(57)【要約】  本発明は、モータービークル（１）の駆動のための電気駆動デバイス（Ｉ‐ＶＩＩＩ）に関するものであり、当該デバイスは、媒体が供給されるよう構成された電気モーター（２０）を具備し、この電気モーター（２０）は、ジャケット表面（２１）と、本質的にリング形状の断面とを有し、媒体の供給は、電気モーター（２０）のジャケット表面（２１）に接続された状態で配置された接続ユニット（１００）を介して行われるように構成される。本発明はまた、電気駆動デバイスを備えたモータービークル（１）に関する。
2015506164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータービークル（１）の駆動のための電気駆動デバイス（Ｉ‐ＶＩＩＩ）であって、媒体が供給されるよう構成された電気モーター（２０）を具備し、この電気モーター（２０）は、ジャケット表面（２１）と、本質的にリング形状の断面とを有し、前記媒体の供給は、前記電気モーター（２０）の前記ジャケット表面（２１）に接続された状態で配置された接続ユニット（１００）を介して行われるよう構成されたことを特徴とする電気駆動デバイス。
【請求項２】
その中に前記電気モーター（２０）が収容されるハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０）をさらに備え、前記ハウジングはジャケット表面および実質的にリング形状の断面を有し、前記接続ユニット（１００）は前記ハウジングの前記ジャケット表面に設けられ、かつ、前記媒体の供給は前記ジャケット表面の開口を経て行われるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気駆動デバイス。
【請求項３】
前記接続ユニット（１００）は、前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０）のジャケット表面の上側部分と下側部分との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電気駆動デバイス。
【請求項４】
前記接続ユニット（１００）は、概ね前記ハウジングの前記ジャケット表面の中央部分に接続された状態で、軸方向に配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電気駆動デバイス。
【請求項５】
前記接続ユニット（１００）は、前記ハウジングの前記ジャケット表面の周方向に、前記ハウジングの前記ジャケット表面の水平中央面に接続された状態で配置されることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項６】
前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０）の前記ジャケット表面の水平方向は、前記ビークル（１）の左右方向に延びることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項７】
前記媒体の供給は、パワーエレクトロニクスによるエネルギー供給および／または冷却および潤滑手段供給を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項８】
適用可能な程度まで前記接続ユニット（１００）を介して前記媒体の供給を制御するための機構をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項９】
前記接続ユニットを介して前記電気駆動デバイスの駆動に関する情報を出力するための機構をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項１０】
オイルサンプ（Ｏ）が、冷却および潤滑手段供給のために、前記電気モーター（２０）の前記ジャケット表面（２１）の最下部（２１ｂ）の下方で、前記電気モーターと前記ハウジングとの間の所望のスペース（３６）内において、前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０）の底部に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス。
【請求項１１】
前記電気モーター（２０）は、ステータ（２４）と、駆動シャフト（２６）を回転させるよう構成されたローター（２２）とを有し、前記電気モーター（２０）は、前記電気モーター（２０）の駆動シャフト（２６）の回転中心が前記所望のスペース（３６）を形成するために前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０）の仮想中心軸線（Ｘ）と本質的に平行にかつそこから離れて延びるように、前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０）内に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の電気駆動デバイス。
【請求項１２】
電気モーター（２０）とハウジングとの間の前記所望のスペース（３６）内で前記ハウジング（３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０：６３０；７３０）内に配置されたシャフト構造体（４２ａ，４２ｂ）を備えた差動デバイス（４０）をさらに具備することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の電気駆動デバイス。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の電気駆動デバイス（１０；１１０；２１０；３１０；４１０）を備えたモータービークル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載のモータービークル用の電気駆動デバイスに関する。本発明はまた、モータービークルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビークル産業は、ビークルが著しく電動化される変化の段階に置かれており、趨勢はさまざまな程度までのハイブリッド化である。高い要求がコンパクトさと大きなパワーとトルク出力に課されている。
【０００３】
