JP7365192B2 - Wheel-integrated electric system - Google Patents
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Description
本発明は、ホイール内蔵型電動システムに関し、特に移動体の駆動源に用いられるホイール内蔵型電動システムに関する。 The present invention relates to a wheel built-in electric system, and more particularly to a wheel built-in electric system used as a drive source for a moving object.
近年、移動体の電動化が進められており、ホイール内にモータとインバータを内蔵したホイール内蔵型電動システム(パワーホイールとも言う)は今後加速的に適用されていくと考えられる。このパワーホイールでは、防水の観点から密閉構造とする必要がある。また、パワーホイール故障時の対応として、パワーホイール脱着を容易にする必要がある。そのため、インバータに電源を供給する配線はコネクタが必要である。コネクタの接続信頼性に関する技術が特許文献1に記載されている。しかしながら、コネクタは適切な位置に設置しないと振動により接続不良を生じる場合がある。
In recent years, the electrification of moving objects has been progressing, and wheel-embedded electric systems (also called power wheels), which have motors and inverters built into the wheels, are expected to be increasingly applied in the future. This power wheel needs to have a sealed structure from a waterproof perspective. Additionally, in the event of a power wheel failure, it is necessary to make it easy to attach and detach the power wheel. Therefore, the wiring that supplies power to the inverter requires a connector. A technique related to connection reliability of a connector is described in
本発明の課題は、コネクタを用いたホイール内蔵型電動システムの耐振動性を向上させることである。 An object of the present invention is to improve the vibration resistance of a wheel built-in electric system using a connector.
上記課題を解決するために、本発明に係るホイール内蔵型電動システムは、移動体のタイヤと接続されるホイールと、前記ホイール内に設けられるモータと、を備え、前記ホイールは、前記モータに電力を供給するコネクタを有し、前記移動体の前方側から後方側に向かう方向を第1方向と、前記ホイールの回転部の回転中心位置を通りかつ当該第1方向と平行な線分を第1線分と、当該回転中心位置を通りかつ当該第1線分と直角となる線分を第2線分と、定義し、前記コネクタは、前記第1線分よりも天側かつ前記第2線分よりも前記後方側の第1領域に配置され、前記コネクタは、前記ホイール側に接続されたホイール側コネクタと、車体と接続される配線と繋がる配線側コネクタと、により構成され、前記第1線分よりも地側かつ前記第2線分よりも前記前方側を第2領域と定義し、前記コネクタは、前記配線側コネクタが前記第2領域から前記第1領域に向かって挿入されるように構成される。 In order to solve the above problems, a wheel built-in electric system according to the present invention includes a wheel connected to a tire of a moving object, and a motor provided in the wheel, and the wheel has an electric power source connected to the motor. A first direction is the direction from the front side to the rear side of the moving body, and a first direction is a line segment passing through the rotation center position of the rotating part of the wheel and parallel to the first direction. A line segment that passes through the rotation center position and is perpendicular to the first line segment is defined as a second line segment, and the connector is located above the first line segment and above the second line segment. The connector is arranged in the first region on the rear side of the vehicle, and the connector includes a wheel-side connector connected to the wheel side and a wiring-side connector connected to wiring connected to the vehicle body. The ground side of the line segment and the front side of the second line segment are defined as a second region, and the connector is configured such that the wiring side connector is inserted from the second region toward the first region. It is composed of
本発明により、ホイール内蔵型電動システムの耐振動性を向上させることができる。本発明に生じる他の効果や効果の組み合わせについては発明を実施するための形態にて説示する。 According to the present invention, the vibration resistance of a wheel built-in electric system can be improved. Other effects and combinations of effects produced by the present invention will be explained in the detailed description.
以下、実施例を図1から図6を用いて説明する。 Examples will be described below using FIGS. 1 to 6.
