JP2017128260A

JP2017128260A - ケーブル保持構造

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Publication number: JP2017128260A
Application number: JP2016009727A
Authority: JP
Inventors: 真也太向; Masaya Taiko; 四郎田村; Shiro Tamura
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-07-27

Abstract

【課題】インホイールモータ駆動装置が接続されたケーブルを保持する箇所において、ケーブルに負荷される引張り力や曲げ応力を緩和する。【解決手段】懸架部材により車体に対して相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置と、車体に搭載されてインホイールモータ駆動装置を制御する制御装置とを接続するケーブルを備え、車体とインホイールモータ駆動装置との間で引き回されたケーブルを固定部材１１により車体あるいは懸架部材に支持したケーブル固定構造であって、固定部材１１は、ケーブルが通される貫通孔１２を有する弾性部材１３と、車体あるいは懸架部材に固定されて弾性部材１３を締め付ける固定金具１４とを備え、固定金具１４は、弾性部材１３の貫通孔１２の開口部を除く部位を拘束する壁部２２，３０を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両の車輪内部に配置されたインホイールモータ駆動装置と、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ケーブルを保持するケーブル保持構造に関する。

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、車輪を駆動するインホイールモータ駆動装置を電動車両の車輪内部に配置すると共に、このインホイールモータ駆動装置の制御装置を電動車両の車体に搭載している。

この制御装置とインホイールモータ駆動装置とを接続するケーブルは、車体側の制御装置と車輪側のインホイールモータ駆動装置との間で引き回される。この場合、サスペンションの上下動や転舵によって過剰な引張りや曲げがケーブルに加わらないようにしなければならない。また、ケーブル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インホイールモータ駆動装置との間で引き回されるケーブル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に開示されたケーブル保持構造は、インホイールモータ駆動装置の配線ボックスに配線を差し込み固定し、配線を配線クランプで保持する。配線クランプはキングピン回りに回動可能であり、インホイールモータ駆動装置がサスペンションアームに対して変位しても、配線に作用する応力を抑制できるようにしている。

特開２００５−２７１９０９号公報

ところで、前述の特許文献１で開示されたケーブル保持構造では、例えば、インホイールモータ駆動装置が転舵する等して配線が屈曲しても、配線クランプが転舵に応じて回動することから、配線に作用する曲げ応力を緩和することができると考えられる。

しかしながら、特許文献１のケーブル保持構造では、配線クランプがキングピン回りに回動するため、配線クランプと配線ボックスとの間の距離や、配線クランプと配線ボックスとを接続する配線の両端部のなす角度が配線クランプの回動により変動する。これは、配線クランプの回転軸がキングピンから離れた位置にあることに起因する。また、サスペンションの上下動によっても配線クランプと配線ボックスとの位置関係が変わるために同様の問題が生じる。

その結果、サスペンションの上下動や転舵によって配線に引張り力が作用し、また、屈曲動作が繰り返し加えられる点で配線に曲げ応力が作用する。このようにして、引張り力や曲げ応力が負荷され続けると、配線の芯線に金属疲労が発生し、配線の芯線が損傷する懸念がある。

さらに、配線を車体に固定した固定箇所は、インホイールモータ駆動装置の変位に応じて回動するものではないため、その固定箇所において、配線に作用する曲げ応力がなおも大きい懸念となる。

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、インホイールモータ駆動装置が接続されたケーブルを保持する箇所において、ケーブルに負荷される引張り力や曲げ応力を緩和し得るケーブル保持構造を提供することにある。

本発明に係るケーブル保持構造は、懸架部材により車体に対して相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置と、車体に搭載されてインホイールモータ駆動装置を制御する制御装置とを接続するケーブルを備え、車体とインホイールモータ駆動装置との間で引き回されたケーブルを固定部材により車体あるいは懸架部材に支持した構造を具備する。

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、ケーブルが通される貫通孔を有する弾性部材と、車体あるいは懸架部材に固定されて弾性部材を締め付ける固定金具とを備えている。また、本発明における固定金具は、弾性部材の貫通孔の開口部を除く部位を拘束する壁部を有する。

本発明では、ケーブルが弾性変形可能な弾性部材に保持されていることから、ケーブルは弾性部材が許容する範囲で若干の移動が可能となる。従って、サスペンションの上下動や転舵によってケーブルに引張り力や曲げ応力が作用しても、その引張り力や曲げ応力を弾性部材の弾性変形でもって緩和することができる。

