电动动力单元的制作方法

1.本发明涉及将电动马达作为驱动源的电动动力单元。


背景技术：

2.近年来，代替以排出废气的发动机为驱动源的车辆，以电动马达为驱动源的电动汽车(ev车)的开发正在积极地进行。而且，在电动汽车上装设有电动动力单元，该电动动力单元通过将作为驱动源的电动马达(交流马达)、将来自电池等直流电源的直流电流转换为交流电流并供给到电动马达的逆变器、使电动马达的旋转减速(转矩提升)的减速机构、对从该减速机构输出到左右输出轴的旋转赋予差动的差速器机构(差动机构)等一体地组装到壳体内而构成。
3.然而，在内置有作为加振源的马达的电动动力单元的振动较大的情况下，会给乘客带来令人不适的振动和噪声，因此希望将电动动力单元的振动和噪声抑制得较低。
4.作为将马达的振动抑制得较低的方法，已知有通过该马达的磁构造使气隙的距离在定子铁芯的各极齿前端变化，抵消在定子铁芯产生的特定的电磁激振力成分而使振动减轻的方法(参照专利文献1)、通过电流控制使在定子铁芯产生的电磁力抵消而使特定次数的振动减轻的方法(参照专利文献2)等。
5.另外，还已知有提高收纳电动马达的马达壳体的刚性而将该马达壳体的振动和噪音抑制得较低的方法。例如，在专利文献3中提出了如下结构：将马达壳体的凸缘的加强肋的数量设定为定子的槽数的约数以外的数量、槽数的倍数以外的数量，并且设定为转子的极数的约数以外、极数的倍数以外的数量。
6.进而，在专利文献4中，提出了如下结构；将包含发动机的动力设备支撑于车架的橡胶安装架经由发动机侧安装托架接合于动力设备，通过由发动机侧安装托架、经由支柱接合于车辆车架侧安装托架的电磁铁构成的限制装置，来对橡胶安装架的运动进行限制以提高该橡胶保持架的弹性刚性，将起动和停止发动机时产生的动力设备的振动抑制得较低。[现有技术文献][专利文献]
[0007]
专利文献1:日本特开2007-166710号公报专利文献2:日本特开2005-057935号公报专利文献3:日本特开2004-096845号公报[专利文献4]日本特开2013-023136号公报
[0008]
但是，在电动动力单元中，由于电动马达的旋转振动或齿轮的啮合引起的振动，壳体共振而成为发声源，存在噪音水平变高的问题。


技术实现要素：

[0009]
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高壳体的刚性并将
由该壳体的共振引起的噪音水平抑制得较低的电动动力单元。
[0010]
为了实现上述目的，本发明的电动动力单元在壳体内至少收纳电动马达，其特征在于，在所述壳体的外周面的至少两个面上设置形成有多边形肋的多边形肋区域，并通过周向肋将所述多边形肋区域彼此连接。
[0011]
根据本发明，由于能通过多边形肋提高壳体的刚性，所以能够将由该壳体的共振引起的膜振动抑制得较低，也能够将伴随上述膜振动产生的噪音水平抑制得较低。
附图说明
[0012]
图1是示意性地示出从车辆后方观察本发明的电动动力单元的整体结构的纵剖视图。图2是从右斜后方观察本发明的电动动力单元的立体图。图3是本发明的电动动力单元的右侧视图。图4是从底面侧向右斜前方观察本发明的电动动力单元的立体图。图5是从前方观察本发明的电动动力单元的主视图。图6是本发明的电动动力单元的仰视图。图7是将本发明的电动动力单元的马达转速与噪音水平的关系与以往的电动动力单元的马达转速与噪音水平的关系进行对比示出的图。
具体实施方式
[0013]
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
[0014]
