JP2016068575A - インホイールモータ駆動装置を搭載する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 インバータ装置とインホイールモータ駆動装置間インバータユニットへの誤配線を防止するとともに、インバータ装置の取り回しが容易に行えるインホイールモータ駆動装置を搭載する車両を提供することを課題とする。【解決手段】 インホイールモータ駆動装置と、車両に搭載されるバッテリの直流電力をインホイールモータ駆動回路に用いる交流電力に変換するインバータ装置とを備え、バッテリとインバータ装置が車体本体に搭載され、インホイールモータ駆動装置が懸架装置を介して車体本体に支持されたインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両において、インバータ装置17を収容するケース170に、インホイールモータ駆動装置に電力を供給するための動力コネクタ部172ａが設けられ、車体本体12のインバータ装置の設置位置の動力コネクタ部172ａと対向する位置に、動力コネクタ部172ａと嵌合する車体本体コネクタ部183ｂが設けられている【選択図】 図１１

Description

この発明は、インホイールモータ駆動装置を搭載する車両、特に、インバータ装置とインホイールモータ駆動装置との間の動力配線構造に関する。

インホイールモータ駆動装置を使用する車両では、インホイールモータ駆動装置にインバータ装置から電力を供給するために動力ケーブルを設ける必要がある。インホイールモータに使用する車両では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の動力ケーブル３本を車体と車輪を結ぶ経路に配設している。

上記した動力ケーブルはハンドルの回転に応じた駆動輪の回転、路面変化に応じた車輪の上下動への追従など耐久性が要求されている。車輪に配置したインホイールモータ駆動装置の上下振動があっても、動力ケーブルの屈曲を小さく抑えて同ケーブルの不具合を防止する方法が開示されている（特許文献１参照）。この特許文献１のものは、車体又はサスペンションに、動力ケーブルの長手方向の一部を係止する係止部材を設けることにより、車輪に配置したインホイールモータ駆動装置の上下振動があっても、動力ケーブルの屈曲が小さく抑えられ、同ケーブルの不具合を防止することができる。

特開２０１３−１１２００３号公報

ところで、インホイールモータ駆動装置に接続される動力ケーブルは大きな電流を流すために太く、屈曲性が悪い。そのため、インホイールモータ駆動装置またはインバータ装置側に、１〜２ｍ程度の長さの短い動力ケーブルを取り付けた状態で搬送したり、又、車体へ取り付けたりすることは作業性が悪い。

インバータ装置とインホイールモータ駆動装置間の配線は、車体へ搭載後は、困難であった。特に、３相配線の場合、インホイールモータ駆動装置とインバータ装置が見える状態での配線であれば、配線の接続を間違える可能性は低いが、車体壁等で直接インホイールモータ駆動装置と繋がる配線とインバータ装置の配線が確認できない場合、誤配線を起こしやすいという問題があった。

そこで、この発明は、インバータ装置とインホイールモータ駆動装置間インバータユニットへの誤配線を防止するとともに、インバータ装置の取り回しが容易に行えるインホイールモータ駆動装置を搭載する車両を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、インホイールモータ駆動装置と、車両に搭載されるバッテリの直流電力を前記インホイールモータ駆動回路に用いる交流電力に変換するインバータと、このインバータを制御するコントロール部とを備えるインバータ装置とを備え、前記バッテリとインバータ装置が車体本体に搭載され、前記インホイールモータ駆動装置が懸架装置を介して前記車体本体に支持されたインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両において、前記インバータ装置を収容するケースに、インホイールモータ駆動装置に電力を供給するための雌型又は雄型の動力コネクタ部が設けられ、車体本体の前記インバータ装置の設置位置の前記動力コネクタ部と対向する位置に、前記動力コネクタ部と嵌合する車体本体コネクタ部が設けられていることを特徴とする。

また、前記インバータ装置を収容するケースに、バッテリからの電力をインバータ装置に与えるための雌型又は雄型バッテリコネクタ部が設けられ、前記車体本体側に、前記バッテリコネクタ部と嵌合する雄型又は雌型の車体側バッテリ用コネクタ部を設ければよい。

また、前記インバータ装置を収容するケースに端子ボックスを設け、この端子ボックス内にコネクタ部のコネクタを収容すればよい。

前記各コネクタ部のコネクタに孔を設け、この孔を介して両コネクタをボルト固定するとよい。

また、前記端子ボックス内のコネクタを雄型コネクタすればよい。

また、前記車体本体と前記インバータケースそれぞれに、信号線用のコネクタ部を設け、コネクタ部を介して信号線を接続するようにしてもよい。

前記インバータケース内に冷却用の配管が配置され、前記車体本体のインバータ装置の設置位置に、ラジエターに連なる冷却用の配管を配置することができる。

この発明は、上記のように、インバータ装置を収容するケースを車体本体のインバータ装置の設置位置に合わせると、動力コネクタ部と車体本体コネクタ部が対向して位置合わせされ、ケースを車体本体の上に載せると、動力コネクタ部と車体本体コネクタ部がそれぞれ嵌合して、機械的電気的に接続される。このため、配線作業が簡略化するとともに、インバータ装置とインホイールモータ駆動装置間インバータユニットへの誤配線を防止することができる。

