JP6926971B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、ケース内にモータが内蔵される車両のモータユニットの構造に関するものである。

特許文献１には、壁に囲まれて形成される内部空間に高電圧部が収容される収容筐体において、壁のうち衝撃を受けることが予想される衝撃予想部位がリブ状に形成されることで、他の壁に比べて厚みが厚く設定されることが開示されている。壁の衝撃予測部位の厚みが厚くされることで、壁のうち衝撃を受ける部位の剛性が集中的に高められる。

特開２０１２−１４６８５６号公報 国際公開第２０１２／０７３９５９号

ところで、収容筐体内に、ロータと、ロータの外周側に配置されているステータと、高電圧部とを有するモータが内蔵されている車両のモータユニットにおいて、収容筐体の破損を抑制するため、特許文献１のように、収容筐体の衝撃を受けることが予想される壁の厚みを厚くする場合、その衝撃に対して壁が破損しない程度まで壁の厚みを厚くする必要が生じ、その背反として車両重量の増加やコスト増加といった問題が発生する。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、収 容筐体内に、モータが内蔵されているモータユニットを備えた車両において、収容筐体の壁の厚みを大幅に厚くすることなく、収容筐体の破損を抑制できる構造を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）走行用の駆動源として使用されるモータと、該モータを収容する収容筐体と、を有するモータユニットを車両内に備え、前記モータは、回転軸線回りに回転可能に配置されているロータと、該ロータの外周側に配置されているステータと、該ステータに設けられ走行中に電気が流れる動力線と、を有する、車両において、（ｂ）前記収容筐体のうち車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きい部位の壁面と、前記ステータの外周面とが面接触し、（ｃ）前記収容筐体の壁面のうち前 記ステータの外周面と面接触する前記部位は、前記ステータの外周面に向かい合う壁面に おいて前記ステータの周方向で複数箇所形成され、（ｄ）前記収容筐体のうち前記ステー タの外周面に向かい合う壁面における前記部位と異なる前記他の部位の壁面と、前記ステ ータの外周面と、の間に空間が形成され、（ｅ）前記収容筐体のうち前記ステータの外周 面に向かい合う壁面における前記ステータの外周面と面接触する前記部位は、前記収容筐 体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁面における前記他の部位の壁の厚みよりも 、前記ステータの外周面に向かい合う壁面が面接触可能になる分だけ厚い壁の厚みを有し ていることを特徴とする。

また、第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記収容筐体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁面における前記ステータの外周面と面接触する前記部位と近接する位置に、前記収容筐体の締結部が設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、車両が衝突したとき、収容筐体の壁のうち車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きい部位の壁面がステータの外周面と面接触しているため、ステータが衝突荷重を受け持つことで、収容筐体の破損が抑制される。このように、収容筐体の壁の厚みを大幅に厚くしたり、リブ等を追加することなく、収容筐体の破損を抑制することができる。また、収容筐体のうちステータの外周面に向かい合う壁面におけるステ ータの外周面と面接触する部位は、収容筐体のうちステータの外周面に向かい合う壁面に おける他の部位よりも壁の厚みが厚く形成されることで、ステータの外周面と面接触させ ることができる。ここで、収容筐体のうち面接触する部位の壁の厚みは、ステータの外周 面と接触するだけの寸法で済むため、収容筐体単体で衝突荷重による破損を抑制できる程 度に壁の厚みを厚くする必要がないことから、収容筐体の重量増加も最小限となる。

また、第２発明によれば、収容筐体のうちステータの外周面に向かい合う壁面における ステータの外周面と面接触する部位と近接する位置に、収容筐体の締結部が設けられているため、収容筐体の締結部周辺に衝突荷重がかかっても、その衝突荷重をステータが受け持つことで、収容筐体の締結部の破損も抑制される。従って、収容筐体の締結部の破損による締結機能の喪失を抑制することができる。

本発明の一実施例である車両を簡略的に示す上面視図である。 図１のＨＶトランスミッションの外観図である。 図１のＨＶトランスミッション内の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 図３のケース内を矢印Ａ方向から見た図である。 図３のケース内を矢印Ａ方向から見た図であって、特に、モータが取り外された状態を示す図である。 図５のケースの斜視図である。

ここで、本実施形態において、収容筐体はアルミから構成され、モータを構成するステータは、収容筐体よりも剛性の高い金属材料から構成されている。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両１０を簡略的に示す上面視図である。図１において、紙面上方が車両前方に対応し、紙面後方が車両後方に対応し、紙面左方が車両左側に対応し、紙面右方が車両右側に対応している。車両１０は、エンジン１２およびＨＶトランスミッション１４に内蔵されるモータ１６の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッド車両である。車両１０は、車両前方に、エンジン１２およびＨＶトランスミッション１４が配置されるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）形式の駆動装置１５を備えている。なお、ＨＶトランスミッション１４が、本発明の車両のモータユニットに対応している。

