WO2019225522A1 - 車両用動力装置および発電機付車輪用軸受 - Google Patents

車両用動力装置および発電機付車輪用軸受 Download PDF

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雄司 矢田
健太郎 西川
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle power unit and a wheel bearing with a generator, and relates to a technique applied to an automobile or the like.
  • a vehicle power device incorporating a motor inside a wheel is a device in which a wheel bearing that supports the wheel and a motor that drives and regenerates the wheel are integrated.
  • the vehicle drive assist, regeneration during deceleration, There are many advantages such as posture stabilization by torque control, and demand is expected in the future along with the electrification of automobiles.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the vehicle power unit equipped with a traveling motor with a power generation function.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. As shown in FIGS. 14 and 15, the vehicle power unit equipped with the power generation function-equipped travel motor is accommodated within the inner periphery of the brake rotor 70.
  • a motor stator core 74 is fixed to a knuckle 71, which is an automobile fixing part, via a wheel bearing outer ring 72 and a motor stator fixing portion 73.
  • the motor stator core 74 is wound with a motor winding coil 75 for passing a current and generating a magnetic force.
  • a motor rotor case 77 and a motor rotor 78 are attached to the wheel bearing flange 76 and rotate around the motor stator core 74.
  • the motor integrated with the wheel bearing performs driving and regeneration according to the vehicle running state.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle power unit and a generator-equipped wheel bearing capable of easily exchanging wheel bearings and reducing the cost of replacement parts.
  • a vehicle power unit is for a wheel having an outer ring and a hub flange that has a hub flange and is rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange.
  • a vehicle power unit comprising a bearing, a stator located on the outer circumference of the outer ring, and a motor having a rotor located on the outer circumference of the stator and attached to the hub wheel,
  • a wheel bearing fixing member is provided on the underbody frame component in the vehicle, One or both of the outer ring and the stator are detachably fixed to the wheel bearing fixing member.
  • either or both of the outer ring and the stator are detachably fixed to the wheel bearing fixing member. Therefore, when replacing the wheel bearing, the outer ring is detached from the stator and the wheel bearing fixing is performed. By removing the outer ring or the stator from the member, it is possible to extract the wheel bearing assembly and the like from the vehicle power unit. After that, it is possible to assemble a new wheel bearing assembly or the like in the reverse order of the replacement. Therefore, when the wheel bearing is abnormal or deteriorated, the motor can be replaced easily without replacing the motor as it is, so that it is possible to easily replace the wheel bearing and reduce the cost of replacement parts. Can do.
  • the motor may include a rotating case that forms an outer shell of the rotor, and the rotating case and the hub flange may be detachably fixed to each other in the bearing axis direction.
  • the hub flange is detached from the rotating case, the outer ring is detached from the stator, and the outer ring or stator is detached from the wheel bearing fixing member.
  • the wheel bearing assembly and the like can be easily extracted from the vehicle power unit in the bearing axial direction. Thereafter, a new wheel bearing assembly or the like can be assembled in the reverse order of the replacement.
  • the wheel bearing fixing member and the stator may be attached to the underbody frame component, and the wheel bearing may be configured to be detachable in the bearing axial direction with respect to the stator.
  • the wheel bearing when replacing the wheel bearing, it is possible to omit the trouble of temporarily removing the entire vehicle power unit from the undercarriage frame parts, and to extract the wheel bearing assembly or the like from the vehicle power unit in the bearing axial direction. . Therefore, the work load can be further reduced.
  • the outer ring includes an outer ring main body in which a raceway surface of the rolling element is formed, and an annular outer ring outer peripheral body provided on an outer peripheral surface of the outer ring main body, and the outer ring with respect to the wheel bearing fixing member.
  • a wheel bearing main body including the outer ring main body, the rolling element and the hub wheel with respect to the wheel bearing fixing member in a state where the outer peripheral body is detachably fixed by a bolt and the bolt is detached from the outer ring outer peripheral body. May be configured to be detachable in the bearing axial direction. In this case, by removing the bolt from the outer peripheral body of the outer ring, the wheel bearing body can be easily extracted from the vehicle power unit in the bearing axial direction.
  • the outer ring outer peripheral body is provided from an axially intermediate portion on the outer peripheral surface of the outer ring main body to the outboard side, and the outer ring is connected to the outer peripheral surface of the outer ring main body on the inboard side and the outer ring outer peripheral body.
  • An annular recess that is recessed radially inward from the outer peripheral surface of the outer peripheral body of the outer ring may be formed at the board side end, and the wheel bearing fixing member may be separably fitted into the annular recess.
  • the axially intermediate vicinity portion is a position arbitrarily determined by design or the like, and is determined by determining an appropriate position by one or both of testing and simulation, for example.
  • the wheel bearing fixing member is separably fitted into the annular recess between the inboard side outer peripheral surface of the outer ring main body and the inboard side end of the outer ring outer peripheral body.
  • the fixing member can be easily and accurately positioned coaxially.
  • the outer ring outer peripheral body may be fixed to the outer peripheral surface of the outer ring main body by an interference fit.
  • the interference fitting for example, press fitting or shrink fitting may be applied.
  • the screw hole for screwing a bolt can be processed in the outer ring outer peripheral body which is a separate component from the outer ring main body. Since the outer ring outer peripheral body is a separate member from the outer ring main body and there is no need to machine screw holes in the outer ring itself, so-called standard wheel bearings can be used. Accordingly, the cost of the vehicle power device can be reduced.
  • the outer ring outer peripheral body has a protruding portion that protrudes radially inward on an end surface on the outboard side, and the axially opposite ends of the outer ring main body are between the protruding portion and a part of the wheel bearing fixing member.
  • the outer ring main body, the wheel bearing fixing member, and the outer ring outer peripheral body may be fixed by the bolt with the bolt interposed therebetween. In this case, since the wheel bearing fixing member and the outer ring outer peripheral body can be inserted into the outer ring main body by clearance fitting, disassembly can be easily performed.
  • the generator wheel bearing according to the present invention has an outer ring and a hub flange that has a hub flange and is rotatably supported by the outer ring via a rolling element, and a vehicle wheel and a brake rotor are attached to the hub flange.
  • a wheel bearing with a generator comprising a wheel bearing, a stator located on the outer circumference of the outer ring, and a generator having a rotor located on the outer circumference of the stator and attached to the hub wheel
  • a wheel bearing fixing member is provided on the underbody frame component in the vehicle, One or both of the outer ring and the stator are detachably fixed to the wheel bearing fixing member.
  • either or both of the outer ring and the stator are detachably fixed to the wheel bearing fixing member. Therefore, when replacing the wheel bearing, the outer ring is detached from the stator and the wheel bearing fixing is performed. By removing the outer ring or the stator from the member, it is possible to extract the wheel bearing assembly and the like from the generator-equipped wheel bearing. After that, it is possible to assemble a new wheel bearing assembly or the like in the reverse order of the replacement. Therefore, when an abnormality or deterioration occurs in the wheel bearing, it is possible to easily replace only the wheel bearing without replacing the generator as it is, so that the trouble of replacing parts is reduced and the cost of replacement parts is also reduced. be able to.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vehicle power device according to an embodiment of the present invention. It is a side view of the power unit for vehicles. It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. It is a disassembled perspective view of the same vehicle power unit. It is the disassembled perspective view seen from the other direction of the power unit for vehicles. It is a disassembled sectional view of the vehicle power unit.
  • FIG. 4 is an exploded cross-sectional view of a vehicle power device according to another embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the vehicle power unit which concerns on other embodiment of this invention. It is sectional drawing of the vehicle power unit which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is an exploded cross-sectional view of a vehicle power device according to another embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the vehicle power unit which concerns on other embodiment of this invention. It is sectional drawing of the vehicle power unit which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is an exploded cross-sectional view of a vehicle power device according to still another embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the conceptual structure of the system for vehicles of the vehicle provided with one of the vehicle power devices. It is a power supply system figure which becomes an example of the vehicle carrying the system for vehicles. It is a figure explaining the conceptual composition of the system for vehicles of other vehicles provided with the same power unit for vehicles. It is sectional drawing of the power unit for vehicles carrying the driving motor with a power generation function proposed previously. It is the XV-XV sectional view taken on the line of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 2) of the vehicle power device according to the embodiment.
