(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記回転電機筐体に設けられる固定ボルトの頭部が、前記サイドメンバと対向する領域に位置され、前記保護部材は、前記保護部に前記固定ボルトの頭部が挿通する穴を有することを特徴とする請求項1に記載の車両用の回転電機。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、車両のエンジンルームの内部は、エンジン、減速機、回転電機等が集積され、回転電機がサイドメンバの近くに対向配置されるので、車両の衝突等によりサイドメンバが車幅方向内側に変形すると、回転電機がサイドメンバによって押圧されることがある。これにより、車両用の回転電機には十分な保護強度が要求される。
しかしながら、車両用の回転電機はサイドメンバの近くに対向配置されるので、ハウジングの厚みを厚くするのにも限界があり、ハウジングの厚みを厚くするだけでは十分な保護強度を得ることができない。
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、保護強度を効率的に高めた車両用の回転電機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】
【0005】
本発明は、車両前後方向に沿って設けられた車体骨格構成部材であるサイドメンバの車幅方向内側に配置される回転電機筐体と、前記回転電機筐体に形成される面のうち前記サイドメンバと対向する対向面に取り付けられる保護部材と、を備え、前記保護部材は、前記回転電機筐体と前記サイドメンバとが対向する領域に、前記回転電機筐体の前記対向面を成す外表面から離隔する保護部を有し、前記保護部材は、前記回転電機筐体の前記対向面に設けられた取付面に接すると共に、取付ボルトが挿通する取付部を有し、更に、前記取付ボルトの頭部上面が前記保護部材の前記サイドメンバと対向する外側面より突出していないことを特徴とする。
本発明によれば、回転電機筐体と保護部材との間に間隔が確保される。この間隔が保護部材の変形代(しろ)となるので、サイドメンバが車幅方向内側に変形しても、まず保護部材が押圧され、直ちに回転電機筐体が押圧されることはない。
また、保護部材が変形代を超えて変形した場合に初めて回転電機筐体が押圧されるので、回転電機の保護強度は高いものとなる。これにより、ハウジングの厚みを厚くするよりも、回転電機の保護強度を効率的に高めることができる。
また、回転電機筐体と保護部材との間に間隔が確保されるので、回転電機筐体で発生した熱は、回転電機筐体と保護部材との間を通って外部に排出される。これにより、回転電機筐体(ハウジング)の厚みを厚くする場合や、保護部材がハウジングに密着する場合よりも放熱効果が期待できる。
また、保護部材は、回転電機筐体の対向面に設けられた取付面に接すると共に、取付ボルトが挿通する取付部を有し、更に、取付ボルトの頭部上面が保護部材のサイドメンバと対向する外側面より突出していないので、保護部の外側面とサイドメンバとの間に空間が確保され、さらに、その空間内の空気の流れが確保されて、放熱効果が期待できる。
【0006】
本発明の一態様では、前記サイドメンバと対向する領域に取り付けられる前記取付ボルトの頭部上面が、前記保護部の前記サイドメンバと対向する外側面と面一であることが好ましい。
このようにすると、保護部の外側面とサイドメンバとの間の空間内の空気の流れが確保されて、放熱効果が期待できる。
【0007】
また、本発明の一態様では、前記回転電機筐体に設けられる固定ボルトの頭部が、前記サイドメンバと対向する領域に位置され、前記保護部材は、前記保護部に前記固定ボルトの頭部が挿通する穴を有することが好ましい。
このようにすると、穴の周縁と固定ボルトの頭部との間には間隙が確保されるので、回転電機筐体で発生した熱は、この間隙を通って外部に排出される。これにより、保護部に穴を設けない場合よりも放熱効果が期待できる。また、サイドメンバが車幅方向内側に変形し、保護部材を押圧すると、穴の周縁が固定ボルトの頭部と当接係合するので、保護部材の折れ曲がりによる伸び(変形)を抑制できる。これにより、回転電機の保護強度をより効率的に高めることができる。
【0008】
また、本発明の一態様では、前記保護部の外側面と前記固定ボルトの頭部上面とが面一であることが好ましい。
このようにすると、回転電機筐体と保護部との間に空間が確保され、穴の周縁と固定ボルトの頭部との間に当接係合する噛み合い代が確保される。
【0009】
また、本発明の一態様では、前記回転電機は、発電機及び電動機を含み、前記保護部材が、前記発電機及び前記電動機それぞれに対して設けられることが好ましい。