また、インバータ装置の修理交換時には配線を外す手間が省け、作業しやすくなる。

インホイールモータ駆動装置を搭載する電気車両の概略平面図である。 図１の車両を後方から見た図である。 この発明に係る電気車両の制御系のブロック図である この発明に用いられるインホイールモータ駆動装置の縦断正面図である。 減速機の拡大縦断正面図である。 図４のIII−III線に沿った縦断側面図である。 オイルポンプの拡大図である。 この発明に用いられるインバータ装置を示す模式的平面図である。 この発明に係る電気車両の車体本体のインバータ装置を取り付ける箇所を示す模式的平面図である。 この発明に係る電気車両の車体本体のインバータ装置を取り付ける箇所を示す模式的側面図である。 この発明に係る電気車両の車体本体にインバータ装置を取り付けた状態を示す一部を破断にした模式的平面図である。 この発明に係る電気車両の車体本体にインバータ装置を取り付ける状態を示す要部模式図である。 この発明のコネクタ部分を示す要部模式図である。 この発明に用いられるインバータ装置の他の例を示す模式的平面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を搭載した電気車両１１は、図１に示すように、車体本体１２と、操舵輪としての前輪１３と、駆動輪（後輪）１４と、左右の駆動輪１４それぞれに駆動力を伝達するインホイールモータ駆動装置２１とを備える。駆動輪１４は、図２に示すように、車体本体１２のホイールハウジング１２ａの内部に収容され、懸架装置（サスペンション）１２ｂを介して車体本体１２の下部に固定されている。インホイールモータ駆動装置２１の搭載形態としては、図１、２で示した後輪駆動方式の他に、前輪駆動方式でも四輪駆動方式のいずれでも構わない。

懸架装置１２ｂは、左右に伸びるサスペンションアームによって駆動輪１４を支持すると共に、コイルスプリングとショックアブソーバとを含むストラットによって、駆動輪１４が地面から受ける振動を吸収して車体本体１２の振動を抑制する。さらに、左右のサスペンションアームの連結部分には、旋回時等に車体の傾きを抑制するスタビライザが設けられる。なお、懸架装置１２ｂは、路面の凹凸に対する追従性を向上し、駆動輪の駆動力を効率良く路面に伝達するために、左右の車輪を独立して上下させることができる独立懸架式とするのが望ましい。

車体本体１２には、ラジエター１５、バッテリ１６、インバータ装置１７が搭載されている。バッテリ１６からバッテリ動力ケーブル１６ａによりインバータ装置１７へ電力が与えられる。インバータ装置１７とインホイールモータ駆動装置２１とは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３本の動力ケーブル１８により接続され、インホイールモータ駆動装置２１に電力が供給される。インバータ装置１７には，水冷用の配管が施され、この配管に、ラジエター１５に接続された冷却配管１５ａが接続され、インバータ装置１７が冷却される。

図４に示すインホイールモータ駆動装置２１のケーシング２２の側面には、端子ボックス（図示しない）が設けられ、この端子ボックスには複数のコネクタが設けられている。このコネクタにインホイールモータ駆動装置２１を回転駆動する電力を供給する動力ケーブルが接続されている。ケーシング２２内において、モータ部Ａ内の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の配線が、それぞれ前記端子ボックスの対応するコネクタまで延びて接続されている。これら動力ケーブルは、端子ボックスからモータ外に引き出され、図１に示すように動力ケーブル１８によって前記インバータ装置１７におけるインバータに接続されている。前記インバータ装置１７は、車両に搭載されるバッテリ１６の直流電流をモータ部Ａの駆動に用いる３相の交流電力に変換するものである。

この電気車両１１は、ホイールハウジング１２ａ内部に、左右の駆動輪１４をそれぞれ駆動するインホイールモータ駆動装置２１を設けることによって、車体本体１２上にモータ、ドライブシャフト、およびデファレンシャルギヤ機構等を設ける必要がなくなるので、客室スペースを広く確保でき、かつ、左右の駆動輪の回転をそれぞれ制御することができるという利点を備えている。

次に、この電動車両の制御につき、図３に従い説明する。図３は、この電気車両の制御系のブロック図である。図３に示すように、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ１００と、このＥＣＵ１００の指令に従って走行用のインホイールモータ駆動装置２１の制御を行うインバータ装置１７と、ブレーキコントローラ（図示しない）とが、車体本体１２に搭載されている。ＥＣＵ１００は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。

ＥＣＵ１００は、アクセル操作部（図示しない）により出力される加速指令と、ブレーキ操作部（図示しない）により出力される減速指令と、操舵角センサ（図示しない）の出力する旋回指令とから、左右輪のインホイールモータ駆動装置２１、２１に与える加速・減速指令を生成し、インバータ装置１７へ出力する。

ＥＣＵ１００から出力される減速指令に従って、ブレーキコントローラ（図示しない）が各車輪１３、１４のブレーキに制動指令を与える。ＥＣＵ１００から出力される制動指令には、ブレーキ操作部の出力する減速指令によって生成される指令の他に、ＥＣＵ１００の持つ安全性向上のための手段によって生成される指令がある。

