带有辅助动力器的车轮用轴承装置的制作方法

本申请要求申请日为2016年9月21日、申请号为jp特愿2016－184295；以及申请日为2017年9月4日、申请号为jp特愿2017－169222的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。

本发明涉及一种带有辅助动力器的车轮用轴承装置，其在前轮或后轮驱动等的车辆中，独立于电动机、内燃机或它们组合成的混合动力式的主驱动源而设置，使车辆的行驶性能、制动性能、燃料消耗量等的车辆性能提高。

背景技术：

在过去，作为直接驱动型的轮毂电动机系统，人们提出有下述的类型，其中，在轮毂部中，经由中空圆筒状的板设置电动机的转子，将电动机的定子经由缓冲机构，安装于车辆的下部支架部件上(比如，专利文献1)。电动机的转子离开制动盘的外径侧而定位，制动盘和缓冲机构在轴向并列而设置。

在过去的轮毂电动机系统中，行驶的主驱动源均采用轮毂电动机。另一方面，人们提出不采用轮毂电动机，而作为发动机汽车的行驶的辅助驱动源采用电动机。

比如，人们提出下述的车辆用驱动装置，其包括以机械方式与车辆的前轮和后轮中的一者连接的第1电动发电机、与以机械方式与另一者连接的第2电动发电机(专利文献2)。按照该方案，第1电动发电机和第2电动发电机与电池通过控制器而进行电连接。即，在它们之间，能量的转移是可能的，可从前轮和后轮而回收制动时的能量。由此，可期待能量的效率的改善。

另外，作为不进行复杂的控制，而可进一步地改善能量效率的辅助动力系统，比如，人们提出了专利文献3的系统。在专利文献3中，装载于车辆上的电动发电机按照下述的方式构成，该方式为：可仅仅在没有通过主动力系统而驱动的后轮之间，传递动力，电源装置仅仅向电动发电机供给驱动电力，并且仅仅积蓄来自电动发电机的再生电力。

图12～图14表示从动轮的普通的下部。在图12～图14中，对于与后述的图1～图11的本发明的实施方式相对应的部分，采用与实施方式相同的标号，省略对其的说明。像图12所示的那样，在车轮用轴承2和制动转子12之间，形成空间s。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2005－333706号公报

专利文献2：jp特许第5899009号公报

专利文献3：jp特开平2016－025789号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

专利文献1的直接驱动型的轮毂电动机系统位于制动盘为环状的电动机的内径侧。由此，制动钳对电动机造成妨碍，制动器的设置困难。除了专利文献1以外，人们还提出有各种类型的直接驱动型的轮毂电动机系统。但是，对于任何的结构，均无法有效地利用轮胎的内周侧的空间，或没有针对车轮用轴承，没有考虑形成对车轮进行充分的支撑的设计。于是，实现困难。人们还提出如果为带有减速器的轮毂电动机系统，则可以进行实用的方案，但是，其为尺寸大的类型，下部的结构完全不同于普通的车辆。

在于专利文献2中记载的方案中，在车辆的制动时，通过第1电动发电机和第2电动发电机产生再生电力。但是，由于为了使车辆不产生异常的举动，使姿势稳定，调整前后的再生制动器的制动量，故在制动中，相应的再生电力变动。为了将像这样而变动的再生电力积蓄到共同的电池中，具有控制非常复杂的问题。

在专利文献3中，包括电源装置，其只对电动发电机供给驱动电力，该电动发电机按照可仅仅在其与从动轮之间传递电力的方式设置，并且积蓄来自电动发电机的再生电力。由此，提出上述问题的解决方案。

但是，在专利文献3的方案中，辅助动力系统为下述的机构，其中，电池和电动发电机连接，电动发电机经由离合器、动力分配机构、驱动轴，将动力传递给从动轮(轮胎)。由此，通过装载辅助动力系统，构成与4轮驱动车等同的部件结构。其结果是，结构复杂，并且车辆的重量也增加。

本发明的目的在于提供一种带有辅助动力器的车轮用轴承装置，其不很大地改变普通的车轮用轴承和制动器的结构，形成简单而紧凑的结构，有效地灵活使用轮胎的内径侧的空间，将其整体收纳于车轮的内部，下部支架部件的大的设计也是不需要的，可与行驶用的主驱动源并用，提高驱动辅助、再生制动、发电的行驶性能、制动性能、燃料消耗量等的车辆性能。

