WO2015005444A1

WO2015005444A1 - インホイールモータ搭載ｅｖ車両の端子ボックス

Info

Publication number: WO2015005444A1
Application number: PCT/JP2014/068486
Authority: WO
Inventors: 加藤　元; 美希中村; 威印南
Original assignee: 矢崎総業株式会社
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2015-01-15
Also published as: DE112014003236T5; US20160090053A1; JP2015019550A

Abstract

　インホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）は、ケーシング（３０）内に少なくとも端子台（２０）の一部が収容され、端子ボックス（１０）が、底部と頂部とに開口が設けられたボックス本体（１０Ｈ）と、ボックス本体（１０Ｈ）の頂部側開口を覆う取り外し可能なカバー（１０Ｃ）とを有し、ボックス本体（１０Ｈ）の底部開口側が端子台（２０）の上方を覆うように端子ボックス（１０）がケーシング（３０）の外面に取り付けられている。

Description

インホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス

　本発明は、インホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスに関するものである。

〈端子ボックスの役割〉
　インホイールモータは、電気自動車などの車輪のハブ内部に搭載された電気モータであり、円筒状空洞を有するケーシングと、その円筒状空洞の周壁内面に設けられるステータと、そのステータの内側空間にそのステータと僅かの空隙を介して回転可能に設けられるロータとから構成される。
　そして、バッテリからインホイールモータに給電するため、ケーシングの外側に端子ボックスが設けられる。この端子ボックスにおいて、インホイールモータ側端子と動力線側端子とがボルト締結されて、電気的接続が完了し、バッテリからの電力がインホイールモータに供給される。

〈ケーシング３００の構成〉
　図４Ａは端子ボックスがインホイールモータのケーシングの外側に設けられた特許文献１に記載の平面図であり、図４Ｂは図４ＡのＢ４－Ｂ４矢視断面図である。
　図４Ａにおいて、ケーシング３００は、円筒状のケーシング本体３００Ｈと、円筒状のケーシング本体３００Ｈの両端開口をそれぞれ塞ぐ円盤状の壁面３００Ｃ（図中では、出力側回転部材から遠い側の壁面３００Ｃが描かれている。）と、ケーシング本体３００Ｈと壁面３００Ｃとをボルト締結するボルト３００Ｂとで構成されている。

〈ケーシング３００の中〉
　図４Ｂにおいて、ケーシング３００の中には、モータ側回転部材３００Ｒを回転駆動するインホイールモータ（ステータ４０とロータ５０）とモータ側回転部材３００Ｒの回転を減速して出力側回転部材に伝達する減速部（図示していない）とが保持されている。
　円盤状の壁面３００Ｃには、中心にモータ側回転部材３００Ｒを回転可能に支持する軸受３００Ｊが収容され、かつ、中心から半径方向の所定の箇所に厚さ方向にインホイールモータ側端子が貫通する貫通孔３００Ｌがあけられている。なお、３００Ｋは潤滑油路である。
　このケーシング３００の壁面３００Ｃの外側に、次に説明する端子ボックス１００が配置されている。

〈特許文献１の端子ボックス１００〉
　図４Ｂにおいて、端子ボックス１００はこのケーシング３００の壁面３００Ｃの外側に配置されるもので、ボックス本体１００Ｈとこのボックス本体１００Ｈを塞ぐカバー１００Ｃとから成っている。

〈ボックス本体１００Ｈ〉
　ボックス本体１００Ｈは、底部と１つの側壁部とを欠いた金属製直方体である。そして、ボックス本体１００Ｈの底部側が円盤状の壁面３００Ｃの貫通孔３００Ｌに対向するように置かれ、ボルト１００Ｂ１で壁面３００Ｃにボルト締めされている。
　ボックス本体１００Ｈの側壁部を欠いた側面部は、カバー１００Ｃで覆われる。

〈カバー１００Ｃ〉
　カバー１００Ｃは、ボックス本体１００Ｈの長方形開口部を塞ぐ長方形をした金属板であり、ボルト１００Ｂ２でボックス本体１００Ｈにボルト締めされる。
　カバー１００Ｃで覆われたボックス本体１００Ｈの側面部に対向する側壁部１００Ｓには、動力線貫通孔１００Ｗがあけられている。この動力線貫通孔１００Ｗに、動力線Ｗおよびこの動力線Ｗの周囲を囲んでシールドするシールドケースＳの先端が挿入される。シールドケースＳのフランジＳＦは、ボルト１００Ｂ３でボックス本体１００Ｈにボルト締めされる。
　ボックス本体１００Ｈの内部空間では、バッテリ側からの動力線Ｗの先端に電気的に接続される動力線側端子Ｔｗと、モータ部の巻線に電気的に接続されるインホイールモータ側端子Ｔｍとが、互いにボルト２０Ｂで共締めされている。

