JP2020089168A - Vehicle power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に記載の開示は、モータと動力伝達機構を備える車両用動力伝達装置に関するものである。 The disclosure described in the present specification relates to a vehicle power transmission device including a motor and a power transmission mechanism.
特許文献1に示されるように、モータと動力伝達機構を備える電気自動車用伝達装置が知られている。 As disclosed in Patent Document 1, a transmission device for an electric vehicle including a motor and a power transmission mechanism is known.
特許文献1に示されるモータはモータハウジングを有する。動力伝達機構はギヤケースを有する。これらモータハウジングとギヤケースとが連結されると、モータと動力伝達機構のうちの一方から他方に伝熱されやすくなる虞がある。 The motor shown in Patent Document 1 has a motor housing. The power transmission mechanism has a gear case. When the motor housing and the gear case are connected, heat may be easily transferred from one of the motor and the power transmission mechanism to the other.
そこで本明細書に記載の開示は、モータと動力伝達機構との間での伝熱の抑制された車両用動力伝達装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the disclosure disclosed in the present specification is to provide a vehicle power transmission device in which heat transfer between a motor and a power transmission mechanism is suppressed.
開示の1つは、モータシャフト(501)と、モータシャフトに設けられたロータ(502)と、ロータと対向配置されるステータコア(509)と、ステータコアに設けられたステータコイル(510)と、モータシャフトの一端側、ロータ、ステータコア、および、ステータコイルそれぞれを収納するモータハウジング(505)と、を備えるモータ(500)と、
モータシャフトの他端側と噛み合わされるインプットシャフト(601)と、インプットシャフトから動力の伝達されるアウトプットシャフト(603)と、インプットシャフト、および、アウトプットシャフトの一部、それぞれを収納するギヤハウジング(610)と、を備える動力伝達機構(600)と、を有し、
ステータコイルは導線が絶縁被膜で覆われた絶縁電線を有し、
絶縁電線がステータコアに巻き回されることで、ステータコイルがステータコアに設けられ、
ギヤハウジング内に潤滑油が被着され、
モータシャフトの他端側を外部に露出するための第1貫通孔(506)がモータハウジングに形成され、
モータシャフトの他端側をギヤハウジングの内部に挿入するための第2貫通孔(611)がギヤハウジングに形成され、
モータハウジングにおける第1貫通孔の開口する第1開口外面(506a)と、ギヤハウジングにおける第2貫通孔の開口する第2開口外面(611a)とが、モータシャフトの延長方向で対向する態様で、モータハウジングとギヤハウジングとが連結され、
第1開口外面と第2開口外面の少なくとも一部が延長方向で離間し、
第1開口外面と第2開口外面との間の空隙(302)が外部雰囲気と連通している。
One of the disclosures is a motor shaft (501), a rotor (502) provided on the motor shaft, a stator core (509) arranged to face the rotor, a stator coil (510) provided on the stator core, and a motor. A motor (500) including a motor housing (505) that houses each of the one end side of the shaft, the rotor, the stator core, and the stator coil;
An input shaft (601) meshed with the other end of the motor shaft, an output shaft (603) to which power is transmitted from the input shaft, an input shaft, and a part of the output shaft, and a gear housing (each housing). 610) and a power transmission mechanism (600) including
The stator coil has an insulated electric wire whose conductor is covered with an insulating coating,
By winding the insulated wire around the stator core, the stator coil is provided on the stator core,
Lubricating oil is applied to the gear housing,
A first through hole (506) for exposing the other end of the motor shaft to the outside is formed in the motor housing,
A second through hole (611) for inserting the other end of the motor shaft into the gear housing is formed in the gear housing,
In a mode in which a first opening outer surface (506a) of the motor housing where the first through hole opens and a second opening outer surface (611a) of the gear housing where the second through hole opens are opposed to each other in the extension direction of the motor shaft, The motor housing and gear housing are connected,
At least a part of the first opening outer surface and the second opening outer surface are separated in the extension direction,
A void (302) between the outer surface of the first opening and the outer surface of the second opening communicates with the external atmosphere.
これによれば、第1開口外面(506a)と第2開口外面(611a)が全面で接触する構成と比べて、モータ(500)と動力伝達機構(600)のうちの一方から他方への伝熱が抑制される。 According to this, compared with the structure in which the first opening outer surface (506a) and the second opening outer surface (611a) are in contact with each other, the transmission from one of the motor (500) and the power transmission mechanism (600) to the other is performed. Heat is suppressed.
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 Note that the reference numbers in the above parentheses only show the correspondence with the configurations described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope in any way.
