CN112154593A - 马达、带有马达的车辆用动力装置、发电机和带有发电机的车轮用轴承 - Google Patents

马达、带有马达的车辆用动力装置、发电机和带有发电机的车轮用轴承 Download PDF

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Abstract

提供一种马达和具有该马达的车辆用动力装置、发电机和具有该发电机的带有该发电机的车轮用轴承，该马达在不增加定子的轴向长度的情况下，输出可增加，可在有限的接纳空间内接纳定子。该电动发电机(3)包括定子(18)和转子(19)，该定子(18)具有环状的定子磁芯(18a)和定子线圈(18b)，该定子线圈(18b)卷绕于该定子磁芯(18a)上，该转子(19)以在半径方向与该定子(18)面对的方式定位。定子线圈(18b)具有相对定子磁芯(18a)的轴向宽度而向轴向突出的线圈端部(18ba)。在线圈端部(18ba)的接线部上连接母线(25)，在定子磁芯(18a)的轴向宽度内设置母线(25)。

Description

马达、带有马达的车辆用动力装置、发电机和带有发电机的车 轮用轴承
相关申请
本申请要求申请日为2018年5月22日、申请号为JP特愿2018－097559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进行引用。
技术领域
本发明涉及马达、具有该马达的车辆动力装置、发电机和具有该发动机的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
针对伴随汽车的电动化而需求增加的车载用马达，马达绕组线圈的接线的容易化、空间的节省化、低成本化所花费的功夫有许多。比如，在专利文献1、专利文献2中，通过在马达定子的端面上设置母线(bus bar)，谋求线圈接线的容易化和空间的节省化。
但是，在搭载于车轮内部中组装马达的内轮马达，特别是像作为本申请人提交的专利申请的专利文献3那样不进行车轮周边的组成部件的改造而置换现行的车轮用轴承、可接纳于轮的内部的带有发电功能的行驶用马达被搭载的车辆用动力装置中，由于可接纳马达的空间小，故马达的轴向长度具有限制，在母线设置于马达定子的端面上的结构中，难以接纳马达。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2010－226832号公报
专利文献2：JP特开2014－138499号公报
专利文献3：JP特愿2016－184295号公报
发明内容
发明要解决的课题
搭载带有发电功能的行驶用马达的车辆用动力装置具有可接纳于轮内部，围绕车轮的组成部件也可原样地使用的优点，但是，由于马达的尺寸受到限制，故马达输出无法增加，驱动力的辅助和制动动作时的电力回收无法以良好的效率进行。为了增加马达输出，必须要求延长马达定子磁芯的车轮轴向长度，增加马达磁极面积，但是难以在有限的空间内部接纳马达定子(马达定子磁芯和线圈端部)。
具有马达绕组线圈的线圈端部的接线采用母线，减小接线部的尺寸的方法，但是，在过去的于线圈端部的端面上设置母线的方法中，在缩短马达定子的全长(马达定子的车轮轴向长度)的方面具有限制。
图15为搭载过去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16为过去的行驶用马达的立体图，图17为该行驶用马达的具有旋转轴的平面的纵向剖视图。像图15所示的那样，搭载带有发电功能的行驶用马达的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，经由车轮用轴承用外圈72、马达定子固定部73固定马达定子磁芯74。像图16和图17所示的那样，在马达定子磁芯74上，卷绕用于使电流流过的产生磁力的马达绕组线圈75。
像图15所示的那样，在车轮用轴承法兰76上安装马达转子77，该马达转子77围绕马达定子(或马达定子磁芯。在下面相同)74而旋转。通过与该车轮用轴承形成一体的马达，进行汽车驱动时的行驶辅助和制动时的发电的能量的回收。
在上述的车辆用动力装置的现有产品中，由于在马达定子74的线圈端部75a的端面具有线圈的接线部78，故马达定子74的车轮轴向全长L3大(图17)，伴随该情况，车辆用动力装置的全长L4也变长(图15)，难以在不进行作为汽车固定部件的转向节71的改造的前提下，置换现行的车轮用轴承。为了通过作为汽车固定部件的转向节71的改造置换现行的车轮用轴承，必须缩短车辆用动力装置的全长，其结果是马达输出减少。
本发明的目的在于提供一种马达和具有该马达的车辆用动力装置、发电机和具有该发电机的带有该发电机的车轮用轴承，该马达可在不增加定子的轴向长度的情况下，使输出增加。
