JP2019018839A - Power device for vehicle and wheel bearing device with generator - Google Patents
Power device for vehicle and wheel bearing device with generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019018839A JP2019018839A JP2018097102A JP2018097102A JP2019018839A JP 2019018839 A JP2019018839 A JP 2019018839A JP 2018097102 A JP2018097102 A JP 2018097102A JP 2018097102 A JP2018097102 A JP 2018097102A JP 2019018839 A JP2019018839 A JP 2019018839A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- generator
- vehicle
- motor
- electric motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 79
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 abstract description 9
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
この発明は、前輪駆動または後輪駆動などの車両において、モータ、内燃機関、またはこれらを組合せたハイブリッド形式の主駆動源とは別に設けられて、車両性能を向上させる車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置に関する。 The present invention provides a vehicle power device and a generator that are provided separately from a motor, an internal combustion engine, or a hybrid type main drive source that combines these in a vehicle such as front wheel drive or rear wheel drive to improve vehicle performance. The present invention relates to a bearing device for an attached wheel.
車輪用回転電動機の取付構造が提案されている(例えば、特許文献1)。
この取付構造では、車輪と一体的に回転するホイールハブと、このホイールハブを回転可能に支持する軸受と、この軸受のフランジ部を車輪側の部分に当接させて支持する軸受支持部材と、車体と車輪との間に取り付けられて前記軸受支持部材を支持する懸架装置とを備えている。回転電動機はフランジ部を備え、軸受と回転電動機とを一体に成形して車輪用回転電動機のフランジ部を共通化し、懸架部分を大きく改造することなく車体に取り付けられる。
A mounting structure for a wheel rotating motor has been proposed (for example, Patent Document 1).
In this mounting structure, a wheel hub that rotates integrally with the wheel, a bearing that rotatably supports the wheel hub, a bearing support member that supports the flange portion of the bearing in contact with the wheel side portion, and A suspension device attached between the vehicle body and the wheel and supporting the bearing support member. The rotary motor includes a flange portion, and the bearing and the rotary motor are integrally formed to share the flange portion of the wheel rotary motor, so that the rotary motor can be attached to the vehicle body without greatly modifying the suspension portion.
特許文献1に記載された構成では、車軸の軸方向にモータが突き出ており、車体取付部(ナックル部)の構造を変更する必要がある。また、モータトルクを向上させるために、モータ躯体の径方向寸法を大きくすると、モータ躯体が周辺の懸架装置と干渉するため、減速機を組み込むことが一般的である。
In the configuration described in
そこで、本件出願人は、モータをブレーキロータ内に組み込み、モータの径方向寸法を確保し、取り付け部を大きく改造することなく、且つ、減速機を用いないダイレクトドライブシステムを提案している(特願2016−184295)。 Therefore, the present applicant has proposed a direct drive system in which the motor is incorporated in the brake rotor, the radial dimension of the motor is ensured, the mounting portion is not greatly modified, and a speed reducer is not used. Application 2006-184295).
しかし、モータを稼働させると、鉄損および銅損によりモータが発熱すると共に、車両の制動時には、ブレーキロータとブレーキパッドの摩擦熱により、モータ周囲にも発熱源が存在する。ブレーキロータ内部にモータを組み込んだ構成では、放熱する手段が無く、モータの温度上昇によりコイル等の絶縁性能の劣化が早まりモータの異常の原因となる。磁石の熱減磁によるモータ性能の低下、およびコイルの減磁等を防ぐために、駆動の電流量を低下させる等の制限を行う必要があることから、モータ性能を十分に発揮できない。また、車軸用軸受も長時間高温に曝されることにより、潤滑剤の劣化および金属材料の強度の低下等を招く。 However, when the motor is operated, the motor generates heat due to iron loss and copper loss, and when the vehicle is braked, there is a heat source around the motor due to frictional heat between the brake rotor and the brake pad. In the configuration in which the motor is incorporated in the brake rotor, there is no means for dissipating heat, and the deterioration of the insulation performance of the coil and the like is accelerated due to the temperature rise of the motor, which causes the motor to malfunction. In order to prevent the motor performance from being deteriorated due to the thermal demagnetization of the magnet, the demagnetization of the coil, etc., it is necessary to limit the amount of drive current, etc., so that the motor performance cannot be fully exhibited. Further, the axle bearing is also exposed to a high temperature for a long time, thereby causing deterioration of the lubricant and reduction of the strength of the metal material.
この発明の目的は、ブレーキロータ内に構成された電動機または発電機の熱を効率的に放出することで、電動機または発電機の異常等を防ぐと共に、ブレーキ性能の低下、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置を提供することである。 An object of the present invention is to efficiently release the heat of an electric motor or a generator configured in a brake rotor, thereby preventing an abnormality of the electric motor or the generator, reducing brake performance, and reducing the lubricant in the bearing. It is an object of the present invention to provide a vehicular power unit and a generator-equipped wheel bearing device that can prevent deterioration and a decrease in strength of a bearing material, respectively.
この発明の発電機付き車輪用軸受装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、 前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたロータを有する発電機と、を備えた発電機付き車輪用軸受装置において、
前記ブレーキロータの一部が、前記発電機の半径方向外方に位置し、
前記ブレーキロータの内周面と前記発電機の外周面とのいずれか一方または両方に、複数の凹凸部を備える。
The wheel bearing device with a generator according to the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element so that a wheel and a brake rotor of a vehicle are attached to the hub flange. In a wheel bearing device with a generator, comprising: a wheel bearing having a wheel; a generator attached to a stator attached to the fixed wheel; and a rotor attached to the rotating wheel;
A portion of the brake rotor is located radially outward of the generator;
A plurality of uneven portions are provided on one or both of the inner peripheral surface of the brake rotor and the outer peripheral surface of the generator.
この構成によると、発電機のロータが、車輪用軸受の回転輪に取付けられたダイレクトドライブ形式であるため、発電機の構成が簡易で省スペースで済み、車両重量の増加も抑えられる。特に、発電機の全体がブレーキロータの前記外周部よりも小径であり、且つ、発電機におけるハブフランジへの取付部を除く全体が、車輪用軸受のインボード側の車体取り付け面と、ハブフランジとの間の軸方向範囲に位置する。このため、ブレーキロータに摩擦パッドを押し付けるブレーキキャリパが発電機と干渉せず、発電機の設置によってブレーキの設置が妨げられることもない。 According to this configuration, since the rotor of the generator is a direct drive type attached to the rotating wheel of the wheel bearing, the configuration of the generator is simple and space-saving, and an increase in vehicle weight is also suppressed. In particular, the generator as a whole is smaller in diameter than the outer peripheral portion of the brake rotor, and the entire generator except for the attachment portion to the hub flange in the generator is composed of a vehicle body mounting surface on the inboard side of the wheel bearing and the hub flange. Located in the axial range between. For this reason, the brake caliper that presses the friction pad against the brake rotor does not interfere with the generator, and the installation of the brake is not hindered by the installation of the generator.
