(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールと、
該ホイールを取り付けるスピンドルキャリアと、
該スピンドルキャリアを内部に部分的に存在させて出力リングギアを備える固定スピンドルキャリアハウジングと、
前記出力リングギアと相互に係合してスピンドルキャリアとホイールとを回転させる出力遊星ギアと、
前記出力遊星ギアと相互に係合して該出力遊星ギアを駆動させる出力太陽ギアと、
入力リングギアを含む固定ドライブエンドハウジングと、
前記出力太陽ギアを駆動させる入力遊星キャリアと、
該入力遊星キャリアに回転可能に装着される複数の入力遊星ギアと、
該複数の入力遊星ギアと噛み合って複数の入力遊星ギアを駆動させる入力太陽ギアと、
を備え、
前記入力遊星ギアが、前記入力リングギアと噛み合って入力遊星キャリアを真の中心の周りを回転させ、
前記入力リングギアが、前記入力遊星キャリアを径方向に移動させて荷重下でのノイズ発生を減少させ、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリア内に部分的に入れ子にされ、
前記固定ドライブエンドハウジングおよびモータハウジング内に電気モータが、部分的に存在するとともに、
該電気モータが、前記入力太陽ギアを回転駆動させ、
前記スピンドルキャリアが、略円筒形状であって、閉じられた駆動端と部分的に開放された入力端とを有し、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリアの部分的に開放された入力端内で部分的に入れ子にされているとともに、
前記固定スピンドルキャリアハウジングが、略円筒形状であり、
前記略円筒形状のスピンドルキャリアと前記固定スピンドルキャリアハウジングとの間にベアリングが存在していることを特徴とするホイールドライブアセンブリ。
【請求項２】
ホイールと、
該ホイールを取り付けるスピンドルキャリアと、
該スピンドルキャリアを内部に部分的に存在させて出力リングギアを備える固定スピンドルキャリアハウジングと、
前記出力リングギアと相互に係合してスピンドルキャリアとホイールとを回転させる出力遊星ギアと、
前記出力遊星ギアと相互に係合して該出力遊星ギアを駆動させる出力太陽ギアと、
入力リングギアを含む固定ドライブエンドハウジングと、
前記出力太陽ギアを駆動させる入力遊星キャリアと、
該入力遊星キャリアに回転可能に装着される複数の入力遊星ギアと、
該複数の入力遊星ギアと噛み合って複数の入力遊星ギアを駆動させる入力太陽ギアと、
を備え、
前記入力遊星ギアが、前記入力リングギアと噛み合って入力遊星キャリアを真の中心の周りを回転させ、
前記入力リングギアが、前記入力遊星キャリアを径方向に移動させて荷重下でのノイズ発生を減少させ、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリア内に部分的に入れ子にされ、
前記固定ドライブエンドハウジングおよびモータハウジング内に電気モータが、部分的に存在するとともに、
該電気モータが、前記入力太陽ギアを回転駆動させ、
前記スピンドルキャリアが、略円筒形状であって、閉じられた駆動端と部分的に開放された入力端とを有し、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリアの部分的に開放された入力端内で部分的に入れ子にされているとともに、
前記固定スピンドルキャリアハウジングが、略円筒形状であり、
前記スピンドルキャリアの閉じられた駆動端が、前記ホイールの穴に挿通して前記ホイールを略円筒形状のスピンドルキャリアの閉じられた駆動端に取り付けるスタッドを含んでいることを特徴とするホイールドライブアセンブリ。
【請求項３】
前記スタッドが、前記スタッドのネジに螺合されて前記ホイールを前記略円筒形状のスピンドルキャリアの閉じられた駆動端に固定するナットを備えていることを特徴とする請求項２記載のホイールドライブアセンブリ。
【請求項４】
ホイールと、
該ホイールを取り付けるスピンドルキャリアと、
該スピンドルキャリアを内部に部分的に存在させて出力リングギアを備える固定スピンドルキャリアハウジングと、
前記出力リングギアと相互に係合してスピンドルキャリアとホイールとを回転させる出力遊星ギアと、
前記出力遊星ギアと相互に係合して該出力遊星ギアを駆動させる出力太陽ギアと、
入力リングギアを含む固定ドライブエンドハウジングと、
前記出力太陽ギアを駆動させる入力遊星キャリアと、
該入力遊星キャリアに回転可能に装着される複数の入力遊星ギアと、
該複数の入力遊星ギアと噛み合って複数の入力遊星ギアを駆動させる入力太陽ギアと、
を備え、
前記入力遊星ギアが、前記入力リングギアと噛み合って入力遊星キャリアを真の中心の周りを回転させ、
前記入力リングギアが、前記入力遊星キャリアを径方向に移動させて荷重下でのノイズ発生を減少させ、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリア内に部分的に入れ子にされ、
前記固定ドライブエンドハウジングおよびモータハウジング内に電気モータが、部分的に存在するとともに、
該電気モータが、前記入力太陽ギアを回転駆動させ、
前記スピンドルキャリアが、略円筒形状であって、閉じられた駆動端と部分的に開放された入力端とを有し、
前記入力遊星キャリアが、前記スピンドルキャリアの部分的に開放された入力端内で部分的に入れ子にされているとともに、
