JP2016032962A - インホイールモータ駆動装置の電力線配索構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体側からインホイールモータ駆動装置まで延びる電力線に関し、車輪近傍に配索される電力線を保護する構造を提供する。
【解決手段】インホイールモータ駆動装置の電力線配索構造は、インホイールモータ駆動装置（１１）と、インホイールモータ駆動装置から突出して延び、車体側のサスペンション部材（２２）と連結するアーム部（１３）と、アーム部に設けられた細長形状の貫通孔（１４）に通されて、車体側からインホイールモータ駆動装置まで延びる電力線（２６）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、サスペンション部材を介して車体に取り付けられるインホイールモータ駆動装置に関し、特に車体からインホイールモータ駆動装置まで延びる電力線の配索に関する。

インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることからエンジン自動車と比較して環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。サスペンション装置を介してインホイールモータ駆動装置を車体側に取り付ける技術としては従来、例えば特開２００８−３０８０３３号公報（特許文献１）に記載のごときものが知られている。

図６は特許文献１に記載の従来技術のインホイールモータを示す説明図であり、車両前後方向にみた断面図である。図６を参照してインホイールモータ１１１の上部には、上方へ延びるナックルアーム１１２が設けられる。ナックルアーム１１２の上端は、サスペンション装置のアッパアーム１１３に取り付けられる。またインホイールモータ１１１の下部は、ボールジョイント１１４を介して、サスペンション装置のロアアーム１１５に取り付けられる。インホイールモータ１１１の端子ボックス１１６にはモータ駆動用配線１１７が接続される。モータ駆動用配線１１７はナックルアーム１１２に沿って配索され、車体１２０側へ延びる。

特開２００８−３０８０３３号公報

しかし、上記従来のようなインホイールモータ１１１にあっては、車体側からインホイールモータ１１１まで延びるモータ駆動用配線が十分に保護されていないという問題がある。つまり図６に示すように、モータ駆動用配線１１７はナックルアーム１１２の表面に沿って外方に露出する。またモータ駆動用配線１１７はナックルアーム１１２の上端からさらに上方へ延び、ホイールハウジング１１８の中で宙吊りにされ、そこからさらにホイールハウジング１１８の内壁面に沿って下方へ延びる。このようにモータ駆動用配線１１７は車輪１１９の近傍に配索され、ホイールハウジング１１８の中で外方に露出する。ホイールハウジング１１８の中では、回転する車輪１１９によって小石等の異物が巻き上げられ、モータ駆動用配線１１７に衝突する。また宙吊りにされたモータ駆動用配線１１７はある程度自由に動くため、インホイールモータ１１１、ナックルアーム１１２、および車輪１１９が転舵する際、車両部品がモータ駆動用配線１１７に干渉する虞がある。そうすると、モータ駆動用配線１１７の耐久性が悪化する。

本発明は、上述の実情に鑑み、車体側からインホイールモータ駆動装置まで延びる電力線に関し、車輪近傍に配索される電力線を保護し、電力線の耐久性を向上させることを目的とする。

この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造は、インホイールモータ駆動装置と、このインホイールモータ駆動装置から突出して延び、車体側のサスペンション部材と連結するアーム部と、このアーム部に設けられた細長形状の貫通孔に通されて、車体側からインホイールモータ駆動装置まで延びる電力線とを備える。

かかる本発明によれば、アーム部に設けられた細長形状の貫通孔に、電力線が通されるので、貫通孔の長さ寸法において電力線が外部に露出しない。また電力線は、宙吊りにされず、自由な動きを制限される。したがって飛び石等の異物が飛来しても、アーム部に衝突するが、電力線はアーム部に保護される。また車両部品が電力線に干渉する虞もない。よってインホイールモータ駆動装置から車体側まで延びる電力線の耐久性を向上させることができる。一実施形態として本発明のアーム部は、その一部分または大部分が例えば筒状に形成され、かかる筒孔が本発明の貫通孔を構成するとよい。なお、細長形状の貫通孔とは、孔の全長が孔の断面寸法よりも大きくアーム部を貫通する所定長さの孔と解されるべきであって、アーム部の表面に附設される環状のブラケットや環状のクランプ部材等によって構成されるクランプ孔を含まない。かかるクランプ孔は、孔の全長が孔の断面寸法よりも小さく、ブラケットやクランプ部材は電力線を点で支持するにすぎず、電力線を所定長さに亘り保護することができないからである。

