JP2013166439A - インホイールモータへの電力供給構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の動きを許容しつつ最短長さで電源コードを配索することができるとともに、該電源コードの耐久性向上を図ることができるインホイールモータへの電源供給構造を提供すること。
【解決手段】サスペンションフレーム７の車幅方向両端にロアアーム９の一端を揺動可能に支持し、各ロアアーム９の他端に、インホイールモータを内蔵したモータハウジング４をボールジョイント１２を介して揺動可能に支持して成る車両のインホイールモータへの電力供給構造として、電源ケーブル１３をサスペンションフレーム７とロアアーム９の内部を通してボールジョイント１２へと配索し、該電源ケーブル１３の端部に取り付けられたロアアーム側電極とボールジョイント１２の外周面に形成されたボールジョイント側電極とを摺動可能に接触させ、ボールジョイント側電極から延びる電源ケーブル１３をボールジョイント１２の内部を通してインホイールモータに接続する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車のインホイールモータへの電力供給構造に関するものである。

電気自動車の中には、ホイールに内蔵されたインホイールモータを駆動源として走行する形式のものがある。斯かる電気自動車のインホイールモータには、車体に搭載されたバッテリ等の電源や制御装置から電源ケーブルを介して電力を供給する必要があるが、インホイールモータを内蔵する車輪は路面凹凸に追従して上下動したり、操舵操作によって左右に転舵されるため、電源ケーブルの長さには車輪の動きを許容するだけの余裕が必要となる。具体的には、電源ケーブルを長く撓ませて配索し、該電源ケーブルの局部的な屈曲を必要とすることなく広範囲の屈曲で車輪の動きに追従させるようにしていた。

ところが、上述のように電源ケーブルの長さに余裕を持たせると、電気自動車が直進しているときに電源ケーブルがサスペンションと干渉したり、路面に接触し、或いは飛石によって損傷を受ける可能性がある。

そこで、例えば特許文献１には、モータハウジングから延びる電源ケーブルを旋回軸内を貫通させて車体フレーム側に配設する構成が提案されている。

又、特許文献２には、制御装置からインホイールモータへの配線を、ロアアームと車体との間、車体支持部材とロアアームとの間及び旋回軸内にそれぞれ配設した接続装置を介して接続するとともに、各接続装置を、絶縁体と第１及び第２の導体及び絶縁体を積層して構成する提案がなされている。

特開平３−１１２７２４号公報 特開平３−１２１９３０号公報

しかしながら、特許文献１において提案された構成においては、旋回軸と車体フレームとの間の電源ケーブルに長さの余裕を持たせる必要があるため、前記従来の問題を完全には解決することができない。

又、特許文献２において提案された構成においては、比較的複雑な構造を有する接続装置が複数個必要であるとともに、配線がロアアーム等の外部に露出するために飛石等による該配線が損傷する可能性があるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、車輪の動きを許容しつつ最短長さで電源ケーブルを配索することができるとともに、該電源コードを保護してその耐久性向上を図ることができるインホイールモータへの電源供給構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、サスペンションフレームの車幅方向両端にロアアームの一端を揺動可能に支持し、各ロアアームの他端に、インホイールモータを内蔵したモータハウジングをボールジョイントを介して揺動可能に支持して成る車両の前記インホイールモータへの電力供給構造であって、車体に搭載された電源から延びる電源ケーブルを前記サスペンションフレームと前記ロアアームの内部を通して前記ボールジョイントへと配索し、該電源ケーブルの端部に取り付けられたロアアーム側電極と前記ボールジョイントの外周面に形成されたボールジョイント側電極とを摺動可能に接触させ、前記ボールジョイント側電極から延びる電源ケーブルをボールジョイントの内部を通して前記インホイールモータに接続したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複数の前記ボールジョイント側電極同士を絶縁体によって電気的に絶縁したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記サスペンションフレームと前記ロアアームとを筒状の蛇腹ゴムで連結し、該蛇腹ゴムの中に前記電源ケーブルを通したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記サスペンションフレームのロアアーム側端部に、前記電源ケーブルを断接するためのコネクタを配置したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電源ケーブルをサスペンションフレームとロアアームの内部を通して配索するようにしたため、該電源ケーブルが外部に露出することがなく、これを飛石や雨風等から保護してその耐久性を高めることができる。又、電源ケーブルによる転舵角度の制約がなくなるため、車輪の動きを許容しつつ最短長さで電源ケーブルを配索することができる。