用于解决课题的技术方案

本发明的带有辅助动力器的车轮用轴承装置包括具有固定圈和旋转圈的车轮用轴承、与辅助动力器。上述旋转圈包括轮毂法兰，在该轮毂法兰上安装车辆的车轮和制动盘，该旋转圈经由滚动体而自由旋转地支承于上述固定圈上。上述辅助动力器为电动发电机，该电动发电机包括安装于上述固定圈上的定子、与安装于上述旋转圈上的电动机转子。上述辅助动力器的整体的直径小于上述制动盘中的制动钳被按压部分的外周部，并且该辅助动力器的整体针对轴向，位于上述车轮用轴承的上述轮毂法兰、与上述车轮用轴承的车身安装面之间。

上述主驱动源既可仅仅为内燃机，或为内燃机和电动机的并用，也可仅仅为电动机。

按照该方案，辅助动力器装载于车轮用轴承上，该电动机转子为直接地固定于车轮用轴承的旋转侧圈上的直接驱动型。由此，由于减速器、离合器、动力分配机构、驱动轴等是不需要的，故用于提供辅助动力的结构简单而空间节省即可，车辆重量的增加也受到抑制。特别是，由电动发电机构成的辅助动力器的整体的直径小于制动盘的外周部，并且该整体位于车轮用轴承的轴向范围内。由此，可有效地利用在普通的车辆中产生的制动盘的外周部和车轮用轴承之间的空间，设置辅助动力器。

另外，由于制动盘位于辅助动力器的外周，故将摩擦垫按压于制动盘上的制动钳不对辅助动力器造成妨碍。于是，也没有因辅助动力器的设置，妨碍制动器的设置的情况。像这样，可有效地利用在车辆的轮胎和轮缘的内径侧产生的空间，可在不产生对制动器的妨碍的情况下，设置辅助动力器。

制动盘的外周部和车轮用轴承之间的空间为有限的尺寸，对于设置构成主驱动源的电动机来说，是不够的。在本发明中，由于作为辅助动力器而设置，故与采用直接驱动型这一点相配合，可有效地利用上述空间而设置。其结果是，可进行与主驱动源并用的驱动辅助、再生制动、发电，可提高行驶性能、制动性能、燃料消耗量等的车辆性能。

比如，通过与车辆的车速、行驶阻力等的行驶状态一并地驱动电动发电机，可按照形成效率良好的转数·转矩的方式驱动主驱动源。由此，可提高行驶性能。更具体地说，在加速时，进行电动发电机的驱动力的辅助，另外，在恒速行驶、常速行驶状态，发挥电动发电机的驱动力的附加或发电的作用。由此，可以良好的效率驱动主驱动源，另外获得适合的再生电力。特别是，在主驱动源为内燃机(汽油发动机、柴油发动机)的场合，由于转数、转矩的效率的差异大，故进行电动发电机的驱动力辅助造成的主驱动源的效率的提高效果大。

还可在本发明的带有辅助动力器的车轮用轴承装置中，上述车轮用轴承支承从动轮，该从动轮从机械方面说不与上述车辆的主驱动源连接。像上述那样，由于不很大改变普通的车轮用轴承和制动器的结构，形成简单而紧凑的结构，故可简单地将车轮用轴承设置于从动轮上。另外，通过将车轮用轴承装置设置于从动轮上，利用在机械式制动器中进行热变换的能量，将辅助动力器用作发电机，在电池中积蓄再生电力。由此，可产生制动力。通过与机械式制动器的并用或分开使用，还可提高制动性能。

也可在本发明的带有辅助动力器的车轮用轴承装置中，上述车轮用轴承支承从动轮，该从动轮以机械方式与上述车辆的主驱动源连接。像上述那样，由于不很大改变普通的车轮用轴承和制动器的结构，形成简单而紧凑的结构，故即使相对驱动轮，仍可简单地设置车轮用轴承装置。另外，可通过将车轮用轴承装置设置于驱动轮上，利用在机械式制动器中进行热变换的能量，将辅助动力器用作发电机，在电池中积蓄再生电力。由此，可产生制动力。通过与机械式制动器的并用或分开使用，还可提高制动性能。为了将辅助动力器连接于驱动轮上，通常必须要求繁杂的结构，而由于本发明的辅助动力器为直接驱动方式，故也可容易地适用于驱动轮。

还可在本发明的带有辅助动力器的车轮用轴承装置中，上述车轮用轴承的上述固定圈为外圈，上述旋转圈为内圈。本发明的带有辅助动力器的车轮用轴承装置也可适用于旋转圈为外圈的场合，如果旋转圈为内圈，则可以良好的空间效率而设置各结构部件。