  • the vehicle power device 1 includes a wheel bearing 2 and a motor generator 3 that is a generator that also serves as a motor.
  • the wheel bearing 2 includes an outer ring 4 that is a fixed wheel, a double-row rolling element 6, and a hub wheel 5 that is a rotating wheel. Grease is sealed in the bearing space between the outer ring 4 and the hub ring 5.
  • a direction along the rotation axis of the wheel bearing 2 is referred to as a “bearing axis direction”, and a direction orthogonal to the rotation axis is referred to as a “bearing radial direction”.
  • the outer ring 4 has an outer ring main body 4a in which double-row raceway surfaces are formed, and an outer ring outer peripheral body 4b provided on the outer peripheral surface of the outer ring main body 4a on the outboard side.
  • these outer ring main bodies 4a And the outer ring outer peripheral body 4b are integrally formed from the same material.
  • the outer ring outer peripheral body 4b is provided on the outer peripheral surface of the outer ring main body 4a from the middle part in the axial direction to the outboard side.
  • the outer ring 4 is formed with an annular recess 4c that is recessed radially inward from the outer peripheral surface of the outer ring outer peripheral body 4b at the inboard side outer peripheral surface of the outer ring main body 4a and the inboard side end of the outer ring outer peripheral body 4b.
  • the hub wheel 5 has a hub wheel main body 5a and a partial inner ring 5b fitted to the outer peripheral surface of the hub wheel main body 5a on the inboard side.
  • the hub wheel main body 5a has a hub flange 7 at a location protruding from the outer ring 4 toward the outboard side in the axial direction (bearing shaft direction).
  • a brake rotor 12 and a wheel rim are attached by hub bolts 13 in a state where they overlap in the axial direction.
  • a tire (not shown) is attached to the outer periphery of the rim.
  • the side 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
  • the side closer to the center in the vehicle width direction of the vehicle is called the inboard side. Called the board side.
  • a wheel bearing fixing member 24 for fixing the wheel bearing 2 to the knuckle 8 which is an underbody frame part of the vehicle is detachably fixed to the wheel bearing 2 by a plurality of bolts 25.
  • the wheel bearing fixing member 24 has a substantially cylindrical shape having a large-diameter cylindrical portion 24a and a small-diameter cylindrical portion 24b located on the inboard side of the large-diameter cylindrical portion 24a.
  • the large diameter cylindrical portion 24 a is provided on the outboard side of the knuckle 8 so as to be coaxial with the axis of the wheel bearing 2.
  • a vehicle body mounting flange 24aa is provided on the outer peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 24a on the inboard side.
  • a vehicle body mounting flange 24aa is detachably fixed to the knuckle 8 by a plurality of bolts 26.
  • a step portion is formed on the inner peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 24a on the outboard side. The inboard side end of the outer ring main body 4a is fitted into the stepped portion, and the outer ring 4 is positioned in the axial direction.
  • the small diameter cylindrical portion 24b is provided coaxially and integrally with the large diameter cylindrical portion 24a.
  • the outer peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 24b is formed to have a smaller diameter than the outer peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 24a.
  • the knuckle 8 is formed with a through hole 8b that allows the small diameter cylindrical portion 24b to pass therethrough.
  • the vehicle body mounting flange 24aa is fixed to the outboard side surface 8a of the knuckle 8 in a state where the small diameter cylindrical portion 24b is inserted into the through hole 8b of the knuckle 8.
  • the outer ring 4 is detachably fixed to a wheel bearing fixing member 24 having the large diameter cylindrical portion 24a and the small diameter cylindrical portion 24b.
  • a large-diameter cylindrical portion 24a is inserted into the outer peripheral surface on the inboard side of the outer ring main body 4a with a clearance fit.
  • the large-diameter cylindrical portion 24a is connected to the outer peripheral surface on the inboard side of the outer ring main body 4a and the inboard of the outer ring outer peripheral body 4b. It fits in the annular recess 4c with the side end.
  • the outer ring outer peripheral body 4b is formed with a plurality of screw holes 4ba made of female threads extending in the axial direction at predetermined intervals in the circumferential direction. As shown in FIGS. 1 and 2, the large-diameter cylindrical portion 24a has a plurality of bolt holes corresponding to the plurality of screw holes 4ba.
  • Each bolt hole has a through hole through which the male screw of each bolt 25 passes and a counterbore hole communicating with the through hole.
  • Bolts 25 are inserted into the respective bolt holes of the large-diameter cylindrical portion 24a, and the bolts 25 are detachably screwed into the screw holes 4ba of the outer ring outer peripheral body 4b.
  • the brake 17 is a friction brake including a disc-shaped brake rotor 12 and a brake caliper 16 (FIG. 11).
  • the brake rotor 12 has a flat plate-like portion 12a and an outer peripheral portion 12b.
  • the flat plate-like portion 12 a is an annular and flat plate-like member that overlaps the hub flange 7.
  • the outer peripheral portion 12b includes a cylindrical portion 12ba that extends cylindrically from the outer peripheral edge portion of the flat plate portion 12a toward the inboard side, and a flat plate portion 12bb that extends flatly from the inboard side end of the cylindrical portion 12ba toward the outer diameter side. And have.
  • the brake caliper 16 (FIG. 11) is attached to a knuckle 8 (not shown) which is an underbody frame part in a vehicle, and has a friction pad (not shown) for sandwiching the flat plate portion 12bb.
  • the brake caliper 16 (FIG. 11) may be either a hydraulic type or a mechanical type, and may be an electric motor type.
  • the motor generator 3 of this example is a travel assist motor generator capable of generating electric power by rotating wheels and rotating the wheels by being powered from the outside.
  • the motor generator 3 is an outer rotor type having a stator 18 positioned on the outer periphery of the outer ring 4 and a rotor 19 positioned on the outer periphery of the stator 18 and attached to the hub wheel 5.
  • the motor generator 3 is a direct drive type in which the rotor 19 is attached to the hub wheel 5.
  • the motor generator 3 is installed radially inward from the inner diameter of the brake rotor 12 and is installed in the axial range between the hub flange 7 and the outboard side surface 8a of the knuckle 8.
  • the motor generator 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 motor generator 3 may be an IPM (Interior-Permanent-Magnet) synchronous motor (or IPMSM (Interior-Permanent-Magnet-Synchronous-Motor)).
  • IPM Interior-Permanent-Magnet
  • the motor generator 3 can employ various types such as a switched reluctance motor (abbreviation: SR motor) and an induction motor (abbreviation: IM). In each motor type, a distributed winding type and a concentrated winding type can be adopted as the winding type of the stator 18.
  • the rotor 19 includes a cylindrical rotating case 15 that is detachably fixed to the outer peripheral portion of the hub flange 7 by bolts 29, and a plurality of permanent magnets 14 provided on the inner peripheral surface of the rotating case 15.
  • the rotating case 15 is made of, for example, a soft magnetic material and has a cylindrical shape concentric with the hub wheel 5.
  • An annular recess 7a is formed on the inboard side surface of the outer periphery of the hub flange 7, and the end portion on the outboard side of the rotating case 15 is fitted in this annular recess 7a.
  • a plurality of screw holes made of female screws extending in the axial direction are formed at predetermined intervals in the circumferential direction at the end portion on the outboard side of the rotating case 15.
  • a plurality of bolt holes corresponding to the plurality of screw holes are formed in the outer peripheral portion of the hub flange 7.
  • a bolt 29 is screwed into the screw hole.
