JP6542432B2 - 電気牽引駆動装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2007年4月24日に出願された米国仮出願第60/913,771号お
よび2007年5月3日に出願された米国仮出願第60/915,872号の出願の利益
を主張するものであり、かつ本参照によりこれらをそのまま組み込むものである。
置のためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、本発明の実施形態は、電気デバ
イスコンポーネントおよび連続または無限可変変速コンポーネントを組み込む方法および
アッセンブリを使用する駆動装置に関する。
入力リングと出力リングとの間の牽引ローラを介して伝わる様々な牽引ローラ変速が開発
されてきている。このような変速においては、牽引ローラは、旋回されると牽引ローラを
所望される変速比に依存して可変直径の円内のトルクリングに係合させる構造体上に搭載
される。
グおよび出力リングはこの軸上に取り付けられ、軸の周りへ等間隔に、かつ角度を付けて
配置される複数の牽引ローラに接触する。牽引ローラは両リングと摩擦式に、または牽引
式に接触した状態にあり、入力リングから出力リングへ動力を伝える。前記軸上へ同心状
に、かつボール間に位置づけられるアイドラは、牽引ローラと入力リングおよび出力リン
グとの接触を維持するための力を与える。
。このような定動力用途では、トルクと速度とは逆比例して変わる。例えば、トルクは速
度の低下に伴って増加し、速度の増加に伴って低減する。電気モータの中には、その定格
動力より上の定動力を供給できるものがあり、例えば、トルクは速度増加に比例して低減
するように設計可能であることから、1750rpmのACモータは、速度が1750r
pmを超えると定動力を供給することができる。しかしながら、モータは、その定格動力
より下の速度で動作しているとき、それ自体では定動力を生み出すことができない。トル
クは、モータの速度低下に伴って一定に留まり、または低下したりすることがよくある。
低速時の電気モータへの電流、およびトルク、を増大させるためにはコントローラを使用
可能であるが、過熱を回避するために巻線の線径を増大させて追加電流に対処する必要が
ある。これは、典型的な動作条件に対してモータが必要以上に大きくなり、かつ高価にな
ることから望ましくない。また電子コントローラも、経費および複雑さが増す。十分に低
速であるトルクを達成する別の方法は、より大型のモータを使用することである。しかし
ながら、この場合はコスト、サイズ、重量が増し、動力を供給するマシンと共に包装する
ことがより困難になる。従って、電気モータによって変速および定動力を供給する改良さ
れた方法が必要とされている。用途によっては、無段変速を電気モータと一体化すること
ができる。
徴のうちの1つだけがその所望される属性を担うわけではない。以下、添付のクレームに
よって明示される範囲を限定することなく、そのより卓越した特徴について簡単に論じる
。この論考を考慮した後、かつ特に「所定の発明の実施形態の詳細な説明」と題する項目
を読んだ後は、当該システムおよび方法の特徴が如何にして従来のシステムおよび方法を
凌ぐ幾つかの優位点をもたらすかが理解されるであろう。
する電気牽引装置に関する。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転する
ように構成されてもよい。電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々に接触している第1の牽
引リングを含み、かつ長手軸を中心にして回転可能な牽引太陽を含む。ある実施形態では
、牽引太陽は牽引遊星の各々の半径方向の内側に、これらの各々と接触して位置合わせさ
れ、かつ牽引太陽は動力を伝える能力を有する。電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々に
接触している第2の牽引リングも含む。ある実施形態では、電気牽引駆動装置は、当該駆
動装置の非回転コンポーネントへ結合される非回転のフィールド巻線セットを有する電気
生成用発電機を含む。電気生成用発電機は、当該駆動装置の回転コンポーネントへ結合さ
れる回転永久磁石群も含むことが可能である。電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ動作可能
式に結合される比率制御デバイスも含む。
引太陽と、第1のシフトカムとを含む。第1のシフトカムは、牽引太陽の第1の端へ動作
可能式に結合されてもよい。当該装置は、牽引太陽の第2の端へ動作可能式に結合される
第2のシフトカムも含み、かつ第1および第2のシフトカムへ結合される少なくとも1つ
のシフト・カム・クリップを含む。
る実施形態において、当該装置は、牽引駆動装置の長手軸に沿って位置合わせされる駆動
軸を有する。駆動軸は、動力源へ結合するように構成されるスプライン部分を有してもよ
い。駆動軸は、長手軸を中心にして回転可能であり、かつ長手軸に対して軸方向へ平行移
動が可能である。ある実施形態では、当該装置は、駆動軸へ結合される牽引太陽を含んで
もよい。牽引太陽は、駆動軸から半径方向の外側に配置される。当該装置は、アイドラへ
動作可能式に結合される第1のシフトカムも含むことが可能である。このシフトカムは、
実質上回転不可である。
上に形成されるシフト・カム・プロファイルとを有するシフトカムに関する。ある実施形
態では、当該シフトカムは、円板状本体から半径方向の外向きに延びる回転防止延設部セ
ットを含む。シフトカムは、回転防止延設部セットのうちの1つの一端に形成される把持
部分も含むことが可能である。
、当該シフトナットは、中央のねじ穴の長手軸に対して平行に配置される第1の平らな側
面を有する。当該シフトナットは、第1の平らな側面に対して平行に配置される第2の平
らな側面も有することが可能である。ある実施形態では、当該シフトナットは、中央のね
じ穴から半径方向の外向きに延びるシフト・ナット・フランジを有する。当該シフトナッ
トは、中央の穴から半径方向の外側に位置合わせされるねじ部分も含むことが可能である
。
る実施形態において、当該電動デバイスは、積層ステータへ結合される導電巻線セットを
含む。当該電動デバイスは、積層ステータへ結合される支持フレームを含む。支持フレー
ムは、中央通路を伴うほぼ円形の本体を有してもよい。ある実施形態では、支持フレーム
は、円形本体上へ位置づけられるセンサ・ボード・リセスを有する。支持フレームは、円
形本体上へ位置づけられる導電通路も含むことが可能である。
当該シフト・カム・ケージは、第1のシフトカムと、第1のシフトカムへ結合される第2
のシフトカムとを含む。ある実施形態において、当該シフト・カム・ケージは、少なくと
も第1のシフトカムへ結合するように適合化される同期プレートを含む。
形態において、当該キャリアアッセンブリは、第1のステータプレートと、第1のステー
タプレートへ結合される第2のステータプレートとを含む。第1および第2のステータプ
レートは各々、中央の穴を有するほぼ円形の本体を含む。第1および第2のステータプレ
ートは、中央の穴から半径方向へ延びる幾つかのステータ延設部を含んでもよい。第1お
よび第2のステータプレートは、円形本体上へ形成される幾つかのステータ旋回面も含む
ことが可能である。
て、当該速度比シフタは、牽引駆動装置の長手軸に沿って配置される主軸を含む。主軸は
、中空の穴と、スロットとを有してもよい。当該速度比シフタは、主軸内に受け入れられ
るように構成される電気モータを含む。当該速度比シフタは、電気モータへ動作可能式に
結合されるシフトロッドも含む。ある実施形態において、シフトロッドは、主軸の中空の
穴内に配置される。当該速度比シフタは、シフトロッドへ結合されるシフトナットも含む
。シフトナットは、主軸のスロット内に位置合わせされてもよい。
ける管状部分を有する細長い本体と、第2の端におけるねじ部分とを有する。当該主軸は
、細長い本体において管状部分とねじ部分との間に形成されるスルースロットを有しても
よい。ある実施形態において、管状部分は、牽引駆動装置の電気モータを囲むように構成
される。また、管状部分には、スルースロットへ至る通路も装備される。
において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星
群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される
。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第1の牽引リングを有する。当該電
気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽も有する。牽引太
陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、かつこれらの各々に接触して位置合わせされ
る。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第2の牽引リングを含む。ある実
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、第2の牽引リングへ動作可能式に結合される
電動デバイスを有する。電動デバイスは、電気モータ巻線と、電気回転子とを含む。電気
モータ巻線と電気回転子とは、長手軸に一致する軸上で反対方向へ回転するように構成さ
れる。
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽
引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成
される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第1の牽引リングを含む。当
該電気牽引駆動装置は、入力動力を第1の牽引リングへ送るための手段を有する。ある実
施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第2の牽引リングを
含む。当該電気牽引駆動装置は、第2の牽引リングへ動作可能式に結合されるオルタネー
タ/発電機も含むことが可能である。
するための装置に関する。当該装置は、傾斜した牽引遊星を支持するように適合化される
キャリアアッセンブリを含む。ある実施形態において、当該装置は、キャリアアッセンブ
リの半径方向の内向きに、かつキャリアアッセンブリによりほぼ包囲されて位置合わせさ
れるシフト・カム・ケージを有する。シフト・カム・ケージは、牽引遊星の各々へ動作可
能式に結合されてもよい。当該装置は、キャリアアッセンブリを中心にして半径方向に分
散されるシフト・カム・アクチュエータのセットも含む。シフト・カム・アクチュエータ
の各々は、第1の端と、第2の端と、中間部分とを有する。
ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散さ
れる牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するよう
に構成される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第1の牽引リングを含
む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、第1の牽引リングへ動作可能式に
結合される駆動軸を有する。駆動軸は、外部動力源から第1の牽引リングへ、かつ/また
は第1の牽引リングから外部動力源へ動力を伝えるように適合化されてもよい。当該電気
牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽を含んでもよい。牽
引太陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、その各々に接触して位置合わせされる。
当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ結合される牽引太陽駆動軸を有してもよい。当該電
気牽引駆動装置は、牽引太陽駆動軸へ結合される電気回転子アッセンブリも有することが