またブレーキロータの内周面と発電機の外周面とのいずれか一方または両方に、発電機を冷却する凹凸部を備える。この凹凸部により、発熱源であるブレーキロータまたは発電機の表面積を増加させたうえで、回転輪の回転により空気の流れを生み出し、ブレーキロータまたは発電機の表面の熱交換を生じ易くする。したがって、発電機の昇温に起因する異常を防ぐことができる。また、ブレーキロータ内で発生した熱が、前記空気の流れによりブレーキロータ外に放出される。ブレーキの動作温度を下げることで、ブレーキ性能を維持することができる。また、車輪用軸受は長時間高温に曝されることを未然に防ぐことができるため、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる。 Moreover, the uneven | corrugated | grooved part which cools a generator is provided in any one or both of the internal peripheral surface of a brake rotor, and the outer peripheral surface of a generator. This uneven portion increases the surface area of the brake rotor or generator, which is a heat source, and generates an air flow by the rotation of the rotating wheel, facilitating heat exchange on the surface of the brake rotor or generator. Therefore, it is possible to prevent an abnormality caused by the temperature rise of the generator. Further, heat generated in the brake rotor is released to the outside of the brake rotor by the air flow. Brake performance can be maintained by lowering the operating temperature of the brake. In addition, since the wheel bearing can be prevented from being exposed to a high temperature for a long time, the deterioration of the lubricant in the bearing and the decrease in the strength of the bearing material can be prevented.
前記発電機は、前記ステータが前記車輪用軸受の外周に位置し、前記ロータが前記ステータの半径方向外方に位置するアウターロータモータであり、モーメント発生位置が外径側となり、インナーロータ形に比べて発電効率がよい。前記凹凸部は、前記ブレーキロータの内周面と前記ロータの外周面とのいずれか一方または両方に設けられていてもよい。特に、ロータの外周面に凹凸部を設ける場合、インナーロータ形よりアウターロータ形の方が空気の循環が行い易い構造となる。 The generator is an outer rotor motor in which the stator is positioned on the outer periphery of the wheel bearing, and the rotor is positioned radially outward of the stator. Compared with power generation efficiency. The uneven portion may be provided on one or both of the inner peripheral surface of the brake rotor and the outer peripheral surface of the rotor. In particular, when an uneven portion is provided on the outer peripheral surface of the rotor, the outer rotor type has a structure in which air circulation is easier than the inner rotor type.
前記ブレーキロータに通気口が設けられていてもよい。この場合、ブレーキロータ内の空気が循環し易くなる。つまりブレーキロータ内で発生した熱が、凹凸部による空気の流れにより、通気口を通してブレーキロータ外に放出される。 A vent hole may be provided in the brake rotor. In this case, the air in the brake rotor is easily circulated. That is, the heat generated in the brake rotor is released to the outside of the brake rotor through the vents due to the air flow caused by the uneven portions.
前記凹凸部がフィン形状から成るものであってもよい。この場合、空気を攪拌し、空気の流れを強く生じさせることができるため、冷却効果を高めることができる。前記凹凸部が軸流式のフィン形状から成る場合、空気を連続的に圧縮することで、冷却効果をさらに高めることができる。 The uneven portion may have a fin shape. In this case, since air can be stirred and the flow of air can be generated strongly, the cooling effect can be enhanced. In the case where the concavo-convex portion has an axial flow fin shape, the cooling effect can be further enhanced by continuously compressing air.
前記車輪用軸受が、前記車両の主駆動源と機械的に非連結である従動輪を支持する軸受であってもよい。この場合、発電機が簡易で省スペースで済む構成であるため、一般的な車輪用軸受およびブレーキの構成を大きく変えることなく、この発電機を従動輪に簡単に設置することができる。 The wheel bearing may be a bearing that supports a driven wheel that is mechanically disconnected from the main drive source of the vehicle. In this case, since the generator has a simple and space-saving configuration, the generator can be easily installed on the driven wheel without greatly changing the configuration of a general wheel bearing and brake.
前記発電機は、給電されることによって前記従動輪を回転駆動可能な走行補助用の電動発電機であってもよい。この場合、車両の走行状態等に併せて電動発電機を駆動させることで、主駆動源を効率が良くなる回転数・トルクとなるように駆動でき、車両の走行性能を向上させることができる。 The generator may be a travel assist motor generator capable of rotationally driving the driven wheel by being supplied with power. In this case, by driving the motor generator in accordance with the running state of the vehicle, etc., the main drive source can be driven so as to have a rotational speed and torque with improved efficiency, and the running performance of the vehicle can be improved.
前記発電機は、給電されることによって前記車輪を回転駆動可能な電動発電機であってもよい。この場合、車両の走行状態等に併せて電動発電機を駆動させることで、車両の走行性能を向上させることができる。例えば、従動輪および駆動輪をそれぞれ電動発電機で駆動することで、車両の走行性能をさらに向上することができる。 The generator may be a motor generator capable of rotationally driving the wheel by being supplied with power. In this case, the driving performance of the vehicle can be improved by driving the motor generator in accordance with the driving state of the vehicle. For example, the driving performance of the vehicle can be further improved by driving the driven wheel and the driving wheel with a motor generator, respectively.
この発明の車両用動力装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、
前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたモータロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置において、
前記ブレーキロータの一部が、前記電動機の半径方向外方に位置し、
前記ブレーキロータの内周面と前記電動機の外周面とのいずれか一方または両方に、複数の凹凸部を備える。
The vehicle power device of the present invention has a fixed wheel and a hub wheel, and a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and on which the vehicle wheel and a brake rotor are attached. Wheel bearings;
In a vehicle power device comprising: a stator attached to the fixed wheel; and an electric motor having a motor rotor attached to the rotating wheel.
A portion of the brake rotor is located radially outward of the electric motor;
A plurality of uneven portions are provided on one or both of the inner peripheral surface of the brake rotor and the outer peripheral surface of the electric motor.
この構成によると、車両の走行状態等に併せて電動機を駆動させることで、主駆動源を効率が良くなる回転数・トルクとなるように駆動でき、車両の走行性能を向上させることができる。またモータロータが、車輪用軸受の回転輪に取付けられたダイレクトドライブ形式であるため、電動機の構成が簡易で省スペースで済み、車両重量の増加も抑えられる。特に、電動機の全体がブレーキロータの前記外周部よりも小径であり、且つ、電動機におけるハブフランジへの取付部を除く全体が、車輪用軸受のインボード側の車体取り付け面と、ハブフランジとの間の軸方向範囲に位置する。このため、ブレーキロータに摩擦パッドを押し付けるブレーキキャリパが電動機と干渉せず、電動機の設置によってブレーキの設置が妨げられることもない。
またブレーキロータの内周面と電動機の外周面とのいずれか一方または両方に、電動機を冷却する凹凸部を備える。この凹凸部により、発熱源であるブレーキロータまたは電動機の表面積を増加させたうえで、回転輪の回転により空気の流れを生み出し、ブレーキロータまたは電動機の表面の熱交換を生じ易くする。したがって、電動機の昇温に起因する異常を防ぐことができる。また、ブレーキロータ内で発生した熱が、前記空気の流れによりブレーキロータ外に放出される。ブレーキの動作温度を下げることで、ブレーキ性能を維持することができる。また、車輪用軸受は長時間高温に曝されることを未然に防ぐことができるため、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる。
According to this configuration, by driving the electric motor in accordance with the traveling state of the vehicle and the like, the main drive source can be driven at the rotation speed and torque that improve the efficiency, and the traveling performance of the vehicle can be improved. Further, since the motor rotor is a direct drive type attached to the rotating wheel of the wheel bearing, the configuration of the electric motor is simple and space-saving, and an increase in vehicle weight can be suppressed. In particular, the entire motor has a smaller diameter than the outer peripheral portion of the brake rotor, and the entire motor except for the mounting portion to the hub flange in the motor is a vehicle body mounting surface on the inboard side of the wheel bearing, and the hub flange. Located in the axial range between. For this reason, the brake caliper that presses the friction pad against the brake rotor does not interfere with the electric motor, and the installation of the brake is not hindered by the installation of the electric motor.
