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JP3893815B2 - 車両駆動装置 - Google Patents

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JP3893815B2
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inverter
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正幸 竹中
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車などの、駆動モータにより車両の駆動力を得る車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の車両駆動装置を示す背面図。
【０００３】
図７は図６の車両駆動装置の側断面図である。
【０００４】
従来のハイブリッド車両や電気自動車における、電気モータ及びジェネレータに接続されるインバータは、車両駆動装置であるハイブリッド駆動装置５５とは別に設けられており、図６及び図７に示すように、電気モータ５０の出力ギヤ５１が設けられた側とは反対側のリヤカバー５２側から取り出されたモータリード線５３を介してケーブル接続されていた。
【０００５】
こうした構造では、ハイブリッド駆動装置５５の上面を含む側面及びリヤカバー５２側がモータリード線５３の外部取り出しスペースのために大きく膨らんでしまい、当該部分、特にリヤカバー部分が車両のサイドメンバーと干渉しやすくなる不都合が生じる。
【０００６】
特に、インバータを、車両搭載上、スペース的に比較的余裕のあるハイブリッド駆動装置の上部に一体的に装着しようとした場合、モータリード線の取り出し用ターミナルが邪魔になって装着することが出来ず、何らかの改善が望まれていた。
【発明が解決しようとする課題】
インバータを車両駆動装置の上部に一体的に装着することが出来、また車両駆動装置のリヤカバー側をコンパクトに収めることが出来る、車両駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内部に電気モータ（５）、デイファレンシャル装置（９）及び前記電気モータの駆動力を該デイファレンシャル装置（９）に伝達するためのギヤ列（２９、２２、２３、３１）が設けられ、該電気モータ（５）を被覆する形でカバー（１０）が設けられ、前記電気モータの駆動力により車両の駆動力を得る車両駆動装置（１）において、
前記カバー（１０）の上部にインバータ（３７）を設け、
前記電気モータ（５）からのリード線（３５，３９）を、前記ギヤ列（２９、２２、２３、３１）の一部を構成する電気モータ（５）の出力ギヤ（２９）と電気モータ（５）の外径差によって生じるスペース（Ｓ）を利用して配置する形で、前記出力ギヤ近傍に配置すると共に、ターミナル（３６）を、前記カバー（１０）の出力ギヤ（２９）近傍にあって、前記電気モータ（５）及び前記インバータ（３７）の前記ギヤ列（２９，２２，２３，３１）側に、前記カバー（１０）内外を貫通する形で配置して、前記電気モータ（５）と前記ターミナル（３６）間を第１のリード線（３５）で接続することにより、当該出力ギヤ部分に対応した位置から前記リード線を前記カバー（１０）外に取り出し配置し、
前記電気モータとインバータを、該リード線を介して電気的に接続して構成される。
【０００８】
請求項２の発明は、前記リード線（３５、３９）は、電気モータ（５）のステータ（２６）からのリード線で構成される。
【０００９】
請求項３の発明は、前記インバータ（３７）を収納するインバータケース（４１）を前記カバー（１０）と一体に設け、前記カバーの後方部分（１０ｃ）と前記インバータケースとの間に、溝状のスペース（４３）を形成して構成される。
【００１０】
請求項４の発明は、前記インバータ（３７）と電気モータ（５）の間の前記カバー（１０）部分に、インバータ冷却用のヒートシンク（１０ｄ）を形成して構成される。
【００１１】