可能である。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している
第2の牽引リングを含む。当該電気牽引駆動装置は、長手軸に沿って、かつ牽引太陽駆動
軸の半径方向の内側に配置される主軸も含むことが可能である。主軸は、第2の牽引リン
グへ、かつ/または第2の牽引リングから電力を伝えるように構成される。
引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星
は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装
置は、牽引遊星に接触している第1の牽引リングを含む。当該電気牽引駆動装置は、第1
の牽引リングへ動作可能式に結合される駆動軸を含む。駆動軸は、外部動力源から第1の
牽引リングへ、かつ/または第1の牽引リングから外部動力源へ動力を伝えるように適合
化されてもよい。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽
引太陽を有する。牽引太陽は、牽引遊星の各々の半径方向の内側に、その各々に接触して
位置合わせされる。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触し
ている第2の牽引リングを有する。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星の各々へ動作可能
式に結合されるキャリアアッセンブリも含むことが可能であり、かつ当該電気牽引駆動装
置は、前記キャリアへ、かつ第2の牽引リングへ動作可能式に結合される電動デバイスを
有してもよい。
て、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含
んでもよい。各牽引遊星は、傾斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成され
てもよい。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している牽引リングを含む。当該電
気牽引駆動装置は、牽引リングへ動作可能式に結合される負荷カム駆動装置を含み、かつ
当該駆動装置は負荷カム駆動装置へ結合される電気回転子を含む。ある実施形態において
、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽を含み、
かつ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせされる。当該
電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸に配置される固定部材を有する。ある実施
形態において、当該電気牽引駆動装置は、固定部材へ結合されるフィールド巻線セットを
含む。フィールド巻線は、電気回転子と電磁式に相互作用するように構成される。
長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含み、かつ各牽引遊星は、傾斜角
を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。ある実施形態において、当該電
気牽引駆動装置は、牽引遊星に接触している第1の牽引リングを含み、かつ当該駆動装置
は、牽引遊星に接触している第2の牽引リングを有する。当該電気牽引駆動装置は、第1
の牽引リングへ、かつ第1の牽引リングから動力を伝えるように構成される電磁デバイス
も含む。
、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾斜角を
変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装置は、牽引遊
星に接触している第1の牽引リングと、牽引遊星に接触している第2の牽引リングとを含
む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸であるキ
ャリアアッセンブリを含む。キャリアアッセンブリは、牽引遊星の各々へ動作可能式に結
合されるように構成される。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして同軸でありか
つ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせされる回転可能
な牽引太陽を有する。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ結合される牽引太陽軸を含む
。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽およびキャリアアッセンブリへ動作可能式に結合さ
れる電磁デバイスも含む。
グは、ハウジングキャップと、メインシェルとを有する。ハウジングキャップは、ほぼ椀
形の本体と、椀状本体の周縁から延びるフランジと、ベアリングを支持するように適合化
される中央の穴とを有する。メインシェルは、開端と、実質上の閉端とを有するほぼ円筒
形の本体を含む。実質上の閉端は、中央の穴を有する。メインシェルは、閉端の中央穴か
ら軸方向へ延びるねじ切りされた入力面を有する。メインシェルは、円筒本体の外周から
半径方向へ延びる第1のフランジも有する。第1のフランジは、実質上の閉端に近接して
いる。
装置は、長手軸を中心にして半径方向に分散される牽引遊星群を含む。各牽引遊星は、傾
斜角を変えられる軸を中心にして回転するように構成される。当該電気牽引駆動装置は、
牽引遊星に接触している第1の牽引リングを含み、かつ牽引遊星に接触している第2の牽
引リングを含む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして
同軸であるキャリアアッセンブリを含む。当該電気牽引駆動装置は、長手軸を中心にして
同軸でありかつ牽引遊星の各々の半径方向の内側にこれらの各々と接触して位置合わせさ
れる回転可能な牽引太陽を有してもよい。当該電気牽引駆動装置は、牽引太陽へ動作可能
式に結合されるシフタ軸を含む。ある実施形態において、当該電気牽引駆動装置は、キャ
リアへ結合される第1の電気デバイスを含む。第1の電気デバイスは、第2の牽引リング
へ動作可能式に結合されてもよい。当該電気牽引駆動装置は、シフタ軸へ、かつ第2の牽
引リングへ結合される第2の電気デバイスも含む。
似の数字は類似のエレメントを指す。本明細書に提示される説明において使用される用語
は、如何なる場合も、単に本発明のある特別な実施形態の詳細説明に関連して使用されて
いるという理由で限定的または制限的に解釈されるべきものではない。さらに、本発明の
実施形態は幾つかの新規特徴を含む場合があるが、その何れも、その望ましい属性を単独
で担うものではなく、また説明されている発明を実施する上で不可欠なものでもない。
CVT/IVT)と称される場合があるタイプの変速機およびトランスミッションに関す
る。このタイプの変速機またはトランスミッションのある実施形態は、米国特許第6,2
41,636号明細書、第6,419,608号明細書、第6,689,012号明細書
、第7,011,600号明細書、第7,166,052号明細書および米国特許出願第
11/585,677号明細書および第11/543,311号明細書に記載されている
。これらの特許および特許出願の各々の開示内容は全て、本参照により組み込まれる。
ミッションまたは変速機の長手軸に対してほぼ垂直である方向または位置を示す。本明細
書で使用される「軸方向」という用語は、トランスミッションまたは変速機の主軸または
長手軸にほぼ平行である軸に沿った方向または位置を指す。明確および簡潔を期して、時
として、類似のラベリングをされた類似のコンポーネント(例えば、ステータプレート1
48Aおよびステータプレート148B)は、単一のラベル(例えば、ステータプレート
148A)によって集合的に称される。
擦」を介するものである用途を排除しないことは留意されるべきである。本明細書におけ
る牽引駆動装置と摩擦駆動装置との間に類別的差異を確定しようとすることなく、概して
これらは、動力伝達の異なるレジームとして理解されてもよい。牽引駆動装置は、典型的
には、エレメント間に捉えられる薄い流体層内の剪断力によるエレメント間の動力の伝達
に関わる。典型的には、摩擦駆動装置は概して、エレメント間の摩擦(またはクーロン)
力によりエレメント間で動力を伝達することに関する。本開示の目的に沿って、本明細書
に開示されるデバイスの実施形態は、実施形態に依存して牽引、摩擦または牽引および/
または摩擦用途において動作可能であることは理解されるべきである。例えば、ある実施
形態において、電気牽引駆動装置は自転車用途に使用されるが、この電気牽引駆動装置は
、動作の間に存在するトルクおよび速度条件に依存して、ある時は摩擦駆動装置として動
作し、かつ他の時は牽引駆動装置として動作することができる。
牽引リング16および牽引太陽18に接触している牽引遊星12のアレイを含む。牽引遊
星12は、典型的には、牽引遊星12の回転の軸を変えるために傾斜角を変えられる遊星
軸20上に支持される。典型的には1つまたは複数のプレートより成るキャリア22は、
動作的に遊星軸20の半径方向および/または軸方向支持、反力、位置合わせおよび/ま
たは案内を提供する。実施形態に依存して、牽引遊星12のアレイ、第1の牽引リング1
4、第2の牽引リング16およびキャリア22のうちの1つまたは幾つかは、長手軸24
を中心にして回転が自由であるように、または固定されて構成されてもよい。図1に示す
ボール遊星変速機10の構造は既知であり、このような変速機の詳細は先に参照した特許
および特許出願に記載されている。
気牽引駆動装置50は、電動デバイス52を複合変数遊星変速機54に統合する。ある実
施形態において、電動デバイス52は回転式に固定されたフィールド56を含み、フィー
ルド56は、例えば電気モータのステータであってもよい。フィールド56は、回転機械
力を与えるように構成される電機子58へ動作可能式に結合され、電機子58は、例えば
電気モータの回転子であってもよい。実施形態によっては、電機子58は牽引太陽60へ
動作可能式に結合され、牽引太陽60は、軸を中心にして回転するように構成される。牽
引遊星62は、牽引太陽60、第1の牽引リング64および第2の牽引リング66に接触
する。図2に示す実施形態において、牽引遊星62は牽引太陽60から牽引リング64へ
動力を伝え、一方で牽引リング66は回転的に固定され、よって動力を伝えないが、牽引
遊星62に反動するように働く。動力は、変速機54から動力出力インタフェース68へ
、第1の牽引リング64と動力出力インタフェース68との間の動作リンケージまたはカ
ップリングを介して流れる。変速機54は、牽引遊星62のための半径方向および/また
は軸方向の支持、反力、案内等を個々の遊星軸(図2には示されていない)を介して提供
するキャリア68を含んでもよい。実施形態によっては、牽引太陽60が軸位置を変える
につれて牽引遊星62の回転軸を変更させるために、牽引太陽60へ比率制御デバイス7
0が動作可能式に結合されてもよい。ある実施形態において、電気牽引駆動装置50は、
動力入力72が動力出力インタフェースへ結合できるように構成されてもよい。
の点線が単に概念的境界を表すものでしかないことは留意されるべきである。言い替えれ
ば、電気牽引駆動装置50の実施形態によっては、電動デバイス52と変速機54との間
にハードウェア的、または電子論理的等の境界は存在しない。例えば、実施形態によって
は、フィールド56は第2の牽引リング66と一体式であってもよく、または、電機子は
変速機54のハウジング(不図示)へ結合されても、前記ハウジングと一体式にされても
よい。さらに説明すると、実施形態によっては、比率制御デバイス70および/または動
力出力インタフェース68は、変速機54の他のコンポーネントと一体式であってもよく
、またはこれに堅く、または直に結合されてもよい。例えば、ある実施形態において、比
率制御デバイスは、主として変速機54の外部に存在するが変速機54内部の機構と相互
作用する、または前記機構へ結合する電子的、電子機械的または液圧的コンポーネントか
ら成ってもよい。別の例として、ある実施形態では、動力出力インタフェース68は変速
