(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用のモータユニットを、車両のサイドメンバに取付けるためのモータユニット支持構造であって、
前記モータユニットの上方において一方向に沿って延在し、前記サイドメンバによって支持されるマウント設置部材と、
前記マウント設置部材に設けられ、前記マウント設置部材に前記モータユニットを支持するマウントと
を備え、
前記マウントは、
前記マウント設置部材と前記モータユニットとを連結する下垂軸と、
前記マウント設置部材に固定されるとともに、前記下垂軸を軸周りに取り囲む管状部分を少なくとも有するマウント筐体と、
前記下垂軸と前記マウント筐体の前記管状部分との間において、前記下垂軸を軸周りに取り囲む筒状弾性体とを有し、
前記マウントと、平面視において前記マウント設置部材が延在する方向に対して直交する軸線を有するとともに前記モータユニットと回転接続されるドライブシャフトとは、該ドライブシャフトの軸線に直交する面から見て、前記マウントの下垂軸の軸線方向に関して、少なくとも一部が重なっており、
前記筒状弾性体が、該筒状弾性体の上端部に形成された鍔部を有し、
前記マウントは、前記下垂軸に連結されるとともに、前記筒状弾性体の鍔部を介して前記マウント設置部材に接触可能に設けられたワッシャーをさらに有する、モータユニット支持構造。
【請求項２】
前記マウント筐体が、前記管状部分と、前記管状部分の下端開口に設けられた底部分とを有するお椀状である、請求項１に記載のモータユニット支持構造。
【請求項３】
前記マウント設置部材を一対備え、
前記一対のマウント設置部材は、前記モータユニットを車両前後方向から挟む位置において、前記サイドメンバ間に架け渡される一対の梁部材の間に、前記モータユニットを車両左右方向から挟む位置において平行に架け渡されており、
前記マウントは、前記一対のマウント設置部材それぞれに設けられている、請求項１または２に記載のモータユニット支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行用のモータユニットを、車両のサイドメンバに取付けるためのモータユニット支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンで低騒音の電気自動車が脚光を浴びている。この電気自動車の駆動ユニットはモータであり、従来の駆動ユニットであるエンジンに比べ、通常、その体格（外形寸法）は大幅に小さくなっている。そのため、従来車両のエンジンルームの車両骨格（フロントサイドメンバ）は、モータを搭載するのにあまりに幅広であり、従来車両のモータを搭載するためにはブラケットやユニットケース等の支持部材を用いる必要があった。
【０００３】
ただし、ブラケットやユニットケースでも、剛性や強度を確保するためには質量が無駄に増加してしまい、また、構造によってはフロントサイドメンバに過剰な捩りモーメントが生じてしまう。
【０００４】
そこで、下記特許文献１には、フロントサイドメンバ間に梁部材を架け渡して、その梁部材からモータを吊る構造が開示されている。
【０００５】
図９に示すように、特許文献１に係る構造１００は、車両の前後方向（Ｙ方向）に沿って平行に延在する一対のサイドメンバ１１０Ａ、１１０Ｂの間に、サイドメンバに対して略直角に一対の梁部材１２０Ａ、１２０Ｂが架け渡されている。モータユニット１３０は、梁部材１２０Ａ、１２０Ｂの下方において、梁部材１２０Ａ、１２０Ｂ同様、その回転軸１３２が、サイドメンバに対して略直角にＸ方向に沿うように配置されている。モータユニット１３０の車両前側および車両後側（Ｙ方向に関する前後端）には、マウンティングインシュレータ１４０が取り付けられており、このマウンティングインシュレータ１４０の部分において、所定の取付具１２２を介してモータユニット１３０が梁部材１２０Ａ、１２０Ｂに吊されている。