インバータ装置１７は、各インホイールモータ駆動装置２１に対して設けられたパワー回路部１７ｂと、このパワー回路部１７ｂを制御するモータコントール部１７ａとで構成される。モータコントール部１７ａは、各パワー回路部１７ｂに対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良いが、共通して設けられた場合であっても、各パワー回路部１７ｂを、例えば互いにモータトルクが異なるように独立して制御可能なものとされる。モータコントール部１７ａは、このモータコントール部１７ａが持つインホイールモータ駆動装置２１に関する各検出値や制御値等の各情報をＥＣＵ１００に出力する機能を有する。

パワー回路部１７ｂは、バッテリ１６の直流電力をインホイールモータ駆動装置２１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ１７ｃと、このインバータ１７ｃを制御するＰＷＭドライバ１７ｄとで構成される。インホイールモータ駆動装置２１は３相の同期モータ等からなる。インバータ１７ｃは、複数の半導体スイッチング素子（図示しない）で構成され、ＰＷＭドライバ１７ｄは、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。

モータコントール部１７ａは、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部１７ｅを有している。モータ駆動制御部１７ｅは、上位制御手段であるＥＣＵ１００から与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部１７ｂのＰＷＭドライバ１７ｄに電流指令を与える。モータ駆動制御部１７ｅは、インバータ１７ｃからインホイールモータ駆動装置２１に流すモータ電流値を電流センサ１７ｇから得て、電流フィードバック制御を行う。なお、モータ印加電圧は、電流センサ１７ｇの後段等に設けられる図示しない電圧センサにより得られ、モータ電流値は、電流センサ１７ｇにより得られる。

アクセル操作部により出力される加速指令と、ブレーキ操作部により出力される減速指令により、ＥＣＵ１００が各種制御を行い、インバータ装置１７からインホイールモータ駆動装置２１に電流が与えられ、インホイールモータ駆動装置２１のモータ部Ａが駆動される。

インホイールモータ駆動装置２１は、図４に示すように、駆動力を発生させるモータ部Ａと、モータ部Ａの回転を減速して出力する減速機Ｂと、減速機Ｂからの出力を駆動輪１４（図１参照）に伝える車輪ハブＣとを備え、モータ部Ａと減速機Ｂとはケーシング２２に収納されて、図１に示すように電気車両１１のホイールハウジング１２ａ内に取り付けられる。

上記モータ部Ａおよび減速機Ｂは、ケーシング２２内に収容されている。ケーシング２２は、モータ部Ａ側のケーシング２２ａと、減速機Ｂ側のケーシング２２ｂとに、仕切壁２２ｃによって仕切られ、仕切壁２２ｃの中心にはモータ部Ａのモータ軸２４ａを挿通する貫通部が形成されている。

モータ部Ａのケーシング２２ａは、ケーシング本体と、このケーシング本体の後面に装着されるリアカバー２２ｄとによって形成されている。

モータ部Ａは、ケーシング２２ａの内周面にステータ２３を設け、このステータ２３の内周に間隔をおいてロータ２４を設けたラジアルギャップタイプのものを使用している。

ロータ２４は、モータ軸２４ａを中心部に有し、そのモータ軸２４ａは減速機Ｂの入力軸３０と接続して減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に挿入され、軸受２５ａ、２５ｂによってケーシング２２に対して回転自在に支持されている。

ケーシング２２ｂには、下部に潤滑油のオイルタンク４１が設けられ、オイルタンク４１内の潤滑油をオイルポンプ４２によって吸い込み、モータ部Ａと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。

潤滑油をモータ部Ａと減速機Ｂの内部に供給する給油通路４３は、モータ部Ａの回転を減速する減速機Ｂの出力回転を利用して駆動されるオイルポンプ４２の吐出口からケーシング２２ａの内側に沿って後方へと延びる外径部流路４３ａと、ケーシング２２ａの背面のリアカバー２２ｄに設けられたリアカバー流路４３ｂと、モータ軸２４ａの内部通路４４と、減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５を経て、減速機Ｂのケーシング２２ｂ内に至る通路、モータ軸２４ａの内部通路４４に設けられた半径方向の油孔４４ａからモータ部Ａのケーシング２２ａ内に導かれ、下方のオイルタンク４１からオイルポンプ４２の吸入口に至る吸込通路４６により構成される。

また、減速機Ｂの入力軸３０の内部通路４５にも半径方向に油孔４５ａ、４５ｂと軸端に油孔４５ｃが設けられ、この油孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃから遠心力およびオイルポンプ４２の圧力によって潤滑油が飛散し、減速機Ｂ内を潤滑および冷却している。即ち、いわゆる軸心給油方式が採用されている。
潤滑油の帰還通路は、減速機Ｂの底部に設けられた排出口４８、およびオイルタンク４１により構成される。

オイルポンプ４２は、図７に示すように、減速機Ｂの回転を利用して回転するインナーロータ７２と、インナーロータ７２の回転に伴って従動回転するアウターロータ７３と、ポンプ室７４と、吸込通路４６に連通する吸入口７５と、給油通路４３に連通する吐出口７６とを備えるサイクロイドポンプである。

