JP2020142691A

JP2020142691A - Vehicle power device and vehicle including the same and wheel bearing device with power generator

Info

Publication number: JP2020142691A
Application number: JP2019041502A
Authority: JP
Inventors: 雄司矢田; Yuji Yada; 健太郎西川; Kentaro Nishikawa
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: JP7208833B2

Abstract

To provide a vehicle power device which can secure rigidity of a wheel bearing and increase motor output while maintaining an outer diameter dimension of the vehicle power device, and to provide a vehicle including the vehicle power device.SOLUTION: A vehicle power device 1 includes: a wheel bearing 2 which has an outer ring 4 serving as a fixed ring and an inner ring 5 rotatably supported through rolling elements 6 by the outer ring 4 and in which a wheel of a vehicle is attached to a hub flange 7 provided at the inner ring 5; and an electric motor 3 having a stator 18 attached to the outer ring 4 and a rotor 19 attached to the hub flange 7 and located at the radial outer side of the stator 18. An annular groove part Mb is provided at an outer periphery of the outer ring 4, and the stator 18 is installed at the groove part Mb.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、自動車に設置される車両用動力装置およびこれを備えた車両、発電機付き車輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power device installed in an automobile, a vehicle provided with the same, and a wheel bearing device with a generator.

自動車の電動化に伴い、需要が増加している車載用モータに関して、モータサイズを維持しつつ、モータ出力を増加させる要求が高まっている。
従来の車両用動力装置では、モータの外径がブレーキロータの内径より小さく、車輪用軸受のフランジ面から自動車固定部品であるナックルの取り付け面までの距離が十分小さいため、現行の車両部品の改造無しで取り付けられる利点を有している（特許文献１）。しかしながら、今後さらなる性能の向上を目指し、モータ出力を増加させる要求が高まることは容易に推定される。従来品では、この要求に対応するため、モータ軸方向長さの延長、モータステータコアの直径の拡大、あるいはモータ電流の増加を行う必要があった。 With the electrification of automobiles, there is an increasing demand for increasing the motor output while maintaining the motor size for in-vehicle motors whose demand is increasing.
In conventional vehicle power units, the outer diameter of the motor is smaller than the inner diameter of the brake rotor, and the distance from the flange surface of the wheel bearing to the mounting surface of the knuckle, which is an automobile fixing part, is sufficiently small. It has the advantage that it can be installed without it (Patent Document 1). However, it is easily estimated that the demand for increasing the motor output will increase in the future with the aim of further improving the performance. In the conventional product, in order to meet this requirement, it is necessary to extend the length in the motor axial direction, increase the diameter of the motor stator core, or increase the motor current.

図１２に示す従来例の発電機能付き走行用モータを搭載した車両用動力装置は、ブレーキロータ６０の内周以内に収められる。自動車固定部品であるナックル６１に、外輪６２を介して、モータステータコア６３が固定される。モータステータコア６３には、電流を流し磁力を発生させるためのモータ巻線コイル６４が巻かれている。一方、車輪用軸受のフランジ６５にモータロータ６６が取り付けられ、このモータロータ６６がモータステータ６３周りを回転する。この車輪用軸受と一体化されたモータによって自動車駆動時の走行補助およびブレーキ時の発電によるエネルギーの回収が行われる。 The vehicle power unit equipped with the conventional traveling motor with a power generation function shown in FIG. 12 is housed within the inner circumference of the brake rotor 60. The motor stator core 63 is fixed to the knuckle 61, which is an automobile fixing component, via the outer ring 62. A motor winding coil 64 for passing an electric current and generating a magnetic force is wound around the motor stator core 63. On the other hand, the motor rotor 66 is attached to the flange 65 of the wheel bearing, and the motor rotor 66 rotates around the motor stator 63. The motor integrated with the wheel bearings assists the vehicle in driving and recovers energy by generating electricity during braking.

一般に車両用動力装置をホイール内に搭載する場合、取り付け空間が狭く、車両用動力装置の外径側にはブレーキロータが近接しており、車両用動力装置の外径寸法を大きくすることはできない。近年、車両用動力装置に要求されるモータ出力は増加しており、従来の車両用動力装置では、モータステータコアの外径寸法を維持したまま、モータの軸方向長さを延長するか、モータ電流を増加するか、またはモータステータコアを内径側に拡大して対応することになる。 Generally, when a vehicle power unit is mounted in a wheel, the mounting space is narrow and the brake rotor is close to the outer diameter side of the vehicle power unit, so that the outer diameter dimension of the vehicle power unit cannot be increased. .. In recent years, the motor output required for a vehicle power unit has been increasing, and in the conventional vehicle power unit, the axial length of the motor is extended or the motor current is maintained while maintaining the outer diameter dimension of the motor stator core. Or the motor stator core will be expanded to the inner diameter side.

特開２０１８−５２４８２号公報JP-A-2018-52482

しかしながら、図１３に示すように、モータステータコア６３の軸方向長さを延長すると、モータ出力は増加するが、車輪用軸受の軸方向長さが長いため、車両から発生するモーメント荷重に耐えられない。また、モータステータコア６３に相対する永久磁石６６ａの軸方向長さが長くなり、車両用動力装置の重量増加、コスト増加につながってしまう。モータ巻線コイル６４に流す電流を増加させる方法もあるが、コイルでの発熱が大きくなるため現実的でない。
図１４に示すように、モータステータコア６３の内径側を小さくすることにより、コイル巻き空間を大きく確保しコイル巻き数を増加させる方法が考えられるが、車輪用軸受の転動体のピッチ円直径ＰＣＤを大きくできず、車輪用軸受の剛性を確保することができない。 However, as shown in FIG. 13, when the axial length of the motor stator core 63 is extended, the motor output increases, but the axial length of the wheel bearing is long, so that it cannot withstand the moment load generated from the vehicle. .. Further, the axial length of the permanent magnet 66a facing the motor stator core 63 becomes long, which leads to an increase in weight and cost of the vehicle power unit. There is also a method of increasing the current flowing through the motor winding coil 64, but this is not realistic because the heat generated by the coil increases.
As shown in FIG. 14, a method of increasing the number of coil turns by securing a large coil winding space by reducing the inner diameter side of the motor stator core 63 can be considered. However, the pitch circle diameter PCD of the rolling element of the wheel bearing can be considered. It cannot be increased, and the rigidity of the wheel bearing cannot be ensured.

この発明の目的は、車輪用軸受の剛性を確保することができると共に、車両用動力装置の外径寸法を維持したまま、電動機出力を増加させることができる車両用動力装置およびこれを備えた車両を提供することである。
この発明の他の目的は、車輪用軸受の剛性を確保することができると共に、発電機付き車輪用軸受装置の外径寸法を維持したまま、発電機出力を増加させることができる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 a vehicle power unit capable of ensuring the rigidity of wheel bearings and increasing the electric motor output while maintaining the outer diameter dimension of the vehicle power unit, and a vehicle provided with the same. Is to provide.
Another object of the present invention is to ensure the rigidity of the wheel bearing and to increase the generator output while maintaining the outer diameter dimension of the generator-equipped wheel bearing device. Is to provide a bearing device for use.

