(57)【要約】本発明のモータユニットの一つの態様は、モータと、伝達機構と、ハウジングと、を備える。伝達機構は、モータ軸に沿って延びモータにより回転させられるモータドライブシャフトと、モータドライブシャフトに固定されモータ軸周りを回転するモータドライブギヤと、カウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、カウンタシャフトに固定されモータドライブギヤと噛み合いカウンタ軸周りを回転するカウンタギヤと、カウンタシャフトに固定されカウンタ軸周りを回転するドライブギヤと、ドライブギヤと噛み合い出力軸周りを回転するリングギヤと、リングギヤに接続され出力軸周りを回転する出力シャフトと、を有する。モータドライブシャフトは、モータ軸の軸方向両側に開口する中空のシャフトである。モータドライブシャフトの内部には、出力シャフトが通される。カウンタ軸は、重力方向に対してモータ軸より上側に位置する。
2020067273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットであって、
モータと、
前記モータの動力を伝達し出力シャフトから出力する伝達機構と、
前記モータおよび前記伝達機構を収容するハウジングと、を備え、
前記伝達機構は、
モータ軸に沿って延び前記モータにより回転させられるモータドライブシャフトと、
前記モータドライブシャフトに固定され前記モータ軸周りを回転するモータドライブギヤと、
カウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、
前記カウンタシャフトに固定され前記モータドライブギヤと噛み合い前記カウンタ軸周りを回転するカウンタギヤと、
前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するドライブギヤと、
前記ドライブギヤと噛み合い出力軸周りを回転するリングギヤと、
前記リングギヤに接続され前記出力軸周りを回転する前記出力シャフトと、を有し、
前記モータ軸、前記カウンタ軸および前記出力軸は、互いに平行に延び、
前記モータドライブシャフトは、前記モータ軸の軸方向両側に開口する中空のシャフトであり、
前記モータドライブシャフトの内部には、前記出力シャフトが通され、
前記カウンタ軸は、重力方向に対して前記モータ軸より上側に位置する、
モータユニット。
【請求項２】
前記カウンタギヤおよび前記ドライブギヤは、重力方向に対して前記モータ軸より上側に位置する、
請求項１に記載のモータユニット。
【請求項３】
前記モータ軸の軸方向から見て、前記モータ軸と前記カウンタ軸とを仮想的に結ぶ線分を第１の線分とし、
前記第１の線分は、重力方向に対して４５°以内の方向に延びる、
請求項１又は２に記載のモータユニット。
【請求項４】
前記ハウジングの内部のオイル溜りに溜るオイルを備え、
オイル溜りのオイルには、リングギヤの一部が浸かり、
前記カウンタ軸は、前記モータ軸より前記車両の後方側に位置する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のモータユニット。
【請求項５】
前記ハウジングに設けられた油路を循環するオイルと、
前記油路の経路中に設けられ前記オイルを圧送するオイルポンプと、を備え、
前記オイルポンプは、重力方向に対して前記モータ軸より上側に位置する、
請求項１〜４の何れか一項に記載のモータユニット。
【請求項６】
前記オイルポンプは、前記モータ軸と平行な回転軸を中心として回転するポンプモータを有し、
前記モータ軸の軸方向から見て、前記モータ軸と前記回転軸とを仮想的に結ぶ線分を第２の線分とし、
前記第２の線分は、重力方向に対して４５°以内の方向に延びる、
請求項５に記載のモータユニット。
【請求項７】
前記オイルポンプは、前記モータ軸より前記車両の前方側に位置する、
請求項５又は６に記載のモータユニット。
【請求項８】
前記油路の経路中に設けられ前記オイルを冷却するオイルクーラを備え、
前記オイルクーラは、重力方向に対して前記モータ軸より上側において、前記オイルポンプに隣接して配置される、
請求項５〜７の何れか一項に記載のモータユニット。
【請求項９】
前記オイルクーラは、前記モータ軸より前記車両の前方側に位置する、
請求項８に記載のモータユニット。
【請求項１０】
前記伝達機構に設けられ前記伝達機構における動力の伝達を制限するロック状態と制限を解除するアンロック状態との間で切り替えられるパークロック機構を備え、
前記パークロック機構は、
前記カウンタシャフトに固定されるパークロックギヤと、
前記パークロックギヤに噛み合うパークロックアームと、
前記パークロックアームを駆動させるパークロックアクチュエータと、を有し、
前記パークロックアクチュエータは、前記カウンタ軸の直上に位置する、
請求項１〜９の何れか一項に記載のモータユニット。
【請求項１１】
前記モータに電力を供給するインバータユニットを備え、
前記インバータユニットは、前記モータの直上に位置し、
前記モータ軸の軸方向から見て、前記インバータユニットの少なくとも一部は、カウンタギヤに重なる、
請求項１〜１０の何れか一項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。本出願は、２０１８年９月２８日に提出された日本特許出願第２０１８−１８５５７９号に基づいている。本出願は、当該出願に対して優先権の利益を主張するものである。その内容全体は、参照されることによって本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車に搭載される駆動装置の開発が盛んに行われている。特許文献１には、中空構造のモータの回転軸の内部に出力シャフトを通すことで小型化した駆動装置（モータユニット）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−８７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的にモータユニットは、車両の乗員室の前方又は後方に配置される。また、車両には、衝突時の乗員の安全性を高めるために、乗員室の前方および後方にクラッシャブルゾーンが設けられる。車両のクラッシャブルゾーンを確保するために、車両前後方向の寸法を小型化したモータユニットが求められている。【０００５】
