(57)【要約】  第１及び第２の出力部材（３４、３６）と回転軸とを有する駆動シャフト（３１）を有する電気駆動システム（２６）が提供される。複数の電気モータ（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が、駆動シャフトに隣接して配置される。各モータは、駆動シャフトに駆動係合し、かつ、駆動シャフトに実質的に平行な出力シャフト（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）を有する。差動ステアリングシステム（４０）が、駆動シャフトと第１及び第２の出力部材との間に作動可能に配置される。作動ステアリングシステムは、駆動シャフトと第１の出力部材との間、及び、駆動シャフトと第２の出力部材との間両方で作動可能に係合された第１の遊星歯車アセンブリ（４２）を含む。第１の遊星歯車アセンブリは、駆動シャフトの回転軸と実質的に整列する回転軸を有する。ステアリングモータ（７０）が、差動ステアリングシステムと作動可能に係合し、かつ、第１及び第２の出力部材の相対回転速度を同時に調節するよう作動可能である。
2009519154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気駆動システム（２６）であって、
第１の出力部材（３４）と、
第２の出力部材（３６）と、
回転軸を有する駆動シャフト（３１）と、
駆動シャフトに隣接して配置される複数の電気モータ（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）であって、各々が、駆動シャフトに駆動係合し、かつ、駆動シャフトに実質的に平行な出力シャフト（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）を有する複数の電気モータと、
駆動シャフトが電気モータから差動ステアリングシステムへトルクを伝えるように、駆動シャフトと第１及び第２の出力部材との間に作動可能に配置される差動ステアリングシステム（４０）であって、差動ステアリングシステムが、駆動シャフトと第１の出力部材との間で作動可能に係合され、かつ、駆動シャフトと第２の出力部材との間で作動可能に係合される第１の遊星歯車アセンブリ（４２）を含み、第１の遊星歯車アセンブリが、駆動シャフトの回転軸と実質的に整列する回転軸を有する差動ステアリングシステムと、
差動ステアリングシステムに作動可能に係合し、かつ、第１及び第２の出力部材の相対回転速度を同時に調節するように作動可能なステアリングモータ（７０）と
を備えた電気駆動システム（２６）。
【請求項２】
複数の電気モータが３つの電気モータである請求項１に記載の電気駆動システム。
【請求項３】
３つの電気モータの出力シャフトが、駆動シャフトの軸まわりに互いに間隔を置いて配置される請求項２に記載の電気駆動システム。
【請求項４】
駆動係合が、駆動シャフト上の平歯車（３３）と係合する複数の各電気モータの出力シャフト上の平歯車（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を含む請求項１に記載の電気駆動システム。
【請求項５】
各出力シャフト上の平歯車が、駆動シャフト上の平歯車より小さい請求項４に記載の電気駆動システム。
【請求項６】
車両（２０）の電気駆動システム（２６）を作動する方法であって、
第１の出力シャフト（２９ａ）を駆動シャフト（３１）の軸と平行な状態にして、駆動シャフトに隣接する第１の出力シャフトを有する第１の電気モータ（２８ａ）を配置する工程と、
第２の出力シャフト（２９ｂ）を駆動シャフトの軸と平行な状態にして、駆動シャフトに隣接する第２の出力シャフトを有する第２の電気モータ（２８ｂ）を配置する工程と、
第１及び第２の各出力シャフト上に歯車（３０ａ、３０ｂ）を配置する工程と、
第１及び第２の各出力シャフト上の歯車と駆動係合するように駆動シャフト上に歯車（３３）を配置する工程と、
車両上に第１及び第２の出力部材（３４、３６）を配置する工程と、
駆動シャフトと第１及び第２の出力部材との間で駆動係合するように差動ステアリングシステム（４０）を配置する工程と、
第１及び第２の各出力シャフト上の歯車を同じ回転方向に回転させるように第１及び第２の電気モータを駆動し、それにより駆動シャフト上の歯車を駆動し、そして、それにより第１及び第２の出力部材を駆動する工程と
を含む方法。
【請求項７】
第３の出力シャフト（２９ｃ）を駆動シャフトと平行な状態にして、駆動シャフトに隣接して第３の出力シャフトを有する第３の電気モータ（２８ｃ）を配置する工程と、
駆動シャフト上の歯車と係合するように第３の出力シャフト上に歯車（３０ｃ）を配置する工程と、
第３の出力シャフト上の歯車を、第１及び第２の出力シャフト上の歯車と同じ方向に回転させるように第３の電気モータを駆動する工程と
を更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１の出力部材で第１の地面係合部材（２２）を駆動し、かつ、第２の出力部材で第２の地面係合部材（２４）を駆動する工程
