特開 2022-168575 駆動モータモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022168575

(43)【公開日】2022-11-08

(54)【発明の名称】駆動モータモジュール

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/24 20060101AFI20221031BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20221031BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20221031BHJP

【ＦＩ】

H02K5/24 A

H02K7/116

H02K11/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021074127

(22)【出願日】2021-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100173532

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 彰文

(72)【発明者】

【氏名】横澤 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】山本 和志

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 大介

(72)【発明者】

【氏名】中村 圭吾

【テーマコード（参考）】

5H605

5H607

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H605AA04

5H605AA05

5H605BB05

5H605BB10

5H605CC01

5H605CC02

5H605CC03

5H605DD01

5H605EA02

5H605EC20

5H607AA04

5H607BB01

5H607BB05

5H607CC01

5H607CC03

5H607CC09

5H607DD08

5H607EE31

5H607EE36

5H611BB04

5H611TT01

5H611TT02

5H611UA04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ハウジングが共振するのを抑制する駆動モータモジュールを提供する。
【解決手段】駆動モータモジュール１は、モータと、モータと電気的に接続されるインバータと、モータのモータ軸と平行に延びるドライブシャフトに接続され、ドライブシャフトにモータからの動力を伝達するギヤと、モータを収納するモータ収納部６１と、インバータを収納するインバータ収納部６２と、ギヤを収納するギヤ収納部６５とを有するハウジング６と、を備え、インバータ収納部は、ドライブシャフトから、その径方向に離間して配置され、ギヤ収納部は、ドライブシャフトの長手方向の一方側に配置されており、ハウジングは、インバータ収納部とギヤ収納部との間を繋ぐ少なくとも１つのリブ６７を有することを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータと電気的に接続されるインバータと、
前記モータのモータ軸と平行に延びるドライブシャフトに接続され、該ドライブシャフトに前記モータからの動力を伝達するギヤと、
前記モータを収納するモータ収納部と、前記インバータを収納するインバータ収納部と、前記ギヤを収納するギヤ収納部とを有するハウジングと、を備え、
前記インバータ収納部は、前記ドライブシャフトから、その径方向に離間して配置され、
前記ギヤ収納部は、前記ドライブシャフトの長手方向の一方側に配置されており、
前記ハウジングは、前記インバータ収納部と前記ギヤ収納部との間を繋ぐ少なくとも１つのリブを有することを特徴とする駆動モータモジュール。

【請求項2】

前記モータ収納部は、筒状の壁部を有し、前記ドライブシャフトから、その径方向に離間して、前記インバータ収納部と異なる位置に配置され、
前記リブは、前記壁部の外周部から突出して設けられる請求項１に記載の駆動モータモジュール。

【請求項3】

前記リブは、前記ドライブシャフトの長手方向に対して傾斜して設けられる請求項１または請求項２に記載の駆動モータモジュール。

【請求項4】

前記インバータ収納部は、前記ギヤ収納部から離間する方向に向かって窪んだ第１凹部を有し、
前記リブは、前記第１凹部に繋がる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の駆動モータモジュール。

【請求項5】

前記ギヤ収納部は、前記インバータ収納部から離間する方向に向かって窪んだ第２凹部を有し、
前記リブは、前記第２凹部に繋がる請求項４に記載の駆動モータモジュール。

【請求項6】

前記リブは、第１凹部と第２凹部との間で、前記ドライブシャフトの長手方向に対して傾斜して設けられる請求項５に記載の駆動モータモジュール。

【請求項7】

前記ハウジングは、前記インバータ収納部及び前記ギヤ収納部よりも剛性が高い高剛性部を有し、
前記リブは、前記高剛性部の近傍に設けられる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の駆動モータモジュール。

【請求項8】

前記リブは、板状をなす請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の駆動モータモジュール。

【請求項9】

前記リブは、間隔を置いて、複数設けられる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の駆動モータモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動モータモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

