(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-29
(45)【発行日】2023-04-06
(54)【発明の名称】モータ歯車箱組立体
(51)【国際特許分類】
B60K 1/02 20060101AFI20230330BHJP
B60G 3/20 20060101ALI20230330BHJP
B60K 6/00 20071001ALI20230330BHJP
F16H 1/06 20060101ALI20230330BHJP
F16H 57/04 20100101ALI20230330BHJP
【ＦＩ】
B60K1/02
B60G3/20
B60K6/00
F16H1/06
F16H57/04 E
F16H57/04 J
【請求項の数】
26
(21)【出願番号】P 2018559363
(86)(22)【出願日】2017-05-04
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-06-20
(86)【国際出願番号】 US2017031056
(87)【国際公開番号】W WO2017196633
(87)【国際公開日】2017-11-16
【審査請求日】2020-04-22
【審判番号】
【審判請求日】2021-11-11
(31)【優先権主張番号】62/391,745
(32)【優先日】2016-05-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/357,350
(32)【優先日】2016-11-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】518397733
【氏名又は名称】ニコラ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＮＩＫＯＬＡ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】４１４１ Ｅａｓｔ Ｂｒｏａｄｗａｙ Ｒｏａｄ， Ｐｈｏｅｎｉｘ， Ａｒｉｚｏｎａ ８５０４０， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ミルトン，トレバー アール．
(72)【発明者】
【氏名】リンク，ケヴィン エム．
(72)【発明者】
【氏名】ヒートン，アンソニー エー．
(72)【発明者】
【氏名】マッケルプラン，モルガン
(72)【発明者】
【氏名】ジェネス，スティーヴ
(72)【発明者】
【氏名】ホーキンス，エイドリアン
【合議体】
【審判長】筑波 茂樹
【審判官】藤井 昇
【審判官】三宅 龍平
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１８０４９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平２－３０６８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－１４７４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－４８３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／０１３２０３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００７－２１６７８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０８３７００（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
B60K 1/02
B60K17/356
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の両側に２つの車輪を有する前記車輪用のモータ歯車箱組立体において、それぞれが電気モータおよび関連した歯車列を含む２つの独立駆動システムであって、各駆動システムは、前記車輪の一方を独立して駆動するように構成される、２つの独立駆動システムと、
前記車両の前方から見たときに当該車両の横方向において、２つの前記歯車列が少なくとも部分的に２つの前記電気モータの間に位置付けられるように、２つの前記電気モータおよび２つの前記歯車列を収容する共通の１つの筐体とを含み、
一方の駆動システムの少なくとも一部は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記他方の駆動システムの少なくとも一部に対して、前記車両の長手方向に概ね反対方向を有して、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、一方の独立駆動システムの少なくとも一部と他方の独立駆動システムの少なくとも一部とが、前記長手方向に互いにずれており、
前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記電気モータが前記長手方向に互いにずれており、
２つの前記歯車列は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されて当該車両の前方から見たときに、少なくとも部分的に互いに前記車両の横方向に重複することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項2】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、２つの前記電気モータは、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、互いに対して、前記長手方向に概ね反対方向を有することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項3】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、一方の歯車列の少なくとも一部は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、他方の歯車列の少なくとも一部に対して、前記長手方向に概ね反対方向を有して、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、一方の歯車列の少なくとも一部と他方の歯車列の少なくとも一部とが、前記長手方向に互いにずれていることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項4】
請求項３に記載のモータ歯車箱組立体において、各歯車列は中間歯車を含み、２つの前記中間歯車は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、互いに対して、前記長手方向に概ね反対方向を有することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項5】
請求項４に記載のモータ歯車箱組立体において、各歯車列は出力歯車を有し、２つの前記出力歯車は互いに軸方向に位置合わせされていることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項6】
請求項５に記載のモータ歯車箱組立体において、２つの前記電気モータは、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、互いに対して、前記車両の前記長手方向にずれていることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項7】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、前記車両は制御アームを有するサスペンションシステムをさらに含み、前記筐体は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記筐体が前記制御アームを支持するように前記制御アームに連結されるように構成されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項8】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、各駆動システムは、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記車両において前記駆動システムの対応する電気モータと同じ側に配置されたそれぞれの車輪を駆動するように構成されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項9】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、前記筐体は、潤滑油を受領するための入口、前記入口に連結された主経路、ならびに前記主経路に連結された第１および第２の経路の配置を有し、各経路の配置は、前記電気モータの一方および各歯車列の少なくとも一部に潤滑油を供給するように構成されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項10】