機54のハウジングと一体である。
る。図3に示すように、電気牽引駆動装置100は、ハウジングキャップ104へ結合さ
れるメインシェル102を有するハウジングを含んでもよい。ある実施形態において、メ
インシェル102およびハウジングキャップ104は補助軸106および主軸108上へ
動作可能式に支持される。主軸108は、電気牽引駆動装置100の長手軸110を画定
している。ハウジングキャップ104およびメインシェル102については、各々図70
−図72および図73−図75を参照して後にさらに詳しく述べる。
アッセンブリを有するものとして説明することができる。サブアッセンブリに関連する電
気牽引駆動装置100の説明は単に便宜的に行われるものであって、電気牽引駆動装置1
00の様々な実施形態を定義するために必要なサブアッセンブリの構成または集合を確立
するためのものでないことは留意されるべきである。ある実施形態において、電気牽引駆
動装置100は、詳細Aとして示されかつ図7−図11を参照して後に詳述される牽引遊
星/シフトレバーサブアッセンブリ112と、詳細Bとして示されかつ図12−図31を
参照して後に詳述される牽引太陽/シフトロッドサブアッセンブリ114と、詳細Cとし
て示されかつ図32−図48を参照して後に詳述される動力出力/クランプ力発生サブア
ッセンブリ116と、詳細Dとして示されかつ図49−図53を参照して後に詳述される
遊星反力/クランプ力発生サブアッセンブリ118と、詳細Eとして示されかつ図54を
参照して後に詳述される入力インタフェースサブアッセンブリ120と、詳細Fとして示
されかつ図55−図66を参照して後に詳述される電動デバイスサブアッセンブリ122
と、詳細Gとして示されかつ図67−図72を参照して後に詳述されるハウジングキャッ
プ/エンドインタフェースサブアッセンブリ124とを含んでもよい。以下、これらのサ
ブアッセンブリについて詳述する。
を参照すると、電動デバイスサブアッセンブリ122が加圧されれば、電動デバイスサブ
アッセンブリ122から牽引太陽/シフトロッドサブアッセンブリ114へ機械力が流れ
る。すると、牽引遊星/シフトレバーサブアッセンブリ112は、牽引太陽/シフトロッ
ドサブアッセンブリ114から動力出力/クランプ力発生サブアッセンブリ116へ動力
を伝達し、次いで動力出力/クランプ力発生サブアッセンブリ116は電気牽引駆動装置
100から動力を送って負荷を駆動させる。遊星反力/クランプ力発生サブアッセンブリ
118は、牽引遊星126のための反動またはローリング表面を提供するように構成され
る。遊星反力/クランプ力発生サブアッセンブリ118および動力出力/クランプ力発生
サブアッセンブリ116は協働してクランプ力の発生を促進させ、牽引太陽134、牽引
遊星126および牽引リング130、132間の適切な牽引接触を保証する。図示されて
いる実施形態では、牽引太陽/シフトロッドサブアッセンブリ114は、牽引遊星126
による個々の遊星軸128を中心とする回転の軸の調整を容易にするように構成される。
ーサブアッセンブリ112は、第1の牽引リング130、第2の牽引リング132および
牽引太陽134と接触して置かれる幾つかの牽引遊星126を含む。図8および図9に示
すように、牽引遊星126は遊星軸128上に支持され、遊星軸128は牽引遊星126
のための回転の軸となる。遊星軸128は、図9の平面に対して垂直に延びかつ牽引遊星
126の中心を通る軸を中心とする牽引遊星126の回転を促進するように構成される傾
斜レバー136へ結合する。傾斜レバー136は、後に図12−図31を参照して詳述さ
れるように傾斜レバー136の作動を促進すべく構成されるシフト・カム・ローラ138
へ結合する。実施形態によっては、ベアリング140(例えば、ニードルベアリング等)
が遊星軸128と牽引遊星126の穴との間の回転インタフェースを提供する。スペーサ
142は、ベアリング140をベアリング自体から、かつ傾斜レバー136から分離する
ために使用されてもよい。ある実施形態では、遊星軸128の長手軸に対して垂直である
軸を中心とする遊星軸128を心外れにしやすい力に反発することを容易にするために、
スキュー反動ローラ144が遊星軸128の両端に結合している。
46は、2つのステータプレート148A、148Bを結合するステータスペーサ150
群を含んでもよい。図10にはステータプレート148Bが示されていないが、図6には
、ステータプレート148が電気牽引駆動装置100内に構成されるものとして示されて
いる。ステータスペーサ150は、概して、1つのステータプレートを他のステータプレ
ートに対して位置づける、かつ1つのステータプレートの他のステータプレートに対する
回転を防止する構造部材である。ステータスペーサ150は、ステータプレート148へ
、ねじ、溶接、締り嵌め等を含む任意の適切な固定方法を介して固定されてもよい。ステ
ータプレート148は、中央の穴152と、シフト反動面154群と、スキュー反動面1
56群とを有する。中央の穴152は、主軸108上へのステータプレート148の搭載
を可能にする。シフト反動面154は、遊星軸128の傾斜位置を調整する間(即ち、速
度比の調整中)にシフト反動面154上で転がるシフト・カム・ローラ138のための反
動サポートを提供する。スキュー反動面156は、スキュー反動ローラ144のための反
動サポートを提供する。電気牽引駆動装置100との共用に適するステータプレート14
8およびキャリア146の実施形態は、先に参照した特許および特許出願において十分に
説明されている。
ついて説明する。牽引太陽134は、シフトカム158間に置かれる(図7、図13およ
び図15において最もよく示されている)。図示されている実施形態では、角スラストベ
アリング160は、牽引太陽134とシフトカム158との間の転がりインタフェースを
提供する。実施形態によっては、角スラストベアリング160は、ベアリングケージ16
4上に支持されるベアリング球162を含んでもよい。図18−図20は、電気牽引駆動
装置100と共に使用するように特に構成されるベアリングアッセンブリ166を示して
いる。図17および図22において最もよく分かるように、角スラストベアリング160
のベアリングレース168およびベアリングレース170は各々、牽引太陽134および
シフトカム158と一体式であってもよい。ある実施形態において、牽引太陽134は、
牽引太陽134とシフト・ロッド・ナット174との間の転がりインタフェースを提供す
るケージ入りボールベアリング172を受け入れかつこれに乗るように適合化される。図
示されているこの実施形態では、ベアリングレース176および178はシフト・ロッド
・ナット上へプレス嵌めされ、ケージ入りボールベアリング172と協働する。ある実施
形態において、牽引太陽134は、ケージ入りボールベアリング172と協働する一体式
のベアリングレース180を形成している。ベアリングレース180は、例えば、3点ま
たは4点ベアリングレースであってもよい。互いに組み立てられると、ベアリングレース
176および178は、例えば3点または4点ベアリングレースを提供することができる
。ベアリングレース180は、3点または4点ベアリングアッセンブリの装備を促進する
ために1つまたは複数の半径を含んでもよい。互いに組み立てられると、ベアリングレー
ス176、178および180は、好適にはベアリング球172のための3点または4点
接触を提供する。実施形態によっては、ベアリングレース176および178を所定の位
置に固定するためにベアリング・リテーナ・ナット182が装備されてもよい。ベアリン
グ・リテーナ・ナット182はさらに、ベアリングアッセンブリのクリアランスおよび/
または予圧の調整を促進することができる。好適には、ケージ入りボールベアリング17
2、シフト・ロッド・ナット174およびベアリングレース176、178および180
の大きさは、ベアリングレースをベアリング球接点へ締め付けすぎることなくリテーナナ
ット182を締め付けることができるように選択される。ある実施形態では、シフトカム
158間の相対的回転を防止するために、シフトカム158と協働する1つまたは複数の
シフト・カム・クリップ184が装備される。さらに、シフト・カム・クリップ184お
よびシフトカム158は、シフトカム158とステータプレート148との間の相対的回
転を防止するように構成されてもよい。シフト・カム・クリップ184は、角接触ベアリ
ング160上に所定の予圧を発生させるように構成されてもよい。
インタフェースするように適合化されるほぼ円筒形の外面186を有してもよい。ある実
施形態において、牽引太陽134は、シフトカム158のボールベアリング162および
ベアリングレース170と協働して牽引太陽134とシフトカム158との間の角スラス
トベアリング160インタフェースを提供する、一体式のベアリングレース168および
170を含む。牽引太陽134は、とりわけ主軸108の周囲への牽引太陽134の搭載
を可能にする中央の通路188を有してもよい。また牽引太陽134は、電気牽引駆動装
置100の駆動軸192を受け入れかつこれに結合するように適合化されるリセス190
も有してもよい。実施形態によっては、牽引太陽134は駆動軸192へ、プレス嵌め、
締り嵌め等によって結合する。他の実施形態では、牽引太陽134は、例えばキー、スプ
ラインまたはクリップによって駆動軸192へ結合することができる。
8は、とりわけシフトカム158を主軸108と同軸に搭載することを可能にする中央の
通路194を含んでもよい。シフトカム158の片側は、既に述べたように、角スラスト
ベアリングの機能を提供するベアリングレース170を含む。ある実施形態において、シ
フトカム158のベアリングレース170を有する側とは反対の側面には、シフト・カム
・クリップ184を受け入れるように適合化される幾つかのシフト・カム・クリップ溝1
96が設けられる。図21に示す実施形態では、シフトカム158は3つのシフト・カム
・クリップ溝196を有するが、他の実施形態では、シフトカム158は1つまたは複数
のシフト・カム・クリップ溝196を有してもよい。ある実施形態において、シフトカム
158は、電気牽引駆動装置100内に存在するステータ・プレート・スペーサ150と
同数のシフト・カム・クリップ溝を有する。シフトカム158は、遊星軸128の傾斜角
のシフトを促進すべくシフト・カム・ローラ138とインタフェースするように適合化さ
れるシフト・カム・プロファイル198を装備する。適切なシフト・カム・プロファイル
198およびシフトカム158の構成および構造に関する他の一般的態様については、先
に参照した特許および特許出願に詳述されている。
フト・カム・クリップ184は、シフトカム158間の相対的回転を防止するためにシフ
ト・カム・クリップ溝196と協働するように適合化されるフィンガ200を含む。実施
形態によっては、シフト・カム・クリップ184は、フィンガ200へ動作可能式に結合
されかつそこから半径方向へ延びる把持部分202を含んでもよい。把持部分202は、
ステータ・プレート・スペーサステータ・プレート・スペーサ150を把持するように適
合化され、これにより、シフト・カム・クリップ184はシフトカム158がステータプ
レート148に対して回転することを防止する。ある実施形態において、把持部分202
は、ステータ・プレート・スペーサ150の表面に沿って滑動するように構成される。他
の実施形態では、フィンガ200は、ステータ・プレート・スペーサへキー、ねじ、プレ
ス嵌め、滑り嵌め等で留められる延設部を介して、ステータ・プレート・スペーサ150
へ動作可能式に結合されてもよい。他の実施形態では、シフト・カム・クリップ184は
把持部分202を含まず、さらに他の実施形態では、フィンガ200は一体ピースの一部
ではなく、どちらかと言えば溶接、ねじ留め、プレス嵌め等の適切な固定方法を介して堅
固に結合され得る分離したコンポーネントである。
部206を有してもよい。図示されている実施形態では、シフトカム204は、ある実施
形態の電気牽引駆動装置100におけるステータ・プレート・スペーサの数に等しい幾つ
かの回転防止延設部206を含んでいる。図に示すように、回転防止延設部206は、ス
テータ・プレート・スペーサ150に係合するように適合化された把持部分208を有し