前記固定スピンドルキャリアハウジングが、略円筒形状であり、
前記電気モータが、モータシャフトを備え、
該モータシャフトが、内側スプラインを有し、
前記入力太陽ギアが、前記モータシャフトの内側スプラインに噛み合う歯を有していることを特徴とするホイールドライブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で中速車両に用いるホイール駆動装置の分野、特に、コンパクトで電気的なホイールドライブアセンブリの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｂｅｌｔｋｏｗｓｋｉの米国特許第７，４５５，６１６号はキャリア出力装置である。
このような装置は、通常は、メインベアリングの内側軌道を支持するシャフト型部品として規定されるスピンドルを含む。
このシャフト部品上には、テーパ状のベアリングコーンが載置されている。
‘６１６特許は、ハブ出力装置である。
スピンドルが機械フレームに固定され、ハウジング全体がスピンドルを中心に回転する。
ハウジングには、ホイールが接続されている。
【０００３】
本出願の発明者であるＳｃｈｏｏｎの米国特許第６，８５２，０６１号には、その要約書において、以下のように、すなわち、「電力をホイールに供給して機器を移動させるために液圧的に駆動されるシステムが歴史的に使用されてきたシザーリフトおよび他の類似の足場器具のような建設用機器で適用できる新規で有用なコンパクトなホイールモータドライブ構造が開示される。
電気モータは、操向の目的でユニットを垂直軸周りに回動させることができるように、機器のフレームに回動可能に接続されるスピンドルブラケットに装着される。
減速遊星ギアシステムは、モータのドライブシャフト周りに装着されており、回転ホイールハブ内に全体的に位置決めされる。
遊星ギアシステムの出力リングギアが、ホイールハブの内部に一体に形成され、それにより、遊星ギアシステムを介してホイールハブに対して直接的に適用され、より効率が高くなる」と記載している。
【０００４】
軽量で中速車両用の清浄で環境に優しくコンパクトで電気的なホイールドライブアセンブリの必要性が存在する。
幾つかの適用例は、ゼロ回転（ｚｅｒｏ−ｔｕｒｎ）芝刈り機、実用車、および、清掃車である。
現在、無軸車両（ｎｏｎ−ａｘｌｅ  ｖｅｈｉｃｌｅｓ）は、ホイールに直接接続される低速液圧モータを用いて駆動される。
液圧システムは、ノイズ、漏れ、および、比較的効率が低いなどの多くの望ましくない特徴を有している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
コンパクトなホイールドライブアセンブリは、入力太陽ギアを回転駆動させる電気モータを含んでいる。
固定ドライブエンドハウジングが、モータハウジングにボルト結合され、入力リングギアと、入力遊星キャリアと、入力遊星キャリアに回転可能に装着される複数の入力遊星ギアとを含んでいる。
入力太陽ギアが、複数の入力遊星ギアを駆動させ、入力遊星ギアが、入力リングギアと噛み合って入力遊星キャリアを回転させる。
出力太陽ギアが、入力遊星キャリアによって駆動される。
固定スピンドルキャリアハウジングが、その内部に位置される出力リングギアを含んでいる。
スピンドルキャリアおよびスピンドルキャリアに回転可能に装着される複数の出力遊星ギアは、固定スピンドルキャリアハウジング内に存在している。
２つのベアリングが、スピンドルキャリアと固定スピンドルキャリアハウジングとの間に存在している。
スピンドルキャリアは、ベアリング支持体、ホイール取り付け台、出力遊星ギアのための取り付け台として、また、トルク増大速度減速機（ｔｏｒｑｕｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ−ｓｐｅｅｄ  ｒｅｄｕｃｅｒ）として機能している。
スピンドルキャリアは、一般に、閉じられた駆動端と部分的に開放された入力端とを有する円筒形状を成しており、入力遊星キャリアは、スピンドルキャリアの部分的に開放された入力端内に部分的に入れ子にされている。
固定スピンドルキャリアハウジングは、略円筒形状を成している。
【０００６】
出力太陽ギアは、複数の出力遊星ギアを駆動させ、出力遊星ギアは、固定スピンドルキャリアハウジングの出力リングギアと噛み合ってスピンドルキャリアを回転させる。
車両タイヤを支持する車両ホイールは、スピンドルキャリアに取り付けられ、スピンドルキャリアと共に回転可能である。
【０００７】
ホイールは、スピンドルキャリアに直接取り付けられて装着されている。
スピンドルキャリアは、スピンドルキャリアの表面から突出する少なくとも１つのスタッド、好ましくは複数のスタッドを含んでいる。
スタッドは、ホイールをスピンドルキャリアに取り付けるために、ホイールの１または複数の穴に挿通されている。
スタッドは、好ましくは、スタッドがネジを含み、ナットがスタッドに螺合されて、ホイールがスピンドルキャリアに固定されている。
入力遊星ギアが、入力太陽ギアおよび入力リングギアと噛み合い、入力リングギアは、
入力遊星キャリアが径方向に移動して、その真の回転中心を調整可能に見出すことができるようにし、それにより、荷重下でのノイズ発生を減少させる。
ブレーキは、ホイールが所定位置に留まるようにするために、したがって、ホイールにより駆動される車両が、所定位置に留まるようにするために使用される。
ブレーキに電力が供給されると、ブレーキが作動されない。
