JP2005075319A - 車軸側電装機器への給電用配線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行中、車輪内側に配置したモータへの給電線がサスペンションの変位のよる金属疲労で破断しないようにする。
【解決手段】 サスペンションストラット６とサスペンションアーム３によって車輪２が車体に支持される。車体側に搭載されたバッテリが、導電線１１および導電部材１０を介して車軸側に配設されたモータ１と接続される。導電部材１０は、サスペンションアーム３に沿って固定された第１の導電部材１０ａと、サスペンションアームを支持するヒンジ５近傍で一端が第１の導電部材１０ａと接続され、他端が車体側の接続端子１３に接続される第２の導電部材１０ｂで構成される。第２の導電部材１０ｂはばね鋼を使用して円弧状に形成されている。これにより、走行中サスペンションアーム３がヒンジ５を中心に回動変位しても、第２の導電部材１０ｂがその変位を吸収し、金属疲労による導電部材の破断を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車軸側に取り付けられた電装機器に給電するための給電用配線構造に関する。

電気自動車の駆動方式の１つとして、車輪の内側にモータを配置するインホイールドライブ方式が提案されている。このインホイールドライブ方式は車室の有効利用空間が拡大することや各車輪独立駆動による従来の自動車と異なる運転感覚が得られるという特徴がある。

このインホイールドライブ方式においては、サスペンションによって車体に支持された車輪の内側に配置されたモータへ電力を供給するため、例えば特開２００２−２２５６４６号公報に示されるように、車軸を支持するサスペンションストラットに沿わせて導電線を配置して、車体側の電源と車輪側のモータとを接続する方式が提案されている。

しかしながら、この接続方式では、導電線がサスペンションストラットに固定されているため、車両走行中のサスペンションストラットの変位により、車体と連結するサスペンションストラットの継手付近において導電線が集中的に変形し、金属疲労による破断を起こす可能性がある。

サスペンションストラットの変位による導電線の変形を一箇所に集中させず、導電線全体に分散させれば材料は疲労し難くなる。この考えをもとに、例えば特開２００１−３０１４７２号公報においては、導電線を長くして配線に余裕をもたせることによって破断を防止する方法が提案されている。

しかし、長い導電線を収容するためには収納空間が必要となり、有効利用空間が拡大するインホイールドライブ方式の趣旨とは異なり、適切な方法ではない。
また長い導電線を支持するため、多数の支持具を設けなければならないため取付け工数がかかりコスト高になる問題もあった。
特開２００２−２２５６４６号公報 特開２００１−３０１４７２号公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、長い導電線を必要とせず、かつ金属疲労による導電線の破断を防止できる車軸側電装機器への給電用配線構造を提供することを目的としている。

本発明は、車輪側に取り付けられた電装機器と車体側の電源とを接続するために、車輪を車体に支持する車輪支持部材に沿わせて導電部材を配置し、導電部材は、車輪支持部材に沿って固定される第１の導電部材と、車体側の近傍で一端が第１の導電部材と接続され、他端が電源とつながる車体側端子と接続されるとともに車輪支持部材の回動変位を吸収可能の第２の導電部材とから構成されるようにした。

本発明によれば、車輪支持部材に沿って配置された導電部材を用いて、車輪側に取り付けられた電装機器と車体側の電源とを接続するから、導電部材の長さは必要以上に延ばすことなく、またそれを収納するための空間も殆ど不要である。

そして、導電部材は、車輪支持部材に沿って固定される第１の導電部材と、車体側の近傍で一端が第１の導電部材と接続され、他端が電源とつながった車体側端子と接続される第２の導電部材とからなり、第２の導電部材は、車輪支持部材の回動変位を吸収可能に構成しているため、走行中の車輪支持部材が車体に対して回動変位をしても、第２の導電部材の変形でその変位を吸収することができ、金属疲労による導電部材の破断を防止することができる。
とくに、第２の導電部材の材質にばね鋼を使用すれば、その効果が一層向上する。

