JP6113348B1 - インホイールモータ用動力ケーブルおよびその配線構造・選択方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られるインホイールモータ用動力ケーブルを提供する。【解決手段】導体部２と、この導体部２の外周を覆う絶縁体３と、この絶縁体３の外周を覆う中空のシールド線４と、このシールド線４の外周を覆うシース５とを含む。前記導体部２は、素線６が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線７が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなり、かつ素線６がスズメッキ軟銅線である。前記絶縁体３は軟質フッ素脂であり、前記シールド線４は銅箔糸編組ケーブルである。【選択図】図２
Description
この発明は、インホイールモータに動力ケーブルとして用いるインホイールモータ用動力ケーブル、インホイールモータ用動力ケーブルの配線構造、およびインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法に関する。
従来、自動車の振動や屈曲が頻繁に加わる箇所に使用される電気ケーブルとして、次の提案がなされている。
例えば、図８に示すように、高強度の抗張力線の周囲に複数の導体線を撚り合わせ、その周囲に絶縁層を形成してなる電線１１において、その電線１１を複数撚り合わせ、シース１２で覆う構成とすることで、機械的強度と可撓性を高めた電気ケーブル１０が提案されている（特許文献１）。
また、図９に示すように、導体と絶縁層からなる複数の電線１１と、おさえ部材１２と、その外周を覆うシース１３とを備えた電気ケーブルにおいて、絶縁層の表面に、電線の長手方向に沿った溝が形成されており、電気ケーブルに屈曲が加わったとき、複数の電線が互いに相対移動をする電気ケーブル１０が提案されている（特許文献２）。
例えば、図８に示すように、高強度の抗張力線の周囲に複数の導体線を撚り合わせ、その周囲に絶縁層を形成してなる電線１１において、その電線１１を複数撚り合わせ、シース１２で覆う構成とすることで、機械的強度と可撓性を高めた電気ケーブル１０が提案されている（特許文献１）。
また、図９に示すように、導体と絶縁層からなる複数の電線１１と、おさえ部材１２と、その外周を覆うシース１３とを備えた電気ケーブルにおいて、絶縁層の表面に、電線の長手方向に沿った溝が形成されており、電気ケーブルに屈曲が加わったとき、複数の電線が互いに相対移動をする電気ケーブル１０が提案されている（特許文献２）。
特許文献１、２の提案は、共に、シース内部には絶縁層を有した電線を撚り合わせる構成となっており、シース内部に更に絶縁層を有することから、ケーブル最外径が太くなってしまう恐れがある。これら特許文献１，２には、インホイールモータ用の動力ケーブルとして使用することの記載はないが、インホイールモータ用の動力ケーブルとして使用する場合、次の課題がある。
インホールモータに使用する動力ケーブルは、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保する必要が有り、特許文献１，２のような複数の導体部を絶縁層で覆う仕様の場合、上記のようにケーブル最外径が太くなることで、最小曲げＲを十分に確保できなくなる恐れがある。
また、特許文献１の提案では、撚り合わせられる個々の線が高強度の抗張力線を有し、特許文献２の提案では絶縁層に溝を持たせる構造となっており、共に製造過程において特殊な工程を要するため、ケーブルが高価になる事が懸念される。
インホールモータに使用する動力ケーブルは、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保する必要が有り、特許文献１，２のような複数の導体部を絶縁層で覆う仕様の場合、上記のようにケーブル最外径が太くなることで、最小曲げＲを十分に確保できなくなる恐れがある。
また、特許文献１の提案では、撚り合わせられる個々の線が高強度の抗張力線を有し、特許文献２の提案では絶縁層に溝を持たせる構造となっており、共に製造過程において特殊な工程を要するため、ケーブルが高価になる事が懸念される。
そこで、インホイールモータ用の動力ケーブルとして好適な電気ケーブルを、他の用途向けに販売されているものから調べてみた。インホールモータ用動力ケーブルは振動や屈曲が頻繁に加わるため、ロボットケーブルを活用することになる。しかし、一概にロボットケーブルといっても多くの仕様が有り、そのため、インホイールモータに最適なケーブル仕様は、限られたものとなる。
この発明の目的は、ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られるインホイールモータ用動力ケーブル、インホイールモータ用動力ケーブルの配線構造、およびインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法を提供することである。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルは、導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含み、前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなり、かつ前記素線がスズメッキ軟銅線であり、前記絶縁体が軟質フッ素樹脂であり、前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルである。
