JPWO2020067271A1 - モータユニット - Google Patents

Abstract

本発明の１つの態様のモータユニットは、車両に搭載され車両を駆動させるモータユニットである。モータユニットは、モータおよびモータに電力を供給するインバータを有する本体部と、本体部の上側の少なくとも一部を覆うアコースティックカバーと、を備える。アコースティックカバーは、上下方向から見て、モータの少なくとも一部およびインバータの少なくとも一部に重なる。アコースティックカバーは、化粧板と、吸音材からなり本体部と化粧板との間に位置する吸音層と、を有する。

Description

本発明は、モータユニットに関する。

近年、モータユニットを搭載した電気自動車の普及が急速に進みつつある。モータユニットは、モータに電力を供給するインバータやモータの動力を車軸に伝える減速機が設けられる。

日本国公開公報：特開２００３−１９９３６３号公報

上記のようなモータユニットでは、各部がモータに対して固定されているため、モータを音源とする振動が各部で励起されて運転者に騒音として感じられるという問題があった。

本発明は、静音性能に優れたモータユニットの提供を目的の一つとする。

本発明の１つの態様のモータユニットは、車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットである。モータユニットは、モータおよび前記モータに電力を供給するインバータを有する本体部と、前記本体部の上側の少なくとも一部を覆うアコースティックカバーと、を備える。前記アコースティックカバーは、上下方向から見て、前記モータの少なくとも一部および前記インバータの少なくとも一部に重なる。前記アコースティックカバーは、化粧板と、吸音材からなり前記本体部と前記化粧板との間に位置する吸音層と、を有する。

本発明の１つの態様のモータユニットは、車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットである。モータユニットは、モータおよび前記モータの動力を前記車両の車軸に伝達するギヤ部を有する本体部と、前記本体部の上側の少なくとも一部を覆うアコースティックカバーと、を備える。前記アコースティックカバーは、上下方向から見て、前記モータの少なくとも一部および前記ギヤ部の少なくとも一部に重なる。前記アコースティックカバーは、吸音材保持部材と、吸音材からなり前記本体部と前記吸音材保持部材との間に位置する吸音層と、を有する。

本発明の１つの態様によれば、静音性能に優れたモータユニットが提供される。

図１は、一実施形態のモータユニットを搭載した車両の模式図である。 図２は、一実施形態のモータユニットの斜視図である。 図３は、一実施形態のモータユニットの分解斜視図である。 図４は、一実施形態のモータユニットの平面図である。 図５は、一実施形態のアコースティックカバーの断面模式図である。 図６は、変形例１のアコースティックカバーの断面模式図である。 図７は、変形例１のアコースティックカバーを有するモータユニットの平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

以下の説明では、モータユニット１が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側（重力方向の反対側）であり、−Ｚ方向が下側（重力方向）である。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であってモータユニット１が搭載される車両の前後方向を示し、＋Ｘ方向が車両前方であり、−Ｘ方向が車両後方である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の幅方向（左右方向）を示し、＋Ｙ方向が車両左方であり、−Ｙ方向が車両右方である。但し、＋Ｘ方向が車両後方となる場合には、＋Ｙ方向が車両右方であり、−Ｙ方向が車両左方となることもありうる。

以下の説明において特に断りのない限り、モータ２のモータ軸Ｊ１に平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、モータ軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸Ｊ１を中心とする周方向、すなわち、モータ軸Ｊ１の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、Ｘ軸方向と平行な方向を「前後方向」と呼ぶ。Ｘ軸方向の正の側を「前側」と呼び、Ｘ軸方向の負の側を「後側」と呼ぶ。Ｙ軸方向の正の側を「左側」と呼び、Ｙ軸方向の負の側を「右側」と呼ぶ。

以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態に係るモータユニット（電動駆動装置）１について説明する。
図１は、本実施形態のモータユニット１を搭載した車両９の模式図である。図２は、モータユニット１の斜視図である。図３は、モータユニット１の分解斜視図である。

モータユニット１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。すなわち、モータユニット１は、車両９に搭載され車両９を駆動させる。車両９は、乗員室９ａの前方に位置するモータユニット収容部９ｂを有する。モータユニット１は、車両９内のモータユニット収容部９ｂに収容される。すなわち、本実施形態のモータユニット１は、車両９の乗員室９ａの前方に配置される。

