CN113396069A - 车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承装置 - Google Patents

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CN113396069A CN202080012823.XA CN202080012823A CN113396069A CN 113396069 A CN113396069 A CN 113396069A CN 202080012823 A CN202080012823 A CN 202080012823A CN 113396069 A CN113396069 A CN 113396069A
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矢田雄司
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Abstract

提供一种车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承装置，其能够通过隔离装置内部并防止水分进入装置的内部，确保内部部件的正常状态。设置作为覆盖机构的转子壳体，该覆盖机构覆盖车轮用轴承的轮毂法兰(7)的内侧的部分和电动机，以内部为隔离空间。另外，密封件(Sc)设置在上述压配合部位的周边，该密封件(Sc)防止水分从压配合在开设于轮毂法兰(7)中的螺栓孔(7a)的压配合部位而浸入的情况。在轮毂法兰(7)的内侧面中的轮毂螺栓(13)的头部(13a)所接触的部分，形成与轮毂螺栓(13)相同轴心的环状槽(7b)，在该环状槽(7b)中设置环形状的密封件(Sc)。

Description

车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承装置
相关申请
本申请要求申请日为2019年2月8日、申请号为JP特愿2019－021222号申请的优先权，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
本发明涉及安装在车辆中的车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承装置，本发明涉及能够防止水等进入装置的内部空间的技术。
背景技术
如图13所示的那样，现有的车轮用轴承例如具有作为旋转圈的内圈60、作为固定圈的外圈61、以及介于内圈60和外圈61之间的滚动体62，在内圈60的轮毂圈中压入轮毂螺栓63。制动盘和轮体通过轮毂螺栓63和螺母固定，并且制动盘和轮体围绕车轴旋转。非旋转侧的外圈61通过螺栓固定于转向节等的汽车固定部件。
近年来，随着汽车的电动化，提出了在车轮内部装入马达的车辆用动力装置(例如，专利文献1)。车辆用动力装置是支承车轮的车轮轴承和驱动和再生车轮的电动机一体化的装置，并且具有许多优点，例如，车辆的驱动辅助、减速期间的再生以及通过各轮转矩控制的姿势的稳定等。
图14为采用过去的车轮用轴承的车辆用动力装置的剖视图。中间部件58固定在转向节等的汽车固定部件64上。定子铁芯65及外圈61固定在中间部件58上。在定子铁芯65上卷绕有用于产生磁力的线圈线66。另一方面，在车轮用轴承的轮毂60a上，通过转子壳体67而安装有转子68，该转子68围绕定子铁芯65旋转。定子铁芯65和转子68之间的空气间隙通常为0.3mm～1.0mm左右。通过与该车轮用轴承一体化的电动机，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。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008－52482号公报
发明内容
发明要解决的课题
在车辆用动力装置中，在雨天行驶时等的场合，当水分浸入到装置内部的空间69中时，具有线圈线66短路，或者定子铁芯65等的金属部件生锈而发生异常的危险。因此，与通常的电动机的壳体相同，在装置内部的空间69与外部之间插入密封部件70、71、72，防止水分的浸入。
然而，在安装有传统车轮轴承(图13)的车辆用动力装置中，即使在通过密封部件70、71、72而进行密封的情况下，水分也会从车轮轴承的轮毂螺栓63的压配合位置而渗透到装置内的空间69中，从而导致线圈线66的短路、金属部件的生锈等。在不具有包含电气部件的车辆用动力装置的过去的车辆中不成为问题，但在搭载车辆用动力装置的车辆中成为新的问题。
本发明的目的在于，提供一种车辆用动力装置和带有发电机的车轮用轴承装置，其能够通过将装置的内部隔离并防止水分进入装置的内部，确保内部部件的正常状态。
