JP6680138B2 - モータ制御部の搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御部の搭載構造に関する。

従来、車両走行用のモータを制御するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）がトランスアクスルケースの上に固定されるＰＣＵの搭載構造が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のＰＣＵの搭載構造は、ＰＣＵの車両前方側を支持するフロントブラケットと、ＰＣＵの車両後方側を支持するリアブラケットとを備えている。リアブラケットは、ベースプレートおよび脚部により構成されている。ベースプレートは、前端がトランスアクスルケースの上面に固定され、トランスアクスルケースよりも後方へ延びるように形成されている。脚部は、屈曲部を有しており、一方端部がベースプレートの後端に連結され、他方端部がＰＣＵに連結されている。そして、リアブラケットの屈曲部の下方には、空間が確保されている。これにより、車両が前方衝突した場合に、屈曲部が下方の空間に向けて移動するようにリアブラケットが変形するため、ＰＣＵの移動距離を長くすることができるので、衝突時の衝撃を低減することが可能である。

特開２０１６−０６０２６２号公報

ここで、リアブラケットのベースプレートは、複数のボルトによりトランスアクスルケースに取り付けられている。具体的には、ベースプレートにはボルト挿入孔が形成されるとともに、トランスアクスルケースにはボルト取付孔が形成されており、ボルトがボルト挿入孔に挿入された状態でボルト取付孔に螺合されることにより、ベースプレートがトランスアクスルケースに取り付けられている。

そして、車両の前方衝突時には、ＰＣＵに入力される衝突荷重がリアブラケットの脚部を介してベースプレートに伝達されると、ベースプレートがトランスアクスルケースに対して車両後方側に滑る。この場合には、ボルトとベースプレートのボルト挿入孔との隙間が詰まり、その隙間が詰まったボルトにベースプレートからの荷重が入力される。そして、トランスアクスルケースの機械的強度が低い部分に取り付けられているボルトに対して荷重が入力されると、トランスアクスルケースが破損するおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、車両の前方衝突時に、モータケースが破損するのを抑制することが可能なモータ制御部の搭載構造を提供することである。

本発明によるモータ制御部の搭載構造は、車両走行用のモータを制御するモータ制御部がモータケースの上に固定されるものであり、モータ制御部の車両前方側を支持するフロントブラケットと、モータ制御部の車両後方側を支持するリアブラケットとを備える。リアブラケットは、車両前方側に配置される第１締結部材と、車両後方側に配置される第２締結部材とにより、モータケースの取付面に取り付けられている。リアブラケットには、第１締結部材が挿入される第１挿入孔と、第２締結部材が挿入される第２挿入孔とが形成されている。第２締結部材と第２挿入孔との隙間は、第１締結部材と第１挿入孔との隙間に比べて大きい。

このように構成することによって、車両の前方衝突時に、モータ制御部に入力される衝突荷重がリアブラケットに伝達され、リアブラケットがモータケースに対して車両後方側に滑ると、第１締結部材と第１挿入孔との隙間が詰まり、第１締結部材にリアブラケットからの荷重が入力される。ここで、モータケースの第１締結部材が取り付けられている部分は、モータケースの第２締結部材が取り付けられている部分に比べて、車両後方側の端部までの距離が長く肉厚であることから機械的強度が高い。このため、モータケースの機械的強度が高い部分に取り付けられている第１締結部材に対して荷重が入力されることにより、モータケースの機械的強度が低い部分に取り付けられている第２締結部材に対して荷重が入力されないようにすることができる。

本発明のモータ制御部の搭載構造によれば、車両の前方衝突時に、モータケースが破損するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態によるＰＣＵの搭載構造を側面から見た概略図である。 図１のリアブラケットを拡大して示した模式図である。 図２のリアブラケットのベースプレートを説明するための平面図である。 図２のリアブラケットの車両前方側のボルトを含む部分の断面図である。 図２のリアブラケットの車両後方側のボルトを含む部分の断面図である。 図２のリアブラケットが前方衝突時に変形した状態を示した図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるＰＣＵの搭載構造１００について説明する。このＰＣＵの搭載構造１００では、車両走行用のモータを制御するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）５０がトランスアクスルケース５１の上に固定されている。なお、ＰＣＵの搭載構造１００は、本発明の「モータ制御部の搭載構造」の一例である。