図２に示すように、モータユニット１は、本体部１０と、アコースティックカバー９０と、を有する。アコースティックカバー９０は、本体部１０の上側の少なくとも一部を覆う。また、アコースティックカバー９０は、本体部１０の後方の側面の少なくとも一部を覆う。

図３に示すように、本体部１０は、モータ（メインモータ）２と、ギヤ部３と、モータ２およびギヤ部３を収容するハウジング６と、ハウジング６に固定されるインバータユニット８と、を備える。

モータ２は、図１に示すように、水平方向に延びるモータ軸Ｊ１を中心として回転するロータ２０と、ロータ２０の径方向外側に位置するステータ３０と、を備える。ハウジング６は、モータ２を内部に収容する。すなわちハウジング６は、モータ２を内部に支持する。

ギヤ部３は、モータ２の動力を車両９の車軸に伝達する。本実施形態のギヤ部３は、図示しない減速装置および差動装置を有する。モータ２の回転軸は、減速装置に連結される。差動装置は、減速装置に接続される。差動装置は、減速装置を介してモータ２から出力されるトルクを車両の車輪に伝達する。減速装置および差動装置はハウジング６に収容される。

図３に示すように、ハウジング６は、第１のハウジング部材６１と、第２のハウジング部材６２と、閉塞部６３と、を有する。第２のハウジング部材６２は、第１のハウジング部材６１の左側（＋Ｙ方向）に位置する。閉塞部６３は、第１のハウジング部材６１に対して右側（−Ｙ方向）に位置する。なお、ハウジング６は、３つ以上の部材で構成されてもよい。

第１のハウジング部材６１は、軸方向に延びる筒状部６１ａと、筒状部６１ａの軸方向一方側（左側）に位置する側板部６１ｂと、を有する。筒状部６１ａは、内部にモータ２を収容する。

第１のハウジング部材６１の筒状部６１ａは、軸方向一方側（左側）において側板部６１ｂによって閉塞される。第１のハウジング部材６１の側板部６１ｂは、筒状部６１ａに対して径方向外側に突出する。側板部６１ｂには、第２のハウジング部材６２が固定される。第２のハウジング部材６２の形状は、側板部６１ｂ側に開口する凹形状である。第２のハウジング部材６２の開口は、側板部６１ｂに覆われる。第２のハウジング部材６２と側板部６１ｂの間との空間には、ギヤ部３が収容される。筒状部６１ａは、軸方向他方側（右側）において開口する。筒状部６１ａの右側の開口は、閉塞部６３により閉塞される。閉塞部６３は、筒状部６１ａに固定される。

インバータユニット８は、インバータ８０と、インバータ８０を収容し内部に支持するインバータケース８１と、を有する。すなわち、モータユニット１は、インバータ８０およびインバータケース８１を有する。インバータケース８１は、ハウジング６の外側面に固定される。すなわち、インバータユニット８は、インバータケース８１においてハウジング６に固定される。インバータ８０は、モータ２に電力を供給する。より具体的には、インバータ８０は、外部電源であるバッテリーから供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２に供給する。

アコースティックカバー９０は、本体部１０から発される音が、車両９の乗員室９ａ内の乗員（例えば運転者）に達することを抑制するために設けられる。
図３に示すように、アコースティックカバー９０は、上板部９１と側板部９２とを有する。上板部９１と側板部９２とは、互いに別体の部品である。上板部９１および側板部９２は、それぞれ個別に本体部１０に固定される。上板部９１は、本体部１０の上側に位置し、本体部１０の上面の少なくとも一部を覆う。上板部９１は、本体部１０の上面に沿って延びる板状である。側板部９２は、本体部１０の側面１０ａの少なくとも一部を覆う。側板部９２は、本体部１０の側面１０ａに沿って延びる板状である。より具体的には、側板部９２は、インバータユニット８の側面を覆いインバータユニット８の側面に沿って延びる。

図４は、モータユニット１の平面図である。
図４に示すように、上板部９１は、上下方向から見て、モータ２およびインバータ８０と重なる。すなわち、アコースティックカバー９０は、上下方向から見て、モータ２およびインバータ８０に重なる。

