eine Änderung
beim Luftspalt 3g zwischen dem Rotor 3R und dem
Stator 3S kann verringert werden, wodurch das Gewicht des
im Rad eingebauten Motors 3 durch Verringern der Steifigkeit
des Motorgehäuses 3C oder
durch Verringern der Abmessung des Motors selbst verringert werden
kann. Dementsprechend, da das ungefederte Schwingungsniveau und
das gefederte Schwingungsniveau des Fahrzeuges verringert werden
können,
kann der Fahrkomfort des Fahrzeuges verbessert werden.
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Da
das sich drehende Gehäuse 3b,
das ein Außengehäuse ist,
mit dem Rad 2 in einer derartigen Weise verbunden wird,
dass es im Rad 2 bei dieser Ausführung einbeschrieben wird,
kann das Drehmoment vom im Rad eingebauten Motor 3 auf
das Rad 2 übertragen
werden. Außerdem,
da die Bremse 8 am Nabenabschnitt 4 befestigt
ist, wird das Bremsdrehmoment nur auf den vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 und
den Radträger 5 zum
Zeitpunkt des Bremsens übertragen,
und die Bremsreaktion wird nicht am Motorgehäuse 3C angewandt.
Daher kann die Steifigkeit des Motorgehäuses 3C abgesenkt
werden, wodurch es möglich
gemacht wird, das Gewicht des im Rad eingebauten Motors 3 weiter
zu verringern.
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Durch
Verbinden des sich drehenden Gehäuses 3b mit
dem Rad 2 mittels eines elastischen Elementes 32,
wie in 48 gezeigt wird, kann die Verformung
des Motorgehäuses 3C weiter
verringert werden.
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Das
heißt,
während
sich das Rad 2 dreht, während
es durch die Beanspruchung in verschiedenen Richtungen verformt
wird, die von der Oberfläche
einer Straße
aufgenommen wird, kann die Verformung des Motorgehäuses 3C verringert
werden, indem die Verformung dieses Rades 2 mit dem vorangehend
angeführten
elastischen Element 32 aufgenommen wird. Daher kann die
Steifigkeit des Motorgehäuses 3C weiter
abgesenkt werden, und das Gewicht des im Rad eingebauten Motors 3 kann
verringert werden. Da das sich drehende Gehäuse 3b und das Rad 2 mittels
des elastischen Elementes 32 bei der vorangehend angeführten Beschaffenheit
verbunden werden, wenn das Rad 2 verformt wird, kann das
Drehmoment vom im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 übertragen
werden.
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Wenn
ein elastisches Material, wie beispielsweise Gummi, beim vorangehend
angeführten
elastischen Element 32 verwendet wird, weist das Material,
das das vorangehend angeführte
elastische Element 32 bildet, vorzugsweise einen vertikalen
Elastizitätskoeffizienten
von 1 bis 120 MPa auf. Der vorangehend angeführte vertikale Elastizitätskoeffizient
beträgt
mehr bevorzugt 1 bis 40 MPa.
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Wenn
der Nabenabschnitt 4 mit einem Verbindungsabschnitt 4D für die Antriebswelle 9 wie
bei einem normalen Auto versehen ist, wie in 49 gezeigt
wird, kann eine Leistung vom Automotor oder Motor außer dem
im Rad eingebauten Motor 3 auf das Rad 2 mittels
der Antriebswelle 9 übertragen
werden. Daher kann durch Verbinden der Abtriebswelle des Autos mit
Benzinmotor mit dem Nabenabschnitt 4 des im Rad eingebauten
Motorsystems dieser Ausführung
ein Hybridauto konstruiert werden.
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AUSFÜHRUNG 12
-
50 ist
eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit des im Rad eingebauten
Motorsystems entsprechend der Ausführung 12 zeigt. In 50 kennzeichnet
die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet
ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht,
und die 3 kennzeichnet einen im Rad eingebauten Motor mit
Außenrotor,
der einen Stator 3S, der an einem sich nicht drehenden
Gehäuse 3a befestigt
ist, das an der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist,
und einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden
Gehäuse 3b befestigt
ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
eines Lagers 3j verbunden und auf der Außenseite
in der radialen Richtung vorhanden ist.
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Die
Bezugszahl 4 verkörpert
einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse
verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der
ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit einem oberen und
unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden
ist, die 7 verkörpert
ein Aufhängungselement,
das ein Stoßdämpfer oder
dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine
Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt
ist.
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Die
Bezugszahl 33 kennzeichnet eine Motorpuffereinheit für das Verbinden
des vorangehend angeführten
im Rad eingebauten Motors 3 mit einer Seite der Autokarosserie 100,
die 34 kennzeichnet eine elastische Kupplung, die eine
Antriebskraftübertragungseinheit
ist, die die gleiche Beschaffenheit wie die vorangehend angeführte Ausführung 4
aufweist und zwischen dem im Rad eingebauten Motor 3 und
dem Rad 2 angeordnet ist, und die 35 kennzeichnet
eine direktwirkende Führungseinheit,
die die gleiche Beschaffenheit wie die vorangehend angeführte Ausführung 4
aufweist und zwischen dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a und
dem Radträger 5 angeordnet
ist. Diese direktwirkende Führungseinheit 35 ist
mit einem Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision
zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3 versehen,
das nicht direkt mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a verbunden
ist, sondern nur mit dem Radträger 5.
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Die
vorangehend angeführte
Motorpuffereinheit 33 weist einen Motorarm 33a,
der sich in Richtung der Autokarosserie 100 erstreckt,
und eine Dämpfungseinrichtung 33b auf,
die ein elastisches Element oder ein Federelement für das Verbinden
dieses Motorarmes 33a mit der Autokarosserie 100 ist.
Der vorangehend angeführte
Motorarm 33a, der mit der Seite der Autokarosserie 100 mittels
dieser Dämpfungseinrichtung 33b verbunden
ist, wird verwendet, um das sich nicht drehende Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 zu tragen. Daher wird der im
Rad eingebaute Motor 3 nicht in der Rotationsrichtung,
sondern nur in der vertikalen Richtung mit Bezugnahme auf die Autokarosserie 100 und
das Rad 2 mittels der elastischen Kupplung 34 in Schwingungen
versetzt, so dass das Drehmoment wirksam übertragen werden kann, und
der vorangehend angeführte
Motor 3 wird an der Seite der Autokarosserie 100 mittels
der vorangehend angeführten
Motorpuffereinheit 33 befestigt. Daher kann der im Rad
eingebaute Motor 3 an einem gefederten Abschnitt befestigt werden.
-
Da
das sich nicht drehende Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 an der Seite der Autokarosserie 100 mittels
der Motorpuffereinheit 33 beim im Rad eingebauten Motorsystem
der Ausführung
12 befestigt wird, wird der im Rad eingebaute Motor 3 an
einem gefederten Abschnitt befestigt, wodurch es möglich gemacht
wird, die ungefederte Masse zu verringern. Daher kann die TCFF verringert
werden, und die Fahrstabilität
des Fahrzeuges kann verbessert werden.
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Bei
dieser Ausführung
spielt das Federelement 36 für das Verhindern einer Kollision
zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten Motor 3 die
Rolle eines Gummipuffers für
das Verhindern einer Kollision zwischen dem Rad 2 und dem
im Rad eingebauten Motor 3. Selbst wenn die Aufhängung in
starkem Maß durch
das Rollen der Autokarosserie schlägt, ist es daher möglich, eine
Kollision zwischen dem Rad 2 und dem im Rad eingebauten
Motor 3 zu verhindern. Selbst wenn das vorangehend angeführte Federelement 36 für das Verhindern
einer Kollision zwischen dem sich drehenden Gehäuse 3b und dem Rad 2 angeordnet
wird, kann die gleiche Wirkung erhalten werden. Das vorangehend
angeführte
Federelement 36 für
das Verhindern einer Kollision kann zwischen dem Gehäuse und
dem Radträger
oder sowohl zwischen dem Rad und dem Motor als auch zwischen dem
Gehäuse
und dem Radträger
angeordnet werden.
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Wie
in 51 gezeigt wird, werden das sich nicht drehende
Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 und der Radträger 5 mittels
eines Pufferelementes 37, das ein Federelement ist, zusätzlich zur
vorangehend angeführten
direktwirkenden Führungseinheit 35,
und mittels des Federelementes 36 für das Verhindern einer Kollision
verbunden, wodurch es möglich
gemacht wird, die TCFF weiter zu verringern. Das heißt, der
im Rad eingebaute Motor 3 wird mit dem Radträger 5,
der ein einer ungefederten Masse entsprechender Abschnitt des Fahrzeuges
ist, mittels des Pufferelementes 37 verbunden, wobei die
Masse des im Rad eingebauten Motors 3 als das Gewicht einer
sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung
für die
ungefederte Masse funktioniert. Daher kann die TCFF weiter verringert
werden, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, und
die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden. Da
die Masse des im Rad eingebauten Motors 3 von dem einer
ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges durch die
vorangehend angeführte
Beschaffenheit getrennt werden kann, selbst wenn das Fahrzeug auf
einer schlechten Straße
fährt,
wird die Schwingung nicht direkt auf den vorangehend angeführten im
Rad eingebauten Motor 3 übertragen, und eine durch die
Schwingung auferlegte Belastung am im Rad eingebauten Motor 3 wird
verringert.
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BEISPIEL 2
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Die
Grafik in 56 zeigt die analytischen Ergebnisse
des Niveaus der TCFF beim im Rad eingebauten Motorsystem der Ausführung 12
und dem System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung von
Autoschwingungsmodellen, wie sie in 52 bis 54 und
der Tabelle in 55 gezeigt werden, wenn das
Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt. Das Vergleichsbeispiel
2-1 ist ein Elektroauto, das nicht ein normales im Rad eingebautes
Motorsystem nutzt, und bei dem die Masse des Motors der gefederten
Masse entspricht, da der Motor auf der Seite der Autokarosserie
befestigt ist.
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In 56 zeigt
die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale
Achse zeigt das Niveau (N) der TCFF.
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Beispielsweise,
da der Motor am Rad oder dem Radträger beim konventionellen im
Rad eingebauten System befestigt ist, wie in 79 gezeigt
wird, entspricht die Masse des Motors der ungefederten Masse. Das Autoschwingungsmodell
ist ein unefedertes Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten (Vergleichsbeispiel
2-2), wie in 52 gezeigt wird. Beschreibt
man detaillierter, so kann das Schwingungsmodell, bei dem die ungefederte
Masse m1 mit der Aufstandsfläche des
Reifens mittels des elastischen Elementes k1 und
des Dämpfungsgliedes
c1 verbunden wird, und bei dem die vorangehend
angeführte
ungefederte Masse m1 und die gefederte Masse
m2 mittels des elastischen Elementes k2 und des Dämpfungsgliedes c2 verbunden
werden, zu einem Modell werden, bei dem die Masse des im Rad eingebauten
Motors zur vorangehend angeführten
ungefederten Masse m1 hinzugefügt wird.
Da die ungefederte Masse größer wird,
wenn der Motor direkt befestigt wird, steigt daher das Niveau der
TCFF, und die Fähigkeit
des Reifens verschlechtert sich (56).
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Um
dieses Niveau der TCFF auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels
2-1 zu halten, muss
das Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem
des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden,
wie im Vergleichsbeispiel 2-3 gezeigt wird. Ein ernsthafter Kostenanstieg
wird jedoch erwartet, weil eine große Menge einer Leichtmetalllegierung
eingesetzt werden muss, um das Gewicht des Teils um das Rad in starkem
Maß zu
verringern, während
die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wovon nicht gesagt
werden kann, dass es praktisch ist.
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Im
Gegensatz dazu wird beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden
Erfindung der im Rad eingebaute Motor auf der Seite der Autokarosserie 100 mittels
einer Motorpuffereinheit befestigt, die dem elastischen Element
k3 und dem Dämpfungsglied c3 entspricht,
wie in 50 gezeigt wird. Daher ist das
Autoschwingungsmodell ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 2-1),
bei dem die Masse m3 des Motors mit der gefederten
Masse m2 mittels des elastischen Elementes
k3 und des Dämpfungsgliedes c3,
wie in 53 beim Modell mit zwei Freiheiten
gezeigt wird, verbunden wird, wie in 52 gezeigt
wird.
-
Wie
in der Grafik in 56 gezeigt wird, kann daher
das Niveau der TCFF gleich dem eines Elektromotors ausgeführt werden,
der nicht ein normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, das
im vorangehend angeführten
Vergleichsbeispiel 1 gezeigt wird.
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Wenn
der im Rad eingebaute Motor auf der Seite der Autokarosserie mittels
der vorangehend angeführten
Puffereinheit befestigt wird und das Pufferelement, das aus dem
elastischen Element k4 und dem Dämpfungsglied
c4 besteht, zwischen dem im Rad eingebauten
Motor und dem Teil um das Rad hinzugefügt wird, wie in 51 gezeigt
wird, wird das Autoschwingungsmodell zu einem Modell, wie es in 54 gezeigt wird,
bei dem die Masse m3 des Motors mit der
gefederten Masse m2 mittels des elastischen
Elementes k3 und des Dämpfungsgliedes c3 verbunden
wird, und bei dem die Masse m3 des vorangehend
angeführten
Motors mit der ungefederten Masse m1 verbunden
wird, so dass das zum Gewicht einer dynamischen Dämpfungseinrichtung
wird (Beispiel 2-2).
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Wie
in der Grafik in 56 gezeigt wird, kann daher
das Niveau der TCFF um 10 Hz oder mehr verringert werden, ohne dass
das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
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Eine
Verringerung des Niveaus der TCFF um 10 Hz oder mehr kann erreicht
werden, indem die Federkraft k4 zwischen
dem Motor und dem Teil um das Rad vergrößert wird, und indem die Federkraft
k3 zwischen dem im Rad eingebauten Motor
und der Autokarosserie verringert wird, wie beim Beispiel 2-3.
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AUSFÜHRUNG 13
-
Bei
den vorangehend angeführten
Ausführungen
1 bis 12 wurde ein normaler im Rad eingebauter Motor 3 beschrieben.
Wenn ein Getriebemotor, der aus einem Motor mit hohlem Innenrotor
und einem Reduktionsgetriebe besteht, an einem einer ungefederten
Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges mittels eines Pufferelementes
oder einer Puffereinheit befestigt wird, wird die TCFF verringert,
wodurch es möglich gemacht
wird, die Fahreigenschaften zu verbessern und das Drehmoment auf
das Rad ohne Versagen zu übertragen.
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57 ist
eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit eines im Rad
eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 13 zeigt, und 58 ist
eine Schnittdarstellung des Hauptabschnittes des Systems. In diesen
Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen Reifen, die 2 kennzeichnet
ein Rad, das aus einer Felge 2a und einer Radscheibe 2b besteht,
die 40 kennzeichnet einen Getriebemotor (im Rad eingebauten Motor),
der einen Elektromotor 41 und ein Planetenreduktionsgetriebe 42 in
einem Motorgehäuse 43 enthält, die
Bezugszahl 4 kennzeichnet einen Nabenabschnitt, der mit
dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse verbunden ist, die 5 kennzeichnet
einen Radträger,
der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit dem oberen und
unteren Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden
ist, die 7 kennzeichnet ein Aufhängungselement, das ein Stoßdämpfer oder
dergleichen ist, und die 8 kennzeichnet eine Bremse, die
eine Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt
ist.
-
Die
Bezugszahl 44 verkörpert
ein elastisches Element für
das Verbinden des Motorgehäuses 43,
das der sich nicht drehende Abschnitt des Getriebemotors 40 ist,
mit dem Radträger 5,
und die 45 verkörpert
eine Welle mit einem Universalgelenk 45j für das Verbinden
der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 mit
dem Rad 2.
-
Der
Elektromotor 41 des Getriebemotors 40 ist ein
Motor mit hohlem Innenrotor, der einen Stator 41S, der
an einem sich nicht drehenden Gehäuse 41a befestigt
ist, das auf der Außenseite
in der radialen Richtung vorhanden ist, und einen Rotor 41R aufweist,
der am sich drehenden Gehäuse 41b befestigt
ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 41 mittels
eines Lagers 41j verbunden und auf der Innenseite in der
radialen Richtung vorhanden ist. Das vorangehend angeführte sich
nicht drehende Gehäuse 41a ist
am Motorgehäuse 43 befestigt,
das mit dem Radträger 5,
der ein stationärer
Abschnitt ist, mittels der elastischen Elemente 44 verbunden
ist, und das sich drehende Gehäuse 41b ist
mit dem Sonnenrad 42a des Planetenreduktionsgetriebes 42 mittels
eines Verbindungselementes 41d verbunden und drehbar mit
einer Innenwand 43a, die den hohlen Wellenabschnitt des
Motorgehäuses 43 bildet,
mittels eines Lagers 43b verbunden. Beim vorangehend angeführten Planetenreduktionsgetriebe 42 wird
die Drehzahl des vorangehend angeführten Sonnenrades 42a auf
eine Drehzahl entsprechend der Drehzahl des Planetengetriebes 42b verändert, damit
sie verringert und auf das Rad 2 mittels der vorangehend
angeführten
Welle 45, die mit der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 verbunden
ist, von einem Träger 42c übertragen
wird.
-
Um
das Motorgehäuse 43 und
den Radträger 5 mittels
der elastischen Elemente 44 bei dieser Ausführung zu
verbinden, wie in 59 gezeigt wird, werden vier
elastische Elemente 44 symmetrisch auf einem scheibenartigen
Motorbefestigungselement 46 angeordnet, und eine Motorbefestigungseinheit 47,
die direktwirkende Führungen 47k aufweist,
die zwischen den vorangehend angeführten elastischen Elementen 44 und 44 angeordnet
sind, um das Motorgehäuse 43 in
der vertikalen Richtung zu führen,
wird verwendet, um das Motorgehäuse 43 und
den Radträger 5 zu
verbinden, wodurch die Bewegungsrichtung des Motors zur vertikalen
Richtung des Rades begrenzt wird.
-
Da
das Motorgehäuse 43,
das der sich nicht drehende Abschnitt des Getriebemotors 40 ist,
am Radträger 5 mittels
der elastischen Elemente 44 befestigt wird, wie es vorangehend
beschrieben wird, um den vorangehend angeführten Getriebemotor 40 an
einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt frei beweglich
zu befestigen, der ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, können sich
die Achse des Motors und die Achse des Rades separat in der radialen
Richtung bewegen. Daher wird die Masse des Motors von dem einer
ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges getrennt
und funktioniert als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung,
wie die vorangehend angeführten
Ausführungen
1 bis 12, um eine ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße
aufzuheben, wodurch die TCFF verringert wird. Daher können die
Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert werden, und die am Getriebemotor
40 zum Zeitpunkt des Fahrens über
eine schlechte Straße
angewandte Schwingung kann verringert werden, wodurch es möglich gemacht
wird, eine durch eine Schwingung auferlegte Belastung am vorangehend
angeführten
Motor 40 zu verringern. Da das Motorgehäuse 43 und der Radträger 5 mittels
der elastischen Elemente 44 und der Motorbefestigungseinheit 47 mit
den direktwirkenden Führungen 47k für das Führen des
Motorgehäuses 43 in
der vertikalen Richtung verbunden werden, kann sich der Getriebemotor 40 in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges, aber nicht in der Rotationsrichtung,
durch die Beschränkung
der direktwirkenden Führungen 47k bewegen.
Daher kann die Drehung des Motorgehäuses 43, das ein sich
nicht drehender Abschnitt ist, verhindert werden. Obgleich der Motor
schwingt und die Achse des Motors und die Achse des Rades zum Zeitpunkt
des Fahrens über
eine schlechte Straße
voneinander exzentrisch werden, kann das Drehmoment des Motors gleichmäßig durch
Verwendung des vorangehend angeführten
Universalgelenkes 45j übertragen
werden, selbst wenn diese Achsen voneinander exzentrisch werden.
-
Da
die Masse des Fahrzeuges vom Nabenabschnitt 4 beim im Rad
eingebauten Motorsystem dieser Ausführung getragen wird, ist eine
Belastung am Körper
des Motors 40 gering. Daher kann eine Änderung beim Luftspalt zwischen
dem Rotor 41R und dem Stator 41S klein ausgeführt werden,
wodurch die Steifigkeit des Gehäuses
verringert und der Motor 40 leicht ausgeführt werden
kann.
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Da
der Getriebemotor 40 mit dem Nabenabschnitt 4 mittels
der Welle 45 verbunden wird, die Universalgelenke 45j aufweist,
die durch dessen Mitte hindurchgehen, selbst wenn sich der Getriebemotor 40 relativ zu
einem Abschnitt um das Rad bewegt, kann ein Drehmoment auf das Rad 2 ohne
Versagen übertragen
werden.
-
Da
der Getriebemotor 40 als der im Rad eingebaute Motor bei
dieser Ausführung
verwendet wird, verglichen mit einem Fall, wo ein Direktantriebsmotor
mit Außenrotor
verwendet wird, kann die Leistung des Motors kleiner ausgelegt werden,
um das gleiche Drehmoment zu erzeugen, und die Masse des Motors
kann verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, das Gesamtgewicht
des Fahrzeuges und die Herstellungskosten des Motors zu verringern.
Da das Übersetzungsverhältnis des
Getriebemotors 40 ausgewählt werden kann, kann außerdem eine
Drehmomentkurve mit dem gleichen Motor frei aufgestellt werden,
wodurch die allgemeine Anwendbarkeit des Motors verbessert wird,
verglichen mit einem Direktantriebsmotor mit Außenrotor.
-
BEISPIEL 3
-
Die
Grafik in 64 zeigt die analytischen Ergebnisse
des Niveaus der TCFF beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorangehend
angeführten
Ausführung
13 und beim System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung
von Autoschwingungsmodellen zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße,
wie in 60 bis 62 und
der Tabelle in 63 gezeigt wird.
-
Das
Vergleichsbeispiel 3-1 ist ein Elektroauto, das nicht ein normales
im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, bei dem die Masse des Motors
der gefederten Masse entspricht, da der Motor auf der Seite der
Autokarosserie befestigt wird.
-
Da
der Motor an einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt,
wie beispielsweise dem Rad oder Radträger, beim konventionellen im
Rad eingebauten Motorsystem befestigt wird, ist ein Autoschwingungsmodell
ein ungefedertes Schwingungsmodell mit zwei Freiheiten, wie in 60 gezeigt
wird (Vergleichsbeispiel 3-2 in der Tabelle in 63).
Beschreibt man detaillierter, so ist das Modell ein Schwingungsmodell, bei
dem die Masse des im Rad eingebauten Motors zur vorangehend angeführten ungefederten
Masse m1 im Schwingungsmodell hinzugefügt wird,
bei dem die ungefederte Masse m1 mit der
Aufstandsfläche
des Reifens mittels des elastischen Elementes k1 und
des Dämpfungsgliedes
c1 verbunden wird, und die vorangehend angeführte ungefederte
Masse m1 und die gefederte Masse m2 mittels des elastischen Elementes k2 und des Dämpfungsgliedes c2 verbunden
werden. Wenn der Motor direkt an einem einer ungefederten Masse
entsprechenden Abschnitt befestigt ist, wird daher die ungefederte
Masse mit dem Ergebnis größer, dass
die TCFF ansteigt und sich die Fahreigenschaften verschlechtern,
wie in 64 gezeigt wird.
-
Um
dieses Niveau der TCFF auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels
3-1 zu halten, müssen das
Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem des
Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden.
Um jedoch das Gewicht des Teils um das Rad in starkem Maß zu verringern,
während
die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wird ein ernsthafter
Kostenanstieg infolge der Verwendung einer großen Menge einer Leichtmetalllegierung
erwartet, wovon man nicht sagen kann, das es praktisch ist.
-
Als
Mittel zur Verringerung der TCFF zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße
ohne Verringern des vorangehend angeführten Gewichtes gibt es indessen
ein Verfahren, das als „dynamische
Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird,
die mittels eines Modells verkörpert
wird, das in 61 gezeigt wird (Vergleichsbeispiel
3-3 in der Tabelle in 63). Das ist ein Modell mit
drei Freiheiten, bei dem ein neues Gewicht m3 der
ungefederten Masse m1 des Modells mit zwei
Freiheiten aus 60 mittels des elastischen Elementes k3 und des Dämpfungsgliedes c3 hinzugefügt wird
und die Wirkung des Verringerns der TCFF zeigt, wie in 64 gezeigt wird.
-
Dieses
Verfahren ist wirksamer, da das zusätzliche Gewicht m3 zunimmt.
Da dieses zusätzliche
Gewicht nur dazu dient, das Gewicht des Fahrzeuges zu vergrößern, abgesehen
von der Verringerung der vorangehend angeführten Änderung, zeigt es einen schlechten
Einfluss auf das Fahrzeug. Daher gibt es eine Beschränkung betreffs
der Erhöhung
des vorangehend angeführten
Gewichtes m3.
-
Im
Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor (Getriebemotor) 40 auf
der Seite der Autokarosserie mittels der elastischen Elemente 44 beim
im Rad eingebauten Motorsystem der vorliegenden Erfindung befestigt
wird, wie in 57 gezeigt wird, kann das Autoschwingungsmodell
durch ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 3-1) verkörpert werden,
bei dem die Masse des Motors mit der ungefederten Masse m1 mittels des elastischen Elementes k3 und des Dämpfungsgliedes c3 verbunden
wird, wie in 62 gezeigt wird. Das ist ein
Modell, bei dem die Masse des Motors, die zur ungefederten Masse
m1 hinzukommt, entfernt wird, und diese
Masse des Motors wird als zusätzliches
Gewicht m3 bezeichnet, das bei der dynamischen
Dämpfungseinrichtung
in 61 verwendet wird. Wie in der Grafik in 64 gezeigt wird, kann daher das Niveau der TCFF
gleich dem eines Elektroautos ausgelegt werden, das nicht ein normales
im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, wie im vorangehend angeführten Vergleichsbeispiel
3-1 gezeigt wird, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
-
Wenn
das Gewicht des Motors und das Gewicht des Teils um das Rad beim
vorangehend angeführten Beispiel
3-1 (Beispiel 3-2) beide verringert werden, wenn der Elastizitätskoeffizient
des elastischen Elementes verringert wird (Beispiel 3-3), und wenn
beide von ihnen kombiniert werden (Beispiel 3-4), kann das Niveau
der TCFF weiter verringert werden.
-
AUSFÜHRUNG 14
-
65 ist eine grafische Darstellung, die die Beschaffenheit
eines im Rad eingebauten Motorsystems entsprechend der Ausführung 14
zeigt. In der Fig. kennzeichnet die Bezugszahl 1 einen
Reifen, die 2 kennzeichnet ein Rad, das aus einer Felge 2a und
einer Radscheibe 2b besteht, und die 3 kennzeichnet
einen im Rad eingebauten Motor mit Außenrotor, der einen Stator 3S,
der an einem sich nicht drehenden Gehäuse 3a befestigt ist,
das an der Innenseite in der radialen Richtung vorhanden ist, und
einen Rotor 3R aufweist, der an einem sich drehenden Gehäuse 3b befestigt
ist, das drehbar mit dem vorangehend angeführten sich nicht drehenden
Gehäuse 3a mittels
eines Lagers 3j verbunden und an der Außenseite in der radialen Richtung
vorhanden ist.
-
Die
Bezugszahl 4 verkörpert
einen Nabenabschnitt, der mit dem Rad 2 auf seiner Rotationsachse
verbunden ist, die 5 verkörpert einen Radträger, der
ein Teil um das Rad des Fahrzeuges ist und mit dem oberen und unteren
Aufhängungsarm 6a und 6b verbunden
ist, die 7 verkörpert
ein Aufhängungselement,
das ein Stoßdämpfer oder
dergleichen ist, und die 8 verkörpert eine Bremse, die eine
Bremsscheibe ist, die am vorangehend angeführten Nabenabschnitt 4 befestigt
ist.
-
Bei
dieser Ausführung
wird das sich drehende Gehäuse 3b des
vorangehend angeführten
im Rad eingebauten Motors 3 mit dem Rad 2 mittels
einer elastischen Kupplung 51 verbunden. Die vorangehend
angeführte
elastische Kupplung 51 ist mit der elastischen Kupplung 18, 19 oder 20 identisch,
die in 22 bis 25 der
Ausführung
4, 29 und 30 der
Ausführung
5 oder 32 und 33 der
vorangehend angeführten
Ausführung
6 gezeigt wird.
-
Das
sich nicht drehende Gehäuse 3a wird
indessen am peripheren Abschnitt eines scheibenartigen Motorbefestigungselementes 52 mit
einem ausgeschnittenen Abschnitt 52S in der Mitte befestigt,
wie in 66 gezeigt wird. Dieses Motorbefestigungselement 52 wird
mit einem hohlen, ovalen, scheibenartigen, vertikalen Motorhalteelement 55 mit
einer langen Achse in der Längsrichtung
mittels Dämpfungseinrichtungen 53,
die Federelemente sind, die an Gleitführungen 53G für das Führen in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges befestigt werden, und direktwirkenden
Führungen 54 für das Führen in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges verbunden. Außerdem wird
dieses vertikale Motorhalteelement 55 am Radträger 5,
der ein stationärer Abschnitt
ist, mittels elastischer Elemente 56, direktwirkender Führungen 57 für das Führen in
der Längsrichtung
des Fahrzeuges und eines hohlen, scheibenartigen Radträgerbefestigungselementes 58 befestigt.
Bei dieser Ausführung
werden vier Dämpfungseinrichtungen 53 und
vier direktwirkende Führungen 54 für das Verbinden
des vorangehend angeführten
Motorbefestigungselementes 52 und des vertikalen Motorhalteelementes 55 und
vier elastische Elemente 56 und vier direktwirkende Führungen 57 für das Verbinden
des vorangehend angeführten
vertikalen Motorhalteelementes 55 und des Radträgerbefestigungselementes 58 abwechselnd
und symmetrisch in der peripheren Umfangsrichtung angeordnet.
-
Dadurch
kann der im Rad eingebaute Motor 3 mittels der direktwirkenden
Führungen
und der elastischen Elemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges
getragen werden, und das Halteteil in der vertikalen Richtung und
der Radträger,
der ein Teil um das Rad ist, können
mittels der direktwirkenden Führungen und
der elastischen Elemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges
getragen werden.
-
Das
heißt,
da das sich nicht drehende Gehäuse 3a des
im Rad eingebauten Motors 3 mit dem hohlen, ovalen, scheibenartigen,
vertikalen Motorhalteelement 55 mittels der Dämpfungseinrichtungen 53 und
der direktwirkenden Führungen 54 für das Führen in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges verbunden wird, kann der
im Rad eingebaute Motor 3 frei beweglich an einem einer
ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, der ein Teil um das
Rad des Fahrzeuges ist, befestigt werden, und die Achse des Motors
und die Achse des Rades können
sich nur separat in der vertikalen Richtung bewegen. Daher wird
die Masse des Motors von der ungefederten Masse des Fahrzeuges getrennt
und funktioniert als das Gewicht einer sogenannten dynamischen Dämpfungseinrichtung.
Da das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung
die ungefederte Schwingung zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße
aufhebt, wird die TCFF verringert, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges
werden verbessert, und eine durch eine Schwingung am Motor 3 zum
Zeitpunkt des Fahrens über
eine schlechte Straße
auferlegte Belastung kann klein werden.
-
Da
der Motor 3, das Motorbefestigungselement 52 und
das vertikale Motorhalteelement 55 mit dem Radträger 5 mittels
der elastischen Elemente 56 und der direktwirkenden Führungen 57 für das Führen in
der Längsrichtung
des Fahrzeuges verbunden werden, um den Radträger in der Längsrichtung
des Fahrzeuges zu tragen, können
sich die Achse des Motors und die Achse des Rades separat ebensogut
in der Längsrichtung
des Fahrzeuges bewegen, wodurch die Längskraftschwankung des Reifens
verringert und die Leistung des Reifens stabilisiert werden kann.
-
Da
das sich drehende Gehäuse 3b des
Motors 3 und das Rad 2 mittels der elastischen
Kupplung 51 bei dieser Ausführung verbunden werden, kann
das Drehmoment vom Rotor 3R wirksam auf das Rad 2 übertragen
werden, und das Drehmoment kann gleichmäßig übertragen werden, selbst wenn
die Achse des Motors und die Achse des Rades infolge der Schwingung
des Motors zum Zeitpunkt des Fahrens über eine schlechte Straße voneinander
exzentrisch werden.
-
Ein
Gleichlaufgelenk, wie es in 14 und 15 der
vorangehend angeführten
Ausführung
2 gezeigt wird, kann als Mittel zum Verbinden des vorangehend angeführten sich
drehenden Gehäuses 3b und
des Rades 2 verwendet werden. Da sich der im Rad eingebaute
Motor 3 innerhalb des Rades 2 in der vertikalen und
Längsrichtung
bewegt, wenn das Rotationszentrum des Gelenkes auf der Radseite
vom Rotationszentrum des Gelenkes auf der Motorseite verschoben
wird, kann das Drehmoment gleichmäßig übertragen werden, selbst wenn
sie voneinander exzentrisch werden.
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Da
die Masse des Fahrzeuges durch den Nabenabschnitt 4 bei
dieser Ausführung
getragen wird, ist eine Belastung am Körper des Motors 3 gering.
Daher kann eine Änderung
beim Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor verringert werden,
wodurch es möglich
gemacht wird, die Steifigkeit des Gehäuses und das Gewicht des Motors 3 zu
verringern.
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Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
wird ein Motor mit Außenrotor
als der im Rad eingebaute Motor 3 verwendet. Selbst wenn
ein Motor 3I mit Innenrotor verwendet wird, wie in 67 gezeigt wird, kann die gleiche Wirkung erhalten
werden.
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AUSFÜHRUNG 15
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Bei
der vorangehend angeführten
Ausführung
14 wird der im Rad eingebaute Motor 3 befestigt, der ein
Direktantriebsmotor ist. Gleichermaßen, wie in 68 und 69 gezeigt
wird, kann ein Getriebemotor 40 befestigt werden, der einen
Elektromotor 41 und ein Reduktionsgetriebe (Planetenreduktionsgetriebe) 42 in
einem Motorgehäuse 43 aufweist,
wie in 57 und 58 der
vorangehend angeführten
Ausführung
13 gezeigt wird.
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Um
den Getriebemotor 40 zu befestigen, wie in 70 gezeigt wird, wird das sich nicht drehende
Motorgehäuse 43 an
einem hohlen, scheibenartigen Motorbefestigungselement 63 mittels
direktwirkender Führungen 61 für das Führen in
der vertikalen Richtung des Fahrzeuges und elastischer Elemente 62 befestigt, und
dieses Motorbefestigungselement 63 wird am Radträger 5,
der ein stationärer
Abschnitt ist, durch ein hohles, scheibenartiges Radträgerbefestigungselement 66 mittels
elastischer Elemente 64 und direktwirkender Führungen 65 für das Führen in
der Längsrichtung
des Fahrzeuges befestigt. Wie bei der vorangehend angeführten Ausführung 13
werden die Abtriebswelle des Reduktionsgetriebes 42 und
das Rad 2 mittels einer Welle 45 mit einem Universalgelenk 45j verbunden
(siehe 68 und 69).
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Die
Drehzahl des Rotors 41R wird zu einer Drehzahl entsprechend
der Drehzahl des Planetengetriebes 42b verändert, das
sich um ein Sonnenrad 42a dreht, damit sie verringert und
auf das Rad 2 mittels der vorangehend angeführten Welle 45,
die mit der Abtriebswelle des Planetenreduktionsgetriebes 42 verbunden ist,
von einem Träger 42c übertragen
wird.
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Bei
dieser Ausführung
werden vier direktwirkende Führungen 61 und
vier elastische Elemente 62 abwechelnd und symmetrisch
in der Umfangsrichtung angeordnet, um das vorangehend angeführte Motorgehäuse 43 mit
dem Motorbefestigungselement 63 zu verbinden, und vier
elastische Elemente 64 und vier direktwirkende Führungen 65 werden
abwechselnd und symmetrisch in der Umfangsrichtung angeordnet, um
das vorangehend angeführte
Motorbefestigungselement 63 mit dem Radträgerbefestigungselement 66 zu
verbinden.
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Dadurch
wird der Getriebemotor 40 mittels der direktwirkenden Führungen
und der elastischen Elemente in der vertikalen Richtung des Fahrzeuges
getragen, und das Halteelement in der vertikalen Richtung und der
Radträger,
der ein Teil um das Rad ist, werden mittels der direktwirkenden
Führungen
und der elastischen Elemente in der Längsrichtung des Fahrzeuges
getragen. Daher kann der vorangehend angeführte Getriebemotor 30 an
einem einer ungefederten Masse entsprechenden Abschnitt, die ein
Teil um das Rad des Fahrzeuges ist, frei beweglich befestigt werden,
und die Achse des Motors und die Achse des Rades können sich
separat in der radialen Richtung und ebenfalls in der Längsrichtung
des Fahrzeuges bewegen. Im Ergebnis dessen kann die TCFF verringert
werden, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert werden, die
Längskraftschwankung
des Reifens kann verringert werden, und dementsprechend kann die
Leistung des Reifens stabilisiert werden.
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Da
der Getriebemotor 40 mit dem Nabenabschnitt 4 mittels
der Welle 45 verbunden wird, die ein Universalgelenk 45j aufweist,
das durch deren Mitte hindurchgeht, selbst wenn sich der Getriebemotor 40 relativ zu
dem Teil um das Rad bewegt, kann das Drehmoment auf das Rad 2 ohne
Versagen übertragen
werden.
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BEISPIEL 4
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Die
Grafiken in 76 und 77 zeigen
die analytischen Ergebnisse der Schwankungen der Reifenaufstandskraft
und der Längskraft
beim im Rad eingebauten Motorsystem der vorangehend angeführten Ausführung 15 und
beim System nach dem bisherigen Stand der Technik bei Verwendung
von Autoschwingungsmodellen zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße,
wie in 71 bis 74 und
in der Tabelle in 75 gezeigt wird. 71(a) bis 74(b) zeigen
Schwingungsmodelle in der vertikalen Richtung, und 71(b) bis 74(b) zeigen
Schwingungsmodelle in der Längsrichtung.
In 76 und 77 zeigt
die horizontale Achse die Schwingungsfrequenz (Hz), und die vertikale
Achse zeigt das Niveau der TCFF (N) und das Niveau der Längskraftschwankung
(N) des Reifens.
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Die
Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-3 sind normale Elektrofahrzeuge (EV)
mit Aufhängung,
bei denen die Masse des Motors der gefederten Masse entspricht,
da der Motor auf der Seite der Autokarosserie befestigt wird. Daher
sind die Autoschwingungsmodelle der vorangehend angeführten Beispiele
ungefederte Schwingungsmodelle mit zwei Freiheiten, die in 71(a) und 71(b) gezeigt
werden. Beschreibt man detaillierter, so sind die Schwingungsmodelle
ein Modell, bei dem die Masse des Elektromotors der ungefederten
Masse m1 im Schwingungsmodell hinzugefügt wird,
bei dem die ungefederte Masse m1 mit der
Reifenaufstandsfläche mittels
des elastischen Elementes k1 und des Dämpfungsgliedes
c1 verbunden wird und die vorangehend angeführte ungefederte
Masse m1 und die gefederte Masse m2 mittels des elastischen Elementes k2 und des Dämpfungsgliedes c2 verbunden
werden.
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Da
der Motor am Rad oder dem Radträger
bei einem Fahrzeug (IWM) befestigt wird, das das im Rad eingebaute
Motorsystem nach dem bisherigen Stand der Technik nutzt, wie in 78 bis 80 gezeigt
wird, entspricht die Masse des Motors der ungefederten Masse. Daher
ist das Autoschwingungsmodell ein ungefedertes Schwingungsmodell
mit zwei Freiheiten, bei dem die Masse des im Rad eingebauten Motors
der ungefederten Masse m1 hinzugefügt wird,
wie in 72(a) und 72(b) gezeigt wird (Vergleichsbeispiel 4-4). Wenn
der Motor direkt an einem einer ungefederten Masse entsprechenden
Abschnitt befestigt wird, wie das Vergleichsbeispiel 4-4, wird die
ungefederte Masse mit dem Ergebnis größer, dass das Niveau der TCFF
ansteigt und die Fahreigenschaften sich verschlechtern, wie in 76 gezeigt wird. Ebenfalls, wie in
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77 gezeigt wird, erhöht sich das Niveau der Längskraftschwankung
des Reifens, und die Leistung des Reifens wird instabil.
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Wenn
die ungefederte Masse beim Vergleichsbeispiel 4-1 wie dem vorangehend
angeführten
Vergleichsbeispiel 4-2 verringert wird, oder die Steifigkeit in
der Längsrichtung
der Aufhängung
vergrößert wird, wie
beim vorangehend angeführten
Vergleichsbeispiel 4-3, wird dann das Niveau der Längskraftschwankung des
Reifens verringert. Da die Masse des im Rad eingebauten Motors zur
ungefederten Masse m1 bei diesem Vergleichsbeispiel
4-4 hinzugefügt
wird, steigt das Niveau der Längskraftschwankung
des Reifens.
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Um
dieses Niveau auf dem Niveau des vorangehend angeführten Vergleichsbeispiels
4-1 zu halten, bei dem der Motor nicht befestigt wird, muss daher
das Gesamtgewicht des Motors und eines Teils um das Rad gleich dem
des Systems nach dem bisherigen Stand der Technik ausgelegt werden.
Um jedoch das Gewicht des Teils um das Rad in starkem Maß zu verringern,
während
die Forderung nach Festigkeit erfüllt wird, wird ein ernsthafter
Kostenanstieg infolge der Verwendung einer großen Menge einer Leichtmetalllegierung
erwartet, wovon man nicht sagen kann, dass es praktisch ist.
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Als
Mittel zur Verringerung der TCFF zum Zeitpunkt des Fahrens über eine
unebene Straße
ohne Verringern des vorangehend angeführten Gewichtes gibt es indessen
ein Verfahren, das als „dynamische
Dämpfungseinrichtung" bezeichnet wird,
was durch Modelle verkörpert
wird, die in 73(a) und 73(b) gezeigt werden (Vergleichsbeispiel 4-5 in
der Tabelle in 75). Diese sind ein Modell
mit drei Freiheiten, bei dem das neue Gewicht m3 der
ungefederten Masse m1 der Modelle mit zwei
Freiheiten, die in 72(a) und 72(b) gezeigt werden, mittels des elastischen
Elementes k3 und des Dämpfungsgliedes c3 hinzugefügt wird
und die Wirkung des Verringerns des Niveaus der TCFF und des Niveaus
der Längskraftschwankung
des Reifens zeigt.
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Dieses
Verfahren ist wirksamer, während
das zusätzliche
Gewicht m3 größer wird. Da dieses zusätzliche
Gewicht nur dazu dient, das Gewicht des Fahrzeuges zu vergrößern, abgesehen
von der Verringerung der vorangehend angeführten Änderungsniveaus, hat es einen
schlechten Einfluss auf das Fahrzeug. Daher gibt es eine Beschränkung hinsichtlich
der Erhöhung
des vorangehend angeführten
Gewichtes m3.
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Im
Gegensatz dazu, da der im Rad eingebaute Motor 3 (3I, 40)
auf der Seite der Autokarosserie mittels der elastischen Elemente
und/oder der Dämpfungseinheit,
wie in 65, 67 oder 68 gezeigt wird, beim im Rad eingebauten Motorsystem
der vorliegenden Erfindung befestigt wird, ist das Autoschwingungsmodell
ein Modell mit drei Freiheiten (Beispiel 4-1 in 75), bei dem die Masse des Motors mit der ungefederten
Masse m1 mittels des elastischen Elementes
k3 und des Dämpfungsgliedes c3 verbunden
wird, wie in 74(a) und 74(b) gezeigt wird. Dieses Modell wird erhalten,
indem die Masse des Motors, die zur ungefederten Masse m1 hinzugefügt wurde, entfernt wird, und
indem diese Masse des Motors als zusätzliches Gewicht m3 für eine Verwendung
in der dynamischen Dämpfungseinrichtung
in 74(a) und 74(b) verwendet wird. Wie in den Grafiken in 76 und 77 gezeigt
wird, können
daher das Niveau der TCFF und das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens
gleich jenen eines Elektroautos ausgelegt werden, das nicht ein
normales im Rad eingebautes Motorsystem nutzt, wie im vorangehend
angeführten
Vergleichsbeispiel 1 gezeigt wird, ohne dass das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig vergrößert wird.
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Da
das Gewicht der dynamischen Dämpfungseinrichtung
größer wird,
wenn der Motor beim vorangehend angeführten Beispiel 1 (Beispiel
4-2 in 75) schwer ausgeführt wird,
können
das Niveau der TCFF und das Niveau der Längskraftschwankung des Reifens
weiter verringert werden.
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Da
die vorangehend angeführten Änderungsniveaus
ansteigen, wenn der Elastizitätskoeffizient
des elastischen Elementes vergrößert wird
(Beispiel 4-3), wird der Elastizitätskoeffizient des elastischen
Elementes vorzugsweise klein ausgelegt.
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Wie
es vorangehend beschrieben wird, wird entsprechend der vorliegenden
Erfindung, wenn der im Rad eingebaute Motor am Direktantriebsrad
befestigt werden soll, der vorangehend angeführte Motor an einem einer ungefederten
Masse entsprechenden Abschnitt des Fahrzeuges mittels eines Pufferelementes
oder einer Puffereinheit befestigt, um als das Gewicht einer dynamischen
Dämpfungseinrichtung
für die
ungefederte Masse zu funktionieren. Daher kann das Niveau der TCFF
zum Zeitpunkt des Fahrens über
eine unebene Straße
verringert werden, die Fahreigenschaften des Fahrzeuges können verbessert
werden, und außerdem kann
eine durch eine Schwingung am im Rad eingebauten Motor auferlegte
Belastung verringert werden.
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Durch
Verwenden des im Rad eingebauten Motorsystems der vorliegenden Erfindung
kann ein Fahrzeug mit im Rad eingebautem Motor mit einem ausgezeichneten
Raumausnutzungsgrad und Übertragungswirkungsgrad
der Antriebskraft und guten Fahreigenschaften realisiert werden.