この構成によると、導体部に絶縁層を有しない集合撚線を用いているため、複合撚線でありながら、ケーブル最大径が太くなることが回避される。そのため、導体部が、素線を複数本撚り合わされた集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなることと相まって、インホイールモータに使用する動力ケーブルとして要求される大電流を流すために導体部の断面積を十分に確保しても、前記素線として絶縁層を有する電線を用いた場合に比べて屈曲し易くなり、最小曲げＲを十分に確保できる。また、前記素線がスズメッキ軟銅線であり、前記絶縁体が軟質フッ素樹脂であり、前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルであることからも、動力ケーブルが屈曲耐性に優れたものとなる。インホイールモータは要求される駆動トルクが大きい事から、動力ケーブルに流れる電流も大きく、動力ケーブルからの放射ノイズが懸念されるが、導体部の外側にシールド線を有するため、放射ノイズも防止される。
導体部の材質および構成と絶縁体の材質との組み合わせについては、屈曲試験により、前記の導体部の材質・構成、および絶縁体の材質であることが、屈曲耐性において優れることが確認できた。
導体部の材質および構成と絶縁体の材質との組み合わせについては、屈曲試験により、前記の導体部の材質・構成、および絶縁体の材質であることが、屈曲耐性において優れることが確認できた。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記導体部の中心に、この動力ケーブルに作用する引っ張り力を負担する引張力負担部材を有するようにしても良い。前記引張力負担部材としては、ケブラーやその他、引っ張り強度の強い可撓性の材質が好ましい。
導体部に引張応力が加わるような使用環境が想定されるが、そのような使用環境であっても、前記引張力負担部材を有することで、引張応力による断線が防止される。
導体部に引張応力が加わるような使用環境が想定されるが、そのような使用環境であっても、前記引張力負担部材を有することで、引張応力による断線が防止される。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記導体部を成す前記複合撚線は、前記集合撚線が撚り合わされた内側複合撚線部と、この内側集合撚線部の外周に前記集合撚線が撚り合わされて並ぶ外側複合撚線部とでなる二重複合撚線であっても良い。 導体部が二重複合撚線であると、より屈曲耐性が優れたものとなる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記シースが軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーであってもよい。
軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーは、柔軟性に優れるため、これを前記シースに用いることで、屈曲耐性、捻回耐性がより優れた動力ケーブルとなる。
軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーは、柔軟性に優れるため、これを前記シースに用いることで、屈曲耐性、捻回耐性がより優れた動力ケーブルとなる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造は、車輪内部に配置されてこの車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置と、このインホイールモータ駆動装置を車体に上下振動の吸収を可能に連結するサスペンション装置と、一端が前記インホイールモータ駆動装置に設けられる動力線接続部に接続され、他端が前記車体まで延び、前記車体から前記インホイールモータ駆動装置へ電力を供給する屈曲可能な動力ケーブルとを備え、この動力ケーブルが、この発明の上記いずれかの構成のインホイールモータ用動力ケーブルである。
この配線構造によると、前記動力ケーブルには車両の走行に伴って上下振動による屈曲が頻繁に生じるが、この発明のインホイールモータ用動力ケーブルにつき説明したように、前記動力ケーブルにつき、最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られる。
この配線構造によると、前記動力ケーブルには車両の走行に伴って上下振動による屈曲が頻繁に生じるが、この発明のインホイールモータ用動力ケーブルにつき説明したように、前記動力ケーブルにつき、最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造において、前記サスペンション装置が、前記インホイールモータ駆動装置を、上下方向に延びる転舵軸線を中心として転舵可能に車体に連結する構成であっても良い。
