WO2021125217A1

WO2021125217A1 - 車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置

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Publication number: WO2021125217A1
Application number: PCT/JP2020/046923
Authority: WO
Inventors: 雄司矢田; 健太郎西川
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-06-24
Also published as: EP4080737A1; US20220314783A1; JP7386070B2; JP2021100298A; CN114830505A; EP4080737A4

Abstract

ボルトの圧入箇所等から装置内部に水が浸入しようとしても、装置内部を隔離して内部部品を水から保護することができる車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置を提供する。車両用動力装置(1)は、車輪用軸受(2)と、ステータ(18)およびロータ(19)を有する電動機(3)とを備える。車輪用軸受(2)は、外輪(4)および外輪(4)に転動体(6)を介して回転自在に支持された内輪(5)を有し、内輪(5)に設けられたハブフランジ(7)に車両の車輪が取付けられる。ハブフランジ(7)よりもインボード側の部分および電動機(3)を覆って内部を隔離空間とするロータケース(15)が設けられている。ハブフランジ(7)に圧入された複数のハブボルト(13)の頭部(13a)を周辺部と共に、ハブフランジ(7)のインボード側から覆う環状のシール部品(Sc)が設けられた。

Description

車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置

関連出願

　本出願は、２０１９年１２月２０日出願の特願２０１９－２２９９５３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、自動車等の車両に設置される車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置に関し、装置の内部空間に水等が浸入することを防ぐことができる技術に関する。

　自動車の車輪用軸受は、非回転輪が自動車固定部品に取り付けられ、回転輪はハブボルトまたはホイールボルトを介してブレーキディスク、ホイールと一体に固定されている。車輪用軸受として複列のアンギュラ玉軸受が適用される。

　図１５に示すように、従来の車輪用軸受は、例えば、回転輪である内輪６０と、固定輪である外輪６１と、内外輪６０，６１間に介在される転動体６２とを有し、内輪６０のハブ輪にはハブボルト６３が圧入されている。このハブボルト６３とナットによってブレーキディスク６４とホイール６５が固定され、これらブレーキディスク６４およびホイール６５が車軸回りを回転する。非回転側の外輪６１は、自動車固定部品にボルトで固定される。また、図１６に示すように、ホイールボルト４５により、ブレーキディスク６４とホイール６５が固定される車輪用軸受もある。

　近年、自動車の電動化と相俟って、車輪内部に電動機（発電機を含む場合がある）を組み込んだ車両用動力装置が提案されている（例えば、特許文献１）。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電動機が一体となった装置で、車両の駆動アシスト、減速時の回生、各輪トルク制御による姿勢の安定化など多くの利点を持つ。

　図１７は、従来の車両用動力装置の断面図である。自動車固定部品６６に、車輪用軸受固定部材６７を介して、ステータコア６８が固定される。ステータコア６８には、磁力を発生させるためのコイル線６９が巻かれる。一方、車輪用軸受のハブ輪７０には、ロータケース７１を介してロータ７２が取り付けられ、このロータ７２がステータコア６８周りを回転する。この車輪用軸受と一体化された電動機により自動車の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の回収が行われる。

特開２０１８－５２４８２号公報

　従来の車両用動力装置では、雨天走行時などに装置内部の空間７３に水分が浸入すると、コイル線６９が電気的に短絡するか、またはステータコア６８などの金属部品が錆びて異常が発生する恐れがある。そこで通常の電動機のケーシングと同様に、装置内部の空間７３と外部との間にシール部品７４，７５，７６を挿入して水分の浸入を防いでいる。

　しかしながら、従来の車輪用軸受（図１５）を搭載した車両用動力装置では、シール部品７４，７５，７６で防水対策を行っても、車輪用軸受のハブボルト７７（図１７）の圧入箇所、またはホイールボルト４５の挿通孔４６（図１６）から装置内部の空間７３に水分の浸入があり、コイル線６９の短絡および金属部品の錆などが発生する。電気部品を含む車両用動力装置を持たない従来の車両では問題とならなかったが、車両用動力装置を搭載する車両では、こうした新たな問題となる。ハブボルトのみをシールする手段も考えられるが、自動車の安全上、ハブボルト部の改造は容易に行えない。