用于解决课题的技术方案
本发明的马达包括定子和转子，该定子具有环状的定子磁芯和定子线圈，该定子线圈卷绕于该定子磁芯上，该转子以在马达半径方向而与该定子面对的方式定位；
在上述定子线圈上连接母线，在定子磁芯的轴向宽度内设置上述母线。
按照该方案，由于在定子线圈上连接母线，在定子磁芯的轴向宽度的内部设置母线，故与过去的在线圈端部的端面上设置母线的技术相比较，可缩小定子整体中的相对定子磁芯的轴向宽度而向轴向突出的部分的轴向长度，可缩短马达的轴向长度。即使在马达的轴向长度相同，增加定子线圈的圈数或截面积，增加马达输出的情况下，仍可在有限的马达接纳空间内部接纳马达。还有，在于线圈端部的接线部不采用布置了普通的绝缘膜的线而连接母线的场合，与采用布置了绝缘膜的线的场合相比较，其它的设备的连接和取下容易。
上述马达还可为外侧转子型，在该外侧转子型中，上述转子位于上述定子的半径方向外方，在上述定子磁芯的半径方向内方设置上述母线。在此场合，与内侧马达型相比较，可增加转子和定子面对的面积。由此，可在有限的空间内，使输出转矩最大化。
上述马达还可为内侧转子型，在该内侧转子型中，上述转子位于上述定子的半径方向内方，在上述定子磁芯的半径方向外方设置上述母线。
本发明的车辆用动力装置包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有固定圈与旋转圈，该旋转圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述固定圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；上述任何一项所述的发明的马达，该马达安装于该车轮用轴承上，在该固定圈上安装上述定子，在上述旋转圈上安装上述转子；
在相对上述制动盘的内径的半径方向内方设置上述马达，并且在上述轮毂法兰与上述车辆的行走系统支架部件的外侧面的轴向范围设置上述马达。
按照该方案，通过在车轮用轴承上安装可缩短上述的轴向长度的马达，车辆用动力装置的全长变短。由此，可不进行行走系统支架的车轮周边的组成部件的改造，而将该车辆用动力装置置换现行的车轮用轴承。
特别是，由于在相对制动盘的内径的半径方向内方设置马达，并且在轮毂法兰与行走系统支架部件的外侧侧面的轴向范围内设置马达，故可在制动盘的内部确保设置马达的空间，可紧凑地接纳该马达。
上述定子磁芯还可经由定子固定部固定于上述固定圈上，上述母线以在轴向与该定子固定部邻接的方式设置。在此场合，母线的设置容易，且可提高定子磁芯的安装强度。
上述母线还可以由被两个定子固定部夹持的方式设置。在此场合，可进一步提高定子磁芯的安装强度。由此，可降低在马达驱动时产生的振动。
具有大于等于已确定的值的热传导率的树脂件还可以与上述母线的一部分接触的方式设置，在于上述母线的安装时产生的空间内填充上述树脂件。上述已确定的值为借助通过设计等的方式任意地确定的值，以比如通过试验和模拟中的任意一者或两者等，求出适合的值的方式确定。
按照该方案，可将母线产生的热量经由树脂件以良好的效率而散热到周边的金属部件。于是，可将母线的温度上升抑制在较低程度。
上述定子磁芯还可经由定子固定部固定于上述固定圈上，上述母线分割为多个而设置于上述定子固定部的内部。在此场合，由于在母线的内部进行定子线圈的接线，故可缩短轴向的接纳空间。
本发明的发电机包括定子和转子，该定子具有环状的定子磁芯和定子线圈，该定子线圈卷绕于该定子磁芯上，该转子以在半径方向而与该定子面对的方式定位；
在上述定子线圈上连接母线，在上述定子磁芯的轴向宽度内设置上述母线。
按照该方案，由于母线连接于定子线圈上，母线设置于定子磁芯的轴向宽度内，故与过去的在线圈端部的端面上设置母线的技术相比较，可缩小定子整体中的相对定子磁芯的轴向宽度而向轴向突出的部分的轴向长度，可缩短发电机的轴向长度。由此，即使在增加马达输出的情况下，仍可在有限的发电机接纳空间内部接纳发电机。还有，在线圈端部的接线部不采用布置了普通的绝缘膜的线，而连接母线的场合，与采用布置了绝缘膜的线的场合相比较，其它的设备等的连接和取下变容易。
本发明的带有发电机的车轮用轴承包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有固定圈与旋转圈，该旋转圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述固定圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；上述记载的的发明的发电机，该发电机安装于该车轮用轴承上，其中，在该固定圈上安装上述定子，在上述旋转圈上安装上述转子；
