(57)【要約】  本発明は、固定子と、駆動シャフトを回転させるように配置された回転子とを備える電動機（２０）であって、ハウジング内に収容されるように配置される前記電動機（２０）と、電動機を取り囲む対向する歯車ハウジングであって、各々が変速機構成体を含む歯車ハウジングとを具備する電気駆動装置に関する。この電気駆動装置は、電動機（２０）と、前記対向する歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）とを収容するハウジング構成体を具備し、各歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ；１３０ａ，１３０ｂ）が、前記ハウジング構成体に取り付けられ、これにより、前記ハウジング構成体に固定される電気駆動装置に関する。本発明はまた、自動車にも関する。【選択図】  図４ａ
2014504131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、駆動シャフトを回転させるように配置された回転子とを備える電動機（２０）であって、ハウジング内に収容されるように配置される電動機（２０）を具備し、
前記電動機を取り囲む互いに対向する歯車ハウジングであって、各々が変速機構成体を含む歯車ハウジングをさらに具備する電気駆動装置において、
前記電動機（２０）と、互いに対向する前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）とを収容するハウジング構成体を有し、前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ；１３０ａ，１３０ｂ）の各々が前記ハウジング構成体に取り付けられ、もって前記ハウジング構成体に固定されることを特徴とする、電気駆動装置。
【請求項２】
前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）の各々が前記ハウジング構成体（４０）に軸線方向および周方向に固定される、請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項３】
前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）の各々が、周方向に分布された締結要素によって前記ハウジング構成体（４０）に取り付けられる、請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項４】
前記歯車ハウジング（１３０ａ；２３０ａ）の各々が、幾何学的固定手段によって前記ハウジング構成体（１４０；２４０）に取り付けられる、請求項１または２に記載の電気駆動装置。
【請求項５】
前記ハウジング構成体（４０）が略環状断面を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項６】
前記ハウジング構成体内において径方向に延びる締結面（Ｐ１，Ｐ２）が、前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ；１４０ａ，２３０ａ）の各々に対して配設される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項７】
前記ハウジング構成体は、前記締結面（Ｐ１，Ｐ２）に関連して取り付けられるように配置される、請求項６に記載の電気駆動装置。
【請求項８】
当該電気駆動装置は、当該電気駆動装置によって推進させるように意図された車両のフレーム構造における前記締結面（Ｐ１，Ｐ２）に取り付けられるように意図されている、請求項６または７に記載の電気駆動装置。
【請求項９】
当該駆動駆動装置は、前記ハウジング構成体（４０）に連結された駆動シャフト要素（５）を具備し、前記駆動シャフト要素の曲げ応力が、前記ハウジング構成体（４０）に伝達可能である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１０】
前記駆動シャフト要素（５）が、当該電気駆動装置によって推進させるように意図された車両（１）の長手方向に対して略横方向に延びるように配置される、請求項９に記載の電気駆動装置。
【請求項１１】
前記駆動シャフト要素が、前記電動機（２０）に略同軸に配置される、請求項９または１０に記載の電気駆動装置。
【請求項１２】
前記締結要素が、前記ハウジング構成体および前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）内において径方向に延びるように配置される、請求項３〜１１のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１３】
前記締結要素が、前記ハウジング構成体および前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）の略径方向に延びる開口部に挿入されるように意図されており、前記ハウジング構成体の各開口部は、前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ａ）の対応するそれぞれの開口部より幅が広い、請求項３〜１２のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１４】
前記締結要素がねじ継手を具備する、請求項３〜１３のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１５】
前記ハウジング構成体が、前記ハウジング構成体および歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）の締結の領域において、内側に鼓状の湾曲部を有し、または前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）の各々が外側に鼓状の湾曲部を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１６】