車両の両側に２つの車輪を有する前記車輪用のモータ歯車箱組立体において、それぞれが電気モータおよび関連した歯車列を含む２つの独立駆動システムであって、各駆動システムは、前記車輪の一方を独立して駆動するように構成される、２つの独立駆動システムと、
前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されて当該車両の前方から見たときに、当該車両の横方向において２つの前記歯車列が少なくとも部分的に２つの前記電気モータの間に位置付けられるように、および前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されて当該車両の前方から見たときに、２つの前記歯車列が少なくとも部分的に互いに前記車両の横方向に重複するように、２つの前記電気モータおよび２つの前記歯車列を収容する共通の１つの筐体とを含み、
前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記電気モータが前記車両の長手方向に互いにずれていることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項11】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、各歯車列は出力歯車を含み、２つの前記出力歯車は互いに軸方向に位置合わせされていることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項12】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、２つの前記電気モータは、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、横方向に延在する中心面に対して概ね反対方向を有することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項13】
請求項１２に記載のモータ歯車箱組立体において、各電気モータは中心軸を中心に位置合わせされ、一方の電気モータの前記中心軸は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、第１の距離だけ前記中心面の前方に配置され、他方の電気モータの前記中心軸は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、第２の距離だけ前記中心面の後方に配置され、前記第１および第２の距離は同じであることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項14】
請求項１２に記載のモータ歯車箱組立体において、各歯車列は中間歯車を含み、前記中心面は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記中間歯車の間に延在することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項15】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、各歯車列は中間歯車を含み、２つの前記中間歯車は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、少なくとも部分的に互いに横方向に重複することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項16】
請求項１５に記載のモータ歯車箱組立体において、前記中間歯車は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記中間歯車が前記車両の長手方向に位置合わせされるように、互いに完全に重複することを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項17】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、各電気モータはモータ軸を中心に回転可能な回転子を含み、各歯車列は、歯車軸を中心に回転可能である中間歯車を含み、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記モータ軸は第１の距離だけ前記車両の長手方向に離間され、２つの前記歯車軸は、前記第１の距離より大きい第２の距離だけ前記長手方向に離間されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項18】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、２つの前記歯車列は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記電気モータの間に横方向に配置されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項19】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、各駆動システムは、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記車両において対応する電気モータと同じ側に配置された前記車輪の一方を独立して駆動するように構成されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項20】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、前記車両は制御アームを有するサスペンションシステムをさらに含み、前記筐体は、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記筐体が前記制御アームを支持するように、前記制御アームに連結されるように構成されることを特徴とする、モータ歯車箱組立体。
【請求項21】
車両用のモータ歯車箱およびサスペンションの組立体において、前記車両の車輪を駆動するための駆動システムであって、前記駆動システムは電気モータおよび前記電気モータに関連した歯車列を含む、駆動システムと、
前記車両のさらなる車輪を駆動するためのさらなる駆動システムであって、当該さらなる駆動システムはさらなる電気モータおよび当該さらなる電気モータに関連したさらなる歯車列を含む、さらなる駆動システムと、
前記電気モータ、前記歯車列、前記さらなる電気モータ、および前記さらなる歯車列を収容して取り囲む筐体であって、前記組立体が前記車両に装着されて当該車両の前方から見たときに、当該車両の横方向において、前記歯車列および前記さらなる歯車列が、前記電気モータと前記さらなる電気モータとの間に少なくとも部分的に配置されている筐体と、
前記車両の車輪に関連する突起に連結されるように構成された第１の端部、および前記筐体に枢動可能に直接的に連結されるように構成された第２の端部を有する、サスペンション制御アームと、を含み、
当該組立体が前記車両に装着されたときに、前記電気モータと前記さらなる電気モータとが前記車両の長手方向に互いにずれており、当該組立体が前記車両に装着されたときに、前記歯車列と前記さらなる歯車列とが、少なくとも部分的に前記車両の長手方向に互いに重複しており、
当該組立体が前記車両に装着されて当該車両の前方から見たときに、前記歯車列の歯車と前記さらなる歯車列の対応する歯車とが、前記車両の横方向に互いに重複していることを特徴とする組立体。
【請求項22】
請求項１に記載のモータ歯車箱組立体において、２つの前記電気モータと２つの前記歯車列とが前記共通の１つの筐体に取り付けられて、２つの前記電気モータと２つの前記歯車列と前記共通の１つの筐体とが１つのパッケージとして前記車両に取り付け可能であり、前記共通の１つの筐体が２つの前記電気モータと２つの前記歯車列とを支持していることを特徴とするモータ歯車箱組立体。
【請求項23】
請求項２に記載のモータ歯車箱組立体において、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、鉛直方向および横方向に延在する平面が両方の前記電気モータを通るように前記２つの電気モータが配置されていることを特徴とするモータ歯車箱組立体。
【請求項24】
請求項４に記載のモータ歯車箱組立体において、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記中間歯車が前記車両の横方向に互いに重複していることを特徴とするモータ歯車箱組立体。
【請求項25】
請求項１０に記載のモータ歯車箱組立体において、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、２つの前記電気モータが、鉛直方向および横方向に延在する平面に対して概ね反対方向を有しており、前記モータ歯車箱組立体が前記車両に装着されたときに、前記平面が２つの前記電気モータを通ることを特徴とするモータ歯車箱組立体。
