CN112154075A - 车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承 - Google Patents

Abstract

提供可容易地进行车轮用轴承的更换，可降低更换部件的费用的车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承，该车辆用动力装置(1)包括：车轮用轴承(2)，该车轮用轴承(2)具有外圈(4)与轮毂圈(5)，该轮毂圈(5)具有轮毂法兰(7)，经由滚动体(6)而自由旋转地支承于外圈(4)上，在轮毂法兰(7)上安装车辆的车轮和制动盘(12)；马达(3)或发电机(3)，该马达(3)或发电机(3)具有定子(18)和转子(19)，该定子(18)位于外圈(4)的外周上，该转子(19)位于定子(18)的外周上，安装于轮毂圈(5)上。在车辆中的转向节(8)上设置车轮用轴承固定部件(24)。在车轮用轴承固定部件(24)上，以可装卸的方式固定外圈(4)或定子(18)。

Description

车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承

相关申请

本申请要求申请日为2018年5月21日、申请号为JP特愿2018－097100的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承，本发明涉及适用于汽车等的技术。

背景技术

于车轮的内部组装有马达的车辆用动力装置为支承车轮的车轮用轴承与进行车轮的驱动和再生的马达为一体结构的装置，具有车辆的驱动辅助、减速时的再生、各轮的转矩控制的状态稳定化等的许多的优点，伴随汽车的电动化，预计今后会有需求。

在下面给出本申请人在先提交专利申请的车轮用轴承装置的内容(专利文献1)。特别是，由于该现有技术所给出的车轮用轴承装置为小型，可设置于制动盘外周部的内径侧，故来自现行的车轮用轴承的置换容易。图14为搭载带有发电功能的行驶用马达的上述车辆用动力装置的剖视图。图15为沿图14中的XV—XV线的剖视图。像图14和图15所示的那样，搭载该带有发电功能的行驶用马达的上述车辆用动力装置接纳于制动盘70的内周以内。在作为汽车固定部件的转向节71上，经由车轮轴承用外圈72与马达定子固定部73，固定马达定子磁芯74。在马达定子磁芯74上卷绕用于产生使电流流动、产生磁力的马达绕组线圈75。另一方面，在车轮用轴承法兰76上安装马达转子外壳77和马达转子78，该马达转子外壳77和马达转子78围绕马达定子磁芯74而旋转。通过与该车轮用轴承一体的马达，对应于车辆行驶状态进行驱动和再生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特愿2016－184295号公报

发明内容

发明要解决的课题

在过去的上述车辆用动力装置中，在车轮用轴承产生异常或劣化的场合，必须要求更换包括马达的车辆用动力装置整体，更换作业的难易度高，更换部件的费用也高。

本发明的目的在于提供可容易地进行车轮用轴承的更换，可降低更换部件的费用的车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承。

用于解决课题的技术方案

本发明的车辆用动力装置包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有外圈与轮毂圈，该轮毂圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述外圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；马达，该马达具有定子和转子，该定子位于该外圈的外周上，该转子位于上述定子的外周上，安装于上述轮毂圈上；

在上述车辆中的行走系统支架部件上设置车轮用轴承固定部件；

在上述车轮用轴承固定部件上，以可装卸的方式固定上述外圈和上述定子中的任意一者或两者。

按照上述方案，由于在上述车轮用轴承固定部件上，以可装卸的方式固定上述外圈和上述定子中的任意一者或两者，故在车轮用轴承的更换时，使外圈与定子相脱离，并且使外圈或定子与车轮用轴承固定部件相脱离，由此，可从车轮用动力装置中拔取车轮用轴承的组装件等。然后，可以与更换时相反的顺序组装新品的车轮用轴承的组装件等。于是，在车轮用轴承产生异常或劣化的场合，由于马达不原样地更换，可容易仅仅更换车轮用轴承，故部件更换所花费的功夫可减少，更换部件的费用也可降低。

上述马达也可具有旋转外壳，该旋转外壳构成上述转子的外部轮廓，该旋转外壳和上述轮毂法兰以可在轴承轴向相互装卸的方式固定。在此场合，在更换车轮用轴承时，使轮毂法兰与旋转外壳相脱离，另外使外圈与定子相脱离，并且使外圈或定子与车轮用轴承固定部件相脱离。由此，可从车辆用动力装置中，在轴承轴向容易地拔取车轮用轴承的组装件等。然后，可按照与更换时相反的顺序，组装新品的车轮用轴承的组装件等。

还可以在于行走系统支架部件上安装上述车轮用轴承固定部件和上述定子的状态，相对上述定子以上述车轮用轴承在轴承轴向可装卸的方式构成。在此场合，在更换车轮用轴承时，省略从行走系统支架部件上暂时取下车辆用动力装置的整体所花费的功夫，可从车轮用动力装置中，在轴承轴向拔取车轮用轴承的组装件等。于是，可进一步谋求作业负担的降低。