本発明の一つの態様は、車両前後方向の寸法を小型化することで車両のクラッシャブルゾーンを十分に確保できるモータユニットの提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータユニットの一つの態様は、車両に搭載され前記車両を駆動させるモータユニットである。モータユニットは、モータと、前記モータの動力を伝達し出力シャフトから出力する伝達機構と、前記モータおよび前記伝達機構を収容するハウジングと、を備える。前記伝達機構は、モータ軸に沿って延び前記モータにより回転させられるモータドライブシャフトと、前記モータドライブシャフトに固定され前記モータ軸周りを回転するモータドライブギヤと、カウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、前記カウンタシャフトに固定され前記モータドライブギヤと噛み合い前記カウンタ軸周りを回転するカウンタギヤと、前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するドライブギヤと、前記ドライブギヤと噛み合い出力軸周りを回転するリングギヤと、前記リングギヤに接続され前記出力軸周りを回転する前記出力シャフトと、を有する。前記モータ軸、前記カウンタ軸および前記出力軸は、互いに平行に延びる。前記モータドライブシャフトは、前記モータ軸の軸方向両側に開口する中空のシャフトである。前記モータドライブシャフトの内部には、前記出力シャフトが通される。前記カウンタ軸は、重力方向に対して前記モータ軸より上側に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、車両前後方向の寸法を小型化することで車両のクラッシャブルゾーンを十分に確保できるモータユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態のモータユニットの概念図である。
【図２】図２は、一実施形態のモータユニットの斜視図である。
【図３】図３は、一実施形態のモータユニットの側面図である。
【図４】図４は、一実施形態のモータユニットの分解斜視図である。
【図５】図５は、一実施形態のモータユニットの分解斜視図である。
【図６】図６は、モータユニットの断面模式図である。
【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。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数などを異ならせる場合がある。
【００１０】
以下の説明では、モータユニット１０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。したがって、本明細書において、単に上側という場合、重力方向に対して上側であることを意味する。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１０が搭載される車両の前後方向を示し、＋Ｘ方向が車両前方であり、−Ｘ方向が車両後方である。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）を示し、＋Ｙ方向が車両左方であり、−Ｙ方向が車両右方である。
【００１１】
図１は、一実施形態のモータユニット１０の概念図である。図２は、モータユニット１０の斜視図である。なお、後述するモータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３、出力軸Ｊ４、回転軸Ｊ６、第１中心軸Ｊ７ｃおよび第２中心軸Ｊ７ｅは、実際には存在しない仮想軸である。
【００１２】
モータユニット１０は、車両に搭載され車輪Ｈを回転させることで車両を駆動させる。モータユニット１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）に搭載される。なお、モータユニット１０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）、等、モータを動力源とする車両に搭載されていればよい。
【００１３】
図１に示すように、モータユニット１０は、モータ１と、伝達機構（トランスアクスル）５と、モータ１および伝達機構５を収容するハウジング６と、オイルポンプ９６と、オイルクーラ９７と、パークロック機構７と、オイルＯと、インバータユニット８と、を備える。
【００１４】
（ハウジング）
ハウジング６は、例えばアルミダイカスト製である。ハウジング６は、車幅方向に沿って並ぶ複数部材を連結させることで構成される。ハウジング６の内部は、モータ１および伝達機構５を収容する収容空間６Ｓが設けられる。ハウジング６は、収容空間６Ｓにおいてモータ１および伝達機構５を保持する。収容空間６Ｓは、モータ１を収容するモータ室６Ａと、伝達機構５を収容するギヤ室６Ｂと、に区画される。
【００１５】
ハウジング６は、内部にモータ室６Ａが設けられモータ１を収容するモータ収容部６２と、内部にギヤ室６Ｂが設けられ伝達機構５を収容するギヤ収容部６３と、モータ室６Ａとギヤ室６Ｂとを区画する隔壁部６１と、を有する。隔壁部６１は、軸方向においてモータ収容部６２とギヤ収容部６３との間に位置する。
【００１６】
収容空間６Ｓ内の下部領域には、オイルＯが溜るオイル溜りＰが設けられる。モータ室６Ａとギヤ室６Ｂとを区画する隔壁部６１には、隔壁開口６１ａが設けられる。隔壁開口６１ａは、モータ室６Ａとギヤ室６Ｂとを連通させる。収容空間６Ｓ内のオイルＯは、隔壁開口６１ａを介して、モータ室６Ａとギヤ室６Ｂとの間を移動する。
