JP6903716B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と、該駆動源を収容するケースと、を備える駆動ユニットを有する車両に関する。

近年、電動機を駆動源とするハイブリッド車両、電動車両、燃料電池車両等が知られている。このような車両の製造時には、電動機を吊架して車両に組み付ける。このため、例えば、特許文献１では、フック等を挿入可能な吊り穴を電動機に設ける技術が提案されている。

特開平１０−３２２９９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された吊り穴は、電動機が車両に組み付けられた後にはその機能（役割）を終える。そのため、特許文献１には、電動機の車両への組み付け後における吊り穴の有効活用の点から改良の余地があった。

本発明の目的は、駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部を、該駆動ユニットの車両への組み付け後も有効活用できる車両を提供することである。

本発明は、
本発明は、
駆動源と、該駆動源を収容するケースと、を備える駆動ユニットと、
前記駆動ユニットを支持するフレーム部材と、を備える、車両であって、
前記フレーム部材は、前記駆動ユニットの上方を車幅方向に延びる上フレーム部を有し、
前記ケースは、前記ケースの上面から上方に突出し、前記駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部を有し、
前記保持部は、
前記上フレーム部に対し前後方向において所定の隙間を介して後方に配置され、
前記車両の前後方向から見て、前記上フレーム部と重なるように配置され、
前記フレーム部材は、前記車幅方向において前記上フレーム部の両側に前記駆動ユニットを支持する支持部を有し、
前記支持部は、前記フレーム部材の前面で前記駆動ユニットを支持する。

本発明によれば、駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部を、該駆動ユニットの車両への組み付け後も有効活用できる。

本発明の一実施形態の駆動ユニットを搭載可能な車両の全体構造を示す概略側面図である。 図１の車両の床下構造を示す平面図である。 前方から見た駆動ユニットの正面図である。 前方から見たサブフレーム及び駆動ユニットの正面図である。 左下且つ前方から見たサブフレーム及び駆動ユニットの斜視図である。 上方から見たサブフレーム及び駆動ユニットの平面図である。 図４の切断線Ａ−Ａにおけるサブフレーム及び駆動ユニットを示す図であり、衝突前における保持部と上フレーム部との位置関係を示す図である。 図４の切断線Ａ−Ａにおけるサブフレーム及び駆動ユニットを示す図であり、衝突時における保持部と上フレーム部との位置関係を示す図である。

以下、本発明の一実施形態の駆動ユニット及び駆動ユニットを搭載した一実施形態の車両を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、前後、左右、上下は、車両の操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

［車両］
図１及び図２に示すように、車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室４及び荷室５と、その前方のフロントルーム６と、に区画形成されている。車室４には、前部座席７及び後部座席８が設けられている。フロントルーム６には、左右の前輪ＦＷを駆動する駆動源としてのエンジンＥＮＧが設けられ、荷室５の下方には、左右の後輪ＲＷを駆動する駆動源としての電動機ＭＯＴを収容した駆動ユニット３０が設けられている。即ち、車両１は、エンジンＥＮＧ及び電動機ＭＯＴの両方を駆動源とする、いわゆるハイブリッド車両である。

車室４の下方には、バッテリＢＡＴ及び燃料タンク９が配置される。バッテリＢＡＴと駆動ユニット３０とが不図示のＤＣ線を介して接続され、エンジンＥＮＧと燃料タンク９とが不図示の燃料配管を介して接続される。

車体フレーム１０は、前後方向に延設される左右一対のサイドフレーム１１、１２と、車幅方向（以下、左右方向とも呼ぶ。）に延設されサイドフレーム１１、１２間を連結する複数のクロスメンバ１３と、駆動ユニット３０を支持する平面視で略矩形形状のサブフレーム１４と、を備える。

［駆動ユニット］
図３に示すように、駆動ユニット３０は、電動機ＭＯＴと、電動機ＭＯＴを収納するケース４０と、電動機ＭＯＴと電気的に接続されて電動機ＭＯＴに供給する電力及び電動機ＭＯＴから供給される電力を変換する電力変換装置ＰＤＵと、電動機ＭＯＴの動力を後輪ＲＷに伝達する動力伝達機構ＴＭと、を備える。電力変換装置ＰＤＵは、例えばインバータである。電力変換装置ＰＤＵには、ＤＣ線のＤＣ線コネクタが接続されるコネクタ部３２が設けられる。

