JP2017074858A - モータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】モータ、インバータ、及びバッテリを効率よく配置する。【解決手段】モータユニット１００は、バッテリ３と、モータ４と、減速機５と、インバータ６と、ケーシング２と、を備えている。モータ４は、車両の駆動輪を駆動する。減速機５は、モータ４の回転速度を減速して出力する。インバータ６は、バッテリ３の直流電力を交流電力に変換してモータ４へ供給する。ケーシング２は、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６を収容する。【選択図】図３

Description

本発明は、モータユニットに関するものである。

近年、駆動源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車や、駆動源としてモータのみを備えた電気自動車などが広く開発されている。例えば、特許文献１には、モータを備えた電気自動車が開示されている。この電気自動車は、モータを制御するためのインバータや、モータに電力を供給するバッテリなどを備えている。

特開２００８−７９４３５号公報

上述したように、ハイブリッド車及び電気自動車では、モータや、インバータ、バッテリ等を車両本体に取り付ける必要がある。そして、これらモータや、インバータ、バッテリ等は、できるだけコンパクトに効率よく配置されることが望まれている。特にハイブリッド車では、エンジンとモータとの双方の取り付けスペースが必要となるため、より効率的に各部材を配置する必要がある。

本発明の課題は、モータ、インバータ、及びバッテリを効率よく配置することにある。

本発明のある側面に係るモータユニットは、車両本体に取付可能である。このモータユニットは、バッテリと、モータと、減速機と、インバータと、ケーシングと、を備えている。モータは、車両の駆動輪を駆動する。減速機は、モータの回転速度を減速して出力する。インバータは、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータへ供給する。ケーシングは、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータを収容する。

この構成によれば、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータの全てがケーシング内に収容されている。このため、ケーシングを車両本体に取り付けるだけで、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータの全てが車両本体に取り付けられる。このため、本発明に係るモータユニットは、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータを別々に車両本体に取り付けるのに比べて、モータ、インバータ、減速機、及びバッテリを効率よく配置することができる。

好ましくは、ケーシングは、複数のケース部と、各ケース部を互いに締結する締結部材とを有する。この構成によれば、効率的にケーシングを製造することができる。

好ましくは、モータユニットを車両本体に取り付けた状態において、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータは、互いに水平方向に並んで配置される。この構成によれば、高さ方向において、モータユニットをコンパクト化することができる。

好ましくは、車両本体にマフラーが取り付けられている。そして、モータユニットを車両本体に取り付けた状態において、モータは車幅方向の第１側に配置され、マフラーは車幅方向の第２側に配置される。この構成によれば、モータとマフラーとが互いに干渉することを防止できる。

好ましくは、モータユニットは、第１配線をさらに備える。第１配線は、ケーシング内に配置され、モータとインバータとを電気的に接続する。

好ましくは、モータユニットは、第２配線をさらに備える。第２配線は、ケーシング内に配置され、バッテリとインバータとを電気的に接続する。

好ましくは、ケーシングは、モータ、減速機、インバータ、及びバッテリに冷媒を供給するための流路を有する。

好ましくは、モータユニットを車両本体に取り付けた状態において、モータの出力軸は、車両の前後方向に沿って延びる。

本発明によれば、モータ、インバータ、及びバッテリを効率よく配置することができる。

車両本体に取り付けられたモータユニットを示す斜視図。 モータユニットの斜視図。 モータユニットの内部を示す斜視図。 ケーシングを示す平面図。 ケーシングの流路を示す斜視図。

以下、本発明に係るモータユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、車両を下方から見た状態の斜視図である。図１に示すように、モータユニット１００は、車両本体２００に取り付けられる。詳細には、モータユニット１００は、車両本体２００の底面に取り付けられる。モータユニット１００は、車両本体２００に取り付けられた状態において、車両前後方向に延びる一対のフレーム２０１間に配置される。なお、モータユニット１００は、取付部材２０２を用いて、一対のフレーム２０１に取り付けられている。車両本体２００の底面には、マフラー２０３が取り付けられている。

