JP2019196062A - 車両用インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

車両用インホイールモータ駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】インホイールモータのケーブルが外れたり破断した時に、インホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなる可能性が低い車両用インホイールモータ駆動装置を提供する。【解決手段】ケーブル40の、電気ユニット34の端子部34aに電気的に接続された一端部40a、及び、インホイールモータ20の端子部20bに電気的に接続された他端部40bの、どちらか一方の端部が外れたときに伸長して、前記一方の端部を筒状に覆うように、伸縮ケーブルカバー42a,42bがケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このため、インホイールモータ20のケーブル40が外れた時に、電気ユニット34やインホイールモータ20に電気的に接続されたケーブル40の端部が剥き出しとなる可能性が低くなり、電気的な安全性が向上する。【選択図】図2

Description

本発明は、車両用インホイールモータ駆動装置に関するものである。
ホイール内に少なくとも一部が配置されたインホイールモータと、車体側に配置された電気ユニットから前記インホイールモータに電力を供給するためのケーブルと、を備え、ケーブルの一端部が電源などの電気ユニットの端子部に電気的に接続され、ケーブルの他端部がインホイールモータの端子部に電気的に接続された車両用インホイールモータ駆動装置が知られている。例えば、特許文献1には、電気ユニットとインホイールモータとがケーブル(ハーネス)を介して電気的に接続されている車両用インホイールモータ駆動装置であって、電気ユニット側端部のケーブル引き抜き方向の強度を、インホイールモータ側端部のケーブル引き抜き方向の強度よりも弱くして、インホイールモータのケーブルが外れたり破断するような衝突時に、ケーブルの電気ユニット側端部の接続部が先に外れる構造の車両用インホイールモータ駆動装置が記載されている。これにより、インホイールモータのケーブルが外れてケーブルの電気ユニット側端部が車外で露出しても、この端部は車体側の電気ユニットと分断された状態となるので、ケーブルの端部が電気ユニットに接続されたまま車外で露出することが防止される。
特開2016−159814号公報
ところで、上記の車両用インホイールモータ駆動装置においては、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れたり破断した場合に、電源などの電気ユニットには電気的に接続されていないものの、インホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなるという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、インホイールモータのケーブルが外れたり破断した時に、インホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなる可能性が低い車両用インホイールモータ駆動装置を提供することにある。
本発明の要旨とするところは、ホイール内に少なくとも一部が配置されたインホイールモータと、車体側に配置された電気ユニットから前記インホイールモータに電力を供給するためのケーブルと、前記ケーブルの少なくとも一部を覆う筒状の伸縮ケーブルカバーと、を備え、前記ケーブルの一端部が前記電気ユニットの端子部に電気的に接続され、前記ケーブルの他端部が前記インホイールモータの端子部に電気的に接続された車両用インホイールモータ駆動装置であって、前記ケーブルの一端部及び他端部のどちらか一方の端部が外れたときに伸長して前記一方の端部を筒状に覆うように、または、前記ケーブルが破断したときに伸長して前記ケーブルの破断端部を筒状に覆うように、前記伸縮ケーブルカバーが前記ケーブルの長手方向に圧縮されて設けられていることにある。
本発明の車両用インホイールモータ駆動装置によれば、前記ケーブルの一端部及び他端部のどちらか一方の端部が外れたときに伸長して前記一方の端部を筒状に覆うように、または、前記ケーブルが破断したときに伸長して前記ケーブルの破断端部を筒状に覆うように、前記伸縮ケーブルカバーが前記ケーブルの長手方向に圧縮されて設けられている。このため、例えば、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れたり破断した時に、インホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなる可能性が低くなり、電気的な安全性が向上する。
