JP2004161260A

JP2004161260A - 駆動モータの取付構造

Info

Publication number: JP2004161260A
Application number: JP2003338249A
Authority: JP
Inventors: Takuya Fukuda; 卓弥福田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP4321199B2

Abstract

【課題】安価な製造コストで車両重量を増大させることなく、衝突時に車体の乗員スペース側に伝播する衝突荷重を低減させる駆動モータの取付構造の提供を図る。
【解決手段】駆動モータ２１及び駆動ギヤ２２から構成される駆動モータユニット１２を、前側モータマウント２７と後側モータマウント２５を介してモータルーム１１の下部に配設されたサスペンションメンバ１５に取り付ける一方、空気コンプレッサ３１を、駆動モータユニット１２の前方斜め上方で前側モータマウント２７よりも上方かつ前方に配設している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車や燃料電池車等の電動車両における駆動モータの取付構造に関する。

走行中の車両が前面衝突を起こした場合に、この衝突による荷重が車両の乗車スペース側に伝播しないように、従来からいろいろな提案がなされている。

例えば、エンジンブロックをリンク部材を介して車体に連結し、車両に衝突荷重が入力したときにリンク部材を揺動させてエンジンブロックを積極的に落下させる技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、衝突時にダッシュパネルの後退量が低減するため、乗員スペース側に衝突荷重が入力しにくくなる。
特開平１１−２４５６６８号公報

しかしながら、前記従来の技術では、リンク部材を用いているため、車両の製造コストが高くなり、また車両重量も大きくなるという問題があった。

そこで、本発明は、安価な製造コストで車両重量を増大させることなく、衝突時に車体の乗員スペース側に伝播する衝突荷重を低減させる駆動モータの取付構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、駆動モータ及び駆動ギヤから構成される駆動モータユニットの前方側を車両前部に設けられた車体部材に前側モータマウントを用いて回動可能に取り付ける一方、堅牢部材を、前記駆動モータユニットの前方斜め上方で、前記前側モータマウントよりも上方かつ前方に配設することを特徴としている。

本発明によれば、車両の前面衝突時において、駆動モータユニットと前側モータマウントよりも先に堅牢部材に衝突荷重が入力され、この堅牢部材から駆動モータユニットに荷重が伝達されて駆動モータユニットが下方に押され、該駆動モータユニットが前側モータマウントを中心に下方に回動して落下する。このため、車両の前面衝突時において、乗員スペース側に伝播される衝突荷重が大幅に低減し、ダッシュパネルの後退量も少なくなる。また、従来のように、リンク部材等を追加する必要がないため、製造コストを安価に抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態による駆動モータ取付構造を適用した車体を示す斜視図である。

車体１０の前部にはモータルーム１１が画成されており、該モータルーム１１の下部の左右両側には、車両前後方向に沿ってサイドメンバ１３，１３が配設されている。これらサイドメンバ１３，１３の前端部１３ａ，１３ａ同士は、フロントクロスメンバ１４によって車幅方向に連結されている。このサイドメンバ１３，１３とフロントクロスメンバ１４の下部には、平面視略井桁状のサスペンションメンバ１５がボルト１６を介して取り付けられており、サスペンションメンバ１５には、後述する駆動モータユニット１２が配設されている。

図２〜図６は、本実施形態による駆動モータの取付構造を示している。図２は本実施形態による駆動モータユニットを取り付けたサスペンションメンバを示す斜視図、図３は図２の平面図、図４は図２の側面図、図５は空気コンプレッサの取付部を示す斜視図、及び図６は図５のＡ−Ａ線による断面図である。

前記サスペンションメンバ１５は、図３に示すように、車体１０の左右両側に車両前後方向に沿って延びる側方メンバ部１７，１７と、該側方メンバ部１７，１７の前端１７ａ，１７ａ同士を連結する前方メンバ部１８と、側方メンバ部１７，１７の後端１７ｂ，１７ｂ同士を橋渡す後方メンバ部１９とが一体に連結されて、平面視略井桁状に形成されている。このサスペンションメンバ１５の角部には、ボルト孔２０がそれぞれ穿設されており、図１に示したように、ボルト孔２０にはボルト１６が挿通されて前記サイドメンバ１３とフロントクロスメンバ１４の取付孔（図示せず）に螺合して取り付けられる。