  • a plurality of recesses are formed at regular intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the rotating case 15, and permanent magnets 14 are fitted into the recesses and fixed by adhesion or the like.
  • the rotating case 15 may be manufactured by cutting or casting with an integral metal part, or after manufacturing with a plurality of divided structures, these divided structures are fixed by, for example, welding, bonding, or the like. Also good.
  • the stator 18 includes an annular stator core 18a and a stator coil 18b wound around the stator core 18a.
  • the stator core 18a is made of, for example, an electromagnetic steel plate, a dust core, or an amorphous alloy.
  • the stator core 18 a is attached to the outer peripheral surface of the outer ring outer peripheral body 4 b in the outer ring 4 and the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 24 a in the wheel bearing fixing member 24 via the insulating layer 22.
  • the stator core 18a and the insulating layer 22 are detachably attached to the outer peripheral surface of the outer ring outer peripheral body 4b.
  • the stator core 18a and the insulating layer 22 are fitted and fixed to the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 24a by an interference fit or a clearance fit.
  • the insulating layer 22 is an insulating layer for preventing electric corrosion of the wheel bearing 2, and is made of, for example, an insulating soft material such as a resin material or a rubber material, or an insulating material such as ceramics.
  • the insulating layer 22 is substantially the same as the width of the inner peripheral surface of the stator core 18a and is formed so as to cover the entire inner peripheral surface of the stator core 18a.
  • the thickness in the radial direction of the insulating layer 22 is appropriately set according to the drive voltage of the motor generator 3. With such an insulating layer 22, the electric corrosion of the wheel bearing 2 can be prevented by interrupting the energization of the rolling elements 6.
  • the insulating layer 22 may be formed on the inner peripheral surface of the stator core 18a by applying or spraying an insulating material.
  • 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 hub wheel 5 with respect to the outer wheel 4 in order to control the rotation of the motor generator 3 for driving assistance.
  • the rotation detector 27 includes a detected portion 27a and a sensor portion 27b that detects the detected portion 27a.
  • the detected portion 27a is attached to the detected portion holding member or the like that is screwed to the inboard side end of the hub wheel 5.
  • a sensor portion 27 b is fixed to the inner peripheral surface of the small diameter cylindrical portion 24 b in the wheel bearing fixing member 24 via a sensor fixing member 28.
  • a resolver is applied as the rotation detector 27.
  • the rotation detector 27 is not limited to a resolver, and can be adopted regardless of the type such as an encoder, a pulsar ring, or a hall sensor.
  • the wheel bearing fixing member 24 is fitted into the annular recess 4c between the outer peripheral surface on the inboard side of the outer ring main body 4a and the inboard side end of the outer ring outer peripheral body 4b, the wheel bearing 2 and the wheel bearing fixing member 24 are used. Can be easily and accurately positioned coaxially.
  • the wheel bearing 2 in a state where the wheel bearing fixing member 24 and the stator 18 are attached to the knuckle 8, the wheel bearing 2 can be attached to and detached from the stator 18 and the wheel bearing fixing member 24 in the bearing axial direction. May be.
  • the wheel bearing 2 can be disassembled from the vehicle power unit in a state where the stator 18 and the like are attached to the knuckle 8 by additionally machining the hole 8c for removing the bolt 25 in the knuckle 8.
  • the rotor 19 is fixed using a rotor holding jig (not shown) so that the rotor 19 does not move relative to the knuckle 8 and the stator 18. After that, disassembly is performed.
  • the outer ring outer peripheral body 4b may be a separate member from the outer ring main body 4a, and the outer ring outer peripheral body 4b may be fixed to the outer peripheral surface of the outer ring main body 4a by tight fitting such as press fitting or shrink fitting.
  • the screw hole 4ba for screwing the bolt 25 into the outer ring outer peripheral body 4b which is a separate component from the outer ring main body 4a, can be processed. Since the outer ring outer peripheral body 4b is a separate member from the outer ring main body 4a and there is no need to machine a screw hole in the outer ring itself, so-called standard wheel bearings can be used. Therefore, the cost of the vehicle power device 1 can be reduced.
  • the outer ring outer peripheral body 4b is a separate member from the outer ring main body 4a, and the outer ring outer peripheral body 4b is inserted into the outer ring main body 4a by a clearance fit.
  • the outer ring outer peripheral body 4b has a flange-shaped protruding portion 4bb protruding inward in the radial direction on the end face on the outboard side. Both ends of the outer ring main body 4a in the axial direction are sandwiched between the contact surface on the inboard side of the protrusion 4bb and the stepped portion 24c which is a part of the wheel bearing fixing member 24, and the outer ring main body 4a is clamped by bolts 25.
  • the wheel bearing fixing member 24 and the outer ring outer peripheral body 4b are fixed.
  • the wheel bearing fixing member 24 and the outer ring outer peripheral body 4b can be inserted into the outer ring body 4a by clearance fitting, the bolt 25 can be removed only by removing the bolt 25.
  • the wheel bearing body 2A including the outer ring body 4a, the rolling elements 6 and the hub wheel 5 can be easily extracted in the bearing axial direction.
  • the rotating case 15A of the rotor 19 has a bottomed cylindrical shape having a case bottom portion 15Aa at the outboard side end.
  • the case bottom portion 15 ⁇ / b> Aa is a flat plate-like and annular member that is sandwiched between the flat plate-like portion 12 a (FIG. 1) of the brake rotor 12 and the hub flange 7.
  • the wheel bearing 2 and the rotor 19 can be easily extracted from the vehicle power unit in the bearing axial direction.
  • the rotor 19, the stator 18, and the wheel bearing fixing member 24 can be reused to replace only the wheel bearing 2.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a conceptual configuration of a vehicle system using the vehicle power unit 1 according to any one of the above embodiments.
  • the vehicle power unit 1 is mounted on the driven wheel 10B in a vehicle having the driven wheel 10B that is mechanically disconnected from the main drive source.
  • the wheel bearing 2 (FIG. 1) in the vehicle power unit 1 is a bearing that supports the driven wheel 10B.
  • the main drive source 35 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, a motor generator (electric motor), or a hybrid drive source that combines both.
  • the “motor generator” refers to an electric motor capable of generating electricity by applying rotation.
  • the vehicle 30 is a front wheel drive vehicle in which front wheels are drive wheels 10A and rear wheels are driven wheels 10B, and a main drive source 35 includes an internal combustion engine 35a and a motor generator 35b on the drive wheels side. It is a hybrid vehicle (hereinafter sometimes referred to as “HEV”).
  • HEV hybrid vehicle
  • Hybrids are broadly divided into strong hybrids and mild hybrids. Mild hybrids are the main drive source that is an internal combustion engine, and it is a type that mainly assists driving with a motor when starting or accelerating.
  • the (electric vehicle) mode is distinguished from a strong hybrid by being able to perform normal driving for a while but not for a long time.
  • the internal combustion engine 35a in the example of the figure is connected to the drive shaft of the drive wheel 10A via a clutch 36 and a speed reducer 37, and the motor generator 35b on the drive wheel side is connected to the speed reducer 37.
  • This vehicular system is provided in the motor generator 3 which is a generator for driving assistance for rotating the driven wheel 10B, the individual control means 39 for controlling the motor generator, and the host ECU 40, and the individual ECU And an individual motor generator command means 45 for outputting a command for causing the control means 39 to control driving and regeneration.
  • the motor generator 3 is connected to power storage means.
  • a battery storage battery
  • a capacitor a capacitor, or the like can be used as this power storage means.
  • the type and the mounting position on the vehicle 30 are not limited, but in this embodiment, the low voltage battery 50 mounted on the vehicle 30 and The medium voltage battery 49 is the medium voltage battery 49.
  • the motor generator 3 for the driven wheel is a direct drive motor that does not use a transmission.
  • the motor generator 3 acts as a motor by supplying electric power, and also acts as a generator that converts the kinetic energy of the vehicle 30 into electric power.
