JP7753280B2

JP7753280B2 - 車両用電動アクスル装置

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Publication number: JP7753280B2
Application number: JP2023045299A
Authority: JP
Inventors: 好久濱中; 壮加藤; 知宏石川; 浩司小川
Original assignee: IJTT Co Ltd
Current assignee: IJTT Co Ltd
Priority date: 2023-03-22
Filing date: 2023-03-22
Publication date: 2025-10-14
Anticipated expiration: 2043-03-22
Also published as: JP2024134874A; US20260070399A1; EP4578681A1; CA3263800A1; WO2024195405A1

Description

本開示は車両用電動アクスル装置に関する。

トラック等の車両で採用されているリジッドアクスルサスペンションシステムでは、ディファレンシャル装置を収容したアクスルハウジングを車体に対しリーフスプリング等のバネを介して連結している。そして近年、このアクスルハウジングに減速機と電動機を一体的に取り付け、車両用電動アクスル装置として構成する例が見られる。この車両用電動アクスル装置を用いれば、既存の車両を比較的容易に電動化できる。

特開２０１７－１５０６５８号公報特開２０２１－２４３２７号公報

ところで、電動機にはその回転を制御するためのインバータが電気的に接続される。インバータは電気部品であるため、振動から保護する必要がある。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、インバータを振動から保護することができる車両用電動アクスル装置を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
ディファレンシャル装置を収容するためのアクスルハウジングと、
前記アクスルハウジングに取り付けられた減速機と、
前記減速機に取り付けられた電動機と、
前記減速機および前記電動機の少なくとも一方に取り付けられたインバータと、
前記インバータに取り付けられたダイナミックダンパーと、
を備えたことを特徴とする車両用電動アクスル装置が提供される。

好ましくは、前記インバータは、前記減速機および前記電動機の少なくとも一方のハウジングの上に取り付けられ、
前記ダイナミックダンパーは、前記インバータの上面部に取り付けられる。

好ましくは、前記インバータは、下部と、前記下部の上に設けられ平面視で前記下部より小さい上部とを有し、
前記ダイナミックダンパーは、前記上部が設けられていない前記下部の上面部に取り付けられる。

好ましくは、前記ダイナミックダンパーは、弾性部材と、前記弾性部材に埋設された質量体とを備える。

好ましくは、前記弾性部材および前記質量体における長さは幅よりも大きくされる。

好ましくは、前記ダイナミックダンパーは、前記インバータに取り付けられ折り返し形状の断面形状を有するブラケットを備え、
前記弾性部材は、前記ブラケットの内表面部に固定され、前記弾性部材の幅方向両端側の側面部は前記ブラケットに固定され、長さ方向両端側の端面部は前記ブラケットに固定されない。

好ましくは、前記ダイナミックダンパーの取付状態において、前記弾性部材の長さ方向は前記車両の左右方向または前後方向と平行とされる。

本開示によれば、インバータを振動から保護することができる。

本開示の基本実施形態に係る電動アクスル装置を示す概略斜視図である。電動アクスル装置の動力伝達系を示すスケルトン図である。インバータの取付部の構成を示す分解斜視図である。インバータを取り付ける前の電動アクスル装置を示す平面図である。インバータを取り付けた後の電動アクスル装置を示す平面図である。ダイナミックダンパーを示す斜視図である。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。ダイナミックダンパーの取付方法を示す分解斜視図である。第１変形例の電動アクスル装置を示す概略斜視図である。第１変形例におけるダイナミックダンパーの取付状態を示す斜視図である。第２変形例の電動アクスル装置を示す概略斜視図である。第２変形例の電動アクスル装置を示す平面図である。第３変形例のダイナミックダンパーを示す斜視図である。図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ断面図である。第４変形例におけるインバータの取付部の構成を示す縦断面図である。第４変形例の変形例におけるインバータの取付部の構成を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

［基本実施形態］
図１は、本開示の基本実施形態に係る電動アクスル装置を示す概略斜視図である。電動アクスル装置１００は車両に適用され、本実施形態ではトラックに適用されるよう構成されている。但し車両の種類は任意である。電動アクスル装置１００は、左右の後輪（図示せず）を駆動すべく構成され、後輪用リジッドアクスル（もしくは車軸懸架式）サスペンションシステムの一部を構成する。

便宜上、前後左右上下の各方向を図示の通り定める。これら各方向は車両の各方向と一致する。

電動アクスル装置１００は、ディファレンシャル装置を収容するためのアクスルハウジング１と、アクスルハウジング１に取り付けられた減速機２と、減速機２に取り付けられた電動機３と、減速機２および電動機３の少なくとも一方に取り付けられたインバータ４と、インバータ４に取り付けられたダイナミックダンパー（動吸振器）５０とを備える。本実施形態の電動アクスル装置１００はディファレンシャル装置を含まないが、これを含んでもよい。

