JP2021109492A - 車両用の駆動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの軽量化を図りながら、車両衝突時にもモータとインバータと電気モジュールとの固定に係る締結部の損傷を抑制することができる駆動ユニットを提供する。【解決手段】駆動ユニットは、モータケース９１ａを有するモータ９１の上に、インバータケース９２ａを有するインバータ９２、外装ケース９４ａを有するジャンクションボックス９４、が順に載置されている。ボルト１２が外装ケース９４ａの通し孔９４ｄとインバータケース９２ａの通し孔９２ｃを挿通し、モータケース９１ａの雌ネジ９１ｆとの螺結により、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとモータケース９１ａとを締結する第１締結部が設けられている。また、ボルトが外装ケース９４ａの通し孔を挿通し、インバータケース９２ａの雌ネジとの螺結により、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとを締結する第２締結部が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用の駆動ユニットに関し、特にモータとインバータと電気モジュールを有する駆動ユニットに関する。

特許文献１には、駆動ユニットが車両前側のモータルームに搭載された電動車両が開示されている。特許文献１に開示の駆動ユニットは、車両走行用のモータと、モータの上に載置されたインバータと、インバータの上に載置されたジャンクションボックス（電気モジュール）と、を備えている。

上記駆動ユニットにおいて、モータとインバータとは、モータケースとインバータケースとの間がボルトを用いた締結により固定され、ジャンクションボックスとインバータとについても、ジャンクションボックスの外装ケースとインバータケースとの間がボルトを用いた締結により固定されている。

特開２０１９−１６６９１７号公報

しかしながら、上記従来技術に係る駆動ユニットの構成では、車両前方からの衝突時（車両前突時）において、ジャンクションボックスの外装ケースとインバータケースとの間の締結部の破損を防止するべく、インバータケースの肉厚を厚くする、あるいは補強リブを多く設置する等によりインバータケースの締結部の剛性を高める必要がある。即ち、モータは車両に保持されている一方、ジャンクションボックスはモータの上に載置されたインバータの上に載置され、車両には直接保持されていない。このため、車両前突時には、ジャンクションボックスに対してはモータを起点として車両前後方向においてジャンクションボックスを回転させるモーメント力が発生する。ジャンクションボックスの外装ケースとインバータケースとは締結部材によって締結されているため、このモーメント力によって、締結部材がインバータケースの締結部に強い応力を加える。この応力でインバータケースの締結部が破損しないよう、インバータケースの締結部の剛性を高める必要があるが、インバータケースの締結部のみ剛性を高めようとしても、インバータケースの他の部位に応力が集中して当該部位が破損する。そのため、インバータケースの全体について肉厚を厚くしたり、数多くの補強リブを設置したりする必要があり、車両の重量増加につながる。

なお、上記特許文献１では、電気モジュールの一例としてジャンクションボックスが適用されているが、他の電気モジュールを含む駆動ユニットにおいても上記同様の問題が生じることが考えられる。

また、上記特許文献１に係る車両では、モータルームが車両前部にあるため、上記では、車両前突時における駆動ユニットの締結部の破損を課題として提起したが、モータルームの配置場所によって衝撃力の入力方向は種々変化するものであって、駆動ユニットに対して衝撃力が入力されるのは車両前突時に限られるものではない。

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、インバータの軽量化を図りながら、車両衝突時にもモータとインバータと電気モジュールとの固定に係る締結部の損傷を抑制することができる駆動ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る駆動ユニットは、車両の前側に設けられたモータルームに搭載された車両用の駆動ユニットであって、モータケースで外殻が構成され、前記車両に保持されたモータと、前記モータの上に載置され、インバータケースにより外殻が構成されたインバータと、前記インバータの上に載置され、モジュールケースで外殻が構成された電気モジュールと、を備え、前記モジュールケースと前記インバータケースと前記モータケースとを、第１締結部材により締結する第１締結部が前記車両の前側に設けられている。

車両前突時には、衝突により変形あるいは変位した車両部材が車両前側の駆動ユニットに接触する。このため、モータを起点としてモジュールケースを回転させるモーメント力が発生し、駆動ユニットにおける車両前側のモジュールケースとインバータケースとの締結部に強い応力がかかる。上記態様に係る駆動ユニットでは、車両前側にモジュールケースとインバータケースとモータケースとを第１締結部材により締結する第１締結部が設けられているため、上記の回転モーメント力で発生する第１締結部材の応力は、モータケースにおける第１締結部材の取付部に集中する。モータケースは、内部に駆動機構が収容されるために、回路基板等から構成されるインバータ回路を収容するインバータケースよりも、モータケースの肉厚が厚い、あるいは補強リブが多く配置されているため、高剛性である。そのため、仮にモータケースに応力が集中したとしても、モータケースが破損することはなく、インバータケースにおける締結部への応力集中が抑制される。よって、上記態様に係る駆動ユニットでは、インバータケースの剛性を高める対策を不要として軽量化を図りながら、インバータケースの破損を防止することができる。