請求項２記載の発明によれば、複数のボールジョイント側電極同士を絶縁体によって電気的に絶縁したため、ボールジョイント側電極間でショートが発生することがない。

請求項３記載の発明によれば、サスペンションフレームとロアアームとの間の可動部を連結する筒状の蛇腹ゴムの中に電源ケーブルを通したため、該電源ケーブルがサスペンションフレームとロアアームの間で露出することがなく、該電源ケーブルが蛇腹ゴムによって雨風や外傷から保護される。

請求項４記載の発明によれば、サスペンションフレームのロアアーム側端部に、電源ケーブルを断接するためのコネクタを配置したため、ボールジョイント側電極の磨耗や修理等のためにロアアームを交換する必要がある場合には、コネクタによって電源ケーブルを分離してロアアームだけを簡単に取り外すことができる。

電気自動車のフロントサスペンション部分の模式的正面図である。 本発明に係るインホイールモータへの電力供給構造を示す部分斜視図である。 図２のＡ部拡大断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は電気自動車のフロントサスペンション部分の模式的正面図、図２は本発明に係るインホイールモータへの電力供給構造を示す部分斜視図、図３は図２のＡ部拡大断面図である。

図１に示すように、電気自動車の左右一対の前輪１（図１には一方のみ図示）のホイール２の内面には、インホイールモータ３を内蔵したモータハウジング４が取り付けられており、前輪１はストラット５及びロアアーム９によって車体６に上下動及び転舵可能に支持されている。

又、車体６の下部の車幅方向中央部にはサスペンションフレーム７が車幅方向に水平に配設されており、このサスペンションフレーム７の左右は、図２に示す支柱８（一方のみ図示）等によって車体６のフレームに取り付けられている。そして、図２に示すように、サスペンションフレーム７の左右両端部（図２には一方のみ図示）にはロアアーム９の一端が揺動可能に支持されている。即ち、各ロアアーム９の一端の前後は、ゴムブッシュ１０，１１を介してサスペンションフレーム７の左右の各端部に揺動可能に支持されており、各ロアアーム９の他端が上下動可能となっている。上下動する各ロアアーム９の他端は、ナックルを兼ねる前記モータハウジング４にボールジョイント１２を介して連結されている。ボールジョイント１２を介することによって、前輪１の上下動（サスペンションの動き）と転舵を可能としている。

而して、電気自動車は、モータハウジング４に内蔵されたイ前記インホイールモータ３を駆動して左右の前輪１を回転させることによって走行するが、各インホイールモータ３には、車体６に搭載された不図示のバッテリから電源ケーブル１３を介して電力が供給され、この電力の供給を受けて各インホイールモータ３が駆動される。

ところで、本実施の形態では、図２に示すように、電源ケーブル１３はサスペンションフレーム７とロアアーム９の内部を通って前記ボールジョイント１２へと配索されている。ここで、サスペンションフレーム７とロアアーム９とは筒状の屈曲可能な樹脂パイプである蛇腹ゴム１４で連結されており、該蛇腹ゴム１４の中に電源ケーブル１３が通されている。詳細には、蛇腹ゴム１４は、ゴムブッシュ１０，１１の間で対向するサスペンションフレーム７とロアアーム９の縦壁に取り付けられて車両の左右方向に沿って延び、その内部に電源ケーブル１３が配設されており、サスペンションフレーム７とロアアーム９の間で電源ケーブル１３が露出することを防止して電源ケーブル１３を保護している。又、サスペンションフレーム７の左右両端部（ロアアーム９側の端部）には、電源ケーブル１３を断接するためのコネクタ１５が設けられている。

ここで、前記ボールジョイント１２の内部構造の詳細を図３に基づいて以下に説明する。

ボールジョイント１２は、ハウジング１６の内部に球状のボール１７を嵌め込んで構成されており、ボール１７のハウジング１６への嵌合部は、ボール１７から一体に延びる軸部１７Ａとハウジング１６に固定されたゴム製ブーツ１８によって覆われて保護されている。

ところで、ボール１７の外周面には軸部１７Ａの最大揺動角α（ボールジョイント１２の使用時の最大揺動角）の角度範囲で仕切られた３つのリング状のボールジョイント側電極１９ａ，１９ｂ，１９ｃが形成されており、これらのボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃはボール１７内に設けられた絶縁体２０，２１によって互いに電気的に絶縁されている。つまり、ボールジョイント側電極１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、軸部１７Ａの軸方向に並んでボール１７の外面に配置され、各電極１９ａ〜１９ｃはボールジョイント１２の使用時の最大揺動角以上の範囲でボール１７の外面を覆っている。そして、各ボールジョイント側電極１９ａ，１９ｂ，１９ｃからはケーブル線２２ａ，２２ｂ，２２ｃがそれぞれ延びており、これらのケーブル線２２ａ〜２２ｃはボール１７の内部（軸部１７Ａの内部）を通ってボールジョイント１２の外へと延び、その端部はコネクタ２３を介してモータハウジング４内のインホイールモータ３（図１参照）に接続されている。