図２は、ＨＶトランスミッション１４の外観図である。ＨＶトランスミッション１４は、ケーシング１８内にモータ１６（図３、図４参照）および不図示のギヤ機構を備えている。ケーシング１８は、リアカバー２０、ケース２２、およびハウジング２４の３つのケース部材から構成され、これらのケース部材が互いにボルト２６で締結されることにより１つのケーシング１８として構成されている。リアカバー２０、ケース２２、およびハウジング２４は、何れもアルミによって構成されている。なお、ケース２２が、本発明の収容筐体に対応している。

リアカバー２０は、円盤状に形成されており、ケーシング１８の側方の一方を塞いでいる。ケース２２は両端が開口する円筒状に形成されている。ケース２２の開口一端に形成されている合わせ面２８と、リアカバー２０に形成されている合わせ面３０とが密着した状態で、リアカバー２０およびケース２２が、複数本のボルト２６によって締結されている。また、ケース２２の開口他端に形成されている合わせ面３２と、ハウジング２４に形成されている合わせ面３４とが密着した状態で、ケース２２およびハウジング２４が、複数本のボルト２６によって締結されている。このように、互いのケース部材の合わせ面が密着した状態で締結されることで、ケーシング１８内に貯留されているオイルの漏洩が阻止されている。

図３は、ＨＶトランスミッション１４内の一部、詳細には、ケース２２内の一部を切断して内部構造を示した斜視図である。なお、図３において紙面上下方向は、図２において紙面左右方向に対応し、図３の紙面上方にケース２２の合わせ面２８が位置した状態となっている。ＨＶトランスミッション１４のケーシング１８内には、動力を伝達するための不図示のギヤ機構、ギヤ機構の潤滑やモータ１６の冷却を行うためのオイルを汲み上げる不図示のオイルポンプ、および図３に示すモータ１６などが収容されている。なお、ケーシング１８内には所定量のオイルが貯留されており、オイルポンプによって汲み上げられたオイルが、不図示の潤滑回路に供給されることで、ギヤ機構およびモータ１６に供給される。また、ケーシング１８内に貯留されるオイルは、例えばギヤ機構によって攪拌されることでもギヤ機構およびモータ１６に供給される。

モータ１６は、ケーシング１８内において、図３に示す回転軸線ＣＬ（以下、軸線ＣＬ）を中心に回転可能に配置されている。モータ１６は、軸線ＣＬ回りに回転可能に配置されているロータ３８と、ロータ３８の外周側に配置されているステータ４０と、ステータ４０に設けられている高電圧部４８とを、有している。

ロータ３８は、環状に形成され、図示しない軸受によって、軸線ＣＬを中心にして回転可能に支持されている。ステータ４０は、環状に形成され、ロータ３８の外周側に配置されている。ステータ４０は、図示しないボルトによってケース２２に回転不能に固定されている。なお、ステータ４０は、複数枚の円板状の鋼板が積層されて構成され、ケース２２と比べて強度が高くなっている。

ステータ４０には、その内周面から径方向外側に向かって放射状に伸びる切欠が、周方向で複数箇所形成されており、その切欠内を複数本の動力線４６が軸線ＣＬと平行に通っている。これら複数本の動力線４６によって、走行中において高電圧の電気が流れる高電圧部４８が構成される。

図４は、図３のケース２２内を矢印Ａ方向から見た図（軸線ＣＬの一方側から見た図）の一部である。図５は、図３のケース内を矢印Ａ方向から見た図であって、特に、モータ１６が取り外された状態を示している。また、図６は、図５に示すケース２２の斜視図に対応している。

図４に示すように、ケース２２の内部にモータ１６が収容されている。また、図４の破線で囲まれる部位では、ケース２２の壁面とステータ４０の外周面とが面接触している。このケース２２の壁面とステータ４０の外周面とが面接触している部位は、ステータ４０の周方向で複数箇所形成されている。なお、図４では、破線で囲まれる、ケース２２の壁面とステータ４０の外周面とが面接触する部位が３箇所示されているが、実際には、図４では図示されないステータ４０の周方向の他の部位においても、ケース２２の壁面とステータ４０の外周面とが面接触する部位が形成されている。

