JP2018046612A

JP2018046612A - 電動車両

Info

Publication number: JP2018046612A
Application number: JP2016178119A
Authority: JP
Inventors: 絢子長谷川; Ayako Hasegawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-22

Abstract

【課題】電動車両の振動の影響によって生じる動力ケーブルと端子台との間の引張方向の応力を低減することである。【解決手段】電動車両は、車両の後輪駆動軸５０上に配置されたリアモータモジュール４０に収納された回転電機４４と、回転電機４４の動力端子６２、及び、回転電機の駆動回路からの動力ケーブル６４の端子６６を接続する端子台６０と、を備える。端子台６０における動力ケーブル６４の挿抜方向Ｄは、電動車両１０の前後方向及び電動車両１０の左右方向のいずれに対しても鋭角で傾斜する。【選択図】図２

Description

本開示は、電動車両に係り、特に後輪駆動の回転電機を有する電動車両に関する。

電動車両に搭載される回転電機には端子台が設けられ、回転電機の駆動回路からの動力ケーブルが接続される。前輪駆動の電動車両の場合は、回転電機はエンジンルーム等の配置空間に設けられるが、後輪駆動の電動車両の場合、座席シートの床下のフロアトンネルの限られた空間に回転電機が配置され、動力ケーブルの配置が難しいことがある。

特許文献１には、車両のフロアトンネルに配置されるモータユニットの内部の２つのモータにそれぞれのインバータ回路からのケーブルを接続する２つのコネクタを、モータの回転軸に対し例えば対称形に分離して干渉しないように配置することが開示されている。

特開２００４−３５７４３２号公報

後輪駆動の電動車両の場合、回転電機を含め、多くの搭載部品が限られた空間に配置されるため、端子台における動力ケーブルの配置によっては、車両の振動の影響を受け、動力ケーブルが端子台に対し引っ張り方向の応力を受ける。これによって、端子台における動力ケーブルの締結性、シール性、カシメ箇所の信頼性等が低下する。そこで、車両の振動の影響によって生じる動力ケーブルと端子台との間の引張方向の応力を低減することが要望される。

本開示に係る電動車両は、車両の後輪駆動軸上に配置されたリアモータモジュールに収納された回転電機と、回転電機の動力端子、及び、回転電機の駆動回路からの動力ケーブルの端子を接続する端子台と、を備え、端子台における動力ケーブルの挿抜方向は、車両の前後方向及び車両の左右方向のいずれに対しても鋭角で傾斜する。

上記構成によれば、車両の前後方向の振動、及び左右方向の振動は、振動の方向に対し挿抜方向が傾斜する鋭角によって分力された成分が動力ケーブルと端子台との間に懸る。例えば、挿抜方向が傾斜する角度が４５度の場合、振動の大きさの｛１／（２^1/2）｝が、動力ケーブルと端子台との間に懸る。

本開示に係る電動車両によれば、車両の振動の影響によって生じる動力ケーブルと端子台との間の引張方向の応力を低減できる。

実施の形態に係る電動車両におけるフロアトンネルと端子台との配置を示す図である。図１（ａ）は、電動車両の側面図であり、（ｂ）は、電動車両のフロアトンネルの内部における端子台や回転電機等の配置図である。図１におけるリアモータモジュールの端子台が電動車両の前後方向及び左右方向に対して傾斜して配置されることを示す図である。従来技術の端子台の配置図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、電動車両として、４輪駆動型を述べるが、後輪駆動軸上に後輪駆動用の回転電機を有するものであればよい。以下に述べる寸法、形状、材質等は、説明のための例示であって、電動車両及び端子台の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１（ａ）は、電動車両１０の側面図である。以下では、特に断らない限り、電動車両１０を、車両１０と呼ぶ。図１（ａ）において、車両１０の前後方向及び上下方向を示す。

車両１０は、前輪１２と後輪１４とが回転電機によって駆動され、２列の座席シート１１，１３を有する４輪駆動型である。２列の座席シート１１，１３は説明のための例示であって、１列でもよく、場合によってはさらに補助列を有してもよい。車両１０は、前方側のエンジンルーム１６に、図示しないがエンジンと前輪１２の駆動用の回転電機等が配置される。座席シート１３の後方に設けられる荷室１７には、スペアタイヤ２４が収納される。フロアトンネル１８は、座席シート１１，１３の床下に設けられる空間で、回転電機の駆動回路２０、バッテリ２２、リアモータモジュール４０等が配置される。