以下、実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
<動力伝達システム>
先ず、図1に基づいて車両用動力伝達装置300の設けられる動力伝達システム100を説明する。動力伝達システム100は電気自動車の走行輪110に動力を伝達するシステムを構成している。
(First embodiment)
<Power transmission system>
First, a
動力伝達システム100は車両用動力伝達装置300の他にバッテリ200を有する。車両用動力伝達装置300は電力変換装置400、モータ500、および、動力伝達機構600を有する。
The
また動力伝達システム100は図示しない複数のECUを有する。これら複数のECUはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のECUは協調して電気自動車を制御している。複数のECUにより、バッテリ200のSOCに応じてモータ500の力行と回生が制御される。SOCはstate of chargeの略である。ECUはelectronic control unitの略である。
The
バッテリ200は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのSOCがバッテリ200のSOCに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。
The
電力変換装置400はバッテリ200とモータ500との間の電力変換を行う。電力変換装置400は複数のスイッチ素子を有する。これら複数のスイッチ素子がECUによってPWM制御される。これによりバッテリ200の直流電力が交流電力に変換される。モータ500の発電(回生)によって生成された交流電力が直流電力に変換される。
The
モータ500は電力変換装置400から供給される交流電力によって力行する。モータ500は動力伝達機構600に連結されている。モータ500の回転エネルギーは動力伝達機構600を介して走行輪110に伝達される。これにより走行輪110に推進力が付与される。
The
逆に、走行輪110の回転エネルギーは動力伝達機構600を介してモータ500に伝達される。これによりモータ500は回生する。回生によって発生した交流電力は、電力変換装置400によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ200に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。以下、車両用動力伝達装置300の構成要素を個別に説明する。
On the contrary, the rotational energy of the
<電力変換装置>
電力変換装置400は2つの電力ラインの間で並列接続された少なくとも3相のレグを有する。これら少なくとも3相のレグそれぞれは直列接続された2つのスイッチ素子を有する。これら2つのスイッチ素子の間の中点に電力配線が接続されている。電力配線は後述のステータコイル510と電気的に接続されている。
<Power converter>
The
電力変換装置400の備えるスイッチ素子は上記のECUと図示しないゲートドライバとによって開閉制御される。ECUは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅してスイッチ素子の制御電極に出力する。これによりECUは電力変換装置400に入力される電力を直流から交流に、若しくは、交流から直流に変換する。
The switching elements included in the
なお、電力変換装置400を構成する半導体素子は、Siなどの半導体、および、SiCなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。そしてスイッチ素子としてはMOSFETやIGBTなどを採用することができる。スイッチ素子としてMOSFETを採用した場合、上記の制御電極はゲート電極に相当する。
The semiconductor element that constitutes the
この電力変換装置400を構成する半導体素子は図1に示すインバータハウジング401に収納されている。インバータハウジング401は金属製である。インバータハウジング401は電気自動車の車体と電気的に接続されている。これによりインバータハウジング401はボディアースされている。
The semiconductor elements forming the
インバータハウジング401は開口を有する箱形状を成している。インバータハウジング401の開口は金属製の蓋部402で閉塞されている。蓋部402は金属製のボルト403によってインバータハウジング401に機械的および電気的に接続されている。インバータハウジング401と蓋部402とによって収納空間が構成されている。この収納空間に電力変換装置400を構成する半導体素子が収納されている。これにより電力変換装置400を構成する半導体素子は電磁遮蔽されている。電力変換装置400の有するスイッチ素子のスイッチングなどに起因して生じる電磁ノイズがインバータハウジング401と蓋部402の外へ漏れることが抑制されている。
The
なお、インバータハウジング401は後述のモータハウジング505と機械的および電気的に接続されている。これらインバータハウジング401とモータハウジング505は例えばアルミダイカストで一体に形成されてもよい。インバータハウジング401とモータハウジング505は別体で形成されてもよい。本実施形態ではインバータハウジング401とモータハウジング505とが一体に形成されている。
The
<モータ>
モータ500は、モータシャフト501、ロータ502、ステータ503、ベアリング504、および、モータハウジング505を有する。モータハウジング505は内部空間を有する。このモータハウジング505の内部空間に、モータシャフト501の一部、ロータ502、ステータ503、および、ベアリング504それぞれが収納されている。
<Motor>
The
またモータハウジング505には自身の内部空間と外部雰囲気とを連通する第1貫通孔506が形成されている。モータシャフト501は第1貫通孔506に挿通される。これによりモータシャフト501の一端側がモータハウジング505の内部空間に位置している。モータシャフト501の他端側が第1貫通孔506を介してモータハウジング505の内部空間の外に位置している。
Further, the
上記したようにモータハウジング505の内部空間にベアリング504が設けられている。このベアリング504によってモータシャフト501はモータハウジング505に対して回転可能に設けられている。
As described above, the
ロータ502は、永久磁石507と、永久磁石507をモータシャフト501に固定する固定部508と、を有する。固定部508は円筒形状を成している。固定部508の内部にモータシャフト501が挿入固定されている。これにより永久磁石507はモータシャフト501の軸周りに設けられている。複数の永久磁石507がモータシャフト501の軸周りに等間隔で設けられている。ロータ502の磁極数は8になっている。
The rotor 502 has a permanent magnet 507 and a fixing
ステータ503は、ステータコア509と、ステータコア509に設けられるステータコイル510と、を有する。ステータコア509は円筒形状を成している。ステータコア509の内部に、モータシャフト501とともにロータ502が設けられている。これによりロータ502とステータ503とが、モータシャフト501の延長方向に対して直交する放射方向で対向している。
The
ステータコイル510はU相ステータコイル、V相ステータコイル、および、W相ステータコイルを有する。これら3相のステータコイルそれぞれは導線が絶縁被膜で覆われた絶縁電線を有する。これら3相の絶縁電線がステータコア509に巻き回されている。これによりステータコイル510がステータコア509に設けられている。
