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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-15
(54)【発明の名称】２速ギヤボックス
(51)【国際特許分類】
F16H 3/091 20060101AFI20241108BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
F16H3/091
H02K7/116
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024533091
(86)(22)【出願日】2022-12-02
(85)【翻訳文提出日】2024-08-02
(86)【国際出願番号】 US2022051738
(87)【国際公開番号】W WO2023102241
(87)【国際公開日】2023-06-08
(31)【優先権主張番号】63/285,675
(32)【優先日】2021-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523342492
【氏名又は名称】オムニ パワートレイン テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100128428
【弁理士】
【氏名又は名称】田巻 文孝
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル クレイグ
【テーマコード（参考）】
3J528
5H607
【Ｆターム（参考）】
3J528EB63
3J528EB74
3J528FB03
3J528FB12
3J528FB13
3J528FC42
3J528FC65
3J528HA22
3J528HC03
5H607AA12
5H607BB01
5H607BB13
5H607CC03
5H607DD04
5H607EE36
5H607HH03
5H607HH09
(57)【要約】
車両用の２速電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータによって駆動されるメインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータによって駆動される中空のアシストドライブシャフトを軸方向に貫通している。メインドライブシャフトは、中間ドライブシャフトに設けられた中間ギヤと連続的に噛み合わされたメインギヤを有する。フリーホイールギヤが中空アシストドライブシャフト周りに設けられ、フリーホイールギヤをシフト機構体によって中空アシストドライブシャフトに選択的に結合したりこれから切り離したりすることができる。フリーホイールギヤは、出力ドライブシャフトに取り付けられた出力ギヤと連続的に噛み合わされる。２速電気駆動組立体は、トルク中断なしに速度モードとトルクモードを選択的に切り換えることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気駆動組立体であって、メインドライブシャフトを含み、前記メインドライブシャフトに沿ってメインギヤが設けられ、
前記メインドライブシャフトに結合されるとともに、前記メインドライブシャフトを回転させるよう設けられた第１の軸方向磁束モータを含み、
アシストドライブシャフトを含み、前記アシストドライブシャフトに沿ってアシストギヤが設けられ、
前記アシストドライブシャフトに結合されるとともに、前記アシストドライブシャフトを回転させるよう配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
中間ドライブシャフトを含み、第１、第２および第３の中間ギヤが各々、前記中間ドライブシャフトに沿って設けられ、前記第３の中間ギヤは、前記中間ドライブシャフトに固定され、
出力ドライブシャフトを含み、前記出力ドライブシャフトには出力ギヤが取り付けられ、
前記メインギヤは、前記第２の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
前記アシストギヤは、前記第１の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
前記出力ギヤは、前記第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
前記メインギヤ、前記アシストギヤ、第１の中間ギヤまたは第２の中間ギヤのうちの１つは、フリーホイールギヤであり、前記フリーホイールギヤは、前記フリーホイールギヤを嵌めた前記ドライブシャフトとは独立して回転可能であるよう設けられている、電気駆動組立体。
【請求項2】
前記フリーホイールギヤに隣接して設けられていて、前記フリーホイールギヤと前記フリーホイールギヤを嵌めた前記ドライブシャフトを結合したり切り離したりするよう軸方向に動くことができるシフト機構体をさらに含む、請求項１記載電気駆動組立体。
【請求項3】
前記アシストドライブシャフトは、中空であり、前記メインドライブシャフトは、前記アシストドライブシャフトを同軸状に貫通している、請求項１記載電気駆動組立体。
【請求項4】
前記メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って延び、前記中間ドライブシャフトは、前記メイン第１軸線から間隔を置いて位置する第２の軸線に沿って延びている、請求項３記載電気駆動組立体。
【請求項5】
前記アシストギヤは、前記フリーホイールギヤである、請求項４記載電気駆動組立体。
【請求項6】
前記アシストギヤを前記アシストドライブシャフトとは独立して前記第１の軸線回りに回転させることができるよう前記アシストギヤと前記アシストドライブシャフトとの間に設けられた１つ以上のベアリングをさらに含む、請求項２記載電気駆動組立体。
【請求項7】
前記アシストギヤは、前記フリーホイールギヤであり、前記電気駆動組立体は、前記アシストギヤに設けられた複数の協働要素と、前記アシストギヤに設けられた前記複数の協働要素に係合するよう前記シフト機構体に設けられた複数の協働要素とをさらに含む、請求項２記載電気駆動組立体。
【請求項8】
２速電気駆動組立体であって、第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、前記メインドライブシャフトは、前記第１の軸線に沿って設けられ、かつ前記第１の軸方向磁束モータに結合され、
前記第１の軸方向磁束モータに隣接して配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、前記アシストドライブシャフトは、中空であり、前記アシストドライブシャフトは、外側ドライブシャフト表面および前記アシストドライブシャフトの前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記アシストドライブシャフトを貫通した内側ボアを有し、前記アシストドライブシャフトは、前記第２の軸方向磁束モータに結合され、前記メインドライブシャフトは、前記アシストドライブシャフトと同軸状になるよう前記アシストドライブシャフトを貫通し、
前記メインドライブシャフトに固定されたメインギヤを含み、
前記アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつ前記アシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤを含み、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、前記中間ドライブシャフトは、前記第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いて配置され、
前記中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつ前記アシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
前記中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつ前記メインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
前記中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
前記第１の軸線に沿って設けられているが、前記第１および前記第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
前記出力ドライブシャフトに固定され、かつ前記第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
前記アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつ前記メインギヤと前記アシストギヤとの間で前記アシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるシフト機構体を含む、２速電気駆動組立体。
【請求項9】
前記メインギヤは、第１の半径Ｒ１を有し、前記アシストギヤは、第２の半径Ｒ２を有し、前記第１の中間ギヤは、第３の半径Ｒ３を有し、前記第２の中間ギヤは、第４の半径Ｒ３を有し、前記第３の中間ギヤは、第５の半径Ｒ５を有し、前記出力ギヤは、第６の半径Ｒ６を有し、Ｒ３は、Ｒ４よりも大きく、Ｒ４は、Ｒ５よりも大きく、Ｒ６は、Ｒ１よりも大きく、Ｒ１は、Ｒ２よりも大きい、請求項８記載の２速電気駆動組立体。
【請求項10】
ギヤボックスハウジングをさらに含み、前記ギヤボックスハウジング内には第１の支持プレートおよび第２の支持プレートが設けられ、前記アシストドライブシャフトは、前記ギヤボックスハウジングおよび前記第１の支持プレートによって支持され、前記出力ドライブシャフトは、前記ギヤボックスハウジングおよび前記第２の支持プレートによって支持され、前記メインドライブシャフトは、前記アシストドライブシャフトから延び、かつ前記第２の支持プレートによって支持されている、請求項８記載の２速電気駆動組立体。
【請求項11】
前記中間ドライブシャフトは、前記ギヤボックスハウジングによって支持されている、請求項１０記載の２速電気駆動組立体。
【請求項12】
前記シフト機構体をを作動させるよう設けられた電気アクチュエータと、前記第１および前記第２の軸方向磁束モータならびに前記電気アクチュエータの各々に電気的に結合された単一のインバータとをさらに含む、請求項８記載の２速電気駆動組立体。
【請求項13】
前記単一インバータを制御する単一のコントローラをさらに含む、請求項１２記載の２速電気駆動組立体。
【請求項14】
前記アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするよう前記アシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサと、前記アシストギヤの回転速度をモニタするよう前記メインドライブシャフト、前記第１のメインギヤ、前記中間ドライブシャフトまたは中間ギヤのうちの１つに隣接して設けられた第２の速度センサとをさらに含む、請求項１３記載の２速電気駆動組立体。
【請求項15】
電気駆動組立体であって、第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、前記メインドライブシャフトは、前記第１の軸線に沿って設けられ、かつ前記第１の軸方向磁束モータに結合され、
第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、前記アシストドライブシャフトは、前記第１の軸線に沿って設けられ、かつ前記第２の軸方向磁束モータに結合され、
前記メインドライブシャフト周りに設けられたメインギヤを含み、
前記アシストドライブシャフトの周りに設けられたアシストギヤを含み、前記メインギヤまたは前記アシストギヤのうちの一方は、フリーホイールギヤであり、前記フリーホイールギヤは、前記フリーホイールギヤを嵌めた前記ドライブシャフトとは独立して回転可能であり、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、前記第２の軸線は、前記第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いて位置し、
前記中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつ前記アシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
前記中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつ前記メインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
前記中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
前記第１および前記第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
前記出力ドライブシャフトに固定され、かつ前記第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
前記フリーホイールギヤに隣接して取り付けられたシフト機構体を含み、前記シフト機構体は、前記ドライブシャフトに沿って、前記フリーホイールギヤをドライブシャフトに結合するよう前記シフト機構体が前記フリーホイールギヤと係合する第１の位置から、前記シフト機構体が前記フリーホイールギヤから切り離される第２の位置に軸方向に動くことができる、電気駆動組立体。
【請求項16】
前記シフト機構体を作動させるよう設けられた電気アクチュエータと、前記第１および前記第２の軸方向磁束モータならびに前記電気アクチュエータの各々に電気的に結合された単一のインバータと、前記単一インバータを制御するコントローラとをさらに含む、請求項１５記載の２速電気駆動組立体。
