(57)【要約】      電動モータ（Ｍ１）、少なくとも１個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ２）および電動モータ（Ｍ１）の電源を調節するためにアクセラレータ（２００）のポテンショメータに接続される電子調節ユニット（１００）を備えた自動車が開示される。電動モータのステータ（１０ｂ）が車のフレームに接合される２個の固定支持体（４ａ、４ｂ）に回転可能に取り付けられ、ホイールのアクスルシャフト（１３ｂ）がステータ（１０ｂ）に接続され、および、もう一方のホイールのアクスルシャフト（２４ａ）がロータ（２０ａ）に接続される。前記車は、加えて、それぞれ、ロータ（２０ａ）またはステータ（１０ｂ）の回転に対してホイールの２本のアクスルシャフトのうちの１本（２４ａまたは１３ｂ）の回転を逆転させる逆回転装置（７）、吸熱モータ（Ｍ２）、バッテリ（Ｂ１、Ｂ２）に接続される発電機（Ｇ）および吸熱モータ（Ｍ２）を発電機（Ｇ）および／または電動モータ（Ｍ１）のステータ（１０ｂ）に連結するスリーウェイクラッチ（Ｆ）を備える。【選択図】  図１
2013507286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車であって、
−ステータ（１０ｂ）に回転可能に取り付けられるロータ（２０ａ）を備える電動モータ（Ｍ１）であって、それぞれ前記車の駆動輪（１ａ、１ｂ）を備える２本のアクスルシャフト（２４ａ、１３ｂ）を回転駆動するように適応される前記電動モータ（Ｍ１）と、
−前記電動モータ（Ｍ１）を電気駆動する少なくとも１個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ２）と、
−前記電動モータ（Ｍ１）の電源を調節するためにアクセラレータ（２００）のポテンショメータに接続される電子調節ユニット（１００）と、を備え、
前記電動モータの前記ステータ（１０ｂ）が、前記ロータ（２０ｂ）の回転方向に対して反対方向に回転するために前記車のフレームに接合される２個の固定支持体（４ａ、４ｂ）に回転可能に取り付けられ、
ホイールのアクスルシャフト（１３ｂ）が、前記ステータによって回転駆動されるために前記ステータ（１０ｂ）に動作可能なように接続され、
もう一方のホイールの前記アクスルシャフト（２４ａ）が、前記ロータによって回転駆動されるために前記ロータ（２０ａ）に動作可能なように接続され、
前記自動車がさらに、
−それぞれ、前記ロータ（２０ａ）またはステータ（１０ｂ）の回転に対して前記ホイールの前記２本のアクスルシャフトのうちの１本（２４ａまたは１３ｂ）の回転を逆転させる逆回転装置（７）と、
−ドライブシャフトを備える吸熱モータ（Ｍ２）と、
−前記少なくとも１個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ２）に電気的に接続される発電機（Ｇ）と、
−前記吸熱モータ（Ｍ２）の前記ドライブシャフトを前記発電機（Ｇ）および／または前記電動モータ（Ｍ１）のステータ（１０ｂ）に連結するためのスリーウェイクラッチ（Ｆ）と、を備えることを特徴とする自動車。
【請求項２】
前記逆回転装置（７）が、アクスルシャフト（２４ａ）に接続されるシャフト（２３ａ）上にスプライン結合されるセカンドギヤ（７１）と係合する前記ロータまたはステータに接続されるシャフト（２２ａ）上にスプライン結合されるファーストギヤ（７０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
それが、前記ロータ（２０ａ）とホイールのアクスルシャフト（２４ａ）との間に、および前記ステータ（１０ｂ）ともう一方のホイールのアクスルシャフト（１３ｂ）との間に取り付けられる２個のリダクションギヤ（３ａ、３ｂ）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車。
【請求項４】
前記吸熱モータ（Ｍ２）が、定常状態で動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車。
【請求項５】
前記クラッチ（Ｆ）が第１のベルトまたはチェーンドライブ（Ｃ１）を用いて前記電動モータの前記ステータ（１０ｂ）に接続され、および、前記スリーウェイクラッチ（Ｆ）が第２のベルトまたはチェーンドライブ（Ｃ２）を用いて前記発電機（Ｇ）のシャフトに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車であって、それが、
−２個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ１）と、