大型車のそうした電気駆動デバイスにおける問題は、大きな外部負荷が駆動デバイスに作用することであり、これは、電気モーターへと伝達されることなく吸収される必要がある。さらにスペースは狭く、電気コンポーネントは露出された環境に置かれ、地面の特性は検討するべく変化に富んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、コンパクトで容積効率のよい構造を、そして容易かつ効率的な駆動を促進するモータービークルの駆動のための電気駆動デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記およびそれ以外の以下の説明から明らかな目的は、前置きとして述べたタイプの、そしてさらに請求項１および１３の特徴箇所において記載した特徴を有する電気駆動デバイスおよびモーターによって達成される。電気駆動デバイスの好ましい実施形態は、従属請求項２〜１２において規定される。
【０００６】
本発明によれば、目的は、モータービークルの駆動のための電気駆動デバイスによって達成され、当該デバイスは媒体供給されるように配置された電気モーターを備え、この電気モーターはジャケット表面および本質的にリング形状断面を有し、媒体の供給は、電気モーターのジャケット表面に接続された状態で配置された接続ユニットを介して行われるよう調整される。これによって、パワーエレクトロニクスからのエネルギー供給の形態で接続ユニットを介して電気モーターに媒体供給を行うことにより、軸方向にコンパクトな電気駆動デバイスの実現が促進され、この電気駆動デバイスは、電気モーターの各側に配置されたトランスミッション構造体を備えるが、これは、トランスミッション構造体のさらにコンパクトな接続のために端部においてスペースが利用可能となるように電気モーターのいずれの側においてもケーブルを接続したり、取り出したりする必要がないからであり、この場合、トランスミッション構造体は遊星ギア／減速ギアによって構成可能である。さらに、冷却および潤滑手段の形で接続ユニットを、そして適用可能な場合には遊星ギア／減速ギアの形態のトランスミッション構造体を介して、電気モーターに媒体を供給することにより、電気駆動デバイスの容易かつ効率的な冷却および潤滑が、したがって効率的な駆動が促進される。
【０００７】
ある実施形態によれば、電気駆動デバイスは、さらに、その中に電気モーターが収容されるハウジングを備え、このハウジングは、ジャケット表面と、本質的にリング形状の断面とを有し、接続ユニットは当該ハウジングのジャケット表面に設けられ、かつ、媒体の供給は、ジャケット表面における開口を介して実施されることが意図される。電気モーターがハウジングで取り囲まれる場合、ハウジングのただ一つの開口が接続ユニットへの接続のために必要とされる。電気エネルギーのための両ケーブル、潤滑手段および冷却手段のための管ならびに信号接続のためのラインを同じ平面内で接続可能とすることによって、ケーブル／管／ラインの引き出しおよびそのクランプが簡素化される。
【０００８】
電気駆動デバイスのある実施形態によれば、上記接続ユニットは上記ハウジングのジャケット表面の上側部分と下側部分との間に配置される。したがってビークルの地面クリアランスあるいは高さは接続ユニットによって影響を受けず、電気駆動デバイスのそのような実施形態は、例えば制限されたスペース内で移動する鉱山ビークルにとって非常に適している。
【０００９】
電気駆動デバイスのある実施形態によれば、上記接続ユニットは、実質的に、上記ハウジングのジャケット表面の中央部分に接続された状態で軸方向に配置される。これによって、従来型の機械式駆動ラインを本発明に係る電気駆動デバイスで置き換えるのが簡素化され、そこに中央配置されるカルダンシャフトが占有していたビークル中央のスペースが利用可能となり、この場合、ケーブルを、発電機への接続のためにビークルの前後方向において中央に通すことができる。
【００１０】
電気駆動デバイスのある実施形態によれば、上記接続ユニットは、ハウジングのジャケット表面の周方向に、ハウジングのジャケット表面の水平中央面に接続された状態で配置される。ハウジングの水平中央面に近接して／接続状態で接続ユニットを配置することによって、最小限のテンション集中が荷重支持ハウジングの装荷中にパイプの強度に影響を与え、最大引っ張り応力はパイプの下側に生じ、そして最大圧縮応力はパイプの上側に生じる。これによって、ハウジングの開口に対する接続によるクラック形成のリスクが最小限に抑えられる。
【００１１】
電気駆動デバイスの一実施形態によれば、ハウジングのジャケット表面の水平方向は、ビークルの左右方向に延びる。したがって、ベベルギアあるいは対応するものが不要であるため、効率的な駆動が実現される。
【００１２】
電気駆動デバイスの一実施形態によれば、メディア供給は、パワーエレクトロニクスによるエネルギー供給および／または冷却および潤滑手段供給を含む。
【００１３】
ある実施形態によれば、電気駆動デバイスはさらに、適用可能な程度まで、上記接続ユニットを介して上記媒体の供給を制御するための機構を備える。これによって、電気駆動デバイスの改善された性能および確実な駆動が促進されるが、ここで、変形例によれば、冷却／潤滑の優先順位付けは、まず、遊星ギア／減速ギアなどのトランスミッション構造体に、トランスミッション構造体の故障が回避されるようにビークルのドライバビリティを保証する潤滑手段を設けることによって実施され、次の優先順位付けは電気モーターの冷却である。これは、例えば、潤滑手段のポンピングのためのポンプの容量が低減される場合に適切であろう。冷却および潤滑は、変形例によれば、同じ媒体、好ましくはオイルで行われる。
【００１４】
ある実施形態によれば、電気駆動デバイスは、さらに、接続ユニットを介して電気駆動デバイスの駆動に関する情報を出力する機構を備える。これによって、電気駆動デバイスの駆動に関する情報を提供する可能性は効率的かつスペース節約的な様式で利用され、ここで情報は、冷却および潤滑手段のレベル、電気モーターの温度および位置、冷却および潤滑手段の圧力を含むことができ、ここでセンサー部材は情報の提供のために配置され、センサー部材からの信号は続いて接続ユニットを介して導かれる。
【００１５】
電気駆動デバイスのある実施形態によれば、オイルサンプが、上記冷却および潤滑手段供給のために、電気モーターのジャケット表面の下側部分の下方で、電気モーターとハウジングとの間における所望のスペース内でハウジングの底部に配置される。これによって、ギアホイール／ギアの潤滑および電気モーターの冷却のためのオイル冷却媒体のピックアップの効率化が図れる。
【００１６】