【００１７】
収容空間６Ｓには、オイルＯを循環させる油路９０が設けられる。オイルＯは、油路９０において、オイル溜りＰからモータユニット１０の各部に供給される。油路９０については、後段において詳細に説明する。
【００１８】
（オイル）
オイルＯは、ハウジングの内部に溜る。また、オイルＯは、ハウジング６に設けられた油路９０を循環する。オイルＯは、伝達機構５の潤滑用として使用されるとともに、モータ１の冷却用として使用される。オイルＯは、収容空間６Ｓの下部領域（すなわちオイル溜りＰ）に溜る。オイルＯは、潤滑油および冷却油の機能を奏するため、粘度の低いオートマチックトランスミッション用潤滑油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）と同等のものを用いることが好ましい。
【００１９】
オイル溜りＰに溜るオイルＯには、モータ１の一部が浸かる。より具体的には、オイル溜りＰのオイルＯには、モータ１のステータ３２の一部が浸かる。これによって、オイルＯは、ステータ３２を冷却する。
【００２０】
また、オイル溜りＰのオイルＯには、伝達機構５の一部が浸かる。より具体的には、オイル溜りＰのオイルＯには、伝達機構５のリングギヤ５１の一部が浸かる。オイル溜りＰに溜るオイルＯは、リングギヤ５１の動作によってかき上げられて、ギヤ室６Ｂ内に拡散される。ギヤ室６Ｂに拡散されたオイルＯは、ギヤ室６Ｂ内の伝達機構５の各ギヤに供給されてギヤの歯面にオイルＯを行き渡らせる。伝達機構５に供給され潤滑に使用されたオイルＯは、滴下してオイル溜りＰに回収される。
【００２１】
（油路）
油路９０は、ハウジング６に設けられる。油路９０は、収容空間６Ｓのモータ室６Ａとギヤ室６Ｂとに跨って構成される。油路９０は、オイル溜りＰからオイルＯをモータ１に供給し、再びオイル溜りＰに導くオイルＯの経路である。
【００２２】
なお、本明細書において、「油路」とは、収容空間６Ｓを循環するオイルＯの経路を意味する。したがって、「油路」とは、定常的に一方向に向かう定常的なオイルの流動を形する「流路」のみならず、オイルを一時的に滞留させる経路（例えばオイル溜りＰ）およびオイルが滴り落ちる経路をも含む概念である。
【００２３】
油路９０には、オイルポンプ９６およびオイルクーラ９７が設けられる。油路９０において、オイルＯは、オイル溜りＰ、オイルポンプ９６、オイルクーラ９７、モータ１の順で循環し、オイル溜りＰに戻る。
【００２４】
オイルポンプ９６は、油路９０の経路中に設けられオイルＯを圧送する。オイルポンプ９６は、電気により駆動する電動ポンプである。オイルポンプ９６は、ハウジング６のギヤ収容部６３に固定される。
【００２５】
図２に示すように、オイルポンプ９６は、ハウジング６に設けられオイルポンプ収容穴６９に収容される。オイルポンプ収容穴６９は、軸方向に沿って延びる。オイルポンプ収容穴６９は、車幅方向左方側（＋Ｙ方向）に開口する。オイルポンプ収容穴６９の内周面には、オイルＯをオイルポンプ９６に吸い込む吸入口（図示略）と、オイルＯを下流側に圧送する吐出口（図示略）とが開口する。
【００２６】
ポンプモータ９６ｍと、ポンプモータ９６ｍによって駆動されるポンプ機構部（図示略）と、を有する。ポンプモータ９６ｍは、オイルポンプ収容穴６９の開口の外側において露出する。また、ポンプ機構部は、オイルポンプ収容穴６９の内部に収容される。
【００２７】
ポンプモータ９６ｍの回転軸Ｊ６は、モータ軸Ｊ１と平行である。すなわち、ポンプモータ９６ｍは、モータ軸Ｊ１と平行な回転軸Ｊ６を中心として回転する。ポンプモータ９６ｍを有するオイルポンプ９６は、回転軸Ｊ６方向に長尺となり易い。本実施形態によれば、ポンプモータ９６ｍの回転軸Ｊ６をモータ軸Ｊ１と平行とすることで、モータ軸Ｊ１の径方向においてモータユニット１０の寸法を小型化することができる。
【００２８】
ポンプ機構部は、例えば、外歯車と内歯車がかみ合って回転するトロコイダルポンプである。この場合、ポンプ機構部の内歯車は、ポンプモータ９６ｍによって回転させられる。ポンプ機構部の内歯車と外歯車との間の隙間は、吸入口および吐出口に繋がる。
【００２９】
図１に示すように、オイルポンプ９６は、ハウジングに設けられた流路を介してオイル溜りＰからオイルＯを吸い上げる。オイルポンプ９６は、吸い上げたオイルＯをオイルクーラ９７に供給する。
【００３０】
オイルクーラ９７は、油路９０の経路中に設けられ油路９０を通過するオイルＯを冷却する。オイルクーラ９７は、ハウジング６のギヤ収容部６３に固定される。オイルクーラ９７には、ラジエータ（図示略）で冷却された冷媒を通過させる冷媒用配管９７ｊが接続される。オイルクーラ９７の内部を通過するオイルＯは、冷媒用配管９７ｊを通過する冷媒との間で熱交換されて冷却される。なお、冷媒用配管９７ｊの経路中には、インバータユニット８が設けられる。すなわち、インバータユニット８とオイルクーラ９７とは、冷媒路を構成する配管（冷媒用配管９７ｊ）で互いに接続されている。冷媒用配管９７ｊを通過する冷媒は、オイルクーラ９７を通過するオイルＯのみならず、インバータユニット８をも冷却する。
【００３１】
オイルクーラ９７を通過したオイルＯは、ハウジング６に設けられた流路を介してモータ室６Ａの上側でモータ１に供給される。モータ１に供給されたオイルＯは、上側から下側に向かってモータ１の外周面およびステータ３２のコイル表面を伝って流れてモータ１の熱を奪う。これにより、モータ１全体を冷却することができる。モータ１を冷却したオイルＯは、下側に滴下され、モータ室６Ａ内の下部領域に溜る。モータ室６Ａ内の下部領域に溜ったオイルＯは、隔壁部６１に設けられた隔壁開口６１ａを介してギヤ室６Ｂに移動する。
【００３２】
（モータ）
モータ１は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。モータ１は、おもに電動機として機能して車両を駆動し、回生時には発電機として機能する。
【００３３】
