JP2019138382A

JP2019138382A - 車両用駆動装置

Info

Publication number: JP2019138382A
Application number: JP2018022508A
Authority: JP
Inventors: 柴田　隆二; Ryuji Shibata; 隆二柴田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-22

Abstract

【課題】重量増加及び変速機ケースの振動悪化が抑制され、かつ、衝突時の電動機ケース破損の可能性が低減された車両用駆動装置を提供する。【解決手段】変速機ケース２０は、車両に対する上面、下面、左側面、及び、右側面にラティス型補強部３０を備え、ラティス型補強部３０は、変速機ケース２０の前記車両に対する上下方向の剛性を、変速機ケース２０の前記車両に対する上下方向の剛性より高くするように構成されている。このため、ラティス型補強部３０により、変速機ケース２０の剛性を効果的に高めることができるので、重量増加と振動悪化を効果的に抑制できる。また、衝突時に変速機ケース２０の左側面及び右側面が破損しやすい構造となる為、変速機ケース２０の車両の前後方向に連結された電動機ケース１４の破損の可能性を低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機が収容された電動機ケースと、変速機が収容された変速機ケースとを車両の前後方向に連結した状態で備えた車両用駆動装置に関するものである。

変速機等の振動により発生した騒音を抑制するために、変速機ケースに補強用リブを追加して剛性を高くしたり、変速機ケースの低剛性部を補強用リブを備えたサイレンサで覆った車両用駆動装置が知られている。たとえば、特許文献１には、電動機（第１モータージェネレータ）が収容された電動機ケース（第１サブケース）と、変速機（変速機構等）が収容された変速機ケース（第２サブケース）とを車両の前後方向に連結した状態で備え、変速機ケースの側面の低剛性部を補強用リブを備えたサイレンサで覆うことにより、騒音が抑制され、且つ、変速機ケースの側面が補強されている車両用駆動装置が記載されている。

特開２００８−２６７４６５号公報

ところで、上記のような電動機が収容された電動機ケースと、変速機が収容された変速機ケースとを車両の前後方向に連結した状態で備えた車両用駆動装置においては、騒音悪化を抑制するために補強用リブなどを用いて変速機ケースの剛性を高めていくと、重量が増加する上に、電動機ケースの剛性が相対的に低くなり、車両が衝突した場合に電動機ケースが破損する可能性が高くなるという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、重量増加及び変速機ケースの振動悪化が抑制され、かつ、衝突時の電動機ケース破損の可能性が低減された車両用駆動装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、電動機が収容された電動機ケースと、変速機が収容された変速機ケースとを車両の前後方向に連結した状態で備えた車両用駆動装置であって、前記変速機ケースは、前記車両に対する上面、下面、左側面、及び、右側面にラティス型補強部を備え、前記ラティス型補強部は、前記変速機ケースの前記車両に対する上下方向の剛性を、前記変速機ケースの前記車両に対する左右方向の剛性より高くするように構成されていることを特徴とすることにある。

本発明の車両用駆動装置によれば、前記変速機ケースは、前記車両に対する上面、下面、左側面、及び、右側面にラティス型補強部を備え、前記ラティス型補強部は、前記変速機ケースの前記車両に対する上下方向の剛性を、前記変速機ケースの前記車両に対する左右方向の剛性より高くするように構成されている。このため、立体的な格子構造の前記ラティス型補強部により、前記変速機ケースの剛性を効果的に高めることができるので、重量増加と振動悪化を効果的に抑制できる。また、衝突時に前記変速機ケースの左側面又は右側面が破損しやすい構造となる為、車両の前後方向に連結された電動機ケース破損の可能性を低減できる。

本発明の一実施例である車両用駆動装置を車両の上面側から視た図である。図１の車両用駆動装置の変速機ケースのII−II視断面を示す断面図である。図２の車両用駆動装置の上面の一部分Ａ１を拡大して示す図である。ラティス型構造の一要素の例を示す図である。図２の車両用駆動装置の上面の一部Ａ１におけるラティス型補強部の構造の例を示す図である。図２の車両用駆動装置の右側面の一部Ｃ１におけるラティス型補強部の構造の例を示す図である。ラティス型構造の一要素の他の例を示す図であり、図４に対応する図である。

本発明の一実施形態において、前記変速機ケースの前記上面及び下面のラティス型補強部の格子密度が、前記変速機ケースの前記左側面及び右側面のラティス型補強部の格子密度より大きいことを特徴とする。このようにすれば、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制でき、且つ、衝突時の電動機ケース破損の可能性を低減できる。