在相对上述制动盘的内径的半径方向内方设置上述发电机，并且在上述轮毂法兰与上述车辆的行走系统支架部件的外侧面的轴向范围设置上述发电机。
按照该方案，通过在车轮用轴承上安装可缩短上述的轴向长度的发电机，带有发电机的车轮用轴承的全长变短。由此，可通过行走系统支架的围绕车轮的组成部件的改造，将该带有发电机的车轮用轴承置换现行的车轮用轴承。
特别是由于在相对制动盘的内径的半径方向内方设置发电机，并且在轮毂法兰与行走系统支架部件的外侧侧面的轴向范围内设置发电机，故可在制动盘的内部确保设置发电机的空间，可紧凑地接纳发电机。
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马达定子的分解立体图；
图3为该马达定子的立体图；
图4为该马达定子的剖视图；
图5为本发明的还一实施方式的车辆用动力装置的剖视图；
图6为本发明的另一实施方式的马达定子的剖视图；
图7为本发明的又一实施方式的车辆用动力装置的剖视图；
图8为本发明的另一实施方式的马达定子的立体图；
图9为本发明的又一实施方式的马达定子的立体图；
图10为本发明的再一实施方式的马达定子的立体图；
图11为以概况表示本发明的另一实施方式的内侧转子型的马达的剖视图；
图12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13为搭载本车辆系统的车辆的一个例子的电源系统图；
图14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15为搭载过去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16为过去的行驶用马达的立体图；
图17为该行驶用马达的剖视图。
具体实施方式
根据图1～图4，对本发明的车辆用动力装置进行说明。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。在外圈4的内侧的外周面上设置向半径方向外方突出的车身安装法兰4a。在作为行走系统支架部件的转向节8上固定有车身安装法兰4a。内圈5包括轮毂圈5a与部分内圈5b，该部分内圈5b嵌合于该轮毂圈5a的内侧的外周面上。轮毂圈5a在向外圈4的轴向的外侧而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与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。另外，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。
<制动器17>
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12)。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12)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12)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>
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包括定子18和转子19，该转子19以与该定子18面对的方式定位。电动发电机3为外侧转子型，其中，转子19位于定子18的半径方向外方。还有，电动发电机3为转子19安装于作为车轮用轴承2的旋转轮的内圈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12c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L1。电动发电机3为外侧转子型的例子，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(Surface Permanent 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安装于轮毂法兰7的外周缘部上；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。旋转外壳15既可通过一体的金属部件，采用切削或铸造等的方式制作，也可在通过多个分割结构体而制作后，通过比如焊接、粘接等的方式固定这些分割结构体。于旋转外壳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，通过粘接等的方式而固定。