−前記発電機（Ｇ）に接続されてかつ前記第１バッテリ（Ｂ１）の入力と前記第２バッテリ（Ｂ２）の入力との間で切り替えをするように適応される第１のスイッチ（Ｓ１）と、
−前記電動モータを駆動する前記調節ユニット（１００）に接続されてかつ前記第１バッテリ（Ｂ１）の出力と前記第２バッテリ（Ｂ２）の出力との間で切り替えをするように適応される第２のスイッチ（Ｓ２）と、を備えることを特徴とする自動車。
【請求項７】
前記電動モータが制動中に発電機として動作するように、それが前記電動モータ（Ｍ１）から前記バッテリへの前記電流の流れの逆転を制御するために前記電子調節ユニットに接続されるブレーキセンサ（３００）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車。
【請求項８】
前記電動モータ（Ｍ１）が、交流タイプであってかつ前記回転ステータ（１０ｂ）を前記電子調節ユニット（１００）に電気的に接続する回転電気コンタクト（１１ｂ）を備え、前記電子調節ユニット（１００）が、前記バッテリ（Ｂ１、Ｂ２）の直流を交流に変換するトランス（１０１）および前記電動モータに送られる前記交流の周波数を制御するインバータを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工業発明のための本特許出願は、電動モータを備えた自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリによって駆動される電動モータを備えた自動車が、公知である。しかしながら、前記車は、それらがバッテリ充電の限定された出力、更には限定された持続期間を有する事実によって損なわれる。従って、車は短い時間だけ使用されることができ、バッテリを充電するために止まる必要がある。
【０００３】
これらの課題を少なくとも部分的に解決するために、電動モータおよび内燃機関を備えるハイブリッド車が公知である。大量のエネルギーが必要な時、エネルギーが内燃機関および電動モータの両方からとられる。さらに、内燃機関はまた、バッテリを充電するためにも使用される。
【０００４】
それが公知であるように、全ての電気およびハイブリッド車は駆動輪に適用されるディファレンシャルギヤを備えている。ディファレンシャルギヤは駆動輪がカーブから横すべりすることを防ぐために使用され、それらの速度を軌道の長さに合わせる。ディファレンシャルギヤのため、外側のホイールが横すべりすることなく内側のホイールより急速に回転することができる。
【０００５】
ディファレンシャルギヤが複雑な、高価な装置であることは明白であるように見える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ディファレンシャルギヤを必要としない電動モータを備えた自動車を考案することによって従来技術の欠点を解消することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、製造するのに効率的で、効果的で、信頼性が高くてかつ簡単であるような電動モータを備えた自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、添付された独立請求項１内に例示される特性を備えた本発明によって達成される。
【０００９】
有利な実施態様が、従属請求項内に開示される。
【００１０】
本発明の自動車は、
−ステータに回転可能に取り付けられるロータを備える電動モータであって、それぞれ車の駆動輪を備える２本のアクスルシャフトを回転駆動するように適応される前記電動モータと、
−前記電動モータを電気駆動する少なくとも１個のバッテリと、
−前記電動モータの電源を調整するためにアクセラレータのポテンショメータに接続される電子調節ユニットと、を備える。
【００１１】
前記電動モータのステータは、ロータの回転方向に対して反対方向に回転するために車のフレームに接合される２個の固定支持体に回転可能に取り付けられる。
【００１２】
ホイールのアクスルシャフトが、ステータによって回転駆動されるためにステータに動作可能なように接続され、一方、もう一方のホイールのアクスルシャフトがロータによって回転駆動されるためにロータに動作可能なように接続される。
【００１３】
この自動車はさらに、
−ロータまたはステータの回転に対してホイールの２本のアクスルシャフトのうちの１本の回転を逆転させる逆回転装置と、
−ドライブシャフトを備える吸熱モータと、
−前記少なくとも１個のバッテリに電気的に接続される発電機と、