【０００６】
図１０に示すように、マウンティングインシュレータ１４０は、ブラケット１３１を介してモータユニット１３０に取り付けられている。マウンティングインシュレータ１４０は、ブラケット１３１によって支持されたＸ方向に延びる支持軸１４１の周りを、円筒形のゴム１４２とその周囲を覆うアウタパネル１４３とで取り囲んだ構造となっている。それにより、モータユニット１３０に車両前後方向（Ｙ方向）の荷重が付加された場合には、支持軸−アウタパネル間のゴム１４２には圧縮応力が加わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−３１０２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、上述したマウンティングインシュレータ１４０の構造においては、モータユニット１３０に車両左右方向（Ｘ方向）の荷重が付加された場合には、ゴム１４２にはせん断応力が加わり、それにより耐久性が低下してしまう。そのため、ゴムの耐久性を改善し、モータユニット全体としての高い信頼性を確保するための新たな技術が求められる。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、高い信頼性を有するモータユニット支持構造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】
【００１０】
本発明に係るモータユニット支持構造は、車両走行用のモータユニットを、車両のサイドメンバに取付けるためのモータユニット支持構造であって、モータユニットの上方において、サイドメンバによって支持されるマウント設置部材と、マウント設置部材に設けられ、マウント設置部材にモータユニットを支持するマウントとを備え、マウントは、マウント設置部材とモータユニットとを連結する下垂軸と、マウント設置部材に固定されるとともに、下垂軸を軸周りに取り囲む管状部分を少なくとも有するマウント筐体と、下垂軸とマウント筐体の管状部分との間において、下垂軸を軸周りに取り囲む筒状の弾性体とを有する。
【００１１】
このようなモータユニット支持構造においては、モータユニットは、マウント設置部材に設けられたマウントによって吊り下げられる。そして、モータユニットに水平方向の荷重が付加された場合には、その荷重の付加方向に下垂軸が偏倚し、下垂軸とマウント筐体の管状部分との間に位置する筒状の弾性体が径方向において圧縮される。つまり、モータユニットに対する荷重の付加方向が、車両左右方向および車両前後方向を含む水平方向のいずれの方向であっても、弾性体を圧縮する方向の力のみが加わり、弾性体をせん断する方向の力は加わらない。したがって、このモータユニット支持構造においては、弾性体の耐久性の向上が図られており、それにより高い信頼性が実現されている。
【００１２】
また、マウント筐体が、管状部分と、管状部分の下端開口に設けられた底部分とを有するお椀状である態様であってもよい。この場合、管状部分の内部に収容された弾性体を、より確実にマウント筐体内に保持することができ、たとえば弾性体が落下する事態を防ぐことができる。
【００１３】
また、マウント設置部材を一対備え、一対のマウント設置部材は、モータユニットを車両前後方向から挟む位置において、サイドメンバ間に架け渡される一対の梁部材の間に、モータユニットを車両左右方向から挟む位置において架け渡されており、マウントは、一対のマウント設置部材それぞれに設けられている態様であってもよい。この場合、一対の梁部材における、トルク反力に起因する捩れが抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高い信頼性を有するモータユニット支持構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るモータユニット支持構造を示した図である。
