WO2020013285A1

WO2020013285A1 - 動力線保持構造

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Publication number: WO2020013285A1
Application number: PCT/JP2019/027540
Authority: WO
Inventors: 山本　哲也; 愛子妙木
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-01-16
Also published as: JP2020011540A

Abstract

電動車両の車両駆動装置が懸架部材により車体に対して変位可能に取り付けられ、車両駆動装置に接続された動力線９が懸架部材を介して車体との間で引き回され、動力線９を支持する固定部材１１が車体あるいは懸架部材に取り付けられた動力線保持構造であって、固定部材１１は、動力線９を挿通される把持部１２と、把持部１２を車体あるいは懸架部材に固定する固定部１３とを備え、把持部１２の動力線入口側および動力線出口側の少なくとも一方で動力線９を屈曲させ、把持部１２の動力線屈曲側部位１６で貫通孔１４と固定部１３との間に空隙１８を設けることにより、把持部１２の動力線屈曲側部位１６の剛性を動力線非屈曲側部位１７の剛性よりも小さくする。

Description

動力線保持構造

　本発明は、電動車両の車輪内部に配置された車両駆動装置と、電動車両の車体に搭載された制御装置との間で引き回される動力線を固定する動力線保持構造に関する。

　乗用自動車のうち、電力および燃料を併用して車輪を駆動するハイブリッド車両や、電力のみで車輪を駆動する電気自動車等の電動車両が知られている。この種の電動車両では、車輪を駆動する車両駆動装置（インホイールモータ）を電動車両の車輪内部に配置すると共に、この車両駆動装置の制御装置を電動車両の車体に搭載している。

　この制御装置と車両駆動装置とを接続する動力線は、車体側の制御装置と車輪側の車両駆動装置との間で引き回される。この場合、車輪の転舵によって過剰な曲げが動力線に加わらないようにしなければならない。また、動力線が振れ回って周辺部品や地面に接触しないようにする必要もある。

　そのため、車体側の制御装置と車輪側の車両駆動装置との間で引き回される動力線を電動車両の車体などに保持する構造が必要である（例えば、特許文献１参照）。

　この特許文献１に開示された動力線保持構造は、車体に固定された車体側のクランプと、車両駆動装置を支持するナックルに固定された車輪側のクランプとで、動力線を保持することにより、車体側の制御装置と車輪側の車両駆動装置との間で動力線を引き回すようにしている。

特開２０１４－１８９１０７号公報

　ところで、前述の特許文献１で開示された動力線保持構造では、車体に固定された車体側のクランプと、車両駆動装置を支持するナックルに固定された車輪側のクランプとで、動力線を保持するようにしている。

　このような構造の場合、例えば、車輪に配置された車両駆動装置が車輪の転舵により変位すると、クランプで動力線が屈曲することになる（特許文献１の図１０参照）。この動力線の屈曲時、クランプの角部で動力線が急激に曲げられることになる。

　動力線の屈曲動作が繰り返されると、急激な曲げにより動力線に大きな曲げ応力が繰り返し作用することで、動力線が内部で断線するおそれがある。

　この動力線に作用する大きな曲げ応力を緩和するため、動力線をクランプで緩く止めると、動力線の屈曲時にクランプに対して動力線が軸方向に動くことになる。

　このように、クランプに対して動力線が動くと、動力線の引き回し状態が変わることで、動力線が周辺部品と干渉することになる。そのため、動力線が軸方向に動かない程度にクランプで動力線を把持する必要がある。

　また、動力線の急激な曲げを回避するため、車体側のクランプと車輪側のクランプとの間の動力線を長くすることも考えられる。

　しかしながら、この場合、動力線を引き回すスペースが必要となる。このような動力線の引き回しスペースの拡大が、車両駆動装置のコンパクト化を図ることを阻害する。

　そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡易な手段により、動力線の屈曲時に動力線に負荷される曲げ応力を緩和し得る動力線保持構造を提供することにある。

　本発明に係る動力線保持構造は、電動車両の車両駆動装置が懸架部材により車体に対して変位可能に取り付けられ、車両駆動装置に接続された動力線が懸架部材を介して車体との間で引き回され、動力線を支持する固定部材が車体あるいは懸架部材に取り付けられた構造を具備する。

　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明における固定部材は、動力線が挿通される把持部と、把持部を車体あるいは懸架部材に固定する固定部とを備え、把持部の動力線入口側および動力線出口側の少なくとも一方で動力線を屈曲させ、把持部の動力線屈曲側部位の剛性を動力線非屈曲側部位の剛性よりも小さくしたことを特徴とする。