也可在为内圈旋转的场合，上述辅助动力器的旋转壳体固定于上述内圈的上述轮毂法兰的外径面上，在上述旋转壳体的内周上固定上述电动机转子，上述定子固定于上述外圈的外周上。按照该方案，由于为外转子型，故力矩发生位置位于外径侧，与内转子型相比较，效率良好。另外，由于形成在轮毂法兰的外径面上固定旋转壳体的结构，故没有为了固定旋转壳体，轴向尺寸增加的情况。由此，可将外圈的外周中的空间更加广泛地用于辅助动力器的设置。

还可在本方案的场合，检测上述内圈相对上述外圈的旋转速度的旋转检测器设置在上述外圈中的上述内圈的上述轮毂法兰侧的端部和上述内圈之间。上述旋转检测器也可为旋转变压器、霍尔传感器或光电式、磁式的传感器中的任意者。按照这样的旋转检测器的设置，则可使具有旋转检测器的带有辅助动力器的车轮用轴承装置的轴向长度紧凑。

还可在为内圈旋转的场合，上述辅助动力器的旋转壳体固定在上述内圈的上述轮毂法兰中的与上述车轮的安装面相反的一侧的侧面上，在上述旋转壳体的内周上，固定上述电动机转子，上述定子固定于上述外圈的外周上。还由于该方案，形成外转子型，效率良好。另外，由于固定壳体重合于内圈的轮毂法兰上，故法兰的刚性高，可提高旋转精度。

也可在本方案的场合，检测上述内圈相对上述外圈的旋转速度的旋转检测器设置在与上述内圈的上述轮毂法兰相反一侧的端部和固定上述外圈的下部支架部件或上述外圈之间。按照该旋转检测器的设置，旋转检测器从车轮用轴承向轴向突出，可较大地获得配置空间。

还可在本发明中，上述定子的轴向的宽度β大于上述车轮用轴承中的多排的滚动体的中心之间的距离α。按照该方案，通过使定子的轴向的宽度β大于多排的滚动体的中心之间的距离α(α＜β)，不很大地改变普通的车轮用轴承和制动器的结构，可增加定子和电动机转子的面对面积。其结果是，可增加辅助动力器的输出。

也可在本发明中，对上述车轮用轴承施加预压。如果像前述那样，满足α＜β的关系，则在于电动发电机的轴向端部产生轴向的力矩荷载的场合，具有容易产生轴承的对准错误，在车轮用轴承和轮胎之间产生倾斜或晃动的情况。但是，通过对上述车轮用轴承施加预压，轴承的刚性高，即使在于电动发电机的轴向端部产生轴向的力矩荷载的情况下，仍可抑制轴承的对准错误。由此，可在今后防止车轮用轴承和轮胎之间的倾斜或晃动。

在本发明中，上述定子的线圈端部、接线和布线也可设置于上述轮毂法兰的内侧端部与上述车轮用轴承中的外侧的车身安装面之间。在此场合，可相对已有的车轮用轴承，不伴随有大的设计变更，设置定子的线圈端部、接线和布线。于是，谋求制造成本的降低。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为本发明的第1实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置的剖视图；

图2为该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的剖开的立体图；

图3为该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的分解立体图；

图4为本发明的第2实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置的剖视图；

图5为该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的剖开的立体图；

图6为该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的分解立体图；

图7为表示采用该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的车辆动力辅助系统的构思方案的方框图；

图8为构成装载该车辆动力辅助系统的车辆的一个例子的电源系统图；

图9为采用该带有辅助动力器的车轮用轴承装置的另一车辆动力辅助系统的构思的说明图；

图10为本发明的第1实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置的部分剖视图，其为图1的部分放大图；

图11为本发明的变形例子的带有辅助动力器的车轮用轴承装置的剖视图；

图12为过去的车轮用轴承装置和其周边的下部结构的剖视图；

图13为该下部结构的剖开的立体图；

图14为该下部结构的分解立体图。

具体实施方式

根据图1～图3，对本发明的第1实施方式进行说明。该带有辅助动力器的车轮用轴承装置1包括车轮用轴承2和辅助动力器3。

车轮用轴承2包括作为固定圈的外圈4、与作为固定圈的内圈5。内圈5经由多排的滚动体6，自由旋转地支承于外圈4上。内圈5在从外圈4于轴向(图1的左侧)突出的部位，具有轮毂法兰7。外圈4借助作为与轮毂法兰7相反一侧的端部的车身安装面4a，通过螺栓9而安装转向节等的下部支架部件8上，支承车身的重量。在轮毂法兰7中的与外圈4相反一侧的侧面(朝向图1的左侧的面)上，通过轮毂螺栓13而安装车轮10的轮缘11和制动盘12。具体来说，在轮毂法兰7和轮缘11之间，夹持有制动盘12。在轮缘11的外周上安装有轮胎14。

