JP2011051382A - 電動車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時にハウジングが変形しても、出力軸の傾きを小さく抑えることのできる電動車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン１１と変速機１２との間にモータ１３が配置された構成の電動車両用駆動装置であって、モータ１３を収納する所望の剛性を有するモータカバー１５の一端をエンジン１１端部に接続する一方、モータカバー１５の他端を変速機１２端部に接続する接続部（突条１５Ｃ，１９Ｂ）を設け、モータカバー１５のうち前記接続部付近に第１の柔構造部３１を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は電動車両用駆動装置に係り、特にハイブリッド車両に搭載される電動車両用駆動装置に関する。

従来より、ハイブリッド車両に搭載される電動車両用駆動装置として、エンジンと変速機との間にモータを配置した構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記構成の電動車両用駆動装置においては、モータは、エンジンの端部と変速機の端部とを連結するハウジング内に収容され、また、エンジン及びモータで回転駆動される出力軸が変速機に連結されている。

特開平１１−７８５５５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、モータをエンジン側にのみ取り付ける構造となっているため、エンジンの始動によってハウジングが変形すると、その変形によって、モータ全体がエンジン側との取付位置を中心に揺動する。そして、モータ全体が揺動すると、モータが出力軸に接するため、出力軸が傾いて本来の位置からずれてしまうという問題がある。

本発明の課題は、エンジン始動時にハウジングが変形しても、出力軸の傾きを小さく抑えることのできる電動車両用駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、モータを構成する各部品のうち、ステータやロータが収納されるモータカバーに改良を加えた点に特徴がある。すなわち、本発明の電動車両用駆動装置は、エンジンと変速機との間にモータが配置された構成を成し、そのような電動車両用駆動装置において、前記モータを収納する所望の剛性を有するモータカバーの一端を前記エンジン端部に接続する一方、前記モータカバーの他端を前記変速機端部に接続する接続部を設け、前記モータカバーのうち前記接続部付近のモータカバーの剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性としたことを特徴としている。

本発明によれば、エンジン始動時にハウジングが変形すると、モータカバーのうち前記低剛性の部分が変形して、モータ全体の揺動が抑制される。その結果、出力軸の傾きを小さく抑えることが可能となる。

本発明が適用可能な電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例１による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 図２に示した電動車両用駆動装置における作用を説明した図である。 実施例２による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例３による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例４を示しており、（ａ）はモータカバーの他端面の正面図、（ｂ）はモータ及びその周辺部材の断面図である。 実施例５を示しており、（ａ）はモータカバーの他端面の正面図、（ｂ）はモータ及びその周辺部材の断面図、（ｃ）は取付プレートの正面図である。 図７（ｃ）のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。 実施例６を示しており、（ａ）はモータカバーの他端面の正面図、（ｂ）はモータ及びその周辺部材の断面図、（ｃ）は取付プレートの正面図である。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

《実施例１》
図１は、本発明が適用可能な電動車両用駆動装置の概略構成を示している。この電動車両用駆動装置は、図１に示すように、エンジン１１と変速機１２との間にモータ１３が配置されている。

電動車両用駆動装置における主要機能としては、モータ１３を保持すること、及びモータ１３で発生する電磁振動を遮断することがある。先ず、モータ１３の保持に関しては、モータ１３が鉄製の重量物であることから、車両に加わる加速度によってモータ１３が車両の上下方向及び前後方向に大きな荷重を受けやすく、このような大きな荷重を確実に保持できる構造が要求される。次に、モータ１３で発生する電磁振動の遮断に関しては、モータ１３でトルクを発生するのに伴い、モータ１３から機械的な振動が発生するが、この振動が、モータ１３の外側を覆うハウジング１４に直接伝達されると電磁騒音が発生する。そこで、モータ１３で発生する電磁振動を減衰させるための構造が要求されるが、この場合、上述の大きな荷重にも耐え得る構造であることが必要となる。