前記固定子が、前記歯車ハウジング（３０ａ，３０ｂ）に取り付けられる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の電気駆動装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の電気駆動ユニットを具備する自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の電気駆動装置に関する。本発明はまた、自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機を具備する電気駆動ユニットを用いて大型自動車を駆動することが知られている。大型自動車では、高負荷により、負荷が電動機に伝達されて電動機を損傷する場合があり、電動機の寿命低下につながる可能性がある。さらに、大型車両は高効率の電気駆動ユニットを必要とし、その結果、電気駆動ユニットが比較的重くなり、組立および分解をさらに困難にする。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、電動機の寿命を延ばし、かつ自動車に電動機を配置する際に組立が容易な電気駆動装置を提供することである。
【０００４】
上記の目的および他の目的は、以下の説明から明らかであるが、添付の請求項１〜１７の特徴部分に記載の特徴を示す、冒頭に述べた種類の電気駆動装置および自動車（以下「車両」ともいう）により実現される。
【０００５】
電気駆動装置の好ましい実施形態は、添付の従属請求項２〜１６に規定されている。
【０００６】
詳細に述べるならば、本発明の目的は、固定子と駆動シャフトを回転させるように配置された回転子とを備える電動機であって、ハウジング内に収容されるように配置される前記電動機を具備し、電動機を取り囲む互いに対向する１対の歯車ハウジングであって、各々が変速機構成体を含む歯車ハウジングをさらに具備する電気駆動装置において、電動機と前記対向する歯車ハウジングとを収容するハウジング構成体を有することを特徴とし、各歯車ハウジングが、前記ハウジング構成体に取り付けられている。これにより、前記ハウジング構成体に固定される電気駆動装置により実現される。
【０００７】
各歯車ハウジングを前記ハウジング構成体に固定することで、前記固定により、外部負荷が、撓むことが可能であるハウジング構成体にのみ影響を及ぼすようにし、その一方で、電動機は本質的に影響を受けず、車両内に配置されたときに、電動機には負荷が本質的に伝達されないか、またはほんの僅かしか伝達されないという点で電動機の長寿命化が図られる。これにより、電動機が役に立たなくなる可能性のある、固定子と回転子の相互の接触を回避することができる。さらに、これにより、電気駆動ユニットを構成する前記歯車ハウジングと電動機が、別々に組み立てられ、その上、前記軸線方向および径方向の固定を通じて組立のためにハウジング構成体に容易に挿入され、かつ分解時にハウジング構成体から取り外されるという点で電動機の組立および分解が容易になる。
【０００８】
電気駆動装置の一実施形態によれば、それぞれの歯車ハウジングは、前記ハウジング構成体に軸線方向および周方向に固定される。これにより、安定した固定が得られる。
【０００９】
電気駆動装置の一実施形態によれば、それぞれの歯車ハウジングは、周方向に分布された締結要素によってハウジング構成体に取り付けられる。これにより、軸線方向および周方向に安定した取付けおよび固定が得られる。
【００１０】
電気駆動装置の一実施形態によれば、それぞれの歯車ハウジングは、幾何学的固定手段によって前記ハウジング構成体に取り付けられる。これにより、ねじ継手または同様のものなどの締結要素を全く必要としない。一形態によれば、幾何学的固定は、スプライン構成体によって得られる。
【００１１】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記ハウジング構成体は、略環状断面を有する。これにより、電気駆動ユニット（すなわち、電動機、および変速機を備える歯車ハウジング）のハウジング構成体への挿入およびハウジング構成体からの取り外しが容易になる。さらに、ハウジング構成体の良好な負荷吸収作用が得られ、電動機への負荷伝達を避けることが容易になる。
【００１２】
電気駆動装置の一実施形態によれば、ハウジング構成体内において径方向に延びる締結面は、それぞれの歯車ハウジングに対して配設される。それぞれの歯車ハウジングを備えるハウジング構成体を前記径方向に延びる締結面に取り付けることにより、電動機への外部負荷の伝達を最小限に抑えることが容易になる。
【００１３】
電気駆動装置の一実施形態によれば、ハウジング構成体は、前記締結面に関連して取り付けられるように配置される。それぞれの歯車ハウジングを備えるハウジング構成体を前記径方向に延びる締結面に取り付けることにより、電動機への外部負荷の伝達が最小限に抑えられる。
【００１４】
電気駆動装置の一実施形態によれば、駆動装置は、駆動装置によって推進させるように意図された車両のフレーム構造における前記締結面に取り付けられるように意図されている。これにより、ハウジング構成体は、外部負荷に起因して、前記締結面間の中心軸が締結面における中心軸より下になり、かつ前記締結面外側の境界領域におけるハウジング構成体の中心軸が締結面における中心軸より上になるように撓み、締結面に高低差が本質的に生じず、このように、殆ど全ての負荷がハウジング構成体により吸収されるようにして電動機への外部負荷の伝達が最小限に抑えられる。
【００１５】
電気駆動装置の一実施形態によれば、駆動装置は、前記ハウジング構成体に連結された駆動シャフト要素を具備し、駆動シャフト要素の曲げ応力が、前記ハウジング構成体に伝達可能である。これにより、ハウジング構成体は、負荷を受けたときに撓む。
【００１６】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記駆動シャフト要素は、駆動装置によって推進させるように意図された車両の長手方向に対して略横方向に延びるように配置される。これにより、車両の効率的な駆動が得られる。
【００１７】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記駆動シャフト要素は、前記電動機に略同軸に配置される。これにより、車両の効率的な駆動が得られる。
【００１８】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記締結要素は、ハウジング構成体および歯車ハウジング内において径方向に延びるように配置される。これにより、軸線方向および径方向の有効な固定が得られる。
【００１９】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記締結要素は、ハウジング構成体および歯車ハウジングの略径方向に延びる開口部に挿入されるように意図されており、ハウジング構成体の各開口部は、前記歯車ハウジングのそれぞれの対応する開口部より幅が広く、これにより、ハウジング構成体と駆動ユニット（すなわち、電動機、および変速機を備える歯車ハウジング）との軸線方向の嵌合が若干ずれる場合でも、取付けが容易であり、結果的に、許容範囲は比較的大まかであってもよく、このことにより、コストが低減される。