転舵用のサスペンション装置を介して車体に連結されるインホイールモータ駆動装置では、前記動力ケーブルに作用する曲げが大きくなり、この曲げが上下振動に加わるが、この発明のインホイールモータ用動力ケーブルを用いるため、このような過酷な状況によっても、長期間の運用において断線などの不具合が回避される。
転舵用のサスペンション装置を介して車体に連結されるインホイールモータ駆動装置では、前記動力ケーブルに作用する曲げが大きくなり、この曲げが上下振動に加わるが、この発明のインホイールモータ用動力ケーブルを用いるため、このような過酷な状況によっても、長期間の運用において断線などの不具合が回避される。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法は、インホイールモータの動力ケーブルとして使用する電気ケーブルを、既存の、または新たに設計される電気ケーブルの中から選択する方法であって、選択基準として、次の各要件を全て充足する電気ケーブルを選択することを特徴とする。
導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含む要件。
前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件。
前記素線がスズメッキ軟銅線である要件。
前記絶縁体が軟質フッ素樹脂である要件。
前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルである要件。
導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含む要件。
前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件。
前記素線がスズメッキ軟銅線である要件。
前記絶縁体が軟質フッ素樹脂である要件。
前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルである要件。
これらの要件を充足する電気ケーブルを選択することで、この発明のインホイールモータ用動力ケーブルについて前述したように、ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られるインホイールモータ用動力ケーブルとなる。また、このように選択するように定めることで、インホイールモータに適する動力ケーブルの仕様が明確となる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルは、導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含み、前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなり、かつ前記素線がスズメッキ軟銅線であり、前記絶縁体が軟質フッ素樹脂であり、前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルであるため、ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造は、車輪内部に配置されてこの車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置と、このインホイールモータ駆動装置を車体に上下振動の吸収を可能に連結するサスペンション装置と、一端が前記インホイールモータ駆動装置に設けられる動力線接続部に接続され、他端が前記車体まで延び、前記車体から前記インホイールモータ駆動装置へ電力を供給する屈曲可能な動力ケーブルとを備え、この動力ケーブルが、この発明の上記いずれかの構成のインホイールモータ用動力ケーブルであるため、前記動力ケーブルにつき、最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られる。
この発明のインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法は、インホイールモータの動力ケーブルとして使用する電気ケーブルを、既存の、または新たに設計される電気ケーブルの中から選択する方法であって、次の各要件、すなわち、導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含む要件、前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件、前記素線がスズメッキ軟銅線である要件、前記絶縁体が軟質フッ素樹脂である要件、および、前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルである要件、を全て充足する電気ケーブルを選択するため、ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られ、かつ、インホイールモータに適するとして選択する動力ケーブルの仕様が明確となる。
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１に断面図を示すように、このインホイールモータ用の動力ケーブル１は、中心部から順に、導体部２と、この導体部２の外周を覆う絶縁体３と、この絶縁体３の外周を覆う中空のシールド線４と、このシールド線４の外周を覆うシース５とを含む。