次に、図１に示す電動車両用駆動装置の構成について説明する。モータ１３は、ハウジング１４の内側に設置されたモータカバー１５と、モータカバー１５の内周面に固定されたリング状のステータ１６と、ステータ１６の内側に配置されたロータ１７とを有している。ロータ１７はロータ保持部材１７Ａを有し、このロータ保持部材１７Ａは、一対のベアリング１８Ａ，１８Ｂを介してモータカバー１５に取り付けられている。一対のベアリング１８Ａ，１８Ｂは、モータ１３の中心軸に沿って並設されている。また、ロータ１７の外周面とステータ１６の内周面との間には隙間が形成されていて、ロータ１７はステータ１６の内側で回転自在となっている。

変速機１２は、有底筒状のケーシング１２Ａと、ケーシング１２Ａ内に収納された変速機構１２Ｂとを有している。また、ケーシング１２Ａの開放端には、変速機構１２Ｂとモータ１３とを仕切る仕切り板１９が設けられている。

モータカバー１５は、一端面側（エンジン１１に近い側）が開放され内部にステータ１６やロータ１７を収容するモータカバー本体１５Ａと、一側の開放端面を塞ぐ端面部材１５Ｂとを有している。端面部材１５Ｂはボルト２０によってモータカバー本体１５Ａに取り付けられている。

ロータ１７の中央部、つまりロータ保持部材１７Ａの中央には出力軸２１が配置され、この出力軸２１の一端はロータ保持部材１７Ａに接続されているとともに、エンジン１１にも接続可能となっている。また、出力軸２１は、仕切り板１９に形成された貫通穴１９Ａを貫通し、その他端は変速機１２内の変速機構１２Ｂに接続されている。

モータカバー１５の外側に設置されたハウジング１４は、エンジン１１と変速機１２を連結するとともに、モータ１３をエンジン１１と変速機１２との間に保持している。このハウジング１４は、モータカバー１５の外周面近くに設けられた内側ハウジング１４Ａと、内側ハウジング１４Ａの外側に、該内側ハウジング１４Ａから所定の距離を持って設けられた外側ハウジング１４Ｂとを有している。外側ハウジング１４Ｂには多数のスリット１４Ｃが形成され、これらスリット１４Ｃを介して外気がハウジング１４内（つまり、内側ハウジング１４Ａと外側ハウジング１４Ｂとで形成される空間内）に流入する。モータ１３は、ウオータジャケット２２内を流れる水で冷却されているが、それに加えて、ハウジング１４内に流入する空気によっても冷却される。

内側ハウジング１４Ａは、その一側（エンジン１１に近い側）がボルト２３によってモータカバー１５の端面部材１５Ｂに取り付けられ、さらにボルト２４によってエンジン１１の端部に取り付けられている。また、内側ハウジング１４Ａは、その他側（変速機１２に近い側）がボルト２５によって変速機１２のケーシング１２Ａの端面に接続されている。

変速機１２とモータ１３との間の仕切り板１９にはモータ１３側へ突出した、リング状の突条１９Ｂが形成されている。また、モータカバー本体１５Ａには、変速機１２に近い側の他端面１５Ｄに変速機１２側へ突出した、リング状の突条１５Ｃが形成されている。突条１５Ｃは、その内径が、仕切り板１９に形成された突条１９Ｂの外径より僅かに大きく形成され、突条１５Ｃは突条１９Ｂにスキマ嵌めによって結合されている。ここでは、リング状の突条１９Ｂとリング状の突条１５Ｃは、モータカバー１５の他端を変速機１２の端部に接続するための接続部を構成している。

モータ１３の下方には、ケーシング２６内に収納された差動装置２７が設けられている。差動装置２７にはその左右に車軸２８，２８が設けられている。また、ケーシング２６は、ボルト２９によってエンジン１１の端部に、ボルト３０によって変速機１２のケーシング１２Ａの下部にそれぞれ取り付けられている。

