JP2016197564A - Cable structure - Google Patents

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山際 正憲
Masanori Yamagiwa
正憲 山際
壮一 舞原
Soichi Maibara
壮一 舞原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cable structure securing safety of a system that repeats relative movement, while suppressing a size up and cost up of a strong electric cable.SOLUTION: A motor cable 6, which is a strong electric cable, is used for an in-wheel motor system where an in-wheel motor 4 repeats relative movement with respect to an inverter 5, and electrically connects between the inverter 5 and the in-wheel motor 4. The motor cable 6 is configure to be a multilayer structure including a plurality of layers 61, 62, 63, and 64 coaxially arranged. And in all the layers 61, 62, 63, and 64 constituting the motor cable 6, flexural durability determined by an amount of relative movement and the number of times of repeated fatigue is secured to a specific value or more and in addition to the outermost layer 64, the insulation layer 62 as a weakest part with a weaker flexural durability than the outermost layer 64 is provided.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、相対移動を繰り返す電源部と駆動部の間を電気的に接続する強電ケーブルのケーブル構造に関する。   The present invention relates to a cable structure of a high-voltage cable that electrically connects between a power supply unit and a drive unit that repeat relative movement.

従来、電気ケーブルとして、複数の被覆電線と、複数の被覆電線を内周に固着した中空部を有する絶縁層と、外周を覆うシース(最外層)と、からなるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric cable, a cable composed of a plurality of covered electric wires, an insulating layer having a hollow portion in which the plurality of covered electric wires are fixed to the inner periphery, and a sheath (outermost layer) covering the outer periphery is known (for example, , See Patent Document 1).

特許第4821983号公報Japanese Patent No. 4821983

しかしながら、従来の電気ケーブルにあっては、最終的な壊れ方までは考慮できておらず、最後は電線(銅線)が破断し、切れた銅線がシースを突き破って表面に露出するおそれがある、という問題があった。また、中空部を設けたりシースを分厚くしたりすることで耐久性を増すと電流密度が下がるため、必要な電流を確保するためにはサイズアップやコストアップを招く、という問題があった。   However, in the conventional electric cable, it has not been considered until the final breakage, and at the end, the electric wire (copper wire) may break, and the broken copper wire may break through the sheath and be exposed to the surface. There was a problem that there was. In addition, when the durability is increased by providing a hollow portion or by increasing the thickness of the sheath, the current density is lowered. Therefore, there is a problem that the size and cost are increased in order to secure a necessary current.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、強電ケーブルのサイズアップやコストアップを抑えながら、相対移動を繰り返すシステムの安全性を確保するケーブル構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a cable structure that ensures the safety of a system that repeats relative movement while suppressing an increase in size and cost of a high-power cable.

上記目的を達成するため、本発明の強電ケーブルは、電源部に対し駆動部が相対移動を繰り返すシステムに用いられ、電源部と駆動部の間を電気的に接続する。
この強電ケーブルを、複数の層を同軸配置で有する多層構造とした。
そして、強電ケーブルを構成する全ての層で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性を一定値以上に確保すると共に、最外層以外に最外層よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位を設けた。
In order to achieve the above object, the high power cable of the present invention is used in a system in which the drive unit repeats relative movement with respect to the power supply unit, and electrically connects the power supply unit and the drive unit.
The high-voltage cable has a multilayer structure having a plurality of layers in a coaxial arrangement.
In addition, the bending durability determined by the relative movement amount and the number of times is ensured to a certain value or more in all layers constituting the high-power cable, and the weakest portion having a bending durability weaker than the outermost layer is provided in addition to the outermost layer.

よって、強電ケーブルが多層構造とされ、強電ケーブルを構成する全ての層で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性が一定値以上に確保されると共に、最外層以外に最外層よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位が設けられる。
即ち、強電ケーブルを、複数の層を同軸配置で有する多層構造としたため、必要電流を確保するのに十分な断面積を持つ導体層としても、サイズアップやコストアップが抑えられる。さらに、最外層以外の層の中から最外層よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位を設ける、つまり、設計時に被害度が最大となる部位を決めるようにしている。よって、寿命を超えるような使用があった場合でも、最弱部位により安全に機能の停止または異常の検出が可能となるので、相対移動を繰り返すシステムの安全性が確保される。
この結果、強電ケーブルのサイズアップやコストアップを抑えながら、相対移動を繰り返すシステムの安全性を確保することができる。
Therefore, the high-power cable has a multi-layer structure, and the bending durability determined by the relative movement amount and the number of times is secured to a certain value or more in all layers constituting the high-power cable, and the bending durability is higher than the outermost layer in addition to the outermost layer. The weakest part is weak.
That is, since the high-voltage cable has a multi-layer structure having a plurality of layers arranged coaxially, the increase in size and cost can be suppressed even when the conductor layer has a sufficient cross-sectional area to ensure the necessary current. Furthermore, the weakest part having a lower bending durability than the outermost layer is provided from the layers other than the outermost layer, that is, the part where the degree of damage is maximized at the time of design is determined. Therefore, even when the usage exceeds the service life, it is possible to safely stop the function or detect the abnormality by the weakest part, so that the safety of the system that repeats the relative movement is ensured.
As a result, it is possible to ensure the safety of the system that repeats relative movement while suppressing the increase in size and cost of the high-voltage cable.

実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルを備えたインホイールモータ車両の後部を示す平面図である。It is a top view which shows the rear part of the in-wheel motor vehicle provided with the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルを備えたインホイールモータ車両の後部を示す正面図である。It is a front view which shows the rear part of the in-wheel motor vehicle provided with the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルの漏電検知手段を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical leakage detection means of the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルのインホールモータの移動(搖動)によるモータ位置とケーブル応力の変化状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change state of the motor position and cable stress by the movement (swing) of the in-hole motor of the motor cable to which the cable structure of Example 1 is applied. モータケーブルのモータ位置とケーブル応力の関係が線形である場合の導体層応力特性・絶縁層応力特性・最外層応力特性を示す線形特性図である。It is a linear characteristic figure which shows the conductor layer stress characteristic, insulating layer stress characteristic, and outermost layer stress characteristic in case the relationship between the motor position of a motor cable and cable stress is linear. モータケーブルのモータ位置とケーブル応力の関係が非線形である場合の導体層応力特性・絶縁層応力特性・最外層応力特性を示す非線形特性図である。It is a nonlinear characteristic figure which shows the conductor layer stress characteristic, insulation layer stress characteristic, and outermost layer stress characteristic in case the relationship between the motor position of a motor cable and cable stress is nonlinear. 導体層・絶縁層・最外層を有するモータケーブルにおいて各層の寿命と応力振幅の関係及び全ての層(導体層・絶縁層・シールド層・最外層)の被害度と層毎の強度関係を示す耐力線図である。Strength of motor cable with conductor layer / insulation layer / outermost layer showing the relationship between the life of each layer and the stress amplitude, and the damage degree of all layers (conductor layer, insulation layer, shield layer, outermost layer) and the strength relationship of each layer FIG. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルにおいて金属層のモータ位置とケーブル応力の関係特性(導体層応力特性・シールド層応力特性)を示す非線形特性図である。It is a nonlinear characteristic figure which shows the relationship characteristic (conductor layer stress characteristic / shield layer stress characteristic) of the motor position of a metal layer, and cable stress in the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルにおいて金属層(導体層・シールド層)の寿命と応力振幅の関係を示す耐力線図である。FIG. 3 is a bearing diagram showing the relationship between the life of a metal layer (conductor layer / shield layer) and the stress amplitude in a motor cable to which the cable structure of Example 1 is applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルにおいて樹脂層のモータ位置と塑性歪みの関係特性(最外層塑性歪み特性・絶縁層塑性歪み特性)を示す非線形特性図である。It is a nonlinear characteristic figure which shows the relationship characteristic (outermost layer plastic strain characteristic / insulating layer plastic strain characteristic) of the motor position of a resin layer, and plastic strain in the motor cable to which the cable structure of Example 1 is applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルにおいて樹脂層(最外層・絶縁層)の寿命と塑性歪振幅の関係を示す耐力線図である。It is a strength line figure showing the relation between the life of a resin layer (outermost layer / insulating layer) and the plastic strain amplitude in a motor cable to which the cable structure of Example 1 is applied. 実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルにおいて全ての層(導体層・絶縁層・シールド層・最外層)の被害度と層毎の強度関係を示す各層間の強度関係図である。It is the intensity | strength relationship figure between each layer which shows the damage degree of all the layers (a conductor layer, an insulating layer, a shield layer, outermost layer) and the intensity | strength relationship for every layer in the motor cable to which the cable structure of Example 1 was applied.