また、本発明の一実施形態において、前記上面、下面、左側面、及び、右側面に設けられたラティス型補強部は、それぞれ車両に対する前後方向のビームを複数本有し、前記変速機ケースの前記上面及び下面のラティス型補強部における前記車両の前後方向のビームが、前記変速機ケースの前記左側面及び右側面のラティス型補強部における前記車両の前後方向のビームより太いことを特徴とする。このようにすれば、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制でき、且つ、衝突時の電動機ケース破損の可能性を低減できる。

また、本発明の一実施形態において、前記変速機ケースは、トルクコンバータが収納されたハウジングと、変速機構が収納された変速機構ケースとを車両の前後方向に連結した状態で有し、前記ラティス型補強部は前記車両に対する前記ハウジングの上面、下面、左側面、及び、右側面にそれぞれ設けられていることを特徴とする。このようにすれば、衝突時の電動機ケースの破損だけでなく、変速機構ケースの破損の可能性も低減できる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両用駆動装置（以下、駆動装置）１０を示している。本実施形態においては、駆動装置１０は、車両前方側に図示しないエンジンと、車両を駆動させたり回生を行う電動機１２とを備えるハイブリッド車両用の駆動装置であるとして、以下の説明を行う。駆動装置１０は、電動機１２が収容された電動機ケース１４を備え、電動機ケース１４の車両後方側には、変速機１８が収容された変速機ケース２０を備えている。電動機ケース１４の車両前方側には、前記エンジンが備えられている。変速機ケース２０はトルクコンバータ２２が収納されたハウジング２４を電動機ケース１４側に有し、電動機ケース１４の反対側には、遊星歯車機構やクラッチ、ブレーキ等で構成される変速機構２６が収納された変速機構ケース２８を有している。これらの電動機ケース１４、変速機ケース２０、ハウジング２４、変速機構ケース２８は、いずれも例えば鋳造軽合金であるアルミダイカスト等により形成されている。

図２は、駆動装置１０の変速機ケース２０のII−II視断面を示す断面図である。ハウジング２４の側面には、図２に示されるようにラティス型補強部３０が固設されている。ラティス型補強部３０は全体が、複数の単位格子が集合した立体的な格子構造（以下、ラティス型構造という）となっており、例えば、樹脂や金属粉末を３Ｄプリンタを用いて積層させて成形したものを、接着や焼結することにより、例えば耐熱性樹脂や焼結合金などとして製造される。ラティス型補強部３０は環状となっており、ハウジング２４の車両に対する上面２４ａ、下面２４ｂ、左側面２４ｃ、及び、右側面２４ｄを補強している。図３は、図２におけるハウジング２４の上面２４ａとラティス型補強部３０の一部分Ａ１を拡大して示す図である。本実施例では、ハウジング２４の厚みｄ１に対し、ラティス型補強部３０の厚みｄ２が大きくされている。

図４は、ラティス型構造を構成する一要素である単位格子の例を示す図である。ハウジング２４の上面２４ａ、下面２４ｂ、左側面２４ｃ、右側面２４ｄのラティス型補強部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、図４の様な単位格子３１を複数、連続して立体的に並べた格子構造となっている。ラティス型補強部３０にこのような格子構造を採用することにより、変速機ケース２０において、軽量化のための体積低減、及び、変速機ケース２０の振動を抑えるための剛性の確保が可能となる。ここで、図４に示すようにラティス型構造の骨組みを成す柱状や梁状の構造部を以下、ビームと称する。

図５は、図２におけるハウジング２４の上面２４ａの一部Ａ１におけるラティス型補強部３０ａ及び下面２４ｂの一部Ｂ１におけるラティス型補強部３０ｂの構造の例を示す図である。また、図６は、図２におけるハウジング２４の左側面２４ｃの一部Ｃ１におけるラティス型補強部３０ｃ及び右側面２４ｄの一部Ｄ１におけるラティス型補強部３０ｄの構造の例を示す図である。

図５に示されるように、ラティス型補強部３０ａ及び３０ｂの車両に対する前後方向のビーム３２は、車両に対する上下方向のビーム３４や左右方向のビーム３８よりも太く形成されている。

また、図６に示されるように、ラティス型補強部３０ｂ及び３０ｃの車両に対する左右方向のビーム４８は、車両に対する上下方向のビーム４４や前後方向のビーム４２よりも太く形成されている。

