WO2025258020A1 - 車両用電動パワーユニットの取付構造 - Google Patents

Abstract

取付構造（１）は、ベース部材（１０）と、電動パワーユニット（２０）と、第１受け部（３０）と、第２受け部（３１）と、を備える。電動パワーユニット（２０）は、筐体（２１）と、筐体（２１）から前方に延伸する第１ブラケット（２２）と、筐体（２１）から後方に延伸する第２ブラケット（２３）とを含む。第１受け部（３０）は、第１ブラケット（２２）の下方に位置し、第２受け部（３１）は、第２ブラケット（２３）の下方に位置する。車両高さ方向において、第１ブラケット（２２）と第１受け部（３０）との間の間隔（Ｌ１）は、第２ブラケット（２３）と第２受け部（３１）との間の間隔（Ｌ１）よりも短い。筐体（２１）には、バッテリ（１５）からのハーネス（２８）が接続するコネクタ部（２４）が設けられ、車両側面視において、コネクタ部（２４）は、第２ブラケット（２３）よりも第１ブラケット（２２）に近い位置に位置する。

Description

車両用電動パワーユニットの取付構造

　本発明は、車両用電動パワーユニットの取付構造に関する。

　特許文献１は、車両衝突時のモータユニットの変位によるバッテリユニットの損傷を抑制することを企図した車体構造を開示している。同文献の車体構造は、モータユニットとバッテリユニットとの間にガイド部を備えている。このガイド部により、モータユニットによるバッテリユニットの損傷を抑制している。

特許６７８４２２７号

　ところで、車両衝突によって電動パワーユニットが大きく下方に変位した場合、バッテリユニットから電動パワーユニットに電力を供給するハーネスに過剰な張力が掛かる可能性がある。

　本発明の目的は、ハーネスに過剰な張力が掛かることを抑制することが可能な車両用電動パワーユニットの取付構造を提供することである。

　本発明の一態様に係る車両用電動パワーユニットの取付構造は、ベース部材と、ベース部材の下方に位置する電動パワーユニットと、第１受け部と、第２受け部と、を備える。電動パワーユニットは、筐体と、筐体から前方に延伸し、ベース部材に接続する第１ブラケットと、筐体から後方に延伸し、ベース部材に接続する第２ブラケットとを含む。第１受け部は、第１ブラケットの下方に位置し、第１ブラケットを受けることが可能であり、第２受け部は、第２ブラケットの下方に位置し、第２ブラケットを受けることが可能である。車両高さ方向において、第１ブラケットと第１受け部との間の間隔は、第２ブラケットと第２受け部との間の間隔よりも短い。筐体には、バッテリからのハーネスが接続するコネクタ部が設けられている。車両側面視において、コネクタ部は、第２ブラケットよりも第１ブラケットに近い位置に位置している。

　上記の車両用電動パワーユニットの取付構造によれば、ハーネスに過剰な張力が掛かることを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る車両用電動パワーユニットの取付構造の一例とその周囲の主な構成を示す下面図である。 図２は、図１に示す取付構造の側面図である。 図３は、図１に示す取付構造の下面図である。 図４は、図１に示す取付構造の側面図である。 図５は、実施形態に係る受け部とブラケットの位置関係を示す側面図である。 図６は、実施形態に係る電動パワーユニットが脱落した状態の一例を示す側面図である。 図７は、実施形態に係る電動パワーユニットが脱落した状態の一例を示す側面図である。 図８は、実施形態に係る電動パワーユニットが脱落した状態の一例を示す側面図である。