【００２０】
電気駆動装置の一実施形態によれば、前記締付体は、ねじ継手を具備する。これにより、簡単かつ有効な軸線方向および径方向の固定が得られる。
【００２１】
電気駆動装置の一実施形態によれば、ハウジング構成体は、ハウジング構成体および歯車ハウジングの締結の領域において、内側に鼓状の湾曲部を有し、あるいは、歯車ハウジングは外側に鼓状の湾曲部を有する。これにより、ハウジング構成体が歯車ハウジングに対して撓むときに、ハウジング構成体と歯車ハウジングとの間のシールを有効に維持することが容易になる。
【００２２】
電気駆動装置の一実施形態によれば、固定子は、前記歯車ハウジングに取り付けられる。これにより、関係する細部を減らすことが容易になる。電動機のための余分なハウジングを必要としない。
【００２３】
添付の図面を併用し、以下の詳細な説明を参照して読むことにより、本発明のより良い理解が得られるであろう。これらの図面において、同種の参照符号は、複数の図全てを通じて同種の部分を指すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による自動車を示す概略図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による電動機と歯車ハウジングとを具備する電気駆動ユニットの概略正面図である。
【図２ｂ】電気駆動ユニットの概略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるハウジング構成体を示す概略図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の軸線方向概略断面図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の軸線方向概略断面図である。
【図５ａ】図４ａの電気駆動装置の細部の軸線方向概略断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の細部の軸線方向概略断面図である。
【図６ａ】図４ａの電気駆動装置のＡ−Ａ線に沿っての径方向概略断面図である。
【図６ｂ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の細部の軸線方向概略断面図である。
【図７ａ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の細部の軸線方向概略断面図である。
【図７ｂ】図７ａの細部の詳細の概略平面図である。
【図８ａ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の細部の径方向概略断面図である。
【図８ｂ】本発明の一実施形態による電気駆動装置の径方向概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施形態による自動車１を示す概略図である。例示の自動車（以下「車両」ともいう）１は、鉱山車両などの作業車両の形式の大型車両からなる。車両は、代替的に軍用車両であってもよい。一変形例によれば、車両は、従来のシャフトが用いられる任意の好適な車両からなる。自動車１は、本発明による電気駆動装置１０を具備する。自動車１は、駆動装置Ｉによって推進させるように意図されている。自動車１は、車両フレームを具備する車体２を具備する。
【００２６】
電気駆動装置は、電動機２０と、電動機２０の両側に配置された歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとを具備する図２ａに示す電気駆動装置１０を具備し、これらの歯車ハウジングは、それぞれ変速機構成体（その一形態を図４ｂに示す）を収容する。電気駆動装置は、前記電気駆動装置１０を収容するように配置されたハウジング構成体４０を具備する。歯車ハウジング３０ａ，３０ｂ、電動機２０および変速機構成体は、特に図４に示されている。駆動装置、すなわち、電動機２０、および変速機構成体を備える歯車ハウジングは、車両１の走行方向に対して横方向に配置され、カルダンシャフトを必要としない。
【００２７】
電気駆動装置は、自動車のフレーム構造における歯車ハウジングの径方向に延びる締結面Ｐ１，Ｐ２にハウジング構成体４０を介して取り付けられる。前記締結面Ｐ１，Ｐ２は、図４ｂと図４ｂならびに図５ａと図５ｂにさらに詳細に示されている。一形態によれば、フレーム構造と駆動装置との間の前記締結は、締結部材４ａ，４ｂ、いわゆる防振パッドを介してなされ、この締結部材はハウジング構成体４０の一体部分を構成してもよく、代替的には別個の部品でもよい。
【００２８】
電気駆動装置を車体２のフレーム構造における前記締結面Ｐ１，Ｐ２に締結することによって、ハウジング構成体４０が、外部負荷に起因して、前記締結面Ｐ１，Ｐ２間のハウジング構成体の中心軸（ｃｅｎｔｅｒ  ａｘｌｅ）Ｘが締結面Ｐ１，Ｐ２における中心軸Ｘより下になり、かつ前記締結面Ｐ１，Ｐ２外側の境界領域におけるハウジング構成体の中心軸が締結面Ｐ１，Ｐ２における中心軸より上になるように撓み、締結面Ｐ１，Ｐ２に高低差が実質的に生じない、このように、略全ての負荷がハウジング構成体４０により吸収されるようにして電動機２０への外部負荷の伝達が最小限に抑えられる。
【００２９】
したがって、ハウジング構成体４０の撓みは、前記締結面Ｐ１，Ｐ２、中心軸、およびハウジング構成体４０における前記締結部材４ａ，４ｂの連結点にも全く生じない。これにより、電動機２０の固定子および回転子が相互に接触して電動機２０が壊れないように、電動機２０の撓みが実質的に回避される。
【００３０】
電気駆動装置は、ハウジング構成体４０に連結された駆動シャフト要素５を具備し、駆動シャフト要素５の曲げ応力は、前記ハウジング構成体４０に伝達可能である。ハブ部材６ａ，６ｂは、駆動シャフト要素５のそれぞれの端部に配置される。代替的な形態によれば、ハブ部材は装軌車両用の駆動輪からなり、これらの駆動輪は、一形態によれば、ハブ減速ギヤを具備する。地面係合部材７ａ，７ｂは、車両１の推進のためにそれぞれのハブ減速装置６ａ，６ｂに配置される。一形態によれば、地面係合部材７ａ，７ｂは車輪からなる。代替的な形態によれば、地面係合部材７ａ，７ｂは無限軌道からなる。
【００３１】
前記駆動シャフト要素５は、電気駆動装置によって推進させるように意図された車両１の長手方向に対して略横方向に延びるように配置される。前記駆動シャフト要素５は、前記電動機２０と略同軸に配置される。これにより、車両１の効率的な駆動が得られる。
【００３２】