図２は、ディファレンシャル装置５を含む電動アクスル装置１００の動力伝達系を示すスケルトン図である。減速機２は、ギヤ機構６と、ギヤ機構６を収容するハウジングすなわち減速機ハウジング７とを含む。電動機３は、ステータおよびロータ等の電気部品（図示せず）と、この電気部品を収容するハウジングすなわち電動機ハウジング８とを含む。減速機ハウジング７はアクスルハウジング１にボルト等によって着脱可能に取り付けられる。電動機ハウジング８は減速機ハウジング７にボルト等によって着脱可能に取り付けられる。

ギヤ機構６は、電動機３の出力軸９に同軸に連結される駆動軸１０と、駆動軸１０に平行に設けられた減速軸１１と、駆動軸１０および減速軸１１にそれぞれ取り付けられ互いに噛合される駆動ギヤ１２および減速ギヤ１３と、減速軸１１に取り付けられたドライブギヤ１４と、減速機ハウジング７に固定され駆動軸１０および減速軸１１を回転可能に支持する複数の軸受１５とを備える。減速ギヤ１３の歯数は駆動ギヤ１２の歯数より多くされる。減速軸１１は駆動軸１０より後方に位置される。

ディファレンシャル装置５は、周知のように、ディファレンシャルケース１６と、アクスルハウジング１に固定されディファレンシャルケース１６を回転可能に支持する複数の軸受１７と、ディファレンシャルケース１６に固定されドライブギヤ１４に噛合されるドリブンギヤ１８とを備える。またディファレンシャル装置５は、ディファレンシャルケース１６内に回転可能に支持された複数のディファレンシャルピニオンギヤ１９と、ディファレンシャルケース１６内に回転可能に支持され複数のディファレンシャルピニオンギヤ１９に噛合される左右のサイドギヤ２０とを備える。左右のサイドギヤ２０にはそれぞれ左右のアクスルシャフト２１が連結される。これら左右のサイドギヤ２０と、左右のアクスルシャフト２１とは、同軸に配置される。

ドライブギヤ１４およびドリブンギヤ１８は平行軸式のギヤ（スパーギヤ、ヘリカルギヤ等）とされる。これにより、交差軸式のギヤ（かさ歯車等）とした場合と比べて、製作が容易となり、振動騒音性能の向上が図れる。なお、駆動ギヤ１２および減速ギヤ１３も平行軸式のギヤとされる。

代替的に、駆動ギヤ１２および減速ギヤ１３と、ドライブギヤ１４およびドリブンギヤ１８とを交差軸式のギヤとしてもよい。

電動機３の出力軸９の中心を電動機中心Ｃ１という。また減速機２の駆動軸１０の中心を減速機中心Ｃ２という。またアクスルシャフト２１の中心をアクスルシャフト中心Ｃ３という。電動機中心Ｃ１と減速機中心Ｃ２は平行、特に同軸であり、電動機中心Ｃ１とアクスルシャフト中心Ｃ３は平行である。

図１に示すように、本実施形態のアクスルハウジング１はバンジョウ型であり、ディファレンシャルケース１６を収容するディファレンシャルケース収容部２２と、左右のアクスルシャフト２１をそれぞれ収容する左右のアクスルシャフト収容部２３とを一体的に有する。各アクスルシャフト収容部２３の先端部にはアクスルハブ（図示せず）等を連結するためのフランジ２４が一体に設けられている。また各アクスルシャフト収容部２３の先端上部にはリーフスプリング等のバネを着座させるためのバネ座２５が一体に設けられている。

ディファレンシャルケース収容部２２の前面部に減速機２ないし減速機ハウジング７が取り付けられている。また減速機２ないし減速機ハウジング７の左側面部に電動機３ないし電動機ハウジング８が取り付けられている。減速機ハウジング７および電動機ハウジング８の取付部にはそれぞれフランジ２６，２７が設けられている。これらフランジ２６，２７がボルト等（図示せず）により互いに着脱可能に取り付けられる。

減速機ハウジング７は概ね四角箱状に形成され、電動機ハウジング８は概ね円筒状に形成されている。減速機ハウジング７において、左右の幅寸法は、上下の高さ寸法および前後の奥行き寸法より小さくされ、高さ寸法および奥行き寸法はほぼ同等とされている。電動機ハウジング８は、電動機中心Ｃ１と同軸の円筒状とされると共に、その電動機中心方向の右端（一端）がフランジ２７に一体的に結合され、左端（他端）が閉止されている。

インバータ４は周知のように、電動機３の回転を制御するための電気部品である。本実施形態において、インバータ４は電動機３に取り付けられる。

インバータ４は概ね、上下２段の四角箱状に形成されており、左右の幅寸法Ｗ、上下の高さ寸法Ｈおよび前後の奥行き寸法Ｌを有する。高さ寸法Ｈは幅寸法Ｗおよび奥行き寸法Ｌより小さくされ、幅寸法Ｗは奥行き寸法Ｌより若干大きくされる。またインバータ４は、下部４Ａと、下部４Ａの上に設けられ平面視で下部４Ａより小さい上部４Ｂとを有する。本実施形態のインバータ４は、平面視で大きい直方体の下部４Ａの上に、小さい直方体の上部４Ｂを組み合わせたような形状とされる。下部４Ａは前述の幅寸法Ｗと奥行き寸法Ｌを有する。上部４Ｂは、下部４Ａの幅寸法Ｗと略等しい幅寸法ＷＢと、下部４Ａの奥行き寸法Ｌより小さい奥行き寸法ＬＢとを有し、上部４Ｂの後端縁に沿って配置されている。下部４Ａの高さ寸法と上部４Ｂの高さ寸法との合計がＨである。上部４Ｂの前面右端部からは複数（２本）の放熱部材２８が突出されている。