还可这样形成，即，上述外圈包括外圈本体和外圈外周体，在该外圈本体中形成上述滚动体的轨道面，该外圈外周体设置于该外圈外周体的外周面上，该外圈外周体呈圆环状，上述外圈外周体通过螺栓以可装卸的方式固定于上述车轮用轴承固定部件上，按照在上述螺栓与上述外圈外周体相脱离的状态，相对上述车轮用轴承固定部件，使具有上述外圈本体、上述滚动体和上述轮毂圈的车轮用轴承本体在轴承轴向可装卸的方式构成。在此场合，通过使螺栓与上述外圈外周体相脱离，容易从车辆用动力装置中，在轴承轴方向拔取车轮用轴承本体。

也可这样形成，即，上述外圈外周体从上述外圈本体的外周面中的轴向中间附近部，跨到外侧而设置，在上述外圈中，通过上述外圈本体的内侧的外周面与上述外圈外周体的内侧端形成环状凹部，该环状凹部向上述外圈外周体的外周面的半径方向内方凹陷，在该环状凹部中，以可分离的方式嵌入上述车轮用轴承固定部件。上述轴向中间附近部为通过设计等方式而任意地确定的位置，借助比如通过试验和模拟中的任意一者或两者等，求出适合的位置的方式确定。按照该方案，由于车轮用轴承固定部件以可分离的方式嵌入圈本体的内侧的外周面与上述外圈外周体的内侧端的环状凹部，故可同轴且以良好的精度而容易使车轮用轴承和车轮用轴承固定部件定位。

还可这样形成，即，上述外圈外周体还可以过盈配合的方式固定于上述外圈本体的外周面上。作为上述过盈配合，比如可采用压配合或热压配合等。按照该方案，可在作为独立于外圈本体的其它部件的外圈外周体上，加工用于螺合螺栓的螺纹孔。由于不必要求外圈外周体为独立于外圈本体的部件，在外圈本身中加工螺纹孔，故可采用所谓的标准件的车轮用轴承。于是，可谋求车辆用动力装置的成本的降低。

也可这样形成，即，上述外圈外周体在外侧的端面上具有于半径方向内方突出的突出部，在该突出部和上述车轮用轴承固定部件的一部分之间，夹持上述外圈本体的轴向两端，通过上述螺栓固定上述外圈本体、上述车轮用轴承固定部件和上述外圈外周体。在此场合，由于可形成在外圈本体上分别以松动配合的方式插入车轮用轴承固定部件和外圈外周体，故分解作业容易地进行。

本发明的带有发电机的车轮用轴承包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有外圈与轮毂圈，该轮毂圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述外圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；发电机，该发电机具有定子和转子，该定子位于该外圈的外周上，该转子位于上述定子的外周上，安装于上述轮毂圈上；

在上述车辆中的行走系统支架部件上设置车轮用轴承固定部件；

在上述车轮用轴承固定部件上以可装卸的方式固定上述外圈和上述定子中的任意一者或两者。

按照该方案，由于在上述车轮用轴承固定部件上，以可装卸的方式固定外圈和定子中的任意一者或两者，故在车轮用轴承的更换时，使外圈与定子相脱离，并且使外圈或定子与车轮用轴承固定部件相脱离，由此，可从带有发电机的车轮用轴承中拔取车轮用轴承的组装件等。然后，可以与更换时相反的顺序，组装新品的车轮用轴承的组装件等。于是，在车轮用轴承产生异常或劣化的场合，由于马达不原样地更换，可容易仅仅更换车轮用轴承，故部件更换所花费的功夫可减少，更换部件的费用也可降低。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为本发明的实施方式的车辆用动力装置的剖视图；

图2为该车辆用动力装置的侧视图；

图3为沿图1中的III—III线的剖视图；

图4为该车辆用动力装置的分解立体图；

图5为从该车辆用动力装置的另一方向而观看到的分解立体图；

图6为该车辆用动力装置的分解立体图；

图7为本发明的另一实施方式的车辆用动力装置的分解立体图；

图8为本发明的还一实施方式的车辆用动力装置的剖视图；

图9为本发明的又一实施方式的车辆用动力装置的剖视图；

图10为本发明的再一实施方式的车辆用动力装置的分解剖视图；

图11为表示具有任意者的车辆用动力装置的车辆的车辆用系统的构思方案的方框图；

图12为搭载本车辆系统的车辆的一个例子的电源系统图；

图13为说明具有该车辆用动力装置的另一车辆的车辆用系统的构思方案的图；

图14为搭载在先提交的专利申请的带有发电功能的行驶用马达的车辆用动力装置的剖视图；

图15为沿图14中的XV—XV线的剖视图。

具体实施方式

根据图1～图6，对本发明的实施方式的车辆用动力装置进行说明。图1为实施方式的车辆用动力装置的剖视图(沿图2中的I－I线的剖视图)。像图1所示的那样，该车辆用动力装置1包括车轮用轴承2与作为兼作马达的发电机的电动发电机3。