制动盘12为盘状，其包括与轮毂法兰7重合的平板状部12a、以及从该平板状部12a延伸到外圈4的外周侧的外周部12b。该外周部12b由圆筒状部12ba与外径侧平板部12bb构成，该外径侧平板部12bb从该圆筒状部12ba的前端，延伸到外径侧。制动器17包括制动盘12与制动钳16。制动钳16包括夹持制动盘12的摩擦垫15。制动钳16安装于下部支架部件8。制动下部16既可为液压式和机械式中的任意者，也可为电动机式。

辅助动力器3为电动发电机。辅助动力器3包括定子18，该定子18安装于外圈4的外周面上；电动机转子19，该电动机转子19安装于内圈5的轮毂法兰7上。本实施方式的辅助动力器3为同步电动机，具体来说，为外转子型的ipm同步电动机。辅助动力器3也可为spm同步电动机，另外还可采用开关磁阻电动机(srm)、感应电动机(im)等的各种类型。在同步电动机中，定子的绕组类型包括分布卷，集中卷的各种类型。辅助动力器3也可为内转子型，但是，为了在有限的空间内部，产生更大的转矩，最好，力矩发生位置为作为外径侧的外转子侧。

在本实施方式的辅助动力器3中，定子18由磁芯18a和线圈18b(图3)构成。电动机转子19安装于作为电动机外壳的旋转壳体19a的内周上。通过旋转壳体19a安装于轮毂法兰7上，电动机转子19安装于轮毂法兰7上。在本实施方式中，像图1所示的那样，旋转壳体19a安装于轮毂法兰7的外周面上。旋转壳体19a通过嵌合、焊接、粘接等，固定在轮毂法兰7上。

本实施方式的电动机转子19由永久磁铁构成。其中，电动机转子19也可由永久磁铁和磁性体构成。旋转壳体19a的一端通过电动机护罩21而封闭。电动机护罩21防止异物从由万向节构成的下部支架部件8侧，侵入到辅助动力器3的内部的情况。电动机护罩21安装于旋转壳体19a上。

针对径向，辅助动力器3的整体的直径小于制动转子12的外周部12b。另一方面，针对轴向，辅助动力器3位于车轮用轴承2的轮毂法兰7和车轮用轴承2的车身安装面4a之间。即，辅助动力器3收纳于制动盘12的外周部12b、与车轮用轴承装置1的外圈4的外周之间。另外，针对轴向，辅助动力器3的一部分进入制动盘12的外周部12b中的圆筒部12ba中。

本实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置还包括旋转检测器20。旋转检测器20检测内圈5相对外圈4的旋转速度。该旋转速度用于控制作为电动发电机的辅助动力器3的旋转。在本实施方式中，旋转检测器20设置于外圈4中的轮毂法兰7侧的端部(图1的左端部)、与内圈5之间。旋转检测器20包括安装于内圈5上的被检测部20a、与安装于外圈4上的传感部20b。传感部20b检测上述被检测部20a。旋转检测器20为比如旋转角传感器、霍尔传感器、光电式传感器、磁式传感器，还可为它们的组合。

按照该结构的带有辅助动力器的车轮用轴承装置，辅助动力器3装载于车轮用轴承2上，其为直接驱动型，其中，辅助动力器3的电动机转子19直接地固定于作为车轮用轴承2的旋转圈的外圈4上。由此，减速器、离合器、动力分配机构、驱动轴等是不需要的。于是，用于提供动力的结构简单，空间节省，还抑制车辆重量的增加。特别是，由电动发电机构成的辅助动力器3的整体的直径小于制动盘12的外周部12b，并且该辅助动力器3的整体位于车轮用轴承2的轴向范围内。由此，比如，可有效地利用在图12～图14所示的普通的车辆中产生的制动盘的外周部和车轮用轴承之间的空间s，设置辅助动力器3。

由于图1所示的制动盘12位于辅助动力装置3的外周，故制动盘12、制动钳16不对辅助动力器3造成妨碍。于是，也没有因辅助动力器3的设置，对制动器17的设置造成妨碍的情况。像这样，可有效地利用在车轮10的轮胎14和轮缘11的内径而产生的空间，在不产生对制动器17的妨碍的情况下，设置辅助动力器3。