図1は、本実施形態に係る電動システム内蔵型ホイール100の全体斜視図である。図2は、図1の平面Sの矢印方向から見た電動システム内蔵型ホイール100の断面図である。図3は、振動の伝搬の状態を示すための電動システム内蔵型ホイール100の側面図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a
電動システム内蔵型ホイール100は、タイヤ102と、このタイヤ102と接続されるホイール部101と、により構成される。
The electric system built-in
図2に示されるように、ホイール固定部101bは、タイヤ102の回転とは連動せず、後述する電動システム部品の収納空間を形成する。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態における電動システム部品は、移動体の駆動力を発生させるモータ104と、このモータ104に交流電力を供給するインバータ105と、により構成される。また、電動システム部品には、モータ104とインバータ105に加えて、直流電力を供給するバッテリを加えても良い。
The electric system component in this embodiment includes a
シャフト103は、モータ104のロータ部(不図示)と接続され、このロータ部とともに回転する。ホイール回転部101aは、タイヤ102とシャフト103に接続され、かつシャフト103とともに回転する。なおホイール回転部101aは、電動システム部品の収納空間の一部を形成する。
The
コネクタ106は、ホイール固定部101bの外面に接続され、かつホイール固定部101bの収納空間まで延びる内部接続部106aを有する。内部接続部106aは、インバータ105と接続される。さらにコネクタ106に設けられる外部接続部106bは、ホイール固定部101bの外面側に配置されかつ配線側コネクタ200と接続される。配線側コネクタ200は、直流電力を伝達する電力配線201と接続される。
The
図1及び図3に示されるように、第1方向301は、移動体の前方側から後方側に向かう方向と定義する。第2方向302は、地側から天側に向かう方向と定義する。ここで移動体の前方側とは、移動体のギア比や外形から主に進行方向となる側である。より具体的には移動体のギア比が、後方側に進むより前方側に進む方が速度が大きくなるように設定されている場合である。または移動体の外形が空気抵抗を低くするために流線形をしており、流線形の先細り側が前方側である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
第1線分401は、シャフト103の回転中心位置を通りかつ第1方向301と平行な線分である。第2線分402は、シャフト103の回転中心位置を通りかつ第1線分401と直角となる線分である。
The
本実施形態に係る発明の原理について説明する。第1線分401より地側かつ第2線分402より前方側の領域に小石等の障害物404を配置されている場合を想定すると、当該領域で生じた振動の伝搬強度は、当該領域で最大となり、後方天側に進むに従い小さくなる。
The principle of the invention according to this embodiment will be explained. Assuming that an
つまり、道路上に障害物404がある場合のタイヤの振動伝搬403は、シャフト103の回転中心位置を起点に4分割すると、進行方向の前方地側で大きく、後方の天側で小さくなる。これは、移動体のスピードは後進するよりも前進の方が速く設定されることが多いためである。
That is, when the tire vibration propagation 403 when there is an
そこで、本実施形態に係るコネクタ106は、第1線分401よりも天側かつ第2線分402よりも後方側の第1領域に配置される。これにより、コネクタ106と配線側コネクタ200との接続に対する耐振動性を向上させることができる。
Therefore, the
ロアアーム202は、ホイール固定部101bにおいて第1線分401よりも地側に接続される。ショックアブソーバ203は、ホイール固定部101bにおいて第1線分401よりも天側に接続される。スプリング204は、移動体の車体とショックアブソーバ203との間に接続される。
The
図1に示されるように本実施形態においては、電力配線201は、ショックアブソーバ203に支持されるように設けられる。これにより、電力配線201の振動を抑制することができる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
図4は、本実施形態に係るコネクタ106と配線側コネクタ200の内部詳細図である。
FIG. 4 is a detailed internal view of the
矢印205は、配線側コネクタ200の差し込み方向を示す。配線側コネクタ200は、正極側ピン201Pと、負極側ピン201Nと、インバータ105に関わる制御信号を伝達する制御ピン201Sと、を有する。これにより、制御ピン201Sと繋がる制御に関わる配線や接続の耐振動性も向上させることができる。
An
また第1線分401よりも地側かつ第2線分402よりも前方側を第2領域と定義し、配線側コネクタ200が、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向(つまり矢印205の方向)に挿入している。振動は矢印205の方向に伝わる。コネクタの接続信頼性は、振動方向と挿入方向が平行な場合に強く、垂直な場合に弱い。コネクタの挿入方向を振動方向とほぼ平行にしているので、コネクタの接続信頼性を確保することができる。
Further, the area on the ground side of the
図5は、他の実施形態に係るコネクタ116と配線側コネクタ210の内部詳細図である。図1ないし図4に示した実施例では、インバータ105がホイール部101内に配置された電動システム内蔵型ホイール100を説示したが、インバータ105がホイール部101の外部に配置され、モータ104がホイール部101に配置される場合もある。
FIG. 5 is a detailed internal view of the
その際に用いられる他の実施形態に係る配線側コネクタ210は、3相交流電流をそれぞれ伝達するU相交流ピン201UとV相交流ピン201VとW相交流ピン201Wと、モータ104の温度情報等を伝達する信号ピン201Tと、を有する。このようにピン数が多くなりコネクタの幅が大きくなっても、コネクタの配置を図3に示すような位置に設けることで、耐振動性を向上させることができる。
The
図6は、他の実施形態に係る電動システム内蔵型ホイール100の全体斜視図である。
FIG. 6 is an overall perspective view of a
本実施形態は、ホイール固定部101bに接続される電力用コネクタ130と信号用コネクタ131が別体で構成される。電力配線側コネクタ230は、電力用コネクタ130と電力配線211に接続される。信号配線側コネクタ231は、信号用コネクタ131と信号配線212に接続される。これら電力配線側コネクタ230と信号配線側コネクタ231が別体で構成される。
In this embodiment, a
本実施形態に係る発明の原理について説明する。電力配線211には電磁ノイズ乗り易い。電力配線側コネクタ230から信号配線側コネクタ231への電磁ノイズが伝搬して制御信頼性や快適性を低下させてしまう場合がある。そこで、本実施形態のように電力配線側コネクタ230と信号配線側コネクタ231が別体で構成したり、電力配線側コネクタ230と信号用コネクタ131が別体で構成したりする。これにより、耐振動性向上とノイズ抑制を同時に達成することができる。
The principle of the invention according to this embodiment will be explained. The
なお図6に示されるように、電力配線211と信号配線212がショックアブソーバ203に支持されるように設けて耐振動性を向上させても良い。
Note that as shown in FIG. 6, the