インナーロータ７２は、外径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７２ａの形状がエピサイクロイド曲線、歯溝部分７２ｂの形状がハイポサイクロイド曲線となっている。このインナーロータ７２は、減速機Ｂの出力軸３３と一体回転する。

アウターロータ７３は、内径面にサイクロイド曲線で構成される歯形を有する。具体的には、歯先部分７３ａの形状がハイポサイクロイド曲線、歯溝部分７３ｂの形状がエピサイクロイド曲線となっている。このアウターロータ７３は、仕切壁２２ｃ内に収容されているポンプケース７７に回転自在に支持されている。

インナーロータ７２は、回転中心ｃ１を中心として回転する。一方、アウターロータ７３は、インナーロータの回転中心ｃ１と異なる回転中心ｃ２を中心として回転する。また、インナーロータ７２の歯数をｎとすると、アウターロータ７３の歯数は（ｎ＋１）となる。なお、この実施形態においては、ｎ＝５としている。

インナーロータ７２とアウターロータ７３との間の空間には、複数のポンプ室７４が設けられている。そして、インナーロータ７２が減速機Ｂの出力軸３３の回転を利用して回転すると、アウターロータ７３は従動回転する。このとき、インナーロータ７２およびアウターロータ７３はそれぞれ異なる回転中心ｃ１、ｃ２を中心として回転するので、ポンプ室７４の容積は連続的に変化する。これにより、吸入口７５から流入した潤滑油が吐出口７６から給油通路４３に圧送される。

減速機Ｂのケーシング２２ｂには、図４に示すように、下部に潤滑油のオイルタンク４１が設けられ、オイルタンク４１内の潤滑油を、吸込通路４６を通じてオイルポンプ４２によって吸い込み、モータ部Ａと減速機Ｂに潤滑油を供給し、潤滑と冷却を行っている。

サイクロイド式の減速機Ｂは、図４〜図６に示すように、入力軸３０に設けられた偏心軸部３０ａ、３０ｂによって２枚の曲線板３１を回転自在に支持し、それらの曲線板３１の外周に形成された波形歯形３１ａを減速機Ｂのケーシング２２ｂの内側に配設された外ピン３２に噛合し、上記入力軸３０の回転により曲線板３１を偏心揺動運動させ、その曲線板３１の自転を入力軸３０と同軸上に配置された出力軸３３から出力し、車輪ハブＣを回転させている。

減速機Ｂのケーシング２２ｂの内側に配設された外ピン３２の数は、曲線板３１の外周の波形歯形３１ａより多い。

外ピン３２は、図５に示すように、減速機Ｂのケーシング２２ｂの内径面に隙間を介して位置する外ピンハウジング５０に支持されている。外ピンハウジング５０は、減速機Ｂのケーシング２２ｂに対してアウター側とインナー側に、フローティングボルト（図示しない）によってフローティング支持されている。

入力軸３０は、図４に示すように、その一端部がスプライン嵌合によりロータ２４のモータ軸２４ａに接続されてモータ部Ａにより回転駆動されるようになっており、その他端部に偏心軸部３０ａ、３０ｂが設けられている。

偏心軸部３０ａ、３０ｂは、図５に示すように、入力軸３０の軸方向に一対設けられている。その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂは、円筒状外径面の中心が周方向に１８０°位相がずれるようにして設けられ、その一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂのそれぞれの外径面に転がり軸受３４が嵌合されている。

偏心軸部３０ａ、３０ｂには、油孔４５ａ、４５ｂが設けられ、この油孔４５ａ、４５ｂから入力軸３０の内部通路４５を通る潤滑油が飛散し、各部の転動面、摺動面を潤滑する。

一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを設けた入力軸３０には、一対の偏心軸部３０ａ、３０ｂを挟むように一対のカウンタウェイト３５を、周方向に１８０°位相をずらして設けている。

曲線板３１は、転がり軸受３４によって入力軸３０に回転自在に支持され、その外周に形成された波形歯形３１ａはトロコイド曲線歯形とされている。図６に示すように、曲線板３１には、回転軸心を中心とする一つの円上に複数のピン孔３６が等間隔に形成され、軸方向に並ぶ一対のピン孔３６のそれぞれに内ピン３７が余裕をもって挿入され、その内ピン３７に回転自在に支持された針状ころ軸受３７ａの外周一部がピン孔３６の内周一部に接触している。

減速機Ｂは、図５に示すように、偏心軸部３０ａ、３０ｂに回転自在に保持される公転部材としての２枚の曲線板３１と、曲線板３１の外周部の波形歯形３１ａに係合する複数の外ピン３２と、曲線板３１の自転運動を出力する出力軸３３と、２枚の曲線板３１の隙間に取り付けられてこれら曲線板３１の端面に当接して曲線板３１の傾きを防止するセンターカラー３８とを備える。