　この発明の目的は、ボルトの圧入箇所等から装置内部に水が浸入しようとしても、装置内部を隔離して内部部品を水から保護することができる車両用動力装置および発電機付き車輪用軸受装置を提供することである。

　この発明の車両用動力装置は、固定輪およびこの固定輪に転動体を介して回転自在に支持された回転輪を有し、この回転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、
　前記固定輪に取付けられたステータおよび前記回転輪に取付けられたロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置であって、
　前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記電動機を覆って内部を隔離空間とする覆い手段が設けられ、前記ハブフランジに圧入された複数のハブボルトの頭部を周辺部と共に、または前記ハブフランジに挿通された複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共に、前記ハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けられたことを特徴とする。
　前記「周辺部」とは、ハブフランジのインボード側に露出するハブボルト頭部またはホイールボルト先端部の周囲のうち、隔離空間内における、ステータ、固定輪等の固定部品と干渉しないインボード側の領域を指す。この領域は、試験またはシミュレーション等により適宜に定められる。

　この構成によると、内燃機関等の主駆動源を搭載した車両に、電動機を備えた車両用動力装置を搭載する場合、電動機により車両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の回収等を行うことができる。また覆い手段は、車輪用軸受のハブフランジよりもインボード側の部分および電動機を覆って内部を隔離空間とする。さらに複数のハブボルトの頭部を周辺部と共にまたは複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共にハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けられた。

　このため雨天時などに、車両用動力装置を搭載した車両を走行中、ハブボルトの圧入箇所またはホイールボルトの挿通箇所に水分が浸入してもこの水分は、環状のシール部品で遮られて、電動機等を覆う隔離空間までは浸入しない。これにより、ステータのコイル線が電気的に短絡することを防止し、ステータのステータコアが錆びることを防止することができる。したがって内部部品を水から保護することができる。

　前記回転輪は、前記ハブフランジの根元部に対しインボード側に繋がる段付部を有し、
　前記環状のシール部品は、
　前記段付部に水密性を保って接合される内径側の円筒部と、
　前記ハブフランジの外周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部と、
　これら内径側および外径側の円筒部のインボード側端を繋ぐ立板部と、を有してもよい。
　この場合、回転輪の段付部およびハブフランジの外周面を利用して環状のシール部品を容易に接合することができる。また既存の空きスペースに環状のシール部品を設置し得る。

　前記内径側の円筒部と前記段付部との間、および、前記外径側の円筒部と前記ハブフランジの外周面との間のいずれか一方または両方に、防水性のある弾性部材を介在させてもよい。この場合、弾性部材を介在させない構成よりも、より防水性を高めることができる。

　前記内径側および外径側の円筒部と前記立板部と前記ハブフランジとで囲まれた環状空間に充填された樹脂材を有してもよい。この場合、ハブボルトの圧入箇所またはホイールボルトの挿通箇所からの水分を樹脂材で効率よく遮断することで、防水性を高め得る。

　前記回転輪は、前記ハブフランジの根本部に対しインボード側に繋がる段付部を有し、
　前記環状のシール部品は、
　前記段付部に水密性を保って接合される内径側の円筒部と、
　前記覆い手段の内周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部と、
　これら内径側および外径側の円筒部のインボード側端を繋ぐ立板部と、を有してもよい。
　この場合、回転輪の段付部および覆い手段の内周面を利用して環状のシール部品を容易に接合することができる。また既存の空きスペースに環状のシール部品を設置し得る。

　前記内径側の円筒部と前記段付部との間、および、前記外径側の円筒部と前記覆い手段の内周面との間のいずれか一方または両方に、防水性のある弾性部材を介在させてもよい。この場合、弾性部材を介在させない構成よりも、より防水性を高めることができる。

　前記弾性部材がゴムまたは前記環状のシール部品に加硫接着されたものであってもよい。弾性部材がゴムである場合、例えばＯリング等の市販品を用いて環状のシール部品に容易に装着し得る。弾性部材が環状のシール部品に加硫接着された場合、環状のシール部品に対する弾性部材の装着忘れ、装着ミス等を防止できるうえ、組立工数の低減を図ることができる。