<车轮用轴承2>

车轮用轴承2包括作为固定圈的外圈4、多排的滚动体6与作为旋转圈的轮毂圈5。在外圈4与轮毂圈5之间的轴承空间中密封有润滑脂。沿车轮用轴承2的旋转轴的方向称为“轴承轴向”与上述旋转轴相垂直的方向称为“轴承径向”。

外圈4包括形成多排的轨道面的外圈本体4a与设置于该外圈本体4a的外侧的外周面上的外圈外周体4b，在本例子中，该外圈本体4a和外圈外周体4b由同一材料而一体地形成。外圈外周体4b从外圈本体4a的外周面中的轴向中间附近部跨到外侧而设置。外圈4在外圈本体4a中的内侧的外周面和外圈外周体4b的内侧端，形成向外圈外周体4b的外周面的半径方向内方而凹陷的环状凹部4c。

轮毂圈5包括轮毂圈本体5a与部分内圈5b，该部分内圈5b与该轮毂圈本体5a的内侧的外周面嵌合。轮毂圈本体5a在向外圈4的轴向(轴承轴向)的内侧突出的部位，具有轮毂法兰7。在轮毂法兰7的外侧的侧面上，制动盘12和图示之外的车轮的轮缘在于轴向重合的状态，通过轮毂螺栓13而安装。在上述轮缘的外周上安装图示之外的轮胎。还有，在本说明书中，在车辆用动力装置1搭载于车辆上的状态，将靠近车辆的车宽度外侧的一侧称为外侧，将靠近车辆的车宽方向中间侧的一侧称为内侧。

用于在作为车辆的行走系统支架部件的转向节8上固定车轮用轴承2的车轮用轴承固定部件24通过多个螺栓25，以可装卸的方式安装于车轮用轴承2上。车轮用轴承固定部件24大致呈圆筒形状，其包括大直径圆筒部24a与小直径圆筒部24b，该小直径圆筒部24b位于该大直径圆筒部24a的内侧。

大直径圆筒部24a与车轮用轴承2的轴心同轴，设置于转向节8的外侧。在大直径圆筒部24的内侧的外周面上，设置车身安装法兰24aa。在转向节8上通过多个螺栓26，以可装卸的方式固定车身安装法兰24aa。在大直径圆筒部24a的外侧的内周面上，形成台阶部。外圈本体4a中的内侧端嵌入上述台阶部，使外圈4在轴向进行定位。

小直径圆筒部24b与大直径圆筒部24a同轴，并且与大直径圆筒部24a一体地设置。该小直径圆筒部24b的外周面以小于大直径圆筒部24a的外周面的直径而形成。在转向节8上形成允许小直径圆筒部24b的穿过的通孔8b。在于转向节8的通孔8b中穿有小直径圆筒部24b的状态，将车身安装法兰24aa固定于转向节8的外侧面8a上。在具有上述大直径圆筒部24a和小直径圆筒部24b的车轮用轴承固定部件24上以可装卸的方式固定有外圈4。

在外圈本体4a中的内侧的外周面上以松动配合的方式插入大直径圆筒部24a，该大直径圆筒部24a嵌入外圈本体4a中的内侧的外周面与外圈外周体4b的内侧端的环状凹部4c中。还有，在外圈外周体4b上以圆周方向规定间隔开地形成多个螺纹孔4ba，该螺纹孔4ba由在轴向延伸的内螺纹构成。像图1和图2所示的那样，在大直径圆筒部24a上形成与多个螺纹孔4ba相对应的多个螺栓孔。各螺栓孔包括通过各螺栓25的外螺纹的通孔与和该通孔连通的埋头孔。在大直径圆筒部24a的各螺栓孔中插入螺栓25，该螺栓25以可装卸的方式与外圈外周体4b的螺纹孔4ba螺合。

<制动器17>

像图1所示的那样，制动器17为摩擦制动器，该摩擦制动器包括盘状的制动盘12与制动钳16(图11)。制动盘12包括平板状部12a和外周部12b。平板状部12a为与轮毂法兰7重合的环状且呈平板状的部件。外周部12b包括圆筒状部12ba和平板部12bb，该圆筒状部12ba从平板状部12a的外周缘部呈圆筒状而延伸到内侧，该平板部12bb从该圆筒状部12ba的内侧端呈平板状而延伸到外径侧。