本発明の一実施例である車両用インホイールモータ駆動装置を備える車両の駆動輪まわりの概略図である。 図1の車両用インホイールモータ駆動装置の伸縮ケーブルカバーを縮めてケーブルに取り付ける様子を示す図である。 図2のケーブルが電気ユニット側の端部で外れた状態を示す図である。 図2のケーブルがインホイールモータ側の端部で外れた状態を示す図である。 本発明の車両用インホイールモータ駆動装置の他の実施例を示す図であって、図2に対応する図である。 図5のケーブルが電気ユニット側の端部で外れた状態を示す図である。 図5のケーブルがインホイールモータ側の端部で外れた状態を示す図である。 本発明の車両用インホイールモータ駆動装置のさらに他の実施例を示す図であって、図2に対応する図である。 図8のケーブル及び伸縮ケーブルカバーが切断された状態を示す図である。
本発明の一実施形態において、伸縮ケーブルカバーの一部が、ケーブルカバー接続部によってケーブルに対し長手方向に移動不能に接続されている。このようにすれば、伸縮ケーブルカバーを、ケーブルカバー接続部同士、又は、ケーブルカバー接続部と電気ユニット又はインホイールモータとの間でケーブルの長手方向に圧縮して設けることができるので、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れたり破断した時に、電気ユニットまたはインホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が、剥き出しとなる可能性が低くなる。
また、本発明の一実施形態において、伸縮ケーブルカバーの一部が、ケーブルの中間部に設けられたケーブルカバー接続部によってケーブルに対し長手方向に移動不能に接続されており、ケーブルカバー接続部と電気ユニットの端子部の間、及び、ケーブルカバー接続部とインホイールモータの端子部の間で、ケーブルの長手方向に圧縮されて設けられている。このようにすれば、ケーブルの一端部が外れた場合には、電気ユニットに電気的に接続されているケーブルの一端部が筒状に覆われ、ケーブルの他端部が外れた場合には、インホイールモータに電気的に接続されているケーブルの他端部が筒状に覆われる。従って、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れた時に、電気ユニットまたはインホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が、剥き出しとなる可能性が低くなる。
また、本発明の一実施形態において、伸縮ケーブルカバーの一部が、ケーブルの中間部に設けられたケーブルカバー接続部によってケーブルに対し長手方向に移動不能に接続されており、ケーブルカバー接続部は、第1ケーブルカバー接続部及び第2ケーブルカバー接続部を有し、伸縮ケーブルカバーは、第1ケーブルカバー接続部と電気ユニットの端子部の間、及び、第2ケーブルカバー接続部とインホイールモータの端子部の間でケーブルの長手方向に圧縮されて設けられている。このようにすれば、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れた時に、電気ユニットまたはインホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなる可能性が低くなる。
また、本発明の一実施形態において、インホイールモータはインホイールモータ側接続部を有し、電気ユニットは電気ユニット側接続部を有し、伸縮ケーブルカバーの両端部は、それぞれインホイールモータ側接続部及び電気ユニット側接続部に長手方向に移動不能に接続され、かつ、インホイールモータ側接続部と電気ユニット側接続部との間でケーブルの長手方向に圧縮されて設けられている。このようにすれば、衝突などによりインホイールモータのケーブルが外れたり破断した時に、電気ユニット及びインホイールモータに電気的に接続されたケーブルの端部が剥き出しとなる可能性が低くなる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
(実施例1)
図1は、本発明の一実施例である車両用インホイールモータ駆動装置(以下、インホイールモータ駆動装置)10を備える車両の駆動輪12まわりの概略図である。インホイールモータ駆動装置10は、EV車両(電気自動車)、FC車両(燃料電池自動車)、HV車両(ハイブリッド自動車)等の駆動輪12に備えられる。駆動輪12はタイヤ14とホイール16とを有する。インホイールモータ駆動装置10のインホイールモータ20は、略全体がホイール16の内側に配置され、減速機22と電動モータ24を有する。減速機22と電動モータ24はモータケース28に収納されており、モータケース28は、サスペンションアーム30の駆動輪12側の端部に連結されている。サスペンションアーム30の車体32側の端部は、図示しないサスペンション装置を介して、車体32に上下方向に移動可能に連結されている。
電動モータ24は、ロータ24aと、モータケース28に固定されたステータ24bとを有する。電動モータ24には、ロータ24aに永久磁石が使用された3相交流の同期モータ等が使用されるが、例えば、ロータ24aやステータ24bに永久磁石が使用された多相交流モータや、単相モータ、直流モータなどが使用されてもよい。
電動モータ24には、車体32側に配置された電気ユニット34のインバータ36から、例えば、三相交流の駆動電力を伝える3本のケーブル40が接続されている。これにより、電動モータ24に電力が供給されてロータ24aが回転し、減速機22にその回転が入力される。減速機22の出力軸はホイールハブを介してホイール16に、例えばねじ等によって固定されている。これにより、電動モータ24から減速機22に入力され、減速された回転は、ホイール16を介しタイヤ14に伝達される。電気ユニット34は、例えば、インバータ36や、電池、発電機、電動機等の電源を有し、車両が駆動するための中央処理装置(CPU)からの指令に応じた駆動電流を供給する装置である。