　前記環状のシール部品が樹脂材料から成る構成としてもよい。この場合、金属材料から成る環状のシール部品よりもコスト低減を図ることが容易となる。

　前記固定輪が外輪、前記回転輪が内輪であり、前記覆い手段が前記内輪の前記ハブフランジに固定され、前記覆い手段は、前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記電動機を覆う円筒状のケース円筒状部を有し、前記ステータが前記外輪の外周に配置されてもよい。この場合、ハブフランジからインボード側に円筒状に延びるケース円筒状部により、車輪用軸受の大部分および電動機を覆って内部を隔離空間とすることが可能となる。

　この発明の発電機付き車輪用軸受装置は、固定輪およびこの固定輪に転動体を介して回転自在に支持された回転輪を有し、この回転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、
　前記固定輪に取付けられたステータおよび前記回転輪に取付けられたロータを有する発電機と、を備えた発電機付き車輪用軸受装置であって、
　前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記発電機を覆って内部を隔離空間とする覆い手段が設けられ、前記ハブフランジに圧入された複数のハブボルトの頭部を周辺部と共に、または前記ハブフランジに挿通された複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共に、前記ハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けられたことを特徴とする。
　前記「周辺部」とは、ハブフランジのインボード側に露出するハブボルト頭部またはホイールボルト先端部の周囲のうち、隔離空間内における、ステータ、固定輪等の固定部品と干渉しないインボード側の領域を指す。この領域は、試験またはシミュレーション等により適宜に定められる。

　この構成によると、内燃機関等の主駆動源を搭載した車両に、発電機付き車輪用軸受装置を搭載する場合、発電機によりブレーキ時の発電によるエネルギの回収等を行うことができる。また覆い手段は、車輪用軸受のハブフランジよりもインボード側の部分および発電機を覆って内部を隔離空間とする。さらに複数のハブボルトの頭部を周辺部と共にまたは複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共にハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けられた。このため雨天時などに、ハブボルトの圧入箇所またはホイールボルトの挿通箇所に水分が浸入してもこの水分は、環状のシール部品で遮られて、発電機等を覆う隔離空間までは浸入しない。これにより、ステータのコイル線が電気的に短絡することを防止し、ステータのステータコアが錆びることを防止することができる。したがって発電機を正常に保つことができる。

　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。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。この発明の他の実施形態の車両用動力装置の断面図である。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。同車両用動力装置のシール部品を拡大して示す図である。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断面図である。同車両用動力装置の斜視図である。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。従来の車輪用軸受の断面図である。従来の別の車輪用軸受の断面図である。従来の車輪用軸受を用いた車両用動力装置の断面図である。

　［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３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、複列の転動体６と、回転輪である内輪５とを有する。外輪４に複列の転動体６を介して内輪５が回転自在に支持されている。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。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。

　ハブフランジ７のアウトボード側の側面には、車輪１０のホイール１０ａとブレーキロータ１２とケース底部１１（後述する）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。ホイール１０ａの外周に図示外のタイヤが取り付けられている。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。

　＜ブレーキについて＞
　図１は、図２のI-I線断面図である。図１および図２に示すように、ブレーキ１７は、ディスク式のブレーキロータ１２と、ブレーキキャリパ１６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にケース底部１１を介して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。

　ブレーキキャリパ１６は、ブレーキロータ１２の平板部１２ｂｂを挟み付ける摩擦パッド（図示せず）を有する。ブレーキキャリパ１６は、車両における足回りフレーム部品であるナックル８に取付けられている。ブレーキキャリパ１６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。

　＜電動機３等について＞
　図１に示すように、電動機３は、車輪１０の回転で発電を行い、給電されることによって車輪１０を回転駆動可能な走行補助用の電動発電機である。電動機３は、ステータ１８と、ロータ１９とを有し、ロータ１９がステータ１８の半径方向外方に位置するアウターロータ型である。またロータ１９は、覆い手段としてのロータケース１５を介してハブフランジ７に取付けられたダイレクトドライブ形式である。ロータケース１５は、車輪用軸受２のハブフランジ７よりもインボード側の部分および電動機３を覆って内部を隔離空間Ｉｓとする。