図１（ｂ）は、フロアトンネル１８及びその周辺における各搭載部品の配置図である。図１（ｂ）において、車両１０の前後方向及び左右方向を矢印で示す。後輪駆動軸５０は、左右後輪１４Ｌ，１４Ｒを駆動する軸である。後輪駆動軸５０上には、リアモータモジュール４０の他に、ディファレンシャルギア２８、ディファレンシャルギア２８とリアモータモジュール４０との間に設けられる合わせ面３０が設けられる。これらの周辺には、ディファレンシャルギア２８を支持する部材としてのデフサポート２６、左右後輪１４Ｌ，１４Ｒを懸架する部材であるサスペンションメンバー２７が配置される。さらにこれらの周辺には、一点鎖線で示すエンジン用の燃料タンク３２、デフサポート２６周辺の組付のためのカムボルト作業スペース３４が設けられる。このように、フロアトンネル１８におけるリアモータモジュール４０の前後左右、上下には多くの搭載部品が配置される。なお、図１で示す各搭載部品の配置関係は、説明のための例示であって、電動車両１０の仕様等に応じ、適宜変更される。

リアモータモジュール４０における端子台６０は、リアモータモジュール４０における動力端子と、駆動回路２０からの動力ケーブル６４の端子とを接続する。リアモータモジュール４０の周辺には多くの搭載部品が限られた搭載空間の中に配置されるので、端子台６０、動力ケーブル６４の経路を確保するための空間が制限される。

図２は、リアモータモジュール４０の詳細図である。図２において、車両１０の前後方向及び左右方向を矢印で示す。リアモータモジュール４０はモータケース４２と、その内部に収納される回転電機４４と、端子台６０を備える。モータケース４２は、内部に収容される回転電機４４を外部の塵埃、異物、水分等から保護する機能を有する筐体である。

回転電機４４は、駆動回路２０の制御によって、車両１０が力行するときは電動機として機能し、車両１０が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型回転電機から成る。回転電機４４は、固定子であるステータ４８と、ステータ４８の内周側に所定の隙間を隔てて配置される円環状の回転子であるロータ４６とで構成される。ロータ４６の中心軸は、回転電機４４の出力軸で、車両１０の後輪駆動軸５０に接続される。図２では、ロータ４６の中心軸を後輪駆動軸５０と示した。後輪駆動軸５０の軸方向は、車両１０の左右方向に平行な方向である。

端子台６０は、Ｕ相動力端子、Ｖ相動力端子、Ｗ相動力端子の動力端子を有する。各動力端子には、それぞれ、ステータ４８の三相動力線であるＵ相動力線、Ｖ相動力線、Ｗ相動力線がそれぞれ引き出されて接続される。各動力端子６２は、駆動回路２０から各相駆動信号を伝送する動力ケーブル６４の各端子６６と端子台６０において接続される。図２に、１組の動力端子６２と端子６６との接続状態を破線で示す。

端子台６０と動力ケーブル６４との間は、シールリング等の適当なシール手段によって水分等の侵入が防止され、動力端子６２と端子６６との間はボルトナット機構等の適当な締結手段によって締結される。各相動力線と各動力端子６２との間はカシメ等の適当な固定手段によって固定される。

挿抜方向Ｄは、動力端子６２と端子６６との間の接続方向であり、図２の例では、動力ケーブル６４が端子台６０から延びる方向である。端子台６０に対する動力ケーブル６４の挿抜方向Ｄは、車両１０の振動の影響によって生じる動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力が働く方向である。モータケース４２における端子台６０の配置は、挿抜方向Ｄが、車両１０の前後方向に対し角度θ１で傾斜し、車両１０の左右方向に対し角度θ２で傾斜するように設定される。（θ１＋θ２）＝９０度であるので、θ１，θ２はいずれも鋭角である。

車両１０の振動は、車両１０が平坦路等を走行する場合、車両１０の前後方向の振動と左右方向の振動（図３参照）とが支配的である。図２に、車両１０の前後方向の振動７０を白抜き矢印で示す。この振動７０の挿抜方向Ｄに平行な分力成分７２，７４は、挿抜方向Ｄが車両の前後方向に対して傾斜する角度θ１が大きくなるほど小さくなる。図２には示さないが、車両１０の左右方向の振動の挿抜方向Ｄに平行な分力成分は、挿抜方向Ｄが車両の左右方向に対して傾斜する角度θ２が大きくなるほど小さくなる。