図１に示すように、モータ１は、ロータ３１と、ロータ３１を囲むステータ３２と、を有する。ロータ３１は、モータ軸Ｊ１を中心に回転可能である。ステータ３２は、環状である。ステータ３２は、ロータ３１をモータ軸Ｊ１の径方向外側から囲む。
【００３４】
ロータ３１は、後述するモータドライブシャフト１１に固定される。ロータ３１は、モータ軸Ｊ１周りを回転する。ロータ３１は、ロータコアと、ロータコアに保持されるロータマグネットと、を有する。
【００３５】
ステータ３２は、ステータコアと、コイルと、を有する。ステータコアは、モータ軸Ｊ１の径方向内側に突出する複数のティースを有する。コイルは、ステータコアのティースに巻き付けられる。
【００３６】
モータ１は、インバータ８ａに接続される。インバータ８ａは、図示略のバッテリから供給される直流電流を交流電流に変換しモータ１に供給する。モータ１の各回転速度は、インバータ８ａを制御することで制御される。
【００３７】
（伝達機構）
伝達機構５は、モータ１の動力を伝達し出力シャフト５５から出力する。伝達機構５は、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。
【００３８】
伝達機構５は、モータドライブシャフト１１と、モータドライブギヤ２１と、カウンタシャフト１３と、カウンタギヤ（大歯車部）２３と、ドライブギヤ（小歯車部）２４と、リングギヤ５１と、出力シャフト（車軸）５５と、差動装置（デファレンシャルギヤ）５０と、を有する。
【００３９】
伝達機構５の各ギヤおよび各シャフトは、それぞれモータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３および出力軸Ｊ４の何れかを中心として回転可能である。本実施形態において、モータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３および出力軸Ｊ４は、互いに平行に延びる。また、モータ軸Ｊ１、カウンタ軸Ｊ３および出力軸Ｊ４は、車両の幅方向と平行である。以下の説明において、軸方向とは、モータ軸Ｊ１の軸方向を意味する。すなわち、軸方向とは、モータ軸Ｊ１に平行な方向であって車幅方向を意味する。
【００４０】
モータドライブシャフト１１は、モータ軸Ｊ１に沿って延びる。モータドライブシャフト１１は、ロータ３１に固定される。モータドライブシャフト１１は、モータ１に回転させられる。モータドライブシャフト１１には、モータドライブギヤ２１が固定される。
【００４１】
モータドライブシャフト１１は、モータ軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる。モータドライブシャフト１１は、モータ軸Ｊ１の軸方向両側に開口する中空のシャフトである。モータドライブシャフト１１の軸方向に沿って視た外形は、モータ軸Ｊ１を中心とする円柱形状である。モータドライブシャフト１１は、ベアリングによってモータ軸Ｊ１回りに回転可能に支持される。モータドライブシャフト１１の内部には、出力シャフト５５が通される。
【００４２】
モータドライブギヤ２１は、モータドライブシャフト１１に固定される。モータドライブギヤ２１は、モータドライブシャフト１１とともに、モータ軸Ｊ１周りを回転する。
【００４３】
カウンタシャフト１３は、カウンタ軸Ｊ３に沿って延びる。カウンタシャフト１３は、カウンタ軸Ｊ３周りを回転する。カウンタシャフト１３は、例えば、伝達機構５を収容するケース（図示略）に軸受（図示略）を介して回転可能に保持される。カウンタシャフト１３には、カウンタギヤ２３、ドライブギヤ２４およびパークロックギヤ７ａが固定される。
【００４４】
カウンタギヤ２３は、カウンタシャフト１３に固定される。カウンタギヤ２３は、カウンタシャフト１３とともに、カウンタ軸Ｊ３周りを回転する。カウンタギヤ２３は、モータドライブギヤ２１と噛み合う。
【００４５】
ドライブギヤ２４は、カウンタシャフト１３に固定される。ドライブギヤ２４は、カウンタシャフト１３およびカウンタギヤ２３とともに、カウンタ軸Ｊ３周りを回転する。ドライブギヤ２４は、軸方向において、カウンタギヤ２３に対しモータ１の反対側に配置される。
【００４６】
パークロックギヤ７ａは、パークロック機構７の一部である。パークロックギヤ７ａは、カウンタシャフト１３に固定される。パークロックギヤ７ａは、カウンタシャフト１３、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４とともに、カウンタ軸Ｊ３周りを回転する。パークロックギヤ７ａは、軸方向において、カウンタギヤ２３とドライブギヤ２４との間に配置される。
【００４７】
リングギヤ５１は、差動装置５０に固定される。リングギヤ５１は、出力軸Ｊ４周りを回転する。リングギヤ５１は、ドライブギヤ２４と噛み合う。リングギヤ５１は、ドライブギヤ２４を介して伝達されるモータ１の動力を差動装置５０に伝達する。
【００４８】
差動装置５０は、モータ１から出力されるトルクを車両の車輪Ｈに伝達するための装置である。差動装置５０は、車両の旋回時に、左右の車輪Ｈの速度差を吸収しつつ、左右両輪の出力シャフト５５に同トルクを伝える機能を有する。
【００４９】
差動装置５０は、リングギヤ５１に固定されるギヤハウジング（不図示）と、一対のピニオンギヤ（不図示）と、ピニオンシャフト（不図示）と、一対のサイドギヤ（不図示）と、を有する。ギヤハウジングは、リングギヤ５１とともに出力軸Ｊ４を中心として回転する。ギヤハウジングは、一対のピニオンギヤ、ピニオンシャフトおよび一対のサイドギヤを収容する。一対のピニオンギヤは、互いに向かい合う傘歯車である。一対のピニオンギヤは、ピニオンシャフトに支持される。一対のサイドギヤは、一対のピニオンギヤに直角に噛み合う傘歯車である。一対のサイドギヤは、それぞれ出力シャフト５５に固定される。
【００５０】