、これにより、ステータプレート148に対するシフトカム204の回転が防止される。
組み立てられると、1つのシフトカム204の回転防止延設部206は、他のシフトカム
204の回転防止延設部へ向かって軸方向へ延びるように構成され、これらの回転防止延
設部206は、ねじ、溶接、クリップ等を介して互いに固定されてもよい。シフトカム2
04は、関連技術において知られる任意の適切なシフト・カム・プロファイル210を有
してもよい。
ベアリングレース176、178の一実施形態を示す。ある実施形態において、ベアリン
グレース176は、外径上のベアリング面175と、中央の穴177とを含む。中央の穴
177は、シフト・ロッド・ナット174へ結合するように適合化される第1の表面17
9で構成されてもよい。中央の穴177の第2の表面181は、シフト・ロッド・ナット
174のねじ部分220を通り越すように構成されてもよい。
114内で使用可能なシフト・ロッド・ナット174の一実施形態は、ねじ式の嵌め合い
シフトロッド214に係合するように適合化されるねじ式の中央穴212を含む。シフト
・ロッド・ナット174は、ベアリングレース176に軸方向に係合するシフト・ナット
・フランジ216を装備してもよく、シフト・ロッド・ナット174が(図12における
方向性で)軸方向へ右に向かって水平移動するにつれて、シフト・ロッド・ナット174
は角スラストベアリング172に牽引太陽134を同時的に軸方向へ平行移動させる。シ
フト・ロッド・ナット174の外面218は、シフト・ロッド・ナット174上へプレス
嵌め、締り嵌めまたは他の任意の適切なカップリングを介して搭載されてもよいベアリン
グレース176および178を受け入れるように適合化される。ある実施形態において、
シフト・ロッド・ナット174は、ベアリング・リテーナ・ナット182の嵌め合いねじ
山に係合するように適合化されるねじ部分220を有してもよい。実施形態によっては、
シフト・ロッド・ナット174は、主軸108のスロットの側面に反動するように適合化
される2つの平坦な側面221を含み、シフト・ロッド・ナット174が回転しないよう
に保たれる。牽引太陽/シフトロッドサブアッセンブリ114と共用するための適切なシ
フトロッド214の実施形態は、先に参照した特許および特許出願に記載されている。
負荷カム・ローラ・ケージ226内に支持される負荷カムローラ224セットを介して駆
動リング222へ結合される第1の牽引リング130を含む。ある実施形態において、捻
りばね228は、予圧クランプ力を与えるために、負荷カム・ローラ・ケージ226を第
1の牽引リング130へ結合させる(即ち、所定量のクランプ力は部分的に捻りばね22
8によって発生され、システム内のトルクが著しく低い場合に牽引リング130と牽引遊
星126との接触が保たれる)。図示されている実施形態において、ケージ入りのボール
ベアリング230は、駆動リング222と電動デバイスサブアッセンブリ122との間に
軸方向のスラスト反力をもたらす。駆動リング222は、メインシェル102へ結合し、
かつこれによりメインシェル102へトルクを伝えるように適合化される。ある実施形態
では、メインシェル102とハウジングキャップ104との間にガスケット232が置か
れる。
負荷カム・ローラ・ケージ226と、負荷カムローラ224と、捻りばね228とを含ん
でもよい。捻りばねの第1の端は負荷カム・ローラ・ケージ226のノッチ236へ結合
し、捻りばねの第2の端は牽引リング130へ結合する。負荷カムアッセンブリ234の
動作に関する詳細は、先に参照した特許出願に開示されている。
力の発生を促進するために幾つかの負荷カムランプ238を含んでもよい。実施形態によ
っては、牽引リング130は、捻りばね228を受け入れる環状リセス240を含んでも
よい。図38において最もよく分かるように、牽引リング130は、摩擦および/または
牽引様式を介して牽引遊星126とインタフェースするように適合化される接触面242
を含む。実施形態によっては、牽引リングの接触面242は牽引リング130の側端面2
44まで均一に延びず、どちらかと言えば、牽引リングの接触面242は、牽引遊星12
6に接触しない環状リセス面246へと移行し、さらに側端面244まで延びる。
102の嵌め合いスプラインに係合するように適合化される幾つかの駆動リングスプライ
ン248を含む。駆動リング222は、負荷カムローラ224に係合しかつこれにより負
荷カムローラ224からメインシェル102へのトルクの伝達を容易にするように構成さ
れる駆動面250を含んでもよい。実施形態によっては、駆動面250は平坦であるが、
他の実施形態では、駆動面250は、負荷カムローラ224および負荷カムランプ238
と協働してクランプ力の発生およびトルクの伝達を容易にする幾つかのランプを有しても
よい。ある実施形態において、駆動リング222は、電動デバイスサブアッセンブリ12
2のケージ入りボールベアリング230およびベアリングレース254と共に角スラスト
ベアリングの機能を提供する一体式のベアリングレース252を含んでもよい。
アリングレース254の一実施形態を示す。ベアリングレース254は、図55−図66
を参照して後にさらに詳述するように、電動デバイスサブアッセンブリ122の所定のコ
ンポーネントに対抗して軸方向へ突き出るように適合化される環状ショルダ256を含む
。図45−図48は、動力出力/クランプ力発生サブアッセンブリ116と共用するため
の適切なケージ入りボールベアリング230の一実施形態を描いている。
図33および図34を参照して先に述べた負荷カムアッセンブリ234にほぼ類似する負
荷カムアッセンブリ258を含む。牽引リング132は、負荷カムローラ262を介して
反力フランジ260へ結合する。ある実施形態において、反力フランジ260は、主軸1
08への堅固なカップリングによって、長手軸110を中心とする回転を防止される。よ
って、牽引リング132は大幅な回転を防止される。即ち、牽引リング132は、牽引リ
ング132の負荷ランプが反力フランジ260に対抗して負荷カムローラ262を加圧す
るに足る量しか回転しない。
4を含み、中央通路264は、主軸108上の嵌め合い機能に係合して主軸108に対す
る反力フランジ260の回転を防止する平らなフランジ穴側面266を有する。反力フラ
ンジ260は、負荷カムローラ238へ係合するように適合化されるフランジ反力面26
8を含んでもよい。実施形態によっては、反力フランジ260は、ステータプレート14
8Aと反力フランジ260との間にインタフェースを提供するベアリング272を受け入
れるように構成されるリセス270を含む(図5参照)。ステータプレート148Aは、
ベアリング272を受け入れるためのショルダ274を含んでもよい(図11参照)。電
気牽引駆動装置100の実施形態によっては、ステータプレート148が長手軸110を
中心にして回転可能であることは留意されるべきである。反力フランジ260の本体の半
径方向に延びる部分は、とりわけ反力フランジ260を軽量化するために1つまたは複数
の切欠きを含んでもよい。保持クリップ412は、図53に示すように、反力フランジ2
60の軸方向の拘束を容易にするために使用されてもよい。反力フランジ260上の穴2
65は、保持クリップ412を反力フランジ260へ固定するために使用されてもよい。
実施形態では、反力フランジ260とステータプレート148Aとの間に挿入されるベア
リングの取外しを容易にするために、反力フランジ260上へベアリング取外し穴267
が設けられてもよい。
ている実施形態ではメインシェル102と一体であるねじ切りされた入力インタフェース
276を含んでもよい。ねじ切りされた入力インタフェース276は、例えば、フリーホ
イールまたは嵌め歯(不図示)に結合してメインシェル102へトルクを伝達するために
、ねじ切りされたフリーホイールアダプタ(不図示)を受け入れるべく適合化されてもよ
い。他の実施形態では、メインシェル102には、外部動力源または原動機からトルクを
受け入れるキー、スプライン等のカップリングが代わりに備えられてもよい。ベアリング
278は、メインシェル102と主軸108との間に転がりインタフェースを提供する。
ある実施形態において、ベアリング278の外部レースは、入力インタフェース276の
ショルダおよびクリップ280によって軸方向の所定位置に保持される。ベアリング27
8の内部レースは、クリップ282および軸リテーナナット284によって軸方向の所定
位置に保持されてもよく、この軸リテーナナット284は、主軸108のねじ切りされた
嵌め合い部分に係合するためのねじ切りされた内径を含む。ねじ切りされた入力インタフ
ェース276と軸リテーナナット284との間には、シール286が設けられてもよい。
よび類似デバイスの関連技術において既知である通り、幾つかの導電巻線290と協働す
るように適合化される幾つかの積層ステータ288を含んでもよい。ある実施形態におい
て、積層ステータ288は支持フレーム292の表面によって半径方向に位置づけられ、
または導かれる。これについては、図64−図66を参照して後述する。永久磁石回転子
アッセンブリ294は、主軸108を中心にして同軸に、かつ積層ステータ288の半径
方向の内側へ置かれる。永久磁石回転子アッセンブリ294は、永久磁石回転子アッセン
ブリ294と積層ステータ288との間に適切な空隙が存在するように、電動デバイスサ
ブアッセンブリ122内へ半径方向に位置づけられる。駆動軸アダプタ296は、駆動軸
192を永久磁石回転子アッセンブリ294の回転子バックアイアン298へ結合する。
ベアリング300は、回転子バックアイアン298とステータプレート148Bとの間に
転がりインタフェースおよび軸方向スラスト反力を提供する。ベアリング302は、回転
子バックアイアン298と支持フレーム292のショルダとの間に転がりインタフェース
および軸方向スラスト反力を提供する。ある実施形態において、積層ステータ288は、
支持フレーム292を積層ステータ288へ結合する回転防止ドエルピン304により回
転を固定されて保持される。実施形態によっては、電動デバイスサブアッセンブリ122
は、1つまたは複数のホール効果センサ308へ接続されるホール効果センサ回路ボード
306を含む。ホール効果センサ回路ボード306は、支持フレーム292によって支持
されてもよい。ベアリングレース254は、電動デバイスサブアッセンブリ122の動力
出力/クランプ力発生サブアッセンブリ116に対する軸方向および半径方向の反力およ
び/または位置づけを促進するために設けられてもよい。即ち、ベアリングレース254
は、ケージ入りボールベアリング230およびベアリングレース252と協働して、とり
わけ、軸方向に力の反力を与えることによりクランプ力の発生を促進する。
302を受け入れるためのリセス310と、ベアリング304を受け入れるためのリセス
312とを装備してもよい。回転子バックアイアン298内には、各々ベアリング302
および304のための軸方向反力サポートを提供するためにショルダ314および316
が形成されてもよい。ある実施形態において、回転子バックアイアン298は、駆動軸ア
ダプタ296へ結合するように適合化される内径カップリング318を含む。回転子バッ
クアイアン298は、駆動軸アダプタ296へ、プレス嵌め、締り嵌め、キー、溶接、位
置決めねじ等によって結合してもよい。実施形態によっては、回転子バックアイアンは、
駆動軸アダプタ296へ軸方向のスラスト反力を与えるショルダ320を含む。回転子バ
ックアイアン298の外面(付番なし)は、永久磁石322群を受け入れて支持するよう
に構成される。永久磁石回転子アッセンブリ294の一般構成は、電気モータ等の電気デ
バイスおよびマシンの関連技術において既知である。
ライン部分へ結合する中央のスプライン穴324を含んでもよい。駆動軸アダプタ296
の外径326は、先に述べたように、回転子バックアイアン298へ結合するように構成
されてもよい。駆動軸アダプタ296上には、ショルダ320と嵌り合って軸方向スラス
ト反力サポートを提供するショルダ328が形成されてもよい。駆動軸アダプタ296と
駆動軸192との間のスプライン式カップリングは、駆動軸192の軸方向への水平移動
および回転子バックアイアン298から駆動軸アダプタ296を介する駆動軸192への
