CN111817487B

CN111817487B - 驱动装置

Info

Publication number: CN111817487B
Application number: CN202010254457.0A
Authority: CN
Inventors: 三木孝广; 中松修平; 福永庆介
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2040-04-02
Also published as: JP2020174468A; CN111817487A; US20200328652A1; JP7500922B2; DE102020109698A1

Abstract

提供驱动装置。驱动装置具有马达、减速机构、电力转换器以及收纳这些部件的壳体。壳体具有第1壳体和第2壳体。第1壳体收纳马达。第2壳体覆盖第1壳体的开口，并且对位于第2壳体与第1壳体之间的电力转换器进行保持。第2壳体具有固定于第1壳体的周缘部和向周缘部的内侧扩展的底部。底部具有不平坦的振动抑制构造。由此，抑制第2壳体的底部的振动。其结果为，能够降低驱动装置的使用时的噪音。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及驱动装置。

背景技术

以往，在电动汽车或插电式混合动力车等车辆上搭载有将马达作为动力源的驱动装置。例如，在日本特开2001-119898号公报中记载了现有的驱动装置。该公开的驱动装置具有：驱动装置外壳(10)，其收纳马达；以及逆变器外壳(46)，其收纳逆变器、平滑用电容器以及控制装置。逆变器外壳(46)固定于驱动装置外壳(10)的顶壁。另外，逆变器外壳(46)由筒状的框架(47)和配设在框架(47)上的罩(48)构成(参照段落0027、图1等)。另外，被括号包围的数字是上述公报中的标号。

专利文献1：日本特开2001-119898号公报

在日本特开2001-119898号公报的构造中，除了对逆变器、平滑用电容器以及控制装置进行保持的框架(47)之外，还另外需要覆盖框架(47)的罩(48)。因此，存在难以使驱动装置的小型化的问题。为了使驱动装置进一步小型化，考虑利用一个部件来实现对逆变器、平滑用电容器以及控制装置进行保持的框架(47)的功能和覆盖外壳的上表面的罩(48)的功能。

但是，在由一个部件构成框架的功能和罩的功能的情况下，通过发挥罩的功能的扁平的部件对逆变器、平滑用电容器以及控制装置进行保持。在使用驱动装置时，如果该扁平的部件振动，则振动也会波及到逆变器、平滑用电容器以及控制装置，并且也成为噪音的原因。

发明内容

本发明的目的在于，针对驱动装置，提供能够抑制对电力转换器进行保持的部件的振动的构造。

本发明具有：马达；减速机构，其使从所述马达输出的旋转运动减速；电力转换器，其对从外部输入的电力进行转换并提供给所述马达；以及壳体，其收纳所述马达、所述减速机构以及所述电力转换器，所述壳体具有：第1壳体，其收纳所述马达；以及第2壳体，其覆盖所述第1壳体的开口，并且对位于所述第2壳体与所述第1壳体之间的所述电力转换器进行保持，所述第2壳体具有：周缘部，其固定于所述第1壳体；以及底部，其向所述周缘部的内侧扩展，所述底部具有不平坦的振动抑制构造。

根据本发明，能够抑制第2壳体的底部的振动。由此，能够降低驱动装置的使用时的噪音。

附图说明

图1是驱动装置的立体图。

图2是驱动装置的主视图。

图3是驱动装置的俯视图。

图4是驱动装置的右侧视图。

图5是驱动装置的左侧视图。

图6是第2壳体的纵剖视图。

标号说明

1：驱动装置；10：马达；20：减速机构；30：油泵；40：电力转换器；41：电路板；42：电容器；43：IGBT；44：散热器；50：电气部件；51：输入端子；60：壳体；61：第1壳体；62：第2壳体；63：第3壳体；70：周缘部；71：紧固孔；80：顶底部；81：主板部；82：副板部；83：台阶部；90：板；811：第1面；812：第2面；813：边界面；814：流路；814a：去路；814b：返回路；815：贯通孔；821：凹部；A：旋转轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中，使用将驱动装置1搭载于车辆的状态下的“上下方向”、“前后方向”以及“左右方向”，对各部分的形状和位置关系进行说明。“左右方向”相当于车辆的宽度方向，以朝向车辆的前方的状态为基准对左右进行说明。但是，驱动装置1相对于车辆的搭载姿态不必限定于该实施方式。