図２に示すように、導体部２は、絶縁層を有しない素線６が複数本撚り合わされた集合撚線７が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる。前記素線６はスズメッキ軟銅線である。前記絶縁体３は、柔軟性に優れる軟質フッ素樹脂である。前記シールド線４は、可撓性、柔軟性、軽量性に優れる銅箔糸線である。前記シース５は、軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーである。
前記導体部２の中心には、この動力ケーブル１に作用する引っ張り力を負担する引張力負担部材８が設けられている。引張力負担部材８は、ケブラー、またはその他の引っ張り強度の強い可撓性の材質が好ましい。
前記導体部２を成す前記複合撚線は、より詳しくは、引張力負担部材８の外周で円環状に一列で並ぶように、前記集合撚線７が撚り合わされた内側複合撚線部２Ａと、この内側集合撚線部２Ａの外周で前記集合撚線６が撚り合わされて円環状に一列で並ぶ外側複合撚線部２Ｂとでなる二重複合撚線である。
前記導体部２を成す前記複合撚線は、より詳しくは、引張力負担部材８の外周で円環状に一列で並ぶように、前記集合撚線７が撚り合わされた内側複合撚線部２Ａと、この内側集合撚線部２Ａの外周で前記集合撚線６が撚り合わされて円環状に一列で並ぶ外側複合撚線部２Ｂとでなる二重複合撚線である。
この構成の動力ケーブル１によると、導体部２に絶縁層を有しない集合撚線７を用いているため、複合撚線でありながら、ケーブル最大径が太くなることが回避される。そのため、導体部２が、素線６を複数本撚り合わされた集合撚線７が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなることと相まって、インホイールモータに使用する動力ケーブルとして要求される大電流を流すために導体部の断面積を十分に確保しても、前記集合撚線７として絶縁層を有する電線を用いた場合に比べて屈曲し易くなり、最小曲げＲが確保できる。導体部２が図示の例のような二重複合撚線であると、より屈曲耐性が優れたものとなる。
また、前記素線６がスズメッキ軟銅線であり、前記絶縁体３が軟質フッ素樹脂であり、前記シールド線４が銅箔糸編組ケーブルであることからも、動力ケーブルが屈曲耐性に優れたものとなる。シース５の材質は軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーであるが、これら軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーは、柔軟性に優れるため、これをシース５に用いることで、屈曲耐性、捻回耐性が優れた動力ケーブル１となる。
インホイールモータは要求される駆動トルクが大きい事から、動力ケーブル１に流れる電流も大きく、動力ケーブル１からの放射ノイズが懸念されるが、導体部２の外側にシールド線４を有するため、放射ノイズも防止される。
このインホイールモータ用動力ケーブル１は、導体部２に引張応力が加わるような使用環境が想定されるが、そのような使用環境であっても、ケブラー等の引張力負担部材８を有することで、引張応力による断線が防止される。
これらの効果は、次の試験によっても確認された。
このインホイールモータ用動力ケーブル１は、導体部２に引張応力が加わるような使用環境が想定されるが、そのような使用環境であっても、ケブラー等の引張力負担部材８を有することで、引張応力による断線が防止される。
これらの効果は、次の試験によっても確認された。
次に、インホイールモータへの適用可能性を評価するために行った試験につき説明する。
試験機および試験の概要を図６および図７と共に説明する。図６はケーブル屈曲試験機の平面図、図７は側面図である。試験機フレーム４１における図の右側に設けられた水平桟４２に、固定側のケーブル取付治具４３が取付けられている。試験機フレーム４１の左側には、上下方向に動作可能にスライド４５が設置されており、このスライド４５に可動側のケーブル取付治具４４が固定されている。スライド４５は、上下駆動装置４６により上下に往復移動させられ、可動側のケーブル取付治具４４は、位置Ｂを中心として位置ｍＡ、Ｃ間を上下移動する。上下駆動装置４６は、電気モータと直動機構、または流体圧シリンダ装置等により構成される。
試験機および試験の概要を図６および図７と共に説明する。図６はケーブル屈曲試験機の平面図、図７は側面図である。試験機フレーム４１における図の右側に設けられた水平桟４２に、固定側のケーブル取付治具４３が取付けられている。試験機フレーム４１の左側には、上下方向に動作可能にスライド４５が設置されており、このスライド４５に可動側のケーブル取付治具４４が固定されている。スライド４５は、上下駆動装置４６により上下に往復移動させられ、可動側のケーブル取付治具４４は、位置Ｂを中心として位置ｍＡ、Ｃ間を上下移動する。上下駆動装置４６は、電気モータと直動機構、または流体圧シリンダ装置等により構成される。