車輪が高速で回転すると、車輪接地面の小石等の異物が、車輪の外周縁、すなわちタイヤのトレッド、によって巻き上げられ、車輪の外周縁に沿うように飛ぶ。本発明の一実施形態として、アーム部は車輪の内空領域に配置されるインホイールモータ駆動装置から車輪の外周縁を超えて外径側へ延びる。そして貫通孔はアーム部のうち車輪の外周縁よりも外径側に位置するアーム部先端領域に設けられる。かかる実施形態によれば、インホイールモータ駆動装置から車輪の外周縁を超えて外径側へ延びるアーム部のように、車輪のタイヤ近傍で異物の衝突を頻繁に受ける場合であっても、電力線が通る貫通孔がアーム部の先端領域に配設されることから、異物が電力線に衝突することを防止することができる。この実施形態のアーム部先端領域は、例えば車輪の直上に位置し、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置のアッパアームと連結する。このように、インホイールモータ駆動装置から車輪の外周縁を超えて上方へ延びるアーム部に電力線を設けても、電力線の耐久性を確保することができる。

インホイールモータ駆動装置から突出して延びるアーム部は、基本的には車輪の半径方向に延びるが、途中で向きを変えて車輪の周方向に沿って延びたり、あるいは先端領域で車輪の周方向に沿って延びたり、様々な形状が考えられる。本発明の一実施形態として、アーム部先端領域は車輪の外周縁と向き合って延びる。かかる実施形態によれば、例えばインホイールモータ駆動装置が転舵輪の内部空間に配置される場合に、車輪の外周縁を越えて上方へ延びるアーム部の先端領域が、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置のアッパアームと連結し、当該連結箇所からさらに車両前後方向に延在して、操舵装置のタイロッドと連結する場合であっても、アーム部の先端領域に設けられる電力線を保護することができる。

貫通孔は様々な態様でアーム部に設けられる。本発明の一実施形態として、アーム部は、該アーム部の延在方向に延びる第１部材および第２部材を互いに取付固定してなり、貫通孔はこれら第１部材および第２部材間に画成される空間である。かかる実施形態によれば、貫通孔に電力線を通す作業をすることなく、第２部材を第１部材に着脱することによって貫通孔に電力線を容易に設置することができ、作業効率が向上する。なお好ましくは、第１部材および第２部材の双方が金属材料で形成される。これにより飛び石が高速でアーム部に衝突しても、第１部材および第２部材が損傷することはない。具体的には第１部材はインホイールモータ駆動装置のケーシングと一体形成される金属製であり、第２部材は金属製であり第１部材に附設される。あるいは他の実施形態として、第１部材はインホイールモータ駆動装置のケーシングと一体形成される金属製であり、第２部材は樹脂製であり第１部材に附設される。

本発明の他の実施形態として、アーム部はインホイールモータ駆動装置のケーシングと一体形成され、貫通孔はこのアーム部の内部を貫通する。かかる実施形態によれば、ブラケットやクランプ部材等、電力線をアーム部に取り付けるための特別な部品が不要となる。またアーム部の剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。

このように本発明によれば、インホイールモータ駆動装置からタイヤの近傍を通り車体側まで延びる電力線を、飛び石等から保護することができる。また車輪が転舵する際やサスペンション装置がバウンドおよびリバウンドする際、電力線がタイヤの近傍で自由に動くことを防止して、電力線と車両部品との干渉を回避することができる。したがって電力線の耐久性を向上させることができる。本発明によれば、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置や、他の形式のサスペンション装置等、インホイールモータ駆動装置を車体に取り付けるサスペンション装置に電力線を配索する際に、飛び石が電力線に衝突することを防止できる。

本発明の一実施形態になる電力線の配索構造を示す全体図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。 同実施形態を示す全体図であり、車両前方からみた状態を表す。 同実施形態を示す全体図であり、車両後方からみた状態を表す。 アーム部の先端領域を拡大して示す縦断面図である。 アーム部の先端領域の横断面図である。 従来技術を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になる電力線の配索構造を示す全体図であり、車幅方向外側からみた状態を表す。図２は、同実施形態を示す全体図であり、車両前方からみた状態を表す。図３は、同実施形態を示す全体図であり、車両後方からみた状態を表す。本実施形態は、電気自動車の転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に設けられる。この電気自動車は乗用自動車であり、一般的なエンジン自動車と同様に公道を走行可能である。