図２及び図３に示すように、モータユニット１００は、ケーシング２、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６を備えている。また、モータユニット１００は、オイルポンプ７、第１配線８、及び第２配線９をさらに備えている。

ケーシング２は、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６を内部に収容している。また、ケーシング２は、オイルポンプ７、第１配線８、及び第２配線９も内部に収容している。ケーシング２は、複数のケース部２１と複数の締結部材２２とを有している。各ケース部２１は、ボルトなどの締結部材２２によって互いに締結されている。このため、ケーシング２は、各ケース部２１に分解可能である。

例えば、ケーシング２は、バッテリ３を収容する第１ケース部２１ａと、モータ４及びインバータ６を収容する第２ケース部２１ｂとを有している。この第１ケース部２１ａと第２ケース部２１ｂとは、ボルト２２を取り外すことによって、互いに分離可能である。なお、ケーシング２を車両本体に着脱する際は、各ケース部２１が互いに締結部材２２で締結された状態で、ケーシング２は車両本体に着脱される。

第１ケース部２１ａは、第１ケース本体部２１１ａと、第１蓋部２１２ａとを有している。第１ケース本体部２１１ａは、バッテリ３を収容するように構成されており、上面が開口している。第１蓋部２１２ａは、第１ケース本体部２１１ａの開口した上面を塞ぐように、第１ケース本体部２１１ａに締結部材によって取り付けられている。例えば、第１蓋部２１２ａは、例えばボルトによって第１ケース本体部２１１ａに取り付けられている。第１蓋部２１２ａを取り外すことによって、バッテリ３が外部に露出する。

第２ケース部２１ｂは、第２ケース本体部２１１ｂと、第２蓋部２１２ｂと、第３蓋部２１３ｂと、を有している。第２ケース本体部２１１ｂは、モータ４及びインバータ６を収容するように構成されており、上面及び側面が開口している。第２蓋部２１２ｂは、第２ケース本体部２１１ｂの開口した上面を塞ぐように、第２ケース本体部２１１ｂに締結部材によって取り付けられている。また、第３蓋部２１３ｂは、第２ケース本体部２１１ｂの開口した側面を塞ぐように、第２ケース本体部２１１ｂに締結部材によって取り付けられている。第２蓋部２１２ｂ及び第３蓋部２１３ｂは、例えばボルトによって第２ケース本体部２１１ｂに取り付けられている。第２蓋部２１２ｂを取り外すことによって、インバータ６が外部に露出する。第３蓋部２１３ｂを取り外すことによって、モータ４が外部に露出する。

図４は、第１〜第３蓋部２１２ａ、２１２ｂ、２１３ｂを取り外した状態のケーシング２の平面図である。図４に示すように、ケーシング２は、複数の収容空間を有している。詳細には、ケーシング２は、第１〜第４収容空間２５ａ〜２５ｄを有している。第２収容空間２５ｂは、車幅方向において、第４収容空間２５ｄと並んで配置されている。また、第２収容空間２５ｂ及び第４収容空間２５ｄは、車両前後方向において、第１収容空間２５ａと並んで配置されている。

図３及び図４に示すように、第１収容空間２５ａはバッテリ３を収容する。バッテリ３は、モータ４へ電力を供給する。

第２収容空間２５ｂはモータ４を収容する。モータ４は、車両の駆動輪を駆動する。モータユニット１００を車両本体に取り付けたとき、モータ４の出力軸４１は、車両の前後方向に沿って延びる。モータ４は、車両前後方向において、バッテリ３と並んで配置されている。具体的には、モータ４は、バッテリ３の前方又は後方に配置されている。このため、車幅方向においてモータユニット１００をコンパクト化できる。

図１に示すように、モータ４は、車幅方向の第１側に配置されている。一方、マフラー２０３は、車幅方向の第２側に配置されている。例えば、モータ４が車幅方向の左側に配置されると、マフラー２０３は車幅方向の右側に配置される。また、モータ４が車幅方向の右側に配置されると、マフラー２０３は車幅方向の左側に配置される。このように、モータ４とマフラー２０３とは、車幅方向において、互いに間隔をあけて配置される。このため、モータ４はマフラー２０３との干渉を回避することができる。