インバータ36とインホイールモータ20を電気的に接続する電線の束であるケーブル40は、筒状の伸縮ケーブルカバー42である、例えば、ゴム、プラスチックなどの電気的絶縁性を有する材料から構成された蛇腹構造の、第1ケーブルカバー42a及び第2ケーブルカバー42bにより、両端が筒状に覆われている。図2は、第1ケーブルカバー42a及び第2ケーブルカバー42bを長手方向に縮めた与圧状態でケーブル40に取り付ける様子を示す図である。なお、図2のケーブル40は、3本あるケーブル40のうちの1本を代表して示すものであり、伸縮ケーブルカバー42(すなわち第1ケーブルカバー42a及び第2ケーブルカバー42b)も3本のケーブル40にそれぞれ取り付けられるものである。伸縮ケーブルカバー42は、例えば、電気的絶縁性を有する樹脂を成型して作成される。また、図2の伸縮ケーブルカバー42は、断面で示されている。
図2に示すように、ケーブル40は、車体32側の一端部40aが電気ユニット34の端子部34aに電気的に接続され、ホイール16側の他端部40bがインホイールモータ20の端子部20aに電気的に接続されている。具体的には、車体32側、すなわち、インバータ36側のケーブル40の端子50がインバータ36の端子でもある、電気ユニット34の端子54に電気的に接続されており、ホイール16側、すなわちインホイールモータ20側のケーブル40の端子52がインホイールモータ20の端子56に電気的に接続されている。
ケーブル40の中間部40cに設けられたケーブルカバー接続部46は、ケーブル40の長手方向に移動不能に設けられている。具体的には、ケーブルカバー接続部46は、ケーブル40の中間部40cの電気ユニット34側に備えられた第1ケーブルカバー接続部46a、及び、ケーブル40の中間部40cのインホイールモータ20側に備えられた第2ケーブルカバー接続部46bを有する。そして、第1ケーブルカバー接続部46a及び第2ケーブルカバー接続部46は、それぞれケーブル40の長手方向に移動不能に設けられている。
第1ケーブルカバー接続部46aは、ケーブル40に対して長手方向に移動不能に第1ケーブルカバー42aの端部を接続している。また、第1ケーブルカバー42aは、第1ケーブルカバー接続部46aと電気ユニット34の端子部34aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮された与圧状態で設けられている。また、第1ケーブルカバー42aは、端子部34aに接触しているが接続はされていない、又は、接続されていたとしても第1ケーブルカバー接続部46aとの接続よりも弱く接続されている。
第2ケーブルカバー接続部46bは、ケーブル40に対して長手方向に移動不能に第2ケーブルカバー42bの端部を接続している。また、第2ケーブルカバー42bは、第2ケーブルカバー接続部46bとインホイールモータ20の端子部20aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮された与圧状態で設けられている。また、第2ケーブルカバー42bは、端子部20aに接触しているが接続はされていない、又は、接続されていたとしても第2ケーブルカバー接続部46bとの接続よりも弱く接続されている。
図3は、ケーブル40の一端部40aが、電気ユニット34の端子部34aから外れた状態を示す図である。第1ケーブルカバー42aは、第1ケーブルカバー接続部46aと電気ユニット34の端子部34aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このため、一端部40aが端子部34aから外れた場合には、図3に示すように、第1ケーブルカバー42aが弾性復帰力によってケーブル40の一端部40aを筒状に覆うように伸長する。したがって、左または右側の車両前面が局所的に衝突する微小ラップ衝突などにより、インホイールモータ20のケーブル40が外れ、インホイールモータ20に電気的に接続されたケーブル40の芯線が露出しても、ケーブル40の一端部40aを第1ケーブルカバー42aが覆うため、電気的な安全性が確保される。
また、インホイールモータ20には、小型化かつ高出力が要求されるため、永久磁石を使ったモータが採用されることが多い。このため、衝突等によりインホイールモータ20のケーブル40が外れたり破断したときに、例えば、タイヤ14の回転によりロータ24aが回転していると、ロータ24aとステータ24bとの回転差により誘導起電力が生じてしまい、複数本あるケーブル40の剥き出しの端子同士が接触により短絡した場合には大電流が流れる可能性がある。しかし、本実施例では、図3に示すように複数のケーブル40のそれぞれの一端部40aを第1ケーブルカバー42aが伸長して筒状に覆うため、ケーブル40の端子同士の接触を防ぎ、大電流が流れることを抑制できる。