以下、本発明のケーブル構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for realizing the cable structure of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
実施例1におけるケーブル構造は、後輪駆動のインホイールモータ車両において、インバータとインホイールモータを電気的に接続する三相のモータケーブルに適用したものである。以下、実施例1におけるケーブル構造の構成を、「全体構成」、「ケーブル構成」、「層毎の強度関係の決定構成」に分けて説明する。
First, the configuration will be described.
The cable structure according to the first embodiment is applied to a three-phase motor cable that electrically connects an inverter and an in-wheel motor in a rear-wheel drive in-wheel motor vehicle. Hereinafter, the configuration of the cable structure in the first embodiment will be described by being divided into “overall configuration”, “cable configuration”, and “determination configuration of strength relationship for each layer”.

[全体構成]
図1及び図2は実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルを備えたインホイールモータ車両の後部を示す平面図及び正面図である。以下、図1及び図2に基づき、全体構成を説明する。
[overall structure]
1 and 2 are a plan view and a front view showing a rear part of an in-wheel motor vehicle equipped with a motor cable to which the cable structure of the first embodiment is applied. The overall configuration will be described below with reference to FIGS.

前記インホイールモータ車両は、図1及び図2に示すように、サスペンションメンバ1と、左右の後輪タイヤ2L,2Rと、左右の後輪ホイール3L,3Rと、左右のインホイールモータ4L,4Rと、インバータ5と、左右の三相モータケーブル6L,6Rと、を車両後部に備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the in-wheel motor vehicle includes a suspension member 1, left and right rear wheel tires 2L and 2R, left and right rear wheel wheels 3L and 3R, and left and right in-wheel motors 4L and 4R. And an inverter 5 and left and right three-phase motor cables 6L and 6R are provided at the rear of the vehicle.

前記サスペンションメンバ1は、左右後輪ユニット(左右後輪のタイヤ+ホイール+モータの総称)を車体に懸架する左右のサスペンション装置7L,7Rの車体側部材として取り付けられる。このサスペンションメンバ1は、図1に示すように、左右の後輪タイヤ2L,2Rに挟まれた中央部領域に配置された方形状メンバであり、車体メインフレームに対し合計4箇所のマウント部材11を介して弾性支持される。なお、左右のサスペンション装置7L,7Rとしては、ロアリンク、アッパーリンク、ショックアブソーバ、コイルスプリング等を有する。   The suspension member 1 is attached as a vehicle body side member of the left and right suspension devices 7L and 7R for suspending left and right rear wheel units (a general term for left and right rear wheel tires + wheels + motors) on the vehicle body. As shown in FIG. 1, the suspension member 1 is a square member disposed in a central region sandwiched between left and right rear wheel tires 2L and 2R, and a total of four mounting members 11 with respect to the vehicle body main frame. It is elastically supported via. The left and right suspension devices 7L and 7R include a lower link, an upper link, a shock absorber, a coil spring, and the like.

前記左右の後輪タイヤ2L,2Rは、左右の後輪ホイール3L,3Rの外周位置にそれぞれ装着される。左後輪ホイール3Lには、左後輪タイヤ2Lを駆動する左インホイールモータ4Lが、少なくとも一部をホイール内空間に配置した状態で取り付けられる。右後輪ホイール3Rには、右後輪タイヤ2Rを駆動する右インホイールモータ4Rが、少なくとも一部をホイール内空間に配置した状態で取り付けられる。   The left and right rear wheel tires 2L, 2R are mounted on the outer peripheral positions of the left and right rear wheel wheels 3L, 3R, respectively. A left in-wheel motor 4L that drives the left rear wheel tire 2L is attached to the left rear wheel 3L in a state where at least a part thereof is disposed in the wheel inner space. A right in-wheel motor 4R that drives the right rear wheel tire 2R is attached to the right rear wheel 3R in a state where at least a part thereof is disposed in the wheel inner space.

前記インバータ5は、図1及び図2に示すように、サスペンションメンバ1の車両前方側上面に取り付けられた電源部の一例である。このインバータ5は、力行のときに図外のバッテリからの高電圧直流を三相交流に変換して左インホイールモータ4Lと右インホイールモータ4Rに印加して駆動する。また、インバータ5は、回生のときに左インホイールモータ4Lと右インホイールモータ4Rからの三相交流を直流に変換して図外のバッテリに充電する。なお、バッテリは、車体フロア中央部の床下位置に配置され、ケース内部には、バッテリモジュールやジャンクションボックス等が設置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the inverter 5 is an example of a power supply unit attached to the upper surface on the vehicle front side of the suspension member 1. The inverter 5 is driven by converting high voltage direct current from a battery (not shown) into three-phase alternating current during powering and applying it to the left in-wheel motor 4L and the right in-wheel motor 4R. Moreover, the inverter 5 converts the three-phase alternating current from the left in-wheel motor 4L and the right in-wheel motor 4R into direct current and charges a battery (not shown) during regeneration. The battery is disposed at a position below the center of the vehicle body floor, and a battery module, a junction box, and the like are installed inside the case.

前記左三相モータケーブル6Lは、インバータ5と左インホイールモータ4Lとを、電気的に接続するケーブルであり、ケーブル長を2つの接続部間の直線距離に余裕長を加えた長さとすることで図2に示すように少し下方に撓ませている。左三相モータケーブル6Lは、U相ケーブル6LU(車両後方位置)と、V相ケーブル6LV(中間位置)と、W相ケーブル6LW(車両前方位置)と、をそれぞれ独立に有して構成される。さらに、インバータ5と左インホイールモータ4Lは、左三相モータケーブル6Lと並列なアース用ボンディングケーブル6LEによって接続されている。   The left three-phase motor cable 6L is a cable for electrically connecting the inverter 5 and the left in-wheel motor 4L, and the cable length is a length obtained by adding a margin length to the linear distance between the two connecting portions. As shown in FIG. 2, it is bent slightly downward. The left three-phase motor cable 6L includes a U-phase cable 6LU (vehicle rear position), a V-phase cable 6LV (intermediate position), and a W-phase cable 6LW (vehicle front position) independently. . Further, the inverter 5 and the left in-wheel motor 4L are connected by a ground bonding cable 6LE in parallel with the left three-phase motor cable 6L.

前記右三相モータケーブル6Rは、インバータ5と右インホイールモータ4Rとを、電気的に接続するケーブルであり、ケーブル長を2つの接続部間の直線距離に余裕長を加えた長さとすることで図2に示すように少し下方に撓ませている。右三相モータケーブル6Rは、U相ケーブル6RU(車両後方位置)と、V相ケーブル6RV(中間位置)と、W相ケーブル6RW(車両前方位置)と、をそれぞれ独立に有して構成される。さらに、インバータ5と右インホイールモータ4Rは、右三相モータケーブル6Rと並列なアース用ボンディングケーブル6REによって接続されている。即ち、左三相モータケーブル6Lと右三相モータケーブル6Rは、インバータ5を挟んで対称な配置構成とされる。   The right three-phase motor cable 6R is a cable for electrically connecting the inverter 5 and the right in-wheel motor 4R, and the cable length is a length obtained by adding a margin length to the linear distance between the two connecting portions. As shown in FIG. 2, it is bent slightly downward. The right three-phase motor cable 6R includes a U-phase cable 6RU (vehicle rear position), a V-phase cable 6RV (intermediate position), and a W-phase cable 6RW (vehicle front position) independently. . Further, the inverter 5 and the right in-wheel motor 4R are connected by a grounding bonding cable 6RE in parallel with the right three-phase motor cable 6R. That is, the left three-phase motor cable 6L and the right three-phase motor cable 6R are symmetrically arranged with the inverter 5 interposed therebetween.