本実施形態において、インバータ４は、電動機ハウジング８の上に取り付けられる。電動機ハウジング８に、上方に向かって起立するボス２９が設けられ、インバータ４はボス２９に取り付けられる。特に、インバータ４の底面部３３には側方に向かって突出するフランジ３０が設けられ、フランジ３０がボス２９に取り付けられる。

図３および図４にも示すように、ボス２９は、電動機ハウジング８から上方に向かって起立する円柱状ボスであり、その上端面にはボルト３１が螺合される雌ネジ穴であるボス穴３２が設けられている。ボス２９は電動機ハウジング８に溶接または一体成形等の方法で設けられるが、他の方法で設けられてもよい。インバータ４は概ね、平面視における四角形の四隅の箇所において取り付けられることから、これに対応してボス２９も計４つ設けられる。ボス２９上にインバータ４が取り付けられたときにインバータ４が電動機ハウジング８から上方に離間され、電動機ハウジング８に干渉せず、電動機ハウジング８から浮いた状態となるよう、ボス２９の位置および長さが設定されている。

インバータ４の下部４Ａに底面部３３が形成される。この底面部３３は平面視で幅寸法が奥行き寸法より長い長方形に形成される。底面部３３から、前後の側面部３４（図３では前側のみ示す）と、左右の側面部３５（図３では左側のみ示す）とが垂直に立ち上がっている。前後の側面部３４間の奥行きは底面部３３の奥行きより若干小さく、左右の側面部３５間の幅も底面部３３の幅より若干小さい。よって底面部３３は、前後の側面部３４および左右の側面部３５から水平方向外側に突出される格好となる。ここで外側とは、平面視における底面部３３の幾何学的中心から離れる方向をいう。底面部３３は、その最も外側に位置される前後左右の底面部端面３６と、端面３６と側面部３４，３５との間に延びる底面部上面３７とを有する。

図５にも示すように、フランジ３０は概ね、平面視における底面部３３の四隅の箇所に設けられる。詳しくは、フランジ３０は、底面部３３の前後の端縁部における左右の端部に、溶接、鋳込み等の方法で一体的に設けられている。なおフランジ３０はネジ止め等の他の方法で設けられてもよい。前後左右の計４つのフランジ３０が前後対称かつ左右対称に配置される。よってここでは図３に示す左前のフランジ３０についてのみ詳しく述べる。

フランジ３０は、平面視において先端部が丸められたＵ字状に形成され、ボルト３１が挿通される貫通穴としてのフランジ穴３８を有する。フランジ３０の高さ方向の厚さｔ１は底面部３３の厚さｔ２より厚くされる。インバータ４の前側の側面部３４と底面部上面３７と底面部端面３６とにより形成される段差形状に合わせて、フランジ３０の基端部も段差形状とされる。すなわち、フランジ３０の基端部には、段差形状を形成する上側端面３９、中間段差面４０および下側端面４１が形成される。上側端面３９が側面部３４に固定もしくは一体的に固着され、中間段差面４０が底面部上面３７に固定もしくは一体的に固着され、下側端面４１が底面部端面３６に固定もしくは一体的に固着される。この構成により、フランジ３０を底面部３３に強固に固定もしくは一体的に固着することができる。

フランジ３０の底面は、インバータ４の底面部３３の底面と面一とされる。平面視におけるフランジ３０の先端部の曲率半径は、ボス２９の半径と同等か、それより若干小さくされる。

図１および図３に示すように、インバータ４を電動機３ないし電動機ハウジング８に取り付けるときには、インバータ４の四隅のフランジ３０を４つのボス２９の上にそれぞれ載置、着座させ、フランジ穴３８がボス穴３２に同軸になるよう位置合わせする。そしてフランジ３０およびボス２９の各組において、ボルト３１をフランジ穴３８に上方から挿入し、ボス穴３２に締め付ける。これによりインバータ４の取り付けが完了し、インバータ４は、電動機ハウジング８から若干上方に離間された（浮いた）状態で、電動機ハウジング８に取り付けられる。これにより、インバータ４が電動機３ないし電動機ハウジング８から直接的に振動を受けずに済み、インバータ４の耐久性を向上することができる。