【請求項26】
請求項２１に記載の車両用のモータ歯車箱およびサスペンションの組立体において、当該組立体が前記車両に装着されたときに、鉛直方向および横方向に延在する平面が両方の電気モータを通るように前記電気モータと前記さらなる電気モータとが配置されていることを特徴とする組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年５月９日に出願された米国仮特許出願第６２／３９１，７４５号明細書の利益を主張し、本出願の開示はその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１６年５月９日に出願された米国仮特許出願第６２／３９１，７４５号明細書の利益を主張し、本出願の開示はその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は車両とともに使用するためのモータ歯車箱組立体に関する。
【背景技術】
【0003】
従来の車両駆動システムは、米国特許第８，６７８，１１８号明細書および米国特許出願公開第２０１０／００２５１３１号明細書に開示されている。
【発明の概要】
【0004】
本開示の一態様によれば、モータ歯車箱組立体は、車両の両側に２つの車輪を有する車両のために提供される。組立体は、２つの独立駆動システムを含み、２つの独立駆動システムは、それぞれが電気モータおよび関連した歯車列を含み、各駆動システムは、車輪の一方を独立して駆動するように構成される。組立体は、歯車列が少なくとも部分的にモータの間に位置付けられるように、モータおよび歯車列を受領する一般的な筐体をさらに含む。一方の駆動システムの少なくとも一部は、モータ歯車箱組立体が車両上に装着されるときに、他方の駆動システムの少なくとも一部に対して、車両の長手方向に概ね反対方向を有する。
【0005】
本開示の別の態様によれば、車両の両側に２つの車輪を有する車両用のモータ歯車箱組立体は、２つの独立駆動システムを含み、２つの独立駆動システムは、それぞれが電気モータおよび関連した歯車列を含み、各駆動システムは、車輪の一方を独立して駆動するように構成される。組立体は、歯車列が少なくとも部分的にモータの間に位置付けられるように、およびモータ歯車箱組立体が車両上に装着されるときに、歯車列は少なくとも部分的に互いに車両の横方向に重複するように、モータおよび歯車列を受領する一般的な筐体をさらに含む。
【0006】
本開示のさらに別の態様によれば、車両用のモータ歯車箱およびサスペンションの配置は、車両の車輪を駆動するための駆動システムを含み、駆動システムは電気モータおよびモータに関連した歯車列を含む。配置は、モータおよび歯車列を受領する筐体、ならびに車両に連結されるように構成された第１の端部、および筐体に連結されるように構成された第２の端部を有する、サスペンション制御アームをさらに含む。
【0007】
例示的実施形態が示され開示されているが、このような開示は特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。様々な修正形態および代替設計が、本開示の範囲から逸脱することなく行われてもよいことが認識される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
必要に応じて、詳細の実施形態が本明細書に開示されているが、開示された実施形態は例示に過ぎず、様々な代替の形が利用されてもよいことを理解されたい。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、一部の図面は特定の構成要素の詳細を示すために誇張され、または最小化されることがある。したがって本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、限定として解釈されるべきではなく、当業者に教示するための代表的根拠に過ぎないと解釈されるべきである。
【0010】
本開示による車両は、乗用車、トラック、その他などのあらゆる適切な車両であってもよい。図１は、ＮＩＫＯＬＡ ＯＮＥ（商標）と呼ばれる電気駆動のクラス８セミトラック１０である例示車両を示す。一実施形態では、トラック１０は停車場間が約１，２００マイル、または停車場間が１，２００マイルを超える場合であっても、総重量８０，０００ポンドを引くように構成されてもよい。図１に示されたトラック１０は空力運転室１２、６つの回転可能な車輪１４、ならびにすべての車輪（６ｘ６）における電気モータおよび関連した歯車列（例えば二段歯車減速をもつ歯車列）を有し、そのモータおよび歯車列は、以下にさらに詳細に記載されるように、モータ歯車箱組立体を形成するために対にグループ化されてもよい。図１に示された実施形態では、４つの後輪１４はそれぞれが双輪対（一緒に回転する２つの車輪）を含む。図２および３に示された実施形態では、後輪１４はそれぞれが比較的大きい車輪および関連したタイヤ（例えばスーパーシングルホイールおよびタイヤ）を含む。各電気モータはあらゆる適切な馬力（ＨＰ）、例えば１００～４００ＨＰを生成するように構成されてもよい一方で、一実施形態では、各モータは、６つのモータを組み合わせたトラック１０が約２，０００ＨＰおよび歯車減速前に３，７００フィート・ポンド（ｆｔ．ｌｂ）を超すトルク、また歯車減速後にほぼ８６，０００ｆｔ．ｌｂの瞬時トルクを出力し得るように、３３５ＨＰを生成するような大きさにされてもよい。トラックの６つの電気モータは、現在路上の他のクラス８トラックを超える優れた馬力、トルク、加速度、牽引および停止力を生成することができる。トラック１０は、独立サスペンションシステム、例えば以下でさらに詳しく記載するような６つの車輪１４のそれぞれのための、短／長アーム（ＳＬＡ）サスペンションシステムをさらに含んでもよい。
【0011】
図２および３を参照すると、トラックの重い構成要素のほとんどは、シャーシのフレーム１６のフレームレールまたは車両支持構造１７に、またはその下に着座するように配置されてもよく、それによって数フィートだけ重心が下がり、対横転性能が向上する。またこれは、例えば典型的なクラス８トラックに関連したディーゼルエンジンおよび変速機を取り除くこと、およびより軽いがより強い炭素繊維板から運転室１２を製造することによって、部分的に達成されてもよい。ディーゼルエンジンを取り除くことの利点は、温室効果ガスの排出の劇的な低減、より大きくより多い空圧運転室、および著しく静かな乗車を含むことがある。さらにすべての操作者または運転者は、トラック１０を走らせ、また停止させるために、アクセルまたは電動ペダルおよびブレーキペダル（シフティングまたはクラッチはない）を使用する必要があることがある。トラックの操作を単純にすることにより、新しい運転者の群全体に長距離市場を広げることができる。
【0012】
トラックの電気モータは、あらゆる適切なエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ）１８、例えばあらゆる適切な手法で充電されてもよい再充電可能な電池パックによって電力供給されてもよい。例えばＥＳＳ１８は、冷却液３２０ｋＷｈのリチウムイオン電池パック（３０，０００を超すリチウムセル）を含んでもよく、リチウムイオン電池パックはタービン組立体２０の搭載タービンによって充電されてもよい。タービンは、必要なときにＥＳＳ１８の電池を自動的に充電し、常に「差込口」の必要性を取り除くことができる。タービンはほぼ４００ｋＷのクリーンエネルギーを生成し得、例えばこれはトラック１０が６５ＭＰＨにおいて最高重量で６％の勾配を上ることができるように十分な電池電源を提供し得る。下るとき、トラックの６つの電気モータは、一般に失った制動エネルギーを吸収し、それを電池に送達して戻すように構成されてもよく、それによって部品寿命、１ガロン当たりのマイル、安全性、および輸送効果が増加する一方で、エンジンブレーキの騒音を除去し、トラックが暴走する可能性を低減する。
【0013】
典型的なクラス８ディーゼルトラックと比較すると、トラック１０のタービンははるかに清潔でより効率的であることがある。またタービンは燃料に拘らなくてもよく、これはガソリン、ディーゼルまたは天然ガスで走ることができることを意味する。
【0014】
上記の構成は各車輪１４に電気モータを含むので、トラックの制御装置（以下でさらに詳細に記載する）は各車輪１４に動的制御を提供してもよい。これは「トルクベクタリング」と呼ばれてもよく、これはいかなる瞬間でも６つの車輪１４のそれぞれの速度およびトルクを互いに独立して制御することによって達成される。このような６ｘ６のトルクをベクタリングする制御システムにより、現在のクラス８トラックよりコーナリングが安全になり、停止力が増加し（例えば停止力を倍にする）、牽引が向上し、タイヤの摩耗が良好になり、また部品寿命が長くなることが可能であり得る。
【0015】