ステータコイル510は電力配線を介して電力変換装置400と電気的に接続されている。ステータコイル510には電力変換装置400から三相交流が供給される。これによりステータコイル510から三相回転磁界が発生する。
The
上記したようにロータ502は永久磁石507を有する。永久磁石507から磁界が発生している。そしてステータコイル510からは三相回転磁界が発生する。これら2つの磁界の相互作用によって、ロータ502に回転トルクが発生する。回転トルクの発生方向は、三相回転磁界の位相変化に応じて、モータシャフト501の延長方向まわりの周方向で順次経時的に変化する。これによりロータ502の設けられたモータシャフト501が回転する。
As described above, the rotor 502 has the permanent magnet 507. A magnetic field is generated from the permanent magnet 507. Then, a three-phase rotating magnetic field is generated from the
上記したようにモータシャフト501の他端側がモータハウジング505の内部空間の外に位置している。このモータシャフト501の他端側に第1スプライン溝501aが形成されている。後述の動力伝達機構600のインプットシャフト601の先端に孔が形成されている。この孔の壁面に第2スプライン溝601aが形成されている。
As described above, the other end side of the
モータシャフト501の他端側がインプットシャフト601の孔に入れ込まれている。第1スプライン溝501aと第2スプライン溝601aとが互いに嵌め合されている。モータシャフト501とインプットシャフト601とがスプライン結合している。これによりモータシャフト501の回転によってインプットシャフト601が回転可能になっている。逆に言えば、インプットシャフト601の回転によってモータシャフト501が回転可能になっている。
The other end of the
<動力伝達機構>
動力伝達機構600は、インプットシャフト601、カウンターシャフト602、および、アウトプットシャフト603を有する。また動力伝達機構600は、インプットギヤ604、第1カウンターギヤ605、第2カウンターギヤ606、ドライブギヤ607、および、ディファレンシャルギヤ608を有する。さらに動力伝達機構600はベアリング609とギヤハウジング610を有する。このギヤハウジング610の内部空間に、インプットシャフト601、カウンターシャフト602、および、アウトプットシャフト603の一部が収納されている。またギヤハウジング610の内部空間に、インプットギヤ604、第1カウンターギヤ605、第2カウンターギヤ606、ドライブギヤ607、ディファレンシャルギヤ608、および、ベアリング609が収納されている。
<Power transmission mechanism>
The
ギヤハウジング610には自身の内部空間と外部雰囲気とを連通する第2貫通孔611が形成されている。モータシャフト501の他端側がこの第2貫通孔611に挿通される。これによりモータシャフト501の他端側がギヤハウジング610の内部空間に位置している。モータシャフト501とインプットシャフト601とはギヤハウジング610の内部空間でスプライン結合している。
The
なお後で詳説するように、モータハウジング505における第1貫通孔506の開口する第1開口面506aとギヤハウジング610における第2貫通孔611の開口する第2開口面611aとが離間している。図1に模式的に示すように第1開口面506aと第2開口面611aとの間に空隙302が構成されている。この空隙302にモータシャフト501の一部が位置している。
As will be described later in detail, the
上記したようにギヤハウジング610の内部空間にベアリング609が設けられている。このベアリング609によってインプットシャフト601はギヤハウジング610に対して回転可能に設けられている。
As described above, the
インプットシャフト601にはインプットギヤ604が設けられている。インプットギヤ604はインプットシャフト601の軸方向まわりに並ぶ複数の歯を有する。インプットシャフト601が自身の軸方向まわりに回転すると、それにともなってインプットギヤ604の有する複数の歯もインプットシャフト601の軸方向まわりに回転する。
An
カウンターシャフト602には第1カウンターギヤ605と第2カウンターギヤ606が設けられている。第1カウンターギヤ605と第2カウンターギヤ606それぞれはカウンターシャフト602の軸方向まわりに並ぶ複数の歯を有する。カウンターシャフト602が自身の軸方向まわりに回転すると、それにともなって第1カウンターギヤ605と第2カウンターギヤ606それぞれの有する複数の歯もカウンターシャフト602の軸方向まわりに回転する。
The
インプットシャフト601に設けられたインプットギヤ604と、カウンターシャフト602に設けられた第1カウンターギヤ605とが互いに噛み合っている。インプットシャフト601が回転すると、それにともなってカウンターシャフト602が回転する。
The
カウンターシャフト602に設けられた第2カウンターギヤ606とドライブギヤ607とが互いに噛み合っている。カウンターシャフト602が回転すると、それにともなってドライブギヤ607が回転する。
A
アウトプットシャフト603(ドライブシャフト)にはディファレンシャルギヤ608が設けられている。このディファレンシャルギヤ608にドライブギヤ607が噛み合っている。ドライブギヤ607が回転すると、それにともなってディファレンシャルギヤ608とアウトプットシャフト603が回転する。
A
図1に示すようにアウトプットシャフト603の両端はギヤハウジング610の内部空間の外に位置している。このアウトプットシャフト603の両端それぞれに走行輪110が連結されている。上記したアウトプットシャフト603の回転により、走行輪110が回転する。
As shown in FIG. 1, both ends of the
以上に示した連結形態により、モータ500が力行してモータシャフト501が回転すると、その回転エネルギーがインプットシャフト601とカウンターシャフト602を介してアウトプットシャフト603に伝達される。これにより走行輪110が回転する。また電気自動車が例えば坂道を下ることで走行輪110が回転すると、その回転エネルギーがカウンターシャフト602とインプットシャフト601を介してモータシャフト501に伝達される。これによりモータシャフト501が回転する。
When the
なお、これまでに説明したように動力伝達機構600ではギヤ同士が互いに噛み合う構成となっている。これらギヤの噛み合いカ所においてギヤに摩耗が生じることを抑制するために、ギヤハウジング610内には潤滑油が塗布されている。この潤滑油の粘性は温度が高いほどに低まる性質を有する。
As described above, the
<モータハウジングとギヤハウジングの連結形態>
次に、図2〜図8に基づいてモータハウジング505とギヤハウジング610の連結形態を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある3方向をx方向、y方向、および、z方向とする。
<Connecting form of motor housing and gear housing>
Next, a connection mode of the
図2と図5に車両用動力伝達装置300を示す。この車両用動力伝達装置300は、図3と図4に分離して示すようにモータハウジング505とギヤハウジング610とが互いに連結されることで製造される。
2 and 5 show a vehicle
図6に示すようにモータハウジング505の第1開口面506aはy方向に面している。この第1開口面506aに第1貫通孔506が開口している。第1貫通孔506はy方向に延びている。第1貫通孔506に挿通されるモータシャフト501もy方向に延びている。モータシャフト501の他端側がモータハウジング505の内部空間の外に位置している。第1開口面506aが第1開口外面に相当する。