[电动动力单元的基本结构和作用]图1是示意性地示出从车辆后方观察本发明的电动动力单元的整体结构的纵剖视图，图示的电动动力单元1装设于电动汽车(ev车)。另外，在图1中，将箭头方向如图示那样分别设为“上下”方向、“左右”方向(车辆宽度方向)。
[0015]
在本实施方式的电动动力单元1中，在形成于铝压铸制的壳体2内的右半部分的马达收纳部(马达室)sm中收纳有作为驱动源的马达10，在形成于壳体2内的左半部分的齿轮收纳部(齿轮室)sg中收纳有减速机构20和差速机构(差动机构)30。另外，在形成于壳体2的上部的逆变器收纳部si中收纳有未图示的逆变器。另外，逆变器将来自作为直流电源的未图示的电池的直流电流转换为交流电流并供给到电动马达10，构成为包括igbt等控制元件。
[0016]
在此，上述电动马达10是三相交流马达，包括与贯通其中心的中空的轴(马达轴)11一起旋转的转子12和固定设置在该转子12的周围的圆筒状的定子13。在此，轴11沿图1的左右方向(车辆宽度方向)水平配置，固定在其外周的转子12包括转子芯12a和埋设在该转子芯12a中的未图示的永磁铁。另外，定子13包括定子铁芯13a和线圈13b，线圈13b与逆变器电连接。
[0017]
但是，在齿轮收纳部sg内，副轴21和左右的输出轴22l、22r与轴11平行地配置，上述减速机构20由第一齿轮23、直径大小不同的第二齿轮24及第三齿轮25和大径的齿圈26构成，其中，所述第一齿轮23固接于面向齿轮收纳部sg内的左端部的外周；所述第二齿轮24及所述第三齿轮25固接于副轴21；所述齿圈26固接于上述差速器机构30的差速壳体3。在此，
第一齿轮23与第二齿轮24相互啮合，第三齿轮25与齿圈26相互啮合。
[0018]
上述差速器机构30起到在车辆转弯时等吸收左右驱动轮的旋转差并分别向左右输出轴22l、22r传递动力的功能，由于其结构是公知的，因此在此省略详细说明，在差速器壳体31内收纳有一对小齿轮和与各小齿轮啮合的侧齿轮。另外，在壳体2的齿轮收纳部sg内的底部设有油盘p，在该油盘p中贮存有规定量的油。并且，齿圈26的一部分(外周部)浸渍在储存于该油盘p的油中。
[0019]
另外，在本实施方式的电动动力单元1中，在壳体2安装有作为辅助设备的油泵40和油冷却器50。在此，油泵40由作为驱动源的泵马达41旋转驱动。另外，在油冷却器50上连接有从未图示的散热器延伸并经过逆变器收纳部si的冷却水配管51，在油冷却器50中，油通过与冷却水的热交换而被冷却。并且，在油冷却器50中用于冷却油的冷却水从冷却水配管51返回到未图示的散热器。这样，冷却水通过在闭回路中连续循环而对收纳于逆变器收纳部si的未图示的逆变器和油进行冷却。
[0020]
在如上构成的电动动力单元1中，当从未图示的电池输出直流电流时，该直流电流通过未图示的逆变器转换为交流电流，当该交流电流供给到电动马达10时，该电动马达10通过电磁感应作用被驱动而旋转。即，电动马达10的转子12和轴11以规定速度被驱动而旋转，其旋转通过减速机构20以规定的减速比被减速并向差动器机构30传递。于是，传递到差动器机构30的旋转被该差动器机构30分配到左右并分别向左右的输出轴22l、2r传递，两个输出轴22l、22r以规定的速度旋转。
[0021]
在此，虽未图示，但左右输出轴22l、22r分别与左右车轴连结，在左右车轴的端部分别安装有左右驱动轮。因此，如上所述，当左右输出轴22l、22r旋转时，分别安装在两个车轴上的未图示的驱动轮分别被驱动而旋转，车辆以规定的速度行驶。
[0022]
如上所述，在驱动电动动力单元1时，通过泵马达41驱动油泵40，并且通过未图示的冷却水泵使冷却水在闭回路中循环。
[0023]
但是，如上所述，由于齿圈26的一部分(外周部)浸渍在设置于壳体2的齿轮收纳部sg的底部的油盘p中贮存的油中，因此，通过该齿圈26的旋转，油盘p内的油被扬起。该被扬起的油的一部分如图1中箭头所示，穿过轴11内并供给到电动马达10的各部分，用于各部分的润滑和冷却。并且，用于电动马达10的各部分的润滑和冷却的油如图1中箭头所示，向油盘p落下而被回收。
[0024]
另外，由齿圈26扬起的另一部分油用于减速机构20和差动器机构30的润滑和冷却之后，向油盘p落下而被回收。并且，油盘p的油的一部分如图1中箭头所示，由油泵40向油冷却器50输送，在油冷却器50中通过与在冷却水配管51中流动的冷却水的热交换而被冷却。然后，如图1中箭头所示，被冷却后的油被送到配置在电动马达10上部的托盘t，从该托盘t溢出的油向电动马达10落下，用于该电动马达10的各部分的润滑和冷却。这样用于电动马达10的各部分的润滑和冷却的油返回到齿轮收纳部sg内底部的油盘p而被回收。
[0025]
[电动动力单元的具体结构]下面根据图2～图6对本发明的电动动力单元1的具体结构进行说明。
[0026]
图2是从右斜后方观察本发明的电动动力单元的立体图，图3是该电动动力单元的右侧视图，图4是从底面侧朝向右斜前方观察该电动动力单元的立体图，图5是从前方观察该电动动力单元的主视图，图6是该电动动力单元的仰视图。另外，在图2～图6中，将箭头方
向如图示那样分别设为“前后”、“左右”以及“上下”方向。
[0027]
如图1所示，在电动动力单元1的壳体2内的右半部分收纳有电动马达10，在左半部分收纳有减速机构20和差动器机构30，但在壳体2的左右形成有未图示的开口部。而且，如图2所示，在壳体2的左右的开口部的周缘上分别形成有凸缘部2a、2b，在右侧的凸缘部2a上通过未图示的多个螺栓可装卸地安装有马达罩3，在左侧的凸缘部2b上通过未图示的多个螺栓可装卸地安装有齿轮罩4。即，壳体2的右侧的开口部被马达罩3封堵，左侧的开口部被齿轮罩4封堵。
[0028]
另外，如图2所示，在壳体2的后表面的左右方向(车辆宽度方向)中央部一体地形成有大致矩形块状的油冷却器安装部2c，在该油冷却器安装部2c上安装有油冷却器50。而且，在壳体2的后表面的油冷却器安装部2c的斜右下一体地形成有泵安装部2d，在该泵安装部2d上安装有油泵40。另外，如图2所示，在油冷却器安装部2c上，沿左右方向形成有用于使左右输出轴22l、22r(参照图1)贯通的圆孔2e。
[0029]
进而，如图2及图3所示，在壳体2的后部上表面一体地形成有凸缘部2f，由该凸缘部2f包围的空间构成图1所示的逆变器收纳部si。并且，在该逆变器收纳部si中收纳有未图示的逆变器。
[0030]
逆变器收纳部si(参照图1)的上表面开口，该上表面开口部由逆变器罩5封堵，所述逆变器罩5通过未图示的多个螺栓可装卸地安装于凸缘部2f。另外，逆变器罩5也通过铝压铸一体成形。
[0031]
但是，在本实施方式的电动动力单元1的壳体2中，如图4～图6所示，在前面和底面上分别立设有沿轴向(左右方向、即车辆宽度方向)平行延伸的第一轴向肋6和第二轴向肋7，这些各第一轴向肋6和第二轴向肋7的轴向两端分别与一体地形成于壳体2的左右的凸缘部2a、2b连结。这样，通过各第一轴向肋6和各第二轴向肋7的轴向两端分别与壳体2的刚性高的左右的凸缘部2a、2b连结，以提高这些第一轴向肋6和第二轴向肋7的刚性，其结果是，壳体2自身的刚性得到提高。
[0032]
而且，由壳体2的前面和底面的左右的凸缘部2a、2b和第一轴向肋6及第二轴向肋7包围的矩形部分成为多边形肋区域s1、s2，在这些多边形肋区域s1、s2分别整齐地形成有多个多边形肋(在本实施方式中为六边形肋，以下称为“蜂窝肋”)8。
[0033]