試験対象の動力ケーブル１は、前記両ケーブル取付治具４３，４４に両端がそれぞれ固定される。固定側のケーブル取付治具４３によるケーブル固定位置と、可動側のケーブル固定位置との左右の水平方向距離ｘは３５０mm、前後のオフセット量である水平方向距離ｙは１００mmとされている。
固定側のケーブル取付治具４３に動力ケーブル１を固定した位置と、可動側のケーブル取付４４に動力ケーブル１を固定した位置が同じ高さになった時のスライド座標をゼロとした場合、このスライド４５は±８０ｍｍ程度のストロークを動作させる。スライド４５の動作周波数は２Ｈｚとし、１００万回の屈曲回数で評価する。尚、当該試験では、モータ駆動用の３相ケーブルである各相の動力ケーブル１（３本）を同時に試験し、全ての動力ケーブル１の損傷を確認した上で良否を判定する。
判定基準は、以下の通りである。
・中心導体及びシールド線ともに全ての素線が破断無しであれば○（合格）、
・中心導体およびシールド線素線の両方に破断が見られたとしても、それぞれの破断率が１０％以下なら△（適用可能性有）、
・中心導体の素線またはシールド線素線のどちらか一方でも１０％以上の破断が生じた場合には×（不合格）として評価を行う。
・中心導体及びシールド線ともに全ての素線が破断無しであれば○（合格）、
・中心導体およびシールド線素線の両方に破断が見られたとしても、それぞれの破断率が１０％以下なら△（適用可能性有）、
・中心導体の素線またはシールド線素線のどちらか一方でも１０％以上の破断が生じた場合には×（不合格）として評価を行う。
当該試験を実施した実施例１〜２および比較例１〜５に係る動力ケーブル１について、各動力ケーブル１の仕様と試験結果を下表１にまとめる。
この表に示すように、結果は、○：実施例１、実施例２， △：比較例１，比較例３，比較例４， ×：比較例２，比較例５ となった。
この表に示すように、結果は、○：実施例１、実施例２， △：比較例１，比較例３，比較例４， ×：比較例２，比較例５ となった。
以上の結果より、インホイールモータ用動力ケーブルに求められる要求として、次の組み合わせ（１）で構成された動力ケーブルが適している事が分かる。また、次の事項（２）〜（４）が分かる。
（１）：
・導体部素線の材質は、スズメッキ軟銅線であることが好ましい。
・導体部の構成は、素線を複数本撚り合わせた集合撚線を、更に複数本撚り合わせた複合撚線であることが好ましい。
・導体部を覆う絶縁体は、柔軟性に優れる軟質フッ素樹脂であることが好ましい。
・シールド線は、可撓性、柔軟性、軽量性に優れる銅箔糸（芯糸に銅箔を巻きつけた）編組ケーブルであることが好ましい。
（１）：
・導体部素線の材質は、スズメッキ軟銅線であることが好ましい。
・導体部の構成は、素線を複数本撚り合わせた集合撚線を、更に複数本撚り合わせた複合撚線であることが好ましい。
・導体部を覆う絶縁体は、柔軟性に優れる軟質フッ素樹脂であることが好ましい。
・シールド線は、可撓性、柔軟性、軽量性に優れる銅箔糸（芯糸に銅箔を巻きつけた）編組ケーブルであることが好ましい。
（２）：（１）に示す電気ケーブルにおいて、導体部に引張応力が加わる様な使用環境が想定される場合には、ケブラーなどの引張強度の強い材料（表１では「中心部材」と称している）を導体部中心に配置することがより好ましい。
（３）：（１）または（２）に示すケーブルにおいて、導体部の構成は、図２に示す様に、素線６を複数本撚り合わせた集合撚線撚線７を撚り合わせた内側複合撚線部２Ａを構成し、更にその外側にもう一段の集合撚線７を撚り合わせた外側複合撚線部２Ｂを有する二重複合撚線とすることがより一層好ましい。
（４）シースとしては、屈曲耐性、捻回耐性等を考慮し、柔軟性に優れる軟質フッ素樹脂、ポリエステルエラストマー等であることがより好ましい。
（３）：（１）または（２）に示すケーブルにおいて、導体部の構成は、図２に示す様に、素線６を複数本撚り合わせた集合撚線撚線７を撚り合わせた内側複合撚線部２Ａを構成し、更にその外側にもう一段の集合撚線７を撚り合わせた外側複合撚線部２Ｂを有する二重複合撚線とすることがより一層好ましい。
（４）シースとしては、屈曲耐性、捻回耐性等を考慮し、柔軟性に優れる軟質フッ素樹脂、ポリエステルエラストマー等であることがより好ましい。
以上の試験結果を踏まえ、インホイールモータ用動力ケーブルの選択方法、すなわち、インホイールモータの動力ケーブルとして使用する電気ケーブルを、既存の、または新たに設計される電気ケーブルの中から選択する方法は、この実施形態における、次の各要件を全て充足するケーブルを選択する方法とする。
・導体部２と、この導体部２の外周を覆う絶縁体３と、この絶縁体３の外周を覆う中空のシールド線４と、このシールド線４の外周を覆うシース５とを含む要件。
前記導体部２は、素線６が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線７が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件。
前記素線６がスズメッキ軟銅線である要件。
前記絶縁体３が軟質フッ素樹脂である要件、および、前記シールド線４が銅箔糸編組ケーブルである要件。
・導体部２と、この導体部２の外周を覆う絶縁体３と、この絶縁体３の外周を覆う中空のシールド線４と、このシールド線４の外周を覆うシース５とを含む要件。
