JP2020188584A - モータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトによって片持ち保持される電動機用ステータにおいて簡単な構造を有するとともに安定した動作が可能なモータユニットを提供する。【解決手段】ロータと、ステータと、ロータおよびステータを収容するハウジング５と、を有し、ハウジングは、内部のモータ軸に沿う軸方向一方側にステータを保持するステータ保持部を有し、ステータの軸方向他方側の端面の少なくとも下部に沿って配置されるとともに、少なくとも２個の固定ボルト２８によって固定される支持部材８を有する。支持部材は、径方向外縁から径方向外方に延びる支持凸部８４を有し、支持凸部の径方向外端部は、ステータの外周面よりも径方向外方に位置するとともに少なくともハウジングの内周面上におけるステータの下部の外周面に対向する部分と接触する。【選択図】図３

Description

本発明は、モータユニットに関する。

特開２０１７−１２７１０３号公報に記載の電動機では、ステータが、複数のティース部よりも径方向外側に周方向に間隔を置いて形成される複数のボルト挿通部を備える。各ボルト挿通部のボルト孔にボルトを挿通し、ボルトの先端部をハウジングに形成されたねじ穴に螺合することで、ステータコアすなわち電動機用ステータがハウジングに固定される。

特開２０１７−１２７１０３号公報

電動機を車両の駆動用に用いる場合、電動機の中心軸が水平となるように配置される。特開２０１７−１２７１０３号公報に記載の電動機において、電動機用ステータは、ボルトによって片持ち保持される。そのため、ステータの重量によって片持ち保持における自由端側が垂れ下がり、電動機の安定した動作が困難になる虞がある。

そこで本発明は、簡単な構造を有するとともに安定した動作が可能なモータユニットを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータユニットは、水平方向に沿って延びるモータ軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータと径方向に隙間を介して対向するステータと、内部に前記ロータおよび前記ステータを収容するハウジングと、を有し、前記ハウジングは、内部の前記モータ軸に沿う軸方向一方側に前記ステータを保持するステータ保持部を有し、前記ステータは、前記軸方向に貫通するとともに周方向に配列された複数のステータ固定孔と、各前記ステータ固定孔に前記軸方向他方側から挿入されて前記ステータ保持部にねじ止めされる複数の固定ボルトと、を有し、前記ステータの前記軸方向他方側の端面の少なくとも下部に沿って配置されるとともに、少なくとも２個の前記固定ボルトによって固定される支持部材を有し、前記支持部材は、径方向外縁から径方向外方に延びる支持凸部を有し、前記支持凸部の径方向外端部は、前記ステータの外周面よりも径方向外方に位置するとともに少なくとも前記ハウジングの内周面上における前記ステータの下部の外周面に対向する部分と接触する。

本発明の例示的なモータユニットによれば、簡単な構造を有するとともに安定した動作が可能となる。

図１は、一実施形態のモータユニットの概念図である。 図２は、モータユニットの斜視図である。 図３は、モータユニットの閉塞部材５３を取り外した側面図である。 図４は、図３に示すモータユニット１のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。 図５は、図３に示すモータユニットのＶ−Ｖ線で切断した断面図である。 図６は、モータユニットのギヤ部を示す斜視図である。 図７は、ハウジングの分解斜視図である。 図８は、支持部材を示す平面図である。 図９は、支持部材の周方向中間部に配置された第１支持凸部と周壁部の内周面との接触部分の拡大図である。 図１０は、支持部材の周方向端部に配置された第１支持凸部と周壁部の内周面との接触部分の拡大図である。 図１１は、支持部材の第２支持凸部と周壁部の内周面との接触部分の拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

以下の説明では、モータユニット１が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側（重力方向の反対側）であり、−Ｚ方向が下側（重力方向）である。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であってモータユニット１が搭載される車両の前後方向を示し、＋Ｘ方向が車両前方であり、−Ｘ方向が車両後方である。ただし、＋Ｘ方向が車両後方であり、−Ｘ方向が車両前方となることもありうる。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の幅方向（左右方向）を示し、＋Ｙ方向が車両左方であり、−Ｙ方向が車両右方である。但し、＋Ｘ方向が車両後方となる場合には、＋Ｙ方向が車両右方であり、−Ｙ方向が車両左方となることもありうる。すなわち、Ｘ軸の方向に関わらず、単に＋Ｙ方向が車両左右方向の一方側となり、−Ｙ方向が車両左右方向の他方側となる。また、モータユニット１の車両への搭載方法によっては、Ｘ軸方向が車両の幅方向（左右方向）で、Ｙ軸方向が車両の前後方向になることもありうる。

以下の説明において特に断りのない限り、モータ２のモータ軸Ｊ２に平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、モータ軸Ｊ２と直交する径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸Ｊ２を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。さらに、上述した「平行な方向」は、完全に平行な場合のみでなく、略平行な方向も含む。

＜１．モータユニット１＞
以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態にかかるモータユニット１について説明する。図１は、一実施形態のモータユニット１の概念図である。図２は、モータユニット１の斜視図である。図３は、モータユニット１の閉塞部材５３を取り外した側面図である。図４は、図３に示すモータユニット１のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。図５は、図３に示すモータユニット１のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。なお、図１は、あくまで概念図であり、各部の配置および寸法は、実際のモータユニット１と同じであるとは限らない。また、図３では、インバータユニット７の図示を省略している。さらに、図４、図５では、ギヤ部３およびインバータユニット７の図示を省略している。

モータユニット１は、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、少なくともモータを動力源とする車両に搭載される。モータユニット１は、上記の自動車の動力源として使用される。