　この電動機３は、ステータ１８およびロータ１９の全部がブレーキロータ１２の外周部１２ｂよりも小径である。さらにステータ１８およびロータ１９の全部が、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Ｌ１に位置する。電動機３は、アウターロータ型のＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）同期モータ（もしくはＩＰＭＳＭ(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)と標記）である。もしくはＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）同期モータでもよい。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；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。

　ロータケース１５は、有底円筒状であり、平板状で且つ環状のケース底部１１と、このケース底部１１の外周縁部からインボード側に円筒状に延びるケース円筒状部２５とを有する。これらケース底部１１とケース円筒状部２５とは一体もしくは別体で形成されている。ケース底部１１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。

　ケース円筒状部２５は、円筒状部本体２５ａと、この円筒状部本体２５ａのインボード側端に繋がるロータケース端リング部材２６とを有する。円筒状部本体２５ａの内周面には、アウトボード側からインボード側に順次、小径部、中径部および大径部が設けられている。ロータ１９は、円筒状部本体２５ａの前記中径部に圧入などにより設けられる磁性体１９ａと、この磁性体１９ａに内蔵される複数の永久磁石（図示せず）とを備える。円筒状部本体２５ａのうち、前記小径部と前記中径部とを繋ぐ段差部に、ロータ１９のアウトボード側端が当接することで、ロータケース１５に対しロータ１９が軸方向に位置決めされる。

　円筒状部本体２５ａの前記大径部およびこの端面に、環状のロータケース端リング部材２６が図示外のボルト等により固定されている。ロータケース端リング部材２６と、ナックル８のアウトボード側面８ａとの間には、所定の軸方向すきまが形成されている。ロータケース端リング部材２６における、円筒状部本体２５ａの前記大径部に対向する外周面に、半径方向内方に凹む環状溝が形成され、この環状溝にシール部品２８が設けられている。

　シール部品２８として例えばＯリングが適用され、このＯリングにより、ロータケース１５の端部内周面とロータケース端リング部材２６との接触面を密封している。このロータケース端リング部材２６は、磁性体１９ａに内蔵される永久磁石の軸方向についての位置決め部材を兼ねる。なお、円筒状部本体２５ａとロータケース端リング部材２６とは、複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば機械加工等により一体成形されたものであってもよい。

　図１および図２に示すように、ステータ１８は、外輪４の外周面に、車輪用軸受固定部材２４を介して取付けられている。ステータ１８は、ステータコア１８ａと、このステータコア１８ａの各ティースに巻回された巻線コイル１８ｂとを有する。巻線コイル１８ｂは配線Ｗｒに接続されている。車輪用軸受固定部材２４は、ステータコア１８ａの内周面およびアウトボード側端面に接してこのステータコア１８ａを保持する。ステータコア１８ａは、例えば、車輪用軸受固定部材２４に対し、圧入またはボルト締結などにより回転方向および径方向に固定されている。

　車輪用軸受固定部材２４とナックル８はボルト２０により締結される。車輪用軸受固定部材２４のインボード側端面とナックル８のアウトボード側面８ａとの間に、ユニットカバー２２のカバー立板部２２ａが介在されている。車輪用軸受固定部材２４のインボード側の端面には、巻線コイル１８ｂの結線を、この車輪用軸受固定部材２４の外径側から内径側へ通す図示外の連通孔が設けられている。前記連通孔は、一般的にＵ相，Ｖ相，Ｗ相の三線から成る配線Ｗｒを通す連通孔であればよい。ナックル８には、ユニットカバー２２における円筒部２２ｂの外周面の挿入を許す貫通孔が形成され、この貫通孔の周囲に、複数のボルト２０の挿通孔が形成されている。