次に、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明の車軸側電装機器への給電用配線構造を適用したインホイールドライブ方式の電気自動車の概略的な全体構成を示す底面図である。
この電気自動車は、エンジンと駆動用のモータの両方を備えたハイブリッド車で、前部左右の車輪２１が、図示しないフロントサスペンションによって車体に支持され、ユニバーサルジョイント２５、２４を介して駆動軸２２によってエンジン２３に接続されている。
後部左右の車輪２は、リアサスペンションによって車体に支持され、左右の各車輪２にはそれぞれを駆動するモータ１が付設されている。

モータ１は、アスクルチューブ９に取り付けられ、それぞれ車輪２のホイールの内側に配置されている。
アクスルチューブ９は、左右の車輪２近傍においてそれぞれ前後方向に延びるサスペンションアーム３の後端に連結され、サスペンションアーム３の前端は、車体側のブラケット４にヒンジ５で支持されている。

図２は、図１におけるＡ方向から見た車輪部分の図である。
リアサスペンションは、アクスルチューブ９に連結されたサスペンションアーム３とアクスルチューブ９と車体上部との間に連結されたサスペンションストラット６とからなる。
走行中、サスペンションストラット６が変位して車輪２が上下運動するとき、サスペンションアーム３がブラケット４のヒンジ５を中心に回転することになる。

車体には、図１に示すように、電源としてのバッテリ７とそれぞれのモータ１を駆動するためのインバータ８が搭載され、各インバータ８と、アクスルチューブ９に取り付けられているモータ１とは、サスペンションアーム３に沿わせて配置された給電線１２によって接続される。
これによって、給電線１２の長さを必要以上に延ばすことなく、またそれを収納するための空間も殆ど不要である。

給電線１２は、サスペンションアーム３の回動変位によって破断しないように、図２に示すようにインバータ８とブラケット４近傍の車体側に設けられた接続端子１３に接続される導電線１１と、接続端子１３に接続され、車輪側に配置されたモータ１と繋がっている導電部材１０で構成される。
なお、接続端子１３は車体に対して電気的に絶縁されている。

導電部材１０は、図２に示すように、サスペンションアーム３に沿ってその下面に固定される第１の導電部材１０ａと一端がヒンジ５近傍で第１の導電部材１０ａと接続され、他端が車体側の接続端子１３と接続される第２の導電部材１０ｂで構成される。
第２の導電部材１０ｂは、サスペンションアーム３が回動可能な範囲内で、その回動変位を吸収し材料の弾性限界を超えないように所定の径の円弧状の形状を有している。

第１の導電部材１０ａは、絶縁体などにより被覆された良導電性の銅を使用し、第２の導電部材１０ｂは、材料にばね鋼を使用し同じく絶縁体で被覆さている。第１の導電部材１０ａと第２の導電部材１０ｂとは、とくに図示しないがボルト・ナットあるいは溶接などにより電気的・機械的に結合されている。

なお、図１には、代表的に１本の給電線１２を示したが、必要に応じて複数設けることができる。この場合、各々の導電部材１０が、サスペンションアーム３にそって互いに平行に配置され、例えばモータ１への給電線１２が３本であれば、導電部材１０を３本並べてサスペンションアーム３に配置して、それぞれモータ１と電気的に接続する。

本実施例は、以上のように構成され、車輪２の内側に配設されたモータ１と車体側のインバータ８とを接続するための給電線１２は、車体側に配線された導電線１１と、サスペンションアーム３に沿って配置された導電部材１０で構成される。導電部材１０は、サスペンションアーム３に沿って固定される第１の導電部材１０ａと、一端が第１の導電部材１０ａと接続され、他端がサスペンションアーム３をヒンジ５で支持するブラケット４近傍の接続端子１３に接続される第２の導電部材１０ｂとから構成されて、第２の導電部材１０ｂが、サスペンションアーム３の回動変位時にその変位を吸収できる円弧状の形状を有しているため、走行中にリアサスペンションストラット６が変位し、サスペンションアーム３がヒンジ５を中心に回動変位をしても、第２の導電部材１０ｂでその変位を吸収することができる。