図４は、インバータ４を取り付ける前の電動アクスル装置１００（アクスルハウジング１、減速機２および電動機３）を示す。これに対し、図５は、インバータ４を取り付けた後の電動アクスル装置１００を示す。図５に示すように、インバータ４は、電動機ハウジング８のフランジ２７から僅かに左側に離間して取り付けられる。これによりインバータ４とフランジ２７の干渉を防止し、インバータ４がフランジ２７から直接的に振動を受けることを回避して、インバータ４の耐久性を向上することができる。

一般に、インバータは車体側に取り付けられ、電動機とインバータはケーブルにより接続される。しかし、電動機からインバータまでの距離が長い場合、比較的長いケーブルを所定のルートに沿って配索しなければならず、組立性の点で難がある。

また、車両走行時にアクスルハウジングが昇降し、これに追従して電動機も昇降する。一方、インバータは車体側に固定されている。そのため、インバータに対する電動機の昇降に追従してケーブルが繰り返し変形しなければならず、ケーブルが損傷または断線する虞がある。また、ケーブルをインバータおよび電動機に接続するコネクタにも無用の負荷が掛かり、コネクタ接続部が損傷する虞がある。これらはいずれも信頼性の低下に繋がる。

しかし、本実施形態では、インバータ４が電動機３に取り付けられる。そしてインバータ４と電動機３が、これらの外部に位置された図示しないケーブルにより電気的に接続される。インバータ４と電動機３の距離が短いので、ケーブルの配索および接続は非常に容易である。よって、組立性を大幅に向上することができる。

また、車両走行時にアクスルハウジング１および電動機３が昇降したとき、インバータ４も電動機３に追従して一体となって昇降する。このため、インバータ４と電動機３の間に相対移動は生じず、昇降時におけるケーブルの変形を防止できる。よって両者の相対移動に起因してケーブルが損傷または断線することを防止できる。また、ケーブルをインバータ４および電動機３に接続するコネクタにも無用の負荷を掛けずに済み、コネクタ接続部の損傷も防止できる。こうして信頼性を大幅に向上することができる。

ところで、車両走行時にアクスルハウジング１がアクスルシャフト中心Ｃ３回りに捩れる（ワインドアップする）ことがあるが、この捩れに起因して電動機３がアクスルシャフト中心Ｃ３回りに振動することがある。このときにも、インバータ４が電動機３に取り付けられているので、両者の相対移動は生じず、ケーブルおよびコネクタ接続部の損傷を防止できる。

本実施形態では、インバータ４を電動機ハウジング８の上で下方から複数箇所（４箇所）で支持するので、インバータ４を安定的に支持することができる。

次に、ダイナミックダンパー５０について説明する。ダイナミックダンパー５０は、車両走行時に発生するインバータ４の振動を抑制し、インバータ４を振動から保護するためのものである。

図６～図８に示すように、ダイナミックダンパー５０は、インバータ４に取り付けられ折り返し形状の断面形状を有するブラケット５１と、ブラケット５１の内表面部に固定された弾性部材５２と、弾性部材５２に埋設された質量体５３とを備える。ダイナミックダンパー５０は、長さＬｄと幅Ｗｄと高さＨｄとを有し、長さＬｄが幅Ｗｄよりも大きくされる。ここでは、ダイナミックダンパー５０の長さＬｄ、幅Ｗｄおよび高さＨｄに沿った方向を長さ方向、幅方向および高さ方向という。またダイナミックダンパー５０の各要素に関して、長さ方向、幅方向および高さ方向の寸法をそれぞれ長さ、幅および高さという。

ブラケット５１は、金属（例えば鉄）製の板材を折り曲げて形成される。ブラケット５１は、長さ方向に沿った仮想的な折り曲げ線に沿って折り曲げられ、概ね、高さ方向の下方が開放されたコ字状、もしくは角張ったＵ字状の断面形状を有する。またブラケット５１の長さ方向両端側は開放されている。ブラケット５１の幅方向両端側における下端には、それぞれ幅方向外側に突出するフランジ５４が形成され、このフランジ５４がボルト５５によってインバータ４に取り付けられる。幅方向両端側のフランジ５４には、貫通穴であるフランジ穴５６がそれぞれ複数（２つ）ずつ設けられ、各フランジ穴５６にボルト５５が上方から挿通され、インバータ４の雌ネジ穴である取付穴５７に締め付けられる。

弾性部材５２は、ゴム等の弾性材料により形成され、接着、鋳込み等の方法でブラケット５１に一体的に固着される。弾性部材５２は、扁平な直方体形状に形成されると共に、ブラケット５１の内表面部に嵌合され一体的に固着される。弾性部材５２は、ブラケット５１の上面部５１Ａと、幅方向両端側の側面部５１Ｂとの内表面部ないし裏側面に固着される。弾性部材５２の高さは、ブラケット５１の内表面部の高さより小さい。よってダイナミックダンパー５０が取り付けられたとき、弾性部材５２の下面部はインバータ４に接触せず、インバータ４から離間されている。よって弾性部材５２の高さ方向の自由振動が許容され、弾性部材５２の機能を十分発揮できる。弾性部材５２の長さはブラケット５１の長さより僅かに短く、弾性部材５２がブラケット５１から長さ方向にはみ出さないようになっている。