請求項５の発明は、前記電気モータ（５）の後部（図５左方）に対応するカバーの後方部分（１０ｃ）を、前記電気モータのステータ（２６）の外径に沿う形で、電気モータの出力軸（５ａ）に沿って面取り部（１０ｅ）を形成して構成される。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電気モータ（５）からのリード線（３５，３９）を、出力ギヤ（２９）と電気モータ（５）の外径差によって生じるスペース（Ｓ）を利用して配置する形で、出力ギヤ近傍に配置すると共に、ターミナル（３６）を、カバー（１０）の出力ギヤ（２９）近傍にあって、電気モータ（５）及びインバータ（３７）のギヤ列（２９，２２，２３，３１）側に、カバー（１０）内外を貫通する形で配置して、電気モータ（５）とターミナル（３６）間を第１のリード線（３５）で接続することにより、出力ギヤ部分に対応した位置からリード線をカバー（１０）外に取り出し配置したので、比較的大きな部品であるターミナル（３６）を、カバー（１０）の出力ギヤ（２９）近傍に配置することにより、出力ギヤ（２９）と電気モータ（５）の外径差によって生じるスペース（Ｓ）をより有効に活用することが出来ると共に、それまで、リード線の取り出しスペースとして使用されていた車両駆動装置の電気モータの上面部分をインバータの装着スペースとして活用することが出来、インバータを車両のスペース的に比較的余裕のある車両駆動装置の上面に装着することが出来、車両駆動装置をインバータと共にコンパクトに収めることが出来る。
【００１３】
更に、リード線（３５、３９）が、カバー（１０）の後部、リヤカバー（１０ｃ）部分から取り出されることがなくなるので、リヤカバー（１０ｃ）部分をコンパクトに形成することが出来、車両駆動装置（１）の搭載時における車両のサイドメンバーとの干渉の発生を極力防止することが出来る。
【００１５】
請求項２の発明によると、電気モータとしてブラシレスＤＣモータの使用可能となり、車両駆動装置の構造の簡略化が可能となる。
【００１６】
請求項３の発明によると、溝状のスペース（４３）により、カバー（１０）の後方部分（図５左方部分）が球状に形成され、車両のサイドメンバーとの干渉が生じにくくする事が出来る。
【００１７】
請求項４の発明によると、インバータ冷却用のヒートシンク（１０ｄ）を、電気モータ（５）のロータ部分に対応した位置に、該ロータの外径に沿う形で形成することが出来、無駄なスペースを生じさせることなくヒートシンク（１０ｄ）を形成することが出来る。
【００１８】
請求項５の発明によると、カバーの後方部分（１０ｃ）を、前記電気モータのステータ（２６）の外径に沿う形で、電気モータの出力軸（５ａ）に沿って面取り部（１０ｅ）を形成することが出来、カバー（１０）の外径を電気モータ（５）に沿う形で形成することが出来、該カバー後方部分の無駄な肉厚がなくなり、車両のサイドメンバーとの干渉を生じにくくする事が出来る。
【００１９】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、車両駆動装置の一例を示す概略図、図２は、その展開した側断面図、図３は図２の正面図、図４は図２の車両駆動装置の背面図、図５は図２の車両駆動装置の部分側断面図である。
【００２１】
車両駆動装置としてのハイブリッド駆動装置１は、内燃エンジン２、第１の電気回転手段を構成するジェネレータ３、ブレーキ装置４、第２の電気回転手段を構成する電気モータ５、プラネタリギヤ６、油圧発生装置７及びディファレンシャル装置９を備えており、内燃エンジン２に接続して配置されるカバー１０内に、上記ジェネレータ３、ブレーキ装置４、モータ５、プラネタリギヤ６、油圧発生装置７及びディファレンシヤル装置９が収納されている。そして、エンジン出力軸２ａに整列する第1軸Ａ、カウンタ軸１１からなる第２軸Ｂ、モータ出力軸５ａからなる第３軸Ｃ、ディファレンシャル装置９の左右に延びる駆動車軸からなる第４軸Ｄ及びオイルポンプの騒動部材である駆動軸８からなる第５軸Ｅが、図３に示すように配置されている。即ち、カウンタ軸からなる第２軸Ｂを包囲するように、第1軸Ａ、第３軸Ｃ、第４軸Ｄが配置され、そして第1軸Ａの下方でかつ第４軸Ｄの側方に第５軸Ｅが配置されている。なお、図２は、上記第１〜４軸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを展開した状態を示す。
【００２２】
第1軸Ａ上には、エンジン出力軸２ａにフライホイール１４及びダンパ１２を介して連結している入力軸１３、ジェネレータ３、ブレーキ装置４及びプラネタリギヤ６が配置されており、入力軸１３にはオイルポンプ７が接続されている。また、プラネタリギヤ６は、そのサンギヤＳがジェネレータ３への伝達軸（ロータ軸）１５に連結し、そのピニオンＰを支持するキャリヤＣＲが上記入力軸１３に連結し、そのリングギヤＲが該入力軸１３を被嵌するスリーブからなる走行回転軸１６に連結している。ジェネレータ３は、前記伝達軸１５に固定されているロータ１７及びカバー１０に固定されているステータ１９を有しており、励磁式発電機等のどのようなものでも適用可能であるが、ロータに永久磁石を用いた磁石式発電機（例えばブラシレスＤＣモータ／ジェネレータ）が望ましい。また、前記伝達軸１５におけるリヤカバー１０ｃからの突出部分にはレゾルバ等の回転位置センサ２０が配置されており、ロータの回転位置を正確に検出して、きめ細かい回転数の制御を行い得る。