　上記構成によれば、相対的に振動の少ない出力側回転部材から遠い側の壁面３００Ｃに端子ボックス１００が取り付けられたことにより、振動によって動力線Ｗの被覆に亀裂が生じたり、プラグが抜けたりするのを防止することができ、その結果、安全性に優れ、信頼性の高いモータ駆動装置を得ることができる、というものである。

日本国特開２００９－２１９２７１号公報

〈特許文献１の端子ボックス１００の持つ課題〉
　しかしながら、端子ボックス１００のカバー１００Ｃが円盤状の壁面３００Ｃの径方向側にあるので、電線の取り付けおよび取り外し作業のたびにカバー１００Ｃを外して動力線側端子Ｔｗとインホイールモータ側端子Ｔｍとの締結部分にアクセスすることになる。そこで、電線の取り付けおよび取り外し作業は、径方向からの作業となるので、車両に取り付けられているホイールが邪魔となり、作業効率が落ちる恐れがあった。そこで、作業効率を上げるためには、ホイールを車両から取り外す必要性があった。
　また、インホイールモータ側端子Ｔｍが、インホイールモータ側から壁面３００Ｃの貫通孔３００Ｌを通って動力線側端子Ｔｗとの締結部位まで途中が支持されずに支持部材フリーの状態である。そのため、インホイールモータの強い振動によってインホイールモータ側端子Ｔｍが曲がって破損する恐れがあった。
　本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ホイールを取り外さなくても電線の取り付けおよび取り外し作業の作業効率が上がり、しかも強い振動でも端子の曲がり破損の生じない端子ボックスを提供することを目的としている。

　前述した目的は、下記（１）～（４）の構成のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスにより達成される。
　（１）インホイールモータを収容するケーシングの外面に取り付けられて、インホイールモータ側端子と動力線側端子とが、内部でボルト締結されるインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスであって、前記ケーシング内に少なくとも端子台の一部が収容され、前記端子ボックスが、底部と頂部とに開口が設けられたボックス本体と、前記ボックス本体の頂部側開口を覆う取り外し可能なカバーとを有し、前記ボックス本体の底部開口側が前記端子台の上方を覆うように前記端子ボックスが前記ケーシングの外面に取り付けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　（２）上記（１）の構成のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスであって、前記ボックス本体の一側壁部には、バッテリ側からの動力線を通す動力線貫通孔が設けられ、前記動力線貫通孔を通ったバッテリ側からの動力線の先端の前記動力線側端子と前記インホイールモータ側からの前記インホイールモータ側端子とが、前記ボックス本体内の前記端子台の上面においてボルト締結されているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　（３）上記（２）の構成のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスであって、前記端子台には、前記インホイールモータ側端子を収容する端子厚み分の凹みが少なくとも前記端子台の頂部に設けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　（４）上記（２）又は（３）の構成のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスであって、前記端子台の底部および側壁の少なくともどちらか一方には、前記インホイールモータ側端子を収容する端子厚み分の凹みが設けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。

　以上のように、上記（１）の構成によれば、端子ボックスのカバーを外すだけで、ボックス本体の頂部開口および底部開口から端子台にアクセスできる。そこで、ホイールを取り外さなくても電線の取り付けおよび取り外し作業ができ、作業効率が向上する。
　上記（２）の構成によれば、動力線側端子とインホイールモータ側端子とが、端子台の上面においてボルト締結されている。そこで、ボルトの締結方向が端子ボックスの開口部から端子台へのアクセス方向と一致しているため、作業性が良い。
　上記（３）の構成によれば、端子台には、インホイールモータ側端子を収容する端子厚み分の凹みが少なくとも頂部に設けられている。そこで、その凹みにインホイールモータ側端子が収容されることにより、強い振動でも端子の曲がり破損が生じないようになる。
　上記（４）の構成によれば、端子台の底部および側壁の少なくともどちらか一方の凹みにもインホイールモータ側端子が収容されることになる。そこで、インホイールモータ側端子の動きがさらに規制されることになり、より確実に端子の曲がり破損が防止できる。