出力シャフト５５は、出力軸Ｊ４周りを回転する。モータユニット１０には、一対の出力シャフト５５が設けられる。一対の出力シャフト５５は、それぞれ一方の端部において差動装置５０のサイドギヤに接続される。すなわち、出力シャフト５５は、差動装置５０を介してリングギヤ５１に接続される。出力シャフト５５には、各ギヤを介して、モータ１の動力が伝達される。また、一対の出力シャフト５５は、それぞれ他方の端部において、ハウジング６の外部に突出する。出力シャフト５５の他方の端部には、車輪Ｈが取り付けられる。出力シャフト５５は、動力を外部（車輪Ｈを介して路面）に出力する。
【００５１】
本実施形態において、出力軸Ｊ４は、モータ軸Ｊ１と一致する。また、一対の出力シャフト５５のうち一方は、中空シャフトであるモータドライブシャフト１１の内部を通される。そのため、本実施形態のモータユニット１０は、モータ軸Ｊ１と出力軸Ｊ４とが同軸に配置されない構造のモータユニットと比較して、モータ軸Ｊ１の径方向に小型化することができる。
【００５２】
図３は、一実施形態のモータユニット１０の側面図である。
伝達機構５は、モータ１から出力シャフト５５に至る動力伝達経路を構成する。伝達機構５の動力伝達経路において、モータ１の動力は、まず、モータドライブギヤ２１からカウンタギヤ２３に伝達される。カウンタギヤ２３は、ドライブギヤ２４と同軸上に配置され、ドライブギヤ２４とともに回転する。モータ１の動力は、ドライブギヤ２４からリングギヤ５１に伝達され、差動装置５０を介して出力シャフト５５に伝達される。
【００５３】
（各軸の位置関係）
図３に示すように、カウンタ軸Ｊ３は、モータ軸Ｊ１より上側に位置する。なお、モータ軸Ｊ１は、出力軸Ｊ４と一致するため、カウンタ軸Ｊ３は、出力軸Ｊ４より上側に位置する。本実施形態によれば、軸方向から見て、モータ１およびリングギヤ５１の中心に対してカウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４の中心が上下方向においてずれて配置される。ドライブギヤ２４とリングギヤ５１とは、互いに噛み合うためこれらの絶対的な距離は一意的に決まる。このため、モータ軸Ｊ１とカウンタ軸Ｊ３とを上下方向にずらして配置することで、カウンタ軸Ｊ３とモータ軸Ｊ１との車両前後方向の寸法成分を短くすることができる。結果的に、モータユニット１０の車両前後方向の寸法を小型化することができ、車両内のクラッシャブルゾーンを広く確保することが可能となる。
【００５４】
本実施形態において、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４は、モータ軸Ｊ１より上側に位置する。すなわち、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４の下端は、何れも、モータ軸Ｊ１より上側に位置する。このため、ドライブギヤ２４を、上下方向から見て、リングギヤ５１に大きく重ねて配置することができ、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をより小型化することができる。
【００５５】
図３に示すように、軸方向から見て、モータ軸Ｊ１とカウンタ軸Ｊ３とを仮想的に結ぶ線分を第１の線分Ｌ１とする。第１の線分Ｌ１と鉛直方向に延びる鉛直線ＶＬとは、角度αをなす。角度αは、４５°以内とすることが好ましい。すなわち、第１の線分Ｌ１は、鉛直方向（重力方向）に対して４５°以内の方向に延びることが好ましい。これにより、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をより小型化することができる。また、角度αは、２０°以内とすることがより好ましい。すなわち、第１の線分Ｌ１は、鉛直方向に対して２０°以内の方向に延びることがより好ましい。これにより、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をさらに小型化することができる。
【００５６】
カウンタ軸Ｊ３は、モータ軸Ｊ１より車両の後方側（−Ｘ方向）に位置する。上述したように、オイル溜りＰのオイルＯにはリングギヤ５１の一部が浸かる。オイルＯはリングギヤ５１によってかき上げられる。車両が前進するとき、リングギヤ５１は図３に示す回転方向Ｔ１方向に回転する。回転方向Ｔ１は、リングギヤ５１が、車両後方側において上側に回転する方向である。よって、リングギヤ５１によってかき上げられるオイルＯは、車両後方側においてより効率的に飛散する。本実施形態によれば、カウンタ軸Ｊ３がモータ軸Ｊ１より車両の後方側に位置することで、リングギヤ５１によってかき上げられるオイルＯをカウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４に効率的に供給できる。これにより、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４の歯面の潤滑性を高め、伝達機構５による動力伝達効率を高めることができる。
【００５７】
図３に示すように、オイルポンプ９６は、モータ軸Ｊ１より上側に位置する。すなわち、オイルポンプ９６の下端は、モータ軸Ｊ１より上側に位置する。本実施形態によれば、オイルポンプとモータ軸Ｊ１とが車両前後方向に並んで配置される場合と比較して、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をより小型化することができる。結果的に、モータユニット１０の車両前後方向の寸法を小型化することができ、車両内のクラッシャブルゾーンを広く確保することが可能となる。
【００５８】
オイルポンプ９６は、モータ軸Ｊ１に対して車両前方の斜め上側に配置される。すなわち、オイルポンプ９６は、モータ軸Ｊ１より上側かつ、モータ軸Ｊ１より車両の前方側（＋Ｘ方向）に位置する。上述したように、モータ軸Ｊ１の上側において、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４は、モータ軸Ｊ１より車両後方側（−Ｘ方向）に位置する。このため、本実施形態において、オイルポンプ９６と、カウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４と、をモータ軸Ｊ１の上側において、車両の前後方向にずらして配置できる。これにより、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００５９】