　以下、図面を参照しながら、実施形態に係る車両用電動パワーユニットの取付構造１について説明する。各図中のＦＲ、ＲＲは、車両前後方向前方、後方のそれぞれを示す。ＬＨ、ＲＨは、車幅方向左方、右方のそれぞれを示す。ＵＰ、ＤＮは、車両上下方向上方、下方のそれぞれを示す。また、車幅方向における車両中心側を車幅方向内方と称し、車幅方向内方とは反対側を車幅方向外方と称する。以下の説明では、車両前後方向前方、後方、車両前後方向前側、後側、車幅方向左方、右方、車幅方向左側、右側、車両上下方向上方、下方、車両上下方向上側、下側を、それぞれ単に「前方」「後方」「前側」「後側」「左方」「右方」「左側」「右側」「上方」「下方」「上側」「下側」と称する。また、以下の説明では同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　本実施形態に係る取付構造１は、電動パワーユニット２０を電動車両の車体に取り付けるための構造である。取付構造１は、フレーム構造の車体に設けられてもよく、モノコック構造の車体に設けられてもよい。後述の通り、本実施形態に係る取付構造１は、電動パワーユニット２０の設置空間が制限されやすい車体にも構築できる。以下、説明の便宜上、車両用電動パワーユニットを単にパワーユニットと称する。

　図１は、取付構造１の一例とその周囲の主な構成を示す下面図である。図２は、図１に示す取付構造１の側面図である。図３は、図１に示す取付構造１の下面図である。図４は、図１に示す取付構造１の側面図である。図５は、実施形態に係る第１受け部３０と第１ブラケット２２の位置関係と、第２受け部３１と第２ブラケット２３の位置関係とを示す側面図である。図１に示すように、取付構造１は、例えば車体後部の下側に設けられる。取付構造１は、ベース部材１０と、パワーユニット２０と、第１受け部３０と、第２受け部３１を備えている。

　ベース部材１０は、車体の下部を構成する構造物である。モノコック構造の車体であれば、ベース部材１０は、例えばルームフロアパネル又はトランクフロアパネル等の車体パネルである。フレーム構造の車体であれば、ベース部材１０は、例えばサイドフレームである。図１は、ベース部材１０としての車体パネルを示している。

　ベース部材１０の下方には、バッテリ１５とパワーユニット２０とが位置している。バッテリ１５は、パワーユニット２０に電力を供給する強電バッテリである。バッテリ１５は、バッテリブラケット１６を介して、ベース部材１０に固定されている。バッテリブラケット１６は、バッテリ１５の後側部分からベース部材１０の下面１０ａに延びる一対のステーである。

　パワーユニット２０は、バッテリ１５の後方に位置する。後述の通り、パワーユニット２０は、第１ブラケット２２及び第２ブラケット２３を介してベース部材１０に固定される。パワーユニット２０は、リアアクスル５に搭載される。従って、パワーユニット２０は、バッテリ１５から供給される電力を受けて、リアアクスル５（ドライブシャフト）を駆動する。

　本実施形態において、後輪６は、トーションビーム型のサスペンション４０によって懸架されている。サスペンション４０は、左右に設けられたトレーリングアーム４２、４２と、クロスビーム４１とを備える。トレーリングアーム４２の一端は、周知のカップリング部品を介してベース部材１０に接続し、トレーリングアーム４２の他端は、クロスビーム４１に接続している。

　図２に示すように、ベース部材１０の下面１０ａには、第１ベースブラケット１１と第２ベースブラケット１２とが設けられている。第１ベースブラケット１１は、第１クロスメンバ１３を介して、ベース部材１０に固定されている。第２ベースブラケット１２は、第１ベースブラケット１１の後方に位置する。第２ベースブラケット１２は、第２クロスメンバ１４を介して、ベース部材１０に固定されている。

　パワーユニット２０は、インバータ２５と、インバータ２５の上方に位置するモータ２６と、インバータ２５及びモータ２６の後方に位置する減速機２７とを備える。これらは、筐体２１に収容されている。筐体２１の左側又は右側の側面２１ａには、コネクタ部２４が設置されている。コネクタ部２４は、筐体２１内のインバータ２５に電気的に接続されている。また、コネクタ部２４には、バッテリ１５に接続するハーネス２８（図３及び図４参照）が接続する。

　筐体２１には、第１ブラケット２２と第２ブラケット２３とが設けられている。第１ブラケット２２と第２ブラケット２３とは、パワーユニット２０をベース部材１０に固定するためのアーム状部材である。従って、第１ブラケット２２と第２ブラケット２３とは、パワーユニット２０の重心よりも高い位置に位置し、例えば、筐体２１の上側部分に設けられる。車両高さ方向における第１ブラケット２２と第２ブラケット２３の位置（高さ）は、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。