図４に示すように、出力軸３３は、フランジ部３３ａと軸部３３ｂとを有する。フランジ部３３ａには、出力軸３３の回転軸線を中心とする円周上に、内ピン３７が等間隔に固定されている。軸部３３ｂの外径面には、図４に示すように、セレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で車輪ハブＣが設けられている。図５に示すように、複数の内ピン３７を介しフランジ部３３ａとスタビライザ３３ｄが連結され、出力軸３３とスタビライザ３３ｄは一体に回転する。スタビライザ３３ｄのモータ部Ａ側の端部には、オイルポンプ４２のインナーロータ７２に接続するポンプ駆動軸３３ｃが設けられている。

外ピン３２は、入力軸３０の回転軸線の円周軌道上に等間隔に設けられる。そして、曲線板３１が公転運動すると、外周の波形歯形３１ａと外ピン３２とが係合して、曲線板３１に自転運動を生じさせる。

図５に示すように、外ピンハウジング５０のフランジ部５１の内周には、出力軸３３およびスタビライザ３３ｄが転がり軸受９０を介してそれぞれ回転自在に支持されている。また、出力軸３３のフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄの内径面と入力軸３０の外径面とは、転がり軸受９１を介して相対的に回転可能に支持されている。

曲線板３１は、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄの間に組み込まれている。また、出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄには、組み込まれた曲線板３１のピン孔３６を貫通する内ピン３７の両端が支持されている。

出力軸３３の対向するフランジ部３３ａおよびスタビライザ３３ｄに支持された複数の内ピン３７は、入力軸３０の回転軸線を中心とする円周軌道上に等間隔に設けられ、曲線板３１との摩擦抵抗を低減するために、２枚の曲線板３１の各ピン孔３６の内壁面に当接する位置に針状ころ軸受３７ａがそれぞれ設けられている。ピン孔３６の内径寸法は、内ピン３７の外径寸法（「針状ころ軸受３７ａを含む最大外径」を指す。以下同じ。）より所定分大きく設定されている。

車輪ハブＣは、図４に示すように、出力軸３３の軸部３３ｂの外径面にセレーション（またはスプライン）によりトルク伝達可能な状態で嵌合連結された内輪部材８１と、内輪部材８１をケーシング２２ｂに対して回転自在に保持する外輪部材８２とを備える。内輪部材８１と外輪部材８２とは複列アンギュラ玉軸受を構成し、内輪部材８１と外輪部材８２の間に複列の転動体８３を設置している。内輪部材８１には、車輪取付けフランジ部８４が一体に設けられている。

外ピン３２は、ケーシング２２ｂに直接保持されているわけではなく、図４および図５に示すように、ケーシング２２ｂの内径面にフローティング状態に支持された外ピンハウジング５０に保持されている。

インホイールモータ駆動装置２１においては、軽量化の観点からケーシング２２は、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属で形成し、高い強度が求められる外ピンハウジング５０は、鋼で形成するのが望ましい。

また、サイクロイド式の減速機Ｂの潤滑は、オイルポンプ４２から供給された潤滑油が、入力軸３０の内部通路４５を通り、偏心軸部３０ａ、３０ｂに設けた油孔４５ａ、４５ｂ、および軸端に設けた油孔４５ｃから飛散し飛沫となって、また、外ピンハウジング５０の内部に溜まった潤滑油が、曲線板３１の回転で掻き上げられ飛沫となって、各部の転動面、摺動面を潤滑する。潤滑油は、減速機Ｂ内の潤滑と冷却を行った後、減速機Ｂの底部に設けられた排出口４８からオイルタンク４１に排出される。
潤滑油は、給油通路４３を通過する際に、ケーシング２２への熱伝導によって冷却される。

上記構成のインホイールモータ駆動装置２１のモータ部Ａは、図４に示すように、例えば、ステータ２３のコイルに交流電流を供給することによって生じる電磁力を受けて、永久磁石または磁性体によって構成されるロータ２４が回転する。

これにより、ロータ２４に接続されたモータ軸２４ａが回転すると、スプライン嵌合で接続された入力軸３０が回転し、曲線板３１は入力軸３０の回転軸線を中心として公転運動する。このとき、外ピン３２が、曲線板３１の曲線形状の波形歯形と転がり接触するよう係合して、曲線板３１を入力軸３０の回転とは逆向きに自転運動させる。

曲線板３１のピン孔３６に挿通する内ピン３７は、ピン孔３６の内径よりも十分に細く、曲線板３１の自転運動に伴ってピン孔３６の内壁面と当接する。これにより、曲線板３１の公転運動が内ピン３７に伝わらず、曲線板３１の自転運動のみが出力軸３３を介して車輪ハブＣに伝達される。

このとき、回転軸線と同軸に配置された出力軸３３は、減速機Ｂの出力軸として曲線板３１の自転を取り出し、モータ軸２４ａの回転が減速機Ｂによって減速されて出力軸３３に伝達されるので、低トルク、高回転型のモータ部Ａを採用した場合でも、駆動輪に必要なトルクを伝達することが可能となる。

このように、多段構成とすることなく大きな減速比を得ることができる減速機Ｂを採用することにより、コンパクトで高減速比のインホイールモータ駆動装置２１を得ることができる。また、外ピン３２を外ピンハウジング５０に対して回転自在とし、内ピン３７の曲線板３１に当接する位置に針状ころ軸受３７ａを設けたことにより、摩擦抵抗が低減されるので、減速機Ｂの伝達効率が向上する。

