JP5878346B2 - ケーブル配線構造 - Google Patents

Description

この発明は、インホイールモータを備えた広舵角用途の車輪に適したケーブル配線構造に関する。

電気自動車においては、車輪（タイヤ）自体に駆動用モータを組み込んだ形式のインホイールモータが採用されることがある。このインホイールモータは、直接車輪を駆動するため複雑な動力伝達系が不要となって、動力伝達系を簡便に構成することができ、コストを削減し得るというメリットがある。このインホイールモータには端子ボックスが併設され、この端子ボックスには、電力供給用やセンサ用等の種々のケーブルが接続されている。

例えば特許文献１に示すように、このケーブルは車輪を支持するアッパーアーム又はロアアームに沿うように横向きに引き出され、シャーシに設けられた制御装置に接続されるのが通常である。一般的な車両においては、図４に示すように、タイロッド１４が動くことによって、車輪１の角度が制御される。その転舵角度は高々９０度（左右にそれぞれ４５度）程度の範囲内なので、転舵の際にケーブルに過剰な張力はかかりにくい。ところが、インホイールモータを備えた車両においては、その小回りが利くように一般的な車両と比較して転舵角度が大きく設計されていることが多く、その角度が９０度を超えることも多い。この場合、ケーブルをアッパーアームに沿うように横向きに引き出すと、転舵に伴ってケーブルが車輪側に強く引っ張られ、その際の張力によってケーブルが損傷することが懸念される。

そこで、例えば特許文献２に示す構成においては、インホイールモータを備えた車輪において、ケーブルを水平向きに保持する配線クランプを設け、この配線クランプで転舵時におけるケーブルへの過剰な張力を軽減している。この配線クランプは、転舵の際にケーブルに掛かる張力によってその角度が変化するようになっていて、この角度変化によって張力の軽減を図っている。この配線クランプに歯車機構を採用し、転舵角度に対応して配線クランプの角度を強制的に変えるように構成する場合もある。

特開２００６−６２３８８号公報 特開２００５−２７１９０９号公報

特許文献２に示す構成は、配線クランプを設けることによって部品点数が増加して、コスト上昇を引き起こす問題がある。また、歯車機構を採用すれば、その構成がさらに複雑となって、コスト上昇の問題が一層顕著になる。

そこで、この発明は、広舵角用途の車輪において、簡便な構造で、その転舵の際にケーブルに過剰な張力が作用しないようにすることを課題とする。

前記課題を解決するために、この発明は、車輪に設けられたインホイールモータの駆動制御装置のケーブルが、前記車輪からその転舵軸に沿うように引き出され、前記車輪の転舵に伴って、前記ケーブルが前記転舵軸に沿うように略同一の回転半径を保ちつつ引き回され、この引き回しの際に、前記ケーブルに所定値を超える張力が作用するのを防止するようにケーブルの配線構造を構成した。

ケーブルをアッパーアーム又はロアアームに沿うように横向きに配置した場合、転舵角度が大きいとケーブルが引っ張られた状態となりやすいが、転舵軸に沿うように引き出して、略同径の回転半径を保つようにすれば、ケーブルが引っ張られた状態となりにくい。このため、ケーブルの耐久性を大幅に向上することが可能となる。ここでいう所定値とは、ケーブルに引張力が繰り返し作用しても、このケーブルに損傷が生じない上限の引張力のことをいい、ケーブル自体の強度や、実際の転舵角度等を考慮して適宜決定する。

前記構成においては、前記ケーブルが、前記転舵軸と同軸又は近傍に形成されたシャーシの貫通孔を通して、このシャーシの上側に引き出されるようにするのが好ましい。

モータ等の制御装置はシャーシ上に設けられるのが通常であって、貫通孔を通してケーブルを引き出すことによって、このケーブルを前記制御装置にスムーズに接続することができる。貫通孔の位置は、ケーブルに過剰な張力が作用しない範囲で適宜決めることができる。転舵軸と同軸にこの貫通孔を形成するのが最も好ましいが、転舵軸と貫通孔が互いに近傍に形成されていれば、両者の多少のずれは許容される。転舵の際における、貫通孔と、車輪に設けた端子ボックスとの間の距離の変化量が小さく、ケーブルが過剰に引っ張られるのを極力防止することができるからである。