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，该车轮用轴承包括固定圈和和旋转圈，该旋转圈经由滚动体而自由旋转地支承于该固定圈上，在设置于该旋转圈上的轮毂法兰上安装车辆的车轮；
电动机，该电动机包括安装于上述固定圈上的定子和安装于上述旋转圈上的转子；
该车辆用动力装置包括覆盖机构，该覆盖机构覆盖上述车轮用轴承的上述轮毂法兰的内侧的部分和上述电动机，以内部为隔离空间，密封件设置在压配合部位或该压配合部位的周边，该密封件防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，该轮毂螺栓压配合于开设在上述轮毂法兰的螺栓孔中。
按照该结构，在搭载有内燃机等的主驱动源的车辆上搭载具有电动机的车辆用动力装置的场合，能够利用电动机而进行车辆驱动时的行驶辅助以及制动时的发电所带来的能量的回收等。另外，覆盖机构覆盖车轮用轴承的轮毂法兰的内侧的部分和电动机，以内部为隔离空间。此外，由于设置有密封件，该密封件防止水分从轮毂法兰的轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，故即使在雨天等的情况下，仍可防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入隔离空间的情况。由此，能够防止定子的线圈线发生短路，能够防止定子的定子铁芯生锈。因此，能够正常地保持电动机。
还可这样形成，上述车轮用轴承的上述固定圈为外圈，上述旋转圈为内圈，上述覆盖机构固定于上述内圈的轮毂法兰上，上述覆盖机构包括圆筒状的壳体圆筒状部，该壳体圆筒状部覆盖上述轮毂法兰的内侧的部分和上述电动机，上述定子设置于上述外圈的外周上。在此场合，可通过从轮毂法兰，呈圆筒状延伸到内侧的壳体圆筒状部，覆盖车轮用轴承的大部分和电动机，以内部为隔离空间。
还可这样形成，上述覆盖机构包括固定于上述轮毂法兰的侧面的平板状且环状的壳体底部、和从该壳体底部的外周缘部向内侧延伸的上述壳体圆筒状部；
设有内侧密封部件，以密封上述壳体圆筒状部的内侧端与上述车辆的行走部分支架部件之间，并且设有外侧密封部件，以密封上述壳体底部与上述轮毂法兰的侧面之间。
在此场合，通过内侧密封部件，可简单地防止水分和异物从壳体圆筒状部的内侧端和行走部分支架部件之间浸入的情况。另外，通过外侧密封部件，能够简单地防止水分等从壳体底部与轮毂法兰的侧面之间浸入的情况。
也可这样形成，即，制动转子与车轮一起地安装在轮毂法兰上，上述电动机的直径小于上述制动转子的外周部的直径，制动转子的外周部是制动卡钳受到挤压的部分，并且上述电动机可以位于上述轮毂法兰和上述车辆的行走部分支架部件的外侧表面之间的轴向范围内。在此场合，能够确保在制动转子内设置电动机的空间，紧凑地收纳该电动机。
上述密封件也可组装于上述轮毂螺栓的头部和上述轮毂法兰的内侧端之间。在该场合，能够使用一般的轮毂螺栓而防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入隔离空间的情况。
还可这样形成，即，在上述螺栓孔的内侧部分设置有随着朝向内侧而扩径的锥形部，上述锥形部的直径朝向内侧增大，上述密封部件设置于上述轮毂螺栓的头部和上述锥形部之间。在该场合，使用一般的轮毂螺栓，不仅能够防止水分从轮毂螺栓的压配合部位浸入隔离空间的情况，而且，不需要在轮毂法兰上新加工密封用的槽的工夫，能够谋求工时的减少。
也可以这样形成，即，覆盖上述轮毂螺栓的头部的表面的带底圆筒状的密封盖安装于上述轮毂螺栓的头部，在上述密封盖的开口缘部组装有上述密封件。在此场合，无需对轮毂法兰实施特别的加工，就能够防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入隔离空间的情况。
上述密封件也可以是由橡胶材料、树脂材料或金属材料构成的环状。在该场合，作为由橡胶材料构成的环状的密封件，可以使用O形环等的市售品。
上述密封件也可以是液态的密封垫。在该场合，在将液态的密封垫施加到压配部分或压配部分的周边之后，上述密封垫硬化，从而能够提高密封性。另外，在将液态的密封垫涂敷在上述压配合部位等的场合，与将O形环等组装在上述压配合部位等相比，能够实现作业的简化。
本发明的带有发电机的车轮用轴承装置包括：
车轮用轴承，该车轮用轴承具有固定圈和旋转圈，该旋转圈经由滚动体而自由旋转地支承于该固定圈上，在设置于该旋转圈上的轮毂法兰上安装车辆的车轮；
发电机，该发电机具有：定子，该定子安装于上述固定圈上；转子，该转子安装于上述旋转圈上；
该车轮用轴承装置包括覆盖机构，该覆盖机构覆盖上述车轮用轴承的上述轮毂法兰的内侧的部分和上述发电机，以内部为隔离空间，密封件设置在压配合部位或该压配合部位的周边，该密封件防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，该轮毂螺栓压配合于开设在上述轮毂法兰的螺栓孔中。