【請求項17】
前記アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするよう前記アシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサと、前記アシストギヤの回転速度をモニタするよう前記メインドライブシャフト、前記第１のメインギヤ、前記中間ドライブシャフトまたは中間ギヤのうちの１つに隣接して設けられた第２の速度センサとをさらに含む、請求項１６記載の２速電気駆動組立体。
【請求項18】
前記第１の軸方向磁束モータは、単一のロータしか備えていない、請求項１６記載の２速電気駆動組立体。
【請求項19】
前記第１および前記第２の磁束モータは各々、単一のロータしか備えていない、請求項１６記載の２速電気駆動組立体。
【請求項20】
前記第１および前記第２の磁束モータは各々、非金属ロータを備えている、請求項１９記載の２速電気駆動組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願の引照〕
本願は、２０２１年１２月３日出願の米国特許仮出願第６３／２８５，６７５号の優先権を主張する出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
本願は、２０２１年１２月３日出願の米国特許仮出願第６３／２８５，６７５号の優先権を主張する出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【0002】
本開示内容（本発明）は、一般に、電気自動車用のトランスミッション組立体に関し、特に、軸方向磁束電気モータ用の２速ギヤボックスに関する。
【背景技術】
【0003】
普及している先行技術の車両駆動システムでは、一ギヤから別のギヤにシフトする際にトルク中断が生じる場合が多い、と言うのは、第１ギヤを駆動ギヤから切り離し、次いで第２ギヤを駆動ギヤに噛み合わせるからである。このことは、多くの場合、車速の短時間の減速で明らかになる。さらに、電気駆動式駆動システムに関し、トルク中断のもう１つの発生源は、トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）のタイミング、特にＴＣＵからの信号を電気モータと連携して機能するモータコントローラや任意他の電子部品に伝達するのに要する時間に由来する。かかる電気駆動式駆動システムでは、種々の別々の電子・電気部品を統合するソフトウェアが典型的には、どのようなアクションであれ、これを実行する前に、これら電子部品相互間の要求や妥当性を管理しなければならないということは当然のことである。別々の電子部品相互間のかかる協調は、電子部品の計算や反応時間を増やし、電位駆動システムの場合、その結果として、これまた車速の短時間の減速が生じ、それ故にトルク中断が生じる場合がある。かくして、トルク中断を減少させてギヤ相互間の迅速なシフト操作を可能にすることが要望されている。
【0004】
さらに、かかる駆動システムが電気モータによって駆動される場合、第１ギヤの切り離しと第２ギヤの噛み合わせとの間で、電気モータを用いてパワーを駆動システムからブリードオフ（bleed off ）し、電気モータを短時間で発電機に変えることが必要である。この点に関し、電気モータのロータを減速するのに必要とされるエネルギー量は、ロータの質量、それ故にその慣性に比例する。電気モータを発電機にするとき、システム全体は、減速中のロータから生じるエネルギーパルスを吸収して放出し、あるいは違ったやり方で減衰させなければならない。このエネルギーパルスは、適切に取り扱われない場合、システムの種々の電子部品を損傷させる場合がある。かくして、ギヤシフト中にこのエネルギーパルスを軽減することが要望されている。
【発明の概要】
【0005】
本発明の一観点によれば、電気駆動組立体であって、
メインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトに沿ってメインギヤが設けられ、
メインドライブシャフトに結合されるとともに、メインドライブシャフトを回転させるよう設けられた第１の軸方向磁束モータを含み、
アシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトに沿ってアシストギヤが設けられ、
アシストドライブシャフトに結合されるとともに、アシストドライブシャフトを回転させるよう配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
中間ドライブシャフトを含み、第１、第２および第３の中間ギヤが各々、中間ドライブシャフトに沿って設けられ、第３の中間ギヤは、中間ドライブシャフトに固定され、
出力ドライブシャフトを含み、出力ドライブシャフトには出力ギヤが取り付けられ、
メインギヤは、第２の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
アシストギヤは、第１の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
出力ギヤは、第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
メインギヤ、アシストギヤ、第１の中間ギヤまたは第２の中間ギヤのうちの１つは、フリーホイールギヤであり、フリーホイールギヤは、フリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトとは独立して回転可能であるよう設けられていることを特徴とする電気駆動組立体が提供される。
メインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトに沿ってメインギヤが設けられ、
メインドライブシャフトに結合されるとともに、メインドライブシャフトを回転させるよう設けられた第１の軸方向磁束モータを含み、
アシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトに沿ってアシストギヤが設けられ、
アシストドライブシャフトに結合されるとともに、アシストドライブシャフトを回転させるよう配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
中間ドライブシャフトを含み、第１、第２および第３の中間ギヤが各々、中間ドライブシャフトに沿って設けられ、第３の中間ギヤは、中間ドライブシャフトに固定され、
出力ドライブシャフトを含み、出力ドライブシャフトには出力ギヤが取り付けられ、
メインギヤは、第２の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
アシストギヤは、第１の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
出力ギヤは、第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、
メインギヤ、アシストギヤ、第１の中間ギヤまたは第２の中間ギヤのうちの１つは、フリーホイールギヤであり、フリーホイールギヤは、フリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトとは独立して回転可能であるよう設けられていることを特徴とする電気駆動組立体が提供される。
【0006】
本発明の別の観点によれば、２速電気駆動組立体であって、
第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、
第１の軸方向磁束モータに隣接して配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトは、中空であり、アシストドライブシャフトは、外側ドライブシャフト表面およびアシストドライブシャフトの第１の端部と第２の端部との間でアシストドライブシャフトを貫通した内側ボアを有し、アシストドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータに結合され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトと同軸状になるようアシストドライブシャフトを貫通し、
メインドライブシャフトに固定されたメインギヤを含み、
アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつアシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤを含み、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、中間ドライブシャフトは、第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いて配置され、
中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつアシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつメインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
第１の軸線に沿って設けられているが、第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつメインギヤとアシストギヤとの間でアシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるシフト機構体を含むことを特徴とする２速電気駆動組立体が提供される。
第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、
第１の軸方向磁束モータに隣接して配置された第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトは、中空であり、アシストドライブシャフトは、外側ドライブシャフト表面およびアシストドライブシャフトの第１の端部と第２の端部との間でアシストドライブシャフトを貫通した内側ボアを有し、アシストドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータに結合され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトと同軸状になるようアシストドライブシャフトを貫通し、
メインドライブシャフトに固定されたメインギヤを含み、
アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつアシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤを含み、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、中間ドライブシャフトは、第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いて配置され、
中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつアシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつメインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
第１の軸線に沿って設けられているが、第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつメインギヤとアシストギヤとの間でアシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるシフト機構体を含むことを特徴とする２速電気駆動組立体が提供される。
【0007】
本発明のさらに別の観点によれば、電気駆動組立体であって、
第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、
第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第２の軸方向磁束モータに結合され、
メインドライブシャフト周りに設けられたメインギヤを含み、
アシストドライブシャフトの周りに設けられたアシストギヤを含み、メインギヤまたはアシストギヤのうちの一方は、フリーホイールギヤであり、フリーホイールギヤは、フリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトとは独立して回転可能であり、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、第２の軸線は、第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いてと位置され、
中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつアシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつメインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
フリーホイールギヤに隣接して取り付けられたシフト機構体を含み、シフト機構体は、ドライブシャフトに沿って、フリーホイールギヤをドライブシャフトに結合するようシフト機構体がフリーホイールギヤと係合する第１の位置から、シフト機構体がフリーホイールギヤから切り離される第２の位置に軸方向に動くことができることを特徴とする電気駆動組立体が提供される。
第１の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、
第２の軸方向磁束モータを含み、
第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含み、アシストドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第２の軸方向磁束モータに結合され、