このように保護部材をそれぞれに設けることで、発電機及び電動機を含む回転電機の筐体の保護強度を効率的に高めることができる。
【発明の効果】
【0010】
以上説明したように、本発明によれば、サイドメンバが車幅方向内側に変形しても、まず保護部材が押圧され、直ちに回転電機筐体が押圧されることはない。また、保護部材が変形代を超えて変形した場合に初めて回転電機筐体が押圧されるので、回転電機の保護強度は高いものとなる。これにより、ハウジングの厚みを厚くするよりも、回転電機の保護強度を効率的に高めることができる。また、回転電機筐体で発生した熱は、回転電機筐体と保護部材との間を通って外部に排出される。これにより、回転電機筐体(ハウジング)の厚みを厚くする場合や、保護部材が回転電機筐体(ハウジング)に密着する場合よりも放熱効果が期待できる。
また、本発明によれば、保護部材は、回転電機筐体の対向面に設けられた取付面に接すると共に、取付ボルトが挿通する取付部を有し、更に、取付ボルトの頭部上面が保護部材のサイドメンバと対向する外側面より突出していないので、保護部の外側面とサイドメンバとの間に空間が確保され、さらに、その空間内の空気の流れが確保されて、放熱効果が期待できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施の形態で説明する構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【0013】
まず、
図1に基づいて、本発明の実施の形態である車両用の回転電機、特に、ジェネレータ(発電機)の取付位置について説明する。ここで、回転電機とは、ジェネレータ(発電機)や電動モータ(電動機)を含む。
図1は、車両のエンジンルームの内部構造を示す正面模式図である。
ここで例示する車両1は、エンジン(内燃機関)2と電動モータ(回転電機)3とを動力源とするハイブリッド車両(HV(Hybrid Vehicle))であるが、これに限られるものではなく、電動モータを動力源とする電気車両にも適用可能である。
【0014】
図1に示すように、車両1のエンジンルーム10の内部には、一対を成すサイドメンバ11,12と、サイドメンバ11,12を相互に接続するフロントクロスメンバ13とが配置される。一対を成すサイドメンバ11,12は、車幅方向左側と右側とに配置される。一対を成すサイドメンバ11,12は、共に車両前後方向に沿って設けられ、一方のサイドメンバ11と他方のサイドメンバ12との間には、エンジン2、電動モータ3、減速機4、本発明の実施の形態である車両用のジェネレータ5(以下、単に「ジェネレータ5」という)が配置される。そして、ジェネレータ5は、一方のサイドメンバ12(車体正面から見て右側のサイドメンバ12)近くに対向配置される。
エンジン2と減速機4は、車幅方向に直列に配置され、電動モータ3とジェネレータ5とは減速機4に隣接し、減速機4に対して上下方向にオフセットされるとともに、車両前後方向に並列に配置されている。
【0015】
サイドメンバ11,12は、車体の骨格を構成する車体骨格構成部材で、断面矩形の筒状の構造用の部材で構成される。サイドメンバ11,12は、車両1が正面衝突した場合に車両前後方向に潰れることにより衝撃荷重を吸収し、側面衝突した場合に車幅方向内側に折れ曲がることにより衝撃荷重を吸収する。これにより、車両が正面衝突した場合や側面衝突した場合に、サイドメンバ12が車幅方向内側に変形し、サイドメンバ12がジェネレータ5を押圧することがある。
【0016】
(第1実施形態)
次に、
図2及び
図3に基づいて、本発明の第1実施形態であるジェネレータについて説明する。
図2は、
図1に示したサイドメンバとジェネレータとを示す正面模式図であり、
図3は、
図1に示したサイドメンバとジェネレータとを示す側面模式図である。尚、
図3においてサイドメンバは想像線(二点鎖線)で示す。
【0017】
図1及び
図2に示すように、ジェネレータ5は、サイドメンバ12よりも大きな横断面(対向面)を有しており、その上側部分がサイドメンバ12と対向する。
図2及び
図3に示すように、ジェネレータ5は、ジェネレータ筐体(回転電機筐体)6と保護部材7とを備えて構成される。ジェネレータ筐体6は、ハウジング62、カバー63を備えている。また、ジェネレータ筐体6の内部には高圧コイル61が収容され、該高圧コイル61は、コイル611と端子612とを有し、これらには、高い電圧の電流が流れる。
【0018】
ハウジング62は、高圧コイル61を収容する金属製(例えば、アルミニウム製)の収容体であって、サイドメンバ12に対向する面(対向面)に開口が設けられている。そして、ハウジング62の開口縁部には、カバー63を固定するための雌ネジ(図示せず)が形成されている。また、ハウジング62の内部には、ハウジング62を補強するリブ621,622(