按照该结构，在将带有发电机的车轮用轴承装置搭载于搭载有内燃机等的主驱动源的车辆的场合，能够利用发电机而进行基于制动时的发电的能量的回收等。另外，覆盖机构覆盖车轮用轴承的轮毂法兰的内侧的部分和发电机，以内部为隔离空间。此外，由于设置有密封件，该密封件防止水分从轮毂法兰的轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，故即使在雨天等的情况下，仍可防止水分从轮毂螺栓的压入部位而浸入隔离空间的情况。由此，能够防止定子的线圈线发生短路，能够防止定子的定子铁芯生锈。因此，能够正常地保持发电机。
在权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两种布置的任何组合都包括在本发明中。特别是，权利要求书的各权利要求的两个以上的任意组合也包含在本发明中。
附图说明
本发明通过参考附图的以下优选实施方式的说明，能够更清楚地理解。然而，实施方式和附图仅是为了图示和说明，而不是为了限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书来确定。在附图中，多个附图中的相同的符号表示相同或相当的部分。
图1为本发明的一个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为该车辆用动力装置的主要部分的放大剖视图；
图4为本发明的其他实施方式的车辆用动力装置的主要部分的放大剖视图；
图5为本发明的另一实施方式的车辆用动力装置的主要部分的放大剖视图；
图6为通常的轮毂螺栓的说明图；
图7A为本发明的又一实施方式的车辆用动力装置的轮毂螺栓的纵剖视图；
图7B为图7A的放大剖视图；
图8为本发明的还一实施方式的车辆用动力装置的轮毂螺栓的立体图；
图9为该轮毂螺栓等的放大剖视图；
图10为表示具有任一种车辆用动力装置的车辆用系统的构思方案的方框图；
图11为作为搭载了该车辆用系统的车辆的一个例子的电源系统图；
图12为使用了该车辆用动力装置的其他车辆用系统的构思的说明图；
图13为过去的车轮用轴承的剖视图；
图14为采用过去的车轮用轴承的车辆用动力装置的剖视图。
具体实施方式
[本实施方式的车辆用动力装置]
参照图1至图3而说明本发明的一个实施方式的车辆用动力装置。如图1所示的那样，该车辆用动力装置1具有车轮用轴承2和电动机3。
＜车轮用轴承2＞
车轮用轴承2具有作为固定圈的外圈4、多列的滚动体6、作为旋转圈的内圈5。内圈5通过双列滚动元件6而自由旋转地支承在外圈4上。在外圈4与内圈5之间的轴承空间内封入有润滑脂。内圈5包括轮毂圈5a、与该轮毂圈5a的内侧的外周面嵌合的部分内圈5b。轮毂圈5a在比外环4更向轴向外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，车轮10的轮10a、制动转子12和壳体底部11(后述)在沿轴向重合的状态，通过轮毂螺栓13而安装。在车轮10a的外周安装有未图示的轮胎。另外，在本说明书中，将在车辆用动力装置1搭载于车辆的状态下靠近车辆的车宽方向的外侧的一侧称为外侧，将靠近车辆的车宽方向的中央的一侧称为内侧。
<制动器>
图1为沿图2中的I－I线的剖视图。如图1和图2所示的那样，制动器17为具有制动转子12和制动卡钳16的盘式摩擦制动器。制动转子12具有平板状部12a和外周部12b。平板状部12a是通过壳底部11与轮毂法兰7重叠的环状且平板状的部件。外周部12b具有从平板状部12a的外周缘部而向内侧呈圆筒状延伸的圆筒状部12ba、和从该圆筒状部12ba的内侧端向外径侧呈平板状延伸的平板部12bb。
制动卡钳16具有夹持制动转子12的平板部12bb的摩擦垫(未图示)。制动卡钳16安装在车辆的作为行走部分支架部件的转向节8上。制动卡钳16可以是液压式和机械式中的任一种，另外也可以是电动马达式。
<电动机3等>
如图1所示的那样，电动机3是通过车轮10的旋转进行发电，通过供电能够旋转驱动车轮10的行驶辅助用的电动发电机。电动机3具有定子18和转子19，是转子19位于定子18的半径方向外方的外转子型。另外，转子19是经由作为覆盖单元的转子壳体15安装于轮毂法兰7的直接驱动形式。转子壳体15覆盖比车轮用轴承2的轮毂法兰7更靠内侧的部分及电动机3，将内部作为隔离空间Is。