[ケーブル構成]
図3は実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブルを示す断面図、図4は三相モータケーブルの漏電検知手段を示す概略図である。以下、図3及び図4に基づき、ケーブル構成を説明する。
[Cable configuration]
FIG. 3 is a sectional view showing a motor cable to which the cable structure of the first embodiment is applied, and FIG. 4 is a schematic view showing a leakage detecting means of the three-phase motor cable. Hereinafter, the cable configuration will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

実施例1のケーブル構造は、図1及び図2に示すように、インバータ5(電源部)に対し左右インホイールモータ4L,4R(駆動部)が相対移動を繰り返すインホイールモータシステムに適用されている。そして、図3に示す多層構造によるケーブル構成は、インバータ5と左右インホイールモータ4L,4Rの間を電気的に接続する強電ケーブルに採用されている。即ち、左三相モータケーブル6Lを構成するU相ケーブル6LUとV相ケーブル6LVとW相ケーブル6LWと、右三相モータケーブル6Rを構成するU相ケーブル6RUとV相ケーブル6RVとW相ケーブル6RWの各ケーブルに採用されている。以下、これらの各ケーブルを総称して「モータケーブル6(強電ケーブル)」という。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cable structure of the first embodiment is applied to an in-wheel motor system in which left and right in-wheel motors 4L and 4R (drive unit) repeat relative movement with respect to an inverter 5 (power source unit). Yes. And the cable structure by the multilayer structure shown in FIG. 3 is employ | adopted as the high electric cable which electrically connects between the inverter 5 and the left-right in-wheel motor 4L, 4R. That is, the U-phase cable 6LU, the V-phase cable 6LV, and the W-phase cable 6LW that constitute the left three-phase motor cable 6L, and the U-phase cable 6RU, the V-phase cable 6RV, and the W-phase cable 6RW that constitute the right three-phase motor cable 6R. It is adopted for each cable. Hereinafter, these cables are collectively referred to as “motor cable 6 (high power cable)”.

前記モータケーブル6は、図3に示すように、導体層61と、絶縁層62と、シールド層63と、最外層64と、により構成され、これらの各層61,62,63,64を同軸配置で有する多層構造(同軸ケーブル構造)としている。   As shown in FIG. 3, the motor cable 6 includes a conductor layer 61, an insulating layer 62, a shield layer 63, and an outermost layer 64. These layers 61, 62, 63, and 64 are coaxially arranged. It has a multi-layer structure (coaxial cable structure).

前記導体層61は、ケーブル中心軸位置に設けられ、例えば、銅線を一定方向に撚って銅線束にすることで構成される。この導体層61を構成する銅線の線径や銅線の数は、必要な電流を流すのに十分な径や数とされる。   The said conductor layer 61 is provided in the cable center axis position, for example, is comprised by twisting a copper wire to a fixed direction and making it a copper wire bundle. The diameter of the copper wire and the number of copper wires constituting the conductor layer 61 are set to a diameter and a number sufficient to pass a necessary current.

前記絶縁層62は、導体層61とシールド層63の間に配置され、例えば、導体層61の外周を絶縁性樹脂により被覆することで構成される。この絶縁層62の素材としては、モータケーブル6が撓み変形しても導体層61とシールド層63との間の絶縁を確保する絶縁性と弾性を備えた樹脂素材が用いられる。   The insulating layer 62 is disposed between the conductor layer 61 and the shield layer 63, and is configured, for example, by covering the outer periphery of the conductor layer 61 with an insulating resin. As the material of the insulating layer 62, a resin material having insulation and elasticity that ensures insulation between the conductor layer 61 and the shield layer 63 even when the motor cable 6 is bent and deformed is used.

前記シールド層63は、絶縁層62と最外層64との間に配置され、例えば、銅やアルミの導体線を一定方向に撚った横巻きシールドや導体線を編み込んだ編組シールドにより構成される。このシールド層63は、絶縁層62を覆うことにより、外部からのノイズ影響や内部(導体層61)からのノイズ発生を遮断する機能を確保する構成とされる。   The shield layer 63 is disposed between the insulating layer 62 and the outermost layer 64, and is composed of, for example, a laterally wound shield in which copper or aluminum conductor wires are twisted in a certain direction or a braided shield in which conductor wires are knitted. . The shield layer 63 covers the insulating layer 62 to ensure the function of blocking the influence of noise from the outside and the generation of noise from the inside (conductor layer 61).

前記最外層64は、「シース」と呼ばれるもので、シールド層63の外周を可撓性樹脂により被覆することで構成される。この最外層64は、周辺部材との干渉によっても、傷ついたり破損したりしないだけの耐久性を持つ樹脂材が用いられる。   The outermost layer 64 is called a “sheath”, and is configured by covering the outer periphery of the shield layer 63 with a flexible resin. The outermost layer 64 is made of a resin material that is durable enough not to be damaged or damaged by interference with peripheral members.

前記導体層61とシールド層63の間には、図4に示すように、漏電検知手段としての電位差センサ8を設けている。この電位差センサ8は、一端をシールド層63に接続した漏電検知線9と、アース用ボンディングケーブル6LE,6REと、の間の電位差を監視するセンサである。導体層61とシールド層63の間で漏電が無いと電位差が発生するが、漏電があると導体層61とシールド層63の短絡により電位差が0(ゼロ)になることで検知する。なお、シールド層63は、車体経由でグランドに繋がっている。一方、強電系は、車体やシールド層63、グランドからは電位的に絶縁されて浮いている状態である。   Between the conductor layer 61 and the shield layer 63, as shown in FIG. 4, a potential difference sensor 8 is provided as a leakage detecting means. The potential difference sensor 8 is a sensor that monitors a potential difference between the leakage detection line 9 having one end connected to the shield layer 63 and the ground bonding cables 6LE and 6RE. If there is no leakage between the conductor layer 61 and the shield layer 63, a potential difference occurs. However, if there is a leakage, the potential difference becomes 0 (zero) due to a short circuit between the conductor layer 61 and the shield layer 63. The shield layer 63 is connected to the ground via the vehicle body. On the other hand, the strong electric system is in a state where it floats while being electrically isolated from the vehicle body, the shield layer 63, and the ground.

[層毎の強度関係の決定構成]
前記モータケーブル6は、導体層61と絶縁層62とシールド層63と最外層64の全ての層で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性を一定値以上に確保している。これと共に、絶縁層62を、最外層64以外の層(導体層61と絶縁層62とシールド層63)のうち、最外層64よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位としている。
[Determination structure of strength relationship for each layer]
In the motor cable 6, the bending durability determined by the relative movement amount and the number of times is secured to a certain value or more in all layers of the conductor layer 61, the insulating layer 62, the shield layer 63 and the outermost layer 64. At the same time, the insulating layer 62 is the weakest part of the layers other than the outermost layer 64 (the conductor layer 61, the insulating layer 62, and the shield layer 63) that has a lower bending durability than the outermost layer 64.

前記各層61,62,63,64の屈曲耐久性を決定するにあたっては、各層61,62,63,64の繰り返し疲労に対する耐力線SNを用いる。そして、繰り返し疲労回数として最大ストローク相当に換算された市場入力回数Na(基準寿命回数)を、繰り返し疲労に対する各層の寿命回数Nf(設計寿命回数)により除算して求められる各層61,62,63,64の被害度Dにより決めている。つまり、各層61,62,63,64の寿命回数Nfを、市場入力回数Naに一致させる回数に設計するとD=1となり、市場入力回数Naを超える回数に設計するとD<1となる。   In determining the bending durability of each of the layers 61, 62, 63, 64, the resistance line SN against repeated fatigue of each of the layers 61, 62, 63, 64 is used. Each layer 61, 62, 63, obtained by dividing the market input number Na (reference life number) converted to the maximum stroke as the number of repeated fatigue times by the life number Nf (design life number) of each layer for repeated fatigue. It is determined by a damage degree D of 64. That is, if the lifetime Nf of each layer 61, 62, 63, 64 is designed to match the market input number Na, D = 1, and if it is designed to exceed the market input number Na, D <1.