図１に示すように、モータユニット１は、モータ２と、ギヤ部３と、ポンプ４と、ハウジング５と、インバータユニット７と、を有する。

図１に示すように、モータ２は、水平方向に延びるモータ軸Ｊ２を中心として回転するロータ２１と、ロータ２１の径方向外側に位置するステータ２５と、を有する。ハウジング５の内部は、モータ２およびギヤ部３を収容する収容空間６が設けられる。収容空間６は、モータ２を収容するモータ収容部６１と、ギヤ部３を収容するギヤ収容部６２と、に区画される。

＜２．モータ２＞
モータ２は、ハウジング５のモータ収容部６１に収容される。モータ２は、ロータ２１と、ステータ２５と、を有する。

＜２．１ ロータ２１＞
ロータ２１は、図示略のバッテリからステータ２５に電力が供給されることで回転する。ロータ２１は、モータシャフト２２と、ロータコア２３と、ロータマグネット（不図示）と、を有する。ロータ２１は、水平方向に延びるモータ軸Ｊ２を中心として回転可能である。

モータシャフト２２は、水平方向かつ車両の幅方向に延びるモータ軸Ｊ２を中心として軸方向に延びる。モータシャフト２２は、モータ軸Ｊ２を中心として回転する。モータシャフト２２は、内部にモータ軸Ｊ２に沿って延びる内周面を有する中空部２２０が設けられた中空シャフトである。

モータシャフト２２は、ハウジング５のモータ収容部６１とギヤ収容部６２とを跨いで延びる。モータシャフト２２の一方の端部（＋Ｙ側）は、ギヤ収容部６２側に突出する。ギヤ収容部６２内に突出するモータシャフト２２の端部には、ギヤ部３の後述する第１ギヤ３１１が固定される。モータシャフト２２は、不図示のベアリングによってハウジング５に回転可能に支持される。

また、モータシャフト２２は、モータ収容部６１内の部分と、ギヤ収容部６２内の部分とに分割可能であってもよい。モータシャフト２２が分割可能である場合、分割されたモータシャフト２２は、例えば、雄ねじおよび雌ねじを用いたねじカップリングを採用することが可能である。また、分割されたモータシャフト２２を溶接等の固定方法にて接合してもよい。

ロータコア２３は、珪素鋼板を積層して形成される。ロータコア２３は、軸方向に沿って延びる円柱体である。ロータコア２３には、複数のロータマグネット（不図示）が固定される。複数のロータマグネット（不図示）は、磁極を交互にして周方向に沿って並ぶ。

＜２．２ ステータ２５＞
ステータ２５は、ロータ２１を径方向外側から囲む。すなわち、ステータ２５は、ロータ２１と径方向に隙間を介して対向する。モータ２は、ステータ２５の内側にロータ２１が回転可能に配置されたインナーロータ型モータである。ステータ２５は、ステータコア２６と、コイル２７と、固定ボルト２８と、ステータコア２６とコイル２７との間に介在するインシュレータ（図示略）とを有する。ステータ２５は、ハウジング５に保持される。

＜２．２．１ ステータコア２６＞
ステータコア２６は、複数枚のケイ素鋼板等の電磁鋼板を積層して構成される。なお、磁性体の粉末を焼結等によって成形した成形体であってもよい。ステータコア２６は、円環状のヨークの内周面から径方向内方に複数の磁極歯（不図示）を有する。磁極歯の間には、コイル線が掛けまわされる。磁極歯に掛けまわされたコイル線は、コイル２７を構成する。コイル線は、図示略のバスバーを介してインバータユニット７に接続される。コイル２７は、ステータコア２６の軸方向端面から突出するコイルエンド２７１を有する。コイルエンド２７１は、ロータ２１のロータコア２３の端部よりも軸方向に突出する。

ステータコア２６は、ステータ固定凸部２６１と、ステータ固定孔２６２と、を有する。ステータ固定凸部２６１は、ステータコア２６の径方向外縁から径方向外方に突出するとともに、軸方向に延びる。ステータ固定凸部２６１は、ステータコア２６と同一の部材で形成される。ステータ固定孔２６２は、ステータ固定凸部２６１の内部に形成され、ステータ固定凸部２６１を軸方向に貫通する。すなわち、ステータ２は、径方向外縁から径方向に突出するとともに軸方向に延びるステータ固定凸部２６１を有し、ステータ固定孔２６２は、ステータ固定凸部２６１の内部に形成される。ステータ固定凸部２６１がステータコア２６の径方向外縁から径方向外方に突出させるとともに、ステータ固定凸部２６１にステータ固定孔２６２を形成することで、ステータコア２６の内部で発生する磁力の乱れを抑制できる。

固定ボルト２８は、ステータ固定孔２６２に挿入される。固定ボルト２８は、ステータコア２６の軸方向の長さよりも長く、少なくとも先端に雄ねじを有する。固定ボルト２８をステータ固定孔２６２の軸方向他方側（−Ｙ方向側）の開口から挿入したとき、固定ボルト２８の先端は、ステータ固定孔２６２の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）から突出する。つまり、固定ボルト２８に形成された雄ねじがステータ固定孔２６２の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）から突出する。固定ボルト２８のステータ固定孔２６２から突出した先端の雄ねじを、ハウジング５の後述するステータ保持部５１７のねじ穴５１９にねじ込むことで、ステータコア２６が固定される。

すなわち、ステータ２は、軸方向に貫通するとともに周方向に配列された複数のステータ固定孔２６２と、ステータ固定孔２６２に軸方向他方側から挿入されてステータ保持部５１７にねじ止めされる複数の固定ボルト２８と、を有する。