【図２】図２は、図１に示すモータユニット支持構造の斜視分解図である。
【図３】図３は、図２に示すモータユニット支持構造のマウントの斜視分解図である。
【図４】図４は、図３に示すマウントのＹ−Ｚ断面図である。
【図５】図５は、図４とは異なる態様のマウントのＹ−Ｚ断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態におけるドライブシャフトのトルク反力を示した図である。
【図７】図７は、従来技術におけるトルク反力を示した図である。
【図８】図８は、オフセット衝突時における衝撃伝達の様子を示した図である。
【図９】図９は、従来技術に係るモータユニット支持構造を示した図である。
【図１０】図１０は、図９の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
なお、説明の便宜上、車両の左右方向をＸ方向、車両の前後方向をＹ方向、車両の上下方向をＺ方向とする。
【００１８】
まず、図１、２に、本発明の実施形態に係るモータユニット支持構造１を示す。図示されているように、モータユニット支持構造１は、電気自動車のモータルーム（従来のエンジン乗用車のエンジンルーム、エンジンコンパートメントに相当）に設けられ、モータルーム内の車両骨格（フロントサイドメンバ）に、モータ本体、ケーシング、変速機等が一体となった車両走行用のモータユニットを取付けるためのものである。
【００１９】
モータルームには、一対のサイドメンバ１０Ａ、１０Ｂが、バンパ１２から車両後方に向かってＹ方向に沿って平行に延びており、車両の左右側部における骨格を形成している。
【００２０】
一対のサイドメンバ１０Ａ、１０Ｂ間には、一対の梁部材２０Ａ、２０Ｂが架け渡されている。図１に示すように、一対の梁部材２０Ａ、２０Ｂは、モータユニット３０の幅（Ｙ方向長さ）程度だけ離間させて、サイドメンバ１０Ａ、１０Ｂに対して略直角に架け渡されており、Ｘ−Ｙ平面視において、モータユニット３０を車両前後方向（Ｙ方向）から挟む位置に配置されている。
【００２１】
そして、一対の梁部材２０Ａ、２０Ｂ間には、一対のマウント設置部材２２Ａ、２２Ｂが架け渡されており、これらのマウント設置部材２２Ａ、２２Ｂと梁部材２０Ａ、２０Ｂとで井桁フレームが形成されている。
【００２２】
マウント設置部材２２Ａ、２２Ｂは、梁部材２０Ａ、２０Ｂ同様に梁状であり、モータユニット３０の長さ（Ｘ方向長さ）程度だけ離間させて、梁部材２０Ａ、２０Ｂに対して略直角にＹ方向に沿って平行に架け渡され、Ｘ−Ｙ平面視において、モータユニット３０を車両左右方向（Ｘ方向）から挟む位置に配置されている。なお、一対のマウント設置部材２２Ａ、２２ＢそれぞれのＹ方向中心位置には、マウント用孔２２ａが設けられており、この孔２２ａに、マウント設置部材２２Ａ、２２Ｂにモータユニット３０を吊り下げる後述のマウント４０Ａ、４０Ｂがそれぞれ取り付けられる。
【００２３】
モータユニット３０は、図１に示すように、モータルーム内に横向きに設置されている。そのため、モータユニット３０のモータ本体の回転軸３２は、回転軸３２と回転接続され、モータユニット３０外と接続されるドライブシャフト３４同様、Ｘ方向に平行に延在している。モータユニット３０には、図２に示すように、Ｘ方向における各端部の上側にフランジ部３１がそれぞれ形成されており、このフランジ部３１において、マウント設置部材２２Ａ、２２Ｂに取り付けられたマウント４０Ａ、４０Ｂによって吊られる。なお、モータユニット３０の下部後方には、トルクロッド５０が取り付けられる。
【００２４】
続いて、図３、４を参照しつつ、マウント４０Ａ、４０Ｂの構造について説明する。なお、マウント設置部材２２Ａに取り付けられるマウント４０Ａと、マウント設置部材２２Ｂに取り付けられるマウント４０Ｂとは、同一の構造を有するため、以下では、一方のマウント４０Ｂの構造についてのみ説明する。
【００２５】