ここで、モータケーブル6を構成する各層61,62,63,64のうち、有機物(樹脂)による絶縁層62と最外層64においては、塑性歪成分を負荷とする耐力線SNを用いている。一方、無機物(金属)による導体層61とシールド層63においては応力成分又は全歪成分を負荷とする耐力線SNを用いている。さらに、絶縁層62に関しては、漏電検知した故障状態を寿命とする耐力線SNを用い、その他の導体層61とシールド層63と最外層64は、導体層61の銅線が外部に露出した故障状態を寿命とする耐力線SNを用いている。   Here, among the layers 61, 62, 63, and 64 constituting the motor cable 6, the insulating layer 62 and the outermost layer 64 made of an organic substance (resin) use a load bearing line SN having a plastic strain component as a load. On the other hand, in the conductor layer 61 and the shield layer 63 made of an inorganic substance (metal), a load bearing line SN with a stress component or a total strain component as a load is used. Furthermore, with respect to the insulating layer 62, the load-bearing line SN whose lifetime is the failure state in which leakage is detected is used, and the other conductor layer 61, the shield layer 63, and the outermost layer 64 have a failure in which the copper wire of the conductor layer 61 is exposed to the outside. The load bearing line SN whose life is the state is used.

即ち、全ての層61,62,63,64で屈曲耐久性を一定値以上に確保するとは、全ての層61,62,63,64で被害度Dを1以下の値となるように計算して設計することをいう。又、絶縁層62を屈曲耐久性において最外層64よりも弱い最弱部位とするとは、全ての層61,62,63,64のうち、絶縁層62の被害度Dを最大の値(他の層61,63,64より大きく、D=1に最も近い値)となるように計算して設計することをいう。   That is, to ensure that the bending durability of all the layers 61, 62, 63, 64 is a certain value or more, the damage degree D is calculated to be 1 or less in all the layers 61, 62, 63, 64. Design. In addition, the insulating layer 62 is considered to be the weakest portion weaker than the outermost layer 64 in bending durability. Among all the layers 61, 62, 63, 64, the damage degree D of the insulating layer 62 is maximized (others). It is calculated and designed so as to be larger than the layers 61, 63 and 64 and closest to D = 1.

次に、作用を説明する。
実施例1のケーブル構造における作用を、「層毎の強度関係の決定作用」、「モータケーブルの特徴作用」に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation in the cable structure of the first embodiment will be described by being divided into “determination of strength relationship for each layer” and “characteristic operation of motor cable”.

[層毎の強度関係の決定作用]
以下、図5〜図13に基づき、各層61,62,63,64の被害度Dがどのようにして決定されるかの層毎の強度関係の決定作用を詳細に説明する。
なお、左右の後輪ホイール3L,3Rの総称を「後輪ホイール3」といい、左右のインホイールモータ4L,4Rの総称を「インホイールモータ4」という。又、各層に発生する応力をσ1〜σ4とし、各層の繰り返し疲労に対する耐力線をSN1〜SN4としたとき、導体層61(σ3,SN3)、絶縁層62(σ2,SN2)、シールド層63(σ4,SN4)、最外層64(σ1,SN1)とする(図3参照)。
[Determination of strength relationship for each layer]
Hereinafter, based on FIG. 5 to FIG. 13, the action of determining the strength relationship for each layer on how the damage level D of each layer 61, 62, 63, 64 is determined will be described in detail.
The left and right rear wheel wheels 3L and 3R are collectively referred to as “rear wheel wheel 3”, and the left and right in-wheel motors 4L and 4R are collectively referred to as “in-wheel motor 4”. Further, when the stress generated in each layer is σ1 to σ4 and the resistance lines against repeated fatigue of each layer are SN1 to SN4, the conductor layer 61 (σ3, SN3), the insulating layer 62 (σ2, SN2), the shield layer 63 ( σ4, SN4) and outermost layer 64 (σ1, SN1) (see FIG. 3).

まず、図5は、実施例1のケーブル構造が適用されたモータケーブル6のインホイールモータ4の移動(搖動)によるモータ位置δとケーブル応力σ(ケーブルに発生する応力)の変化状態を示す。このように、走行中において後輪ホイール3は、路面入力等に応じてバウンド側とリバウンド側のサスペンションストロークを繰り返すため、後輪ホイール3に取り付けられているインホイールモータ4もこれに伴ってストローク移動(搖動)する。よって、一端がインバータ5に接続され、他端がインホイールモータ4に接続されているモータケーブル6が撓み変形し、例えば、インホイールモータ4が下方向に向かって移動するほど円弧状のケーブル屈曲部の曲率半径は小さくなり、応力は高くなる。
したがって、モータ位置δが最下部ストローク位置δminのときにケーブル応力σは最大応力σmaxになり、モータ位置δが最上部ストローク位置δmaxのときにケーブル応力σは最小応力σminになる。
First, FIG. 5 shows a change state of the motor position δ and the cable stress σ (stress generated in the cable) due to the movement (swing) of the in-wheel motor 4 of the motor cable 6 to which the cable structure of the first embodiment is applied. Since the rear wheel 3 repeats the suspension stroke on the bounce side and the rebound side according to the road surface input or the like during traveling as described above, the in-wheel motor 4 attached to the rear wheel 3 also moves with the stroke. Move (perpendicular). Therefore, the motor cable 6 having one end connected to the inverter 5 and the other end connected to the in-wheel motor 4 is bent and deformed. For example, the arc-shaped cable bends as the in-wheel motor 4 moves downward. The radius of curvature of the part decreases and the stress increases.
Therefore, when the motor position δ is the lowest stroke position δmin, the cable stress σ becomes the maximum stress σmax, and when the motor position δ is the highest stroke position δmax, the cable stress σ becomes the minimum stress σmin.

このモータ位置δとケーブル応力σの関係が線形である場合の導体層応力特性σ3・絶縁層応力特性σ2・最外層応力特性σ1を示した例が図6である。又、このモータ位置δとケーブル応力σの関係が非線形である場合の導体層応力特性σ3・絶縁層応力特性σ2・最外層応力特性σ1を示した例が図7である。つまり、線形特性であるか非線形特性であるかにかかわらず、モータケーブル6において軸心位置の導体層61による導体層応力特性σ3による局所的変位が小さく、次に絶縁層62でその次に最外層64というように、外周側へ向かう層ほど局所的変位が大きくなる。この特性の特徴は、外周側へ向かう層ほど変形量が大きくなることによる。なお、応力は、材料のヤング率と局所的に加わる変位によって決まる。   FIG. 6 shows an example of the conductor layer stress characteristic σ3, the insulating layer stress characteristic σ2, and the outermost layer stress characteristic σ1 when the relationship between the motor position δ and the cable stress σ is linear. FIG. 7 shows an example of the conductor layer stress characteristic σ3, the insulating layer stress characteristic σ2, and the outermost layer stress characteristic σ1 when the relationship between the motor position δ and the cable stress σ is nonlinear. That is, regardless of the linear characteristic or the non-linear characteristic, the local displacement due to the conductor layer stress characteristic σ3 due to the conductor layer 61 at the axial center position is small in the motor cable 6, and then the insulation layer 62 is the next highest. As in the outer layer 64, the local displacement increases toward the outer peripheral side. The characteristic feature is that the amount of deformation increases as the layer moves toward the outer peripheral side. The stress is determined by the Young's modulus of the material and the locally applied displacement.