上述したように、オイルポンプ９６は、モータ軸Ｊ１と平行な回転軸Ｊ６を中心として回転するポンプモータ９６ｍを有する。図３に示すように、軸方向から見て、モータ軸Ｊ１と回転軸Ｊ６とを仮想的に結ぶ線分を第２の線分Ｌ２とする。第２の線分Ｌ２と鉛直方向に延びる鉛直線ＶＬとは、角度βをなす。角度βは、４５°以内とすることが好ましい。すなわち、第２の線分Ｌ２は、鉛直方向に対して４５°以内の方向に延びることが好ましい。これにより、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をより小型化することができる。また、角度βは、３５°以内とすることがより好ましい。すなわち、第２の線分Ｌ２は、鉛直方向に対して３５°以内の方向に延びることがより好ましい。これにより、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をさらに小型化することができる。
【００６０】
オイルクーラ９７はモータ軸Ｊ１より上側に位置する。すなわち、オイルクーラ９７の下端はモータ軸Ｊ１より上側に位置する。本実施形態によれば、オイルクーラとモータ軸Ｊ１とが車両前後方向に並んで配置される場合と比較して、モータユニット１０の車両前後方向の寸法をより小型化できる。
【００６１】
オイルクーラ９７は、モータ軸Ｊ１の上側において、オイルポンプ９６に隣接して配置される。オイルクーラ９７とオイルポンプ９６とは、ハウジング６に設けられた流路を介して互いに繋がっている。オイルクーラ９７とオイルポンプ９６とを互いに隣接して配置することで、オイルクーラ９７とオイルポンプ９６とを繋ぐ流路を短くすることができる。これにより、油路９０を構成する流路を短くすることができ、油路９０内のオイルＯの循環効率を高めることができる。
【００６２】
オイルクーラ９７は、モータ軸Ｊ１より車両の前方側（＋Ｘ方向）に位置する。すなわち、オイルクーラ９７は、モータ軸Ｊ１に対して車両前方の斜め上側に配置される。本実施形態によれば、車両の前進時にオイルクーラ９７を空冷することができ、オイルクーラ９７によるオイルＯの冷却効率を高めることができる。
【００６３】
（パークロック機構）
パークロック機構７は、ドライバーのシフト操作に基づいて駆動される。パークロック機構７は、伝達機構５における動力の伝達を制限するロック状態と制限を解除するアンロック状態との間で切り替えられる。
【００６４】
図３に示すように、パークロック機構７は、パークロックギヤ７ａと、パークロックアーム７ｂと、アーム支持シャフト７ｅと、パークロックアクチュエータ７ｃと、パークロック動力伝達機構７ｄと、を有する。
【００６５】
パークロックギヤ７ａは、カウンタシャフト１３に固定される。パークロックギヤ７ａは、カウンタシャフト１３とともにカウンタ軸Ｊ３周りに回転する。パークロックギヤ７ａの外周面には、カウンタ軸Ｊ３の径方向外側に突出しカウンタ軸Ｊ３の周方向に沿って並ぶ複数の歯部が設けられる。
【００６６】
パークロックアーム７ｂは、軸方向と直交する平面に沿って延びる板状である。パークロックアーム７ｂは、軸方向に延びる第２中心軸Ｊ７ｅを中心とするアーム支持シャフト７ｅに回転可能に支持される。パークロックアーム７ｂは、アーム支持シャフト７ｅから上側に延びる。
【００６７】
パークロックアーム７ｂは、パークロックギヤ７ａの外周面に沿って延びる。パークロックアーム７ｂは、パークロックギヤ７ａの歯部にカウンタ軸Ｊ３の径方向において対向する。パークロックアーム７ｂは、パークロックギヤ７ａの歯部と対向する噛合部７ｂａを有する。噛合部７ｂａは、カウンタ軸Ｊ３の径方向内側に向かって突出する。噛合部７ｂａは、パークロックギヤ７ａの歯部に噛み合う。すなわち、パークロックアーム７ｂは、噛合部７ｂａにおいて、パークロックギヤに噛み合う。
【００６８】
パークロックアーム７ｂは、パークロックアクチュエータ７ｃにより駆動され第２中心軸Ｊ７ｅを中心として所定の範囲で回転する。ドライバーの操作により、パークロック機構７がロック状態とされると、図３において、パークロックアーム７ｂが第２中心軸Ｊ７ｅ周りを反時計回りに回転して、噛合部７ｂａがパークロックギヤ７ａの歯部に噛み合う。これにより、カウンタシャフト１３の回転が抑制され、伝達機構５における動力の伝達が制限される。一方で、ドライバーの操作により、パークロック機構７がアンロック状態とされると、パークロックアーム７ｂが第２中心軸Ｊ７ｅ周りを時計回りに回転して、噛合部７ｂａがパークロックギヤ７ａの歯部から解放される。これにより、カウンタシャフト１３が自由に回転可能となり、伝達機構５が動力を伝達できる状態となる。
【００６９】
本実施形態によれば、パークロックアーム７ｂは上下方向に沿って延びる。軸方向から見て、カウンタシャフト１３とパークロックアーム７ｂとは、車両前後方向において並んで配置される。このため、モータユニット１０の上下方向の寸法を抑制できる。また、軸方向から見て、パークロックアーム７ｂの一部は、カウンタギヤ２３に重なる。このため、パークロックアーム７ｂとカウンタシャフト１３とを車両前後方向において並んで配置させても、モータユニット１０の車両前後方向の寸法が大きくなることを抑制できる。
【００７０】
パークロック動力伝達機構７ｄは、パークロックアクチュエータ７ｃとパークロックアーム７ｂとの間に位置する。パークロック動力伝達機構７ｄは、第１中心軸Ｊ７ｃ周りに回転するマニュアルシャフト７ｃａの動力をパークロックアーム７ｂに伝えて、パークロックアーム７ｂを第２中心軸Ｊ７ｅ周りに回転させる。
【００７１】
