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公開番号2021112052
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210802
出願番号2020003242
出願日20200110
発明の名称モータユニット
出願人日本電産株式会社
代理人特許業務法人 佐野特許事務所
主分類H02K 7/116 20060101AFI20210705BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】左右のドライブシャフトの長さを合わせることができ、且つ剛性を高め、振動を抑制することができるモータユニットを提供する。
【解決手段】水平方向に沿って延びるモータ軸を中心として回転するモータシャフトを有するモータと、モータ軸に沿うモータ軸方向の一方側においてモータシャフトに接続されるギヤ部と、モータおよびギヤ部を収容するハウジング5と、を有する。ハウジングには、出力シャフト支持部が設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
水平方向に沿って延びるモータ軸を中心として回転するモータシャフトを有するモータと、
前記モータ軸に沿うモータ軸方向の一方側において前記モータシャフトに接続されるギヤ部と、
前記モータおよび前記ギヤ部を収容するハウジングと、を有し、
前記ハウジングは、
前記モータを収容するモータ収容部と、
前記ギヤ部を収容するギヤ部収容部と、を有し、
前記ギヤ部収容部は、前記モータ収容部の前記モータ軸方向の一方側の端部の外面から径方向外側に拡がるギヤ部支持部を有し、
前記ギヤ部は、前記ギヤ部支持部を貫通して前記モータ軸の他方側に延びる出力シャフトを有し、
前記ハウジングは、前記モータ収容部の前記モータ軸方向の他方側に、前記出力シャフトを回転可能に支持する出力シャフト支持部を有するモータユニット。
続きを表示(約 470 文字)【請求項2】
前記出力シャフト支持部は、前記モータ収容部と同一部材で形成される請求項1に記載のモータユニット。
【請求項3】
前記ハウジングは、前記モータ収容部の径方向外面から突出して前記ギヤ部支持部と前記出力シャフト支持部とを連結する板状のリブをさらに有し、
前記リブは、前記モータ収容部、前記ギヤ部支持部および前記出力シャフト支持部と同一部材で形成される請求項1または請求項2に記載のモータユニット。
【請求項4】
前記ハウジングは、前記モータに電力を供給するインバータユニットを収容するインバータ収容部をさらに有し、
前記インバータ収容部が、前記モータ収容部と同一部材で形成される請求項1から請求項3のいずれかに記載のモータユニット。
【請求項5】
前記出力シャフト支持部と前記インバータ収容部とが接触する請求項4に記載のモータユニット。
【請求項6】
前記出力シャフト支持部が、前記インバータ収容部と同一部材で形成される請求項5に記載のモータユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータユニットに関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
特許6014599号公報には、モータおよび減速機を有するモータパワーユニットが開示されている。このモータパワーユニットは、モータの軸方向に延びモータを収容するモータケースと、モータケースの軸方向の一端にモータケースと一体に形成された減速機ケースとを有する。そして、減速機ケース内の減速機には、左右の車輪に向かって延びる、左右の車軸としてのドライブシャフトが接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2013/069744号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
モータパワーユニットは、サイドメンバーなどの車両のフレームに取り付けられる。モータパワーユニットの取り付け位置は車両によって異なる。減速機と左右のドライブシャフトと接続する接続部の中心が、車両の幅方向中央にない場合、減速機から車輪に向かって延びる左右のドライブシャフトが異なる長さになる。左右のドライブシャフトの長さの差が大きくなると、ハンドル操作に違和感を与える可能性があった。
【0005】
そこで本発明は、左右のドライブシャフトの長さを合わせることができ、且つ剛性を高め、振動を抑制することができるモータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の例示的なモータユニットは、水平方向に沿って延びるモータ軸を中心として回転するモータシャフトを有するモータと、前記モータ軸に沿うモータ軸方向の一方側において前記モータシャフトに接続されるギヤ部と、前記モータおよび前記ギヤ部を収容するハウジングと、を有する。前記ハウジングは、前記モータを収容するモータ収容部と、前記ギヤ部を収容するギヤ部収容部と、を有する。前記ギヤ部収容部は、前記モータ収容部の前記モータ軸方向の一方側の端部の外面から径方向外側に拡がるギヤ部支持部を有し、前記ギヤ部は、前記ギヤ部支持部を貫通して前記モータ軸の他方側に延びる出力シャフトを有し、前記ハウジングは、前記モータ収容部の前記モータ軸方向の他方側に、前記出力シャフトを回転可能に支持する出力シャフト支持部を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の例示的なモータユニットによれば、左右のドライブシャフトの長さを合わせることができ、且つ剛性を高め、振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、一実施形態のモータユニットを搭載した車両の概略図である。