Moreover, the uneven | corrugated | grooved part which cools an electric motor is provided in any one or both of the internal peripheral surface of a brake rotor, and the outer peripheral surface of an electric motor. The uneven portion increases the surface area of the brake rotor or electric motor, which is a heat generation source, and generates an air flow by the rotation of the rotating wheel, thereby facilitating heat exchange on the surface of the brake rotor or electric motor. Therefore, it is possible to prevent an abnormality caused by the temperature rise of the electric motor. Further, heat generated in the brake rotor is released to the outside of the brake rotor by the air flow. Brake performance can be maintained by lowering the operating temperature of the brake. In addition, since the wheel bearing can be prevented from being exposed to a high temperature for a long time, the deterioration of the lubricant in the bearing and the decrease in the strength of the bearing material can be prevented.
この発明の発電機付き車輪用軸受装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたロータを有する発電機と、を備えた発電機付き車輪用軸受装置において、前記ブレーキロータの一部が、前記発電機の半径方向外方に位置し、前記ブレーキロータの内周面と前記発電機の外周面とのいずれか一方または両方に、前記発電機を冷却する凹凸部を備える。このため、ブレーキロータ内に構成された発電機の熱を効率的に放出することで、発電機の異常等を防ぐと共に、ブレーキ性能の低下、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる。 The wheel bearing device with a generator according to the present invention has a fixed wheel and a hub flange, and is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element so that a wheel and a brake rotor of a vehicle are attached to the hub flange. A wheel bearing device with a generator, comprising: a wheel bearing having a wheel; a stator attached to the fixed wheel; and a generator having a rotor attached to the rotating wheel; part of the brake rotor However, it is located radially outward of the generator, and includes an uneven portion for cooling the generator on one or both of the inner peripheral surface of the brake rotor and the outer peripheral surface of the generator. For this reason, by efficiently releasing the heat of the generator configured in the brake rotor, the abnormality of the generator is prevented, the brake performance is deteriorated, the lubricant in the bearing is deteriorated, and the strength of the bearing material Each drop can be prevented.
この発明の車両用動力装置は、固定輪、およびハブフランジを有し前記固定輪に転動体を介して回転自在に支持されて前記ハブフランジに車両の車輪およびブレーキロータが取付けられる回転輪を有する車輪用軸受と、前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたモータロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置において、前記ブレーキロータの一部が、前記電動機の半径方向外方に位置し、前記ブレーキロータの内周面と前記電動機の外周面とのいずれか一方または両方に、複数の凹凸部を備える。このため、ブレーキロータ内に構成された電動機の熱を効率的に放出することで、電動機の異常等を防ぐと共に、ブレーキ性能の低下、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる。 The vehicle power device of the present invention has a fixed wheel and a hub wheel, and a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and on which the vehicle wheel and a brake rotor are attached. A vehicle power unit comprising a wheel bearing, a stator attached to the fixed wheel, and a motor having a motor rotor attached to the rotating wheel, wherein a part of the brake rotor is a radial direction of the motor A plurality of uneven portions are provided on either or both of the inner peripheral surface of the brake rotor and the outer peripheral surface of the electric motor. For this reason, by efficiently releasing the heat of the electric motor configured in the brake rotor, the abnormality of the electric motor is prevented, the brake performance is deteriorated, the lubricant in the bearing is deteriorated, and the strength of the bearing material is reduced. Each can be prevented.
この発明の実施形態に係る発電機付き車輪用軸受装置(車両用動力装置)を図1ないし図3と共に説明する。
図1および図2に示すように、この発電機付き車輪用軸受装置1は、車輪用軸受2と、発電機3とを備える。後述するように、発電機3が、車輪10を回転駆動可能な走行補助用の電動発電機(電動機)である場合、この発電機付き車輪用軸受装置は、「車両用動力装置」と同義である。
A wheel bearing device with a generator (vehicle power device) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the generator
<車輪用軸受2について>
車輪用軸受2は、固定輪である外輪4と、複列の転動体6と、回転輪である内輪5とを有する。外輪4に複列の転動体6を介して内輪5が回転自在に支持されている。内輪5は、外輪4よりも軸方向のアウトボード側に突出した箇所にハブフランジ7を有する。外輪4は、ハブフランジ7とは反対側(インボード側)の端部である車体取り付け面4aにおいて、ナックル等の足回りフレーム部品8に図示外のボルトで取付けられ、車体の重量を支持する。なおこの明細書において、車両用動力装置1が車両に搭載された状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
<About wheel bearing 2>
The
ハブフランジ7のアウトボード側の側面には、車輪10のリム11とブレーキロータ12とが軸方向に重なった状態で、ハブボルト13により取り付けられている。リム11の外周にタイヤ14が取付けられている。
The
<ブレーキ17について>
ブレーキ17は、ディスク式のブレーキロータ12と、図示外のブレーキキャリパとを備える摩擦ブレーキである。ブレーキロータ12は、平板状部12aと、外周部12bとを有する。平板状部12aは、ハブフランジ7に重なる環状で且つ平板状の部材である。外周部12bは、平板状部12aから外輪4の外周側へ延びる。外周部12bは、平板状部12aの外周縁部からインボード側に円筒状に延びる円筒状部12baと、この円筒状部12baのインボード側端から外径側に平板状に延びる平板部12bbとを有する。