質量体５３は、金属（例えば鉄）製の板材もしくはブロック材により、弾性部材５２より一回り小さい扁平な直方体形状に形成されると共に、弾性部材５２の内部かつ中心部に完全に埋設されている。なお、質量体５３の一部が弾性部材５２に埋設されず露出されてもよい。質量体５３は弾性部材５２より小さい長さと幅と高さとを有する。

図から分かるように、弾性部材５２および質量体５３における長さは幅よりも大きくされる。また、弾性部材５２の幅方向両端側の側面部はブラケット５１の両側面部５１Ｂに固定されているが、長さ方向両端側の端面部はブラケット５１に固定されていない。つまり、弾性部材５２はブラケット５１により幅方向に拘束されているが、長さ方向には実質的に拘束されていない。よって弾性部材５２および質量体５３のユニット（質量体ユニットという）は、幅方向には振動し難いが、長さ方向には振動し易いという特性を有する。よってダイナミックダンパー５０は、幅方向より長さ方向の方が制振性能に優れるという指向性を有する。

ダイナミックダンパー５０は、インバータ４の上面部に取り付けられる。詳しくはダイナミックダンパー５０は、インバータ４のうち、上部４Ｂが設けられていない下部４Ａの上面部４Ａｕに取り付けられる。従って計４つの取付穴５７は下部４Ａの上面部４Ａｕに設けられる。

本実施形態の場合、上部４Ｂの奥行き寸法ＬＢが下部４Ａの奥行き寸法Ｌより小さくされ、上部４Ｂが下部４Ａの後端縁部に沿って配置される。そのため、上部４Ｂの前方かつ下部４Ａの上方は空きスペースとなっており、この空きスペースを有効利用してダイナミックダンパー５０が設置される。これにより、インバータ４にダイナミックダンパー５０を設置した場合でも全体の大きさを徒に拡大せずに済み、コンパクト化を図れる。

本実施形態では、ダイナミックダンパー５０がインバータ４に横向きに取り付けられる。ここでインバータ４の向きとは、インバータ４の長さＬｄ方向の向きをいい、横向きとは、ダイナミックダンパー５０の長さＬｄ方向が車両の左右方向に平行になるような向きをいう。従ってダイナミックダンパー５０の取付状態において、弾性部材５２および質量体５３の長さ方向は車両の左右方向と平行とされる。

ダイナミックダンパー５０は任意の向きに取り付けることができるが、前述の指向性のため、最も制振効果の高い向きが存在する。本実施形態ではこうした向きを試験等を通じて把握し、その結果を踏まえて横向きとしている。但し、車両の種類および使用状況、インバータ４の設置方法等に応じて制振効果の高い向きは異なると考えられるため、こうした向きの変化に対応して設置の向きを最適に設定するのが好ましい。

ダイナミックダンパー５０の取り付けに際しては、下部４Ａの上面部４Ａｕ上にフランジ５４が着座され、フランジ穴５６の位置が取付穴５７の位置に合わせられる。そして各フランジ穴５６にボルト５５が上方から挿通され、インバータ４の取付穴５７に締め付けられる。これによりダイナミックダンパー５０の取り付けが完了する。

ダイナミックダンパー５０が下部４Ａの上面部４Ａｕからはみ出さないよう、ダイナミックダンパー５０の幅Ｗｄは、上部４Ｂの前方に位置する下部４Ａの上面部４Ａｕの長さ（Ｌ方向）寸法と等しいかそれより短くされる。またダイナミックダンパー５０の長さＬｄは、その上面部４Ａｕの幅（Ｗ方向）寸法より著しく小さくされる。ダイナミックダンパー５０は、放熱部材２８の左側の空きスペースの幅方向（Ｗ方向）中央部に設置される。ダイナミックダンパー５０の高さＨｄが上部４Ｂの高さ（Ｈ方向）寸法より小さいので、上部４Ｂより上方へのダイナミックダンパー５０の突出が防止される。

さて、本実施形態のようにインバータ４を電動機３に取り付けると、車両走行時に発生する電動機３の振動がインバータ４に伝達され、インバータ４が損傷する虞がある。

しかし本実施形態では、インバータ４にダイナミックダンパー５０を取り付けたので、ダイナミックダンパー５０によりインバータ４の振動を抑制し、インバータ４を振動から保護することができる。そしてインバータ４の耐久性を向上することができる。

特に、電動機３からインバータ４には比較的高い周波数を主とする振動が入力され、この振動の振動数がインバータ４の固有振動数に近いと、インバータ４が共振して損傷する可能性が高くなる。しかし、ダイナミックダンパー５０はこの共振を抑制するようにチューニングされているので、結果としてインバータ４の共振による損傷を抑制し、インバータ４の耐久性を向上することができる。

インバータ４の共振には方向性があると考えられるため、この方向性の向きにダイナミックダンパー５０の指向性の向きが合うよう、ダイナミックダンパー５０の向きを設定することで、最大の制振効果を得ることができる。本実施形態では、インバータ４の共振の向きが主に車両左右方向であるため、ダイナミックダンパー５０の指向性も、車両左右方向に一致するよう合わせられている。