＜1.驱动装置的结构＞

图1是一个实施方式的驱动装置1的立体图。图2是驱动装置1的主视图。图3是驱动装置1的俯视图。图4是驱动装置1的右侧视图。图5是驱动装置1的左侧视图。该驱动装置1搭载于电动汽车或插电式混合动力车等车辆，是输出车辆行驶用的驱动力的装置(牵引马达)。

如图1～图5所示，本实施方式的驱动装置1具有马达10、减速机构20、油泵30、电力转换器40、电气部件50以及壳体60。

马达10是产生以沿左右方向延伸的旋转轴线A为中心的旋转运动的装置。马达10具有定子和转子。定子直接或经由其他部件固定于壳体60。转子被支承为能够相对于定子旋转。定子具有以旋转轴线A为中心呈圆环状排列的多个线圈。转子具有以旋转轴线A为中心呈圆环状排列的多个磁铁。当从电力转换器40向线圈提供驱动电流时，通过在线圈与磁铁之间产生的旋转磁场的作用，使转子以旋转轴线A为中心进行旋转。

减速机构20是使从马达10输出的旋转运动减速的装置。在本实施方式中，在马达10的左侧配置有减速机构20。减速机构20通过相互啮合的多个齿轮来传递旋转运动并且进行减速。减速机构20例如使用行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有1个太阳齿轮和配置于该太阳齿轮的周围的多个行星齿轮。但是，减速机构20也可以是行星齿轮机构以外的机构。从减速机构20输出的减速后的旋转运动直接或经由其他动力传递机构传递到车辆的车轮。另外，作为其他的动力传递机构，例如存在如下差动机构：该差动机构相对于左右的车轮具有速度差地传递旋转运动。

油泵30是用于向马达10和减速机构20提供油的装置。即，油泵30是对马达10的驱动进行辅助的辅助设备的一例。油泵30例如配置于马达10或减速机构20的下侧。通过从电力转换器40提供电力来驱动油泵30。当驱动油泵30时，向马达10和减速机构20的各部提供油。由此，进行马达10和减速机构20的各部件之间的润滑，并且进行各部件的冷却。

电力转换器40是对从外部输入的电力进行转换并向马达10和油泵30提供转换后的电力的装置。在本实施方式中，电力转换器40配置于马达10的后侧且上侧。图6是后述的第2壳体62的纵剖视图。像在图6中双点划线所示的那样，电力转换器40具有电路板41、电容器42以及IGBT(绝缘栅双极晶体管)43。电路板41、电容器42以及IGBT 43均呈板状，沿上下方向层叠配置。电容器42位于电路板41的上侧。IGBT 43位于电容器42的更上侧。

电容器42和IGBT 43与形成于电路板41的电路电连接。而且，由电路板41上的电路、电容器42以及IGBT 43构成将电力从直流转换为交流的逆变器。电力转换器40通过该逆变器将从外部经由电气部件50输入的电力从直流转换为交流。然后，将转换所得到的驱动电流向马达10和油泵30提供。

电气部件50是将外部电源的输入端子51与电力转换器40之间电连接的部件。电气部件50例如包含汇流条和开关电路。在本实施方式中，电气部件50相对于电力转换器40配置于左侧。从外部电源输入到输入端子51的电力经由电气部件50提供给电力转换器40。

壳体60是在内部收纳上述马达10、减速机构20、油泵30、电力转换器40以及电气部件50的外壳体。如图1～图5所示，本实施方式的壳体60具有第1壳体61、第2壳体62以及第3壳体63。第1壳体61、第2壳体62以及第3壳体63是通过使熔融的金属流入模具并固化而得到的铸造品。针对构成第1壳体61、第2壳体62以及第3壳体63的金属，例如使用铝或铝合金。

第1壳体61是收纳马达10的外壳体。第1壳体61在上表面的后部具有开口。第2壳体62覆盖第1壳体61的该开口。另外，第2壳体62对位于第2壳体62与第1壳体61之间的电力转换器40进行保持。具体而言，如图6所示，在第2壳体62的下表面经由散热器44固定有电力转换器40。另外，电气部件50也固定于第2壳体62的下表面。第3壳体63是收纳减速机构20的外壳体。第3壳体63固定于第1壳体61的左侧的侧面。