　以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１Ａはインホイールモータのケーシングの外側に設けられた本発明に係る端子ボックスの平面図である。図１Ｂは図１ＡのＡ－Ａ矢視断面図である。図２は図１Ｂの楕円部分Ｚ２の拡大図である。図３Ａは端子台とこの端子台に収容される四角ナットとインホイールモータ側端子をそれぞれ分解して示す斜視図である。図３Ｂの（１）は図３Ａの端子台の正面図、図３Ｂの（２）は図３Ｂの（１）のＢ３－Ｂ３矢視断面図である。図４Ａは特許文献１に記載された端子ボックスの平面図である。図４Ｂは図４ＡのＢ４－Ｂ４矢視断面図である。

　以下、ホイールを取り外さなくても電線の取り付けおよび取り外し作業の効率が上がり、しかも強い振動でも端子の曲がり破損の生じない本発明に係る端子ボックスについて、図１Ａ～図２を用いて説明する。

〈本実施形態に係るケーシング３０〉
　図１Ａにおいて、ケーシング３０は、円筒状のケーシング本体３０Ｈと、円筒状のケーシング本体３０Ｈの両端開口をそれぞれ塞ぐ円盤状の両壁面３０Ｃ（図中では、出力側回転部材から遠い側の壁面３０Ｃが描かれている。）と、ケーシング本体３０Ｈと壁面３０Ｃとをボルト締結するボルト３０Ｂとで構成されている。このように、端子ボックス１０は、両壁面のうち、出力側回転部材から遠い側の壁面３０Ｃの外側に配置されている。そこで、端子ボックス１０は振動の震源から遠く離れており、端子ボックス１０には振動が伝わり難い。
　ケーシング本体３０Ｈの壁面３０Ｃ側（図１Ｂ参照）、および壁面３０Ｃ（図１Ｂ参照）には、次に説明する端子台２０（図１Ｂ参照）を収容するための端子台収容孔３０Ｔ（図１Ｂ参照）がそれぞれあけられている。

〈端子台２０〉
　端子台２０は、本実施形態によって設けられたもので、バッテリ側からの動力線Ｗの先端の動力線側端子と、モータ部の巻線に電気的に接続されるインホイールモータ側端子とを互いに電気的接続するための略直方体状の絶縁樹脂台である。

　図２において、本実施形態に係る端子台２０は、端子台２０の頂部（上面）がケーシング本体３０Ｈおよび壁面３０Ｃから外部に露出するように端子台収容孔３０Ｔに埋設され、ケーシング３０内に少なくとも一部が収容されている。
　端子台２０には、インホイールモータ側端子Ｔｍを収容する端子厚み分の凹み（溝）が、底部２０Ｄから側壁２０Ｓを経て頂部２０Ｃまでに亘って設けられている。

　図３Ａの斜視図において、端子台２０の底部２０Ｄに凹み２０Ｍ１が形成され、端子台２０の側壁２０Ｓに凹み２０Ｍ２が形成され、端子台２０の頂部２０Ｃに凹み２０Ｍ３が形成されている。これらの凹み２０Ｍ１，２０Ｍ２，２０Ｍ３は、それぞれ繋がって形成されている。
　一方、インホイールモータ側端子Ｔｍは、図３Ａのように略Ｚ字状に曲折されており、底部水平部Ｔ１、垂直連結部Ｔ２、頂部水平部Ｔ３を備えて成る。

　そして、Ｚ字状のインホイールモータ側端子Ｔｍの底部水平部Ｔ１、垂直連結部Ｔ２、頂部水平部Ｔ３が、それぞれ端子台２０の凹み２０Ｍ１、２０Ｍ２、２０Ｍ３内に収容される。そこで、インホイールモータに強い振動が生じても、インホイールモータ側端子Ｔｍは３箇所の凹み２０Ｍ１～２０Ｍ３内でそれぞれ動きが規制されるため、曲がって破損するようなことがない。
　端子台２０の頂部２０Ｃには、四角ナット２０Ｎが埋設されている。
　この端子台２０の上を覆うように次に述べる端子ボックス１０が取り付けられる。

〈端子ボックス１０〉
　図２において、本実施形態に係る端子ボックス１０は、ボックス本体１０Ｈと、このボックス本体１０Ｈを塞ぐカバー１０Ｃと、ボックス本体１０Ｈとカバー１０Ｃとをボルト締結するボルト１０Ｂ２とから成っている。