制动盘12的外周部12b和车轮用轴承2之间的空间为受到限制的尺寸，对于设置构成主驱动源的电动机来说，是不够的。但是，在本实施方式中，由于设置辅助动力器3，故与采用直接驱动型的方式相配合，可有效地利用上述空间而进行设置。由此，可进行与行驶用的主驱动源并用的驱动辅助、再生制动、发电，可提高行驶性能、制动性能、燃料消耗量等的车辆性能。

比如，通过与车辆的车速、行驶阻力等的行驶状态一起地驱动电动发电机，可按照形成效率良好的转数·转矩的方式驱动主驱动源。其结果是，可提高行驶性能。更具体地说，在加速时，进行电动发电机的驱动力辅助，另外，在恒速行驶、常速行驶状态，起电动发电机的驱动力的附加或发电的作用。由此，可以良好的效率驱动主驱动源，另外获得适合的再生电力。特别是，在主驱动源为内燃机(汽油发动机、柴油发动机)的场合，转数、转矩的效率的差异大，进行电动发电机的驱动力辅助造成的主驱动源的效率提高的效果大。

对另一实施方式进行说明。

在以下的说明中，对于对应于通过各实施方式而在先说明的事项的部分，采用同一标号，省略重复的说明。在仅仅对结构的一部分进行说明的场合，对于结构的其它的部分，只要没有特别的记载，与在先说明的方式相同。由同一结构，实现同一作用效果。不仅可进行通过实施的各方式而具体描述的部分的组合，而且如果没有特别地对组合产生妨碍，还可部分地将实施的方式之间组合。

图4～图6表示第2实施方式。在第2实施方式中，除了特别的事项以外，其它的方面与图1～图3所示的第1实施方式相同。在第2实施方式中，旋转壳体19a安装于内圈的轮毂法兰7中的轮缘11的安装面相反一侧的侧面。在该旋转壳体19a的内周，固定有上述电动机转子19。通过像这样，与轮毂法兰7的侧面重合地安装旋转壳体19a，电动机转子19和轮毂法兰7的刚性高，可提高旋转精度。另外，也可像图11的变形例子所示的那样，将旋转壳体19a安装于内圈的轮毂法兰7中的与轮缘11的安装面相同一侧的侧面上。

另外，在图4所示的第2实施方式中，检测旋转速度的旋转检测器20设置于内圈5中的与轮毂法兰7相反一侧的端部、与下部支架部件8之间。旋转检测器20与第1实施方式相同，采用旋转变压器或其它的结构的传感器。旋转检测器20包括被检测部20a、与检测该被检测部20a的传感部20b。该被检测部20a和传感部20b分别通过旋转侧和固定侧的检测器支承部件25、26，安装于下部支架部件8上。

图7、图8为表示第1或第2实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置1的车辆辅助系统的构思方案的方框图。

图7的车辆30为前轮为驱动轮10a，后轮为从动轮10b的前轮驱动车。在驱动轮10a上，以机械方式连接主驱动源35。另一方面，从动轮10b和主驱动源35从机械方式上说，是不连接的。在该车辆动力辅助系统中，带有辅助动力器的车轮用轴承装置1装载于从动轮10b上。主驱动源35为汽油发动机或柴油发动机等的内燃机或电动发电机(电动机)、或由该两者组合而成的混合动力型的驱动源。另外，“电动发电机”称为可进行施加旋转而造成的发电的电动机。

图7的车辆30为主驱动源35由内燃机35a和驱动轮侧的发动发电机35b构成的混合动力车(在下面称为“hev”)。具体来说，驱动轮侧的电动发动机35b为通过比如48v的中等电压而驱动的微混合动力形式。混合动力分为强混合动力和微混合动力。“微混合动力”为主要驱动源是内燃机，在出发时或加速时等的场合，通过电动机而进行行驶的辅助的形式。“强混合动力”与“微混合动力”的区别在于在ev(电动汽车)模式的场合，虽然可进行短时间的通常行驶，但是长时间的通常行驶是不可能的。图7的内燃机35a经由离合器36和减速器37，与驱动轮10a的驱动轴连接，驱动轮侧的电动发电机35b与减速器37连接。

该车辆动力辅助系统包括辅助动力器3、单独控制机构39、高级ecu40与单独指令机构45。辅助动力器3为进行从动轮10b的旋转驱动的行驶辅助用的动力器。单独控制机构39进行辅助动力器3的控制。单独指令机构45设置于高级ecu40中，将进行驱动和再生的控制的指令输出给单独控制机构39。辅助动力器3与蓄电机构连接。该蓄电机构由电池(蓄电池)、电容器、电容等构成，其类型、在车辆30上的装载位置没有特别的限定。在图7中，为装载于车辆30上的低电压电池50和中等电压电池49中的中等电压电池49。