駆動モータユニット１２は、車体１０の右側に配設された駆動モータ２１と、該駆動モータ２１の左側（出力軸側）に隣接して配設された、減速ギヤを有する駆動ギヤ２２とでモジュール構造を形成しており、これらの駆動モータ２１と駆動ギヤ２２は、ともにケーシング２３，２４内に収容された状態でサスペンションメンバ１５に一体的に取り付けられている。前記駆動モータ２１は、図示しない電源に接続されており、駆動モータ２１の出力軸側に配設された駆動ギヤ２２に連結して該駆動ギヤ２２に回転力を伝達するように構成されている。

前記駆動モータユニット１２の後部側は、後側モータマウント２５とステー２６を介してサスペンションメンバ１５に取り付けられている。図３及び図４に示すように、前記後方メンバ部１９の車幅方向の中央部上面からは前方斜め上方に向けてステー２６が突出して形成される一方、駆動モータ２１のケーシング２３の後部からは車両後方に向けて略水平状に平面視略コ字状の後側モータマウント２５が延設され、該後側モータマウント２５の後端部の取付部２５ａに前記ステー２６の上端部２６ａが嵌合した状態で回動可能に軸支されている。

また、駆動モータユニット１２の前側は前側モータマウント２７を介してサスペンションメンバ１５に取り付けられている。前側モータマウント２７は、モータマウント本体２８とマウントブラケット２９から構成されている。サスペンションメンバ１５を構成する左右の側方メンバ部１７の前部には、モータマウント本体２８が固定されており、該モータマウント本体２８の上部にはマウントブラケット２９が回動可能に支持されている。マウントブラケット２９の端部２９ａは、駆動ギヤ２２のケーシング２４の側面に形成されたボス部（図示せず）にボルト締結されている。また、図４に示すように、後側モータマウント２５の取付部２５ａは、前側モータマウント２７よりも上方に配置されている。

なお、右側の前側モータマウント２７については、前述した左側と同様に、サスペンションメンバ１５の側方メンバ部１７に固定されたモータマウント本体２８と該モータマウント本体２８に回動可能に支持されたマウントブラケット２９によって構成されており、該マウントブラケット２９が駆動モータ２１のケーシング２３の右側面に固定されている。これら左右の前側モータマウント２７，２７は、後側モータマウント２５よりも強度が大きく形成されており、前記駆動モータユニット１２に衝突荷重が入力された場合は、前側モータマウント２７よりも後側モータマウント２５が先に変形するように構成されている。

また、駆動モータ２１のケーシング２３の前方斜め上方側には、防振マウント３０を介して空気コンプレッサ３１が防振支持されている。該空気コンプレッサ３１は、図６に示すように、金属製のケーシング３２に収容されており、該ケーシング３２には、防振マウント３０が取り付けられている。該防振マウント３０は、図５と図６に示すように、ケーシング３２に固定された断面略ハット状の取付ブラケット３３と、該取付ブラケット３３内部に収納された硬質ゴムからなる防振ブッシュ３４と、該防振ブッシュ３４内部を貫通して車幅方向に延びる２本の回動軸３５を支持する、断面略Ｌ字状の支持ブラケット３６とから構成されている。また、取付ブラケット３３のフランジ部３３ａは、空気コンプレッサ３１のケーシング３２にボルトによって締結されており、支持ブラケット３６もボルトを介して駆動モータ２１のケーシング２３に固定されている。

なお、空気コンプレッサ３１の前端部は、前側モータマウント２７よりも前方かつ上方、及び、駆動モータユニット１２の前方斜め上方に配置されており、車両が前面衝突を起こした場合には、前側モータマウント２７よりも先に空気コンプレッサ３１に衝突荷重が入力されるように構成されている。