電気駆動デバイスのある実施形態によれば、電気モーターは、ステータと駆動シャフトを回転させるように配置されたローターとを有し、ここで、電気モーターは、ハウジング内に、電気モーターの駆動シャフトの回転中心が上記所望のスペースを形成するためにハウジングの仮想中心軸線と本質的に平行にかつそこから距離を置いて延在するように配置される。これによって、スペースが、ハウジング内で例えばオイルサンプおよび／またはディファレンシャル／ディファレンシャルシャフトのために自由な状態置かれるのと同時に、コンパクトで、スペース効率が良く、しかも安定したデバイスが実現される。さらに、オイルサンプに対する冷却および潤滑手段を備えた媒体供給のための接続ユニットを介した接続部の集結が、そしてハウジングからの接続ユニットを介したケーブルの取り出しが促進される。
【００１７】
電気駆動デバイスのある実施形態はさらに、電気モーターとハウジングとの間の所望のスペース内でハウジング内に配置されたシャフト構造体を備えた差動デバイスを備える。これによって、差動機能のための差動デバイスを有するコンパクトな解決策が実現されるが、この差動デバイスは遊星ギアに接続され、効率的な駆動が促進される。
【００１８】
本発明のさらなる理解は、添付図面に関連した以下の詳細な説明から得られるが、図中では、同じ参照数字は同じ部材を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るモータービークルを示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気モーターと接続ユニットとを含む電気駆動デバイスの電気駆動ユニットの概略正面図である。
【図３】図２に係る駆動デバイスを含む、本発明に係る電気駆動デバイスの半径方向概略断面図である。
【図４ａ】本発明の実施形態に係る電気駆動デバイスの駆動デバイスの供給ユニットを介した供給のためのシステムの概略図である。
【図４ｂ】代替変形例に係るシステムの一部の概略図である。
【図５ａ】本発明の実施形態に係る接続ユニットを有する電気駆動デバイスの概略側面図である。
【図５ｂ】本発明の実施形態に係る接続ユニットを有する電気駆動デバイスの概略側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る接続ユニットのための開口部を有する電気駆動デバイスの概略側面図である。
【図７】図６に記載された電気駆動デバイスの概略半径方向断面図である。
【図８ａ】図２の電気駆動デバイスの概略軸方向断面図である。
【図８ｂ】図８ａの電気駆動デバイスの差動デバイスの概略平面図である。
【図９ａ】本発明の代替実施形態に係る電気駆動デバイスの概略半径方向断面図である。
【図９ｂ】本発明の代替実施形態に係る電気駆動デバイスの概略半径方向断面図である。
【図９ｃ】本発明の代替実施形態に係る電気駆動デバイスの概略半径方向断面図である。
【図９ｄ】本発明の代替実施形態に係る電気駆動デバイスの概略半径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るモータービークル１を大まかに示している。例示したモータービークル１は、鉱山ビークルといった作業ビークルの形態のビークルからなる。当該ビークルは、代替変形例では、軍用ビークルからなる。当該ビークルは、変形例では、従来のアクスルが使用される適当なビークルからなる。モータービークル１は、本発明に係る実施形態Ｉ；ＩＩ；ＩＩＩ；ＩＶ；Ｖ；ＶＩ；ＶＩＩ；ＶＩＩＩのいずれかに基づく電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩを具備する。モータービークル１は、駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩによって推進させられることを意図されている。モータービークル１は、ビークルフレームを含むビークルボディ（車体）２を備える。
【００２１】
図２は本発明の実施形態に係る電気駆動ユニット１０の概略正面図であり、図３は図２に記載の電気駆動ユニット１０を含む電気駆動デバイスＩの半径方向断面図であり、図８ａは図３の電気駆動デバイスの軸方向断面図である。
【００２２】
電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩは、例えば図２の電気駆動ユニット１０に基づく電気駆動ユニットを備える。
【００２３】
電気駆動ユニット１０は、電気モーター２０およびこの電気モーター２０の各側に配置されたトランスミッション構造体５０，６０を備え、その変形例は図８ａに示される。電気駆動ユニットは、さらに、差動機能を提供するための、重ね合わせて配置されかつトランスミッション構造体５０，６０に対して接続された差動デバイス４０を備える。
【００２４】
電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩは、上記電気駆動ユニット１０あるいは電気モーター２０を備えた対応する電気駆動ユニットを収容するよう配置されたハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０を備える。電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩ、すなわち電気モーター２０を備えかつ別のトランスミッション形態に基づくハウジングは、好ましい実施形態によれば、そして図１に示すように、カルダンシャフトを必要としないようにビークルの進行方向に対して横向きである。
【００２５】
電気モーター２０は、実質的に円筒形状を有する。電気モーター２０はジャケット表面２１を有する。電気モーター２０は、ビークルの駆動のためにビークル１内に配置されたとき、上側ジャケット表面領域２０ａおよび下側ジャケット表面領域２０ｂを有する。
【００２６】
電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩは，上記ハウジング３０；１３０；２３０；３３０；  ４３０；５３０；６３０；７３０に接続された駆動シャフト要素５を備え、かつ、駆動シャフト要素５の曲げ応力は当該ハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０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。ハブ部材６ａ，６ｂは、変形例によれば、ハブ減速機６ａ，６ｂから構成される。ハブ部材は、変形例によれば、軌道式ビークル用の駆動輪よって構成され、これは、変形例によれば、ハブ減速ギアを備える。地面係合部材７ａ，７ｂは、ビークル１の推進のために、それぞれのハブ減速機６ａ，６ｂに配置される。地面係合部材７ａ，７ｂは、変形例によれば、ホイール（車輪）から構成される。代替変形例によれば、地面係合部材７ａ，７ｂはトラック（履帯）によって構成される。