前記の実施形態においては、減速機Ｂの曲線板３１を１８０°位相を変えて２枚設けたが、この曲線板の枚数は任意に設定することができ、例えば、曲線板を３枚設ける場合は、１２０°位相を変えて設けるとよい。

また、前記の実施形態において、曲線板３１を支持する転がり軸受３４として円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、例えば、すべり軸受、深溝玉軸受、円錐ころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受等、すべり軸受であるか転がり軸受であるかを問わず、転動体がころであるか玉であるかを問わず、さらには複列か単列かを問わず、あらゆる軸受を適用することができる。また、その他の場所に配置される軸受についても、同様に任意の形態の軸受を採用することができる。

また、前記の実施形態においては、モータ部Ａに、ケーシング２２ａに固定されるステータ２３と、ステータ２３の内側に径方向の隙間を空けて対面する位置に配置されるロータ２４とを備えるラジアルギャップモータを採用した例を示したが、これに限ることなく、任意の構成のモータを適用可能である。例えばステータとロータとが軸方向に開いた隙間を介して対向配置されるアキシアルギャップモータであってもよい。

また、前記の実施形態においては、オイルポンプ４２は、減速機Ｂの回転を利用してインナーロータ７２が回転する例を示したが、これに限ることなく、モータ部Ａのロータ２４の回転を利用してインナーロータが回転するオイルポンプ、あるいは別途設けた電動モータによりインナーロータが回転するオイルポンプであってもよい。

図８に示すように、上記したインバータ装置１７は、インバータケース１７０内に上記した各種制御回路が収められている。更に、インバータケース１７０内には、水冷用の配管１７１が配設され、配管１７１の接続口１７１ａに、ラジエター１５から連なる冷却配管１５ａが接続される（図１参照）。インバータケース１７０の外周面には、インホイールモータ駆動装置２１の動力ケーブル１８と接続するためのインホールモータ駆動装置用端子ボックス１７２、１７２と、バッテリ１６からのバッテリ動力ケーブル１６ａが接続されるバッテリ用端子ボックス１７３が設けられている。

この実施形態では、図８に示すように、インバータケース１７０の両サイドに突出するように、インホールモータ駆動装置用端子ボックス１７２、１７２が設けられ、バッテリ側に面する側にバッテリ用端子ボックス１７３が突出して設けられている。インホールモータ駆動装置用端子ボックス１７２、１７２は、電気車両１の左右の駆動輪１４（図１参照）に設けられたインホールモータ駆動装置２１、２１にできるだけ近くなるように両サイドに設けられている。

インバータケース１７０の両サイドには、車体本体１２にインバータケース１７０を固定するための固定孔１７４ａを有する突出片１７４が設けられている。

このインホイールモータ駆動装置用端子ボックス１７２内に、インホイールモータ駆動装置２１に電力を供給するための動力コネクタ部１７２ａが設けられている。この動力コネクタ部１７２ａは、この実施形態では、３相配線用に３つの雌型コネクタ１７２ｂが設けられている。動力コネクタ部１７２ａの雌型コネクタ１７２ｂのそれぞれに、インバータ１７ｃ（図３参照）から与えられる３相の出力が与えられる。後述するように、動力コネクタ部１７２ａに動力ケーブル１８が接続される。

バッテリ用端子ボックス１７３内に、バッテリ１６からの電力をインバータ装置１７に与えるためのバッテリコネクタ部１７３ａが設けられている。このバッテリコネクタ部１７３ａは、この実施形態では、２つの雌型コネクタ１７３ｂが設けられ、後述するように、このコネクタ１７３ｂにバッテリ１６からのバッテリ動力ケーブル１６ａが接続される。バッテリコネクタ部１７３ａの雌型コネクタ１７３ｂは、インバータ１７ｃの入力部と接続されている。

図８に示すように、各端子ボックス１７２、１７２、１７３の車体本体１２と対向する側には、開口部１７２ｃ、１７２ｃ、１７３ｃが設けられ、この開口部１７２ｃ、１７２ｃ、１７３ｃから各コネクタ１７２ｂ、１７２ｂ、１７３ｂが車体本体１２に臨むように設けられている。そして、その開口部１７２ｃ、１７２ｃ、１７３ｃの周囲には，防水のためのＯリング１７５が設けられ、インバータケース１７０を車体本体１２に取り付けると開口部１７２ｃ、１７２ｃ、１７３ｃが閉塞され、Ｏリング１７５により防水性が確保される。

図９に示すように、車体本体１２のインバータ装置の設置位置１７０ａを基準として、インホイールモータ駆動装置用端子ボックス１７２内の動力コネクタ部１７２ａと対向する位置に、動力コネクタ部１７２ａと嵌合する車体本体コネクタ部１８２が設けられている。この車体本体コネクタ部１８２は、３相配線用に３つの雄型コネクタ１８２ｂが設けられている。雄型コネクタ１８２ｂは、インホイールモータ駆動装置２１に繋がる動力ケーブル１８に接続されている。動力ケーブル１８は、車体本体１２に押さえプレート１８ａをネジ１８ｂで取り付けることにより、固定されている（図１２、図１３参照）。