〈ボックス本体１０Ｈ〉
　ボックス本体１０Ｈは、底部と頂部とを欠いた金属製直方体（すなわち、四角筒）に形成されており、その底部側開口が端子台２０を覆うように被せられて壁面３０Ｃに取り付けられ、その頂部側開口はカバー１０Ｃで覆われて、ボルト１０Ｂ２で締結される。

　ボックス本体１０Ｈの側壁部（一側壁部）１０Ｓには、動力線貫通孔１０Ｗがあけられている。
　この動力線貫通孔１０Ｗには、動力線Ｗの先端にカシメられた動力線側端子Ｔｗが挿入される。なお、動力線Ｗは、軸方向の中心に位置する芯線ＷＳとこの芯線ＷＳを被覆する被覆部ＷＨとから成り、一端はバッテリ（図示していない）側に接続され、その他端近傍は絶縁樹脂製のコネクタＪがモールド成形され、シールドケースＳで覆われる。そして、シールドケースＳのフランジＳＦは、ボルト１０Ｂ３でボックス本体１０Ｈの側壁部１０Ｓにボルト締めされる。

　ボックス本体１０Ｈの内部空間には、端子台２０の頂部２０Ｃが壁面３０Ｃから露出しており、その端子台２０の頂部２０Ｃの凹み２０Ｍ３に埋設されたインホイールモータ側端子Ｔｍと、バッテリ側からの動力線Ｗの先端の動力線側端子Ｔｗとが、ボルト２０Ｂで四角ナット２０Ｎに共締めされている。
　これにより、動力線側端子Ｔｗとインホイールモータ側端子Ｔｍとが、ボックス本体１０Ｈ内の端子台２０の上面においてボルト締結されて電気的接続され、バッテリからの電力がインホイールモータに供給される。

〈カバー１０Ｃ〉
　カバー１０Ｃは、四角筒に形成されたボックス本体１０Ｈの他端の開口部を塞ぐ長方形をした金属板であり、ボルト１０Ｂ２でボックス本体１０Ｈにボルト締めされる。図２から判るように、カバー１０Ｃは端子台２０の真上に位置しているので、カバー１０Ｃを外すだけでインホイールモータ側端子Ｔｍと動力線側端子Ｔｗとをボルト締結するボルト２０Ｂにアクセスすることができる。しかもボルト２０Ｂにアクセスする方向には、車両に取り付けられているホイールはない。そこで、ホイールが邪魔にならず、ホイールを車両から取り外さなくても電線の取り付けおよび取り外し作業ができる。

　以上のように、円盤状の両壁面３０Ｃの垂直方向からそれぞれの端子締結部のボルト２０Ｂへアクセスできる（特許文献１のような円盤状の壁面３００Ｃの半径方向からではない）ので、ホイールの大きさに関わらずホイールを外さないで電線の取り付けおよび取り外し作業ができ、したがって作業効率が上がる。さらに、ボルト２０Ｂの締結方向が、端子ボックス１０のカバー１０Ｃを外してできた開口部から端子台２０へのアクセス方向と一致しているため、作業性が良い。

　なお、以上の実施形態では、ボックス本体１０Ｈは、底部と頂部とを欠いた四角筒で説明したが、本発明のボックス本体は四角筒に限定されるものではなく、三角筒、円筒でもよい。
　また、底部と頂部とを欠いていなくてもよく、底部と頂部との一部が開口しているものであってもよい。
　また、インホイールモータ側端子Ｔｍが端子台２０の凹み２０Ｍ１，２０Ｍ２，２０Ｍ３内に沿って配置されているため、振動に強く、端子の曲がり等の破損が発生しにくい。

〈まとめ〉
　本実施形態のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス１０によれば、円盤状の両壁面３０Ｃの垂直方向からそれぞれの端子締結部分へアクセスできるので、ホイールの大きさに関わらずホイールを外さないで電線の取り付けおよび取り外し作業ができ、したがって作業効率が上がる。
　ボルト２０Ｂの締結方向が端子ボックス１０の開口部から端子台２０へのアクセス方向と一致しているため、作業性が良い。
　インホイールモータ側端子Ｔｍが端子台２０の凹み２０Ｍ１，２０Ｍ２，２０Ｍ３内に沿って配置されているため、振動に強く、端子の曲がり等の破損が発生しにくい。