【００２７】
駆動シャフト要素５は、電気駆動デバイスＩ‐ＶＩＩＩによって推進させられることを意図されたビークル１の前後方向に対して本質的に横方向に延びるよう配置される。この駆動シャフト要素５は、ある実施形態によれば、電気モーター２０に対して本質的に同軸に配置され、すなわち電気モーターの駆動シャフトと整列させられる。これによってビークル１の効率的な駆動が実現される。代替実施形態によれば、駆動シャフト要素は、電気モーターに対して半径方向に変位して配置され、当該駆動シャフト要素は、変形例によれば、とりわけ障害物の扱いが改善されるように地面係合部材がビークルの前後方向に関して前方に変位させられるように、電気モーターに対して変位させられる。
【００２８】
電気駆動デバイスのハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０は、このようにして構成され、かつ、本質的に全ての負荷がハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０によって吸収されるよう電気モーター２０の外部負荷の移動が最小化されるようにビークルボディ（車体）のフレーム構造体に対して取り付けられるが、ここで、電気モーター２０のステータおよびローターが互いに接触して電気モーター２０が破壊されないように、外部荷重によるハウジングの撓みが電気モーター２０の撓みと共に本質的に回避される。
【００２９】
電気駆動デバイスは、変形例によれば、作業ビークルといった大型ビークルを駆動することを意図される。電気駆動バイスは、変形例によれば、比較的大きな出力トルクを提供し、かつ、比較的高い出力速度を有する。変形例によれば、電気駆動デバイスは、この実施形態によれば、対応するトルクが１０〜２０ｋＮｍの範囲にあるハブ減速機を除く電気駆動ユニットに関して、２００ｋＮｍの大きさの出力トルクを提供するよう構成されたハブ減速機６ａ，６ｂを備え、かつ、対応する速度が２０００ｒｐｍに近いハブ減速機を除く電気駆動ユニットに関して、１００ｒｐｍに近い最大出力速度を有する。
【００３０】
ハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０は、負荷を運搬するよう構成され、かつ、大きな負荷、変形例によれば１００〜４００トンの大きさの負荷に耐えるような構造とされる。ハウジング３０は上記アタッチメントにおいて上記外部負荷を支持するよう配置される。ハウジング３０は、例えばハブ減速機を介して例えば側方からの外部負荷が、そうした負荷がトランスミッション構造体あるいは電気モーター２０に影響を与えないように、ハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０の構造体に伝達されるように配置される。ハウジング３０；１３０；２３０；３３０；４３０；５３０；６３０；７３０は電気モーター２０からの駆動トルクを吸収するように配置される。こうした負荷は、電気駆動デバイスの駆動中に生じた負荷、上からの負荷などを含む。
【００３１】
上記値は一例であり、好適な電気駆動デバイスを用途に応じて使用することができる。したがって本発明は、２００ｋＮｍより大きなトルクまたは実質的に２００ｋＮｍよりも低い出力トルクを有する電気駆動デバイスを含み、１００〜４００トンよりも重い負荷あるいは１００〜４００トンよりも軽い負荷のために構成されてもよい。
【００３２】
電気駆動ユニット１０は図２に示す接続ユニット１００を備え、それを介して電気モーター２０には媒体が供給されるように構成されているが、この媒体供給源は、電気エネルギー供給源および潤滑手段供給源を含む。接続ユニット１００は、電気エネルギー供給のためのケーブル１０５と、冷却および潤滑手段のための管１０２ａ，１０２ｂ，１０４ａ，１０４ｂの接続のために構成される。接続ユニット１００は、電気モーターのジャケット表面２１に接続されて配置されるよう意図される。上記媒体供給源、したがって、電気モーター２０のジャケット表面２１に接続されて配置される接続ユニット１００を介して実施されるよう調整される。
【００３３】
接続ユニット１００は、変形例によれば、ジャケット表面の上側ジャケット表面領域２０ａと下側ジャケット表面領域２０ｂとの間に配置される。接続ユニット１００は、変形例によれば、ジャケット表面２１の軸方向において中央に、すなわち実質的に電気モーター２０の端部の平面間の領域に、すなわち電気モーター２０の垂直中間面に関する領域における電気モーター２０のジャケット表面２１に、電気モーター２０の下側ジャケット表面領域２０ｂにおいて、すなわち電気モーターの水平中間面の下方に配置される。
【００３４】
接続ユニット１００は、上記電気エネルギー供給のためのケーブル用の接続インターフェースを備える。
【００３５】
接続ユニット１００は、図示していないポンプユニットによって、トランスミッション構造体５０，６０および電気モーターの冷却および潤滑手段供給のために冷却および潤滑手段を圧送するための管構造物の接続のための接続インターフェースを備える。管構造物は、電気モーター２０およびトランスミッション構造体５０，６０の供給のための接続ユニット１００を介して熱交換器を介してポンピングするためのオイルサンプからオイルを取り込むための取り込み管１０１を備える。
【００３６】
接続ユニット１００は、電気モーター２０およびトランスミッション構造体５０，６０の冷却および潤滑のための冷却および潤滑手段の輸送に用いられることを意図された上記冷却および潤滑管１０１，１０１，１０２ａ，１０２ｂ，１０４ａ，１０４ｂ用の接続インターフェースを備える。上記冷却および潤滑管は、潤滑手段によるトランスミッション構造体のギアの潤滑のためにトランスミッション構造体５０，６０を経て、かつ、冷却手段による電気モーター２９０の冷却のために電気モーター２０のジャケット２１の周囲に導かれるように配置され、上記潤滑手段および冷却手段は、ある実施形態によれば、オイルサンプＯの形態の同じ供給源からのオイルからなる。
【００３７】