なお、図１において、Ｌ１はエンジン１１の中心軸を、Ｌ２は変速機１２の中心軸をそれぞれ示しており、通常、各中心軸Ｌ１，Ｌ２は一致して、出力軸２１の中心を通っている。

本実施例では、図２に示すように、モータカバー１５の他端面（変速機１２に近い側の端面）１５Ｄに第１の柔構造部３１が設けられている。第１の柔構造部３１とするためには、例えば、図６（ａ）に示すように、モータカバー１５の他端面１５Ｄに周方向に沿って複数のスリット４５を形成する方法がある。当該スリット４５を形成した構造については後述する。

次に、本実施例における電動車両用駆動装置の作用について説明する。

図２に示したように、第１の柔構造部３１が設けられていると、モータカバー１５の他端面１５Ｄの剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性とすることができる。そのため、エンジン１１の始動時に、図３に示すように、変速機１２の端部に例えば矢印Ｆ方向に力が加わったとき、仕切り板１９の突条１９Ｂ及びモータカバー１５の突条１５Ｃを介してモータカバー１５の他端面１５Ｄにも矢印Ｆ方向に力が作用する。

本実施例ではモータカバー１５の他端面１５Ｄに第１の柔構造部３１が設けられているので、同他端面１５Ｄが僅かに変形する。すなわち、モータカバー１５の他端面１５Ｄのうち、出力軸２１よりも上側の部分では矢印Ｆ方向に沿った方向に僅かに圧縮され、出力軸２１よりも下側の部分では矢印Ｆ方向に沿った方向に僅かに伸長される。これにより、変速機１２に近い側のベアリング１８Ａが矢印Ｆ方向に僅かに移動し、ロータ保持部材１７Ａがロータ１７と共に傾斜する。

また、変速機１２の端部に矢印Ｆ方向に力が加わったとき、変速機１２の中心軸Ｌ２は上方へ変位して、エンジン１１の中心軸Ｌ１に対してずれが生じる。このとき、出力軸２１は仕切り板１９の貫通穴１９Ａを貫通しているので、仕切り板１９の矢印Ｆ方向への移動と共に出力軸２１も同方向へ移動するが、ロータ保持部材１７Ａが傾斜するため、出力軸２１がロータ保持部材１７Ａに接することはなく（すなわち、モータ１３全体が揺動するのが抑えられ）、出力軸２１が傾くのを抑制することができる。

本実施例によれば、モータカバー１５の他端面１５Ｄに第１の柔構造部３１が設けられているので、モータ１３の径方向の振動を柔構造部３１で減衰させることができ、当該振動が変速機１２やハウジング１４へ伝達されるのを抑制することが可能となる。その結果、騒音防止の効果がある。

本実施例においては、モータ１３の前部側がボルト２３及びボルト２４でエンジン１１の端部に固定され、さらに、仕切り板１９に形成されたリング状の突条１９Ｂにモータカバー１５の他端面１５Ｄに形成されたリング状の突条１５Ｃがスキマ嵌めで嵌合されている。このように構成することにより、モータ１３の前後方向及び径方向に製造上の誤差があっても、それら誤差を前記両突条１５Ｃ，１９Ｂの部分で吸収することができる。

本実施例によれば、変速機１２の端部に矢印Ｆ方向に力が加わったときに、エンジン１１の中心軸Ｌ１と変速機１２の中心軸Ｌ２とのずれを、ロータ１７が傾斜することにより、言い換えればステータ１６とロータ１７との間のエアギャップを変化させることにより吸収することが可能となっている。この場合、ハウジング１４も変形するが、前記エアギャップに比べて変形量が小さく、性能的な影響は少ない。

また、本実施例によれば、モータ１３を変速機１２に組み付ける場合、突条１５Ｃを突条１９Ｂにスキマ嵌めで嵌合させるだけでよいから、モータ１３の組付作業が容易となる。この場合、モータ１３においては、ステータ１６、ロータ１７及びロータ保持部材１７Ａは同心軸上に保持されているので、モータ１３の中心軸と出力軸２１の中心軸とを容易に合致させることができる。