　車輪用軸受固定部材２４のインボード側端には、軸方向に延びる雌ねじが円周等配に複数形成されている。カバー立板部２２ａには、各雌ねじと同位相の貫通孔が形成されている。各ボルト２０は、ナックル８のインボード側から同ナックル８の前記挿通孔に挿通され、カバー立板部２２ａの前記貫通孔を通して、車輪用軸受固定部材２４の各雌ねじに螺合されている。なお、車輪用軸受固定部材２４と外輪４は一体でもよい。前記「一体」とは、車輪用軸受固定部材２４と外輪４とが、複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば鍛造、機械加工等により単独の物の一部として成形されたことを意味する。

　＜シール構造について＞
　この車両用動力装置１は、インボード側密封部品Ｓａと、アウトボード側密封部品Ｓｂと、環状のシール部品Ｓｃとを備える。

　＜インボード側密封部品Ｓａ＞
　インボード側密封部品Ｓａは、ケース円筒状部２５のインボード側端と、ナックル８のアウトボード側面８ａとの間を密封する。ロータケース端リング部材２６のインボード側の内周面に半径方向外方に凹む環状溝が形成され、この環状溝とカバー立板部２２ａの外周面との間に、インボード側密封部品Ｓａが設けられている。インボード側密封部品Ｓａは、前記環状溝とカバー立板部２２ａの外周面との間で、例えば、互いに対向する環状のシール板および弾性シール部材を有する。

　＜アウトボード側密封部品Ｓｂ＞
　アウトボード側密封部品Ｓｂは、ロータケース１５のケース底部１１とハブフランジ７のアウトボード側面との間を密封する。ハブフランジ７のアウトボード側面のうち、外径側の部分には、軸方向に凹む環状溝が形成されている。この環状溝に、アウトボード側密封部品Ｓｂとして例えばＯリングが設けられ、このＯリングにより、ケース底部１１とハブフランジ７のアウトボード側面との接触面を密封している。

　＜環状のシール部品Ｓｃ＞
　図３Ａは環状のシール部品Ｓｃの斜視図であり、図３Ｂは同シール部品Ｓｃを軸方向一方から見た図、図３Ｃは図３ＢのIII（ｃ）－III（ｃ）線断面図である。図１および図３に示すように、環状のシール部品Ｓｃは、ハブフランジ７にインボード側から圧入された複数のハブボルト１３の頭部１３ａを周辺部と共に、ハブフランジ７のインボード側から覆う。ハブ輪５ａは、ハブフランジ７の根元部７ａに対しインボード側に繋がる段付部５ａａを有する。この段付部５ａａおよびハブフランジ７の外周面は、それぞれ環状のシール部品Ｓｃとの水密性を高めるため、例えば、研削加工等による機械加工が行われる。

　環状のシール部品Ｓｃは、内径側の円筒部Ｓｃａと、外径側の円筒部Ｓｃｂと、これら円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂのインボード側端を繋ぐ立板部Ｓｃｃとを有する。これら円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂおよび立板部Ｓｃｃは、例えば、金属製の薄板材から一体成形されている。内径側の円筒部Ｓｃａは段付部５ａａに水密性を保って圧入嵌合により接合され、外径側の円筒部Ｓｃｂはハブフランジ７の外周面に水密性を保って圧入嵌合により接合されている。これにより環状のシール部品Ｓｃはハブ輪５ａと同軸に回転する。なお段付部５ａａに対しハブフランジ７がアウトボード側に位置する関係上、内径側の円筒部Ｓｃａよりも外径側の円筒部Ｓｃｂの軸方向寸法が所定距離長くなっている。

　また立板部Ｓｃｃは、巻線コイル１８ｂのコイルエンドおよび車輪用軸受固定部材２４のアウトボード側端に対して、それぞれ所定の軸方向すきまを介して対向する。外径側の円筒部Ｓｃｂは、ケース円筒状部２５の前記小径部の内周面に、所定の径方向隙間を介して対向する。
　環状のシール部品Ｓｃは、前記隔離空間Ｉｓを、電動機用等の主空間と、ハブフランジ７のインボード側に在る環状空間Ｉｓａとに仕切るものであり、ハブボルト１３の頭部１３ａの周辺部を覆う前記環状空間Ｉｓａは、前記主空間よりも狭い。