该电动机3的定子18及转子19的全部的直径小于制动转子12的外周部12b的直径。另外，定子18及转子19的全部位于轮毂法兰7和转向节8的外侧侧面8a之间的轴向范围L1。电动机3是外转子型的IPM(Interior Permanent Magnet，内置式永磁)同步马达(或者标记为IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor，内置式永磁同步电动机))。或者也可以是SPM(Surface Permanent Magnet，表贴式永磁)同步马达。此外，电动机3可以采用开关磁阻马达(Switched reluctance motor，简称：SR马达)、感应马达(InductionMotor，简称：IM)等的各种形式。在各马达形式中，作为定子18的绕线形式，可以采用分布绕组、集中绕组的各形式。
转子壳体15为带底圆筒状，具有平板状且环状的壳体底部11、和从该壳体底部11的外周缘部而向内侧圆筒状地延伸的壳体圆筒状部25。这些壳体底部11和壳体圆筒状部25形成为一体或分体。壳体底部11夹在制动转子12的平板状部12a与轮毂法兰7之间。
壳体圆筒状部25具有圆筒状部本体25a、与该圆筒状部本体25a的内侧端相连的转子壳体端环部件26。在圆筒状部主体25a的内周面上，从外侧到内侧依次设置有小径部、中径部和大径部。转子19具有通过压配合等的方式而设置在圆筒状部主体25a的上述中径部的磁性体19a、和内置于该磁性体19a中的多个永久磁铁(在图中未示出)。通过使转子19的外侧端与圆筒状部主体25a中的将前述小径部和前述中径部连接的台阶部抵接，从而使转子19相对于转子壳体15在轴向上定位。
在圆筒状部主体25a的上述大径部及其端面上，利用在图中未示出的螺栓等而固定环状的转子壳体端环部件26。在转子壳体端环部件26与转向节8的外侧侧面8a之间形成有规定的轴向间隙。在转子壳体端环部件26中的与圆筒状部主体25a的上述大径部相对的外周面上，形成向半径方向内方凹陷的环状槽，在该环状槽中设有密封部件28。
作为密封部件28，例如，使用O形环，利用该O形环而密封转子壳体15的端部内周面与转子壳体端环部件26的接触面。该转子壳体端环形部件26兼作内置于磁性体19a中的永久磁铁的轴向的定位部件。另外，圆筒状部主体25a和转子壳体端环部件26也可以不是将多个要素结合而成的部件，而是由单一的材料通过例如机械加工等一体成形的部件。
如图1及图2所示的那样，定子18通过车轮用轴承固定部件24而安装于外圈4的外周面上。定子18具有定子铁芯18a和缠绕在定子铁芯18a的各齿周围的绕组线圈18b。绕组线圈18b与导线Wr连接。车轮用轴承固定部件24与定子铁芯18a的内周面和外侧端面接触，保持该定子铁芯18a。定子铁芯18a例如通过压配合或螺栓紧固等在旋转方向和径向方向上固定到车轮用轴承固定部件24上。
车轮用轴承固定部件24和转向节8通过螺栓20紧固。在车轮用轴承固定部件24的内侧端面与转向节8的外侧侧面8a之间夹设有单元外罩22的外罩立板部22a。在车轮用轴承固定部件24的内侧的端面，设置有将绕组线圈18b的接线从该车轮用轴承固定部件24的外径侧向内径侧通过的图示以外的连通孔。上述连通孔一般可以是通过由U相、V相、W相三条线构成的配线Wr的连通孔。在转向节8上形成有允许单元外罩22的圆筒部22b的外周面插入的贯通孔8b，在该贯通孔8b的周围形成有多个螺栓20的插通孔。
在车轮用轴承固定部件24上，沿轴向延伸的内螺纹按照圆周等间距地形成有多个。在外罩立板部22a上形成有与各阴螺纹同相位的贯通孔。各螺栓20从转向节8的内侧插通该转向节8的上述插通孔，通过防护板部22a的贯通孔，与车轮用轴承固定部件24的各内螺纹螺合。另外，车轮用轴承固定部件24和外圈4也可以为一体。
<密封结构>
如图1所示的那样，该车辆用动力装置1具有内侧密封部件Sa、外侧密封部件Sb、图3所示的密封件Sc。
＜内侧密封部件Sa＞
内侧密封部件Sa将壳体圆筒状部25的内侧端与转向节8的外侧侧面8a之间密封。该内侧密封部件Sa具有密封部件27。
在转子壳体端环部件26的内侧的内周面上形成有向半径方向外侧凹陷的环状槽，在该环状槽与外罩立板部22a的外周面之间设有密封部件27。密封部件27在上述环状槽与罩立板部22a的外周面之间例如具有相互对置的环状的密封板及弹性密封部件。
＜外侧密封部件Sb＞
外侧密封部件Sb将转子壳体15的壳体底部11与轮毂法兰7的外侧端之间密封。在壳体底部11的内侧表面中的内径侧的部分上形成有沿轴向凹陷的环状槽。在该环状槽中，作为外侧密封部件Sb，设置比如O形环，通过该O形环，将壳体底部11的内侧侧面和轮毂法兰7的外侧侧面的接触面密封。
＜密封件Sc＞
密封件Sc防止水分从轮毂螺栓13的压配合部位而浸入的情况。在轮毂法兰7上，按照圆周等间距地设置有多个螺栓孔7a，在各螺栓孔7a中，从内侧分别压配合轮毂螺栓13。在轮毂螺栓13的外周面的作为压配合螺栓孔7a的部位的基端侧部分，为了防止该轮毂螺栓13旋转而设有锯齿29，在轮毂法兰7的螺栓孔7a设有与上述锯齿29啮合的被啮合部7aa。