　第１ブラケット２２は、筐体２１から前方に延伸し、第１ベースブラケット１１に接続する。第１ベースブラケット１１の先端部には、ボルト８を挿通するための貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、車両左右方向に延伸している。図３に示すように、第１ブラケット２２は、例えば筐体２１の左側部分と右側部分のそれぞれに設けられる。第１ブラケット２２が複数設けられる場合、車両前後方向における第１ブラケット２２の長さは、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。また、車両高さ方向における第１ブラケット２２の位置も、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。図２及び図３に示す例では、車両前後方向における第１ブラケット２２の長さは、互いに同一であり、車両高さ方向における第１ブラケット２２の位置（高さ）も互いに同一である。

　第２ブラケット２３は、筐体２１から後方に延伸し、第２ベースブラケット１２に接続する。第２ベースブラケット１２の先端部には、ボルト９を挿通するための貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、車両左右方向に延伸している。図３に示すように、第２ブラケット２３は、例えば筐体２１のほぼ中央部分に設けられる。第１ブラケット２２と同様に、第２ブラケット２３も複数設けられてもよい。この場合、車両前後方向における第２ブラケット２３の長さは、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。また、車両高さ方向における第２ブラケット２３の位置（高さ）も、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。

　図２に示すように、第１ブラケット２２は、ボルト８によって第１ベースブラケット１１に固定される。同様に、第２ブラケット２３は、ボルト９によって第２ベースブラケット１２に固定される。これにより、パワーユニット２０は、その上方のベース部材１０から吊るされた状態で、ベース部材１０に固定される。従って、図２に例示するパワーユニット２０それ自体は、サスペンションに懸架されず、トーションビーム型のサスペンション４０を備える車両のリアアクスル５に搭載される。これにより、振動に対してパワーユニット２０周辺の剛性を高めるための構造部材を削減している。

　筐体２１の側面２１ａには、コネクタ部２４が設けられている。上述の通り、コネクタ部２４には、バッテリ１５に接続するハーネス２８（図３及び図４参照）が接続する。図２に示すように、車両側面視において、コネクタ部２４は、第２ブラケット２３よりも第１ブラケット２２に近い位置に位置する。換言すれば、コネクタ部２４は、車両前後方向におけるパワーユニット２０の中点に対して、バッテリ１５側に位置している。また、上述の通り、インバータ２５及びモータ２６は、減速機２７よりも前方に位置する。つまり、コネクタ部２４は、インバータ２５に接続する。

　第１受け部３０は、車幅方向に延伸する部材であり、例えば所定の厚さを有する平板である。第１受け部３０は、バッテリブラケット１６又はベース部材１０に取り付けられている。例えば図３に示すように、第１受け部３０は、バッテリブラケット１６としての一対のステーの間に位置し、各ステーに固定されている。第１受け部３０は、第１ブラケット２２の下方に位置する。具体的には図３に示すように、下方から見て、第１受け部３０は、車幅方向及び車両前後方向において第１ブラケット２２の少なくとも一部と重なる位置に位置する。第１ブラケット２２が第１ベースブラケット１１から脱落した際、第１受け部３０は、第１ブラケット２２を受け止めることができる（図７参照）。なお、第１受け部３０は、第１ブラケット２２に面した第１受け面３０ａを有してもよい。この場合、第１受け面３０ａは、後方及び下方に延伸する傾斜面であってもよい。

　第２受け部３１は、車幅方向に延伸する部材である。第２受け部３１は、例えば、サスペンション４０のクロスビーム４１の一部として設けられる。即ち、クロスビーム４１の一部が、第２受け部３１を兼ねてもよい。第２受け部３１は、第２ブラケット２３の下方に位置する。具体的には図３に示すように、下方から見て、第２受け部３１は、車幅方向及び車両前後方向において第２ブラケット２３の少なくとも一部と重なる位置に位置する。第２ブラケット２３が第２ベースブラケット１２から脱落した際、第２受け部３１は、第２ブラケット２３を受け止めることができる。なお、第２受け部３１は、第２ブラケット２３に面する第２受け面３１ａを有してもよい。この場合、第２受け面３１ａは、前方及び下方に延伸する傾斜面であってもよい。