本発明の一態様に係る駆動ユニットは、車両の後側に設けられたモータルームに搭載された車両用の駆動ユニットであって、モータケースで外殻が構成され、前記車両に保持されたモータと、前記モータの上に載置され、インバータケースにより外殻が構成されたインバータと、前記インバータの上に載置され、モジュールケースで外殻が構成された電気モジュールと、を備え、前記モジュールケースと前記インバータケースと前記モータケースとを、第１締結部材により締結する第１締結部が前記車両の後側に設けられている。

車両後突時には、衝突により変形あるいは変位した車両部材が車両後側の駆動ユニットに接触する。このため、モータを起点としてモジュールケースを回転させるモーメント力が発生し、駆動ユニットにおける車両後側のモジュールケースとインバータケースとの締結部に強い応力がかかる。上記態様に係る駆動ユニットでは、車両後側にモジュールケースとインバータケースとモータケースとを第１締結部材により締結する第１締結部が設けられているため、上記の回転モーメント力で発生する第１締結部材の応力は、モータケースにおける第１締結部材の取付部に集中する。上述のように、モータケースは、内部に駆動機構が収容されるために、回路基板等から構成されるインバータ回路を収容するインバータケースよりも、モータケースの肉厚が厚い、あるいは補強リブが多く配置されているため、高剛性である。そのため、仮にモータケースに応力が集中したとしても、モータケースが破損することはなく、インバータケースにおける締結部への応力集中が抑制される。よって、上記態様に係る駆動ユニットでは、インバータケースの剛性を高める対策を不要として軽量化を図りながら、インバータケースの破損を防止することができる。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記インバータケースには、前記第１締結部材である第１締結ボルトが挿通される通し孔が開けられている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、インバータケースに第１締結ボルトを挿通するための通し孔が開けられているので、当該第１締結ボルトがインバータケースの外側を通る場合に比べて車両衝突時における第１締結ボルトの変形等が抑制される。即ち、車両衝突時（車両前突時または車両後突時）には電気モジュールに対しては、モータに対して衝撃力が入力される側とは反対側に向けた方向の力が加わる。例えば、モータに対して車両前方側から衝撃力が入力された場合には、電気モジュールには車両後方側への力が加わる。この場合に、第１締結ボルトには曲げ応力がかかるが、当該第１締結ボルトがインバータケースの通し孔を挿通し、当該第１締結ボルトの軸部の周りにはインバータケースの肉部があるため、入力された衝撃力に起因して第１締結ボルトが曲がろうとしても通し孔の外周面からの反力により第１締結ボルトの曲折が抑制される。よって、上記態様に係る駆動ユニットでは、車両衝突時における第１締結ボルトの変形が抑制され、締結部の破損を抑制するのに更に効果的である。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記モジュールケースと前記インバータケースとを、第２締結部材により締結する第２締結部が設けられている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、モジュールケースと、その下のインバータケースとを第２締結部材により締結する第２締結部も設けられているので、モジュールケースとインバータケースとの間の高い密着性が確保される。換言すると、第２締結部材を用いてモジュールケースとインバータケースとを締結する第２締結部を設けることにより、載置方向における中間にインバータケースを挟んでモジュールケースとモータケースとを第１締結部材により締結する第１締結部だけで、モータケースとインバータケースとモジュールケースとを固定する場合に比べて、モジュールケースとインバータケースとの間の密着性を高くすることができる。即ち、インバータケースとモジュールケースとを第２締結部材で直接締結する第２締結部は、第２締結部材による引張力によってインバータケースとモジュールケースとをより強固に密着させることができ、第２締結部によって第１締結部による密着力不足を補うことができる。密着力が確保されることによって、インバータの上に電気モジュールを載置し、インバータの上面から上側に向かって延びるバスバーで電気モジュールと直接電気接続する駆動ユニットにおいてバスバーを通すために必要となるインバータケースの上面に設けられた開口部に、水分や埃、さらには金属片や金属粉などが侵入してインバータが故障するのを防ぐこともできる。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記第１締結部は、１つ設けられ、前記第２締結部は、複数設けられている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、第１締結部を１つ設けることとし、第２締結部を複数設けることとしているので、車両衝突時（車両前突時または車両後突時）における締結部の破損抑制と、モジュールケースとインバータケースとの高い密着性の確保と、を両立するのに更に効果的である。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記車両の上方から平面視する場合に、前記駆動ユニットは、前記車両の左右方向の中心に対して左右の何れかの側にオフセットして搭載されており、前記第１締結部は、前記電気モジュールにおける前記何れかの側の部分に設けられている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、当該駆動ユニットがモータルームにおける左右方向中心よりも左右の何れかの側（右側または左側）にオフセットして搭載され、第１締結部が駆動ユニットにおける上記何れかの側の部分（上記オフセットした側の部分）に設けられているので、車両衝突時（前方斜突時または後方斜突時）に衝撃力が入力される部分に第１締結部が設けられていることになる。このため、車両衝突時に衝撃力が入力される部分に最も近い部分に設けられた第１締結部により、入力された衝撃力に対して効果的に抗することができる。よって、上記態様に係る駆動ユニットでは、車両衝突時の締結部の破損を更に効果的に抑制することができる。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記モータケースの外面には、リブが設けられており、前記モータケースは、前記リブが設けられることにより、前記インバータケースよりも高剛性となっている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、モータケースの外面にリブが設けられており、当該リブを設けることでモータケースの剛性がインバータケースよりも相対的に高くされている。このため、上記態様に係る駆動ユニットでは、モータケースにおけるリブが形成された部分を除く肉厚を厚肉化しなくても高剛性化を図ることが可能である。よって、上記態様に係る駆動ユニットでは、ユニット全体の重量増加を抑えながら、車両衝突時における締結部の損傷を抑制することができる。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記インバータは、前記電気モジュールの側に突出形成されて前記電気モジュールとの電気接続に供されるバスバーを有し、前記インバータケースには、前記バスバーが挿通する開口部が形成されているとともに、当該開口部における前記バスバーの周囲の隙間が絶縁性を有するカバーで封口されている、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、インバータケースにはバスバーが突出する部分の周囲の隙間を封口するカバーが取り付けられている。このため、上記態様に係る駆動ユニットでは、車両衝突時（車両前突時または車両後突時）に仮にモジュールケースが破損した場合にも、当該破損により生じたモジュールケースの欠片などがインバータケース内に侵入するのを抑制することができる。よって、モジュールケースを金属材料で構成した場合にも、当該モジュールケースに由来する金属片などがインバータケース内に侵入して漏電等を起こすのを抑制することができる。

