JP5499570B2 - 電動車両用駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は電動車両用駆動装置に係り、特にハイブリッド車両に搭載される電動車両用駆動装置に関する。
従来より、ハイブリッド車両に搭載される電動車両用駆動装置として、エンジンと変速機との間にモータを配置した構成のものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。上記構成の電動車両用駆動装置においては、モータは、エンジンの端部と変速機の端部とを連結するハウジング内に収容され、また、エンジン及びモータで回転駆動される出力軸が変速機に連結されている。
特開平11−78555号公報
しかしながら、上記従来の技術では、モータをエンジン側にのみ取り付ける構造となっているため、エンジンの始動によってハウジングが変形すると、その変形によって、モータ全体がエンジン側との取付位置を中心に揺動する。そして、モータ全体が揺動すると、モータが出力軸に接するため、出力軸が傾いて本来の位置からずれてしまうという問題がある。
本発明の課題は、エンジン始動時にハウジングが変形しても、出力軸の傾きを小さく抑えることのできる電動車両用駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと変速機との間にモータが配置され、該モータの出力軸が前記変速機の端部を貫通して当該変速機に連結された構成の電動車両用駆動装置であって、前記モータはモータカバーを有するとともに、該モータカバーの外側を覆うハウジングが設けられ、前記ハウジングは、前記エンジンの端部及び前記変速機の端部にそれぞれ取り付けられ、前記モータカバーは、前記エンジンに近い側の端面が前記ハウジングを介して前記エンジンの端部に固定され、前記変速機に近い側の端面が前記出力軸の外周近傍に配置された接続部によって前記変速機の端部に接続され、前記モータカバーのうち前記変速機に近い側の端面には、前記接続部よりも外周側に、前記モータカバーの外周壁の剛性よりも剛性が低い低剛性の部分が設けられ、エンジン始動時に前記エンジンから前記ハウジングを介して前記変速機に力が加わって、当該変速機の端部が前記出力軸の直角方向に移動したとき、前記低剛性の部分は前記出力軸を境にして一側部分が圧縮され他側部分が伸長することにより、前記接続部を前記変速機の端部の移動方向と同じ方向に移動させて、前記出力軸の傾きを抑えることを特徴としている。
本発明によれば、エンジン始動時にハウジングが変形すると、モータカバーのうち前記低剛性の部分が変形して、モータ全体の揺動が抑制される。その結果、出力軸の傾きを小さく抑えることが可能となる。
本発明が適用可能な電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例1による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 図2に示した電動車両用駆動装置における作用を説明した図である。 実施例2による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例3による電動車両用駆動装置の概略構成図である。 実施例4を示しており、(a)はモータカバーの他端面の正面図、(b)はモータ及びその周辺部材の断面図である。 実施例5を示しており、(a)はモータカバーの他端面の正面図、(b)はモータ及びその周辺部材の断面図、(c)は取付プレートの正面図である。 図7(c)のSA−SA線に沿った断面図である。 実施例6を示しており、(a)はモータカバーの他端面の正面図、(b)はモータ及びその周辺部材の断面図、(c)は取付プレートの正面図である。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
《実施例1》
図1は、本発明が適用可能な電動車両用駆動装置の概略構成を示している。この電動車両用駆動装置は、図1に示すように、エンジン11と変速機12との間にモータ13が配置されている。