を更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第１の出力部材と第１の地面係合部材との間に第１のファイナルドライブ（６２）を配置する工程と、
第２の出力部材と第２の地面係合部材との間に第２のファイナルドライブ（６４）を配置する工程と
を更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
駆動シャフトの回転軸からオフセットされた状態で、駆動軸（８６）に沿って第１のファイナルドライブを配置する工程と、
駆動シャフトの回転軸からオフセットされた状態で、駆動軸（８８）に沿って第２のファイナルドライブを配置する工程と
を更に含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気駆動システムに、より詳細には、複数のモータを備えた電気駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気駆動は、例えばオフロード作業機械、ハイウェイトラック又は自動車などの車両における駆動力源として使用され得る。電気駆動は、内燃機関によって提供される駆動力を補うこともできるし、あるいは、車両用の駆動力をすべて提供することもできる。電気駆動で内燃機関を補充又は置き換えることによって、車両作動中に発生する排出物を低減することができる。さらに、電気駆動は、車両の燃費効率を増大することもできる。
【０００３】
電気駆動は、一般的に、電力源及び車両上の１つ以上の地面係合装置（ｇｒｏｕｎｄ  ｅｎｇａｇｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）に連結される電気モータを含む。電力源、例えば、電池又はエンジンは、電気モータを作動させて出力トルクを生成するために使用される動力を提供する。出力トルクは、車両の地面係合装置に伝達され、それによって車両を推進する。
【０００４】
軌道式作業機械などの一部車両は、電気モータ及び車両の地面係合装置との間に配置される差動ステアリングシステムを含むことができる。差動ステアリングシステムは、１つ以上の遊星歯車アセンブリ及びステアリングモータを含むことができる。差動ステアリングシステムは、地面係合装置の相対速度を変化させ、それによって車両の移動方向を変化させるように作動可能である。車両の一方の地面係合装置が、車両の他方の地面係合装置より遅い速度で駆動されるときに、車両はより遅く動いている地面係合装置の方向に向きを変える傾向がある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０２４，１８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
典型的な電気駆動、例えば、浜田らに交付された（特許文献１）において、電気モータの出力トルクが電気モータから差動システムへ、例えば、傘歯車又は平歯車の配置を含む歯車式トランスファーシステムを介して伝達される。複数の駆動モータは、対向する地面係合装置を駆動するために個別に提供されてもよい。しかし、傘歯車又は平歯車の配置を使用することは、地面係合装置に個別のモータトルクを伝達する非効率的な方法である。電気モータによって生成されるトルクの一部は、トルク伝達中に失われる可能性があり、かつ、複数のモータを配置することはスペース上効率的ではない。噛合損失は、電気駆動の効率及び車両の総合効率を低下させる。さらに、個別のモータ及びドライブのための必要スペースは大きい。
【０００７】
開示される電気駆動システムは、上に記載されている１つ以上の問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示されたシステムの一態様は、第１の出力部材、第２の出力部材及び回転軸を有する駆動シャフトを含む電気駆動システムに関する。複数の電気モータが、駆動シャフトに隣接して配置される。各電気モータは、駆動シャフトに駆動係合し、かつ、駆動シャフトに実質的に平行である出力シャフトを含む。差動ステアリングシステムは、駆動シャフトが電気モータから差動ステアリングシステムへトルクを伝えるように駆動シャフトと第１及び第２の出力部材との間に作動可能に配置される。差動ステアリングシステムは、駆動シャフトと第１の出力部材との間で作動可能に係合され、かつ、駆動シャフトと第２の出力部材との間で作動可能に係合される第１の遊星歯車アセンブリを含む。第１の遊星歯車アセンブリは、駆動シャフトの回転軸と実質的に整列する回転軸を有する。ステアリングモータは、差動ステアリングシステムに作動可能に係合し、第１及び第２の出力部材の相対回転速度を同時に調節するように差動可能である。
【０００９】
別の態様において、車両の電気駆動システムの作動方法が開示する。駆動シャフトに隣接して第１の出力シャフトを有する第１の電気モータは、第１の出力シャフトが駆動シャフトの軸線と平行である状態で配置される。駆動シャフトに隣接して第２の出力シャフトを有する第２の電気モータは、第２の出力シャフトが駆動シャフトの軸線と平行である状態で配置される。歯車が、第１及び第２の出力シャフトの各々に配置される。第１及び第２の各出力シャフト上の歯車と駆動係合するように、駆動シャフト上に歯車が配置される。第１及び第２の出力部材が車両に配置される。差動ステアリングシステムが、駆動シャフトと第１及び第２の出力部材との間で駆動係合するように配置される。第１及び第２の電気モータは、第１及び第２の各出力軸上の歯車を同じ回転方向に回転させるように駆動され、それにより駆動シャフト上の歯車を駆動し、そして、それにより第１及び第２の出力部材を駆動する。