図３、４に示すように、マウント４０Ｂは、マウント設置部材２２Ｂの孔２２ａに収容されるマウント筐体４３、マウント筐体４３内に収容される弾性体であるゴム４２、マウント筐体４３を貫通するパイプ４１、パイプ４１を挿通するボルト２６、ボルト２６の先端部に螺合されるナット２８、および、ボルト２６に取り付けられるワッシャー４４によって構成されている。なお、マウント４０Ｂは、マウント設置部材２２Ｂに対して略同じ高さ位置（Ｚ方向の関する位置）に設けられるため、梁部材２０Ａ、２０Ｂおよびマウント設置部材２２Ａ、２２Ｂと同じＸ−Ｙ平面内に位置することとなる。
【００２６】
マウント筐体４３は、高い剛性を有する材料（たとえば、金属材料）で構成されており、孔２２ａの径よりわずかに小さい外径を有する断面円形の管状部分４３ｄと、孔２２ａの縁に係止される鍔部４３ｃと、底部分４３ｅとを有している。鍔部４３ｃは四角形状であり、対角の２隅には孔４３ａ、４３ｂが形成されている。そして、これらの孔４３ａ、４３ｂと、マウント設置部材２２Ｂの対応位置に形成された孔２２ｂ、２２ｃとが、ボルト２４Ａ、２４Ｂによって締結される。それにより、マウント筐体４３が、マウント設置部材２２Ｂに対して強固に固定される。底部分４３ｅは、管状部分４３ｄの下端開口を覆い、マウント筐体４３内のゴム４２を下方から支持する部分である。
【００２７】
ゴム４２は、マウント筐体４３の管状部分４３ｄ内をほぼ隙間無く充たしており、管状部分４３ｄの中心軸に沿って延在するパイプ４１を軸周りに取り囲む円筒状を成している。ゴム４２の上端部には、マウント筐体４３の鍔部４３ｃ上に重なる鍔部４２ａが形成されており、その上面には凹凸が設けられている。また、ゴム４２の上端部のパイプ４１周りには、環状溝４２ｂが設けられており、パイプ４１上端部分が、他の部分に比べて、十分に偏倚できるようになっている。
【００２８】
パイプ４１は、マウント筐体４３の管状部分４３ｄの中心軸に沿って、管状部分４３ｄの全体に亘り、円筒状のゴム４２の内部を貫くように延びている。パイプ４１は、その上端部に形成された鍔部４１ｂにおいて、ゴム４２に係止されている。
【００２９】
そして、パイプ４１の内孔４１ａには、ワッシャー４４を介して、ボルト２６が挿通されている。このボルト２６とパイプ４１とにより、本発明の下垂軸が構成されている。ボルト２６は、パイプ４１を貫いてモータユニット３０のフランジ部３１にまで達し、フランジ部３１の孔３１ａを貫いて、その先端部にナット２８が螺合される。したがって、ボルト２６によって、マウント設置部材２２Ｂとモータユニット３０とが連結される。なお、上述したゴム４２の上端部に形成された鍔部４２ａは、上側に配置され対向するワッシャー４４に対し、わずかな隙間を持って離間している。車両が路面状態の悪い道路を走行し、上下方向に振動したときなど、モータユニット３０に強い上下方向の荷重が作用したりすると、鍔部４２ａ上の凹凸がワッシャー４４と当接し、衝撃を吸収する。
【００３０】
次に、モータユニット３０に荷重が付加された場合のマウント４０Ｂの挙動について説明する。
【００３１】
たとえば、モータユニット３０に、車両前後方向（Ｙ方向）の荷重が付加された場合、それに伴い、モータユニット３０のフランジ部３１に連結されたマウント４０Ｂのボルト２６とパイプ４１とが一体となってＹ方向に偏倚する。その結果、パイプ４１とＹ方向に関して接する部分のゴム４２が圧縮される。なお、車両前後方向（Ｙ方向）の荷重が付加される場合とは、たとえば、後述するモータの駆動により、モータユニット３０にトルク反力が作用する場合が、挙げられる。
【００３２】
また、モータユニット３０に、車両左右方向（Ｘ方向）の荷重が付加された場合、モータユニット３０がＸ方向に偏倚し、モータユニット３０のフランジ部３１に連結されたマウント４０Ｂのボルト２６とパイプ４１とが一体となってＸ方向に偏倚する。その結果、パイプ４１とＸ方向に関して接する部分のゴム４２が圧縮される。なお、車両左右方向（Ｘ方向）の荷重が付加される場合とは、たとえば、車両走行中の右左折時が挙げられる。