また本実施形態では、ダイナミックダンパー５０をインバータ４の上面部に取り付けたので、ダイナミックダンパー５０の取り付けが容易であると共に、ダイナミックダンパー５０を下方から安定的に支持することができる。

次に、本開示の変形例を説明する。なお前記基本実施形態と同様の部分には図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、基本実施形態との相違点を主に説明する。

［第１変形例］
図９および図１０に第１変形例を示す。図示するように、本変形例では、ダイナミックダンパー５０がインバータ４に縦向きに取り付けられる。ここで縦向きとは、ダイナミックダンパー５０の長さＬｄ方向が車両の前後方向に平行になるような向きをいう。従ってダイナミックダンパー５０の取付状態において、弾性部材５２および質量体５３の長さ方向は車両の前後方向と平行とされる。

ダイナミックダンパー５０の向きの変更に伴い、インバータ４の取付穴５７の位置が変更される。ダイナミックダンパー５０が下部４Ａの上面部４Ａｕからはみ出さないよう、ダイナミックダンパー５０の長さＬｄは、上部４Ｂの前方に位置する下部４Ａの上面部４Ａｕの長さ（Ｌ方向）寸法と等しいかそれより短くされる。またダイナミックダンパー５０の幅Ｗｄは、その上面部４Ａｕの幅（Ｗ方向）寸法より著しく小さくされる。ダイナミックダンパー５０は、放熱部材２８の左側の空きスペースの幅方向（Ｗ方向）中央部に設置される。ダイナミックダンパー５０の高さＨｄが上部４Ｂの高さ（Ｈ方向）寸法より小さいので、上部４Ｂより上方へのダイナミックダンパー５０の突出が防止される。

本実施形態では、インバータ４の共振の向きが主に車両前後方向であるため、ダイナミックダンパー５０の指向性の向きも車両前後方向に一致するよう合わせられている。

［第２変形例］
図１１および図１２に第２変形例を示す。図示するように、本変形例では、インバータ４が減速機２に取り付けられている。一方、ダイナミックダンパー５０は基本実施形態と同様にインバータ４に横向きに取り付けられている。

詳しくは、インバータ４は、減速機ハウジング７の上に取り付けられる。減速機ハウジング７に、上方に向かって起立するボス２９が設けられ、インバータ４はボス２９に取り付けられる。特に、インバータ４の底面部３３に設けられたフランジ３０がボス２９に取り付けられる。

フランジ３０は、底面部３３の前端縁部に１箇所、後端縁部に２箇所の計３箇所に設けられる。これに対応して、ボス２９も減速機ハウジング７に計３つ設けられる。３つのボス２９は、ほぼ水平な平坦面である減速機ハウジング７の上面部に起立して設けられる。３つのフランジ３０は、図７から分かるように、底面部３３の左側に偏って配置されている。減速機ハウジング７の上面部の左右幅が電動機ハウジング８の左右幅より短いからである。インバータ４が減速機ハウジング７から上方に離間（浮いた）状態で取り付けられる点は前記同様である。またインバータ４は、減速機ハウジング７のフランジ２６から僅かに右側に離間して取り付けられる。これによりインバータ４がフランジ２６から直接的に振動を受けることを回避して、インバータ４の耐久性を向上することができる。

本変形例の利点は基本実施形態と同様である。すなわち、インバータ４を減速機ハウジング７に取り付けた場合でも、車体側に取り付けた場合に比べ、電動機３との距離は遙かに短い。よってケーブルの配索および接続は非常に容易であり、組立性を大幅に向上することができる。

また、車両走行時にアクスルハウジング１、減速機２、電動機３およびインバータ４は一体となって昇降する。このため、インバータ４と電動機３の間に相対移動は生じず、昇降時におけるケーブルの変形を防止できる。よって両者の相対移動に起因してケーブルが損傷または断線することを防止できる。また、ケーブルをインバータ４および電動機３に接続するコネクタにも無用の負荷を掛けずに済み、コネクタ接続部の損傷も防止できる。こうして信頼性を大幅に向上することができる。

車両走行時にアクスルハウジング１が捩れたとき、減速機２、電動機３およびインバータ４は一体となってアクスルシャフト中心Ｃ３回りに振動する。よって、インバータ４と電動機３の間で相対移動は生じず、ケーブルおよびコネクタ接続部の損傷を防止できる。

本変形例でも、インバータ４にダイナミックダンパー５０を取り付けたので、インバータ４を振動から保護し、インバータ４の耐久性を向上することができる。特に、減速機２からインバータ４には比較的高い周波数を主とする振動が入力され、この振動の振動数がインバータ４の固有振動数に近いと、インバータ４が共振して損傷する可能性が高くなる。しかし、ダイナミックダンパー５０はこの共振を抑制するようにチューニングされているので、結果としてインバータ４の共振による損傷を抑制し、インバータ４の耐久性を向上することができる。