トラック１０の運転室１２は、典型的な運転室より著しく大きくてもよく（例えば３０％大きい）、さらに典型的な運転室より空圧が多く、より低い空気抵抗係数を有してもよい（例えば空気抵抗係数は市場の現在のトラックに比べてほぼ５％低くてもよい）。また運転室１２は、接近および安全性を向上するための中間引戸、標準サイズの冷蔵庫および冷凍庫、電気で温度制御された車室、タッチ画面表示装置（例えば１５インチのタッチ画面表示装置）、４Ｇ ＬＴＥインターネット、無線でのソフトウェアの更新、パノラマ式フロントガラス、サンルーフ、２つの標準サイズのベッド、電子レンジ、および大型画面のテレビ（例えば４２インチのテレビ）などの、様々な快適な、かつ／または便利な特徴も含んでもよい。これらの特徴のすべてはＥＳＳ１８によって電力供給されてもよく、それによって個別の発電機をアイドリングまたは走らせる必要性を軽減する。
【0016】
またトラックのハードウェアおよび／またはソフトウェアは、未来の無人車両との互換性を提供するように構成されてもよい。このような技術により、単一運転者が「コンピュータ上で」繋ぎ、無線車両網および自動運転技術を通して最高５台までの無人トラック１０を導くことができることがある。この技術は運転者の不足、および長距離輸送業界が直面している運送費の増加を解決することができる。
【0017】
モータ歯車箱の説明
図２、４および５を参照すると、上述された電気モータ（図５の参照番号２２で特定されている）は対にグループ化され、各対は、デュアルモータ歯車箱組立体またはデュアルモータ歯車箱２６を形成するために、各モータ２２に対して関連した歯車列２５とともに一般的なモータ歯車箱筐体２４内に装着される。各モータ２２および関連した歯車列２５は、パワートレイン、駆動組立体、または駆動システム２８と呼ばれてもよい。上記の構成で、単一筐体２４は２つの独立した電気モータ２２および関連した歯車列２５を包囲または受領し、歯車列２５は独立した速度および／または方向で筐体２４の両側に車輪１４を駆動出力することができる。さらに筐体２４は、フレーム１６、またはフレーム１６に取り付けられたサブフレームもしくはサスペンションクレードルなどの車両支持構造１７の他の一部の上に装着されてもよい。
図２、４および５を参照すると、上述された電気モータ（図５の参照番号２２で特定されている）は対にグループ化され、各対は、デュアルモータ歯車箱組立体またはデュアルモータ歯車箱２６を形成するために、各モータ２２に対して関連した歯車列２５とともに一般的なモータ歯車箱筐体２４内に装着される。各モータ２２および関連した歯車列２５は、パワートレイン、駆動組立体、または駆動システム２８と呼ばれてもよい。上記の構成で、単一筐体２４は２つの独立した電気モータ２２および関連した歯車列２５を包囲または受領し、歯車列２５は独立した速度および／または方向で筐体２４の両側に車輪１４を駆動出力することができる。さらに筐体２４は、フレーム１６、またはフレーム１６に取り付けられたサブフレームもしくはサスペンションクレードルなどの車両支持構造１７の他の一部の上に装着されてもよい。
【0018】
デュアルモータ歯車箱２６の上記の構成は、軸受、歯車、電気モータ回転子および固定子を構造的に支持し、対向する車輪１４および図２に示されたようにトラック１０の車輪１４がその上に装着された関連した車輪ハブの間に適合するように設計された、より小さいパッケージ内の機構要素をシフトすることによって、電気パワートレインのための全容積をより小さくさせることができる。デュアルモータ歯車箱２６のパッケージ設計および独立した性質により、差動装置の必要性を除去し、モータ２２の出力は駆動シャフトを直接駆動する半シャフトを介して駆動車輪１４に直接結合することができる。大きい駆動シャフトおよび差動装置を除去することによって、より大きい機構効率が達成されることがあり、トラック１０はより軽く作成されることがある。
【0019】
またこの設計は、典型的な駆動シャフトの異なる組合せを使用し、このような組合せを独立したサスペンションに適合するときに起きるはずである一部の重量および機構の複雑性なしに、各車軸でサスペンションが完全に独立することも可能にする。本開示によるフロントおよびリア独立サスペンションシステムは、以下に項目「フロントおよびリア独立サスペンション設計」および「リア独立サスペンション設計」のそれぞれの下で詳細に説明される。
【0020】
特定のモータ歯車箱２６の２つの駆動システム２８は、強制流体（例えば油）冷却および潤滑油システムならびに筐体２４の構造特性が共有されることを除いて、互いに完全に分離してもよい。図４を参照すると、筐体２４は、潤滑油（例えば油）を受領するために筐体２４の上部付近に入口２９を有してもよく、潤滑油は筐体２４内の構成要素の上に分配され、次いで筐体２４の底部またはその付近で収集されてもよい。筐体２４は、様々な経路および機械加工された開口、または別法として以下により詳細に説明されるように、筐体２４内の所望の場所に潤滑油を経路指定するために、その中に形成されてもよい。潤滑油は、１つまたは複数の出口３０を通って筐体２４から出て、次いで冷却および濾過組立体３１（図３に示されている）を通って経路指定されてもよく、冷却および濾過組立体３１は、適切な経路または導管を通って筐体２４に戻される前に、冷却設備およびフィルタを含んでもよい。
【0021】
図６～８を参照すると、潤滑油の流れを可能にするまたは促進するために、筐体２４の例示的構成の追加の詳細が示されている。図６を参照すると、潤滑油は、入口２９から主経路３２を通って第１および第２の経路配置のそれぞれ３４および３６に流れ、第１および第２の経路配置３４および３６は潤滑油を第１および第２のモータ容器のそれぞれ３８および４０に供給し、第１および第２の歯車列容器のそれぞれ３８および４０はそれぞれがモータ２２を受領し、第１および第２の歯車列容器４２および４４のそれぞれに潤滑油を供給し、第１および第２の歯車列容器のそれぞれ４２および４４はそれぞれが少なくとも部分的に歯車列２５を受領する。第１および第２のモータ容器のそれぞれ３８および４０は、筐体中心壁４６の第１および第２の対向する側面のそれぞれの上に配置され、第１および第２の歯車列容器のそれぞれ４２および４４は、少なくとも部分的に筐体中心壁４６の両側面上に配置されてもよい。
【0022】
次に第２の経路配置３６についてより詳細に記載し、第１の経路配置３４は同じまたは類似の構成を有してもよいが、長手方向に逆向きまたは一部が逆向きであることが理解される（例えば第２の経路配置３６の後方に延在する経路は、第１の経路配置３４の一方の前方に延在する経路に対応してもよい）。第２の経路配置３６は、筐体壁内に形成された複数のチャネルまたは経路、および筐体壁内の複数の開口を含んでもよく、これらにより経路はモータ容器３８および４０内のモータ２２の一方または両方、ならびに歯車列容器４２および４４内の歯車列２５の一方または両方に潤滑油を提供することができる。例えば第２の経路配置３６は横経路４８を含んでもよく、横経路４８はＹ字型の長手方向に延在するマニホールドまたは経路５０に連結する。Ｙ字型経路５０は下方に延在するチャネルまたは経路５２に潤滑油を送り込み、経路５２は、１つまたは複数の筐体壁内に形成された複数の開口を通って第２の歯車列容器４４と連通する。加えてＹ字型経路５０は別の横経路５４に延在し、横経路５４は湾曲した筐体壁５８内に形成された１つまたは複数の開口５６を通って第２のモータ容器４０と連通し、筐体壁５８は少なくとも一部が第２のモータ容器４０を画定する。図７を参照すると、Ｙ字型経路５０または横経路４８と連通する別の経路は、Ｖ字形の長手方向に延在する経路またはマニホールド６０にも潤滑油を送り込んでもよく、マニホールド６０は、図８に示されたように、筐体中心壁４６内に形成された１つまたは複数の開口６２を通って、筐体中心壁４６の第１の側面上に配置された第１の歯車列容器４２と連通する。さらにＶ字形マニホールド６０は、図４に示されたようにプレート６４によって覆われてもよい。
【0023】
上記の構成で、各経路配置３４、３６は、筐体中心壁４６の両側の上に潤滑油を供給するように構成される。加えて各経路配置３４、３６は、モータ２２の一方および各歯車列２５の少なくとも一部に潤滑油を供給するように構成される。さらに潤滑油は、モータ２２および関連した歯車列２５を潤滑化し、かつ／また冷却するために圧力および／または重力により各経路配置３４、３６を通って移動されてもよい。
【0024】
図５を参照すると、各歯車列２５は複数の歯車を含んでもよく、複数の歯車は、それぞれのモータ２２からそれぞれの車輪１４にトルクを伝達するために一緒に咬合するように構成される。さらに各歯車列２５は複数の（例えば２つの）速度で走ることができてもよく、歯車列２５は構成要素、および歯車比の間を互いに独立してシフトする機能を有することがある。例えば各歯車列２５は、電子制御装置によって制御される適切なシフト機構７２を含んでもよく、電子制御装置は車両制御装置（例えばコンピュータ）によって駆動され、または別法として車両制御装置と連通してもよい。上記の構成で、自動シフト事象は、以下にさらに詳しく説明するように、シフト中に電力の低減を制限するために各車輪に対して別個に起動することができる。また電子制御装置および／または車両制御装置は、モータ２２および／またはモータ歯車箱２６の他の構成要素も制御してもよい。