　＜回転検出器等について＞
　この車両用動力装置１には、回転検出器３１が設けられている。回転検出器３１は、ステータ１８の中空内部に位置する。この回転検出器３１は、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３１は、被検出部保持部材３２等に取付けられた被検出部３１ａと、車輪用軸受固定部材２４の内周面に取付けられて被検出部３１ａを検出するセンサ部３１ｂとを有する。この回転検出器３１として例えばレゾルバが適用される。なお回転検出器３１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、パルサーリングまたはホールセンサなど形式を問わず採用可能である。

　図１および図２に示すように、ユニットカバー２２の円筒部２２ｂのインボード側端には、このインボード側端を覆うコネクタカバー３３が取付けられている。このコネクタカバー３３に、いわゆるパネルマウント型のパワー線用コネクタ３４を介して、電動機３の配線Ｗｒが支持されている。コネクタカバー３３には、パネルマウント型のセンサコネクタＣｎも支持されている。

　＜作用効果＞
　以上説明した車両用動力装置１によれば、内燃機関等の主駆動源を搭載した車両に、電動機３を備えた車両用動力装置１を搭載する場合、電動機３により車両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の回収等を行うことができる。また覆い手段としてのロータケース１５は、車輪用軸受２のハブフランジ７よりもインボード側の部分および電動機３を覆って内部を隔離空間Ｉｓとする。さらに複数のハブボルト１３の頭部１３ａを周辺部と共に、ハブフランジ７のインボード側から覆う環状のシール部品Ｓｃが設けられた。

　このため雨天時などに、車両用動力装置１を搭載した車両を走行中、ハブボルト１３の圧入箇所に水分が浸入してもこの水分は、環状のシール部品Ｓｃで遮られて、電動機３等を収容する主空間までは浸入しない。これによりステータ１８のコイル線１８ｂが電気的に短絡することを防止し、ステータコア１８ａが錆びることを防止することができる。したがって電動機３を正常に保つことができる。

　環状のシール部品Ｓｃは、段付部５ａａに水密性を保って接合される内径側の円筒部Ｓｃａと、ハブフランジ７の外周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部Ｓｃｂと、これら内径側および外径側の円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂのインボード側端を繋ぐ立板部Ｓｃｃとを有する。このため、ハブ輪５ａの段付部５ａａおよびハブフランジ７の外周面を利用して環状のシール部品Ｓｃを容易に接合することができる。また既存の空きスペースに環状のシール部品Ｓｃを設置し得る。

　電動機３がブレーキロータ１２における外周部１２ｂよりも小径であり、且つ、電動機３が、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Ｌ１に位置しているため、ブレーキロータ１２内に電動機３を設置するスペースを確保してこの電動機３をコンパクトに収めることができる。

　＜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４、図５に示すように、外径側の円筒部Ｓｃｂとハブフランジ７の外周面との間に、防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。図５Ａは弾性部材Ｓｃを含む環状のシール部品Ｓｃの斜視図であり、図５Ｂは同シール部品Ｓｃを軸方向一方から見た図、図５Ｃは図５ＢのＶ（ｃ）－Ｖ（ｃ）線断面図である。弾性部材Ｓｃには、一般にゴム系の材料、具体的にはＯリングなどが使用できる。弾性部材Ｓｃは、ゴム材をシール部品Ｓｃの円筒部Ｓｃｂに加硫接着したものでもよい。この場合、環状のシール部品Ｓｃに対する弾性部材Ｄｂの装着忘れ、装着ミス等を防止できるうえ、組立工数の低減を図ることができる。また前記弾性部材Ｄｂを介在させるため、ハブフランジ７の外周面は、例えば、旋削加工でも必要十分な水密性を確保することができ、加工工数等の低減を図れる。

　図６に示すように、内径側の円筒部Ｓｃａと段付部５ａａとの間に、防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。この場合、段付部５ａａは、例えば、旋削加工でも必要十分な水密性を確保することができ、加工工数等の低減を図れる。その他図４、図５の例と同様の作用効果を奏する。図示しないが、内径側の円筒部Ｓｃａと段付部５ａａとの間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させると共に、外径側の円筒部Ｓｃｂとハブフランジ７の外周面との間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。