　本発明では、把持部の動力線屈曲側部位の剛性を動力線非屈曲側部位の剛性よりも小さくしたことにより、把持部の動力線屈曲側部位で把持された動力線が屈曲し易くなる。

　そのため、車両駆動装置が車輪の転舵により変位して把持部で動力線が屈曲する時、動力線の屈曲半径を大きくすることで、固定部材の角部で動力線が急激に曲げられることを回避できる。

　本発明における把持部は、動力線が挿通される貫通孔を有し、把持部の動力線屈曲側部位で貫通孔と固定部との間に空隙を設けた構造が望ましい。

　このような構造を採用すれば、把持部の動力線屈曲側部位の剛性を動力線非屈曲側部位の剛性よりも小さくすることが容易となる。

　この構造では、把持部で動力線が屈曲するに際して、把持部の動力線屈曲側部位が空隙により変形する。この把持部の動力線屈曲側部位の変形により、その把持部の動力線屈曲側部位で把持された動力線が屈曲し易くなる。

　本発明において、把持部の動力線入口側あるいは動力線出口側のいずれか一方で動力線を屈曲させる場合、把持部の動力線屈曲側部位の軸方向寸法を、把持部の軸方向寸法の１／２以下とした構造が望ましい。

　このような構造を採用すれば、把持部の動力線屈曲側部位で把持された動力線が屈曲し易くなると共に、把持部の動力線非屈曲側部位で動力線の把持力を必要以上に低減させることなく、動力線を強固に把持することができる。

　本発明において、把持部の動力線入口側および動力線出口側の両方で動力線を屈曲させる場合、把持部の動力線屈曲側部位のそれぞれの軸方向寸法を、把持部の軸方向寸法の１／３以下とした構造が望ましい。

　本発明によれば、把持部の動力線屈曲側部位で把持された動力線が屈曲し易くなるため、車両駆動装置が車輪の転舵により変位して把持部で動力線が屈曲する時、動力線の屈曲半径を大きくすることができるので、固定部材の角部で動力線が急激に曲げられることを回避できる。

　このようにして、動力線の屈曲動作が繰り返されても、動力線に作用する曲げ応力を緩和することができるので、動力線が内部で断線することが抑制できる。その結果、動力線の耐久性を向上させることができ、長寿命で信頼性の高い動力線保持構造を実現でき、電動車両におけるランニングコストを低減できる。

本発明の実施形態で、動力線保持構造の固定部材を示す正面図である。図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図で、固定部材の片側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図で、固定部材の両側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の片側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の両側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の片側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の両側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の片側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、固定部材の両側で動力線を屈曲させる時の構造を示す。本発明の他の実施形態で、図１と異なる空隙を設けた固定部材を示す正面図である。固定部材の使用状態を示す斜視図である。

　本発明に係る動力線保持構造の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

　図７は、電動車両の車体８に対して懸架部材であるサスペンション（ナックルアーム５、アッパアーム７およびロアアーム）を介して装着された車輪１を示す。

　この電動車両の車輪１は、図７に示すように、金属製のホイール２およびゴム製のタイヤ３を備える。ホイール２は円筒形状であり、その内部空間に車輪１を駆動する車両駆動装置４（インホイールモータ）が収容配置されている。

　車両駆動装置４のケーシングには、サスペンションのナックルアーム５が一体的に形成されている。ナックルアーム５は、車両駆動装置４の上部から延びて車輪１の外周部を迂回するように屈曲する。

　ナックルアーム５は、車輪１の上方に位置し、ボールジョイント６を介してサスペンションのアッパアーム７と連結される。車両駆動装置４の下部は、サスペンションのロアアーム（図示せず）と連結される。

　アッパアーム７はＶ字状であり、その両端部が車幅方向内側に配置され、ピボット（図示せず）を介して車体８に連結される。また、アッパアーム７の中央折曲部が車幅方向外側に配置され、ボールジョイント６と連結される。

　これにより、アッパアーム７は、両端部を基端とし、かつ、中央折曲部を遊端として、上下方向に揺動可能とされる。車両駆動装置４は、車輪１と共に上下動可能とされる。

　また、ロアアーム（図示せず）および車両駆動装置４の連結箇所と、アッパアーム７とナックルアーム５との連結箇所であるボールジョイント６とを結ぶ直線は、転舵軸線Ｋ（キングピン）を構成する。

　これにより、車両駆動装置４は、ナックルアーム５により車体８に対して変位可能に取り付けられている。つまり、車両駆動装置４は、車輪１と共に転舵軸線Ｋ回りに転舵可能とされる。

　車両駆動装置４は、例えば三相の電動モータを内蔵する。この電動モータを駆動するため、車両駆動装置４の端子ボックス（図示せず）には、電動モータに電力を供給する３本の動力線９（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）が接続される。