像图2和图3所示的那样，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由比如电磁钢板、压力粉末磁芯、或者非晶质合金等构成。像图4所示的那样，定子线圈18b包括线圈端部18ba，该线圈端部18ba在相对定子磁芯18a的轴向宽度而向轴向两侧而突出。该线圈端部18ba的轴向宽度相当于定子18的全长L2。
像图1所示的那样，定子磁芯18a经由定子固定部24而安装于外圈4的外周面上。在外圈4的外侧的外周面上，形成于半径方向内方以规定小距离凹陷的环状凹部，在该环状凹部中通过压配合等的方式嵌合而固定圆筒状的定子固定部24。
<母线25>
像图4所示的那样，在线圈端部18ba的接线部Lk上连接母线25，在定子磁芯18a的轴向宽度内，比如在轴向与定子磁芯18a重合的位置设置母线25。在该例子中，在定子磁芯18a的半径方向内方设置圆环状的母线25。线L从线圈端部18ba延伸到半径方向内方，各线L进一步在定子磁芯18a的半径方向内方弯曲。
像图2和图3所示的那样，在定子磁芯18a的内周部插入母线25，在该母线25上连接来自各定子线圈18b的线L。连接各线L的部分为接线部Lk。另外，在母线25上连接三芯的马达线26。还有，母线25在定子磁芯18a的内周部设置于在轴向(内侧)与定子固定部24(图1)邻接的位置。
<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4a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包括安装于被检测部保持部件等上的被检测部27a与检测该被检测部27a的传感部27b。在外圈4的内侧的内周面上，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采用比如分解器。另外，旋转检测器27并不限于旋转角传感器(resolver)，比如，不限于形式而可采用编码器、脉冲环或霍尔传感器等。
<外罩29等>
在外圈4的内侧端安装覆盖该内侧端的圆筒状的外罩29。在该外罩29上，比如经由面板安装型的电源线用连接器(在图中没有示出)，支承该电动发电机3的马达线26(图4)。还有，在外罩29上还支承图示之外的传感器连接器，在该传感器连接器上支承从传感部27b而延伸的图示之外的布线。
<作用效果>
按照以上描述的电动发电机3，通过在线圈端部18ba的接线部Lk上连接母线25，在定子磁芯18a的内周部安装母线25，与过去的在线圈端部的端面上设置母线的技术相比较，可缩小定子的整体中的相对定子磁芯18a的轴向宽度而向轴向突出的部分的轴向长度，缩短定子全长L2。由此，即使在增加马达输出的情况下，仍可将电动发电机3接纳于有限的马达接纳空间的内部。还有，由于在线圈端部18ba的接线部上，不采用设置普通的绝缘膜的线，而采用母线25，故与采用绝缘膜的线等的场合相比较，其它的设备等的连接和取下容易。由于电动发电机3为外侧转子型，在定子磁芯18a的半径方向内方设置母线25，故与内侧转子型相比较，可增加转子19和定子18面对的面积。由此，可在有限的空间的内部，使输出转矩最大化。
按照以上描述的车辆用动力装置1，通过在车轮用轴承2安装可缩短前述的轴向长度的电动发电机3，车辆用动力装置1的全长缩短。由此，关于转向节，能通过不改造车轮周边的组成部件，将该车辆用动力装置1置换现行的车轮用轴承。特别是由于于相对制动盘12的内径12c的半径方向内方设置电动发电机3，并且在轮毂法兰7与转向节8的外侧侧面8a的轴向范围L1设置电动发电机3，故可在制动盘12的内部确保设置电动发电机3的空间，可紧凑地接纳该电动发电机3。
由于以在轴向与定子固定部24邻接的方式设置母线25，故母线25的设置容易，并且可提高定子磁芯18a的安装强度。由于电动发电机3的转子19为安装于作为车轮用轴承2的旋转圈的内圈5上的直接驱动形式，故与具有减速机构等的方案相比较，车辆用动力装置整体的部件数量少，结构简单，空间节省，还抑制车辆的重量的增加。
<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。
还像图5所示的那样，在外圈4的外侧的外周面上具有向半径方向内方凹陷的环状凹部4b，于该环状凹部4b上设置母线25。在此场合，由于上述定子固定部是不需要的，故可减少部件数量，简化结构。其它方面，具有相同的结构。
还可像图6所示的那样，在定子磁芯18a的半径方向内方，在由两个定子固定部24、24夹持的位置设置母线25。还有，在形成于任意一者的定子固定部24和母线25之间的轴向的空间内填充具有比如，1～3(W/m·K)程度的热传导率的树脂件9。在该结构中，由于定子磁芯18a经由两个定子固定部24、24而固定于外圈4(图1)上，故可进一步提高定子磁芯18a的安装强度。由此，可降低在马达驱动时产生的振动。还有，可将母线25所产生的热量经由树脂件9排到周边的金属部件(比如外圈)，可将母线25的温度上升抑制在较低程度。