モータ自体の振動、または、モータから伝達される振動を抑制する振動抑制方法が従来から知られている。振動抑制方法には、例えば、以下の３つの方法がある。
１つ目の方法は、加振力を低減することにより、振動を抑制する方法である（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
２つ目の方法は、モータまたはモータの周辺部の剛性を高めることにより、振動を抑制する方法である（例えば特許文献３参照）。
３つ目の方法は、モータ（振動源）を支持する支持部の弾性により、振動を抑制する方法である（例えば特許文献４参照）。

【0003】

特許文献１に記載の発明では、ステータにおける２種類のティース（同相間ティースと異相間ティース）の電磁加振力が相殺し合って、ステータ全体に印加される加振力が低減する。これにより、モータの振動を抑制することができる。
特許文献２に記載の発明では、モータの電流を制御することにより、所定方向の振動成分を相殺して、モータ全体としての振動を抑制する。
特許文献３に記載の発明では、モータを収納するモータフレームのフランジ部に、補強リブを複数設ける。そして、複数の補強リブでモータフレームの剛性を高めることができる。これにより、モータからの振動がモータフレームに伝達されたとしても、モータフレームが共振するのを抑制することができる。
特許文献４に記載の発明では、振動源（エンジン）を支持する支持部が弾性を有する。そして、支持部でのばね剛性を高めることにより、振動源からの振動を減衰させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１６６７１０号公報

【特許文献2】特開２００５－５７９３５号公報

【特許文献3】特開２００４－９６８４５号公報

【特許文献4】特開２０１３－２３１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、モータは、モータに駆動電力を供給するインバータと共にハウジング内に収納されて、モジュール化（ユニット化）されることがある。
また、特許文献１～特許文献４の記載の発明は、いずれも、振動抑制が可能なものであるが、その振動を完全にゼロにすることはできない。そして、これらの発明をモジュール化した場合、振動がどうしてもハウジングに伝達されてしまうため、ハウジングが共振し、騒音を生じさせるおそれがある。
本発明の目的は、例えばモータ等からの振動によってハウジングが共振するのを抑制することができる駆動モータモジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の駆動モータモジュールの一つの態様は、モータと、モータと電気的に接続されるインバータと、モータのモータ軸と平行に延びるドライブシャフトに接続され、ドライブシャフトにモータからの動力を伝達するギヤと、モータを収納するモータ収納部と、インバータを収納するインバータ収納部と、ギヤを収納するギヤ収納部とを有するハウジングと、を備え、インバータ収納部は、ドライブシャフトから、その径方向に離間して配置され、ギヤ収納部は、ドライブシャフトの長手方向の一方側に配置されており、ハウジングは、インバータ収納部とギヤ収納部との間を繋ぐ少なくとも１つのリブを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、例えばモータ等からの振動によってハウジングが共振するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の駆動モータモジュールの実施形態を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図（側面図）である。

【図3】図３は、図２に示すハウジングの概略側面図である。

【図4】図４は、図１中の矢印Ｂ方向から見た図（斜視図）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の駆動モータモジュールを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
以下の説明では、駆動モータモジュールが水平な路面上に位置する車両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。ＸＹＺ座標系において、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駆動モータモジュールが搭載される車両の前後方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と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。
以下の説明において特に断りのない限り、モータのモータ軸に平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、モータ軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸を中心とする周方向、すなわち、モータ軸の軸周りを単に「周方向」と呼ぶことがある。本実施形態では、「軸方向一方側」は、Ｙ軸方向の正の側であり、「軸方向他方側」は、Ｙ軸方向の負の側である。
また、本明細書において、所定の方向（または平面）に「沿って延びる（設けられる）」とは、厳密に所定の方向に延びる場合に加えて、厳密な方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

【0010】

図１に示す駆動モータモジュール１は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。すなわち、駆動モータモジュール１は駆動装置である。
駆動モータモジュール１は、モータ（メインモータ）２０と、インバータ８０と、差動装置６０と、オイルポンプ３０と、ハウジング６と、インバータカバー７０と、ギヤカバー９０と、を備える。また、駆動モータモジュール１は、その他に、減速装置（図示せず）等を備える。