　図２に示すように、車両高さ方向において、第１受け部３０は、第１ブラケット２２から間隔Ｌ１を置いて下方に位置している。また、車両高さ方向において、第２受け部３１は、第２ブラケット２３から間隔Ｌ２を置いて下方に位置している。更に、車両高さ方向において、コネクタ部２４は、後輪６が接する路面３から間隔Ｌ３を置いて上方に位置している。間隔Ｌ１は、間隔Ｌ２及び間隔Ｌ３のそれぞれよりも短い。

　図４に示すように、ハーネス２８は、バッテリ１５とパワーユニット２０との間を電気的に接続する。ハーネス２８は、バッテリ１５からパワーユニット２０に電力を供給している。ハーネス２８は、バッテリ１５からコネクタ部２４に至るまでの間に上方に湾曲した部分を含む。換言すれば、ハーネス２８は、部分的に上方に曲げられた状態で、バッテリ１５とパワーユニット２０との間を接続している。クリップ２９は、ハーネス２８を保持した状態で、例えば筐体２１に固定される。クリップ２９は、ハーネス２８が上方に曲げられた状態を維持する。

　図５は、第１受け部３０と第１ブラケット２２の位置関係、及び第２受け部３１と第２ブラケット２３の位置関係を示す側面図である。図５は、パワーユニット２０が、ボルト８、９によってベース部材１０に適切に取り付けられている状態を示している。上述の通り、第１ブラケット２２は、ボルト８によって第１ベースブラケット１１に固定されている。ボルト８は、車幅方向に沿って、第１ブラケット２２及び第１ベースブラケット１１を貫通する。同様に、第２ブラケット２３は、ボルト９によって第２ベースブラケット１２に固定されている。ボルト９は、車幅方向に沿って、第２ブラケット２３及び第２ベースブラケット１２を貫通する。

　図５に示すように、第１ブラケット２２とベース部材１０との接続部分、即ち、第１ブラケット２２と第１ベースブラケット１１とにボルト８が挿通された位置を第１基点８ａと定義する。本実施形態では、車両側面視において、第１基点８ａから、第１基点８ａに対する第２ブラケット２３のうちの最遠端２３ａまでの距離Ｒ１は、第１基点８ａから第２受け部３１までの距離（最短距離）よりも長い。なお、最遠端２３ａは、例えば車両高さ方向において第１ブラケット２２と第２ブラケット２３が同一の高さに位置する場合、第２ブラケット２３の最後端である。

　第１基点８ａは、実質的にボルト８、或いはボルト８が挿通される各ブラケットの貫通孔（図示せず）の中心軸上に位置する。図５は、この中心軸と直交する断面において、第１基点８ａを中心とし、距離Ｒ１を半径とする円Ｃ１を示している。上述の通り、車両側面視において、距離Ｒ１は、第１基点８ａから第２受け部３１までの距離（最短距離）よりも長い。従って図５に示すように、本実施形態に係る第２受け部３１の少なくとも一部は、円Ｃ１内に位置することになる。

　同様に、第２ブラケット２３とベース部材１０との接続部分、即ち、第２ブラケット２３と第２ベースブラケット１２とにボルト９が挿通された位置を第２基点９ａと定義する。本実施形態では、車両側面視において、第２基点９ａから、第２基点９ａに対する第１ブラケット２２のうちの最遠端２２ａまでの距離Ｒ２は、第２基点９ａから第１受け部３０までの距離（最短距離）よりも長い。なお、最遠端２２ａは、例えば車両高さ方向において第１ブラケット２２と第２ブラケット２３が同一の高さに位置する場合、第１ブラケット２２の最前端である。