上述制动钳16(图11)安装于车辆中的作为行走系统支架部件的转向节8上(在图中没有示出)，具有夹持上述平板部12bb的摩擦垫(在图中没有示出)。上述制动钳16(图11)既可为液压式和机械式中的任意者，还可为电动马达式。

<电动发电机3>

像图1和图3所示的那样，本例子的电动发电机3为，通过车轮的旋转进行发电，可通过从外部而供电，旋转驱动车轮的行驶辅助用的电动发电机。电动发电机3为外侧转子型，其包括位于外圈4的外周的定子18与转子19，该转子19位于该定子18的外周，安装于轮毂圈5上。还有，电动发电机3为转子19安装于轮毂圈5上的直接驱动型。

本电动发电机3设置于制动盘12的内径的半径方向内方，并且设置于轮毂法兰7与转向节8的外侧面8a之间的轴向范围。电动发电机3为外侧转子型，比如为表面磁铁型永久磁铁马达，即，SPM(Surface Permanent Magnet，表贴式永磁)同步马达(或SPMSM(SurfacePermanent Magnet Synchronous Motor，表贴式永磁同步电动机)与标记)。

或者，电动发电机3也可为IPM(Interior Permanent Magnet，内置式永磁)同步马达(或IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor，内置式永磁同步电动机)与标记)。还有，电动发电机3可采用开关磁阻马达(Switched reluctance motor；简称：SR马达)、感应马达(Induction Motor；简称：IM)等的各种形式。在各马达形式中，可采用作为定子18的绕组形式的分布卷、集中卷的各种形式。

转子19包括：圆筒形状的旋转外壳15，该旋转外壳15通过螺栓29，以可装卸的方式固定于轮毂法兰7的外周部上；多个永久磁铁14，该多个永久磁铁14设置于旋转外壳15的内周面上。旋转外壳15由比如软磁性材料形成，为与轮毂圈5同心的圆筒形状。在轮毂法兰7的外周部的内侧面上形成环状凹部7a，在该环状凹部7a中镶嵌旋转外壳15的外侧端部。还有，在旋转外壳15的外侧端部上，以圆周方向规定间隔而间隔开地形成多个螺纹孔，该多个螺纹孔由在轴向延伸的内螺纹构成。在轮毂法兰7的外周部形成多个螺栓孔，该多个螺栓孔与多个上述螺纹孔相对应。在上述螺纹孔中螺合螺栓29。

在旋转外壳15的内周面上，以圆周方向一定间隔而间隔开地形成多个凹部，在各凹部中嵌入永久磁铁14，该永久磁铁14通过粘接等的方式固定。旋转外壳15既可通过一体的金属部件，通过切削或铸造等而制作，还可在通过多个分割制造体制作后，通过比如焊接、粘接等的方式固定这些分割制造体。

定子18包括呈环状而并列的定子磁芯18a，与卷绕于该定子磁芯18a上的定子线圈18b。定子磁芯18a由比如由电磁钢板、压力粉末磁芯、或者非晶质合金等构成。定子磁芯18a经由绝缘层22而安装于外圈4中的外周体4b的外周面上、以及车轮用轴承固定部件24中的大直径圆筒部24a的外周面上。还有，定子磁芯18a和绝缘层22以可装卸的方式安装于外圈外周体4b的外周面上。定子磁芯18a和绝缘层22通过过盈配合或松动配合，嵌合而固定于大直径圆筒部24a的外周面上。

绝缘层22为防止车轮用轴承2的电腐蚀的绝缘层，比如由树脂材料或橡胶材料等的具有绝缘性的软材料、或陶瓷等的绝缘材料等构成。绝缘层22与定子磁芯18a的内周面的宽度尺寸基本相同，按照全部地覆盖定子磁芯18a的内周面的方式形成。绝缘层22的径向的厚度对应于电动发电机3的驱动电压而适当地设定。通过借助这样的绝缘层22，隔断对滚动体6的通电，可防止车轮用轴承2的电腐蚀。另外，通过在定子磁芯18a的内周面上涂敷或热喷涂绝缘材料，形成绝缘层22。

<密封结构>

像图1所示的那样，在旋转外壳15的内侧的内周面与车身安装法兰24aa的外周面之间，设置密封部件23，该密封部件23防止水与异物向电动发电机3和车轮用轴承2的内部的侵入。

<旋转检测器27>

在该车辆用动力装置1中设置旋转检测器27。该旋转检测器27检测轮毂圈5相对外圈4的旋转角度或旋转速度，以便控制行驶辅助用的电动发电机3的旋转。旋转检测器27包括被检测部27a与检测该被检测部27a的传感部27b。

