JP7112371B2 - 駆動ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両などに使われる駆動ユニットに関する。
従来、駆動ユニットとして、駆動源とミッションケースとを並べて配置し、ミッションケースの上面に電動機を制御する制御装置を配置したものが知られている。特許文献１では、エンジンとトランスアスクルケースとを並べて配置し、トランスアスクルケースの上面にインバータを配置したハイブリッド車両用パワープラントが記載されている。そして、エンジンの振動によるインバータの振動を抑制するため、ステーでエンジンとインバータとを連結している。
また、駆動源の上面には、燃料ポンプ等の補機が配置される場合がある。駆動源の上面は、組付け時、メンテナンス時等において工具が接触したり、他部品の組付け時に他部品が接触したりする場合があり、補機の保護が必要となる。
国際公開第２０１２／１１４４９１号
このような駆動源の上面に補機が配置された駆動ユニットでは、駆動源の振動を抑えるとともに補機の保護が必要となる。この場合、振動を抑える部品と補機を保護する部品が必要となり、部品点数が増加するという課題がある。
本発明は、駆動源の振動による制御装置の振動を抑制するとともに、部品点数の増加を抑えながら補機を保護可能な駆動ユニットを提供する。
本発明は、
エンジンと、
前記エンジンと連結されており、電動機を収容するケースと、
前記ケースの上面に載置され、前記電動機を制御する制御装置と、
前記エンジンの上面に配置される補機と、を備える駆動ユニットであって、
前記エンジンと前記制御装置とは、補強部材によって連結されており、
前記補強部材は、上面視で前記補機の少なくとも一部を囲むように配置されている。
本発明によれば、エンジンと制御装置とが補強部材によって連結されるので制御装置の振動を抑制することができる。また、補強部材を上面視で補機の少なくとも一部を囲むように配置することで、補強部材を補機の保護部材として利用することができ、部品点数を削減できる。
本発明の一実施形態の駆動ユニットを搭載した車両の全体構造を示す概略側面図である。 図１の車両のモータルームを示す概略平面図である。 本発明の一実施形態の駆動ユニットの斜視図である。 図３の駆動ユニットを上方から見た平面図である。 図３の駆動ユニットを前方から見た側面図である。 図４の部分拡大図である。 補強部材の斜視図である。
以下、本発明の電動車両などに搭載される駆動ユニット１の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
先ず、駆動ユニット１が搭載される車両Ｖについて図１及び図２を参照しながら説明する。以下の説明において、前後、左右、上下は、車両の操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。
本実施形態の車両Ｖは、ダッシュパネル２により車室１０とその前方のモータルーム２０とに区画形成されている。車室１０には、前部座席５１及び後部座席５２が設けられている。後部座席５２の後方におけるフロアパネル５０の下方には、バッテリ３０が設けられている。
モータルーム２０には、駆動ユニット１が配置されている。駆動ユニット１は、図２及び図３に示すように、駆動源３と、駆動源３と連結されており、電動機４及び動力伝達部６を収容するミッションケース５と、このミッションケース５の上面５ｕに載置され、電動機４を制御する制御装置７と、駆動源３の上面３ｕに配置される補機９と、を備える。ミッションケース５は、ミッションケース５のフランジ部を貫通するボルト８により駆動源３に固定されている。
駆動源３及びミッションケース５は、駆動源３が右側、ミッションケース５が左側に位置するように左右に並んで配置され、ミッションケース５の上面５ｕに制御装置７が固定される。図４を参照しながらより具体的に説明すると、制御装置７は、ミッションケース５の上面５ｕに第１締結点Ｂ１～第４締結点Ｂ４で固定される。なお、締結点とは、上面視でボルト等の締結部材の中心を言う。第１締結点Ｂ１及び第２締結点Ｂ２は、左右方向において駆動源３に対し遠位側に位置し、第３締結点Ｂ３及び第４締結点Ｂ４は、左右方向において駆動源３に対し近位側に位置する。また、第３締結点Ｂ３及び第４締結点Ｂ４は、前後方向において第１締結点Ｂ１及び第２締結点Ｂ２よりも補機９の近く（内側）に位置する。第１締結点Ｂ１及び第３締結点Ｂ３は、補機９に対し後方に位置し、第２締結点Ｂ２及び第４締結点Ｂ４は、補機９に対し前方に位置する。なお、制御装置７には、左前部にＤＣ線コネクタ１３が設けられ、ＤＣ線コネクタ１３に接続されるＤＣ線４０でバッテリ３０に接続されている（図１も参照）。