ケース４０は、内部に電動機ＭＯＴ及び動力伝達機構ＴＭを収容する。ケース４０の上面４０ｕには、上方に突出する保持部４１が設けられる。保持部４１は、車両１への駆動ユニット３０の組み付け時など、駆動ユニット３０が持ち上げられる際に保持される。

具体的に説明すると、保持部４１は、上面４０ｕにおける車幅方向に離れた２点を上方で結ぶ略円弧状に形成されるとともに前後方向に貫通する開口部４１ａを有する。これにより、ケース４０（駆動ユニット３０）の上方から開口部４１ａにフックなどを引っ掛けることができ、駆動ユニット３０を容易に持ち上げることができる。また、このような開口部４１ａを設けることで、後述するように保持部４１が上フレーム部５１と干渉して保持部４１への衝撃が過大になった際に、保持部４１を破断させることができる。

また、図３に示すように、ケース４０には、ケース４０の外周面を車幅方向に延びるリブ４２が設けられる。具体的に説明すると、ケース４０は、ケース４０の右側側面を形成する側壁部４３と、側壁部４３から回転軸方向に突出する筒状の出力軸保持部４４と、を有する。出力軸保持部４４は、電動機ＭＯＴの動力を後輪ＲＷに伝達する出力軸（不図示）を保持するものである。そして、リブ４２は、出力軸保持部４４の上面から側壁部４３の上面を通過して上面４０ｕまで車幅方向に延びるように設けられる。このようなリブ４２を設けることにより、ケース４０の剛性を高めることができる。

そして、保持部４１は、リブ４２と連結された状態で設けられる。保持部４１とリブ４２とを連結することにより、保持部４１の剛性を高めることができ、後述の上フレーム部５１に対し保持部４１をしっかりと干渉させて駆動ユニット３０に加わる衝撃を低減できる。また、保持部４１とリブ４２とを連結することにより、保持部４１とリブ４２とを合わせて形成することが可能となり、保持部４１とリブ４２とを設ける場合のケース４０の製造コストの低減を図ることができる。

また、図３〜図６に示すように、ケース４０は、駆動ユニット３０をサブフレーム１４に固定するための締結部４５を有する。締結部４５は、右前締結部４５ａと、左前締結部４５ｂと、後締結部４５ｃと、を備える。

具体的に説明すると、前方から見て、ケース４０の右側には右前締結部４５ａが設けられ、ケース４０の左側には左前締結部４５ｂが設けられる。右前締結部４５ａ及び左前締結部４５ｂのそれぞれは、前方から後方に向かって形成されるボルト穴と、該ボルト穴の周囲に形成されて前方へ突出するボス部と、を３つずつ有する。また、後方から見て、ケース４０の略中央には後締結部４５ｃが設けられる。後締結部４５ｃは、後方から前方に向かって形成されるボルト穴と、該ボルト穴の周囲に形成されて後方へ突出するボス部と、を有する。

［サブフレーム］
図４〜図７に示すように、サブフレーム１４は、前後方向に対向する前フレーム部材５０及び後フレーム部材６０と、車幅方向（左右方向）に対向する左フレーム部材７０及び右フレーム部材８０と、を備える。前フレーム部材５０、後フレーム部材６０、左フレーム部材７０及び右フレーム部材８０は、それぞれ隣接するフレーム部材（例えば前フレーム部材５０の場合は左フレーム部材７０及び右フレーム部材８０）と連結されている。これにより、サブフレーム１４は平面視で略矩形形状に形成される。

前フレーム部材５０は、駆動ユニット３０の上方を車幅方向に延びる上フレーム部５１と、車幅方向において上フレーム部５１の両側に設けられた支持部５２と、を備える。

上フレーム部５１は、車幅方向に延びる中空のバー部材である。また、支持部５２は、前方から見て、上フレーム部５１の右側に設けられる右側支持部５２１と、上フレーム部５１の左側に設けられる左側支持部５２２と、を備える。

右側支持部５２１には、右側マウントブラケット５３ａの外縁部を囲うように設けられた内壁部５２１ａの内側に右側マウントブラケット５３ａのボルト穴と連通するボルト穴５２１ｂが設けられている。