＜2.第2壳体的详细情况＞

接下来，对第2壳体62的详细构造进行说明。

如图1～图5所示，第2壳体62具有周缘部70和顶底部80。周缘部70是沿着第2壳体62的周缘的环状的部分。周缘部70具有多个紧固孔71。各紧固孔71沿上下方向贯通周缘部70。另外，第1壳体61在各紧固孔71的下侧具有螺纹孔。在制造驱动装置1时，螺栓(省略图示)经由紧固孔71而与第1壳体61的螺纹孔紧固。由此，将第2壳体62相对于第1壳体61固定。

顶底部80是向周缘部70的内侧扩展的部分。电力转换器40的上表面被顶底部80覆盖。顶底部80沿左右方向和前后方向大致呈板状扩展。但是，假设当顶底部80呈完全平坦的薄板状的情况下，顶底部80振动，由此产生噪音。因此，本实施方式的第2壳体62具有不平坦的振动抑制构造。由此，抑制顶底部80在车辆行驶时的振动。其结果为，能够降低驱动装置1的噪音。

第2壳体62的顶底部80具有主板部81和副板部82。副板部82位于主板部81的左侧。主板部81位于电力转换器40的上侧。即，主板部81覆盖电力转换器40的上部。副板部82位于电气部件50的上侧。即，副板部82覆盖电气部件50的上部。

主板部81的作为外表面的上表面包含第1面811、第2面812以及边界面813。边界面813在主板部81的前后方向的中央附近沿左右方向呈带状延伸。边界面813与上下方向垂直地扩展。第1面811位于比边界面813靠前侧的位置。第1面811是随着从边界面813朝向前侧而该第1面811的高度逐渐降低的倾斜面。第2面812位于比边界面813靠后侧的位置。第2面812是随着从边界面813朝向后侧而该第2面812的高度逐渐降低的倾斜面。

这样，本实施方式的振动抑制构造包含角度相同不同的第1面811、第2面812以及边界面813。该第1面811、该第2面812以及该边界面813的振动的传播方向不同。因此，通过主板部81的外表面包含这样的角度互不相同的多个面，抑制主板部81的共振。由此，抑制顶底部80的振动，从而也降低伴随着振动的噪音。

另外，也可以省略边界面813。即，第1面811和第2面812也可以不隔着其他面而沿前后方向相邻。另外，第1面811和第2面812也可以沿左右方向相邻。另外，第1面811和第2面812中的任意一方也可以是与上下方向垂直地扩展的面。另外，在主板部81的上表面，除了设置第1面811、第2面812以及边界面813以外，还可以设置作为振动抑制构造而发挥功能的其他面。即，作为振动抑制构造的主板部81的上表面只要至少包含角度互不相同的2个面即可。

特别是，在本实施方式中，第1面811、第2面812以及边界面813的大小互不相同。具体而言，第1面811的前后方向的长度、第2面812的前后方向的长度以及边界面813的前后方向的长度互不相同。因此，该第1面811、该第2面812以及该边界面813的固有振动频率不同。这样，通过使第1面811、第2面812以及边界面813的尺寸不同，能够进一步抑制该第1面811、该第2面812以及该边界面813的共振。因此，能够进一步降低顶底部80的振动和噪音。

另外，如图3所示，第2面812的后侧缘部的一部分具有以避开紧固孔71的方式朝向前方呈圆弧状凹陷的圆弧部812a。而且，第1面811的右侧缘部的一部分具有以避开紧固孔71的方式朝向左方呈圆弧状凹陷的圆弧部811a。此外，第1面811的左侧缘部的一部分具有以避开紧固孔71的方式朝向右方呈圆弧状凹陷的圆弧部811b。这样，在第1面811和第2面812中，也存在前后方向的长度不同的部分或者左右方向的长度不同的部分。即，在第1面811的单体和第2面812的单体中，也存在固有振动频率不同的部位。这样，通过在各面811、812的单体中也使尺寸不同，能够进一步抑制这些各面811、812的单体的共振。因此，能够进一步降低顶底部80的振动和噪音。另外，通过不采用向外侧伸出的突出部而采用呈圆弧状凹陷的圆弧部811a、811b、812a，抑制第2壳体62的大型化。进而，抑制驱动装置1的大型化。