从动轮用的辅助动力器3为图1的第1实施方式或图4的第2实施方式所示的结构，像前述的那样，为不采用变速器的直接驱动电动机。辅助动力器3通过供给电力，用作电动机，并且还用作将车辆30的运动能量变换为电力的发电机。

在辅助电力器3中，在作为轮毂圈的内圈5上安装电动机转子19。由此，如果将电流外加于辅助动力器3上，则旋转驱动内圈5，与此相反在电力再生时，通过负荷感应电力获得再生电力。

结合图7，对车辆30的控制系统进行说明。高级ecu40进行车辆30的综合控制。在该高级ecu40中，设置指令形成机构43。指令形成机构43按照从加速踏板等的加速操作机构56和制动踏板等的制动操作机构57而输入的操作量的信号，产生转矩指令。

该车辆30包括作为主驱动源35的内燃机35a和驱动轮侧的电动发电机35b，另外包括驱动2个从动轮10b、10b的2个辅助动力器3、3。由此，在高级ecu40上设置指令分配机构44，指令分配机构44按照依照各驱动源35a、35b、3、3而确定的规则，分配上述转矩指令。将相对内燃机35a的转矩指令传递给内燃控制机构47，用于内燃机控制机构47的阀打开度控制等。

驱动轮侧的发电电动机35b的转矩指令传递给驱动轮侧控制机构48而执行。从动轮侧的辅助动力器3、3的转矩指令传递给单独控制机构39、39。指令分配机构44包括向单独控制机构39、39进行输出的单独指令机构45。该单独指令机构45还具有下述的功能，即，将构成辅助动力器3通过再生制动而负担制动的制动力的指令的转矩指令提供给单独控制机构39。

单独控制机构39为逆变装置。单独控制机构39包括逆变器41和控制部42。逆变器41将中等电压电池49的直流电变换为3相的交流电。控制部42根据上述转矩指令，通过pwm控制等，控制逆变器41的输出。逆变器41包括半导体开关元件的桥接电路(在图中没有示出)、与充电电路(在图中没有示出)，该充电电路将辅助动力器3的再生电力充电到中等电压电池49中。另外，在图7中，单独控制机构39相对2个辅助动力器3、3而分别地设置，但是也可为单独控制机构39收纳于一个外壳内部，2个单独控制机构39、39共用控制部42的结构。

图8为图7所示的混合动力车的电气系统图。在图8的例子中，设置作为电池的低电压电池50和中等电压电池49。中等电压电池49与电动发电机35b连接。低电压电池50经由dc/dc转换器51，与电动发电机35b连接。辅助动力器3为2个，但是在图8中，作为代表，仅仅示出1个。另外，图7的驱动轮侧的电动发电机35b与从动轮侧的辅助动力器3并列地与中等电力系统连接，虽然关于这一点的图8的图示省略。在低电压系统上连接低电压负荷52，在中等电力系统上连接中等电压负荷53。低电压负荷52和中等电压负荷53按照多个而设置，但是在图8中，作为代表，仅仅示出1个。

低电压电池50为作为控制系统等的电压而一般用于汽车的电池，其电压比如为12v或24v。作为低电压负荷52，包括有内燃机35a的起动电动机、灯类、高级ecu40、其它的ecu(在图中没有示出)等的核心部件。低电压电池50为电气辅机类用的辅助电池，中等电压电池49为电动系统用的辅助电池。

中等电压电池49的电压高于低电压电池50，并且其电压低于用于强混合动力车的高压电池(100v以上，比如在200～400v的范围内)。中等电压电池49最好为用于微混合动力的48v电池。48v电池等的中等电压电池49可较容易地装载于过去的装载有内燃机的车辆上。由此，作为微混合动力，通过电力的动力辅助、再生，可降低耗油量。

48v系统的中等电压负荷53为辅助部件，比如，为作为驱动轮侧辅助动力器3的动力辅助电动机、电动泵、电动动力操纵机构、超级充电器、空气压缩机等。通过借助48v系统而构成辅助部件的负荷，动力辅助的输出低于高电压(100v以上的强混合动力车等)，但是由于可减小电线的绝缘膜的厚度，故可减少电线的重量、体积。另外，由于可以小于12v的电流量，输入输出大的电力量，故可减少电动机或发电机的体积。由于这些原因，有助于车辆耗油量降低的效果。