　図７に示すように、シール部品Ｓｃの外径側の円筒部Ｓｃｂは、ケース円筒状部２５の円筒状部本体２５ａの内周面に接合されてもよい。つまり、環状のシール部品Ｓｃは、段付部５ａａに水密性を保って接合される内径側の円筒部Ｓｃａと、円筒状部本体２５ａの内周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部Ｓｃｂと、これら内径側および外径側の円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂのインボード側端を繋ぐ立板部Ｓｃｃとを有する構成であってもよい。

　図８に示すように、外径側の円筒部Ｓｃｂと、ケース円筒状部２５の円筒状部本体２５ａの内周面との間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。図９に示すように、内径側の円筒部Ｓｃａと段付部５ａａとの間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。図示しないが、内径側の円筒部Ｓｃａと段付部５ａａとの間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させると共に、外径側の円筒部Ｓｃｂと、ケース円筒状部２５の円筒状部本体２５ａの内周面との間に防水性のある弾性部材Ｄｂを介在させてもよい。図１０に示すように、内径側および外径側の円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂと立板部Ｓｃｃとハブフランジ７とで囲まれた環状空間Ｉｓａに充填された樹脂材Ｓｒを有する車両用動力装置１としてもよい。この場合、ハブボルト１３の圧入箇所からの水分を樹脂材Ｓｒで効率よく遮断することで、防水性を高め得る。

　図１１および図１２に示すように、ハブフランジ７における、ハブボルト１３の頭部１３ａの周辺部に、樹脂材料から成る環状のシール部品ＳｃＡを取り付けてもよい。このシール部品ＳｃＡは、ハブフランジ７のインボード側面に例えば射出成形等により設けられる。この場合、金属材料から成る環状のシール部品よりもコスト低減を図ることが容易となる。

　図１３に示すように、ロータケース１５を、ケース底部１１と、磁性材料から成るロータケース本体１５Ａとに分割する構造としてもよい。ケース底部１１の外周縁部からインボード側に所定距離延びる係合部が設けられ、ロータケース本体１５Ａのアウトボード側端には、前記係合部に係合可能な被係合部が設けられている。係合部と被係合部とは互いに係合された状態で例えば溶接等により接合される。ロータケース本体１５Ａは、ロータ１９から発生する磁束の磁路を形成し、電動機３の出力向上に貢献する。この構造では、環状のシール部品Ｓｃは、段付部５ａａに水密性を保って接合される内径側の円筒部Ｓｃａと、円筒状部本体２５ａの内周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部Ｓｃｂと、これら内径側および外径側の円筒部Ｓｃａ，Ｓｃｂのインボード側端を繋ぐ立板部Ｓｃｃとを有する。

　以上の実施形態の例は、ハブボルト型の車輪用軸受と、電動機とを備えた車両用動力装置について説明したが、図１４に示すホイールボルト型の車輪用軸受２と、電動機３（図１）とを備えた車両用動力装置に、いずれかの環状のシール部品を適用することができる。つまりハブフランジ７にアウトボード側から挿通された複数のホイールボルト１３Ａの先端部１３Ａａを周辺部と共に、ハブフランジ７のインボード側から覆う環状のシール部品が設けられる。

　内径側および外径側の円筒部Ｓｃａ,Ｓｃｂは、取付対象となる部位に接着または溶接等により接合してもよい。本実施形態における車両用動力装置は、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。ハブフランジを有する回転輪である外輪と、固定輪である内輪とを備えた外輪回転形式の第２世代構造であってもよい。車両用動力装置は、ロータがステータの半径方向内方に位置するインナーロータ型の電動機にも適用可能である。

　＜発電機付き車輪用軸受装置について＞
　各実施形態では、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機３を用いているが、この電動機３に代えて、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発電機としてもよい。この発電機と、車輪用軸受装置２とを備える発電機付き車輪用軸受装置に、いずれかの環状のシール部品が設けられる。この発電機付き車輪用軸受装置は、いずれかの車両用動力装置に対し、電動機を除き同一構成である。この場合にも各実施形態と同様の作用効果を奏する。