<About brake 17>
The
前記ブレーキキャリパは、ブレーキロータ12の平板部12bbを挟み付ける摩擦パッド(図示せず)を有する。前記ブレーキキャリパは、足回りフレーム部品8に取付けられている。前記ブレーキキャリパは、油圧式および機械式のいずれであってもよく、また電動モータ式であってもよい。
The brake caliper has a friction pad (not shown) that sandwiches the flat plate portion 12bb of the
<発電機3について>
この例の発電機3は、車輪10の回転で発電を行い且つ給電されることによって車輪10を回転駆動可能な走行補助用の電動発電機(電動機)である。以後、発電機3を電動機3と言う場合がある。電動機3は、外輪4の外周面に取付けられたステータ18と、内輪5のハブフランジ7に取付けられたモータロータ(ロータ)19とを有する。図示の例の電動機3は、アウターロータ型のIPM(Interior Permanent Magnet Motor)同期モータであるが、アウターロータ型のSPM(Surface Permanent Magnet Motor)同期モータであってもよい。
<About
The
その他、電動機3は、スイッチトリラクタンスモータ(Switched reluctance motor;略称:SRモータ)、インダクションモータ(Induction Motor;略称:IM)等各種形式が採用できる。同期モータにおいては、ステータ18の巻き線形式として分布巻、集中巻の各形式が採用できる。
In addition, the
ステータ18は、コア18aと、このコア18aの各ティースに巻回されたコイル(図示せず)とを有する。モータロータ19は、モータケースとなる回転ケース19aと、この回転ケース19aの内周に設けられる磁性体19bと、この磁性体19bに内蔵される図示外の永久磁石とを備え、回転ケース19aがハブフランジ7に取付けられている。ハブフランジ7の外周面に、例えば、嵌合、溶接、または接着等により、回転ケース19aのアウトボード側の内周面が固定されている。回転ケース19aのインボード側の一端には、モータシールド21が取付けられている。モータシールド21は、回転ケース19aのインボード側の一端を閉鎖し、足回りフレーム部品8側から電動機3の内部への異物の侵入を防止する。
The
電動機3は、その全体が、ブレーキロータ12の外周部12bよりも小径である。さらに電動機3におけるハブフランジ7への取付部を除く全体が、車輪用軸受2のインボード側の車体取り付け面4aと、ハブフランジ7との間の軸方向範囲L1に位置する。すなわち、電動機3は、ブレーキロータ12の外周部12bと外輪4の外周との間の径方向範囲に収められ、軸方向範囲L1については、ブレーキロータ12の外周部12bにおける円筒部12baに、電動機3の一部(アウトボード側半部)が入っている。
The entire
<冷却構造について>
この実施形態の冷却構造では、電動機3の外周面に凹凸部22が設けられ、車輪用軸受2の回転で空気を循環させて熱を逃がす。
図3は、この車両用動力装置1の斜視図である。この図3では、図2からブレーキロータ等が省略されている。図3に示すように、回転ケース19aの外周面に、この電動機3(図2)を冷却する複数の凹凸部22が設けられている。凹凸部22により、発熱源である電動機3(図2)の表面積を増加させたうえで、内輪5の回転により空気の流れを生み出し、熱交換を生じ易くする。この例の複数の凹凸部22は、複数の凹部22aと、複数の凸部22bとを含む。各凹部22aは、回転ケース19aの外周面よりも凹球面状に凹むディンプル形状である。各凸部22bは、回転ケース19aの外周面よりも半球面状に突出する。
<About cooling structure>
In the cooling structure of this embodiment, the
FIG. 3 is a perspective view of the
回転ケース19aの外周面に、例えば金型等により凹凸部22を成形してもよいし、機械加工により凹凸部22を加工してもよい。その他、凹凸部22のうち凹部22aのみ金型または機械加工により成形し、凸部22bを、回転ケース19aと別部品として回転ケース19aの外周面に溶接等により固定してもよい。回転ケース19aの外周面において、複数の凹部22aが軸方向に一定間隔おきに並ぶと共に、前記凹部22aに対し円周方向に所定間隔を空けて、複数の凸部22bが軸方向に一定間隔おきに並ぶ。軸方向に並ぶ凹部22aの列と、軸方向に並ぶ凸部22bの列とが円周方向に互い違いに表れるように回転ケース19aの外周面に設けられている。
The
また図1に示すように、ブレーキロータ12における円筒部12baの内周面と、回転ケース19aの外周面との間には、放熱性を高めるため、環状隙間δが設けられている。環状隙間δは、例えば、設計等によって任意に定める隙間であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な隙間を求めて定められる。
As shown in FIG. 1, an annular gap δ is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 12ba of the
<作用効果等>
ところで、車両の制動装置として、前述の摩擦ブレーキが一般的である。摩擦ブレーキは作用するときに運動エネルギーを熱エネルギーに変換して制動力を生み出す。自動車用のディスクブレーキでは、ブレーキ面とキャリパの温度は、600℃から1000℃に達する場合もある。電動モータジェネレータである電動機は、電気エネルギーを回転エネルギーに、または回転エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。電動モータジェネレータは車両走行時には駆動モータとして動作し、コイルの導体抵抗による銅損、渦電流による鉄損など各損失により、熱が発生する。また、車両制動時には、ジェネレータとして動作し回生電流が発生するため、主に銅損による発熱がある。
<Effects>
By the way, the above-mentioned friction brake is common as a braking device for a vehicle. When a friction brake is applied, it converts kinetic energy into thermal energy to produce a braking force. In a disc brake for an automobile, the temperature of the brake surface and the caliper may reach 600 ° C. to 1000 ° C. in some cases. An electric motor that is an electric motor generator is a device that converts electrical energy into rotational energy or rotational energy into electrical energy. The electric motor generator operates as a drive motor when the vehicle travels, and generates heat due to losses such as copper loss due to coil conductor resistance and iron loss due to eddy current. Further, when the vehicle is braked, it operates as a generator and generates a regenerative current, so that heat is generated mainly due to copper loss.
一般的な構造の自動車において、電動機3は、その全体が、ブレーキロータ12の外周部12bよりも小径である。さらに電動機3におけるハブフランジ7への取付部を除く全体が、車輪用軸受2のインボード側の車体取り付け面4aと、ハブフランジ7との間の軸方向範囲に位置する。このため、車体を大きく改造することなく電動機3を組み込むことができ、自動車の燃費低下、車両動力性能の向上に寄与する。
In an automobile having a general structure, the entire
しかし、前記の構成にした場合、ブレーキロータ12の発熱と電動機3の発熱に加えて、車輪用軸受2の回転による摩擦熱により、ブレーキロータ12内に発熱源が集中する。そのため、ブレーキロータ内部に電動機を組み込んだ従来構成では、ブレーキロータ内で発生した熱は、ブレーキロータ自身の熱放射、および車体との接触部を通じた熱伝導しか外部への放熱経路がないため、高温になる。ブレーキが高温になると、ブレーキフルードへ熱が伝わり、ブレーキフルード内で気泡が発生するベイパーロック、ブレーキパッドの過熱によるフェード現象、過度なブレーキパッドの摩耗等が生じる恐れがある。また、動力補助機能を有する電動機が高温になった場合は、モータコイルの絶縁被膜の異常、または磁石型モータの場合は磁石の熱減磁が発生し、モータの性能を著しく低下させる。車輪用軸受においては、潤滑剤の熱劣化および金属材料の強度低下が発生し、軸受寿命を低下させる。
However, in the case of the above-described configuration, the heat source concentrates in the
そこで、本実施形態では、ダイレクトドライブ形式の電動機3を構成し、回転ケース19aの外周面に、この電動機3を冷却する複数の凹凸部22を設けている。凹凸部22により、発熱源である電動機3の表面積を増加させたうえで、内輪5の回転により空気の流れを生み出し、熱交換を生じ易くする。また電動機3の表面積が増加するため、車両の静止時にも熱交換が行われる。