As shown in FIG. 6, the
モータハウジング505にはギヤハウジング610と連結するための第1フランジ部520が複数形成されている。第1フランジ部520は第1開口面506aの外縁に形成されている。第1フランジ部520は第1開口面506aから放射方向に離間している。第1フランジ部520はy方向において第1開口面506aよりもモータハウジング505の内部空間から離間している。
The
図6に示すように第1開口面506aの外縁の一部が円弧形状を成している。この円弧形状を成す外縁に複数の第1フランジ部520が形成されている。第1貫通孔506はこの円弧形状を成す外縁の中心に位置している。放射方向における複数の第1フランジ部520それぞれと第1貫通孔506との離間距離が等しくなっている。
As shown in FIG. 6, a part of the outer edge of the
第1開口面506aの円弧形状の外縁に沿う第1外縁方向における複数の第1フランジ部520の隣接離間距離が等間隔になっている。本実施形態では5つの第1フランジ部520がモータハウジング505に形成されている。隣接する2つの第1フランジ部520の第1外縁方向における隣接角度が72°未満になっている。
Adjacent separation distances of the plurality of
複数の第1フランジ部520それぞれはy方向に面する第1内面520aと第1外面520bを有する。第1内面520aはy方向において第1外面520bよりも第1開口面506aから離間している。
Each of the plurality of
複数の第1フランジ部520それぞれには、第1内面520aと第1外面520bそれぞれに開口する第1ボルト孔520cが形成されている。隣接する2つの第1フランジ部520の第1ボルト孔520cの第1外縁方向における隣接角度が72°未満になっている。
Each of the plurality of
図7に示すようにギヤハウジング610の第2開口面611aはy方向に面している。この第2開口面611aに第2貫通孔611が開口している。第2貫通孔611はy方向に延びている。この第2貫通孔611にモータシャフト501の他端側が挿通される。第2開口面611aが第2開口外面に相当する。
As shown in FIG. 7, the
ギヤハウジング610にはモータハウジング505と連結するための第2フランジ部620が複数形成されている。第2フランジ部620は第2開口面611aの外縁に形成されている。第2フランジ部620は第2開口面611aから放射方向に離間している。第2フランジ部620はy方向において第2開口面611aよりもギヤハウジング610の内部空間から離間している。
The
図7に示すように第2開口面611aの外縁の一部が円弧形状を成している。この円弧形状を成す外縁に複数の第2フランジ部620が形成されている。第2貫通孔611はこの円弧形状を成す外縁の中心に位置している。放射方向における複数の第2フランジ部620それぞれと第2貫通孔611との離間距離が等しくなっている。
As shown in FIG. 7, a part of the outer edge of the
第2開口面611aの円弧形状の外縁に沿う第2外縁方向における複数の第2フランジ部620の隣接離間距離が等間隔になっている。本実施形態では5つの第2フランジ部620がギヤハウジング610に形成されている。隣接する2つの第2フランジ部620の第2外縁方向における隣接角度が72°未満になっている。これら2つの第2フランジ部620の間の角度と、2つの第1フランジ部520の間の角度とは互いに等しくなっている。
Adjacent separation distances of the plurality of
複数の第2フランジ部620それぞれはy方向に面する第2内面620aと第2外面620bを有する。第2内面620aはy方向において第2外面620bよりも第2開口面611aから離間している。
Each of the plurality of
複数の第2フランジ部620それぞれには、第2内面620aと第2外面620bそれぞれに開口する第2ボルト孔620cが形成されている。隣接する2つの第2フランジ部620の第2ボルト孔620cの第2外縁方向における隣接角度が72°未満になっている。これら2つの第2ボルト孔620cの間の角度と、2つの第1ボルト孔520cの間の角度とは互いに等しくなっている。
Each of the plurality of
図3と図4に示すように、モータハウジング505とギヤハウジング610とは第1開口面506aと第2開口面611aとがy方向で互いに対向する態様で対向配置される。この際、モータシャフト501の他端側が第2貫通孔611の第2開口面611a側の開口とy方向で対向される。また、複数の第1フランジ部520それぞれの第1ボルト孔520cと複数の第2フランジ部620それぞれの第2ボルト孔620cとがy方向で対向される。この対向状態で、モータハウジング505とギヤハウジング610とが互いにy方向で近づけられる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
モータハウジング505とギヤハウジング610とを互いにy方向で近接すると、複数の第1フランジ部520それぞれの第1内面520aと複数の第2フランジ部620それぞれの第2内面620aとがy方向で互いに接触する。複数の第1ボルト孔520cそれぞれと複数の第2ボルト孔620cそれぞれとがy方向で連通する。これら互いに連通した第1ボルト孔520cと第2ボルト孔620cとにボルト301を締結する。これによりモータハウジング505とギヤハウジング610とが連結される。車両用動力伝達装置300が製造される。
When the
<モータハウジングとギヤハウジングとの間の空隙>
このようにモータハウジング505とギヤハウジング610とが連結された状態において、第1内面520aはy方向において第1開口面506aよりも第2開口面611a側に位置している。第2内面620aはy方向において第2開口面611aよりも第1開口面506a側に位置している。
<Gap between motor housing and gear housing>
In the state where the
そのために図8において白抜きで示すように、第1開口面506aと第2開口面611aとがy方向で離間している。図1において模式的に示すように、第1開口面506aの全面と第2開口面611aの全面とがy方向で離間している。第1開口面506aと第2開口面611aとの間に空隙302が構成されている。この空隙302にモータシャフト501の一部が位置している。
Therefore, as shown in outline in FIG. 8, the
以下においては説明を簡便とするために、1つのボルト301によって互いに連結された1つの第1フランジ部520と1つの第2フランジ部620をまとめて締結部と示す。図8に示すように複数の締結部はモータシャフト501の延長方向まわりの周方向で離間して並んでいる。2つの締結部の間に開口303が構成されている。空隙302は開口303を介して外部雰囲気と連通している。開口303が連通口に相当する。
In the following, for simplification of description, one
複数の開口303はモータシャフト501の延長方向まわりの周方向において1つの締結部を介して並んでいる。複数の開口303のうちの2つは、モータシャフト501の延長方向に直交する放射方向において空隙302を介して並んでいる。
The plurality of
放射方向にはx方向が含まれている。複数の開口303のうちの2つは、空隙302に設けられたモータシャフト501の一部を介してx方向に並んでいる。そして車両用動力伝達装置300は、x方向が電気自動車の進退方向に沿うように、電気自動車に搭載される。
The radial direction includes the x direction. Two of the plurality of
<作用効果>
以下、車両用動力伝達装置300の奏する作用効果を説明する。その作用効果を、振動抑制と昇温抑制に分けて説明する。