図５、図６に示すように、ケース２２には、モータ１６の組付時においてステータ４０の外周面と面接触するケース接触部５２が形成されている。このケース接触部５２には、ステータ４０の外周面に沿うように円弧状に形成された接触面５４（図６参照）が形成されている。ケース２２のうちケース接触部５２が形成される部位は、接触面５４がステータ４０の外周面と接触可能となるまで、ケース２２の壁の厚みが、ケース２２の他の壁よりも厚く形成されている。このように、ケース接触部５２では、ケース２２の他の部位よりも壁の厚みが厚くされるものの、接触面５４がステータ４０の外周面と接触可能となるだけの厚みで済むため、壁の厚みの増加によるケース２２の重量増加も最小限となる。

また、ケース接触部５２と近接する位置、すなわちケース２２のうちステータ４０の外周面と面接触する部位と近接する位置に、ケース２２とリアカバー２０とがボルト２６によって締結されるボルト締結部５６が設けられている。ボルト締結部５６は、詳細には、ケース接触部５２に対して軸線ＣＬを中心とする径方向外側に位置している。なお、ボルト締結部５６が、本発明の締結部に対応している。

また、ケース接触部５２の接触面５４が、ステータ４０の外周面と面接触可能な位置までケース２２の内側に位置することで、ケース接触部５２の壁の厚みが、ケース２２のケース接触部５２以外の壁に比べて厚くなる。これより、ケース接触部５２の壁の厚みが厚くなる分だけ、ボルト締結部５６をケース２２の内側に寄せて配置することができる。ボルト締結部５６をケース２２の内側に寄せて配置する場合には、図５、図６に示す、ボルト２６が挿し通されるボルト穴５８の位置が、従来のボルト穴の位置に比べてケース２２の内側に形成される。ボルト締結部５６が、従来のケースよりもケース２２の内側に設けられることで、各ボルト２６にかかる締結荷重が分散される。

ここで、ケース２２のケース接触部５２が形成される部位は、車両衝突時において、ケース２２の受ける衝突荷重Ｆが、ケース２２の他の部位に比べて大きい部位に設定されている。車両衝突時においてケース２２が受ける衝突荷重Ｆの大きい部位は、衝突試験ならびに解析試験によって予め特定される。例えば、ケース２２の衝突試験を実施することで、衝突荷重によってケース２２に破損が生じた部位が特定される。この破損が生じた部位が、衝突荷重Ｆが大きい部位に対応する。衝突試験は、車両の正面、斜め、側方からの衝突など複数のパターンで実施され、これら全てのパターンの衝突試験の試験結果から、衝突荷重Ｆの大きい部位が特定される。なお、ケース接触部５２が、本発明の車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きい部位、および本発明の収容筐体のうちステータの外周面と面接触する部位に対応している。

また、車両衝突時において、ケース２２のうち衝突荷重Ｆの大きい部位が解析試験によっても特定される。例えば、車両衝突時においてケース２２のどの部位が周辺部品と接触するのかを解析的に確認し、この部位に強制変位を入力したときの応力分布を解析的に算出する。この解析結果に基づいて車両衝突時に応力の集中する部位が特定される。この部位が、衝突荷重Ｆの大きい部位に対応する。解析試験においても、車両の正面、斜め、側方からの衝突など多様なパターンの衝突を想定して計算される。これら衝突試験および解析試験の少なくとも一方を実施することで、ケース２２のうち衝突荷重Ｆの大きい部位が特性され、この部位にケース接触部５２が形成される。

以下、ステータ４０の外周面と面接触するケース接触部５２がケース２２に形成されることによる効果について説明する。車両１０が衝突すると、ケース２２が衝突荷重Ｆを受けることとなる。このとき、ケース２２のうちケース接触部５２の受ける衝突荷重Ｆが、ケース２２の他の部位に比べて大きくなる。これに対して、ケース接触部５２の接触面５４がステータ４０の外周面と面接触しているため、衝突荷重Ｆが、ケース接触部５２を介してステータ４０に伝達される。よって、ケース２２が受ける衝突荷重Ｆを、ステータ４０が受け持つこととなる。また、ステータ４０はケース２２に比べて剛性が高いことから、ケース２２が受ける衝突荷重Ｆをステータ４０に受け持たせることで、ケース２２の破損が抑制される。これに関連して、ケース２２内の高電圧部４８が人の手に触れて感電することも防止される。

また、ケース接触部５２を形成することで、ケース接触部５２にあっては壁の厚みが増加するものの、壁の厚みは、接触面５４がステータ４０の外周面と接触する位置までで済むので、厚みの増加によるケース２２の重量増加も最小限となる。よって、製造コストの低減および車両１０の燃費向上に繋がる。さらに、ケース２２の厚みが大幅に増加することがないため、ケース２２の内部の搭載自由度についても向上する。