上述したように、ステータコア２６は、ステータ固定凸部２６１に形成されたステータ固定孔２６２に固定ボルト２８を挿入し、ハウジング５のステータ保持部５１７に固定ボルト２８をねじ込むことで固定される。本実施形態のステータコア２６では、安定して保持するため、ステータ固定凸部２６１およびステータ固定孔２６２を４個備えている。そして、４個のステータ固定凸部２６１およびステータ固定孔２６２は、いずれも周方向に等間隔で配置される。しかしながら、ステータ固定凸部２６１およびステータ固定孔２６２の数および配置はこれに限定されない。４個以外であってもよいし、周方向間隔にばらつきがあってもよい。

図３に示すように、本実施形態にかかるモータユニット１において、ステータ保持部５１７は、軸方向から見て、モータ軸Ｊ２の上下左右に配置される。なお、ここで、上下は、モータ軸Ｊ２に対して正確に鉛直方向上方、下方だけでなく、ステータコア２６全体に対する上方、下方も含む。左右も同様に、ステータコア２６の全体に対する左方、右方も含む。

＜３． ギヤ部３＞
ギヤ部３は、モータの駆動力を車両の車輪を駆動する駆動シャフトＤｓに伝達する。ギヤ部３の詳細について、図面を参照して説明する。図６は、モータユニット１のギヤ部３を示す斜視図である。図１、図６に示すように、ギヤ部３は、ハウジング５のギヤ収容部６２に収容される。ギヤ部３は、軸方向一方側（＋Ｙ方向側）においてモータシャフト２２に接続される。ギヤ部３は、減速装置３１と、差動装置３２と、を有する。

＜３．１ 減速装置３１＞
図１、図６に示すように、減速装置３１は、モータシャフト２２に接続される。減速装置３１は、モータ２の回転速度を減じて、モータ２から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる機能を有する。減速装置３１は、モータ２から出力されるトルクを差動装置３２へ伝達する。

減速装置３１は、第１ギヤ（中間ドライブギヤ）３１１と、第２ギヤ（中間ギヤ）３１２と、第３ギヤ（ファイルナルドライブギヤ）３１３と、中間シャフト３１４と、を有する。モータ２から出力されるトルクは、モータシャフト２２、第１ギヤ３１１、第２ギヤ３１２、中間シャフト３１４および第３ギヤ３１３を介して差動装置３２のリングギヤ（ギヤ）３２１へ伝達される。各ギヤのギヤ比およびギヤの個数等は、必要とされる減速比に応じて種々変更可能である。減速装置３１は、各ギヤの軸芯が平行に配置される平行軸歯車タイプの減速機である。

第１ギヤ３１１は、モータシャフト２２の外周面に設けられる。第１ギヤ３１１は、モータシャフト２２と同一の部材であってもよいし、別の部材であって強固に固定されてもよい。第１ギヤ３１１は、モータシャフト２２とともに、モータ軸Ｊ２を中心に回転する。

中間シャフト３１４は、モータ軸Ｊ２と平行な中間軸Ｊ４に沿って延びる。中間シャフト３１４の両端は、ベアリングを介して後述する第１ハウジング部材５１の側板部５１２および第２ハウジング部材５２に回転可能に支持される。

中間シャフト３１４は、ハウジング５に中間軸Ｊ４を中心として回転可能に支持される。第２ギヤ３１２および第３ギヤ３１３は、中間シャフト３１４の外周面に設けられる。第２ギヤ３１２は、中間シャフト３１４と同一の部材であってもよいし、別の部材であって強固に固定されてもよい。第３ギヤ３１３も第２ギヤ３１２と同様である。第３ギヤ３１３は、第２ギヤ３１２に対して側板部５１２側に位置する。

第２ギヤ３１２と第３ギヤ３１３とは、中間シャフト３１４を介して接続される。第２ギヤ３１２および第３ギヤ３１３は、中間軸Ｊ４を中心として回転する。第２ギヤ３１２は、第１ギヤ３１１に噛み合う。第３ギヤ３１３は、差動装置３２のリングギヤ３２１と噛み合う。

モータシャフト２２のトルクは、第１ギヤ３１１から第２ギヤ３１２に伝達される。そして、第２ギヤ３１２に伝達されたトルクは、中間シャフト３１４を介して第３ギヤ３１３に伝達される。さらに、第３ギヤ３１３に伝達されたトルクは、差動装置３２のリングギヤ３２１に伝達される。このようにして、減速装置３１は、モータ２から出力されたトルクを、差動装置３２に伝達する。

＜３．２ 差動装置３２＞
差動装置３２は、車両の駆動シャフトＤｓに取り付けられる。差動装置３２は、モータ２の出力トルクを駆動シャフトＤｓに伝達する。駆動シャフトＤｓは、差動装置３２の左右にそれぞれ取り付けられている。差動装置３２は、例えば、車両の旋回時に、左右の車輪（駆動シャフトＤｓ）の速度差を吸収しつつ、左右の駆動シャフトＤｓに同トルクを伝える機能を有する。差動装置３２は、リングギヤ３２１と、ギヤハウジング（不図示）と、一対のピニオンギヤ（不図示）と、ピニオンシャフト（不図示）と、一対のサイドギヤ（不図示）と、を有する。

リングギヤ３２１は、モータ軸Ｊ２と平行な差動軸Ｊ５を中心として回転する。リングギヤ３２１には、モータ２から出力されるトルクが減速装置３１を介して伝えられる。

＜３．３ パーキング機構３３＞
例えば、電気自動車では、サイドブレーキ以外に車両にブレーキをかける制動機構がない。そのため、モータユニット１には、シフトレバー（不図示）をパーキングの位置に移動させたときに、車両をロックするパーキング機構３３が取り付けられる場合がある。