在轮毂法兰7的内侧侧面中的轮毂螺栓13的头部13a所接触的部分(比如，压配合部位的周边)，形成与上述轮毂螺栓13同轴的环状槽7b，在该环状槽7b中，设置环状的密封件Sc。作为该密封件Sc，例如，应用由橡胶材料构成的O形环。因此，通过将螺母23与轮毂螺栓13的外螺纹部螺合，密封件Sc压靠于轮毂螺栓13的头部13a上，在环状槽7b的内部产生弹性变形，将轮毂法兰7的内侧侧面与轮毂螺栓13的头部13a之间的接触面密封。密封件Sc可以由树脂材料或金属材料制成。其余密封件Sc可以是填充在环形槽7b中的液态的密封垫。
<旋转检测器等>
在车辆用动力装置1中设置有旋转检测器31。旋转检测器31位于定子18的中空内部。为了控制行驶辅助用的电动机3的旋转，该旋转检测器31检测内圈5相对于外圈4的旋转角度或旋转速度。旋转检测器31包括安装于被检测部保持部件32等上的被检测部31a，以及安装于车轮用轴承固定部件24的内周面上以检测上述被检测部31a的传感部31b。作为该旋转检测部31，例如可应用旋转变压器(resolver)。作为旋转检测单元31，不限于旋转变压器，例如，可以采用编码器、脉冲发生环或霍尔传感器等的形式。
如图1及图2所示的那样，在单元外罩22的圆筒部22b的内侧端安装有覆盖该内侧端的连接器外罩33。电动机3的配线Wr通过所谓的面板安装型的功率线用连接器34而支承在该连接器外罩33上。在连接器盖33上还支承有面板安装型的传感器连接器Cn。
＜作用效果＞
根据以上说明的车辆用动力装置1，在于搭载有内燃机等主驱动源的车辆上搭载具有电动机3的车辆用动力装置1的场合，能够通过电动机3而进行车辆驱动时的行驶辅助以及制动时的发电所带来的能量的回收等。另外，作为覆盖机构的转子壳体15覆盖车轮用轴承2的轮毂法兰7的内侧的部分和电动机3，以内部为隔离空间Is。另外，由于设置有防止水分从轮毂法兰7的轮毂螺栓13的压配合部位浸入的密封件Sc，故即使在雨天等的情况下，仍可防止水分从轮毂螺栓13的压配合部位而浸入隔离空间Is的情况。由此，能够防止定子18的线圈线18b短路，能够防止定子铁芯18a生锈。因此，能够正常地保持电动机3。
由于设置有密封壳体圆筒状部25的内侧端和转向节8之间的内侧密封部件Sa，故可简单地防止水分和异物从壳体圆筒状部25的内侧端和转向节8之间浸入的情况。另外，由于设置有将壳体底部11与轮毂法兰7的外侧端之间密封的外侧密封部件Sb，故可简单地防止水分等从壳体底部11与轮毂法兰7的外侧端之间而浸入的情况。
电动机3的直径小于制动转子12的外周部12b，并且，电动机3位于轮毂法兰7和转向节8的外侧面8a之间的轴向范围L1，因此，能够在制动转子12内确保设置电动机3的空间，从而能够紧凑地收纳该电动机3。
[其他实施方式]
接着，对其他实施方式进行说明。在以下的说明中，对与各实施方式中先说明的事项对应的部分标注相同的标号，省略重复的说明。在仅说明结构的一部分的情况下，只要没有特别记载，结构的其他部分与先前说明的方式相同。由相同的结构起到相同的作用效果。不仅是在各实施方式中具体说明的部分的组合，只要对组合没有特别的障碍，也可以将实施方式彼此部分地组合。
如图4所示的那样，也可以采用在螺栓孔7a的内侧部分设置有随着朝向内侧而扩径的锥形部Tp，密封件Sc组装在轮毂螺栓13的头部13a与锥形部Tp之间的结构。但是，在轮毂螺栓13的面对锥形部Tp的外周面部分未设置有锯齿，仅在螺栓孔7a中的与没有锥形部Tp的压配合部位相对应的轮毂螺栓13的外周面部分设置有锯齿29。在此场合，使用一般的轮毂螺栓13，不仅能够防止水分从轮毂螺栓13的压配合部位而浸入隔离空间Is的情况，而且，不需要在轮毂法兰7上新加工密封用的槽的工夫，能够谋求工时的减少。
如图5所示的那样，覆盖轮毂螺栓13的头部13a表面的有底圆筒状的密封盖Cp，通过压配合嵌合等安装在轮毂螺栓13的头部13a上，密封盖Cp的开口缘部(例如，压配合部位的周边)上组装有密封件Sc。根据该结构，不需要对轮毂法兰7实施特别的加工，就能够防止水分从轮毂螺栓13的压入部位而浸入隔离空间Is的情况。
如图6所示的那样，在通常的轮毂螺栓13的外周面的基端侧部分，设置有防止轮毂螺栓13相对轮毂法兰7(图1)旋转的锯齿部29。设置有该锯齿29的轮毂螺栓13的基端侧部分压配合轮毂法兰7(图1)的螺栓孔7a(图3)中。
图7A为其他实施方式的轮毂螺栓的纵剖视图，图7B为沿图7A中的VII(b)－VII(b)线的放大剖视图。如图7A、图7B和图8所示的那样，也可以在细齿29的纵槽部和外径部填充作为液态的密封垫的密封件Sc来进行密封。在该场合，在填充液态的密封垫Sc之后，密封垫硬化，从而提高密封性。此外，当液态的密封垫填充到锯齿29中时，与O形环等结合到环形槽中的情况相比，可以减少加工步骤的数量，并且简化操作。