  • the rotor 19 (FIG. 1) is attached to the inner ring 5 (FIG. 1). Therefore, when a current is applied to the motor generator 3, the inner ring 5 (FIG. 1) is rotationally driven, and conversely power regeneration. Sometimes regenerative power is obtained by loading the induced voltage.
  • the drive voltage or regenerative voltage for rotational driving of the motor generator 3 is 100V or less.
  • the host ECU 40 is a unit that performs integrated control of the vehicle 30 and includes a torque command generation unit 43.
  • the torque command generating means 43 generates a torque command in accordance with operation amount signals respectively input from an accelerator operating means 56 such as an accelerator pedal and a brake operating means 57 such as a brake pedal.
  • the vehicle 30 includes an internal combustion engine 35a and a drive wheel side motor generator 35b as a main drive source 35, and two motor generators 3 and 3 for driving the two driven wheels 10B and 10B, respectively.
  • Torque command distribution means 44 is provided in the host ECU 40 for distributing the torque command according to the rules determined for the drive sources 35a, 35b, 3, and 3.
  • the torque command for the internal combustion engine 35 a is transmitted to the internal combustion engine control means 47 and used for valve opening control by the internal combustion engine control means 47.
  • the torque command for the drive wheel side generator motor 35b is transmitted to the drive wheel side motor generator control means 48 and executed.
  • Torque commands for the generators 3 and 3 on the driven wheel side are transmitted to the individual control means 39 and 39.
  • a portion of the torque command distribution means 44 that outputs to the individual control means 39, 39 is referred to as an individual motor generator command means 45.
  • This individual motor generator command means 45 gives to the individual control means 39 a torque command that serves as a braking force command for the motor generator 3 to share braking by regenerative braking in response to the operation amount signal of the brake operation means 57. It also has functions.
  • the individual motor generator command means 45 and the individual control means 39 constitute a control means 68 for controlling the motor generator 3.
  • the individual control means 39 is an inverter device, an inverter 41 that converts 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 according to the torque command or the like.
  • the inverter 41 includes a bridge circuit (not shown) using a semiconductor switching element and the like, and a charging circuit (not shown) for charging the medium voltage battery 49 with the regenerative power of the motor generator 3.
  • the individual control means 39 is provided individually for the two motor generators 3 and 3, but is housed in one housing, and the control unit 42 is shared by both the individual control means 39 and 39. Also good.
  • FIG. 12 is a power supply system diagram as an example of a vehicle (FIG. 11) equipped with the vehicle system.
  • a low voltage battery 50 and a medium power battery 49 are provided as batteries, and both the batteries 49 and 50 are connected via a DC / DC converter 51.
  • the motor generator 35b on the drive wheel side in FIG. 11 is connected to the middle power system in parallel with the motor generator 3 on the driven wheel side, although not shown in FIG.
  • 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 medium-voltage loads 53 but one is representatively shown.
  • the low voltage battery 50 is a battery generally used for various automobiles as a power source for a control system or the like, and is, for example, 12V or 24V.
  • As the low voltage load 52 there are basic parts such as a starter motor, lights, a host ECU 40 and other ECUs (not shown) of the internal combustion engine 35a.
  • 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.
  • the medium voltage battery 49 is higher in voltage than the low voltage battery 50 and lower than a high voltage battery (100 V or more, for example, about 200 to 400 V) used in a strong hybrid vehicle, etc., and an electric shock affects the human body during work. Is a voltage that does not cause a problem, and a 48V battery used in mild hybrids in recent years is preferable.
  • the medium voltage battery 49 such as a 48V battery can be mounted relatively easily on a vehicle equipped with a conventional internal combustion engine, and as a mild hybrid, fuel efficiency can be reduced by power assist or regeneration using electric power.
  • the medium voltage load 53 of the 48V system is the accessory part, and is a power assist motor, an electric pump, an electric power steering, a supercharger, an air compressor, or the like, which is the motor generator 35b on the drive wheel side.
  • the output of power assist is lower than that of high voltage (such as a strong hybrid vehicle of 100V or more), but the risk of electric shock to passengers and maintenance workers can be reduced. it can.
  • the insulating coating of the electric wire can be thinned, the weight and volume of the electric wire can be reduced.
  • the volume of the motor or generator can be reduced. From these things, it contributes to the fuel consumption reduction effect of a vehicle.
  • This vehicle system is suitable for accessory parts of such mild hybrid vehicles, and is applied as power assist and power regeneration parts.
  • CMG crankshaft Motor-driven Generator
  • GMG Global System for Mobile Vehicle
  • belt-driven starter motor all not shown
  • both of these are assisted or regenerated with respect to the internal combustion engine or the power unit, they are affected by the efficiency of the transmission device and the reduction gear.
  • the vehicle system of this embodiment is mounted on the driven wheel 10B, it is separated from the main drive source such as the internal combustion engine 35a and the electric motor (not shown). Can directly use the kinetic energy of the car body.
  • the main drive source such as the internal combustion engine 35a and the electric motor (not shown).
  • a CMG, GMG, belt-driven starter motor, or the like it is necessary to incorporate it from the design stage of the vehicle 30, and it is difficult to retrofit.
  • the motor generator 3 of this vehicular system that fits within the driven wheel 10B can be installed with the same man-hours as parts replacement even for a completed vehicle.
  • 48V system can be constructed.
  • An existing vehicle having only the internal combustion engine 35a is mounted with the vehicle power unit 1 according to any of the embodiments and the medium voltage battery 49 having a drive voltage or a regenerative voltage of 100 V or less as a battery for a motor generator. By doing so, it is possible to make a mild hybrid vehicle without significantly remodeling the vehicle.
  • Another auxiliary drive motor generator 35b may be mounted on the vehicle on which the vehicle system of this embodiment is mounted, as in the example of FIG. At that time, the power assist amount and the regenerative power amount for the vehicle 30 can be increased, which further contributes to reduction of fuel consumption.
  • FIG. 13 shows an example in which the vehicle power unit 1 according to any of the embodiments is applied to a driving wheel 10A that is a front wheel and a driven wheel 10B that is a rear wheel.
  • the drive wheels 10A are driven via a clutch 36 and a speed reducer 7 by a main drive source 35 made of an internal combustion engine.
  • the vehicle power unit 1 is installed to support and assist the drive wheels 10A and the driven wheels 10B.
  • the vehicle power unit 1 can be applied not only to the driven wheel 10B but also to the driving wheel 10A.
  • the vehicle system shown in FIG. 11 has a function of generating power, but may be a system that does not rotate by power feeding.
  • a generator-equipped wheel bearing including a motor generator 3 that does not serve as a motor and a wheel bearing 2 is mounted.
  • This wheel bearing with a generator has the same configuration as the vehicle power unit of any of the embodiments except for the motor generator 3 that also serves as a motor.
  • the regenerative power generated by the motor generator 3 is stored in the medium voltage battery 49, so that a braking force can be generated.
  • the braking performance can be improved by using together with or using the mechanical brake operating means 57.
  • the individual control means 39 can be comprised not as an inverter apparatus but as an AC / DC converter apparatus (not shown).
  • the AC / DC converter device has a function of charging the regenerative power of the motor generator 3 to the medium voltage battery 49 by converting a three-phase AC voltage to a DC voltage, and is easier to control than an inverter. It is possible to reduce the size.
