JPWO2016117513A1 - 電動モータユニット及び車両用駆動ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、開口部に伝達機構の一部を配置できるため、開口部の無い場合と比較して、電動モータユニットと伝達機構とを接近させた状態でユニット化することができる。また、絶縁対策を維持できる範囲で電動モータユニットを小さくすることで、車両用駆動ユニットの小型化を図ることができる。また、車両用駆動ユニットの車両搭載時、地表面から車両の最も低い箇所までの垂直距離である最低地上高を十分に確保することもできる。
上記構成によれば、電動モータユニットと伝達機構とが複数のハウジングにそれぞれ収容されている場合と比較して、電動モータユニットと伝達機構とを更に接近させた状態でユニット化することができる。
上記構成によれば、電動モータユニットと伝達機構とを電動モータの出力軸の軸方向に極力接近させた状態でユニット化することができる。
図1に示すように、車両用駆動ユニット10は、例えば、電動モータユニット11の電動モータ11Aが発生する回転トルクから後輪の駆動力を得る前後輪駆動の車両に搭載されている。車両用駆動ユニット10は、後輪である駆動輪12,13の間に配置されている。車両用駆動ユニット10は、車両後部の地面に面する下側に、最低地上高を十分に確保した状態で配置されている。
図1及び図2に示すように、伝達機構14は、電動モータ11Aが発生する回転トルクを伝達機構14に入力する回転軸としての入力軸17を備えている。電動モータ11Aは、回転トルクを出力する出力軸16を備えている。入力軸17は、出力軸16の伝達機構14近傍の端部16dに、機械的に連結されている。入力軸17は、ギヤハウジング15aに固定される軸受17aと、モータハウジング15bに固定される軸受17bとにより回転自在に支持されている。モータハウジング15bは、出力軸16周りに軸受ホルダ部15eを有している。軸受17bは、軸受ホルダ部15eの伝達機構14近傍に固定されている。入力軸17には、入力歯車21が、入力軸17と一体回転可能に固定されている。
図1に示すように、ハウジング開口部15c近傍には、複数のティースが形成された円筒状のステータ40が固定されている。各ティースには、インシュレータを介して複数のモータコイル41がそれぞれ巻回されている。各モータコイル41の引き出し線の第1端は、U相、V相、W相の3相のうち対応する相の後述する相端子部61,71,81に対して、それぞれ結線されている。各モータコイル41の引き出し線の第2端は、後述する各中性点端子部101に対して、それぞれ結線されている。各モータコイル41は、スター結線(Y結線)されている。
図1に示すように、結線モジュール11Bは、給電体としての円筒状の給電バスバー51と、中性点体としての円板状の中性点バスバー52とを有している。給電バスバー51は、コネクタCN(後述の各供給部60a,70a,80a)を介して、各モータコイル41の第1端と、電動モータ11Aの駆動電力の供給源であるインバータInvとを結線する。インバータInvには、インバータInvの動作を制御するための制御回路が接続されている。中性点バスバー52は、各モータコイル41の第1端と反対側の端部である第2端を、互いに結線する。コネクタCNは、モータハウジング15bから外側に突出している。コネクタCNは、電動モータ11Aにおいて伝達機構14近傍に設けられている。
まず、図5及び図6を参照して、給電バスバー51の構成について説明する。給電バスバー51は、銅板等の金属板からなるU相給電カラー60、V相給電カラー70、及びW相給電カラー80を含む。給電バスバー51は、樹脂材料等の絶縁材料からなるインシュレータとしての給電カラーホルダ90に保持されている。各相給電カラー60,70,80は、各相の相端子部61,71,81に結線されるモータコイル41の引き出し線の第1端とコネクタCNとを電気的に接続するための配電部材である。各相給電カラー60,70,80から、板状の供給部60a,70a,80aが、コネクタCNに向けてそれぞれ延びている。各供給部60a,70a,80aは、インバータInvから各相に対応する電力を供給する。