電力がブレーキから除去されると、ブレーキが作動され、モータシャフトは、車両にロックされるモータハウジングに対してロックされる。
【０００８】
スタッドはスピンドルキャリアにねじ込まれている。
ねじ込まれたスタッドは、遊星ギア開口間のキャリア壁（ウェブ）中へ突出している。
また、スタッドは両端にネジを備えている。
ネジの一端がスピンドルキャリアにねじ込まれて接着剤により固められ、また、ホイールは、ネジナットを利用してネジ付きの露出端に取り付けられている。
ホイールをスピンドルキャリアに取り付けるために、溶接、カップリング、磁力など他の構造が使用されてもよい。
【０００９】
モータシャフトが内側スプラインを含み、入力太陽ギアが内側スプラインと噛み合う歯を含んでいる。
入力遊星キャリアは、固定ドライブエンドハウジング内に部分的に存在するとともに、回転するスピンドルキャリア内に部分的に存在し、これにより、ホイールドライブアセンブリの全長が減少される。
モータ（好ましくはＡＣモータ）は、モータハウジング内に部分的に存在するとともに、固定ドライブエンドハウジング内に部分的に存在し、これにより、ホイールドライブアセンブリの全長が減少される。
【００１０】
本明細書中に示されるドライブアセンブリの実施例の長さは、長さが約２８０ｍｍ（１１インチ）であり、直径が約１５４ｍｍ（６インチ）である。
ホイールが減速機−モータアセンブリに取り付けられた状態では、本明細書中に示される実施例は、長さが約３７３ｍｍ（１４．７インチ）であり、直径が約２３４ｍｍ（９．２インチ）である。
ホイール自体は、長さが約２０１インチであり、直径が２３４ｍｍ（９．２インチ）である。
【００１１】
本発明は、スピンドルキャリア出力を含み、固定スピンドルキャリアハウジングが固定され、ホイールが一体型スピンドルキャリアに取り付けられている。
本発明は、スピンドルの機能と出力キャリアの機能とを単一のコンパクトな部品、すなわち、スピンドルキャリアへと組み合わせる。
スピンドルキャリアのスピンドル機能は、ベアリング支持とホイール装着とを含む。
スピンドルキャリアのキャリア機能は、遊星ギアの装着および離間、トルク増大、および、減速を含んでいる。
従来、遊星ギア減速機のこれらの構成要素、すなわち、スピンドルおよび出力キャリアは、別個のものであり、通常は遊星ギアボックス内の最も高価な構成要素のうちの２つである。
この手法を用いると、高価な構成要素を排除できるとともに、ギアボックスの長さをかなり減少させることができる。
本発明は、空間が考慮される車両に用いられるのに適している。
【００１２】
本発明の目的のうちの１つは、軽量で中速車両に用いるコンパクトで電気的なホイールドライブアセンブリを提供することである。
幾つかの適用例は、ゼロ回転（ｚｅｒｏ−ｔｕｒｎ）芝刈り機、実用車、および、清掃車である。
本発明は、従来の車軸ドライブを使用できない場合に特に適している。
無軸車両（ｎｏｎ−ａｘｌｅ  ｖｅｈｉｃｌｅｓ）は、現在、ホイールに直接接続される低速液圧モータを用いて駆動される。
液圧システムは、ノイズ、漏れ、および、比較的効率が低いなどの多くの望ましくない特徴を有している。
本発明のホイールドライブアセンブリを使用することにより、コンパクトな電気モータ、ギアボックス、および、ブレーキアセンブリが、液圧モータに取って代わることができ、ホイールへ電力を伝える静かで効率的な非液圧手段を与えることができる。
【００１３】
本発明の目的は、スピンドルキャリアおよび固定スピンドルキャリアハウジングを提供することであり、この場合、ホイールが一体型スピンドルキャリアに取り付けられている。
【００１４】
本発明の目的は、軽量で中速車両に用いるコンパクトで電気的なホイールドライブアセンブリを提供することである。
【００１５】
本発明の目的は、スピンドルキャリアを利用して、スピンドルの機能を果たす、すなわち、ベアリング支持およびホイール装着を行なうとともに、キャリアの機能を果たす、すなわち、遊星ギアの装着および離間、トルク増大、および、減速を行なうことである。
【００１６】
本発明の目的は、入力太陽ギアと入力遊星ギアとベアリングによって支持されない入力遊星キャリアとを入力リングギアと併せて利用することであり、この場合、入力遊星ギアが固定ドライブエンドハウジングの入力リングギアと噛み合い、それにより、入力遊星キャリアの真の中心の周りを回転する。
【００１７】
本発明の目的は、入力リングギアによって入力遊星キャリアが径方向に移動して荷重下でのノイズ発生を減少させることである。
【００１８】
本発明の目的は、入力遊星キャリアをスピンドルキャリア内で部分的に入れ子にして、コンパクトな電気モータギア減速機アセンブリの軸方向長さを減らすことである。
【００１９】
本発明の目的は、電気モータをドライブエンドハウジング内で部分的に入れ子にして、コンパクトな電気モータギア減速機アセンブリの軸方向長さを減らすことである。
【００２０】
本発明のこれらの目的および他の目的は、以下の図面の簡単な説明および本発明の説明を参照すると最も良く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの斜視図。
【図２】一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの端面図。
【図３】図２の１Ｂ−１Ｂ線に沿った一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの断面図。
【図４】スピンドルキャリアサブアセンブリ、入力遊星キャリア、および、ドライブエンドハウジングを示す図３の一部の拡大図。