前記各構成においては、前記ケーブルを接続する端子ボックスが、車輪の車軸よりも下側半分の内側であって、かつ、シャーシの中央側に設けられているのが好ましい。

ケーブルの配線に際しては、このケーブルが車輪の径方向外側にはみ出ないようにしつつ、転舵用モータを避けるようにしなければならない。ここで、前記転舵用モータは、転舵軸側、すなわち車輪の車軸よりも上側に設けられるのが一般的である。このため、端子ボックスは、比較的空間的に余裕のある、車輪の車軸よりも下側半分の内側に配置される。さらに、端子ボックスをシャーシの中央側に設けることによって、ケーブルの配線を無理なく行い得るとともに、シャーシの端部側からの水はね等による影響を低減するというメリットがある。端子ボックスの配置位置として、車輪の内側を時計の文字盤に見立てて、シャーシの端部（前端又は後端）を３時の方向とした場合に端子ボックスを７時半の方向とする、あるいは、端部を９時の方向とした場合に端子ボックスを４時半の方向とするのが最も好ましい。

前記端子ボックスを車輪の車軸よりも下側半分の内側であって、かつ、シャーシの中央側に設けた構成においては、前記ケーブルが、前記端子ボックスからシャーシ外側に向かって斜め上向きに接続された接続部と、シャーシ外側寄りで前記ケーブルを上向きに湾曲させた湾曲部と、前記ケーブルをシャーシ上に引き出す引き出し部とが順次連続したものとした構成とするのが好ましい。

ケーブルをこのように配線すると、端子ボックスに接続したケーブルをスムーズにシャーシ上に引き出して、シャーシ中央に設けた制御装置に容易に接続することができる。

上記のようにケーブルを配線した構成においては、前記湾曲部の湾曲内側に、前記転舵用モータを配置するのが好ましい。

このように転舵用モータを配置すれば、タイヤハウス内の狭い空間を無駄なく利用することができ、車両のコンパクト化を図ることができる。

前記各構成で示したケーブル配線構造は、四輪転舵方式の車両に用いるのが好ましい。

この四輪転舵方式の車両は、小回りが利くように転舵角度を大きく設計したものが多いが、前記各構成のケーブル配線構造を採用すれば、転舵の際にケーブルに過剰な張力が作用するのを防止することができ、このケーブルの耐久性及び車両の信頼性を大幅に向上することができる。

この発明のケーブル配線構造は、車輪に併設した端子ボックスに接続したケーブルを、この車輪の転舵軸に沿うように引き出し、転舵に伴ってケーブルが転舵軸に沿うように略同一の回転半径を保ちつつ引き回されるように構成したものである。このように構成することにより、その転舵の際にケーブルに過剰な張力が作用するのを防止することができ、ケーブルの損傷等のトラブルを未然に防止することができる。

この発明に係るケーブル配線構造を示す斜視図 この発明に係る転舵用モータとギアボックスを示す断面図 この発明に係る車輪の転舵状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図 一般的な車両の転舵角度を示す平面図

この発明に係るケーブル配線構造を図１に示す。この配線構造を採用する車両は四輪転舵方式の電気自動車であって、車輪１にはインホイールモータ２及び転舵用モータ３がそれぞれ設けられている。この車輪１は、一般的な車輪と同様に、ロアアーム４及びアッパーアーム（図示せず）によって支持されるとともに、Ｔ字形の転舵軸（キングピン）５を介してシャーシ６に取り付けられている。

図２に示すように、転舵用モータ３にはウォームギア７等を収納したギアボックス８が設けられ、転舵軸５に設けられたギア９との噛み合いによって、車輪１が、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、この転舵軸５周りに所定の回転半径Ｒをもって自由に方向転換し得るようになっている。また、インホイールモータ２には、車輪１の車軸よりも下側半分の内側であって、かつ、シャーシ６の中央側に端子ボックス１０が併設されており、この端子ボックス１０に各種のケーブル１１を接続して、このインホイールモータ２に電力を供給するとともに車輪１の回転状態をセンサで検知し、その検知結果をシャーシ６に設けた制御装置に送って制御を行っている。