一形態によれば、電気駆動装置は、比較的高い出力トルクを提供し、かつ比較的高い出力回転数を有するように意図されている。一形態によれば、前記ハブ減速装置６ａ，６ｂを具備する電気駆動装置は、２００ｋＮｍの範囲の出力トルクを提供し、かつ１００ｒｐｍ前後の最大出力回転数を有するように構成され、本実施形態によれば、ハブ減速装置を除いた電気駆動ユニットについては、対応するトルクが１０ｋＮｍの範囲であり、ハブ減速装置を除いた電気駆動ユニットについては、対応する回転数が２０００ｒｐｍ前後である。
【００３３】
ハウジング構成体４０は、負荷を支持するように構成され、高負荷、一形態によれば、１００〜４００トンの範囲の負荷に対応するように構築される。ハウジング構成体４０は、前記締結で外部負荷を支持するように配置される。ハウジング構成体４０は、例えばハブ減速装置を介して例えば側面からの外部負荷が、ハウジング構成体４０の構造に伝達され、かかる負荷が変速機構成体または電動機２０に影響を与えないように構成される。ハウジング構成体４０は、電動機２０からの駆動トルクを吸収するように配置される。そのような負荷は、電気駆動装置の駆動時に生じる負荷、上からの負荷などを含む。
【００３４】
上述の前記値は単なる例であり、用途に応じて、任意の好適な電気駆動装置を使用することができる。したがって、本発明は、２００ｋＮｍより高いトルク、または２００ｋＮｍより実質的に低い出力トルクを有し、かつ１００〜４００トンより大きな負荷、または１００〜４００トンより小さな負荷用に設計された電気駆動装置を具備する。
【００３５】
図２ａは、本発明の実施形態による電動機２０と歯車ハウジングとを具備する電気駆動ユニットの概略正面図であり、図２ｂは、図２ａの電気駆動ユニットの概略側面図である。
【００３６】
電気駆動ユニット１０は、先に述べた通り、電動機２０を具備する。この形態によれば、電動機２０は、略円形断面を備える略円筒形の形状を有する。
【００３７】
電気駆動ユニット１０は、第１の変速機構成体を収容するように配置された第１の歯車ハウジング３０ａと、第２の変速機構成体を収容するように配置された第２の歯車ハウジング３０ｂとを具備し、電動機２０は前記歯車ハウジング３０ａ，３０ｂ間に配置される。この形態によれば、電気駆動ユニットは、差動装置５０を具備する。
【００３８】
電気駆動ユニット１０は、図３に示すハウジング構成体内に受け入れられるように配置される。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態によるハウジング構成体４０を示す概略図である。ハウジング構成体４０は、図２ａおよび図２ｂに記載の電気駆動ユニット１０を受け入れるように配置される。
【００４０】
ハウジング構成体４０は、仮想中心軸Ｘを備える略環状断面を有する。一実施形態によれば、ハウジング構成体４０は、略円形断面を有する。これにより、電気駆動ユニット１０（すなわち、電動機、および変速機構成体を備える歯車ハウジング）のハウジング構成体４０への挿入およびハウジング構成体４０からの取り外しが容易になる。さらに、ハウジング構成体４０の良好な負荷吸収作用が得られ、電動機２０への負荷伝達を避けることが容易になる。
【００４１】
ハウジング構成体４０は、例えば図１に記載の自動車の枠体にハウジング構成体４０を取り付けるための締結部材４ａを具備する。一形態によれば、ハウジング構成体は、異なる車両／枠体への適合のための追加の締結部材４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを有する。さらに、ハウジング構成体はケーブル用の開口部８を有する。
【００４２】
図４ａは、本発明による電気駆動装置Ｉの軸線方向概略断面図であり、図４ｂは、本発明の実施形態による電気駆動装置ＩＩのさらに詳細な軸線方向概略断面図である。図５ａは、図４ａの電気駆動装置Ｉの細部の軸線方向概略断面図であり、図６ａは、図４ａの電気駆動装置ＩのＡ−Ａ千に沿っての径方向概略断面図である。
【００４３】
電気駆動装置Ｉ；ＩＩは、電動機２０と、電動機２０に連結されかつ電動機２０の両側にそれぞれ配置された歯車ハウジング３０ａ，３０ｂであって、各々が変速機構成体６０，７０を含む歯車ハウジングとを具備する電気駆動ユニットと、電気駆動装置が収容されるハウジング構成体４０とを具備する。
【００４４】
したがって、電動機２０および前記対向する歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、ハウジング構成体４０内に収容されるように配置される。各歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、取り外し可能に取り付けられ、これにより、前記ハウジング構成体４０に軸線方向および周方向に固定される。各歯車ハウジング３０ａ，３０ｂを前記ハウジング構成体４０に軸線方向および径方向に固定することで、前記固定により、外部負荷が、撓むことのできるハウジング構成体４０にのみ影響を及ぼすようにし、その一方で、電動機２０は実質的に影響を受けず、例えば、図１に記載の自動車内に配置されたときに、電動機２０には負荷が実質的に伝達されないか、またはほんの僅かしか伝達されないという点で電動機２０の長寿命化が図られる。
【００４５】
これにより、ハウジング構成体４０を隔てて相互に連結された前記歯車ハウジング３０ａ，３０ｂと電動機２０とを具備する前記電気駆動ユニット１０が、歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとハウジング構成体４０を軸線方向および周方向に固定することにより組立のためにハウジング構成体４０内に容易に挿入されるという点で、電動機２０の組立および分解がさらに容易になる。さらに、電気駆動ユニット１０は、歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとハウジング構成体との間の前記軸線方向および径方向の固定を解除することにより、分解時にハウジング構成体４０から容易に取り外されてもよい。
【００４６】
電動機２０は、回転子２２と固定子２４とを具備し、前記回転子２２は、駆動シャフト２６ないしは回転子シャフト２６に連結され、かつ前記駆動シャフト２６を回転させるように配置される。駆動シャフト２６は、固定子２２に対して同軸に延びるように配置され、回転子２２は、駆動シャフト２６を取り囲むように配置される。固定子２４は、回転子２２を取り囲むように配置され、回転子シャフト、したがって回転子２２が、固定子２４に対して同軸に配置される。したがって、駆動シャフト２６は、電動機２０の仮想中心軸に対して同軸に延び、結果的に、電動機２０と前記ハウジングとの間に空間３６が形成される。
【００４７】