電動車両用駆動装置における主要機能としては、モータ13を保持すること、及びモータ13で発生する電磁振動を遮断することがある。先ず、モータ13の保持に関しては、モータ13が鉄製の重量物であることから、車両に加わる加速度によってモータ13が車両の上下方向及び前後方向に大きな荷重を受けやすく、このような大きな荷重を確実に保持できる構造が要求される。次に、モータ13で発生する電磁振動の遮断に関しては、モータ13でトルクを発生するのに伴い、モータ13から機械的な振動が発生するが、この振動が、モータ13の外側を覆うハウジング14に直接伝達されると電磁騒音が発生する。そこで、モータ13で発生する電磁振動を減衰させるための構造が要求されるが、この場合、上述の大きな荷重にも耐え得る構造であることが必要となる。
次に、図1に示す電動車両用駆動装置の構成について説明する。モータ13は、ハウジング14の内側に設置されたモータカバー15と、モータカバー15の内周面に固定されたリング状のステータ16と、ステータ16の内側に配置されたロータ17とを有している。ロータ17はロータ保持部材17Aを有し、このロータ保持部材17Aは、一対のベアリング18A,18Bを介してモータカバー15に取り付けられている。一対のベアリング18A,18Bは、モータ13の中心軸に沿って並設されている。また、ロータ17の外周面とステータ16の内周面との間には隙間が形成されていて、ロータ17はステータ16の内側で回転自在となっている。
変速機12は、有底筒状のケーシング12Aと、ケーシング12A内に収納された変速機構12Bとを有している。また、ケーシング12Aの開放端には、変速機構12Bとモータ13とを仕切る仕切り板19が設けられている。
モータカバー15は、一端面側(エンジン11に近い側)が開放され内部にステータ16やロータ17を収容するモータカバー本体15Aと、一側の開放端面を塞ぐ端面部材15Bとを有している。端面部材15Bはボルト20によってモータカバー本体15Aに取り付けられている。
ロータ17の中央部、つまりロータ保持部材17Aの中央には出力軸21が配置され、この出力軸21の一端はロータ保持部材17Aに接続されているとともに、エンジン11にも接続可能となっている。また、出力軸21は、仕切り板19に形成された貫通穴19Aを貫通し、その他端は変速機12内の変速機構12Bに接続されている。
モータカバー15の外側に設置されたハウジング14は、エンジン11と変速機12を連結するとともに、モータ13をエンジン11と変速機12との間に保持している。このハウジング14は、モータカバー15の外周面近くに設けられた内側ハウジング14Aと、内側ハウジング14Aの外側に、該内側ハウジング14Aから所定の距離を持って設けられた外側ハウジング14Bとを有している。外側ハウジング14Bには多数のスリット14Cが形成され、これらスリット14Cを介して外気がハウジング14内(つまり、内側ハウジング14Aと外側ハウジング14Bとで形成される空間内)に流入する。モータ13は、ウオータジャケット22内を流れる水で冷却されているが、それに加えて、ハウジング14内に流入する空気によっても冷却される。
内側ハウジング14Aは、その一側(エンジン11に近い側)がボルト23によってモータカバー15の端面部材15Bに取り付けられ、さらにボルト24によってエンジン11の端部に取り付けられている。また、内側ハウジング14Aは、その他側(変速機12に近い側)がボルト25によって変速機12のケーシング12Aの端面に接続されている。
変速機12とモータ13との間の仕切り板19にはモータ13側へ突出した、リング状の突条19Bが形成されている。また、モータカバー本体15Aには、変速機12に近い側の他端面15Dに変速機12側へ突出した、リング状の突条15Cが形成されている。突条15Cは、その内径が、仕切り板19に形成された突条19Bの外径より僅かに大きく形成され、突条15Cは突条19Bにスキマ嵌めによって結合されている。ここでは、リング状の突条19Bとリング状の突条15Cは、モータカバー15の他端を変速機12の端部に接続するための接続部を構成している。
モータ13の下方には、ケーシング26内に収納された差動装置27が設けられている。差動装置27にはその左右に車軸28,28が設けられている。また、ケーシング26は、ボルト29によってエンジン11の端部に、ボルト30によって変速機12のケーシング12Aの下部にそれぞれ取り付けられている。