この発明の車両用動力装置は、固定輪である外輪およびこの外輪に転動体を介して回転自在に支持された内輪を有し、この内輪に設けられたハブフランジに車両の車輪が取付けられる車輪用軸受と、
前記外輪に取付けられたステータおよび前記ハブフランジに取付けられ前記ステータの半径方向外方に位置するロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置であって、
前記外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部に前記ステータが設置されている。 The vehicle power unit of the present invention has an outer ring which is a fixed wheel and an inner ring rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a wheel to which the wheel of the vehicle is attached to a hub flange provided on the inner ring. Bearings and
A vehicle power unit comprising a stator attached to the outer ring and an electric motor attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator.
An annular groove is provided on the outer circumference of the outer ring, and the stator is installed in this groove.

この構成によると、外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部にステータが設置されたため、ステータは外径寸法を維持したまま内径側に広がる。これにより、ステータコイルを巻くための空間が広がり、ステータコイルの巻き数、換言すればステータコイルの占有面積を増やすことができる。したがって、車両用動力装置の外径寸法を維持したまま、電動機出力を増加させることができる。また外輪の外周に環状の溝部が設けられるため、転動体のピッチ円直径を所望の大きさにできることから、車輪用軸受の剛性を確保することができる。 According to this configuration, an annular groove is provided on the outer circumference of the outer ring, and the stator is installed in this groove, so that the stator expands to the inner diameter side while maintaining the outer diameter dimension. As a result, the space for winding the stator coil is expanded, and the number of turns of the stator coil, in other words, the occupied area of the stator coil can be increased. Therefore, the electric motor output can be increased while maintaining the outer diameter dimension of the vehicle power unit. Further, since the annular groove portion is provided on the outer circumference of the outer ring, the pitch circle diameter of the rolling element can be made a desired size, so that the rigidity of the wheel bearing can be ensured.

前記車輪用軸受は二列の前記転動体を備え、これら転動体が転走する前記外輪の二列の軌道面の間の軸方向範囲に、前記溝部が設けられてもよい。この場合、車輪用軸受の外輪の軌道面間の距離が大きくなるため、モーメント荷重に対して強くなる。 The wheel bearing includes two rows of the rolling elements, and the groove portion may be provided in an axial range between the two rows of raceway surfaces of the outer ring on which the rolling elements roll. In this case, since the distance between the raceway surfaces of the outer ring of the wheel bearing becomes large, it becomes strong against the moment load.

前記溝部の外周面は、前記転動体のピッチ円直径よりも小さい構成であってもよい。この場合、転動体のピッチ円直径を所望の大きさにすることができるため、車輪用軸受の剛性を確保することが容易となる。 The outer peripheral surface of the groove may be smaller than the pitch circle diameter of the rolling element. In this case, since the pitch circle diameter of the rolling element can be set to a desired size, it becomes easy to secure the rigidity of the wheel bearing.

前記車輪用軸受は二列の前記転動体を備え、これら転動体が転走する前記外輪の二列の軌道面の間の軸方向範囲に、前記ステータのステータコアおよびステータコイルが配置されてもよい。この場合、ステータコアおよびステータコイルの占有面積を確実に拡大することができる。 The wheel bearing includes two rows of the rolling elements, and the stator core and the stator coil of the stator may be arranged in an axial range between the two rows of raceway surfaces of the outer ring on which the rolling elements roll. .. In this case, the occupied area of the stator core and the stator coil can be surely increased.

前記車輪用軸受は二列の前記転動体を備え、インボード側の前記転動体が転走する前記内外輪の軌道面を、車両の足回りフレーム部品の軸受取付面よりもインボード側に配置してもよい。この場合、二列の軌道面間の距離が大きくなることでモーメント荷重に対する剛性を高めることができる。 The wheel bearing includes two rows of the rolling elements, and the raceway surfaces of the inner and outer rings on which the rolling elements on the inboard side roll are arranged on the inboard side of the bearing mounting surface of the undercarriage frame component of the vehicle. You may. In this case, the rigidity against the moment load can be increased by increasing the distance between the two rows of raceway surfaces.

前記車両用動力装置は、主駆動源と機械的に非連結である従動輪を備えた車両における、前記従動輪に搭載されてもよい。車両用動力装置が従動輪に搭載される場合、既存の車両に車両用動力装置を後付けすることが容易となり、車両用動力装置の汎用性が高めることが可能となる。 The vehicle power unit may be mounted on the driven wheel in a vehicle having a driven wheel that is mechanically unconnected to the main drive source. When the vehicle power unit is mounted on the driven wheel, it becomes easy to retrofit the vehicle power unit to the existing vehicle, and the versatility of the vehicle power unit can be enhanced.

この発明の車両は、この発明の上記いずれかの構成の車両用動力装置を搭載したものである。そのため、この発明の車両用動力装置につき前述した各効果が得られる。また動力補助または回生により、車両の燃費を低減することが可能となる。 The vehicle of the present invention is equipped with a vehicle power unit having any of the above configurations of the present invention. Therefore, the above-mentioned effects can be obtained for the vehicle power unit of the present invention. In addition, power assistance or regeneration makes it possible to reduce the fuel consumption of the vehicle.

この発明の発電機付き車輪用軸受装置は、固定輪である外輪およびこの外輪に転動体を介して回転自在に支持された内輪を有し、この内輪に設けられたハブフランジに車両の車輪が取付けられる車輪用軸受と、
前記外輪に取付けられたステータおよび前記ハブフランジに取付けられ前記ステータの半径方向外方に位置する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であって、
前記外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部に前記ステータが設置されている。 The bearing device for wheels with a generator of the present invention has an outer ring which is a fixed ring and an inner ring rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and the wheel of the vehicle is attached to a hub flange provided on the inner ring. Wheel bearings to be mounted and
A wheel bearing device with a generator, comprising a stator attached to the outer ring and a generator attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator.
An annular groove is provided on the outer circumference of the outer ring, and the stator is installed in this groove.

この構成によると、外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部にステータが設置されたため、ステータは外径寸法を維持したまま内径側に広がる。これにより、ステータコイルを巻くための空間が広がり、ステータコイルの巻き数、換言すればステータコイルの占有面積を増やすことができる。したがって、発電機付き車輪用軸受装置の外径寸法を維持したまま、発電機出力を増加させることができる。また外輪の外周に環状の溝部が設けられるため、転動体のピッチ円直径を所望の大きさにできることから、車輪用軸受の剛性を確保することができる。 According to this configuration, an annular groove is provided on the outer circumference of the outer ring, and the stator is installed in this groove, so that the stator expands to the inner diameter side while maintaining the outer diameter dimension. As a result, the space for winding the stator coil is expanded, and the number of turns of the stator coil, in other words, the occupied area of the stator coil can be increased. Therefore, the generator output can be increased while maintaining the outer diameter dimension of the wheel bearing device with a generator. Further, since the annular groove portion is provided on the outer circumference of the outer ring, the pitch circle diameter of the rolling element can be made a desired size, so that the rigidity of the wheel bearing can be ensured.

この発明の車両用動力装置は、固定輪である外輪およびこの外輪に転動体を介して回転自在に支持された内輪を有し、この内輪に設けられたハブフランジに車両の車輪が取付けられる車輪用軸受と、前記外輪に取付けられたステータおよび前記ハブフランジに取付けられ前記ステータの半径方向外方に位置するロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置であって、前記外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部に前記ステータが設置されたため、車輪用軸受の剛性を確保することができると共に、車両用動力装置の外径寸法を維持したまま、電動機出力を増加させることができる。 The vehicle power device of the present invention has an outer ring which is a fixed wheel and an inner ring rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a wheel to which the wheel of the vehicle is attached to a hub flange provided on the inner ring. A vehicle power device including a bearing, a stator attached to the outer ring, and an electric motor attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator, on the outer periphery of the outer ring. Since an annular groove is provided and the stator is installed in this groove, the rigidity of the wheel bearing can be ensured, and the motor output can be increased while maintaining the outer diameter dimension of the vehicle power unit. it can.