ここで、トランスアクスルケース５１は、たとえば、ハイブリッド車両のフロントコンパートメントに配置されている。このトランスアクスルケース５１の内部には、エンジンからの出力を分割する動力分割機構、車両走行用のモータ、および、デファレンシャル装置などが収納されている。なお、トランスアクスルケース５１は、本発明の「モータケース」の一例である。

また、ＰＣＵ５０は、昇降圧コンバータおよびインバータなどを含み、トランスアクスルケース５１内のモータを制御するように構成されている。具体的には、ＰＣＵ５０は、バッテリからの電力によりモータを駆動するとともに、モータで発電した電力をバッテリに充電するように構成されている。なお、ＰＣＵ５０は、本発明の「モータ制御部」の一例である。

そして、ＰＣＵの搭載構造１００は、図１に示すように、ＰＣＵ５０の車両前方側（Ｘ１方向側）を支持するフロントブラケット１と、ＰＣＵ５０の車両後方側（Ｘ２方向側）を支持するリアブラケット２とを備えている。このＰＣＵの搭載構造１００では、ＰＣＵ５０の前方側が後方側に比べて下方に配置されるように、ＰＣＵ５０が傾斜された状態でトランスアクスルケース５１に取り付けられている。また、トランスアクスルケース５１とＰＣＵ５０との間には隙間が確保されている。

フロントブラケット１は、下端部がトランスアクスルケース５１に連結され、上端部がＰＣＵ５０の前端面５０ａに連結されている。

リアブラケット２は、図２に示すように、ベースプレート２１と、脚部２２とを含んでいる。

ベースプレート２１は、トランスアクスルケース５１に取り付けられる取付部２１１と、取付部２１１から後方側（Ｘ２方向側）に突出する突出部２１２とを有する。取付部２１１は、ボルト２３および２４によりトランスアクスルケース５１の取付面５１１に取り付けられている。なお、ボルト２３は車両前方側に配置され、ボルト２４は車両後方側に配置されている。この取付面５１１は、トランスアクスルケース５１の上端側に配置されるとともに、トランスアクスルケース５１の後方側に配置されている。突出部２１２は、トランスアクスルケース５１の取付面５１１より後方に突出するように形成されている。このため、ベースプレート２１の突出部２１２の下方には、トランスアクスルケース５１が配置されていない空間が形成されている。

脚部２２は、屈曲部を有しており、一方端部がベースプレート２１に取り付けられ、他方端部がＰＣＵ５０に取り付けられている。脚部２２の一方端部は、ボルト２５によりベースプレート２１の突出部２１２に連結されている。脚部２２の他方端部は、ボルトによりＰＣＵ５０の後端面５０ｂに連結されている。

図３に示すように、ベースプレート２１の取付部２１１には、ボルト２３が挿入されるボルト挿入孔２１１ａが形成されるとともに、ボルト２４が挿入されるボルト挿入孔２１１ｂが形成されている。ボルト挿入孔２１１ａは、車両前方側に配置され、車幅方向に並ぶように複数（たとえば、２つ）設けられている。ボルト挿入孔２１１ｂは、車両後方側に配置され、車幅方向に並ぶように複数（たとえば、４つ）設けられている。すなわち、２本のボルト２３と４本のボルト２４とにより、ベースプレート２１がトランスアクスルケース５１に取り付けられている。なお、ボルト２３および２４は、それぞれ、本発明の「第１締結部材」および「第２締結部材」の一例であり、ボルト挿入孔２１１ａおよび２１１ｂは、それぞれ、本発明の「第１挿入孔」および「第２挿入孔」の一例である。

また、ベースプレート２１の突出部２１２には、ボルト２５が取り付けられるボルト取付孔２１２ａが形成されている。ボルト取付孔２１２ａは、ボルト挿入孔２１１ｂよりも車両後方側に配置され、車幅方向に並ぶように複数（たとえば、４つ）設けられている。すなわち、４本のボルト２５により、脚部２２がベースプレート２１に取り付けられている。