駆動源３は、例えばエンジンである。
ミッションケース５には、図５に示すように、電動機４及び動力伝達部６が収容されている。電動機４は発電や駆動を行うものであり、動力伝達部６は駆動源３及び電動機４の動力を車輪に伝達するものである。
制御装置７は、例えばＰＣＵ（Power Control Unit）であり、ハイブリッド車等の電源回路に使用されている制御装置であり、インバータ、ＤＣ（direct current）－ＤＣ（direct current）コンバータ、又はこれらが一体化した電力制御装置等を含む。
補機９は、例えば高圧ポンプであり、ガソリンタンクからガソリンを吸い上げエンジンに供給するためのものである。
駆動源３と制御装置７とは、駆動ユニット１の上面に設けられた補強部材１１によって連結されており、補強部材１１は、上面視で補機９の少なくとも一部を囲むように配置されている。なお、上面視とは、高さ方向において上方から見た状態を意味する。
図４に示すように、補強部材１１は、上面視で、前後方向において、互いに離間した第１固定部Ａ１及び第２固定部Ａ２で駆動源３の上面３ｕに固定され、前後方向において、第１固定部Ａ１と第２固定部Ａ２との間に位置する第３固定部Ａ３で制御装置７の上面７ｕに固定されている。
ここで補強部材１１について図７を参照しながら具体的に説明する。
補強部材１１は、金属性の第１補強部材１１Ａ及び第２補強部材１１Ｂから構成される。第１補強部材１１Ａは、板状の第１プレート部２１、第２プレート部２２、及び第３プレート部２３を備え、第２プレート部２２が第１プレート部２１の後端部から右方に延設され、第３プレート部２３が第１プレート部２１の前端部から右方に延設される。第１固定部Ａ１は、第２プレート部２２の右下端部から後方に延設され、第２固定部Ａ２は、第３プレート部２３の下端部から前方に延設される。第２補強部材１１Ｂは、板状の第４プレート部２４を備え、第３固定部Ａ３は、第４プレート部２４の下端部から左方に延設される。
第１補強部材１１Ａ及び第２補強部材１１Ｂは、第１プレート部２１と第４プレート部２４とが溶接等により接合されている。第２補強部材１１Ｂには補強のためのリブ２５、２６が、第４プレート部２４から第３固定部Ａ３に跨って形成されている。
第１固定部Ａ１、第２固定部Ａ２及び第３固定部Ａ３には、それぞれボルト１８が挿入する孔Ａ１ａ、孔Ａ２ａ、孔Ａ３ａ及び孔Ａ３ｂが形成されている。
一方、駆動源３の上面３ｕには、孔Ａ１ａ及び孔Ａ２ａに対応する位置にねじ孔が形成され、制御装置７の上面７ｕには、孔Ａ３ａ及び孔Ａ３ｂに対応する位置にねじ孔が形成されている。したがって、孔Ａ１ａ、孔Ａ２ａ、孔Ａ３ａ及び孔Ａ３ｂにボルト１８を挿入し、駆動源３の上面３ｕ及び制御装置７の上面７ｕに形成されたねじ穴に螺合させることで、補強部材１１を介して駆動源３と制御装置７とが連結される。
このように駆動源３と制御装置７とが補強部材１１によって連結されるので、駆動源３に起因する制御装置７の振動を抑制することができる。また、補強部材１１は、第３プレート部２３で補機９の前方を覆い、第１プレート部２１及び第４プレート部２４で補機９の左方を覆い、第２プレート部２２で補機９の後方を覆う。したがって、組付け時、メンテナンス時等において、補機９に工具が接触したり、他部品の組付け時に他部品が接触したりすることを抑制できる。このように、補強部材１１を補機９の保護部材として利用するで、部品点数の増加を抑えながら補機９を保護することができる。
また、補強部材１１を起震源側である駆動源３に複数箇所で固定することで、制御装置７の振動をより適切に抑制することができる。
図４に示すように、第１締結点Ｂ１及び第３締結点Ｂ３を結ぶ線を第１仮想線Ｌ１とし、第２締結点Ｂ２及び第４締結点Ｂ４を結ぶ線を第２仮想線Ｌ２とすると、補機９及び第３固定部Ａ３は、上面視で、第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２に挟まれる領域Ｓに位置している。
このように補機９及び第３固定部Ａ３を、上面視で、第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２に挟まれる領域Ｓに配置することで、駆動源３に対する制御装置７のねじれ振動を効果的に抑制できるとともに、ねじれの影響の少ない位置に補強部材１１を配置することで、補強部材１１にかかる応力を抑制することができる。