【００１０】
前述の一般的な記載及び後述の詳細な記載は、例示的なものであり、本発明を、説明するだけであり限定するものではないことを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の例示的実施形態への参照が詳細に行われ、その例示的実施形態は添付図面に示される。
【００１２】
図１に模式的及び概略的に示されるように、車両２０は電気駆動システム２６を含むことができる。電気駆動システム２６は、第１の地面係合装置２２及び第２の地面係合装置２４と作動可能に係合することができる。第１及び第２の地面係合装置２２及び２４は、例えば、当業者が容易に理解できるキャタピラ、ベルト、車輪又は他のいかなる地面係合装置であってもよい。
【００１３】
図２において最良に示されるように、電気駆動システム２６は、ハウジング３８と、出力シャフト２９ａ、２９ｂ及び２９ｃをそれぞれ有する電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃを含む。各出力シャフト２９ａ、２９ｂ及び２９ｃには、平歯車３０ａ、３０ｂ及び３０ｃが取り付けられている。３つの平歯車３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは、駆動シャフト３１に取り付けられているより大きい平歯車３３に係合可能である。このように、３つの平歯車３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは、駆動シャフト３１上の平歯車３３より小さくすることができる。出力シャフト２９ａ、２９ｂ及び２９ｃが、駆動シャフト３１の軸回りに、互いに等間隔又は非等間隔に設置されるように、３つの電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃは配置可能である。
【００１４】
車両２０は、例えば、電池又は発電機を備えた内燃機関のようなエンジンでもよい電力源（図示せず）を含むことができる。電力の印加に応答して、電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃは、中間平歯車３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３３を経由して駆動シャフト３１にトルクを作用させる。作用するトルクの大きさ及び方向は、電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃに加えられる電力の大きさ及び極性によって決まる。
【００１５】
作用するトルクに応答して、駆動シャフト３１は、回転し始めることができる。図１に示すように、駆動シャフト３１は、基準軸３２と整列する回転軸を中心に回転するように配列される。駆動シャフト３１が回転する速度は、例えば、電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃによって作用するトルク及び駆動シャフト３１上の負荷の大きさを含むいくつかの要因によって決まる。
【００１６】
図１を参照すると、電気駆動システム２６はさらに、差動ステアリングシステム４０、第１の出力部材３４及び第２の出力部材３６を含む。第１の出力部材３４は、第１の地面係合装置２２に作動可能に接続されている。第２の出力部材３６は、第２の地面係合装置２４に作動可能に接続されている。
【００１７】
例示の実施形態では、電気駆動システム２６は、第１のスプロケット６６及び第２のスプロケット６８を含むことができる。第１のスプロケット６６は、第１の出力部材３４に接続され、第１の地面係合装置２２を係合するように構成可能である。第２のスプロケット６８は、第２の出力部材３６に接続され、第２の地面係合装置２４を係合するように構成可能である。第１及び第２のスプロケット６６及び６８は、第１及び第２の出力部材３４及び３６の回転に応答して、第１及び第２の地面係合装置２２及び２４を駆動する。
【００１８】
図１に示される例示的実施形態において、差動ステアリングシステム４０は、第１の遊星歯車アセンブリ４２、第２の遊星歯車アセンブリ４４及び第３の遊星歯車アセンブリ４６を含む。当業者は、差動ステアリングシステム４０は、様々な異なる構成が可能であり、より多くの又はより少ない遊星歯車アセンブリを含むことができることを認識するであろう。
【００１９】