【0025】
上述された各制御装置は、適切なハードウェアならびに／あるいはソフトウェア、例えば制御装置が本明細書に記載された機能および／もしくは作動によって表された特定のアルゴリズムを実行できるように、１つもしくは複数のプロセッサによって実行可能なコンピュータ可読プログラム命令を含む、１つもしくは複数の記憶装置もしくは媒体と連通する、または連通するように構成された、１つまたは複数のプロセッサ（例えば１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、マイクロ制御装置および／もしくはプログラマブル・デジタル信号プロセッサ）などを含んでもよい。また各制御装置も、１つまたは複数の特定用途向け集積回路、プログラマブル・ゲート・アレイもしくはプログラマブル・アレイ・ロジック、プログラマブル・ロジックデバイス、またはデジタル信号プロセッサを含んでもよく、あるいはそれらの代わりであってもよい。
【0026】
トラック１０の対向する車輪１４の間に適合することができる、モータ２２および歯車列２５を筐体２４内にパッケージにすることにより、類似配置は車両１０に沿って各車軸対に適用することができる。これは、すべてのモータの間の駆動荷重を駆動することにより、個々のモータ２２に必要な電力を効率的に低減する。結果として、機械損失がほとんどない数個のより小さいモータが、損失がより多い単一の大きいモータの代わりに使用されることが可能である。さらにこれらのモータの独立した制御を組み合わせると、固有の制御および性能の向上が利用可能になる。
【0027】
次に図９を参照して、パワートレインまたは駆動システム２８の追加の詳細について記載する。図９は、筐体２４が取り除かれたモータ歯車箱２６の第１および第２の駆動システムのそれぞれ２８ａおよび２８ｂを示す。第１の駆動システム２８ａは第１のモータ２２ａおよび関連した第１の歯車列２５ａを含み、第２の駆動システム２８ｂは第２のモータ２２ｂおよび関連した第２の歯車列２５ｂを含む。また各駆動システム２８ａ、２８ｂは、（例えばＥＳＳ１８から）電力および／または制御信号を受領するために、また電力および／または制御信号を関連したモータ２２ａ、２２ｂおよび／またはシフト機構７２に提供するために、適切な入力または連結具７３ａ、７３ｂも含む。加えて歯車列２５ａおよび２５ｂは、モータ２２ａと２２ｂとの間に少なくとも部分的に位置付けされてもよい。図９に示された実施形態では、歯車列２５ａおよび２５ｂは、モータ２２ａと２２ｂとの間に全体が横方向に配置されている。さらにずれた分割線７４は、駆動システム２８ａおよび２８ｂの一般的分離または分割を大まかに示す。
【0028】
図９に示されたように、駆動システム２８ａ、２８ｂの少なくとも一部は、トラック１０の長手方向７５に、また横方向に延在するモータ歯車箱２６の中央面７６に対して、概ね反対方向を有してもよい。換言すると、駆動システム２８ａまたは２８ｂの一方の少なくとも一部は、他方の駆動システムの少なくとも一部に対してトラック１０の長手方向７５に概ね反対方向を有してもよい。例えばモータ２２ａおよび２２ｂは、互いに対して長手方向７５に概ね反対方向を有してもよく、かつ／または歯車列２５ａおよび２５ｂの一部またはすべては、互いに対して長手方向７５に概ね反対方向を有してもよい（例えば一方の歯車列２５ａの少なくとも一部は、他方の歯車列２５ｂの対応する少なくとも一部に対して長手方向７５に概ね反対方向を有してもよい）。図９に示された実施形態では、モータ２２ａおよび２２ｂは、互いに対して長手方向７５にずれており、互いに対して概ね反対方向を有し、第１の歯車列２５ａの複数の歯車はそれぞれが第２の歯車列２５ｂの対応する歯車に対して概ね反対方向を有する。その点について図９に示された実施形態では、モータ２２ａのモータ軸または中心軸７７ａは（例えばその軸を中心にモータ２２ａの回転子は回転可能である）、距離ｄ１だけ中央面７６の前方に配置されている一方で、モータ２２ｂのモータ軸または中心軸７７ｂは（例えばその軸を中心にモータ２２ｂの回転子は回転可能である）、距離ｄ２だけ中央面７６の後方に配置されている。同様に歯車列２５ａの中間歯車７８ａは中央面７６の前方に配置されている一方で、歯車列２５ｂの対応する中間歯車７８ｂは中央面７６の後方に配置されている（例えば中央面７６は中間歯車７８ａと７８ｂとの間に延在する）。示された実施形態では、中間歯車７８ａは歯車軸７９ａを中心に回転可能であり、歯車軸７９ａは距離ｄ３だけ中央面７６の前方に配置されており、中間歯車７８ｂは歯車軸７９ｂを中心に回転可能であり、歯車軸７９ｂは距離ｄ４だけ中央面７６の後方に配置されている。さらに図９に示された実施形態では、距離ｄ１は距離ｄ２に等しく、距離ｄ３は距離ｄ４に等しい。しかし歯車列２５ａおよび２５ｂの出力歯車８０ａおよび８０ｂは、中央面７６に沿って位置合わせされてもよく、また対応する車輪１４が軸方向に位置合わせできるように、軸方向にも位置合わせされてもよい。したがって出力歯車８０ａおよび８０ｂは互いに位置合わせされてもよい一方で、駆動システム２８ａおよび２８ｂの他方の対応する構成要素は、互いに対して長手方向７５にずれてもよい。一部の実施形態では、駆動システム２８ａおよび２８ｂの対応する構成要素は、互いに対してずれてもよいが、中央面７６に対して異なる距離だけ離間されてもよい。
【0029】
図９にさらに示されたように、歯車列２５ａおよび２５ｂの一部の対応する構成要素は、互いに対して長手方向７５にモータ２２ａおよび２２ｂより大きい距離だけずれてもよい。例えば図９に示された実施形態では、モータ２２ａおよび２２ｂの中心軸７７ａおよび７７ｂは、ｄ１およびｄ２の合計に等しい第１の距離だけ離間されている一方で、中間歯車７８ａおよび７８ｂの歯車軸７９ａおよび７９ｂは、ｄ３およびｄ４の合計に等しい第２の距離だけ離間されており、第２の距離は第１の距離より大きい。
【0030】
また各駆動システム２８ａおよび２８ｂは車輪１４を独立して駆動するように構成され、車輪１４は、モータ歯車箱２６がフレーム１６または車両支持構造１７の他の部分の上に装着されるときに、対応するモータ２２ａ、２２ｂと同じトラック１０の側面上に配置されることにも留意されるべきである。図９を参照すると、第１の駆動システム２８ａはモータ２２ａの付近に、かつモータ２２ｂの左に位置付けられた車輪１４（図示せず）を駆動するように構成されている一方で、第２の駆動システム２８ｂはモータ２２ｂの付近に、かつモータ２２ｂの右に位置付けられた車輪１４（図示せず）を駆動するように構成されている。その点について、出力歯車８０ａは、第１の駆動シャフトまたは駆動半シャフト（図示せず）により、モータ２２ａの左に配置された車輪１４に連結されてもよく、出力歯車８０ｂは、第２の駆動シャフトまたは駆動半シャフト（図示せず）により、モータ２２ｂの右に配置された車輪１４に連結されてもよい。
【0031】
また図９にも示されたように、歯車列２５ａおよび２５ｂは、モータ歯車箱２６全体の横幅が低減され得るように、互いに少なくとも一部がトラック１０の横方向８１に重複してもよい（例えば歯車列２５ａの少なくとも一部は歯車列２５ｂの少なくとも一部と重複してもよい）。換言すると、歯車列２５ａおよび２５ｂの一部は、筐体２４内で共有する容積８２を占有してもよい。例えば中間歯車７８ａおよび７８ｂは、少なくとも一部が互いに横方向に重複してもよい。図９に示された実施形態では、中間歯車７８ａおよび７８ｂは、中間歯車７８ａおよび７８ｂが長手方向７５に位置合わせされるように、互いに完全に重複している。
【0032】
上に記載された構成で、モータ歯車箱２６は小型設計を有することができる。結果としてまた上述されたように、本開示によるモータ歯車箱２６はトラック１０の各車軸に位置合わせされてもよい。
【0033】
モータ歯車箱の制御機能
上述されたように、本開示によるモータ歯車箱の設計は、各歯車列２５および関連した出力車輪１４を複数の（例えば２つの）歯車比で走らせることができる。各駆動車輪１４に対する出力歯車比は、すべての他の車輪１４を独立して効率的にシフトさせることができる。図１０は、低歯車モードまたは低歯車比モードで作動する第１の駆動システム２８ａを示し、矢印はモータ２２ａの回転子および歯車列２５ａの歯車の回転方向を示し、図１１は、高歯車モードまたは高歯車比モードで作動する駆動システム２８ａを示し、矢印はモータ２２ａの回転子および歯車列２５ａの歯車の回転方向を示す。またモータ２２ａの回転子は、図１０および１１に示された方向と反対方向に回転されてもよく、それによって歯車列２５ａの歯車は、図１０および１１に示された方向に比べて反対方向に回転する。上述されたように、歯車列２５ａは、歯車比モードの間で歯車列２５ａをシフトするための適切なシフト機構７２を含んでもよい。例えばシフト機構７２は、回転装置またはリニアアクチュエータによって作動される円筒カム８３を含んでもよく、リニアアクチュエータは、モータ歯車箱２６の外側に少なくとも一部が配置され、上述された電子制御装置によって制御されてもよい。円筒カム８３は、回転され、または別法として動かされて、１つもしくは複数のシフト選択フォーク８４を直線的に動かし、それによって１つまたは複数のドグ歯車８５、８６が歯車比モードの間で歯車列２５ａをシフトするために隣接した歯車を係合または係脱させてもよい。