また、ケース接触部５２と近接する位置にボルト締結部５６が設けられているので、ボルト締結部５６に伝達される衝突荷重Ｆについてもステータ４０が受け持つことから、ボルト締結部５６の破損も抑制される。よって、ボルト締結部５６の破損によるケース２２とリアカバー２４との間の締結機能の喪失が抑制され、締結機能の喪失に起因してケーシング１８内に貯留されるオイルが漏れ出すことも抑制される。

また、ケース締結部５２の壁の厚みが厚くなる分だけ、ケース接触部５２に近接して設けられるボルト締結部５６をケース２２の内側に寄せて配置することができる。ボルト締結部５６がケース２２の内側に配置されると、ボルト２６の締結力を分散することができる。ボルト２６の締結力が分散されることで、各ボルト２６毎の締結力が高くなるため、ボルト２６の本数を少なくしても、ケース２２とリアカバー２４との間の締結力を確保することもできる。結果として、製造コストの低減が可能となる。

上述のように、本実施例によれば、車両１０が衝突したとき、ケース２２の壁のうち車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きいケース接触部５２の接触面５４がステータ４０の外周面と面接触していることから、ステータ４０が衝突荷重Ｆを受け持つため、ケース２２の破損が抑制される。よって、ケース２２の壁の厚みを大幅に厚くしたり、リブ等を追加することなく、ケース２２の破損を抑制することができる。

また、本実施例によれば、ケース２２のうちステータ４０の外周面と面接触するケース接触部５２と近接する位置に、ケース２２のボルト締結部５６が設けられているため、ケース２２のボルト締結部５６周辺に衝突荷重Ｆがかかっても、その衝突荷重Ｆをステータ４０が受け持つことで、ケース２２のボルト締結部５６の破損も抑制される。従って、ボルト締結部５６の破損による締結機能の喪失を抑制することができる。

また、本実施例によれば、ケース２２のうちステータ４０の外周面と面接触するケース接触部５２は、ケース２２の他の部位よりも壁の厚みが厚いため、ステータ４０の外周面と面接触させることができる。ここで、ケース２２のうち面接触するケース接触部５２の壁の厚みは、ステータ４０の外周面と接触できるだけの寸法で済むため、ケース２２のみで衝突荷重Ｆによる破損を抑制できる程度に壁の厚みを厚くする必要がないことから、ケース２２の重量増加も最小限となる。また、ケース接触部５２に近接してケース２２のボルト締結部５６が設けられると、ケース２２の厚みが増加した分だけボルト締結部５６をケース２２の内側に配置することができる。よって、ボルト締結部５６に掛かる荷重を分散することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、ケース２２にケース接触部５２が形成されているが、リアカバー２０またはハウジング２４側に、ステータ４０が設けられる場合には、リアカバー２０またはハウジング２４にケース接触部５２が形成されていても構わない。

また、前述実施例では、ケーシング１８は、リアカバー２０、ケース２２、ハウジング２４の３つのケース部材から構成されているが、必ずしもこれに限定されない。例えば２つのケース部材で構成されていてもよく、４つ以上のケース部材で構成されていても構わない。要は、モータ１６を収容するケーシングであれば、適宜本発明を適用することができる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１４：ＨＶトランスミッション（モータユニット）
１６：モータ
２２：ケース（収容筐体）
３８：ロータ
４０：ステータ
４８：高電圧部
５２：ケース接触部（車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きい部位）
５６：ボルト締結部（締結部）

Claims (2)

1. 走行用の駆動源として使用されるモータと、該モータを収容する収容筐体と、を有する モータユニットを車両内に備え、前記モータは、回転軸線回りに回転可能に配置されているロータと、該ロータの外周側に配置されているステータと、該ステータに設けられ走行 中に電気が流れる動力線と、を有する、車両において、
   前記収容筐体のうち車両衝突時に受ける衝突荷重が他の部位に比べて大きい部位の壁面と、前記ステータの外周面とが面接触し、
   前記収容筐体の壁面のうち前記ステータの外周面と面接触する前記部位は、前記ステー タの外周面に向かい合う壁面において前記ステータの周方向で複数箇所形成され、
   前記収容筐体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁面における前記部位と異なる 前記他の部位の壁面と、前記ステータの外周面と、の間に空間が形成され、
   前記収容筐体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁面における前記ステータの外 周面と面接触する前記部位は、前記収容筐体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁 面における前記他の部位の壁の厚みよりも、前記ステータの外周面に向かい合う壁面が面 接触可能になる分だけ厚い壁の厚みを有している
   ことを特徴とする車両。
2. 前記収容筐体のうち前記ステータの外周面に向かい合う壁面における前記ステータの外 周面と面接触する前記部位と近接する位置に、前記収容筐体の締結部が設けられていることを特徴とする請求項１の車両。

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