【００２３】
前記走行回転軸１６にはカウンタドライブギヤ（エンジン出力用）２１が固定されており、また前記カウンタ軸１１上には大ギヤ２２及び小ギヤ２３が一体に固着されており、前記カウンタドライブギヤ２１が大ギヤ２２に噛合している。なお、図１と図２の大ギヤ２２と小ギヤ２３は位置関係が逆に表示されているが、これは説明の便宜上逆に表示したものである。一方、電気モータ５は、前記出力軸５ａに一体に固着されているロータ２５及びケース１０に固定されているステータ２６を有しており、直流モータ及び誘導式交流モータ等のどのようなものでも適用可能であるが、ロータに永久磁石を用いるブラシレスＤＣモータが好ましい。なお、前記モータ５と反対側における前記出力軸５ａのカバー１０からの突出部分にはレゾルバ等の回転位置センサ２７が配置されており、ロータ２５の位置を正確に検出してモータ出力の制御を行い得る。また、該モータの出力軸５ａにはカウンタドライブギヤ（モータ出力用）２９が一体に固定されており、該ギヤ２９も前記カウンタ軸の大ギヤ２２に噛合している。
【００２４】
ディファレンシヤル装置９は、デフケース３０に固定されている入力ギヤ３１を有しており、該ギヤ３１が前記カウンタ軸の小ギヤ２３に噛合している。また、デフケースに支持されているセンタギヤ３２が左右サイドギヤ３３ｌ、３３ｒに噛合しており、前記入力ギヤ３１からの入力トルクを左右サイドギヤに分配して伝達し、左右前輪に連動する左右駆動車軸を駆動する。
【００２５】
また、カバー１０は図５に示すように、中央部に筒状のメインカバー１０ｂが設けられている。メインカバー１０ｂの図５右方には、フロントカバー１０ａが接続されており、メインカバー１０ｂの図５左方にはリアカバー１０ｃが接続され、それらメインカバー１０ｂ、フロントカバー１０ａ及びフロントカバー１０ｃによりカバー１０が一体的に形成されている。メインカバー１０ｂには、図５に示すように、内部に前述の電気モータ５が格納されている。
【００２６】
また、電気モータ５（ジェネレータ３も同様）のステータ（コイルを含む）２６には、３本のリード線３５の一端がそれぞれ接続されており、それらリード線３５は、電気モータ５のカウンタドライブギヤ２９側の近傍、即ち、カウンタドライブギヤ２９の周囲スペースを利用した形で引き出されている。なお、ここで言う、カウンタドライブギヤ２９側の近傍とは、カウンタドライブギヤ２９、大ギヤ２２、小ギヤ２３、デイファレンシャル装置の入力ギヤ３１からなるギヤ列の、軸方向（図５左右方向）長さの範囲内における径方向の外方部分である。通常、電気モータ５のカウンタドライブギヤ２９は、ディファレンシャル装置９に接続されたカウンタ軸１１の大ギヤ２２よりも小径のギヤで構成されるので、その電気モータ５の、図５右側のカウンタドライブギヤ２９の周囲Ｓは、比較的大きな外径を有する電気モータ５のステータ２６とそれよりも小さな外径のカウンタドライブギヤ２９により、カウンタドライブギヤ２９の周囲にデッドスペースが生じる。そこで、当該デッドスペースとなるカウンタドライブギヤ２９の周囲スペースＳを利用してリード線３５を配置している。
【００２７】
ところで、カバー１０の中央上部の、カウンタドライブギヤ２９の周囲スペースＳに対応した位置には６個の貫通穴１０ｆがカバー１０内外を貫通する形で形成されており、各貫通穴１０ｆには、６本のターミナル３６がカバー１０を貫通する形で上下方向に設けられている。それらターミナル３６の内、図３１左側の３本のターミナル３６には、電気モータ５からのリード線３５の他端が接続されており、図３右側の３本のターミナル３６には、ジェネレータ３からのリード線３５の他端が接続されている。
【００２８】
また、メインカバー１０ｂの、電気モータ５に対応した図５上部には、冷却用ヒートシンク１０ｄが形成されており、ヒートシンク１０ｄの上部にはインバータ３７が装着されている。インバータ３７の各端子３７ａには６本のターミナル３６からのリード線３９が接続されており、更に、インバータ３７の上部はカバー４０により被覆されている。また、インバータ３７の、図５左方の、電気モータ５の後部は、リアカバー１０ｃの上部が、ステータ２６の外形に沿った形で出力軸５ａを中心に放射方向に、出力軸５ａに沿って流線型の面取り部１０ｅが形成されており、これにより、インバータ３７が装着されている、カバー１０と一体に設けられているインバータケース４１と、リアカバー１０ｃの外周部１０ｇとの間には、断面が３角溝状のスペース４３が形成される。
【００２９】