例えば、導体層61・絶縁層62・最外層64を有するモータケーブル6を想定したとき、図8に示す各層の寿命と応力振幅の関係を示す耐力線図に基づく層毎の強度関係の決定作用を説明する。
図8の縦軸は、応力振幅Δσであり、各層61,62,64の応力振幅Δσ1,Δσ2,Δσ3は、
Δσ1=(σ1max−σ1min)/2:最外層64
Δσ2=(σ2max−σ2min)/2:絶縁層62
Δσ3=(σ3max−σ3min)/2:導体層61
となる。そして、図8に示すように、各層61,62,64の耐力線SN1,SN2,SN3は、いずれも応力振幅Δσが大きいほど各層の寿命(回数)は少なくなる関係の特性であらわされる。この耐力線SN1,SN2,SN3は、応力振幅Δσの大きさにかかわらず、最大ストローク相当に換算された市場入力回数Naより大きくい。
これにより、各層61,62,64の被害度D1,D2,D3は、
D1=Na/Nf1≒0.3
D2=Na/Nf2≒0.5
D3=Na/Nf3≒0.2
となる。よって、層毎の強度関係は、
D1,D3<D2<1
となり、導体層61・絶縁層62・最外層64の全ての層は、被害度D1,D2,D3が1未満であることで一定の屈曲耐久性を超えた範囲である。そして、被害度D1,D2,D3のうち、被害度D2が最大値であることで絶縁層62が最弱部位になっている。
For example, assuming a motor cable 6 having a conductor layer 61, an insulating layer 62, and an outermost layer 64, the action of determining the strength relationship for each layer based on the load bearing diagram showing the relationship between the life of each layer and the stress amplitude shown in FIG. Will be explained.
The vertical axis in FIG. 8 is the stress amplitude Δσ, and the stress amplitudes Δσ1, Δσ2, and Δσ3 of the layers 61, 62, and 64 are
Δσ1 = (σ1max−σ1min) / 2: outermost layer 64
Δσ2 = (σ2max−σ2min) / 2: Insulating layer 62
Δσ3 = (σ3max−σ3min) / 2: conductor layer 61
It becomes. As shown in FIG. 8, the strength lines SN1, SN2, and SN3 of the layers 61, 62, and 64 are all expressed by characteristics that the lifetime (number of times) of each layer decreases as the stress amplitude Δσ increases. The bearing lines SN1, SN2, and SN3 are larger than the market input number Na converted to the maximum stroke, regardless of the magnitude of the stress amplitude Δσ.
As a result, the damage levels D1, D2, and D3 of the respective layers 61, 62, and 64 are
D1 = Na / Nf1 ≒ 0.3
D2 = Na / Nf2 ≒ 0.5
D3 = Na / Nf3 ≒ 0.2
It becomes. Therefore, the strength relationship for each layer is
D1, D3 <D2 <1
Thus, all the layers of the conductor layer 61, the insulating layer 62, and the outermost layer 64 are in a range that exceeds a certain bending durability because the damage levels D1, D2, and D3 are less than 1. Of the damage levels D1, D2 and D3, the damage layer D2 is the maximum value, so that the insulating layer 62 is the weakest part.

次に、導体層61・絶縁層62・シールド層63・最外層64を有する実施例1のモータケーブル6における層毎の強度関係の決定作用を、図9〜図13に基づき説明する。
なお、無機物(金属)による層(導体層61、シールド層63)と、有機物(樹脂)による層(絶縁層62、最外層64)は、疲労の原理の違いに基づき耐力線の負荷を異ならせている。つまり、金属と樹脂で用いる耐力線の縦軸パラメータを変える理由は、疲労メカニズムが金属は荷重に支配され、樹脂は変形量に支配されるためであり、それぞれの材料の疲労特性(寿命特性)を導くのに支配的な要因で整理している。
Next, the action of determining the strength relationship for each layer in the motor cable 6 according to the first embodiment having the conductor layer 61, the insulating layer 62, the shield layer 63, and the outermost layer 64 will be described with reference to FIGS.
It should be noted that the layer of the inorganic material (metal) (conductor layer 61, shield layer 63) and the layer of organic material (resin) (insulating layer 62, outermost layer 64) vary the load of the load bearing line based on the difference in the principle of fatigue. ing. In other words, the reason for changing the vertical axis parameter of the strength line used for metal and resin is that the fatigue mechanism is because metal is dominated by load and resin is dominated by deformation, and the fatigue characteristics (life characteristics) of each material Are organized by the dominant factors.

無機物(金属)による導体層61とシールド層63においては、応力成分又は全歪成分を負荷とする耐力線SN3,SN4(図10)を用いている。
図9は、モータ位置δに対するケーブル応力σの非線形特性であり、図10の縦軸は、応力振幅Δσである。よって、各層61,63の応力振幅Δσ3,Δσ4は、
Δσ3=(σ3max−σ3min)/2:導体層61
Δσ4=(σ4max−σ4min)/2:シールド層63
となる。そして、図10に示すように、各層61,63の耐力線SN3,SN4は、応力振幅Δσ3,Δσ4の大きさにかかわらず、最大ストローク相当に換算された市場入力回数Naより大きい。
これにより、各層61,63の被害度D3,D4は、
D3=Na/Nf3≒0.2
D4=Na/Nf4≒0.3
となる。
In the conductor layer 61 and the shield layer 63 made of an inorganic material (metal), the load bearing lines SN3 and SN4 (FIG. 10) using a stress component or a total strain component as loads are used.
FIG. 9 is a nonlinear characteristic of the cable stress σ with respect to the motor position δ, and the vertical axis of FIG. 10 is the stress amplitude Δσ. Therefore, the stress amplitudes Δσ3 and Δσ4 of the layers 61 and 63 are
Δσ3 = (σ3max−σ3min) / 2: conductor layer 61
Δσ4 = (σ4max−σ4min) / 2: shield layer 63
It becomes. As shown in FIG. 10, the load bearing lines SN3 and SN4 of the layers 61 and 63 are larger than the market input number Na converted to the maximum stroke regardless of the magnitudes of the stress amplitudes Δσ3 and Δσ4.
As a result, the damage levels D3 and D4 of each layer 61 and 63 are
D3 = Na / Nf3 ≒ 0.2
D4 = Na / Nf4 ≒ 0.3
It becomes.

一方、有機物(樹脂)による絶縁層62と最外層64においては、塑性歪成分を負荷とする耐力線SN1,SN2(図12)を用いている。
図11は、モータ位置δに対する塑性歪みεの非線形特性であり、図12の縦軸は、塑性歪振幅Δεである。よって、各層64,62の塑性歪振幅Δε1,Δε2は、
Δε1=(ε1max−ε1min)/2:最外層64
Δε2=(ε2max−ε2min)/2:絶縁層62
となる。そして、図12に示すように、各層62,64の耐力線SN2,SN1は、塑性歪振幅Δε1,Δε2の大きさにかかわらず、最大ストローク相当に換算された市場入力回数Naより大きい。
これにより、各層62,64の被害度D1,D2は、
D1=Na/Nf1≒0.3
D2=Na/Nf2≒0.5
となる。
On the other hand, in the insulating layer 62 and the outermost layer 64 made of an organic substance (resin), the load bearing lines SN1 and SN2 (FIG. 12) having a plastic strain component as a load are used.
FIG. 11 shows the nonlinear characteristic of the plastic strain ε with respect to the motor position δ, and the vertical axis of FIG. 12 shows the plastic strain amplitude Δε. Therefore, the plastic strain amplitudes Δε1, Δε2 of the layers 64, 62 are
Δε1 = (ε1max−ε1min) / 2: outermost layer 64
Δε2 = (ε2max−ε2min) / 2: Insulating layer 62
It becomes. As shown in FIG. 12, the strength lines SN2 and SN1 of the layers 62 and 64 are larger than the market input number Na converted to the maximum stroke regardless of the magnitudes of the plastic strain amplitudes Δε1 and Δε2.
As a result, the damage levels D1, D2 of the respective layers 62, 64 are
D1 = Na / Nf1 ≒ 0.3
D2 = Na / Nf2 ≒ 0.5
It becomes.

したがって、導体層61・絶縁層62・シールド層63・最外層64の層毎の強度関係は、図13に示すように、
D1,D3,D4<D2<1
となる。即ち、導体層61・絶縁層62・シールド層63・最外層64の全ての層は、被害度D1,D2,D3,D4が1未満であることで一定の屈曲耐久性を超えた範囲である。そして、被害度D1,D2,D3,D4のうち、被害度D2が最大値であることで絶縁層62が最弱部位になっている。
Therefore, the strength relationship of each of the conductor layer 61, the insulating layer 62, the shield layer 63, and the outermost layer 64 is as shown in FIG.
D1, D3, D4 <D2 <1
It becomes. That is, all the layers of the conductor layer 61, the insulating layer 62, the shield layer 63, and the outermost layer 64 are in a range that exceeds a certain bending durability because the damage levels D1, D2, D3, and D4 are less than 1. . Of the damage levels D1, D2, D3, and D4, the damage level D2 is the maximum value, so that the insulating layer 62 is the weakest part.