そして、図４に示すように、後側モータマウント２５とサスペンションメンバ１５の側方メンバ部１７との間には、車幅方向に沿ってステアリングラック３７が延設されている。このように、後側モータマウント２５が高い位置に設けられているため、後側モータマウント２５の下部側のスペースを有効に利用してステアリングラック３７を配設することができる。

また、前側モータマウント２７及び後側モータマウント２５をサスペンションメンバ１５に取り付けることで、駆動モータユニット１２を下から支える構造となり、Ｒ方向の回転を助長させることができる。また、前側モータマウント２７及び後側モータマウント２５はサイドメンバ(車体本体)１３と別構造となり、脱着作業性も向上する。

前記取付構造を備えた車体に入力された衝突荷重の伝達方向について説明する。

図７に示すように、車両が前面衝突を起こすと、空気コンプレッサ３１に衝突荷重Ｆが入力され、該荷重Ｆは前記防振マウント３０を介して駆動モータユニット１２の駆動モータ２１に伝達される。次いで、荷重Ｆは、前側モータマウント２７，２７と後側モータマウント２５に伝達されるが、前述したように、前側モータマウント２７，２７よりも後側モータマウント２５の方が強度が小さく構成されているため、後側モータマウント２５が先に変形（座屈）し、駆動モータユニット１２が前側モータマウント２７，２７を中心にしてＲ方向に回動しながら落下する。従って、駆動モータユニット１２が後方に移動することを効果的に防止し、ダッシュパネルの後退量を抑制することができる。

なお、図７に示すように、後側モータマウント２５を前側モータマウント２７よりも高く配置するほど、後側モータマウント２５の取付部２５ａと前側モータマウント２７を結ぶ線Ｌ（図７の一点鎖線）の、前記荷重Ｆに対してなす角度がより直角に近づく傾向になる。このように、線Ｌが荷重Ｆに対する角度が直角に近づくほど、後側モータマウント２５と前側モータマウント２７によって衝突荷重Ｆを効率的に受け止め、駆動モータユニット１２を適切に下方に変位させることにより、車両の衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

前記構成を有する駆動モータの取付構造によれば、以下の作用効果を奏する。

まず、堅牢部材である大きな強度を有する空気コンプレッサ３１を、駆動モータユニット１２の前上方に配置したため、車両の前面衝突時に駆動モータユニット１２を下方に押す荷重をより確実に伝達させることができる。

また、堅牢部材である空気コンプレッサ３１を防振性の高い防振マウント３０を介してマウントしたため、防振マウント３０を空気コンプレッサ３１の質量を有効に利用したダイナミックダンパとして機能させ、駆動モータ２１の音振性能を向上させることができる。

そして、駆動モータユニット１２の後側は、前側モータマウント２７よりも上方に配置された後側モータマウント２５を介してサスペンションメンバ１５に取り付けられているため、駆動モータユニット１２へ伝達される衝突荷重Ｆの方向に対して、前側モータマウント２７と後側モータマウント２５とを結ぶ方向がより直交する角度に近づくようになる。従って、駆動モータユニット１２に入力される衝突荷重Ｆによって、駆動モータユニット１２が適切に下方に変位しつつ衝突エネルギーを吸収することができる。

また、前側モータマウント２７の強度を後側モータマウント２５よりも大きく設定しているため、衝突荷重Ｆが入力された場合に、後側モータマウント２５が前側モータマウント２７よりも先に座屈変形し、駆動モータユニット１２は前側モータマウント２７を中心に回転して駆動モータユニット１２が後方に移動することを防止することができ、効果的に駆動モータユニット１２を下方に移動させる共に、ダッシュパネルの後退量を抑制することができる。

さらに、後側モータマウント２５は、サスペンションメンバ１５の後部から上方に延びるステー２６に取り付けられているため、後側モータマウント２５は前側モータマウント２７よりも強度が小さくなり、衝突荷重Ｆによって駆動モータユニット１２を効果的に下方に移動させることができる。