  • SYMBOLS 1 Vehicle power unit, 2 ... Wheel bearing, 2A ... Wheel bearing main body, 3 ... Motor generator (motor, generator), 4 ... Outer ring, 4a ... Outer ring main body, 4b ... Outer ring outer peripheral body, 4bb ... Projection Part, 4c ... annular recess, 5 ... hub wheel, 6 ... rolling element, 7 ... hub flange, 8 ... knuckle (suspension frame part), 12 ... brake rotor, 15 ... rotating case, 18 ... stator, 19 ... rotor, 24 ... Wheel bearing fixing member, 24c ... Stepped portion, 25 ... Bolt

Landscapes

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Abstract

車輪用軸受の交換を容易に行うことができ、交換部品の費用を低減することができる車両用動力装置および発電機付車輪用軸受を提供する。この車両用動力装置(1)は、外輪(4)、およびハブフランジ(7)を有し外輪(4)に転動体(6)を介して回転自在に支持されてハブフランジ(7)に車両の車輪およびブレーキロータ(12)が取付けられるハブ輪(5)を有する車輪用軸受(2)と、外輪(4)の外周に位置するステータ(18)、およびステータ(18)の外周に位置しハブ輪(5)に取付けられたロータ(19)を有するモータ(3)または発電機(3)とを備える。車両におけるナックル(8)に車輪用軸受固定部材(24)が設けられる。車輪用軸受固定部材(24)に対し、外輪(4)またはステータ(18)が着脱可能に固定されている。

Description

車両用動力装置および発電機付車輪用軸受 関連出願
　本出願は、２０１８年５月２１日出願の特願２０１８－０９７１００の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、車両用動力装置および発電機付車輪用軸受に関し、自動車等に適用される技術に関する。
　車輪内部にモータを組み込んだ車両用動力装置は、車輪を支持する車輪用軸受と、車輪の駆動および回生を行うモータが一体構造の装置で、車両の駆動アシスト、減速時の回生、各輪のトルク制御による姿勢安定化など多くの利点があり、自動車の電動化と相俟って今後需要が見込まれている。
　以下に、本出願人が先に提案した、車輪用軸受装置の内容を示す（特許文献１）。特に、この従来例に示す車輪用軸受装置は、装置が小型で、ブレーキロータ外周部よりも内径側に配置できるため、現行の車輪用軸受からの置き換えが容易である。図１４は、発電機能付き走行用モータを搭載した前記車両用動力装置の断面図である。図１５は、図１４のXV-XV線断面図である。図１４および図１５に示すように、こ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７０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７１に、車輪軸受用外輪７２、モータステータ固定部７３を介して、モータステータコア７４が固定される。モータステータコア７４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７５が巻かれている。一方、車輪用軸受フランジ７６にモータロータケース７７とモータロータ７８が取付けられ、モータステータコア７４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車両走行状態に合わせて、駆動および回生を行う。
特願２０１６－１８４２９５
　従来の上記車両用動力装置では、車輪用軸受に異常または劣化が発生した場合、モータを含めた車両用動力装置全体を交換する必要があり、交換作業の難易度が高く、交換部品の費用も高額となる。
　この発明の目的は、車輪用軸受の交換を容易に行うことができ、交換部品の費用を低減することができる車両用動力装置および発電機付車輪用軸受を提供することである。
　この発明の車両用動力装置は、外輪、およびハブフランジを有し前記外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ハブ輪を有する車輪用軸受と、前記外輪の外周に位置するステータ、および前記ステータの外周に位置し前記ハブ輪に取付けられたロータを有するモータとを備えた車両用動力装置であって、
　前記車両における足回りフレーム部品に車輪用軸受固定部材が設けられ、
　前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪および前記ステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定されたものである。
　この構成によると、車輪用軸受固定部材に対し、外輪およびステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定されたため、車輪用軸受の交換時には、ステータに対し外輪を離脱すると共に、車輪用軸受固定部材に対し外輪またはステータを離脱することで、車両用動力装置から車輪用軸受の組立品等を抜き取ることが可能となる。その後、新品の車輪用軸受の組立品等を交換時と逆の手順で組立てることが可能となる。したがって、車輪用軸受に異常または劣化が発生した場合、モータはそのまま交換することなく、車輪用軸受のみ容易に交換することができるため、部品交換の手間が減り、交換部品の費用も低減することができる。
　前記モータは、前記ロータの外郭を成す回転ケースを備え、この回転ケースと前記ハブフランジとが軸受軸方向に互いに着脱可能に固定されたものであってもよい。この場合、車輪用軸受の交換時には、回転ケースに対しハブフランジを離脱し、さらにステータに対し外輪を離脱すると共に、車輪用軸受固定部材に対し外輪またはステータを離脱する。これにより、車両用動力装置から車輪用軸受の組立品等を軸受軸方向に容易に抜き取ることができる。その後、新品の車輪用軸受の組立品等を交換時と逆の手順で組立てることができる。
　前記足回りフレーム部品に前記車輪用軸受固定部材および前記ステータが取付けられた状態で、前記ステータに対し前記車輪用軸受が軸受軸方向に着脱可能に構成されたものであってもよい。この場合、車輪用軸受の交換時に、車両用動力装置全体を足回りフレーム部品から一旦取り外す手間を省略して、車両用動力装置から車輪用軸受の組立品等を軸受軸方向に抜き取ることができる。したがって、作業負担の低減をさらに図ることができる。
　前記外輪は、前記転動体の軌道面が形成された外輪本体と、この外輪本体の外周面に設けられた円環状の外輪外周体とを有し、前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪外周体がボルトにより着脱可能に固定され、前記ボルトを前記外輪外周体から離脱した状態で、前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪本体、前記転動体および前記ハブ輪を含む車輪用軸受本体が軸受軸方向に着脱可能に構成されたものであってもよい。この場合、ボルトを前記外輪外周体から離脱することで、車両用動力装置から車輪用軸受本体を軸受軸方向に容易に抜き取ることができる。
　前記外輪外周体は、前記外輪本体の外周面における、軸方向中間付近部からアウトボード側に渡って設けられ、前記外輪は、前記外輪本体におけるインボード側の外周面と前記外輪外周体のインボード側端とで、前記外輪外周体の外周面よりも半径方向内方に凹む環状凹みが形成され、この環状凹みに前記車輪用軸受固定部材が分離可能に嵌まり込むものであってもよい。前記軸方向中間付近部は、設計等によって任意に定める位置であって、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位置を求めて定められる。この構成によると、車輪用軸受固定部材は、外輪本体におけるインボード側の外周面と外輪外周体のインボード側端との環状凹みに分離可能に嵌まり込むため、車輪用軸受と車輪用軸受固定部材とを同軸に精度良く容易に位置決めすることができる。
　前記外輪外周体は、前記外輪本体の外周面にしまり嵌めで固定されたものであってもよい。前記しまり嵌めとして、例えば、圧入または焼き嵌めなどを適用し得る。この構成によると、外輪本体とは別部品である外輪外周体に、ボルトを螺合するためのねじ孔を加工することができる。外輪外周体を外輪本体とは別部材としたうえで外輪自体にねじ孔を加工する必要がないため、いわゆる標準品の車輪用軸受を使用することができる。したがって、車両用動力装置のコスト低減を図ることができる。
　前記外輪外周体は、アウトボード側の端面に半径方向内方に突出する突出部を有し、この突出部と前記車輪用軸受固定部材の一部との間に、前記外輪本体の軸方向両端を挟み込んで前記ボルトにより、前記外輪本体、前記車輪用軸受固定部材および前記外輪外周体が固定されたものであってもよい。この場合、外輪本体に対し、車輪用軸受固定部材および外輪外周体をそれぞれすきま嵌めで挿入する構成にできるため、分解作業が容易に行える。
　この発明の発電機付車輪用軸受は、外輪、およびハブフランジを有し前記外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ハブ輪を有する車輪用軸受と、前記外輪の外周に位置するステータ、および前記ステータの外周に位置し前記ハブ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車輪用軸受であって、
　前記車両における足回りフレーム部品に車輪用軸受固定部材が設けられ、
　前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪および前記ステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定されたものである。
　この構成によると、車輪用軸受固定部材に対し、外輪およびステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定されたため、車輪用軸受の交換時には、ステータに対し外輪を離脱すると共に、車輪用軸受固定部材に対し外輪またはステータを離脱することで、発電機付車輪用軸受から車輪用軸受の組立品等を抜き取ることが可能となる。その後、新品の車輪用軸受の組立品等を交換時と逆の手順で組立てることが可能となる。したがって、車輪用軸受に異常または劣化が発生した場合、発電機はそのまま交換することなく、車輪用軸受のみ容易に交換することができるため、部品交換の手間が減り、交換部品の費用も低減することができる。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