[モータケーブルの特徴作用]
実施例1では、インホイールモータシステムに用いられるモータケーブル6において、モータケーブル6を、複数の層61,62,63,64を同軸配置で有する多層構造とした。そして、モータケーブル6を構成する全ての層61,62,63,64で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性を一定値以上に確保すると共に、最外層64以外に最外層64よりも屈曲耐久性が弱い絶縁層62(最弱部位)を設ける構成とした。
即ち、モータケーブル6を、複数の層61,62,63,64を同軸配置で有する多層構造としたため、必要電流を確保するのに十分な断面積を持つ導体層61としても、サイズアップやコストアップが抑えられる。さらに、最外層64以外に最外層64よりも屈曲耐久性が弱い絶縁層62(最弱部位)を設ける、つまり、設計時に被害度が最大となる部位を決めるようにしている。よって、寿命を超えるような使用があった場合でも最弱部位である絶縁層62により安全に機能の停止または異常の検出が可能となるので、相対移動を繰り返すインホイールモータシステムの安全性が確保される。
この結果、モータケーブル6のサイズアップやコストアップを抑えながら、相対移動を繰り返すインホイールモータシステムの安全性を確保することができる。
[Characteristics of motor cable]
In Example 1, in the motor cable 6 used in the in-wheel motor system, the motor cable 6 has a multilayer structure having a plurality of layers 61, 62, 63, and 64 in a coaxial arrangement. In addition, the bending durability determined by the relative movement amount and the number of times is secured to a certain value or more in all the layers 61, 62, 63, 64 that constitute the motor cable 6, and the bending durability is more than the outermost layer 64 other than the outermost layer 64. The insulating layer 62 (weakest part) having weak properties is provided.
That is, since the motor cable 6 has a multi-layer structure having a plurality of layers 61, 62, 63, 64 in a coaxial arrangement, the conductor layer 61 having a sufficient cross-sectional area to secure a necessary current can be increased in size and cost. Up is suppressed. Further, in addition to the outermost layer 64, an insulating layer 62 (weakest part) whose bending durability is weaker than that of the outermost layer 64 is provided, that is, a part where the degree of damage is maximized at the time of design is determined. Therefore, even if it is used beyond its lifetime, the insulation layer 62, which is the weakest part, can safely stop the function or detect an abnormality, ensuring the safety of the in-wheel motor system that repeats relative movement. Is done.
As a result, it is possible to ensure the safety of the in-wheel motor system that repeats relative movement while suppressing the increase in size and cost of the motor cable 6.

実施例1では、複数の層として、少なくとも導体層61と、最外層64と、導体層61と最外層64の間を絶縁する絶縁層62と、を有するモータケーブル6とし、絶縁層62を最弱部位とする構成とした。
即ち、絶縁層62を最弱部位とする理由は、絶縁層62が破損しても他の層へのアタックが無く、しかも、絶縁層62が破損したときは電流異常等で検知しやすいことによる。
従って、耐久性における最弱部位を絶縁層62としたことで、導体層61からの導電線の露出が防止され、安全性が増大する。
In Example 1, the motor cable 6 includes at least the conductor layer 61, the outermost layer 64, and the insulating layer 62 that insulates between the conductor layer 61 and the outermost layer 64 as the plurality of layers, and the insulating layer 62 is the outermost layer. It was set as the structure made into a weak part.
That is, the reason for making the insulating layer 62 the weakest part is that even if the insulating layer 62 is damaged, there is no attack to other layers, and when the insulating layer 62 is damaged, it is easy to detect due to current abnormality or the like. .
Therefore, by using the insulating layer 62 as the weakest part in durability, exposure of the conductive wire from the conductor layer 61 is prevented, and safety is increased.

実施例1では、モータケーブル6の絶縁層62と最外層64との間にシールド層63を設け、さらに、導体層61とシールド層63の間に漏電検知手段としての電位差センサ8を設ける構成とした。
即ち、絶縁層62の破損等が無く絶縁機能を発揮している場合は、導体層61とシールド層63の間での漏電は無い。しかし、絶縁層62が破損等により絶縁機能を失うと、導電線が露出する前に導体層61とシールド層63の間での漏電が検知される。
従って、容易な構成により絶縁層62からの漏電検知を行うことで、漏電検知に基づく警告や通電遮断等の対策による安全性の増大効果が確実に得られる。
In the first embodiment, a shield layer 63 is provided between the insulating layer 62 and the outermost layer 64 of the motor cable 6, and a potential difference sensor 8 is provided as a leakage detection means between the conductor layer 61 and the shield layer 63. did.
That is, there is no leakage between the conductor layer 61 and the shield layer 63 when the insulating layer 62 is not damaged and exhibits an insulating function. However, if the insulating layer 62 loses its insulating function due to damage or the like, a leakage between the conductor layer 61 and the shield layer 63 is detected before the conductive wire is exposed.
Therefore, by detecting leakage from the insulating layer 62 with an easy configuration, the effect of increasing safety by measures such as warning based on leakage detection or interruption of energization can be reliably obtained.

実施例1では、モータケーブル6を構成する各層61,62,63,64のうち、有機物(樹脂)による層62,64においては塑性歪成分を負荷とする耐力線SN1,SN2を用いる。無機物(金属)による層61,63においては応力成分又は全歪成分を負荷とする耐力線SN3,SN4を用いる。そして、各層61,62,63,64の被害度の対比により最弱部位を決定する構成とした。
即ち、有機物(樹脂)は、塑性歪成分を負荷とした耐力線で被害度を予測する方が、予測精度が高い。一方、無機物(金属)は、応力成分を負荷とした耐力線で被害度を予測する方が、予測精度が高い。
従って、各層61,62,63,64の素材の違いにより、被害度対比に用いる耐力線を最適化することで、各層61,62,63,64の被害度の大小関係が正確に決められ、高精度により耐久性における最弱部位が決定される。
In the first embodiment, among the layers 61, 62, 63, and 64 constituting the motor cable 6, the layers 62 and 64 made of organic matter (resin) use the load bearing lines SN1 and SN2 that use a plastic strain component as a load. In the layers 61 and 63 made of inorganic materials (metals), the load bearing lines SN3 and SN4 having a stress component or a total strain component as loads are used. And it was set as the structure which determines the weakest part by contrast of the damage degree of each layer 61,62,63,64.
In other words, the prediction accuracy of the organic substance (resin) is higher when the damage degree is predicted by a load bearing line with a plastic strain component as a load. On the other hand, the prediction accuracy of an inorganic substance (metal) is higher when the damage level is predicted using a load bearing line with a stress component as a load.
Therefore, by optimizing the strength line used for comparing the damage level due to the difference in the material of each layer 61, 62, 63, 64, the magnitude relationship of the damage level of each layer 61, 62, 63, 64 can be accurately determined. Highest accuracy determines the weakest part in durability.

実施例1では、モータケーブル6を構成する各層61,62,63,64のうち、絶縁層62に関しては漏電検知により被害度を設定する耐力線SN2を用いる。その他の層61,63,64に関しては導体層61を構成する導体露出により被害度を設定する耐力線SN1,SN3,SN4を用いる。そして、各層61,62,63,64の被害度の対比により最弱部位を決定する構成とした。
即ち、絶縁層62に関しては安全性が高い耐力線SN2を用いて被害度が設定される。一方、その他の層61,63,64に関しては安全性が低い耐力線SN1,SN3,SN4を用いて被害度が設定される。
従って、絶縁層62の被害度設定を、その他の層61,63,64の被害度設定より安全側としたことで、安全性担保を目的とした各層61,62,63,64の被害度の大小関係により、最弱部位が正確に決められる。
In the first embodiment, among the layers 61, 62, 63, and 64 constituting the motor cable 6, the insulation layer 62 uses the load bearing line SN2 that sets the damage level by detecting leakage. For the other layers 61, 63, and 64, the load bearing lines SN 1, SN 3, and SN 4 that set the degree of damage by exposing the conductors that form the conductor layer 61 are used. And it was set as the structure which determines the weakest part by contrast of the damage degree of each layer 61,62,63,64.
That is, with respect to the insulating layer 62, the damage level is set using the load bearing line SN2 having high safety. On the other hand, with respect to the other layers 61, 63, 64, the degree of damage is set by using the bearing lines SN1, SN3, SN4 having low safety.
Therefore, by setting the damage level setting of the insulating layer 62 to be safer than the damage level settings of the other layers 61, 63, 64, the damage levels of the layers 61, 62, 63, 64 for the purpose of ensuring safety can be reduced. The weakest part is accurately determined by the magnitude relationship.