パークロックアクチュエータ７ｃは、上下方向に延びる第１中心軸Ｊ７ｃを中心とするマニュアルシャフト７ｃａを有する。パークロックアクチュエータ７ｃは、第１中心軸Ｊ７ｃを中心としてマニュアルシャフト７ｃａを回転させる。パークロックアクチュエータ７ｃは、パークロック動力伝達機構７ｄを介してパークロックアーム７ｂを駆動させる。
【００７２】
パークロックアクチュエータ７ｃは、ハウジング６の上側に固定される。より具体的には、パークロックアクチュエータ７ｃは、カウンタ軸Ｊ３の直上に位置する。すなわち、パークロックアクチュエータ７ｃは、上下方向から見てパークロックアクチュエータ７ｃは、カウンタ軸Ｊ３に重なる。これにより、モータユニット１０の水平方向の寸法を小型化することができる。
【００７３】
図２に示すように、パークロックアクチュエータ７ｃは、ハウジング６のギヤ収容部６３の外側面に固定される。パークロックアクチュエータ７ｃは、ハウジング６の隔壁部６１に対しギヤ収容部６３側に位置する。すなわち、本実施形態によれば、上下方向から見て、パークロックアクチュエータ７ｃは、隔壁部６１に重なることがない。ハウジング６全体の強度を保つために、隔壁部６１は、モータ１および伝達機構５に対し、モータ軸Ｊ１の径方向外側に張り出した形状を有する。本実施形態によれば、パークロックアクチュエータ７ｃと隔壁部６１とが上下方向から見て重ならないため、モータユニット１０の軸方向への投影面積が肥大化することを抑制し、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００７４】
図１に示すように、パークロックギヤ７ａは、カウンタ軸Ｊ３の軸方向において、カウンタギヤ２３とドライブギヤ２４との間に位置する。本実施形態によれば、パークロックギヤをカウンタギヤ２３およびドライブギヤ２４に対し隔壁部６１の反対側に配置する場合と比較して、パークロックギヤ７ａを隔壁部６１に近づけて配置できる。これにより、パークロックギヤ７ａの外周に沿って配置されるパークロックアーム７ｂが、カウンタ軸Ｊ３の径方向外側に張り出して配置されることが抑制され、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００７５】
（インバータユニット）
図２に示すように、インバータユニット８は、インバータ８ａとインバータ８ａを収容するインバータケース８ｂとを有する。また、図示を省略するが、インバータユニット８は、さらに、回路基板およびコンデンサを有する。
【００７６】
インバータユニット８は、上下方向から見て略矩形状である。インバータユニット８は、ハウジング６の外側面に固定される。より具体的には、インバータユニット８は、インバータケース８ｂにおいて、ハウジング６のモータ収容部６２の外側面に固定される。インバータユニット８は、モータ１の上側において、モータ１のバスバー（図示略）に接続される。インバータユニット８は、バスバーを介してモータ１に交流電流を供給する。これにより、インバータユニット８は、モータ１に電力を供給する。
【００７７】
インバータユニット８は、モータ１の直上に位置する。すなわち、インバータユニット８は、モータ１の上側に位置し、上下方向から見てモータ１に重なる。これにより、インバータユニット８をモータ１に対して車両前後方向に配置する場合と比較して、モータユニット１０の車両前後方向の寸法を小型化できる。結果的に、車両内のクラッシャブルゾーンを広く確保することが可能となる。
【００７８】
一般的に、モータ収容部６２の軸方向への投影面積は、ギヤ収容部６３の軸方向への投影面積より小さい。本実施形態によれば、インバータユニット８がモータ収容部６２の径方向外側に配置されため、軸方向から見て、インバータユニット８をギヤ収容部６３に重ねて配置しやすい。これにより、モータユニット１０全体の軸方向への投影面積を小さくすることができ、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００７９】
図３に示すように、軸方向から見て、インバータユニット８の少なくとも一部は、カウンタギヤ２３に重なる。インバータユニット８をカウンタギヤ２３に重ねて配置することで、モータユニット１０の軸方向への投影面積を小さくして、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００８０】
インバータユニット８の少なくとも一部は、軸方向から見て、オイルポンプ９６に重なる。同様に、インバータユニット８の少なくとも一部は、軸方向から見て、オイルクーラ９７に重なる。インバータユニット８をオイルポンプ９６およびオイルクーラ９７に重ねて配置することで、モータユニット１０の軸方向への投影面積を小さくして、モータユニット１０の小型化を図ることができる。
【００８１】
図４および図５は、モータユニット１０の分解斜視図であり、ハウジング６からインバータユニット８を離間させた図である。図４および図５は、モータユニット１０の斜視方向が互いに異なる。
【００８２】
図４及び図５に示すように、インバータユニット８は、複数の固定部４０、４５においてモータユニット１０のハウジング６に固定される。複数の固定部４０、４５は、第１の固定部４０（図４参照）と第２の固定部４５（図５参照）とに分類される。第１の固定部４０はモータ軸Ｊ１に対し車両前方側に位置し、第２の固定部４５はモータ軸Ｊ１に対し車両後方側に位置する。
【００８３】
図４に示すように、第１の固定部４０は、インバータユニット８に設けられた庇部４２と、ハウジング６に設けられた対向面４３と、固定ボルト４１と、を有する。
【００８４】
第１の固定部４０の庇部４２は、インバータユニット８のインバータケース８ｂの外側面において水平方向に張り出す。庇部４２には、上下方向に貫通する貫通孔４２ａが設けられる。
【００８５】
第１の固定部４０の対向面４３は、庇部４２と上下方向に対向する。本実施形態において、対向面４３は、インバータユニット８の下側に位置するハウジング６に設けられる。したがって、本実施形態において、第１の固定部４０の対向面４３は、上側を向く。対向面４３には、上下方向に沿って延び庇部４２側（すなわち上側）に開口するネジ穴４３ａが設けられる。