如图3中虚线所示，主板部81具有供冷却介质通过的流路814。冷却介质例如使用水。流路814具有去路814a和返回路814b。去路814a的上游侧的端部在主板部81的右侧面开口。去路814a在边界面813的下方从该开口向左延伸至主板部81的左端部。返回路814b位于比去路814a靠上侧的位置，从主板部81的左端部向右延伸。返回路814b的下游侧的端部在主板部81的右侧面开口。

这样，流路814沿着角度互不相同的第1面811与第2面812的边界延伸。这样，能够将第1面811与第2面812的边界附近的空间用作为流路814而有效利用。在本实施方式中，第1面811与第2面812的边界与马达10的旋转轴线A平行地延伸。因此，流路814也与马达10的旋转轴线A平行地延伸。

在使用驱动装置1时，在流路814中导入冷却介质。由此，在电力转换器40中产生的热经由散热器44被流路814内的冷却介质吸收。其结果为，抑制电力转换器40的过度的温度上升。特别是，在本实施方式中，在电力转换器40中，在接近温度最高的IGBT 43的上侧的位置配置有流路814。因此，能够使流路814内的冷却介质高效地吸收IGBT 43的热。

另外，顶底部80的外表面在主板部81与副板部82的边界具有台阶部83。在本实施方式中，副板部82的上表面位于比主板部81的上表面靠下侧的位置。台阶部83在主板部81的上表面的左端部与副板部82的上表面的右端部之间具有沿上下方向扩展的台阶面。

本实施方式的振动抑制构造包含这样的台阶部83。如果设置台阶部83，则抑制振动从台阶部83的一侧向另一侧传播。因此，抑制主板部81的振动向副板部82传播。另外，也抑制副板部82的振动向主板部81传播。由此，抑制顶底部80的振动，也降低伴随着振动的噪音。

另外，在本实施方式中，在副板部82的作为外表面的上表面设置有凹部821。凹部821从副板部82的上表面朝向下侧凹陷。另外，凹部821从副板部82的上表面的右端部沿左右方向延伸至左端部。本实施方式的振动抑制构造包含这样的凹部821。因此，当振动在顶底部80传播时，振动的传播方向在凹部821的位置改变。由此，进一步抑制顶底部80的振动。因此，也进一步降低伴随着振动的噪音。

特别是，本实施方式的凹部821由凹状的曲面构成。具体而言，凹部821由在沿左右方向观察时呈圆弧状的曲面构成。曲面比平面更容易使振动衰减。因此，与由平面的组合构成的凹部相比，本实施方式的凹部821能够使振动进一步衰减。因此，能够进一步降低顶底部80的振动和噪音。

另外，如图3所示，本实施方式的凹部821在与上述流路814相同的前后方向的位置沿左右方向延伸。即，凹部821和流路814配置在同一直线上。因此，在第2壳体62的制造工序中，在通过切削而形成流路814时，能够利用凹部821内的空间而使切削用的刀具移动。因此，能够容易地在主板部81上形成沿左右方向延伸的流路814。

另外，如图6所示，第2壳体62的顶底部80具有贯通孔815。贯通孔815在第1面811的前侧的位置沿上下方向贯通主板部81。在制造驱动装置1时，在将第2壳体62固定于第1壳体61之后，经由贯通孔815进行电力转换器40的电连接作业。而且，在完成连接作业后，利用板90封闭贯通孔815的上部。

板90通过螺栓的紧固而相对于主板部81固定。因此，主板部81中的贯通孔815的周围的部分的上下方向的厚度比其他部分的上下方向的厚度厚。另外，主板部81中的流路814的周围的部分的上下方向的厚度也比其他部分的上下方向的厚度厚。即，主板部81具有薄壁部和厚壁部。这样，如果使顶底部80的上下方向的厚度不均匀，则能够使固有振动频率在薄壁部和厚壁部不同。因此，能够进一步抑制顶底部80的共振。其结果为，抑制顶底部80的振动，也降低由振动引起的噪音。

另外，如图3所示，在第2壳体62的周缘部70以不均匀的间隔设置有多个紧固孔71。即，用于将第2壳体62相对于第1壳体61固定的螺栓在第2壳体62的周缘部70上以不均匀的间隔排列。这样，能够使周缘部70的相邻的紧固孔71之间的部分的固有振动频率不同。因此，能够进一步抑制第2壳体62的共振。其结果为，能够进一步降低第2壳体62的振动和噪音。