本体部１０から発される音は、車両９内のモータユニット収容部９ｂにおいて反響して乗員室９ａ内の乗員に達する。特に本体部１０の上面は、乗員室９ａに近く、面積が広いために、本体部１０の上面から発せられる音は乗員室９ａに達しやすい。また、本体部１０に設けられるモータ２とインバータ８０とは、それぞれ異なる音源となる。本実施形態によれば、アコースティックカバー９０が、上下方向から見てモータ２およびインバータ８０と重なることで、モータ２およびインバータ８０を音源とする音が、モータユニット１の上側に拡散されることを抑制することができる。結果的に本体部１０から発せられる音が乗員室９ａに達することを抑制し、乗員室９ａに対するモータユニット１の静音性能を高めることができる。
なお、本実施形態のアコースティックカバー９０は、上下方向から見て、モータ２の全体（ロータ２０およびステータ３０の全体）およびインバータ８０の全体に重なる。このため、本実施形態のアコースティックカバー９０は、モータ２およびインバータ８０の如何なる部分から直上に向かって発せられる音も吸収することができる。しかしながら、アコースティックカバー９０は、上下方向から見て、モータ２の少なくとも一部およびインバータ８０の少なくとも一部に重なって配置されていれば、重なる部分から直上に発せられる音を吸収することができ、一定の効果を得ることができる。

図１に示すように、本体部１０は、車両９の乗員室９ａ側を向く側面１０ａを有する。本実施形態において、乗員室９ａ側を向く側面１０ａは、インバータユニット８の側面である。側板部９２は、本体部１０のうち車両９の乗員室９ａ側を向く側面１０ａの少なくとも一部を覆う。すなわち、側板部９２は、本体部１０と乗員室９ａの間に位置する。側板部９２が設けられることで、本体部１０と乗員室９ａとの間をアコースティックカバー９０によって遮り、本体部１０の側面１０ａから発された音が乗員室９ａ側に達することを抑制できる。これにより、乗員室９ａに対するモータユニット１の静音性能を高めることができる。

本実施形態では、モータユニット１は、車両９の乗員室９ａの前方に配置されるため、側板部９２は本体部１０の後方を向く側面に位置する。しかしながら、モータユニット１が乗員室９ａの後方に配置される場合、側板部９２は本体部１０の前方を向く側面に位置することが好ましい。これにより、側板部９２が、本体部１０と乗員室９ａのとの間を遮り本体部１０から発せられた音が乗員室９ａに達することを抑制できる。

本実施形態によれば、アコースティックカバー９０は、本体部１０の上面の一部と側面１０ａの一部とを覆う。したがって、本体部１０の下面と他の側面（本実施形態において車両前方側を向く前面など）は、露出している。すなわち、本実施形態のモータユニット１は、モータ２の前面および下面の少なくとも一方はアコースティックカバー９０に覆われていない。一般的に、モータユニットの静音性能を高めるために、本体部の外側面の全体を吸音材で囲むことが考えられる。しかしながら、本体部の外側面の全体を吸音材で囲む場合、モータの熱をモータユニットの外部に効率的に放熱できないという問題がある。本実施形態によれば、アコースティックカバー９０によって覆われていない下面および他の側面からモータ２から生じる熱を放熱することができ、モータユニット１の放熱性と静音性能とをバランスよく高めることができる。

図５は、本体部１０に取り付けられたアコースティックカバー９０の断面模式図である。
図５に示すようにアコースティックカバー９０は、吸音材保持部材としての化粧板９５と、吸音材からなる吸音層９６と、を有する。本実施形態において、吸音材保持部材は、化粧板９５である。なお、吸音材保持部材には、化粧板以外の部材が用いられてもよい。また、化粧板９５および吸音層９６は、上板部９１と側板部９２とにそれぞれ設けられる。

化粧板９５は、モータユニット１において外部に露出する。化粧板９５は、平板状の平板部９５ａと、平板部９５ａの周縁に位置する縁部９５ｂと、を有する。平板部９５ａは、アコースティックカバー９０の延びる平面に沿って延びる。縁部９５ｂは、平板部９５ａの外縁から本体部１０側に延びる。

アコースティックカバー９０は、化粧板９５において本体部１０に固定される。より具体的には、化粧板９５の一端に位置する縁部９５ｂを本体部１０に設けられた係部にひっかけた状態で、化粧板９５の多端に位置する縁部９５ｂを本体部１０にねじ止めすることで固定される。なお、アコースティックカバー９０の本体部１０への固定方法は、限定されない。例えば、アコースティックカバー９０は、本体部１０にスナップフィットによって固定されていてもよい。