この発明の車両は、この発明の上記いずれかの構成の車両用動力装置を搭載したため、車輪用軸受の剛性を確保することができると共に、車両用動力装置の外径寸法を維持したまま、電動機出力を増加させることができる。 Since the vehicle of the present invention is equipped with the vehicle power device having any of the above configurations of the present invention, the rigidity of the wheel bearings can be ensured, and the electric motor can be maintained while maintaining the outer diameter dimension of the vehicle power device. The output can be increased.

この発明の発電機付き車輪用軸受装置は、固定輪である外輪およびこの外輪に転動体を介して回転自在に支持された内輪を有し、この内輪に設けられたハブフランジに車両の車輪が取付けられる車輪用軸受と、前記外輪に取付けられたステータおよび前記ハブフランジに取付けられ前記ステータの半径方向外方に位置する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であって、前記外輪の外周に環状の溝部が設けられ、この溝部に前記ステータが設置されたため、車輪用軸受の剛性を確保することができると共に、発電機付き車輪用軸受装置の外径寸法を維持したまま、発電機出力を増加させることができる。 The bearing device for a wheel with a generator of the present invention has an outer ring which is a fixed ring and an inner ring rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and the wheel of the vehicle is attached to a hub flange provided on the inner ring. A bearing device for wheels with a generator, comprising a bearing for wheels to be attached, a stator attached to the outer ring, and a generator attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator. Further, since an annular groove is provided on the outer periphery of the outer ring and the stator is installed in this groove, the rigidity of the wheel bearing can be ensured and the outer diameter dimension of the wheel bearing device with a generator is maintained. The generator output can be increased while keeping it.

この発明の実施形態に係る車両用動力装置の断面図である。It is sectional drawing of the power unit for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 図１のII-II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 同車両用動力装置の電動機のステータの組立方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the assembly method of the stator of the electric motor of the power unit for the vehicle. 同ステータの円環部の接合方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joining method of the ring part of the stator. ステータコイルおよびボビンの挿入方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the insertion method of a stator coil and a bobbin. ティース先端の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of the tip of a tooth. 複数種類の電磁鋼板の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of a plurality of types of electrical steel sheets. 図７の電磁鋼板または圧粉磁心を利用したステータアッシの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the stator assembly using the electromagnetic steel plate or the dust core of FIG. 7. いずれかの車両用動力装置を備えた車両の車両用システムの概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conceptual structure of the vehicle system of the vehicle which provided the power unit for either vehicle. 同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。It is a power system diagram which is an example of a vehicle equipped with the system for the vehicle. 同車両用動力装置を備えた他の車両の車両用システムの概念構成を説明する図である。It is a figure explaining the conceptual structure of the vehicle system of another vehicle provided with the power unit for the vehicle. 従来例の車両用動力装置の断面図である。It is sectional drawing of the power device for a vehicle of a conventional example. 他の従来例の車両用動力装置の断面図である。It is sectional drawing of the power unit for a vehicle of another conventional example. その他の従来例の車両用動力装置の断面図である。It is sectional drawing of the power unit for a vehicle of another conventional example.

［第１の実施形態］
この発明の実施形態に係る車両用動力装置を図１ないし図６と共に説明する。
図１に示すように、この車両用動力装置１は、車輪用軸受２と、電動機３とを備える。
＜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（この例では二列）の転動体６と、回転輪である内輪５とを有する。外輪４と内輪５との間の軸受空間には、グリースが封入されている。外輪４のインボード側の外周面には、半径方向外方に突出する車体取付フランジ４ａが設けられている。車両の足回りフレーム部品であるナックル８に、車体取付フランジ４ａが固定される。二列の転動体６，６間の距離が従来例よりも延長され、且つ外輪４の外周に環状の溝部Ｍｂが設けられている。この溝部Ｍｂに後述するステータ１８が設置される。 [First Embodiment]
The vehicle power unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the vehicle power unit 1 includes a wheel bearing 2 and an electric motor 3.
<About wheel bearing 2>
The wheel bearing 2 has an outer ring 4 which is a fixed ring, a rolling element 6 which is a double row (two rows in this example), and an inner ring 5 which is a rotating wheel. Grease is sealed in the bearing space between the outer ring 4 and the inner ring 5. A vehicle body mounting flange 4a projecting outward in the radial direction is provided on the outer peripheral surface of the outer ring 4 on the inboard side. The vehicle body mounting flange 4a is fixed to the knuckle 8 which is a vehicle suspension frame component. The distance between the two rows of rolling elements 6 and 6 is extended as compared with the conventional example, and an annular groove Mb is provided on the outer circumference of the outer ring 4. A stator 18 described later is installed in the groove Mb.

内輪５は、ハブ輪５ａと、このハブ輪５ａのインボード側の外周面に嵌合された部分内輪５ｂとを有する。ハブ輪５ａ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。ハブ輪５ａの軸方向中間付近の外周面には、外輪４の内周面に所定の隙間を介して対向する断面矩形状の環状溝５ａａが形成されている。転動体６はボールから成り、車輪用軸受２は二列の転動体６，６により背面組合せのアンギュラ玉軸受を構成する。 The inner ring 5 has a hub ring 5a and a partial inner ring 5b fitted to the outer peripheral surface of the hub ring 5a on the inboard side. The hub ring 5a has a hub flange 7 at a position protruding toward the outboard side in the axial direction from the outer ring 4. An annular groove 5aa having a rectangular cross section is formed on the outer peripheral surface of the hub ring 5a near the middle in the axial direction so as to face the inner peripheral surface of the outer ring 4 with a predetermined gap. The rolling element 6 is made of a ball, and the wheel bearing 2 is composed of two rows of rolling elements 6 and 6 to form an angular contact ball bearing in a back combination.

インボード側の転動体６が転走する内外輪５，４の軌道面５ｉ，４ｉは、ナックル８の軸受取付面であるアウトボード側面８ａよりもインボード側に配置されている。インボード側の転動体６のピッチ円直径ＰＣＤは、アウトボード側の転動体６のピッチ円直径よりも小径に設定されている。前記二列の転動体６，６が転走する外輪４の軌道面４ｉ，４ｏの間の軸方向範囲に、環状の溝部Ｍｂが設けられている。また溝部Ｍｂの外周面は、前記インボード側の転動体６のピッチ円直径ＰＣＤよりも小さくなっている。 The raceway surfaces 5i and 4i of the inner and outer rings 5 and 4 on which the rolling element 6 on the inboard side rolls are arranged on the inboard side with respect to the outboard side surface 8a which is the bearing mounting surface of the knuckle 8. The pitch circle diameter PCD of the rolling element 6 on the inboard side is set to a diameter smaller than the pitch circle diameter of the rolling element 6 on the outboard side. An annular groove Mb is provided in the axial range between the raceway surfaces 4i and 4o of the outer ring 4 on which the two rows of rolling elements 6 and 6 roll. Further, the outer peripheral surface of the groove portion Mb is smaller than the pitch circle diameter PCD of the rolling element 6 on the inboard side.