さらに、本実施例によれば、図３に示したように、エンジン１１の中心軸Ｌ１と変速機１２の中心軸Ｌ２との間でずれが生じても、変速機１２に対する出力軸２１のずれを抑えることができ、これにより、出力軸２１の耐久性を向上させることが可能となる。

《実施例２》
図４は、実施例２を示している。本実施例では、モータカバー１５をエンジン１１の端部に取り付ける取付部３５に第２の柔構造部３６が設けられている。すなわち、モータカバー１５の開放端面を塞ぐ端面部材１５Ｂは、リング状の端面部材本体３７と、端面部材本体３７をボルト３８によって内側ハウジング１４Ａに取り付ける取付プレート３９とを有している。そして、端面部材本体３７と取付プレート３９との間に第２の柔構造部３６が設けられている。なお、モータカバー１５の他端面（変速機１２に近い側の端面）１５Ｄに第１の柔構造部３１が設けられている点は実施例１の場合と同様である。

次に、本実施例の作用について説明する。

図４に示したように、第１の柔構造部３１に加えて第２の柔構造部３６が設けられているので、モータカバー１５の他端面１５Ｄの剛性、及びモータカバー１５の一端をエンジン１１端部付近で内側ハウジング１４Ａに取り付ける取付部３５の剛性を、それら以外の部分の剛性よりも低剛性となっている。そのため、エンジン１１の始動時に、図４に示すように、変速機１２の端部に例えば矢印Ｆ方向に力が加わったとき、モータカバー１５の他端面１５Ｄ及び取付部３５には図４において上方向に力が作用する。

この場合、モータカバー１５の他端面１５Ｄ側は、実施例１で説明した場合と同様に、矢印Ｆ方向に沿って上方向に変形する。取付部３５側においては、第２の柔構造部３６が変形して、モータカバー１５の端面部材本体３７が上方向へ変位する。その結果、ロータ１７がロータ保持部材１７Ａと共に傾斜した状態（図３参照）で、モータ１３全体が上方向へ変位する。これにより、出力軸２１がロータ保持部材１７Ａに接することはなく（つまり、出力軸２１がモータ１３自体に接することはなく）、出力軸２１が傾くのを抑制することができる。

本実施例によれば、ステータ１６の前後に第１の柔構造部３１及び第２の柔構造部３６が設けられているので、モータ１３で発生する電磁振動を第１・第２の柔構造部３１，３６で減衰させることができ、騒音防止の効果がある。

《実施例３》
図５は、実施例３を示している。本実施例では、モータカバー１５の開放端面を塞ぐリング状の端面部材本体４１と、端面部材本体４１をボルト４２によって内側ハウジング１４Ａに取り付ける取付プレート４３とが設けられ、端面部材本体４１と取付プレート４３とが別体となっている。そして、端面部材本体４１と取付プレート４３とは第２の柔構造部４４を介して互いに接続されている。

本実施例の場合も、実施例２と同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施例では、端面部材本体４１と取付プレート４３とが別体となっているので、第２の柔構造部４４の柔軟性を効果的に発揮することができ、モータ１３で発生する電磁振動を大幅に減衰させて、騒音を効率良く低下させることが可能となる。

なお、本実施例において、第２の柔構造部４４に加えて、モータカバー１５の他端面（変速機１２に近い側の端面）１５Ｄに第１の柔構造部３１（図２又は図３参照）を設けても良い。

《実施例４》
図６は実施例４を示しており、（ａ）はモータカバー１５の他端面１５Ｄの正面図、（ｂ）はモータ１３及びその周辺部材の断面図である。

本実施例の場合も、モータ１３の構成は実施例１の場合と同様である。すなわち、モータ１３は、ハウジング１４の内側に設置されたモータカバー１５と、モータカバー１５の内周面に固定されたステータ１６と、ステータ１６の内側に配置されたロータ１７とを有している。ロータ１７はロータ保持部材１７Ａを有し、このロータ保持部材１７Ａは、ベアリング１８Ａ，１８Ｂを介してモータカバー１５に取り付けられている。