また、前述したＤＣ線コネクタ１３は、上面視で、上記した第１仮想線Ｌ１及び第２仮想線Ｌ２に挟まれる領域Ｓであって、第１締結点Ｂ１及び第２締結点Ｂ２を結ぶ線である第３仮想線Ｌ３に対し駆動源３とは反対側（遠位側）に配置されている。このようにＤＣ線コネクタ１３を起震源側である駆動源３とは反対側に配置することで、ＤＣ線コネクタ１３で発生する振動をより適切に抑制することができる。
また、ＤＣ線コネクタ１３は、図５に示すように、前後方向から見て、制御装置７が搭載されるミッションケース５の上面５ｕよりも上方であって、制御装置７と補強部材１１との固定面Ａ０よりも下方に配置されている。
このように制御装置７のＤＣ線コネクタ１３をミッションケース５の上面５ｕよりも上方であって、制御装置７と補強部材１１との固定面Ａ０よりも下方に配置することにより、ＤＣ線コネクタ１３で発生する振動を抑制することができる。
さらに、ＤＣ線コネクタ１３は、上面視で、図４に示すように、左右方向において、駆動ユニット１を保持するマウント部材１５とオーバーラップするように配置されている。このようにＤＣ線コネクタ１３をマウント部材１５とオーバーラップするように配置することで、ＤＣ線コネクタ１３で発生する振動をより適切に抑制することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、補強部材１１は、金属性の第１補強部材１１Ａ及び第２補強部材１１Ｂから構成されたが、一枚の補強部材から構成されてもよい。また、補強部材１１は、補機９の一部に限らず、全周を囲むように配置されてもよい。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１） 駆動源（駆動源３）と、
前記駆動源と連結されており、電動機（電動機４）を収容するケース（ミッションケース５）と、
前記ケースの上面（上面５ｕ）に載置され、前記電動機を制御する制御装置（制御装置７）と、
前記駆動源の上面（上面３ｕ）に配置される補機（補機９）と、を備える駆動ユニット（駆動ユニット１）であって、
前記駆動源と前記制御装置とは、補強部材（補強部材１１）によって連結されており、
前記補強部材は、上面視で前記補機の少なくとも一部を囲むように配置されている、駆動ユニット。
（１）によれば、駆動源と制御装置とが補強部材によって連結されるので制御装置の振動を抑制することができる。また、補強部材を補機の少なくとも一部を囲むように配置することで、補強部材を補機の保護部材として利用することができ、部品点数を削減できる。
（２） （１）に記載の駆動ユニットであって、
前記補強部材は、上面視で、
前記駆動源及び前記制御装置の並び方向（左右方向）に直交する直交方向（前後方向）において、互いに離間した第１固定部（第１固定部Ａ１）及び第２固定部（第２固定部Ａ２）で前記駆動源の前記上面に固定され、
前記直交方向において、前記第１固定部と前記第２固定部との間に位置する第３固定部（第３固定部Ａ３）で前記制御装置に固定されている、駆動ユニット。
（２）によれば、補強部材を起震源側である駆動源に複数箇所で固定することで、制御の振動をより適切に抑制することができる。
（３） （２）に記載の駆動ユニットであって、
前記制御装置は、前記ケースの前記上面に少なくとも第１締結点（第１締結点Ｂ１）～第４締結点（第４締結点Ｂ４）で固定され、
前記第１締結点（第１締結点Ｂ１）及び前記第２締結点（第２締結点Ｂ２）は、前記並び方向において前記駆動源に対し遠位側に位置し、
前記第３締結点（第３締結点Ｂ３）及び前記第４締結点（第４締結点Ｂ４）は、前記並び方向において前記駆動源に対し近位側に位置し、且つ、前記直交方向において前記第１締結点及び前記第２締結点よりも前記補機の近くに位置し、
前記第１締結点及び前記第３締結点は、前記直交方向において前記補機に対し一方側（後側）に位置し、
前記第２締結点及び前記第４締結点は、前記直交方向において前記補機に対し他方側（前側）に位置し、
上面視で、前記補機及び前記第３固定部は、前記第１締結点及び前記第３締結点を結ぶ第１仮想線（第１仮想線Ｌ１）と、前記第２締結点及び前記第４締結点を結ぶ第２仮想線（第２仮想線Ｌ２）とに挟まれる領域（領域Ｓ）に位置している、駆動ユニット。
（３）によれば、駆動源に対する制御装置のねじれ振動を効果的に抑制できるとともに、ねじれの影響の少ない位置に補強部材を配置することで、補強部材にかかる応力を抑制することができる。
（４） （３）に記載の駆動ユニットであって、
前記制御装置には、バッテリに接続されるＤＣ線（ＤＣ線４０）が接続されるＤＣ線コネクタ（ＤＣ線コネクタ１３）が設けられ、
上面視で、前記ＤＣ線コネクタは、前記領域であって、前記第１締結点及び前記第２締結点を結ぶ第３仮想線（第３仮想線Ｌ３）に対し前記駆動源とは反対側に配置されている、駆動ユニット。