在与轮毂圈5的内侧端螺合的被检测部保持部件等上安装被检测部27a。在车轮用轴承固定部件24中的小直径圆筒部24b的内周面上，经由传感器固定部件28而固定有传感部27b。该旋转检测器27采用比如旋转角传感器(resolver)。另外，旋转检测器27并不限于分解器，比如，无论形式而采用编码器、脉冲环或霍尔传感器等均可采用。

<车轮用轴承2的更换顺序>

像图4～图6所示的那样，在车辆用动力装置1与转向节8(图1)相脱离的状态，卸下固定旋转外壳15和轮毂法兰7的螺栓29。还有，卸下固定外圈4和车轮用轴承固定部件24的螺栓25。接着，从电动发电机3和车轮用轴承固定部件24中，在轴承轴向拔取具有外圈4、滚动体6和轮毂圈5的车轮用轴承2的组装件。然后，以与更换时相反的流程，组装新品的车轮用轴承2的组装件。

<作用效果>

按照以上描述的车辆用动力装置1，由于在车轮用轴承固定部件24上以可装卸的方式固定有外圈4，在更换车轮用轴承2时，在轴承轴向，使外圈4相对定子18而脱离，并且在轴承轴向，使外圈4相对车轮用轴承固定部件24而脱离，由此，可从车辆用动力装置1上抽取车轮用轴承2的组装件等。然后，可以与更换时相反的流程，组装新品的车轮用轴承2的组装件等。于是，在车轮用轴承2产生异常或劣化的场合，由于可在没有电动发电机3原样地更换的情况下，容易地仅仅更换车轮用轴承2，故部件更换花费的功夫可减少，还可降低更换部件的费用。

由于车轮用轴承固定部件24嵌入外圈本体4a的内侧的外周面和外圈外周体4b的内侧端的环状凹部4c中，故可同轴地，以良好的精度而容易将车轮用轴承2和车轮用轴承固定部件24定位。

<其他实施方式>

在以下的说明中，对于对应于通过各实施方式而在先说明的事项的部分采用同一标号，省略重复的说明。在仅仅对结构的一部分进行说明的场合，对于结构的其它的部分，只要没有特别的记载，与在先说明的方式相同。同一结构实现同一作用效果。不仅可进行通过实施的各方式而具体描述的部分的组合，而且如果没有特别地对组合产生妨碍，还可部分地将实施的方式之间组合。

还可按照下述的方式构成，该方式为：像图7所示的那样，在于转向节8上安装车轮用轴承固定部件24和定子18的状态，在定子18和车轮用轴承固定部件24上以可在轴承轴向而装卸的方式形成车轮用轴承2。通过在转向节8上追加加工用于使螺栓25脱离的孔8c，可在定子18安装于转向节8上的状态，从车辆用动力装置1上分解车轮用轴承2。在该定子18等安装于转向节8上的状态进行分解时，按照相对转向节8和定子18，转子19没有运动的方式，采用图示之外的转子保持夹具，在固定转子19之后，进行分解。

按照该方案，可在更换车轮用轴承2时，省略从转向节8上临时取下车辆用动力装置的整体所花费的功夫，在轴承轴向从车辆用动力装置中拔取车轮用轴承2的组装件等。于是，可进一步谋求作业负担的降低。

还有，还可像图8所示的那样，通过压配合或热压配合等的过盈配合，将外圈外周体4b与外圈本体4a分开设置，将外圈外周体4b固定于外圈本体4a的外周面上。在此场合，可在作为独立于外圈本体4a的部件的外圈外周体4b上，加工用于螺合螺栓25的螺纹孔4ba。由于外圈外周体4b为独立于外圈本体4a的部件，且不必要求在外圈本身上加工螺纹孔，故可采用所谓的标准件的车轮用轴承。于是，可谋求车辆用动力装置1的成本的降低。

还有，在图9所示的实施方式中，外圈外周体4b为独立于外圈本体4a的部件，在外圈本体4a中以松动配合方式插入有外圈外周体4b。该外圈外周体4b在外侧的端面上具有向半径方向内方突出的法兰状的突出部4bb。通过在该突出部4bb的内侧的抵接面与作为车轮用轴承固定部件24的一部分的台阶部24c之间，夹持外圈本体4a的轴向两端，通过螺栓25固定外圈本体4a，车轮用轴承固定部件24和外圈外周体4b。

按照该方案，形成下述的方案，在该方案中，可相对外圈本体4a分别以松动配合方式插入车轮用轴承固定部件24和外圈外周体4b，故仅仅通过使螺栓25脱离，可相对车轮用轴承固定部件24，在轴承轴向而容易地拔取具有外圈本体4a、滚动体6和轮毂圈5的车轮用轴承本体2A。