メインドライブシャフト周りに設けられたメインギヤを含み、
アシストドライブシャフトの周りに設けられたアシストギヤを含み、メインギヤまたはアシストギヤのうちの一方は、フリーホイールギヤであり、フリーホイールギヤは、フリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトとは独立して回転可能であり、
第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含み、第２の軸線は、第１の軸線と平行であるが、該第１の軸線から間隔を置いてと位置され、
中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつアシストギヤと永続的に噛み合わされた第１の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフト周りに設けられ、かつメインギヤと永続的に噛み合わされた第２の中間ギヤを含み、
中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤを含み、
第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトを含み、
出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされた出力ギヤを含み、
フリーホイールギヤに隣接して取り付けられたシフト機構体を含み、シフト機構体は、ドライブシャフトに沿って、フリーホイールギヤをドライブシャフトに結合するようシフト機構体がフリーホイールギヤと係合する第１の位置から、シフト機構体がフリーホイールギヤから切り離される第２の位置に軸方向に動くことができることを特徴とする電気駆動組立体が提供される。
【0008】
本発明の種々の実施形態は、以下の与える詳細な説明および本発明の種々の実施形態の添付の図面から十分に理解されよう。図面において、同一の参照符号は、同一のまたは機能的に類似した要素を指す場合がある。以下、添付の図面を参照して諸実施形態につき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1a】２速電気駆動組立体の１つの実施形態の略図であり、アシストギヤがフリーホイールギヤである場合を示す図である。
【図1b】２速電気駆動組立体の一実施形態の略図であり、中間ギヤがフリーホイールギヤである場合を示す図である。
【図1c】２速電気駆動組立体の一実施形態の略図であり、メインギヤがフリーホイールギヤである場合を示す図である。
【図1d】２速電気駆動組立体のもう１つの実施形態の略図であり、中間ギヤがフリーホイールギヤである場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書において、第１および第２の軸方向磁束モータと、４本のドライブシャフト、すなわち、メインドライブシャフト、中空のアシストドライブシャフト、中間ドライブシャフトおよび出力ドライブシャフトとを含む車両用電気駆動組立体が開示される。メインドライブシャフトは、中空アシストドライブシャフトと同軸であってこの中空のアシストドライブシャフトを貫通している。出力ドライブシャフトは、中間ドライブシャフトから間隔を置いて配置されている。幾つかの実施形態では、出力ドライブシャフトは、メインドライブシャフトおよび中空アシストドライブシャフトと同一直線上に位置するのがよい。３つのギヤ、すなわち、第１の中間ギヤ、第２の中間ギヤ、および第３の中間ギヤが中間ドライブシャフトに沿って取り付けられている。メインギヤがメインドライブシャフトに取り付けられ、第１の軸方向磁束モータがメインギヤを駆動するようメインドライブシャフトに結合されている。アシストギヤが中空アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、このアシストギヤは、中空アシストドライブシャフトに対して回転可能であり、それによりアシストギヤを中空アシストドライブシャフトに係合させたりこれから切り離したりすることができる。第２の軸方向磁束モータは、中空アシストドライブシャフトに結合されていて、この中空アシストドライブシャフトを駆動する。最後に、出力ギヤが出力ドライブシャフトに取り付けられている。アシストギヤは、中間ドライブシャフトの第２の中間ギヤと永続的に噛み合わされ、メインギヤは、中間ドライブシャフトの第２の中間ギヤと永続的に噛み合わされ、出力ギヤは、中間ドライブシャフトの第３の中間ギヤと永続的に噛み合わされている。１つ以上の実施形態では、電気駆動組立体は、中空アシストドライブシャフトに隣接して取り付けられたシフト機構体をさらに含み、このシフト機構体は、アシストギヤを中空アシストドライブシャフトに係合させたりこれから離脱させたりするよう作動可能である。第１のパワーモードでは、第１の軸方向磁束モータは、メインギヤを駆動することができ、パワーを第２および第３の中間ギヤ経由で出力ギヤに伝達する。第２のパワーモードでは、第１の軸方向磁束モータは、第１のパワーモードの場合と同様に動作するが、アシストギヤは、中空アシストドライブシャフトに係合した状態で第２の軸方向磁束モータによって駆動され、それによりパワーを第１、第２および第３の中間ギヤの各々経由で出力ギヤに伝達する。第３のパワーモードでは、第１の軸方向磁束モータは、フリーホイール運動することができ、第２の軸方向磁束モータだけを利用してパワーを第１および第３の中間ギヤ経由で出力ギヤに伝達する。
【0011】
図１ａを参照すると、電気駆動組立体１００が提供されており、この電気組立体は、２つの軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂおよびトルク中断発生を減少させるための歯車装置を採用している。第１の軸方向磁束モータ１０２ａは、第１の軸線１１０に沿って延びるメインまたは第１のドライブシャフト１０４ａに結合されていて、これを駆動する。メインギヤ１１４がメインドライブシャフト１０４ａに沿って設けられている。メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａと一体に形成されているのがよく、あるいは、変形例として、メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａとともに回転するようメインドライブシャフト１０４ａに取り付けられてもよい。１つ以上の実施形態では、メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａに固定されている。いずれにしても、メインドライブシャフト１０４ａは、第１の端部１０６ａおよび第２の端部１０６ｂを有する。１つ以上の実施形態では、メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａの第２の端部１０６ｂのところに取り付けられ、第１の軸方向磁束モータ１０２ａは、メインドライブシャフト１０４ａの第１の端部１０６ａに係合している。本明細書で用いる軸方向磁束モータという用語は、ドライブシャフト軸線に沿って軸方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも１つのロータおよび対応のステータを備えた電気装置を指している。かかるモータには、代表的には、コイルに平行な平面内に配置された磁石が組み込まれている。さらに、本明細書で用いる２速という用語は、２つの互いに異なるギヤ比を有するギヤボックスまたはトランスミッションを指している。
【0012】
第２の磁束モータ１０２ｂは、アシストまたは第２のドライブシャフト１０４ｂを駆動する。１つ以上の実施形態では、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂは、第１の軸方向磁束モータ１０２ａに隣接して位置している。いずれにしても、アシストドライブシャフト１０４ｂは、第１の端部１０８ａおよび第２の端部１０８ｂを有し、内側ボア１１３が第１の端部１０８ａと第２の端部１０８ｂとの間を通っており、その結果、アシストドライブシャフト１０４ｂは、アシストドライブシャフト１０４ｂの長さに沿って中空であるようになっている。アシストドライブシャフト１０４ｂはまた、外側ドライブシャフト表面１１２を有する。アシストギヤ１１６がアシストドライブシャフト１０４ｂのドライブシャフト１０４ｂの表面１１２に沿って設けられている。アシストドライブシャフト１０４ｂは、アシストドライブシャフト１０４ｂの第１の端部１０４ａのところで第２の軸方向磁束モータ１０２ｂに結合されている。メインドライブシャフト１０４ａは、第１の軸線１１０に沿ってアシストドライブシャフト１０４ｂと同軸状になるようアシストドライブシャフト１０４ｂを軸方向に貫通している。１つ以上の実施形態では、アシストギヤ１１６は、外側ドライブシャフト表面１１２に隣接してアシストドライブシャフト１０４ｂに沿って設けられていて、アシストドライブシャフト１０４ｂに対して回転可能である。したがって、アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに結合されていない場合にはアシストドライブシャフト１０４ｂに対してフリーホイール運動（惰性で動く）ことができる。換言すると、アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに沿って設けられているが、以下に説明するシフト機構体１３２によってアシストドライブシャフト１０４ｂに結合されていない場合にはアシストドライブシャフト１０４ｂとは独立して回転可能である。
【0013】
１つの実施形態では、アシストギヤ１１６は、ベアリング１２１によってアシストドライブシャフト１０４ｂの外側ドライブシャフト表面１１２上に支持されるのがよく、ベアリング１２１により、アシストギヤ１１６は、フリーホイール運動することができ、すなわち、アシストドライブシャフト１０４ｂとは独立して回転することができる。同様に、ベアリング１２１は、メインドライブシャフト１０４ａを支持するようアシストドライブシャフト１０４ｂの内側ボア１１３内に取り付けられるのがよく、それにより、メインドライブシャフト１０４ａは、アシストドライブシャフト１０４ｂとは独立して回転することができる。
【0014】
メインドライブシャフト１０４ａとアシストドライブシャフト１０４ｂが同軸であるので、アシストドライブシャフト１０４ｂがメインドライブシャフト１０４ａを挿通させる貫通ボアを備えた中空ドライブシャフトである場合、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂは、それぞれ、互いに隣接して配置されるのがよく、他方、２本のドライブシャフト１０４ａ，１０４ｂは、それぞれ、互いに独立して回転することができる。
【0015】
中間または第３のドライブシャフト１１８がメインドライブシャフト１０４ａおよびアシストドライブシャフト１０４ｂから間隔を置いて設けられており、この中間ドライブシャフト１１８は、第２の軸線１２０に沿って延びている。１つ以上の実施形態では、第２の軸線１２０は、第１の軸線１１０と平行であるが、これから間隔を置いて位置しており、その結果、中間ドライブシャフト１１８は、メインドライブシャフト１０４ａおよびアシストドライブシャフト１０４ｂと平行になっている。中間ドライブシャフト１１８は、第１の端部１１９ａおよび第２の端部１１９ｂを有する。
【0016】
中間ドライブシャフト１１８に沿って第１の中間ギヤ１２２、第２の中間ギヤ１２４、および第３の中間ギヤ１２６が配置されている。図示のように、１つ以上の実施形態では、第１の中間ギヤ１２２は、中間ドライブシャフト１１８の第１の端部１１９ａに隣接して取り付けられ、第３の中間ギヤ１２６は、中間ドライブシャフト１１８の第２の端部１１９ｂに隣接して取り付けられ、そして第２の中間ギヤ１２４は、第１の中間ギヤ１２２と第３のギヤ１２６との間で中間ドライブシャフト１１８に取り付けられている。他の実施形態では、第１の中間ギヤ１２２、第２の中間ギヤ１２４、および第３の中間ギヤ１２６は、別の順序で中間ドライブシャフト１１８に取り付けられてもよい。例えば、１つ以上の実施形態では、第３の中間ギヤ１２６は、第１の中間ギヤ１２２と第２の中間ギヤ１２４との間に配置されてもよく、この場合、出力ドライブシャフト１２８が第１の軸線１１０および第２の軸線１２０の各々から間隔を置いて位置するのがよく、その目的は、第３の中間ギヤ１２６と永続的に噛み合わされた出力ギヤ１３０を収容することにある。
【0017】
図１ａに示すように、第１の中間ギヤ１２２は、第１の中間ギヤ１２２とアシストギヤ１１６が互いに接触係合関係をなすようアシストギヤ１１６と永続的に噛み合わされている。同様に、第２の中間ギヤ１２４は、第２の中間ギヤ１２４とメインギヤ１１４が互いに接触係合関係をなすようメインギヤ１１４と永続的に噛み合わされている。
【0018】
電気駆動組立体１００は、出力または第４の出力シャフト１２８をさらに含む。図１ａに示すように、出力ドライブシャフト１２８は、中間ドライブシャフト１１８から半径方向に間隔を置いて配置されている。１つ以上の実施形態では、出力ドライブシャフト１２８は、メインドライブシャフト１０４ａおよびアシストドライブシャフト１０４ｂと同一直線上に位置するよう第１の軸線１１０に沿って延びるのがよいが、かかる場合、出力ドライブシャフト１２８は、メインドライブシャフト１０４ａおよびアシストドライブシャフト１０４ｂから軸方向に間隔を置いて配置される。他の実施形態では、出力ドライブシャフト１２８は、第１の軸線１１０および第２の軸線１２０とは別個の第３の軸線（図示せず）に沿って延びるのがよい。いずれにしても、出力ドライブシャフト１２８は、第１の端部１２９ａおよび第２の端部１２９ｂを有し、出力ギヤ１３０が２つの端部１２９ａ，１２９ｂ相互間で出力ドライブシャフト１２８に取り付けられるとともに中間ドライブシャフト１１８によって担持された第３の中間ギヤ１２６に結合されている。具体的に説明すると、出力ギヤ１３０は、第３の中間ギヤ１２６と出力ギヤ１３０が互いに接触係合関係をなすよう第３の中間ギヤ１２６と永続的に噛み合わされている。１つの実施形態では、出力ギヤ１３０は、出力ドライブシャフト１２８と第１の端部１２９ａに隣接して取り付けられ、駆動フランジ１３５が出力ドライブシャフト１２８の第２の端部１２９ｂに隣接して取り付けられている。