（４）によれば、ＤＣ線コネクタを起震源側である駆動源とは反対側に配置されるので、ＤＣ線コネクタで発生する振動をより適切に抑制することができる。
（５） （２）～（４）のいずれかに記載の駆動ユニットであって、
前記制御装置には、バッテリに接続されるＤＣ線（ＤＣ線４０）が接続されるＤＣ線コネクタ（ＤＣ線コネクタ１３）が設けられ、
前記直交方向から見て、前記ＤＣ線コネクタは、前記制御装置が搭載される前記ケースの前記上面よりも上方であって、前記制御装置と前記補強部材との固定面（固定面Ａ０）よりも下方に配置されている、駆動ユニット。
（５）によれば、制御装置のＤＣ線コネクタをケースの上面よりも上方であって、制御装置と補強部材との固定面よりも下方に配置することにより、ＤＣ線コネクタで発生する振動を抑制することができる。
（６） （５）に記載の駆動ユニットであって、
前記ＤＣ線コネクタは、前記並び方向において、前記駆動ユニットを保持するマウント部材（マウント部材１５）とオーバーラップするように配置されている、駆動ユニット。
（６）によれば、ＤＣ線コネクタをマウント部材とオーバーラップするように配置することで、ＤＣ線コネクタで発生する振動をより適切に抑制することができる。
１ 駆動ユニット
３ 駆動源
５ ミッションケース（ケース）
５ｕ 上面
７ 制御装置
９ 補機
１１ 補強部材
１３ ＤＣ線コネクタ
１５ マウント部材
４０ ＤＣ線
Ａ０ 固定面
Ａ１ 第１固定部
Ａ２ 第２固定部
Ａ３ 第３固定部
Ｂ１ 第１締結点
Ｂ２ 第２締結点
Ｂ３ 第３締結点
Ｂ４ 第４締結点
Ｌ１ 第１仮想線
Ｌ２ 第２仮想線
Ｌ３ 第３仮想線
Ｓ 領域

Claims (6)

  1. エンジンと、
    前記エンジンと連結されており、電動機を収容するケースと、
    前記ケースの上面に載置され、前記電動機を制御する制御装置と、
    前記エンジンの上面に配置される補機と、を備える駆動ユニットであって、
    前記エンジンと前記制御装置とは、補強部材によって連結されており、
    前記補強部材は、上面視で前記補機の少なくとも一部を囲むように配置されている、駆動ユニット。
  2. 請求項１に記載の駆動ユニットであって、
    前記補強部材は、上面視で、
    前記エンジン及び前記制御装置の並び方向に直交する直交方向において、互いに離間した第１固定部及び第２固定部で前記エンジンの前記上面に固定され、
    前記直交方向において、前記第１固定部と前記第２固定部との間に位置する第３固定部で前記制御装置に固定されている、駆動ユニット。
  3. 請求項２に記載の駆動ユニットであって、
    前記制御装置は、前記ケースの前記上面に少なくとも第１締結点～第４締結点で固定され、
    前記第１締結点及び前記第２締結点は、前記並び方向において前記エンジンに対し遠位側に位置し、
    前記第３締結点及び前記第４締結点は、前記並び方向において前記エンジンに対し近位側に位置し、且つ、前記直交方向において前記第１締結点及び前記第２締結点よりも前記補機の近くに位置し、
    前記第１締結点及び前記第３締結点は、前記直交方向において前記補機に対し一方側に位置し、
    前記第２締結点及び前記第４締結点は、前記直交方向において前記補機に対し他方側に位置し、
    上面視で、前記補機及び前記第３固定部は、前記第１締結点及び前記第３締結点を結ぶ第１仮想線と、前記第２締結点及び前記第４締結点を結ぶ第２仮想線とに挟まれる領域に位置している、駆動ユニット。
  4. 請求項３に記載の駆動ユニットであって、
    前記制御装置には、バッテリに接続されるＤＣ線が接続されるＤＣ線コネクタが設けられ、
    上面視で、前記ＤＣ線コネクタは、前記領域であって、前記第１締結点及び前記第２締結点を結ぶ第３仮想線に対し前記エンジンとは反対側に配置されている、駆動ユニット。
  5. 請求項２～４のいずれか１項に記載の駆動ユニットであって、
    前記制御装置には、バッテリに接続されるＤＣ線が接続されるＤＣ線コネクタが設けられ、
    前記直交方向から見て、前記ＤＣ線コネクタは、前記制御装置が搭載される前記ケースの前記上面よりも上方であって、前記制御装置と前記補強部材との固定面よりも下方に配置されている、駆動ユニット。
  6. 請求項５に記載の駆動ユニットであって、
    前記ＤＣ線コネクタは、上面視で、前記並び方向において、前記駆動ユニットを保持するマウント部材とオーバーラップするように配置されている、駆動ユニット。
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