−発電機および／または前記電動モータのステータに前記吸熱モータのドライブシャフトを連結するためのスリーウェイクラッチと、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の自動車の利点は明白である。
【００１５】
車のフレーム内に回転可能に取り付けられるステータを備えた電動モータの使用が、ステータにホイールのアクスルシャフトおよびロータにもう一方のホイールのアクスルシャフトを接続することを可能にする。これは、ディファレンシャルギヤを駆動輪の２本のアクスルシャフトに取り付ける必要性を回避する。
【００１６】
実際、カーブ中に、内側のホイールによってカバーされるより短い移動距離によって、電動モータの動作に影響を及ぼさずに、ロータがステータより少ない数の回転をするかまたはその逆をする。
【００１７】
本発明の車の吸熱モータは既知のハイブリッド車におけるようには駆動輪のアクスルシャフトに接続されない。実際、本発明の車の吸熱モータはバッテリを充電するために発電機にクラッチを用いて接続されることができるか、または、電動モータだけによって供給される出力と比較して車に利用可能な出力を増大するために電動モータのステータに接続されることができるか、または、発電機およびステータの両方に接続されることができる。
【００１８】
このように、バッテリを充電されているように保つ一方、吸熱モータの出力の寄与によって、本発明の自動車は高速で走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の追加的な特性は、同封の図に示すように、単に例証となるだけの限定しない実施態様を参照する下記の詳細な説明からより明白になり、そこにおいて、
【００２０】
【図１】本発明の電動モータを備えた自動車を示すブロック図である。
【図２】駆動輪への電動モータの接続を示す部分的に軸方向の断面の概略図である。および、
【図３】交流モータを部分的に示す図２のような断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図を参照して、本発明の電動モータを備えた自動車が記載される。
【００２２】
本発明の車は、車の２本の駆動輪（１ａ、１ｂ）を回転駆動する電動モータ（Ｍ１）を備える。技術図面を参照して、左側駆動輪が（１ａ）によって示唆され、および、右側駆動輪が（１ｂ）によって示唆される。
【００２３】
図２を参照して、電動モータ（Ｍ１）は、ロータ（２０ａ）およびステータ（１０ｂ）を備える。ロータ（２０ａ）は、ベアリング（５）を用いてステータ（１０ｂ）の内側に回転可能に取り付けられるシャフト（２２ａ）上にスプライン結合される。
【００２４】
ステータ（１０ｂ）は、ベアリング（６）を用いて２個の固定支持体（４ａ、４ｂ）内に回転可能に取り付けられる。それで、ステータ（１０ｂ）はロータ（２０ａ）に対して反対方向に回転することができる。固定支持体（４ａ、４ｂ）は、車の固定フレームに接合される。
【００２５】
例証となる限定しない目的のために、電動モータ（Ｍ１）が直流タイプであることができる。この種の場合、モータのロータ（２０ａ）は電流で駆動されなければならない。それゆえに、ブラシタイプの２行の回転電気コンタクト（１１ｂ、２１ａ）が設けられて直列に接続される。
【００２６】
第１の行の回転電気コンタクト（１１ｂ）は、固定支持体（４ｂ）の内側でステータ（１０ｂ）の外側に配設される。第１の行の回転電気コンタクト（１１ｂ）は、ステータの端部分と一体的な回転コレクタおよび固定支持体（４ｂ）に接合されて電動モータ（Ｍ１）を駆動するために使用される車の電子調節ユニット（１００）に電気的に接続されるブラシを提供する。車にユーザによって与えられる加速に従ってモータ（Ｍ１）の回転数を加減する適切なコントロールシステムが、電子調節ユニット（１００）内に実現される。直流モータの場合には、電子ユニット（１００）のコントロールシステムは電流強度を調節する。
【００２７】
第２の行の回転電気コンタクト（２１ａ）は、ステータとロータとの間の電気通信を与えるためにステータ（１０ｂ）の内側に配置される。第２の行の回転電気コンタクト（２１ａ）は、ロータに接合されるコレクタおよびステータとの一体的な一組のブラシを提供する。
【００２８】
図３は、交流電動モータ（Ｍ１）の好ましい一実施態様を示す。この種の場合、それはロータでなくステータを電気駆動するのに十分であり、それゆえに、第２の行の回転コンタクトは除去され、および、ステータ（１０ｂ）がいずれにせよ回転するので、第１の行の回転コンタクト（１１ｂ）だけが維持される。
【００２９】