【0019】
本明細書で用いる「永続的に噛み合わされ」という表現は、２つのギヤが電気駆動組立体１００の作動中、互いに接触係合関係をなし、または連続的に噛み合わされていることを意味している。この点に関し、本明細書で説明する全ての中間ギヤ、すなわち、第１の中間ギヤ１２２、第２の中間ギヤ１２４、および第３の中間ギヤ１２６は、電気駆動組立体１００の作動中、これらのそれぞれのギヤと同時に永続的に噛み合わされる。注目すべきこととして、種々のギヤが本明細書で説明するように接触係合関係をなすので、種々のドライブシャフト、すなわち第１のドライブシャフト１０４ａ、第２のドライブシャフト１０４ｂ、第３のドライブシャフト１１８および第４のドライブシャフト１２８相互間の軸方向および半径方向間隔は、一定にされるのがよい。換言すると、ドライブシャフトの全ては、互いに対して軸方向かつ半径方向に固定されるのがよく、それにより歯車およびドライブシャフトと封入するために設けられる封入するよう設けられたギヤボックスハウジング１３３のサイズが最小限に抑えられる。図１ａには、ギヤボックスハウス１３３を貫通した第１のドライブシャフト１０４ａおよび第２のドライブシャフト１０４ｂが具体的に示されており、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂは、ギヤボックスハウジング１３３の外部に位置するようになっている。同様に、第４のドライブシャフト１２８は、ギヤボックスハウジング１３３を貫通し、駆動フランジ１３５もまた、ギヤボックスハウジング１３３の外部に位置するようになっている。
【0020】
図示の実施形態では、メインギヤ１１４は、第１の半径Ｒ１を有し、アシストギヤ１１６は、第２の半径Ｒ２を有し、第１の中間ギヤ１２２は、第３の半径Ｒ３を有し、第２の中間ギヤ１２４は、第４の半径Ｒ４を有し、第３の中間ギヤ１２６は、第５の半径Ｒ５を有し、出力ギヤ１３０は、第６の半径Ｒ６を有する。当然のことではあるが、ギヤの種々の半径は、特定のギヤ比を達成するよう選択されているのがよく、本開示は、特定のギヤ比には限定されない。しかしながら、幾つかの実施形態では、Ｒ３は、Ｒ４よりも大きく、Ｒ４は、Ｒ５よりも大きく、Ｒ６は、Ｒ１よりも大きく、Ｒ１は、Ｒ２よりも大きい。
【0021】
図１ａの実施形態では、ギヤ１１４，１１６，１２２，１２４，１２６，１３０は、一般に、平歯車として図示されているが、他形式の歯車、例えば、はすば歯車には限定されない。１つ以上の実施形態では、出力ギヤ１３０、メインギヤ１１４および第１の中間ギヤ１２２は、各々が連続的に噛み合うギヤよりも直径が大きいブルギヤである。
【0022】
当然のことではあるが、種々のギヤが永続的に噛み合わされて本明細書において説明するようにパワーを伝達する限り、互いに対する歯車とシャフトの特定の物理的配列状態は、本開示によって限定されない。例えば、出力ドライブシャフト１２８は、第１の軸線１１０とは異なる軸線に沿って配置されてもよい。さらに、出力ドライブシャフト１２８は、軸方向磁束モータ１０２に隣接して位置してもよく、この場合、第３の中間ギヤ１２６は、第２の中間ギヤ１２４が中間ドライブシャフト１１８の第２の端部１１９ｂのところに配置された状態で、中間ドライブシャフト１１８の第１の端部１１９ａのところに配置されてもよい。同様に、図示のギヤは、平歯車として示され、種々のドライブシャフトが互いに平行であるが、他の実施形態では、ギヤは、ドライブシャフトを互いに対して角度付けすることができるよう他形式のギヤであってもよい。例えば、第３の中間ギヤ１２６は、出力ドライブシャフト１２８が中間ドライブシャフト１１８に対して垂直であるようかさ歯車であってもよい。最後に、先行技術とは異なり、これら固定状態のコンポーネントを用いると、ギヤを変更するために物理的に動かされるという意味において、「シフトされる」ギヤもなければドライブシャフトもない。これとは異なり、電気駆動組立体１００は、上述の歯車配列関係を利用したトルクモードとパワーモードのギヤの移行を呈する。
【0023】
電気駆動組立体１００は、少なくとも、アシストギヤ１１６をアシストドライブシャフト１０４に結合したりこれから結合解除したりするよう設けられたシフト機構体１３２をさらに含む。特定の機構体または装置に限定されないが、１つ以上の実施形態では、シフト機構体１３２は、協働する要素１３７を含むのがよく、協働する要素１３７は、アシストギヤ１１６に設けられた協働する要素に係合する。幾つかの実施形態では、シフト機構体１３２は、軸方向に摺動可能なドッグリンクまたはシフトスリーブ１３２ｂ（図４参照）を含むのがよい。１つ以上の実施形態では、シフト機構体１３２は、アシストギヤ１１６に隣接して位置している。この点に関し、シフト機構体１３２は、第１の軸線１１０に沿って設けられるとともにメインギヤ１１４とアシストギヤ１１６の間に配置されるのがよく、その目的は、少なくとも、アシストギヤ１１６を必要に応じてアシストドライブシャフト１０４ｂに結合することにある。例えば、シフト機構体１３２は、アシストドライブシャフト１０４ｂに取り付けられるとともにこれに結合されるのがよく、その結果、アシストドライブシャフト１０４ｂの回転によりシフト機構体１３２が回転するようになっている。いずれにしても、シフト機構体１３２は、アシストギヤ１１６とアシストドライブシャフト１０４ｂを結合したりこれから結合解除したりするために、それぞれ、アシストギヤ１１６に係合したりこれから離脱するよう設けられるのがよい。他の実施形態では、シフト機構体１３２は、アシストギヤ１１６かメインギヤ１１４かのいずれかと交互に係合するよう設けられるのがよい。シフト機構体１３２がアシストギヤ１１６かメインギヤ１１４かのいずれかに係合するよう設けられる場合、シフト機構体１３２は、速度を増大させるためにメインギヤ１１４と一緒に働きまたは電気駆動組立体１００からのトルクを増大させるためにアシストギヤ１１６と一緒に働くよう動かされるのがよい。
【0024】
図１ａに示すように、アクチュエータ１４２がシフト機構体１３２を動かして所望に応じて歯車に係合したり、これから離脱したりするよう利用されるのがよい。幾つかの実施形態では、シフト機構体１３２は、シフト機構体１３２を係合位置と離脱位置との間で押圧するリンク装置１４０を含むのがよい。１つ以上の実施形態では、アクチュエータ１４２は、電気アクチュエータ機構体である。
【0025】
シフト機構体１３２を利用すると、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂを結果的にトルク中断しないで、第１の軸方向磁束モータ１０２ａと連携して利用することができ、またはその逆の関係が成り立つ。例示の一例では、第１の軸方向磁束モータ１０２ａは、メインギヤ１１４を駆動し、それにより、メインギヤ１１４を連続的に噛み合わせた第２の中間ギヤ１２４により第２の中間ドライブシャフト１１８を回転させる。回転中の第２の中間ドライブシャフト１１８は、アシストドライブシャフト１０４ｂ周りに取り付けられたアシストギヤ１１６と連続的に噛み合わされた第１の中間ギヤ１２２を駆動する。特に、アシストギヤ１１６は、自由にスピンし、またはシフト機構体１３２によってアシストドライブシャフト１０４ｂに結合されていない場合にはアシストドライブシャフト１０４ｂとは独立してスピンするようアシストドライブシャフト１０４ｂ周りに取り付けられている。例えば、第１の軸方向磁束モータ１０２ａは、選択された第１の速度ＲＰＭ1で動作することができ、その結果、アシストギヤ１１６がアシストギヤ速度ＲＭＰaで回転することになる。第２の軸方向磁束モータ１０２ｂは、第１の軸方向磁束モータ１０２ａが動作中の場合、動作中である必要はない。第２の磁束モータ１０２ｂを第１の軸方向磁束モータ１０２ａと連携して利用することができるにするため、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂは、アシストドライブシャフト１０４ｂを回転させ、それによりアシストドライブシャフト１０４ｂに取り付けられているシフト機構体１３２を回転させるよう利用される。第２のモータ１０２ｂは、シフト機構体１３２がアシストギヤ速度ＲＭＰaと同一の速度で回転するよう選択された第２の速度ＲＰＭ2で作動される。換言すると、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂがシフト機構体１３２の回転速度がアシストギヤ１１６の回転速度ＲＭＰaと一致することが違ったやり方でこれと同期することができる速度で作動され、その時点で、シフト機構体１３２は、シフト機構体１３２がアシストギヤ１１６に係合し、それによりアシストギヤ１１６をアシストドライブシャフト１０４ｂに結合するよう作動されるのがよい。しかる後、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂを利用すると、出力ドライブシャフト１２８に追加のトルクを提供することができ、または別法として、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂを調節して電気駆動組立体１００のための所望のトルク‐出力を達成することができる。この構成により、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂを可動させて何らトルク中断を生じさせないで、特に、歯車をどれも離脱させる必要なく、出力ドライブシャフト１２８の駆動を助けることができる。かくして、パワーは、プロセス全体の間維持できる。
【0026】
速度を上述したように一致させるのを助けるため、１つ以上の速度センサ１４６がドライブシャフトおよび／またはギヤの回転速度をモニタするためにドライブシャフトギヤのうちの少なくとも一方に隣接して設けられるのがよい。図示の実施形態では、速度センサ１４６ａがアシストドライブシャフト１０４ｂに隣接して図示され、速度センサ１４６ｂが中間ドライブシャフト１１８に隣接して図示され、速度センサ１４６ｃが出力ドライブシャフト１２８に隣接して図示され、速度センサ１４６ｄがメインドライブシャフト１０４ａに隣接して図示されている。当業者であれば、かかる速度センサ１４６がドライブシャフトの回転速度またはドライブシャフトに取り付けられたギヤの回転速度を測定するよう配置されるのがよいことが理解されるであろう。さらに、４つの速度センサ１４６が幾つかの実施形態について図示されているが、他の実施形態では、第１および第２の磁束モータ１０２ａ，１０２ｂから結果として得られる相対的ＲＰＭを測定するために利用されるのは、２つのセンサ１４６しか利用する必要はない。変形例として、速度センサ１４６の必要が全くない場合、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂの速度は、第１の軸方向磁束モータ１０２ａの既知の速度および種々のドライブシャフトおよびギヤの既知の幾何学的形状に基づいて調節されてもよい。
【0027】
図１ｂに示すような１つ以上の他の実施形態では、「フリーホイール」ギヤとしてアシストドライブシャフト１０４ｂに設けられたアシストギヤ１１６を利用することなく、しかも中間ドライブシャフト１１８に取り付けられた固定状態の第１の中間ギヤ１２２を連続的に係合させないで、これら２つの噛み合い状態のギヤの相対的位置を逆にすることができる。具体的に説明すると、アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに取り付けられた固定ギヤであるのがよく、第１の中間ギヤ１２２は、中間ドライブシャフト１１８周りに設けられたフリーホイールギヤであるのがよい。かかる場合、第１の中間ギヤ１２２は、中間ドライブシャフト１１８とは独立して第２の軸線１２０回りに回転する。当然のことではあるが、この実施形態では、シフト機構体１３２は、第１の中間ギヤ１２２を中間ドライブシャフト１１８に結合したりこれから結合解除したりするために第１の中間ギヤ１２２に隣接して配置されている。この点に関し、シフト機構体１３２は、第２の軸線１２０に沿って軸方向に動くのがよい。ベアリング１２１は、中間ドライブシャフト１１８に対する第１の中間ギヤ１２２の独立回転を可能にするよう第１の中間ギヤ１２２と中間ドライブシャフト１１８との間に利用されるのがよい。
【0028】
図１ｃに示すような１つ以上の他の実施形態では、「フリーホイール」ギヤとしてアシストをドライブシャフト１０４ｂに取り付けられたアシストギヤ１１６を利用しないで、アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに取り付けられた固定ギヤであるのがよく、メインドライブシャフト１０４ａ周りに設けられたメインギヤ１１４は、フリーホイールギヤとして利用されるのがよい。かかる場合、メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａとは独立して第１の軸線１１０回りに回転する。理解されるように、この実施形態では、シフト機構体１３２は、メインギヤ１１４をメインドライブシャフト１０４ａに係合させたりこれから切り離したりするためにメインギヤ１１４に隣接して配置される。ベアリング１２１がメインギヤ１１４とメインドライブシャフト１０４ａとの間で利用されるのがよく、それによりメインドライブシャフト１０４ａに対するメインギヤ１１４の独立回転が可能である。
【0029】