なお、図1において、L1はエンジン11の中心軸を、L2は変速機12の中心軸をそれぞれ示しており、通常、各中心軸L1,L2は一致して、出力軸21の中心を通っている。
本実施例では、図2に示すように、モータカバー15の他端面(変速機12に近い側の端面)15Dに、低剛性の部分として第1の柔構造部31が設けられている。第1の柔構造部31とするためには、例えば、図6(a)に示すように、モータカバー15の他端面15Dに周方向に沿って複数のスリット45を形成する方法がある。当該スリット45を形成した構造については後述する。
次に、本実施例における電動車両用駆動装置の作用について説明する。
図2に示したように、第1の柔構造部31が設けられていると、モータカバー15の他端面15Dの剛性を、他の部分の剛性よりも低剛性とすることができる。そのため、エンジン11の始動時に、図3に示すように、変速機12の端部に例えば矢印F方向に力が加わったとき、仕切り板19の突条19B及びモータカバー15の突条15Cを介してモータカバー15の他端面15Dにも矢印F方向に力が作用する。
本実施例ではモータカバー15の他端面15Dに第1の柔構造部31が設けられているので、同他端面15Dが僅かに変形する。すなわち、モータカバー15の他端面15Dのうち、出力軸21よりも上側の部分では矢印F方向に沿った方向に僅かに圧縮され、出力軸21よりも下側の部分では矢印F方向に沿った方向に僅かに伸長される。これにより、変速機12に近い側のベアリング18Aが矢印F方向に僅かに移動し、ロータ保持部材17Aがロータ17と共に傾斜する。
また、変速機12の端部に矢印F方向に力が加わったとき、変速機12の中心軸L2は上方へ変位して、エンジン11の中心軸L1に対してずれが生じる。このとき、出力軸21は仕切り板19の貫通穴19Aを貫通しているので、仕切り板19の矢印F方向への移動と共に出力軸21も同方向へ移動するが、ロータ保持部材17Aが傾斜するため、出力軸21がロータ保持部材17Aに接することはなく(すなわち、モータ13全体が揺動するのが抑えられ)、出力軸21が傾くのを抑制することができる。
本実施例によれば、モータカバー15の他端面15Dに第1の柔構造部31が設けられているので、モータ13の径方向の振動を柔構造部31で減衰させることができ、当該振動が変速機12やハウジング14へ伝達されるのを抑制することが可能となる。その結果、騒音防止の効果がある。
本実施例においては、モータ13の前部側がボルト23及びボルト24でエンジン11の端部に固定され、さらに、仕切り板19に形成されたリング状の突条19Bにモータカバー15の他端面15Dに形成されたリング状の突条15Cがスキマ嵌めで嵌合されている。このように構成することにより、モータ13の前後方向及び径方向に製造上の誤差があっても、それら誤差を前記両突条15C,19Bの部分で吸収することができる。
本実施例によれば、変速機12の端部に矢印F方向に力が加わったときに、エンジン11の中心軸L1と変速機12の中心軸L2とのずれを、ロータ17が傾斜することにより、言い換えればステータ16とロータ17との間のエアギャップを変化させることにより吸収することが可能となっている。この場合、ハウジング14も変形するが、前記エアギャップに比べて変形量が小さく、性能的な影響は少ない。
また、本実施例によれば、モータ13を変速機12に組み付ける場合、突条15Cを突条19Bにスキマ嵌めで嵌合させるだけでよいから、モータ13の組付作業が容易となる。この場合、モータ13においては、ステータ16、ロータ17及びロータ保持部材17Aは同心軸上に保持されているので、モータ13の中心軸と出力軸21の中心軸とを容易に合致させることができる。
さらに、本実施例によれば、図3に示したように、エンジン11の中心軸L1と変速機12の中心軸L2との間でずれが生じても、変速機12に対する出力軸21のずれを抑えることができ、これにより、出力軸21の耐久性を向上させることが可能となる。
《実施例2》