図４ａに示す実施形態によれば、固定子は、（一形態によれば、ねじ継手によって）前記歯車ハウジング３０ａ，３０ｂに固定配置される。図４ｂに示す実施形態によれば、電気駆動ユニット１０は、電動機２０を取り囲むように配置された電動機ハウジング２８を具備し、固定子２４は、（一形態によれば、ねじ継手によって）電動機ハウジング２８に固定連結される。一形態によれば、前記歯車ハウジング３０ａ，３０ｂおよび電動機ハウジング２８は、一体部分を構成する。
【００４８】
ハウジング構成体４０は、仮想中心軸Ｘを備える略環状断面を有する。この実施形態によれば、ハウジング構成体４０は、略円形断面を有する。この実施形態によれば、電動機２０は、電動機２０の駆動シャフト２６が、前記空間３６の形成のためにハウジング構成体４０の中心軸Ｘから距離をおいて平行に延びるようにハウジング構成体４０内に偏心的に配置される。空間３６は、差動軸構成体５２ａ，５２ｂおよび差動歯車５４ａ，５４ｂを備える差動装置５０ならびに油溜りを設けるために利用され、またハウジング構成体４０の中央から１組のケーブルをスムーズに取り外すことを容易にする。
【００４９】
上記の通り、ハウジング構成体４０は、電気駆動装置内に支持構造体を構成する。電動機２０は、電動機２０／固定子の外面とハウジング構成体４０の内面との間に遊びが形成されるようにハウジング構成体の内面から距離をおいて配置され、この実施形態によるハウジング構成体と電動機との間の距離は、偏心的な配置のために、電気駆動装置の上部領域側がより短い。
【００５０】
電気駆動装置は、駆動シャフト２６に連結された出力シャフト１２を具備する。この実施形態によれば、出力シャフト１２は駆動シャフト２６と一直線となる。この実施形態によれば、出力シャフト１２は前記駆動シャフト２６を通って延在する。
【００５１】
電気駆動装置は、電動機２０を取り囲む互いに対向する歯車ハウジング３０ａ，３０ｂであって、各々が変速機構成体を含む歯車ハウジングを具備する。したがって、電気駆動装置は、第１の変速機構成体６０を受け入れるように配置された第１の歯車ハウジング３０ａと、第２の変速機構成体７０を受け入れるように配置された第２の歯車ハウジング３０ｂとを具備し、電動機２０は前記変速機構成体６０，７０間に配置される。
【００５２】
第１および第２の歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、各々、スリーブ状の形状を有する。それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、Ｕ字形の軸線方向断面と環状の（ここでは円形の）径方向断面を有する。それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、ハウジング構成体の内面に沿って軸線方向に延びる部分３２ａ，３２ｂと、ハウジング構成体４０の伝播の軸線方向に略直交して径方向に延びる部分３４ａ，３４ｂとを有する。それぞれの歯車ハウジングの軸線方向に延びる部分３２ａ，３２ｂは、各径方向に延びる部分３４ａ，３４ｂと共に、それぞれの変速機構成体６０，７０を収容するように配置された空間／ハウジングを形成する。
【００５３】
それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの径方向に延びる部分３４ａ，３４ｂは、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの前記軸線方向に延びる部分３２ａ，３２が突出する側面と反対側の、径方向に延びる部分３４ａ，３４ｂの表面が電動機２０に対向するように電動機２０に対して配置される。したがって、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの前記軸線方向に延びる部分３２ａ，３２ｂは、電動機２０から離れる方向に突出するように配置される。図４ａに示す形態によれば、電動機２０の固定子２４は、上記の通り、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂに固定連結される。代替的に、固定子２４は、電動機ハウジング２８に連結される。
【００５４】
それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの軸線方向に延びる部分３２ａ，３２ｂは、軸線方向部分３２ａ，３２ｂへ移行する領域において、ハウジング構成体４０の内部を略付勢するように配置される。それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの軸線方向に延びる部分３２ａ，３２ｂは、軸線方向部分３２ａ，３２ｂへ移行する領域から所定の距離において、ハウジング構成体４０の内面から距離をおいて延びるように配置される。ここに示す形態によれば、軸線方向部分３２ａ，３２ｂの外面とハウジング構成体４０の内面との間の距離は、径方向部分３４ａ，３４ｂから軸線方向部分３２ａ，３２ｂへ移行する前記領域からの軸線方向の距離である。これは、図５ｂにさらに詳細に示されている。
【００５５】
それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの前記径方向に延びる部分３４ａ，３４ｂは、変速機構成体６０，７０と電動機２０との間の隔壁を構成するように配置される。これらの径方向部分３４ａ，３４ｂは、とりわけ固定子軸およびリング歯車を軸受的に支持するために利用される。したがって、各径方向部分３４ａ，３４ｂは、電気駆動装置の駆動シャフト２６が径方向部分を貫通できるようにするための開口部を有する。
【００５６】
この実施形態によれば、第１の変速機構成体は、第１の遊星歯車構成体６０からなり、また第２の変速機構成体は、第２の遊星歯車構成体７０からなり、電動機２０が前記第１および第２の遊星歯車構成体６０，７０間に配置される。
【００５７】
第１の遊星歯車構成体６０は、遊星歯車６２と太陽歯車６４とリング歯車６６とを具備する。第２の遊星歯車構成体７０は、遊星歯車７２と、太陽歯車７４と、リング歯車７６とを具備する。
【００５８】
第１および第２の遊星歯車構成体６０，７０は、前記出力シャフト１２を介して互いに駆動連結される。出力シャフト１２は、それぞれの遊星歯車構成体６０，７０の太陽歯車６４，７４に連結される。
【００５９】
差動装置５０は、差動機能を提供するために、第１の遊星歯車構成体６０のリングホイール６６および第２の遊星歯車構成体７０のリング歯車７６に係合される。
【００６０】
円形断面を備える筒形ハウジング４０を使用することにより、製造が容易かつ安価な剛性のハウジング４０が得られる。一実施形態によれば、ハウジング構成体４０のための構造要素は、負荷吸収に最適な円形断面を備える筒からなる。
【００６１】