ハブフランジ７のアウトボード側の側面には、ブレーキロータ１２と図示外の車輪のリムとが軸方向に重なった状態で、ハブボルト１３により取付けられている。前記リムの外周に図示外のタイヤが取付けられている。
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。 A brake rotor 12 and a wheel rim (not shown) are attached to the side surface of the hub flange 7 on the outboard side by a hub bolt 13 in a state of overlapping in the axial direction. Tires (not shown) are attached to the outer circumference of the rim.
In this specification, the side that is closer to the outside in the vehicle width direction of the vehicle when the vehicle power unit 1 is mounted on the vehicle is called the outboard side, and the side that is closer to the center in the vehicle width direction is in. Called the board side.

＜ブレーキ１７について＞
ブレーキ１７は、ディスク状のブレーキロータ１２と、ブレーキキャリパ１６（図９）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。
前記ブレーキキャリパ１６（図９）は、車両における足回りフレーム部品であるナックル８に取付けられ、前記平板部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１６（図９）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。 <About Brake 17>
The brake 17 is a friction brake including a disc-shaped brake rotor 12 and a brake caliper 16 (FIG. 9). The brake rotor 12 has a flat plate-shaped portion 12a and an outer peripheral portion 12b. The flat plate-shaped portion 12a is an annular and flat plate-shaped member that overlaps the hub flange 7. The outer peripheral portion 12b includes a cylindrical portion 12ba extending cylindrically from the outer peripheral edge portion of the flat plate-shaped portion 12a to the inboard side, and a flat plate portion 12bb extending in a flat plate shape from the inboard side end of the cylindrical portion 12ba to the outer diameter side. And have.
The brake caliper 16 (FIG. 9) is attached to a knuckle 8 which is a suspension frame component in a vehicle, and has a friction pad (not shown) for sandwiching the flat plate portion 12bb. The brake caliper 16 (FIG. 9) may be of either a hydraulic type or a mechanical type, or may be an electric motor type.

＜電動機３について＞
この例の電動機３は、車輪の回転で発電を行い、給電されることによって車輪を回転駆動可能な走行補助用の電動発電機である。電動機３は、ステータ１８と、このステータ１８に対し半径方向外方に対向して位置するロータ１９とを備えたアウターロータ型である。また、電動機３は、ロータ１９が車輪用軸受２の回転輪である内輪５に取付けられたダイレクトドライブ形式である。 <About electric motor 3>
The motor generator 3 in this example is a motor generator for traveling assistance that can rotate and drive the wheels by generating electricity by rotating the wheels and supplying power. The electric motor 3 is an outer rotor type including a stator 18 and a rotor 19 located so as to face the stator 18 outward in the radial direction. Further, the electric motor 3 is a direct drive type in which the rotor 19 is attached to the inner ring 5 which is the rotating wheel of the wheel bearing 2.

この電動機３は、ブレーキロータ１２の内径１２ｃよりも半径方向内方に設置され、且つ、ナックル８のアウトボード側面８ａと、ハブフランジ７との間の軸方向範囲に設置されている。電動機３は、アウターロータ型の例えば表面磁石型永久磁石モータ、すなわちＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）同期モータ（もしくはＳＰＭＳＭ(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)と標記）である。電動機３は、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）同期モータ（もしくはＩＰＭＳＭ(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)と標記）でもよい。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) であってもよい。 The electric motor 3 is installed inward in the radial direction with respect to the inner diameter 12c of the brake rotor 12, and is installed in an axial range between the outboard side surface 8a of the knuckle 8 and the hub flange 7. The electric motor 3 is an outer rotor type, for example, a surface magnet type permanent magnet motor, that is, an SPM (Surface Permanent Magnet) synchronous motor (or SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)). The electric motor 3 may be an IPM (Interior Permanent Magnet) synchronous motor (or IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)). In addition, the electric motor 3 may be a switched reluctance motor.

ロータ１９は、後述するロータ本体１９ａと、このロータ本体１９ａに設けられる複数の永久磁石１４とを備える。ロータケース１５は、例えば、軟磁性材料から成り、内輪５と同心の有底円筒状である。このロータケース１５は、平板状で且つ環状のケース底部１５ａと、このケース底部１５ａの外周縁部からインボード側に円筒状に延びる前記ロータ本体１９ａとを有する。これらケース底部１５ａとロータ本体１９ａとは一体もしくは別体で形成されている。ケース底部１５ａは、ブレーキロータ１２の平板状部１２ａと、ハブフランジ７との間に挟まれる。ロータ本体１９ａの内周面に円周方向一定間隔おきに複数の永久磁石１４が接着等により固定されている。 The rotor 19 includes a rotor body 19a, which will be described later, and a plurality of permanent magnets 14 provided on the rotor body 19a. The rotor case 15 is made of, for example, a soft magnetic material and has a bottomed cylindrical shape concentric with the inner ring 5. The rotor case 15 has a flat plate-shaped and annular case bottom portion 15a, and the rotor body 19a extending cylindrically from the outer peripheral edge portion of the case bottom portion 15a to the inboard side. The case bottom 15a and the rotor body 19a are formed integrally or separately. The case bottom portion 15a is sandwiched between the flat plate-shaped portion 12a of the brake rotor 12 and the hub flange 7. A plurality of permanent magnets 14 are fixed to the inner peripheral surface of the rotor body 19a at regular intervals in the circumferential direction by adhesion or the like.

図１および図２に示すように、ステータ１８は、外輪４の外周の溝部Ｍｂに、後述のように組み付けられる。外輪４は、軸方向一端側つまりインボード側に半径方向外方に突出する車体取付フランジ４ａを有し、軸方向他端側つまりアウトボード側に半径方向外方に突出するフランジ４ｂを有するため、軸方向からステータ１８を挿通することができない構造体である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 18 is assembled to the groove portion Mb on the outer periphery of the outer ring 4 as described later. Since the outer ring 4 has a vehicle body mounting flange 4a protruding outward in the radial direction on one end side in the axial direction, that is, the inboard side, and has a flange 4b protruding outward in the radial direction on the other end side in the axial direction, that is, on the outboard side. , The structure is such that the stator 18 cannot be inserted from the axial direction.

ステータ１８は、ステータコア１８ａと、このステータコア１８ａのティースＴｓに巻回され電流を流し磁力を発生させるためのステータコイル１８ｂとを有する。これらステータコア１８ａおよびステータコイル１８ｂは、二列の転動体６，６が転走する外輪４の軌道面４ｉ，４ｏの間の軸方向範囲に配置される。なおティースＴｓに図示外のボビンを介してステータコイル１８ｂを巻回させてもよい。コイル巻線の方式は、集中巻き、分布巻きのいずれの方法も可能である。但し、分布巻きの場合は、ステータコア１８ａを組み立てた後にステータコイル１８ｂを巻く必要がある。 The stator 18 has a stator core 18a and a stator coil 18b that is wound around the teeth Ts of the stator core 18a to allow an electric current to flow and generate a magnetic force. The stator core 18a and the stator coil 18b are arranged in an axial range between the raceway surfaces 4i and 4o of the outer ring 4 on which the two rows of rolling elements 6 and 6 roll. The stator coil 18b may be wound around the teeth Ts via a bobbin (not shown). As the coil winding method, either centralized winding or distributed winding can be used. However, in the case of distributed winding, it is necessary to wind the stator coil 18b after assembling the stator core 18a.