図4は、実施例2を示している。本実施例では、モータカバー15をエンジン11の端部に取り付ける取付部35に、低剛性の部分として第2の柔構造部36が設けられている。すなわち、モータカバー15の開放端面を塞ぐ端面部材15Bは、リング状の端面部材本体37と、端面部材本体37をボルト38によって内側ハウジング14Aに取り付ける取付プレート39とを有している。そして、端面部材本体37と取付プレート39との間に第2の柔構造部36が設けられている。なお、モータカバー15の他端面(変速機12に近い側の端面)15Dに第1の柔構造部31が設けられている点は実施例1の場合と同様である。
次に、本実施例の作用について説明する。
図4に示したように、第1の柔構造部31に加えて第2の柔構造部36が設けられているので、モータカバー15の他端面15Dの剛性、及びモータカバー15の一端をエンジン11端部付近で内側ハウジング14Aに取り付ける取付部35の剛性を、それら以外の部分の剛性よりも低剛性となっている。そのため、エンジン11の始動時に、図4に示すように、変速機12の端部に例えば矢印F方向に力が加わったとき、モータカバー15の他端面15D及び取付部35には図4において上方向に力が作用する。
この場合、モータカバー15の他端面15D側は、実施例1で説明した場合と同様に、矢印F方向に沿って上方向に変形する。取付部35側においては、第2の柔構造部36が変形して、モータカバー15の端面部材本体37が上方向へ変位する。その結果、ロータ17がロータ保持部材17Aと共に傾斜した状態(図3参照)で、モータ13全体が上方向へ変位する。これにより、出力軸21がロータ保持部材17Aに接することはなく(つまり、出力軸21がモータ13自体に接することはなく)、出力軸21が傾くのを抑制することができる。
本実施例によれば、ステータ16の前後に第1の柔構造部31及び第2の柔構造部36が設けられているので、モータ13で発生する電磁振動を第1・第2の柔構造部31,36で減衰させることができ、騒音防止の効果がある。
《実施例3》
図5は、実施例3を示している。本実施例では、モータカバー15の開放端面を塞ぐリング状の端面部材本体41と、端面部材本体41をボルト42によって内側ハウジング14Aに取り付ける取付プレート43とが設けられ、端面部材本体41と取付プレート43とが別体となっている。そして、端面部材本体41と取付プレート43とは第2の柔構造部44を介して互いに接続されている。
本実施例の場合も、実施例2と同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施例では、端面部材本体41と取付プレート43とが別体となっているので、第2の柔構造部44の柔軟性を効果的に発揮することができ、モータ13で発生する電磁振動を大幅に減衰させて、騒音を効率良く低下させることが可能となる。
なお、本実施例において、第2の柔構造部44に加えて、モータカバー15の他端面(変速機12に近い側の端面)15Dに第1の柔構造部31(図2又は図3参照)を設けても良い。
《実施例4》
図6は実施例4を示しており、(a)はモータカバー15の他端面15Dの正面図、(b)はモータ13及びその周辺部材の断面図である。
本実施例の場合も、モータ13の構成は実施例1の場合と同様である。すなわち、モータ13は、ハウジング14の内側に設置されたモータカバー15と、モータカバー15の内周面に固定されたステータ16と、ステータ16の内側に配置されたロータ17とを有している。ロータ17はロータ保持部材17Aを有し、このロータ保持部材17Aは、ベアリング18A,18Bを介してモータカバー15に取り付けられている。
モータカバー15は、内部にステータ16やロータ17を収容するモータカバー本体15Aと、モータカバー15の開放端面を塞ぐ端面部材15Bとを有している。
ロータ17の中央部、つまりロータ保持部材17Aの中央には、出力軸21が設けられている。この出力軸21は、仕切り板19に形成された貫通穴19Aを貫通している。
仕切り板19にはモータ13側へ突出した突条19Bが形成され、また、モータカバー15の他端面15Dには、仕切り板19側へ突出した突条15Cが形成されている。そして、突条15Cは突条19Bにスキマ嵌めによって結合されている。