【００３３】
このように、円筒状ゴム４２およびマウント筐体４３の管状部分４３ｄによってボルト２６およびパイプ４１はその周囲を完全に（すなわち、３６０度）囲まれているため、モータユニット３０に対する荷重の付加方向がＸ−Ｙ面内のいずれの方向であっても、ボルト２６およびパイプ４１の偏倚した方向において、パイプ４１とマウント筐体４３との間の部分のゴム４２が圧縮される。
【００３４】
以上で説明したとおり、上述したモータユニット支持構造１においては、モータユニット３０に対する付加方向がＸ−Ｙ面内のいずれの方向であっても、マウント４０Ａ、４０Ｂのゴム４２には圧縮する方向の力（圧縮応力）のみが加わり、せん断する方向の力（せん断応力）は加わらない。そのため、マウント４０Ａ、４０Ｂのゴム４２の高い耐久性を実現され、モータユニット支持構造全体として、高い信頼性を実現することができる。
【００３５】
その上、底部分４３ｅにより、管状部分４３ｄの内部に収容されたゴム４２を、より確実にマウント筐体４３内に保持することができ、たとえばゴム４２が落下する事態を防ぐことができる。
【００３６】
なお、マウント４０Ａ、４０Ｂのマウント筐体４３は、上述した形状に限らず、図５に示すようなお椀状であってもよい。
【００３７】
図５に示したマウント４０Ｂ’では、マウント筐体４３は、上述した管状部分４３ｄと鍔部４３ｃとで構成されており、底部分４３ｅを備えていない。
【００３８】
このようなお椀状のマウント筐体４３を備えたマウント４０Ｂ’であっても、上述したマウント４０Ｂ同様、モータユニット３０に対する荷重の付加方向がＸ−Ｙ面内のいずれの方向であっても、マウント４０Ｂ’のゴム４２には圧縮応力が加わり、せん断応力は加わらないため、マウント４０Ｂ’のゴム４２が高い耐久性を実現される。
【００３９】
ここで、上述したモータユニット支持構造１におけるトルク反力について、図６を参照しつつ説明する。
【００４０】
図６に示すように、モータユニット３０の回転軸３２とドライブシャフト３４とはＸ方向に沿って平行に延在しており、回転軸３２の軸線Ｏよりも下後方にドライブシャフト３４の軸線Ｏ’が位置している。回転軸３２とドライブシャフト３４とは互いに回転接続されており、回転軸３２の駆動トルクが、ドライブシャフト３４に伝達される。その反作用として、モータユニット３０には、ドライブシャフト３４のトルク反力Ｔが伝達される。そのため、モータユニット３０には、トルク反力Ｔに起因する力が加わり、その力が梁部材２０Ａ、２０Ｂにも伝達される。
【００４１】
モータユニット３０と梁部材２０Ａ、２０Ｂとの接合部位であるマウント４０Ｂが、上述した井桁フレーム（すなわち、梁部材２０Ａ、２０Ｂおよびマウント設置部材２２Ａ、２２Ｂ）と略同一面内に位置し、且つ、ドライブシャフト３４の軸線Ｏ’とＹ方向に関して近接しているため（より具体的には、ドライブシャフト３４の軸線Ｏ’のほぼ鉛直上方に配置されているため）、トルク反力として、図６に示すように、梁部材２０Ａ、２０Ｂのいずれにも車両後方（Ｙ方向）の向きの力Ｍ１、Ｍ２が作用する。このように、梁部材２０Ａ、２０Ｂの両方に作用する力Ｍ１、Ｍ２の向きが同じであるため、トルク反力に起因する梁部材２０Ａ、２０Ｂ間の捩れは生じない。
【００４２】