第1例の場合、第1断面Uから見た場合、第1断面U上の中性点端子列Nr及び第1断面給電端子列FrUはいずれも、外径の異なる環状の端子列であり、互いに重ならない。また、第1断面U上において、中性点端子列Nrと第1断面給電端子列FrUとの間で最も近接する各点を各点Un1,Uf1とすれば、各点Un1,Uf1の間の距離δ1は、0よりも大きい。距離δ1は、第1断面U上の中性点端子列Nrと第1断面給電端子列FrUとの間の最小距離を表している。
2台のカメラC1,C2を用いて、結線モジュール11Bにおける給電端子列Frと中性点端子列Nrとの位置関係を3次元で検出する場合、給電端子列Frと中性点端子列Nrとの関係を入れ替えても、第1例〜第4例はいずれも成立する。この場合、例えば、第1断面U(又は第1断面U1)は、各相端子部61,71,81の全てを含み給電端子列Frを含む面となる。この面は、湾曲していてもよい。尚、カメラC1又はカメラC2の少なくとも一つは、光学的なステレオ画像を生成できる3−Dステレオカメラや単眼カメラによる位置計測に置き換えてもよい。これにより、各端子の3次元位置を直接取得できるので、各距離δ1,δ2を、図示しない計測機器等を用いて、上記の如く判定することができる。この場合、各断面は任意に設定でき、必要な交差する面を自由に選ぶことができる。
(1)各相端子部61,71,81と各中性点端子部101とは、第2断面V上の第2断面中性点端子列NrVと第2断面給電端子列FrVとの間の最小距離、即ち、距離δ2が0よりも大きくなるように配置されている。この配置によれば、各相端子部61,71,81と各中性点端子部101とは、同一円周上ではなく、少なくとも出力軸16の軸方向にずれている。この場合、各相端子部61a,71a,81aと各中性点端子部101とを同一円周上に配置した場合と比較して、給電バスバー51及び中性点バスバー52のそれぞれにおいて、隣り合う端子部間の距離を大きくすることができる。これにより、絶縁対策を維持できる範囲内で給電バスバー51及び中性点バスバー52の隣り合う端子部を接近させることができる。このため、電動モータユニット11の小型化、ひいては、車両用駆動ユニット10の小型化を図ることができる。
・伝達機構14と結線モジュール11Bとが出力軸16の軸方向に重なっていなくてもよい。この場合も、上記(1)〜(8)、(10)〜(12)に準じた効果を奏する。
・伝達機構14は、電動モータ11Aの回転速度の減速比を変更可能であってもよく、例えば、3段階で減速させるため、入力軸17及び中間軸18の間に中間軸を備えてもよい。
・各相端子部61,71,81が並ぶ順番を、開口部53から反時計周りにU相、W相、V相の順に変更したり、V相、W相、U相の順に変更したりしてもよい。
・各相端子部61,71,81の全相の給電端子は、出力軸16(入力軸17)と中間軸18との間及び出力軸16(入力軸17)とコネクタCNとの間に配置されていたが、各相端子部61,71,81のうち少なくとも1相の給電端子を対象とすればよい。この場合、各相端子部61,71,81の先端を結ぶ各端子円の径を異ならせてもよく、各相端子部61,71,81及び各中性点端子部101を出力軸16の径方向及び軸方向にずらして配置してもよい。
・伝達機構14のドライブシャフト19,20に対して、電動モータ11Aの出力軸16を垂直に配置してもよい。
・電動モータユニット11を、例えば、車両の操舵を制御するためのユニット等、他のユニットに搭載してもよい。この場合も、ユニットの小型化を図ることができる。また、電動モータユニット11を、車両以外に、発電機や家庭用電気機器に搭載してもよい。
Claims (10)