ステータコア１８ａは、円環部１８ａａと、この円環部１８ａａから半径方向外方に放射状に突出する複数のティースＴｓとを備える。図６（ａ）に示すように、ティースＴｓは、基端部分から先端部分にわたってストレート形状つまり直線状に延びる形状であってもよく、図６（ｂ）に示すように、ティースＴｓは、先端部分から円周方向両側に円弧状に突出するＴ字形状の鍔部Ｒｂが設けられていてもよい。 The stator core 18a includes an annular portion 18aa and a plurality of teeth Ts protruding radially outward from the annular portion 18aa. As shown in FIG. 6 (a), the teeth Ts may have a straight shape, that is, a shape extending linearly from the base end portion to the tip portion, and as shown in FIG. 6 (b), the teeth Ts is the tip end portion. A T-shaped collar Rb that projects in an arc shape on both sides in the circumferential direction from the portion may be provided.

図２および図３に示すように、ステータコア１８ａは、円環部１８ａａで円周方向に分割されて前記ティースＴｓを有する複数のステータコア分割体Ｄｖから成り、これらステータコア分割体Ｄｖの前記分割された円周方向両側部に、互いに半径方向に挿入して嵌合される嵌合部Ｋｂが設けられている。嵌合部Ｋｂは、円周方向に隣接するステータコア分割体Ｄｖ同士の当接面が凹凸形状となる凹凸部分Ｋｂａを有し、円周方向に隣接する凹凸部分Ｋｂａが互いに嵌め合わされて円環部１８ａａを構成する。ステータコア分割体Ｄｖは、左右非対称の一枚の電磁鋼板２０が表裏逆転させて積層されたものである。この例の電磁鋼板２０は、正面視において、ティースＴｓを中心として、円環部１８ａａの一部を成す円周方向一方の基端部２０ａが他方の基端部２０ｂよりも短く形成されることで左右非対称の電磁鋼板２０を構成する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the stator core 18a is divided in the circumferential direction by the annular portion 18aa and is composed of a plurality of stator core divided bodies Dv having the teeth Ts, and the divided stator core divided bodies Dv are divided. Fitting portions Kb that are inserted and fitted in the radial direction are provided on both sides in the circumferential direction. The fitting portion Kb has a concavo-convex portion Kba in which the contact surfaces of the stator core divided bodies Dv adjacent to each other in the circumferential direction have a concavo-convex shape, and the concavo-convex portions Kba adjacent in the circumferential direction are fitted to each other to form an annular portion. It constitutes 18aa. The stator core divided body Dv is formed by laminating a single piece of electromagnetic steel plate 20 that is asymmetrical on the left and right sides upside down. In the electrical steel sheet 20 of this example, when viewed from the front, one base end portion 20a in the circumferential direction forming a part of the annular portion 18aa is formed shorter than the other base end portion 20b with the teeth Ts as the center. Asymmetrical electromagnetic steel sheet 20 is formed.

各ステータコア分割体Ｄｖにつき、左右非対称の一枚の電磁鋼板２０を一定の積厚で表裏を逆転させて順次積層することで、凹凸部分Ｋｂａが形成される。所望の積厚に積層された電磁鋼板２０は、加締めまたは接着により相互に接合されている。
図３および図４に示すように、外輪４の外周面に設けられた溝部Ｍｂに、複数のステータコア分割体Ｄｖを半径方向外方から内方に組み付け、円周方向に隣接する矩形溝である凹凸部分Ｋｂａが互いに嵌合することで円環形状のステータ１８となる。 A concavo-convex portion Kba is formed by sequentially laminating a single piece of electromagnetic steel sheet 20 that is asymmetrical to the left and right with the front and back reversed at a constant product thickness for each stator core divided body Dv. The electromagnetic steel sheets 20 laminated to a desired product thickness are joined to each other by crimping or bonding.
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of stator core divided bodies Dv are assembled from the outer side in the radial direction to the inner side in the groove portion Mb provided on the outer peripheral surface of the outer ring 4, and are rectangular grooves adjacent to each other in the circumferential direction. By fitting the uneven portions Kba to each other, the stator 18 has an annular shape.

＜組立手順について＞
（１）外輪４の外周の溝部Ｍｂに対し、複数のステータコア分割体Ｄｖを径方向から組み付ける（図３）。
（２）ティースＴｓ，Ｔｓ間の嵌合部Ｋｂを径方向から加締め、溶接または接着などにより接合する（図４）。
（３）ティースＴｓに径方向からボビン１８ｃおよびステータコイル１８ｂを挿入し、ステータコイル１８ｂの結線を行う（図５）。
（４）その後、ロータおよび周辺部品を組み立てて電動機３とする。
なおＴ字形状のティースＴｓ（図６（ｂ））を組み立てる場合、ステータ組立後に軸方向に分割された形状のボビンを装着し、コイル巻きを行うか、または先にティースＴｓにコイル巻きを施した後に接着または軽圧入などにより複数のステータコア分割体を円環状に組み立てる。 <Assembly procedure>
(1) A plurality of stator core divided bodies Dv are assembled in the radial direction to the groove Mb on the outer periphery of the outer ring 4 (FIG. 3).
(2) The fitting portion Kb between the teeth Ts and Ts is crimped from the radial direction and joined by welding or adhesion (FIG. 4).
(3) The bobbin 18c and the stator coil 18b are inserted into the teeth Ts from the radial direction, and the stator coil 18b is connected (FIG. 5).
(4) After that, the rotor and peripheral parts are assembled to form an electric motor 3.
When assembling the T-shaped teeth Ts (FIG. 6 (b)), a bobbin having a shape divided in the axial direction is attached after the stator is assembled, and the coil is wound, or the teeth Ts is coil-wound first. After that, a plurality of stator core divided bodies are assembled in an annular shape by adhesion or light press fitting.

＜シール構造について＞
図１に示すように、ロータケース１５のインボード側の内周面と、車体取付フランジ４ａの外周面との間には、電動機３および車輪用軸受２内部への水および異物の侵入を防ぐシール部材２３が配置されている。 <About the seal structure>
As shown in FIG. 1, water and foreign matter are prevented from entering the inside of the electric motor 3 and the wheel bearing 2 between the inner peripheral surface of the rotor case 15 on the inboard side and the outer peripheral surface of the vehicle body mounting flange 4a. The seal member 23 is arranged.

＜回転検出器２７について＞
この車両用動力装置１には、回転検出器２７が設けられている。この回転検出器２７は、走行補助用の電動機３の回転を制御するために、外輪４に対する内輪５の回転角度または回転速度を検出する。回転検出器２７は、被検出部保持部材等に取付けられた被検出部２７ａと、この被検出部２７ａを検出するセンサ部２７ｂとを有する。外輪４のインボード側の内周面に、センサ固定部材２８を介してセンサ部２７ｂが固定されている。この回転検出器２７として例えばレゾルバが適用される。なお回転検出器２７としては、レゾルバに限定されるものではなく、例えば、エンコーダ、パルサーリングあるいはホールセンサなど形式を問わず採用可能で、それぞれを１つ以上もしくは組み合わせて搭載してもよい。 <About rotation detector 27>
The vehicle power unit 1 is provided with a rotation detector 27. The rotation detector 27 detects the rotation angle or rotation speed of the inner ring 5 with respect to the outer ring 4 in order to control the rotation of the electric motor 3 for traveling assistance. The rotation detector 27 has a detected portion 27a attached to a detected portion holding member or the like, and a sensor unit 27b for detecting the detected portion 27a. The sensor portion 27b is fixed to the inner peripheral surface of the outer ring 4 on the inboard side via the sensor fixing member 28. For example, a resolver is applied as the rotation detector 27. The rotation detector 27 is not limited to the resolver. For example, an encoder, a pulsar ring, a hall sensor, or the like can be used regardless of the type, and one or more or a combination of each may be mounted.