図１ｄに示すような１つ以上の他の実施形態では、メインドライブシャフト１０４ａに設けられたメインギヤ１１４を中間ドライブシャフト１１８に取り付けられた固定ギヤ１２４と連続的に噛み合っている「フリーホイール」ギヤとして利用する代わりに、これら２つの噛み合ったギヤ相互間の相対位置を逆にしてもよい。具体的に説明すると、メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａに取り付けられた固定ギヤであってもよく、第１の中間ギヤ１２４は、中間ドライブシャフト１１８周りに設けられたフリーホイールギヤであってもよい。かかる場合、第２の中間ギヤ１２４は、中間ドライブシャフト１１８とは独立して第２の軸線１２０回りに回転する。理解されるように、この実施形態では、シフト機構体１３２は、第２の中間ギヤ１２４を中間ドライブシャフト１１８に係合させたりこれから切り離したりするために第２の中間ギヤ１２４に隣接して配置される。この点に関し、シフト機構体１３２は、第２の軸線１２０に沿って軸方向に動くのがよい。ベアリング１２１が第２の中間ギヤ１２４と中間ドライブシャフト１１８との間で利用されるのがよく、それにより中間ドライブシャフト１１８に対する第２の中間ギヤ１２４の独立回転が可能である。
【0030】
かくして、上記ないように基づいて、種々の実施形態は、一般に、フリーホイールギヤについて４つのオプションとしての位置およびシフト機構体１３２について２つのオプションとしての位置を含む。この点に関し、電気駆動組立体１００は、メインドライブシャフト１０４ａ、アシストドライブシャフト１０４ｂ、中間ドライブシャフト１１８および出力ドライブシャフト１２８を含むと言える。メインギヤ１１４は、メインドライブシャフト１０４ａに沿って設けられ、アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに沿って設けられ、第１、第２および第３の中間ギヤ１２２，１２４，１２６は、それぞれ、中間ドライブシャフト１１８に沿ってかつ互いに間隔を置いた状態で設けられ、出力ギヤ１３０は、出力ドライブシャフト１２８に取り付けられている。メインギヤ１１４は、第２の中間ギヤ１２４と連続的に噛み合わされ、アシストギヤ１１６は、第１の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、出力ギヤ１３０は、第３の中間ギヤ１２６と連続的に噛み合わされ、この第３の中間ギヤ１２６は、中間ドライブ１１８に固定されている。メインギヤ１１４、アシストギヤ１１６、第１の中間ギヤ１２２または第２の中間ギヤ１２４のうちの１つは、これが嵌められたドライブシャフトとは独立して回転可能であるよう設けられたフリーホイールギヤである。シフト機構体がこのフリーホイールギヤに隣接して設けられ、このシフト機構体は、フリーホイールギヤとこれが嵌められたドライブシャフトを結合したりこれらを結合解除したりするよう軸方向に動くことができる。
【0031】
図２を参照すると、電気駆動組立体１００のもう１つの実施形態が示されている。図示の実施形態では、アシストギヤ１１６がアシストドライブシャフト１０４ｂ周りに設けられている。アシストギヤ１１６は、アシストドライブシャフト１０４ｂに沿って軸方向に拘束されているが、アシストドライブシャフト１０４ｂには取り付けられておらず、これとは異なり、アシストドライブシャフト１０４ｂとは独立して回転するよう設けられている。アシストドライブシャフト１０４ｂは、ギヤボックスハウジング１３３の第１の側部１１５に取り付けられたベアリング１２１およびギヤボックスハウジング１３３内に設けられかつ第１の側部１１５から間隔を置いて位置した第１の支持プレート１３１によって支持されるのがよい。アシストドライブシャフト１０４ｂは、ギヤボックスハウジング１３３を貫通して第２の軸方向磁束モータ１０２ｂによって駆動される。シフト機構体１３２は、シフト機構体１３２の作動時、シフト機構体１３２とアシストギヤ１１６の選択的係合を可能にするようアシストギヤ１１６に隣接して位置する状態で示されている。
【0032】
メインドライブシャフト１０４ａは、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂおよびアシストドライブシャフト１０４ｂを貫通した状態で示されている。第１の軸方向磁束モータ１０２ａは、メインドライブシャフト１０４ａを駆動する。メインギヤ１１４がメインドライブシャフト１０４ａに取り付けられ（または、これと一体に形成され）、その結果、第１の軸方向磁束モータ１０２ａによるメインドライブシャフト１０４ａの回転によりメインギヤ１１４が駆動されるようになっている。図示の実施形態では、メインドライブシャフト１０４ａは、アシストドライブシャフト１０４ｂを完全に貫通してこのアシストドライブシャフトから突き出ていて、メインドライブシャフト１０４ａをギヤボックスハウジング１３３内に設けられかつ第１の支持プレート１３１ａとギヤボックスハウジング１３３の第２の側部１１７との間に配置された第２の支持プレート１３１ｂ上に支持されたベアリング１２１によって支持することができるようになっている。メインギヤ１１４が第２の支持プレート１３１ｂと第２の側部１１７との間に配置されるようメインギヤ１１４がメインドライブシャフト１０４ａに取り付けられた状態で示されているが、メインギヤ１１４は、第２の支持プレート１３１ｂの反対側の側部に設けられたメインドライブシャフト１０４ａに取り付けられるのがよく、メインギヤ１１４は、第１の支持プレート１３１ａと第２の支持プレート１３１ｂとの間に配置されるようになっている。
【0033】
図示の実施形態では、第２の中間ギヤ１２４は、中間ドライブシャフト１１８で支持されるとともに、メインギヤ１１４と連続的に噛み合わされている。中間ドライブシャフト１１８は、ギヤボックスハウジング１３３と第１の側部１１５、ギヤボックスハウジグ１３３の第２の側部１１７によって支持され、幾つかの実施形態では、一方または両方の支持プレート１３１ａ，１３１ｂによって、またはこれら任意の手段によって支持されたベアリング１２１に取り付けられるのがよい。
【0034】
また、第１の中間ギヤ１２２が中間ドライブシャフト１１８に取り付けられており、この第１の中間ギヤは、アシストドライブシャフト１０４ｂ周りに設けられたアシストギヤ１１６と連続的に噛み合わされている。
【0035】
最後に、出力ドライブシャフト１２８がギヤボックスハウジング１３３の第２の側部１１７と第２の支持プレート１３１ｂとの間に支持された状態で示されている。出力ドライブシャフト１２８もまた、第２の支持プレート１３１ｂに設けられたベアリング１２１によって支持されるのがよいが、注目されるべきこととして、出力ドライブシャフト１２８は、メインドライブシャフト１０４ａとは別体でこれから間隔を置いた状態で設けられている。いずれにしても、出力ギヤ１３０が出力ドライブシャフト１２８に取り付けられるとともに中間ドライブシャフト１１８で支持された第３の中間ギヤ１２６と連続的に噛み合わされている。
【0036】
シフト機構体１３２がアシストギヤ１１６に隣接して取り付けられた状態で示されている。シフト機構体１３２は、アシストギヤ１１６をアシストドライブシャフト１０４ｂに選択的に係合させたりこれから離脱させたりするよう作動可能であるのがよい。アシストギヤ１１６がシフト機構体１３２によってアシストドライブシャフト１０４ｂに係合すると、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂからのパワーが中間ドライブシャフト１１８に伝達されて第１の軸方向磁束モータ１０２ａからのパワーがメインギヤ１１４によって中間ドライブシャフト１１８に伝達されるのを助けることができる。当然のことではあるが、Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５かつＲ６＞Ｒ１＞Ｒ２である１つ以上の実施形態では、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂからのパワーを利用すると、出力ドライブシャフト１２８によって出力トルクを増大させることができる。さらに、出力ドライブシャフト１３０の速度がトルクと比較して望ましい場合、シフト機構体１３２は、アシストギヤ１１６をアシストドライブシャフト１０４ｂから離脱させるよう作動可能であるのがよく、その結果、第１の軸方向磁束モータ１０２ａだけが出力ドライブシャフト１２８を駆動するようになっている。
【0037】
１つ以上の速度センサ１４６を用いると、ドライブシャフトおよび／またはギヤのタイミングを測定することができ、その結果、一方または両方の軸方向磁束モータのＲＰＭを調節してシフト機構体１３２によるアシストギヤ１１６とアシストドライブシャフト１０４ｂの係合を容易にすることができるようになっている。図２は、速度センサ１４６ｂ，１４６ｃ，１４６ｄを示しているが、本開示は、別段の指定がなければ、速度センサ１４６の特定の数またはこれらの配置に限定されない。
【0038】
図３は、図２に類似しているが、電気駆動組立体１００の諸実施形態の追加のコンポーネントを良好に示すために軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂおよびギヤボックスハウジング１３３が省かれている。例えば、必要ではないが、幾つかの実施形態では、シフト機構体１３２は、アクチュエータ１４２（図１ａにも示されている）によって駆動されるのがよい。幾つかの実施形態では、アクチュエータ１４２は、フリーホイールギヤをドライブシャフト、例えばアシストドライブシャフト１０４ｂに結合するためにシフト機構体１３２を複数の位置相互間で押圧するための電気アクチュエータであるのがよく、これら位置は、少なくとも、シフト機構体１３２が歯車と係合していない第１の「中立」位置およびシフト機構体１３２がフリーホイールギヤ、例えば、アシストギヤ１１６に係合する第２の位置を含む。幾つかの実施形態は、第１の軸方向磁束モータ１０２ａと第２の軸方向磁束モータ１０２ｂの両方を出力ドライブシャフト１２８のためのパワー源として利用するための別の構成例では、シフト機構体１４０がメインギヤ１１４に係合してメインギヤ１１４をアシストドライブシャフト１０４ｂに結合する第３の位置を含むのがよい。
【0039】
図３では、速度センサ１４６ｂが中間ドライブシャフト１１８の回転をモニタするよう中間ドライブシャフト１１８に隣接して設けられ、速度センサ１４６ｃが出力ドライブシャフト１２８の回転をモニタするよう出力ドライブシャフト１２８に隣接して配置されている。
【0040】
【0041】
図１ａに戻ってこれを参照するとともに図４を参照すると、シフト機構体１３２は、特定の形態には限定されないが、シフト機構体１３２の１つの実施形態が図４に示されている。この実施形態では、シフト機構体１３２は、図４に示す協働要素、例えば協働要素１３６ａ，１３７を利用してこれらが互いに係合するようにする。特に、シフト機構体１３２は、アシストドライブシャフト１０４ｂ（図１ａ参照）と一緒に回転するようアシストドライブシャフト１０４ｂに取り付けられた固定ハブ１３４を含む。図示のシフト機構体１３２は、固定ハブ１３４と摺動可能に係合するドッグリングまたはシフトスリーブ１３６をさらに含む。シフトスリーブ１３６は、固定ハブ１３４に対して軸方向に動くことができる。１つ以上の実施形態では、シフトスリーブ１３６は、シフトスリーブ１３６を第１の軸線１１０に沿う軸方向運動に拘束するために固定ハブ１３４の１つ以上の協働要素１３４ａと係合する１つ以上の協働要素１３６ａを有する。幾つかの実施形態では、これら協働要素は、歯であるのがよい。図示の実施形態では、協働要素１３４ａは、固定ハブ１３４の外周部周りに形成され、協働要素１３６ａは、シフトスリーブ１３６の内周部周りに形成されている。
【0042】
加うるに、シフトスリーブ１２６の協働要素１３６ａは、シフトスリーブ１３６が隣接のギヤ、例えば図１ａに記載するとともに図４に示したアシストギヤ１１６と結合することができるようにする係合機構体として機能することができる。かかる結合を容易にするため、隣接のギヤは、シフトスリーブ１３６の協働要素１３６ａと係合することができる１つ以上の協働要素１３７をさらに有するのがよい。かかる場合、協働要素１３６ａは、固定ハブ１３４の協働要素１３４ａとアシストギヤ１１６の協働要素１３７の両方に係合することができる。幾つかの実施形態では、協働要素１３６ａにより、シフトスリーブ１３６は、アシストギヤ１１６から離脱すると、メインギヤ１１４に結合することができるのがよい。かかる場合、メインギヤ１１４には同様に、協働要素１３７が形成されている。同様に、シフトスリーブ１３６の内周部周りに形成された協働要素１３６ａを利用する代わりに、協働要素１３７は、ギヤの協働要素１３７と係合可能にシフトスリーブ１３６の一方のまたは両方の端部フェース１３６ｂ上に形成されるのがよい。
【0043】
他の実施形態では、シフトスリーブ１３６は、アシストギヤ１１６に係合したりこれから離脱するよう設けられた１つ以上の第１の協働要素１３６ａおよびメインギヤ１１４に係合したりこれから離脱したりするよう設けられた１つ以上の第２の協働要素１３６ａを有するのがよい。かかる場合、協働要素１３６ａは、シフトスリーブ１３６の互いに反対側の端部フェース１３６の各々に設けられるのがよい。いずれにしても、本明細書において説明する協働要素は、これら協働要素が互いに係合する限り、延長部、歯、ノブ、凹部、突出部などを有するのがよい。例えば、歯は、歯に係合するのがよく、あるいは、突出部は、凹部に係合するのがよい。１つ以上の実施形態では、ギヤに設けられた協働要素１３７は、例えば図４のアシストギヤ１１６の端部フェース１１６ａに設けられた状態で示されているようにギヤの周囲またはフェース周りに設けられるのがよい。図示の実施形態では、協働要素１３７は、アシストギヤ１１６の端部フェース１１６ａからシフト機構体１３２に向かって軸方向に遠ざかって延びている。隣接のギヤに係合するようシフトスリーブ１３６の内周部周りに設けられた協働要素ではなくまたはこれらに加えて、協働要素１３６ａは、シフトスリーブ１３６の互いに反対側の端部フェース１３６ｂの各々または両方に形成されるのがよい。
【0044】