该车辆动力辅助系统适合于微混合动力车的辅助部件，适合用作动力辅助器、电力再生产部件。另外，在微混合动力车中，采用cmg、gmg、皮带驱动式起动电动机(均在图中没有示出)等，但是由于它们均针对内燃机或动力装置进行动力辅助或再生，故受到传动装置或减速器等的效果的影响。由于相对该情况，图7的车辆动力辅助系统装载于从动轮10b上，故内燃机35a或电动机(在图中没有示出)等的主驱动源切断开，可在电力再生时，直接地利用车身的运动能量。

另外，在装载cmg、gmg、皮带驱动式起动电动机等的场合，必须要求从车辆30的设计阶段起进行考虑，进行组装，后加装这一点是困难的。由于图7的车辆动力辅助系统的辅助动力器3收纳于从动轮10b的内部，故即使在为成品车的情况下，仍可以与部件更换相同的工时而进行安装。于是，即使相对仅仅内燃机35a的成品车，仍可构成48v的系统。另外，还可在装载该车辆动力辅助系统的车辆中，像图7的例子那样，装载另外的辅助驱动用的电动发电机35b。此时，可增加车辆30的动力辅助量或再生电力量，另外有助于耗油量的降低。

对上述结构的车辆动力辅助系统1的动作和作用效果进行整理，在下面给出。

(1)制动时

针对通过机械式制动器而进行热变换的能量，将辅助动力器3用作发电机，在中等电压电池49中积蓄电力。由此，产生制动力，可回收到目前的已废弃的能量。

(2)加速、稳定行驶时

在主驱动源35具有内燃机(发动机)35a的车辆30的场合，按照与车辆30的行驶状态(车速、行驶阻力等)一起地，形成发动机效率良好的转数·转矩的方式驱动辅助驱动器3。由此，发动机效率良好，可有助于耗油量的改善。比如，可在加速时在辅助动力器3的驱动力辅助或恒速行驶或常速行驶状态，实现驱动力的附加或发电作用。

(3)行驶性能的提高

在变道用的加速时、回转时，由于分别控制辅助动力器3，故可进行更加稳定的行驶。

(4)低摩擦路面的行驶

雨天时或雪道等的低摩擦路面的出发或停止时，通过辅助动力器3控制轮胎的牵引力，可进行稳定的行驶。由于在接近路面的车轮内部具有辅助动力器3，故获得响应性良好的操作性。由于具有旋转检测器20(图3)，故可省略车载的制动传感器等。

(5)安装性

在过去的普通的内燃机驱动的汽车中，可通过下部支架部件39的简单的设计变更，容易安装于下部支架部件39上。

图9表示第1或第2实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置1适用于作为前轮的驱动轮10a和作为后轮的从动轮10b的例子。驱动轮10a通过由内燃机构成的主驱动源35，经由离合器36和减速器37而驱动。在该前轮驱动车中，针对驱动轮10a和从动轮10b的支承与辅助驱动，设置带有辅助动力器的车轮用轴承装置3。像图9那样，驱动轮还可采用第1或第2实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置3。

图10为第1实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置1的部分剖视图，其为图1的部分放大图。

像上述那样，车辆用轴承2包括作为固定圈的外圈4、作为旋转圈的内圈5与多排的滚动体6。多排的滚动体6在车辆用轴承装置1安装于车辆上的状态，包括位于车身内侧(图10的右侧)的内侧滚动体排6a、与位于车身外侧(图10的左侧)的外侧滚动体排6b。

在这里，车辆用轴承2的旋转轴为旋转轴ax、旋转轴ax方向的多排的滚动体6的内侧滚动体排6a和外侧滚动体排6b的中心之间的轴向距离为距离α；辅助动力器3的定子18的旋转轴ax方向的宽度为宽度β。在第1实施方式的带有辅助动力器的车轮用轴承装置1中，距离α＜宽度β的关系成立。

像这样，通过使旋转轴ax方向的定子18的轴向的宽度β大于多排的滚动体6的中心之间的距离α，可增加定子18和电动机转子19的面对面积。其结果是，可增加辅助动力器3的输出。