前記導体部２は、素線６が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線７が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件。
前記素線６がスズメッキ軟銅線である要件。
前記絶縁体３が軟質フッ素樹脂である要件、および、前記シールド線４が銅箔糸編組ケーブルである要件。
このインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法で選択することで、ケーブル最大径が太くなり過ぎずに、大電流を流すため導体部の断面積を十分確保できて、屈曲が頻繁に加わっても、長期間の運用において断線などの不具合回避が可能となり、また製造過程において特殊な工程が不要で安価に得られる動力ケーブルを選択することができる。また、この選択方法によると、インホイールモータに適する動力ケーブルの仕様が明確となる。
次に、図３〜図５と共に、図１または図２の実施形態に係る動力ケーブル１を使用したインホイール用動力ケーブルの配線構造の一例を説明する。このインホイール用動力ケーブルの配線構造は、車輪２１の内部に配置されてこの車輪２１を駆動するインホイールモータ駆動装置２２と、このインホイールモータ駆動装置２２を車体２３に対して、上下方向に延びる転舵軸線Ｋを中心として転舵可能に、かつ上下振動の吸収を可能に連結するサスペンション装置２４と、一端が前記インホイールモータ駆動装置２２に設けられる動力線接続部２５に接続され、他端が前記車体２３まで延び、前記車体２３から前記インホイールモータ駆動装置２２へ電力を供給する屈曲可能な３本の動力ケーブル１とを備え、これら動力ケーブル１が、前記図１または図２と共に前述した前記実施形態に係るインホイールモータ用動力ケーブル１である。前記転舵軸線Ｋは、基本的には垂直方向であるが、車幅方向および車両前後方向のいずれにも、多少傾斜していても良い。
インホイールモータ駆動装置２２は、車軸２６に車輪２１を回転自在に支持する車輪用軸受２７と、電動モータ２８と、この電動モータ２８の回転を減速して前記車輪用軸受２７の回転輪（図示せず）に伝達する減速機２９とを互いに一体に組付けて成る。この例では、車軸２６は固定軸であり、車輪用軸受２７の回転輪は外輪となり、この外輪に車輪２１のホイールＷが取付けられている。車輪２１は、前記ホイールＷとタイヤＴとで構成される。電動モータ２８は、同期モータまたは誘導モータ等の３相交流のモータである。
サスペンション装置２４は、ストラット式サスペンション装置であり、車幅方向に延びるロアアーム３１と、これよりも上方に配置されて上下方向に延びるストラット３２とを含む。ストラット３２は、車輪２１およびインホイールモータ駆動装置２２よりも車幅方向内側に配置され、ストラット３２の下端がインホイールモータ駆動装置２２と結合され、ストラット３２の上端が車輪２１よりも上方で、車体２３に連結される。車輪２１の上部とインホイールモータ駆動装置２２の上部は、車体２３の車幅方向外側に形成されたホイールハウス２３ａ内に収容される。
ストラット３２は、上端領域にショックアブソーバ３３を内蔵して上下方向に伸縮可能なサスペンション部材である。ショックアブソーバ３３の外周に、図中に１点鎖線で示すコイルスプリング３４が設けられ、これらショックアブソーバ３３とコイルスプリング３４とで、インホイールモータ駆動装置２２を、上下方向の振動吸収を可能に支持する。
ロアアーム３１は、インホイールモータ駆動装置２２の軸線Ｏよりも下方に配置されるサスペンションであって、車幅方向外側端３１ａ（図４）で、ボールジョイント（図示せず）を介してインホイールモータ駆動装置２２に連結され、また２箇所の車幅方向内側端３１ｂ，３１ｃで車体２３に車体側メンバ（図示せず）を介して連結される。ロアアーム３１は、前記車幅方向内側端３１ｂ，３１ｃを基端とし、車幅方向外側端３１ａを遊端として、上下方向に揺動可能である。
ロアアーム３１よりも上方にタイロッド３５が配置される。タイロッド３５は車幅方向に延び、車幅方向外側端がインホイールモータ駆動装置２２に回動可能に連結される。タイロッド３５の車幅方向内側端は、図示しない操舵装置と連結される。この操舵装置は、タイロッド３５を車幅方向に進退移動させて、インホイールモータ駆動装置２２と共に車輪２１を転舵軸線Ｋ回りに転舵させる。
動力ケーブル１は、次のように接続される。インホイールモータ駆動装置２２の上部に動力ケーブル端子箱３６が設けられ、この動力ケーブル端子箱３６に、電動モータ２８の各相の内部配線（図示せず）に接続された３個の動力線接続部２５が設けられている。これら動力線接続部２５に、各動力ケーブル１のモータ側端が接続される。
動力ケーブル１の車体側端は、車体２３にブラケット３７を介して設置されたクランプ部材３８で３本束ねてクランプされ、そのクランプ部分よりも先端側の部分が、車体２３上のモータ電力供給源（図示せず）に接続される。クランプ部材３８の位置は、例えば、インホイールモータ駆動装置２２の軸線Ｏよりも上方で、ホイールハウス２３ａの下端の車幅方向内側に続く位置である。
動力ケーブル１のモータ側端の位置、すなわちインホイールモータ駆動装置２２の動力線接続部２５の位置は、インホイールモータ駆動装置２２が転舵により転舵軸線Ｋ回りに回動することにより、変化する。また、動力ケーブル１のモータ側端の位置は、サスペンション装置２４によるインホイールモータ駆動装置２２の上下運動の吸収動作によって変化する。