【図５】入力遊星キャリアおよび入力遊星ギアの斜視図。
【図６】ギア減速機側から見たドライブエンドハウジングサブアセンブリの斜視図。
【図７】固定スピンドルキャリアハウジングの出力リングギアの斜視図。
【図８】スピンドルキャリアの斜視図。
【図９】図３の一部の拡大図。
【図１０】図９の一部の拡大図。
【図１１】ホイールハブが一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリに取り付けられた図３に類似する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの斜視図１００である。
図１を参照すると、端子ストリップ１０１およびライン端子１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃが示されている。
また、図１は、温度センサコネクタ１０８、ブレーキ配線コネクタ１１３、および、速度センサコネクタ１０７Ａも示している。
モータハウジング１１５、ドライブエンドハウジング１１４、および、スピンドルキャリアハウジング１２４が長いボルト１３８を用いて一体に接続されて示されている。
モータハウジング１１５は、ボルト１３８を受けるネジ孔を有している。
ネジ付きスタッド１３６がそのウェブ位置でスピンドルキャリア１２９から延在して示されている。
ネジ付きスタッド１３６は、図１１に示されるようにホイール１８０を締結するために使用される。
ドライブエンドハウジング１１４は、入力太陽ギア１１７、入力遊星キャリア１１９、および、入力遊星ギア１１８を収容している。
参照符号１３７は、車両と相互接続される回動機構または非回動機構に接続するための取り付けプレートを表わしている。
取り付けプレート１３７はネジボルト穴を含んでいる。
【００２３】
図２は、図１に関連して図示して説明した同じ構成要素の多くを示す一体型スピンドルキャリア１２９電気ホイールドライブアセンブリの端面図１００Ａである。
【００２４】
図３は、図２の１Ｂ−１Ｂ線に沿った一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの断面図１００Ｂである。
モータハウジング１１５は、電気モータのモータシャフト１０４、ステータ巻線１０２、および、ロータ１０３を部分的に覆い隠している。
構成要素への配線は、図３を配線構造で取り散らかすことなく構造をより良く表わすために図示されていない。
第１の肩部１０４Ａおよび第２の肩部１０４Ｂが、第１のシャフト支持ベアリング１０５、第２のシャフト支持ベアリング１０６のそれぞれと接続した状態で示されている。
ギア減速機側に配置される第１のシャフト支持ベアリング１０５は、肩部１０４Ａとベルビルスプリング１０５Ａとの間で捕捉され、また、ブレーキ側に配置される第２のシャフト支持ベアリング１０６は、モータハウジング１１５の肩部１１５Ａとモータシャフト１０４との中間で捕捉されている。
参照符号１３５は、回転可能なスピンドルキャリア１２９と固定されたスピンドルキャリアハウジング１２４との間に介在するシールを示している。
【００２５】
図９は、図３の一部の拡大図１００Ｈである。
図１０は、図９の一部の拡大図１００Ｉである。
図３、図９、図１０を参照すると、速度センサ１０７が回転する対象物（光学、磁気、または、ホール効果）１０７Ｂに近接して示されている。
対象物１０７Ｂは、モータシャフト１０４に圧入され或いはモータシャフト１０４にキー止めされてもよい。
図９には、ブレーキハウジング１０９、マグネットコイル１０９Ａ、ブレーキハウジング１０９をモータハウジング１１５に取り付けるためのネジボルト１０９Ｂが明確に示されている。
【００２６】
モータハウジング１１５の孔１０９Ｃ内のネジボルト１０９Ｂは、ブレーキハウジング１０９をモータハウジング１１５に対して固定している。
ブレーキ電機子プレート１１０は、電力がマグネットコイル１０９Ａへ供給されないときに、ブレーキ電機子プレート１１０を回転ブレーキディスク１１１と係合する方向へ付勢するブレーキハウジング１０９内のスプリング１１０Ｂに抗して動作する。
回転ブレーキディスク１１１はモータシャフト１０４にスプライン１５０で結合されている。
摩擦ディスク１１１Ａが回転ブレーキディスク１１１のための逆転ストッパとして使用
されている。
回転ブレーキディスクの摩擦面１１１Ｂは、スプリング１１０Ｂの力によりブレーキ電機子プレート１１０と相互に係合している。
【００２７】
ブレーキカバー１１２が、モータハウジング１１５に捩じ込まれる複数のブレーキカバー取り付けボルト１１２Ｃのネジ相互接続部１１２Ａにより、モータハウジング１１５に取り付けられている。
ブレーキカバーシール１１２Ｂがブレーキカバー１１２とモータハウジング１１５との間で捕捉されている。
【００２８】
図４は、スピンドルキャリア１２９サブアセンブリ、入力遊星キャリア１１９、および、ドライブエンドハウジング１１４を示す図３の一部１００Ｃの拡大図である。
図３および図４を参照すると、モータシール１１６がモータハウジング１１５内へのギアボックスオイルの漏れを防止する。
【００２９】
モータシャフト１０４は、入力太陽ギア１１７と結合して入力太陽ギア１１７を一緒に回転させる内側スプラインを含んでいる。
入力太陽ギア１１７は、入力遊星キャリア１１９に装着される入力遊星ギア１１８と噛み合っている。
図５は、入力遊星キャリア１１９および入力遊星ギア１１８の斜視図１００Ｄである。