也可像图7所示的那样，在母线安装时产生的空间内，填充具有比如1～3(W/m·K)程度的热传导率的树脂件9。其它的方面为与图1等所示的实施方式相同的结构。按照图7的结构，可将由母线25所产生的热量经由树脂件9排到周边的金属部件(比如外圈4)，可将母线25的温度上升抑制在较低程度。在该图中，母线25夹持于定子固定部24和树脂件9之间。
还可像图8所示的那样，分割为多个(在该例子中，4个)的母线25A设置于定子固定部24A的内部。该定子固定部24A按照下述的方式构成，该方式为：从内侧的端面于轴向以规定距离而延伸的多个凹部25Aa为在圆周方向以一定间隔间隔开地形成多个(在本例子中，4个部位)的冠形状，在各凹部25Aa中分别嵌入母线25A。在该图8的例子中，在各凹部25Aa的底部接触有母线25A的端面。按照该方案，在母线25A的内部进行定子线圈18b的接线，由此处将三芯的马达线26取出到外部。由于在母线25A的内部进行定子线圈18b的接线，故可缩短轴向的接纳空间。
还有形成下述的方案，其中，像图9所示的那样，在定子固定部24B中，多个定子固定部分割体24Ba在圆周方向以一定间隔而间隔开地设置，在于圆周方向邻接的定子固定部分割体24Ba、24Ba之间分别介设有母线25B。同样在该场合，实现与图8的结构相同的作用效果。还有，在图8、图9的例子中，将母线分割为4个部分，但是，不限于分为4个部分的场合。
还可像图10所示的那样，代替马达线26(图8、图9)而具有导体延长部26A，在该导体延长部26A中，母线25A内部的导体延长到内侧，取出到外部。在该场合，由于马达线可省略，故可简单地进行马达接线。
还有，在上述车辆用动力装置中，对外侧转子型的电动发电机进行了说明，但是，还可像图11所示的那样，电动发电机3为转子19位于定子18的半径方向内方的内侧转子型。在此场合，在定子磁芯18a的半径方向外方设置母线25。同样在该内侧转子型的方案中，与过去的在线圈端部的端面上设置母线的技术相比较，可缩小定子整体中的相对定子磁芯的轴向宽度而向轴向突出的部分的轴向长度，可缩短电动发电机3的轴向长度。
<车辆用系统>
图12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。混合动力可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，与前轮构成驱动轮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3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13为搭载上述车辆系统的车辆(图12)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1个电动发电机3。图12的驱动轮侧的电动发电机35b在图13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53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，可通过作为轻度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，为作为上述驱动轮侧的电动发电机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12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14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12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。在此场合，可通过将电动发电机3发出的再生电力积蓄于中电压电池49中，产生制动力。可通过与机械式的制动操作机构57并用或分开使用，还提高制动性能。在限于像这样而进行发电的功能的场合，各自控制机构39可不通过逆变装置，而通过AC/DC转换装置(在图中没有示出)构成。上述AC/DC转换装置具有通过将3相交流电压变换为直流电压，将电动发动机3的再生电力充电于中电压电池49中的功能，如果与逆变器相比较，控制方法容易，小型化是可能的。
还有，本申请的车辆用动力装置1为第3代结构，在该第3代结构中，旋转圈包括嵌合一个部分内圈的轮毂圈，第3代结构由作为固定圈的外圈与轮毂圈和部分内圈的嵌合体构成，但是，并不限于此。