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。 同車両用動力装置の側面図である。 図１のIII-III線断面図である。 同車両用動力装置の分解斜視図である。 同車両用動力装置の別方向から見た分解斜視図である。 同車両用動力装置の分解断面図である。 この発明の他の実施形態に係る車両用動力装置の分解断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る車両用動力装置の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る車両用動力装置の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る車両用動力装置の分解断面図である。 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。 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。 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。 先に提案した発電機能付き走行用モータを搭載した車両用動力装置の断面図である。 図１４のXV-XV線断面図である。
　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は、実施形態に係る車両用動力装置の断面図（図２のI-I線断面図）である。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、モータを兼用する発電機である電動発電機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、複列の転動体６と、回転輪であるハブ輪５とを有する。外輪４とハブ輪５との間の軸受空間には、グリースが封入されている。車輪用軸受２の回転軸に沿った方向を「軸受軸方向」といい、前記回転軸に直交する方向を「軸受径方向」という。
　外輪４は、複列の軌道面が形成された外輪本体４ａと、この外輪本体４ａのアウトボード側の外周面に設けられた外輪外周体４ｂとを有し、この例では、これら外輪本体４ａと外輪外周体４ｂとは同一材料から一体形成されている。外輪外周体４ｂは、外輪本体４ａの外周面における、軸方向中間付近部からアウトボード側に渡って設けられている。外輪４は、外輪本体４ａにおけるインボード側の外周面と外輪外周体４ｂのインボード側端とで、外輪外周体４ｂの外周面よりも半径方向内方に凹む環状凹み４ｃが形成される。
　ハブ輪５は、ハブ輪本体５ａと、このハブ輪本体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。ハブ輪本体５ａは、外輪４よりも軸方向（軸受軸方向）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により取り付けられている。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。
　車両の足回りフレーム部品であるナックル８に車輪用軸受２を固定するための車輪用軸受固定部材２４が、車輪用軸受２に、複数のボルト２５により着脱可能に固定されている。車輪用軸受固定部材２４は、大径円筒部２４ａと、この大径円筒部２４ａよりもインボード側に位置する小径円筒部２４ｂとを有する略円筒形状である。
　大径円筒部２４ａは、車輪用軸受２の軸心と同軸でナックル８のアウトボード側に設けられる。大径円筒部２４ａのインボード側の外周面には、車体取付フランジ２４ａａが設けられている。ナックル８に対し、車体取付フランジ２４ａａが複数のボルト２６により着脱可能に固定されている。大径円筒部２４ａのアウトボード側の内周面には、段差部が形成されている。外輪本体４ａにおけるインボード側端が、前記段差部に嵌まり込み外輪４が軸方向に位置決めされる。
　小径円筒部２４ｂは、大径円筒部２４ａと同軸で且つ一体に設けられる。この小径円筒部２４ｂの外周面は、大径円筒部２４ａの外周面よりも小径に形成されている。ナックル８には、小径円筒部２４ｂの挿通を許す貫通孔８ｂが形成されている。ナックル８の貫通孔８ｂに小径円筒部２４ｂが挿通された状態で、ナックル８のアウトボード側面８ａに車体取付フランジ２４ａａが固定される。前記大径円筒部２４ａおよび小径円筒部２４ｂを有する車輪用軸受固定部材２４に対し、外輪４が着脱可能に固定されている。
　外輪本体４ａにおけるインボード側の外周面に大径円筒部２４ａがすきま嵌めで挿入され、この大径円筒部２４ａは、外輪本体４ａにおけるインボード側の外周面と、外輪外周体４ｂのインボード側端との環状凹み４ｃに嵌まり込む。また外輪外周体４ｂには、軸方向に延びる雌ねじから成るねじ孔４ｂａが円周方向所定間隔おきに複数形成されている。図１および図２に示すように、大径円筒部２４ａには、複数のねじ孔４ｂａに対応する複数のボルト孔が形成されている。各ボルト孔は、各ボルト２５の雄ねじを通す貫通孔と、この貫通孔に連通する座繰り孔とを有する。大径円筒部２４ａの各ボルト孔にボルト２５が挿入され、同ボルト２５が外輪外周体４ｂのねじ孔４ｂａに着脱可能に螺合されている。
　＜ブレーキ１７について＞
　図１に示すように、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１１）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１１）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（図示せず）、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１１）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。
　＜電動発電機３について＞
　図１および図３に示すように、この例の電動発電機３は、車輪の回転で発電を行い、外部から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。電動発電機３は、外輪４の外周に位置するステータ１８と、このステータ１８の外周に位置しハブ輪５に取付けられたロータ１９とを有するアウターロータ型である。また、電動発電機３は、ロータ１９がハブ輪５に取付けられたダイレクトドライブ形式である。
　この電動発電機３は、ブレーキロータ１２の内径よりも半径方向内方に設置され、且つ、ハブフランジ７と、ナックル８のアウトボード側面８ａとの間の軸方向範囲に設置されている。電動発電機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。
　もしくは電動発電機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、電動発電機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。各モータ形式において、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。
　ロータ１９は、ハブフランジ７の外周部にボルト２９により着脱可能に固定された円筒形状の回転ケース１５と、この回転ケース１５の内周面に設けられる複数の永久磁石１４とを備える。回転ケース１５は、例えば、軟磁性材料から成り、ハブ輪５と同心の円筒形状である。ハブフランジ７の外周部におけるインボード側面に環状凹み７ａが形成され、この環状凹み７ａに回転ケース１５のアウトボード側端部がインロー嵌合される。また回転ケース１５のアウトボード側端部には、軸方向に延びる雌ねじから成るねじ孔が円周方向所定間隔おきに複数形成されている。ハブフランジ７の外周部には、複数の前記ねじ孔に対応する複数のボルト孔が形成されている。前記ねじ孔にボルト２９が螺合される。
　回転ケース１５の内周面に円周方向一定間隔おきに複数の凹み部が形成され、各凹み部に永久磁石１４が嵌り込んで接着等により固定されている。回転ケース１５は、一体の金属部品で切削または鋳造等を用いて製作してもよく、もしくは、複数の分割構造体で製作後、これら分割構造体を、例えば、溶接、接着等で固定してもよい。
　ステータ１８は、環状に並ぶステータコア１８ａと、このステータコア１８ａに巻回されたステータコイル１８ｂとを有する。ステータコア１８ａは、例えば、電磁鋼板、圧粉磁心、またはアモルファス合金等から構成される。ステータコア１８ａは、外輪４における外輪外周体４ｂの外周面、および、車輪用軸受固定部材２４における大径円筒部２４ａの外周面に、絶縁層２２を介して取付けられている。またステータコア１８ａおよび絶縁層２２は、外輪外周体４ｂの外周面に着脱可能に取付けられている。ステータコア１８ａおよび絶縁層２２は、大径円筒部２４ａの外周面にしまり嵌めまたはすきま嵌めにより嵌合固定されている。
　絶縁層２２は、車輪用軸受２の電食を防止する絶縁層であって、例えば、樹脂材料またはゴム材料などの絶縁性を有する軟材料、あるいはセラミックスなどの絶縁材料等から成る。絶縁層２２は、ステータコア１８ａの内周面の幅寸法と略同一でステータコア１８ａの内周面を全て覆うように形成されている。絶縁層２２の径方向の厚みは、この電動発電機３の駆動電圧に応じて適宜に設定されている。このような絶縁層２２により、転動体６への通電を遮断することにより、車輪用軸受２の電食を防止し得る。なおステータコア１８ａの内周面に、絶縁材料を塗布または溶射することにより絶縁層２２を形成してもよい。
　＜シール構造について＞
　図１に示すように、回転ケース１５のインボード側の内周面と、車体取付フランジ２４ａａの外周面との間には、電動発電機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。
　＜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、走行補助用の電動発電機３の回転を制御するために、外輪４に対するハブ輪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２７ａと、この被検出部２７ａを検出するセンサ部２７ｂとを有する。
　ハブ輪５のインボード側端に螺合された被検出部保持部材等に、被検出部２７ａが取付けられている。車輪用軸受固定部材２４における小径円筒部２４ｂ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ある。
　＜車輪用軸受２の交換手順＞
　図４～６に示すように、車両用動力装置１をナックル８（図１）から離脱した状態で、回転ケース１５とハブフランジ７とを固定しているボルト２９を外す。また外輪４と車輪用軸受固定部材２４とを固定しているボルト２５を外す。次に、電動発電機３および車輪用軸受固定部材２４から、外輪４、転動体６およびハブ輪５を含む車輪用軸受２の組立品を軸受軸方向に抜き取る。その後、新品の車輪用軸受２の組立品を交換時と逆の手順で組立てる。
　＜作用効果＞