　この動力線９は、車両駆動装置４から立ち上がって車輪１を迂回しつつナックルアーム５に沿うように上方へ延び、さらに、車両前後方向に延びつつ車幅方向内側へ延びて車体８へ差し込まれる。このようにして、動力線９は、車両駆動装置４と車体８との間で引き回される。

　車両前後方向に延びる動力線９は、動力線保持構造をなす固定部材１１でナックルアーム５に支持される。また、車幅方向内側へ延びる動力線９は、固定部材１１で車体８に支持される。

　動力線９をナックルアーム５や車体８に支持する動力線保持構造としての固定部材１１は、以下の構造を具備する。

　この実施形態の固定部材１１は、図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、３本の動力線９が挿通される把持部１２と、その把持部１２を車体８あるいはナックルアーム５（図７参照）に固定する固定部１３とで構成されている。

　固定部材１１の把持部１２は、直方体形状の弾性部材を素材とする。その弾性部材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）またはシリコンゴム等があり、ＰＡ６６、ＰＡ６あるいはＰＶＣ等が好ましい。

　また、この把持部１２には、３本の動力線９が挿通される貫通孔１４が動力線９の軸方向に沿って形成されている。

　固定部材１１の固定部１３は、枠体形状の金属部材からなる。この固定部１３は、把持部１２をその周囲から締め付けることにより、把持部１２の弾性変形により固定部１３に対して把持部１２を固着している。

　また、固定部１３は、両側のフランジ部１５を車体８あるいはナックルアーム５にねじ止め等により取り付けられる。

　以上で説明した把持部１２および固定部１３からなる固定部材１１により、車両駆動装置４に接続されて車体８との間で引き回される動力線９を車体８あるいはナックルアーム５に対して固定する（図７参照）。

　ここで、車輪１に配置された車両駆動装置４が車輪１の転舵により変位すると、車体側の固定部材１１および車輪側の固定部材１１で動力線９が屈曲することになる。この動力線９の屈曲動作が繰り返されると、動力線９に曲げ応力が繰り返し作用することで、動力線９が内部で断線する懸念がある。

　そこで、この実施形態の固定部材１１は、動力線９に負荷される曲げ応力を緩和するため、以下の構造を具備する。

　図２Ａおよび図２Ｂに示すように、動力線９が挿通される把持部１２の動力線入口側（以下、単に入口側と称す）および動力線出口側（以下、単に出口側と称す）の少なくとも一方で動力線９が屈曲する場合、把持部１２の動力線屈曲側部位１６（以下、単に屈曲側部位と称す）の剛性を動力線非屈曲側部位１７（以下、単に非屈曲側部位と称す）の剛性よりも小さくする。

　図２Ａは、動力線９が把持部１２の入口側（片側）で図示左右方向（図１矢印参照）に屈曲する場合を例示する。図２Ｂは、動力線９が把持部１２の入口側および出口側（両側）で図示左右方向（図１矢印参照）に屈曲する場合を例示する。

　図２Ａの場合、把持部１２の入口側部位（図示下方部位）が屈曲側部位１６となり、出口側部位（図示上方部位）が非屈曲側部位１７となる。図２Ｂの場合、把持部１２の入口側部位と出口側部位が屈曲側部位１６となり、軸方向中央部位が非屈曲側部位１７となる。

　把持部１２の屈曲側部位１６の剛性を非屈曲側部位１７の剛性よりも小さくする手段として、図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態では、把持部１２の屈曲側部位１６に凹状の空隙１８を設けている。この空隙１８は、把持部１２の端面で開口して動力線９が屈曲する両側位置に形成される。

　このような簡易な構造により、把持部１２の屈曲側部位１６の剛性を非屈曲側部位１７の剛性よりも小さくすることが容易となる。

　以上のように、把持部１２の屈曲側部位１６に空隙１８を設けたことにより、その屈曲側部位１６が動力線６の屈曲方向に変形可能となる。つまり、動力線９の屈曲時、空隙１８が狭まったり拡がったりすることで屈曲側部位１６が変形し、屈曲側部位１６で把持された動力線９が屈曲し易くなる。

　動力線９が屈曲し易くなることにより、車両駆動装置４が車輪１の転舵により変位して把持部１２で動力線９が屈曲する時、動力線９の屈曲半径を大きくすることで、固定部材１１の角部で動力線９が急激に曲げられることが回避できる。