上述されたように、本開示によるモータ歯車箱の設計は、各歯車列２５および関連した出力車輪１４を複数の（例えば２つの）歯車比で走らせることができる。各駆動車輪１４に対する出力歯車比は、すべての他の車輪１４を独立して効率的にシフトさせることができる。図１０は、低歯車モードまたは低歯車比モードで作動する第１の駆動システム２８ａを示し、矢印はモータ２２ａの回転子および歯車列２５ａの歯車の回転方向を示し、図１１は、高歯車モードまたは高歯車比モードで作動する駆動システム２８ａを示し、矢印はモータ２２ａの回転子および歯車列２５ａの歯車の回転方向を示す。またモータ２２ａの回転子は、図１０および１１に示された方向と反対方向に回転されてもよく、それによって歯車列２５ａの歯車は、図１０および１１に示された方向に比べて反対方向に回転する。上述されたように、歯車列２５ａは、歯車比モードの間で歯車列２５ａをシフトするための適切なシフト機構７２を含んでもよい。例えばシフト機構７２は、回転装置またはリニアアクチュエータによって作動される円筒カム８３を含んでもよく、リニアアクチュエータは、モータ歯車箱２６の外側に少なくとも一部が配置され、上述された電子制御装置によって制御されてもよい。円筒カム８３は、回転され、または別法として動かされて、１つもしくは複数のシフト選択フォーク８４を直線的に動かし、それによって１つまたは複数のドグ歯車８５、８６が歯車比モードの間で歯車列２５ａをシフトするために隣接した歯車を係合または係脱させてもよい。
【0034】
図１０に示された低歯車比モードでは、ドグ歯車８５は係合された状態であり、ドグ歯車８６は係脱された状態である。さらに低歯車比モードでは、モータ２２ａの回転子の第１の方向への回転は入力歯車８７を同様に第１の方向に回転させ、入力歯車８７は第１の中間または被駆動歯車８８を係合し（例えば咬合し）、第１の被駆動歯車８８を第１の方向と反対の第２の方向に回転させる。ドグ歯車８５は係合された状態であるので、第１の被駆動歯車８８は第２の中間または被駆動歯車８９を同様に第２の方向に回転させる。第２の被駆動歯車８９は第３の中間または被駆動歯車９０を係合し（例えば咬合し）、第３の被駆動歯車９０を第１の方向に回転させ、また第３の被駆動歯車９０は中間歯車７８ａ（中間歯車７８ａはまた被駆動歯車、例えば第４の被駆動歯車と呼ばれてもよい）を係合し（例えば咬合し）、中間歯車７８ａを第２の方向に回転させる。中間歯車７８ａは、中間歯車７８ａの第２の方向への回転が第５の被駆動歯車９１も第２の方向に回転させるように、第５の中間または被駆動歯車９１に結合される。第５の被駆動歯車９１は出力歯車８０ａを係合し（例えば咬合し）、出力歯車を第１の方向に回転させる。
【0035】
図１１に示された高歯車比モードでは、ドグ歯車８５は係脱された状態であり、ドグ歯車８６は係合された状態である。さらに高歯車比モードでは、モータ２２ａの回転子の第１の方向への回転は入力歯車８７を同様に第１の方向に回転させる。ドグ歯車８６は係合された状態であるので、入力歯車８７は、第６の中間または被駆動歯車９２を同様に第１の方向に回転させる。第６の被駆動歯車９２は中間歯車７８ａ（例えば第４の被駆動歯車）を係合し（例えば咬合し）、中間歯車７８ａを第２の方向に回転させる。中間歯車７８ａは、上に説明されたように第５の被駆動歯車９１も第２の方向に回転させ、第５の被駆動歯車９１は出力歯車８０ａを係合し（例えば咬合し）、出力歯車を第１の方向に回転させる。
【0036】
典型的な車両で変速機シフト中に、車両の全電力はクラッチを使用して変速機／ドライブトレインから切り離す必要があるはずである。これにより、このシフト事象の間に電力を瞬時に完全に損失する。本開示のモータ歯車箱の設計により独立してシフト制御ができ、車両のシフト事象は、車両の周囲の独立した歯車列の中で交互に生じることが可能である。例えば３つのモータ歯車箱２６（車軸毎に１つ）および６つの独立したモータ２２（出力車輪１４または双輪対毎に１つ）が存在するところに、交互のシフトによりこれらの６つの歯車列２５の１つを一度にシフトさせ、次いで他の歯車列を通して続けることができるはずである。このことは、シフト中に電力を全損失の代わりに、シフト事象の間はいつでも電力の６分の１のみを低減するはずであることを意味する。結果としてトラック１０がシフトする際にわずかに低減するが、一定の電力が存在する。さらに上記の構成で、シフト事象は、それが起きたと運転者が感じることなく効率的かつ円滑に制御することができる。
【0037】
また車両横滑り防止装置（ＥＣＳ）または牽引制御は、スリップを防ぎ牽引を向上するために車輪１４にブレーキをかける、または電力を低減することによって行ってもよい。すべての車輪１４の速度およびトルク制御が独立して、牽引を有し、他の車輪１４のスリップを防ぐために速度を維持する車輪１４に、より多くのトルクを提供することができる。また回転または高速を回避している間に完全なトルクベクタリングを提供することもできる。これは、これらの操作の間に必要なところにトルクを分配することによって、より大きい安全性およびコーナリング機能を提供することがある。
【0038】
この設計の結果として独立したモータ２２を車輪１４に結合することにより、車輪１４の独立した回生ブレーキまたは減速も可能になる。このことは、ブレーキ力／トルクが発電機として車輪モータ２２を使用して各車輪１４に独立して分配することができることを意味し、車輪モータ２２は電池またはエネルギー貯蔵システム（例えばＥＳＳ１８）に電力を提供して戻してもよい。さらにモータ歯車箱２６は、トラック１０のタイヤの摩擦限界でまたはその付近で回生ブレーキおよび減速を提供するように制御することができる。これは車輪速度および方向センサを使用することにより可能になることがあり、方向センサは各モータ歯車箱２６内に組み込まれ、特定の車輪１４に直接結合された各歯車列２５内で歯車の速度および／または方向を検知する。例えばモータ歯車箱２６の各駆動システム２８ａ、２８ｂは、関連した中間歯車７８ａ、７８ｂの付近に位置付けられた（例えば中間歯車の外周付近で関連した軸に概ね横に配向される）主歯車速度および方向センサ９３、ならびに関連した中間歯車７８ａ、７８ｂの側面上に位置付けられてもよい副歯車速度センサ９４を含んでもよい。
【0039】
フロント独立サスペンションの設計
図２、３および１２～１３Ｂを参照すると、トラック１０は、車両１０の前輪１４を駆動するように意図された、フロントモータ歯車箱２６および駆動半シャフトの周囲に設計されたフロント独立サスペンションシステム９５をさらに含む。典型的なクラス８トラックは前輪駆動を有さないので、駆動、ステアリングおよび独立サスペンションができるために独自の設計が開発された。さらにフロントサスペンションシステム９５は、前輪１４にブレーキをかけるために使用される、エアブレーキシステム（例えばエアディスクブレーキシステム）を収納するように設計されてもよい。前輪１４の一方に対するフロントサスペンションシステム９５は図１２～１３Ｂに示されており、トラック１０は他方の前輪１４に同じまたは類似のフロントサスペンションを含んでもよいことが理解される。
図２、３および１２～１３Ｂを参照すると、トラック１０は、車両１０の前輪１４を駆動するように意図された、フロントモータ歯車箱２６および駆動半シャフトの周囲に設計されたフロント独立サスペンションシステム９５をさらに含む。典型的なクラス８トラックは前輪駆動を有さないので、駆動、ステアリングおよび独立サスペンションができるために独自の設計が開発された。さらにフロントサスペンションシステム９５は、前輪１４にブレーキをかけるために使用される、エアブレーキシステム（例えばエアディスクブレーキシステム）を収納するように設計されてもよい。前輪１４の一方に対するフロントサスペンションシステム９５は図１２～１３Ｂに示されており、トラック１０は他方の前輪１４に同じまたは類似のフロントサスペンションを含んでもよいことが理解される。
【0040】