図６に示すように、パーキング機構３３は、パーキングギヤ３３１と、回転阻止部３３２と、パーキングモータ３３３と、を有する。パーキングギヤ３３１は、中間シャフト３１４に固定され、中間シャフト３１４とともに中間軸Ｊ４周りに回転する。回転阻止部３３２は、パーキングギヤ３３１の歯間に移動してパーキングギヤ３３１の回転を阻止する。パーキングモータ３３３は、回転阻止部３３２を駆動する。

モータ２の動作時において、回転阻止部３３２は、パーキングギヤ３３１から退避する。なお、回転阻止部３３２のパーキングギヤ３３１からの退避は、例えば、ばね等の弾性部材によってなされる。一方、シフトレバーがパーキングの位置にあるときは、パーキングモータ３３３が回転阻止部３３２をパーキングギヤ３３１の歯間に移動させる。これにより、回転阻止部３３２が、パーキングギヤ３３１の回転を阻止し、車両を制動状態に維持する。車両がＨＶ、ＰＨＶ等で、内燃機関および変速機を有する場合、パーキング機構３３は省略可能である。

＜４． ハウジング５＞
図７は、ハウジング５の分解斜視図である。ハウジング５は、第１ハウジング部材５１と、第２ハウジング部材５２と、閉塞部材５３と、を有する。第２ハウジング部材５２は、第１ハウジング部材５１の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）に位置する。閉塞部材５３は、第１ハウジング部材５１の軸方向他方側（−Ｙ方向側）に位置する。ハウジング５は４以上の部材で構成されてもよい。

図１において、ハウジング５は、内部に収容空間６を有する。収容空間６内には、モータ２およびギヤ部３が収容される。収容空間６は、後述する側板部５１２によってモータ収容部６１とギヤ収容部６２とに区画される。モータ収容部６１には、モータ２が収容される。ギヤ収容部６２には、ギヤ部３（すなわち、減速装置３１および差動装置３２）が収容される。閉塞部材５３は、第１ハウジング部材５１の周壁部５１１に固定される。閉塞部材５３は、筒状の第１ハウジング部材５１の開口を塞ぐ。すなわち、ハウジング５は、内部にロータ２１およびステータ２５を収容する。

第１ハウジング部材５１の周壁部５１１と閉塞部材５３とによって囲まれた空間にモータ２が収容される。すなわち、周壁部５１１と閉塞部材５３とは、モータ収容部６１を構成する。同様に、第１ハウジング部材５１の側板部５１２と第２ハウジング部材５２とによって囲まれた空間にギヤ部３が収容される。側板部５１２と第２ハウジング部材５２とは、ギヤ収容部６２を構成する。

第１ハウジング部材５１は、周壁部５１１と、側板部５１２と、挿通孔５１４と、第１駆動シャフト通過孔５１５と、側板開口５１６と、ステータ保持部５１７と、を有する。

周壁部５１１は、軸方向に延びる筒状である。周壁部５１１の内部には、モータ２が収容される。周壁部５１１の内側の空間は、モータ収容部６１を構成する。本実施形態の第１ハウジング部材５１において、周壁部５１１と、側板部５１２とは、同一の部材で形成される。周壁部５１１の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）の端部は側板部５１２にて閉じられる。

側板部５１２は、突出部５１３を有する。突出部５１３は、周壁部５１１よりも鉛直方向下方側（−Ｚ方向側）に突出する。第１駆動シャフト通過孔５１５は、突出部５１３に備えられる。駆動シャフトＤｓは、第１駆動シャフト通過孔５１５を回転可能な状態で貫通する。駆動シャフトＤｓと第１駆動シャフト通過孔５１５との間は、オイルＣＬの漏れを抑制するため、オイルシール（不図示）が設けられる。駆動シャフトＤｓの先端には、車輪を回転させる車軸（不図示）が接続される。また、突出部５１３の軸方向他方側（−Ｙ方向側）には、ポンプ収容部５４が備えられる。

挿通孔５１４は、側板部５１２に形成され、軸方向に貫通する。挿通孔５１４の中心は、モータ軸Ｊ２と一致する。そして、挿通孔５１４には、モータシャフト２２が挿通される。側板開口５１６は、モータ収容部６１とギヤ収容部６２とを区画する側板部５１２に設けられる。側板開口５１６は、モータ収容部６１とギヤ収容部６２とを連通させる。

ステータ保持部５１７は、ステータコア２６を保持する。図４に示すように、ステータ保持部５１７は、周壁部５１１の内部に配置され、径方向内方に突出する。さらに詳しくは、ステータ保持部５１７は、周壁部５１１の内部の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）に配置される。すなわち、ステータ保持部５１７は、ハウジング５内部のモータ軸Ｊ２に沿う軸方向一方側に配置されてステータ２を保持する。ステータ保持部５１７は、軸方向に延びるねじ穴５１９を有する。

ステータ保持部５１７のねじ穴５１９は、ステータ固定孔２６２に挿入された固定ボルト２８のステータ固定孔２６２の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）から突出する部分が挿入される。固定ボルト２８の少なくとも先端には、雄ねじが形成されている。そして、ねじ穴５１９には、固定ボルト２８に形成された雄ねじをねじ止め可能な雌ねじを有する。ステータコア２６が４個のステータ固定凸部２６１およびステータ固定孔２６２を有しているため、ステータ保持部５１７も同数、すなわち、４個備えられる。

ここで、ステータコア２６の周壁部５１１の内部への取り付けについて説明する。インシュレータ、コイル２７、固定ボルト２８等の部品が取り付けられたステータコア２６が周壁部５１１の軸方向他方側の開口から挿入される。このとき、ステータコア２６は、ステータ固定凸部２６１がステータ保持部５１７と軸方向に重なった状態でモータ軸Ｊ２に沿って軸方向他方側から一方側に周壁部５１１の内部に挿入される。このとき、固定ボルト２８は、ステータ固定孔２６２に挿入されている。

ステータ固定凸部２６１の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）の端面をステータ保持部５１７に接触させ、固定ボルト２８の雄ねじを、ステータ保持部５１７のねじ穴５１９にねじ込む。４か所のすべての固定ボルト２８の雄ねじをねじ穴５１９にねじ込むことで、ステータコア２６は、ステータ保持部５１７に接触した状態で、保持される。つまり、ステータコア２６は、第１ハウジング部材５１の内部に固定される。

モータユニット１において、ステータコア２６は、周壁部５１１の内部に収容される。このとき、周壁部５１１の内周面は、ステータコア２６の挿入を容易にするため、開口側、つまり、軸方向他方側が広くなる傾斜が形成されている。

図４に示すように、周壁部５１１の内部には、ハウジング凸部５１８が形成される。ハウジング凸部５１８は、周壁部５１１の内周面の下部から径方向内側に突出する。ハウジング凸部５１８の径方向内端は、周壁部５１１の内部に保持されたステータコア２６の外周面の鉛直下側の部分と接触する。すなわち、ハウジング５は、内周面から径方向内側に突出するハウジング凸部５１８を有し、ハウジング凸部５１８は、ステータ２の外周面の鉛直下方に面する部分と接触する。

つまり、ハウジング凸部５１８は、ステータコア２６を鉛直下側から支持する。ハウジング凸部５１８は、周壁部５１１の内部に配置された、ステータ保持部５１７よりも軸方向他方側に配置され、軸方向に延びる。つまり、ハウジング凸部５１８は、ステータコア２６の外周面の鉛直下側の部分の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）の一部を鉛直下側から支持する。なお、図４に示すモータユニット１では、ハウジング凸部５１８は、ステータコア２６のステータ固定凸部２６１の鉛直下側を支持しているが、これに限定されない。ステータコア２６の下部の外周面と接触すればよい。

本実施形態にかかるモータユニット１では、モータ軸Ｊ２が水平方向に延びる。そのため、ステータコア２６は、軸方向一方側（＋Ｙ方向側）の端部がステータ保持部５１７に固定ボルト２８で固定されて軸方向一方側（＋Ｙ方向側）の一部がハウジング凸部５１８に支持される。

上述したとおり、ステータコア２６は、電磁鋼板を積層した構成であり重量が大きい。そのため、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）の端部が自由端である場合、軸方向他方側（−Ｙ方向側）の端部が下方にたわむ。本実施形態にかかるモータユニット１は、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）のたわみを防止する支持部材８を備える。

図８は、支持部材８を示す平面図である。図９は、支持部材８の周方向中間部に配置された第１支持凸部８４１と周壁部５１１の内周面との接触部分の拡大図である。図１０は、支持部材８の周方向端部に配置された第１支持凸部８４１と周壁部５１１の内周面との接触部分の拡大図である。図１１は、支持部材８の第２支持凸部８４２と周壁部５１１の内周面との接触部分の拡大図である。

図８に示すように、支持部材８は、支持フレーム８１と、フレーム取付凸部８２と、フレーム取付孔８３と、支持凸部８４とを有する。支持部材８は、ステータコア２６の重量を支持可能な強度を有する。支持フレーム８１は、円環を周方向に切断した形状、換言すると、アーチ状の板部材である。以下の説明において、支持フレーム８１に対し、ステータコア２６に取り付けた状態を基準として軸方向、径方向、周方向を定義する。なお、支持フレーム８１は、アーチ状に限定されない。例えば、折れ線状であってもよいし、棒状であってもよい。また、支持フレーム８１は円環状であってもよい。すなわち、支持部材８は、円環状であってもよい。

フレーム取付凸部８２は、支持フレーム８１の径方向外縁から径方向外側に延びる。本実施形態において、支持部材８は、２個のフレーム取付凸部８２を有する。２個のフレーム取付凸部８２は、周方向に離れて配置される。２個のフレーム取付凸部８２の周方向の間隔は、周方向に隣り合うステータ保持部５１７の周方向の間隔と同じである。さらに説明すると、軸方向他方側（−Ｙ方向側）から軸方向一方側（＋Ｙ方向側）に見たとき、鉛直方向の最も下に配置されるステータ保持部５１７と反時計回り方向に隣り合うステータ保持部５１７との周方向の間隔と同じである。

そして、２個のフレーム取付凸部８２のそれぞれには、軸方向に貫通するフレーム取付孔８３が形成される。２個のフレーム取付孔８３の周方向の間隔は、周方向に隣り合うステータ保持部５１７の周方向の間隔と同じである。さらに説明すると、軸方向他方側（−Ｙ方向側）から軸方向一方側（＋Ｙ方向側）に見たとき、鉛直方向の最も下に配置されるステータ保持部５１７と反時計回り方向に隣り合うステータ保持部５１７との周方向の間隔と同じである。なお、本実施形態における支持部材８は、フレーム取付凸部８２およびフレーム取付孔８３を２個ずつ有するが、これに限定されない。例えば、フレーム取付凸部８２およびフレーム取付孔８３を３個ずつ備えていてもよい。少なくとも２個以上で、ステータ固定凸部２６１およびステータ固定孔２６２の個数以下であればよい。

図８に示すように、支持部材８は、４個の支持凸部８４を備える。支持凸部８４は、支持フレーム８１の径方向外縁から径方向外側に突出する。すなわち、支持部材８は、径方向外縁から径方向外方に延びる支持凸部８４を有する。図８に示すように、支持部材８は、周方向の中央を通る面を挟んで線対称形状である。そのため、周方向両端の支持凸部８４は、同じ形状である。なお、これに限定されず、非対称形状であってもよい。

図８に示す支持部材８では、４個の支持凸部８４のうち、左側から３個の支持凸部８４を第１支持凸部８４１とし、右端の支持凸部８４を第２支持凸部８４２として説明する。

次に、支持部材８のステータコア２６への取り付けについて説明する。支持部材８は、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）の端面の下部に沿って配置される。固定ボルト２８を２個のフレーム取付孔８３に貫通させて、ステータ保持部５１７のねじ穴５１９にねじ込むことにより、支持部材８は、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）の端面に取り付けられる。すなわち、支持部材８は、少なくともステータ２の軸方向他端面の下部に沿って配置されるとともに、少なくとも２個の固定ボルト２８によってステータ２に固定される。

さらに説明すると、２個の支持ボルト孔８３の一方に、鉛直方向において最も下方に配置される固定ボルト２８を貫通させる。そして、他方の支持ボルト孔８３に周方向に隣り合う固定ボルト２８を貫通させる。固定ボルト２８の先端を、ステータ保持部５１７のねじ穴５１９にねじ込むことで支持部材８は、固定ボルト２８によって、ステータコア２６の軸方向他端面に取り付けられる。すなわち、支持部材８はアーチ状であり、固定ボルト２８が挿入される支持ボルト孔８３を少なくとも２個備え、支持ボルト孔８３の一方には、鉛直方向において最も下に配置される固定ボルト２８が貫通する。このように、支持部材８を固定することで、ステータコア２６の鉛直方向下方に向く部分を支持することができ、ステータ２のたわみを抑制できる。

図３に示すように、支持フレーム８１の径方向外縁は、ステータコア２６の径方向外縁と軸方向に重なる。そして、軸方向から見たとき、４個の支持凸部８４の径方向外端部は、ステータコア２６の径方向外縁よりも径方向外側に突出し、第１ハウジング部材５１の周壁部５１１の内周壁と接触する。なお、支持フレーム８１の径方向外縁は、ステータコア２６の径方向外縁よりも径方向内側に位置してもよい。

図３等に示すように、閉塞部材５３側からモータ軸Ｊ２の軸方向に見て、支持部材８の左端の第１支持凸部８４１は、モータ軸Ｊ２を含む鉛直面Ｖｐよりも左側にある。一方で、残りの第１支持凸部８４１は、鉛直面Ｖｐよりも右側にある。また、支持部材８は、複数の支持凸部８４を有し、モータ軸Ｊ２を中心とする周方向において、モータ軸Ｊ２を含み鉛直に延びる鉛直面Ｖｐを挟んだ両側に少なくとも１つずつ支持凸部８４（８４１）が配置される。ステータコア２６は、モータ軸Ｊ２の軸方向に見て鉛直面Ｖｐの左右両側を第１支持凸部８４１に支持される。これにより、ステータコア２６が安定して支持される。

図３、図９、図１０に示すように、第１支持凸部８４１は、支持部材８をステータコア２６とともに第１ハウジング部材５１に取り付けたとき、ステータコア２６の第１ハウジング部材５１の周壁部５１１の内周面上におけるステータコア２６の下部の外周面（鉛直下方に向く面）に対向する部分と接触する。

すなわち、支持凸部８４（８４１）の径方向外端部は、ステータ２の外周面よりも径方向外方に位置するとともに少なくともハウジング５の内周面上におけるステータ２の下部の外周面と対向する部分と接触する。図８、図１１に示すように、第２支持凸部８４２は、第１ハウジング部材５１の周壁部５１１の内周面上におけるステータコア２６の上部の外周面（ステータコア２６の鉛直上方に向く面）に対向する部分と隙間をあけて対向する。なお、第２支持凸部８４２は、周壁部５１１と常時接触してもよい。すなわち、支持凸部８４（８４２）の径方向外端部は、ハウジング５の内周面上におけるステータ２の上部の外周面にと対向する部分と接触または隙間をあけて対向する。

支持部材８は、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）に取り付けられる。そして、第１支持凸部８４１が周壁部５１１の内周面のステータコア２６の鉛直下方に向く面に対向する部分と接触する。このため、ステータコア２６は、ステータ保持部５１７および支持部材８によって両端支持される。これにより、ステータコア２６の自重によるたわみを抑制することが可能である。

また、第２支持凸部８４２が周壁部５１１の内周面上におけるステータコア２６の上部の外周面に対向する部分と隙間をあけて対向する。ステータコア２６に振動、衝撃等により鉛直上向きの力が作用したとき、第２支持凸部８４２が周壁部５１１と接触してステータコア２６の上方に向かう変形を抑制する。

以上示したとおり、支持部材８をステータコア２６に取り付けることで、ステータコア２６の軸方向他方側（−Ｙ方向側）の変形を抑制し、ロータ２１とステータコア２６との径方向の距離の変動を抑制できる。これにより、ロータ２１を円滑に回転させることが可能である。

第２ハウジング部材５２は、第１ハウジング部材５１の側板部５１２の軸方向一方側（＋Ｙ方向側）に固定される。第２ハウジング部材５２の形状は、側板部５１２側に開口する凹形状である。第２ハウジング部材５２の開口は、側板部５１２に覆われる。第２ハウジング部材５２は、第２駆動シャフト通過孔５２１と、オイルリザーブ皿５２２とを有する（図１参照）。

第２駆動シャフト通過孔５２１は、第２ハウジング部材５２を軸方向に貫通する孔である。駆動シャフトＤｓは、第１駆動シャフト通過孔５１５を回転可能な状態で貫通する。駆動シャフトＤｓと第１駆動シャフト通過孔５１５との間は、オイルＣＬの漏れを抑制するため、オイルシール（不図示）が設けられる。駆動シャフトＤｓの先端には、車輪を回転させる車軸（不図示）が接続される。第２駆動シャフト通過孔５２１は、軸方向から見て第１駆動シャフト通過孔５１５と重なる。これにより、差動装置３２の軸方向（Ｙ方向）の両端に配置される駆動シャフトＤｓは、差動軸Ｊ５回りに回転する。

第２ハウジング部材５２の内部の下部にはオイルＣＬが溜まるオイル溜りＰが形成される。リングギヤ３２１の一部がオイル溜りＰの内部に浸かっている。リングギヤ３２１が回転することで、オイル溜りＰのオイルＣＬが掻き揚げられる。掻き揚げられたオイルＣＬは、第２ハウジング部材５２の内周面に沿って、上方に移動し、オイルリザーブ皿５２２に溜まる。オイルＣＬは、オイルリザーブ皿５２２から、図示を省略した流路を通って、モータシャフト２２の中空部２２０に流入する。オイルＣＬは、モータシャフト２２の中空部２２０の内部を移動し、モータ２のコイルエンド２７１に散布される。モータ２は、オイルＣＬによって冷却される。

また、オイルリザーブ皿５２２は、オイルＣＬを第２ハウジング部材５２内部のギヤ部３の各ギヤ３１１、３１２、３１３に滴下可能である。ギヤ部３の各ギヤ３１１、３１２、３１３は、オイルＣＬによって潤滑される。また、モータシャフト２２、中間シャフト３１４を回転可能に支持するベアリングの潤滑も行う。各部を潤滑したオイルＣＬは、下方に流れ、オイル溜りＰに戻る。

＜５． ポンプ４＞
ポンプ４は、オイルＣＬをモータ２に供給する。ポンプ４はポンプ収容部５４に収容される。ポンプ４は、電気により駆動する電動ポンプである。ポンプ４は、図示略の外歯車と内歯車がかみ合って回転するトロコイダルポンプである。なお、ポンプ４は、遠心ポンプ等、トロコイダルポンプ以外のポンプであってもよい。

＜６． オイルクーラ９＞
ポンプ４によってオイル溜りＰから吸い込まれたオイルＣＬは、オイル配管部５５の経路の途中に設けられた、オイルクーラ９に流入する。オイルクーラ９は、オイル配管部５５を流れるオイルＣＬを冷却する。

図１、図２等に示すように、インバータユニット７には、図示略のラジエータから延びる冷媒配管７１が接続される。そして、インバータユニット７を冷却した冷却水（冷媒）を流入させ、冷却水とオイルＣＬとを熱交換して、オイルＣＬを冷却する。なお、本実施形態では、インバータユニット７を冷却した冷却水でオイルＣＬを冷却しているが、これに限定されない。インバータユニット７を冷却する冷媒配管とは別の配管を設けてもよい。

オイルクーラ９で冷却されたオイルは、オイル配管部５５を通って、第１ハウジング部材５１の周壁部５１１の内部に配置される、モータオイルリザーバ５６に流入する。モータオイルリザーバ５６は、モータ２の鉛直方向上方に配置され、モータ２にオイルＣＬを滴下する。モータ２内部にオイルＣＬが流入することで、モータ２のベアリングが潤滑されるとともに、ステータコア２６、コイル２７等が冷却される。そして、ベアリングを潤滑した、または、モータ２を冷却したオイルＣＬは周壁部５１１の下部に流れる。側板部５１２には、側板開口５１６が設けられており、オイルＣＬは、側板開口５１６を通って、第２ハウジング部材５２のオイル溜りＰに戻る。

＜７． インバータユニット７＞
インバータユニット７は、モータ２と電気的に接続される。インバータユニット７は、モータ２に供給される電流を制御する。図２に示すように、インバータユニット７は、ハウジング５に固定される。

＜８． 変形例等＞
本実施形態において、支持部材８は、複数（４個）の支持凸部８４を備えていたが、これに限定されない。支持凸部８４は、１個でもよい。支持凸部８４が１個の場合、支持凸部８４は、周壁部５１１の内周面の鉛直下側に配置される面と接触する。これにより、ステータコア２６は、両端支持される。なお、支持凸部８４が１個の場合、１個の支持凸部８４は、モータ軸Ｊ２を含む鉛直面Ｖｐの両側に配置されることが好ましい。すなわち、支持凸部８４（８４１）は、モータ軸Ｊ２を中心とする周方向において、モータ軸Ｊ２を含み鉛直に延びる鉛直面Ｖｐの両側に配置される。このように配置することで、モータ２は鉛直面Ｖｐを挟む両側の鉛直下部を支持凸部８４で支持される。これにより、モータ２の支持が安定する。なお、支持凸部８４は、支持フレーム８１の径方向外縁の全周にわたって形成されてもよい。

本実施形態において、支持部材８は、ステータコア２６と別部材として取り付けられる。しかしながら、これに限定されない。例えば、ステータコア２６が、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層した積層コアの場合、複数枚の電磁鋼板のうち、軸方向他方側（−Ｙ方向側）の端部に配置される少なくとも１枚の電磁鋼板の径方向外縁に、支持凸部を形成し、電磁鋼板の支持凸部でステータコア２６を支持してもよい。すなわち、ステータ２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板を有し、少なくとも軸方向他方側の端部に配置される電磁鋼板が、支持部材を兼ねる。

このとき、支持凸部は、１枚の電磁鋼板に形成されてもよいし、複数枚の電磁鋼板に形成されてもよい。このように、電磁鋼板に支持凸部を形成することで、モータユニット１の部品点数を減らすことが可能である。また、ステータコア２６を取り付けるときに、支持部材８を共締めしなくてよいため、ステータコア２６のハウジング５への取り付け作業を簡略化できる。

以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

本発明のモータユニットは、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）および電気自動車（ＥＶ）の駆動用モータとして用いることができる。

１ モータユニット
２ モータ
２１ ロータ
２２ モータシャフト
２２０ 中空部
２３ ロータコア
２５ ステータ
２６ ステータコア
２６１ ステータ固定凸部
２６２ ステータ固定孔
２７ コイル
２７１ コイルエンド
２８ 固定ボルト
３ ギヤ部
３１ 減速装置
３１１ 第１ギヤ
３１２ 第２ギヤ
３１３ 第３ギヤ
３１４ 中間シャフト
３２ 差動装置
３２１ リングギヤ
３３ パーキング機構
３３１ パーキングギヤ
３３２ 回転阻止部
３３３ パーキングモータ
４ ポンプ
５ ハウジング
５１ 第１ハウジング部材
５１１ 周壁部
５１２ 側板部
５１３ 突出部
５１４ 挿通孔
５１５ 第１駆動シャフト通過孔
５１６ 側板開口
５１７ ステータ保持部
５１８ ハウジング凸部
５１９ 穴
５２ 第２ハウジング部材
５２１ 第２駆動シャフト通過孔
５２２ オイルリザーブ皿
５３ 閉塞部材
５４ ポンプ収容部
５５ オイル配管部
５６ モータオイルリザーバ
６ 収容空間
６１ モータ収容部
６２ ギヤ収容部
７ インバータユニット
７１ 冷媒配管
８ 支持部材
８１ 支持フレーム
８２ フレーム取付凸部
８３ フレーム取付孔
８４ 支持凸部
８４１ 第１支持凸部
８４２ 第２支持凸部
９ オイルクーラ
ＣＬ オイル
Ｄｓ 駆動シャフト
Ｊ２ モータ軸
Ｊ４ 中間軸
Ｊ５ 差動軸
Ｐ オイル溜り
Ｖｐ 鉛直面

Claims (9)

1. 水平方向に沿って延びるモータ軸を中心として回転可能なロータと、
   前記ロータと径方向に隙間を介して対向するステータと、
   内部に前記ロータおよび前記ステータを収容するハウジングと、を有し、
   前記ハウジングは、内部の前記モータ軸に沿う軸方向一方側に前記ステータを保持するステータ保持部を有し、
   前記ステータは、
   前記軸方向に貫通するとともに周方向に配列された複数のステータ固定孔と、
   各前記ステータ固定孔に前記軸方向他方側から挿入されて前記ステータ保持部にねじ止めされる複数の固定ボルトと、を有し、
   前記ステータの前記軸方向他方側の端面の少なくとも下部に沿って配置されるとともに、少なくとも２個の前記固定ボルトによって固定される支持部材を有し、
   前記支持部材は、径方向外縁から径方向外方に延びる支持凸部を有し、
   前記支持凸部の径方向外端部は、前記ステータの外周面よりも径方向外方に位置するとともに少なくとも前記ハウジングの内周面上における前記ステータの下部の外周面に対向する部分と接触するモータユニット。
2. 前記支持凸部の径方向外端部の一部は、前記ハウジングの内周面上における前記ステータの上部の外周面に対向する部分と接触するまたは隙間をあけて対向する請求項１に記載のモータユニット。
3. 前記支持凸部は、前記モータ軸を中心とする周方向において、前記モータ軸を含み鉛直に延びる鉛直面の両側に配置される請求項１または請求項２に記載のモータユニット。
4. 前記支持部材は、複数の前記支持凸部を有し、前記モータ軸を中心とする周方向において、前記モータ軸を含み鉛直に延びる鉛直面を挟んだ両側に少なくとも１つずつ前記支持凸部が配置される請求項１または請求項２に記載のモータユニット。
5. 前記ステータは、前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板を有し、
   少なくとも前記軸方向他方側の外端に配置される前記電磁鋼板が、前記支持部材を兼ねる請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータユニット。
6. 前記支持部材はアーチ状であり、前記固定ボルトが挿入される支持ボルト孔を少なくとも２個備え、
   前記支持ボルト孔の一方には、鉛直方向において最も下に配置される前記固定ボルトが貫通する請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータユニット。
7. 前記支持部材は、円環状である請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータユニット。
8. 前記ステータは、径方向外縁から径方向に突出するとともに前記軸方向に延びるステータ固定凸部を有し、
   前記ステータ固定孔は、前記固定凸部の内部に形成される請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータユニット。
9. 前記ハウジングは、内周面から径方向内側に突出するハウジング凸部を有し、
   前記ハウジング凸部は、前記ステータの下部の外周面と接触する請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータユニット。

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