単純な調節ユニット（１００）は、交流モータにはもはや十分でなく、バッテリの電流を直流からおそらく完全に正弦波ではない（例えば正弦波と方形波との間の中間の波の）交流に変換するのにトランス（１０１）が必要である。
【００３０】
この種の場合、例えば、電動モータ（Ｍ１）の回転数を変化させるような方法で交流の周波数を調節するインバータのような適切なコントロールシステムが、電子調節ユニット（１００）内に実現される。
【００３１】
交流は、モータのステータ（およびもはやロータでない）に達しなければならない。この種の場合、第１の行の回転コンタクト（１１ｂ）だけが必要である。交流モータは、それが直流モータと比べて構成的により単純で高価でなく、１行の回転コンタクトだけを必要とするので、いくつかの利点を有する。トランス（１０１）および電子ユニット（１００）のインバータは、構成的複雑化の要因でなく、交流モータの採用のための経済的な利点に対して主要なコスト増大を伴わない。
【００３２】
図２を参照して、ロータのシャフト（２２ａ）と同軸のシャフト（１２ｂ）が、ステータ（１０ｂ）の右端でスプライン結合される。ステータのシャフト（１２ｂ）は固定支持体（４ｂ）を貫通して、固定支持体（４ｂ）と一体的なボックス（４０ｂ）に取り付けられるリダクションギヤ（３ｂ）に係合する。リダクションギヤ（３ｂ）から、アクスルシャフト（１３ｂ）が突き出て、その上に右側ホイール（１ｂ）が取り付けられる。
【００３３】
リダクションギヤ（３ｂ）は既知のタイプであり詳述しない。いずれにせよ、リダクションギヤ（３ｂ）は省略されることができ、それゆえに、ステータのシャフト（１２ｂ）は右側ホイール（１ｂ）に直接接続されるアクスルシャフトになる。
【００３４】
ロータのシャフト（２２ａ）の左側部分は、左側の固定支持体（４ａ）内に入って、固定支持体（４ａ）の内側に取り付けられる逆回転装置（７）と係合される。アウトプットシャフト（２３ａ）が、逆回転装置（７）から出てきてロータのインプットシャフト（２２ａ）に対して逆方向に回転する。
【００３５】
説明の便宜上、逆回転装置（７）はインプットシャフト（２２ａ）上にスプライン結合されるファーストギヤ（７０）を備える。ファーストギヤ（７０）は、アウトプットシャフト（２３ａ）上にスプライン結合されるセカンドギヤ（７１）と係合する。
【００３６】
ロータのアウトプットシャフト（２３ａ）は、固定支持体（４ａ）と一体的なボックス（４０ａ）内に取り付けられるリダクションギヤ（３ａ）と係合する。リダクションギヤ（３ａ）から、アクスルシャフト（２４ａ）が突き出て、その上に左側ホイール（１ａ）が取り付けられる。リダクションギヤ（３ａ）および（３ｂ）は、同一である。左側アクスルシャフト（２４ａ）は、右側アクスルシャフト（１３ｂ）と同軸である。
【００３７】
モータ（Ｍ１）が電子ユニット（１００）を通して駆動される時、ロータ（２０ａ）がステータ（１０ｂ）に対して所定の方向に回転する。ステータが固定支持体（４ａ、４ｂ）に対して回転可能に取り付けられるので、ステータ（１０ｂ）はロータ（２０ａ）に対して反対方向に回転する。
【００３８】
従って、右側ホイール（１ｂ）はステータと関連する回転方向にステータ（１０ｂ）によって回転駆動される。その代わりに、左側ホイール（１ａ）は逆回転装置（７）の具備のためにロータと関連する方向に対して反対方向にロータ（２０ａ）によって回転駆動される。それゆえに、ホイール（１ｂ）およびホイール（１ａ）の両方が、同じ方向に回転する。
【００３９】
図の中で逆回転装置（７）がロータのシャフト（２２ａ）と左側ホイールのアクスルシャフト（２４ａ）との間に配設されるとはいえ、逆回転装置（７）がステータのシャフト（１２ｂ）と右側ホイールのアクスルシャフト（１３ｂ）との間に配設されることができることは明白であるように見える。
【００４０】
直線の移動では、ホイール（１ｂ）および（１ａ）の移動距離は同一であり、および、それゆえに、ロータ（２０ａ）はステータ（１０ｂ）と同じ数の回転をし、および、駆動輪（１ａ、１ｂ）は同じ速度で回転する。
【００４１】
車両が右カーブをする時、内側のホイール（１ｂ）の移動距離は外側のホイール（１ａ）と比べて短い。従って、ステータ（１０ｂ）はロータ（２０ａ）より少ない数の回転をする。
【００４２】
これに反して、車両が左カーブをする時、外側のホイール（１ｂ）の移動距離は内側のホイール（１ａ）と比べて長い。従って、ロータ（２０ａ）はステータ（１０ｂ）より少ない数の回転をする。
【００４３】
その結果、電動モータのこの構成もまたディファレンシャルギヤとして働き、カーブ中にホイール（１ａ、１ｂ）の回転速度を自動的に分配する。
【００４４】