このようなインホイールモータ駆動装置２２の上下運動や転舵による動作によって、各動力ケーブル１のモータ側端の位置が繰り返して変化する。しかし、上記実施形態の動力ケーブル１を用いることで、また上記実施形態のインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法で選択した動力ケーブルを用いることで、長期間の運用における断線などの不具合回避が可能となる。
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…動力ケーブル
２…導体部
２Ａ…内側複合撚線部
２Ｂ…外側複合撚線部
３…絶縁体
４…シールド線
５…シース
６…素線
７…集合撚線
８…引張力負担部材
２１…車輪
２２…インホイールモータ駆動装置
２３…車体
２４…サスペンション装置
２５…動力線接続部
２６…車軸
２７…車輪用軸受
２８…電動モータ
２９…減速機
３１…ロアアーム
３２…ストラット
３５…タイロッド
３６…動力ケーブル端子箱
３８…クランプ部材
Ｋ…転舵軸線
Ｔ…タイヤ
Ｗ…ホイール
２…導体部
２Ａ…内側複合撚線部
２Ｂ…外側複合撚線部
３…絶縁体
４…シールド線
５…シース
６…素線
７…集合撚線
８…引張力負担部材
２１…車輪
２２…インホイールモータ駆動装置
２３…車体
２４…サスペンション装置
２５…動力線接続部
２６…車軸
２７…車輪用軸受
２８…電動モータ
２９…減速機
３１…ロアアーム
３２…ストラット
３５…タイロッド
３６…動力ケーブル端子箱
３８…クランプ部材
Ｋ…転舵軸線
Ｔ…タイヤ
Ｗ…ホイール
Claims (7)
- 導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含み、前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなり、かつ前記素線がスズメッキ軟銅線であり、前記絶縁体が軟質フッ素樹脂であり、前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルであるインホイールモータ用動力ケーブル。
- 請求項１に記載のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記導体部の中心に、この動力ケーブルに作用する引っ張り力を負担する引張力負担部材を有するインホイールモータ用動力ケーブル。
- 請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記導体部を成す前記複合撚線は、前記集合撚線が撚り合わされた内側複合撚線部と、この内側集合撚線部の外周に前記集合撚線が撚り合わされて並ぶ外側複合撚線部とでなる二重複合撚線であるインホイールモータ用動力ケーブル。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインホイールモータ用動力ケーブルにおいて、前記シースが軟質フッ素樹脂またはポリエステルエラストマーであるインホイールモータ用動力ケーブル。
- 車輪内部に配置されてこの車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置と、このインホイールモータ駆動装置を車体に上下振動の吸収を可能に連結するサスペンション装置と、一端が前記インホイールモータ駆動装置に設けられる動力線接続部に接続され、他端が前記車体まで延び、前記車体から前記インホイールモータ駆動装置へ電力を供給する屈曲可能な動力ケーブルとを備え、この動力ケーブルが、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインホイールモータ用動力ケーブルであるインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造。
- 請求項５に記載のインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造であって、前記サスペンション装置が、前記インホイールモータ駆動装置を、上下方向に延びる転舵軸線を中心として転舵可能に車体に連結するインホイールモータ用動力ケーブルの配線構造。
- インホイールモータの動力ケーブルとして使用する電気ケーブルを、既存の、または新たに設計される電気ケーブルの中から選択する方法であって、次の各要件、
導体部と、この導体部の外周を覆う絶縁体と、この絶縁体の外周を覆う中空のシールド線と、このシールド線の外周を覆うシースとを含む要件、
前記導体部は、素線が複数本撚り合わされた、絶縁層を有しない集合撚線が、さらに複数本撚り合わされた複合撚線からなる要件、
前記素線がスズメッキ軟銅線である要件、
前記絶縁体が軟質フッ素樹脂である要件、および、
前記シールド線が銅箔糸編組ケーブルである要件、
を全て充足する電気ケーブルを選択することを特徴とするインホイールモータ用動力ケーブルの選択方法。
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