　第２基点９ａは、実質的にボルト９、或いはボルト９が挿通される各ブラケットの貫通孔（図示せず）の中心軸上に位置する。図５は、この中心軸と直交する断面において、第２基点９ａを中心とし、距離Ｒ２を半径とする円Ｃ２を示している。上述の通り、車両側面視において、距離Ｒ２は、第２基点９ａから第１受け部３０までの距離（最短距離）よりも長い。従って図５に示すように、本実施形態に係る第１受け部３０の少なくとも一部は、円Ｃ２内に位置することになる。

　図６～図８は、パワーユニット２０が脱落した状態の例を示す側面図である。なお、説明の便宜上、各図におけるハーネス２８の図示を省略している。本実施形態に係るパワーユニット２０は、第１ブラケット２２及び第２ブラケット２３のそれぞれをベース部材１０に固定することにより、ベース部材１０から吊り下げられた状態でベース部材１０に固定される。また、第１ブラケット２２の下方には第１受け部３０が位置し、第２ブラケット２３の下方には第２受け部３１が位置する。

　ここで、車両衝突等の強い衝撃を車両が受け、第１ブラケット２２及び第２ブラケット２３のうちの少なくとも一方が、ベース部材１０から外れた場合を想定する。例えば図６に示すように、第２ブラケット２３がベース部材１０から外れた場合、パワーユニット２０は、ボルト８を回転中心として落下する。一方、第２ブラケット２３の下方には第２受け部３１が位置している。第２受け部３１は、第２ブラケット２３を受け、パワーユニット２０の更なる落下を規制する。

　また、図７に示すように、第１ブラケット２２がベース部材１０から外れた場合、パワーユニット２０は、ボルト９を回転中心として落下する。一方、第１ブラケット２２の下方には第１受け部３０が位置している。第１受け部３０は、第１ブラケット２２を受け、パワーユニット２０の更なる落下を規制する。

　また、図８に示すように、第１ブラケット２２と第２ブラケット２３の何れもがベース部材１０から外れた場合、パワーユニット２０は自由落下する。しかしながら、第１受け部３０は第１ブラケット２２を受け、第２受け部３１は第２ブラケット２３を受ける。つまり、第１受け部３０と第２受け部３１とは、パワーユニット２０を支え、パワーユニット２０の更なる落下を規制する。

（１）本実施形態では、第１ブラケット２２と第１受け部３０との間の間隔Ｌ１が、第２ブラケット２３と第２受け部３１との間の間隔Ｌ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２）。そして、車両側面視において、コネクタ部２４は、第２ブラケット２３よりも第１ブラケット２２に近い位置に位置する。従って、図６～図８に示す何れの落下においても、車両前後方向に沿ったパワーユニット２０の各位置における車両高さ方向の移動量は、第２ブラケット２３（即ち、第２基点９ａ）から第１ブラケット２２（即ち、第１基点８ａ）に近づくほど、小さくなる。従って、コネクタ部２４の移動量も少なくなり、パワーユニット２０の脱落時にハーネス２８に過剰な張力が掛かることを抑制し、ハーネス２８の損傷を回避することができる。

（２）また、図２に例示した間隔Ｌ１は、間隔Ｌ３よりも短くてもよい（Ｌ１＜Ｌ３）。この場合、図８に示すようにパワーユニット２０が脱落しても、第１ブラケット２２が第２ブラケット２３よりも先に、第１受け部３０によって支えられる。この結果、接触などのコネクタ部２４と路面３の間の干渉を回避でき、ハーネス２８が路面３に接触することを回避することができる。

（３）パワーユニット２０のインバータ２５は、車両前後方向において、バッテリ１５とパワーユニット２０の減速機２７との間に位置してもよい。即ち、減速機２７は、インバータ２５の後方に位置してもよい。一般的に減速機２７のギアは、後段のものほど大径となる。本実施形態に係るパワーユニット２０が脱落した場合、筐体２１のうち、脱落時の移動量が大きい減速機２７側の部分が路面３と先に干渉する。これにより、コネクタ部２４やインバータ２５が路面３と干渉することを回避できる。