吸音層９６は、本体部１０と化粧板９５との間に位置する。吸音層９６は、本体部１０から発せられる音を吸収し熱エネルギーに変換する。すなわち、吸音層９６に達した音は、吸音層９６で反射されることを抑制されつつ吸音層９６に吸収される。したがって、吸音層９６は、本体部１０から発せられる音が車両９のモータユニット収容部９ｂ内で反響することを抑制することができる。

本実施形態において、吸音層９６は、第１層９７と第２層９８とを有する。第１層９７と第２層９８とは、互いに積層されている。第１層９７は、第２層９８と化粧板９５との間に位置する。

第１層９７と第２層９８とは、吸音材の構成が互いに異なる。本実施形態において、第１層９７は不織布からなる。より具体的には、第１層９７は、複数枚の不織布が互いに積層されて構成される。一方で、第２層９８は多孔体からなる。第２層９８は、第１層９７と本体部１０との間において、メラミンからなる多孔体が本体部１０の外側面の外形に合わせて成形されて配置される。なお、メラミンからなる多孔体の密度は、５．６ｋｇ／ｍ３以上１０．３ｋｇ／ｍ３以下であることが望ましい。また、９．０ｋｇ／ｍ３以上１０．３ｋｇ／ｍ３以下であることがより望ましい。第２層９８は、少なくとも一部が、本体部１０の外側面に接触する。不織布および多孔体は、それぞれ吸音材として機能する。

アコースティックカバー９０が取り付けられる本体部１０において、モータ２、インバータ８０およびギヤ部３は、互いに連結されている。モータ２、インバータ８０およびギヤ部３は、それぞれ異なる周波数帯の音を発する。これらの音は互いに連結された各部を伝わるため、本体部１０の全体から異なる周波数帯の音が外部に拡散されると考えられる。

一般的に不織布は、高周波に対する吸音性能が高く、多孔体は、低周波に対する吸音性能が高い。本実施形態によれば、吸音層９６が、不織布からなる第１層９７と、多孔体からなる第２層９８と、が互いに積層されて構成される。したがって、吸音層９６は、アコースティックカバー９０の全体において幅広い周波数帯の音を吸収することができる。このため、吸音層９６は、本体部１０から発せられる幅広い周波数帯の音がモータユニット１の外部に拡散されることを抑制することができる。
なお、本実施形態では、多層構造の吸音層９６を有するアコースティックカバー９０について説明した。しかしながら、吸音層の構造は、本実施形態に限定されることはない。例えば、吸音層は、不織布又は多孔体からなる１層構造であってもよい。

＜変形例１＞
次に、上述の実施形態のモータユニット１に採用可能な変形例１のアコースティックカバー１９０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図６は、変形例１のアコースティックカバー１９０の断面模式図である。
上述の実施形態と同様に本変形例のアコースティックカバー１９０は、化粧板９５と、吸音材からなる吸音層１９６と、を有する。また、アコースティックカバー１９０は、本体部１０の上面の一部を覆う上板部１９１と、本体部１０の側面１０ａの一部を覆う側板部１９２と、を有する。

吸音層１９６は、本体部１０と化粧板９５との間に位置する。本変形例において、吸音層１９６は、上下方向から見て互いに異なる位置に設けられる第１領域１９７と第２領域１９８とを含む。第１領域１９７と第２領域１９８とは、吸音材の構成が互いに異なる。本変形例において、第１領域１９７を構成する吸音材は、例えばメラミンからなる多孔体である。また、第２領域１９８を構成する吸音材は、不織布からなる。

第１領域１９７は、上板部１９１のみに設けられる。第１領域１９７は、上下方向から見て第１領域１９７は、上下方向から見てモータ２の少なくとも一部と重なる。
第２領域１９８は、上板部１９１と側板部１９２とに跨って設けられる。第２領域１９８は、上下方向から見てインバータ８０と重なる。

一般的にモータ２から主に発される音とインバータ８０とから主に発される音とは、周波数帯が異なる。本変形例によれば、第１領域１９７が上下方向から見てモータ２の少なくとも一部に重なる。また、第１領域１９７とは吸音材の構成が異なる第２領域１９８が、第１領域１９７とは異なる領域に設けられる。このため、第１領域１９７の吸音材をモータ２から生じる周波数帯の吸音に適した構成とすることで、モータ２から生じる音を効率的に吸音できる。また、第２領域１９８の吸音材の構成をモータ２以外の部材（本変形例におけるインバータ８０）から生じる周波数帯の吸音に適した構成とすることで、インバータ８０から生じる音を効率的に吸音できる。結果的に、本体部１０の各部から生じる周波数帯の異なる音を効率的に吸音することができ、モータユニット１の静音性能を高めることができる。