【００８６】
第１の固定部４０の固定ボルト４１は、庇部４２の貫通孔４２ａを介して対向面４３のネジ穴４３ａにねじ止めされる。これにより、庇部４２の下面と対向面４３とが接触し、インバータユニット８とハウジング６とが互いに固定される。
【００８７】
図５に示すように、第２の固定部４５は、ハウジング６に設けられた庇部４７と、インバータユニット８に設けられた対向面４８と、固定ボルト４６と、を有する。
【００８８】
第２の固定部４５の庇部４７は、ハウジング６のモータ収容部６２の外側面において水平方向に張り出す。庇部４７には、上下方向に貫通する貫通孔４７ａが設けられる。
【００８９】
第２の固定部４５の対向面４８は、庇部４７と上下方向に対向する。本実施形態において、対向面４８は、ハウジング６の上側に位置するインバータユニット８に設けられる。したがって、本実施形態において、第２の固定部４５の対向面４８は、下側を向く。対向面４８には、上下方向に沿って延び庇部４７側（すなわち下側）に開口するネジ穴４８ａが設けられる。
【００９０】
第２の固定部４５の固定ボルト４６は、庇部４７の貫通孔４７ａを介して対向面４８のネジ穴４８ａにねじ止めされる。これにより、庇部４７の上面と対向面４８とが接触し、インバータユニット８とハウジング６とが互いに固定される。
【００９１】
第１の固定部４０と、第２の固定部４５とは、上下方向から見て、モータ軸Ｊ１に対して互いに反対側に配置される。また、第１の固定部４０および第２の固定部４５の庇部４２、４７は、上下方向から見て、それぞれモータ軸Ｊ１から離れる方向に張り出す。
【００９２】
本実施形態によれば、モータ軸Ｊ１に対して互いに反対側に位置する第１の固定部４０の庇部４２と第２の固定部４５の庇部４７とが、それぞれインバータユニット８とハウジング６とに別々に設けられる。このため、インバータユニット８およびハウジング６の何れか一方に、全ての庇部を設ける場合と比較して、モータユニット１０の車両前後方向の寸法を小型化することができる。
【００９３】
図６は、モータユニット１０の断面模式図である。なお、図６において、各部の詳細構造（例えば、ステータ３２のコイル、ロータ３１のロータマグネットなど）は省略されている。
【００９４】
インバータユニット８は、ハウジング６に対向する下面８ｓを有する。下面８ｓは、水平方向に沿う平坦面である。インバータユニット８の下面８ｓは、上下方向から見て、複数の固定部（第１の固定部４０および第２の固定部４５）に囲まれる。すなわち、複数の固定部４０、４５は、下面８ｓの周囲に配置される。
【００９５】
図４および図５に示すように、ハウジング６のモータ収容部６２の外側面には、モータ軸Ｊ１の径方向に沿って突出する第１のリブ６２ａと第２のリブ６２ｂとが設けられる。第１のリブ６２ａは、モータ軸Ｊ１の軸方向に沿って延びる。第１のリブ６２ａは、モータ１の直上に位置する。第２のリブ６２ｂは、モータ軸Ｊ１の周方向に沿って延びる。
【００９６】
図６に示すように、第１のリブ６２ａおよび第２のリブ６２ｂには、インバータユニット８の下面８ｓに沿って切り欠かれた切欠面６２ｓが設けられる。すなわち、ハウジング６の外側面には、切欠面６２ｓが設けられる。切欠面６２ｓは、水平方向に沿う平坦面である。切欠面６２ｓは、インバータユニット８の下面８ｓと隙間を介して上下方向に対向する。
【００９７】
第１の固定部４０および第２の固定部４５におけるハウジング６とインバータユニット８との接触面には、固定ボルト４１、４６によって面圧が付与される。したがって第１の固定部４０および第２の固定部４５において、ハウジング６とインバータユニット８とは、一体的に結合されている。一方で、面圧が付与されない領域において、ハウジング６とインバータユニット８とが接触する場合、モータ１および伝達機構５の動作に伴うハウジング６の振動がインバータユニット８に伝わり、インバータユニット８が励振する虞がある。インバータユニット８が励振するとインバータユニット８の各部（インバータ８ａ、回路基板、コンデンサなど）に損傷が生じる虞がある。本実施形態によれば、上下方向から見て固定部４０、４５に囲まれた領域において、ハウジング６とインバータユニット８とは、上下方向に離間する。これにより、ハウジング６の振動がインバータユニット８に伝わりインバータユニット８が励振することを抑制できる。
【００９８】
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００９９】
１…モータ、５…伝達機構、６…ハウジング、７…パークロック機構、７ａ…パークロックギヤ、７ｂ…パークロックアーム、７ｃ…パークロックアクチュエータ、８…インバータユニット、８ａ…インバータ、８ｓ…下面、１０…モータユニット、１１…モータドライブシャフト、１３…カウンタシャフト、２１…モータドライブギヤ、２３…カウンタギヤ、２４…ドライブギヤ、４０…第１の固定部（固定部）、４５…第２の固定部（固定部）、４１，４６…固定ボルト、４２，４７…庇部、４２ａ，４７ａ…貫通孔、４３，４８…対向面、４３ａ，４８ａ…ネジ穴、５１…リングギヤ、５５…出力シャフト、６１…隔壁部、６２…モータ収容部、６２ｓ…切欠面、６３…ギヤ収容部、９０…油路、９６…オイルポンプ、９６ｍ…ポンプモータ、９７…オイルクーラ、Ｊ１…モータ軸、Ｊ３…カウンタ軸、Ｊ４…出力軸、Ｊ６…回転軸、Ｌ１…第１の線分、Ｌ２…第２の線分、Ｏ…オイル、Ｐ…オイル溜り
【図１】
2020067273.tif 000003
【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】
2020067273.tif 000008
【国際調査報告】
2020067273.tif 000009
2020067273.tif 000010
2020067273.tif 000011
2020067273.tif 000012