まずインホイールモータ駆動装置１１から説明すると、図２に示すように、インホイールモータ駆動装置１１は、モータ部１１Ａ、減速部１１Ｂ、およびハブ部１１Ｃを備える。これらモータ部１１Ａ、減速部１１Ｂ、およびハブ部１１Ｃは、ハブ部１１Ｃの回転部材であるハブ輪１２Ｍの軸線Ｏ方向に順次直列に配置され、かつ同軸に配置される。インホイールモータ駆動装置１１は、車両の車幅方向外側（アウトボード側）に配置される車輪Ｗ（仮想線）を駆動するものであり、車輪ＷのロードホイールＷ１の内空領域に設けられる。ハブ部１１Ｃはアウトボード側に配置され、モータ部１１Ａは車幅方向内側（インボード側）に配置される。なお車輪Ｗは電気自動車の前輪であり、転舵輪である。

モータ部１１Ａは円筒形状のケーシングを有し、減速部１１Ｂはモータ部１１Ａのアウトボード側でモータ部１１Ａと同じ外径を有する円筒形状のケーシングを有し、ハブ部１１Ｃは減速部１１Ｂからアウトボード側に向かって先細に形成される円錐台形状の外径の外輪部材１２Ｌを有する。これらケーシングおよび外輪部材１２Ｌはインホイールモータ駆動装置１１の外郭をなす非回転部材である。これに対しハブ輪１２Ｍは、外輪部材１２Ｌからアウトボード側に突出する回転部材である。ハブ輪１２Ｍの軸部１２Ｓは外輪部材１２Ｌの中央孔を貫通し、複数の転動体を介して外輪部材１２Ｌに回転自在に支持される。軸部１２Ｓの先端から外径方向に延びるフランジ部１２Ｆには、図示しない複数のボルトで、仮想線で示す車輪ＷのロードホイールＷ１が連結固定される。

モータ部１１Ａはケーシング内に回転電機を内蔵し、ハブ部１１Ｃのハブ輪１２Ｍを駆動し、あるいはハブ輪１２Ｍの回転を利用して電力回生を行う。減速部１１Ｂはケーシング内に例えばサイクロイド減速機などの減速機構を内蔵し、モータ部１１Ａの回転を減速してハブ輪１２Ｍに伝達する。なお減速部１１Ｂの下部は、モータ部１１Ａおよび減速部１１Ｂのケーシングよりもさらに外径側に張り出し、オイルを貯留するためのオイルタンク１１Ｒを有する。なお、減速部１１Ｂは遊星歯車減速機、平行二軸減速機などの減速機を採用してもよい。また減速機を採用しない、いわゆるダイレクトモータタイプのインホイールモータ駆動装置であってもよい。

相対的にアウトボード側に位置するハブ部１１Ｃは、円筒形状のロードホイールＷ１の内空領域に配置される。これに対し相対的にインボード側に位置するおよびモータ部１１Ａは、ロードホイールＷ１の内空領域からインボード側へ一部はみ出す。図１に示すように、ロードホイールＷ１の内空領域の外に位置するモータ部１１Ａの外周面には箱状の端子ボックス１１Ｔが附設される。端子ボックス１１Ｔには複数本の電力線２６および信号線（図略）が接続される。

減速部１１Ｂの上部には、減速部１１Ｂのケーシングから上方へ延びるアーム部１３が設けられている。図１に示すようにアーム部１３の根元部１３ｌが軸線Ｏよりも後側（車両後方をいう）に配置され、当該根元部は減速部１１Ｂのケーシングと一体結合する。つまりアーム部１３は、減速部１１Ｂのケーシングに固定されるナックルアームである。アーム部１３の先端側は、図２に示すように車輪Ｗの外周縁Ｗ２を超えて、車輪Ｗの外径側へ延びる。アーム部１３および減速部１１Ｂのケーシングは金属製である。

車輪Ｗの外径方向に延びるアーム部１３は、図２に示すようにその根元部１３ｌから中間部１３ｍまで一旦インボード側へ向かって延び、次に中間部１３ｍから先端部１３ｎまでの領域が、アウトボード側へ張り出し、車輪Ｗとの干渉を回避する。また図１を参照してアーム部１３は、中間部１３ｍから前側へ延びて、軸線Ｏを跨ぎ、先端部１３ｎに至る。アーム部１３の中間部１３ｍから先端部１３ｎまでの領域は、アーム部１３の先端を含むことから、アーム部１３の先端領域１３ｕという。先端領域１３ｕは、車輪Ｗの外周縁Ｗ２よりも外径側に位置し、車輪Ｗの外周縁Ｗ２と向き合って延び、その延在方向は車輪Ｗの周方向と略等しい。本実施形態の先端領域１３ｕは、車輪Ｗの直上に位置する。