　このようにして、動力線９の屈曲動作が繰り返されても、動力線９に作用する曲げ応力を緩和することができるので、動力線９が内部で断線することを抑制できる。

　その結果、動力線９の耐久性を向上させることができ、長寿命で信頼性の高い動力線保持構造を実現でき、電動車両におけるランニングコストを低減できる。

　なお、把持部１２の非屈曲側部位１７では、空隙１８を設けることなく所定の剛性を維持している。そのため、動力線９の把持力を必要以上に低減させることなく、動力線９を強固に把持することができる。

　図２Ａに示すように、把持部１２の入口側（片側）で動力線９を屈曲させる場合、把持部１２の屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｍを把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／２以下とする。この実施形態では、屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｍを把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／２としている。

　なお、屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｍが把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／２よりも大きいと、非屈曲側部位１７で動力線９を把持することが困難となる。

　また、図２Ｂに示すように、把持部１２の入口側および出口側（両側）で動力線９を屈曲させる場合、把持部１２の屈曲側部位１６のそれぞれの軸方向寸法Ｎを把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／３以下とする。この実施形態では、屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｎを把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／３としている。

　なお、屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｎが把持部１２の軸方向寸法Ｌの１／３よりも大きいと、非屈曲側部位１７で動力線９を把持することが困難となる。

　このように、把持部１２の屈曲側部位１６の軸方向寸法Ｍ，Ｎを規定することにより、屈曲側部位１６で把持された動力線９が屈曲し易くなると共に、非屈曲側部位１７で動力線９の把持力を必要以上に低減させることなく、動力線９を強固に把持できる。

　以上で説明した実施形態では、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、把持部１２に形成された凹み１９からなる空隙１８を例示したが、これ以外に、図３Ａおよび図３Ｂ～図５Ａおよび図５Ｂに示すような構造であってもよい。

　図３Ａおよび図３Ｂ～図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態における固定部材１１の構成および作用効果は、図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態と同様であるため、同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

　図３Ａおよび図３Ｂに示す実施形態では、把持部１２の両側に切り欠き２０を形成し、その切り欠き２０と固定部１３の両側壁２１とで囲まれた空隙２２を例示する。

　図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態では、固定部１３の両側壁２１に凹段部２３を形成し、その凹段部２３と把持部１２の両側面とで囲まれた空隙２４を例示する。

　図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態では、把持部１２の両側に隅Ｒ部２５を形成し、その隅Ｒ部２５と固定部１３の両側壁２１とで囲まれた空隙２６を例示する。このように、把持部１２の屈曲側部位１６に隅Ｒ部２５を形成したことにより、局所的な応力集中を防止することができる。

　図３Ａおよび図３Ｂ～図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態では、把持部１２の屈曲側部位１６が動力線９の屈曲方向で固定部１３の両側壁２１により拘束されていない。これにより、動力線９の屈曲時、空隙１８が狭まったり拡がったりすることで屈曲側部位１６が変形し、屈曲側部位１６で把持された動力線９が屈曲し易くなる。

　以上で説明した実施形態では、図１に示すように、矩形状に開口した空隙１８を動力線９の側方に形成した構造を例示したが、これ以外に、図６に示すように、動力線９を囲むように彎曲状に開口した空隙２７を動力線９の周囲に形成した構造であってもよく、空隙の開口形状は任意である。

　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

Claims

　電動車両の車両駆動装置が懸架部材により車体に対して変位可能に取り付けられ、前記車両駆動装置に接続された動力線が前記懸架部材を介して前記車体との間で引き回され、前記動力線を支持する固定部材が前記車体あるいは前記懸架部材に取り付けられた動力線保持構造であって、
　前記固定部材は、前記動力線を挿通される把持部と、前記把持部を車体あるいは懸架部材に固定する固定部とを備え、前記把持部の動力線入口側および動力線出口側の少なくとも一方で前記動力線を屈曲させ、前記把持部の動力線屈曲側部位の剛性を動力線非屈曲側部位の剛性よりも小さくしたことを特徴とする動力線保持構造。
　前記把持部は、前記動力線が挿通される貫通孔を有し、前記把持部の動力線屈曲側部位で前記貫通孔と前記固定部との間に空隙を設けた請求項１に記載の動力線保持構造。
　前記把持部の動力線入口側あるいは動力線出口側のいずれか一方で前記動力線を屈曲させ、前記把持部の動力線屈曲側部位の軸方向寸法を、前記把持部の軸方向寸法の１／２以下とした請求項１又は２に記載の動力線保持構造。
　前記把持部の動力線入口側および動力線出口側の両方で前記動力線を屈曲させ、前記把持部の動力線屈曲側部位のそれぞれの軸方向寸法を、前記把持部の軸方向寸法の１／３以下とした請求項１又は２に記載の動力線保持構造。