第１、第２及び第３の各遊星歯車アセンブリ４２、４４及び４６は、太陽歯車、遊星歯車セット及びリング歯車を含む。したがって、第１の遊星歯車アセンブリ４２は、太陽歯車５０ａ、惑星歯車セット５２ａ及びリング歯車５４ａを含む。同様に、第２の遊星歯車アセンブリ４４は、太陽歯車５０ｂ、惑星歯車セット５２ｂ及びリング歯車５４ｂを含む。同じく、第３の遊星歯車アセンブリ４６は、太陽歯車５０ｃ、惑星歯車セット５２ｃ及びリング歯車５４ｃを含む。各太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、軸を中心に回転し、各遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃと噛み合うように構成される。遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃのまわりを軌道に乗って回転し、各リング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃと噛み合う。各リング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃの回転軸を中心に回転するように構成され得るか、あるいは、各リング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、リング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃが回転するのを防止するためにハウジング３８に対して固定され得る。
【００２０】
図１に示すように、第１、第２、及び第３の各遊星歯車アセンブリ４２、４４、及び４６の回転軸は、基準軸３２と実質的に整列する。さらに、第１、第２及び第３の各遊星歯車アセンブリ４２、４４、及び４６の各太陽歯車５０ｃ、５０ａ、５０ｂ及び各遊星歯車セット５２ｃ、５２ａ、５２ｂの回転軸は、基準軸３２と実質的に整列する。このように、第１、第２及び第３の各遊星歯車アセンブリ４２、４４、及び４６の回転軸は、駆動シャフト３１の回転軸と実質的に整列する。
【００２１】
当業者は、遊星歯車センブリは、第１の速度で入力回転を受け、第２の速度で対応する出力回転を生成することを認識するであろう。入力と出力との間の回転速度の変化は、太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、及びリング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃの歯数によって決まる。回転速度の変化は、入力回転を受けるのに使用される歯車及び出力回転を提供するのに選択される歯車によっても決まる。
【００２２】
入力回転は、遊星歯車アセンブリに、太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及びリング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃの１つ又は２つを介して伝えられ得る。太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及びリング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃのうちのただ１つだけが入力回転を受ける場合、太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及びリング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃのうちの１つが、ハウジング３８に固定されることができる。太陽歯車５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、遊星歯車セット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及びリング歯車５４ａ、５４ｂ、５４ｃの内の残っている１つにおいて、出力回転は生成される。
【００２３】
図示されるように、駆動シャフト３１は、第１の遊星歯車アセンブリ４２の遊星歯車セット５２ａに適切に接続されている。図１に示すように、第１の遊星歯車アセンブリ４２は、第２の遊星歯車アセンブリ４４及び第３の遊星歯車アセンブリ４６の両方に接続している。第１の遊星歯車アセンブリ４２のリング歯車５４ａは、第２の遊星歯車アセンブリ４４の遊星歯車セット５２ｂに接続している。リアクションメンバ５６は、第１の遊星歯車アセンブリ４２の太陽歯車５０ａを第２の遊星歯車アセンブリ４４の太陽歯車５０ｂ及び第３の遊星歯車アセンブリ４６の太陽歯車５０ｃに接続する。図示されるように、駆動シャフト３１は、中空であり、リアクションメンバ５６がその中で延在する穴を含むことができる。このように、リアクションメンバ５６の回転軸は、基準軸３２と実質的に整列することもできる。
【００２４】
第１の遊星歯車アセンブリ４２は、第２の遊星歯車アセンブリ４４及び第３の遊星歯車アセンブリ４６の両方に入力回転を与える。第１の遊星歯車アセンブリ４２の遊星歯車セット５２ａの回転によって、組み合わされる太陽歯車５０ａ及びリアクションメンバ５６に対応する回転が生じる。リアクションメンバ５６の回転は、第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の両方の太陽歯車５０ｂ、５０ｃに入力回転を与える。
【００２５】