下述的结构体构成本发明中的旋转圈，在该结构体中，组合有具有轮毂法兰的轮毂与具有滚动体的轨道面的部件。比如，还可为下述的第1代结构，该第1代结构主要具有作为固定圈的外圈与嵌合于具有轮毂法兰的轮毂的外周面上的内圈。也可为下述的内圈旋转型的第2代结构，该内圈旋转型的第2代结构包括作为固定圈的外圈与嵌合于具有轮毂法兰的轮毂的外周面上的内圈。在这些例子中，组合有上述轮毂和上述内圈的部分相当于权利要求中所说的“旋转圈”。还可为下述的外圈旋转型的第2代结构，该外圈旋转型的第2代结构包括作为具有轮毂法兰的轮毂的旋转圈的外圈与作为固定圈的内圈。
电动发动机还可适用家电用马达、产业用马达等。此外，电动发动机可适用于风力发电机或水力发动机的发电机。
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，这样的方式也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3表示电动发电机(马达、发电机)；
标号4表示外圈(固定圈)；
标号5表示内圈(旋转圈)；
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9表示树脂件；
标号12表示制动盘；
标号18表示定子；
标号18a表示定子磁芯；
标号18b表示定子线圈；
标号18ba表示线圈端部；
标号19表示转子；
标号24表示定子固定部；
标号25、25A、25B表示母线；
标号Lk表示接线部。

Claims (10)

1.一种马达，该马达包括定子和转子，该定子具有环状的定子磁芯和定子线圈，该定子线圈卷绕于该定子磁芯上，该转子以在半径方向而与该定子面对的方式定位；
在上述定子线圈上连接母线，在上述定子磁芯的轴向宽度内设置上述母线。
2.根据权利要求1所述的马达，其中，上述马达为外侧转子型，在该外侧转子型中，上述转子位于上述定子的半径方向外方，在上述定子磁芯的半径方向内方设置母线。
3.根据权利要求1所述的马达，其中，上述马达为内侧转子型，在该内侧转子型中，上述转子位于上述定子的半径方向内方，在上述定子磁芯的半径方向外方设置上述母线。
4.一种车辆用动力装置，其中，该车辆用动力装置包括：车轮用轴承，该车轮用轴承具有固定圈与旋转圈，该旋转圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述固定圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；权利要求1～3中任一项所述的马达，该马达安装于该车轮用轴承上，在该固定圈上安装上述定子，在上述旋转圈上安装上述转子，
在相对上述制动盘的内径的半径方向内方设置上述马达，并且在上述轮毂法兰与上述车辆的行走系统支架部件的外侧面的轴向范围设置上述马达。
5.根据权利要求4所述的车辆用动力装置，其中，上述定子磁芯经由定子固定部固定于上述固定圈上，上述母线以在轴向与该定子固定部邻接的方式设置。
6.根据权利要求5所述的车辆用动力装置，其中，上述母线以由两个上述定子固定部夹持的方式设置。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的车辆用动力装置，其中，具有大于等于已确定的值的热传导率的树脂件以与上述母线的一部分接触的方式设置，在于上述母线的安装时产生的空间内填充上述树脂件。
8.根据权利要求4所述的车辆用动力装置，其中，上述定子磁芯经由定子固定部，固定于上述固定圈上，上述母线分割为多个而设置于上述定子固定部的内部。
9.一种发电机，该发电机包括定子和转子，该定子具有环状的定子磁芯和定子线圈，该定子线圈卷绕于该定子磁芯上，该转子以在半径方向而与该定子面对的方式定位；
在上述定子线圈上连接母线，在上述定子磁芯的轴向宽度内设置上述母线。
10.一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，该车轮用轴承包括具有固定圈与旋转圈，该旋转圈具有轮毂法兰，经由滚动体而自由旋转地支承于上述固定圈上，在上述轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘；权利要求9所述的发电机，该发电机安装于该车轮用轴承上，在该固定圈上安装上述定子，在上述旋转圈上安装上述转子，
在相对上述制动盘的内径的半径方向内方设置上述发电机，并且在上述轮毂法兰与上述车辆的行走系统支架部件的外侧面的轴向范围设置上述发电机。
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