ピン１２０およびベアリング１２１が、入力遊星ギア１１８を入力遊星キャリア１１９に装着するために使用されている。
好ましくは、３つの入力遊星ギア１１８が存在する。
ベアリング１２１は、ピン１２０を中心とする入力遊星ギア１１８の滑らかな回転を促進する。
図３、図４に示される入力遊星ギアワッシャ１２２、１２２Ａは、入力遊星ギア１１８が入力遊星キャリア１１９と衝突するのを防止する。
参照符号１６０Ａにより示されるように、入力遊星ギア１１８は入力太陽ギア１１７と噛み合っている。
参照符号１６３により示されるように、入力遊星ギア１１８は入力リングギア１２３とも噛み合っている。
【００３０】
参照符号１６２により示されるように、出力太陽ギア１２５が入力遊星キャリア１１９のスプラインと噛み合っている。
同様に、参照符号１６２Ａにより示されるように、出力太陽ギア１２５は出力遊星ギア１２８と噛み合っている。
【００３１】
入力リングギア１２３はドライブエンドハウジング１１４の内周に存在している。
ドライブエンドハウジング１１４は、入力太陽ギア１１７、入力遊星キャリア１１９、および、入力遊星ギア１１８を収容している。
図６は、ドライブエンドハウジング１１４サブアセンブリの斜視図１００Ｅである。
入力リングギア１２３は、ドライブエンドハウジング１１４に機械加工されてもよく、あるいは、ドライブエンドハウジング１１４に取り付けられる別個の部品であってもよい。
【００３２】
スピンドルキャリアハウジング１２４は、図７に示されるように出力リングギア１６４を含んでいる。
図７は、固定スピンドルキャリアハウジング１２４の出力リングギア１６４Ａの斜視図１００Ｆである。
出力太陽ギア１２５は、参照符号１６２に示すように、入力遊星キャリア１１９のスプラインとの噛み合いにより駆動され、また、出力太陽ギア１２５は出力遊星ギア１２８を駆動させる。
好ましくは、４つの出力遊星ギア１２８が存在する。
出力遊星ギア１２８はそれぞれ、ベアリング１３１を周囲に有する出力遊星ギアピン１３０によって支持されている。
出力遊星ギアワッシャ１３２、１３２Ａは、さもなければスピンドルキャリア１２９との衝突によって起こる出力遊星ギア１２８の損傷を防止する。
スラストワッシャ１２６、１２７は、出力太陽ギア１２５および入力遊星キャリア１１９の軸方向の動きを制限する。
入力遊星キャリア面１１９Ａは、入力遊星キャリア１１９がアセンブリのモータ端へ向けて軸方向にスライドするときにスラストワッシャ１２７と係合する。
【００３３】
ボルト穴１２９Ｃが貫通するスピンドルキャリアハウジングのリップ部１２９Ｂが図７に示されている。
【００３４】
図８は、略円筒形状１７３のスピンドルキャリア１２９の斜視図１００Ｇである。
略円筒形状のスピンドルキャリアの端部１２９Ａが図１および図３に示されている。
固定スピンドルキャリアハウジング１２４とスピンドルキャリア１２９との間のベアリング１３３、１３３Ａが図３に示されている。
スピンドルキャリア１２９の外面の周方向溝１７３Ａに存在する保持リング１３４（または、等価物）、および、スピンドルキャリアハウジング１２４の肩部１７１は、スピンドルキャリア１２９と固定スピンドルキャリアハウジング１２４との間に存在する２つのベアリングのうちの一方のベアリング１３３Ａを捕捉している。
スピンドルキャリア１２９の肩部１７０、１７２間で捕捉される他のベアリング１３３が図４に示されている。
【００３５】
図１１は、ホイール１８０が一体型スピンドルキャリア１２９電気ホイールドライブアセンブリに取り付けられた図３に類似する断面図１００Ｊである。
ホイール１８０をスピンドルキャリア１２９に固定して一緒に回転させるためにナット１８１がネジ付きスタッド１３６に螺合されている。
【００３６】
電力は、図１に示される端子ブロック１０１を通じてモータに供給される。
端子ストリップ１０１はライン１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを含んでいる。
電気モータは、ロータ１０３およびステータ１０２に装着されるモータシャフト１０４を含んでいる。
ＡＣインダクションモータが概略的に図示されているが、それが車両要件を満たす限り、任意のタイプの電気モータを使用できる。
交流電流がステータ巻線１０２に流入し、それにより、ロータ１０３に電流を誘導してロータ１０３に磁場を誘導する移動磁場が形成される。
ロータ１０３およびモータシャフト１０４は比較的高速で回転する。
図示のモータは、約４８００ｒｐｍで回転し、２２０インチポンドのトルクを生み出す。
【００３７】
モータシャフト１０４は、第１のシャフト支持ベアリング１０５、第２のシャフト支持ベアリング１０６によって支持されている。
ステータ巻線１０２、ロータ１０３は、モータ性能に関する情報をモータコントローラ（図示せず）へ送り戻すセンサを有している。
速度センサ１０７および温度センサコネクタ１０８が図１に示されている。
速度センサ１０７は、回転する対象物１０７Ｂと併せて使用される磁気、光学、または、ホール効果センサであってもよい。
なお、表示を明確にするため、温度センサは図３に示されていない。
【００３８】
図３の右側部分には、車両を斜面上に駐車させることができるようにモータシャフト１０４を停止させるブレーキアセンブリが示されている。
ブレーキアセンブリは緊急停止のためにも使用される。
ブレーキアセンブリは、ブレーキ配線コネクタ１１３を介して給電されるドーナッツ形状のマグネットコイル１０９Ａを含んでいる。