図３は、図２に基づく駆動ユニットを備えた、本発明に基づく電気駆動デバイスＩの概略半径方向断面図である。電気駆動デバイスＩについて、図８ａを参照して、以下でより詳しく説明する。電気駆動デバイスＩは、電気モーター２０と、その中に電気モーター２０が収容されるハウジング３０とを備える。ハウジング３０は、ジャケット表面３１と、本質的にリング状の断面形状とを有する。上記接続ユニット１００は、上記ハウジングのジャケット表面３１に対して取り付けられ、ここで、上記媒体供給は、ハウジング３０のジャケット表面３１の開口を経て実施されるよう意図される。ハウジング３０の上記ジャケット表面３１は、上側部分３０ａおよび下側部分３０ｂを有し、上記接続ユニット１００は最上方分３０ａと最下方部分３０ｂとの間に配置される。上記接続ユニット１００を最上方分３０ａと最下方部分３０ｂとの間に配置することによって、ビークルの地面クリアランスは接続ユニット１００による影響を受けず、そしてまたビークルの高さも同様である。さらに、接続ユニット１００は、変形例によれば、ホイール等のその他の駆動シャフトに接続される地面係合部材から取り込まれる、例えば、石、砂利、泥および／または水の形態のスプラッシュが接続ユニット１００上に達するのが防止されるように、ハウジングのジャケット表面３１に接続された状態で配置される。
【００３８】
電気モーター２０のジャケット表面の下の軸方向に延びるスペース３６は、オイルサンプＯとして利用される。この実施形態によれば、容積は、ハウジング３０に対して偏心的に配置された電気モーター２０を有することによって利用可能となる。スペース３６は、図８ａおよび８ｂを参照して説明した差動デバイスのアクスル構造体４２ａ，４２ｂのためのスペースを形成し、そして延長部分においてもまた、差動ブレーキ／トルクベクタリングは図示されていない。
【００３９】
図４ａは、本発明の実施形態に係る電気駆動デバイスの接続ユニットを介した供給手段の供給のためのシステムＳを大まかに示している。
【００４０】
当該システムは、上記接続ユニット１００を備える。当該システムはさらに、上記接続ユニット１００を介して取り込み管１０１を通って、本発明によれば電気駆動デバイスのハウジングの底部におけるスペースから、冷却および潤滑手段（変形例によればオイル）を送り出すための管構造物内に配置されたポンプユニットＰを備える。システムＳは、さらに、ポンプユニットＰの下流側に配置されかつ上記スペースから圧送される冷却および潤滑手段を濾過するよう構成されたフィルター部材Ｆを備える。システムＳは、さらに、ポンプユニットＰの下流側に配置されかつ冷却および潤滑手段を冷却するよう構成された熱交換器ＨＸを備える。
【００４１】
管構造物は、熱交換器ＨＸの下流に配置された導入管１０３を備え、この導入管は、トランスミッション構造体および電気モーターへの冷却および潤滑手段の供給のために接続ユニット１００に接続される。当該導入管１０３は、トランスミッション構造体および電気モーターの供給の優先順位付けを容易にするために、一組の供給管１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄにおいて接続ユニット１００に接続された状態で分枝させられる。
【００４２】
ある実施形態よれば、接続ユニット１００は、所定の圧力に基づいて開くよう構成された、図示していないオーバーフローバルブを備える。これによって、供給の優先順位付けは、トランスミッション構造体（変形例によれば電気モーターの各側に配置された遊星ギア）および差動構造体に、まず、供給管１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄの組のうちの第１の供給管１０３ａを介して、冷却および潤滑手段が供給され、そして、その後、電気モーターのステータ巻き線のコイル端には、第２の供給管１０３ｂを介して、冷却および潤滑手段が供給され、その後、第３の供給管１０３ｃは、電気モーターのローターに冷却および潤滑手段を供給するために機能させられ、そして、その後、電気モーターのジャケットに、そしてまたベアリングには冷却および潤滑媒体が供給されるように実施されるよう順序立てられる。これによって、例えばポンプユニットＰの性能が損なわれた場合、ビークルのトラクション能力は、トランスミッション構造体の故障のリスクが回避されるために保証される。
【００４３】
変形例によれば、冷却されたオイルは、結果として、接続ユニット１００内に導入管１０３内の高圧によって導かれ、例えば上記に基づく優先順位付けによって供給管１０３ａ，  １０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄの組において分岐させられることを意図されている。電気モーターおよびトランスミッション構造体によって加熱されたオイルは、続いて、ハウジングの底部のオイルサンプから圧送され、そして接続ユニット１００を通過し、ポンプユニットＰを通過し、フィルターＦを経て、オイルの冷却のための熱交換機ＨＸを通過し、続いて、トランスミッション構造体および電気モーターの供給のために、導入管を経て戻るように導かれる。
【００４４】
システムＳはさらに、電気モーターに電気的にエネルギー供給するよう構成されたパワーエレクトロニクスＥを含む。このパワーエレクトロニクスＥは、三相線の形態のケーブル１０５を介して電気モーターに接続されるが、このケーブルは、接続ユニット１００を介して電気モーターに接続される。
【００４５】
ある実施形態によれば、システムはまた、電子制御ユニットＥＣＵを備えている。電子制御ユニットＥＣＵは、接続ユニット１００を介して信号ライン構造物１０７からの信号を受信するように配置されている。電子制御ユニットは、本発明に係る電気駆動デバイスの電気駆動ユニットに接続状態で配置された図示しないセンサー部材からの信号を受け取るよう構成され、この場合、上記センサー部材は、冷却および潤滑手段の流速を特定するための流量センサーと、サンプの冷却および潤滑手段のレベルを特定するためのレベルセンサーと、冷却および潤滑手段の圧力を特定するための圧力センサーと、電気モーターの温度を特定するための温度センサーと、オイルなどの冷却および潤滑手段の温度を特定するための温度センサーと、電気モーターのローターのポジションを特定するためのレゾルバー／エンコーダーなどのポジションセンサーと、ローターの回転速度を特定するための回転センサーと、とりわけギアホイールの摩耗を指し示す冷却および潤滑手段と粒子との混合具合を確認するためにオイルなどの冷却および潤滑手段の粒子の量を特定するための粒子センサーとを備えていてもよく、ここで電子制御ユニットＥＣＵは、流量データ、レベルデータ、圧力データおよび温度データを提示する上記センサー部材からの信号を受けるために配置される。