また、ハウジング２４の上面２４ａ及び下面２４ｂのラティス型補強部３０ａ及び３０ｂにおける車両の前後方向のビーム３２は、ハウジングの左側面２４ｃ及び右側面２４ｄのラティス型補強部３０ｃ及び３０ｄにおける車両の前後方向のビーム４２より太くされている。

上記の様に変速機ケース２０の一部であるハウジング２４の補強にラティス型構造を採用することにより、重量増加を抑制しつつ、車内音低減の為に、例えば、エンジンや電動機１２などの駆動源による上下振動を悪化させる変速機ケース２０の剛性、すなわち、曲げなどによる破壊への耐性を、部分的かつ精密に高めることができるので、重量増加と振動悪化を効果的に抑制することができる。

また、上記の様にハウジング２４の上面２４ａ及び下面２４ｂのラティス型補強部３０ａ及び３０ｂにおける車両の前後方向のビーム３２を、ハウジングの左側面２４ｃ及び右側面２４ｄのラティス型補強部３０ｃ及び３０ｄにおける車両の前後方向のビーム４２より太くすることで、ハウジング２４の上下方向の剛性を、ハウジング２４の左右方向の剛性より高くするように構成されている。よって、ハウジング２４は、上下方向より左右方向に曲がりやすくなっている。このため、上下振動が効果的に抑制され、また、車両が衝突した場合には、特に車両に対して斜め前後方向からの衝撃が加わるいわゆるオブリーク衝突の場合には、ハウジング２４の左側面２４ｃ又は右側面２４ｄが、ハウジング２４の上面２４ａ又は下面２４ｂよりも破損し易いため、車両の前後方向に連結された電動機ケース１４が破損する可能性を低減できる。

また、ラティス型補強部３０は、変速機構２６が収納された変速機構ケース２８でなく、トルクコンバータ２２が収納されたハウジング２４に備えられている。このため、ハウジング２４の破損が起きた場合に、ハウジング２４の左側面２４ｃ又は右側面２４ｄがハウジング２４の上面２４ａ又は下面２４ｂよりも破損し易いため、車両の前後方向に連結された変速機構ケース２８の破損の可能性も低減できる。

このように、本実施例によれば、電動機１２が収容された電動機ケース１４と、変速機１８が収容された変速機ケース２０とを車両の前後方向に連結した状態で備えた駆動装置１０であって、変速機ケース２０のハウジング２４は、車両に対する上面２４ａ、下面２４ｂ、左側面２４ｃ、及び、右側面２４ｄにラティス型補強部３０を備え、ラティス型補強部３０は、変速機ケース２０の前記車両に対する上下方向の剛性を、変速機ケース２０の前記車両に対する左右方向の剛性より高くしている。このため、立体的な格子構造から成るラティス型補強部３０により、変速機ケース２０の剛性を効果的に高めることができるので、重量増加と振動悪化を効果的に抑制できる。また、衝突時に変速機ケース２０の左側面又は右側面が破損しやすい構造となるので、車両の前後方向に連結された電動機ケース破損の可能性を低減できる。

また、本実施例の駆動装置１０によれば、ラティス型補強部３０は、変速機ケース２０のハウジング２４の上面２４ａ及び下面２４ｂのラティス型補強部３０ａ及び３０ｂにおける車両の前後方向のビーム３２が、変速機ケース２０のハウジング２４の左側面２４ｃ及び右側面２４ｄのラティス型補強部３０ｃ及び３０ｄにおける車両の前後方向のビーム４２より太い。このようにすれば、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制でき、且つ、衝突時の電動機ケース１４の破損の可能性を低減できる。

また、本実施例の駆動装置１０によれば、変速機ケース２０は、トルクコンバータ２２が収納されたハウジング２４と、変速機構２６が収納された変速機構ケース２８とを車両の前後方向に連結した状態で有し、ラティス型補強部３０はハウジング２４の車両に対する上面２４ａ、下面２４ｂ、左側面２４ｃ、及び、右側面２４ｄに備えられる。このようにすれば、衝突時の電動機ケース１４の破損だけでなく、変速機構ケース２８の破損の可能性も低減できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、ラティス型補強部３０は、変速機ケース２０におけるハウジング２４の上面２４ａ、下面２４ｂ、左側面２４ｃ、及び、右側面２４ｄに設けられていたが、ハウジング２４以外の場所の変速機ケース２０の車両に対する上面、下面、左側面、及び、右側面に設けられていてもよい。このようにしても、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制し、且つ、衝突時の電動機ケース１４の破損の可能性を低減できる。