【0011】

モータ２０は、ハウジング６に収容（収納）される。モータ２０は、水平方向に延びるモータ軸（軸）Ｊ２を中心として回転するロータと、ロータの径方向外側に位置するステータとを備える。本実施形態のモータ２０は、インナーロータ型モータであり、図示略のバッテリからインバータ８０を介してステータに交流電流が供給されることより、ロータが回転する。なお、本実施形態では、モータ軸Ｊ２は、Ｙ軸方向に平行である。
また、モータ２０の内部は、冷媒としてのオイルが循環する。これにより、モータ２０を冷却することができる。なお、オイルの循環は、オイルポンプ３０の作動によって行われる。オイルポンプ３０としては、特に限定されず、例えば、内接ギヤタイプ、外接ギヤタイプのいずれもでもよい。

【0012】

モータ２０のロータには、減速装置が接続される。減速装置は、モータ２０の回転速度を減じて、モータ２０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。減速装置は、モータ２０から出力されるトルクを差動装置６０へ伝達する。
差動装置６０は、減速装置を介してモータ２０に接続される。差動装置６０は、モータ２０のモータ軸Ｊ２と平行に延びるドライブシャフト５０に連結されるデファレンシャルギヤ（図示せず）を有する。そして、モータ２０から出力されるトルク（動力）を、ドライブシャフト５０を介して、車両の車輪に伝達することができる。また、差動装置６０は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪に同トルクを伝える機能を有する。
インバータ８０も、モータ２０と同様に、ハウジング６に収容される。インバータ８０は、モータ２０と電気的に接続される。インバータ８０は、モータ２０に供給される電力を制御する制御素子を有する。制御素子は、例えばＩＧＢＴである。

【0013】

ハウジング６は、モータ２０を収納するモータ収納部（モータハウジング）６１と、インバータ８０を収納するインバータ収納部（インバータハウジング）６２と、差動装置６０のギヤを収納するギヤ収納部（ギヤハウジング）６５と、オイルポンプ３０が取り付けられるオイルポンプ取付部６４とを有する。
ハウジング６は、モータ収納部６１、インバータ収納部６２、ギヤ収納部６５及びオイルポンプ取付部６４が一体化された一体成型品である。なお、モータ収納部６１、インバータ収納部６２、ギヤ収納部６５及びオイルポンプ取付部６４は、それぞれ別体で構成され、当該別体同士が連結されて（固定されて）いてもよい。

【0014】

図１に示すように、モータ収納部６１は、ドライブシャフト５０から、その径方向に離間して配置されており、本実施形態では、ドライブシャフト５０に対して、＋Ｘ方向に離間して配置される。
インバータ収納部６２も、ドライブシャフト５０から、その径方向に離間して配置されており、本実施形態では、ドライブシャフト５０に対して、＋Ｚ方向に離間して配置される。

【0015】

ギヤ収納部６５は、ドライブシャフト５０の中心軸Ｊ３上に位置し、モータ収納部６１及びインバータ収納部６２よりも＋Ｙ方向（中心軸Ｊ３の一方側）に配置される。
オイルポンプ取付部６４は、モータ収納部６１及びインバータ収納部６２と同様に、ドライブシャフト５０から、その径方向に離間して配置される。本実施形態では、オイルポンプ取付部６４は、モータ収納部６１の－Ｚ方向に隣り合って配置される。

【0016】

モータ収納部６１は、モータ２０をモータ軸Ｊ２回りに囲む筒状の壁部６１１を有する。また、モータ収納部６１は、壁部６１１を－Ｙ方向から塞ぐ壁部６１２と、壁部６１１を＋Ｙ方向から塞ぐ壁部６１３と有する。そして、壁部６１１と、壁部６１２と、壁部６１３とで囲まれた空間にモータ２０を収納することができる。
インバータ収納部６２は、ＸＹ平面と平行な底部６２１と、底部６２１の縁部に沿って設けられた側壁部（壁部）６２２とを有する。そして、底部６２１と側壁部６２２とで囲まれた空間にインバータ８０を収納することができる。