　ここで、上述した本発明に係るインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］　インホイールモータを収容するケーシング（３０）の外面に取り付けられて、インホイールモータ側端子（Ｔｍ）と動力線側端子（Ｔｗ）とが、内部でボルト締結されるインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）であって、
　前記ケーシング（３０）内に少なくとも端子台（２０）の一部が収容され、
　前記端子ボックス（１０）が、底部（２０Ｄ）と頂部（２０Ｃ）とに開口が設けられたボックス本体（１０Ｈ）と、前記ボックス本体（１０Ｈ）の頂部側開口を覆う取り外し可能なカバー（１０Ｃ）とを有し、
　前記ボックス本体（１０Ｈ）の底部開口側が前記端子台（２０）の上方を覆うように前記端子ボックス（１０）が前記ケーシング（３０）の外面に取り付けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）。
［２］　上記（１）に記載のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）であって、
　前記ボックス本体（１０Ｈ）の一側壁部（側壁部１０Ｓ）には、バッテリ側からの動力線（Ｗ）を通す動力線貫通孔（１０Ｗ）が設けられ、
　前記動力線貫通孔（１０Ｗ）を通ったバッテリ側からの動力線（Ｗ）の先端の前記動力線側端子（Ｔｗ）と前記インホイールモータ側からの前記インホイールモータ側端子（Ｔｍ）とが、前記ボックス本体（１０Ｈ）内の前記端子台（２０）の上面においてボルト締結されているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）。
［３］上記［２］に記載のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）であって、
　前記端子台（２０）には、前記インホイールモータ側端子（Ｔｍ）を収容する端子厚み分の凹み（２０Ｍ１）が少なくとも前記端子台（２０）の頂部（２０Ｃ）に設けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）。
［４］上記［２］又は［３］の構成のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）であって、
　前記端子台（２０）の底部（２０Ｄ）および側壁（２０Ｓ）の少なくともどちらか一方には、前記インホイールモータ側端子（Ｔｍ）を収容する端子厚み分の凹み（２０Ｍ２，２０Ｍ３）が設けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス（１０）。

　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　また、本出願は、２０１３年７月１２日出願の日本特許出願（特願２０１３－１４６９６２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスによれば、端子ボックスのカバーを外すだけで、ボックス本体の頂部開口および底部開口から端子台にアクセスできる。そこで、ホイールを取り外さなくても電線の取り付けおよび取り外し作業ができ、作業効率が向上するインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスを提供できる。

１０　端子ボックス
１０Ｈ　ボックス本体
１０Ｃ　カバー
１０Ｂ１～１０Ｂ３　ボルト
１０Ｓ　側壁部(一側壁部)
１０Ｗ　動力線貫通孔
２０　端子台
２０Ｄ　底部
２０Ｓ　側壁
２０Ｃ　頂部
２０Ｍ１、２０Ｍ２、２０Ｍ３　凹み（溝）
２０Ｂ　ボルト
２０Ｎ　四角ナット
３０　ケーシング
３０Ｈ　ケーシング本体
３０Ｂ　ボルト
３０Ｃ　壁面
３０Ｔ　端子台収容孔
Ｗ　動力線
ＷＳ　芯線
ＷＨ　被覆部
Ｔｗ　動力線側端子
Ｔｍ　インホイールモータ側端子
Ｔ１　底部水平部
Ｔ２　垂直連結部
Ｔ３　頂部水平部
Ｓ　シールドケース
ＳＦ　フランジ

Claims

　インホイールモータを収容するケーシングの外面に取り付けられて、インホイールモータ側端子と動力線側端子とが、内部でボルト締結されるインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックスであって、
　前記ケーシング内に少なくとも端子台の一部が収容され、
　前記端子ボックスが、底部と頂部とに開口が設けられたボックス本体と、前記ボックス本体の頂部側開口を覆う取り外し可能なカバーとを有し、
　前記ボックス本体の底部開口側が前記端子台の上方を覆うように前記端子ボックスが前記ケーシングの外面に取り付けられているインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　前記ボックス本体の一側壁部には、バッテリ側からの動力線を通す動力線貫通孔が設けられ、
　前記動力線貫通孔を通ったバッテリ側からの動力線の先端の前記動力線側端子と前記インホイールモータ側からの前記インホイールモータ側端子とが、前記ボックス本体内の前記端子台の上面においてボルト締結されている請求項１に記載のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　前記端子台には、前記インホイールモータ側端子を収容する端子厚み分の凹みが少なくとも前記端子台の頂部に設けられている請求項２に記載のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。
　前記端子台の底部および側壁の少なくともどちらか一方には、前記インホイールモータ側端子を収容する端子厚み分の凹みが設けられている請求項２又は３に記載のインホイールモータ搭載ＥＶ車両の端子ボックス。