　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。

　２…車輪用軸受、３…電動機、４…外輪（固定輪）、５…内輪（回転輪）、５ａａ…段付部、６…転動体、７…ハブフランジ、１０…車輪、１３…ハブボルト（ボルト）、１３ａ…頭部、１３Ａ…ホイールボルト（ボルト）、１３Ａａ…先端部、１５…ロータケース（覆い手段）、１８…ステータ、１９…ロータ、Ｓｃ…環状のシール部品、Ｓｃａ…内径側の円筒部、Ｓｃｂ…外径側の円筒部、Ｓｃｃ…立板部、Ｓｒ…樹脂材、Ｄｂ…弾性部材

Claims

　固定輪およびこの固定輪に転動体を介して回転自在に支持された回転輪を有し、この回転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、
　前記固定輪に取付けられたステータおよび前記回転輪に取付けられたロータを有する電動機と、を備えた車両用動力装置であって、
　前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記電動機を覆って内部を隔離空間とする覆い手段が設けられ、前記ハブフランジに圧入された複数のハブボルトの頭部を周辺部と共に、または前記ハブフランジに挿通された複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共に、前記ハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けら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、前記回転輪は、前記ハブフランジの根元部に対しインボード側に繋がる段付部を有し、
　前記環状のシール部品は、
　前記段付部に水密性を保って接合される内径側の円筒部と、
　前記ハブフランジの外周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部と、
　これら内径側および外径側の円筒部のインボード側端を繋ぐ立板部と、を有する車両用動力装置。
　請求項２に記載の車両用動力装置において、前記内径側の円筒部と前記段付部との間、および、前記外径側の円筒部と前記ハブフランジの外周面との間のいずれか一方または両方に、防水性のある弾性部材を介在させた車両用動力装置。
　請求項２または請求項３に記載の車両用動力装置において、前記内径側および外径側の円筒部と前記立板部と前記ハブフランジとで囲まれた環状空間に充填された樹脂材を有する車両用動力装置。
　請求項１に記載の車両用動力装置において、前記回転輪は、前記ハブフランジの根本部に対しインボード側に繋がる段付部を有し、
　前記環状のシール部品は、
　前記段付部に水密性を保って接合される内径側の円筒部と、
　前記覆い手段の内周面に水密性を保って接合される外径側の円筒部と、
　これら内径側および外径側の円筒部のインボード側端を繋ぐ立板部と、を有する車両用動力装置。
　請求項５に記載の車両用動力装置において、前記内径側の円筒部と前記段付部との間、および、前記外径側の円筒部と前記覆い手段の内周面との間のいずれか一方または両方に、防水性のある弾性部材を介在させた車両用動力装置。
　請求項３または請求項６に記載の車両用動力装置において、前記弾性部材がゴムまたは前記環状のシール部品に加硫接着されたものである車両用動力装置。
　請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用動力装置において、前記環状のシール部品が樹脂材料から成る車両用動力装置。
　請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用動力装置において、前記固定輪が外輪、前記回転輪が内輪であり、前記覆い手段が前記内輪の前記ハブフランジに固定され、前記覆い手段は、前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記電動機を覆う円筒状のケース円筒状部を有し、前記ステータが前記外輪の外周に配置された車両用動力装置。
　固定輪およびこの固定輪に転動体を介して回転自在に支持された回転輪を有し、この回転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、
　前記固定輪に取付けられたステータおよび前記回転輪に取付けられたロータを有する発電機と、を備えた発電機付き車輪用軸受装置であって、
　前記ハブフランジよりもインボード側の部分および前記発電機を覆って内部を隔離空間とする覆い手段が設けられ、前記ハブフランジに圧入された複数のハブボルトの頭部を周辺部と共に、または前記ハブフランジに挿通された複数のホイールボルトの先端部を周辺部と共に、前記ハブフランジのインボード側から覆う環状のシール部品が設けられた発電機付き車輪用軸受装置。