同様に、左側支持部５２２には、左側マウントブラケット５３ｂの外縁部を囲うように設けられた内壁部５２２ａの内側に左側マウントブラケット５３ｂのボルト穴と連通するボルト穴５２２ｂが設けられている。

また、後フレーム部材６０は、駆動ユニット３０の後方を車幅方向に延びる後フレーム部６１と、車幅方向において後フレーム部６１の略中央に設けられた後側支持部６２と、を備える。後側支持部６２には、後フレーム部６１を前後方向に貫通する円状の開口部と、該開口部を囲うように形成されて後フレーム部６１を前後方向に突出するボス部と、該開口部内に配置されたゴム製のマウントインシュレータ（不図示）と、該マウントインシュレータに保持されるカラー６３と、が設けられる。

本実施形態では、前フレーム部材５０の前方から挿入したボルトにより、右側マウントブラケット５３ａを介して右側支持部５２１と右前締結部４５ａとを固定するとともに、左側マウントブラケット５３ｂを介して左側支持部５２２と左前締結部４５ｂとを固定する。また、後フレーム部材６０の後方から挿入したボルトにより、上記マウントインシュレータ及びカラー６３を介して後側支持部６２と後締結部４５ｃとを固定する。このような構成により、車両１の前突時にサブフレーム１４に所定以上の荷重が入力されると駆動ユニット３０は慣性によりサブフレーム１４に対し前方に移動可能となっている。

また、図４及び図７などに示すように、サブフレーム１４は、前後方向から見て保持部４１が上フレーム部５１と重なる状態で、駆動ユニット３０を支持する。具体的に説明すると、上フレーム部５１の底面には、後方から前方に向かって、第１底面部５１ａと、段部５１ｂと、第２底面部５１ｃと、がこの順で設けられる。第１底面部５１ａは、前後方向において略水平となるように形成されるとともに、上下方向において保持部４１の上端部４１ｕよりも僅かに下方に位置する。即ち、第１底面部５１ａを通り水平に延びる仮想線Ｌよりも、上端部４１ｕが上方に位置する状態で、サブフレーム１４は駆動ユニット３０を支持する。

また、第２底面部５１ｃは、前後方向において略水平となるように形成されるとともに、上下方向において第１底面部５１ａよりもさらに下方に位置し、上フレーム部５１の下端部を構成する。第２底面部５１ｃと、上面４０ｕのうち第２底面部５１ｃ直下の部分との間には、所定の隙間Ｓ１が設けられる。段部５１ｂは、第１底面部５１ａと第２底面部５１ｃとの間に形成され、第１底面部５１ａ側から第２底面部５１ｃ側（即ち後方から前方）へ向かうにしたがって徐々に下方へ下がっていくように形成される。

また、図７に示すように、サブフレーム１４は、保持部４１が上フレーム部５１に対し隙間Ｓ２を介して後方に配置される状態で駆動ユニット３０を支持する。

このように構成された車両１の前突時には、衝撃がサイドフレーム１１、１２を介してサブフレーム１４に入力される。このとき、前述したようにサブフレーム１４に所定以上の荷重が入力されると、図７及び図８に示すように、駆動ユニット３０は慣性によりサブフレーム１４に対し前方に移動する。図８の矢印９０に示すように、駆動ユニット３０がさらに前方へ移動すると、保持部４１が上フレーム部５１の第１底面部５１ａに干渉する。保持部４１が第１底面部５１ａに干渉すると、上フレーム部５１が変形することで、駆動ユニット３０に加わる衝撃を低減することができる。そして、駆動ユニット３０がさらに前方へ移動すると、保持部４１が上フレーム部５１の段部５１ｂに干渉する。保持部４１が段部５１ｂに干渉して、保持部４１への衝撃が過大となった際には、保持部４１が破断することで駆動ユニット３０に加わる衝撃をさらに低減できる。

また、図７などに示すように、電力変換装置ＰＤＵは、サブフレーム１４が駆動ユニット３０を支持した状態で、電動機ＭＯＴおよび前フレーム部材５０よりも前方に位置するようになっている。このため、図８に示すように、車両１の前突時に電力変換装置ＰＤＵを含む駆動ユニット３０が慣性により前方へ移動しても、電力変換装置ＰＤＵが前フレーム部材５０と接触するのを回避することができる。