他方、ロアアーム９内を通された前記電源ケーブル１３に含まれる３本のケーブル線１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、ボールジョイント１２のハウジング１６を貫通して該ハウジング１６の内部に臨み、それらの各端部に結着されたロアアーム側電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃはボール１７の外周に形成された各ボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃにそれぞれ接触している。

而して、不図示のバッテリからの電力は、電源ケーブル１３の３本のケーブル線１３ａ〜１３ｃからロアアーム側電極２４ａ〜２４ｃ、ボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃ及び３本のケーブル線２２ａ〜２２ｃを経てインホイールモータ３へと供給され、この電力の供給を受けたインホイールモータ３が駆動される。そして、インホイールモータ３によって左右の前輪１がそれぞれ回転駆動されることによって電気自動車が走行する。

以上のように、本実施の形態では、電源ケーブル１３をサスペンションフレーム７とロアアーム９の内部を通して配索するようにしたため、該電源ケーブル１３が外部に露出することがなく、これを飛石や雨風等から保護してその耐久性を高めることができる。又、ボールジョイントの内部を通して電力を供給して電源ケーブル１３による転舵角度の制約がなくなるため、操舵輪である前輪１の動きを許容しつつ最短長さで電源ケーブル１３を配索することができる。

そして、本実施の形態では、軸部１７Ａの最大揺動角αの角度範囲でショートが発生しないようにロアアーム側電極２４ａ〜２４ｃの配置とボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃの大きさを設定するとともに、３つのボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃ同士を絶縁体２０，２１によって電気的に絶縁したため、ボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃ間でショートが発生することがない。

又、本実施の形態では、サスペンションフレーム７とロアアーム９との間の可動部を連結する筒状の蛇腹ゴム１４の中に電源ケーブル１３を通したため、該電源ケーブル１３がサスペンションフレーム７とロアアーム９の間で露出することがなく、該電源ケーブル１３が蛇腹ゴム１４によって雨風や外傷から保護される。

更に、本実施の形態では、サスペンションフレーム７のロアアーム９側の端部に、電源ケーブル１３を断接するためのコネクタ１５を設けたため、ボールジョイント側電極１９ａ〜１９ｃの磨耗や修理等のためにロアアーム９を交換する必要がある場合には、コネクタ１５によって電源ケーブル１３を分離してロアアーム９部分の電源ケーブル１３を含むロアアーム９だけを簡単に取り外すことができ、メンテナンス性が高められる。

１ 前輪
２ 前輪のホイール
３ インホイールモータ
４ モータハウジング
７ サスペンションフレーム
９ ロアアーム
１２ ボールジョイント
１３ 電源ケーブル
１４ 蛇腹ゴム
１５ コネクタ
１７ ボールジョイントのボール
１９ａ〜１９ｃ ボールジョイント側電極
２０，２１ 絶縁体
２４ ロアアーム側電極

Claims (4)

1. サスペンションフレームの車幅方向両端にロアアームの一端を揺動可能に支持し、各ロアアームの他端に、インホイールモータを内蔵したモータハウジングをボールジョイントを介して揺動可能に支持して成る車両の前記インホイールモータへの電力供給構造であって、
   車体に搭載された電源から延びる電源ケーブルを前記サスペンションフレームと前記ロアアームの内部を通して前記ボールジョイントへと配索し、該電源ケーブルの端部に取り付けられたロアアーム側電極と前記ボールジョイントの外周面に形成されたボールジョイント側電極とを摺動可能に接触させ、前記ボールジョイント側電極から延びる電源ケーブルをボールジョイントの内部を通して前記インホイールモータに接続したことを特徴とするインホイールモータへの電力供給構造。
2. 複数の前記ボールジョイント側電極同士を絶縁体によって電気的に絶縁したことを特徴とする請求項１記載のインホイールモータへの電力供給構造。
3. 前記サスペンションフレームと前記ロアアームとを筒状の蛇腹ゴムで連結し、該蛇腹ゴムの中に前記電源ケーブルを通したことを特徴とする請求項１又は２記載のインホイールモータへの電力供給構造。
4. 前記サスペンションフレームのロアアーム側端部に、前記電源ケーブルを断接するためのコネクタを配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインホイールモータへの電力供給構造。
   

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