（４）ハーネス２８の一部は、バッテリ１５からコネクタ部２４に至るまでの間に上方に湾曲していてもよい。つまり、ハーネス２８は、その上側に余長を有してもよい。この場合、パワーユニット２０から伝達される振動を吸収することができる。また、脱落等によるパワーユニット２０の変位に対してハーネス２８が引っ張られ、ハーネス２８が損傷することを抑制できる。

（５）また、パワーユニット２０は、リアアクスル５に搭載されてもよい。この場合、パワーユニット２０を車両の前側部分に載置する場合よりも、バッテリ１５の近傍にパワーユニット２０を配置させることができる。従って、ハーネス２８を上方に湾曲させた配索が容易になる。

（６）第１受け部３０の第１受け面３０ａは、第１ブラケット２２に面すると共に後方及び下方に延伸する傾斜面でもよい。この場合、脱落したパワーユニット２０が前方に変位することを抑制でき、バッテリ１５と衝突することを回避できる。

（７）第２受け部３１は、第２ブラケット２３に面すると共に前方及び下方に延伸する傾斜面を含んでもよい。この場合、脱落したパワーユニット２０が後方に変位することを抑制でき、ハーネス２８に過剰な張力が掛かることを抑制できる。

（８）第２受け部３１は、トーションビーム型サスペンションのクロスビーム４１の一部として形成されてもよい。この場合、第２受け部３１としての構造体を別途用意する必要がなくなり、製造コストの上昇を抑えることができる。

　上記実施形態は、発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含む。

１　取付構造、１０　ベース部材、１５　バッテリ、２０　パワーユニット（電動パワーユニット）、２１　筐体２１、２２　第１ブラケット、２３　第２ブラケット、２４　コネクタ部、２８　ハーネス、３０　第１受け部、３１　第２受け部

Claims (8)

1. 　車両用電動パワーユニットの取付構造であって、
   　ベース部材と、
   　筐体、前記筐体から前方に延伸し、前記ベース部材に接続する第１ブラケット、及び、前記筐体から後方に延伸し、前記ベース部材に接続する第２ブラケットを含み、前記ベース部材の下方に位置する電動パワーユニットと、
   　前記第１ブラケットの下方に位置し、前記第１ブラケットを受けることが可能な第１受け部と、
   　前記第２ブラケットの下方に位置し、前記第２ブラケットを受けることが可能な第２受け部と、を備え、
   　車両高さ方向において、前記第１ブラケットと前記第１受け部との間の間隔は、前記第２ブラケットと前記第２受け部との間の間隔よりも短く、
   　前記筐体には、バッテリからのハーネスが接続するコネクタ部が設けられ、
   　車両側面視において、前記コネクタ部は、前記第２ブラケットよりも前記第１ブラケットに近い位置に位置する、車両用電動パワーユニットの取付構造。
2. 　車両高さ方向において、前記第１ブラケットと前記第１受け部との間の前記間隔は、前記コネクタ部と路面との間の間隔よりも短い、請求項１に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
3. 　前記電動パワーユニットは、
   　前記コネクタ部に接続するインバータと、
   　前記インバータの上方に位置するモータと、
   　前記インバータ及び前記モータの後方に位置する減速機と、
   を含む、請求項１又は２に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
4. 　前記ハーネスは、前記電動パワーユニットに電気的に接続するバッテリから前記コネクタ部に至るまでの間に上方に湾曲した部分を含む、請求項１～３のうちの何れか一項に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
5. 　前記電動パワーユニットは、リアアクスルに搭載される、請求項１～４のうちの何れか一項に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
6. 　前記第１受け部は、前記第１ブラケットに面すると共に後方及び下方に延伸する傾斜面を含む、請求項１～５のうちの何れか一項に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
7. 　前記第２受け部は、前記第２ブラケットに面すると共に前方及び下方に延伸する傾斜面を含む、請求項１～６のうちの何れか一項に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。
8. 　前記第２受け部は、トーションビーム型サスペンションのクロスビームの一部として形成されている、請求項１～７のうちの何れか一項に記載の車両用電動パワーユニットの取付構造。