トルク伝達を見込んでいる。
を有するほぼ円形である。支持フレーム292のフレーム本体部分334は、中央通路3
32から外周330へ概して円錐状かつ半径方向に延びる。実施形態によっては、フレー
ム本体部分334は、支持フレーム292を軽量化するために幾つかの切欠き336を含
んでもよい。ある実施形態において、支持フレーム292は、ホール効果センサボード3
06を受け入れて支持するように適合化されるセンサ・ボード・リセス338を含む。通
路340は、ホール効果センサボード306をホール効果センサ308へ接続する導電体
のルーティングを可能にする。支持フレーム292の内径342は、積層ステータ288
のための位置嵌合をもたらすように構成されてもよい。支持フレーム292は、ドエルピ
ン304を受け入れるための幾つかのドエルピン穴344を含んでもよい。実施形態によ
っては、支持フレーム292は、ベアリング302を受け入れて支持する支持ネック34
6を有する。支持フレーム292の支持ショルダ348は、ベアリング302へ軸方向の
スラスト反力を与えるように適合化される。支持フレーム292は、ホール効果センサ回
路ボード306の導電体352の通過を可能にする第1の導体通路350を有してもよい
。実施形態によっては、支持フレーム292は、支持フレーム292の補助軸106への
固定を容易にする幾つかのボルト穴354を備えてもよい。補助軸106は、長手軸11
0を中心として支持フレーム292を回転式に固定して保持するように適合化される。
ッセンブリ124について説明する。ある実施形態において、ハウジングキャップ104
は、ハウジングキャップ104が補助軸106上に支持されかつ長手軸110を中心にし
て回転することを可能にするベアリング356を受け入れるように適合化される。ベアリ
ング356は、保持ナット358および補助軸106によって軸方向に抑止される。保持
ナット358とハウジングキャップ104との間には、シール360が置かれる。図68
および図69に示すように、ある実施形態では、補助軸106は、補助軸106を支持フ
レーム292へ結合するように構成されるフランジ362を含んでもよい。補助軸106
の座364はベアリング356を受け入れるように適合化され、補助軸106のショルダ
366は、とりわけ、ベアリング356を軸方向に拘束するように構成されてもよい。補
助軸106は、保持ナット358のねじ山と嵌り合うためのねじ部分368を含んでもよ
い。実施形態によっては、車両または機器のフレームへの補助軸106の、かつ延いては
電気牽引駆動装置100の取付けを容易にするために、補助軸106は平らな側面370
を有してもよい。補助軸106は、導電巻線290のための導電体374のルーティング
、およびホール効果センサ回路ボード306のための導電体352のルーティングを可能
にする中央通路372を有してもよい。
働して電気牽引駆動装置100のためのハウジングを提供するように適合化されるほぼ椀
形の本体376を有する。ハウジングキャップ104の外周周囲には、ハウジングキャッ
プ104をメインシェル102へ固定するためのフランジ378が備えられる。ハウジン
グキャップの中央の穴380は、ベアリング356およびシール360を受け入れるよう
に構成されてもよい。メインシェル102の一実施形態は、図73−図75に示されてい
る。メインシェル102は、大きい開端384と、比較的小さい第2の開端386とを有
するほぼ円筒形の本体382であってもよく、第2の開端386は、図54を参照して先
に述べたねじ切りされた入力インタフェース276を含んでもよい。端386は、ベアリ
ング278を受け入れるための座388と、ベアリング278の軸方向の拘束を容易にす
るためのショルダ390とを含んでもよい。ある実施形態において、端386は、保持ク
リップ280を受け入れるための環状の溝392を含む。実施形態によっては、端386
は、シール286を受け入れるための溝および座393を有してもよい。ある実施形態で
は、メインシェル102は、電気牽引駆動装置100から負荷へのトルクの伝達を容易に
するための1つまたは複数のフランジ394を含む。図73−図75に示すメインシェル
102は、例えば、車輪(不図示)のスポークをフランジ394へ付着することによって
車輪を駆動するために使用されてもよい。メインシェル102の開端384は、好適には
、例えばメインシェル102へのハウジングキャップ104の固定を容易にするリム39
6を含む。
の本体398を含む。外径400は、駆動軸アダプタ296のスプラインと嵌り合うよう
に構成されるスプラインセットを有してもよい。実施形態によっては、駆動軸192は、
牽引太陽134に係合してこれへトルクを伝えるように適合化される駆動軸フランジ40
2を含む。
4(図120参照)に係合するためのねじ部分404を有する第1の端を含む。主軸10
8は、例えば機器または車両への主軸108の取付けおよび/または固定を容易にするた
めに、平らな側面406を備えてもよい。ある実施形態において、主軸108は、反力フ
ランジ260の堅固なカップリングをもたらすために追加の平らな側面408を含む(例
えば、主軸108上へ搭載された反力フランジ260を示す図5を参照されたい)。実施
形態によっては、主軸108は、反力フランジの保持クリップ412(図53参照)を受
け入れるように適合化された溝410を呈する。反力フランジの保持クリップ412は、
反力フランジ260の軸方向の拘束を容易にするように構成される。実施形態によっては
、反力フランジの保持クリップ412は、例えばねじによって反力フランジ260へ固定
される。主軸108は、クリップ282を受け入れるための環状の溝414を有してもよ
く、これにより、ベアリング278の軸方向の拘束が容易にされる(図120参照)。
および図12参照)を受け入れるように構成されるスルースロット416を含む。スルー
スロット416は、シフト・ロッド・ナット174による軸方向への水平移動を可能にす
るように適合化されるが、スルースロット416は、長手軸110を中心とするシフト・
ロッド・ナット174の回転を防止することもできる。実施形態によっては、主軸108
は、シフトロッド214(例えば、図5参照)を受け入れるための、並びにシフトロッド
214の軸方向の拘束を容易にするための穴418を有してもよい。主軸108の第2の
端は、とりわけシフトロッドのアクチュエータを受け入れるように構成され得る空胴42
1を有するほぼ管状の部分420を備えてもよい。このようなアクチュエータおよびシフ
トロッド構造を有する電気牽引駆動装置の一例については、後に図103−図105を参
照して説明する。ある実施形態において、管状部分420は、支持フレーム292(図5
および図66参照)の中央通路内の対応する平面426と嵌り合うように適合化される1
つまたは複数の平面424を有するフランジ422を含む。
人力車両、光電気車両、ハイブリッド人力−、電気−、または内燃動力車両、産業機器、
ツール(ドリルプレス等)、風力タービン、発電機等を含む、但しこれらに限定されない
多くの用途において使用可能である。入力ソースと出力負荷との間の機械力伝達を変調さ
せる必要のある技術的用途は何れも、その伝動機構に電気牽引駆動装置100の実施形態
を実装することができる。
アッセンブリ448は、電気牽引駆動装置800の軸805を中心とする回転自由度を有
する。巻線アッセンブリ448は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸450へ
結合する。巻線アッセンブリ448は、牽引太陽軸450へトルクを伝達するが、牽引太
陽軸450が軸方向へ平行移動することを許容する。牽引太陽軸450は牽引太陽452
へ結合し、かつ巻線448と牽引太陽452との間の機械力伝達を可能にする。電気牽引
駆動装置800は、永久磁石454のアレイを含んでもよい。磁石454は、軸805を
中心とする回転自由度を有する。磁石454は、負荷カムアッセンブリ458へ動作可能
式に結合するフレーム456へ結合する。フレーム456は、軸方向力スラストベアリン
グ462のためのスラスト支持を提供するように構成されるスラスト支持構造体460へ
動作可能式に結合する。負荷カムアッセンブリ458は、第1の牽引リング464を駆動
する。従って、磁石454は、フレーム456および負荷カムアッセンブリ458を介し
て第1の牽引リング464へ動作可能式に結合する。従って、この構成では、動力は磁石
454と第1の牽引リング464との間で伝達される。
466は、フィードバック・センサ・ワイヤを備える2線または多相ハーネスであっても
よい。ある実施形態において、電力およびセンサ情報は、ワイヤハーネス466とモータ
巻線448との間でスリップリングまたは転流バーアッセンブリ468を介して伝達され
てもよい。直流運転の場合、転流バーアッセンブリ468は、半径方向または軸方向ギャ
ップ・ブラシ・モータの関連分野で知られるように動力伝達並びに機械的転流/切換のた
めに機能してもよい。ブラシレス運転の実施形態の場合は、ホール効果センサアレイ47
0が使用されてもよい。ホール効果センサアレイ470は、例えばスリップリングアッセ
ンブリ468を介して伝わる電線によってワイヤハーネス466へ接続される。
たは摩擦を介して動力を伝え合う。キャリア474は、反力負荷を支持し並びに遊星47
2のアラインメントおよび案内を容易にするように構成される。キャリア474はキャリ
アフレーム476へ堅固に結合され、キャリアフレーム476は主軸478へ堅固に結合
される。主軸478は回転式に固定され、よってキャリア474を回転式に拘束する。第
2の牽引リング480は、遊星472との間で牽引または摩擦を介して動力を伝達し合う
。第2の牽引リング480は負荷カムアッセンブリ482へ動作可能式に結合され、負荷
カムアッセンブリ482は駆動プレート484へ接続される。駆動プレート484は外部
ハブ486と係合し、駆動プレートと外部ハブ486との間でトルクを伝える。駆動プレ
ート484は、スラストベアリング488にもたれて位置する。ある実施形態において、
電気牽引駆動装置800は、スプロケットカセット485等の外部動力伝達ソースを有し
てもよい。ベアリング485は、スラスト支持構造体460間に転がりインタフェースを
提供するために使用されてもよい。キャリア474と巻線448との間の転がりインタフ
ェースは、ベアリング487によって提供されてもよい。ある実施形態において、ベアリ
ング489は、キャリア474と駆動プレート484との間に転がりインタフェースを提
供する。ベアリング485および487は、とりわけ、各々スラスト支持構造体460お
よびキャリア474間にモータ巻線アッセンブリ448の案内を提供する。ベアリング4
89は、好適には、キャリア474と駆動プレート484との間に転がりインタフェース
および/または案内を提供する。
に伴って所定のコンポーネントを散開させる傾向がある。閉構造ループは、この散開効果
に抵抗する。ある実施形態において、閉構造ループは遊星472に始まり、第2の牽引リ
ング480、負荷カムアッセンブリ482、駆動プレート484、スラストベアリング4
88、保持ナット490、主軸478、スラストベアリング462、スラスト支持構造体
460、フレーム456、負荷カムアッセンブリ458、第1の牽引リング464を通っ
て遊星472で閉止する。構造ループが負荷カムアッセンブリ458、482により発生
される散開効果に抵抗するに伴って、第1の牽引リング464、遊星472、第2の牽引
リング480および牽引太陽452間に接触力またはクランプ力が生じる。これらの接触
力は、接触ポイントにおける牽引または摩擦を介する効率的な動力伝達を促進する。
00の速度比を調整するために使用されてもよい。シフト・ロッド・アッセンブリ492
は、牽引太陽452の軸方向および回転動作を可能にするように牽引太陽452へ動作可
能式に結合されてもよい。図80に示す実施形態は、牽引太陽452が回転しかつシフト
ロッド496が回転しない間のシフト・ロッド・ピン494と牽引太陽452との間の押
し引きを容易にするように構成される角接触転動体ベアリングを含む。シフト・カム・ア
ッセンブリ498は、シフト・ロッド・アッセンブリ492から牽引太陽452へ与えら
れる軸方向動作をシフトレバー500の軸方向および半径方向動作に変換するように構成