モータカバー１５は、内部にステータ１６やロータ１７を収容するモータカバー本体１５Ａと、モータカバー１５の開放端面を塞ぐ端面部材１５Ｂとを有している。

ロータ１７の中央部、つまりロータ保持部材１７Ａの中央には、出力軸２１が設けられている。この出力軸２１は、仕切り板１９に形成された貫通穴１９Ａを貫通している。

仕切り板１９にはモータ１３側へ突出した突条１９Ｂが形成され、また、モータカバー１５の他端面１５Ｄには、仕切り板１９側へ突出した突条１５Ｃが形成されている。そして、突条１５Ｃは突条１９Ｂにスキマ嵌めによって結合されている。

本実施例では、モータカバー１５の他端面１５Ｄに、第１の柔構造部３１（図２〜図４参照）として、出力軸２１を中心にして周方向に複数のスリット４５が形成されている。複数のスリット４５は、他端面１５Ｄの外周縁側に４個、その内側に４個形成されている。そして、外周縁側のスリットと内側のスリットはそれぞれ周方向にずれた位置に形成されている。

本実施例の構成によれば、エンジン始動時、仕切り板１９に矢印Ｆ方向の力が作用すると、モータカバー１５の他端面１５Ｄのうち、出力軸２１よりも上側の部分ではスリット４５はその幅が狭められて、つまり当該部分は矢印Ｆ方向に沿った方向に僅かに圧縮される。一方、出力軸２１よりも下側の部分ではスリット４５はその幅が拡げられて、つまり当該部分は矢印Ｆ方向に沿った方向に僅かに伸長される。

これにより、変速機１２に近い側のベアリング１８Ａが矢印Ｆ方向に僅かに移動し、図３に示したように、ロータ保持部材１７Ａがロータ１７と共に傾斜する。その結果、出力軸２１がロータ保持部材１７Ａに接することはなく（つまり、出力軸２１がモータ１３本体に接することはなく）、出力軸２１が傾くのを抑制することができる。

《実施例５》
図７は実施例５を示しており、（ａ）はモータカバー１５の他端面１５Ｄの正面図、（ｂ）はモータ１３及びその周辺部材の断面図、（ｃ）は取付プレート４３の正面図である。

本実施例では、モータカバー１５の開放端面を塞ぐリング状の端面部材本体４１と、端面部材本体４１をボルト４２によってハウジング１４に取り付けるための取付プレート４３とが設けられ、端面部材本体４１と取付プレート４３とが別体となっている。そして、取付プレート４３には、円弧状プレートを逆Ｕ字型に折り曲げられた折り曲げプレート４６が４箇所に設けられている。そして、折り曲げプレート４６は、第２の柔構造部である凸部４７を形成している。これら凸部４７は、端面部材本体４１に向けて突出し、取付プレート４３上に等間隔で配置されている。

取付プレート４３には、凸部４７付近に張り出し部４８が設けられている。この張り出し部４８は、出力軸２１を中心にして取付プレート４３の半径方向に、取付プレート４３から外側へ張り出して設けられている。そして、張り出し部４８には前記ボルト４２のボルト穴４８Ａが形成されている。

図８は、図７（ｃ）のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面を示している。図８に示すように、凸部４７においては、取付プレート４３と、凸部４７を形成する折り曲げプレート４６とが存在している。

なお、他の構成は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例４（図６参照）の場合と同様である。

上記構成において、エンジン始動時に変速機に力が作用すると、凸部４７が変形することにより、モータ１３は出力軸２１に対して垂直方向へ容易に変位できるようになる。したがって、本実施例においても、実施例２及び実施例３と同様な作用効果を得ることができる。なお、凸部４７を端面部材本体４１側に設けても良い。