＜作用効果＞
以上説明した車両用動力装置１によれば、車輪用軸受２の二列の転動体６，６間の距離である軸受間距離を延長し、外輪４の外周で且つ二列の転動体６，６間の円周上に、環状の溝部Ｍｂを設けた。車両から発生するモーメント荷重に耐えるために、アウトボード側つまり車輪側の転動体６は、インボード側よりもピッチ円直径を増大させる。また外輪４の二列の軌道面４ｉ，４ｏの間の軸方向範囲に、ステータコア１８ａおよびステータコイル１８ｂが配置される。溝部Ｍｂは、両列の転動体６近傍の外輪４の強度を確保した上で、インボード側の転動体６のピッチ円直径ＰＣＤより小さい径まで半径方向内方に深くすることができる。 <Action effect>
According to the vehicle power unit 1 described above, the distance between the bearings, which is the distance between the two rows of rolling elements 6 and 6 of the wheel bearings 2, is extended, and the outer ring 4 and the two rows of rolling elements 6 and 6 are extended. An annular groove Mb was provided on the circumference between the six. In order to withstand the moment load generated from the vehicle, the rolling element 6 on the outboard side, that is, on the wheel side has a pitch circle diameter larger than that on the inboard side. Further, the stator core 18a and the stator coil 18b are arranged in the axial range between the two rows of raceway surfaces 4i and 4o of the outer ring 4. The groove portion Mb can be deepened inward in the radial direction to a diameter smaller than the pitch circle diameter PCD of the rolling element 6 on the inboard side, while ensuring the strength of the outer ring 4 in the vicinity of the rolling element 6 in both rows.

これにより、従来例のモータステータコア６３（図１２）と比較して、ステータコア１８ａの内径を大幅に小さくすることができる。この構造では、ステータコイル１８ｂの巻線空間を広く取れるため、ステータコイル１８ｂの巻き数を増やすことができ、電動機出力が増加する。
またインボード側の内外輪５，４の軌道面５ｉ，４ｉを、ナックル８のアウトボード側面８ａよりインボード側へ配置することもできる。したがって、車輪用軸受２の二列の軌道面間の距離（軸受間距離）が大きくなるため、モーメント荷重に対して強くなる。 As a result, the inner diameter of the stator core 18a can be significantly reduced as compared with the motor stator core 63 (FIG. 12) of the conventional example. In this structure, since the winding space of the stator coil 18b can be widened, the number of turns of the stator coil 18b can be increased, and the motor output is increased.
Further, the raceway surfaces 5i and 4i of the inner and outer rings 5 and 4 on the inboard side can be arranged on the inboard side from the outboard side surface 8a of the knuckle 8. Therefore, the distance between the raceway surfaces of the two rows of the wheel bearings 2 (distance between the bearings) becomes large, and thus becomes strong against the moment load.

以上のように、本実施形態の車両用動力装置１では、電動機３の外径寸法つまり車両用動力装置１の外径寸法を維持したまま電動機出力を増加することが可能である。モータステータコア１８ａの外径寸法は維持されるため、車両のブレーキロータ１２内に車両用動力装置１を問題なく格納することができる。また、車輪用軸受２の剛性も十分確保されている。 As described above, in the vehicle power unit 1 of the present embodiment, it is possible to increase the electric motor output while maintaining the outer diameter dimension of the electric motor 3, that is, the outer diameter dimension of the vehicle power unit 1. Since the outer diameter of the motor stator core 18a is maintained, the vehicle power unit 1 can be stored in the vehicle brake rotor 12 without any problem. Further, the rigidity of the wheel bearing 2 is sufficiently secured.

＜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 will be given to the parts corresponding to the matters previously described in each embodiment, and duplicate description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described above unless otherwise specified. It has the same effect from the same configuration. In addition to the combination of the parts specifically described in each embodiment, it is also possible to partially combine the embodiments as long as the combination does not cause any trouble.

図７および図８に示すように、ステータコア分割体Ｄｖは、前記嵌合部を構成する部分と他の部分とで互いに形状の異なる複数種類（この例では三種類）の電磁鋼板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが積層されたものであってもよい。この形状の異なる電磁鋼板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが積層されたステータコア分割体Ｄｖは、嵌合部Ｋｂの面積が増加し、円環状に組み立てた際の強度を増すことができる。なお、電磁鋼板の種類は、二種類であってもよいし、四種類以上であってもよい。 As shown in FIGS. 7 and 8, the stator core divided body Dv has a plurality of types (three types in this example) of electromagnetic steel plates 20A and 20B, which have different shapes from each other in the portion constituting the fitting portion and the other portion. 20C may be laminated. In the stator core split body Dv in which the electromagnetic steel plates 20A, 20B, and 20C having different shapes are laminated, the area of the fitting portion Kb is increased, and the strength when assembled in an annular shape can be increased. The type of the electromagnetic steel sheet may be two types or four or more types.

前述の各実施形態では、ステータコア分割体Ｄｖを電磁鋼板で積層して構成した場合について述べたが、ステータコア分割体Ｄｖは積層された電磁鋼板に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、ステータコア分割体Ｄｖは、一体成形された圧粉磁心等の一体成型材（圧粉体）Ａｔであってもよい。この場合、金型によりステータコア分割体Ｄｖを製作すればよく、特に図３に示すステータコア分割体Ｄｖの形状であれば、一つの金型でステータコア分割体Ｄｖを製作可能である。したがって、電磁鋼板を積層したものより量産性を高めることが可能となる。 In each of the above-described embodiments, the case where the stator core divided body Dv is laminated with the laminated electromagnetic steel sheet has been described, but the stator core divided body Dv is not limited to the laminated electromagnetic steel sheet. For example, as shown in FIG. 8, the stator core divided body Dv may be an integrally molded material (compact powder) At such as an integrally molded dust core. In this case, the stator core divided body Dv may be manufactured by a mold, and particularly if the shape of the stator core divided body Dv shown in FIG. 3 is used, the stator core divided body Dv can be manufactured by one mold. Therefore, it is possible to improve mass productivity as compared with the laminated steel sheet.

＜車両用システムについて＞
図９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３５と機械的に非連結である従動輪１０_Ｂを持つ車両３０において、従動輪１０_Ｂ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１０_Ｂを支持する軸受である。 <About vehicle system>
FIG. 9 is a block diagram showing a conceptual configuration of a vehicle system using any of the vehicle power units 1.
In this vehicle system, the vehicle power unit 1 is mounted on the driven wheel 10 _B in the vehicle 30 having the driven wheel 10 _B that is mechanically unconnected to the main drive source 35. The wheel bearing 2 (FIG. 1) in the vehicle power unit 1 is a bearing that supports the driven wheel 10 _B.