される。ある実施形態において、シフト・カム・アッセンブリ498は、滑動式スプライ
ンを介してキャリア474へ結合する。
ルタネータとして使用するように構成されてもよい。オルタネータ/発電機502(ほぼ
点線504で囲まれている)は、クローポールロータ506を備える3相同期オルタネー
タ/発電機であってもよい。オルタネータ/発電機502は、3相巻線積層ステータアッ
センブリ508と、DC励磁巻線510とを含んでもよい。ある実施形態において、励磁
巻線510は、ブラシアッセンブリ512によって加圧される。通常オルタネータ内に見
られる(電圧調整器および整流器ブリッジのような)他のパーツは、明確を期して図81
には示されていない。オルタネータ/発電機502の全体的構成および構造は、電気機械
の関連技術では周知である。ある実施形態において、回転リップシール514は、オルタ
ネータアッセンブリの所定の部位をオイルのない状態に保ち、かつ他の部位をオイルに浸
漬して保つために使用されてもよい。
、オルタネータ/発電機502へ動作可能式に接続される。ある実施形態において、変速
機516およびオルタネータ/発電機502は、共通の主軸520を共用する。主軸52
0は、とりわけ、ステータ508に適切な空隙を保持するためにクローポールアッセンブ
リ506を半径方向に支持する。主軸520は変速機516を支持し、かつ軸方向力ルー
プ内に牽引/摩擦クランプ負荷を生成するリンクを提供する。主軸520は、プーリ52
2へ加えられるベルト負荷のサポートを提供するように構成されてもよい。
526を介して駆動軸524へトルクを伝達する。駆動軸524は、変速機516の第1
のカム駆動装置519とのカップリングを介して変速機516内へトルクを伝達する。オ
ルタネータ/発電機502は、例えばクローポールアッセンブリ506における第2のカ
ム駆動装置521とのカップリングを介して変速機516からトルクを受ける。
よって達成されてもよい。比シフタ528は、回転カム530と、水平移動カム532と
、保持スリーブ534と、シフト・カム・アクチュエータ536と、シフト・カム・ケー
ジ538とを含んでもよい。速度比を調整するためには、回転カム530へ回転入力が与
えられる。保持スリーブ534は、回転カム530を軸546を中心として回転させるが
、軸546に対して軸方向には移動させない。結果的に、回転カム530と水平移動カム
532との間のねじ山機能に起因して、回転カム530の回転は水平移動カム532の軸
方向移動を生じさせる。水平移動カム532の軸方向移動に伴って、水平移動カム532
はシフト・カム・アクチュエータ536へ動きを与える。キャリアアッセンブリ540は
、シフト・カム・アクチュエータ536の軸方向移動を防止するように構成されてもよい
。カムアクチュエータ536は軸方向に抑止されることから、水平移動カム532により
与えられる動きは、シフト・カム・アクチュエータ536を、ほぼ、シフト・カム・アク
チュエータ536の一領域内に位置づけられる中心533を中心にして回転させる。シフ
ト・カム・アクチュエータ536のこの回転は、シフト・カム・アクチュエータ536へ
結合するように構成されるシフト・カム・ハンドル539を介してシフト・カム・ケージ
538を軸方向へ移動させる。シフト・カム・ケージ538の軸方向動作は遊星アッセン
ブリ542を傾斜させ、よって、電気牽引駆動装置900の速度比を変更させる。この比
シフタ528は電気牽引駆動装置900に関連して説明されているが、比シフタ528が
ボール遊星変速機の様々な実施形態によって使用されてもよいことは留意されるべきであ
る。キャリアアッセンブリ540は、遊星アッセンブリ542のアレイを保持しかつ案内
するように構成されてもよい。ある実施形態において、キャリアアッセンブリ540は、
シフト・カム・アクチュエータ536の位置サポートを提供する。実施形態によっては、
キャリアアッセンブリ540はハウジング544へ動作可能式に結合され、ハウジング5
44は、電気牽引駆動装置900の長手軸546に対して回転可能式かつ軸方向に固定さ
れてもよい。従って、遊星アッセンブリ542からのトルク反力は、キャリアアッセンブ
リ540を介してハウジング544へ伝達される。
ジ・アッセンブリ538の一実施形態を示す。ある実施形態において、同期プレート84
04は、シフトカム8402へ結合しかつこれにより、シフトカム8402が互いに対し
て回転しないことを確実にするように適合化される。実施形態によっては、同期プレート
8404は、図84Aに示すように、シフトカム8402A等のシフトカム8402のう
ちの1つへ堅固に結合される。同期プレート8404は、プレス嵌め、ねじ止め、溶接等
によってシフトカム8402Bへ固定されてもよい。電気牽引駆動装置900の速度比の
調整を容易にするために、ある実施形態では、同期プレート8404にシフト・カム・ア
クチュエータ536と協働するように適合化されるシフト・カム・ハンドル539が装備
されてもよい。
数のステータプレート8502A、8502Bを含んでもよい。ステータプレート850
2は、図10および図11を参照して先に説明したステータプレート148にほぼ類似す
るものであってもよい。しかしながら、実施形態によっては、ステータプレート8502
は、ハウジング544へ向かってほぼ半径方向の外側へ延びかつ相補的なステータプレー
トのステータ延設部へ向かって軸方向の内側へ延びるステータ延設部8504を含んでも
よい。用途によっては、ステータプレート8502Aのステータ延設部8504は、例え
ばボルトによってステータプレート8502Bのステータ延設部へ結合する。ステータ延
設部8504の機能の1つは、シフト・カム・アクチュエータ536を受け入れて案内す
ることである。ステータ延設部8504は、シフト・カム・アクチュエータ536の側方
支持を提供するように構成されるアクチュエータ安定化面8506を含んでもよく、即ち
、アクチュエータ安定化面8506は概して、シフト・カム・アクチュエータ536を図
81の平面に対して平行に維持する。ある実施形態では、ステータ延設部8504に、中
心533(図81参照)を中心とするシフト・カム・アクチュエータ536の旋回を容易
にするように適合化されるステータ旋回面8508が備えられる。ステータ旋回面850
5は、概して、水平移動カム532がシフト・カム・アクチュエータ536の端を軸方向
かつ半径方向の外向きに押す、または引くにつれてシフト・カム・アクチュエータ536
に反動する。ある実施形態において、ステータ延設部8504はさらに、ハウジング54
4の嵌め合いスプライン(不図示)に係合するために、例えばスプラインで適合化されて
もよく、このような係合は、キャリア540の軸方向、半径方向および/または回転の拘
束を促進する。
2上に支持されるフィールド巻線550と相互作用するように構成される永久磁石回転子
アッセンブリ548を含む。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ548
は、フィールド巻線550の半径方向の内側に置かれる。フィールド巻線550は、主軸
554へ動作可能式に結合される。ハウジング556は、回転式かつ軸方向に固定される
。巻線フレーム552は、複合変数遊星変速機558へ動作可能式に結合されてもよく、
複合変数遊星変速機558は、変速機558との間で動力を送り合うために駆動軸560
へ接続されてもよい。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ548は、例
えば滑動式スプラインによって、例えば堅固なカップリングを介して牽引太陽564を駆
動するように構成される牽引太陽駆動軸562へ結合される。ある実施形態では、巻線フ
レーム552および主軸554を通じてルーティングされる導電体(不図示)を介してフ
ィールド巻線アッセンブリ550へ電力を供給するために、外部電力源(不図示)が使用
される。前記導体は、外部電源または電気シンクへの電力伝達を可能にするスリップリン
グ、ブラシまたは整流子アッセンブリ557へ動作可能式に結合されてもよい。ある実施
形態において、整流子アッセンブリ557は、誘導モータのための3相接続を提供する。
実施形態によっては、整流子アッセンブリ557は、ブラシ式永久磁石モータのための機
械的転流切換を提供する。用途においては、整流子アッセンブリ557は切換式リラクタ
ンスモータのためのスリップリングを提供する。
リングによってキャリア568へ結合されてもよい。実施形態によっては、キャリア56
8はハウジング556へ堅固に結合される。電気牽引駆動装置1000の速度比を調整す
るためには、先に説明した比シフタ528に類似する比シフタ570が使用されてもよい
。電気牽引駆動装置1000は、モータとして、または電力の流れを駆動軸560から変
速機558へと逆流させることにより発電機として、の何れかで使用されてもよい。
0の長手軸1104に対して軸方向かつ回転式に固定されるハウジング1102を含む。
キャリア1106は、ハウジング1102へ堅固に結合される。ある実施形態において、
永久磁石回転子アッセンブリ1108はキャリア1106へ堅固に結合される。回転子ア
ッセンブリ1108と相互作用するように構成されるフィールド巻線1110は、巻線フ
レーム1112上に支持される。主軸1114は、巻線フレーム1112へ堅固に結合さ
れてもよい。巻線フレーム1112は、複合変数遊星変速機1116へトルクを伝達する
ように構成される。駆動軸1118は、電気牽引駆動装置1100との間でトルクを伝達
し合うために変速機1116へ結合されてもよい。ある実施形態において、シフト・カム
・ケージ1120は、例えば滑動式スプラインによってキャリア1106へ結合されても
よい。電気牽引駆動装置1100の速度比をシフトするために、比シフタ528に類似す
る比シフタが使用されてもよい。実施形態によっては、電力は主軸1114を介して(主
軸1114へ、または主軸1114から)伝達されてもよい。
1200の長手軸1204に対して回転式かつ軸方向に固定されるハウジング1202を
含む。ハウジング1202へは、例えば電気モータのフィールド巻線1206が堅固に結
合される。永久磁石回転子アッセンブリ1208は、フィールド巻線1206の半径方向
の内側に置かれ、かつ主軸1210へ堅固に結合される。永久磁石回転子アッセンブリ1
208は、複合無段変速機1214へトルクを伝達するように構成される負荷カム駆動装
置1212へ堅固に結合される。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ1
208は、負荷カム駆動装置1212を介して主軸1210へ動作可能式に結合される。
駆動軸1216は、変速機1214との間のトルク伝達を促進するために変速機1214
へ結合される。ある実施形態において、電気牽引駆動装置1200のための比シフタは、
シフト・ロッド・ピン1220へ結合されるシフトロッド1218を含む。シフトロッド
1218は、軸方向移動用に構成される。実施形態によっては、主軸1210は、角接触
ベアリングアッセンブリ1221へ結合するシフトピン1220を受け入れるスロットを
含む。シフト・ロッド・ピン1220の軸方向動作は、牽引太陽564およびシフト・ロ
ッド・ピン1220の双方が互いに対して回転する間に、角接触ベアリングアッセンブリ
1221を介して牽引太陽564へ与えられる。シフト・ロッド・ピン1220は、好適
にはシフトロッド1218へ堅固に固定される。しかしながら、シフト・ロッド・ピン1
220は主軸1210内のスロットを通ることから、シフトロッド1218、シフト・ロ
ッド・ピン1220および主軸1210は全て、長手軸1204を中心として同じ速度で
回転する。角接触ベアリングアッセンブリ1223は、とりわけ、非回転の線形動作が回
転するシフトロッド1218へ与えられることを可能にする。ある実施形態において、キ
ャリア1222は、ハウジング1202へ堅固に結合されてもよい。実施形態によっては
、シフト・カム・ケージ1224は、滑動式スプラインによってキャリア1222へ結合
されてもよい。図92−図94は、電気牽引駆動装置1200にほぼ類似する電気牽引駆
動装置の一実施形態1300を示す。しかしながら、電気牽引駆動装置1300は、先に
論じた比シフタ528に類似する比シフタを組み込んでいる。