还可像图10所示的那样，在于转向节8上安装车轮用轴承固定部件24和定子18的状态，相对车轮用轴承固定部件24和定子18，设定转子19和车轮用轴承2，在轴承轴向使它们分离。转子19的旋转外壳15A为带底圆筒状，其中，在外侧端具有外壳底部15Aa。外壳底部15Aa为平板状并且呈环状的部件，该部件夹持于制动盘12的平板状部12a(图1)与轮毂法兰7之间。

按照该方案，由于可从车辆用动力装置中，分别在轴承轴向而容易地拔取车轮用轴承2和转子19。转子19、定子18和车轮用轴承固定部件24可再利用，而可仅仅更换车轮用轴承2。

<车辆用系统>

图11为表示采用上述任意者的实施方式的车辆用动力装置1的车辆用系统的构思方案的方框图。在该车辆用系统中，车辆用动力装置1在具有从动轮10B的车辆中，搭载于该从动轮10B上，该从动轮10B从机械方面来说没有与主驱动源连接。车辆用动力装置1中的车轮用轴承2(图1)为支承从动轮10B的轴承。

主驱动源35为汽油引擎或柴油引擎等的内燃发动机或电动发电机(电动马达)、或将这两者组合的混合动力型的驱动源。上述“电动发电机”称为可进行旋转赋予的发电的电动马达。在图示的例子中，车辆30为混合动力车(在下面称为“HEV”)，该混合动力车为前轮构成驱动轮10A、后轮构成从动轮10B的前轮驱动车，主驱动源35包括内燃发动机35a和驱动轮侧的电动发电机35b。

具体来说，驱动轮侧的电动发电机35b为通过48V等的中电压而驱动的轻度混合动力类型。混合动力大致分为强混合动力和轻度混合动力，但是，轻度混合动力指主要驱动源为内燃发动机，在出发时、加速时等的场合，通过马达，主要进行行驶的辅助的形式，该轻度混合动力与强混合动力的区别在于即使在于EV(电动车)模式，暂时地进行通常的行驶的情况下，仍无法长时间地进行。该图的例子的内燃发动机35a经由离合器36和减速器37，与驱动轮10A的驱动轴连接，驱动轮侧的电动发电机35b与减速器37连接。

该车辆用系统包括：电动发电机3，该电动发电机3构成进行从动轮10B的旋转驱动的行驶辅助用的发电机；各自控制机构39，该各自控制机构39进行该电动发电机的控制；各自电动发电机指令机构45，该各自电动发电机指令机构45设置于高级ECU 40中，将进行驱动和再生的控制的指令输出给上述各自控制机构39。电动发电机3与蓄电机构连接。该蓄电机构可采用电池(蓄电池)或蓄电装置、电容器等。其形式、在车辆30上的搭载位置是没有关系的，但在本实施方式中，为搭载于车辆30上的低电压50和中电压电池49中的中电压电池49。

从动轮用的电动发电机3为没有采用变速器的直接驱动马达。电动发电机3通过供给电力用作电动机，另外用作下述的发电机，该发电机将车辆30的运动能量变换为电力。由于在电动发电机3中，于内圈5(图1)上安装转子19(图1)，故如果对电动发电机3外加电流，则旋转驱动内圈5(图1)，相反地在电力再生时，通过负荷感应电压获得再生电力。该电动发电机3的旋转驱动用的驱动电压或再生电压小于等于100V。

<车辆30的控制系统>

高级ECU 40为车辆30的综合控制的机构，其包括转矩指令形成机构43。该转矩指令形成机构43按照从加速踏板等的加速操作机构56和制动踏板等的制动操作机构57而分别输入的操作量的信号，形成转矩指令。由于该车辆30包括作为主驱动源35的内燃发动机35a和驱动轮侧的电动发电机35b，另外包括分别驱动两个从动轮10B、10B的两个电动发电机3、3，故按照在各驱动源35a、35b、3、3中确定的规则而分配上述转矩指令的指令分配机构44设置于高级ECU 40中。

针对内燃发动机35a的转矩指令传递给内燃发动机控制机构47，用于内燃发动机控制机构47的阀打开度控制等。针对驱动轮侧的电动发电机35b的转矩指令传递给驱动轮侧电动发电机控制机构48而执行。针对从动轮侧的发电机3、3的转矩指令传递给各自控制机构39、39。将上述转矩指令分配机构44中的输出给各自控制机构39、39的部分称为各自电动发电机指令机构45。该各自电动发电机指令机构45具有下述的功能，该功能指针对制动操作机构57的操作量的信号，将转矩指令提供给各自控制机构39，该转矩指令构成电动发电机3通过再生制动以分担制动的制动力的指令。通过各自电动发电机指令机构45和各自控制机构39，构成控制电动发电机3的控制机构68。