なお、明確にするため、マグネットコイル１０９Ａを給電するための配線は図３に示されていない。
マグネットコイル１０９Ａは、給電されると、ブレーキハウジング１０９のスプリング受け孔１１０Ａ内に埋め込まれたスプリング１１０Ｂに抗してブレーキ電機子プレート１１０を引き寄せる磁場を形成する。
これにより、図９に示されるように、モータシャフト１０４のスプライン１５０に結合される回転ブレーキディスク１１１をモータシャフト１０４と共に自由に回転させることができる。
あるいは、回転ブレーキディスク１１１は、キーまたは他のタイプのシャフト接続によってモータシャフト１０４に接続されてもよい。
【００３９】
汚染物質がブレーキ性能に影響を及ぼさないように、ブレーキアセンブリがブレーキカバー１１２で覆われている。
モータのドライブエンドハウジング１１４は、モータハウジング１１５に接続して、第１のシャフト支持ベアリング１０５およびモータシール１１６のための支持を行なう。
モータシール１１６は、ギアボックスオイル（図示せず）がモータハウジング１１５に流入するのを防止する。
図４に最も良く示されるように、オイルは、固定スピンドルキャリアハウジング１２４のオイルプラグ１９５を通じてギアボックスに入る。
【００４０】
モータシャフト１０４のドライブエンドの内側スプライン１６０は、入力太陽ギア１１７に接続している。
あるいは、スプラインの代わりに、キーまたは回転力を伝える他の接続を使用してモータシャフト１０４を入力太陽ギア１１７に接続することができる。
入力太陽ギア１１７は、入力遊星ギア１１８と噛み合って回転力を伝える。
入力遊星ギア１１８は入力遊星キャリア１１９と相互接続され、入力遊星キャリア１１９は、入力遊星ギア１１８が入力遊星キャリア１１９に対して回転できるようにする入力遊星ギアピン１２０を含んでいる。
入力遊星ギア１１８は、入力遊星ギアピン１２０を中心とする滑らかな回転のためにベアリング１２１を含んでいる。
スラストワッシャ１２２、１２２Ａは、回転する入力遊星ギア１１８の両面が入力遊星キャリア１１９の壁を損傷させないようにする。
また、入力遊星ギア１１８は、ドライブエンドハウジング１１４に別個のリングとして強固に取り付けられ、またはドライブエンドハウジング１１４に直接機械加工されてもよい固定入力リングギア１２３とも噛み合う。
入力リングギア１２３内での入力遊星ギア１１８の回転は、スプライン１６２、キー、または、類似の接続により入力遊星キャリア１１９に直接接続される出力太陽ギア１２５に対して回転力を与える。
入力遊星キャリア１１９は、入力太陽ギア１１７と同じ方向に回転する。
【００４１】
出力太陽ギア１２５における回転力は、モータからの回転力よりも大きいトルクおよび小さい速度を有する。
トルクおよび速度のこの変化は、入力太陽ギア１１７および入力リングギア１２３のギア歯の数の関数である。
入力遊星キャリア１１９が回転する間、入力遊星キャリア１１９は、ベアリングによって径方向に支持されず、入力リングギア１２３内で浮くことができる。
ギア噛合における力は、入力遊星キャリア１１９が真の中心を見出すことができるようにする分離力を与え、これは、荷重下でのノイズ発生を減らすのに役立つ。
入力遊星キャリア１１９および出力太陽ギア１２５は軸方向にも浮くことができるが、それらの軸方向の動きは、出力太陽スラストワッシャ１２６および入力遊星キャリアスラストワッシャ１２７によって制御される。
【００４２】
入力太陽ギア１１７と同様の方法で、出力太陽ギア１２５が出力遊星ギア１２８と噛み合っている。
出力遊星ギア１２８は、固定スピンドルキャリアハウジング１２４に対して固定して設けられる出力リングギア１６４Ａと噛み合って、回転力をスピンドルキャリア１２９に与える。
出力リングギア１６４Ａは、スピンドルキャリアハウジング１２４に機械加工されてもよく、あるいは、スピンドルキャリアハウジング１２４内に取り付けられる別個の構成要素であってもよい。
出力遊星ギア１２８は、出力遊星ギア１２８がスピンドルキャリア１２９に対して回転できるようにする出力遊星ピンギア１３０によってスピンドルキャリア１２９に接続されている。
出力遊星ギア１２８が滑らかに回転するのを確保するため、出力遊星ギアピン１３０の周囲にベアリングが使用されている。
スラストワッシャ１３２、１３２Ａは、回転する出力遊星ギア１２８の両面がスピンドルキャリア１２９の壁と衝突しないように保護する。
入力遊星キャリア１１９と同様の方法で、スピンドルキャリア１２９の回転力は、出力太陽ギア１２５よりも大きいトルクおよび小さい速度を有する。
このトルクおよび速度の変化は、スピンドルキャリアハウジング１２４の出力リングギア１６４Ａおよび出力太陽ギア１２５の歯の数の関数である。
スピンドルキャリア１２９は、スピンドルキャリアハウジング１２４の出力リングギア１６４Ａ内でボールベアリング１３３、１３３Ａにより支持されている。
また、ベアリング１３３、１３３Ａは、車両ホイール荷重のための支持も行なう。
ベアリング１３３、１３３Ａは、保持リング１３４、ベアリングナット、または、同様の装置を用いてスピンドルキャリア１２９上に保持されている。
メインシール１３５は、スピンドルキャリアハウジング１２４とスピンドルキャリア１２９との間の環状空間内に押し込まれ、ギアボックスオイルの漏れを防止する。
ホイール１８０は、ホイールスタッド１３６によりスピンドルキャリア１２９に直接接続される。
ホイ−ルスタッド１３６は、遊星ギア１２８間でスピンドルキャリア１２９内に戦略的に配置される。
【００４３】