先端領域１３ｕには、ボールジョイントを介して、図示しないステアリング装置のタイロッドが連結される。ステアリング装置からアーム部１３に転舵力を入力すると、インホイールモータ駆動装置１１は車輪Ｗとともに、上下方向に延びるキングピンＫを中心として、車両の左右方向に転舵する。車輪Ｗの転舵角が０°のとき、インホイールモータ駆動装置１１の軸線Ｏは図２に示すように車幅方向に延びる。これにより車両は直進走行する。

次にインホイールモータ駆動装置１１を懸架するサスペンション装置につき説明する。

車輪Ｗよりも上方に位置するアーム部１３の先端領域１３ｕは、ボールジョイント（図略）を介して、車幅方向に延びるアッパアーム２２のアウトボート側と連結する。インホイールモータ駆動装置１１のオイルタンク１１Ｒは、ボールジョイント（図略）を介して、車幅方向に延びるロアアーム２３のアウトボート側と連結する。アッパアーム２２およびロアアーム２３のインボード側は図示しない車体フレームと連結する。上方に配置されるアッパアーム２２と、下方に配置されるロアアーム２３は、ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置のサスペンション部材であり、インボード側端部を基端とし、アウトボード側端部を遊端として、上下方向に揺動可能である。これによりインホイールモータ駆動装置１１は車輪Ｗとともに上下方向にバウンドおよびリバウンド可能とされる。

アッパアーム２２のアウトボード側端部に設けられたボールジョイントとロアアーム２３のアウトボード側端部に設けられたボールジョイントを結ぶ仮想直線は、キングピンＫを構成する。

次にインホイールモータ駆動装置１１の電力線につき説明する。

電力線２６は、電気導線を非導電体で被覆した電力ケーブルであり、屈曲可能である。電力線２６は、図１〜図３に示すようにアーム部１３に沿って配索される。本実施形態ではモータ部１１Ａに三相交流電力を供給するため、３本の電力線２６を備える。上下方向に延びる各電力線２６の下端は、端子ボックス１１Ｔと接続する。電力線２６の上端は図示しない車体まで延びる。

端子ボックス１１Ｔから上方へ延びる電力線２６は、アーム部１３の後面１６と向き合うようにして延びる。次に、電力線２６は向きを変えて前方へ延び、アーム部１３に設けられた貫通孔１４に通される。次に、電力線２６は貫通孔１４の先端からさらに前方へ延びる。

図４は、図１に一点鎖線で示す囲み部分を拡大して示す縦断面図であり、アーム部１３の先端領域１３ｕを表す。図５は先端領域１３ｕの横断面図であり、図４中のＶ−Ｖで切断し矢印方向からみた様子を表す。図４および図５は貫通孔１４の内部を示す。電力線２６の途中箇所はアーム部１３の貫通孔１４に設置される。

アーム部１３の先端領域１３ｕは管状に形成され、貫通孔１４は先端領域１３ｕの延在方向に延びる。貫通孔１４の断面形状は、図５に示すように幅寸法が大きく上下寸法が小さい概ね矩形であるが、厳密にいうとアウトボード側部分の上下寸法が幅方向に亘って一定であるのに対し、インボード側部分の上下寸法がインボード側に向かうにつれて小さくなる。貫通孔１４は図４に示すように、中間部１３ｍから先端部１３ｎまで、先端領域１３ｕの略全長に亘って形成される。貫通孔１４は細長形状であり、図４に示される貫通孔１４の全長は、貫通孔１４の矩形断面（図５）の上下寸法および幅寸法よりも長い。

貫通孔１４の内部にはプラスチック等の絶縁材料からなるブロック体１５が設けられる。ブロック体１５には各電力線２６および信号線２７に対応する小孔が設けられており、ブロック体１５は各電力線２６および信号線２７を把持する。ブロック体１５が各電力線２６および信号線２７を確りと固定することにより、電力線２６および信号線２７は貫通孔１４の内部で自由移動することを規制される。なお信号線２７は、電力線２６に沿って配索される。信号線２７も端子ボックス１１Ｔから車体まで延び、アーム部１３に沿って配索され、貫通孔１４を通される。

図５に示すようにアーム部１３における先端領域１３ｕは、第１部材１３ｕｉおよび第２部材１３ｕｏを互いに取付固定してなる。図４に示すように、第１部材１３ｕｉはアーム部１３の延在方向に延び、アーム部１３の根元部１３ｌと一体形成される金属製部材である。第２部材１３ｕｏもアーム部１３の延在方向に延びる金属製部材であるが、根元部１３ｌとは別体である。