特に、電気駆動組立体１００の上述の構成では、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂは、アシストギヤ１１６の回転速度をアシストドライブシャフト１０４ｂと同期させるよう利用されるのがよく、それにより先行技術の伝統的なシンクロナイザーリングまたはブロッカーリングの必要がなくなるとともに、結合のために先行技術で一般的に利用されているようにギヤに設けられた摩擦コーンの必要性がなくなる。電気駆動組立体１００では、フリーホイールギヤ、例えばアシストギヤ１１６およびこれが嵌められたドライブシャフト、例えばアシストドライブシャフト１０４ｂの回転速度が軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂの制御によりいったん同期されると、シフトスリーブ１３６は、協働要素１３６ａおよび協働要素１３７によりそれぞれアシストギヤ１１６に係合することができる。加うるに、幾つかの実施形態では、メインギヤ１１４は、アシストギヤ１１６からの離脱時にシフトスリーブ１３６の協働要素１３６ａとの係合が可能であるようメインギヤ１１４に形成された１つ以上の協働要素１３７をさらに有するのがよく、それにより、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂは、メインギヤ１１４の駆動を助けることができる。上記構成により、先行技術において一般的である摩擦コーンの必要がなくなる。当然のことではあるが、伝統的なシンクロナイザーリングおよび摩擦コーンの必要をなくすることによって、電気駆動組立体１００の軸方向長さおよび相対重量もまた減少させることができる。
【0045】
１つ以上の実施形態では、シフト機構体１３２は、アシストドライブシャフト１０４ｂに沿って軸方向に動くことができ、それにより、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂからの出力をメインギヤ１１４およびアシストギヤ１１６により出力ドライブシャフト１２８に方向付けることができる。幾つかの実施形態では、リンク装置１４０、例えばシフトフォークがシフト機構体１３２によって利用されるのがよく、それによりシフト機構体１３２が１つのギヤと係合する第１の位置と、シフト機構体１３２がどのギヤからも離脱する第２の位置と、シフト機構体１３２がもう１つのギヤと係合する第３の位置との間で動かすことができる。かかる実施形態では、ギヤのうちの少なくとも１つは、図１ａのアシストギヤ１１６によって説明するとともに全体として図示したフリーホイールギヤである。
【0046】
シフト機構体１３２の協働要素１３６ａとアシストギヤ１１６の協働要素１３７の係合を最適化するため、１つ以上の速度センサ１４６は、ドライブシャフトおよび／またはギヤの回転速度をモニタするためにドライブシャフトまたはギヤのうちの少なくとも一方に隣接して設けられるのがよい。係合機構体に対する速度センサ１４６の位置を固定することができるので、先行技術のシンクロナイザーシステムを利用することなく、シフト機構体をシフトさせて十分な係合状態にすることができる。
【0047】
図１ａに戻ってこれを参照すると、１つ以上の実施形態では、単一のインバータ１４４が待ち時間を減少させるために第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂならびに電気アクチュエータ１４２の各々に電気的に結合されるのがよい。かかる場合、速度センサ１４６は、第１および第２の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂならびに電気アクチュエータ１４２の各々を制御する単一のコントローラ１４８と協調して動作するのがよい。単一インバータ１４４を両方の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂのために利用することができるので、もしそうではない場合には先行技術で一般的である別々の電気コンポーネント、例えば多数インバータと通信する必要のあるテレマティック制御ユニット（“ＴＣＵ”）の必要性をなくすことができ、それにより電気駆動組立体１００の動作における待ち時間を短くすることができる。
【0048】
理解されるように、ギヤ比は、融通性があり、所望の結果を達成するようギヤの各々について選択可能である。いずれにしても、メインギヤ１１４は、第１の軸方向磁束モータ１０２ａに常時係合していてこれによって駆動されるので、シフト機構体１３２をシフトして第２の軸方向磁束モータ１０２ｂからの出力を利用するとき、メインギヤ１０４によるにせよアシストギヤ１１６によるにせよいずれにせよ、ドロップオフ（drop off）またはトルク中断が生じない。トルク中断を説明したように軽減することができるのは、説明した常時係合歯車機構体と一緒に働く２つの別々の軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂである。いずれにしても、メインギヤ１１４は、第１の軸方向磁束モータ１０２ａが動作しているとき、常に係合して駆動しているので、シフト機構体１３２をシフトしてアシストギヤ１１６に係合させまたはこれから離脱させているときにメインギヤ１１４の速度のドロップオフが生じない。
【0049】
１つ以上の実施形態では、速度センサ１４６ｂは、中間ドライブシャフト１１８の回転をモニタするために中間ドライブシャフト１１８に隣接して設けられている。理解されるように、シフト機構体１３２、特にシフトスリーブ１３６がアシストギヤ１１６に、幾つかの実施形態では、メインギヤ１１４にも設けられた協働要素と対応関係をなして結合するよう設けられた１つ以上の係合機構体または協働要素、例えば歯、延長部、ノブ、凹部、突出部などを含むのがよい。中間ドライブシャフト１１８の回転速度を知ることによって、ギヤ１１６，１１４をトルク中断なくまたは摩擦コーンを利用する中間摩擦カップリングを何ら必要とすることなく、完全に係合させることができる。この同期は、速度センサ１４６のうちの１つ以上に由来する。電気駆動組立体１００全体をいったん組み立てると、メインギヤ、アシストギヤ、中間ギヤ、および出力ギヤ相互間の相対関係または位置が固定されて経時的に変化することはない。したがって、中間ドライブシャフト（または、メイン、中間または出力システムのもう１つのコンポーネント）の回転速度を知ることによって、第２の軸方向磁束モータ１０２ｂの速度をこれに応じて調節し、それによりメインギヤ１１４またはアシストギヤ１１６のうちのいずれか一方によりシフト機構体１３２の係合を同期させることができる。
【0050】
上述の電気駆動組立体１００のもう１つの新規な観点を参照すると、２つの軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂが設けられているので、軸方向磁束モータ１０２のうちの一方を電気駆動組立体１００が速度モードからトルクモードに切り換えられると発電のために利用できる。特に、当然のことではあるが、時々において、アシストギヤ１１６だけを利用する特定の歯車比が望ましい場合がある。かかる場合、メインギヤ１１４が第２の中間ギヤ１２４に常時係合していてメインドライブシャフト１０４ａが常時運動状態にあるので、メインドライブシャフト１０４ａにより駆動される第１の軸方向磁束モータ１０２ａを回生モードで利用してオルタネータとして発電を行うことができ、これは、いずれか一方のドライブシャフト１０４を介してブリードオフされる回転速度／トルクを用いて軸方向磁束モータ１０２を駆動し、それにより発電を行うのとほぼ同じである。電気が軸方向磁束モータ１０２ａ，１０２ｂのうちの一方から作られる１つ以上の実施形態では、インバータ１４４もまた利用して発電を管理するのがよい。当然のことではあるが、回生（これは、第１の軸方向磁束モータ１０２ａを利用する高速モードから第２の軸方向磁束モータ１０２ｂを利用する高トルクモードへの移行の際に起こる場合がある）に起因して生じる電気パルスが大きければ大きいほど、磁束モータ１０２ａから作られる電気を減衰させまたはブリードオフさせるために必要とされる期間がそれだけいっそう長くなる。さらに、パルスが大きければ大きいほど、インバータ１４４により管理できる熱の量がそれだけいっそう多くなり、このことは、種々の電気コンポーネントの加熱を開示するうえで必要な場合がある。かくして、電気駆動組立体１００のトルクモードとパワーモードとの間のギヤ移行中、軸方向磁束モータの回生モードを最小限に抑えることが要望されている。
【0051】
図５を参照すると、トルクモードとパワーモードとの間におけるギヤ移行中、軸方向磁束モータ１０２からの回生量を最小限に抑えるため、１つ以上の実施形態では、一方または両方の軸方向磁束モータ１０２は、ロータ組立体を含み、これらロータ組立体は、ロータ組立体を軽量化するために主として非導電材料、例えば複合材またはポリマーで構成された非磁性コンポーネントを含む。かかる構成により、上述したような同期前におけるモータのエネルギーパルス減衰が最小限に抑えられる。かくして、例えば、図５を参照すると、軸方向磁束型電気モータ組立体が示されている。電気モータ組立体２００は、モータ軸線２１４に沿って互いに軸方向に間隔を置いて設けられた少なくとも１つのロータ組立体２１０と少なくとも１つのステータ組立体２１２を含む。図示の実施形態では、ロータスピンドルまたはドライブシャフト２１６が軸線２１４に沿って延びていてロータ組立体２１０を支持している。ロータドライブシャフト２１６は、ロータ組立体２１０に取り付けられたスピンドルフランジ２１７を有するのがよい。ロータドライブシャフト２１６は、１つ以上のベアリング２１８によって支持されるのがよい。
【0052】
たった１つのステータ組立体２１２を利用してもよいが、図示の実施形態では、２つのステータ組立体２１２ａ，２１２ｂが軸線２１４に沿って単一ステータ組立体２１０の互いに反対側に配置された状態で示されている。当然のことではあるが、ロータ組立体の数を最小限に抑えることによって、特に電気駆動組立体１００で用いられる軸方向磁束モータ２００の全重量を最小限に抑えて、上述したように速度モードとトルクモードを交互に取るときにエネルギーパルス減衰の必要を最小限に抑えることができる。この点に関し、本明細書において説明した電気駆動組立体１００の歯車装置は、幾つかの実施形態において説明した１対の単一軸方向磁束モータに最適であり、と言うのは、軸方向磁束モータの各々を必要に応じて利用して大きな質量（larger mass ）および慣性を持つロータに起因して生じる場合のある潜在的なエネルギーパルスを制限しないで所望の出力を達成するからである。
【0053】
モータハウジング２２０および互いに反対側に位置するステータ支持体または端プレート２２２は、ロータ組立体２１０および１つ以上のステータ組立体２１２を包囲している。１つ以上の実施形態では、少なくとも１つの端プレート２２２は、端プレート２２２の内面２２３上のステータ組立体２１２を支持している。図示の実施形態では、端プレート２２２ａは、ステータ組立体２１２ａを支持し、端プレート２２２ｂは、ステータ組立体２１２ｂを支持している。
【0054】
端プレート２２２がステータ組立体２１２を支持する場合、端プレート２２２は、端プレート２２２の外面２２６に沿って配置された冷却機構体２２４を含むのがよい。
【0055】
１つ以上の実施形態では、冷却機構体２２４は、端プレート２２２の外面２２６に沿う１つ以上の冷却剤流路２２８を形成することができる。冷却剤流路２２８は、端プレート２２２の外面２２６に形成された１つ以上の冷却チャネル２３０であるのがよい。
【0056】
図示の実施形態では、複数の流体的に結合された冷却チャネル２３０が図示されており、これら冷却チャネルは、一般に、端プレート２２２の内面２２３上に設けられたステータ組立体２１２と反対側で端プレート２２２周りに延びるよう配置されている。特定の構成には限定されないが、１つの実施形態では、冷却剤２３０は、端プレート２２２を貫通して締結具２２７が端プレート２２２の外面２２６まで延びないで、種々のモータコンポーネントを内面２２３から端プレート２２２に固定することができるようにした状態で冷却作用を最大にするために外面２２６に沿って星の形を形成するのがよい。換言すると、締結具２２７と噛み合い可能なねじ山付きボアが端プレート２２２の内面２２３上に形成されるのがよいが、これらボアは、端プレート２２２を完全に貫通して延びてはいない。かかる構造により、ロータ組立体２００の内部の流体が漏れもしくは流出しまたはこの逆の関係が成り立つ恐れを最小限に抑えることは理解されよう。他の実施形態では、冷却剤流路２２８は、外面２２６上に配置された管（図示せず）で形成されてもよい。さらに別の実施形態では、冷却剤流路２２８は、外面２２８から延びるリブまたはフィン（図示せず）で形成されてもよく、他方、他の実施形態では、冷却剤流路２２８は、端プレート２２２と外側プレート２３４との間に形成された冷却剤チャンバに過ぎなくてもよい。上述の構成にもかかわらず、端プレート２２２の外面２２６に形成された冷却チャネル２３０は、電気駆動組立体２００の軸方向長さ全体を最小限に抑える上で特に望ましい場合のあることは理解されよう。いずれにしても、流路２２８と流体連通状態にある１つ以上のポート２２５は、冷却剤を冷却機構体２２４に導入したりこれから引き出すよう利用できる。
【0057】
各ステータ組立体２１２は、一般に、当業者には知られているようにステータコア２３４およびステータ巻線２４０で形成される。この点に関し、ステータ巻線２４０は、電線で形成されるのがよい。本開示は、ステータ組立体２１２について特定の構成には限定されない。
【0058】
図６および図７を参照するとともに引き続き図５を参照すると、ロータ組立体２１０は、一般に、複数の磁石２４４を担持するよう設けられたロータコアまたはヨーク２４２で形成されている。１つ以上の実施形態では、ロータコア２４２は、スパイダー（クモ）の形をしていて、フィンガ２４８がハブ２４６から半径方向に延びたものである。フィンガ２４８は、隣り合うフィンガ２４８相互間に磁石ポケット２５０を形成するようハブ２４６の周囲に沿ってぐるりと互いに間隔を置いて配置されている。１つ以上の実施形態では、ロータ組立体２１０は、フィンガ２４８から半径方向外方に設けられたロータリング２５２をさらに含む。１つ以上の実施形態では、ロータリング２５２とロータコア２４２は、例えば図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように別々のコンポーネントであるのがよく、他方、他の実施形態では、ロータリング２５２とロータコア２４２は、一体に形成されてもよい。