図2は、一実施形態のモータユニットの概念図である。
図3は、モータユニットのモータ軸方向の一方側の上方から見た斜視図である。
図4は、モータユニットのモータ軸方向の他方側の上方から見た斜視図である。
図5は、モータユニットのモータ軸方向の他方側の下方から見た斜視図である。
図6は、モータユニットのモータ軸方向の一方側から見た側面図である。
図7は、モータユニットの正面図である。
図8は、モータ収容部のモータ軸と直交する面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。図1は、本発明の例示的な一実施形態のモータユニット1を搭載した車両Cbの概略図である。図1において、車両Cbの走行方向Ddを矢印で示す。車両Cbは、前方側にモータユニット1を配置し、前輪Tfを駆動する、いわゆる、FF方式の車両である。
【0010】
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Cb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。すなわち、以下の説明においてXYZ座標系は、図1の状態を基準とする。より詳しくは、以下のとおり定義する。
【0011】
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Cbの前後方向を示す。+X方向が車両Cbの前方であり、−X方向が車両Cbの後方である。ただし、+X方向が車両Cbの後方であり、−X方向が車両Cbの前方となることもありうる。Y軸方向は、X軸方向および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)を示す。+Y方向が車両Cbの左方であり、−Y方向が車両Cbの右方である。但し、+X方向が車両Cbの後方となる場合には、+Y方向が車両Cbの右方、−Y方向が車両Cbの左方となることもありうる。
【0012】
車両Cbの駆動方式は、FF方式に限定されず、前方側にモータユニット1を配置し、後輪Trを駆動するFR方式としてもよい。車両Cbの後方側にモータユニット1を配置し、後輪Trを駆動するRR方式としてもよい。また、前方側、後方側の両方にモータユニット1を配置し、前輪Tfおよび後輪Trを駆動する4輪駆動方式としてもよい。これ以外の方式を採用することも可能である。駆動方式によって、モータユニット1の車両Cbへの搭載方法が異なる場合がある。例えば、X軸方向が車両Cbの幅方向(左右方向)で、Y軸方向が車両Cbの前後方向になることもありうる。
【0013】
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J2に平行な方向(Y軸方向)を単に「軸方向」と呼び、モータ軸J2と直交する径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸J2を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。さらに、上述した「平行な方向」は、完全に平行な場合のみでなく、略平行な方向も含む。
【0014】
モータユニット1は、車両Cbの駆動輪の動力源として、車両Cbの前方に搭載される。本実施形態において、車両Cbは、電気自動車(EV)であるが、これに限定されない、モータユニット1が搭載される車両Cbとして、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等、駆動輪の動力源の少なくとも1つがモータの自動車を挙げることができる。
【0015】
図1に示すように、車両Cbは、前方側に配置されたモータユニット1で前輪Tfを駆動する。モータユニット1のY方向の両側に出力シャフト33が突出している。出力シャフト33の端部には、継手Cpを介してドライブシャフトSdが接続される。ドライブシャフトSdには、前輪Tfが接続されている。
【0016】
モータユニット1において、モータ2から出力されたトルクは、出力シャフト33から外部に出力される。出力シャフト33からのトルクは、継手Cpを介してドライブシャフトSdに伝達される。これにより前輪Tfが回転し、車両Cbは、路面を走行する。なお、継手Cpとしては、例えば、ユニバーサルジョイントを挙げることができるがこれに限定されない。
【0017】
<1.モータユニット1>
以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態にかかるモータユニット1について説明する。図2は、一実施形態のモータユニット1の概念図である。図3は、モータユニット1のモータ軸J2方向の一方側の上方から見た斜視図である。図4は、モータユニット1のモータ軸J2方向の他方側の上方から見た斜視図である。図5は、モータユニット1のモータ軸J2方向の他方側の下方から見た斜視図である。図6は、モータユニット1のモータ軸J2方向の一方側から見た側面図である。図7は、モータユニット1の正面図である。図8は、モータ収容部51のモータ軸J2と直交する面で切断した断面図である。なお、図2は、概念図であり、各部の配置および寸法は、実際のモータユニット1と同じでない場合がある。