駆動装置1400の長手軸1404に対して軸方向かつ半径方向に固定されるハウジング
1402を含む。ある実施形態において、電気牽引駆動装置1400は、永久磁石140
8のアレイの半径方向の内側に位置づけられるフィールド巻線1406を含み、フィール
ド巻線1406は、永久磁石1408と電磁的に相互作用するように構成される。本明細
書で使用しているように、磁石アレイ(例えば、永久磁石回転子アッセンブリ)へ動作可
能式に結合されているフィールド巻線という言及は、フィールド巻線および磁石アレイが
、電力から機械力を、または機械力から電力を生成できるように電磁相互作用状態に置か
れる構成を指す。実施形態によっては、永久磁石1408は支持フレーム1410へ堅固
に結合され、支持フレーム1410は複合無段変速機1412へ結合される。駆動軸14
13は、変速機1412からのトルク伝達を促進するために、変速機1412へ結合され
てもよい。支持フレーム1410は、主軸1414へさらに結合されてもよい。図95に
示されている実施形態では、フィールド巻線1406はキャリア1416へ堅固に結合さ
れ、キャリア1416は、ハウジング1402へ堅固に結合されてもよい。ある実施形態
において、支持フレーム1410は、主軸1414へ堅固に結合される。シフト・カム・
ケージ・アッセンブリ1418は、例えば滑動式スプラインによってキャリア1416へ
結合されてもよい。電気牽引駆動装置1400の速度比を調整するためには、先に論じた
ような比シフタ528が使用されてもよい。
明する。電気牽引駆動装置1500は、変速機1500の長手軸1504を中心にして回
転可能であるハウジング1502を含んでもよい。ある実施形態において、ハウジング1
502は、例えば第1の負荷カム駆動プレート1508、負荷カムアッセンブリ1510
および第1の牽引リング1512を介して複合無段変速機1506へ動作可能式に結合さ
れる。実施形態によっては、動力入力インタフェース1514(フリーホイール、嵌め歯
等)は、入力駆動装置1516へ動作可能式に結合される。遊星アレイ1518は、第2
の牽引リング1520、負荷カムアッセンブリ1522、負荷カム駆動装置1524およ
び駆動フランジ1526を介して入力駆動装置1516へ動作可能式に結合されてもよい
。従って、電気牽引駆動装置1500を介する動力経路は、動力入力インタフェース15
14から、入力駆動装置1516、駆動フランジ1526、負荷カム駆動装置1524、
負荷カムアッセンブリ1522、第2の牽引リング1520、遊星アレイ1518、第1
の牽引リング1512、負荷カムアッセンブリ1510、第1の負荷カム駆動プレート1
508を介してハウジング1502を出るものであってもよい。実施形態によっては、電
気牽引駆動装置1500を介する第2の動力経路は、長手軸1504に対して軸方向かつ
回転式に固定される、主軸1530の中空セクションを介する電気ケーブル1528をル
ーティングすることを含む。キャリア1532は、主軸1530へ堅固に結合されてもよ
い。実施形態によっては、ケーブル1528はキャリア1532のチャネル(不図示)を
介してルーティングされる。電気ケーブル1528は、磁石1536のアレイの半径方向
の内側に位置づけられるフィールド巻線1534へ電力を送る。実施形態によっては、磁
石1536のアレイは負荷カム駆動装置1524へ結合されてもよいが、別の実施形態で
は、磁石アレイは、フィールド巻線1534の半径方向の外側に位置合わせされる電気牽
引駆動装置1500の任意の回転可能なコンポーネントへ(適度な空隙を考慮した)適切
な方法で結合されてもよい。ある実施形態において、フィールド巻線1534は、キャリ
ア1532へ、またはキャリア1532もしくは主軸1530へ堅固に結合される別の構
造体へ堅固に結合される。図97に示す実施形態では、電気牽引駆動装置1500は、速
度比の調整が、シフト・ロッド・ナット1540へ結合されるシフトロッド1538の部
分的使用によって達成されるように構成される。シフト・カム・ケージ1542は、速度
比の調整を容易にするために、シフト・ロッド・ナット1540へ動作可能式に結合され
てもよい。実施形態によっては、シフト・カム・ケージ1542は、例えば滑動式スプラ
インによってキャリア1532へ結合される。ある実施形態では、ケーブル1528が主
軸1530を介してルーティングされるのではなく、ハウジング1502がケーブル15
28を受け入れるように適合化される。このような構成では、ケーブルは次に、ベアリン
グ1529の下で電気牽引駆動装置1500の回転コンポーネントに交差しない経路15
44を介してキャリア1532へルーティングされる。
ル1604へ、かつ入力インタフェース1606へ動作可能式に結合される複合無段遊星
変速機1602を含む。ハブシェル1604は、電気牽引駆動装置1600の長手軸16
08を中心として回転可能である。フィールド巻線フレーム1610は、フィールド巻線
1612を支持するように構成される。フィールド巻線フレーム1610は、主軸161
4および/またはキャリア1616へ堅固に結合されてもよい。ある実施形態において、
キャリア1616は、主軸1614へ堅固に結合される。実施形態によっては、電気ケー
ブル1618は、主軸1614の穴を介して、かつキャリア1616のチャネル(不図示
)を介してフィールド巻線1612へルーティングされる。永久磁石回転子アッセンブリ
1620は、発電機/モータ機能を提供するために、フィールド巻線1612と協働する
ように適合化されてもよい。ある実施形態において、永久磁石回転子アッセンブリ162
0は、フィールド巻線1612の半径方向の内側に位置づけられる。永久磁石回転子アッ
センブリ1620は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸1622へ結合されて
もよく、牽引太陽軸1622は、変速機1602の牽引太陽1624へ結合される。実施
形態によっては、シフト・カム・ケージ1626は、例えばシフト・カム・ケージ162
6の軸方向移動を許容するが長手軸1608を中心とする回転を許容しない滑動式スプラ
インを介してキャリア1616へ結合するように適合化される。電気牽引駆動装置160
0の速度比を調整するために、シフトロッド1630およびシフト・カム・ケージ162
6へシフト・ロッド・ナット1628が結合されてもよい。ある実施形態において、シフ
ト・ロッド・ナット1628は、その長手軸を中心にして回転し、これによりシフト・ロ
ッド・ナット1628を軸方向へ平行移動させるように適合化され、よって、シフト・カ
ム・ケージ1626の軸方向移動が生じる。
。電気牽引駆動装置1700は電気牽引駆動装置1600に類似するものであり、よって
、相違点のみを説明する。ある実施形態において、電気牽引駆動装置1700は、キャリ
ア1616へ堅固に結合されるフィールド巻線1702を含む。永久磁石回転子アッセン
ブリ1704は、長手軸1608を中心にして回転可能であるように構成される。実施形
態によっては、永久磁石回転子アッセンブリ1704は、フィールド巻線1702の半径
方向の外側に位置づけられる。支持フレーム1706は、永久磁石回転子アッセンブリ1
704を支持するように適合化されてもよく、牽引太陽1624へ結合するように、かつ
牽引太陽1624へトルクを伝達するように適合化される牽引太陽軸1622へ結合され
る。ある実施形態において、支持フレーム1706は、例えば滑動式スプラインによって
牽引太陽軸1622へ結合する。
電気牽引駆動装置1800は、先に論じた電気牽引駆動装置1600、1700に類似す
るものである。ある実施形態において、電気牽引駆動装置1800は、磁石1804のア
レイの半径方向の内側に位置づけられるフィールド巻線1802を含む。フィールド巻線
1802は巻線支持フレーム1806へ堅固に結合されてもよく、巻線支持フレーム18
06は主軸1604へ堅固に結合されてもよい。実施形態によっては、巻線支持フレーム
1806はキャリア1616へ堅固に結合され、キャリア1616は主軸1604へ堅固
に結合されてもよい。図100に示される実施形態では、主軸1604は、長手軸160
8に対して回転式かつ軸方向に固定される。磁石1804のアレイは、長手軸1608を
中心として回転可能であるように構成される磁石支持フレーム1808上に支持されても
よい。牽引太陽軸1622は、磁石支持フレーム1808からのトルクを牽引太陽162
4へ伝達するために、例えば滑動式スプラインによって磁石支持フレーム1808へ結合
されてもよい。牽引太陽軸1622は軸方向へ平行移動することができるが、回転はしな
い。電気牽引駆動装置1800では、例えば電気牽引駆動装置1700に比べて、電気ケ
ーブル1618はキャリア1616を介してフィールド巻線1802へルーティングされ
る必要がないことは留意されるべきである。実施形態によっては、電気牽引駆動装置18
00の速度比を調整するために、例えばねじ切りされたカップリングによってシフトアク
チュエータ1810がシフト・カム・ケージ1812へ結合されてもよい。ある実施形態
において、シフトアクチュエータ1810は、その固有の長手軸を中心にして回転し、こ
れにより、シフト・カム・ケージ1812の軸方向移動を作動するように構成される。長
手軸1608を中心とするシフト・カム・ケージ1812の回転を防止するために、シフ
ト・カム・ケージ1812は、主軸1614へ、またはキャリア1616へ滑動式スプラ
インによって結合されてもよい。
800に類似している。電気牽引駆動装置1900は、フィールド巻線1904へ軸方向
に隣接して位置合わせされる永久磁石回転子アッセンブリ1902を含む。永久磁石回転
子アッセンブリ1902は磁石支持フレーム1906へ堅固に結合されてもよく、磁石支
持フレーム1906は、例えば滑動式スプラインによって牽引太陽軸1622へ堅固に回
転式に結合され、牽引太陽軸1622は軸方向へ自由に移動する。変速機1602の牽引
太陽1624は、牽引太陽軸1622へ堅固に結合される。ある実施形態において、フィ
ールド巻線1904は巻線フレーム1908へ堅固に結合され、巻線フレーム1908は
、主軸1614へ、かつ/またはキャリア1616へ堅固に結合されてもよい。説明した
他の実施形態とは対照的に、電気牽引駆動装置1900が電動デバイス1910の電磁コ
ンポーネント(即ち、フィールド巻線1904および磁石1902)間の軸方向の空隙を
呈することは留意されるべきである。
1950は、様々な点で電気牽引駆動装置1900に類似する。ある実施形態において、
電気牽引駆動装置1950は空芯型のアキシャル・ギャップ・モータ・デバイス1952
を含み、空芯型アキシャル・ギャップ・モータ・デバイス1952はフィールド巻線19
54および永久磁石1956を含む。実施形態によっては、フィールド巻線1954は樹
脂内に埋め込まれ、かつフィールド巻線フレーム1958へ堅固に結合される。永久磁石
1956は、磁石支持フレーム1960へ堅固に結合されてもよく、磁石支持フレーム1
960は、例えば牽引太陽軸1622の軸方向移動を許容する滑動式スプラインによって
牽引太陽軸1622へ結合される。永久磁石1956は、永久磁石1956とフィールド
巻線1954との間に軸方向の空隙が存在するように置かれる。フィールド巻線フレーム
1958は、主軸1604へ、かつ/またはキャリア1616へ堅固に結合されてもよい
。本明細書に記載しているコンポーネントおよびアッセンブリの様々な実施形態を通じて
、参照ラベル「5」は、互いに隣接するコンポーネントのための、または互いに隣接する
コンポーネント間に転がりインタフェース、スラストおよび/または半径方向支持を提供
するベアリングエレメントを識別するために使用されている。
気牽引駆動装置100に類似する。ある実施形態において、電気牽引駆動装置2000は
、概して図103の詳細Dに示される速度比シフタ2002を含む。実施形態によっては
、シフタ2002は、概して主軸108の空胴421(図79参照)内に受け入れられ、
または収容される。電気モータ2004は、主軸108へ回転式に固定されてもよい。モ
ータ2004の回転子2006は、減速装置アッセンブリ2008へ動作可能式に結合さ
れてもよい。シフトロッド2010は、減速装置アッセンブリ2008へ動作可能式に結