【0059】
１つ以上の実施形態では、ロータコア２４２は、非導電性複合材料で形成されている。同様に、１つ以上の実施形態では、ロータリング２５２は、非導電性複合材料で形成されている。
【0060】
図６および図７を参照すると、ロータ組立体２１０の諸実施形態がロータ組立体３１０として図示されていてこれらについて全体的に説明する。ロータ組立体３１０は、一般に、複数の磁石３４４を担持するよう設けられたロータコアまたはヨーク３４２を含む。１つ以上の実施形態では、ロータコア３４２は、スパイダーの形をしていて、フィンガ３４８がハブ３４６から半径方向に延びたものである。フィンガ３４８は、隣り合うフィンガ３４８相互間に磁石ポケット３５０を形成するようハブ３４６の周囲に沿ってぐるりと互いに間隔を置いて配置されている。ロータ組立体は、フィンガ３４８から半径方向外方に設けられたロータリング３５２をさらに含む。フィンガ３４８およびポケット３５０の特定の数には限定されないが、図示の実施形態では、ロータコア３４２は、１０個のフィンガ３４８および１０個の磁石ポケット３５０を有する。
【0061】
ロータ組立体３１０の図示の実施形態では、フィンガ３４８は、磁石ポケット３５０が一般に全体としてくさび形であるように形状が全体として長方形である。
【0062】
したがって、この図示の実施形態では、磁石３４４は、一般にくさび形であり、この場合、各磁石３４４は、半径方向内縁３６２よりも長い長さの半径方向外縁３６０を有し、縁３６０，３６２は、側縁３６４によって互いに接合されている。１つ以上の実施形態では、図８Ｂで最もよく理解されるように、磁石３４４の少なくとも１つの、好ましくは各側縁３６４の長さの少なくとも一部分に沿って、半径方向外縁３６０と半径方向内縁３６２との間に溝またはスロット３６６が延びている。１つ以上の実施形態では、各溝３６６は、半径方向外縁３６０と半径方向内縁３６２との間に完全に延び、他方、他の実施形態では、溝３６６は、半径方向外縁３６０から延び、この溝は、半径方向内縁３６２から間隔を置いて位置している。さらに別の実施形態では、溝３６６は、半径方向外縁３６０から間隔を置いて位置して、この溝は、半径方向内縁３６２から延びている。最後に、他の実施形態では、溝３６６は、半径方向外縁３６０と半径方向内縁３６２の両方から間隔を置いて位置するよう縁３６４の横に並んで形成されている。
【0063】
同様に、ハブ３４６の各フィンガ３４８は、ハブ３４６に隣接して位置する近位端３６９ａからロータコア３４２の周囲のところに位置する遠位端３６９ｂまで延びる側縁３６８を有する。１つ以上の実施形態では、各フィンガの側縁３６８は、これに沿って何ら特徴部が形成されることなく、全体として滑らかであるのがよい。１つ以上の他の実施形態では、フィンガ３４８の各側縁３６８は、側縁３６８の長さの少なくとも一部分に沿ってフィンガ３４８の近位端３６９ａと遠位端３６９ｂとの間で延びる溝またはスロット３７０を有する。
【0064】
１つの実施形態では、各溝３７０は、フィンガ３４８の近位端３６９ａと遠位端３６９ｂとの間に完全に延び、他方、他の実施形態では、溝３７０は、遠位端３６９ｂから延びるとともに、近位端３６９ａから間隔を置いて位置している。さらに別の実施形態では、溝３７０は、遠位端３６９ｂから間隔を置いて位置するとともに、近位端３６９ａから延びている。最後に、他の実施形態では、溝３７０は、フィンガ３４８の遠位端３６９ｂと近位端３６９ａの両方から間隔を置いて位置するよう縁３６８の横に並んで形成されている。
【0065】
１つ以上の実施形態では、ロータリング３５２は、ロータコア３４２周りに配置されたあらかじめ形成されているリングである。幾つかの実施形態では、ロータリング３５２は、連続中実リングである。この点に関し、ロータリング３５２は、複合材料、例えば繊維材料で形成されるのがよい。ロータリング３５２は、半径方向内縁３７６および半径方向外縁３７８を有し、半径方向内縁３７６は、ロータコア３４２周りに配置されるとフィンガ３４８に当接するのがよい。１つ以上の実施形態では、あらかじめ形成された中実ロータリング３５２の半径方向内縁３７６が形成されている。当然のことではあるが、炭素繊維材料およびガラス繊維材料の各々は、繊維を担持する基材で形成されるのがよい。
【0066】
図８を参照すると、１つ以上の実施形態では、ロータコアまたはヨーク３４２が図示のようにスタック３８２または「ブック（本）」の状態に配置された繊維材料の多数の層３８０で形成されるのがよい。各繊維層３８０は、１組の主要繊維を備えた材料であるのがよい。個々の層３８０は、スタック３８２の状態に形成されている。
【0067】
かくして、電気駆動組立体について説明した。１つ以上の実施形態では、電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータと、第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトとを含み、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータに隣接して設けられた第２の軸方向磁束モータと、第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトとを含み、アシストドライブシャフトは、中空であり、アシストドライブシャフトは、外側ドライブシャフト表面およびアシストドライブシャフトの第１の端部と第２の端部との間でアシストドライブシャフトを貫通した内側ボアを有し、アシストドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータに結合され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトと同軸状になるようアシストドライブシャフトを貫通し、電気駆動組立体は、メインドライブシャフトに固定されたメインギヤと、アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつアシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤと、第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトとを含み、中間ドライブシャフトは、第１の軸線と平行であるが、この第１の軸線から間隔を置いて配置され、電気駆動組立体は、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつアシストギヤと連続的に噛み合わされた第１の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつメインギヤと連続的に噛み合わされた第２の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤと、第１の軸線に沿って設けられているが、第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトと、出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされた出力ギヤと、アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつメインギヤとアシストギヤとの間でアシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるシフト機構体とを含む。１つ以上の実施形態では、電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータと、第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトとを含むのがよく、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータに隣接して配置された第２の軸方向磁束モータと、第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトとを含むのがよく、アシストドライブシャフトは、アシストドライブシャフトの第１の端部と第２の端部との間でアシストドライブシャフトを貫通した内側ボアおよび外側ドライブシャフト表面を有し、外側ドライブシャフト表面上には案内機構体１５０が形成され、アシストドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータに結合され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトと同軸状になるようアシストドライブシャフトを貫通し、電気駆動組立体は、メインドライブシャフトに固定されたメインギヤを含むのがよく、メインギヤは、第１のフェース、これと反対側の第２のフェースおよび外周面を有し、半径方向に延びる歯が外周面に沿って形成され、第１の軸方向係合機構体がメインギヤの外周面に隣接して第１のフェース上に形成され、電気駆動組立体は、アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつアシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤを含むのがよく、アシストギヤは、第１のフェース、これと反対側の第２のフェースおよび外周面を有し、半径方向に延びる歯が外周面に沿って形成され、第２の軸方向係合機構体がアシストギヤの外周面に隣接して第２のフェース上に形成され、電気駆動組立体は、第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含むのがよく、中間ドライブシャフトは、第１の軸線と平行であるが、この第１の軸線から間隔を置いて配置され、電気駆動組立体は、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつアシストギヤと連続的に噛み合わされた第１の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつメインギヤと連続的に噛み合わされた第２の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤと、第１の軸線に沿って設けられているが、第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトと、出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされた出力ギヤと、アシストドライブシャフトに結合され、かつメインギヤとアシストギヤとの間でアシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるドッグリングとを含むのがよく、ドッグリングは、アシストドライブシャフトの案内機構体に係合する半径方向に延びる切欠きを備えた中央孔を有し、電気駆動組立体は、第１の軸方向係合機構体または第２の軸方向係合機構体のうちの一方と結合するよう設けられた係合機構体を含むのがよい。１つ以上の他の実施形態では、電気駆動組立体は、単一の非金属ロータを備えた第１の軸方向磁束モータと、第１の端部および第２の端部を備えたメインドライブシャフトとを含むのがよく、メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って設けられ、かつ第１の軸方向磁束モータに結合され、電気駆動組立体は、第１の軸方向磁束モータに隣接して配置された第２の軸方向磁束モータを含むのがよく、第２の軸方向磁束モータは、単一の非金属ロータを備え、電気駆動組立体は、第１の端部および第２の端部を備えたアシストドライブシャフトを含むのがよく、アシストドライブシャフトは、アシストドライブシャフトの第１の端部と第２の端部との間でアシストドライブシャフトを貫通した内側ボアおよび外側ドライブシャフト表面を有し、アシストドライブシャフトは、第２の軸方向磁束モータに結合され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトと同軸状になるようアシストドライブシャフトを貫通し、電気駆動組立体は、メインドライブシャフトに固定されたメインギヤを含むのがよく、メインギヤは、第１のフェース、これと反対側の第２のフェースおよび外周面を有し、半径方向に延びる歯が外周面に沿って形成され、第１の軸方向係合機構体がメインギヤの外周面に隣接して第１のフェース上に形成され、電気駆動組立体は、アシストドライブシャフトに沿って取り付けられ、かつアシストドライブシャフトとは独立して回転可能であるアシストギヤを含むのがよく、アシストギヤは、第１のフェース、これと反対側の第２のフェースおよび外周面を有し、半径方向に延びる歯が外周面に沿って形成され、第２の軸方向係合機構体がアシストギヤの外周面に隣接して第２のフェース上に形成され、電気駆動組立体は、第２の軸線に沿って延びる中間ドライブシャフトを含むのがよく、中間ドライブシャフトは、第１の軸線と平行であるが、この第１の軸線から間隔を置いて配置され、電気駆動組立体は、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつアシストギヤと連続的に噛み合わされた第１の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられ、かつメインギヤと連続的に噛み合わされた第２の中間ギヤと、中間ドライブシャフトに取り付けられた第３の中間ギヤと、第１の軸線に沿って設けられているが、第１および第２のドライブシャフトから間隔を置いて配置された出力ドライブシャフトと、出力ドライブシャフトに固定され、かつ第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされた出力ギヤと、アシストドライブシャフトに結合され、かつメインギヤとアシストギヤとの間でアシストドライブシャフトに沿って軸方向に動くことができるドッグリングと、第１の軸方向係合機構体または第２の軸方向係合機構体のうちの一方と結合するよう設けられた係合機構体と、ドッグリングをアシストドライブシャフトの外面に沿って軸方向に動かすよう設けられたシフト機構体とを含むのがよく、シフト機構体は、電気アクチュエータを含み、電気駆動組立体は、ドライブシャフトの回転速度をモニタするようドライブシャフトのうちの１本に隣接して設けられた第１の速度センサと、第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々に電気的に結合された単一のインバータと、第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々を制御する単一のコントローラとを含むのがよい。