Therefore, in the present embodiment, the direct drive type
したがって、電動機3の昇温に起因する異常を未然に防止することができる。またブレーキロータ12内で発生した熱が、前記空気の流れにより環状隙間δからブレーキロータ12外に放出される。これにより、ブレーキ17の動作温度を下げることで、ブレーキ性能を維持することができる。車輪用軸受2は長時間高温に曝されることを未然に防ぐことができるため、軸受内の潤滑剤の劣化、および軸受材料の強度低下をそれぞれ防ぐことができる。これにより軸受寿命を延ばすことができる。
Therefore, it is possible to prevent an abnormality caused by the temperature rise of the
<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in advance in the respective embodiments, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図4〜図7に示すように、回転ケース19aの外周面に、フィン形状から成る複数の凹凸部22が設けられた構成でもよい。この例の複数の凹凸部22は、回転ケース19aの外周面に所定間隔おきに設けられた複数枚のフィンから成る凸部22bと、各フィン間の凹部22aとを含む。各フィンは、回転ケース19aの外周面において、アウトボード側からインボード側に向かうに従って円周方向一方に傾斜する遠心式である。ブレーキロータ12における円筒部12baの内周面と、回転ケース19aの外周面との間には、放熱性を高めるため、環状隙間δが設けられている。
As shown in FIGS. 4-7, the structure by which the several uneven | corrugated |
この構成によると、フィン形状から成る複数の凹凸部22により、電動機3の表面積を増加させたうえで、内輪5の回転により空気を攪拌し、空気の流れを強く生じさせることができるため、冷却効果を高めることができる。ブレーキロータ12内で発生した熱が、前記空気の流れにより環状隙間δからブレーキロータ12外に強制的に放出される。なお前記フィンは遠心式に限定されるものではない。例えば、凹凸部22が軸流式のフィン形状から成る場合、空気を連続的に圧縮することで、冷却効果をさらに高めることができる。
According to this configuration, the surface of the
図8に示すように、複数の凹凸部22は、回転ケース19aの外周面(凸部)に、回転軸方向に平行に延びる溝(凹部)25を複数個備えた構成でもよい。これら複数個の溝25は、円周方向所定間隔おきに設けられている。各溝25は、回転ケース19aの外周面におけるインボード側端からアウトボード側に所定距離延びる。各溝25の幅寸法はそれぞれ同一幅に設定されている。各溝25の軸方向寸法、幅寸法および外周面からの凹み量は、試験またはシミュレーション等により適宜に定められる。回転ケース19aの外周面に、例えば金型等により溝25を成形してもよいし、機械加工により溝25を加工してもよい。
図8の構成によれば、ブレーキロータ12(図2)の内周側で高温になった空気を、複数の溝25に沿って外部へ逃がす効果を奏する。また、回転ケース19aの外周面の表面積が増加するため、回転ケース19aからの放熱が促進される。
As shown in FIG. 8, the plurality of
According to the configuration of FIG. 8, there is an effect of releasing the air that has become high temperature on the inner peripheral side of the brake rotor 12 (FIG. 2) along the plurality of
図9に示すように、複数の凹凸部22は、回転ケース19aの外周面(凸部)に、回転軸方向に延びる溝(凹部)26を複数個備えた構成でもよい。これら複数個の溝26は、円周方向所定間隔おきに設けられ、各溝26は、回転ケース19aの外周面におけるインボード側端からアウトボード側に所定距離延びる。各溝26の幅寸法26Hは、アウトボード側からインボード(足回りフレーム部品8)側に向かうに従って幅広となるように設定されている。
図9の構成によれば、回転ケース19aの外周面の表面積が増加するため、回転ケース19aからの放熱が促進される。各溝26の幅寸法26Hが足回りフレーム部品8側に向かうに従って幅広に設定されているため、ブレーキロータ12(図2)の内周側で高温になった空気を、より効率良く外部へ逃がすことができる。
As shown in FIG. 9, the plurality of concavo-
According to the configuration of FIG. 9, since the surface area of the outer peripheral surface of the
図10に示すように、複数の凹凸部22は、回転ケース19aの外周面(凸部)に、円周方向の複数個の環状溝27を備えた構造でもよい。これら複数の環状溝27は軸方向所定間隔おきに設けられる。図示しないが環状溝27は螺旋溝であってもよい。
図10の構成によれば、回転ケース19aの外周面の表面積が増加するため、回転ケース19aからの放熱が促進される。
As shown in FIG. 10, the plurality of
According to the configuration of FIG. 10, since the surface area of the outer peripheral surface of the
図11に示すように、複数の凹凸部22は、回転ケース19aの外周面(凸部)に、円周方向の複数個の環状溝28を備えた構造でもよい。複数の環状溝28は、軸方向所定間隔おきに設けられ、各環状溝28は回転軸方向に波打った形状を有する。
図11の構成によれば、回転ケース19aの外周面の表面積がより増加するため、回転ケース19aからの放熱効果が大きい。また、環状溝28の波形状により、車輪回転中に空気の流れが発生し、回転ケース19aが冷却される。
As shown in FIG. 11, the plurality of
According to the configuration of FIG. 11, since the surface area of the outer peripheral surface of the
図12に示すように、ブレーキロータ12の平板状部12aに、軸方向に貫通する複数の通気口23を設けてもよい。これら通気口23は、平板状部12aの外周側の部分に、円周方向一定間隔おきに設けられている。この構成によると、ブレーキロータ12内の空気が循環し易くなる。つまりブレーキロータ12内で発生した熱が凹凸部22(図6)による空気の流れにより、通気口23を通してブレーキロータ12外に放出される。またブレーキロータ12内で発生した熱は、前述の各実施形態と同様に、前記空気の流れにより環状隙間δ(図5)からもブレーキロータ12外に放出される。
As shown in FIG. 12, a plurality of vent holes 23 penetrating in the axial direction may be provided in the flat plate-
図13に示すように、ブレーキロータ12の円筒状部12baに、径方向に貫通する複数の通気口24を円周方向一定間隔おきに設けてもよい。この場合にも、ブレーキロータ12内で発生した熱が凹凸部22による空気の流れにより、通気口24を通してブレーキロータ12外に放出される。またブレーキロータ12内で発生した熱は、前記空気の流れにより環状隙間δ(図5)からもブレーキロータ12外に放出される。
As shown in FIG. 13, a plurality of vent holes 24 penetrating in the radial direction may be provided in the cylindrical portion 12ba of the
図14に示すように、ブレーキロータ12に軸方向に貫通する複数の通気口23を設けると共に(図12の構成)、ブレーキロータ12に径方向に貫通する複数の通気口24を設けてもよい(図13の構成)。この図14の構成によれば、同図の太矢印で示すように、ブレーキロータ12内で発生した熱が、軸方向および径方向に貫通する各通気口23,24を通して、ブレーキロータ12外に円滑に放出される。またブレーキロータ12内で発生した熱は、前記空気の流れにより環状隙間δからもブレーキロータ12外に放出される。
なお図示しないが、ブレーキロータ12をベンチレーテッドディスクとしてもよい。この場合、ブレーキロータ12の放熱性が向上する。
As shown in FIG. 14, the
Although not shown, the
電動機3は、インナーロータ型とすることも可能である。但し、インナーロータ型の電動機の外周面に凹凸部を設ける場合、電動機3の表面積が増加するため、熱交換が行われる効果を奏するが、アウターロータ型の方が本発明の効果を発揮しやすく空気の循環が行いやすい。また限られたスペース内でより大きなトルクを発生させるには、モーメント発生位置が外径側であるアウターロータ型が望ましい。
The
回転ケース19aの外周面に所定間隔おきに複数の凸部22bを設け、凹凸部22は、前記凸部22bと、隣合う凸部間の回転ケース19aの外周面を成す凹部とを有する構成としてもよい。
回転ケース19aの外周面に所定間隔おきに複数の凹部22aを設け、凹凸部22は、前記凹部22aと、隣合う凹部間の回転ケース19aの外周面を成す凸部とを有する構成としてもよい。