図5〜
図7参照)が設けられている。リブ621,622は、ハウジング62の開口縁まで延び、その端部には、ハウジング62の開口縁部と同様に雌ネジ621A,622A(
図5〜
図7参照)が形成されている。
【0019】
カバー63は、ハウジング62に設けられた開口を塞ぐ金属製(例えば、アルミニウム製)の蓋体であって、その外側となる外表面63Aには、格子状に突起(図示せず)が形成され、カバー63の剛性が高められている。また、カバー63の周縁部には、貫通穴(図示せず)が設けられている。貫通穴は、ハウジング62の開口縁部に設けられた雌ネジと対応する位置に設けられ、貫通穴を挿通したボルト(図示せず)は、ハウジング62の開口縁部に設けられた雌ネジに螺合する。これにより、カバー63は、ハウジング62に固定される。また、カバー63の内周部にも、貫通穴631,632(
図5〜
図7参照)が設けられている。貫通穴631,632は、リブ621,622に設けられた雌ネジ621A,622Aと対応する位置に設けられ、貫通穴631,632を貫通したボルト64,65(
図5〜
図7参照)は、リブ621,622に設けられた雌ネジ621A,622Aに螺合する。これにより、カバー63は、ハウジング62に強固に固定される。また、カバー63の外表面63Aには、取付面63A1,63A2,63B1(
図5及び
図6参照)が形成されている。取付面63A1,63A2,63B1は、保護部材7を取り付けるためのもので、サイドメンバ12と対向する領域で面一に設けられ、サイドメンバ12と対向する領域から外れた領域でそれよりも突出して設けられている。取付面63A1,63A2,63B1は、それぞれ平坦に形成され、サイドメンバ12と対向する領域に設けられた取付面63A1,63A2の内側には、広くて浅い溝63C1,63C2(
図5及び
図6参照)が形成されている。
【0020】
次に、
図4〜
図7に基づいて、保護部材を詳しく説明する。
図4は、
図3に示した保護部材の詳細を示す側面図である。
図5は
図4に示したV−V線断面図、
図6は
図4に示したVI−VI線断面図、
図7は
図4に示したVII−VII線断面図である。尚、
図4においてサイドメンバは想像線(二点鎖線)で示す。
【0021】
図4に示すように、保護部材7は、ジェネレータ筐体6のサイドメンバ12と対向する上側部分の保護強度を高めるためのもので、引っ張り強度に優れた鋼板などの金属板により構成されている。保護部材7は、平行四辺形に近似する四角形形状に形成され、保護部71と取付部72A,72B,72C,72Dとを有する。保護部71は、サイドメンバ12と対向する領域でカバー63の外表面63Aから離隔して設けられる。これにより、
図5〜
図7に示すように、カバー63の外表面63Aと保護部材7の保護部71との間には間隔が確保される。
【0022】
また、
図4に示すように、取付部72A,72B,72C,72Dは、保護部材7が形成する四角形形状の頂部に設けられる。
図5及び
図6に示すように、取付部72A,72B,72C,72Dのうち、サイドメンバ12と対向する取付部72A,72B,72Cは、保護部71よりもカバー63(ジェネレータ筐体6)側に設けられ、サイドメンバ12と対向する領域に設けられた取付面63A1,63A2に密着する。本実施の形態に係る取付部72A,72B,72Cは、保護部材7とは別部材で形成され、保護部材7の保護部71に溶接され、保護部71の内側面(カバー側となる面)と取付部72A,72B,72Cの内側面(カバー側となる面)とに段差d1が設けられる。また、サイドメンバ12と対向する領域から外れた取付部72Dは、保護部71よりも外側に設けられ、サイドメンバ12と対向する領域に設けた取付面63A1,63A2よりも突出した取付面63B1に密着する。また、
図5に示すように、本実施の形態に係る取付部72Dは、保護部71から延在する部分を折り曲げて一体的に形成され、保護部71の外側面71Cから突出する段差d2が設けられる。各取付部72A,72B,72C,72Dには、それぞれ貫通穴72A1,72B1,72D1が設けられ、貫通穴72A1,72B1,72D1を挿通するボルト(取付ボルト)66によって、保護部材7が取り付けられる。
【0023】
また、
図4〜
図6に示すように、カバー63をハウジング62に固定するために、ハウジング62側のリブ621に設けられた雌ネジ621Aに螺合するボルト(固定ボルト)64が締結され、保護部71には、該ボルト64が挿通する穴71Aを有する。穴71Aは、ボルト64の頭部が挿通するのに十分な大きさを有する。そして、穴71Aを挿通したボルト64の頭部上面は、保護部71の外側面71Cと面一となる。尚、穴71Aの大きさは、ボルト64の頭部が挿通するものであれば、保護部71の外側からボルト64を緩める工具が挿入できないものでもよい。