さらに、電力変換装置ＰＤＵは、電動機ＭＯＴ（ケース４０）よりも前方、即ち車室側に配置されている。このため、車両１が前突して電力変換装置ＰＤＵが慣性により前方へ移動しても、車室（例えばフロアパネル２）により電力変換装置ＰＤＵが車両１の車体から露出するのを抑制できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、エンジンＥＮＧ及び電動機ＭＯＴを駆動源とするハイブリッド車両を例示したが、電動機ＭＯＴのみを駆動源とする電動車両であってもよい。
また、バッテリＢＡＴ及び燃料タンク９の配置位置は上記実施形態の例に限らず、例えば、図２の例においてバッテリＢＡＴ及び燃料タンク９の配置位置を入れ替えてもよい。さらに、電動車両とした場合は燃料タンク９を設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、１つの保持部４１をケース４０に設けた例を説明したが、駆動ユニット３０の重心位置などを勘案して、複数の保持部をそれぞれ異なる位置に設けてもよい。このようにすれば、複数の保持部を保持することで、駆動ユニット３０を安定して持ち上げることができる。
また、上記実施形態では、電動機ＭＯＴを収容するケース４０の保持部４１を有効活用する例を例示したが、エンジンＥＮＧ等の他の駆動源を収容するケースの保持部を保持部４１と同様にフレーム部材に干渉するようにすることにより、同様の効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、電動機ＭＯＴを収容した駆動ユニット３０を車両１の後部に配置したが、駆動ユニット３０をフロントルーム６に配置し、電動機ＭＯＴを左右の前輪ＦＷを駆動する駆動源として用いてもよい。
また、上記実施形態では、上フレーム部５１を中空のバー部材とした例を説明したが、これに限らず、例えば上フレーム部５１を中実のバー部材としてもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 駆動源（電動機ＭＯＴ）と、該駆動源を収容するケース（ケース４０）と、を備える駆動ユニット（駆動ユニット３０）と、
前記駆動ユニットを支持するフレーム部材（前フレーム部材５０）と、を備える、車両（車両１）であって、
前記フレーム部材は、前記駆動ユニットの上方を車幅方向に延びる上フレーム部（上フレーム部５１）を有し、
前記ケースは、前記ケースの上面（上面４０ｕ）から上方に突出し、前記駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部（保持部４１）を有し、
前記保持部は、
前記上フレーム部に対し前後方向において所定の隙間（隙間Ｓ２）を介して配置され、
前記車両の前後方向から見て、前記上フレーム部と重なるように配置されている、車両。

（１）によれば、ケースに設けられた保持部が、車両の前後方向において所定の隙間を介して配置された上フレーム部と前後方向から見て重なるように配置されている。したがって、車両の衝突などによりケースが上フレーム部に対して前後方向に変位した際に、保持部が上フレーム部に干渉することで、駆動ユニットに加わる衝撃を低減することができる。駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部は、駆動ユニットが車両に組み付けられた後はその機能を終えるが、車両の衝突時などに駆動ユニットに加わる衝撃を低減する緩衝材という機能を持たせることで、保持部を有効に活用することができる。

（２） （１）に記載の車両であって、
前記保持部は、前記上フレーム部に対し前記前後方向において前記所定の隙間を介して後方に配置され、
前記フレーム部材は、前記車幅方向において前記上フレーム部の両側に前記駆動ユニットを支持する支持部（支持部５２）を有し、
前記支持部は、前記フレーム部材の前面で前記駆動ユニットを支持する、車両。

（２）によれば、支持部はフレーム部材の前面で駆動ユニットを支持するので、駆動ユニットは前突時に慣性により上フレーム部材に対し前方に移動する。このとき、保持部が上フレーム部と干渉することで駆動ユニットに加わる衝撃を低減することができ、また衝撃が過大になると保持部が破断することで駆動ユニットに加わる衝撃をさらに低減できる。