上記態様に係る駆動ユニットにおいて、前記電気モジュールは、ジャンクションボックスである、こととしてもよい。

上記態様に係る駆動ユニットでは、電気モジュールとしてジャンクションボックスを採用している。このため、上記態様に係る駆動ユニットでは、バッテリからの電力の供給経路に沿ってジャンクションボックス、インバータ、およびモータを配置することで、余計な配線などを省略することができ、ユニットの大型化を抑制することができる。

上記の各態様に係る駆動ユニットでは、インバータの軽量化を図りながら、車両衝突時にもモータとインバータと電気モジュールとの固定に係る締結部の損傷を抑制することができる。

実施形態に係る駆動ユニットが搭載された車両の前部平面図である。 駆動ユニットの一部を車両の右斜め前方側から見た斜視図である。 駆動ユニットを車両の右側から見た側面図である。 図３のＡ部を示す断面図である。 図３のＢ部を示す断面図である。 インバータを車両の上側から見た平面図である。 駆動ユニットの一部を車両の前方側から見た正面図である。 インバータにおけるバスバー部の構成を示す斜視図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

［実施形態］
１．車両１の前部における駆動ユニット９の配置形態
図１は、本実施形態に係る駆動ユニット９が搭載された車両１の前部平面図である。なお、図１では、車両１の前部の一部構成だけを抜き出して模式的に図示している。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１では、走行用の動力源としてのモータ９１を備える。即ち、本実施形態では、車両１として電気自動車（ＰＥＶ）を採用している。

車両１の前側において、モータルームＲと車室Ｓとの間には、モータルームＲと車室Ｓとの間を前後方向で仕切るダッシュパネル２が設けられている。モータルームＲ内には、ダッシュパネル２の前側に結合され、各々が車両１の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム３が設けられている。また、モータルームＲ内には、一対のフロントサイドフレーム３の下方にサブフレーム６も設けられている。

左右一対のフロントサイドフレーム３の各前端には、クラッシュカン４が固定されている。クラッシュカン４は、車両前突時等に圧縮変形することで衝撃力を吸収する部材である。左右一対のクラッシュカン４の前端には、車両１の左右方向に延びるバンパレインフォースメント５が接合されている。車両１の前部を上方から平面視する場合に、左右一対のフロントサイドフレーム３およびクラッシュカン４と、バンパレインフォースメント５とが、Ｕ字状に配置されている。

フロントサイドフレーム３のそれぞれの左右外側には、前輪８が配置されている。前輪８のそれぞれには、モータルームＲから延びるドライブシャフト７が連結されている。

モータルームＲ内には、車両１の走行用の駆動源であるモータ９１を含む駆動ユニット９も設けられている。図1に示すように、本実施形態に係る車両１では、車両１の左右方向での中心線ＣＬ１に対して、駆動ユニットが車両１の右側にオフセットして配置されている。駆動ユニット９は、モータ９１と、モータ９１の上に載置されたインバータ９２と、インバータ９２の上に載置されたＤＣ−ＤＣコンバータ９３およびジャンクションボックス（電気モジュール）９４と、を有する。