１つ以上の他の実施形態では、電気駆動組立体は、２速電気駆動組立体であり、２速電気駆動組立体は、メインドライブシャフトを含み、メインドライブシャフトに沿ってメインギヤが設けられ、２速電気駆動組立体は、メインドライブシャフトに結合されるとともに、メインドライブシャフトを回転させるよう設けられた第１の軸方向磁束モータと、アシストドライブシャフトとを含み、アシストドライブシャフトに沿ってアシストギヤが設けられ、２速電気駆動組立体は、アシストドライブシャフトに結合されるとともに、アシストドライブシャフトを回転させるよう配置された第２の軸方向磁束モータと、中間ドライブシャフトとを含み、第１、第２および第３の中間ギヤが各々、中間ドライブシャフトに沿って設けられ、第３の中間ギヤは、中間ドライブシャフトに固定され、２速電気駆動組立体は、出力ドライブシャフトを含み、出力ドライブシャフトには出力ギヤが取り付けられ、メインギヤは、第２の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、アシストギヤは、第１の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、出力ギヤは、第３の中間ギヤと連続的に噛み合わされ、メインギヤ、アシストギヤ、第１の中間ギヤまたは第２の中間ギヤのうちの１つは、フリーホイールギヤであり、フリーホイールギヤは、フリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトとは独立して回転可能であるよう設けられている。
【0068】
上記実施形態のうちの任意のものに関し、ロータ組立体は、以下の特徴のうちの任意の１つを単独でまたは互いに組み合わせて含むのがよい。
第１の軸方向磁束モータは、第２の軸方向磁束モータに隣接している。
メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトを貫通するとともに、これと同軸である。
メインドライブシャフトに結合された第１の軸方向磁束モータ。
アシストドライブシャフトに結合された第２の軸方向磁束モータ。
フリーホイールギヤに隣接して設けられ、かつフリーホイールギヤとフリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトを結合したり切り離したりするよう軸方向に動くことができるシフト機構体。
シフト機構体は、ドライブシャフトに取り付けられたハブおよび固定されたハブに摺動的に係合するシフトスリーブを含む。
出力ドライブシャフトは、メインドライブシャフトおよび中空アシストドライブシャフトと同一直線上に位置する。
アシストドライブシャフトは中空であり、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトを同軸状に貫通している。
中間ドライブシャフトは、メインドライブシャフトおよびアシストドライブシャフトと平行である。
メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って延び、中間ドライブシャフトは、メイン第１軸線から間隔を置いて位置する第２の軸線に沿って延びている。
アシストギヤは、フリーホイールギヤである。
メインギヤは、フリーホイールギヤである。
第１の中間ギヤは、フリーホイールギヤである。
第２の中間ギヤは、フリーホイールギヤである。
アシストギヤをアシストドライブシャフトとは独立して第１の軸線回りに回転させることができるようアシストギヤとアシストドライブシャフトとの間に設けられた１つ以上のベアリング。
アシストギヤは、フリーホイールギヤであり、電気駆動組立体は、アシストギヤに設けられた複数の協働要素と、アシストギヤに設けられた複数の協働要素に係合するようシフト機構体に設けられた複数の協働要素とをさらに含む。
中間ドライブシャフトの回転速度をモニタするよう中間ドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサ。
ドライブシャフトの回転速度をモニタするようドライブシャフトのうちの１本に隣接して設けられた第１の速度センサ。
アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするようアシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサ。
第１の速度センサは、アクチュエータに電気的に結合されている。
ドッグリングに隣接して設けられた第２の速度センサ。
アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするようアシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサおよびメインドライブシャフトまたは第１のメインギヤのうちの一方に隣接して設けられた第２の速度センサ。
第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々に電気的に結合された単一のインバータ。
第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々を制御する単一のコントローラ。
第１の軸方向磁束モータは、単一のロータしか備えていない。
第２の軸方向磁束モータは、単一のロータしか備えていない。
第１および第２の軸方向磁束モータは各々、単一のロータしか備えていない。
第１の軸方向磁束モータは、非金属ロータを備えている。
第１および第２の磁束モータは各々、非金属ロータを備えている。
第１および第２の磁束モータは各々、２つのステータ相互間に配置された単一のロータを備える。
出力ドライブシャフトは、中間ドライブシャフトと平行である。
メインドライブシャフト、中空アシストドライブシャフト、中間ドライブシャフトおよび出力ドライブシャフトは全て、ギヤボックスハウジング内に互いに対して空間的に固定されている。
ギヤおよびドライブシャフトを収納したギヤボックスハウジング。軸方向磁束モータは、ギヤボックスハウジングの外部に位置している。
メインドライブシャフトに結合された２つ以上の軸方向磁束モータ。
アシストドライブシャフトに結合された２つ以上の軸方向磁束モータ。
ギヤボックスハウジング内に設けられた第１の支持プレートと第２の支持プレート。アシストドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングおよび第１の支持プレートによって支持され、出力ドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングおよび第２の支持プレートによって支持され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトから延びていて、第２の支持プレートによって支持されている。
中間ドライブシャフトは、第１および第２の支持プレートによって支持されている。
中間ドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングによって支持されている。
メインギヤは、第１の半径Ｒ１を有し、アシストギヤは、第２の半径Ｒ２を有し、第１の中間ギヤは、第３の半径Ｒ３を有し、第２の中間ギヤは、第４の半径Ｒ３を有し、第３の中間ギヤは、第５の半径Ｒ５を有し、出力ギヤは、第６の半径Ｒ６を有する。
Ｒ３は、Ｒ４よりも大きく、Ｒ４は、Ｒ５よりも大きく、Ｒ６は、Ｒ１よりも大きく、Ｒ１は、Ｒ２よりも大きい。
第１の軸方向磁束モータは、第２の軸方向磁束モータに隣接している。
メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトを貫通するとともに、これと同軸である。
メインドライブシャフトに結合された第１の軸方向磁束モータ。
アシストドライブシャフトに結合された第２の軸方向磁束モータ。
フリーホイールギヤに隣接して設けられ、かつフリーホイールギヤとフリーホイールギヤを嵌めたドライブシャフトを結合したり切り離したりするよう軸方向に動くことができるシフト機構体。
シフト機構体は、ドライブシャフトに取り付けられたハブおよび固定されたハブに摺動的に係合するシフトスリーブを含む。
出力ドライブシャフトは、メインドライブシャフトおよび中空アシストドライブシャフトと同一直線上に位置する。
アシストドライブシャフトは中空であり、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトを同軸状に貫通している。
中間ドライブシャフトは、メインドライブシャフトおよびアシストドライブシャフトと平行である。
メインドライブシャフトは、第１の軸線に沿って延び、中間ドライブシャフトは、メイン第１軸線から間隔を置いて位置する第２の軸線に沿って延びている。
アシストギヤは、フリーホイールギヤである。
メインギヤは、フリーホイールギヤである。
第１の中間ギヤは、フリーホイールギヤである。
第２の中間ギヤは、フリーホイールギヤである。
アシストギヤをアシストドライブシャフトとは独立して第１の軸線回りに回転させることができるようアシストギヤとアシストドライブシャフトとの間に設けられた１つ以上のベアリング。
アシストギヤは、フリーホイールギヤであり、電気駆動組立体は、アシストギヤに設けられた複数の協働要素と、アシストギヤに設けられた複数の協働要素に係合するようシフト機構体に設けられた複数の協働要素とをさらに含む。
中間ドライブシャフトの回転速度をモニタするよう中間ドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサ。
ドライブシャフトの回転速度をモニタするようドライブシャフトのうちの１本に隣接して設けられた第１の速度センサ。
アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするようアシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサ。
第１の速度センサは、アクチュエータに電気的に結合されている。
ドッグリングに隣接して設けられた第２の速度センサ。
アシストドライブシャフトの回転速度をモニタするようアシストドライブシャフトに隣接して設けられた第１の速度センサおよびメインドライブシャフトまたは第１のメインギヤのうちの一方に隣接して設けられた第２の速度センサ。
第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々に電気的に結合された単一のインバータ。
第１および第２の軸方向磁束モータならびに電気アクチュエータの各々を制御する単一のコントローラ。
第１の軸方向磁束モータは、単一のロータしか備えていない。
第２の軸方向磁束モータは、単一のロータしか備えていない。
第１および第２の軸方向磁束モータは各々、単一のロータしか備えていない。
第１の軸方向磁束モータは、非金属ロータを備えている。
第１および第２の磁束モータは各々、非金属ロータを備えている。
第１および第２の磁束モータは各々、２つのステータ相互間に配置された単一のロータを備える。
出力ドライブシャフトは、中間ドライブシャフトと平行である。
メインドライブシャフト、中空アシストドライブシャフト、中間ドライブシャフトおよび出力ドライブシャフトは全て、ギヤボックスハウジング内に互いに対して空間的に固定されている。
ギヤおよびドライブシャフトを収納したギヤボックスハウジング。軸方向磁束モータは、ギヤボックスハウジングの外部に位置している。
メインドライブシャフトに結合された２つ以上の軸方向磁束モータ。
アシストドライブシャフトに結合された２つ以上の軸方向磁束モータ。
ギヤボックスハウジング内に設けられた第１の支持プレートと第２の支持プレート。アシストドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングおよび第１の支持プレートによって支持され、出力ドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングおよび第２の支持プレートによって支持され、メインドライブシャフトは、アシストドライブシャフトから延びていて、第２の支持プレートによって支持されている。
中間ドライブシャフトは、第１および第２の支持プレートによって支持されている。
中間ドライブシャフトは、ギヤボックスハウジングによって支持されている。
メインギヤは、第１の半径Ｒ１を有し、アシストギヤは、第２の半径Ｒ２を有し、第１の中間ギヤは、第３の半径Ｒ３を有し、第２の中間ギヤは、第４の半径Ｒ３を有し、第３の中間ギヤは、第５の半径Ｒ５を有し、出力ギヤは、第６の半径Ｒ６を有する。
Ｒ３は、Ｒ４よりも大きく、Ｒ４は、Ｒ５よりも大きく、Ｒ６は、Ｒ１よりも大きく、Ｒ１は、Ｒ２よりも大きい。
【0069】
種々の実施形態を図示するととともに説明したが、本発明は、かかる実施形態には限定されず、当業者には明らかな全ての改造例や変形例を含むことが理解されよう。したがって、本発明は、開示した特定の形態に限定されるものではなく、それどころか、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲に含まれる全ての改造例、均等例、および変形例を含むものである。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図1d】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】