【００４６】
電子制御ユニットＥＣＵは、さらに、上記パワーエレクトロニクスＥに接続される。電子制御ユニットＥＣＵは、例えばローターのポジションおよび電気モーターの温度に関するセンサー部材からの情報に基づいて、電気モーターの制御を体現する信号をパワーエレクトロニクスへ送信するよう構成される。
【００４７】
図４ａにおいて、分岐構造物Ｙ１の供給管１０３の分岐は、接続ユニット１００において行われる。導入管１０３の分岐は、適切な分岐構造物によって行うことができる。図４ｂは分岐構造物Ｙ２を大まかに示しており、ここで、導入管１０３の部分的な分岐が接続ユニット１００において、ここでは２本の管でなされており、これらの管は、続いて、１本および２本の供給管１０３ａ’，１０３ｂ’および１０３ｃ’，１０３ｄ’それぞれに接続ユニットによって／その下流で分岐させられる。
【００４８】
図５ａおよび５ｂは、本発明の代替実施形態に係る電気駆動デバイスＩＩ；ＩＩＩの概略側面図であり、接続ユニット１００の配置が、図２に示す実施形態に基づく配置とは異なっている。
【００４９】
図５ａは電気駆動デバイスＩＩの概略側面図であり、ここで、接続ユニット１００は、ハウジングの水平中央面とそのジャケット表面の下側部分１３０ｂとの間の下側領域内でハウジング１３０のジャケット表面１３１の軸方向延長部の端部領域に配置される。
【００５０】
図５ｂは電気駆動デバイスＩＩＩの概略側面図であり、接続ユニット１００は、軸方向において、実質的に、上記ハウジングのジャケット表面２３１の中央部に接続された状態で配置されている。さらに、接続ユニット１００は、ジャケット表面の上側部分２３０ａと下側部分２３０ｂとの間でハウジングのジャケット表面の水平中央面に接続された状態でハウジングのジャケット表面の周方向に配置されている。接続ユニット１００は、結果的に、ジャケット表面２３１の一方側において中央に配置されている。
【００５１】
図６は、本発明の一実施形態に係る電気駆動デバイスＩＶの概略側面図であり、図７は、図６に記載された電気駆動デバイスＩＶの概略半径方向断面図である。
【００５２】
この実施形態に係る電気駆動デバイスＩＶのハウジング３３０は、本発明に係る接続ユニットが接続可能でありかつ電気モーターからのケーブルならびに冷却および潤滑管がハウジング３３０から引き出せるように、ハウジング３３０のジャケット表面３３１の最上方部分３３０ａと最下方部分３３０ｂとの間の下側領域において、ハウジング３３０の側面に沿って中央領域内に配置されたハウジング３３０のジャケット表面３３１のポート３１２を貫通して形成された開口３１４を有する。本発明の実施形態によれば、接続ユニット１００は、上記開口３１３に接続された状態で配置されるよう構成される。
【００５３】
図８ａは、本発明の実施形態に基づく電気駆動デバイス１０の概略軸方向断面図であり、この電気駆動デバイスは図３の電気駆動デバイスに基づいており、かつ、図８ｂは図８ａの電気駆動デバイス１０の差動デバイス４０の平面図である。電気駆動デバイス１０は、電気モーター２０と、その中に電気モーターが収容されるハウジング３０とを含む。電気駆動デバイスはモータービークルを駆動するよう配置される。
【００５４】
電気モーター２０はローター２２およびステータ２４を備え、当該ローター２２はシャフト２６またはローターシャフト２６に接続されかつ当該駆動シャフト２６を回転させるように配置されている。駆動シャフト２６は、ローターに対して同心状に延びるように配置されており、ローター２２は駆動シャフト２６を取り囲むよう配置されている。ステータ２４はローター２２を囲むように配置されており、ローターシャフト、したがってローター２２はステータ２４に対して同心状に配置されている。電気モーター２０、そしてしたがって駆動シャフト２６は、変形例によれば、ビークルの前後方向に対して交差するように配置されるよう意図されており、駆動シャフト２６はビークルの駆動ホイールを駆動するために接続されかつ配置される。駆動シャフト２６は本質的に水平方向に延びるように配置されている。駆動シャフト２６は、駆動ホイールあるいは駆動トラックといった地面係合部材に接続されかつそれを駆動するよう意図される。電気駆動デバイス１０は、したがって、モータービークルの推進のための駆動ホイールあるいは駆動トラックといった地面係合部材を駆動するよう配置されている。
【００５５】
この実施形態に係る駆動シャフト２６は、したがって、電気モーター２０の仮想中心軸線に対して同心状に延在する。これによって、所望のスペース３６が、電気モーターと上記ハウジングとの間に形成される。上記所望のスペース３６は、谷のような形態を有する。
【００５６】
ハウジングは、仮想中心軸線Ｘを備えた略リング形状断面を有する。この実施形態によれば、ハウジング３０は略円形断面を有する。電気モーター２０は、上記所望のスペース３６の形成のために、ハウジング３０の中心軸線Ｘと平行にかつそれから離れて延びるように、ハウジング３０に偏心的に変位させられて配置される。ハウジング３０は、この結果、仮想中心軸線Ｘが実質的に水平方向に延びるように、実質的に水平に配置されるよう意図される。
【００５７】
電気モーター２０は、この実施形態によれば、略円筒形ハウジング３０内で主として半径方向上向きに変位させられる。ハウジング３０は、電気駆動デバイス１０の支持構造体の中央部分を構成する。変形例によれば、ハウジング３０の仮想軸線に対する駆動シャフト２６／仮想中心軸線２６の変位は２０〜１００ｍｍ、変形例によれば、約４５ｍｍである。この変位は上記のものよりも大きな範囲を含む適切な範囲内にあってもよい。上記所望のスペースは、したがって、ハウジング３０の下側領域内で軸方向に延在する。
【００５８】
駆動シャフトに対する電気モーター２０の偏心配置による電気モーターの下方のウォンセンチメートルは、差動デバイス４０の差動機構４２ａ，４２ｂおよびオイルサンプＯの配置のために利用される。さらに、接続ユニットによって、ハウジング３０の中央からケーブルを取り出すのがスムーズな様式で簡素化されるが、これについてはとりわけ図６および図７に示されておりかつ以下で詳しく説明する。
【００５９】
電気駆動デバイス１０は駆動シャフト２６に接続された出力シャフト１２を備える。出力シャフト１２は、この実施形態によれば、駆動シャフト２６と整列する。出力シャフト１２は、本実施形態によれば、上記駆動シャフト２６を貫通して延在する。