図4は、ケーブル40の他端部40bが、インホイールモータ20の端子部20aから外れた状態を示す図である。第2ケーブルカバー42bは、第2ケーブルカバー接続部46bとインホイールモータ20の端子部20aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このため、他端部40bが端子部20aから外れた場合には、図4に示すように、第2ケーブルカバー42bがケーブル40の他端部40bを筒状に覆うように伸長する。したがって、衝突等によりインホイールモータ20のケーブルが外れたり破断し、電気ユニット34に電気的に接続されたケーブル40の芯線が露出しても、複数のケーブル40のそれぞれの他端部40bを第2ケーブルカバー42bが覆うため、ケーブル40の端子同士の接触による短絡が防止されて、電気的な安全性が向上する。
このように、本実施例のインホイールモータ駆動装置10によれば、ホイール16内に少なくとも一部が配置されたインホイールモータ20と、車体32側に配置された電気ユニット34からインホイールモータ20に電力を供給するためのケーブル40と、ケーブル40の少なくとも一部を覆う筒状の伸縮ケーブルカバー42と、を備え、ケーブル40の一端部40aが電気ユニット34の端子部34aに電気的に接続され、ケーブル40の他端部40cがインホイールモータ20の端子部20aに電気的に接続されたインホイールモータ駆動装置10であって、ケーブル40の一端部40a及び他端部40bのどちらか一方の端部が外れたときに伸長して前記一方の端部を筒状に覆うように、伸縮ケーブルカバー42がケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このようにすれば、インホイールモータ20のケーブル40が外れたり破断した時に、インホイールモータ20に電気的に接続されたケーブル40の端部が剥き出しとなる可能性が低くなり、電気的な安全性が向上する。
また、本実施例のインホイールモータ駆動装置10によれば、伸縮ケーブルカバー42は、ケーブル40の中間部に設けられたケーブルカバー接続部46によってケーブル40に対し長手方向に移動不能に接続されており、前記ケーブルカバー接続部46は、第1ケーブルカバー接続部46a及び第2ケーブルカバー接続部46bを有し、伸縮ケーブルカバー42は、第1ケーブルカバー接続部46aと電気ユニット34の端子部34aとの間、及び、第2ケーブルカバー接続部46bとインホイールモータ20の端子部20aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このようにすれば、インホイールモータ20のケーブル40が外れた時に、電気ユニット34またはインホイールモータ20に電気的に接続されたケーブル40の端部が剥き出しとなる可能性が低くなる。また、本実施例では、ケーブル40の第1ケーブルカバー接続部46aと第2ケーブルカバー接続部46bとの間の部分には伸縮ケーブルカバー42を設けないので、低コストでインホイールモータ駆動装置10に伸縮ケーブルカバー42を取り付けることができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
(実施例2)
図5は、本発明の他の実施例のインホイールモータ駆動装置110を示す図であって、図2に対応する図である。図5に示すように、ケーブルカバー接続部146は、ケーブル40の中間部40cに設けられて、ケーブル40の長手方向に移動不能に伸縮ケーブルカバー142の一部をケーブル40に接続している。また、伸縮ケーブルカバー142は、ケーブルカバー接続部146と電気ユニット34の端子部34aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮されるとともに、ケーブルカバー接続部146とインホイールモータ20の端子部20aとの間でケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。なお、ケーブル40の中間部40cに設けられたケーブルカバー接続部146は、出来るだけ可動量の少ない車体32側、すなわち、電気ユニット34側に設けられている。
図6は、ケーブル40の電気ユニット34側の端部である一端部40aが、電気ユニット34の端子部34aから外れた状態を示す図であり、図7は、ケーブル40のインホイールモータ20側の端部である他端部40bが、インホイールモータ20の端子部20aから外れた状態を示す図である。
図5から図7に示すように、本実施例でもケーブル40の一端部40a及び他端部40bのどちらか一方の端部が外れたときに伸長して前記一方の端部を筒状に覆うように、伸縮ケーブルカバー142がケーブル40の長手方向に圧縮された与圧状態で設けられている。また、伸縮ケーブルカバー142は、ケーブル40の中間部40cに設けられたケーブルカバー接続部146に、ケーブル40の長手方向に移動不能に接続されており、ケーブルカバー接続部146と電気ユニット34の端子部34aの間、及び、ケーブルカバー接続部146とインホイールモータ20の端子部20aの間で、ケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。このため、インホイールモータ20のケーブル40が外れた時に、インホイールモータ20に電気的に接続されたケーブル40の端部の芯線が剥き出しとなる可能性が低くなり、電気的な安全性が向上する。また、本実施例では、ケーブル40の中間部分40cも伸縮ケーブルカバー142に覆われるので、飛び石等に対する耐久力も向上する。