ブレーキロータ22の円筒状部12baの内周面および外周面のいずれか一方または両方に、凹凸部22を設けてもよい。この場合にも回転ケース19aの外周面に凹凸部22を設けた構成と同様の作用効果を奏する。但し、円筒状部12baの内周面への凹凸部22の加工が難しく、円筒状部12baの外周面に凹凸部22を設ける場合、ブレーキキャリパとの干渉に注意する必要がある。
A plurality of
A plurality of
The
<車両用システムについて>
図15は、いずれかの車両用動力装置1を用いた車両用システムの概念構成を示すブロック図である。
この車両用システムにおいて、車両用動力装置1は、主駆動源と機械的に非連結である従動輪10Bを持つ車両2において、従動輪10Bに対して搭載される。車両用動力装置1における車輪用軸受2(図1)は、従動輪10Bを支持する軸受である。
<Vehicle system>
FIG. 15 is a block diagram showing a conceptual configuration of a vehicle system using any one of the
In this vehicle system, the
主駆動源35は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関、または電動発電機(電動モータ)、または両者を組み合わせたハイブリッド型の駆動源である。前記「電動発電機」は、回転付与による発電が可能な電動モータと称す。図示の例では、車両30は、前輪が駆動輪10A、後輪が従動輪10Bとなる前輪駆動車であって、主駆動源35が内燃機関35aと駆動輪側の電動発電機35bとを有するハイブッリド車(以下、「HEV」と称することがある)である。
The
具体的には、駆動輪側の電動発電機35bが48V等の中電圧で駆動されるマイルドハイブリッド形式である。ハイブリッドはストロングハイブリッドとマイルドハイブリッドとに大別されるが、マイルドハイブリッドは、主要駆動源が内燃機関であって、発進時や加速時等にモータで走行の補助を主に行う形式を言い、EV(電気自動車)モードでは通常の走行を暫くは行えても長時間行うことができないことでストロングハイブリッドと区別される。同図の例の内燃機関35aは、クラッチ36および減速機37を介して駆動輪10Aのドライブシャフトに接続され、減速機37に駆動輪側の電動発電機35bが接続されている。
Specifically, it is a mild hybrid type in which the
この車両用システムは、従動輪10Bの回転駆動を行う走行補助用の電動発電機である電動機3と、この電動機3の制御を行う個別制御手段39と、上位ECU40に設けられて前記個別制御手段39に駆動および回生の制御を行わせる指令を出力する個別電動発電機指令手段45とを備える。電動機3は、蓄電手段に接続されている。この蓄電手段は、バッテリー(蓄電池)またはキャパシタ、コンデンサ等を用いることができ、その形式や車両30への搭載位置は問わないが、この実施形態では、車両30に搭載された低電圧バッテリー50および中電圧バッテリー49のうちの中電圧バッテリー49とされている。
System for a vehicle includes an
従動輪用の電動機3は、変速機を用いないダイレクトドライブモータである。電動機3は、電力を供給することで電動機として作用し、また車両30の運動エネルギーを電力に変換する発電機としても作用する。
電動機3は、ハブ輪である内輪5(図1)にモータロータ19(図1)が取付けられているため、電動機3に電流を印加すると内輪5(図1)が回転駆動され、逆に電力回生時には誘起電圧を負荷することで回生電力が得られる。
The
Since the motor rotor 19 (FIG. 1) is attached to the inner ring 5 (FIG. 1), which is a hub ring, the
<車両30の制御系について>
上位ECU40は、車両30の統合制御を行う手段であり、トルク指令生成手段43を備える。このトルク指令生成手段43は、アクセルペダル等のアクセル操作手段56およびブレーキペダル等のブレーキ操作手段57からそれぞれ入力される操作量の信号に従ってトルク指令を生成する。この車両30は、主駆動源35として内燃機関35aおよび駆動輪側の電動発電機35bを備え、また二つの従動輪10B,10Bをそれぞれ駆動する二つの電動機3,3を備えるため、前記トルク指令を各駆動源35a,35b,3,3に定められた規則によって分配するトルク指令分配手段44が上位ECU40に設けられている。
<About the control system of the
The
内燃機関35aに対するトルク指令は内燃機関制御手段47に伝達され、内燃機関制御手段47によるバルブ開度制御等に用いられる。駆動輪側の発電電動機35bに対するトルク指令は、駆動輪側電動発電機制御手段48に伝達されて実行される。従動輪側の電動機3,3に対するトルク指令は、個別制御手段39,39に伝達される。前記トルク指令分配手段44のうち、個別制御手段39,39へ出力する部分を個別電動発電機指令手段45と称している。この個別電動発電機指令手段45は、ブレーキ操作手段57の操作量の信号に対して、電動機3が回生制動により制動を分担する制動力の指令となるトルク指令を個別制御手段39へ与える機能も備える。
A torque command for the
個別制御手段39はインバータ装置であり、中電圧バッテリー49の直流電力を三相の交流電圧に変換するインバータ41と、前記トルク指令等によりインバータ41の出力をPWM制御等で制御する制御部42とを有する。インバータ41は、半導体スイッチング素子等によるブリッジ回路(図示せず)と、電動機3の回生電力を中電圧バッテリー49に充電する充電回路(図示せず)とを備える。なお個別制御手段39は、二つの電動機3,3に対して個別に設けられるが、一つの筐体内に収められ、制御部42を両個別制御手段39,39で共有する構成であってもよい。
The individual control means 39 is an inverter device, an
図16は、図15に示した車両用システムを搭載した車両の一例となる電源系統図である。同図の例では、バッテリーとして低電圧バッテリー50と中電力バッテリー49とが設けられ、両バッテリー49,50は、DC/DCコンバータ51を介して接続されている。電動機3は二つあるが、代表して一つで図示している。図15の駆動輪側の電動発電機35bは、図16では図示を省略しているが、従動輪側の電動機3と並列に中電力系統に接続されている。低電圧系統には低電圧負荷52が接続され、中電圧系統には中電圧負荷53が接続される。低電圧負荷52および中電圧負荷53は、それぞれ複数あるが、代表して一つで示している。
FIG. 16 is a power system diagram as an example of a vehicle on which the vehicle system shown in FIG. 15 is mounted. In the example of the figure, a
低電圧バッテリー50は、制御系等の電源として各種の自動車一般に用いられているバッテリーであり、例えば12Vまたは24Vとされる。低電圧負荷52としては、内燃機関35aのスタータモータ、灯火類、上位ECU40およびその他のECU(図示せず)等の基幹部品がある。低電圧バッテリー50は電装補機類用補助バッテリーと称し、中電圧バッテリー49は電動システム用補助バッテリー等と称しても良い。
The
中電圧バッテリー49は、低電圧バッテリー50よりも電圧が高く、かつストロングハイブリッド車等に用いられる高圧バッテリー(100V以上、例えば200〜400V程度)よりも低く、かつ作業時に感電による人体への影響が問題とならない程度の電圧であり、近年マイルドハイブリッドに用いられている48Vバッテリーが好ましい。48Vバッテリー等の中電圧バッテリー49は、従来の内燃機関を搭載した車両に比較的容易に搭載することができ、マイルドハイブリッドとして電力による動力アシストや回生により、燃費低減することができる。
The
前記48V系統の中電圧負荷53は前記アクセサリー部品であり、前記駆動輪側の電動機3である動力アシストモータ、電動ポンプ、電動パワーステアリング、スーパーチャージャ、およびエアーコンプレッサなどである。アクセサリーによる負荷を48V系統で構成することで、高電圧(100V以上のストロングハイブリッド車など)よりも動力アシストの出力が低くなるものの、乗員やメンテナンス作業者への感電の危険性を低くすることができる。電線の絶縁被膜を薄くすることができるので、電線の重量や体積を減らすことができる。また、12Vよりも小さな電流量で大きな電力量を入出力することができるため、電動機または発電機の体積を小さくすることができる。これらのことから、車両の燃費低減効果に寄与する。
The
この車両用システムは、こうしたマイルドハイブリッド車のアクセサリー部品に好適であり、動力アシストおよび電力回生部品として適用される。なお、従来よりマイルドハイブリッド車において、CMG、GMG、ベルト駆動式スタータモータ(いずれも図示せず)などが採用されることがあるが、これらはいずれも、内燃機関または動力装置に対して動力アシストまたは回生するため、伝達装置および減速機などの効率の影響を受ける。 This vehicle system is suitable as an accessory part of such a mild hybrid vehicle, and is applied as a power assist and power regeneration part. Conventionally, in mild hybrid vehicles, CMG, GMG, belt-driven starter motors (none of which are shown) may be employed, and these are all power assists for the internal combustion engine or the power unit. Or, since it is regenerated, it is affected by the efficiency of the transmission device and the speed reducer.