【００６０】
電気駆動デバイス１０は、この実施形態によれば、ハウジング３０内に配置された差動手段を含む。この差動手段は、第１のトランスミッション構造体５０および第２のトランスミッション構造体６０を備え、電気モーター２０は、この第１および第２の遊星ギア構造体５０，６０間に配置される。
【００６１】
第１の遊星ギア構造体５０は、遊星ギア５２、太陽ギア５４およびリングギア５６を備える。第２の遊星ギア構造体６０は、遊星ギア６２、太陽ギア６４およびリングギア６６を備える。
【００６２】
第１および第２の遊星ギア構造体５０，６０は、上記出力シャフト１２を介して互いに駆動接続される。出力シャフト１２は、各遊星ギア構造体５０，６０の太陽ギア５４，６４に対して接続される。
【００６３】
差動手段は、モータービークルの差動機能を提供するために、第１の遊星ギア構造体５０のリングギア５６および第２の遊星ギア構造体６０のリングギア６６と係合する差動デバイス４０を備える。
【００６４】
差動デバイス４０は、アクスル構造体４２ａ，４２ｂを備えるが、これは、ハウジング３０の中心軸Ｘに対する電気モーター２０の中心軸２６の上記変位によって障害物のない状態に置かれたスペース３６内において電気モーターとハウジング壁との間でハウジング３０内に配置される。
【００６５】
図８から明らかであるように、アクスル構造体は、第１の差動シャフト４２ａと第２の差動シャフト４２ｂとを備えるが、これらはスペース３６内でハウジングの長手方向に本質的に互いに平行に延在する。差動デバイスは、差動ギア４４ａ，４４ｂ，４６ａ，４６ｂを備えるが、第１の差動シャフト４２ａ上のギア４４ａはリングギア５６と噛み合い、かつ、第１の差動シャフト４２ｂ上のギア４４ｂはリングギア６６と噛み合っている。
【００６６】
差動デバイス４０は、他方側がシフトダウンされると同時に一方側において出力シャフト１２をシフトアップするよう構成されるが、これは、ギア４６ａ，４６ｂによってリング５６，６６が互いに逆方向に回転可能であることによって達成される。
【００６７】
電気駆動デバイス１０の電気モーター２０は、軸方向に出力シャフト１２と整列させられ、かつ、差動デバイスのアクスル構造体４２は、ハウジング３０の中心軸に対する電気モーター２０の中心軸の変位によって障害物のない状態に置かれたスペース３６内において電気モーター２０のジャケット表面に沿って配置される。
【００６８】
円形断面を備えた円筒形ハウジング３０を用いることで、剛体ハウジング３０が得られるが、これは製造が容易である。ある実施形態によれば、ハウジング３０のための構造要素は、荷重を吸収するために最適な円形断面を有するパイプから構成される。そうした水平に配置されたハウジング３０内に偏心的に電気モーター２０を配置することによって、ハウジング３０内の最上方の容積が利用され、すなわち電気モーターは、差動デバイスのアクスル構造体が自由な状態に置かれたスペース３６内で電気モーター２０の下方に配置され、すなわちアクスル構造体は、それがハウジング３０の内部下側表面に沿ってスペース３６内に軸方向に延びるように配置されると同時に、その上側ジャケット表面がハウジング３０の上側表面に沿って軸方向に延びるように配置され、ここで、円筒形パイプが上記利点を伴って利用されると同時に、コンパクトな構造が実現される。
【００６９】
電気モーター２０は、したがって、この実施形態によれば、ビークル内に水平に配置された円筒形ハウジング３０内に偏心的に配置され、すなわち駆動シャフト２６の回転中心は円筒形ハウジング３０の仮想中心軸線Ｘに対して半径方向に変位させられ、スペースが、これによって、電気モーター２０の下方で軸方向に延びるスペース３６内でハウジング内の差動デバイスのアクスル構造体４２ａ，４２ｂに対して付与される。電気モーターが変位させられた時に利用可能となる容積はオイルサンプＯとして利用され、かつ、上述したように、差動デバイス４０のアクスル構造体４２ａ，４２ｂの、そして延長部においてはまた図示していない差動ブレーキ／トルクベクトリングのためのスペースを提供する。さらに、自由な状態に置かれたスペース３６は、潤滑手段、冷却手段、電力供給およびセンサーなどのための接続部を集積すると共に本発明に係る接続デバイスにこれらを接続するのを容易にする。
【００７０】
出力シャフトは上記駆動シャフトを通って延びるので、電気モーター２０の各側の遊星ギア機構５０，６０を通る出力シャフト１２を用いたモーター・イン・シャフト解決策が実現される。モーター・イン・シャフト解決策は、カルダンシャフトを必要としないが、全ての電力供給はケーブルを介して行われる。円形断面を備えたハウジング３０内に偏心的に配置された電気モーター２０を備えた、この実施形態に基づく用途に関してとりわけ、コンパクトかつ容積効率のよいデバイスが実現され、同時に、ハウジング３０は最高の強度および剛性のための円筒形状を維持する。
【００７１】
本発明に係る電気駆動デバイス１０は、主として、中型および大型特殊ビークルを対象とする。したがって、電気モーター２０はビークル内で水平に配置され、電気モーター２０のジャケットおよびハウジングのジャケット３１はビークルの左右方向に延びる。電気モーター２０は、ビークル内に配置された円筒形ハウジング３０に対して偏心的に配置され、同時に、駆動シャフトと出力シャフト、したがって駆動ホイールとの間で同軸度が維持される。
【００７２】
図９ａ〜ｄは、本発明の異なる実施形態に係る電気駆動デバイスＶ；ＶＩ；ＶＩＩ；  ＶＩＩＩの概略半径方向断面図であり、図９ａ〜ｃの実施形態によれば、ハウジング４３０；４３０；６３０は、ハウジングに対して偏心的に配置された電気モーター２０を備えた異なるリング形状断面を有し、そして図９ｄの実施形態によれば、ハウジング７３０は、このハウジング７３０に対して同心状に配置された電気モーター２０を備えた円形断面を有する。
【００７３】
図９ａ〜ｄに記載の全ての実施形態は、電気モーター２０への電気エネルギーの供給源と、電気モーター２０およびトランスミッション構造体への冷却および潤滑手段の供給源とを備えた媒体供給源のための接続ユニット１００を有し、この接続ユニット１００は電気モーター２０のジャケット表面２１に接続された状態で配置され、媒体供給源は、接続ユニット１００を介して機能するよう配置される。
【００７４】