また、バッテリ用端子ボックス１７３内のバッテリコネクタ部１７３ａに対向する車体本体１２の位置に、バッテリコネクタ部１７３ａと嵌合する車体側バッテリ用コネクタ部１８３が設けられている。車体側バッテリ用コネクタ部１８３には、バッテリ１６のバッテリ動力ケーブル１６ａが接続された雄型コネクタ１８３ｂが設けられている。

図１０に示すように、車体本体１２から雄型コネクタ１８２ｂ、１８３ｂが立設するように設けられている。また、冷却配管１５ａも車体本体１２から立設して、インバータケース１７０が車体本体１２に取り付けた時に、インバータの水冷用の配管１７１の接続口１７１ａに対向するように設けられている。対向する配管同士をパイプ１５ｃで接続してインバータ装置１７に冷却水が与えられる。

更に、車体本体１２には、インバータケース１７０の固定孔１７４ａと対向する位置にインバータ固定用ボルト孔１８４が設けられている。この孔１８４と固定孔１７４ａにボルトを通し、ナットで締め付け、車体本体１２に、インバータケース１７０が固定される。

次に、インバータケース１７０の車体本体１２への取り付けにつき、図１１〜図１３を参照して説明する。

インバータケース１７０を車体本体１２のインバータ設置位置１７０ａ（図９参照）に合わせると、動力コネクタ部１７２ａと車体本体コネクタ部１８２、バッテリコネクタ部１７３ａと車体側バッテリ用コネクタ部１８３がそれぞれ対向して位置合わせされる。そして、インバータケース１７０を車体本体１２の上に載せると、動力コネクタ部１７２ａと車体本体コネクタ部１８２、バッテリコネクタ部１７３ａと車体側バッテリ用コネクタ部１８３がそれぞれ嵌合して、機械的電気的に接続される。そして、インバータケース１７０を車体本体１２にボルトを用いて固定される。

このインバータケース１７０を車体本体１２に取り付けることにより、動力コネクタ部１７２ａと車体本体コネクタ部１８２、バッテリコネクタ部１７３ａと車体側バッテリ用コネクタ部１８３が接続され、インバータ装置１７からインホイールモータ駆動装置２１に動力コネクタ部１７２ａと車体本体コネクタ部１８２を介して動力ケーブル１８が接続されて電力が供給されることになる。

また、バッテリコネクタ部１７３ａと車体側バッテリ用コネクタ部１８３を介してバッテリ動力ケーブル１６が接続されてバッテリ１６からの電力がインバータ装置１７へ与えられる。

図１２に示すように、雌型コネクタ１７２ｂ、雄型コネクタ１８２ｂに、それぞれネジ孔１７２ｄ、１８２ｄを設け、雄型コネクタ１７２ｂ、雌型コネクタ１８２を嵌合した時に両者のネジ孔１７２ｄ、１８２ｄが一致するように構成し、両コネクタ１７２ｂ、１８２ｂが嵌り合った後、連結性を確実にするために、両コネクタ１７２ｂ、１８２をボルト１８５で固定し、両コネクタ１７２ｂ、１８２ｂが外れることがないよう構成することで、接合の機械的強度を増すことができる（図１３参照）。このとき、端子ボックス１７２は、ボルト１８５の固定が行えるように、一方の側面に開口部を設けている。そして、両コネクタ１７２ｂ、１８２ｂが嵌合された後、両コネクタ１７２ｂ、１８２ｂをボルト固定し、コネクタが外れることがないようにしている。そして、ボルト１８５固定した後、側面部の開口部に蓋をして密閉する。このように構成することで、はめあい部は、外側から確認することが出来、さらに、ボルト締結することで、十分な接合強度が得られる。

同様に、雌型コネクタ１７３ｂ、雄型コネクタ１８３ｂに、それぞれネジ孔を設け、雄型コネクタ１７３ｂ、雌型コネクタ１８３ｂを嵌合した時に両者のネジ孔が一致するように構成し、両コネクタ１７３ｂ、１８３ｂが嵌り合った後、連結性を確実にするために、両コネクタ１７３ｂ、１８３ｂをボルトで固定し、両コネクタ１７３ｂ、１８３ｂが外れることがないよう構成している。

図１４に示す実施形態は、端子ボックス１７２、１７２、１７３をインバータケース１７０から突出させないで、インバータケース１７０の中に設けている。インバータケース１７０内にそれぞれ端子ボックス１７２、１７２、１７３を設け、車体本体１２には、各端子ボックス１７２、１７２、１７３に対応して各コネクタ部を設ければよい。

なお、上記した実施形態では、インバータケース１７０側のコネクタ部１７２ａ、１７２ａ、１７３ａを雌型、車体本体側のコネクタ部１８２、１８２、１８３を雄型にしているが、インバータケース１７０側のコネクタ部１７２ａ、１７２ａ、１７３ａを雄雌、車体本体側のコネクタ部１８２、１８２，１８３を雌型にしてもよい。但し、製品として、凸部である雄型コネクタ部にすると、搬送時にぶつけてコネクタ部を変形させる可能性があるため、インバータケース１７０側のコネクタ部１７２ａ、１７２ａ、１７３ａを凹部である雌型コネクタ部とする方が好ましい。