<Effect>
Hereinafter, the function and effect of the vehicle
<振動抑制>
上記したように、モータハウジング505の第1開口面506aとギヤハウジング610の第2開口面611aとがy方向で離間した態様で、モータハウジング505とギヤハウジング610とが連結されている。
<Vibration suppression>
As described above, the
これによれば、第1開口面506aと第2開口面611aが全面で接触する構成と比べて、モータ500と動力伝達機構600のうちの一方の振動が他方に伝達されがたくなる。そのため、モータ500と動力伝達機構600のうちの一方で振動に起因する騒音(異音)が発生していた際に、一方から他方への振動伝達によって、他方で振動に起因する騒音(異音)が発生することが抑制される。
According to this, as compared with the configuration in which the
特に本実施形態では第1開口面506aの全てと第2開口面611aの全てとが離間している。これによりモータ500と動力伝達機構600のうちの一方の振動が他方により伝達されがたくなっている。振動の伝達によってモータ500と動力伝達機構600の両方から騒音(異音)が発生することが抑制される。
Particularly in this embodiment, all of the
ロータ502の有する複数の永久磁石507がモータシャフト501の軸周りに等間隔で設けられている。そしてロータ502の磁極数は8になっている。
A plurality of permanent magnets 507 included in the rotor 502 are provided around the
上記したようにロータ502の永久磁石507から発せされる磁界とステータコア509に設けられたステータコイル510から発せられる磁界との相互作用によってモータシャフト501に回転トルクが発生する。この際、ステータ503にも電磁力が発生する。それによってステータ503は振動する。
As described above, a rotating torque is generated on the
図9に模式的に示すように、ステータ503は放射方向に腹と谷を持つ態様で振動する。この振動の谷と腹の数はロータ502の磁極数と同数になる。この振動がモータハウジング505に伝達される。これにより第1開口面506aもロータ502の磁極数と同数の腹と谷を持つ態様で放射方向に振動しようとする。
As schematically shown in FIG. 9, the
これに対して、モータハウジング505とギヤハウジング610とを連結する複数の締結部はモータシャフト501の延長方向まわりの周方向で等間隔に離間して並んでいる。そして締結部の個数は5になっている。このようにロータ502の磁極数と締結部の数のうちの一方が偶数、他方が奇数の関係になっている。
On the other hand, the plurality of fastening portions that connect the
これによればロータ502の磁極数と締結部の数それぞれが共に偶数、若しくは、共に奇数の場合と比べて、周方向における振動の腹と谷の位置と締結部の位置とが一致しがたくなる。これにより第1開口面506aの振動が抑制される。モータハウジング505からギヤハウジング610への振動伝達が抑制される。
According to this, compared to the case where both the number of magnetic poles and the number of fastening portions of the rotor 502 are even or both are odd, the positions of the antinodes and troughs of the vibration in the circumferential direction and the positions of the fastening portions are less likely to match. Become. Thereby, the vibration of the
<昇温抑制>
第1開口面506aと第2開口面611aとの間に空隙302が構成されている。空隙302は複数の締結部の間の開口303を介して外部雰囲気と連通している。
<Suppression of temperature rise>
A void 302 is formed between the
これによれば、モータ500と動力伝達機構600のうちの一方から他方への伝熱が抑制される。第1開口面506aと第2開口面611aとの間の空隙302に熱が留まりがたくなる。モータ500と動力伝達機構600それぞれの昇温が抑制される。
According to this, heat transfer from one of the
この結果、ステータコイル510の絶縁電線の絶縁被膜の融解が抑制される。ステータコイル510で電気的な接続不良が生じることが抑制される。動力伝達機構600に被着される潤滑油の粘性の低下が抑制される。ギヤハウジング610内でのギヤ同士の噛み合いカ所での摩耗の発生が抑制される。
As a result, melting of the insulating coating of the insulated wire of the
上記したように第1開口面506aの全てと第2開口面611aの全てとが離間している。これによれば、モータ500と動力伝達機構600のうちの一方から他方への伝熱がより効果的に抑制される。
As described above, all of the
空隙302にモータシャフト501の一部が位置している。上記したように空隙302は外部雰囲気と連通している。
A part of the
これによればモータシャフト501の昇温が抑制される。モータシャフト501に設けられたロータ502の昇温が抑制される。永久磁石507の磁化強度の低下が抑制される。
According to this, the temperature rise of the
複数の開口303のうちの2つはモータシャフト501の延長方向に直交する放射方向において、空隙302を介して並んでいる。
Two of the plurality of
これによれば放射方向で並ぶ2つの開口303のうちの一方を介して、外部雰囲気から空隙302に空気が流入しやすくなる。2つの開口303のうちの他方を介して、空隙302から外部雰囲気に空気が流出しやすくなる。空隙302の空気が流動しやすくなる。これにより空隙302に熱が留まることが効果的に抑制される。第1開口面506aと第2開口面611aそれぞれから空隙302への放熱が促される。モータ500と動力伝達機構600それぞれの温度上昇が抑制される。モータシャフト501に設けられた永久磁石507の磁化強度の低下が抑制される。
This makes it easier for air to flow into the void 302 from the external atmosphere through one of the two
複数の開口303のうちの2つは、空隙302に設けられたモータシャフト501の一部を介してx方向に並んでいる。x方向が電気自動車の進退方向に沿っている。
Two of the plurality of
これによれば電気自動車の進退によって生じる走行風が空隙302を通りやすくなる。これにより空隙302に熱が留まることが効果的に抑制される。第1開口面506aと第2開口面611aそれぞれから空隙302への放熱が効果的に促される。永久磁石507の磁化強度の低下が効果的に抑制される。
According to this, traveling wind generated by advancing and retracting the electric vehicle easily passes through the
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present disclosure.
(第1の変形例)
本実施形態では第1開口面506aと第2開口面611aそれぞれがy方向に面する例を示した。しかしながら、第1開口面506aと第2開口面611aそれぞれに、y方向に突起したり凹んだりする凹凸が形成された構成を採用することができる。
(First modification)
In this embodiment, the example in which the
モータハウジング505とギヤハウジング610とが連結された状態で、第1開口面506aにはy方向において第2開口面611a側に突起したり第2開口面611aから離間する態様で凹んだりした部位が構成される。同様にして、第2開口面611aにはy方向において第1開口面506a側に突起したり第1開口面506aから離間する態様で凹んだりした部位が構成される。
In the state where the
この第1開口面506aにおける第2開口面611a側に突起した部位と、第2開口面611aにおける第1開口面506aから離間する態様で凹んだ部位とがy方向で対向している。同様にして、第2開口面611aにおける第1開口面506a側に突起した部位と、第1開口面506aにおける第2開口面611aから離間する態様で凹んだ部位とがy方向で対向している。これにより第1開口面506aと第2開口面611aの離間距離が全面にわたって一定になっている。
A portion of the
これによれば第1開口面506aと第2開口面611aとの間の空隙302の放射方向の長さが長くなる。そのために空隙302の放射方向の機械的抵抗が大きくなる。これにより空隙302への水などの異物の侵入が抑制される。モータシャフト501に異物が付着することが抑制される。第1開口面506aに形成された第1貫通孔506を介した水などの異物のモータハウジング505内部への侵入が抑制される。第2開口面611aに形成された第2貫通孔611を介した水などの異物のギヤハウジング610内部への侵入が抑制される。
According to this, the radial length of the
(第2の変形例)
本実施形態ではモータハウジング505とギヤハウジング610とが連結された状態で、第1フランジ部520の第1内面520aがy方向において第1開口面506aよりも第2開口面611a側に位置している例を示した。第2フランジ部620の第2内面620aがy方向において第2開口面611aよりも第1開口面506a側に位置している例を示した。
(Second modified example)
In the present embodiment, with the
しかしながら、モータハウジング505とギヤハウジング610とが連結された状態で、第1内面520aが放射方向で第1開口面506aと並ぶ構成を採用することもできる。この場合、第2内面620aはy方向において第2開口面611aよりも第1開口面506a側に位置している。
However, it is also possible to adopt a configuration in which the first
同様にして、モータハウジング505とギヤハウジング610とが連結された状態で、第2内面620aが放射方向で第2開口面611aと並ぶ構成を採用することもできる。この場合、第1内面520aはy方向において第1開口面506aよりも第2開口面611a側に位置している。
Similarly, it is also possible to adopt a configuration in which the second
本実施形態に係る構成、および、上記の2つの変形例の構成いずれにおいても、第1開口面506aと第2開口面611aとがy方向で離間する。第1開口面506aと第2開口面611aとの間に空隙302が構成される。複数の第1フランジ部520および複数の第2フランジ部620のうちの少なくとも一方が放射方向において空隙302と並ぶ構成になる。
In both the configuration according to the present embodiment and the configurations of the above two modified examples, the
(第3の変形例)
なお、本実施形態では複数の開口303のうちの2つが、空隙302に設けられたモータシャフト501の一部を介して電気自動車の進退方向に並ぶ例を示した。これにより電気自動車の進退によって生じる走行風を空隙302に通す例を示した。これに対して、例えば電気自動車に搭載されたラジエータファンで生じる風を、開口303を介して空隙302に通す構成を採用することもできる。
(Third Modification)
In the present embodiment, an example in which two of the plurality of
(その他の変形例)
本実施形態では電力変換装置400が直流電力を交流電力に、交流電力を直流電力に変換する機能を有する例を示した。しかしながら電力変換装置400は入力電力を昇降圧して出力する機能を有してもよい。また電力変換装置400にこの入力電力を昇降圧する電気機器が接続された構成を採用することもできる。この電気機器に含まれるスイッチ素子もECUによってPWM制御される。
(Other modifications)
In the present embodiment, an example is shown in which the
なお、本明細書に記載のECUはコンピュータまたはマイクロコンピュータとも呼ばれる。ECUは、制御対象を制御するための制御システムを提供する。本明細書に記載の少なくとも1つの機能は、その機能を提供するように構成された少なくとも1つのECUによって提供される。 The ECU described in this specification is also called a computer or a microcomputer. The ECU provides a control system for controlling the controlled object. At least one function described herein is provided by at least one ECU configured to provide that function.
ECUは少なくともハードウェアを含む。ECUはハードウェアの他に、記憶媒体に記録されたソフトウェアを含む場合がある。ECUはハードウェアのみによって提供される場合がある。 The ECU includes at least hardware. The ECU may include software recorded in a storage medium in addition to the hardware. The ECU may be provided solely by hardware.
ECUは、if−then−else形式と呼ばれる複数の論理、または、機械学習でチューニングされた学習済みモデルによって提供することができる。機械学習でチューニングされた学習済みモデルは、例えばニューラルネットワークで提供される。 The ECU can be provided by a plurality of logics called if-then-else form, or a trained model tuned by machine learning. The trained model tuned by machine learning is provided by, for example, a neural network.
本明細書に記載の少なくとも1つの機能は、少なくとも1つのECUによって提供される。ECUは、データ通信装置によってリンクされた複数のECUを含む場合がある。ECUは、(1)ハードウェアがソフトウェアを実行することで上記機能を達成する場合と、(2)ハードウェアによって上記機能を達成する場合と、(3)上記(2)の部分と上記(3)の部分との両方の組み合わせにより上記機能を達成する場合と、を含む。 At least one function described herein is provided by at least one ECU. The ECU may include multiple ECUs linked by a data communication device. The ECU includes (1) a case where the hardware achieves the above function by executing software, (2) a case where the hardware achieves the above function, (3) the above (2) part and the above (3). ) And the case where the above-mentioned function is achieved by a combination of both of them.
本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータによって実現されてもよい。本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、専用ハードウェア論理回路によって実現されてもよい。本明細書に記載のECUおよびその実行処理手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと1つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された1つ以上の専用コンピュータによって実現されてもよい。このコンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The ECU and the execution processing method thereof described in the present specification may be realized by a dedicated computer configuring a processor programmed to execute one or a plurality of functions embodied by a computer program. The ECU and the execution processing method thereof described in the present specification may be realized by a dedicated hardware logic circuit. The ECU and its execution processing method described in the present specification may be realized by one or more dedicated computers configured by a combination of a processor that executes a computer program and one or more hardware logic circuits. This computer program may be stored in a computer-readable non-transition tangible recording medium as an instruction executed by a computer.
ECUは、少なくともプログラムを格納したメモリと、このプログラムを実行する少なくとも1つのプロセッサと、を備えるコンピュータによって提供することができる。この場合、コンピュータはCPUまたはGPUなどと呼ばれる少なくとも1つのプロセッサコアを備える。CPUはCentral Processing Unitの略である。GPUはGraphics Processing Unitの略である。 The ECU can be provided by a computer including at least a memory storing a program and at least one processor executing the program. In this case, the computer comprises at least one processor core called CPU or GPU or the like. CPU is an abbreviation for Central Processing Unit. GPU is an abbreviation for Graphics Processing Unit.
上記のメモリは記憶媒体とも呼ばれる。メモリはプロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよびデータのうちの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または、光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、または、プログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。 The above memory is also called a storage medium. The memory is a non-transitional and substantive storage medium that non-temporarily stores "at least one of a program and data" readable by a processor. The storage medium is provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like. The program may be distributed by itself or as a storage medium storing the program.
ECUは、多数の論理ユニットを含むデジタル回路、または、アナログ回路を含むコンピュータによって提供することができる。この場合、コンピュータは、PGA、FPGA、CPLCなどと呼ばれる。PGAはProgrammable Gate Arrayの略である。FPGAはField Programmable Gate Arrayの略である。CPLCはComplex Programmable Logic Deviceの略である。デジタル回路は「プログラムおよびデータのうちの少なくとも一方」を格納したメモリを備える場合がある。 The ECU can be provided by a digital circuit including a large number of logic units or a computer including an analog circuit. In this case, the computer is called PGA, FPGA, CPLC, etc. PGA is an abbreviation for Programmable Gate Array. FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array. CPLC is an abbreviation for Complex Programmable Logic Device. The digital circuit may include a memory that stores “at least one of a program and data”.
100…動力伝達システム、110…走行輪、200…バッテリ、300…車両用動力伝達装置、302…空隙、303…開口、500…モータ、501…モータシャフト、502…ロータ、503…ステータ、505…モータハウジング、506…第1貫通孔、506a…第1開口面、507…永久磁石、509…ステータコア、510…ステータコイル、520…第1フランジ部、600…動力伝達機構、601…インプットシャフト、602…カウンターシャフト、603…アウトプットシャフト、610…ギヤハウジング、611…第2貫通孔、611a…第2開口面、620…第2フランジ部 100... Power transmission system, 110... Running wheels, 200... Battery, 300... Vehicle power transmission device, 302... Air gap, 303... Opening, 500... Motor, 501... Motor shaft, 502... Rotor, 503... Stator, 505... Motor housing, 506... First through hole, 506a... First opening surface, 507... Permanent magnet, 509... Stator core, 510... Stator coil, 520... First flange portion, 600... Power transmission mechanism, 601... Input shaft, 602 ... counter shaft, 603... output shaft, 610... gear housing, 611... second through hole, 611a... second opening face, 620... second flange portion
Claims (5)
前記モータシャフトの他端側と噛み合わされるインプットシャフト(601)と、前記インプットシャフトから動力の伝達されるアウトプットシャフト(603)と、前記インプットシャフト、および、前記アウトプットシャフトの一部、それぞれを収納するギヤハウジング(610)と、を備える動力伝達機構(600)と、を有し、
前記ステータコイルは導線が絶縁被膜で覆われた絶縁電線を有し、
前記絶縁電線が前記ステータコアに巻き回されることで、前記ステータコイルが前記ステータコアに設けられ、
前記ギヤハウジング内に潤滑油が被着され、
前記モータシャフトの他端側を外部に露出するための第1貫通孔(506)が前記モータハウジングに形成され、
前記モータシャフトの他端側を前記ギヤハウジングの内部に挿入するための第2貫通孔(611)が前記ギヤハウジングに形成され、
前記モータハウジングにおける前記第1貫通孔の開口する第1開口外面(506a)と、前記ギヤハウジングにおける前記第2貫通孔の開口する第2開口外面(611a)とが、前記モータシャフトの延長方向で対向する態様で、前記モータハウジングと前記ギヤハウジングとが連結され、
前記第1開口外面と前記第2開口外面の少なくとも一部が前記延長方向で離間し、
前記第1開口外面と前記第2開口外面との間の空隙(302)が外部雰囲気と連通している車両用動力伝達装置。 A motor shaft (501), a rotor (502) provided on the motor shaft, a stator core (509) arranged to face the rotor, a stator coil (510) provided on the stator core, and A motor (500) including: a motor housing (505) that houses each of the one end side, the rotor, the stator core, and the stator coil;
An input shaft (601) meshed with the other end of the motor shaft, an output shaft (603) to which power is transmitted from the input shaft, the input shaft, and a part of the output shaft are housed. And a power transmission mechanism (600) including a gear housing (610) for
The stator coil has an insulated electric wire whose conductor is covered with an insulating coating,
By winding the insulated wire around the stator core, the stator coil is provided in the stator core,
Lubricating oil is deposited in the gear housing,
A first through hole (506) for exposing the other end of the motor shaft to the outside is formed in the motor housing,
A second through hole (611) for inserting the other end of the motor shaft into the gear housing is formed in the gear housing;
A first opening outer surface (506a) of the motor housing, in which the first through hole is opened, and a second opening outer surface (611a) of the gear housing, in which the second through hole is opened, extend in the extension direction of the motor shaft. The motor housing and the gear housing are connected to each other in an opposing manner,
At least a part of the first opening outer surface and the second opening outer surface are separated in the extension direction,
A power transmission device for a vehicle, wherein a gap (302) between the outer surface of the first opening and the outer surface of the second opening communicates with an external atmosphere.
前記ギヤハウジングに第2フランジ部(620)が複数形成され、
複数の前記第1フランジ部それぞれは、前記延長方向に直交する放射方向に前記第1開口外面から離間し、
複数の前記第2フランジ部それぞれは、前記放射方向に前記第2開口外面から離間し、
複数の前記第1フランジ部と複数の前記第2フランジ部それぞれが前記延長方向で互いに接触し、
複数の前記第1フランジ部と複数の前記第2フランジ部それぞれが前記延長方向で互いに近接する態様でボルト止めされ、
複数の前記第1フランジ部および複数の前記第2フランジ部のうちの少なくとも一方が前記放射方向において前記空隙と並び、
前記第1開口外面の全てと前記第2開口外面の全てが前記延長方向で離間している請求項1に記載の車両用動力伝達装置。 A plurality of first flange portions (520) are formed on the motor housing,
A plurality of second flange portions (620) are formed on the gear housing,
Each of the plurality of first flange portions is separated from the first opening outer surface in a radial direction orthogonal to the extension direction,
Each of the plurality of second flange portions is separated from the second opening outer surface in the radial direction,
Each of the plurality of first flange portions and each of the plurality of second flange portions contact each other in the extension direction,
A plurality of the first flange portions and a plurality of the second flange portions, respectively, are bolted in a manner that they are close to each other in the extension direction,
At least one of the plurality of first flange portions and the plurality of second flange portions is aligned with the gap in the radial direction,
The power transmission device for a vehicle according to claim 1, wherein all of the first opening outer surface and all of the second opening outer surface are separated in the extension direction.
少なくとも3つの前記締結部が前記延長方向まわりの周方向で離間して並び、
前記周方向で隣り合って並ぶ2つの前記締結部の間に前記空隙と外部雰囲気とを連通する連通口(303)が構成され、
2つの前記連通口が前記放射方向で並んでいる請求項2に記載の車両用動力伝達装置。 If the one first flange portion and the one second flange portion that are bolted together are collectively a fastening portion,
At least three of the fastening portions are arranged side by side in a circumferential direction around the extension direction,
A communication port (303) that communicates the void and the external atmosphere is formed between the two fastening portions that are arranged side by side in the circumferential direction,
The vehicle power transmission device according to claim 2, wherein the two communication ports are arranged in the radial direction.
前記モータシャフトを介して2つの前記連通口が前記放射方向に並び、
前記モータシャフトを介した2つの前記連通口の並ぶ方向が、車両の進退方向に沿っている請求項3に記載の車両用動力伝達装置。 A part of the motor shaft is located in the gap,
The two communication ports are arranged in the radial direction via the motor shaft,
The vehicle power transmission device according to claim 3, wherein a direction in which the two communication ports are arranged side by side through the motor shaft is along an advancing/retreating direction of the vehicle.
前記第1開口外面における前記第2開口外面側に突起した部位と、前記第2開口外面における前記第1開口外面から離間する態様で凹んだ部位とが前記延長方向で対向し、
前記第1開口外面における前記第2開口外面から離間する態様で凹んだ部位と、前記第2開口外面における前記第1開口外面側に突起した部位とが前記延長方向で対向している請求項2〜4いずれか1項に記載の車両用動力伝達装置。 The first opening outer surface and the second opening outer surface are each formed with projections and depressions protruding or recessed in the extension direction,
A portion of the outer surface of the first opening that protrudes toward the outer surface of the second opening and a portion of the outer surface of the second opening that is recessed away from the outer surface of the first opening face each other in the extension direction,
3. The portion of the outer surface of the first opening, which is recessed in a state of being separated from the outer surface of the second opening, and the portion of the outer surface of the second opening, which protrudes toward the outer surface of the first opening, face each other in the extension direction. The power transmission device for vehicles according to any one of to 4.
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