（３） （２）に記載の車両であって、
前記保持部は、前記ケースの外周面を前記車幅方向に延びるリブ（リブ４２）と連結されている、車両。

（３）によれば、保持部がケースの外周面を車幅方向に延びるリブと連結されているので、保持部の剛性を高めることができ、保持部を上フレーム部にしっかりと干渉させて駆動ユニットに加わる衝撃を低減できる。また、保持部がリブと連結されているので、保持部とリブとを合わせて形成することができ、ケースの製造コストの低減を図ることができる。

（４） （２）又は（３）に記載の車両であって、
前記駆動源は、回転電機（電動機ＭＯＴ）であり、
前記駆動ユニットは、前記回転電機に供給する電力及び前記回転電機から供給される電力を変換する電力変換装置（電力変換装置ＰＤＵ）をさらに備え、
前記駆動ユニットは、前記前後方向に対向する前フレーム部材（前フレーム部材５０）及び後フレーム部材（後フレーム部材６０）と、前記車幅方向に対向する左フレーム部材（左フレーム部材７０）及び右フレーム部材（右フレーム部材８０）とが平面視で略矩形形状に連結されたサブフレーム（サブフレーム１４）によって支持され、
前記フレーム部材は、前記前フレーム部材であり、
前記電力変換装置は、前記回転電機及び前記前フレーム部材よりも前方に位置する、車両。

（４）によれば、電力変換装置が回転電機及び前フレーム部材よりも前方に位置するので、前突時に電力変換装置が前フレーム部材と接触するのを回避できる。

（５） （４）に記載の車両であって、
前記電力変換装置は、前記回転電機よりも車室側に配置されている、車両。

（５）によれば、電力変換装置は回転電機よりも車室側に配置されているので、前突時に電力変換装置が車体から露出するのを抑制できる。

（６） （１）〜（５）のいずれか１つに記載の車両であって、
前記保持部は、前記前後方向に貫通する開口部（開口部４１ａ）を有する、車両。

（６）によれば、保持部に開口部が設けられているので、フックを引っ掛けることができ、さらに衝撃が過大になったときに保持部を破断させることができる。

１ 車両
４ 車室
１４ サブフレーム
３０ 駆動ユニット
４０ ケース
４０ｕ 上面
４１ 保持部
４１ａ 開口部
４２ リブ
４５ 締結部
５０ 前フレーム部材
５１ 上フレーム部
５２ 支持部
６０ 後フレーム部材
７０ 左フレーム部材
８０ 右フレーム部材
ＭＯＴ 電動機
ＰＤＵ 電力変換装置
Ｓ２ 隙間

Claims (5)

1. 駆動源と、該駆動源を収容するケースと、を備える駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットを支持するフレーム部材と、を備える、車両であって、
   前記フレーム部材は、前記駆動ユニットの上方を車幅方向に延びる上フレーム部を有し、
   前記ケースは、前記ケースの上面から上方に突出し、前記駆動ユニットが持ち上げられる際に保持される保持部を有し、
   前記保持部は、
   前記上フレーム部に対し前後方向において所定の隙間を介して後方に配置され、
   前記車両の前後方向から見て、前記上フレーム部と重なるように配置され、
   前記フレーム部材は、前記車幅方向において前記上フレーム部の両側に前記駆動ユニットを支持する支持部を有し、
   前記支持部は、前記フレーム部材の前面で前記駆動ユニットを支持する、車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記保持部は、前記ケースの外周面を前記車幅方向に延びるリブと連結されている、車両。
3. 請求項１又は２に記載の車両であって、
   前記駆動源は、回転電機であり、
   前記駆動ユニットは、前記回転電機に供給する電力及び前記回転電機から供給される電力を変換する電力変換装置をさらに備え、
   前記駆動ユニットは、前記前後方向に対向する前フレーム部材及び後フレーム部材と、前記車幅方向に対向する左フレーム部材及び右フレーム部材とが、平面視で略矩形形状に連結されたサブフレームによって支持され、
   前記フレーム部材は、前記前フレーム部材であり、
   前記電力変換装置は、前記回転電機及び前記前フレーム部材よりも前方に位置する、車両。
4. 請求項３に記載の車両であって、
   前記電力変換装置は、前記回転電機よりも車室側に配置されている、車両。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記保持部は、前記前後方向に貫通する開口部を有する、車両。

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