接続ユニット１００は、ハウジング４３０；４３０；６３０；７３０に対して接続され、ここでハウジング４３０；４３０；６３０；７３０の開口部は、電気モーター２０に対する電気エネルギーの供給のためのケーブル、そして電気モーターおよびトランスミッション構造体の冷却および潤滑のための冷却および潤滑管のために、上記接続ユニットから駆動ユニットへと供給を行うことを可能とする。上記開口は、ハウジングの上記実施形態では、先に説明したものに基づいて、ハウジング上の適切な場所に配置されてもよい。
【００７５】
ここまで、電気モーター２０を収容するためのハウジング３０；３３０を備えた電気駆動デバイスＩ；ＩＶ（ここでハウジング３０；３３０は仮想中心軸Ｘを備えた略円形断面を有する）について説明してきた。
【００７６】
図９ａに示された代替実施形態によれば、電気駆動デバイスＩＩＩは、中心軸線Ｘを備えた略楕円形断面を備えたハウジング３３０を有し、ここで、電気モーター２０は、電気モーター２０の駆動シャフト２６／中心軸線２６が、ハウジング４３０の中心軸線と平行にかつそこから距離をおいて延びるように、ハウジング４３０内に偏心配置されている。
【００７７】
図９ｂに示された代替的実施形態によれば、電気駆動デバイスＩＶは、中心軸線Ｘを備えた略卵形断面を備えたハウジング５３０を有し、ここで、電気モーター２０は、電気モーター２０の駆動シャフト２６／中心軸線２６が、ハウジング５３０の中心軸線と平行にかつそこから距離をおいて延びるように、ハウジング５３０内に偏心配置されている。
【００７８】
図９ｃに示された代替実施形態によれば、電気駆動デバイスＶは、中心軸線Ｘを備えた平行な縁および半円形端部を有する略長円形断面を備えたハウジング６３０を有し、ここで、電気モーター２０は、電気モーター２０の駆動シャフト２６／中心軸線２６が、ハウジング６３０の中心軸線と平行にかつそこから距離をおいて延びるように、ハウジング６３０内に偏心配置されている。
【００７９】
ここまで、電気モーターがハウジング内に偏心的に配置される電気駆動デバイスについて説明してきた。図９ｄに示された代替実施形態によれば、電気駆動デバイスＶＩは、中心軸線Ｘを備えた実質的に円形の断面を有するハウジング７３０を有しており、ここで電気モーター２０は、電気モーター２０の駆動シャフト２６／中心軸線２６がハウジング７３０の中心軸線と整列するようにハウジング７３０内に同心状に配置される。
【００８０】
ここまで、電気駆動デバイスはリング形状のハウジングとこのハウジング内に偏心的に配置された電気モーターとを備えるものであったが、このリング形状ハウジングは、ビークルの推進のための電気モーターの駆動シャフトが駆動ホイールあるいは駆動トラックなどの地面係合部材の駆動のためにビークルの前後方向と交差するように延びるようにビークルの前後方向と本質的に水平に交差した状態で配置されるよう意図される。
【００８１】
代替的に、リング形状ハウジングと、このハウジング内に偏心的に配置された電気モーターとを備えた電気駆動デバイスのリング形状のハウジングは、ビークルの推進のための電気モーターの駆動シャフトがビークルの前後方向に延びるように、ビークルの前後方向に本質的に水平に配置されるよう意図され、ここで、カルダンシャフトが、駆動シャフトから地面係合駆動ホイールあるいは駆動トラックへと駆動力を伝達するために配置される。
【００８２】
本発明の好ましい実施形態の上記説明は、例示および説明のために提供したものである。網羅的であることまたは開示された詳細な形態に本発明を限定することを意図するものではない。明らかに、多くの変更および変形が当業者には明らかであろう。実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用を最もよく説明するために選択されかつ記述されており、これによって、当業者は、さまざまな実施形態に関して、そして想定される特定用途に適合させられるような、さまざまな変更と共に本発明を理解することが可能となる。
【符号の説明】
【００８３】
１  モータービークル
２  ビークルボディ（車体）
５  駆動シャフト要素
６ａ，６ｂ  ハブ部材（ハブ減速機）
７ａ，７ｂ  地面係合部材
１０  電気駆動ユニット（電気駆動デバイス）
１２  出力シャフト
２０  電気モーター
２０ａ  上側ジャケット表面領域
２０ｂ  下側ジャケット表面領域
２１  ジャケット表面
２２  ローター
２４  ステータ
２６  駆動シャフト
３０  円筒形ハウジング
３０ａ  上側部分
３０ｂ  下側部分
３１  ジャケット表面
３６  スペース
４０  差動デバイス
４２  アクスル構造体
４２ａ  第１の差動シャフト
４２ｂ  第２の差動シャフト
４４ａ，４４ｂ，４６ａ，４６ｂ  差動ギア
５０  第１のトランスミッション構造体（第１の遊星ギア構造体）
５２  遊星ギア
５４  太陽ギア
５６  リングギア
６０  第２のトランスミッション構造体（第２の遊星ギア構造体）
６２  遊星ギア
６４  太陽ギア
６６  リングギア
１００  接続ユニット
１０１，１０２ａ，１０２ｂ，１０４ａ，１０４ｂ  管
１０３ａ〜１０３ｄ  供給管
１０５  ケーブル
１０７  信号ライン構造物
１３０  ハウジング
１３１  ジャケット表面
２３０ａ  上側部分
２３０ｂ  下側部分
２３１  ジャケット表面
２９０  電気モーター
３１２  ポート
３１３，３１４  開口
３３０  ハウジング
３３０ａ  最上方部分
３３０ｂ  最下方部分
３３１  ジャケット表面
４３０  ハウジング
５３０  ハウジング
６３０  ハウジング
７３０  ハウジング
【図１】
2015506164.tif 000003
【図２】
2015506164.tif 000004
【図３】
2015506164.tif 000005
【図４ａ】
2015506164.tif 000006
【図４ｂ】
2015506164.tif 000007
【図５ａ】
2015506164.tif 000008
【図５ｂ】
2015506164.tif 000009
【図６】
2015506164.tif 000010
【図７】
2015506164.tif 000011
【図８ａ】
2015506164.tif 000012
【図８ｂ】
2015506164.tif 000013
【図９ａ】
2015506164.tif 000014
【図９ｂ】
2015506164.tif 000015
【図９ｃ】
2015506164.tif 000016
【図９ｄ】
2015506164.tif 000017
【国際調査報告】
2015506164.tif 000018
2015506164.tif 000019
2015506164.tif 000020