図１２を参照すると、前輪駆動機能を加えることにより、前輪１４の近くで同じ空間を取り合う動く構成要素の数に起因して複雑性が加わる。このような構成要素は、例えばエアブレーキシステム構成要素（例えばエアブレーキチャンバ９６およびエアブレーキチャンバ９６によって作動されるブレーキキャリパ組立体９７）、前輪をステアリングするためのステアリングシステムのステアリングアームまたはリンク９８、フロントサスペンションシステム構成要素（例えば上部および下部の独立サスペンション制御アームのそれぞれ９９および１００）ならびに駆動半シャフト１０２および対応する等速（ＣＶ）継手を含んでもよい。それらの構成要素を前輪１４に連結する、または別法により関係づけることができるために、カスタム前部支持部材または突起１０４はフロントサスペンションシステム９５のために開発された。突起１０４は前輪１４および関連したハブを回転可能に支持し、様々な構成要素に対する直接もしくは間接的な連結または支持領域としての機能を果たしてもよい（例えば突起１０４は様々な構成要素を支持するように構成されてもよい）。例えばステアリングアーム９８は、枢動部材（例えばピボット玉）およびピボット軸受（例えばピボットソケット）を含む突起装着部を用いるなど、あらゆる適切な手法で突起１０４に枢動可能に連結されてもよい。同様にフロントサスペンションシステム９５の制御アーム９９および１００は、それぞれが枢動部材（例えばピボット玉）およびピボット軸受（例えばピボットソケット）を含む突起装着部を用いるなど、あらゆる適切な手法で突起１０４にそれぞれが枢動可能に連結されてもよい。別の例として、エアブレーキチャンバ９６は突起１０４上またはブレーキキャリパ組立体９７上に装着されてもよく、ブレーキキャリパ組立体９７は突起１０４上に装着されてもよい。さらに図１３Ａおよび１３Ｂを参照すると、エアブレーキチャンバ９６は、すべてのステアリングおよびサスペンション操作の状況の間に（例えば前輪１４のサスペンションの全移動およびステアリングの全移動を通して）、駆動半シャフト１０２およびＣＶブーツ１０６（ＣＶブーツ１０６はＣＶ継手を覆う）、ステアリングアーム９８、ならびにサスペンション制御アーム９９および１００との接触を避けるために、前輪１４および関連したハブの中心（例えば回転軸１０５）の後方、ならびに前輪１４の外周の付近または外方に装着されてもよい。
【0041】
図１３Ｂを参照すると、エアブレーキチャンバ９６は前輪１４および関連したハブの回転軸１０５の上にも装着されてもよい。同様にエアブレーキチャンバ９６は、エアブレーキチャンバ９６が前輪１４の上中心部の後方に装着されるように、前輪１４の回転軸１０５および上部を通過する垂直面１０７の後方に装着されてもよい。例えばエアブレーキチャンバ９６は、エアブレーキチャンバ９６の中心点が、垂直面１０７および軸１０５に対して１０度～９０度（より具体的には３０度～７５度）の範囲の角度で位置付けられるように、垂直面１０７の後方に装着されてもよい。
【0042】
図１２～１３Ｂを参照すると、フロントサスペンションシステム９５は、気体（例えば空気）バネおよび緩衝器組立体１０９などのサスペンション装置を下部制御アーム１００に取り付けるための独自の支持部材またはヨーク装着部１０８をさらに含む。バネおよび緩衝器組立体またはバネ緩衝器組立体１０９は、気体バネ１１０（例えば空気バネ）および気体バネ１１０と軸方向に位置合わせされ、気体バネ１１０の下に位置付けられた緩衝器１１２を含んでもよい。ヨーク装着部１０８は、第１および第２の脚のそれぞれ１１３および１１４を含み、第１および第２の脚１１３および１１４は、バネ緩衝器組立体１０９が駆動半シャフト１０２（例えば駆動半シャフト１０２の軸）の上に位置付けられ得るように、その間に駆動半シャフト１０２を受領するように構成される。このような構成で、駆動半シャフト１０２（例えば駆動半シャフト１０２の軸）は、図１３Ｂに示されたように駆動半シャフト１０２およびバネ緩衝器組立体１０９をそれらの理想的な位置合わせに保つために、ヨーク装着部の軸およびバネ緩衝器組立体の軸と位置合わせされてもよい。またヨーク装着部１０８の脚の一方（例えば第１の脚１１３）も、駆動半シャフト１０２とステアリングアーム９８との間に延在するように構成されてもよい。ヨーク装着部１０８はあらゆる適切な手法でバネ緩衝器組立体１０９に連結されてもよい一方で、図１３Ａおよび１３Ｂに示された実施形態では、第１および第２の脚１１３および１１４は、バネ緩衝器組立体１０９に第１および第２の離間したそれぞれの場所に固定して連結される。さらにバネ１１０はフレーム１６または車両支持構造１７の他の部分（例えばサブフレームもしくはサスペンションクレードル）に連結されてもよい。
【0043】
別法として、上述されたサスペンション装置は、線形または非線形の動的サスペンション部材などのあらゆる適切なサスペンション装置であってもよい。例えばサスペンション装置は、コイルバネ、磁気サスペンション部材および／または電磁サスペンション部材を含んでもよい。
【0044】
またフロントサスペンションシステム９５は、フロントモータ歯車箱２６の周囲に適合するように構成され、フロントモータ歯車箱２６はサスペンションクレードル内の中心に置かれる。これは、独立したフロントサスペンションを有することを可能にする一方で、また前輪１４の間に配置された電気デュアルモータ歯車箱２６を独立して使用して、左右の前輪１４を直接駆動することもできる。図１３Ａに示された実施形態では、制御アーム９９、１００の内側端部は、モータ歯車箱２６およびトラック１０の中心付近で車両支持構造１７（例えばサスペンションクレードルまたはフレーム１６）に枢動可能に連結されてもよい。
【0045】
別の実施形態では、フロントモータ歯車箱２６の筐体２４は、フロントサスペンションシステム９５の一方または両方の制御アーム９９および１００の少なくとも１つに連結されてもよい。図１４に示された実施形態では、例えばフロントモータ歯車箱２６’は拡大された筐体２４’を含み、左右のフロントサスペンションシステム９５の制御アーム９９および１００は筐体２４’に連結されている。示された実施形態では、筐体２４’の上部の左右の側面のそれぞれは２つの上横に突出部１１６を有し、特定の上部制御アーム９９は突出部１１６に枢動可能に連結されている。さらに筐体２４’は拡大された下部１１８を含み、下部１１８の左右の側面のそれぞれは２つの下横に突出部１２０を有し、特定の下部制御アーム１００は突出部１２０に枢動可能に連結されている。筐体２４’は車両支持構造１７’（例えばフロントサスペンションクレードルもしくはフレーム１６）に連結されてもよく、筐体２４’が上記の構成要素を支持できるように、金属（例えばアルミニウム）、炭素繊維強化プラスチックまたは他の複合材料などの適切な材料から作成されてもよい。このような構成で、フロントサスペンションクレードルの一部は、車両の全重量が低減され得るように省略されてもよい。加えてフロントサスペンションクレードルは、車両の重量をさらに低減するために、図１４に示されたように筐体２４’と（例えば一緒に溶接されて）一体形成しされてもよく、またはサスペンションクレードルは筐体２４’から分離して形成されて筐体２４’に取り付けられてもよい。
【0046】
リア独立サスペンションの設計
図３および１５Ａ～１８を参照すると、トラック１０は、リア独立サスペンションシステム１２２および各後輪１４に独立サスペンションを提供するように構成された関連するクレードルをさらに含む一方で、また２つの後車軸位置のそれぞれにおいて車輪１４の間に配置されたデュアルモータ歯車箱２６を使用して、後輪１４を直接独立して駆動することもできる。またリアサスペンションシステム１２２は、駆動半シャフト１０２ｒが水平方向に位置付けられたときに、各リアモータ歯車箱２６の出力歯車８０が対応する後輪１４と同軸に位置合わせされるように、各リアモータ歯車箱２６に連結された駆動半シャフト１０２ｒの正確な位置合わせ（例えば同軸の位置合わせ）ができるように構成されてもよい。このような構成で、リアサスペンションシステム１２２は向上したサスペンション移動および感覚を提供することがある。後輪１４の１つに対するリアサスペンションシステム１２２が図１５Ａ～１６に示されており、トラック１０は各後輪１４に同じまたは類似のリアサスペンションを含んでもよいことが理解される。
図３および１５Ａ～１８を参照すると、トラック１０は、リア独立サスペンションシステム１２２および各後輪１４に独立サスペンションを提供するように構成された関連するクレードルをさらに含む一方で、また２つの後車軸位置のそれぞれにおいて車輪１４の間に配置されたデュアルモータ歯車箱２６を使用して、後輪１４を直接独立して駆動することもできる。またリアサスペンションシステム１２２は、駆動半シャフト１０２ｒが水平方向に位置付けられたときに、各リアモータ歯車箱２６の出力歯車８０が対応する後輪１４と同軸に位置合わせされるように、各リアモータ歯車箱２６に連結された駆動半シャフト１０２ｒの正確な位置合わせ（例えば同軸の位置合わせ）ができるように構成されてもよい。このような構成で、リアサスペンションシステム１２２は向上したサスペンション移動および感覚を提供することがある。後輪１４の１つに対するリアサスペンションシステム１２２が図１５Ａ～１６に示されており、トラック１０は各後輪１４に同じまたは類似のリアサスペンションを含んでもよいことが理解される。
【0047】
図１５Ａ～１６を参照すると、リアサスペンションシステム１２２は上部および下部制御アームのそれぞれ１２４および１２６を含み、上部および下部制御アーム１２４および１２６は、完全な跳ね上がりから跳ね返しまで（すなわち全上下運動）最も正確なサスペンション移動が可能であるために、（関連したモータ歯車箱２６の周囲で）可能な限りトラック１０の中心に接近して配置された内側枢支点または車軸を有するように構成されてもよい。同様に以下に詳しく説明するように、制御アーム１２４および１２６は、また可能な限り関連した後タイヤに接近して外側枢支点または軸も有するように構成されてもよい。加えてリアサスペンションシステム１２２は、気体サスペンション部材または空気バネ１２８などの１つまたは複数のサスペンション装置を含んでもよく、空気バネ１２８はそれぞれが直立軸１３０（例えば中心軸）に沿って配向され、車両支持構造１７（例えばサスペンションクレードルもしくはフレーム１６）に連結される。別法として各サスペンション装置は、線形または非線形の動的サスペンション部材などのあらゆる適切なサスペンション装置を含んでもよい。例えば各サスペンション装置は、コイルバネ、磁気サスペンション部材および／または電磁サスペンション部材を含んでもよい。