【0017】

また、インバータ収納部６２には、インバータ８０を覆うように、インバータカバー７０が＋Ｚ方向から取付けられる。これにより、インバータ８０を保護することができる。
ギヤ収納部６５は、中心軸Ｊ３を中心とする漏斗状の壁部６５１を有する。そして、壁部６５１の内側に差動装置６０のギヤを収納することができる。
また、ギヤ収納部６５には、差動装置６０のデファレンシャルギヤ（ギヤ）を覆うように、ギヤカバー９０が＋Ｙ方向から取付けられる。これにより、デファレンシャルギヤを保護することができる。

【0018】

オイルポンプ取付部６４は、中心軸Ｊ４がＹ軸方向（モータ軸Ｊ２）と平行な筒状の壁部６４１を有する。そして、壁部６４１の－Ｙ方向にオイルポンプ３０が取り付けられる。

【0019】

前述したように、駆動モータモジュール１には、モータ２０が搭載されている。モータ２０が作動すると、それに伴い振動も生じる。この振動は、ハウジング６に伝達される。そして、このときの振動数によっては、ハウジング６が共振する場合がある。なお、ハウジング６の中では、特にインバータ収納部６２で共振が生じ易い。その理由の１つとしては、モータ収納部６１側でインバータ収納部６２が片持ち支持されたような状態であることが挙げられる。

【0020】

インバータ収納部６２は、共振した際、例えば、上下方向に撓むように振動したり、ギヤ収納部６５に対して接近、離間するように振動したりして、騒音を生じさせるおそれがある。また、騒音は、自動車の快適性を損ねると考えられる。
そこで、駆動モータモジュール１では、このような不具合（特にインバータ収納部６２での共振）を解消するために、インバータ収納部６２での共振を抑えるように構成している。以下、この構成及び作用について説明する。
なお、ハウジング６が共振する際の振動源は、モータ２０に限定されない。

【0021】

図２、図３に示すように、ハウジング６は、リブ６７を有する。本実施形態では、リブ６７は、３つ設けられているが、リブ６７の数は、３つに限定されず、例えば、１つ、２つまたは４つ以上であってよい。また、以下では、３つのリブ６７を＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かって順に「リブ６７Ａ」、「リブ６７Ｂ」、「リブ６７Ｃ」と言うことがある。

【0022】

リブ６７Ａ～リブ６７Ｃは、Ｙ軸方向に間隔を置いて設けられており、リブ６７Ａがインバータ収納部６２の側壁部６２２とギヤ収納部６５の漏斗状の壁部６５１との間を繋ぎ、リブ６７Ｂ及びリブ６７Ｃがインバータ収納部６２の底部６２１とギヤ収納部６５の漏斗状の壁部６５１との間を繋ぐ。

【0023】

なお、各リブ６７は、インバータ収納部６２とギヤ収納部６５とをできる限り最短距離で繋ぐ、すなわち、側面視で直線状に延びるのが好ましい。
また、図２、図３に示すように、側面視で、リブ６７Ａ～リブ６７Ｃは、ドライブシャフト５０の中心軸Ｊ３、すなわち、ドライブシャフト５０の長手方向に対して傾斜して設けられる。なお、各リブ６７の中心軸Ｊ３に対する傾斜角度θ６７は、同じであってもよいし、異なっていてもよい（図３参照）。

【0024】

前述したように、インバータ収納部６２は、片持ち支持されたような状態にあるため、共振し易い。駆動モータモジュール１では、インバータ収納部６２とギヤ収納部６５との間を各リブ６７で繋いで、インバータ収納部６２を下方から補強することができる。これにより、ハウジング６の共振時に、インバータ収納部６２が上下方向に撓むように振動したり、ギヤ収納部６５に対して接近、離間するように振動したりする各種の振動を十分に抑制することができる。

【0025】

図４に示すように、各リブ６７は、壁部６１１の外周部から板状に突出して設けられる。これにより、各リブ６７でインバータ収納部６２とギヤ収納部６５との間をより強固に補強することができるとともに、モータ収納部６１も補強することができる。これにより、ハウジング６の共振をさらに抑制することができる。

【0026】

なお、各リブ６７の壁部６１１からの突出量は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、リブ６７Ｃは、側面視でドライブシャフト５０の中心軸Ｊ３と交差する位置関係にあるため、リブ６７Ｃの突出量は、ドライブシャフト５０と干渉しない程度とされる。
また、各リブ６７が板状をなすことにより、リブ６７自体の剛性を高めることができ、ハウジング６の共振抑制に寄与する。