更に、ロータのポジションや温度を検出するセンサなどの信号線についても、車体本体１２とインバータケース１７０とにそれぞれコネクタ部を設け、コネクタ部を介して接続するように構成してもよい。尚、信号線は片側１０本程度あるため、ピンコネクタのようなもので接続し、ソケット嵌め合いにすることで、誤配線を防ぐことが出来る。

上記のように構成することで、インバータ装置１７の修理交換時には、配線を外す手間が省け、作業しやすいという効果もある。

また、インバータ装置１７は、は水冷のための配管等が設けられることがあるため、これらも所定の位置に予め設置することで、インバータ装置１７の搭載後の配管の煩わしさを軽減させることが出来る。

さらに、この発明に係る電気自動車用駆動装置を搭載した電気自動車は、後輪を駆動輪としてもよく、また、前輪を駆動輪としてもよく、４輪駆動車であってもよい。なお、本明細書中で「電気自動車」とは、電力から駆動力を得る全ての自動車を含む概念であり、例えば、ハイブリッドカー等をも含むものとして理解すべきである。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、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。

１１ ：電気車両
１２ ：車体本体
１２ａ ：ホイールハウジング
１２ｂ ：懸架装置
１３ ：前輪
１４ ：駆動輪
１４ ：車輪
１５ ：ラジエター
１５ａ ：冷却配管
１５ｃ ：パイプ
１６ ：バッテリ
１６ａ ：バッテリ動力ケーブル
１７ ：インバータ装置
１７ａ ：モータコントール部
１７ｂ ：パワー回路部
１７ｃ ：インバータ
１７ｄ ：ＰＷＭドライバ
１７ｅ ：モータ駆動制御部
１７ｆ ：モータ電流制御手段
１７ｇ ：電流センサ
１８ ：動力ケーブル
１８ａ ：押さえプレート
１８ｂ ：ネジ
２１ ：インホイールモータ駆動装置
２２ ：ケーシング
２３ ：ステータ
２４ ：ロータ
２４ａ ：モータ軸
２５ａ ：軸受
２５ｂ ：軸受
３０ ：入力軸
４９ ：ポンプ押さえプレート
１００ ：ＥＣＵ
１７０ ：インバータケース
１７０ａ ：インバータ設置位置
１７１ ：配管
１７１ａ ：接続口
１７２ ：インホールモータ駆動装置用端子ボックス
１７２ａ ：動力コネクタ部
１７２ｃ ：開口部
１７２ｄ ：ネジ孔
１７３ ：バッテリ用端子ボックス
１７３ａ ：バッテリコネクタ部
１７３ｃ ：開口部
１７４ ：突出片
１７４ａ ：固定孔
１７５ ：Ｏリング
１８２ ：車体本体コネクタ部
１８２ｂ ：雄型コネクタ
１８２ｄ ：ネジ孔
１８３ ：車体側バッテリ用コネクタ部
Ａ ：モータ部
Ｂ ：減速機
Ｃ ：車輪ハブ
ｃ１ ：回転中心
ｃ２ ：回転中心

Claims (7)

1. インホイールモータ駆動装置と、車両に搭載されるバッテリの直流電力を前記インホイールモータ駆動回路に用いる交流電力に変換するインバータと、このインバータを制御するコントロール部とを備えるインバータ装置とを備え、前記バッテリとインバータ装置が車体本体に搭載され、前記インホイールモータ駆動装置が懸架装置を介して前記車体本体に支持されたインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両において、
   前記インバータ装置を収容するケースに、インホイールモータ駆動装置に電力を供給するための雌型又は雄型の動力コネクタ部が設けられ、車体本体の前記インバータ装置の設置位置の前記動力コネクタ部と対向する位置に、前記動力コネクタ部と嵌合する車体本体コネクタ部が設けられていることを特徴とするインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
2. 前記インバータ装置を収容するケースに、バッテリからの電力をインバータ装置に与えるための雌型又は雄型バッテリコネクタ部が設けられ、前記車体本体側に、前記バッテリコネクタ部と嵌合する雄型又は雌型の車体側バッテリ用コネクタ部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
3. 前記インバータ装置を収容するケースに端子ボックスを設け、この端子ボックス内にコネクタ部のコネクタを収容することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
4. 前記各コネクタ部のコネクタに孔を設け、この孔を介して両コネクタをボルト固定することを特徴とする請求項３に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
5. 前記端子ボックス内のコネクタを雄型コネクタとしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
6. 前記車体本体と前記インバータケースそれぞれに、信号線用のコネクタ部を設け、コネクタ部を介して信号線の接続することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。
7. 前記インバータケース内に冷却用の配管が配置され、前記車体本体のインバータ装置の設置位置に、ラジエターに連なる冷却用の配管を配置したことを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータ駆動装置を搭載した電動車両。

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