すなわち、図３に示すように、障害物３０に乗り上げると、これに伴う車輪２の上下運動に連動して、サスペンションアーム３が車体に接近するように回動変位する。このとき第１の導電部材１０ａはサスペンションアーム３との位置関係が常に一定に保たれるので変形しないが、第２の導電部材１０ｂは第１の導電部材１０ａに引っ張られて変形する。しかし、第２の導電部材１０ｂは、サスペンションアーム３と固定されず、かつ円弧状の形状を有するからサスペンションアーム３の回動変位を吸収することができる。

また、第２の導電部材１０ｂは第１の導電部材１０ａとは材料が異なり、ばね鋼を使用するので、変形しても金属疲労による破断の可能性はない。
一般にばね鋼の抵抗率は銅に比べて高いが、ばね鋼が用いられた第２の導電部材１０ｂは車体から車輪までの全導電部材すなわち給電線１２の中の一部に過ぎないので、ここで発生する損失は少なくて済む。

次に、第２の導電部材の変形例について説明する。
図４は、変形例を示す図である。
実施例では、第２の導電部材１０ｂは、ばね鋼で構成された１つの円弧状の部材で構成されたが、変形例では、第２の導電部材１０ｂ’は、同じばね鋼で構成され径の異なる複数の部材ｂ１、ｂ２を重ねて構成されるものを用いる。部材ｂ１と部材ｂ２は、それぞれ一端が第１の導電部材１０と接続され、他端が車体側の接続端子１３と接続されている。
このように、部材ｂ１と部材ｂ２は、電気的に並列接続されているので、ここで導電性の低いばね鋼を使用しても、第２の導電部材１０ｂ’で発生する電気損失を抑えることができる。

本発明をインホイールドライブ方式の電気自動車に適用した実施の形態の概略的な全体構成を示す図である 図１におけるＡ方向から見た車輪部分の図である。 車輪が上方変位時のサスペンションアームの回動変位を示す図である。 変形例を示す図である図である。

符号の説明

１ モータ（電装機器）
２、２１ 車輪
３ サスペンションアーム（車輪支持部材）
４ ブラケット
５ ヒンジ
６ サスペンションストラット
７ バッテリ
８ インバータ
９ アクスルチューブ
１０、１０’ 導電部材
１０ａ 第１の導電部材
１０ｂ、１０ｂ’ 第２の導電部材
１２ 給電線
１３ 接続端子（車体側端子）
２２ 駆動軸
２３ エンジン
２４、２５ ユニバーサルジョイント
３０ 障害物

Claims (4)

1. 車体と車輪の間に配置され、前記車体に対して回動可能に連結される車輪支持部材と、
   前記車輪支持部材に沿わせて配置され、前記車輪側に取り付けられた電装機器と前記車体側に設けられた電源とを接続する導電部材とからなる車軸側電装機器への給電用配線構造において、
   前記導電部材は、前記車輪側に取り付けられた電装機器と接続されるとともに前記車輪支持部材に沿って固定される第１の導電部材と、
   前記車体側の近傍で、一端が前記第１の導電部材と接続され、他端が前記電源とつながる車体側端子と接続されるとともに、前記車輪支持部材の回動変位を吸収可能の第２の導電部材とから構成されることを特徴とする車軸側電装機器への給電用配線構造。
2. 前記第２の導電部材は、前記車輪支持部材の回動角度範囲内で、弾性限界を超えないように形状設定されたことを特徴とする請求項１記載の車軸側電装機器への給電用配線構造。
3. 前記第２の導電部材は、電気的に並列に接続して構成されることを特徴とする請求項１または２記載の車軸側電装機器への給電用配線構造。
4. 前記第１の導電部材の材質は銅、前記第２の導電部材の材質はばね鋼であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の車軸側電装機器への給電用配線構造。

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