ハイブリッド駆動装置１は、以上のような構成を有するので、電気モータ５の回転による駆動力はカウンタドライブギヤ２９介してカウンタ軸１１の大ギヤ２２に伝達されて更にディファレンシャル装置９を介して駆動車軸Ｄに出力される一方で、エンジンからの出力は、入力軸１３から入力軸１３と同軸上に配置されたプラネラタリギヤ６によりトルク分配されて、必要に応じてジェネレータ３を回転駆動すると共に、カウンタ軸１１の大ギヤ２２に伝達されて更にディファレンシャル装置９を介して駆動車軸Ｄに出力される。
【００３０】
また、電気モータ５とインバータ３７を、カバー１０内で接続するリード線３５及び該リード線３５とインバータ３７を接続するターミナル３６は、共に電気モータ５のカウンタドライブギヤ２９の周囲スペースＳを利用して配置されているので、電気モータ５のカウンタドライブギヤ２９の前部デッドスペースを利用した形となり、リアカバー１０ｃ側にリード線３５及びターミナル３６のためのスペースを設ける必要が無くなり、リアカバー１０ｃを、電気モータ５のステータ２６の外径に沿った形状に形成することが出来る。
【００３１】
なお、電気モータ５と同様に、ジェネレータ３のリード線３５及びターミナル３６も、ジェネレータ３の図２右方の、カウンタドライブギヤ２１側から取られている。
【００３２】
また、電気モータ５やジェネレータ３からのリード線３５は、必ずしもステータ２６、１９からのものに限らず、モータの構造に応じてロータ２５、１７からのリード線の配線などにも適用することが出来る。
【００３３】
更に、リード線３５やターミナル３６の配置態様は、出力ギヤであるカウンタドライブギヤ２９の近傍に出力ギヤと電気モータの外径差によって生じるデッドスペースを利用して配置される形である限り、任意であり、リード線３５用のカバー１０内部に溝などの適宜なケーブル支持手段など設けて、配線してもよい。
【００３４】
また、上述の実施例は車両駆動装置として、電気モータと内燃機関から駆動力を得るハイブリッド車両における、電気モータが設けられた車両駆動装置について説明したが、本発明は、ハイブリッド車両に限らず、電気モータのみで駆動力を得る電気自動車の車両駆動装置にも適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、車両駆動装置の一例を示す概略図。
【図２】図１の展開した側断面図。
【図３】図２の正面図。
【図４】図２の車両駆動装置の背面図。
【図５】図２の車両駆動装置の部分側断面図である。
【図６】従来の車両駆動装置を示す背面図。
【図７】図６の車両駆動装置の側断面図である。
【符号の説明】
１……車両駆動装置（ハイブリッド駆動装置）
５……電気モータ
５ａ……出力軸
１０……カバー
１０ｄ……ヒートシンク
１０ｅ……面取り部
１０ｃ……後方部分（リヤカバー）
２６……ステータ
２９……出力ギヤ（カウンタドライブギヤ）
３５、３９……リード線
３６……ターミナル
３７……インバータ
４３……溝状スペース
Ｓ……スペース（周囲スペース）

Claims (5)

  1. 内部に電気モータ、デイファレンシャル装置及び前記電気モータの駆動力を該デイファレンシャル装置に伝達するためのギヤ列が設けられ、該電気モータを被覆する形でカバーが設けられ、前記電気モータの駆動力により車両の駆動力を得る車両駆動装置において、
    前記カバーの上部にインバータを設け、
    前記電気モータからのリード線を、前記ギヤ列の一部を構成する電気モータの出力ギヤと該電気モータの外径差によって生じるスペースを利用して配置する形で、前記出力ギヤ近傍に配置すると共に、ターミナルを、前記カバーの出力ギヤ近傍にあって、前記電気モータ及び前記インバータの前記ギヤ列側に、前記カバー内外を貫通する形で配置して、前記電気モータと前記ターミナル間を第１のリード線で接続することにより、当該出力ギヤ部分に対応した位置から前記リード線を前記カバー外に取り出し配置し、
    前記電気モータと前記インバータを、該リード線を介して電気的に接続して構成した、車両駆動装置。
  2. 前記リード線は、電気モータのステータからのリード線である、請求項１記載の車両駆動装置。
  3. 前記インバータを収納するインバータケースを前記カバーと一体に設け、前記カバーの後方部分と前記インバータケースとの間に、溝状のスペースを形成して構成した、請求項１記載の車両駆動装置。
  4. 前記インバータと電気モータの間の前記カバー部分に、インバータ冷却用のヒートシンクを形成して構成した、請求項１記載の車両駆動装置。
  5. 前記電気モータの後部に対応するカバーの後方部分を、前記電気モータのステータの外径に沿う形で、電気モータの出力軸に沿って面取り部を形成して構成した、請求項１記載の車両駆動装置。
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