駆動ユニット９におけるモータ９１は、モータマウント装置１１を介して左右のフロントサイドフレーム３に懸架され、左右一対のフロントサイドフレーム３に支持されている。即ち、モータ９１は、車両１に保持されている。ここで、上記のように、本実施形態に係る車両１では、モータルームＲにおいて、駆動ユニット９が車両１の右側にオフセットして配置されているため、車両１の左側のモータマウント装置１１と駆動ユニット９との間には、中継ブラケット１０が介設されている。

２．駆動ユニット９の構成
図２は、駆動ユニット９の一部を車両１の右斜め前方側から見た斜視図であり、図３は、駆動ユニット９を車両１の右側から見た側面図である。

図２および図３に示すように、駆動ユニット９において、モータ９１の上にはインバータ９２が隙間なく載置され、インバータ９２の上には隙間なくジャンクションボックス９４が載置されている。また、インバータ９２の上には、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３も載置されている。

モータ９１の外殻は、モータケース９１ａによって構成されている。インバータ９２の外殻は、インバータケース９２ａによって構成されている。ジャンクションボックス９４の外殻は、外装ケース９４ａによって構成されている。同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３の外殻も、外装ケース９３ａによって構成されている。本実施形態において、モータケース９１ａ、インバータケース９２ａ、外装ケース９３ａ，９４ａは、例えば、アルミニウム合金などの金属材料から構成されている。

上下方向に隣接するモータケース９１ａとインバータケース９２ａとは、締結ボルト１５〜１７を含む複数の締結ボルトを用いた締結により互いが固定されている。

同様に、上下方向に隣接するインバータケース９２ａとジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとも、締結ボルト１３，１４を含む複数の締結ボルトを用いた締結により互いが固定されている（第２締結部）。本実施形態では、モータケース９１ａとインバータケース９２ａと外装ケース９４ａとが、１本の締結ボルト１２を用いて締結されている（第１締結部）。本明細書において、モータケース９１ａとインバータケース９２ａと外装ケース９４ａとを締結するために用いられている締結ボルト１２を「第１締結部材」あるいは「第１締結ボルト」と呼び、インバータケース９２ａと外装ケース９４ａとを締結するために用いられている締結ボルト１３，１４などを「第２締結部材」あるいは「第２締結ボルト」と呼ぶこととする。

また、第１締結ボルト１２により締結された締結部を「第１締結部」と呼び、第２締結ボルト１３，１４などにより締結された締結部を「第２締結部」と呼ぶこととする。

ここで、本実施形態に係る車両１では、駆動ユニット９が車両１の右側にオフセットして配置されていることに基づき、第１締結ボルト１２により締結された第１締結部が駆動ユニット９の前方右側部分に設けられている。

図３に示すように、モータケース９１ａにおける前後の外周面には、複数のリブ９１ｂ〜９１ｅが設けられている。このように外周面にリブ９１ｂ〜９１ｅを設けることにより、モータケース９１ａの肉厚の増加を抑えながら、剛性を高くすることができる。これより、本実施形態では、モータケース９１ａの剛性が、少なくとも車両１の前後方向において、インバータケース９２ａよりも高められている。

駆動ユニット９を車両１の右側面から見た場合には、モータ９１のモータケース９１ａの前端Ｌ９１が最も車両１の前方側に突出した状態で配置され、インバータ９２のインバータケース９２ａやジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａの前端Ｌ９２がモータケース９１ａよりも車両１の後方側に距離Ｇ１だけ後退した位置に配置され、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３の外装ケース９３ａの前端Ｌ９３が距離Ｇ２だけ後退した位置に配置されている。

なお、駆動ユニット９では、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３をインバータ９２の上におけるジャンクションボックス９４の前方側部分に配置し、平面視でインバータ９２の外縁内に略収まるようにしているので、平面視での駆動ユニット９の大きさをコンパクトにすることができる。即ち、平面視でインバータの外縁からＤＣ−ＤＣコンバータが大きくはみ出すようなレイアウト設計を行った場合、駆動ユニットの平面視サイズが大きくならざるを得ないが、本実施形態では、平面視でＤＣ−ＤＣコンバータ９３をインバータ９２の外縁内に略収まるように配置しているので、平面視サイズを小さく抑えることができる。

上記のような構成の駆動ユニット９を備える車両１が前突した場合には、前端Ｌ９１がインバータ９２やジャンクションボックス９４などよりも車両１の前方側に位置するモータケース９１ａに衝撃力Ｆ１が加わる。そして、このような衝撃力Ｆ１がモータケース９１ａに加わった場合には、駆動ユニット９の最も上部に載置されたジャンクションボックス９４には、Ｆ２で示すような後ろ向きの力が加わる。