【0048】
図１５Ａ～１６に示された実施形態では、上部制御アーム１２４は２つのアームを有する第１のすなわち内側部、および単一アームとして形成された第２のすなわち外側部を含む。上部制御アーム１２４の内側端部は、それぞれがモータ歯車箱２６の外部の周囲で、トラック１０の中心付近の場所にクレードル装着部１３２（例えば枢動部材もしくはロッドおよびピボット軸受）などを用いて、車両支持構造１７（例えばサスペンションクレードルもしくはフレーム１６）に枢動可能に取り付けられる。上部制御アーム１２４の外側部は、２つの空気バネ１２８の間、および／または空気バネ１２８の関連した直立軸１３０の間を通過してもよい。図１６に示された実施形態では、上部制御アーム１２４の外側部は、空気バネ１２８の直立軸１３０の間の中心に置かれる。加えて上部制御アーム１２４の外側部は、後部支持部材または突起１３６内の開口１３４の中に延在し、２つの空気バネ１２８は突起１３６に装着される。外側部は、単輪側端部または外側端部をさらに含み、外側端部は、突起１３６の外側付近の場所で（例えば可能な限り対応する後輪に接近して）突起装着部１３８（例えば枢動部材もしくはロッドおよびピボット軸受）などを用いて、突起１３６に枢動可能に取り付けられてもよい。例えば上部制御アーム１２４の外側端部は、突起１３６の外側面に枢動可能に連結されてもよい。より詳細な例として、上部制御アーム１２４の外側端部は、ピボットロッドなどの枢動部材を含む突起装着部１３８を用いて突起１３６に枢動可能に連結されてもよく、ピボットロッドは突起１３６の外側面内に形成されたチャネルまたは切欠き内に固定して受領され、上部制御アーム１２４は突起１３６を中心に枢動可能である。
【0049】
下部制御アーム１２６は、２つの内側端部を有する内側部を含み、２つの内側端部は、それぞれがモータ歯車箱２６の下の場所でクレードル装着部１４０（例えば枢動部材またはロッドおよびピボット軸受）などを用いて、車両支持構造１７（例えばサスペンションクレードルまたはフレーム１６）に枢動可能に取り付けられる。図１５Ａに示された実施形態では、下部制御アーム１２６のクレードル装着部１４０は、上部制御アーム１２４のクレードル装着部１３２よりトラック１０の中心に接近して配置される。このような構成は、向上したサスペンション応答を提供することがある一方で、また向上したサスペンション移動も提供する。加えて下部制御アーム１２６は、２つの車輪側面または外側連結場所を有することがある外側部を含み、外側連結場所は、それぞれが突起装着部１４２（例えば枢動部材もしくはロッドおよびピボット軸受）などを用いて、突起１３６によって支持され、（例えば突起１３６の下端部において）突起１３６に枢動可能に取り付けられる。
【0050】
図１５Ａを参照すると、突起１３６はまた後輪１４（例えば双輪対）を回転可能に支持するように構成される。例えば突起１３６は砥石軸１４４に取り付けられてもよく、砥石軸１４４は後輪１４４を支持する（例えば砥石軸１４４はハブに取り付けられてもよく、後輪１４はハブの上に装着される）。
【0051】
図１６に示された実施形態では、突起１３６は上部および下部のそれぞれ１４５および１４６を含む。さらに突起１３６は、単一片または複数片として作成されてもよく、複数片は溶接などにより一緒に接合される。突起１３６の上部１４５は、下部１４６に対して外方に突出する支持部１４８を含んでもよく、突起１３６内に形成された開口１３４は、上部１４５の中心部を通って支持部１４８の間に延在してもよい。突起１３６の構成は、２つの空気バネ１２８または他のサスペンション装置を突起の上部（例えば上部１４５）に装着させることができ、さらに上部制御アーム１２４の第２の部分を突起１３６の大部分またはすべてを通過して、突起１３６の外側または外側面に通過させることができる。加えて上部制御アーム１２４の第２の部分は、突起１３６の中心垂直軸ならびに車輪１４の軸および関連したハブと位置合わせされてもよい。
【0052】
リアサスペンションシステム１２２は、下部制御アーム１２６とサスペンションクレードルまたはフレーム１６などの車両支持構造１７との間に連結された１つまたは複数の吸収器または緩衝器１５０をさらに含んでもよい。図１６に示された実施形態では、緩衝器１５０は空気バネ１２８および突起１３６の後方に位置付けられる。
【0053】
上記の構成で、リアサスペンションシステム１２２は著しい負荷を処理できる一方で、低い輪郭を維持する。例えば空気バネ１２８は大きい負荷を効率的に処理するように協働することができるが、それでも各空気バネ１２８はフレーム１６のフレームレールおよび関連した後タイヤの間に適合する大きさにすることができる。さらに上部制御アーム１２４および突起１３６は、関連した後駆動半シャフト１０２ｒ上に中心に置かれた負荷を保つように協働することができる。
【0054】
図１７を参照すると、上部および下部制御アームのそれぞれ１２４および１２６の外側部または端部は、後タイヤ１５２および関連した車輪１４付近で突起１３６に枢動可能に連結されてもよい。例えば制御アーム１２４および１２６の外側端部は、可能な限りタイヤ１５２に接近して（例えばタイヤ１５２の内側面の１５ｃｍ以内、またはタイヤ１５２の内側面の１０ｃｍ以内）突起１３６に枢動可能に連結されてもよい。さらに突起１３６と制御アーム１２４および１２６の外側部の連結場所（例えば枢支点または枢軸の場所）は、概してトラック１０の長手方向７５に見て互いに垂直に位置合わせされてもよい。換言すると、突起１３６と制御アーム１２４および１２６の外側部の連結場所は、概して垂直面１５４内に収まってもよく、垂直面１５４はトラック１０の長手方向７５に配向される。例えば上部制御アーム１２４の外側装着部１３８は、上部制御アーム１２４の外側装着部１３８および下部制御アーム１２６の外側装着部１４２が垂直面１５４内に配置されるように、長手方向７５に見て下部制御アーム１２６の外側装着部１４２と垂直に位置合わせされてもよい。突起１３６ならびに制御アーム１２４および１２６への対応する連結部の上記の構成で、タイヤ１５２および関連した車輪１４は、リアサスペンションシステム１２２の全移動範囲を通って路面に対してほぼ垂直配向に維持することができることがある。結果としてリアサスペンションシステム１２２はタイヤ１５２の向上した追跡を提供することがある。
【0055】
図１８は、トラック１０およびモータ歯車箱２６の中心付近で車両支持構造１７（例えばサスペンションクレードルまたはフレーム１６）に枢動可能に連結された、上部および下部制御アームのそれぞれ１２４および１２６の内側部または端部を示す。別の実施形態では、特定の後車軸に対する各リアサスペンションシステム１２２の制御アーム１２４および１２６の一方もしくは両方の内側部または端部は、関連したモータ歯車箱２６の筐体２４に枢動可能に連結されてもよい。図１９に示された実施形態では、例えばモータ歯車箱２６’’は拡大された筐体２４’’を含み、位置合わせされたリアサスペンションシステム１２２の制御アーム１２４および１２６が筐体２４’’に連結されている。示された実施形態では、筐体２４’’の上部の左右の各側面は２つの上横に突出部１５６を有し、特定の上部制御アーム１２４は突出部１５６に枢動可能に連結されている。さらに筐体２４’’は拡大された下部１５８を含み、下部制御アーム１２６は下部１５８に枢動可能に連結されている。筐体２４’’は車両支持構造１７’’（例えばサスペンションクレードまたはフレーム１６）に連結されてもよく、筐体２４’’が上記の構成要素を支持できるように、金属（例えばアルミニウム）、炭素繊維強化プラスチックまたは他の複合材料、その他などの適切な材料から作成されてもよい。このような構成で、サスペンションクレードルの一部は、車両の全重量が低減され得るように省略されてもよい。加えてサスペンションクレードルは、車両の重量をさらに低減するために、筐体２４’’と（例えば一緒に溶接されて）一体形成されてもよく、またはサスペンションクレードルは筐体２４’’から分離して形成されて筐体２４’’に取り付けられてもよい。
【0056】
例示的実施形態が上に説明されているが、これらの実施形態は本開示によるすべての可能な形を記説明することを意図するものではない。本明細書に使用された用語は、限定よりむしろ説明のための用語であり、様々な変更が本開示の精神および範囲から逸脱することなく行われてもよいことが理解される。加えて様々に実施する実施形態の特徴は、本開示によるさらなる実施形態を形成するために組み合わされてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】