本実施例では、モータカバー15の他端面15Dに、第1の柔構造部31(図2〜図4参照)として、出力軸21を中心にして周方向に複数のスリット45が形成されている。複数のスリット45は、他端面15Dの外周縁側に4個、その内側に4個形成されている。そして、外周縁側のスリットと内側のスリットはそれぞれ周方向にずれた位置に形成されている。
本実施例の構成によれば、エンジン始動時、仕切り板19に矢印F方向の力が作用すると、モータカバー15の他端面15Dのうち、出力軸21よりも上側の部分ではスリット45はその幅が狭められて、つまり当該部分は矢印F方向に沿った方向に僅かに圧縮される。一方、出力軸21よりも下側の部分ではスリット45はその幅が拡げられて、つまり当該部分は矢印F方向に沿った方向に僅かに伸長される。
これにより、変速機12に近い側のベアリング18Aが矢印F方向に僅かに移動し、図3に示したように、ロータ保持部材17Aがロータ17と共に傾斜する。その結果、出力軸21がロータ保持部材17Aに接することはなく(つまり、出力軸21がモータ13本体に接することはなく)、出力軸21が傾くのを抑制することができる。
《実施例5》
図7は実施例5を示しており、(a)はモータカバー15の他端面15Dの正面図、(b)はモータ13及びその周辺部材の断面図、(c)は取付プレート43の正面図である。
本実施例では、モータカバー15の開放端面を塞ぐリング状の端面部材本体41と、端面部材本体41をボルト42によってハウジング14に取り付けるための取付プレート43とが設けられ、端面部材本体41と取付プレート43とが別体となっている。そして、取付プレート43には、円弧状プレートを逆U字型に折り曲げられた折り曲げプレート46が4箇所に設けられている。そして、折り曲げプレート46は、第2の柔構造部である凸部47を形成している。これら凸部47は、端面部材本体41に向けて突出し、取付プレート43上に等間隔で配置されている。
取付プレート43には、凸部47付近に張り出し部48が設けられている。この張り出し部48は、出力軸21を中心にして取付プレート43の半径方向に、取付プレート43から外側へ張り出して設けられている。そして、張り出し部48には前記ボルト42のボルト穴48Aが形成されている。
図8は、図7(c)のSA−SA線に沿った断面を示している。図8に示すように、凸部47においては、取付プレート43と、凸部47を形成する折り曲げプレート46とが存在している。
なお、他の構成は、図7(a)及び(b)に示すように、実施例4(図6参照)の場合と同様である。
上記構成において、エンジン始動時に変速機に力が作用すると、凸部47が変形することにより、モータ13は出力軸21に対して垂直方向へ容易に変位できるようになる。したがって、本実施例においても、実施例2及び実施例3と同様な作用効果を得ることができる。なお、凸部47を端面部材本体41側に設けても良い。
《実施例6》
図9は実施例6を示しており、(a)はモータカバー15の他端面15Dの正面図、(b)はモータ13及びその周辺部材の断面図、(c)は取付プレート43の正面図である。
本実施例では、第2の柔構造部である凸部51が円形を成し、端面部材本体41に向けて8個設けられている。これら凸部51は取付プレート43上に等間隔で配置されている。
他の構成は、図9(a)及び(b)に示すように、実施例5(図7参照)の場合と同様である。
上記構成において、エンジン始動時に変速機に力が作用すると、凸部51が変形することにより、モータ13は出力軸21に対して垂直方向へ容易に変位できるようになる。したがって、本実施例においても、実施例2及び実施例3と同様な作用効果を得ることができる。なお、凸部51を端面部材本体41側に設けても良い。
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
例えば、モータカバー15の他端面15Dに設けられた第1の柔構造部31としては、複数のスリット45を形成するだけでなく、当該第1の柔構造部31の材料を、他の部分よりも容易に圧縮・伸長されやすい材料で構成しても良い。
11 エンジン
12 変速機
13 モータ
14 ハウジング
15 モータカバー
15C 突条(接続部)
15D 他端面
16 ステータ
17 ロータ
19 仕切り板
19B 突条(接続部)
21 出力軸
31 第1の柔構造部(低剛性の部分)
35 取付部