出力シャフト１２が前記駆動シャフト２６を通って延在するので、モータインシャフトソリューション（ｍｏｔｏｒ−ｉｎ−ｓｈａｆｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）は、電動機２０の両側の遊星歯車構成体６０，７０を介して出力シャフト１２で得られる。モータインシャフトソリューションは、カルダンシャフトを全く必要とせず、全ての動力伝達は、ケーブルを介して行われる。特に円形断面を備えるハウジング構成体４０内に偏心的に配置された電動機２０を備えるこの実施形態による設計については、ハウジング構成体４０が最良の構造強度と剛性のために円筒形状を維持するのに加えて、コンパクトかつ体積効率の高い装置が得られる。
【００６２】
本発明による電気駆動装置は、第１に中型および大型の特殊車両を対象としている。これにより、電動機２０は、円筒形のハウジング構成体４０に対して偏心的に配置され、同時に、駆動シャフト２６と出力シャフト１２との間、したがって駆動シャフト要素５と駆動輪６ａ，６ｂとの間に同軸性が保たれる。
【００６３】
前記締結面Ｐ１，Ｐ２のための領域にて、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの外周面はハウジング構成体の内面に接して支持するように配置される。これにより、電気駆動装置は、漏れを防ぐためにこれらの締結面の間をシールするためのシール手段８０を具備する。したがって、シールは、締結領域、すなわち、前記締結面Ｐ１，Ｐ２において生じるように構成され、この締結領域では、ハウジング構成体４０の内面とそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの外周面との間には遊びが実質的に全くなく、またハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂが、共に軸線方向および周方向に締結されるように配置される。
【００６４】
一実施形態によれば、前記シール手段８０は、前記締結面Ｐ１，Ｐ２のための領域におけるハウジング構成体４０の内面の機械加工と、これに対応して、対向する外面の機械加工とを含み、これにより、良好なシールが生じる。
【００６５】
一実施形態によれば、前記シール手段８０は、シール部材を具備する。一実施形態によれば、前記シール部材は、図示しないが、Ｏリングからなり、このＯリングは、締結要素９０に関連してハウジング構成体４０の外周の周りに配置される。
【００６６】
前記締結面Ｐ１，Ｐ２におけるハウジング構成体の内面とそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの外面との間にシール手段８０を配置することにより、良好なシールが得られる。
【００６７】
図５ｂは、本発明の一実施形態による電気駆動装置の細部の軸線方向概略断面図である。この実施形態によれば、前記シール手段は、ハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの締結領域においてそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂに配置された鼓状の湾曲部（ｃｏｎｃａｖｅ  ｂｕｌｇｅ）８２を具備する。
【００６８】
ハウジング構成体４０の撓みが生じるような電気駆動装置の負荷時にも、前記締結面Ｐ１，Ｐ２には撓みが生じず、高さ方向の変位も生じない。負荷時に、前記締結面Ｐ１，Ｐ２にも関連するが、ハウジング構成体４０の一定の角度が生じ、その結果、締結領域におけるハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとの間の平面については、若干撓んだハウジング構成体４０とそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとの間に一定の角度が生じる。
【００６９】
図５ｂに示す通り、締結領域に、すなわち、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連して、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの外面に沿って鼓状の湾曲部８２を配置することにより、ハウジング構成体３０の撓みと関係なく、すなわち、前記締結領域におけるハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとの間の角度と関係なく、ハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとの間のシールが維持される。ハウジング構成体３０の内面がそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの外面に対して角度をなすときに、ハウジング構成体４０の表面は、鼓状の湾曲部８２により、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂに対して角度が変化するときに、前記鼓状の湾曲部に追従する。
【００７０】
前記鼓状の湾曲部８２は、負荷、すなわち、ハウジング構成体４０の撓みと関係なく、前記鼓状の湾曲部８２の表面間のシールが維持されるような寸法とされ、かつシールが維持されるように構成される。一形態によれば、前記鼓状の湾曲部８２は、実質的に球形状を有する。
【００７１】
代替的な形態によれば、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、ハウジング構成体４０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの締結領域においてハウジング構成体４０の内面に鼓状の湾曲部を有する。
【００７２】
電気駆動装置のそれぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、周方向に分布された締結要素９０によって前記ハウジング構成体４０に取り付けられる。前記締結要素は、図６ａから明らかであるように、ハウジング構成体４０および歯車ハウジング３０，３０ｂ内において径方向に延びるように配置され、そこで、有効な軸線方向および径方向の固定が得られる。電気駆動装置のこの実施形態によれば、前記締結要素は、ハウジング構成体４０を貫通して挿入されるように配置され、かつ歯車ハウジングの開口部に螺合固定されるように配置されるねじ部９２を備えたねじ形状のねじ継手を具備する。これにより、簡単で有効な軸線方向および径方向の固定が得られる。
【００７３】