- 電力を供給する複数のモータコイル、前記複数のモータコイルがそれぞれ巻回される円筒状のステータ、及び前記ステータと同軸上に設けられたロータを有する電動モータと、前記電力の供給源と前記複数のモータコイルとを結線する給電体、及び前記複数のモータコイルを互いに結線する中性点体を有する結線モジュールとを備えた電動モータユニットにおいて、
前記給電体は、複数の端子部が配列されている給電用配電部材を有し、
前記中性点体は、複数の端子部が配列されている中性点用配電部材を有し、
前記給電体又は前記中性点体の複数の端子部の全てを含む面を第1断面と定義し、
前記第1断面と交差する面を第2断面方向と定義し、
前記第2断面から見た場合、前記給電体の複数の端子部の配列と前記中性点体の複数の端子部の配列とが最も近接する箇所の両配列間の距離が、零よりも大きいことを特徴とする電動モータユニット。 - 請求項1に記載の電動モータユニットにおいて、
前記給電体及び前記中性点体の複数の端子部は、環状に並べられ、
前記第1断面から見た場合、前記給電体の複数の端子部の配列と前記中性点体の複数の端子部の配列とが最も近接する箇所の両配列間の距離が、零よりも大きいことを特徴とする電動モータユニット。 - 請求項1又は2に記載の電動モータユニットにおいて、
前記給電体及び前記中性点体は、前記複数の端子部を露出させた状態で絶縁部材によりそれぞれ覆われ、
前記給電体及び前記中性点体のいずれか一方を覆う絶縁部材には、前記複数の端子部のうち特定の隣り合う端子部間に開口部が設けられていることを特徴とする電動モータユニット。 - 請求項3に記載の電動モータユニットにおいて、
前記結線モジュールは、前記給電体を覆う絶縁部材と前記中性点体を覆う絶縁部材とを組み付けて得られる組付体、又は前記給電体を覆う絶縁部材と前記中性点体を覆う絶縁部材とを一体化した一部品であることを特徴とする電動モータユニット。 - 車両用駆動ユニットであって、
請求項3又は4に記載の電動モータユニットと、
前記電動モータの回転速度を複数の歯車を介して減速することにより得られた回転トルクを車両の駆動輪に駆動軸を介して伝達する伝達機構とを備え、
前記結線モジュールは、前記電動モータの前記伝達機構近傍に配置され、
前記給電体及び前記中性点体のいずれか一方を覆う絶縁部材の開口部には、前記伝達機構の一部が配置されていることを特徴とする車両用駆動ユニット。 - 請求項5に記載の車両用駆動ユニットにおいて、
前記電動モータは、前記供給源からコネクタを介して前記給電体に供給される電力により駆動することで、前記ロータに挿入された出力軸を回転させることにより回転トルクを発生し、
前記給電体の外径は、前記ステータの外径以下であり、
前記給電体の内径は、前記出力軸の外径以上であることを特徴とする車両用駆動ユニット。 - 請求項5又は6に記載の車両用駆動ユニットにおいて、
前記伝達機構は、前記複数の歯車の回転軸となる複数の回転軸を有し、
前記複数の回転軸は、
前記ロータに挿入された出力軸に連結される入力軸と、
前記入力軸に対して平行に配置される中間軸と、
前記中間軸に対して平行に配置される駆動軸とを含み、
前記入力軸、前記中間軸、前記駆動軸の各軸中心は、同一平面上に並べられていることを特徴とする車両用駆動ユニット。 - 請求項5〜7のうちいずれか一項に記載の車両用駆動ユニットにおいて、
前記電動モータユニットと前記伝達機構とは、共通のハウジングに収容されていることを特徴とする車両用駆動ユニット。 - 請求項5〜8のうちいずれか一項に記載の車両用駆動ユニットにおいて、
前記給電体の径方向内側には、前記ロータに挿入された出力軸を回転自在に支持する軸受が設けられ、
前記給電体の内径は、前記軸受の外径以上であることを特徴とする車両用駆動ユニット。 - 請求項5〜9のうちいずれか一項に記載の車両用駆動ユニットにおいて、
前記給電体と前記伝達機構とは、前記ロータに挿入された出力軸の軸方向に重なるように配置されていることを特徴とする車両用駆動ユニット。
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