JP7066520B2 - 車両用動力装置および発電機付車輪用軸受 - Google Patents
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Description
図14は、従来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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図11は、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。
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。
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。
Claims (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モータとを備えた車両用動力装置において、
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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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締まり嵌めで固定された車両用動力装置。
- 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。
- 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において、
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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