一方、図９に示した従来構造１００においては、トルク反力に起因する梁部材１２０Ａ、１２０Ｂ間の捩れが生じやすい。図７に示すように、上述したモータユニット支持構造１同様、モータユニット１３０の回転軸１３２の軸線Ｏよりも下後方にドライブシャフト１３４の軸線Ｏ’が位置している場合、梁部材１２０Ａと梁部材１２０Ｂとは全く異なる方向の力Ｍ３、Ｍ４が作用する。すなわち、ドライブシャフト１３４の軸線Ｏ’とＹ方向に関して近接している梁部材１２０Ｂには、モータユニット１３０後端のマウンティングインシュレータ１４０を介して、トルク反力として車両後方（Ｙ方向）の向きの力Ｍ４が作用するが、ドライブシャフト１３４の軸線Ｏ’とＹ方向に関して遠く離れている梁部材１２０Ａには、モータユニット１３０前端のマウンティングインシュレータ１４０を介して、上向き（Ｚ方向の向き）の力Ｍ３が作用する。このように、従来構造１００においては、梁部材１２０Ａ、１２０Ｂの両方に作用する力Ｍ３、Ｍ４の向きが大きく異なるため、トルク反力に起因する梁部材２０Ａ、２０Ｂ間の捩れが生じてしまう。
【００４３】
したがって、上述したモータユニット支持構造１によれば、ゴム４２の耐久性向上により高い信頼性を実現することができる上、梁部材２０Ａ、２０Ｂ間のトルク反力に起因する捩れが有意に抑制される。
【００４４】
さらに、モータユニット支持構造１に採用されている井桁フレーム２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａ、２２Ｂによれば、車両のオフセット衝突時のエネルギ吸収が改善される。
【００４５】
図８には、オフセット衝突時における衝撃伝達の様子が示されている。図８に示すように、バンパ１２の左側においてオフセット衝突した場合、その衝撃は、衝突側である左のサイドメンバ−１０Ｂに入力される。すると、その入力は、井桁フレームを介して、反衝突側である右のサイドメンバ−１０Ａに伝達される。このとき、井桁フレームを一平面（Ｘ−Ｙ平面）内で構成して、高い剛性を実現することにより、衝突側のサイドメンバ１０Ｂから反衝突側のサイドメンバ−１０Ａへ、効率よく衝撃伝達がおこなわれる。
【００４６】
特に、梁部材２０Ａ、２０Ｂおよびマウント設置部材２２Ａ、２２Ｂが直線形状となっているため、井桁フレームの高い剛性が実現されている。
【００４７】
なお、本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。たとえば、上述した実施形態においては、井桁フレームを構成するマウント設置部材にマウントを設ける態様を示したが、マウント設置部材は、必ずしも井桁フレームを構成する必要はなく、たとえばサイドメンバ間に架け渡された梁状部材等であってもよい。また、マウントに用いられる弾性体は、ゴムに限定されず、シリコン樹脂、ウレタン等の種々の弾性材料で構成することができる。さらに、弾性体は、下垂軸を軸周りに取り囲む筒状であればよく、円筒状に限定されない。
【００４８】
また、上述の実施形態では、ゴムマウントを介してモータユニットを吊り下げる態様を示したが、必ずしも、吊り下げる必要はない。本発明は、前後又は左右方向に加わる荷重が、ゴムマウントのせん断方向に作用しないことで、ゴムマウントの耐久性を向上させることを要旨としている。そのため、たとえば、車体よりモータユニットの下方に延びるサブフレームが形成されている場合には、モーターユニット真下にマウントを追加し、モータユニットの重量を、追加したマウントを介してサブフレームで受け、本発明で述べるモータユニット上方のマウントは、図５の如く構成し、前後又は左右方向の荷重のみを受ける構造としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…モータユニット支持構造、１０Ａ、１０Ｂ…サイドメンバ、２０Ａ、２０Ｂ…梁部材、２２Ａ、２２Ｂ…マウント設置部材、２６…ボルト、３０…モータユニット、３２…回転軸、３４…ドライブシャフト、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｂ’…マウント、４１…パイプ、４２…ゴム、４３…マウント筐体、４３ｄ…管状部分、４３ｅ…底部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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