《実施例６》
図９は実施例６を示しており、（ａ）はモータカバー１５の他端面１５Ｄの正面図、（ｂ）はモータ１３及びその周辺部材の断面図、（ｃ）は取付プレート４３の正面図である。

本実施例では、第２の柔構造部である凸部５１が円形を成し、端面部材本体４１に向けて８個設けられている。これら凸部５１は取付プレート４３上に等間隔で配置されている。

他の構成は、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例５（図７参照）の場合と同様である。

上記構成において、エンジン始動時に変速機に力が作用すると、凸部５１が変形することにより、モータ１３は出力軸２１に対して垂直方向へ容易に変位できるようになる。したがって、本実施例においても、実施例２及び実施例３と同様な作用効果を得ることができる。なお、凸部５１を端面部材本体４１側に設けても良い。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、モータカバー１５の他端面１５Ｄに設けられた第１の柔構造部３１としては、複数のスリット４５を形成するだけでなく、当該第１の柔構造部３１の材料を、他の部分よりも容易に圧縮・伸長されやすい材料で構成しても良い。

１１ エンジン
１２ 変速機
１３ モータ
１４ ハウジング
１５ モータカバー
１５Ｃ 突条（接続部）
１５Ｄ 他端面
１６ ステータ
１７ ロータ
１９ 仕切り板
１９Ｂ 突条（接続部）
２１ 出力軸
３１ 第１の柔構造部
３５ 取付部
３６ 第２の柔構造部
４１ 端面部材本体
４３ 取付プレート
４５ スリット（第１の柔構造部）
４６ 折り曲げプレート
４７ 凸部（第２の柔構造部）
５１ 凸部（第２の柔構造部）

Claims (7)

1. エンジンと変速機との間にモータが配置された構成の電動車両用駆動装置であって、
   前記モータを収納する所望の剛性を有するモータカバーの一端を前記エンジン端部に接続する一方、
   前記モータカバーの他端を前記変速機端部に接続する接続部を設け、前記モータカバーのうち前記接続部付近のモータカバーの剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性としたことを特徴とする電動車両用駆動装置。
2. 前記モータカバーの外側に、前記エンジン端部及び前記変速機端部にそれぞれ固定されたハウジングを設け、
   前記モータカバーの一端を前記エンジン端部付近で前記ハウジングに取り付ける取付部の剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性としたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両用駆動装置。
3. 前記モータカバーの他端には、前記接続部の近傍に第１の柔構造部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両用駆動装置。
4. 当該モータカバーの他端には、前記第１の柔構造部として、前記モータ及び前記エンジンの出力軸を中心にして周方向に複数のスリットが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電動車両用駆動装置。
5. エンジンと変速機との間にモータが配置された構成の電動車両用駆動装置であって、
   前記モータを収納する所望の剛性を有するモータカバーの一端を前記エンジン端部に接続する一方、
   前記モータカバーの外側に、前記エンジン端部及び前記変速機端部にそれぞれ固定されたハウジングを設け、
   前記モータカバーの一端を前記エンジン端部付近で前記ハウジングに取り付ける取付部の剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性としたことを特徴とする電動車両用駆動装置。
6. 前記取付部は、前記モータカバーの一端側に設けられた端面部材本体と、前記端面部材本体を前記ハウジングに取り付けるための取付プレートとを備え、前記端面部材本体と前記取付プレートは、第２の柔構造部を介して互いに結合されていることを特徴とする請求項２又は５に記載の電動車両用駆動装置。
7. 前記モータカバーの一端には、前記第２の柔構造部として、前記取付プレート又は前記端面部材本体に凸部が形成され、該凸部によって、前記取付プレートと前記端面部材本体と互いに結合され、且つ結合部以外の部分では前記取付プレートと前記端面部材本体との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電動車両用駆動装置。

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