さらに、後側モータマウント２５は前記ステー２６に支持されており、また、後側モータマウント２５は１箇所で支持され、前側モータマウント２７は左右２箇所で支持されているため、後側モータマウント２５の強度は前側モータマウント２７よりも小さくなり、効果的に駆動モータユニット１２を下方に落下させることができる。

[第２の実施形態]
前述した第１の実施形態の他に、次のような第２の実施形態によっても、乗車スペース側に伝播する衝突荷重を低減できる。なお、前述の第１実施形態と同一構成の箇所は、同一符号を付してその説明を省略する。

図８は本実施形態の駆動モータユニットと空気コンプレッサを備えた車体前部を示す斜視図、図９は図８のＢ−Ｂ線による断面図である。

サスペンションメンバ４０は、平面視略Ｈ字状に形成されており、後端部４１及び前端部４２がそれぞれ二股状に分割して形成されている。即ち、後端部４１は車幅方向の左右両側に分岐して後方に延びており、前端部４２も左右に分岐して前方に延び、全体として平面視略Ｈ字状に形成されている。そして、後端部４１及び前端部４２は、各々、サイドメンバ１３への取付部になっており、これらの取付部には、ボルトを挿通するボルト孔２０が穿設されている。また、サスペンションメンバ４０の前端部４２は、サイドメンバ１３の下面から垂設された支柱部材４８にボルト締結されている。

また、サスペンションメンバ４０の車幅方向中央部の後部側からは、前方斜め上方に向けてステー２６が突設されている。このステー２６の先端部は、駆動モータユニット１２の後部側から後方に延設された後側モータマウント２５に軸支されている。これによって、駆動モータユニット１２の後側は、後側モータマウント２５とステー２６を介してサスペンションメンバ４０に取り付けられる。

さらに、駆動モータユニット１２の前側の左右両側は、前側モータマウント４３，４４を介して、側方部材であるサイドメンバ１３に取り付けられている。

具体的には、サイドメンバ１３の車幅方向内側の側面には、前側モータマウント本体４５が固定されており、該前側モータマウント本体４５には略コ字状の前側モータマウントブラケット４６が回動自在に軸支されている。この前側モータマウントブラケット４６は、後方斜め下方に延設された断面略コ字状のアーム４７を介して、駆動モータユニット１２の側面に取り付けられている。なお、図９に示すように、前側モータマウント４３，４４は後側モータマウント２５よりも上方位置に取り付けられている。

図１０に示すように、車両が前面衝突を起こすと、サイドメンバ１３の前端に衝突荷重Ｆが入力され、該衝突荷重Ｆはサイドメンバ１３に沿って後方に向けて伝達される。

次いで、衝突荷重Ｆは、後方斜め下方に延設された前側モータマウント４３，４４を介して駆動モータユニット１２に伝達される。ここで、駆動モータユニット１２の後側は後側モータマウント２５とステー２６を介してサスペンションメンバ４０に取り付けられているため、前側モータマウント４３，４４は変形し、駆動モータユニット１２は下方に向けて移動する。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

前側モータマウント４３，４４がサイドメンバ１３に取り付けられているため、例えば車両の左側前端から衝突荷重Ｆが入力されるような、いわゆるオフセット衝突時等、空気コンプレッサ３１に衝突荷重Ｆが直接に入力されない場合であっても、サイドメンバ１３から入力された衝突荷重Ｆが直接かつ確実に前側モータマウント４３，４４に入力され、該前側モータマウント４３，４４を変形させることができる。

また、前側モータマウント４３，４４が後側モータマウント２５よりも上方に配置されているため、前述したように、特にオフセット衝突時等において、駆動モータユニット１２及び該駆動モータユニット１２に固定されている空気コンプレッサ３１を下方に移動させ、車両室内側に向けて移動することを効果的に阻止することができる。