車両１０の前後方向の振動７０と左右方向の振動とが同程度であれば、（θ１＋θ２）＝９０度であるので、θ１＝θ２＝４５度とすれば、挿抜方向Ｄと平行な分力成分７２，７４は、前後方向の振動と左右方向の振動とに対しバランスよく小さくできる。θ１＝θ２＝４５度のとき、挿抜方向Ｄに平行な分力成分７２，７４は、車両１０の前後方向の振動７０及び左右方向の振動のいずれに対しても、｛１／（２^1/2）｝の大きさとなる。車両１０の特性上で、前後方向の振動７０が左右方向の振動よりも大きい傾向となる場合は、θ１をθ２に対し大きくすることが好ましい。逆に、車両１０の特性上で、左右方向の振動が前後方向の振動７０よりも大きい傾向となる場合は、θ２をθ１に対し大きくすることが好ましい。

挿抜方向Ｄは、車両１０の振動の影響によって生じる動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力が働く方向である。したがって、車両１０の振動の挿抜方向Ｄと平行な分力成分７２，７４が小さくなると、動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力が低減される。これによって、端子台６０と動力ケーブル６４との間のシール性が向上し、動力端子６２と端子６６との間の締結性が向上し、各相動力線と各動力端子６２との間の固定の信頼性が向上する。

なお、車両１０が悪路等を走行するときは、車両１０の上下方向の振動が大きくなる。上下方向の振動は、走行面に対し垂直方向であるので、挿抜方向Ｄを水平方向とすれば、車両１０の上下方向の振動の影響によって生じる動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力をほとんどゼロにできる。

図３は、比較例として、従来技術の端子台８０の配置図である。図３（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。図３に、車両１０の前後方向、左右方向、上下方向を、矢印で示す。図３は、車両１０に左右方向の振動９０がある例である。図３において、回転電機４４のステータ４８から上方に向けて動力線が引き出され、端子台８０の内部で車両１０の左右方向に平行な方向に配置された動力端子８２に接続される。動力ケーブル８４は、車両１０の左右方向に延び、その端子８６は、端子台８０の内部で、動力端子８２と接続する。挿抜方向Ｄは、動力端子８２と端子８６との間の接続方向であり、図３の例では、車両１０の左右方向である。図３の例では、挿抜方向Ｄと車両１０の左右方向とのなす角度θ２＝０度であり、車両１０の左右方向の振動９０は、そのまま挿抜方向Ｄに沿って、端子台８０と動力ケーブル８４との間に懸る。したがって、車両１０の左右方向の振動の影響によって生じる動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力を低減できない。

本実施の形態に係る電動車両１０は、電動車両１０の後輪駆動軸５０上に配置されたリアモータモジュール４０に収納された回転電機４４と、端子台６０とを備える。端子台６０は、回転電機４４の動力端子６２と、回転電機の駆動回路からの動力ケーブル６４の端子６６とを接続する。端子台６０における動力ケーブル６４の挿抜方向Ｄは、電動車両１０の前後方向及び電動車両１０の左右方向のいずれに対しても鋭角で傾斜する。

上記構成によれば、電動車両１０の前後方向の振動、及び左右方向の振動は、振動の方向に対し挿抜方向Ｄが傾斜する鋭角によって分力された成分が動力ケーブル６４と端子台６０との間に懸る。例えば、角度が４５度の場合、振動の大きさの｛１／（２^1/2）｝が、動力ケーブル６４と端子台６０との間に懸ることになり、電動車両１０の振動の影響によって生じる動力ケーブル６４と端子台６０との間の引張方向の応力を低減できる。

１０（電動）車両、１１，１３座席シート、１２前輪、１４後輪、１４Ｌ，１４Ｒ左右後輪、１６エンジンルーム、１７荷室、１８フロアトンネル、２０駆動回路、２２バッテリ、２４スペアタイヤ、２６デフサポート、２７サスペンションメンバー、２８ディファレンシャルギア、３０合わせ面、３２燃料タンク、３４カムボルト作業スペース、４０リアモータモジュール、４２モータケース、４４回転電機、４６ロータ、４８ステータ、５０後輪駆動軸、６０，８０端子台、６２，８２動力端子、６４，８４動力ケーブル、６６，８６端子、７０，９０振動、７２，７４分力成分。

Claims

車両の後輪駆動軸上に配置されたリアモータモジュールに収納された回転電機と、
前記回転電機の動力端子、及び、前記回転電機の駆動回路からの動力ケーブルの端子を接続する端子台と、
を備え、
前記端子台における前記動力ケーブルの挿抜方向は、前記車両の前後方向及び前記車両の左右方向のいずれに対しても鋭角で傾斜する、電動車両。