第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の太陽歯車５０ｂ、５０ｃの回転によって、遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃは、太陽歯車５０ｂ、５０ｃのまわりを軌道に乗って回転する。例示の実施形態において、第２の及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６のリング歯車５４ｂ、５４ｃが静止状態に保持されるとき、遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃは太陽歯車５０ｂ、５０ｃのまわりを軌道に乗って同一回転速度で回転するように、第１、第２、及び、第３の遊星歯車アセンブリ４２、４４及び４６は構成される。当業者は、遊星歯車アセンブリ４２、４４及び４６は、車両２０の予想される運転条件によって決定される、様々な減速比を有することが可能であることを認識するであろう。
【００２６】
第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃの回転速度は、第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の出力回転を与える。第２の遊星歯車アセンブリ４４の遊星歯車セット５２ｂの回転速度は、第１の出力部材３４へ伝達され、それにより第１の地面係合装置２２を対応する速度で駆動する。第３の遊星歯車アセンブリ４６の遊星歯車セット５２ｃの回転速度は、第２の出力部材３６へ伝達され、それにより第２の地面係合装置２４を対応する速度で駆動する。
【００２７】
第２の及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃの回転速度は、第２の及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６のリング歯車５４ｂ、５４ｃの一方又は両方への付加的な入力を与えることによって変更可能である。例示の実施形態では、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂは基準軸３２を中心に回転するように構成されるが、第３の遊星歯車アセンブリ４６のリング歯車５４ｃはハウジング３８に固定される。あるいは、第３の遊星歯車アセンブリ４６のリング歯車５４ｃは基準軸３２を中心に回転するように構成され、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂはハウジング３８に固定され得る、又は、リング歯車５４ｂ、５４ｃの両方が基準軸３２を中心に回転するように構成され得る。
【００２８】
図１に例示したように、車両２０は、差動ステアリングシステム４０への付加的な入力を与えるステアリングモータ７０も含むことができる。ステアリングモータ７０は、出力シャフト７２を回転させるように作動可能である。ステアリングモータ７０は、例えば、電気モータ又は油圧モータであってもよい。
【００２９】
例示の実施形態では、出力シャフト７２は、一組の伝達歯車７４及び係合歯車７６によって第２の遊星歯車アセンブリ４４の、リング歯車５４ｂに接続している。第１の方向への出力シャフト７２の回転によって、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂは第１の方向に回転する。第２の方向への出力シャフト７２の回転によって、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂは反対方向に回転する。
【００３０】
ステアリングモータ７０の操作は、入力信号Ｓ1によって制御可能である。入力信号Ｓ1は、特定の旋回半径で特定の方向に車両を曲げるためのオペレータからの指示に応答する制御（図示せず）によって発生され得る。この制御によって、駆動シャフト３１で所望の方向及び回転速度を発生するようステアリングモータ７０を制御することができる。
【００３１】
さらに、図１に示すように、第１のブレーキ５８は、第１の出力部材３４に係合するように構成可能であり、かつ、第２のブレーキ６０は、第２の出力部材３６に係合するように構成可能である。第１及び第２のブレーキ５８及び６０は、それぞれ、第１及び第２の出力部材３４及び３６の回転速度を低下させるために作動され得る。それゆえ、第１及び第２のブレーキ５８及び６０は、車両２０の速度を低下させるために作動され得る。さらに、車両２０が静止しており、それによって車両２０の移動が防止されているとき、第１及び第２のブレーキ５８及び６０は、それぞれ、第１及び第２の出力部材３４及び３６に係合され得る。
【００３２】