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１０_Ａ、後輪が従動輪１０_Ｂ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 main drive source 35 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, a motor generator (motor), or a hybrid type drive source in which both are combined. The "motor generator" is referred to as an electric motor capable of generating electricity by applying rotation. In the illustrated example, the vehicle 30 is a front-wheel drive vehicle in which the front wheels are the drive wheels 10 _A and the rear wheels are the driven wheels 10 _B, and the main drive source 35 is an internal combustion engine 35a and an electric generator 35b on the drive wheel side. It is a hybrid vehicle (hereinafter, may be referred to as "HEV") having the above.

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１０_Ａ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 motor generator 35b on the drive wheel side is driven by a medium voltage such as 48V. Hybrids are roughly divided into strong hybrids and mild hybrids. Mild hybrids are a type in which the main drive source is an internal combustion engine and the motor mainly assists driving when starting or accelerating, and EV. In the (electric vehicle) mode, it is distinguished from the strong hybrid because it can run normally for a while but cannot run for a long time. Internal combustion engine 35a of the example of the figure, is connected to the drive shaft of the drive wheel 10 _A via the clutch 36 and speed reducer 37, the motor generator 35b of the driving wheel is connected to a reduction gear 37.

この車両用システムは、従動輪１０_Ｂ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。 This vehicle system is provided in an electric motor 3, which is a motor generator for traveling assistance that drives the driven wheels 10 _B to rotate, an individual control means 39 that controls the electric motor 3, and an upper ECU 40, and the individual control is provided. It is provided with an individual motor generator command means 45 that outputs a command for causing the means 39 to control drive and regeneration. The electric motor 3 is connected to the power storage means. A battery (storage battery), a capacitor, a capacitor, or the like can be used as the power storage means, and the type and the mounting position on the vehicle 30 are not limited. In this embodiment, the low voltage battery 50 mounted on the vehicle 30 and It is said to be the medium voltage battery 49 of the medium voltage batteries 49.

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 electric motor 3 for the driven wheel is a direct drive motor that does not use a transmission. The electric motor 3 acts as an electric motor by supplying electric power, and also acts as a generator that converts the kinetic energy of the vehicle 30 into electric power.
In the electric motor 3, since the rotor 19 (FIG. 1) is attached to the inner ring 5 (FIG. 1) which is a hub wheel, when a current is applied to the electric motor 3, the inner ring 5 (FIG. 1) is rotationally driven, and conversely, electric power regeneration. Regenerative power can sometimes be obtained by loading an induced voltage.

＜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１０_Ｂ，１０_Ｂ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 vehicle 30>
The upper ECU 40 is a means for performing integrated control of the vehicle 30, and includes a torque command generating means 43. The torque command generating means 43 generates a torque command according to the operation amount signals input from the accelerator operating means 56 such as the accelerator pedal and the brake operating means 57 such as the brake pedal. This vehicle 30 includes an internal combustion engine 35a and a motor generator 35b on the drive wheel side as a main drive source 35, and also includes two motors 3 and 3 for driving two driven wheels 10 _B and 10 _B , respectively. The upper ECU 40 is provided with torque command distribution means 44 that distributes torque commands according to the rules defined for the drive sources 35a, 35b, 3, and 3.

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。 The torque command for the internal combustion engine 35a is transmitted to the internal combustion engine control means 47, and is used for valve opening control and the like by the internal combustion engine control means 47. The torque command for the motor generator 35b on the drive wheel side is transmitted to the motor generator control means 48 on the drive wheel side and executed. The torque command for the electric motors 3 and 3 on the driven wheel side is transmitted to the individual control means 39 and 39. Of the torque command distribution means 44, the portion that outputs to the individual control means 39, 39 is referred to as the individual motor generator command means 45. The individual motor generator command means 45 also has a function of giving a torque command to the individual control means 39, which is a command of a braking force in which the electric motor 3 shares braking by regenerative braking, in response to a signal of the operation amount of the brake operation means 57. Be prepared.

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, and includes an inverter 41 that converts the DC power of the medium voltage battery 49 into a three-phase AC voltage, and a control unit 42 that controls the output of the inverter 41 by PWM control or the like by the torque command or the like. Has. The inverter 41 includes a bridge circuit (not shown) using a semiconductor switching element or the like, and a charging circuit (not shown) for charging the medium voltage battery 49 with the regenerated power of the electric motor 3. Although the individual control means 39 is individually provided for the two electric motors 3 and 3, it may be housed in one housing and the control unit 42 may be shared by both the individual control means 39 and 39. ..

図１０は、図９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と中電圧バッテリー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９の駆動輪側の電動発電機３５ｂは、図１０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. 10 is a power supply system diagram which is an example of a vehicle equipped with the vehicle system shown in FIG. In the example of the figure, a low voltage battery 50 and a medium voltage battery 49 are provided as batteries, and both batteries 49 and 50 are connected via a DC / DC converter 51. There are two electric motors 3, but one is represented as a representative. Although not shown in FIG. 10, the motor generator 35b on the drive wheel side of FIG. 9 is connected to the medium power system in parallel with the motor 3 on the driven wheel side. A low voltage load 52 is connected to the low voltage system, and a medium voltage load 53 is connected to the medium voltage system. There are a plurality of low voltage loads 52 and a plurality of medium voltage loads 53, but they are represented by one.

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 low-voltage battery 50 is a battery generally used in various automobiles as a power source for a control system or the like, and is set to, for example, 12V or 24V. The low voltage load 52 includes key components such as a starter motor of the internal combustion engine 35a, lights, a higher-level ECU 40, and other ECUs (not shown). The low-voltage battery 50 may be referred to as an auxiliary battery for electrical accessories, and the medium-voltage battery 49 may be referred to as an auxiliary battery for an electric system.

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 medium-voltage battery 49 has a higher voltage than the low-voltage battery 50 and is lower than the high-voltage battery (100 V or more, for example, about 200 to 400 V) used for strong hybrid vehicles and the like, and has an influence on the human body due to electric shock during work. A 48V battery, which has a voltage that does not pose a problem and has been used in mild hybrids in recent years, is preferable. A medium-voltage battery 49 such as a 48V battery can be relatively easily mounted on a vehicle equipped with a conventional internal combustion engine, and as a mild hybrid, fuel consumption can be reduced by power assist and regeneration by electric power.

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 medium voltage load 53 of the 48V system is an accessory component, such as a power assist motor, an electric pump, an electric power steering, a supercharger, and an air compressor, which are electric motors 3 on the drive wheel side. By configuring the load of accessories with a 48V system, the output of power assist is lower than that of high voltage (strong hybrid vehicles of 100V or more), but the risk of electric shock to occupants and maintenance workers can be reduced. it can. Since the insulating coating of the electric wire can be thinned, the weight and volume of the electric wire can be reduced. Further, since a large amount of electric power can be input / output with a current amount smaller than 12V, the volume of the electric motor or the generator can be reduced. From these things, it contributes to the effect of reducing the fuel consumption of the vehicle.

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 for accessory parts of such mild hybrid vehicles, and is applied as power assist and power regeneration parts. Conventionally, in mild hybrid vehicles, CMG, GMG, belt-driven starter motors (none of which are shown), etc. may be adopted, but all of these power assist the internal combustion engine or the power unit. Or because it regenerates, it is affected by the efficiency of transmission devices and reduction gears.