各自控制机构39为逆变装置，各自控制机构39包括逆变器41和控制部42，该逆变器41将中电压电池49的直流电变换为三相的交流电压，该控制部42借助上述转矩指令等，通过PWM控制等控制逆变器41的输出。逆变器41包括半导体开关元件等的桥接电路(在图中没有示出)与充电电路(在图中没有示出)，该充电电路将电动发电机3的再生电力充电到中电压电池49中。还有，各自控制机构39相对两个电动发电机3、3而分别设置，但是，各自控制机构39还可为下述的结构，在该结构中，各自控制机构39接纳于一个外壳的内部，两个各自控制机构39、39共同拥有控制部42。

图12为搭载上述车辆系统的车辆(图11)的一个例子的电源系统图。在该图的例子中，设置作为电池的低电压电池50和中电压电池49，两个电池49、50经由DC/DC转换器51而连接。电动发电机3具有两个，但是，作为代表，在图中示出一个电动发电机3。图11的驱动轮侧的电动发电机35b在图12中的图示省略，但是，电动发电机35b以与从动轮侧的电动发电机3并列的方式与中电压系统连接。在低电压系统上连接低电压负荷52，在中电压系统上连接中电压负荷53。低电压负荷52和中电压负荷53分别具有多个，作为代表而示出一个。

低电压电池50作为控制系统等的电源，为一般用于各种的汽车的电池，比如12V或24V。低电压负荷52具有内燃发动机35a的定子马达、灯类、高级ECU 40和其它的ECU(在图中没有示出)等的主要部件。低电压电池50也可称为电器配件类用辅助电池，中电压电池49还可称为电动系统用辅助电池等。

中电压电池49最好为48V电池，在该48V电池中，其电压高于低电压电池50，并且低于用于强混合动力车等的高电压电池(大于等于100V，比如200～400V)，而且对在作业时触电的人体的影响不产生问题的程度的电压，该48V电池近年用于轻度混合动力。48V电池等的中电压电池49可较容易地搭载于过去的内燃发电机的车辆上，可通过作为强混合动力的电力的动力辅助、再生，降低耗油量。

上述48V系统的中电压负荷53为上述附属部件，为作为上述驱动轮的电动发电机35b的动力辅助马达、电动泵、电动动力转向器、超级充电器与空气压缩机等。通过附属的负荷而构成48V系统，动力辅助的输出低于高电压(大于等于100V的强混合动力车等)的系统，但是，可降低乘客、维护作业人员的触电的危险性。由于可减薄电线的绝缘膜，故减小电线的重量、体积。还有，由于可以小于12V的场合的电流量，使大的电力量输入输出，故可减小电动机或发电机的体积。由于这些原因，故有助于车辆的耗油量降低效果。

该车辆用系统优选用于这样的轻度混合动力车的附属部件，适合用作动力辅助和电力再生部件。另外，在过去，在轻度混合动力车中，采用CMG(Crankshaft Motor drivenGenerator：曲轴马达驱动发电机)、GMG(Gearbox Motor driven Generator：齿轮箱马达驱动发电机)、皮带驱动式定子马达(均在图中没有示出)等，但是，由于它们均相对内燃发动机或动力装置提供动力辅助或再生，故受到传递装置和减速器等的效率的影响。

由于相对该情况，本实施方式的车辆用系统搭载于从动轮10B上，故内燃发动机35a和电动马达(在图中没有示出)等的主驱动源切分开，在电力再生时可直接地利用车身的运动能量。另外，在搭载CMG、GMG、皮带驱动式定子马达等时，必须要求从车辆30的设计阶段而考虑，进行组装，难以在后改动。

相对该情况，接纳于从动轮10B的内部的该车辆用系统的电动发电机3即使在为成品车的情况下，仍可以与部件更换相同的工时而安装，即使相对仅仅内燃发电机35a的成品车，仍可构成48V的系统。在仅仅具有内燃发电机35a的已有的车辆中，搭载任意者的实施方式的车辆用动力装置1、与作为电动发电机用的电池的驱动电压或再生电压小于等于100V的上述中电压电池49，由此，可在不进行车辆的大幅度的改造的情况下，形成轻度混合动力车辆。在搭载本实施方式的车辆用系统的车辆中，即使像图11的例子那样，搭载单独的辅助驱动用的电动发电机35b，仍没有关系。此时，可增加对车辆30的动力辅助量、再生电力量，另外有助于耗油量的降低。

图13为任意者的实施方式的该车辆用动力装置1分别用于作为前轮的驱动轮10A和作为后轮的从动轮10B的例子。驱动轮10A通过由内燃发动机构成的主驱动源35，经由离合器36和减速器37而进行驱动。在该前轮驱动车中，在各驱动轮10A和从动轮10B的支承和辅助驱动中，设置车辆用动力装置1。像这样，车辆用动力装置1可不仅用于从动轮10B，而且还可用于驱动轮10A。