従来のホイールドライブギアボックスは、出力キャリアに接続し、ホイール支持ベアリング、シール、および、ホイール装着形状スタッド、ホイールパイロット等を含む別個のスピンドル部品を有している。
本発明のドライブでは、スピンドルキャリア１２９は、典型的な出力キャリアおよびスピンドルの全ての機能のために使用されている。
これは、ギアボックスのコストおよびサイズを劇的に減少させる。
ギアボックスの直径は比較的小さく、そのため、ホイールのかなりの部分が電気ホイールドライブアセンブリを取り囲むことができる。
電気ホイールドライブアセンブリは、モータハウジング上の取り付けプレート１３７を用いて車両フレームに接続される。
これらの取り付けプレート１３７は、特定の車両の要件に応じた様々な形態を成すことができる。
ホイール荷重は、メインベアリングを介して、スピンドルキャリアハウジング１２４、モータのドライブエンドハウジング１１４、および、モータハウジング１１５へと伝え戻される。
大きい荷重ボルト１３８は、スピンドルキャリアハウジング１２４、ドライブエンドハウジング１１４アセンブリ、および、モータハウジング１１５を互いに結合して、ホイール荷重を支えるための強固な構造を形成している。
【００４４】
本発明で達成できる減速の一例は、２６．６：１である。
第１段階減速（入力太陽ギア、入力遊星ギア、および、入力遊星キャリア）は６．２：１であり、第２段階（出力太陽ギア、出力遊星ギア、および、スピンドルキャリア）減速は４．３：１である。
この減速は、単なる一例として示されており、かなりの範囲に及ぶことは言うまでもない。
２段階遊星ギアシステムの場合、２０：１〜６０：１の減速範囲を一般に得ることができる。
【００４５】
この電気モータは、２２０ｉｎ−ｌｂｓトルクおよび約４８００ＲＰＭピーク速度を有することができる。
ギアボックスピーク定格は約８８５０ｉｎ−ｌｂｓである。
【００４６】
図１０は、ブレーキハウジング１０９の一部を示す図９の一部の拡大図１００Ｈである。
Ｉｎｅｒｔｉａ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（以下、「ＩＤＩ」）は、本明細書で説明されるブレーキを解放するために給電されるバネ適用コイルを製造する。
ＩＤＩブレーキは、シャフトのスプライン結合１５０部分を介してモータシャフト１０４に装着されるようになっている。
回転ブレーキディスク１１１は、スプライン相互接続部１５０を介してモータシャフト１０４の外側スプラインに取り付けられる内側スプラインを含んでいる。
摩擦ディスク１１１Ａ、回転ブレーキディスクの摩擦面１１１Ｂ、ブレーキカバー１１２、ブレーキカバー取り付けボルトとモータハウジングとのネジ相互接続部１１２Ａ、ブレーキカバーシール１１２Ｂ、および、ブレーキカバー取り付けボルト１１２Ｃが図９および図１０に示されている。
【００４７】
図９、１０を参照すると、ブレーキハウジング１０９の給電されたマグネットコイル１０９Ａは、回転ブレーキディスク１１１（時として、クラッパと称される）をスプリング１１０Ｂの力に抗して回転ブレーキディスク１１１から離間するように引き付け、回転ブレーキディスク１１１がモータシャフト１０４と共に回転できるようにする。
参照符号１１０Ａは、スプリング受け孔を表わしており、また、参照符号１１０Ｂは、ブレーキ電機子プレート１１０を回転ブレーキディスク１１１と係合する方向へ付勢するブレーキ１０９のスプリングを表わしている。
参照符号１１１Ｂは、回転ブレーキディスク１１１の摩擦面を表わしている。
【００４８】
図９を参照すると、マグネットコイル１０９Ａが作動されると、回転ブレーキディスク１１１がブレーキハウジング１０９に当接し、ブレーキ電機子プレート１１０とブレーキハウジング１０９との間の符号が付されていない小さい隙間が排除される。
マグネットコイル１０９Ａは、直流電流コイルであり、また、コイルを動作させるためのエネルギは、図１に示されるブレーキ配線コネクタ１１３を介して供給される。
コイルの内部配線は図面に何ら示されていない。
当業者であれば理解できるからである。
【００４９】
ドライブエンドハウジング１１４は、鉄、スチール、または、ステンレススチール、あるいは、任意の他の耐久性の高い材料から形成されてもよい。
同様に、スピンドルキャリアハウジング１２４は、鉄、スチール、または、ステンレススチール、あるいは、任意の他の耐久性の高い材料から形成されてもよい。
ギアおよびキャリアは、鉄、スチール、または、ステンレススチールから形成されるのが好ましい。
あるいは、ギアまたはキャリアの少なくとも一方が、硬質で耐久性のあるプラスチックから形成されてもよい。
【００５０】
本発明を一例として説明してきた。
当業者であれば分かるように、添付の特許請求の範囲の思想および範囲から逸脱することなく、本発明に対して変更を成すことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  ・・・一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの斜視図
１００Ａ・・・一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの端面図
１００Ｂ・・・図２の１Ｂ−１Ｂ線に沿った一体型スピンドルキャリア電気ホイールドライブアセンブリの断面図
１００Ｃ・・・一体型スピンドルキャリアサブアセンブリ、入力遊星キャリア、および、ドライブエンドハウジングを示す図３の一部の拡大図