【0024】
また、
図4及び
図7に示すように、保護部71には、カバー63をハウジング62に固定するために、ハウジング62側のリブ622に設けられた雌ネジ622Aに螺合するボルト65と、カバー63に設けられ保護部材7の位置決め等に用いられる凸部63Dとが挿通する穴71Bを有する。
穴71Bは、ボルト65の頭部とカバー63に設けられた凸部63Dが挿通するのに十分な大きさを有する。そして、穴71Bの周縁は、ボルト65の頭部を中心とする円弧形状を一部に有して形成されている。
【0025】
上述した本発明の実施の形態であるジェネレータ5は、
図5〜
図7に示すように、カバー63(ジェネレータ筐体6)と保護部材7との間に間隔が確保される。そして、この間隔が保護部材7の変形代となる。また、ジェネレータ筐体6で発生した熱は、カバー63と保護部材7との間、保護部材7の保護部71に設けた穴71Aとボルト64の頭部との間、穴71Bとボルト65及び凸部63Dとの間、を通って外部に排出される。
【0026】
そして、車両の衝突等によりサイドメンバ12が車幅方向内側に変形すると、保護部材7がサイドメンバ12によって押圧される。このとき、保護部材7がまず押圧され、直ちにカバー63が押圧されることはない。そして、保護部材7がサイドメンバ12に押圧され、
図8に示すように、保護部71がカバー63に向けて変形すると、穴71Aの周縁がボルト64の頭部側面と当接係合する。これにより、保護部71の変形(伸び)が抑制される。さらに、保護部材7がサイドメンバ12に押圧されると、保護部71とカバー63とが一体となって変形することになる。
【0027】
上述したように、本発明の実施の形態であるジェネレータ5は、カバー63(ジェネレータ筐体6)と保護部材7との間に間隔が確保される。この間隔が保護部材7の変形代となるので、サイドメンバ12が車幅方向内側に変形しても、まず、保護部材7が押圧され、直ちにカバー63(ジェネレータ筐体6)が押圧されることはない。また、保護部材7が変形して初めてカバー63(ジェネレータ筐体6)が押圧されるので、ジェネレータ5の保護強度は高いものとなる。これにより、カバー63の厚みを厚くするよりも、ジェネレータの保護強度が効率的に高められる。
【0028】
また、カバー63(ジェネレータ筐体6)と保護部材7との間に間隔が確保されるので、ジェネレータ筐体6で発生した熱は、カバー63と保護部材7との間を通って外部に排出される。これにより、カバー63の厚みを厚くする場合や、保護部71がカバー63に密着する場合よりも放熱効果が期待できる。
【0029】
また、保護部材7は、サイドメンバ12と対向する領域で保護部71よりもカバー63(ジェネレータ筐体6)側に設けられ、カバー63に設けられた取付面63A1,63A2に密着し、ボルト66が挿通する取付部72A,72B,72Cを有するので、ボルト66の頭部上面が保護部71の外側面71Cよりも大きく突出することがない。さらに、サイドメンバ12と対向する領域に取り付けられるボルト66の頭部上面が、保護部71の外側面71Cと面一であっても良く、これにより、保護部71の外側面71Cとサイドメンバ12との間に空間が確保され、さらに、その空間内の空気の流れが確保されて、放熱効果が期待できる。
【0030】
また、保護部71に設けた穴71Aの周縁とボルト64の頭部との間には間隙が確保されるので、ジェネレータ筐体6で発生した熱は、この間隙を通って外部に排出される。これにより、保護部71に穴71Aを設けない場合よりも放熱効果が期待できる。また、サイドメンバ12が車幅方向内側に変形し、保護部材7を押圧すると、保護部71に設けた穴71Aの周縁がボルト64と当接係合するので、保護部71の折れ曲がりによる保護部材7の伸び(変形)を抑制できる。これにより、ジェネレータ5の保護強度がより効率的に高められる。
【0031】
さらに、保護部71の外側面71Cとボルト64の頭部の上面とが面一であるので、保護部71の外側面71Cとサイドメンバ12との間に空間が確保される。
また、保護部71の外側面71Cとボルト64の頭部の上面とが面一であるので、ボルト64の頭部の上面が保護部71の外側面71Cよりカバー63側に位置されている場合よりも、車両衝突時にサイドメンバ12が車幅方向内側に変形し、保護部材7を押圧した際に、穴71Aの周縁がボルト64の頭部と確実に当接係合するようにできる。その結果、保護部材7の折れ曲がりによる伸び(変形)を確実に抑制できるようになる。
【0032】
次に、
図9に基づいて、保護部材の変形例を説明する。尚、