36 第2の柔構造部(低剛性の部分)
41 端面部材本体
43 取付プレート
45 スリット(第1の柔構造部)
46 折り曲げプレート
47 凸部(第2の柔構造部)
51 凸部(第2の柔構造部)

Claims (6)

  1. エンジンと変速機との間にモータが配置され、該モータの出力軸が前記変速機の端部を貫通して当該変速機に連結された構成の電動車両用駆動装置であって、
    前記モータはモータカバーを有するとともに、該モータカバーの外側を覆うハウジングが設けられ、
    前記ハウジングは、前記エンジンの端部及び前記変速機の端部にそれぞれ取り付けられ、
    前記モータカバーは、前記エンジンに近い側の端面が前記ハウジングを介して前記エンジンの端部に固定され、前記変速機に近い側の端面が前記出力軸の外周近傍に配置された接続部によって前記変速機の端部に接続され、
    前記モータカバーのうち前記変速機に近い側の端面には、前記接続部よりも外周側に、前記モータカバーの外周壁の剛性よりも剛性が低い低剛性の部分が設けられ、
    エンジン始動時に前記エンジンから前記ハウジングを介して前記変速機に力が加わって、当該変速機の端部が前記出力軸の直角方向に移動したとき、前記低剛性の部分は前記出力軸を境にして一側部分が圧縮され他側部分が伸長することにより、前記接続部を前記変速機の端部の移動方向と同じ方向に移動させて、前記出力軸の傾きを抑えることを特徴とする電動車両用駆動装置。
  2. 前記モータカバーのうち、前記エンジンに近い側の端面が前記ハウジングを介して前記エンジンの端部に固定された箇所にも、前記モータカバーの外周壁の剛性よりも剛性が低い低剛性の部分が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電動車両用駆動装置。
  3. 前記前記変速機に近い側の端面に設けられた低剛性の部分として、当該端面のうち前記接続部よりも外周側には、前記出力軸を中心にして周方向に複数のスリットが形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動車両用駆動装置。
  4. エンジンと変速機との間にモータが配置され、該モータの出力軸が前記変速機の端部を貫通して当該変速機に連結された構成の電動車両用駆動装置であって、
    前記モータはモータカバーを有するとともに、該モータカバーの外側を覆うハウジングが設けられ、
    前記ハウジングは、前記エンジンの端部及び前記変速機の端部にそれぞれ取り付けられ、
    前記モータカバーは、前記エンジンに近い側の端面が前記ハウジングを介して前記エンジンの端部に取り付けられ、前記変速機に近い側の端面が前記出力軸の外周近傍に配置された接続部によって前記変速機の端部に接続され、
    前記モータカバーのうち前記エンジンに近い側の端面には、当該モータカバーを前記ハウジングに取り付ける取付部に、前記モータカバーの外周壁の剛性よりも剛性が低い低剛性の部分が設けられ、
    エンジン始動時に前記エンジンから前記ハウジングを介して前記変速機に力が加わって、当該変速機の端部が前記出力軸の直角方向に移動したとき、前記低剛性の部分が変形することにより、前記接続部を前記変速機の端部の移動方向と同じ方向に移動させて、前記出力軸の傾きを抑えることを特徴とする電動車両用駆動装置。
  5. 前記取付部は、前記モータカバーのうち前記エンジンに近い側の部分に設けられた端面部材本体と、前記端面部材本体を前記ハウジングに取り付けるための取付プレートとを備え、前記端面部材本体と前記取付プレートは、前記低剛性の部分を介して互いに結合されていることを特徴とする請求項4に記載の電動車両用駆動装置。
  6. 前記低剛性の部分として、前記取付プレート又は前記端面部材本体には凸部が形成され、該凸部によって、前記取付プレートと前記端面部材本体とが互いに結合され、且つ結合部以外の部分では前記取付プレートと前記端面部材本体との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の電動車両用駆動装置。
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