これに対してこの実施形態の車両用システムは従動輪10Bに対して搭載されるため、内燃機関35aおよび電動モータ(図示せず)等の主駆動源とは切り離されており、電力回生の際には車体1の運動エネルギーを直接利用することができる。また、CMG、GMG、ベルト駆動式スタータモータなどを搭載する際には、車両30の設計段階から考慮して組み込む必要があり、後付けすることが難しいが、従動輪10B内に収まるこの車両用システムの電動機3は、完成車であっても部品交換と同等の工数で取り付けることができ、内燃機関35aのみの完成車に対しても48Vのシステムを構成することができる。この実施形態の車両用システムを搭載した車両に、図15の例のように別の補助駆動用の電動発電機35bが搭載されていても構わない。その際は車両30に対する動力アシスト量や回生電力量を増加させることができ、さらに燃費低減に寄与する。
Since contrast to the vehicle system of this embodiment is mounted with respect to the driven
図17は、いずれかの実施形態に係る車両用動力装置1を、前輪である駆動輪10Aおよび後輪である従動輪10Bにそれぞれ適用した例を示す。駆動輪10Aは内燃機関からなる主駆動源35により、クラッチ36および減速機7を介して駆動される。この前輪駆動車において、各駆動輪10Aおよび従動輪10Bの支持および補助駆動に、車両用動力装置1が設置されている。このように車両用動力装置1を、従動輪10Bだけでなく、駆動輪10Aにも適用し得る。
Figure 17 shows an example of the
図15に示す車両用システムは、発電を行う機能を有するが、給電による回転駆動をしないシステムとしてもよい。この車両用システムには、モータを兼用しない発電機3と、車輪用軸受2とを備える発電機付き車輪用軸受装置が搭載される。この発電機付き車輪用軸受装置は、いずれかの実施形態の車両用動力装置に対し、モータを兼用する電動発電機(電動機)を除き同一構成である。この場合、発電機3が発電した回生電力を中電圧バッテリー49に蓄えることにより、制動力を発生させることができる。機械式のブレーキ操作手段57と併用や使い分けで、制動性能も向上させることができる。このように発電を行う機能に限定した場合、個別制御手段39はインバータ装置ではなく、AC/DCコンバータ装置(図示せず)として構成することができる。前記AC/DCコンバータ装置は、3相交流電圧を直流電圧に変換することで、発電機3の回生電力を中電圧バッテリー49に充電する機能を備え、インバータと比較すると制御方法が容易であり、小型化が可能となる。
The vehicle system shown in FIG. 15 has a function of generating power, but may be a system that does not perform rotational driving by power feeding. This vehicle system is equipped with a generator-equipped wheel bearing device including a
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…車両用動力装置(発電機付き車輪用軸受装置)
2…車輪用軸受
3…電動機(発電機)
4…外輪(固定輪)
4a…車体取り付け面
5…内輪(回転輪)
6…転動体
7…ハブフランジ
10B…従動輪
12…ブレーキロータ
12b…外周部
18…ステータ
19…モータロータ(ロータ)
22…凹凸部
23,24…通気口
1 ... Vehicle power unit (wheel bearing device with generator)
2 ...
4 ... Outer ring (fixed ring)
4a ...
6 ... rolling
22 ...
Claims (8)
前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたロータを有する発電機と、を備えた発電機付き車輪用軸受装置において、
前記ブレーキロータの一部が、前記発電機の半径方向外方に位置し、
前記ブレーキロータの内周面と前記発電機の外周面とのいずれか一方または両方に、複数の凹凸部を備える発電機付き車輪用軸受装置。 A wheel bearing having a fixed wheel and a hub flange, the wheel having a hub wheel and a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and a wheel of a vehicle and a brake rotor are attached to the hub flange;
A generator-equipped wheel bearing device comprising: a stator attached to the fixed wheel; and a generator having a rotor attached to the rotating wheel.
A portion of the brake rotor is located radially outward of the generator;
A generator-equipped wheel bearing device comprising a plurality of uneven portions on one or both of an inner peripheral surface of the brake rotor and an outer peripheral surface of the generator.
前記固定輪に取付けられたステータ、および前記回転輪に取付けられたモータロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置において、
前記ブレーキロータの一部が、前記電動機の半径方向外方に位置し、
前記ブレーキロータの内周面と前記電動機の外周面とのいずれか一方または両方に、複数の凹凸部を備える車両用動力装置。
A wheel bearing having a fixed wheel and a hub flange, the wheel having a hub wheel and a rotating wheel that is rotatably supported by the fixed wheel via a rolling element, and a wheel of a vehicle and a brake rotor are attached to the hub flange;
In a vehicle power device comprising: a stator attached to the fixed wheel; and an electric motor having a motor rotor attached to the rotating wheel.