図9は、変形例に係る保護部材の断面図であって、
図5に対応するものである。尚、上述した実施の形態と同一の形状については同一の符号を付して説明を省略する。
【0033】
図9に示す保護部材8は、上述した保護部材7と取付部が異なる。
図9に示す保護部材8の取付部82は、保護部71よりもカバー63(ジェネレータ筐体6)側に設けられ、サイドメンバ12と対向する領域に設けられた取付面83と密着する。取付部82は、保護部71から延在する部分を折り曲げて一体形成され、保護部71の内側面(カバー側となる面)と取付部82の内側面(カバー側となる面)とに段差が設けられる。このように形成すると、上述した保護部材7のように、保護部71に取付部72A,72B,72Cを溶接する工程が不要になる。また、保護部材7の製造が容易になる。
【0034】
(第2実施形態)
次に、
図10、11に基づいて、車両用の回転電機のうちの電動機、すなわち電動モータ3の場合について説明する。
前述の第1実施形態では、
図2及び
図3に示すように、ジェネレータ5は、ジェネレータ筐体(回転電機筐体)6と保護部材7とを備えて構成される例を説明したが、第2実施形態は、
図10、
図11に示すように、電動モータ3とモータ保護部材312とを備える構成について説明する。
電動モータ3は、モータ筐体(回転電機筐体)311とモータ保護部材312とを備えて構成され、モータ筐体311は、モータハウジング313、モータカバー314を備えている。
図10のように、電動モータ3は、サイドメンバ12よりも大きな横断面(対向面)を有しており、その電動モータ3の側面部分の一部がサイドメンバ12と対向する関係になっている。
【0035】
また、モータハウジング313は、モータコイルを収容する金属製の収容体であって、サイドメンバ12に対向する面(対向面)に開口が設けられている。そして、モータハウジング313のその開口を塞ぐようにモータカバー314が図示しないボルトによって固定されている。例えば、モータハウジング313は円筒形状もしくは四角筒形状からなり、その開口端部がモータカバー314によって塞がれている。
【0036】
図10、
図11に示すように、モータ保護部材312は、第1実施形態と同様に、モータカバー314への取付部として、取付部372A,372B,372C,372Dを有し、これら取付部は、略四角形状のモータ保護部材312の各頂部に設けられている。
取付部372A,372B,72C,72Dのうち、サイドメンバ12と対向する取付部372A,372B,372Cは、第1実施形態の取付部72A,72B,72Cと同様の構造を有し、また、サイドメンバ12と対向する領域から外れた取付部372Dは、第1実施形態の取付部72Dと同様の構造を有している。
この取付部372Dは、サイドメンバ12と対向する領域において形成されるモータ保護部371よりも外側(車幅方向外側)に設けられ、サイドメンバ12と対向する領域に設けた取付面よりも突出した取付面に密着する構造を有している。
さらに、第1実施形態の穴71A、穴71Bのように、固定ボルトの頭部等が相通するような穴に相当する穴371A、穴371Bが設けられている。
【0037】
かかる第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、モータカバー314とモータ保護部材312との間に間隔が確保されることによって、この間隔がモータ保護部材312の変形代となることで、サイドメンバ12が車幅方向内側に変形しても、まず、モータ保護部材312が押圧され、直ちにモータカバー314(モータ筐体311)が押圧されることはない。また、モータ保護部材312が変形して初めてモータカバー314(モータ筐体311)が押圧されるので、電動モータ3の保護強度は高いものとなる。これにより、モータカバー314の厚みを厚くするよりも、電動モータ3の保護強度が効率的に高められる。
【0038】
また、モータカバー314とモータ保護部材312との間に間隔が確保されるので、電動モータ3で発生した熱は、モータカバー314とモータ保護部材312の間を通って外部に排出されるため放熱効果が期待できる。
その他、モータ保護部材312を設けることによって、前記第1実施形態の保護部材7を設けることによる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【0039】
また、第1実施形態と第2実施形態とを合体して、ジェネレータ筐体6に対する保護部材7と、モータ筐体311に対するモータ保護部材312とを、車両前後方向に配して一体に形成してもよく、このようにすることで、ジェネレータ筐体6及びモータ筐体311を含む回転電機の保護強度をより効率的に高めることができる。