第2壳体62中的凹部821的下侧的部分的上下方向的厚度特别薄。但是，在本实施方式中，在接近凹部821的前侧的位置和接近凹部821的后侧的位置设置有一对紧固孔71。即，凹部821位于一对螺栓的紧固位置之间。由此，能够抑制凹部821附近的振动。

如上所述，本实施方式的第2壳体62具有各种振动抑制构造。因此，尽管第2壳体62为封闭第1壳体61的开口的扁平的形状，还是抑制了车辆行驶时的振动。另外，第2壳体62具有作为封闭第1壳体61的开口的罩的功能和对电力转换器40进行保持的功能这两种功能。因此，与为了实现这些功能而准备多个部件的情况相比，容易使驱动装置1小型化。

＜3.变形例＞

以上，对一个实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中，流路814具有去路814a和返回路814b，流路814的上游侧的端部和下游侧的端部均位于主板部81的右侧面。但是，流路814也可以仅具有去路814a。在该情况下，流路814的下游侧的端部也可以位于主板部81的左侧面。

另外，在上述实施方式中，电力转换器40包含将直流转换为交流的逆变器。但是，电力转换器40也可以包含将交流转换为频率不同的交流的逆变器。另外，电力转换器40也可以包含将直流转换为电压不同的直流的DC-DC转换器来代替逆变器。

另外，上述实施方式的驱动装置1搭载于电动汽车或插电式混合动力车等车辆。但是，也可以将具有同等构造的驱动装置1搭载于两轮车或电车等其他种类的车辆。另外，也可以将具有同等构造的驱动装置1搭载于无人机或飞机等飞行装置。即，驱动装置1只要搭载于伴随着振动的移动体即可。

另外，关于各部件的细节部分的形状，也可以与本申请的各图所示的形状不同。另外，也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合在上述实施方式和变形例中出现的各要素。

产业上的可利用性

本申请能够用于驱动装置。

Claims

1.一种驱动装置，其具有：

马达；

减速机构，其使从所述马达输出的旋转运动减速；

电力转换器，其对从外部输入的电力进行转换并提供给所述马达；以及

壳体，其收纳所述马达、所述减速机构以及所述电力转换器，

所述壳体具有：

第1壳体，其收纳所述马达；

第2壳体，其覆盖所述第1壳体的开口，并且对位于所述第2壳体与所述第1壳体之间的所述电力转换器进行保持；以及

第3壳体，其收纳所述减速机构，并且在所述马达的旋转轴线上固定于所述第1壳体，

所述第2壳体具有：

周缘部，其固定于所述第1壳体；以及

底部，其向所述周缘部的内侧扩展，

该驱动装置还具有与所述电力转换器电连接的电气部件，

所述底部具有：

主板部，其覆盖所述电力转换器；

副板部，其覆盖所述电气部件；以及

不平坦的振动抑制构造，

所述主板部具有供冷却介质通过的流路。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，

所述振动抑制构造包含第1面和第2面，所述第1面和所述第2面设置于所述底部的外表面，角度互不相同。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，

所述第1面和所述第2面位于所述主板部的外表面。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，

所述流路沿着所述第1面与所述第2面的边界延伸。

5.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，

所述第1面与所述第2面的边界与所述马达的旋转轴线平行地延伸。

6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

所述振动抑制构造包含设置于所述底部的外表面的台阶部。

7.根据权利要求6所述的驱动装置，其中，

所述台阶部位于所述主板部与所述副板部的边界。

8.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

所述振动抑制构造包含设置于所述底部的外表面的凹部。

9.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，

所述凹部位于所述副板部的外表面。

10.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，

所述凹部包含曲面。

11.根据权利要求8所述的驱动装置，其中，

所述流路和所述凹部配置在同一直线上。

12.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

所述底部的厚度不均匀。

13.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

所述第1壳体和所述第2壳体是铸造品。

14.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

该驱动装置还具有对所述马达的驱动进行辅助的辅助设备，

通过从所述电力转换器提供电力来驱动所述辅助设备。

15.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

所述电力转换器具有将直流转换为交流的逆变器。

16.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其中，

该驱动装置搭载于车辆，输出所述车辆行驶用的驱动力。