実施例1では、強電ケーブルとして、インホイールモータシステムにおいて、一端をインバータ5に接続し、他端をインホイールモータ4に接続したモータケーブル6とする構成とした。
即ち、インホイールモータシステムの場合、モータケーブル6の他端をサスペンション動作に追従するインホイールモータ4に接続することで、モータケーブル6の移動や変形の繰り返しが激しく、高い屈曲耐久性が要求される。又、モータケーブル6は、ホイールハウス空間に外部露出することで、高い安全性が要求される。
従って、インホイールモータシステムに適用したことで、モータケーブル6に要求される高い屈曲耐久性や高い安全性に応えることができる。
In the first embodiment, the high-power cable is configured as a motor cable 6 in which one end is connected to the inverter 5 and the other end is connected to the in-wheel motor 4 in the in-wheel motor system.
That is, in the case of an in-wheel motor system, by connecting the other end of the motor cable 6 to the in-wheel motor 4 that follows the suspension operation, the motor cable 6 is repeatedly moved and deformed, and high bending durability is required. The Further, the motor cable 6 is required to have high safety by being exposed to the wheel house space.
Therefore, application to the in-wheel motor system can meet the high bending durability and high safety required for the motor cable 6.

次に、効果を説明する。
実施例1のケーブル構造にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the cable structure of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) 電源部(インバータ5)に対し駆動部(インホイールモータ4)が相対移動を繰り返すシステムに用いられ、電源部(インバータ5)と駆動部(インホイールモータ4)の間を電気的に接続する強電ケーブル(モータケーブル6)において、
強電ケーブル(モータケーブル6)を、複数の層61,62,63,64を同軸配置で有する多層構造とし、
強電ケーブル(モータケーブル6)を構成する全ての層61,62,63,64で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性を一定値以上(被害度Dを一定値以下)に確保すると共に、最外層64以外に最外層64よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位(被害度Dが最大となる部位)を設けた(図3)。
このため、強電ケーブル(モータケーブル6)のサイズアップやコストアップを抑えながら、相対移動を繰り返すシステム(インホイールモータシステム)の安全性を確保することができる。
(1) Used in a system in which the drive unit (in-wheel motor 4) repeats relative movement with respect to the power supply unit (inverter 5), and electrically between the power supply unit (inverter 5) and the drive unit (in-wheel motor 4). In the high power cable (motor cable 6) to be connected,
The high voltage cable (motor cable 6) has a multilayer structure having a plurality of layers 61, 62, 63, 64 in a coaxial arrangement,
In all layers 61, 62, 63, and 64 constituting the high-voltage cable (motor cable 6), the bending durability determined by the relative movement amount and the number of times is ensured to be a certain value or more (the damage degree D is not more than a certain value), and the maximum In addition to the outer layer 64, a weakest portion (a portion where the damage degree D is maximized) having a bending durability weaker than that of the outermost layer 64 is provided (FIG. 3).
For this reason, it is possible to ensure the safety of a system (in-wheel motor system) that repeats relative movement while suppressing the increase in size and cost of the high-power cable (motor cable 6).

(2) 強電ケーブル(モータケーブル6)は、複数の層として、少なくとも導体層61と、最外層64と、導体層61と最外層64の間を絶縁する絶縁層62と、を有し、絶縁層62を最弱部位とした(図6〜8)。
このため、(1)の効果に加え、最弱部位を絶縁層62としたことで、導体層61からの導電線の露出が防止され、安全性を増大させることができる。
(2) The high-power cable (motor cable 6) has at least a conductor layer 61, an outermost layer 64, and an insulating layer 62 that insulates between the conductor layer 61 and the outermost layer 64 as a plurality of layers. The layer 62 was taken as the weakest part (FIGS. 6-8).
For this reason, in addition to the effect of (1), since the weakest part is the insulating layer 62, exposure of the conductive wire from the conductor layer 61 is prevented, and safety can be increased.

(3) 強電ケーブル(モータケーブル6)は、絶縁層62と最外層64との間にシールド層63を設け、さらに、導体層61とシールド層63の間に漏電検知手段(電位差センサ8)を設けた(図3,4)。
このため、(2)の効果に加え、容易な構成により絶縁層62からの漏電検知を行うことで、漏電検知に基づく警告や通電遮断等の対策による安全性の増大効果を確実に得ることができる。
(3) In the high-voltage cable (motor cable 6), a shield layer 63 is provided between the insulating layer 62 and the outermost layer 64, and a leakage detection means (potential difference sensor 8) is provided between the conductor layer 61 and the shield layer 63. Provided (FIGS. 3 and 4).
For this reason, in addition to the effect of (2), by detecting leakage from the insulating layer 62 with an easy configuration, it is possible to reliably obtain an effect of increasing safety by measures such as warning based on leakage detection and interruption of energization. it can.

(4) 強電ケーブル(モータケーブル6)を構成する各層61,62,63,64のうち、有機物(樹脂)による層62,64においては塑性歪成分を負荷とする耐力線SN1,SN2を用い、無機物(金属)による層61,63においては応力成分又は全歪成分を負荷とする耐力線SN3,SN4を用い、各層61,62,63,64の被害度の対比により最弱部位を決定する(図9〜13)。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、各層61,62,63,64の素材の違い、つまり、疲労原理の違いに基づき耐力線の負荷を異ならせる最適化を行うことで、各層61,62,63,64の強弱関係が正確に決められ、高精度により最弱部位を決定することができる。
(4) Of the layers 61, 62, 63, 64 constituting the high-power cable (motor cable 6), the layers 62, 64 made of organic matter (resin) use the load bearing lines SN1, SN2 with the plastic strain component as a load, In the layers 61 and 63 made of inorganic materials (metals), the weakest part is determined by comparing the damage levels of the layers 61, 62, 63, and 64 using the load bearing lines SN3 and SN4 loaded with stress components or total strain components ( 9-13).
For this reason, in addition to the effects of (1) to (3), by optimizing the load of the load bearing line based on the difference in the material of each layer 61, 62, 63, 64, that is, the difference in the fatigue principle, The strength relationship between the layers 61, 62, 63, 64 is accurately determined, and the weakest portion can be determined with high accuracy.

(5) 強電ケーブル(モータケーブル6)を構成する各層61,62,63,64のうち、絶縁層62に関しては漏電検知により被害度を設定する耐力線SN2を用い、その他の層61,63,64に関しては導体層61を構成する導体の露出により被害度を設定する耐力線SN1,SN3,SN4を用い、各層61,62,63,64の被害度の対比により最弱部位を決定する(図10,12)。
このため、(4)の効果に加え、絶縁層62の被害度の設定を、その他の層61,63,64の被害度の設定より安全側としたことで、安全性担保を目的とした各層61,62,63,64の強弱関係により、最弱部位を正確に決めることができる。
(5) Among the layers 61, 62, 63, 64 constituting the high-power cable (motor cable 6), the insulation layer 62 uses the load bearing line SN2 for setting the damage level by detecting the leakage, and the other layers 61, 63, As for 64, the weakest part is determined by comparing the degree of damage of each layer 61, 62, 63, 64 using the strength lines SN1, SN3, SN4 that set the degree of damage by exposing the conductor constituting the conductor layer 61 (FIG. 10, 12).
Therefore, in addition to the effect of (4), the setting of the damage level of the insulating layer 62 is set to be safer than the setting of the damage levels of the other layers 61, 63, 64. The weakest portion can be accurately determined by the strength relationship of 61, 62, 63, 64.

(6) 電源部は、サスペンションメンバ1に搭載されたインバータ5であり、
駆動部は、少なくとも一部を駆動輪(左右後輪)のホイール内部空間に配置したインホイールモータ4であり、
強電ケーブルは、一端をインバータ5に接続し、他端をインホイールモータ4に接続したモータケーブル6である(図1,2)。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、インホイールモータシステムに適用したことで、モータケーブル6に要求される高い屈曲耐久性や高い安全性に応えることができる。
(6) The power supply unit is an inverter 5 mounted on the suspension member 1,
The drive unit is an in-wheel motor 4 in which at least a part is disposed in the wheel interior space of the drive wheels (left and right rear wheels),
The high power cable is a motor cable 6 having one end connected to the inverter 5 and the other end connected to the in-wheel motor 4 (FIGS. 1 and 2).
For this reason, in addition to the effects (1) to (5), application to an in-wheel motor system can meet the high bending durability and high safety required for the motor cable 6.