さらに、後側モータマウント２５は前記ステー２６に支持されており、また、後側モータマウント２５は１箇所で支持され、前側モータマウント４３，４４は左右２箇所で支持されているため、後側モータマウント２５の強度は前側モータマウント４３，４４よりも小さくなり、効果的に駆動モータユニット１２を下方に落下させることができる。

以上述べたように、本発明に係る駆動モータの取付構造を前記実施形態に例をとって説明したが、勿論、これらの各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。

例えば、空気コンプレッサ３１は駆動モータユニット１２に直接的に支持する必要はなく、この場合は、空気コンプレッサ３１を駆動モータユニット１２の前方斜め上方で、かつ、空気コンプレッサ３１が駆動モータユニット１２に対して上下方向でオーバーラップするように配置すればよい。

また、前記実施形態では、金属ケーシングを備えた堅牢部材として前記空気コンプレッサ３１を例に説明したが、空気コンプレッサ３１に代えて駆動モータの制御ユニットケース等を用いることもでき、これらの空気コンプレッサ３１や駆動モータの制御ユニットケースなどの金属ケーシングを備えた堅牢部材によれば、確実に車両衝突時の荷重を駆動モータを下方に押し下げるように作用させることができる。

本発明の第１の実施形態による駆動モータの取付構造を適用した車体を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態による駆動モータと空気コンプレッサを備えたサスペンションメンバを示す斜視図である。図２の平面図である。図２の側面図である。図４を矢視Ｙ方向から見た斜視図である。図５のＡ−Ａ線による断面図である。空気コンプレッサに入力した衝突荷重の伝達方向を示す側面図である。第２の実施形態による駆動モータユニットと空気コンプレッサを備えたサイドメンバを示す斜視図である。図８のＢ−Ｂ線による断面図である。サイドメンバに入力した衝突荷重の伝達方向を示す側面図である。

符号の説明

１２駆動モータユニット
１３サイドメンバ（側方部材
１５，４０サスペンションメンバ
２５後側モータマウント
２６ステー
２７，４３，４４前側モータマウント
３１空気コンプレッサ（堅牢部材）
３２ケーシング

Claims

駆動モータユニットの前側を前側モータマウントを介して車両前部の車体部材に取り付ける電気自動車の駆動モータ取付構造であって、
前記駆動モータユニットの前方斜め上方で、前記前側モータマウントよりも上方かつ前方に堅牢部材を配設したことを特徴とする駆動モータの取付構造。
前記堅牢部材は、金属製のケーシングを備えていることを特徴とする請求項１に記載の駆動モータの取付構造。
前記堅牢部材は、空気コンプレッサであることを特徴とする請求項２に記載の駆動モータの取付構造。
前記堅牢部材は、駆動モータユニットに防振された状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記駆動モータユニットの後側は、前記前側モータマウントよりも上方に配置された後側モータマウントを介して車体部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記駆動モータユニットの後側は、前記前側モータマウントよりも下方に配置された後側モータマウントを介して車体部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記前側モータマウントの強度を、前記後側モータマウントよりも大きくしたことを特徴とする請求項５又は６に記載の駆動モータの取付構造。
前記車体部材は平面視略井桁状のサスペンションメンバであり、前記後側モータマウントは、前記サスペンションメンバの後部から上方に延びるステーに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記車体部材は平面視略Ｈ字状のサスペンションメンバであり、前記後側モータマウントは、前記サスペンションメンバの後部から上方に延びるステーに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記前側モータマウントは前記サスペンションメンバ前部の左右にそれぞれ配設され、この前側モータマウントによって駆動モータユニット前部の左右両端を支持し、前記後側モータマウントによって駆動モータユニット後部を支持することを特徴とする請求項５，７，８のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。
前記前側モータマウントはサスペンションメンバの左右にある側方部材にそれぞれ取り付けられ、この前側モータマウントによって駆動モータユニット前部の左右両端を支持し、前記後側モータマウントによって駆動モータユニット後部を支持することを特徴とする請求項６，７，９のいずれか１項に記載の駆動モータの取付構造。