在图8和图9中，在轮毂螺栓13的外周面中的与锯齿29相邻的基端部分，设置有没有锯齿29的大径部13b。该大径部13b的直径大于锯齿29的外径部。在轮毂法兰7的螺栓孔7a的内侧部分，形成插入轮毂螺栓13的上述大直径部13b的大直径孔。在轮毂法兰7的上述大直径孔和轮毂螺栓13的大直径部13b之间的环状间隙中插入密封件Sc，进行密封。
<车辆用系统>
图10为表示使用了任一种车辆用动力装置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在具有与主驱动源以非机械方式连结的从动轮10B的车辆30中，搭载于从动轮10B上。车辆用动力装置1中的车轮用轴承2(图1)是支承从动轮10B的轴承。
主驱动源35是诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃机、电动发电机(电动机)或组合这些装置的混合动力驱动源。上述“电动发电机”称为能够通过旋转赋予进行发电的电动马达。在图示的例子中，车辆30是前轮为驱动轮10A、后轮为从动轮10B的前轮驱动车，是主驱动源35具有内燃机35a和驱动轮侧的电动发电机35b的高速公路车(以下，有时称为“HEV”)。
具体来说，驱动轮侧的电动发电机35b是以48V等中电压驱动的轻度混合(MildHybrid)形式。混合动力大致分为牵引混合动力和轻度混合动力，轻度混合动力是指主要驱动源为内燃机，在起动时或加速时等的场合主要通过电动机进行行驶的辅助的形式，在EV(电动汽车)模式下，即使暂时进行通常的行驶也不能长时间进行，从而与牵引混合动力相区别。该图的例子的内燃机35a经由离合器36和减速器37与驱动轮10A的驱动轴连接，在减速器37上连接有驱动轮侧的电动发电机35b。
该车辆用系统具有：进行从动轮10B的旋转驱动的行驶辅助用的电动发电机即电动机3、进行该电动机3的控制的各自控制机构39、设置于上位ECU 40并输出使上述各自控制机构39进行驱动及再生的控制的指令的各自电动发电机指令机构45。电动机3与蓄电机构连接。该蓄电机构可以使用电池(蓄电池)或电容器、电容器等，其形式或向车辆30的搭载位置没有限制，在本实施方式中，设为搭载于车辆30的低电压电池50和中电压电池49中的中电压电池49。
从动轮用的电动机3是不使用变速器的直接驱动电动机。电动机3通过供给电力而作为电动机发挥作用，另外也作为将车辆30的动能转换为电力的发电机而发挥作用。电动机3由于在轮毂轮5a(图1)上安装有转子19(图1)，所以如果对电动机3施加电流，则内圈5(图1)旋转驱动，相反在电力再生时通过负载感应电压而得到再生电力。
<车辆30的控制系统>
上位ECU 40是进行车辆30的综合控制的机构，具有转矩指令生成机构43。该转矩指令生成机构43根据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分别输入的操作量的信号，生成转矩指令。该车辆30，作为主驱动源35具有内燃机35a和驱动轮侧的电动发电机35b，另外具有分别驱动两个从动轮10B、10B的两个电动机3、3，因此在上位ECU 40设置有根据各驱动源35a、35b、3、3所确定的规则来分配上述转矩指令的转矩指令分配机构44。
对内燃机35a的转矩指令传递到内燃机控制机构47，用于内燃机控制机构47的阀开度控制等。对驱动轮侧的发电电动机35b的转矩指令传递到驱动轮侧电动发电机控制机构48而执行。对于从动轮侧的电动机3、3的转矩指令传递到各自控制机构39、39。将上述转矩指令分配机构44中向各自控制机构39、39输出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还具有如下功能：对于制动操作机构57的操作量的信号，将成为电动机3通过再生制动来分担制动的制动力的指令的转矩指令提供给各自控制机构39。
各自控制机构39是逆变装置，具有将中电压电池49的直流电力转换为三相的交流电压的逆变器41、和根据上述转矩指令等通过PWM控制等控制逆变器41的输出的控制部42。逆变器41具有由半导体开关元件等构成的桥式电路(在图中未示出)、以及将电动机3的再生电力充电至中电压电池49的充电电路(未图示)。另外，独立控制机构39相对两个电动机3、3而独立地设置，但也可以是收纳在一个壳体体内，由两个独立控制机构39、39共有控制部42的结构。
图11是作为搭载了图10所示的车辆用系统的车辆的一个例子的电源系统图。在该图的例子中，作为电池而设置有低电压电池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。电动机3有两个，但作为代表图示为一个。图10的驱动轮侧的电动发电机35b在图11中的图示省略，但与从动轮侧的电动机3并联地连接中电力系统。低电压负载52连接到低电压系统，并且中电压负载53连接到中电压系统。低电压负载52和中电压负载53分别有多个，但作为代表用一个来表示。