このケーブル１１は、端子ボックス１０からシャーシ６外側（前輪の場合は前端側、後輪の場合は後端側）に向かって斜め上向きに接続された接続部１１ａと、シャーシ６外側寄りでこのケーブル１１を上向きに湾曲させた湾曲部１１ｂと、このケーブル１１をシャーシ６上に引き出す引き出し部１１ｃとを順次連続したものである。この湾曲部１１ｂの湾曲内側には、転舵用モータ３が設けられている。このように湾曲内側に転舵用モータ３を設けることにより、タイヤハウス内の限られた空間を有効利用することができ、車両のコンパクト化を図ることができる。

各車輪１の転舵軸５は、シャーシ６に固定された受け部材１２に設けられている。この受け部材１２には転舵軸５と同軸上に貫通孔１３が形成されていて、車輪１側に接続されたケーブル１１（引き出し部１１ｃ）は、この貫通孔１３を通してシャーシ６上側に引き出される。

この構成においては、車輪１の転舵の際に、転舵軸５と車輪に併設した端子ボックス１０との距離が変化しないため（上記の「所定の回転半径」を保っているため）、ケーブル１１に過剰な張力が作用するのを防止することができる。このため、ケーブル１１の耐久性及び車両の信頼性が大幅に向上する。

このケーブル配線構造は、四輪操舵方式の車両のみだけでなく、前輪又は後輪のみ操舵する方式の車両等にも適用することができる。また、上記の実施形態では、転舵軸５と貫通孔１３を同軸とした構成について説明したが、両者は必ずしも同軸とする必要はなく、ケーブル１１に過剰な引張力が作用しない範囲で若干ずれた位置とすることもできる。

１ 車輪
２ インホイールモータ
３ 転舵用モータ
４ ロアアーム
５ 転舵軸（キングピン）
６ シャーシ
７ ウォームギア
８ ギアボックス
９ ギア
１０ 端子ボックス
１１ ケーブル
１１ａ 接続部
１１ｂ 湾曲部
１１ｃ 引き出し部
１２ 受け部材
１３ 貫通孔

Claims (5)

1. 車輪（１）に設けられたインホイールモータ（２）の駆動制御装置のケーブル（１１）が、前記車輪（１）からその転舵軸（５）に沿うように引き出され、前記ケーブル（１１）が、前記転舵軸（５）と同軸又は近傍に形成されたシャーシ（６）の貫通孔（１３）を通して、このシャーシ（６）の上側に引き出されており、前記車輪（１）の転舵に伴って、前記ケーブル（１１）が前記転舵軸（５）に沿うように略同一の回転半径を保ちつつ引き回され、この引き回しの際に、前記ケーブル（１１）に所定値を超える張力が作用するのを防止するようにしたケーブル配線構造。
2. 前記ケーブル（１１）を接続する端子ボックス（１０）が、車輪（１）の車軸よりも下側半分の内側であって、かつ、シャーシ（６）の中央側に設けられている請求項１に記載のケーブル配線構造。
3. 前記ケーブル（１１）が、前記端子ボックス（１０）からシャーシ（６）外側に向かって斜め上向きに接続された接続部（１１ａ）と、シャーシ（６）外側寄りで前記ケーブル（１１）を上向きに湾曲させた湾曲部（１１ｂ）と、前記ケーブル（１１）をシャーシ（６）上に引き出す引き出し部（１１ｃ）とが順次連続したものである請求項２に記載のケーブル配線構造。
4. 前記湾曲部（１１ｂ）の湾曲内側に、転舵用モータ（３）を配置した請求項３に記載のケーブル配線構造。
5. 四輪転舵方式の車両に用いられる請求項１から４のいずれか一つに記載のケーブル配線構造。

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