図１を参照して、もっぱら電気自動車の典型的課題を解決するために、本発明の自動車は吸熱モータ（Ｍ２）、発電機（Ｇ）および２個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ２）を備える。
【００４５】
吸熱モータ（Ｍ２）のドライブシャフトが、クラッチ（Ｆ）に接続される。クラッチ（Ｆ）は、スリーウェイクラッチであってかつ、例えばベルトまたはチェーンドライブ（Ｃ１、Ｃ２）を用いて、電動モータのステータ（１０ｂ）および／または発電機（Ｇ）のシャフトと吸熱モータのドライブシャフトを連結することを可能にする。
【００４６】
発電機（Ｇ）は、第１バッテリ（Ｂ１）の入力と第２バッテリ（Ｂ２）の入力との間の切り替えをすることができる第１のスイッチ（Ｓ１）に電気的に接続される。電動モータ（Ｍ１）を駆動する電子調節ユニット（１００）に電気的に接続される第２のスイッチ（Ｓ２）が、第１バッテリ（Ｂ１）の出力と第２バッテリ（Ｂ２）の出力との間の切り替えをすることができる。
【００４７】
スイッチ（Ｓ１）および（Ｓ２）は、２個のバッテリ（Ｂ１、Ｂ２）に相互に切り替えられる。これは、第１のスイッチ（Ｓ１）が第１バッテリ（Ｂ１）に切り替えられる場合、第２のスイッチ（Ｓ２）が通常は第２バッテリ（Ｂ２）に切り替えられることを意味する。このように、第１バッテリ（Ｂ１）が発電機（Ｇ）によって充電され、および、第２バッテリ（Ｂ２）が電動モータ（Ｍ１）を駆動するために使用される。
【００４８】
有利には、吸熱モータ（Ｍ２）は定常状態で動作する。実際、吸熱モータ（Ｍ２）は、この機能がもっぱら電動モータ（Ｍ１）によって実行されるので、駆動輪（１ａ、１ｂ）の回転速度を調節する役割を果たさない。基本的に、吸熱モータは以下の３つの機能を実行することができる：
−発電機（Ｇ）を通してバッテリ（Ｂ１）を充電する、
−電動モータにそれを通して出力を伝達するために電動モータのステータ（１０ｂ）を回転駆動する、または
−バッテリ（Ｂ１）を同時に充電して、ステータ（１０ｂ）の回転を通して出力を増大する。
【００４９】
これは、いくつかの利点、一定の回転数で動作する吸熱モータの低いノイズ、低汚染、より高い効率を伴う。
【００５０】
調節ユニット（１００）は、ドライバによって与えられる加速の強度と比例した電流信号を発信するアクセラレータ（２００）のポテンショメータに接続される。このように、電子ユニット（１００）は、電動モータ（Ｍ１）の回転速度を調節する、ドライバによって与えられる加速と比例した量の電流を電動モータ（Ｍ１）に送る。調節ユニット（１００）は、ドライバが制動する時、指令信号をユニット（１００）に送信するブレーキセンサ（３００）にもまた接続される。このように、電子ユニット（１００）は電動モータ（Ｍ１）の出力を中断して電動モータ（Ｍ１）からバッテリ（Ｂ２）への電流の流れを可能にする。それゆえに、電動モータ（Ｍ１）はロータおよびステータの慣性運動を利用して発電機に変換される。従って、電動モータ（Ｍ１）はそれに接続されるバッテリ（Ｂ２）を駆動する電流を生成する。
【００５１】
同封された請求項に記載の本発明の有効範囲内になお含まれるとはいえ、多数の変形および変更が、当業者によって本発明の本実施態様になされることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ  左側駆動輪
１ｂ  右側駆動輪
３ａ、３ｂ  リダクションギヤ
４ａ、４ｂ  固定支持体
５、６  ベアリング
７  逆回転装置
１０ｂ  ステータ
１１ｂ  回転電気コンタクト
１２ｂ  ステータのシャフト
１３ｂ  右側アクスルシャフト
２０ａ  ロータ
２１ａ  回転電気コンタクト
２２ａ  ロータのシャフト  インプットシャフト
２３ａ  アウトプットシャフト
２４ａ  左側アクスルシャフト
４０ａ、４０ｂ  ボックス
７０  ファーストギヤ
７１  セカンドギヤ
１００  電子調節ユニット
１０１  トランス
２００  アクセラレータ
３００  ブレーキセンサ
Ｂ１  第１バッテリ
Ｂ２  第２バッテリ
Ｃ１、Ｃ２  ベルトまたはチェーンドライブ
Ｆ  クラッチ
Ｇ  発電機
Ｍ１  電動モータ
Ｍ２  吸熱モータ
Ｓ１  第１のスイッチ
Ｓ２  第２のスイッチ
【図１】
2013507286.tif 000003
【図２】
2013507286.tif 000004
【図３】
2013507286.tif 000005
【国際調査報告】
2013507286.tif 000006
2013507286.tif 000007
2013507286.tif 000008