図３及び図４に示すように、第３収容空間２５ｃは減速機５を収容する。減速機５は、モータ４の回転速度を減速して出力する。詳細には、減速機は、歯数の異なる複数のギアを有している。減速機５は、モータ４とバッテリ３との間に配置されている。なお、第３収容空間２５ｃは、第１ケース部２１ａと第２ケース部２１ｂとによって画定される。減速機５の出力軸５１は、車両の前後方向に延びている。

第４収容空間２５ｄはインバータ６を収容している。インバータ６は、バッテリ３の直流電力を交流電力に変換してモータ４へと出力する。また、インバータ６は、モータ４の回転速度を制御する機能も有する。インバータ６は、車幅方向において、モータ４と並んで配置されている。また、インバータ６は、車両前後方向において、バッテリ３と並んで配置されている。具体的には、インバータ６は、バッテリ３の前方又は後方に配置される。このため、車幅方向においてモータユニット１００をコンパクト化できる。

バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６は、ケーシング２内において、互いに水平方向に並んで配置されている。すなわち、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６は、平面視において互いに重なっていない。このため、モータユニット１００は、高さ方向においてコンパクト化できる。

ケーシング２は、第５収容空間２５ｅをさらに有している。第５収容空間２５ｅは、モータ４とインバータ６とを電気的に接続する第１配線８を収容している。第５収容空間２５ｅは、第２収容空間２５ｂと第４収容空間２５ｄとを連通している。第１配線８は、車幅方向に延びている。詳細には、第１配線８は、第２ケース部２１ｂ内を車幅方向に延びている。

また、図２及び図３に示すように、ケーシング２は、第６収容空間２５ｆをさらに有している。第６収容空間２５ｆは、オイルポンプ７を収容している。第６収容空間２５ｆは、第１収容空間２５ａの下方に配置されている。

図４に示すように、第１収容空間２５ａと、第２収容空間２５ｂとは、第１隔壁２６ａによって仕切られている。この第１隔壁２６ａは、さらに第１収容空間２５ａと第４収容空間２５ｄと仕切っているが、貫通孔２７が形成されているために第１収容空間２５ａと第４収容空間２５ｄとは互いに連通している。この貫通孔２７を介して、バッテリ３とインバータ６とを電気的に接続する第２配線９が延びている。

図３に示すように、第２配線９は、バッテリ３とインバータ６とを電気的に接続する。第２配線９は、車両前後方向に延びている。なお、第２配線９は、第１ケース部２１ａと第２ケース部２１ｂとに亘って延びている。

図４に示すように、第２収容空間２５ｂと第４収容空間２５ｄとは、第２隔壁２６ｂによって仕切られている。なお、上述したように、第２収容空間２５ｂと第４収容空間２５ｄとは、第５収容空間２５ｅによって互いに連通している。

図５に示すように、ケーシング２は、オイルパン２８を有している。このオイルパン２６は、第２収容空間２５ｂの下方に配置されている。なお、第２収容空間２５ｂとオイルパン２６との間を連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、冷却用オイルが流れるための流路である。なお、この貫通孔を介してオイルパン２６へ流れる冷却用オイルを濾過するためのろ過部材が配置されている。

図４及び図５に示すように、ケーシング２は、流路２３を有している。流路２３は、ケーシング２内に形成されている。詳細には、第１収容空間２５ａ内においては、流路２３は、バッテリ３の下方に形成されている。すなわち、第１収容空間２５ａ内の流路２３ａは、第１ケース部２１ａの底面に形成されている。第２収容空間２５ｂ内においては、流路２３は、モータ４の外周周りに形成されている。第３収容空間２５ｃにおいては、減速機を構成するギア周りに形成されている。第４収容空間２５ｄにおいて、流路２３は、インバータ６の下方に形成されている。すなわち、第４収容空間２５ｄ内の流路２３ｄは、第２ケース部２１ｂの底面に形成されている。