低电压电池50是作为控制系统等的电源而一般使用于各种汽车的电池，例如，设为12V或24V。作为低电压负载52，有内燃机35a的起动电机、灯具类、上位ECU 40以及其他ECU(在图中未示出)等的基本部件。也可以将低电压电池50称为电装辅助装置类用辅助电池，将中电压电池49称为电动系统用辅助电池等。
中电压电池49的电压比低电压电池50高，并且比用于混合动力车等的高压电池(100V以上，例如，200～400V左右)低，并且是在作业时触电对人体造成的影响不会成为问题的程度的电压，优选近年来用于轻度混合动力的48V电池。48V蓄电池等的中电压蓄电池49能够比较容易地搭载于搭载有现有的内燃机的车辆，作为轻度混合动力，通过基于电力的动力辅助、再生，能够降低燃料消耗率。
上述48V系统的中电压负载53是上述附件部件，是作为上述驱动轮侧的电动机3的动力辅助马达、电动泵、电动动力转向装置、机械增压器以及空气压缩机等。通过由48V系统构成附件的负载，虽然与高电压(100V以上的混合动力车等)相比动力辅助的输出变低，但可以降低对乘员或维护作业者的触电的危险性。由于能够使电线的绝缘覆盖膜变薄，因此能够减少电线的重量、体积。另外，由于能够以小于12V的电流量而输入输出大的电量，所以能够减小电动机或发电机的体积。由此，有助于车辆的燃料消耗率降低效果。
该车辆用系统适用于这样的温和混合动力车的附件部件，作为动力辅助及电力再生部件而适用。另外，相对过去而轻度的混合动力车中，采用CMG(Crankshaft Motordriven Generator：曲轴电动机驱动发电机)、GMG(Gearbox Motor driven Generator：齿轮壳体电动机驱动发电机)、皮带驱动式起动电动机(均在图中未示出)等，但它们均对内燃机或动力装置进行动力辅助或再生，因此受到传递装置和减速机等的效率的影响。
与此相对，本实施方式的车辆用系统搭载于从动轮10B上，因此与内燃机35a以及电动马达(未图示)等的主驱动源断开，在电力再生时能够直接利用车身的动能。另外，在搭载CMG、GMG、带驱动式起动电动机等时，需要从车辆30的设计阶段考虑而装入，难以进行后安装，但收纳于从动轮10B内的该车辆用系统的电动机3即使是完整车也能够以与部件更换同等的工时进行安装，对于仅具有内燃机35a的完整车也能够构成48V的系统。在搭载了该实施方式的车辆用系统的车辆上，也可以如图10的例子那样搭载其他辅助驱动用的电动发电机35b。此时，能够增加对车辆30的动力辅助量和再生电量，进一步有助于降低燃料消耗率。
图12表示将任意的实施方式的车辆用动力装置1分别应用于作为前轮的驱动轮10A及作为后轮的从动轮10B的例子。驱动轮10A由内燃机构成的主驱动源35经由离合器36和减速器37驱动。在该前轮驱动车中，在各驱动轮10A和从动轮10B的支承和辅助驱动部中设置有车辆用动力装置1。象这样，车辆用动力装置1不仅能够应用于从动轮10B，还能够应用于驱动轮10A。
图10所示的车辆系统具有进行发电的功能，但也可以是不进行基于供电的旋转驱动的系统。在该车辆用系统中，搭载有具有不兼用作马达的发电机3和车轮用轴承2的带有发电机的车轮用轴承装置。该带有发电机的车轮用轴承装置具有与上述实施方式中的任一个的车辆用动力装置相同的构造，除了电动机之外。
在该场合，通过将发电机3发电而产生的再生电力蓄积于中电压蓄电池49中，能够产生制动力。通过与机械式的制动操作机构57并用或分开使用，也能够提高制动性能。在象这样限定为进行发电的功能的场合，单独控制机构39可以不是逆变装置，而是作为AC/DC转换装置(在图中未示出)而构成。上述AC/DC转换装置具有通过将三相交流电压转换为直流电压，将发电机3的再生电力充电到中电压蓄电池49的功能，与逆变器相比，控制方法容易，能够实现小型化。
本申请的车辆用动力装置1作为旋转圈具有嵌合有一个部分内圈的轮毂圈，由作为固定圈的外圈、轮毂圈及部分内圈的嵌合体构成，但不限定于此。
将具有轮毂法兰的轮毂和具有滚动体的轨道面的部件组合而成的构造体构成权利要求中所述的旋转圈。例如，也可以是具有主要作为固定圈的外圈和嵌合在具有轮毂法兰的轮毂的外周面上的内圈的第1代结构。也可以是具有作为固定圈的外圈和嵌合在具有轮毂法兰的轮毂的外周面上的内圈旋转式的第2代结构。在这些例子中，上述轮毂和上述内圈组合而成的部件相当于权利要求中所述的“旋转圈”。也可以是具有作为具有轮毂法兰的旋转圈的外圈和作为固定圈的内圈的外圈旋转式的第2代结构。
也可形成壳体底部11固定于轮毂法兰7的内侧面上，外侧密封部件Sb对壳体底部11和轮毂法兰7的内侧面之间进行密封的结构。也可以是作为覆盖机构的转子壳体15固定在轮毂法兰7的外周面上，省略壳体底部的结构。