【0018】
図2に示すように、モータユニット1は、モータ2と、ギヤ部3と、ポンプ4と、ハウジング5と、インバータユニット6と、を有する。すなわち、モータユニット1は、モータ2と、ギヤ部3と、ハウジング5とを有する。
【0019】
<2.モータ2>
図2に示すように、モータ2は、水平方向に延びるモータ軸J2を中心として回転するロータ21と、ロータ21の径方向外側に位置するステータ24と、を有する。モータ2は、ハウジング5の後述するモータ収容部51に収容される。
【0020】
<2.1 ロータ21>
ロータ21は、図示略のバッテリからステータ24に電力が供給されることで回転する。ロータ21は、モータシャフト22と、ロータコア23と、ロータマグネット(図示略)と、を有する。ロータ21は、水平方向に延びるモータ軸J2を中心として回転する。
【0021】
モータシャフト22は、水平方向かつ車両Cbの幅方向に延びるモータ軸J2を中心として延びる。すなわち、モータ2は、水平方向に沿って延びるモータ軸J2を中心として回転するモータシャフト22を有する。モータシャフト22は、モータ軸J2を中心として回転する。モータシャフト22は、内部にモータ軸J2に沿って延びる内周面を有する中空部220が設けられた中空シャフトである。
【0022】
モータシャフト22は、ハウジング5のモータ収容部51とギヤ部収容部52とを跨いで延びる。モータシャフト22の一方側(+Y側)の端部は、ギヤ部収容部52側に突出する。ギヤ部収容部52内に突出するモータシャフト22の端部には、ギヤ部3の後述する第1ギヤ311が固定される。モータシャフト22は、ハウジング5の後述する、底部512に配置された第1モータベアリング281と、隔壁部513に配置された第2モータベアリング282とに回転可能に支持される。
【0023】
また、モータシャフト22のギヤ部収容部52に配置される部分は、第2モータベアリング282と、第1ギヤベアリング341とに回転可能に支持される。上述したように、第2モータベアリング282は、隔壁部513に配置される。第1ギヤベアリング341は、ハウジング5の後述するギヤ部収容部52に配置される。なお、モータシャフト22は、モータ収容部51内の部分と、ギヤ部収容部52内の部分とに分割可能であってもよい。モータシャフト22が分割可能である場合、分割されたモータシャフト22は、例えば、雄ねじおよび雌ねじを用いたねじカップリングを採用することが可能である。また、溶接等の固定方法にて接合してもよい。
【0024】
ロータコア23は、珪素鋼板を積層して形成される。ロータコア23は、軸方向に沿って延びる円柱体である。ロータコア23には、複数のロータマグネットが固定される。複数のロータマグネットは、磁極を交互にして周方向に沿って並ぶ。
【0025】
<2.2 ステータ24>
ステータ24は、ロータ21を径方向外側から囲む。すなわち、モータ2は、ステータ24の内側にロータ21が回転可能に配置されたインナーロータ型モータである。ステータ24は、ステータコア25と、コイル26と、ステータコア25とコイル26との間に介在するインシュレータ(図示略)とを有する。ステータ24は、ハウジング5に保持される。ステータコア25は、円環状のヨークの内周面から径方向内方に複数の磁極歯を有する。
【0026】
コイル26は、磁極歯の間に導線を巻き付けて形成される。導線は、図示略のバスバーを介してインバータユニット6に接続される。
【0027】
<3. ギヤ部3>
ギヤ部3は、モータ2から出力されたトルクを前輪Tfが接続されたドライブシャフトSdに伝達する。図2に示すように、ギヤ部3は、ハウジング5のギヤ部収容部52に収容される。ギヤ部3は、軸方向一方側(+Y方向側)においてモータシャフト22に接続される。すなわち、ギヤ部3は、モータ軸J2に沿うモータ軸方向一方側(+Y方向側)においてモータシャフト22に接続される。ギヤ部3は、減速部31と、差動部32と、を有する。
【0028】
<3.1 減速部31>
図2、図5に示すように、減速部31は、モータシャフト22に接続される。減速部31は、モータ2の回転速度を減じて、モータ2から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる機能を有する。減速部31は、モータ2から出力されるトルクを差動部32へ伝達する。
【0029】
減速部31は、各ギヤの軸芯が平行に配置される平行軸歯車タイプの減速機である。減速部31は、中間ドライブギヤである第1ギヤ311と、中間ギヤである第2ギヤ312と、ファイナルドライブギヤである第3ギヤ313と、中間シャフト314と、を有する。
【0030】
第1ギヤ311は、モータシャフト22の外周面に配置される。第1ギヤ311は、モータシャフト22と同一の部材であってもよいし、別の部材であって強固に固定されてもよい。第1ギヤ311は、モータシャフト22とともに、モータ軸J2を中心に回転する。
(【0031】以降は省略されています)

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