さらに図１に示すように、第１のファイナルドライブ（ｆｉｎａｌ  ｄｒｉｖｅ）６２は、第１の出力部材３４及び第１のスプロケット６６との間に配置可能であり、かつ、第２のファイナルドライブ６４は、第２の出力部材３６及び第２のスプロケット６８との間に配置可能である。各ファイナルドライブ６２及び６４は、太陽歯車５０ｄ、５０ｅ、遊星歯車セット５２ｄ、５２ｅ及びリング歯車５４ｄ、５４ｅを含む遊星歯車アセンブリを含む。第１の出力部材３４は、歯車７８及び８０を有する平歯車アセンブリ９０によって第１のファイナルドライブ６２の遊星歯車アセンブリに、適切に駆動するように接続され得る。第２の出力部材３６は、歯車８２及び８４を有する平歯車アセンブリ９２によって第２のファイナルドライブ６４の遊星歯車アセンブリに、適切に駆動するように接続され得る。第１のファイナルドライブ６２は、駆動シャフト３１の回転軸である基準軸３２からオフセットされる駆動軸８６を有することができる。同様に、第２のファイナルドライブ６４は、駆動シャフト３１の回転軸である基準軸３２からのオフセットされる駆動軸８８を有することができる。
【００３３】
各ファイナルドライブ６２及び６４は、第１及び第２の出力部材３４及び３６と第１及び第２のスプロケット６６及び６８との間に減速ギアを設けることができる。例えば、第１及び第２のファイナルドライブ６２及び６４の減速ギアは、５：１でもよい。当業者は、ファイナルドライブ６２及び６４は、車両２０の作動要件を満たすためにいかなる減速ギアも設けることができることを認識するであろう。
【００３４】
車両２０用の電気駆動システムを作動させる際に、電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃは、駆動シャフト３１と平行なそれらのそれぞれの出力シャフト２９ａ、２９ｂ及び２９ｃと共に配置され得る。平歯車３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは、それによって平歯車３３を駆動するための回転と同じ方向に駆動され得る。そして、平歯車３３によって、駆動シャフト３１は回転する。差動ステアリングシステム４０は、駆動シャフト３１と第１及び第２の出力部材３４、３６との間で駆動係合するように配置され得る。次に、出力部材３４、３６は、それぞれファイナルドライブ６２、６４によって、地面係合部材２２、２４を駆動することができる。ファイナルドライブ６２、６４の軸８６、８８は、駆動シャフト３１の回転軸に沿って伸びる基準軸３２からオフセットされるように設置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本開示による電気駆動２６は、車両２０を推進するために、車両２０に含まれ得る。車両２０は、例えば、トラックレイヤのような作業機械でもよい。当業者は、電気駆動２６は、例えば、他の作業機械、オン又はオフハイウェイトラック、又は自動車のような他のタイプの車両に含まれ得ることを認識するであろう。
【００３６】
車両２０は、内燃機関又は電気駆動２６に電力を供給する電気蓄電装置を含むことができる。制御は、オペレータから指示に応答して、電気駆動２６への電力の生成及び／又は供給を調節可能である。例えば、オペレータが車両２０の速度を上げるように指示したときに、電気駆動２６に対する電力の供給は増加され得る。
【００３７】
電気駆動２６に対する電力の印加に応答して、電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃは、駆動シャフト３１上のトルクを作用させる。電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃに印加される電力の大きさ及び極性は、駆動シャフト３１に作用するトルクの方向及び大きさを決定する。電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃによって発生するトルクによって、駆動シャフト３１は回転する。
【００３８】
駆動シャフト３１の回転速度は、差動ステアリングシステム４０の第１の遊星歯車アセンブリ４２の第１の遊星歯車セット５２ａへの入力として導かれる。第１の遊星歯車アセンブリ４２の遊星歯車セット５２ａの回転速度によって、第１の遊星歯車アセンブリ４２の太陽歯車５０ａ及びリアクションメンバ５６の対応する回転が生じる。
【００３９】
リアクションメンバ５６の回転によって、第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の太陽歯車５０ｂ、５０ｃが駆動される。第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の太陽歯車５０ｂ、５０ｃの回転によって、第２及び第３の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃは回転する。第２の遊星歯車アセンブリ４４の遊星歯車セット５２ｂの回転は、第１のファイナルドライブ６２及び第１のスプロケット６６を介して伝達され、それによって第１の地面係合装置２２を駆動する。第３の遊星歯車アセンブリ４６の遊星歯車セット５２の回転は、第２のファイナルドライブ６４及び第２のスプロケット６８を介して伝達され、それによって第２の地面係合装置２４を駆動する。
【００４０】