　以上説明した車両用動力装置１によれば、車輪用軸受固定部材２４に対し外輪４が着脱可能に固定されたため、車輪用軸受２の交換時には、ステータ１８に対し外輪４を軸受軸方向に離脱すると共に、車輪用軸受固定部材２４に対し外輪４を軸受軸方向に離脱することで、車両用動力装置１から車輪用軸受２の組立品等を抜き取ることが可能となる。その後、新品の車輪用軸受２の組立品等を交換時と逆の手順で組立てることが可能となる。したがって、車輪用軸受２に異常または劣化が発生した場合、電動発電機３はそのまま交換することなく、車輪用軸受２のみ容易に交換することができるため、部品交換の手間が減り、交換部品の費用も低減することができる。
　車輪用軸受固定部材２４は、外輪本体４ａにおけるインボード側の外周面と外輪外周体４ｂのインボード側端との環状凹み４ｃに嵌まり込むため、車輪用軸受２と車輪用軸受固定部材２４とを同軸に精度良く容易に位置決めすることができる。
　＜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。
　図７に示すように、ナックル８に車輪用軸受固定部材２４およびステータ１８が取付けられた状態で、ステータ１８および車輪用軸受固定部材２４に対し車輪用軸受２が軸受軸方向に着脱可能に構成されてもよい。ナックル８に、ボルト２５を離脱するための孔８ｃを追加工することで、ステータ１８等がナックル８に取付けられた状態で車両用動力装置から車輪用軸受２を分解し得る。このステータ１８等がナックル８に取付けられた状態で分解するとき、ナックル８およびステータ１８に対してロータ１９が動かないように、図示外のロータ保持治具を使用して、ロータ１９を固定した後、分解を行う。
　この構成によると、車輪用軸受２の交換時に、車両用動力装置全体をナックル８から一旦取り外す手間を省略して、車両用動力装置から車輪用軸受２の組立品等を軸受軸方向に抜き取ることができる。したがって、作業負担の低減をさらに図ることができる。
　また、図８に示すように、外輪外周体４ｂを外輪本体４ａとは別部材とし、外輪外周体４ｂを外輪本体４ａの外周面に圧入または焼き嵌め等のしまり嵌めで固定してもよい。この場合、外輪本体４ａとは別部品である外輪外周体４ｂに、ボルト２５を螺合するためのねじ孔４ｂａを加工することができる。外輪外周体４ｂを外輪本体４ａとは別部材としたうえで外輪自体にねじ孔を加工する必要がないため、いわゆる標準品の車輪用軸受を使用することができる。したがって、車両用動力装置１のコスト低減を図ることができる。
　またさらに、図９に示す実施形態では、外輪外周体４ｂを外輪本体４ａとは別部材とし、外輪本体４ａに外輪外周体４ｂがすきま嵌めで挿入されている。この外輪外周体４ｂは、アウトボード側の端面に半径方向内方に突出するフランジ状の突出部４ｂｂを有する。この突出部４ｂｂのインボード側の当接面と、車輪用軸受固定部材２４の一部である段差部２４ｃとの間に、外輪本体４ａの軸方向両端を挟み込んでボルト２５により、外輪本体４ａ、車輪用軸受固定部材２４および外輪外周体４ｂが固定されている。
　この構成によると、外輪本体４ａに対し、車輪用軸受固定部材２４および外輪外周体４ｂをそれぞれすきま嵌めで挿入する構成にできるため、ボルト２５を離脱するだけで、車輪用軸受固定部材２４に対し、外輪本体４ａ、転動体６およびハブ輪５を含む車輪用軸受本体２Ａを軸受軸方向に容易に抜き取ることができる。
　図１０に示すように、ナックル８に車輪用軸受固定部材２４およびステータ１８が取付けられた状態で、車輪用軸受固定部材２４およびステータ１８に対し、ロータ１９と車輪用軸受２をセットで軸受軸方向に分離してもよい。このロータ１９の回転ケース１５Ａは、アウトボード側端にケース底部１５Ａａを有する有底円筒状である。ケース底部１５Ａａは、ブレーキロータ１２の平板状部１２ａ（図１）と、ハブフランジ７との間に挟まれる平板状で且つ環状の部材である。
　この構成によれば、車両用動力装置から、車輪用軸受２およびロータ１９をそれぞれ軸受軸方向に容易に抜き取ることができる。ロータ１９、ステータ１８および車輪用軸受固定部材２４は再利用して、車輪用軸受２のみを交換することができる。
　＜車両用システムについて＞
　図１１は、上記のいずれかの実施形態に係る車両用動力装置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。
　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を称す。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。
　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。
　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発電機である電動発電機３と、この電動発電機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。電動発電機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。
　従動輪用の電動発電機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。電動発電機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。電動発電機３は、内輪５（図１）にロータ１９（図１）が取付けられているため、電動発電機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。この電動発電機３の回転駆動用の駆動電圧または回生電圧が１００Ｖ以下である。
　＜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発電機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。
　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。従動輪側の発電機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、電動発電機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。個別電動発電機指令手段４５および個別制御手段３９により、電動発電機３を制御する制御手段６８が構成される。
　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、電動発電機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、二つの電動発電機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。
　図１２は、前記車両用システムを搭載した車両（図１１）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。電動発電機３は二つあるが、代表して一つで図示している。図１１の駆動輪側の電動発電機３５ｂは、図１２では図示を省略しているが、従動輪側の電動発電機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。
　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よい。
　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電圧バッテリー（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。
　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発電機３５ｂ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。
　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（Crankshaft Motor driven Generator：クランクシャフトモータ駆動ジェネレータ）、ＧＭＧ（Gearbox Motor driven Generator：ギアボックスモータ駆動ジェネレータ）、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。
　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。
　これに対して、従動輪１０Ｂ内に収まるこの車両用システムの電動発電機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。内燃機関３５ａのみ備えた既存の車両に、いずれかの実施形態に係る車両用動力装置１と、電動発電機用のバッテリーとして、駆動電圧または回生電圧が１００Ｖ以下の前記中電圧バッテリー４９とを搭載することで、車両の大幅な改造をすることなく、マイルドハイブリッド車両にすることができる。この実施形態の車両用システムを搭載した車両に、図１１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。
　図１３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。
　図１１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電動発電機３と、車輪用軸受２とを備える発電機付車輪用軸受が搭載される。この発電機付車輪用軸受は、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３を除き同一構成である。
　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、電動発電機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、電動発電機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。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更、削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
１…車両用動力装置、２…車輪用軸受、２Ａ…車輪用軸受本体、３…電動発電機（モータ、発電機）、４…外輪、４ａ…外輪本体、４ｂ…外輪外周体、４ｂｂ…突出部、４ｃ…環状凹み、５…ハブ輪、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）、１２…ブレーキロータ、１５…回転ケース、１８…ステータ、１９…ロータ、２４…車輪用軸受固定部材、２４ｃ…段差部、２５…ボルト

Claims (8)

  1. 　外輪、およびハブフランジを有し前記外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ハブ輪を有する車輪用軸受と、前記外輪の外周に位置するステータ、および前記ステータの外周に位置し前記ハブ輪に取付けられたロータを有するモータとを備えた車両用動力装置であって、