なお、本変形例では、第２領域１９８を、上下方向から見てインバータ８０と重ねて配置する場合を例示した。しかしながら、第２領域をギヤ部３と重ねて配置し第２領域の吸音材のギヤ部から生じる周波数帯の吸音に適した構成としてもよい。

＜変形例２＞
次に、上述の実施形態のモータユニット１に採用可能な変形例２のアコースティックカバー２９０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図７は、変形例２のアコースティックカバー２９０を有するモータユニットの平面図である。
図示を省略するが本変形例のアコースティックカバー２９０は、上述の実施形態と同様に化粧板と、吸音材からなり化粧板と本体部との間に位置する吸音層と、を有する。

アコースティックカバー２９０は、上下方向から見て、モータ２の少なくとも一部およびギヤ部３の少なくとも一部と重なる。本変形例によれば、モータ２およびギヤ部３から発せられる音がモータユニット１の上側に拡散されることを抑制することができる。

なお、本変形例では、アコースティックカバー２９０が本体部１０のモータ２とギヤ部３とに重なる場合を例示した。また、上述の実施形態では、アコースティックカバー９０が本体部１０のモータ２とインバータ８０とに重なる場合を例示した。そのほかに、アコースティックカバーは、モータ２、ギヤ部３およびインバータ８０に重なる構成としてもよい。

以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、各実施形態およびその変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１…モータユニット、２…モータ、３…ギヤ部、６…ハウジング、９…車両、９ａ…乗員室、１０…本体部、１０ａ…側面、８０…インバータ、８１…インバータケース、９０，１９０，２９０…アコースティックカバー、９５…化粧板（吸音材保持部材）、９６，１９６…吸音層、９７…第１層、９８…第２層、１９７…第１領域、１９８…第２領域

Claims (9)

1. 車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットであって、
   モータおよび前記モータに電力を供給するインバータを有する本体部と、
   前記本体部の上側の少なくとも一部を覆うアコースティックカバーと、を備え、
   前記アコースティックカバーは、上下方向から見て、前記モータの少なくとも一部および前記インバータの少なくとも一部に重なり、
   前記アコースティックカバーは、
   吸音材保持部材と、
   吸音材からなり前記本体部と前記吸音材保持部材との間に位置する吸音層と、を有する、
   モータユニット。
2. 前記本体部は、
   前記モータを内部に支持するハウジングと、
   前記インバータを内部に支持するインバータケースと、を有し、
   前記インバータケースは、前記ハウジングの外側面に固定される、
   請求項１に記載のモータユニット。
3. 車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットであって、
   モータおよび前記モータの動力を前記車両の車軸に伝達するギヤ部を有する本体部と、
   前記本体部の上側の少なくとも一部を覆うアコースティックカバーと、を備え、
   前記アコースティックカバーは、上下方向から見て、前記モータの少なくとも一部および前記ギヤ部の少なくとも一部に重なり、
   前記アコースティックカバーは、
   化粧板と、
   吸音材からなり前記本体部と前記吸音材保持部材との間に位置する吸音層と、を有する、
   モータユニット。
4. 前記本体部は、前記車両の乗員室側を向く側面を有し、
   前記アコースティックカバーは、前記側面の少なくとも一部を覆う、
   請求項１〜３の何れか一項に記載のモータユニット。
5. 前記吸音材は、
   不織布又は多孔体からなる、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のモータユニット。
6. 前記吸音層は、
   不織布からなる第１層と、
   多孔体からなる第２層と、が互いに積層されて構成される、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のモータユニット。
7. 前記吸音層は、上下方向から見て互いに異なる位置に設けられる第１領域と第２領域とを含み、
   前記第１領域と前記第２領域とは、前記吸音材の構成が互いに異なり、
   前記第１領域は、上下方向から見て前記モータの少なくとも一部と重なる、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のモータユニット。
8. 前記吸音材保持部材は、化粧板である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータユニット。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のモータユニットであって、
   前記モータの前面および下面の少なくとも一方は前記アコースティックカバーに覆われていない、
   モータユニット。

Images