ここで、本実施形態では、ボルト挿入孔２１１ｂの直径は、ボルト挿入孔２１１ａの直径に比べて大きくなっている。このため、ボルト２４の軸部２４ａ（図５参照）とベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ｂとの隙間（クリアランス）は、ボルト２３の軸部２３ａ（図４参照）とベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａとの隙間よりも大きくなっている。なお、ボルト２３の軸部２３ａの直径とボルト２４の軸部２４ａの直径とはたとえば同じ大きさである。

図４に示すように、トランスアクスルケース５１の取付面５１１には、ボルト挿入孔２１１ａと対応する位置にボルト取付孔５１１ａが形成され、そのボルト取付孔５１１ａの内周面には雌ねじが形成されている。また、ボルト２３の軸部２３ａの外周面には、先端側に雄ねじが形成されている。そして、軸部２３ａがボルト挿入孔２１１ａに挿入された状態で、軸部２３ａがボルト取付孔５１１ａに螺合され、ボルト頭部がベースプレート２１に当接されている。同様に、図５に示すように、トランスアクスルケース５１の取付面５１１には、ボルト挿入孔２１１ｂと対応する位置にボルト取付孔５１１ｂが形成され、そのボルト取付孔５１１ｂの内周面には雌ねじが形成されている。また、ボルト２４の軸部２４ａの外周面には、先端側に雄ねじが形成されている。そして、軸部２４ａがボルト挿入孔２１１ｂに挿入された状態で、軸部２４ａがボルト取付孔５１１ｂに螺合され、ボルト頭部がベースプレート２１に当接されている。このようにして、ボルト２３および２４により、ベースプレート２１がトランスアクスルケース５１に取り付けられている。

なお、ボルト取付孔５１１ａの後方側の端部とトランスアクスルケース５１の端部５１ａとの距離Ｄ１（図４参照）は、ボルト取付孔５１１ｂの後方側の端部とトランスアクスルケース５１の端部５１ａとの距離Ｄ２（図５参照）に比べて長くなっている。このため、トランスアクスルケース５１のボルト２３が取り付けられている部分は、トランスアクスルケース５１のボルト２４が取り付けられている部分に比べて、車両後方側の端部５１ａまでの距離が長く肉厚であることから機械的強度が高い。

また、ベースプレート２１のボルト取付孔２１２ａの内周面には雌ねじが形成されている。また、ボルト２５の軸部２５ａの外周面には、先端側に雄ねじが形成されている。そして、軸部２５ａが脚部２２のボルト挿入孔２２ａに挿入された状態で、軸部２５ａがボルト取付孔２１２ａに螺合され、ボルト頭部が脚部２２に当接されている。このようにして、ボルト２５により、脚部２２がベースプレート２１に取り付けられている。

−車両の前方衝突時−
次に、図６を参照して、車両が前方衝突した場合について説明する。

車両の前方衝突時には、ＰＣＵ５０に衝突荷重が入力され、その衝突荷重はフロントブラケット１およびリアブラケット２に分散される。そして、図６に示すように、衝突荷重によりフロントブラケット１（図１参照）およびリアブラケット２が変形され、ＰＣＵ５０がトランスアクスルケース５１に対して後方（白抜き矢印方向）に移動する。また、衝突荷重が脚部２２を介してベースプレート２１に伝達されることにより、ベースプレート２１がトランスアクスルケース５１の取付面５１１に対して車両後方側に滑る。このため、ボルト２３の軸部２３ａ（図４参照）とベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａ（図４参照）との隙間が詰まり、ベースプレート２１が２本のボルト２３に接触するため、衝突荷重が２本のボルト２３を介してトランスアクスルケース５１に作用する。このとき、ベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ｂ（図５参照）がボルト２４の軸部２４ａ（図５参照）に対して離間しており、衝突荷重がボルト２４に伝達されない。すなわち、本実施形態では、トランスアクスルケース５１の機械的強度が高い部分で衝突荷重を受けることが可能である。