本変形例においても、第１変形例と同様、ダイナミックダンパー５０をインバータ４に縦向きに取り付けることができるし、他の任意の向きに取り付けることができる。

［第３変形例］
図１３および図１４に第３変形例を示す。図示するように、本変形例では、ダイナミックダンパー５０の構成が変更される。

前記同様、ダイナミックダンパー５０は、折り返し形状の断面形状を有するブラケット５１と、ブラケット５１の内表面部に固定された弾性部材５２と、弾性部材５２に埋設された質量体５３とを備える。ダイナミックダンパー５０は、長さＬｄと幅Ｗｄと高さＨｄとを有し、長さＬｄが幅Ｗｄよりも大きくされる。

ブラケット５１は、金属（例えば鉄）製の板材を湾曲させて形成される。ブラケット５１は、長さ方向に沿った仮想的な曲げ中心線を中心として断面円弧状に曲げられ、概ね、高さ方向の下方が開放されたＵ字状の断面形状を有する。またブラケット５１の長さ方向両端側は開放されている。ブラケット５１の幅方向両端側における下端には、それぞれ幅方向外側に突出するフランジ５４が形成され、このフランジ５４がボルト５５によってインバータ４に取り付けられる。幅方向両端側のフランジ５４には、貫通穴であるフランジ穴５６（図８参照）がそれぞれ複数（２つ）ずつ設けられ、各フランジ穴５６にボルト５５が上方から挿通され、インバータ４の雌ネジ穴である取付穴５７（図８参照）に締め付けられる。

弾性部材５２は、ゴム等の弾性材料により形成され、接着、鋳込み等の方法でブラケット５１に一体的に固着される。弾性部材５２は、長さ方向に延びる円柱状に形成されると共に、ブラケット５１の内表面部に嵌合され一体的に固着される。弾性部材５２は、半円筒状であるブラケット５１の上面部５１Ａの内表面部ないし裏側面に固着される。弾性部材５２の高さは、ブラケット５１の内表面部の高さより小さい。よってダイナミックダンパー５０が取り付けられたとき、弾性部材５２の下面部はインバータ４に接触せず、インバータ４から離間されている。よって弾性部材５２の高さ方向の自由振動が許容され、弾性部材５２の機能を十分発揮できる。なお弾性部材５２の長さはブラケット５１の長さより僅かに短く、弾性部材５２がブラケット５１から長さ方向にはみ出さないようになっている。

質量体５３は、金属（例えば鉄）製の棒材により、弾性部材５２より一回り小さい円柱状に形成されると共に、弾性部材５２の内部かつ中心部に同軸で完全に埋設されている。なお、質量体５３の一部が弾性部材５２に埋設されず露出されてもよい。質量体５３は弾性部材５２より小さい長さと幅と高さと外径とを有する。

弾性部材５２および質量体５３における長さは幅よりも大きくされる。また、弾性部材５２の幅方向両端側の側面部はブラケット５１に固定されているが、長さ方向両端側の端面部はブラケット５１に固定されていない。つまり、弾性部材５２はブラケット５１により幅方向に拘束されているが、長さ方向には実質的に拘束されていない。よって弾性部材５２および質量体５３のユニット（質量体ユニット）は、幅方向には振動し難いが、長さ方向には振動し易いという特性を有する。よってダイナミックダンパー５０は、幅方向より長さ方向の方が制振性能に優れるという指向性を有する。

こうした本変形例のダイナミックダンパー５０によっても上述と同様の作用効果を発揮できる。

［第４変形例］
図１５に第４変形例を示す。この第４変形例では、インバータ４が防振支持されており、フランジ３０とボス２９が弾性体４２を介して取り付けられている。この第４変形例は、基本実施形態と第１～第３変形例とに適用可能であるが、ここでは基本実施形態に適用した例を述べる。

弾性体４２は、中実または中空のゴム等の弾性材料により形成され、具体的にはゴムブッシュにより形成されている。弾性体４２は、その基本形状が高さ方向に延びる外径一定の円筒状に形成されると共に、高さ方向中間部の外周部には、フランジ３０のフランジ穴３８に嵌め入れられる、縮径された溝部４３を有する。溝部４３の上下面がフランジ３０の上下面を挟んで支持する。溝部４３は一般的な平行溝の形態を有する。

弾性体４２の中心穴４４には金属（例えば鉄）製または樹脂製ブッシュ４５が嵌め入れられる。ブッシュ４５は、中心穴４４に上方から嵌入される円管部４６と、円管部４６の上端に設けられた円形フランジ４７とを一体的に有する。ボルト３１は取り付け時に、円管部４６に上方から挿入され、ボス穴３２への締め付け後、円形フランジ４７に密着される。こうした支持方法は、フランジ３０とボス２９の全ての取付部に適用される。

本変形例によれば、フランジ３０がボス２９に直接取り付けられず、弾性体４２を介して取り付けられる。よって、電動機３の振動を弾性体４２で大幅に吸収した後に、インバータ４に伝達することができ、インバータ４に伝達される振動を大幅に抑制できる。これにより信頼性を大幅に向上することができる。

