JP4793289B2 - 電気自動車用ケーブル接続構造 - Google Patents
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Description
電気自動車は、一般に、バッテリ等からの電力をケーブルにより導き、車両の走行駆動用のモータに給電するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
図6に示すように、この電気自動車(車両)100は、車両100を駆動するための走行駆動用モータ101と、内部にインバータやコントローラ(いずれも図示略)を有するMCU(モータコントロールユニット)102と、充電器(図示略)を内部に備えたDC/DCコンバータ103とを有している。
これらの走行駆動用モータ101,MCU102及びDC/DCコンバータ103は、図示しないブラケット等を介してモータマウントフレーム104に固定されており、このモータマウントフレーム104は図示しない車両100のクロスメンバに固設されている。
そして、MCU102と走行駆動用モータ101及びMCU102とバッテリとは、複数の導線ケーブル106を介して電気的に接続され、バッテリからMCU102に直流電流が供給され、MCU102内のインバータにより三相交流電流に変換された上で走行駆動用モータ101に電力が供給されるようになっている。
ここで、導線ケーブル106とMCU102との接続部の構成についてより詳しく説明する。図7に示すように、MCU102には、下方に配設されたモータ101及びバッテリとMCU102との間を接続する導線ケーブル106の端子106Aを接続するための端子接続部102Aが形成されている。この端子接続部102Aは、MCU本体102Bの上部が片持梁状に水平方向に張り出すように形成されている。
一方、導線ケーブル106は、端子接続部102Aの下方からフランジ111を介してMCU102内に挿入されており、フランジ111はボルト112により端子接続部102の下面に圧着されている。これにより、導線ケーブル106の挿入部からMCU102内部への水の浸入を防止できるようになっている。
ところで、図6,図7を用いて説明した車両100において、MCU102よりも下方に配設されたモータ101等の機器のメンテナンスを行う場合には、図8に示すように、MCU102を車両100から取り外す必要がある。もちろん、MCU102自体のメンテナンスを行う際にもMCU102を車両100から取り外す必要がある。
なお、上述したような電気自動車に用いられる導線ケーブル106は径が大きく剛性が高いため、弾性変形し難い。このため、仮に導線ケーブル106に十分な余長を与えても、この余長分の弾性によりMCU102を上方に押し上げようとする力が加わり、通常の設置において端子106Aに不要な負荷がかかる。また、反対に導線ケーブル106の余長を少なめに設定した場合には、導線ケーブル106の弾性により、MCU102を持ち上げる際にさらに大きな負荷が加わり、作業性が低下するという課題もある。
また、電気機器の取り外し方向についても上下方向(鉛直方向)に限らず、電気機器の取り外し側とは異なる位置に導線ケーブルが接続されている場合には同様の課題が生じる。
また、該取り外し方向とは略鉛直方向であって、該端子接続部は該電気機器本体の側面に隣接し、該外部接合部は該電気機器本体の上面と該端子接続部とをボルトにより脱着可能に接合するように構成されていることが好ましい(請求項3)。
また、該第1係合部が、該電気機器本体の側面にテーパ状に形成され、該第2係合部が、該第1係合部の形状に対応した形状のテーパ状に形成され、該係合部は、該外部接合部が接合されることにより、該第1係合部と該第2係合部が互いに係合することにより該電気機器本体と該端子接続部とを密着させるように構成されていることが好ましい(請求項5)。
本発明の電気自動車用ケーブル接続構造(請求項4)によれば、導線ケーブルの端子とバスバーとを確実に接続することができるとともに、アクセス窓を介して導線ケーブルの端子とバスバーとの脱着作業を取り外し方向側から容易に行うことができる。
図3に示すように、走行駆動用モータ1は、車両50を走行させるための駆動力を付与するものであり、本実施形態ではリヤアクスル上に配設されている。なお、走行駆動用モータ1は車両50を走行させるとともに、車両50の回生制動時には発電機としても機能し、回生電力を発電するようになっている。