    　前記車両における足回りフレーム部品に車輪用軸受固定部材が設けられ、
    　前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪および前記ステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定された車両用動力装置。
  2. 　請求項１に記載の車両用動力装置において、前記モータは、前記ロータの外郭を成す回転ケースを備え、この回転ケースと前記ハブフランジとが軸受軸方向に互いに着脱可能に固定された車両用動力装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の車両用動力装置において、前記足回りフレーム部品に前記車輪用軸受固定部材および前記ステータが取付けられた状態で、前記ステータに対し前記車輪用軸受が軸受軸方向に着脱可能に構成された車両用動力装置。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用動力装置において、前記外輪は、前記転動体の軌道面が形成された外輪本体と、この外輪本体の外周面に設けられた円環状の外輪外周体とを有し、前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪外周体がボルトにより着脱可能に固定され、前記ボルトを前記外輪外周体から離脱した状態で、前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪本体、前記転動体および前記ハブ輪を含む車輪用軸受本体が軸受軸方向に着脱可能に構成された車両用動力装置。
  5. 　請求項４に記載の車両用動力装置において、前記外輪外周体は、前記外輪本体の外周面における、軸方向中間付近部からアウトボード側に渡って設けられ、前記外輪は、前記外輪本体におけるインボード側の外周面と前記外輪外周体のインボード側端とで、前記外輪外周体の外周面よりも半径方向内方に凹む環状凹みが形成され、この環状凹みに前記車輪用軸受固定部材が分離可能に嵌まり込む車両用動力装置。
  6. 　請求項４または請求項５に記載の車両用動力装置において、前記外輪外周体は、前記外輪本体の外周面にしまり嵌めで固定された車両用動力装置。
  7. 　請求項４または請求項５に記載の車両用動力装置において、前記外輪外周体は、アウトボード側の端面に半径方向内方に突出する突出部を有し、この突出部と前記車輪用軸受固定部材の一部との間に、前記外輪本体の軸方向両端を挟み込んで前記ボルトにより、前記外輪本体、前記車輪用軸受固定部材および前記外輪外周体が固定された車両用動力装置。
  8. 　外輪、およびハブフランジを有し前記外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ハブ輪を有する車輪用軸受と、前記外輪の外周に位置するステータ、および前記ステータの外周に位置し前記ハブ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車輪用軸受であって、
    　前記車両における足回りフレーム部品に車輪用軸受固定部材が設けられ、
    　前記車輪用軸受固定部材に対し、前記外輪および前記ステータのいずれか一方または両方が着脱可能に固定された発電機付車輪用軸受。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4084292A4 (en) * 2019-12-23 2024-01-17 NTN Corporation ELECTRIC MOTOR, AUTOMOTIVE POWER SUPPLY DEVICE EQUIPPED WITH SAID ELECTRIC MOTOR, GENERATOR AND WHEEL BEARING EQUIPPED WITH A GENERATOR PROVIDED WITH SAID GENERATOR

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109250028B (zh) * 2017-07-14 2022-02-25 罗伯特·博世有限公司 电动车辆及其车轮组件
JP7041397B2 (ja) * 2018-03-20 2022-03-24 マツダ株式会社 車両駆動装置
JP7049297B2 (ja) * 2019-09-26 2022-04-06 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP7349961B2 (ja) 2020-06-08 2023-09-25 Ntn株式会社 車両用動力装置および発電機付車輪用軸受
JP7438028B2 (ja) 2020-06-08 2024-02-26 Ntn株式会社 車両用動力装置および発電機付車輪用軸受
JP2023002079A (ja) * 2021-06-22 2023-01-10 株式会社日立製作所 インホイールモータ
KR20230011139A (ko) * 2021-07-13 2023-01-20 현대모비스 주식회사 허브 베어링을 포함하는 휠 구조체 및 그 휠 구조체를 포함하는 자동차
IT202200008264A1 (it) * 2022-04-27 2023-10-27 Ferrari Spa Dispositivo ruota con motore elettrico integrato per un autoveicolo

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008022637A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Mitsuba Corp 回転電機及び該回転電機を用いた電動モータまたは発電機
JP2011519544A (ja) * 2008-04-18 2011-07-07 クリエーション アンド モーター インダストリーズ リミテッド アウターローター型モーター及びこの構造を適用したアウターローター型インホイールモーター
CN102774271A (zh) * 2008-12-09 2012-11-14 吴尤利 一种车轮电力驱动系统
JP2016184295A (ja) 2015-03-26 2016-10-20 富士通株式会社 表示制御方法、表示制御プログラム、及び情報処理装置
JP2018052482A (ja) * 2016-09-21 2018-04-05 Ntn株式会社 補助動力装置付き車輪用軸受装置およびその補助動力装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005186667A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Ntn Corp 電動式車輪駆動装置
JP2005212656A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Ntn Corp 電動式車輪駆動装置
JP2005231564A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Ntn Corp 電動式車輪駆動装置
JP2006117124A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Toyota Motor Corp 車輪構造
JP4450208B2 (ja) * 2005-01-19 2010-04-14 三菱自動車工業株式会社 インホイールモータ
JP5517869B2 (ja) * 2009-11-27 2014-06-11 Ｎｔｎ株式会社 インホイール型モータ内蔵センサ付き車輪用軸受装置
JP2012214150A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Honda Motor Co Ltd 電動車両
CN203185983U (zh) * 2013-04-09 2013-09-11 安徽江淮汽车股份有限公司 一种车辆的轮毂总成
JP6718816B2 (ja) * 2013-12-20 2020-07-08 フレニー ブレンボ ソシエテ ペル アチオニ モータ及び車両制動デバイスを備えるホイール組立体
FR3021910B1 (fr) * 2014-06-05 2018-12-07 Valeo Systemes De Controle Moteur Ensemble stator pour moteur-roue et son support-fusee.
JP2017094844A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 Ntn株式会社 車両用動力伝達装置
JP6976083B2 (ja) * 2016-09-21 2021-12-01 Ntn株式会社 車両動力補助システムおよび車両従動輪回生システム
EP3517336B1 (en) * 2016-09-21 2022-07-06 NTN Corporation Bearing device for wheels with auxiliary power device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008022637A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Mitsuba Corp 回転電機及び該回転電機を用いた電動モータまたは発電機
JP2011519544A (ja) * 2008-04-18 2011-07-07 クリエーション アンド モーター インダストリーズ リミテッド アウターローター型モーター及びこの構造を適用したアウターローター型インホイールモーター
CN102774271A (zh) * 2008-12-09 2012-11-14 吴尤利 一种车轮电力驱动系统
JP2016184295A (ja) 2015-03-26 2016-10-20 富士通株式会社 表示制御方法、表示制御プログラム、及び情報処理装置
JP2018052482A (ja) * 2016-09-21 2018-04-05 Ntn株式会社 補助動力装置付き車輪用軸受装置およびその補助動力装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4084292A4 (en) * 2019-12-23 2024-01-17 NTN Corporation ELECTRIC MOTOR, AUTOMOTIVE POWER SUPPLY DEVICE EQUIPPED WITH SAID ELECTRIC MOTOR, GENERATOR AND WHEEL BEARING EQUIPPED WITH A GENERATOR PROVIDED WITH SAID GENERATOR

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