ブッシュ４５を挟んでボルト３１をボス２９に締め付けるとき、ブッシュ４５によってボルト３１の締め付け量が制限され、弾性体４２の過度の圧縮および潰れが防止される。これにより、弾性体４２の機能を損なうことなく十分に発揮できる。

その他の利点については基本実施形態と同様である。本変形例を第１～第３変形例に適用した場合の利点も明らかであろう。

図１６は、第４変形例の変形例を示す。この変形例では弾性体４２すなわちゴムブッシュの形状が異なり、溝部４３の底面上下の角部に逃げ溝４８が設けられている。この構造は特許文献２に記載されているものと同様である。これら逃げ溝４８により、フランジ穴３８の内周面上下の角部が弾性体４２に接触することが防止され、弾性体４２の損傷を防止することができる。

弾性体４２の外形状も異なり、溝部４３より上側（軸方向一端側）および下側（軸方向他端側）の部分は、上方および下方に向かうにつれ縮径されるテーパ状とされる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。

例えば、インバータは、減速機および電動機の両方に取り付けられてもよい。すなわちインバータは、減速機および電動機の両方に跨がって取り付けられてもよい。この場合、基本実施形態および第２変形例のように、減速機および電動機の両方のハウジングの上にインバータを取り付けることができる。そして、減速機および電動機の両方に、上方に向かって起立するボスを設け、これらボスにインバータを取り付けることができる。そしてインバータの底面部に各ボスに対応するフランジを設け、各フランジを各ボスに取り付けることができる。

インバータの取付部および取付箇所の数、位置、構成等は任意である。インバータは１箇所で取り付けることもできるが、支持剛性の観点からは、前記実施形態のように複数箇所で取り付けるのが好ましい。またインバータは、できるだけ均等に分散された取付箇所で取り付けられるのが好ましい。１箇所当たりの支持荷重を軽減できるからである。

同様に、ダイナミックダンパーの取付部および取付箇所の数、位置、構成等も任意である。ダイナミックダンパーは１箇所で取り付けることもできるが、支持剛性の観点からは、前記実施形態のように複数箇所で取り付けるのが好ましい。またダイナミックダンパーは、できるだけ均等に分散された取付箇所で取り付けられるのが好ましい。１箇所当たりの荷重負担を軽減できるからである。

基本実施形態および第１～第４変形例においてインバータは横向きに取り付けられたが、インバータは縦向きまたは斜めの向きに取り付けられることもできる。

インバータの形状、寸法、構造等は任意である。フランジおよびボスの数、位置、形状、構造等も任意である。例えばボスの基本形状を角柱等とすることもできる。ダイナミックダンパーの形状、寸法、構造等も任意である。

フランジおよびボスを省略することも可能で、インバータを直接的に、減速機および電動機の少なくとも一方のハウジングに取り付けてもよい。このときにも取り付けは弾性体を介して行うのが好ましい。

前述の各実施形態および各変形例の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１アクスルハウジング
２減速機
３電動機
４インバータ
４Ａ下部
４Ａｕ上面部
４Ｂ上部
５ディファレンシャル装置
７減速機ハウジング
８電動機ハウジング
５０ダイナミックダンパー
５１ブラケット
５２弾性部材
５３質量体
１００電動アクスル装置

Claims

ディファレンシャル装置を収容するためのアクスルハウジングと、
前記アクスルハウジングに取り付けられた減速機と、
前記減速機に取り付けられた電動機と、
前記減速機および前記電動機の少なくとも一方に取り付けられたインバータと、
前記インバータに取り付けられたダイナミックダンパーと、
を備え、
前記インバータは、下部と、前記下部の上に設けられ平面視で前記下部より小さい上部とを有し、
前記ダイナミックダンパーは、前記上部が設けられていない前記下部の上面部に取り付けられる
ことを特徴とする車両用電動アクスル装置。
ディファレンシャル装置を収容するためのアクスルハウジングと、
前記アクスルハウジングに取り付けられた減速機と、
前記減速機に取り付けられた電動機と、
前記減速機および前記電動機の少なくとも一方に取り付けられたインバータと、
前記インバータに取り付けられたダイナミックダンパーと、
を備え、
前記ダイナミックダンパーは、弾性部材と、前記弾性部材に埋設された質量体と、前記インバータに取り付けられ折り返し形状の断面形状を有するブラケットとを備え、
前記弾性部材は、前記ブラケットの内表面部に固定され、前記弾性部材の幅方向両端側の側面部は前記ブラケットに固定され、長さ方向両端側の端面部は前記ブラケットに固定されない
ことを特徴とする車両用電動アクスル装置。
前記弾性部材および前記質量体における長さは幅よりも大きくされる
請求項２に記載の車両用電動アクスル装置。
前記ダイナミックダンパーの取付状態において、前記弾性部材の長さ方向は車両の左右方向または前後方向と平行とされる
請求項３に記載の車両用電動アクスル装置。