MCU2は内部にインバータやコントローラ(いずれも図示略)を有し、バッテリ8から供給された電力を調整するとともに、運転要求に応じた電力を、走行駆動用モータ1に供給するようになっている。
これらの走行駆動用モータ1,MCU2及びDC/DCコンバータ3は、図示しないブラケット等を介してモータマウントフレーム4に固定されており、このモータマウントフレーム4は図示しない車両50のクロスメンバに固設されている。
なお、電気自動車である車両50において、MCU2,走行駆動用モータ1及びDC/DCコンバータ3等には、比較的大電流を導通する必要があり、導電時の発熱等を抑制するため、導線ケーブル6は比較的径が大きく剛性が高いものに設定されている。
また、図1,図4に示すように、MCU2は、車両50のフロア40に設けられたメンテナンス用のフロア開口40Aを通して、鉛直方向(取り外し方向)に車両50から取り外し可能となっている。
図1に示すように、MCU2は、MCU本体(電気機器本体)21及び端子接続部22から構成されており、MCU2の上面は、車両50のフロア40及びメンテナンス用のフロア開口40Aよりも下方に配設されている。
MCU本体21は内部にインバータ及びコントローラ(いずれも図示略)を収納し、MCU2の主要部をなしている。
MCU本体21及び端子接続部22は、それぞれ、MCU本体21及び端子接続部22間を連通可能とするための開口部21A,22Aを有しており、MCU本体21及び端子接続部22が接合された状態で各開口部21A,22Aの位置が一致するようになっている。
フランジ11には、ボルト12に対応したネジ溝が切設された図示省略のボルト穴が設けられている。即ち、ボルト12を締結することによりフランジ11の上面が端子接続部2の下面に圧着され、これにより、挿通用開口22Dに導線ケーブル6を挿入する際においてのMCU2内部への水の浸入を防止できる。即ち、MCU2の液密性を確保できるようになっている。
各導線ケーブル6と各バスバー23とはそれぞれブラケット15を介して電気的に接続されている。即ち、ブラケット15はL字状に略直角に屈曲した導体により形成されており、ブラケット15の両端付近には各ボルト13,14に対応したネジ溝を有するボルト穴(図示省略)が形成されている。
端子接続部22の上部前方側には、MCU本体21の上面に接するように片持梁状に水平方向に張り出した外部接合部22Cが形成されている。この外部接合部22CとMCU本体21とは、図4に示すように、左右方向に並列した複数のボルト18により接合されている。
また、MCU本体21の後方側面には、本体側テーパ部(係合部,第1係合部)21Bが突設されている。一方、端子接続部22の前側及び下側の角付近には、第2係合部としての端子接続部側テーパ部(係合部,第2係合部)22Bが突設されている。
これにより、端子接続部側テーパ部22Bが下方にある本体側テーパ部21BとMCU本体21との間に浸入することにより、車両前後方向に互いに押しつけあって係合し、MCU本体21と端子接続部22とを密着させるように構成されている。
即ち、車両50からMCU2を鉛直方向上方に取り外す場合には、図5に示すように、作業者はまず、上方からフロア40に形成されたメンテナンス用のフロア開口40Aを通してボルト18の締結を緩め、MCU本体21と端子接続部22の外部接続部22Cとの接合を解除する。
これらの作業によって、MCU本体21と端子接続部22とのボルトによる接合がすべて解除されることとなり、本体側テーパ部21B及び端子接続部側テーパ部22Bの係合部の係合を容易に解除して端子接続部22を上方に持ち上げることが可能となる。これにより、MCU本体21は、導線ケーブル6に干渉されることなく、容易にフロア開口40Aを通じて車両50から取りはずすことができる。
その後、作業窓16を通して各ブラケット15及び各バスバー23にボルト14を螺合して各ブラケット15及び各バスバー23を接合する。
また、導線ケーブル6の余長は、本体側テーパ部21B及び端子接続部側テーパ部22Bの係合部の係合を解除できる程度であればよく、導線ケーブル6の余長を大幅に低減することができる。これにより、コスト及び重量を低減することができる。また、ケーブルを短く設定できる分だけ車両50の省スペース化を実現できるという効果もある。