如上所述，参照附图而说明了优选的实施方式，但在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种追加、变更、删除。因此，这样的结构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表示电动机(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(行走部分支架部件)；
标号11表示壳体底部；
标号12表示制动转子；
标号12b表示外周部；
标号13表示轮毂螺栓；
标号13a表示头部；
标号15表示转子壳体(覆盖机构)；
标号16表示制动卡钳；
标号18表示定子；
标号19表示转子；
标号25表示壳体圆筒状部；
符号Cp表示密封盖；
符号Sa表示内侧密封部件；
符号Sb表示外侧密封部件；
符号Sc表示密封件；
符号Tp表示锥形部。

Claims (10)

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，该车轮用轴承包括固定圈和旋转圈，该旋转圈经由滚动体而自由旋转地支承于该固定圈上，在设置于该旋转圈上的轮毂法兰上安装车辆的车轮；
电动机，该电动机包括安装于上述固定圈上的定子和安装于上述旋转圈上的转子，
该车辆用动力装置包括覆盖机构，该覆盖机构覆盖上述车轮用轴承的上述轮毂法兰的内侧的部分和上述电动机，以内部为隔离空间，密封件设置在压配合部位或该压配合部位的周边，该密封件防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，该轮毂螺栓压配合于开设在上述轮毂法兰中的螺栓孔中。
2.根据权利要求1所述的车辆用动力装置，其中，上述车轮用轴承的上述固定圈为外圈，上述旋转圈为内圈，上述覆盖机构固定于上述内圈的轮毂法兰上，上述覆盖机构包括圆筒状的壳体圆筒状部，该壳体圆筒状部覆盖上述轮毂法兰的内侧的部分和上述电动机，上述定子设置于上述外圈的外周上。
3.根据权利要求2所述的车辆用动力装置，其中，上述覆盖机构包括固定于上述轮毂法兰的侧面的平板状且环状的壳体底部、和从该壳体底部的外周缘部向内侧而延伸的上述壳体圆筒状部；
设有内侧密封部件，该内侧密封部件密封上述壳体圆筒状部的内侧端与上述车辆的行走部分支架部件之间，并且设有外侧密封部件，该外侧密封部件密封上述壳体底部与上述轮毂法兰的侧面之间。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用动力装置，其中，在上述轮毂法兰上，与上述车轮一起地安装有制动转子，上述电动机的直径比上述制动转子中的构成按压制动卡钳的部分的外周部小，并且，上述电动机位于所述轮毂法兰和上述车辆中的行走支架部件的外侧表面之间的轴向范围内。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用动力装置，其中，上述密封件组装于上述轮毂螺栓的头部和上述轮毂法兰的内侧端之间。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用动力装置，其中，上述螺栓孔的内侧部分设置有锥形部，上述锥形部的直径朝向内侧增大，并且上述密封件设置在上述轮毂螺栓的头部与上述锥形部之间。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用动力装置，其中，覆盖上述轮毂螺栓的头部的表面的有底圆筒状的密封盖安装于上述轮毂螺栓的头部，在上述密封盖的开口缘部组装有上述密封件。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆用动力装置，其中，上述密封件是由橡胶材料、树脂材料或金属材料构成的环状。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆用动力装置，其中，上述密封件是液态的密封垫。
10.一种带有发电机的车轮用轴承装置，该带有发电机的车轮用轴承装置包括：
车轮用轴承，该车轮用轴承具有固定圈和旋转圈，该旋转圈经由滚动体而自由旋转地支承于该固定圈上，在设置于该旋转圈上的轮毂法兰上安装车辆的车轮；
发电机，该发电机具有定子，该定子安装于上述固定圈上；转子，该转子安装于上述旋转圈上；
该车轮用轴承装置包括覆盖机构，该覆盖机构覆盖上述车轮用轴承的上述轮毂法兰的内侧的部分和上述发电机，以内部为隔离空间，密封件设置在压配合部位或该压配合部位的周边，该密封件防止水分从轮毂螺栓的压配合部位而浸入的情况，该轮毂螺栓压配合于开设在上述轮毂法兰的螺栓孔中。
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