其中，如果距离α＜宽度β，则在于辅助动力器3的ax轴向端部产生旋转轴ax方向的力矩荷载时，具有容易产生轴承的对准错误，在车辆用轴承与轮胎之间产生倾斜、晃动的情况。如果对车辆用轴承2施加适合的预压，则可解决该问题。宽度β按照小于车辆用轴承2的轮毂法兰7的内侧端部与车辆用轴承2的外侧的车身安装面4a的距离的方式设定。另外，定子18的线圈端部18c、接线和布线18d设置在轮毂法兰7的内侧端部与车辆用轴承2的外侧的车身安装面4a之间。线圈端部18c指突出于磁芯18a的轴向外侧的线圈18b的突出部分。

此外，在本实施方式中，给出内侧滚动体排6a的节距圆直径与外侧滚动体排6b的节距圆直径相等的车轮用轴承2。但是，也可采用内侧滚动体排6a的节距圆直径、与外侧滚动体排6b的节距圆直径不同的车轮用轴承2。即使在这样的情况下，内侧滚动体排6a的中心与外侧滚动体排6b的中心之间的旋转轴ax方向的距离α可大于定子18的宽度β。

另外，像图10所示的那样，在旋转轴ax方向，多排的滚动体6的各中心按照在定子18的轴向的宽度β的范围内的方式设置。换言之，多排的滚动体6的各中心设置在定子18的内侧端面18aa，与定子18的外侧端面18ab之间。

在多排的滚动体6中，即使在内侧滚动体6a的内侧端部位于定子18的内侧端面18aa的车身内侧(图10的右侧)的情况下，如果定子18的内侧端面18aa位于内侧滚动体排6a的中心的车身内侧(图10的右侧)，则其包括在本发明中。

另外，在上述实施方式中，对混合动力车和主驱动源35用于仅仅内燃机的车辆的场合进行了说明，但是，本发明还可适用于主驱动源35仅仅为电动机的车辆。

如上面所述，在参照附图的同时，对优选的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于以上的实施方式，在不脱离本发明的实质的范围内，可进行各种的追加、变更、删除。于是，这样的方案也包括在本发明的范围内。

图1～图11所示的本发明的应用例子包括下述的形态1～5。

(形态1)

形态1的辅助动力器涉及由设置于车轮用轴承上的电动发电机构成的辅助动力器；

该辅助动力器包括：定子，该定子安装于上述车轮用轴承的固定圈上；电动机转子，该电动机转子安装于上述车轮用轴承的旋转圈上；

上述辅助动力器的整体的直径小于构成制动盘中的制动钳被按压部分的外周部上，并且该整体针对轴向，位于上述车轮用轴承的轮毂法兰与上述车轮用轴承的车身安装面之间。

(形态2)

形态2的辅助动力器涉及由设置于车轮用轴承上的电动发电机构成的辅助动力器；

该辅助动力器包括：定子，该定子安装于上述车轮用轴承的固定圈上；电动机转子，该电动机转子安装于上述车轮用轴承的旋转圈上；

上述定子中的轴向的宽度β大于上述车轮用轴承中的多排的滚动体的中心之间的距离α。

(形态3)

形态3的车轮用轴承装置涉及一种带有辅助动力器的车轮用轴承装置，其包括形态2的辅助动力器与上述车轮用轴承；

上述车轮用轴承中的多排的滚动体的各中心设置在上述定子中的轴向的宽度β的范围内。

(形态4)

形态4的车轮用轴承装置涉及一种带有辅助动力器的车轮用轴承装置，其包括括形态2的辅助动力器与上述车轮用轴承；

对上述车轮用轴承施加预压。

(形态5)

形态5的车轮用轴承装置涉及一种带有辅助动力器的车轮用轴承装置，其包括形态2的辅助动力器与上述车轮用轴承；

上述旋转轮包括安装车辆的车轮和制动盘的轮毂法兰；

上述定子的线圈端部、接线和布线设置在上述轮毂法兰的内侧端部与上述车轮用轴承中的外侧的车身安装面之间。

标号的说明：

标号1表示带有辅助动力器的车轮用轴承装置；

标号2表示车轮用轴承；

标号3表示辅助动力器；

标号4表示外圈(固定圈)；

标号4a表示车身安装面；

标号5表示内圈(旋转圈)；

标号6表示滚动体；

标号7表示轮毂法兰；

标号8表示下部支架部件；

标号10表示车轮；

标号11表示轮缘；

标号12表示制动盘；

标号12a表示平板状部；

标号12b表示外周部；

标号13表示轮毂螺栓；

标号14表示轮胎；

标号16表示制动钳；

标号17表示制动器；

标号18表示定子；

标号19表示电动机转子；

标号18a表示磁芯；

标号18b表示线圈；

标号18c表示线圈端部；

标号20表示旋转壳体；

标号20表示旋转检测器。