【0027】

図２、図３に示すように、インバータ収納部６２の底部６２１は、ギヤ収納部６５から離間する方向（矢印α）に向かって窪んだ第１凹部６８を有する。本実施形態では、第１凹部６８は、１つ設けられているが、第１凹部６８の数は、１つに限定されず、例えば、２つ以上であってよい。

【0028】

ギヤ収納部６５の壁部６５１は、インバータ収納部６２から離間する方向（矢印β）に向かって窪んだ第２凹部６９を有する。本実施形態では、第２凹部６９は、２つ設けられているが、第２凹部６９の数は、２つに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上であってよい。また、以下では、２つの第２凹部６９を＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かって順に「第２凹部６９Ａ」、「第２凹部６９Ｂ」と言うことがある。
第２凹部６９Ａと第２凹部６９Ｂとは、Ｚ軸方向にもズレて配置されており、第２凹部６９Ａが第２凹部６９Ｂよりも＋Ｚ方向に位置する。

【0029】

第１凹部６８には、リブ６７Ｂが繋がる。これにより、リブ６７Ｂとインバータ収納部６２との繋がりが強固となる。
第２凹部６９Ａには、リブ６７Ａが繋がり、第２凹部６９Ｂには、リブ６７Ｂが繋がる。これにより、リブ６７Ａ及びリブ６７Ｂとギヤ収納部６５との繋がりが強固となる。
特に、リブ６７Ｂは、第１凹部６８と第２凹部６９Ｂとに繋がっており、第１凹部６８と第２凹部６９Ｂとの間で中心軸Ｊ３に対して傾斜して設けられる。これにより、３つのリブ６７の中で、中央に位置するリブ６７Ｂが、最も振動抑制に寄与することができる。

【0030】

ハウジング６は、インバータ収納部６２及びギヤ収納部６５よりも剛性が高い高剛性部６６を有する。本実施形態での高剛性部６６としては、例えば、オイルポンプ取付部６４の壁部６４１、モータ収納部６１の壁部６１１に設けられた冷却液用配管部６６１等が挙げられる。冷却液用配管部６６１は、壁部６１１の外周部から－Ｘ方向に向かって管状に突出した部分であり、モータ２０を冷却する冷媒が通過することができる。また、冷却液用配管部６６１は、インバータ収納部６２の直下に配置される。

【0031】

リブ６７Ｃは、各高剛性部６６の近傍に設けられる。本実施形態では、リブ６７Ｃは、下端部がオイルポンプ取付部６４の壁部６４１とギヤ収納部６５の壁部６５１との境界部に位置し、上端部がインバータ収納部６２の底部６２１と冷却液用配管部６６１との境界部に位置する。これにより、リブ６７Ｃ自体の剛性がさらに高まり、インバータ収納部６２での振動抑制に寄与する。

【0032】

以上、本発明の駆動モータモジュールを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、駆動モータモジュールを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ 駆動モータモジュール
６ ハウジング
６１ モータ収納部（モータハウジング）
６１１ 壁部
６１２ 壁部
６１３ 壁部
６２ インバータ収納部（インバータハウジング）
６２１ 底部
６２２ 側壁部（壁部）
６４ オイルポンプ取付部
６４１ 壁部
６５ ギヤ収納部（ギヤハウジング）
６５１ 壁部
６６ 高剛性部
６６１ 冷却液用配管部
６７ リブ
６７Ａ リブ
６７Ｂ リブ
６７Ｃ リブ
６８ 第１凹部
６９ 第２凹部
６９Ａ 第２凹部
６９Ｂ 第２凹部
２０ モータ（メインモータ）
３０ オイルポンプ
５０ ドライブシャフト
６０ 差動装置
７０ インバータカバー
８０ インバータ
９０ ギヤカバー
Ｊ２ モータ軸（軸）
Ｊ３ 中心軸
Ｊ４ 中心軸
α 矢印
β 矢印
θ６７ 傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】