以上、本発明のケーブル構造を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As described above, the cable structure of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and the gist of the invention according to each claim of the claims is described. Unless it deviates, design changes and additions are allowed.

実施例1では、強電ケーブルとして、導体層61と絶縁層62とシールド層63と最外層64を有する4層のモータケーブル6の例を示した。しかし、強電ケーブルとしては、導体層と絶縁層と最外層を有する3層の強電ケーブルの例であっても良いし、セパレータ層や補強網組み層等を加えた5層以上の強電ケーブルの例であっても良い。   In the first embodiment, an example of a four-layer motor cable 6 having a conductor layer 61, an insulating layer 62, a shield layer 63, and an outermost layer 64 is shown as a high-power cable. However, the high-power cable may be an example of a three-layer high-power cable having a conductor layer, an insulating layer, and an outermost layer, or an example of a high-power cable having five or more layers including a separator layer, a reinforcing netting layer, and the like. It may be.

実施例1では、強電ケーブルとして、複数の層のうち、絶縁層62を最弱部位とするモータケーブル6の例を示した。しかし、強電ケーブルとしては、絶縁層以外の層を最弱部位とする例であっても良い。   In Example 1, the example of the motor cable 6 which made the insulating layer 62 the weakest part among several layers was shown as a strong electric cable. However, the high power cable may be an example in which a layer other than the insulating layer is the weakest part.

実施例1では、強電ケーブルの導体層61とシールド層63の間に漏電検知手段としての電位差センサ8を設ける例を示した。しかし、インバータの内部に漏電検知回路を設ける例としても良いし、さらに、漏電検知手段を設けない例としても良い。   In the first embodiment, the example in which the potential difference sensor 8 serving as the leakage detection means is provided between the conductor layer 61 and the shield layer 63 of the high-voltage cable has been described. However, an example in which a leakage detection circuit is provided inside the inverter may be used, and further, an example in which leakage detection means is not provided may be used.

実施例1では、各層の被害度を決定する手段として、塑性歪みを負荷にするか応力成分を負荷にするかを層素材により分ける例を示した。しかし、各層の被害度を決定する手段としては、塑性歪みや応力成分以外を負荷にする例であっても良いし、層素材により分けない例であっても良い。   In Example 1, as an example of determining the damage level of each layer, an example in which plastic strain is applied as a load or a stress component is applied as a load is shown depending on the layer material. However, the means for determining the damage level of each layer may be an example in which a load other than the plastic strain or stress component is applied, or may be an example that is not divided according to the layer material.

実施例1では、本発明のケーブル構造を、インホイールモータシステムのモータケーブルに適用する例を示した。しかし、本発明のケーブル構造は、バッテリを電源部とし、インバータが内蔵されたインホイールモータを駆動部とし、電源部と駆動部を接続する強電ケーブルに対しても適用することができる。要するに、電源部に対し駆動部が相対移動を繰り返すシステムに用いられ、電源部と駆動部の間を電気的に接続する強電ケーブルであれば適用できる。   In the first embodiment, an example in which the cable structure of the present invention is applied to a motor cable of an in-wheel motor system has been shown. However, the cable structure of the present invention can also be applied to a high-power cable that uses a battery as a power supply unit, an in-wheel motor incorporating an inverter as a drive unit, and connects the power supply unit and the drive unit. In short, any high-power cable can be used as long as it is used in a system in which the drive unit repeats relative movement with respect to the power supply unit and electrically connects the power supply unit and the drive unit.

1 サスペンションメンバ
2L,2R 左右の後輪タイヤ
3L,3R 左右の後輪ホイール
4 インホイールモータ(駆動部)
4L,4R 左右のインホイールモータ
5 インバータ(電源部)
6 モータケーブル(強電ケーブル)
61 導体層
62 絶縁層
63 シールド層
64 最外層
6L,6R 左右の三相モータケーブル
7L,7R 左右のサスペンション装置
8 電位差センサ(漏電検知手段)
1 Suspension members 2L, 2R Left and right rear wheel tires 3L, 3R Left and right rear wheel 4 In-wheel motor (drive unit)
4L, 4R Left and right in-wheel motor 5 Inverter (power supply)
6 Motor cable (high power cable)
61 Conductor layer 62 Insulating layer 63 Shield layer 64 Outermost layers 6L, 6R Left and right three-phase motor cables 7L, 7R Left and right suspension devices 8 Potential difference sensor (leakage detection means)

Claims (6)

電源部に対し駆動部が相対移動を繰り返すシステムに用いられ、前記電源部と前記駆動部の間を電気的に接続する強電ケーブルにおいて、
前記強電ケーブルを、複数の層を同軸配置で有する多層構造とし、
前記強電ケーブルを構成する全ての層で相対移動量と回数から決まる屈曲耐久性を一定値以上に確保すると共に、最外層以外に最外層よりも屈曲耐久性が弱い最弱部位を設けた
ことを特徴とするケーブル構造。
Used in a system in which the drive unit repeats relative movement with respect to the power supply unit, and in the high voltage cable that electrically connects the power supply unit and the drive unit,
The high-voltage cable has a multilayer structure having a plurality of layers in a coaxial arrangement,
The bending durability determined by the relative movement amount and the number of times in all layers constituting the high-voltage cable is ensured to be a certain value or more, and the weakest portion having a bending durability weaker than the outermost layer is provided in addition to the outermost layer. Characteristic cable structure.
請求項1に記載されたケーブル構造において、
前記強電ケーブルは、複数の層として、少なくとも導体層と、最外層と、前記導体層と前記最外層の間を絶縁する絶縁層と、を有し、前記絶縁層を前記最弱部位とした
ことを特徴とするケーブル構造。
The cable structure according to claim 1,
The high-power cable has, as a plurality of layers, at least a conductor layer, an outermost layer, and an insulating layer that insulates between the conductor layer and the outermost layer, and the insulating layer is the weakest part. Cable structure characterized by
請求項2に記載されたケーブル構造において、
前記強電ケーブルは、前記絶縁層と前記最外層との間にシールド層を設け、さらに、前記導体層と前記シールド層の間に漏電検知手段を設けた
ことを特徴とするケーブル構造。
The cable structure according to claim 2,
The high-voltage cable is characterized in that a shield layer is provided between the insulating layer and the outermost layer, and a leakage detection means is provided between the conductor layer and the shield layer.
請求項1から請求項3までの何れか一項に記載されたケーブル構造において、
前記強電ケーブルを構成する各層のうち、有機物による層においては塑性歪成分を負荷とする耐力線を用い、無機物による層においては応力成分又は全歪成分を負荷とする耐力線を用い、各層の被害度の対比により前記最弱部位を決定する
ことを特徴とするケーブル構造。
In the cable structure according to any one of claims 1 to 3,
Among the layers constituting the high-voltage cable, the layer made of organic material uses a load-bearing line loaded with a plastic strain component, and the layer made of inorganic material uses a load-bearing wire loaded with a stress component or a total strain component to damage each layer. The weakest part is determined by contrast of the degree.
請求項4に記載されたケーブル構造において、
前記強電ケーブルを構成する各層のうち、前記絶縁層に関しては漏電検知により被害度を設定する耐力線を用い、その他の層に関しては前記導体層を構成する導体の露出により被害度を設定する耐力線を用い、各層の被害度の対比により前記最弱部位を決定する
ことを特徴とするケーブル構造。
The cable structure according to claim 4, wherein
Of each layer constituting the high-power cable, the insulation layer uses a load-bearing line that sets the degree of damage by detecting leakage, and the other layers use the load-bearing line that sets the degree of damage by exposing the conductor constituting the conductor layer. And determining the weakest part by comparing the damage level of each layer.
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載されたケーブル構造において、
前記電源部は、サスペンションメンバに搭載されたインバータであり、
前記駆動部は、少なくとも一部を駆動輪のホイール内部空間に配置したインホイールモータであり、
前記強電ケーブルは、一端を前記インバータに接続し、他端を前記インホイールモータに接続したモータケーブルである
ことを特徴とするケーブル構造。
In the cable structure described in any one of Claim 1 to Claim 5,
The power source is an inverter mounted on a suspension member,
The drive unit is an in-wheel motor in which at least a part is disposed in a wheel inner space of a drive wheel,
The high-voltage cable is a motor cable having one end connected to the inverter and the other end connected to the in-wheel motor.
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