この流路２３を介して、冷却オイル（冷媒の一例）が、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６に供給され、これらを冷却する。なお、冷却オイルは、減速機５の潤滑油としても機能する。オイルポンプ７が、この冷却オイルを流路２３に沿って循環させる。冷却オイルは、温度の低い部材から順に流れる。例えば、冷却オイルは、バッテリ３、インバータ６、モータ４、減速機５の順番で流れる。

詳細には、まず、オイルクーラ（図示省略）からケーシング２へと供給された冷却オイルは、第１収容空間２５ａに形成された流路２３ａを流れる。これによって、冷却オイルは、バッテリ３を下方から冷却する。次に、冷却オイルは、第１ケース部２１ａから第２ケース部２１ｂへと延びる流路２３ｂを介して、第４収容空間２５ｄに形成された流路２３ｄに供給される。これによって、冷却オイルはインバータ６を下方から冷却する。

次に、冷却オイルは、第４収容空間２５ｄ内に形成された流路２３ｄと第２収容空間２５ｂに形成された流路２３とを連通させる流路２３ｃを介して、第２収容空間２５ｂに供給される。第２収容空間２５ｂ内において、冷却オイルは、モータ４の外周を流れ、その後、オイルパン２８へ流れる。なお、オイルパン２８へ流れる冷却オイルのうち一部は、第３収容空間２５ｃへと送られ、減速機５の各ギアへ供給され、その後、オイルパン２８へと流れる。

以上説明したモータユニット１００によれば、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６の全てがケーシング２内に収容されている。このため、ケーシング２を車両本体２００に取り付けるだけで、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６の全てが車両本体２００に取り付けられる。このため、モータユニット１００は、バッテリ、モータ、減速機、及びインバータを別々に車両本体に取り付けるのに比べて、バッテリ３、モータ４、減速機５、及びインバータ６を効率よく配置することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング２は、第１ケース部２１ａと第２ケース部２１ｂとに分割可能であるが、ケーシング２は、このように分割できなくてもよい。

２ ：ケーシング
３ ：バッテリ
４ ：モータ
５ ：減速機
６ ：インバータ
８ ：第１配線
９ ：第２配線
２１ ：ケース部
２２ ：締結部材
２３ ：流路
２３ａ ：流路
２３ｂ ：流路
２３ｃ ：流路
２３ｄ ：流路
４１ ：出力軸
１００ ：モータユニット
２００ ：車両本体
２０３ ：マフラー

Claims (8)

1. 車両本体に取付可能なモータユニットであって、
   バッテリと、
   車両の駆動輪を駆動するモータと、
   前記モータの回転速度を減じて出力する減速機と、
   前記バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータへ供給するインバータと、
   前記バッテリ、前記モータ、前記減速機、及び前記インバータを収容するケーシングと、
   を備える、モータユニット。
   
2. 前記ケーシングは、複数のケース部と、各ケース部を互いに締結する締結部材とを有する、
   請求項１に記載のモータユニット。
   
3. 当該モータユニットを前記車両本体に取り付けた状態において、前記バッテリ、モータ、減速機、及びインバータは、互いに水平方向に並んで配置される、
   請求項1又は２に記載のモータユニット。
   
4. 前記車両本体にマフラーが取り付けられており、
   当該モータユニットを車両本体に取り付けた状態において、
   前記モータは車幅方向の第１側に配置され、
   前記マフラーは車幅方向の第２側に配置される、
   請求項１から３のいずれかに記載のモータユニット。
   
5. 前記ケーシング内に配置され、前記モータと前記インバータとを電気的に接続する第１配線をさらに備える、
   請求項１から４のいずれかに記載のモータユニット。
   
6. 前記ケーシング内に配置され、前記バッテリと前記インバータとを電気的に接続する第２配線をさらに備える、
   請求項１から５のいずれかに記載のモータユニット。
   
7. 前記ケーシングは、前記モータ、減速機、インバータ、及びバッテリに冷媒を供給するための流路を有する、
   請求項１から６のいずれかに記載のモータユニット。
   
8. 前記モータユニットを車両本体に取り付けた状態において、前記モータの出力軸は、前記車両の前後方向に沿って延びる、
   請求項１から７のいずれかに記載のモータユニット。

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