この実施形態によれば、前記締結要素は、それぞれの締結面Ｐ１，Ｐ２に６つのねじ継手９０を具備する。この実施形態によれば、ねじ継手９０は、それぞれの締結面Ｐ１，Ｐ２の側部に沿って分布され、前記締結面の上部および下部、すなわち、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連する上部領域および前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連する下部領域には、ねじ継手がない。撓みはハウジング構成体４０の上部４０ａおよび下部４０ｂにおいて最大であり、ハウジング構成体４０の上部において圧縮が生じ、またハウジング構成体４０の下部において伸びが生じるので、それらの場所に締結要素を配置しないようにすることにより、撓み時に締結要素による影響がそれほど生じない。
【００７４】
締結要素の寸法および形態ならびに締結要素の数は、とりわけ電動機の動力および電気駆動装置にかかる予測負荷に応じて決まる。
【００７５】
図６ｂは、一実施形態による締結要素１００を備えた本発明の一実施形態による電気駆動装置ＩＩＩの細部の軸線方向概略断面図である。この実施形態によれば、ハウジング構成体４０は、前記締結面Ｐ１，Ｐ２のための領域に関連して径方向に延びる開口部４２を具備する。さらに、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂは、前記締結面Ｐ１，Ｐ２のための領域に関連して配置された径方向に延びるブラインド開口部３５を具備する。ハウジング構成体４０を貫通して径方向に延びる前記開口部４２は、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの対応する径方向に延びる開口部３５より幅が広い。一形態によれば、ハウジング構成体４０を貫通して径方向に延びる前記開口部４２は、円形孔からなる。一形態によれば、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの前記径方向に延びる開口部３５は、円形孔、好ましくはねじ孔からなる。
【００７６】
ハウジング構成体４０のそれぞれの開口部４２は、前記歯車ハウジング３０ａ，３０ｂのそれぞれの対応する開口部３５より幅が広い、すなわち、より大きい直径を有するので、ハウジング構成体４０および駆動ユニット１０の許容範囲が考慮されるような、ハウジング構成体４０と駆動ユニット（すなわち、電動機２０、および変速機を備える歯車ハウジング３０ａ，３０ｂ）との軸線方向の嵌合が若干一致しない場合でも、締結が容易であり、結果的に、ハウジング構成体４０ならびに電動機２０および歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの軸線方向長さに対する許容範囲は、比較的大まかであってもよく、このことにより、コストが低減される。
【００７７】
この実施形態によれば、それぞれの締結要素１００は、締付スリーブ構成１００を具備する。前記締付スリーブ構成１００は、ねじ蓋１０２ａと、ねじ蓋１０２に直交して延びるねじ部１０２ｂとを備えるねじ継手１０２を具備し、このねじ部１０２ｂは、ハウジング構成体４０の径方向開口部４２を貫通し、かつハウジング構成体４０に嵌合された歯車ハウジングの径方向開口部３５をさらに貫通して挿入されるように配置される。好ましくは、ねじ部１０２ｂは、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの径方向開口部３５のねじ山に対応するねじ山を有する。
【００７８】
前記締付スリーブ構成１００は、前記ねじ部１０２ｂが貫通するための中央開口部１０５ａを備えるトレイ体１０５を具備する。開口部１０５ａは、前記ねじ蓋１０２ａより小さく、結果として、ねじ部１０２ａの貫通時に、蓋１０２ｂが前記トレイ体１０５により停止される。開口部の断面１０５ａは、前記ねじ部の断面よりさらに大きく、結果として、締結することにより、ねじ体１０２が、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連して締結領域において軸線方向に延びることができる。
【００７９】
前記締付スリーブ構成は、スリーブ体１０４をさらに具備する。前記スリーブ体１０４は、トレイ体１０５の周縁から実質的に直交して突出する環状部１０６を具備する。突出した環状部は、尖端部１０６ａを有する。この尖端部１０６ａは、一形態によれば、環状に延びる縁部の中央から先端が若干ずれた角のある輪郭を有する。
【００８０】
それぞれの締付スリーブ構成１００の前記スリーブ体１０４は、ハウジング構成体４０の前記それぞれの径方向に延びる開口部４２に嵌合する寸法とされる。一形態によれば、前記環状部１０６の外面は、ハウジング構成体４０の径方向に延びる開口部４２に隣接し、かつ略追従するように配置される。
【００８１】
それぞれの締付スリーブ構成１００の前記スリーブ体１０４は、さらに、前記環状部１０６の尖った縁部１０６ａが歯車ハウジングの外面を付勢し、かつ歯車ハウジングの前記径方向に延びる開口部３５から距離をおいてその周囲に延びるような寸法とされる。
【００８２】
それぞれの締付スリーブ構成１００の締結時に、スリーブ体１０４は、ハウジング構成体４０の径方向に延びる開口部４２に挿入され、そこで、ねじ体１０２は、トレイ体１０５の開口部に挿入され、歯車ハウジングの径方向に延びる開口部３５に挿入／螺合されるようにさらに軸線方向に嵌合される。
【００８３】
スリーブ体１０４の環状部１０６の尖端部１０６ａは、ねじ体１０２の締付時に、ハウジング構成体４０が歯車ハウジングに対して固定される歯車ハウジングの外面に尖った縁部が若干食い込むように構成される。
【００８４】
図７ａは、本発明の一実施形態による電気駆動装置ＩＶの細部の軸線方向概略断面図であり、図７ｂは、図７ａの細部の概略平面図である。
【００８５】
図７ａおよび図７ｂに示す一実施形態によれば、電気駆動装置は、ハウジング構成体４０内において駆動ユニットの組立および分解を容易にするための案内構成体を具備する。前記案内構成体は、ハウジング構成体４０の少なくとも１つの端部領域、一形態によれば、それぞれの端部領域に配置された、ハウジング構成体４０内において径方向に延びる溝４５を具備する。歯車ハウジングの少なくとも一方、一形態によれば、各歯車ハウジング４０ａ，４０ｂは、外側に配置された軸線方向に延びる案内溝３７をさらに具備する。案内溝３７は、歯車ハウジングの側端部に変更して幅狭部３７ｂに移行する幅広部３７ａを有し、この幅狭部は楔体／溝付きねじの幅／直径に略一致する。
【００８６】
案内構成体は、溝付きねじ形状の楔体４８をさらに具備する。楔体／溝付きねじは、案内溝３７の幅狭部３７ｂに略対応する幅／直径を有する。
【００８７】