オペレータが、車両が直線上を移動するように指示するとき、ステアリングモータ７０は静止状態に保たれる。ステアリングモータ７０は、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂに対して抵抗トルクを作用させ、それによってリング歯車５４ｂが回転するのを防止する。したがって、第２及び第３の両方の遊星歯車アセンブリ４４及び４６の遊星歯車セット５２ｂ、５２ｃは、実質的に同一速度で回転することになる。この結果、第１及び第２の地面係合装置２２及び２４は、実質的に同一速度で駆動される。したがって、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂが静止しているとき、車両２０は実質的に直線上を移動する。
【００４１】
オペレータが、車両が特定の方向に曲がるように指示するとき、ステアリングモータ７０は差動ステアリングシステム４０に付加的な入力を与えるように作動される。ステアリングモータ７０によって、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂは、車両２０を特定の旋回半径で第１の方向に曲がらせるために、特定の速度で第１の方向に回転することができる。ステアリングモータ７０によって、第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂは、車両２０を特定の旋回半径で第２の方向に曲がらせるために、特定の速度で第２の方向に回転することができる。
【００４２】
第１の方向に第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂを回転させることによって、第３の遊星歯車アセンブリ４６の遊星歯車セット５２ｃの回転速度に対して、第２の遊星歯車アセンブリ４４の遊星歯車セット５２ｂの回転速度を減少させることができる。相対速度のこの変化によって、第１の出力部材３４は第２の出力部材３６より遅く回転するようになる。したがって、第１の地面係合装置２２は、第２の地面係合装置２４より遅い速度で駆動されることになる。これによって、車両２０は、第１の地面係合装置２２の方向に曲がる。
【００４３】
第２の方向に第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂを回転させることによって、第３の遊星歯車アセンブリ４６の遊星歯車セット５２ｃの回転速度に対して、第２の遊星歯車アセンブリ４４の遊星歯車セット５２ｂの回転速度を増大させることができる。相対速度のこの変化によって、第１の出力部材３４は第２の出力部材３６より速く回転するようになる。したがって、第１の地面係合装置２２は、第２の地面係合装置２４より速い速度で駆動されることになる。これによって、車両２０は、第２の地面係合装置２４の方向に曲がる。
【００４４】
車両２０の方向転換速度は、第１及び第２の地面係合装置２２及び２４の、相対速度差の大きさで決定される。第２の遊星歯車アセンブリ４４のリング歯車５４ｂの回転速度を増加させることにより、第１及び第２の出力部材３４及び３６の間の回転速度差の大きさが増加する。したがって、ステアリングモータ７０の出力シャフト７２の回転速度の増加は、車両２０の方向転換速度を増加させることになる。逆にいえば、ステアリングモータ７０の出力シャフト７２の回転速度の減少は、車両２０の方向転換速度を減少させることになる。
【００４５】
前の記載から明らかであるように、駆動シャフト３１の回転軸が複数の電気モータ２８ａ、２８ｂ及び２８ｃによって駆動される電気駆動システム２６が提供される。駆動シャフト３１は、差動ステアリングシステム４０の回転軸と実質的に整列する。駆動シャフト３１を囲んでいる複数の電気モータを使用することによって、駆動シャフト３１に隣接、又は同心の、単一のより大きい電気モータで必要となると考えられる軸方向長さに対して、地面係合装置２２、２４との間に延在している電気駆動システム２６の軸方向の長さを減らすことができる。この結果、駆動アセンブリ内の空間が節減される。さらに、複数のより小さい電気モータの使用によって、回転慣性が減少する。回転慣性は、大型の車両又は作業機械が減速、発進、あるいは停止するときの必要エネルギーを増大させる。したがって、単一のより大きい電気モータの代わりに、複数のより小さい電気モータを使用することによる回転慣性の低減によって、車両又は作業機械による、より速い応答がもたらされる。さらにまた、複数の、より小さい電気モータの出力は、単一の、より大きい電気モータの出力に匹敵する。
【００４６】
さまざまな修正及び変更が、この開示された電気駆動システムについて行われ得ることは当業者には明らかである。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示した本発明の説明と実施を考慮すれば当業者には明白であろう。説明及び実施例は模範的なものに過ぎないと考えられ、本開示の真の範囲は、次の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の例示的実施形態による電気駆動システムを示す模式概略図である。
【図２】駆動シャフトのまわりに配置される３台の電気モータを示している例示的実施形態の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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