１００Ｄ・・・入力遊星キャリアおよび入力遊星ギアの斜視図
１００Ｅ・・・ドライブエンドハウジングサブアセンブリの斜視図
１００Ｆ・・・固定スピンドルキャリアハウジングの出力リングギアの斜視図
１００Ｇ・・・スピンドルキャリア１２９の斜視図
１００Ｈ・・・図３の一部の拡大図
１００Ｉ・・・図９の一部の拡大図
１００Ｊ・・・ホイールハブがドライブアセンブリに取り付けられた図３に類似する断面図
１０１  ・・・端子ストリップ
１０１Ａ・・・ライン
１０１Ｂ・・・ライン
１０１Ｃ・・・ライン
１０２  ・・・ステータ巻線
１０３  ・・・ロータ
１０４  ・・・モータシャフト
１０４Ａ・・・モータシャフトの第１の肩部
１０４Ｂ・・・モータシャフトの第２の肩部
１０５  ・・・第１のシャフト支持ベアリング
１０５Ａ・・・ドライブエンドハウジングと第１のシャフト支持ベアリングとの間で動作するベルビルスプリング
１０６  ・・・第２のシャフト支持ベアリング
１０７  ・・・速度センサ
１０７Ａ・・・速度センサコネクタ
１０７Ｂ・・・対象物（磁気、光学、ホール効果）
１０８  ・・・温度センサコネクタ
１０９  ・・・ブレーキハウジング
１０９Ａ・・・マグネットコイル
１０９Ｂ・・・ブレーキハウジングをモータハウジングに取り付けるためのネジボルト
１０９Ｃ・・・ブレーキハウジングの孔
１０９Ｄ・・・モータハウジングのネジボルトのネジ相互接続部
１１０  ・・・ブレーキ電機子プレート
１１０Ａ・・・スプリング受け孔
１１０Ｂ・・・ブレーキ電機子プレートをブレーキディスクと係合する方向へ付勢するブレーキのスプリング
１１１  ・・・回転ブレーキディスク
１１１Ａ・・・摩擦ディスク
１１１Ｂ・・・回転ブレーキディスクの摩擦面
１１２  ・・・ブレーキカバー
１１２Ａ・・・ブレーキカバー取り付けボルトおよびモータハウジングのネジ相互接続部
１１２Ｂ・・・ブレーキカバーシール
１１２Ｃ・・・ブレーキカバー取り付けボルト
１１３  ・・・ブレーキ配線コネクタ
１１４  ・・・入力太陽ギア、入力遊星キャリア、入力遊星ギア、および、出力太陽ギア
を収容するドライブエンドハウジング
１１５  ・・・モータハウジング
１１６  ・・・モータシール
１１７  ・・・入力太陽ギア
１１８  ・・・入力遊星ギア
１１９  ・・・入力遊星キャリア
１１９Ａ・・・スラストワッシャと係合する入力遊星キャリアの面
１２０  ・・・入力遊星ギアピン
１２１  ・・・入力遊星ギアベアリング
１２２  ・・・入力遊星ギアワッシャ
１２２Ａ・・・入力遊星ギアワッシャ
１２３  ・・・入力リングギア
１２４  ・・・スピンドルキャリアハウジング
１２５  ・・・出力太陽ギア
１２６  ・・・出力太陽スラストワッシャ
１２７  ・・・入力遊星キャリアスラストワッシャ
１２８  ・・・４つの出力遊星ギア
１２９  ・・・略円筒形状のスピンドルキャリア
１２９Ａ・・・略円筒形状のスピンドルキャリアの端部
１２９Ｂ・・・スピンドルキャリアハウジングのリップ部
１２９Ｃ・・・スピンドルキャリアハウジングのボルト穴
１２９Ｄ・・・ドライブエンドハウジングとスピンドルキャリアハウジングのリップ部１２９Ｂとの間のシール
１３０  ・・・出力遊星ギアピン
１３１  ・・・出力遊星ギア用のベアリング
１３２、１３２Ａ・・・出力遊星ギア用のスラストワッシャ
１３３、１３３Ａ・・・スピンドルキャリアハウジングとスピンドルキャリアとの間のベアリング
１３４  ・・・保持リング
１３５  ・・・シール
１３６  ・・・ネジゆるみ止め付き（ｗｉｔｈ  ｌｏｃｔｉｔｅ）のネジ付きスタッド
１３７  ・・・回動機構または非回動機構へ接続するための取り付けプレート
１３８  ・・・スピンドルキャリアハウジング、ドライブエンドハウジング、および、モータハウジングを互いに接続するボルト
１５０  ・・・回転ブレーキディスクを駆動するモータシャフト上のスプライン
１５１  ・・・モータシャフトの内歯と対象物との噛み合い（締まりばめ）
１６０  ・・・入力遊星ギアと入力太陽ギアとの噛み合い
１６０Ａ・・・モータシャフトの内側スプラインと入力太陽ギアとの噛み合い
１６２  ・・・出力太陽ギアと入力遊星キャリアのスプラインとの噛み合い
１６２Ａ・・・出力太陽ギアと出力遊星ギアとの噛み合い
１６３  ・・・入力遊星ギアと入力リングギアとの噛み合い
１６４  ・・・出力遊星ギアと出力リングギアとの噛み合い
１６４Ａ・・・出力リングギア
１７０  ・・・固定スピンドルキャリアハウジングの内部の肩部
１７１  ・・・固定スピンドルキャリアハウジングの内部の肩部
１７２  ・・・スピンドルキャリアの外部の肩部
１７３  ・・・スピンドルキャリアの外側円筒面
１７３Ａ・・・スピンドルキャリアの外側円筒面の周方向溝
１８０  ・・・ホイール
１８１  ・・・ネジナット
１９５  ・・・オイルプラグ
【図１】
0005612157.tif 000002
【図２】
0005612157.tif 000003
【図３】
0005612157.tif 000004
【図４】
0005612157.tif 000005
【図５】
0005612157.tif 000006
【図６】
0005612157.tif 000007
【図７】
0005612157.tif 000008
【図８】
0005612157.tif 000009
【図９】
0005612157.tif 000010
【図１０】
0005612157.tif 000011
【図１１】
0005612157.tif 000012