また、前述の実施例では、ラティス型補強部３０は、ハウジング２４の側面に環状に固設されていたが、変速機ケース２０やハウンジング２４全体にラティス型補強部３０が設けられていてもよいし、ラティス型補強部３０が別部品で製作されて、変速機ケース２０やハウンジング２４にボルト等で締結されていてもよい。

また、前述の実施例では、ラティス型補強部３０は、図４の単位格子３１のような単純な正六面体を一つの要素とするラティス型構造であったが、例えば、図７に示す様な他の構造を単位格子とするラティス型構造であってもよい。図７（ａ）に示す単位格子５０は、立方体の内部に斜めにビームが架けられたラティス型構造の例であり、図７（ｂ）に示す単位格子５２は、立方体の内部だけでなく面にも斜めにビームが架けられたラティス型構造の例であり、図７（ｃ）に示す単位格子５４は、星形八面体のラティス型構造の例であり、図７（ｄ）に示す単位格子５６は、切頂二十面体ラティス型構造の例である。

図７のいずれのラティス型構造においてもビームの太さを図５や図６の様に車両に対する方向によって使い分けることにより、変速機ケース２０の車両に対する上下方向の剛性の剛性を、変速機ケース２０の車両に対する左右方向の剛性より高くすることができるので、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制し、且つ、衝突時の電動機ケース１４の破損の可能性を低減できる。また、３Ｄプリンタによるラティス型補強部３０の製造時に、車両に対する方向によって、単位格子の形状、単位格子のサイズ、ビームの組成等を変化させることにより、剛性を変化させてもよい。

また、前述の実施例では、ラティス型補強部３０は、図５や図６のように、ラティス型構造の一要素が単位格子３１の様な正六面体に統一されていたが、例えば、変速機ケース２０の上面２４ａ及び下面２４ｂに備えられたラティス型補強部３０のラティス型構造の要素を図７（ｂ）の単位格子５２の構造とし、変速機ケース２０の前記左側面及び右側面に備えられたラティス型補強部３０のラティス型構造の要素を図７（ａ）の単位格子５０の構造としてもよい。このようにすれば、変速機ケース２０の上面及び下面のラティス型補強部３０の格子密度が、変速機ケース２０の前記左側面及び右側面のラティス型補強部３０の格子密度より大きくなるため、変速機ケース２０の車両に対する上下方向の剛性が、変速機ケース２０の車両に対する左右方向の剛性より高くなり、騒音悪化と重量増加を効果的に抑制でき、且つ、衝突時の電動機ケース１４の破損の可能性を低減できる。

また、変速機ケース２０の前記上面、下面、左側面、及び、右側面に設けられたラティス型補強部３０を、互いに同様の構造の単位格子で構成し、変速機ケース２０の上面及び下面のラティス型補強部３０の格子密度が、変速機ケース２０の前記左側面及び右側面のラティス型補強部３０の格子密度より大きくなるように、図４や図７に示される単位格子のビームの太さやサイズを車両に対する方向によって変化させることにより、変速機ケース２０の車両に対する上下方向の剛性を、変速機ケース２０の車両に対する左右方向の剛性より高くしてもよい。

また、前述の実施例では、ラティス型補強部３０は３Ｄプリンターを用いて製造されていたが、単純な構造とすることにより、切削や鋳造により製造されていてもよい。

また、前述の実施例では、駆動装置１０はハイブリッド車両に備えられるものであったが、本発明の車両はこれに限定されず、電動機と変速機を備える車両であればよく、例えば、電気自動車等であってもよい。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：駆動装置（車両用駆動装置）
１２：電動機
１４：電動機ケース
１８：変速機
２０：変速機ケース
２４：ハウジング（変速機ケース）
２４ａ：上面
２４ｂ：下面
２４ｃ：右側面
２４ｄ：左側面
３０：ラティス型補強部

Claims

電動機が収容された電動機ケースと、変速機が収容された変速機ケースとを車両の前後方向に連結した状態で備えた車両用駆動装置であって、
前記変速機ケースは、前記車両に対する上面、下面、左側面、及び、右側面にラティス型補強部を備え、
前記ラティス型補強部は、前記変速機ケースの前記車両に対する上下方向の剛性を、前記変速機ケースの前記車両に対する左右方向の剛性より高くするように構成されている
ことを特徴とする車両用駆動装置。