楔体は、案内溝３７の深さに略対応する距離だけハウジング構成体４０の内側に突出するように径方向の貫通溝４５に挿入される、一形態によれば、螺入されるように意図されている。電動機２０と歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとを備える電気駆動ユニット１０の挿入時に、ハウジング構成体４０の内側に突出する楔体３８は、案内溝３７の端部に向けて案内溝の幅広部３７ａ内に案内され、そこで、電気駆動ユニット１０がハウジング構成体４０に対して正しい向きになるように前記駆動ユニットが正確に案内され、結果として、歯車ハウジング３０ａ，３０ｂとハウジング構成体の径方向の開口部における締結要素による締結が容易になる。ハウジング構成体４０のそれぞれの端部領域における径方向の溝４５と、それぞれの歯車ハウジング３０ａ，３０ｂの端部領域における案内溝を備える形態において、楔体／溝付きねじ４８は、第２の径方向の溝４５に挿入／螺入される。分解時に楔体／溝付きねじ４８のうちの１つが取り外される。
【００８８】
別個の楔体／溝付きねじ４８を有することにより、組み立てられるときに、電気駆動ユニット１０が、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連して締結領域に配置され周方向に分布された径方向に延びる締結要素によって固定して保持されるようにして、電気駆動ユニット１０がハウジング構成体内に配置されるときに楔体の取り外しが容易になる。
【００８９】
上記では、電動機２０の駆動シャフトがハウジング構成体４０の中心軸から距離をおいて平行に延びるように電動機２０がハウジング構成体４０内に偏心配置される電気駆動装置が記載されている。代替的な形態によれば、電動機２０は、電動機２０の駆動シャフトがハウジング構成体４０の中心軸と一直線に延びるようにハウジング構成体４０内に同軸に配置される。
【００９０】
上記では、図４ｂに関連して、それぞれの歯車ハウジングの変速機構成体の一例が記載されている。ここでは、任意の好適な変速機を使用することができる。
【００９１】
上記では、それぞれの歯車ハウジングが、周方向に分布された締結要素によって前記ハウジング構成体４０に取り付けられ、これにより、前記ハウジング構成体４０に軸線方向および周方向に固定される実施形態が記載されている。
【００９２】
代替的な形態によれば、ハウジング構成体におけるそれぞれの歯車ハウジングの固定は、幾何学的固定手段によってなされる。幾何学的固定手段は、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連して少なくとも締結領域に配置される。
【００９３】
図８は、本発明の一実施形態による電気駆動装置Ｖの細部の径方向概略断面図であり、この図では、それぞれの歯車ハウジング（その一方の歯車ハウジング１３０ａを示す）が、本発明の一実施形態による幾何学的固定手段によってハウジング構成体１４０に取り付けられ、この幾何学的固定手段がスプライン構成体かせなり、このスプライン構成体が、ハウジング構成体１４０の内側に配置されたスプライン１４２と、それぞれの歯車ハウジング１３０ａに配置された対応する外歯スプライン１３２とを具備する。前記スプライン構成体は、前記締結面Ｐ１，Ｐ２に関連して少なくとも締結領域に配置される。一形態によれば、スプライン構成体は、軸線方向の固定のための図示しないねじ継手により補完される。一形態によれば、幾何学的固定手段はブーム連結手段（ｂｏｏｍ  ｊｏｉｎｔ）である。
【００９４】
図８ｂは、本発明の一実施形態による電気駆動装置ＶＩの径方向概略断面図であり、幾何学的固定手段は、それぞれの歯車ハウジング（その一方の歯車ハウジング２３０ａを示す）の長円形状、すなわち、長円形断面と、ハウジング構成体２４０の長円形状とを含む。これにより、径方向の固定を必要としない。
【００９５】
一実施形態によれば、電気駆動ユニットは、ハウジング構成体内において軸線方向に浮動する（ｆｌｏａｔ）ことができると同時に、周方向に幾何学的に固定される。
【００９６】
上記では、電動機２０と変速機構成体を備える歯車ハウジングとを具備する電気駆動ユニットを収容するためのハウジング構成体を備え、ハウジング構成体４０が仮想中心軸Ｘを備える略円形断面を有する電気駆動装置が記載されている。
【００９７】
代替的な一実施形態によれば、電気駆動装置は、図８ｂに示す通り、本発明による電気駆動ユニットを受け入れかつ収容するための略楕円形断面を備えるハウジング構成体を有する。代替的な一実施形態によれば、電気駆動装置は、本発明による電気駆動ユニットを受け入れかつ収容するための略卵形断面を備えるハウジング構成体を有する。代替的な一実施形態によれば、電気駆動装置は、本発明による電気駆動ユニットを受け入れかつ収容するための平行側面および半円形形状の端部を有する略細長い断面を備えるハウジング構成体を有する。
【００９８】
電気駆動装置の上述の実施形態における特徴は、締結要素と幾何学的固定手段のように、組み合わされてもよい。
【００９９】
本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供されている。この説明は、網羅的なものではなく、また開示された正確な形態に本発明を限定するものでもない。当然ではあるが、多くの変更および変形が当業者には明らかであろう。諸実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用例を最も良く説明するために選択および説明され、これによって、当業者が、種々の実施形態に対して、また意図される特定の使用に適合するような種々の変更を伴って、本発明を理解できるようにする。
【図１】
2014504131.tif 000003
【図２ａ】
2014504131.tif 000004
【図２ｂ】
2014504131.tif 000005
【図３】
2014504131.tif 000006
【図４ａ】
2014504131.tif 000007
【図４ｂ】
2014504131.tif 000008
【図５ａ】
2014504131.tif 000009
【図５ｂ】
2014504131.tif 000010
【図６ａ】
2014504131.tif 000011
【図６ｂ】
2014504131.tif 000012
【図７ａ】
2014504131.tif 000013
【図７ｂ】
2014504131.tif 000014
【図８ａ】
2014504131.tif 000015
【図８ｂ】
2014504131.tif 000016
【国際調査報告】
2014504131.tif 000017
2014504131.tif 000018
2014504131.tif 000019