图11所示的车辆用系统具有进行发电的功能，但是，也可形成不进行供电的旋转驱动的系统。在该车辆用系统中，搭载具有不兼作马达的电动发电机3与车轮用轴承2的带有发电机的车轮用轴承。该带有发电机的车轮用轴承除了兼作马达的电动发电机3以外，为与任意者的实施方式的车辆用动力装置相同的结构。

按照搭载该带有发电机的车轮用轴承的车辆用系统，通过在中电压电池49中积蓄电动发电机3发出的再生电力，可产生制动力。通过与机械式的制动操作机构57并用、分别使用，还可提高制动性能。在限于像这样，进行发电的功能的场合，各自控制机构39可不为逆变装置，而作为AC/DC转换装置(在图中没有示出)而构成。上述AC/DC转换装置具有通过将三相交流电压变换为直流电压，将电动发电机3的再生电力充电于中电压电池49中的功能，与逆变器相比较，控制方法容易，小型化是可能的。

如上面所述，参照附图，对优选的实施方式进行了描述，但是，在不脱离本发明的实质的范围内，各种的追加、变更、删除是可能的。于是，这样的方式包含在本发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示车辆用动力装置；

标号2表示车轮用轴承；

标号2A表示车轮用轴承本体；

标号3表示电动发电机(马达、发电机)；

标号4表示外圈；

标号4a表示外圈本体；

标号4b表示外圈外周体；

标号4bb表示突出部；

标号4c表示环状凹部；

标号5表示轮毂圈；

标号6表示滚动体；

标号7表示轮毂法兰；

标号8表示转向节(行走系统支架部件)；

标号12表示制动盘；

标号15表示旋转外壳；

标号18表示定子；

标号19表示转子；

标号24表示车轮用轴承固定部件；

标号24c表示台阶部

标号25表示螺栓。

Claims (8)

1.一种车辆用动力装置，该车辆用动力装置包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有外圈与轮毂圈，该轮毂圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述外圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；马达，该马达具有定子和转子，该定子位于该外圈的外周上，该转子位于上述定子的外周上，安装于上述轮毂圈上；

在上述车辆中的行走系统支架部件上设置车轮用轴承固定部件；

在上述车轮用轴承固定部件上，以能装卸的方式固定上述外圈和上述定子中的任意一者或两者。

2.根据权利要求1所述的车辆用动力装置，其中，上述马达具有旋转外壳，该旋转外壳构成上述转子的外部轮廓，该旋转外壳和上述轮毂法兰以能在轴承轴向相互装卸的方式固定。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用动力装置，其中，在于行走系统支架部件上安装上述车轮用轴承固定部件和上述定子的状态，相对上述定子以上述车轮用轴承在轴承轴向能装卸的方式构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用动力装置，其中，上述外圈包括外圈本体和外圈外周体，在该外圈本体中形成上述滚动体的轨道面，该外圈外周体设置于该外圈外周体的外周面上，该外圈外周体呈圆环状，上述外圈外周体通过螺栓以能装卸的方式固定于上述车轮用轴承固定部件上，按照在上述螺栓与上述外圈外周体相脱离的状态，相对上述车轮用轴承固定部件，使具有上述外圈本体、上述滚动体和上述轮毂圈的车轮用轴承本体在轴承轴向能装卸的方式构成。

5.根据权利要求4所述的车辆用动力装置，其中，上述外圈外周体从上述外圈本体的外周面中的轴向中间附近部，跨到外侧而设置，在上述外圈中，通过上述外圈本体的内侧的外周面与上述外圈外周体的内侧端形成环状凹部，该环状凹部向上述外圈外周体的外周面的半径方向内方凹陷，在该环状凹部中，以能分离的方式嵌入上述车轮用轴承固定部件。

6.根据权利要求4或5所述的车辆用动力装置，其中，上述外圈外周体以过盈配合的方式固定于上述外圈本体的外周面上。

7.根据权利要求4或5所述的车辆用动力装置，其中，上述外圈外周体在外侧的端面上具有向半径方向内方突出的突出部，在该突出部和上述车轮用轴承固定部件的一部分之间，夹持上述外圈本体的轴向两端，通过上述螺栓固定上述外圈本体、上述车轮用轴承固定部件和上述外圈外周体。

8.一种带有发电机的车轮用轴承，该带有发电机的车轮用轴承包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有外圈与轮毂圈，该轮毂圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述外圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；发电机，该发电机具有定子和转子，该定子位于该外圈的外周上，该转子位于上述定子的外周上，安装于上述轮毂圈上；

在上述车辆中的行走系统支架部件上设置车轮用轴承固定部件；

在上述车轮用轴承固定部件上以能装卸的方式固定上述外圈和上述定子中的任意一者或两者。

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