−効果−
本実施形態では、上記のように、車両前方側のボルト２３と車両後方側のボルト２４とによりベースプレート２１をトランスアクスルケース５１に取り付けるとともに、ボルト２４の軸部２４ａとベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ｂとの隙間をボルト２３の軸部２３ａとベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａとの隙間よりも大きくしている。このように構成することによって、車両の前方衝突時に、ＰＣＵ５０に入力される衝突荷重がリアブラケット２に伝達され、リアブラケット２のベースプレート２１がトランスアクスルケース５１に対して車両後方側に滑ると、ボルト２３の軸部２３ａとベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａとの隙間が詰まり、ボルト２３にリアブラケット２からの荷重が入力される。このため、トランスアクスルケース５１の機械的強度が高い部分に取り付けられているボルト２３に対して荷重が入力されることにより、トランスアクスルケース５１の機械的強度が低い部分に取り付けられているボルト２４に対して荷重が入力されないようにすることができる。その結果、ロバスト性を向上させることができるので、トランスアクスルケース５１が破損するのを抑制することができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、ハイブリッド車両のＰＣＵの搭載構造１００に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、走行用の駆動力源としてエンジン（内燃機関）が設けられていない電動車両のモータ制御部の搭載構造に本発明を適用してもよい。

また、本実施形態では、車両後方側のボルト２４が挿入されるボルト挿入孔２１１ｂの直径を大きくする例を示したが、これに限らず、車両後方側のボルトが挿入されるボルト挿入孔を長孔にしてもよい。

また、本実施形態では、車両前方側のボルト２３が２本設けられる例を示したが、これに限らず、車両前方側のボルトが３本以上設けられていてもよい。この場合には、車両前方側のボルトが挿入される３つ以上のボルト挿入孔のうち、２つ以外のボルト挿入孔の直径が大きくされていてもよい。すなわち、ベースプレートをトランスアクスルケースに取り付けるボルトが挿入されるボルト挿入孔のうち、車両前方側の２つのボルト挿入孔に挿入されるボルトにより荷重を受けるようにすれば、その他のボルト挿入孔の直径を大きくしてもよい。なお、車両前方側の３つ以上のボルト挿入孔のうち全てのボルト挿入孔の直径が同じであってもよい。また、ベースプレート２１が滑る際に荷重を受ける２つのボルト２３に対するベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａの直径は、この２つのボルト２３により荷重を受けられるようにすれば、同じでなくてもよい。すなわち、ボルト２３に対するベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ａの直径は、ボルト２４に対するベースプレート２１のボルト挿入孔２１１ｂの直径よりも小さければ、同じ直径でなくてもよい。

また、本実施形態において、ボルト２３の軸部２３ａの先端側のみに雄ねじが形成されていてもよいし、軸部２３ａの全体に雄ねじが形成されていてもよい。なお、ボルト２４および２５についても同様である。

本発明は、車両走行用のモータを制御するモータ制御部がモータケースの上に固定されるモータ制御部の搭載構造に利用可能である。

１ フロントブラケット
２ リアブラケット
２３ ボルト（第１締結部材）
２４ ボルト（第２締結部材）
５０ ＰＣＵ（モータ制御部）
５１ トランスアクスルケース（モータケース）
１００ ＰＣＵの搭載構造（モータ制御部の搭載構造）
２１１ａ ボルト挿入孔（第１挿入孔）
２１１ｂ ボルト挿入孔（第２挿入孔）
５１１ 取付面

Claims (1)

1. 車両走行用のモータを制御するモータ制御部がモータケースの上に固定されるモータ制御部の搭載構造であって、
   前記モータ制御部の車両前方側を支持するフロントブラケットと、
   前記モータ制御部の車両後方側を支持するリアブラケットとを備え、
   前記リアブラケットは、車両前方側に配置される第１締結部材と、車両後方側に配置される第２締結部材とにより、前記モータケースの取付面に取り付けられており、
   前記リアブラケットには、前記第１締結部材が挿入される第１挿入孔と、前記第２締結部材が挿入される第２挿入孔とが形成され、
   前記第２締結部材と前記第２挿入孔との隙間は、前記第１締結部材と前記第１挿入孔との隙間に比べて大きいことを特徴とするモータ制御部の搭載構造。

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