第１部材１３ｕｉは、貫通孔１４の孔壁面を構成する溝を有し、断面Ｕ字状あるいはコの字状である。そして第１部材１３ｕｉの溝底がインボード側に指向し、溝底とは反対側の溝開口がアウトボード側に指向する。第２部材１３ｕｏは、第１部材１３ｕｉよりもアウトボード側に配置され、第１部材１３ｕｉの溝開口を覆う。このように本実施形態の貫通孔１４は、第１部材１３ｕｉおよび第２部材１３ｕｏ間に画成される通路状の空間である。

ここで附言すると、変形例として第１部材１３ｕｉおよび第２部材１３ｕｏは互いに一体形成されていてもよい。そして貫通孔１４はアーム部１３の内部を貫通する。

ところで本実施形態によれば、車体側からインホイールモータ駆動装置１１まで延びる電力線２６が、アーム部１３に設けられた細長形状の貫通孔１４に通される。これにより電力線２６はアーム部１３に保護され、小石等の異物が飛来しても、電力線２６に異物が衝突することがない。

また本実施形態によれば、アーム部１３が、車輪Ｗの内空領域に配置されるインホイールモータ駆動装置１１から車輪Ｗの外周縁Ｗ２を超えて外径側へ延びる。そして貫通孔１４は、アーム部１３のうち車輪Ｗの外周縁Ｗ２よりも外径側に位置するアーム部先端領域に１３ｕ配設される。これにより電力線２６は車輪Ｗの外周縁Ｗ２近傍で保護され、小石等の異物が車輪Ｗの回転によって巻き上げられても、電力線２６に異物が衝突することがない。

また本実施形態によれば、アーム部１３の先端領域１３ｕが車輪Ｗの外周縁Ｗ２と向き合って延びるが、かかる先端領域１３ｕの内部に電力線２６を通しているので電力線２６に異物が衝突することがない。

また本実施形態によれば、アーム部１３が第１部材１３ｕｉおよび第２部材１３ｕｏを互いに取付固定してなり、貫通孔１４は、第１部材１３ｕｉおよび第２部材１３ｕｏ間に画成される空間であるから、第２部材１３ｕｏを着脱することにより、貫通孔１４に電力線２６を通す作業を容易に行うことができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。例えばアーム部１３の後面１６にカバーを取り付けて、先端領域１３ｕおよび端子ボックス１１Ｔ間の電力線２６および信号線２７を覆ってもよい。これにより電力線２６および信号線２７は一層保護される。先端領域１３ｕに衝突する飛び石と比較して、後面１６に衝突する飛び石の速度および数は少ないことから、このカバーは樹脂製であってもよい。

この発明になるインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

１１ インホイールモータ駆動装置、 １１Ａ モータ部、
１１Ｂ 減速部、 １１Ｃ ハブ部、 １１Ｔ 端子ボックス、
１３ アーム部、 １３ｌ 根元部、 １３ｍ 中間部、
１３ｎ 先端部、 １３ｕ 先端領域、 １３ｕｉ 第１部材、
１３ｕｏ 第２部材、 １４ 貫通孔、 １５ ブロック体、
１６ 後面、 ２６ 電力線、 ２７ 信号線、 Ｋ キングピン、
Ｏ 軸線、 Ｗ 車輪、 Ｗ１ ロードホイール、 Ｗ２ 車輪の外周縁。

Claims (5)

1. インホイールモータ駆動装置と、
   前記インホイールモータ駆動装置から突出して延び、車体側のサスペンション部材と連結するアーム部と、
   前記アーム部に設けられた細長形状の貫通孔に通されて、車体側から前記インホイールモータ駆動装置まで延びる電力線とを備える、インホイールモータ駆動装置の電力線配索構造。
2. 前記アーム部は、車輪の内空領域に配置される前記インホイールモータ駆動装置から前記車輪の外周縁を超えて外径側へ延び、
   前記貫通孔は、前記アーム部のうち前記車輪の外周縁よりも外径側に位置するアーム部先端領域に設けられる、請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造。
3. 前記アーム部先端領域は、前記車輪の外周縁と向き合って延びる、請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造。
4. 前記アーム部は、アーム部の延在方向に延びる第１部材および第２部材を互いに取付固定してなり、
   前記貫通孔は、前記第１部材および前記第２部材間に画成される空間である、請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造。
5. 前記アーム部は、前記インホイールモータ駆動装置のケーシングと一体形成され、
   前記貫通孔は、前記アーム部の内部を貫通する、請求項１〜３のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置の電力線配索構造。

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