(実施例3)
図8は、本発明の他の実施例のインホイールモータ駆動装置210を示す図であって、図2に対応する図である。本実施例では、ケーブルカバー接続部として、電気ユニット34に電気ユニット側接続部246aが設けられ、インホイールモータ20にインホイールモータ側接続部246bが設けられる。この電気ユニット側接続部246a、及び、インホイールモータ側接続部246bは、伸縮ケーブルカバー242の電気ユニット側の端部及びインホイールモータ側の端部を、ケーブル40の長手方向に移動不能に、ケーブル40にそれぞれ接続している。また、伸縮ケーブルカバー242は、電気ユニット側接続部246aとインホイールモータ側接続部246bとの間でケーブル40の長手方向に圧縮された与圧状態で設けられている。
図9は、図8に示されるケーブル40及び伸縮ケーブルカバー242が、例えば、衝突等により車体のボディに挟まれて破断した状態を示す図である。図8から図9に示すように、本実施例では、ケーブル40が破断したときに伸長してケーブル40の破断端部40d,40eを筒状に覆うように、伸縮ケーブルカバー242がケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。また、伸縮ケーブルカバー242は、電気ユニット側接続部246a、及び、インホイールモータ側接続部246bに、ケーブル40の長手方向に移動不能に接続されており、かつ、電気ユニット側接続部246a、及び、インホイールモータ側接続部246bの間で、ケーブル40の長手方向に圧縮されて設けられている。
このため、衝突等により、例えば、車両のボディ等に挟まれてケーブル40の破断に加えて、伸縮ケーブルカバー242の破断が起きても、電気ユニット34に電気的に接続されたケーブル40の破断端部40d、及び、インホイールモータ20に電気的に接続された破断端部40eのそれぞれが剥き出しとなる可能性が低くなっている。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、上述の実施例1から3では、電気ユニット34がインバータ36を含むものであったが含まなくとも良く、駆動電流をインホイールモータ20に供給するものであればよい。また、伸縮ケーブルカバー42、142、242は筒状にケーブル40やその端部を覆うものであったが、略筒状であればよく、スリット等が入っていてもよい。また、伸縮ケーブルカバー42、142、242は複数のケーブル40のそれぞれに設けられていたが、複数のケーブル40を束ねてその外側に伸縮ケーブルカバー42、142、242が設けられていても、ケーブル40の端部が剥き出しとなる可能性を低くする効果を得ることができる。
また、上述の実施例1では、ケーブル40の一端部40aが外れる場合と他端部40bが外れる場合との両方が考慮されて第1ケーブルカバー42a及び第2ケーブルカバー42bが設けられていたが、特許文献1のように、ケーブル40(特許文献1におけるハーネス)の引き抜き方向の強度を、例えば、ケーブル40のインホイールモータ20側の端部である他端部40bの強度より、電気ユニット34側の端部である一端部40aの強度を弱く設定し、第1ケーブルカバー42aだけを設けてもよい。また、実施例2の伸縮ケーブルカバー142は、ケーブルカバー接続部146の両側で別れていてもよく、その場合は伸縮ケーブルカバーのそれぞれがケーブルカバー接続部146の両側にケーブル40の長手方向に移動不能に接続されていればよい。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10 :インホイールモータ駆動装置(車両用インホイールモータ駆動装置)
16 :ホイール
20 :インホイールモータ
20a:端子部
32 :車体
34 :電気ユニット
34a:端子部
40 :ケーブル
40a:一端部
40b:他端部
40d:破断端部
40e:破断端部
42 :伸縮ケーブルカバー
42a:第1ケーブルカバー(伸縮ケーブルカバー)
42b:第2ケーブルカバー(伸縮ケーブルカバー)
142:伸縮ケーブルカバー
242:伸縮ケーブルカバー

Claims (1)

  1. ホイール内に少なくとも一部が配置されたインホイールモータと、車体側に配置された電気ユニットから前記インホイールモータに電力を供給するためのケーブルと、前記ケーブルの少なくとも一部を覆う筒状の伸縮ケーブルカバーと、を備え、前記ケーブルの一端部が前記電気ユニットの端子部に電気的に接続され、前記ケーブルの他端部が前記インホイールモータの端子部に電気的に接続された車両用インホイールモータ駆動装置であって、
    前記ケーブルの一端部及び他端部のどちらか一方の端部が外れたときに伸長して前記一方の端部を筒状に覆うように、または、前記ケーブルが破断したときに伸長して前記ケーブルの破断端部を筒状に覆うように、前記伸縮ケーブルカバーが前記ケーブルの長手方向に圧縮されて設けられている
    ことを特徴とする車両用インホイールモータ駆動装置。
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