A portion of the brake rotor is located radially outward of the electric motor;
A vehicle power unit comprising a plurality of concave and convex portions on one or both of an inner peripheral surface of the brake rotor and an outer peripheral surface of the electric motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/026737 WO2019017340A1 (en) | 2017-07-18 | 2018-07-17 | Vehicular power device and wheel bearing device equipped with generator |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017138846 | 2017-07-18 | ||
JP2017138846 | 2017-07-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019018839A true JP2019018839A (en) | 2019-02-07 |
JP7236816B2 JP7236816B2 (en) | 2023-03-10 |
Family
ID=65355006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018097102A Active JP7236816B2 (en) | 2017-07-18 | 2018-05-21 | Power unit for vehicle and bearing unit for wheel with generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7236816B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020162399A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Ntn株式会社 | Vehicle power device and wheel bearing device equipped with generator |
WO2021131951A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | Ntn株式会社 | Electric motor, automotive power apparatus provided with said electric motor, generator, and generator-equipped wheel bearing provided with said generator |
CN114123588A (en) * | 2021-09-30 | 2022-03-01 | 东风汽车集团股份有限公司 | Rotor assembly of external rotor hub motor |
FR3119720A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-12 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Electronic component for detecting a failure of at least one switch of a vehicle rectifier |
WO2023113025A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | いすゞ自動車株式会社 | In-wheel motor |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0820318A (en) * | 1994-07-05 | 1996-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Brake cooling structure |
JPH08226475A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Hino Motors Ltd | Manufacture of ventilation type brake rotor disk |
JP2005073364A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor |
JP2006199107A (en) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Mitsubishi Motors Corp | In-wheel motor |
JP2006282158A (en) * | 2005-03-08 | 2006-10-19 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle wheel driving device |
JP2007008441A (en) * | 2005-06-01 | 2007-01-18 | Trywin:Kk | Wheel inner dust cover |
JP2007099106A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nissan Motor Co Ltd | In-wheel drive unit |
JP2007153266A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Mitsubishi Motors Corp | In-wheel motor |
JP2007161032A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Traveling device |
JP2007162923A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Abrasion powder adsorption device |
JP2007211809A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | Ventilated disk rotor |
JP2008178225A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Toyota Motor Corp | Rotating electric machine |
JP2010502494A (en) * | 2006-08-31 | 2010-01-28 | アメリカン アクスル アンド マニュファクチャリング,インコーポレイテッド | Electric wheel motor assembly |
JP2012523817A (en) * | 2009-04-14 | 2012-10-04 | アイシス イノベイシヨン リミテツド | Evaporative cooling electric machine |
US20130168193A1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-04 | Shimano Inc. | Bicycle disc brake rotor |
KR101323777B1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-10-29 | 김용환 | Motor having motor axle with hole |
CN205610442U (en) * | 2016-05-03 | 2016-09-28 | 欧孚迪汽车设计武汉有限公司 | In -wheel motor rotor and wheel wheel hub integral type device |
-
2018
- 2018-05-21 JP JP2018097102A patent/JP7236816B2/en active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0820318A (en) * | 1994-07-05 | 1996-01-23 | Nissan Motor Co Ltd | Brake cooling structure |
JPH08226475A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Hino Motors Ltd | Manufacture of ventilation type brake rotor disk |
JP2005073364A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor |
JP2006199107A (en) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Mitsubishi Motors Corp | In-wheel motor |
JP2006282158A (en) * | 2005-03-08 | 2006-10-19 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle wheel driving device |
JP2007008441A (en) * | 2005-06-01 | 2007-01-18 | Trywin:Kk | Wheel inner dust cover |
JP2007099106A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nissan Motor Co Ltd | In-wheel drive unit |
JP2007153266A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Mitsubishi Motors Corp | In-wheel motor |
JP2007161032A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Traveling device |
JP2007162923A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Abrasion powder adsorption device |
JP2007211809A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | Ventilated disk rotor |
JP2010502494A (en) * | 2006-08-31 | 2010-01-28 | アメリカン アクスル アンド マニュファクチャリング,インコーポレイテッド | Electric wheel motor assembly |
JP2008178225A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Toyota Motor Corp | Rotating electric machine |
JP2012523817A (en) * | 2009-04-14 | 2012-10-04 | アイシス イノベイシヨン リミテツド | Evaporative cooling electric machine |
US20130168193A1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-04 | Shimano Inc. | Bicycle disc brake rotor |
KR101323777B1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-10-29 | 김용환 | Motor having motor axle with hole |
CN205610442U (en) * | 2016-05-03 | 2016-09-28 | 欧孚迪汽车设计武汉有限公司 | In -wheel motor rotor and wheel wheel hub integral type device |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020162399A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Ntn株式会社 | Vehicle power device and wheel bearing device equipped with generator |
JP2020128140A (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-27 | Ntn株式会社 | Vehicular power device and bearing device for wheel with electricity generator |
JP7224198B2 (en) | 2019-02-08 | 2023-02-17 | Ntn株式会社 | Power unit for vehicle and bearing unit for wheel with generator |
WO2021131951A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | Ntn株式会社 | Electric motor, automotive power apparatus provided with said electric motor, generator, and generator-equipped wheel bearing provided with said generator |
FR3119720A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-12 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Electronic component for detecting a failure of at least one switch of a vehicle rectifier |
WO2022171457A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-18 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Method for discharging at least one electrical energy storage unit of a circuit |
CN114123588A (en) * | 2021-09-30 | 2022-03-01 | 东风汽车集团股份有限公司 | Rotor assembly of external rotor hub motor |
WO2023113025A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | いすゞ自動車株式会社 | In-wheel motor |
JP2023090234A (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-29 | いすゞ自動車株式会社 | in-wheel motor |
JP7350832B2 (en) | 2021-12-17 | 2023-09-26 | いすゞ自動車株式会社 | in-wheel motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7236816B2 (en) | 2023-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7236816B2 (en) | Power unit for vehicle and bearing unit for wheel with generator | |
JP7156787B2 (en) | Wheel bearing device and vehicle equipped with this wheel bearing device | |
US10752104B2 (en) | Bearing device for wheels with auxiliary power device | |
US8008817B2 (en) | Wheel-mounted electrical machine | |
US11641146B2 (en) | Wheel bearing system with generator | |
JP7089939B2 (en) | Motors and vehicle power units equipped with this motor, generators and bearings for wheels with generators equipped with this generator | |
WO2019138965A1 (en) | Wheel bearing apparatus and vehicle provided with wheel bearing apparatus | |
WO2019225522A1 (en) | Vehicle power unit and vehicle wheel bearing with generator | |
JP6976083B2 (en) | Vehicle power assist system and vehicle driven wheel regeneration system | |
JP2020128134A (en) | Vehicular power device and bearing device for wheel with electricity generator | |
JP7438028B2 (en) | Bearings for vehicle power units and wheels with generators | |
EP3517336B1 (en) | Bearing device for wheels with auxiliary power device | |
JP6491719B1 (en) | Vehicle power assist system | |
JP6997571B2 (en) | Bearing device for wheels with generator | |
JP7164937B2 (en) | Bearing device for wheel with generator and system for vehicle | |
WO2019017340A1 (en) | Vehicular power device and wheel bearing device equipped with generator | |
JP6755988B2 (en) | Vehicle power assist system | |
JP2019068560A (en) | Wheel bearing device with generator | |
JP7349961B2 (en) | Bearings for vehicle power units and wheels with generators | |
JP7208833B2 (en) | VEHICLE POWER UNIT AND VEHICLE INCLUDING THE SAME, GENERATOR WHEEL BEARING DEVICE | |
JP2019060413A (en) | Wheel bearing device with power generator | |
JP2019048555A (en) | Bearing device for wheel with generator and vehicle provided with bearing device for wheel with generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20210106 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20210208 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220308 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7236816 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |