电动动力单元的制作方法

1.本发明涉及将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变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电动马达的电动动力单元的振动较大的情况下，会给乘员带来令人不快的振动和噪声，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：通过该电动马达的磁构造使气隙的距离在定子芯的各齿前端变化、抵消在定子芯处产生的特定的电磁激振力成分而使振动降低的方法(参照专利文献1)，通过电流控制使在定子芯处产生的电磁力抵消而使特定次数的振动降低的方法(参照专利文献2)等。
5.另外，还已知有提高收容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.而且，在专利文献4中，提出了如下结构：使将包含发动机的动力装置支承于车架的橡胶支架经由发动机侧支架托架接合于动力装置，通过由发动机侧支架托架、经由支柱接合于车辆车架侧支架托架的电磁铁构成的约束装置，约束橡胶支架的运动而提高该橡胶支架的弹性刚性，将发动机起动和停止时产生的动力装置的振动抑制得较低。现有技术文献专利文献
7.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


技术实现要素：

发明要解决的技术问题
8.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。
9.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。用于解决技术问题的技术方案
10.为了实现上述目的，本发明提供了一种电动动力单元，在壳体内具备马达收容部和齿轮收容部，在所述壳体的侧壁上形成有逆变器收容部和辅机安装部，所述辅机安装部由至少具有第一垂直面和第一水平面的突出的部分构成，该突出的部分形成于所述壳体的形成所述马达收容部和所述齿轮收容部的侧壁之一，在所述辅机安装部的朝向轴向一侧的所述第一垂直面上形成有沿水平方向延伸的第一肋，在所述辅机安装部的与所述逆变器收容部相邻的第一水平面上，形成有连接该第一水平面和所述逆变器收容部的相对于所述第一水平面沿垂直方向延伸的第二肋。发明效果
11.根据本发明，在壳体的形成马达收容部和齿轮收容部的侧壁中的一个上形成矩形块状的辅机安装部，通过第一肋和第二肋加强该辅机安装部，因此，壳体的侧壁的刚性提高，由该壳体的共振引起的膜振动被抑制得较低。其结果是，能够将伴随壳体的膜振动而产生的噪音水平抑制得较低。
附图说明
12.图1是示意性地表示本发明的电动动力单元的整体结构的从车辆后方观察的纵剖视图。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视图。图4是从右斜后方观察本发明的电动动力单元的立体图(卸下油冷却器的状态)。图5是本发明的电动动力单元的后视图(卸下油冷却器的状态)。图6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表示的图。
具体实施方式
13.以下，基于附图说明本发明的实施方式。
14.[电动动力单元的基本结构和作用]图1是示意性地表示本发明的电动动力单元的整体结构的从车辆后方观察的纵剖视图，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(车宽方向)。
[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容部(马达室)sm中收容有作为驱动源的电动马达10，在形成于壳体2内的左半部分的齿轮收容部(齿轮室)sg中收容有减速机构20和差速器机构(差速器机构)30。另外，在形成于壳体2的上部的逆变器收容部si中收容有未图示的逆变器。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变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，具备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(车宽方向)水平配置，固定在其外周的转子12具有转子芯12a和埋设在该转子芯12a中的未图示的永磁铁。另外，定子13具备定子芯13a和线圈13b，线圈13b与逆变器电连接。
[0017]
但是，在齿轮收容部sg内，副轴21及左右的输出轴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和第三齿轮25以及大直径的齿圈26构成，第一齿轮23与轴11的面对齿轮收容部sg内的左端部的外周结合，第二齿轮24及第三齿轮25与副轴21结合，齿圈26与上述差速器机构30的差速器壳体31结合。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内收容有一对小齿轮和与各小齿轮啮合的半轴齿轮。另外，在壳体2的齿轮收容部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上安装有作为辅机的油泵40和油冷却器50。在此，油泵40由作为驱动源的泵马达41驱动而旋转。另外，在油冷却器50上连接有从未图示的散热器延伸并通过逆变器收容部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容于逆变器收容部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变换为交流电流，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速器机构30传递。于是，传递到差速器机构30的旋转被该差速器机构30分配到左右并分别传递到左右的输出轴22l、2r，两输出轴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分别与左右车轴连接，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，齿圈26的一部分(外周部)浸渍在壳体2的齿轮收容部sg的底部所设有的油盘p所贮存的油中，因此，通过该齿圈26的旋转，油盘p内的油被搅起。该被搅起的油的一部分如图1中箭头所示，通过轴11内供给到电动马达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搅起的另一部分油用于减速机构20和差速器机构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容部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视图，图4是从右斜后方观察该电动动力单元的立体图(卸下油冷却器的状态)，图5是该电动动力单元的后视图(卸下油冷却器的状态)。
[0027]
如图1所示，形成于电动动力单元1的壳体2内的右半部分的马达收容部sm收容有电动马达10，形成于左半部分的齿轮收容部sg收容有减速机构20和差速器机构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堵塞，左侧的开口部被齿轮罩4堵塞。
[0028]
另外，如图2所示，在壳体2的后表面的左右方向(车宽方向)中央部一体地形成有大致矩形块状的辅机安装部2c，在该辅机安装部2c上安装有作为辅机的油冷却器50。而且，在壳体2的后表面的辅机安装部2c的斜右下一体地形成有另一辅机安装部2d，在该辅机安装部2d上安装有作为辅机的油泵40。另外，如图2所示，在辅机安装部2c上沿左右方向形成有用于供左右输出轴22l、22r(参照图1)贯通的圆孔2e。
[0029]
而且，如图2及图3所示，在壳体2的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所示的逆变器收容部si。并且，在该逆变器收容部si中收容有未图示的逆变器。
[0030]
逆变器收容部si(参照图1)的上表面开口，该上表面开口部由通过未图示的多个螺栓可装卸地安装于凸缘部2f的逆变器罩5封闭。另外，逆变器罩5也通过铝压铸一体成形。
[0031]
另外，在本实施方式的电动动力单元1的壳体2中，在划分马达收容部sm和齿轮收容部sg的侧壁之一、在本实施方式中为后壁的大致中央部，一体地形成有矩形块状的上述辅机安装部2c。如图2所示，在该辅机安装部2c上安装有作为辅机的油冷却器50，如图4及图5所示，在该辅机安装部2c的四角一体地形成有开口有冷却水通路51a的凸台2a。
[0032]
而且，在上述辅机安装部2c的左右的垂直面2c1、2c2中的、图4及图5中左侧的第一垂直面2c1上，形成有沿水平方向延伸的上下两个第一肋6。另外，在辅机安装部2c的与逆变器收容部si(参照图1)相邻的第一水平面(上表面)2c3上，形成有连接该第一水平面2c3和逆变器收容部si的凸缘部2f的纵向的三个第二肋7。
[0033]
另外，如图4及图5所示，在辅机安装部2c的与第一水平面(上表面)2c3相反侧(下侧)的第二水平面(下表面)2c4上，形成有沿上下方向延伸的三个第三肋8。而且，在壳体2的后壁的左右方向上与辅机安装部2c相邻的部分、具体而言是辅机安装部2c的上部右侧部分，形成有沿左右方向大致水平地延伸的第四肋9。
[0034]
另外，如上所述，在辅机安装部2c上形成有供左右一对输出轴22a、22b沿轴向(图4及图5的左右方向)贯通的圆孔2e。而且，在形成于壳体2的后壁上的辅机安装部2c的后视下的右斜下方，一体地形成有另一辅机安装部2d，在该辅机安装部2d上，如上所述地安装有作为辅机的油泵40。
[0035]
如上所述，在本实施方式中，在作为划分壳体2的马达收容部sm和齿轮收容部sg的侧壁之一的后壁上形成矩形块状的辅机安装部2c，利用第一肋6、第二肋7以及第三肋8加强该辅机安装部2c，因此，壳体2的后壁的刚性提高，由该壳体2的共振引起的膜振动被抑制得较低。特别是，由于在辅机安装部2c的四角分别一体地形成有凸台2a，因此通过这些凸台2a提高了该辅机安装部2c的刚性。另外，壳体2的后壁也通过第四肋9和用于安装油泵40的辅机安装部2d而提高刚性。
[0036]
如上所述，由于通过提高壳体2的后壁的刚性来提高壳体2整体的刚性，因此能够将该壳体2的共振引起的膜振动抑制得较低，也能够将伴随壳体2的膜振动而产生的噪音水平抑制得较低。
[0037]
在此，在图6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而示出，本发明的电动动力单元1的噪音水平如图6中实线a所示，在马达转速的整个范围内被抑制得比图6中虚线b所示的以往的噪音水平低(具体而言，低8db左右)。
[0038]
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由下式表示：f＝1/2π
·
(k/m)
1/2
因此，当提高刚性(弹簧常数k)时，如图6所示，1次、2次、3次
…
的共振点(出现噪音水平的峰值的点)向高转速侧移动。
[0039]
另外，以上对将本发明应用于装设在电动汽车(ev车)上的电动动力单元1的方式进行了说明，但本发明也同样能够应用于装设在混合动力车辆(hev车)或插电式混合动力车辆(phv车)等上的电动动力单元。
[0040]
另外，在以上的实施方式中，将用于安装油冷却器50的辅机安装部2c形成在壳体2的后壁上，但也可以在壳体2的其他任意的侧壁上形成辅机安装部2c。另外，在以上的实施方式中，作为辅机列举了油泵40和油冷却器50，但辅机安装部2c、2d也可以安装这些油泵40和油冷却器50以外的辅机。
[0041]
另外，形成在辅机安装部2c上的第一肋6和第二肋7以及第三肋8、形成在壳体2的后壁上的第四肋9的数量并不限定于上述实施方式所示的数量，而是任意的。
[0042]
此外，本发明的应用并不限定于以上说明的实施方式，当然能够在权利要求书以及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]
[0043]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电动动力单元2
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壳体2c
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辅机安装部2c1
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辅机安装部的第一垂直面2c3
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辅机安装部的第一水平面2c4
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辅机安装部的第二水平面2d
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另一辅机安装部2e
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圆孔6
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第一肋7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二肋8
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第三肋9
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第四肋10
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电动马达20
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减速机构22l、22r
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输出轴30
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差速器机构40
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油泵(辅机)50
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油冷却器(辅机)sg
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齿轮收容部si
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逆变器收容部sm
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马达收容部。