３．第１締結部よび第２締結部の詳細
図４は、図３のＡ部（第１締結部）を示す断面図であり、図５は、図３のＢ部（第２締結部）を示す断面図である。

（１）第１締結部
図４に示すように、第１締結部材である第１締結ボルト１２は、頭部１２ａと軸部１２ｂとが一体形成され、軸部１２ｂの先端部分に雄ネジ１２ｃが刻設されている。第１締結ボルト１２は、外装ケース９４ａのボルト挿通部９４ｃに開けられた通し孔９４ｄ、およびインバータケース９２ａのボルト挿通部９２ｂに開けられた通し孔９２ｃを挿通するように、上側から下向きに軸部１２ｂが差し込まれている。

モータケース９１ａには、通し孔９２ｃと連通し、雌ネジ９１ｆが刻設された孔が開けられている。第１締結ボルト１２の雄ネジ１２ｃは、モータケース９１ａに設けられた雌ネジ９１ｆに対して螺結されている。第１締結ボルト１２の雄ネジ１２ｃとモータケース９１ａの雌ネジ９１ｆとの螺結により、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとモータケース９１ａとが締結されている。

（２）第２締結部
図５に示すように、第２締結部材である第２締結ボルト１３は、頭部１３ａと雄ネジ１３ｂが刻設された軸部とが一体形成されている。第２締結ボルト１３は、第１締結ボルト１２に比べて長さが短くなっている。そして、第２締結ボルト１３は、外装ケース９４ａのボルト挿通部９４ｅに開けられた通し孔９４ｆを挿通するように、上側から下向きに雄ネジ１３ｂが刻設された軸部が差し込まれている。

インバータケース９２ａの雌ネジ形成部９２ｄには、外装ケース９４ａに開けられた通し孔９４ｆと連通し、雌ネジ９２ｅが刻設された孔が開けられている。第２締結ボルト１３の雄ネジ１３ｂは、インバータケース９２ａに設けられた雌ネジ９２ｅに対して螺結されている。第２締結ボルト１３の雄ネジ１３ｂとインバータケース９２ａの雌ネジ９２ｅとの螺結により、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとが密に締結されている。

なお、図５では、第２締結ボルト１３を構成要素として含む第２締結部を図示したが、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとの間が第２締結部材（第２締結ボルト）により締結された他の第２締結部についても同様の構成となっている。

４．モータルームＲにおける駆動ユニット９の搭載位置と第１締結部の配置
図６は、駆動ユニット９において、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３およびジャンクションボックス９４を便宜的に省略して図示した平面図であり、図７は、駆動ユニット９の一部を車両１の前方側から見た正面図である。なお、図６においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３およびジャンクションボックス９４の図示を省略しているが、第１締結ボルト１２および第２締結ボルト１３，１４，１８については省略せずにそのまま残している。

図６のＣ部に示すように、第１締結ボルト１２により締結された部分である第１締結部は、駆動ユニット９における前方右側部分に配置されている。これに対して、第２締結ボルト１３により締結された部分である第２締結部は、駆動ユニット９における後方右側部分に配置され、第２締結ボルト１４により締結された第２締結部は、駆動ユニット９における前方左側部分に配置され、第２締結ボルト１８により締結された第２締結部は、駆動ユニット９における後方左側部分に配置されている。

なお、インバータケース９２ａとモータケース９１ａとの間が第２締結部材（第２締結ボルト）により締結された締結部のうち、締結ボルト１６により締結された第２締結部は、駆動ユニット９の右側部分において、第１締結部よりも後方側に配置されている。

図７に示すように、第１締結部材である第１締結ボルト１２が挿通されるインバータケース９２ａのボルト挿通部９２ｂは、前方側にリブ状に膨出した形状を有する。このため、車両１の前方斜突時に図６の矢印Ｆ３で示す衝撃力が入力された際に、駆動ユニット９における入力箇所に最も近い箇所に設けられた第１締結部に衝撃力Ｆ３が先ず入力される。そして、第１締結ボルト１２の雄ネジ１２ｃを高剛性のモータケース９１ａ刻設された雌ネジ９１ｆに螺結させ、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとモータケース９１ａとを締結しているので、外装ケース９４ａをインバータケース９２ａに対して締結する場合に比べて締結部の破損を生じ難い。

また、駆動ユニット９では、第１締結ボルト１２の軸部１２ｂの周りを囲むボルト挿通部９２ｂを前方側に膨出させて第１締結ボルト１２の軸部１２ｂの周りに肉厚をもたせているので、衝撃力Ｆ３が第１締結部に入力されても、ボルト挿通部９２ｂとの連関で第１締結ボルト１２の変形なども抑制される。

５．インバータ９２におけるバスバー部９２ｆ
インバータ９２におけるバスバー部２ｆについて、図６と図８を用いて説明する。図８は、インバータ９２におけるバスバー部９２ｆの構成を示す斜視図である。