また、導線ケーブル6の端子6Aとバスバー23とが、L字形状のブラケット15を介してボルト13,14により接合されているので、端子6Aとバスバー23とを確実に接続することができる。また、作業窓16を介して上方からブラケット15とバスバー23との脱着作業を行うことができ、作業性を大幅に向上させることができる。
上述の実施形態においては、導線ケーブルが接続される電気機器としてMCUを一例として説明したが、導線ケーブルが接続される電気機器はMCUに限定されるものではなく、どのような電気機器を適用してもよい。特に、MCUの他にDC/DCコンバータや車両駆動用モータには、比較的大きな電流を導通する必要があるため、より大径且つ大重量の導線ケーブルを接続する必要があり、より効果的なコスト低減効果及び重量低減効果を得ることができる。
また、電気機器に接続される導線ケーブルの接続方向についても、特に限定されるものではなく任意の方向であってよいが、ケーブルの配索方向が電気機器の取り外し方向と一致している場合には特に有効である。
2 MCU(モータコントロールユニット,電気機器)
3 DC/DCコンバータ
4 モータマウントフレーム
5 駆動系機構
6 導線ケーブル
6A 端子
7 車輪
8 バッテリ(電力供給源)
11 フランジ
12,13,14,18 ボルト
15 ブラケット
16 作業窓(アクセス窓)
17 作業窓
21 MCU本体
21A 開口部
21B 本体側テーパ部(第1係合部,係合部)
22 端子接続部
22A 開口部
22B 端子接続部側テーパ部(第2係合部,係合部)
22C 外部接合部
22D 挿通用開口
40 フロア
40A フロア開口
50 車両
Claims (5)
- 電動機の駆動力により走行する車両において、該車両から取り外し可能な所定の電気機器に該車両を駆動するための電力供給源からの電力を供給する導線ケーブルの端子が接続された電気自動車におけるケーブル接続構造であって、
該電気機器の主要部をなす電気機器本体と、
該電気機器本体に隣接して該電気機器本体とは別体に形成され、該導線ケーブルを挿通する挿通用開口を有する端子接続部と、
該電気機器本体から該端子接続部側に突出し、一端側が該電気機器本体の内部と電気的に接続されるとともに他端側が該端子接続部の内部において該導線ケーブルの該端子と電気的に接続されたバスバーと、
該電気機器本体と該端子接続部とを該電気機器の取り外し方向に沿った方向からボルトにより脱着可能に接合するための外部接合部と、
該電気機器本体に形成された第1係合部と該端子接続部に形成された第2係合部とからなり、該第1係合部と該第2係合部とが係合した状態で該外部接合部が接合されることにより、該電気機器本体と該端子接続部とを密着させる係合部と、を有している
ことを特徴とする、電気自動車用ケーブル接続構造。 - 該電気機器が、該電力供給源から供給された電力を調整して、該電動機に供給する電力を制御するモータコントロールユニットである
ことを特徴とする、請求項1記載の電気自動車用ケーブル接続構造。 - 該取り外し方向とは略鉛直方向であって、
該端子接続部は該電気機器本体の側面に隣接し、
該外部接合部は該電気機器本体の上面と該端子接続部とをボルトにより脱着可能に接合するように構成されている
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の電気自動車用ケーブル接続構造。 - 該導線ケーブルの該端子と該バスバーとが、ボルトにより該取り外し方向から脱着可能に接続され、
該端子接続部の該取り外し方向側の面には、該導線ケーブルの該端子と該バスバーとの脱着作業を行うために開閉可能なアクセス窓が設けられている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気自動車用ケーブル接続構造。 - 該第1係合部が、該電気機器本体の側面にテーパ状に形成され、
該第2係合部が、該第1係合部の形状に対応した形状のテーパ状に形成され、
該係合部は、該外部接合部が接合されることにより、該第1係合部と該第2係合部が互いに係合することにより該電気機器本体と該端子接続部とを密着させるように構成されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気自動車用ケーブル接続構造。
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