また電力配線211がショックアブソーバ203に支持されるように設けて、信号配線212はロアアーム202に支持されるように設けても良い。これにより、耐振動性向上と、電力配線211と信号配線212の間のノイズ伝搬を抑制することの両立を図ることができる。
Further, the
100…電動システム内蔵型ホイール、101…ホイール部、101a…ホイール回転部、101b…ホイール固定部、102…タイヤ、103…シャフト、104…モータ、105…インバータ、106…コネクタ、106a…内部接続部、106b…外部接続部、116…コネクタ、130…電力用コネクタ、131…信号用コネクタ、200…配線側コネクタ、201…電力配線、201P…正極側ピン、201N…負極側ピン、201S…制御ピン、202…ロアアーム、203…ショックアブソーバ、204…スプリング、205…配線側コネクタ200の差し込み方向を示す矢印、210…配線側コネクタ、211…電力配線、212…信号配線、230…電力配線側コネクタ、231…信号配線側コネクタ、301…第1方向、302…第2方向、401…第1線分、402…第2線分、403…振動伝搬、404…障害物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ホイール内に設けられるモータと、を備え、
前記ホイールは、前記モータに電力を供給するコネクタを有し、
前記移動体の前方側から後方側に向かう方向を第1方向と、前記ホイールの回転部の回転中心位置を通りかつ当該第1方向と平行な線分を第1線分と、当該回転中心位置を通りかつ当該第1線分と直角となる線分を第2線分と、定義し、
前記コネクタは、前記第1線分よりも天側かつ前記第2線分よりも前記後方側の第1領域に配置され、
前記コネクタは、前記ホイール側に接続されたホイール側コネクタと、車体と接続される配線と繋がる配線側コネクタと、により構成され、
前記第1線分よりも地側かつ前記第2線分よりも前記前方側を第2領域と定義し、
前記コネクタは、前記配線側コネクタが前記第2領域から前記第1領域に向かって挿入されるように構成されるホイール内蔵型電動システム。 A wheel connected to the tire of a moving object,
A motor provided within the wheel,
the wheel has a connector that supplies power to the motor;
A first direction is the direction from the front side to the rear side of the moving body, a first line segment is a line segment passing through the rotation center position of the rotating part of the wheel and parallel to the first direction, and a first line segment is the rotation center position. A line segment that passes through and is perpendicular to the first line segment is defined as a second line segment,
The connector is arranged in a first region on the top side of the first line segment and on the rear side of the second line segment ,
The connector includes a wheel side connector connected to the wheel side and a wiring side connector connected to wiring connected to the vehicle body,
A second region is defined as the ground side of the first line segment and the front side of the second line segment,
The connector is a wheel built-in electric system configured such that the wiring side connector is inserted from the second region toward the first region .
前記モータを制御しかつ前記ホイール内に設けられるインバータと、を備え、
前記コネクタは、前記インバータを介して前記モータに伝達される電力を供給するホイール内蔵型電動システム。 The wheel built-in electric system according to claim 1,
an inverter that controls the motor and is provided within the wheel;
The connector supplies electric power transmitted to the motor via the inverter.
前記コネクタは、前記インバータを制御するための信号を伝達する信号線と接続されるホイール内蔵型電動システム。 The wheel built-in electric system according to claim 2,
The connector is connected to a signal line that transmits a signal for controlling the inverter in a wheel built-in electric system.
前記コネクタは、前記電力を供給する電力用コネクタと、前記インバータを制御するための信号を伝達しかつ当該電力用コネクタと別体に構成される信号用コネクタと、を有するホイール内蔵型電動システム。 The wheel built-in electric system according to claim 3,
The connector includes a power connector that supplies the power, and a signal connector that transmits a signal for controlling the inverter and is configured separately from the power connector.
前記コネクタは、前記第1線分よりも地側の前記ホイールに接続されるロアアームに設けられた配線と接続されるホイール内蔵型電動システム。 The wheel built-in electric system according to any one of claims 1 to 4,
The connector is a wheel built-in electric system connected to wiring provided on a lower arm connected to the wheel on the ground side of the first line segment.
前記コネクタは、前記第1線分よりも天側の前記ホイールに接続されるショックアブソーバに設けられた配線と接続されるホイール内蔵型電動システム。 The wheel built-in electric system according to any one of claims 1 to 4,
In the wheel built-in electric system, the connector is connected to wiring provided on a shock absorber connected to the wheel on the upper side than the first line segment.
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