図６に示すように、インバータ９２における左側後方部分には、長円形状に開口したバスバー部９２ｆが設けられている。バスバー部９２ｆの加工からは、上方に向けて２本のバスバー２０，２１が延設されている。２本のバスバー２０，２１は、図６および図８で図示を省略しているジャンクションボックス９４との接続のためのものである。なお、本実施形態に係る駆動ユニット９において、バスバー部９２ｆを後方側に配置しているのでは、車両１の前突時や前方斜突時にもバスバー２０，２１の損傷をできる限り防ぐためである。

図６および図８に示すように、本実施形態に係る駆動ユニット９では、バスバー部９２ｆにおけるバスバー２０，２１の周囲の隙間が絶縁性を有するカバー１９で封口されている。カバー１９は、例えば、樹脂材料やゴムを用いて形成されている。

なお、図８に示すように、バスバー部９２ｆの後方下側には、モータケース９１ａに対して締結する締結ボルト２２が配設されている。よって、バスバー部９２ｆが設けられた部分において、インバータ９２とモータ９１との強固な固定がなされる。

６．効果
車両前突時（特に車両右斜め前方からのオフセット衝突時）には、衝突により変形あるいは変位した車両部材が車両前側の駆動ユニット９に接触する。このため、モータ９１を起点としてジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａを回転させるモーメント力が発生し、駆動ユニット９における車両前側のジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとの締結部に強い応力がかかる。本実施形態に係る駆動ユニット９では、車両前側にジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとモータケース９１ａとを第１締結部材（第１締結ボルト１２）により締結する第１締結部が設けられているため、上記の回転モーメント力で発生する第１締結ボルト１２の応力は、モータケース９１ａにおける第１締結ボルト１２の取付部に集中する。モータケース９１ａは、内部に駆動機構が収容されるために、回路基板等から構成されるインバータ回路を収容するインバータケース９２ａよりも、モータケース９１ａの肉厚が厚い、あるいは補強リブ（リブ９１ｂ〜９１ｅ）が多く配置されているため、高剛性である。そのため、仮にモータケース９１ａに応力が集中したとしても、モータケース９１ａが破損することはなく、インバータケース９２ａにおける締結部への応力集中が抑制される。よって、本実施形態に係る駆動ユニット９では、インバータケース９２ａの剛性を高める対策を不要として軽量化を図りながら、インバータケース９２ａの破損を防止することができる。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、ジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａと、その下のインバータケース９２ａとを第２締結部材（第２締結ボルト１３，１４，１８）で締結した第２締結部も設けられているので、外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとの間の高い密着性が確保される。換言すると、第２締結ボルト１３，１４，１８を用いてジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとを締結した部分である第２締結部を設けることにより、載置方向にジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとモータケース９１ａとを第１締結ボルト１２により締結する第１締結部だけで、モータケース９１ａとインバータケース９２ａとジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとを固定する場合に比べて、ジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとの間の密着性を高くすることができる。即ち、インバータケース９２ａとジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとを第２締結ボルト１３，１４，１８を用いて直接締結する第２締結部は、第２締結ボルト１３，１４，１８による引張力によってインバータケース９２ａとジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとをより強固に密着させることができ、第２締結部によって第１締結部による密着力不足を補うことができる。密着力が確保されることによって、インバータ９２の上にジャンクションボックス９４を載置し、インバータ９２の上面から上側に向かって延びるバスバー２０，２１でジャンクションボックス９４と直接電気接続する駆動ユニットにおいてバスバー２０，２１を通すために必要となるインバータケース９２ａの上面に設けられた開口部（バスバー部９２ｆの開口）に、水分や埃、さらには金属片や金属粉などが侵入してインバータ９２を故障させることを防ぐこともできる。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、インバータケース９２ａのボルト挿通部９２ｂに第１締結ボルト１２を挿通するための通し孔９２ｃが開けられているので、当該第１締結ボルト１２の軸部１２ｂがインバータケース９２ａの外側を通る場合に比べて車両１の衝突時（車両前突時および車両前方斜突時）における第１締結ボルト１２の変形等が抑制される。即ち、車両１の前突時および前方斜突時にはモータケース９１の前端に衝撃力Ｆ１が加わり、これに起因してジャンクションボックス９４には車両１の後ろ向きの力Ｆ２が加わる（図３を参照）。この場合に、駆動ユニット９の前方部分に設けられた第１締結部の第１締結ボルト１２には曲げ応力がかかるが、当該第１締結ボルト１２の軸部１２ｂがインバータケース９２ａにおけるボルト挿通部９２ｂに開けられた通し孔９２ｃを挿通し、当該第１締結ボルト１２の軸部１２ｂの周りにはインバータケース９２ａの肉部がある。このため、第１締結ボルト１２が曲げ応力を受けて曲がろうとしても通し孔９２ｃの外周面からの反力により第１締結ボルト１２の曲折が抑制される。よって、本実施形態に係る駆動ユニット９では、車両１の前突時における第１締結ボルト１２の曲折が抑制され、第１締結部および第２締結部の破損を抑制するのに更に効果的である。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、第１締結部を１つ設けることとし、第２締結部を３つ設けることとしているので、車両１の前突時における第１締結部および第２締結部の破損抑制と、ジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとインバータケース９２ａとの高い密着性の確保と、を両立するのに更に効果的である。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、当該駆動ユニット９が車両１の前部におけるモータルームＲにおいて、左右方向での中心線ＣＬ１に対して右側にオフセットして搭載されている。そして、当該駆動ユニット９のオフセット配置に連動して、第１締結部が駆動ユニット９における前方右側部分に設けられているので、車両１の前突時に衝撃力Ｆ３が入力される部分に第１締結部が設けられていることになる（図６を参照）。このため、車両１の前方斜突時（前方右側からのオフセット衝突時）に衝撃力Ｆ３が入力される部分に最も近い部分に設けられた第１締結部により、入力された衝撃力Ｆ３に対して効果的に抗することができる。よって、本実施形態に係る駆動ユニット９では、車両１の前突時および前方斜突時の第１締結部および第２締結部の破損を更に効果的に抑制することができる。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、モータケース９１ａの外面にリブ９１ｂ〜９１ｅが設けられており、当該リブ９１ｂ〜９１ｅを設けることでモータケース９１ａの剛性がインバータケース９２ａよりも相対的に高くされている。このため、本実施形態に係る駆動ユニット９では、モータケース９１ａにおけるリブ９１ｂ〜９１ｅが形成された部分を除く肉厚を厚肉化しなくても高剛性化を図ることが可能である。よって、本実施形態に係る駆動ユニット９では、駆動ユニット９全体の重量増加を抑えながら、車両１の衝突時における第１締結部および第２締結部の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、インバータケース９２ａの上部にはバスバー２０，２１が突出する部分（バスバー部９２ｆ）が設けられており、さらにバスバー部９２ｆにおけるバスバー２０，２１の周囲の隙間を封口するカバー１９が取り付けられている。このため、本実施形態に係る駆動ユニット９では、車両１の衝突時に仮にジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａが破損したような場合にも、当該破損により生じた外装ケース９４ａの欠片などがインバータケース９２ａ内に侵入するのを抑制することができる。よって、ジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａを本実施形態のように金属材料（例えば、アルミニウム合金）で構成した場合にも、当該外装ケース９４ａに由来する金属片などがインバータケース２ａ内に侵入して漏電等を起こすのを抑制することができる。