これに対してこの実施形態の車両用システムは従動輪１０_Ｂ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１０_Ｂ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９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 wheels 10 _B, and the main drive source is disconnected such as an internal combustion engine 35a and the electric motor (not shown), the power regeneration In some cases, the kinetic energy of the vehicle body can be used directly. Further, CMG, GMG, when mounting a belt driven starter motor, it is necessary to incorporate in consideration from the design stage of the vehicle 30, it is difficult be retrofitted, for this vehicle to fit in the driven wheel 10 in the _B The electric motor 3 of the system can be installed even in a completed vehicle with the same man-hours as parts replacement, and a 48V system can be configured even in a completed vehicle having only the internal combustion engine 35a. A vehicle equipped with the vehicle system of this embodiment may be equipped with another motor generator 35b for auxiliary drive as in the example of FIG. In that case, the amount of power assist and the amount of regenerative power for the vehicle 30 can be increased, which further contributes to the reduction of fuel consumption.

図１１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１０_Ａおよび後輪である従動輪１０_Ｂにそれぞれ適用した例を示す。駆動輪１０_Ａ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３７を介して駆動される。この前輪駆動車において、各駆動輪１０_Ａおよび従動輪１０_Ｂ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１０_Ｂだけでなく、駆動輪１０_Ａにも適用し得る。 Figure 11 shows an example of the vehicle power system 1 was applied respectively to the driven wheels 10 _B which is a driving wheel 10 _A and a rear wheel is a front wheel according to any of the embodiments. The drive wheels 10 _A are driven by a main drive source 35 composed of an internal combustion engine via a clutch 36 and a speed reducer 37. In this front-wheel drive vehicle, the support and the auxiliary drive of the drive wheels 10 _A and the driven wheels 10 _B, the power unit 1 is installed for a vehicle. Thus the vehicle power system 1, not only the driven wheels 10 _B, can also be applied to the drive wheels 10 _A.

図９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、電動機を除き同一構成である。 The vehicle system shown in FIG. 9 has a function of generating electric power, but may be a system that is not rotationally driven by power supply. In this vehicle system, a wheel bearing device with a generator including a generator 3 that does not also serve as a motor and a wheel bearing 2 is mounted. The wheel bearing device with a generator has the same configuration as the vehicle power unit of any of the embodiments except for the electric motor.

この発電機付車輪用軸受が搭載される車両用システムによれば、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。 According to the vehicle system equipped with the bearings for wheels with a generator, braking force can be generated by storing the regenerated electric power generated by the generator 3 in the medium voltage battery 49. Braking performance can also be improved by using or using it in combination with the mechanical brake operating means 57. When limited to the function of generating power in this way, the individual control means 39 can be configured as an AC / DC converter device (not shown) instead of an inverter device. The AC / DC converter device has a function of charging the regenerated power of the generator 3 into the medium voltage battery 49 by converting the three-phase AC voltage into a DC voltage, and the control method is easier than that of the inverter. Miniaturization is possible.

本願における車両用動力装置、発電機付車輪用軸受は、回転輪として、一つの部分内輪が嵌合されたハブ輪を備え、固定輪である外輪と、ハブ輪および部分内輪の嵌合体で構成された第３世代構造としているが、これに限定するものではない。
ハブフランジを有するハブと、転動体の軌道面を有する部材とを合わせた構造体が請求項でいう回転輪となる。例えば、主に固定輪である外輪と、ハブフランジを有するハブの外周面に嵌合された内輪とを備えた第１世代構造であってもよい。固定輪である外輪と、ハブフランジを有するハブの外周面に嵌合された内輪とを備えた内輪回転形式の第２世代構造であってもよい。これらの例では、前記ハブと前記内輪とが組み合わさったものが請求項でいう「回転輪」に相当する。 The vehicle power unit and the bearing for a wheel with a generator in the present application include a hub ring in which one partial inner ring is fitted as a rotating wheel, and is composed of an outer ring which is a fixed ring and a fitting body of the hub ring and the partial inner ring. Although it has a third-generation structure, it is not limited to this.
A structure in which a hub having a hub flange and a member having a raceway surface of a rolling element are combined is a rotating wheel according to a claim. For example, it may be a first generation structure including an outer ring which is mainly a fixed ring and an inner ring fitted to the outer peripheral surface of a hub having a hub flange. It may be a second generation structure of an inner ring rotation type including an outer ring which is a fixed ring and an inner ring fitted to the outer peripheral surface of a hub having a hub flange. In these examples, the combination of the hub and the inner ring corresponds to the "rotating wheel" in the claims.

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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above based on the embodiments, the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not limiting. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１…車両用動力装置、２…車輪用軸受、３…電動機（発電機）、４…外輪、４ｉ，４ｏ…軌道面、５…内輪、５ｉ…軌道面、６…転動体、７…ハブフランジ、８…ナックル（足回りフレーム部品）、１０_Ｂ…従動輪、１８…ステータ、１８ａ…ステータコア、１８ｂ…ステータコイル、１９…ロータ、３０…車両、３５…主駆動源、Ｍｂ…溝部、ＰＣＤ…ピッチ円直径
1 ... Vehicle power unit, 2 ... Wheel bearing, 3 ... Electric motor (generator), 4 ... Outer ring, 4i, 4o ... Track surface, 5 ... Inner ring, 5i ... Track surface, 6 ... Roller, 7 ... Hub flange , 8 ... Knuckle (undercarriage frame parts), 10 _B ... Trailing wheel, 18 ... stator, 18a ... stator core, 18b ... stator coil, 19 ... rotor, 30 ... vehicle, 35 ... main drive source, Mb ... groove, PCD ... Pitch circle diameter

Claims

A wheel bearing that has an outer ring that is a fixed ring and an inner ring that is rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a vehicle wheel is attached to a hub flange provided on the inner ring.
A vehicle power unit comprising a stator attached to the outer ring and an electric motor attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator.
A vehicle power unit in which an annular groove is provided on the outer periphery of the outer ring and the stator is installed in the groove.

In the vehicle power unit according to claim 1, the wheel bearing includes two rows of the rolling elements, and the rolling elements are located in an axial range between the two rows of raceway surfaces of the outer ring on which the rolling elements roll. A vehicle power unit provided with a groove.

The vehicle power unit according to claim 1 or 2, wherein the outer peripheral surface of the groove is smaller than the pitch circle diameter of the rolling element.

In the vehicle power unit according to any one of claims 1 to 3, the wheel bearing includes two rows of the rolling elements, and the two rows of raceway surfaces of the outer ring on which the rolling elements roll. A vehicle power unit in which a stator core and a stator coil of the stator are arranged in an axial range between the two.

In the vehicle power unit according to any one of claims 1 to 4, the wheel bearings include two rows of the rolling elements, and the inner and outer rings on which the rolling elements on the inboard side roll. A power unit for vehicles in which the track surface is arranged on the inboard side of the bearing mounting surface of the undercarriage frame parts of the vehicle.

In the vehicle power unit according to any one of claims 1 to 5, the vehicle power unit is the driven wheel in a vehicle including a driven wheel that is mechanically unconnected to the main drive source. Power unit for vehicles mounted on.

A vehicle equipped with the vehicle power unit according to any one of claims 1 to 6.

A wheel bearing that has an outer ring that is a fixed ring and an inner ring that is rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a vehicle wheel is attached to a hub flange provided on the inner ring.
A wheel bearing device with a generator, comprising a stator attached to the outer ring and a generator attached to the hub flange and having a rotor located radially outward of the stator.
A wheel bearing device with a generator in which an annular groove is provided on the outer periphery of the outer ring and the stator is installed in the groove.