合されてもよい。ある実施形態において、シフトロッド2010は、例えばアクメねじに
よってシフト・ロッド・ナット174へ結合される。シフトロッド2010は、主軸10
8により、ベアリングアッセンブリ2012およびスラストレース2014を介して軸方
向に拘束されてもよい。先に説明したように、ある実施形態において、主軸108は、シ
フト・ロッド・ナット174を回転式に拘束するように構成される。回転子2006がシ
フトロッド2010を回転させるにつれて、シフト・ロッド・ナット174は、シフトロ
ッド2010とのその相互作用によって軸方向へ移動させられる。よって、電気モータ2
004の起動は、シフト・ロッド・ナット174の軸方向移動をもたらす。図103に示
すように、ある実施形態において、シフト・ロッド・ナット174は牽引太陽/シフトロ
ッドサブアッセンブリ112へ動作可能式に結合される。シフト・ロッド・ナット174
は遊星軸128へ動作可能式に結合されることから、シフト・ロッド・ナット174の軸
方向移動は、最終的に遊星軸128の位置を傾斜させ、かつこれにより、電気牽引駆動装
置2000の速度比をシフトさせる。実施形態によっては、電気モータ2004は、様々
な速度比制御スキームを提供する方法で制御されてもよい。
0の長手軸3010を中心にして回転可能であるように適合化されるハウジング3005
を含む。ある実施形態では、ハウジング3005に動力入力/出力インタフェース301
5が備えられ、動力入力/出力インタフェース3015は、例えばフリーホイール、フリ
ーホイールアダプタ、スプロケット等を受け入れるねじ切りされたカップリングであって
もよい。実施形態によっては、ハウジング3005は、ハウジング3005と協働して電
気牽引駆動装置300のコンポーネントのほぼ全て、または大部分を囲むハウジングカバ
ー3020へ結合するように適合化されてもよい。用途によっては、主軸3025は、と
りわけ、シフト・アクチュエータ・フレーム3030およびスラスト反力ベアリング30
35を支持するために設けられる。ある実施形態において、シフタ・アクチュエータ・モ
ータ3040はシフタ・アクチュエータ・フレーム3030へ堅固に結合し、シフタ・ア
クチュエータ・フレーム3030は主軸3025によって軸3010を中心とする回転ま
たは軸方向移動を防止される。実施形態によっては、フィールド巻線アッセンブリ304
5はシフタ・アクチュエータ・フレーム3030へ堅固に結合される。ある用途において
、磁石アッセンブリ3050はフィールド巻線アッセンブリ3045の半径方向の内側に
置かれ、これにより、電気牽引駆動装置300の速度比の調整を容易にするための電動式
シフタアクチュエータが形成される。磁石アッセンブリ3050は、軸3010を中心と
して回転するように適合化される。
合されるシフタ軸3055へ堅固に結合する。事例によっては、シフタ軸3055および
シフトねじ3060は単一ピースとして製造される。シフタ軸3055は、例えば角スラ
ストベアリング3065によって支持されかつ/または位置づけられてもよい。実施形態
によっては、シフトねじ3060は、シフトねじ3060に係合するための嵌め合いねじ
山を含むシフタブッシング3070へ結合する。シフタブッシング3070はシフトカム
3075へ結合してもよく、これにより、牽引太陽3080の軸方向移動が生成される。
事例によっては、シフタブッシング3070およびシフトカム3075の一方または双方
は、少なくとも部分的に一体ピースとして製造される。シフタ・アクチュエータ・モータ
3040の作動は、牽引太陽3080の軸方向移動を生じさせる。
堅固に結合し、モータ支持フレーム3085は、好適には、駆動巻線アッセンブリ309
0のための軸方向、半径方向および回転防止サポートを提供するように適合化される。実
施形態によっては、駆動巻線アッセンブリ3090は、キャリア3100へ結合される駆
動磁石アッセンブリ3095の半径方向の外側に位置づけられる。図106に示すように
、事例によっては、駆動巻線3090および駆動磁石アッセンブリ3095は、実質的に
、牽引遊星アッセンブリ3105と同軸で、その半径方向の外側へ、軸方向に位置合わせ
して置かれる。実施形態によっては、牽引リング3110および負荷カムアッセンブリ3
115は、牽引リング3110が実質的に軸3010を中心にして回転不可であるように
して、シフタ・アクチュエータ・フレーム3030へ、かつ/またはモータ支持フレーム
3085へ動作可能式に結合される。牽引リング3120および負荷カムアッセンブリ3
125は、遊星アッセンブリ3105へ動作可能式に結合されてもよい。駆動プレート3
130は、負荷カムアッセンブリ3125とハウジング3005との間でトルクを伝達す
るように適合化されてもよい。ある用途において、ベアリング3135は、駆動プレート
3130とキャリア3100との間に転がりインタフェースを提供する。実施形態によっ
ては、導電体3140は、主軸3025および/またはシフタ・アクチュエータ・フレー
ム3030の一部を介してルーティングされ、かつ駆動フィールド巻線3090へ接続さ
れてもよい。
。これは、フィールド巻線3090を加圧し、結果的に駆動磁石アッセンブリ3095が
軸3010を中心にして駆動される。キャリア3100は駆動磁石アッセンブリ3095
へ接続され、かつ牽引遊星アッセンブリ3105はキャリア3100へ接続されることか
ら、機械力は、駆動磁石アッセンブリ3095から牽引遊星アッセンブリ3105へ伝わ
る。牽引リング3110は回転式に固定され、よって、牽引リング3110は動力を伝達
せず、単に牽引遊星アッセンブリ3105の遊星の転がりに反動するだけである。機械力
は、牽引遊星アッセンブリ3105から牽引リング3120、負荷カムアッセンブリ31
25、駆動プレート3130およびハウジング3005へ伝わる。機械力は、次に、ハウ
ジング3005から動力入力/出力インタフェース3015および/またはハウジングフ
ランジまたはスポーク3145を介して伝達されてもよい。用途によっては、直前に述べ
た動力の流れの方向が逆転されてもよく、よって機械力はハウジング3005へ加わって
もよく、かつこれにより、駆動フィールド巻線3090において電気エネルギーが生成さ
れてもよいことは留意されるべきである。次に、電気エネルギーは、電気牽引駆動装置3
000から導電体3140を介して送られてもよい。故に、電気牽引駆動装置3000は
、電力を受け入れ、これを機械力に変えるデバイス、または機械力を受け入れ、その機械
力の少なくとも幾分かを電力に変えるデバイスの何れかとして動作されてもよい。当然な
がら、実施形態によっては、電気牽引駆動装置3000は、動力化機能と発電機能との間
を交代で、即ち前後切換式に動作されてもよい。
の機械的コンテキストにおいて使用されてもよい。電気牽引駆動装置3000の好適な一
用途は、乗り手(または車両自動制御)が駆動巻線3090を作動して乗り手にアシスト
的な機械力を提供できる電動機アシスト付き自転車である。さらに、もしくは代替として
、乗り手からの力は電気牽引駆動装置を介して取り込まれ、とりわけシフタ・アクチュエ
ータ・モータ3040および/または他の自転車コンポーネントを作動させる電気を発生
させることもできる。ある事例では、電気牽引駆動装置3000は、所定の自転車ドロッ
プアウトの規格幅内に適合する便宜サイズにされる(例えば、ドロップアウトの幅は、好
適には130−170mm、より好適には140−165mm、最も好適には150−1
60mmである)。実施形態によっては、電気牽引駆動装置3000はシフタ・アクチュ
エータ・モータ3040を含む必要がなく、代わりに電気牽引駆動装置3000の速度比
は、シフトロッド3150およびシフト・ロッド・ナット3155を含む、但しこれらに
限定されない先に論じた任意の速度比調整機構を介して作動されてもよいことは留意され
るべきである。このような実施形態では、電気牽引駆動装置3000は、より少ない幅範
囲における自動車ドロップアウトの幅に適合するようなサイズにされてもよい(例えば、
好適には80mm−135mm、より好適には90−120mm、最も好適には100−
110mm)。
での説明が如何に詳細に見えようと、本明細書に開示されている発明が多くの方法で実施
可能であることは認識されるであろう。本発明のある実施形態の特徴または態様を記載す
る際の特定用語の使用は、その用語が、前記用語が関連している発明の機能または態様の
任意の特定の特徴を含むものと限定されるべく本明細書において再定義されていることを
含意するものとして解釈されるべきでない点は留意されるべきである。
Claims (13)
- ハブシェル及びハウジングキャップを備えたハウジング内の電気牽引駆動装置であって、前記ハウジングが長手軸を画定する主軸を中心にして回転可能であり、前記主軸が前記ハブシェルを貫通する、電気牽引駆動装置において、
前記長手軸を中心として半径方向に分散される複数の牽引遊星であって、各牽引遊星は回転の軸を画定する調整可能な軸を中心にして回転するように構成され、前記遊星軸の傾斜角度の調整は、無段変速機の速度比を調整する、複数の牽引遊星と、
前記複数の牽引遊星の第1の側に位置しかつ前記複数の牽引遊星に接触している第1の牽引リングと、
前記長手軸を中心にして同軸である回転可能な牽引太陽であって、牽引遊星の各々の半径方向の内側にかつ牽引遊星の各々に接触して位置合わせされている牽引太陽と、
前記複数の牽引遊星の第2の側に位置しかつ前記複数の牽引遊星に接触している第2の牽引リングと、
前記第2の牽引リングへ動作可能式に結合される電動デバイスと、を含み、
前記電動デバイスは、
キャリアに結合される電気モータ巻線と、
負荷カム駆動装置に結合される電気回転子と、を含み、1以上の電気モータ巻線と電気回転子とは、前記長手軸に一致する軸上で回転するように構成される電気牽引駆動装置。 - 前記牽引太陽に結合される牽引太陽軸をさらに含み、前記牽引太陽軸は、前記電気モータ巻線に結合される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記電気回転子に結合される負荷カムアッセンブリをさらに含む請求項2に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記主軸は、電気巻線支持フレームに結合され、前記電気巻線支持フレームは、前記第2の牽引リングに動作可能式に結合される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記主軸に結合される電気整流子アッセンブリをさらに含む請求項4に記載の電気牽引駆動装置。
- シフト・カム・ケージ及びシフト・カム・アクチュエータを有する速度比シフタをさらに含む請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記牽引太陽に動作可能式に結合されるシフトロッドをさらに含み、前記シフトロッドは、前記牽引太陽の半径方向の内側に配置される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記電気モータ巻線は、前記電気回転子の半径方向の内側に位置づけられる複数のフィールド巻線を含む請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記ハウジングは、前記第2の牽引リングに結合される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記ハウジングは、前記第1の牽引リングに結合される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記第1の牽引リングに動作可能式に結合される負荷カム駆動装置をさらに含む請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記負荷カム駆動装置に結合される磁石アレイをさらに含む請求項11に記載の電気牽引駆動装置。
- 前記長手軸を中心にして同軸であるキャリアアッセンブリをさらに含み、前記キャリアアッセンブリは、前記牽引遊星の各々に動作可能式に結合される請求項1に記載の電気牽引駆動装置。
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