また、本実施形態に係る駆動ユニット９では、電気モジュールとしてジャンクションボックス９４を採用している。このため、本実施形態に係る駆動ユニット９では、バッテリからの電力の供給経路に沿ってジャンクションボックス９４、インバータ９２、およびモータ９１を配置することで、余計な配線などを省略することができ、駆動ユニット９の大型化を抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係る駆動ユニット９では、インバータ９２の軽量化を図りながら、車両１の衝突時にもモータ９１とインバータ９２とジャンクションボックス９４との固定に係る締結部（第１締結部および第２締結部）の損傷を抑制することができる。

［変形例］
上記実施形態に係る車両１では、モータルームＲ内において、駆動ユニット９を右側にオフセット配置することとした。このため、駆動ユニット９の前方右側部分に第１締結部を配設することとした。

しかしながら、本発明は、上記実施形態に係る駆動ユニットの配置および第１締結部の配置に限定を受けるものではない。例えば、モータルーム内において、駆動ユニットが左側にオフセット配置される場合には、駆動ユニットの前方左側部分に第１締結部を配設すれば、上記同様の効果を得ることができる。

また、モータルームを車両の後部に設ける場合には、駆動ユニットの後側部分に第１締結部を配設すれば上記同様の効果を得ることができる。本発明は、衝突時における衝撃力の入力部分に最も近い箇所に第１締結部を配設することを特徴とするものである。

上記実施形態に係る駆動ユニット９では、モータ９１およびインバータ９２に対するジャンクションボックス９４の固定のために、１つの第１締結部と３つの第２締結部を設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、複数の第１締結部を設けてもよいし、第２締結部を１つだけ設けてもよい。さらに、第２締結部を設けることなく、第１締結部材によりモータケース９１ａとインバータケース９２ａとジャンクションボックス９４の外装ケース９４ａとを締結する第１締結部だけを１または複数設けることとしてもよい。

また、上記実施形態では車両１として電気自動車（ＰＥＶ）を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などを採用することもできる。また、ハイブリッド電気自動車も、パラレルハイブリッド電気自動車、およびシリーズハイブリッド電気自動車を採用することもできる。

また、上記実施形態に係る駆動ユニット９では、インバータ９２の上にジャンクションボックス９４を載置するとともに、インバータ９２の上であってジャンクションボックス９４の前方側にＤＣ−ＤＣコンバータ９３を載置することとしたが、これらのレイアウトについて、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、インバータの上において、ジャンクションボックスに対して左右の何れかにＤＣ−ＤＣコンバータを配置することとしてもよい。