另外，分别形成于壳体2的前表面和底面的多边形肋区域s1、s2彼此通过沿与轴线垂直的方向(周向)延伸的多个(在本实施方式中为三个)周向肋9连接。更详细地说，在本实施方式中，三个周向肋9相互平行地沿着左右方向(车辆宽度方向)以适当的间隔且遍及两个多边形肋区域s1、s2的周向整体而一体地形成，各周向肋9穿过蜂窝肋8的中心。而且，如图4及图6所示，在壳体2的前表面，在三个周向肋9的各长度方向中间部分别一体地形成有圆筒状的凸台2g、2h。
[0034]
如上所述，在本实施方式中，由于在由壳体2的前面和底面的各第一轴向肋6和各第二轴向肋7以及左右的凸缘部2a、2b划分的多边形肋区域s1、s2上分别形成多个蜂窝肋8，所以壳体2的前面和底面的刚性得到提高，其结果是，壳体2整体的刚性得到提高。在此，分别划分各多边形肋区域s1、s2的各两个第一轴向肋6和第二轴向肋7与厚度较厚且刚性较高的左右凸缘部2a、2b连结，各多边形肋区域s1、s2通过三个周向肋9相互连接，而且，在各多边形肋区域s1、s2分别形成有多个蜂窝肋8。因此，形成有各多边形肋区域s1、s2的壳体2的
前面和底面的刚性得到提高，进而壳体2整体的刚性得到有效地提高。特别是，在本实施方式中，由于在配置于壳体2的前表面的多边形肋区域s1的三个周向肋9的长度方向中间部一体地形成有刚性高的凸台2g、2h，因此周向肋9的刚性通过凸台2g、2h而被提高。另外，在各多边形肋区域s1、s2中，使三个周向肋9穿过蜂窝肋8的中心，因此能够良好地保持壳体2的左右方向(车辆宽度方向)的刚性的平衡。
[0035]
如上所述，壳体2的刚性得到提高，其结果是，即使在壳体2由于作为加振源的电动马达10的驱动时的振动或减速机构20的各齿轮23、24、25、26的啮合引起的振动而共振的情况下，也能够将伴随该壳体2的共振的噪音水平抑制得较低。
[0036]
在此，在图7中将本发明的电动动力单元1的马达转速与噪音水平的关系与现有技术的电动动力单元的关系进行对比示出，本发明的电动动力单元1的噪音水平如图7中实线a所示，在马达转速的整个范围内被抑制得比图7中虚线b所示的以往的噪音水平低(具体而言，低4db左右)。
[0037]
另外，若设圆周率为π、质量为m、弹簧常数(刚性)为k，则产生共振的固有振动频率f能通过下面的公式、即f＝1/2π
·
(k/m)
1/2
求出，所以当提高刚性(弹簧常数k)时，如图7所示，1次、2次、3次
…
的共振点(噪音水平的峰值出现的点)向高转速侧移动。
[0038]
另外，以上对将本发明应用于装设于电动汽车(ev车)的电动动力单元的方式进行了说明，但本发明也同样能够应用于装设于混合动力车辆(hev车)或插电式混合动力车辆(phv车)等的电动动力单元。
[0039]
另外，在以上的实施方式中，将多边形肋区域s1、s2设置在壳体2的前面和底面这两个面，但多边形肋区域也可以设置在壳体2的任意的面。而且，在以上的实施方式中，将形成于多边形肋区域s1、s2的多边形肋8设为正六边形的蜂窝肋，但多边形肋的形状是任意的，只要是包含三角形、四边形、五边形等的多边形，就能够采用任意的形状。
[0040]
进而，在以上的实施方式中，将周向肋9设为三个，但该周向肋9的数量是任意的，并不限定于三个。
[0041]
此外，本发明的应用并不限定于以上说明的实施方式，当然可以在权利要求书、说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。(符号说明)
[0042]
1 电动动力单元2 壳体2a、2b 壳体的凸缘部2g，2h 壳体的凸台6 第一轴向肋7 第二轴向肋8 蜂窝肋(多边形肋)9 周向肋10 电动马达20 减速机构30 差速器机构s1、s2 多边形肋区域。