なお、インバータに対するＤＣ−ＤＣコンバータの配置は、バスバー部の配置を優先に設計することができる。具体的には、バスバー部を車両衝突時の衝撃力の入力方向とは反対側（例えば、前方から衝撃力が入力される場合には、その反対側である後方側）にバスバー部を配置し、その残余の領域にＤＣ−ＤＣコンバータを配置することとすればよい。このような配置を行うことによって、車両の衝突時にもインバータへの電力供給路であるバスバーの保護を図ることができる。

また、上記実施形態に係る駆動ユニット９では、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３とジャンクションボックス９４とを別体として設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つのケースを共用して、当該ケース内にジャンクションボックスとＤＣ−ＤＣコンバータとを収容した構成とすることもできる。

また、上記実施形態に係る駆動ユニット９では、第１締結部において、第１締結ボルト１２の軸部１２ｂをインバータケース９２ａのボルト挿通部９２ｂ内の通し孔９２ｃを挿通させることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。第１締結ボルトの軸部をインバータケースの外部を通過させるようにしてもよい。

また、上記実施形態に係る駆動ユニット９では、締結ボルト１２〜１８，２２がインバータケース９２ａやモータケース９１ａに設けられた雌ネジ９１ｆ，９２ｅ，・・と螺結する構成としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、締結ボルトの軸部をインバータケースやモータケースを挿通するようにし、締結ボルトの雄ネジをナットと螺結するようにしてもよい。

１ 車両
９ 駆動ユニット
１２ 第１締結ボルト（第１締結部材）
１３，１４，１８ 第２締結ボルト（第２締結部材）
１９ カバー
９１ モータ
９１ａ モータケース
９１ｂ〜９１ｅ リブ
９１ｆ 雌ネジ
９２ インバータ
９２ａ インバータケース
９２ｅ 雌ネジ
９２ｆ バスバー部
９３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
９４ ジャンクションボックス（電気モジュール）
９４ａ 外装ケース（モジュールケース）
Ｒ モータルーム

Claims (9)

1. 車両の前側に設けられたモータルームに搭載された車両用の駆動ユニットであって、
   モータケースで外殻が構成され、前記車両に保持されたモータと、
   前記モータの上に載置され、インバータケースにより外殻が構成されたインバータと、
   前記インバータの上に載置され、モジュールケースで外殻が構成された電気モジュールと、
   を備え、
   前記モジュールケースと前記インバータケースと前記モータケースとを、第１締結部材により締結する第１締結部が前記車両の前側に設けられている、
   駆動ユニット。
2. 車両の後側に設けられたモータルームに搭載された車両用の駆動ユニットであって、
   モータケースで外殻が構成され、前記車両に保持されたモータと、
   前記モータの上に載置され、インバータケースにより外殻が構成されたインバータと、
   前記インバータの上に載置され、モジュールケースで外殻が構成された電気モジュールと、
   を備え、
   前記モジュールケースと前記インバータケースと前記モータケースとを、第１締結部材により締結する第１締結部が前記車両の後側に設けられている、
   駆動ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の駆動ユニットにおいて、
   前記インバータケースには、前記第１締結部材である第１締結ボルトが挿通される通し孔が開けられている、
   駆動ユニット。
4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の駆動ユニットにおいて、
   前記モジュールケースと前記インバータケースとを、第２締結部材により締結する第２締結部が設けられている、
   駆動ユニット。
5. 請求項４に記載の駆動ユニットにおいて、
   前記第１締結部は、１つ設けられ、
   前記第２締結部は、複数設けられている、
   駆動ユニット。
6. 請求項１から請求項５の何れかに記載の駆動ユニットにおいて、
   前記車両の上方から平面視する場合に、
   前記駆動ユニットは、前記車両の左右方向の中心に対して左右の何れかの側にオフセットして搭載されており、
   前記第１締結部は、前記電気モジュールにおける前記何れかの側の部分に設けられている、
   駆動ユニット。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の駆動ユニットにおいて、
   前記モータケースの外面には、リブが設けられており、
   前記モータケースは、前記リブが設けられることにより、前記インバータケースよりも高剛性となっている、
   駆動ユニット。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載の駆動ユニットにおいて、
   前記インバータは、前記電気モジュールの側に突出形成されて前記電気モジュールとの電気接続に供されるバスバーを有し、
   前記インバータケースには、前記バスバーが挿通する開口部が形成されているとともに、当該開口部における前記バスバーの周囲の隙間が絶縁性を有するカバーで封口されている、
   駆動ユニット。
9. 請求項１から請求項８の何れかに記載の駆動ユニットにおいて、
   前記電気モジュールは、ジャンクションボックスである、
   駆動ユニット。

Images