また、ケーブルが通される弾性部材を締め付ける固定金具は、弾性部材の貫通孔の開口部を除く部位を拘束する壁部を有することから、サスペンションの上下動や転舵によってケーブルに引張り力や曲げ応力が作用しても、弾性部材の貫通孔の開口部を除く部位で応力が集中することを壁部により抑制することができる。

本発明における固定金具は、車体あるいは懸架部材に固定され、弾性部材の下部が嵌まり込む凹部を有する下部金具と、その下部金具に取り付けられ、弾性部材の上部が嵌まり込む凹部を有する上部金具とを備え、下部金具の凹部および上部金具の凹部に、ケーブルが延びる方向で弾性部材を拘束する下壁部および上壁部をそれぞれ形成した構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、ケーブルに作用する引張り力や曲げ応力を弾性部材の弾性変形でもって緩和することができる。また、その引張り力や曲げ応力に基づいて弾性部材に作用する応力集中を下部金具の下壁部および上部金具の上壁部により抑制することができる。

本発明における固定金具は、車体あるいは懸架部材に固定され、弾性部材の下部が嵌まり込む凹部を有する下部金具と、その下部金具に取り付けられ、弾性部材の上部が嵌まり込む凹部を有する上部金具とを備え、ケーブルが延びる方向で弾性部材を拘束する側壁部が形成された側部金具を下部金具および上部金具の両側に取り付けた構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、ケーブルに作用する引張り力や曲げ応力を弾性部材の弾性変形でもって緩和することができる。また、その引張り力や曲げ応力に基づいて弾性部材に作用する応力集中を側部金具の側壁部により抑制することができる。この構造では、弾性部材に作用する応力集中を抑制する側壁部を下部金具および上部金具とは別部材の側部金具で構成することができる。

本発明によれば、ケーブルが弾性変形可能な弾性部材に保持されていることから、ケーブルは弾性部材が許容する範囲で若干の移動が可能となる。従って、サスペンションの上下動や転舵によってケーブルに引張り力や曲げ応力が作用しても、その引張り力や曲げ応力を弾性部材の弾性変形でもって緩和することができる。

その結果、ケーブルの損傷を未然に防止することができてケーブルの耐久性を向上させることができ、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、（Ａ）は下部金具を示す斜視図、（Ｂ）は上部金具を示す斜視図、（Ｃ）は弾性部材を示す斜視図である。図１の下部金具および上部金具からなる固定金具に弾性部材を組み付けた固定部材を示す斜視図である。（Ａ）は図２の固定部材を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。（Ａ）は図２の固定部材を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。本発明の他の実施形態で、（Ａ）は下部金具を示す斜視図、（Ｂ）は上部金具を示す斜視図、（Ｃ）は側部金具を示す斜視図である。図５の下部金具、上部金具および側部金具からなる固定金具に弾性部材を組み付けた固定部材を示す斜視図である。（Ａ）は図６の固定部材を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＲ−Ｒ線に沿う断面図である。固定部材の使用状態を示す斜視図である。

本発明に係るケーブル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８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、同図に示すように、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を駆動するインホイールモータ駆動装置４が収容配置されている。

インホイールモータ駆動装置４のケーシングには、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、インホイールモータ駆動装置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。インホイールモータ駆動装置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。インホイールモータ駆動装置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）およびインホイールモータ駆動装置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。インホイールモータ駆動装置４は、車輪１と共に転舵軸線Ｋ回りに転舵可能とされる。

インホイールモータ駆動装置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、インホイールモータ駆動装置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本の電力線（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）と、電動モータに信号を送信する１本の信号線とからなるケーブル９の一端側が接続される。ケーブル９の他端側は、車体８に形成された孔に通され、車体８に搭載されてインホイールモータ駆動装置４の電動モータを制御する制御装置であるインバータ（図示せず）と接続される。

ケーブル９は、インホイールモータ駆動装置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る。さらに、ケーブル９は、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、ケーブル９は、インホイールモータ駆動装置４と車体８との間で引き回される。

このうち、車両前後方向に延びるケーブル９は、ケーブル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。これにより、ケーブル９は、インホイールモータ駆動装置４の転舵軸線Ｋと交差する位置で保持される。なお、車幅方向内側へ延びるケーブル９についても、固定部材１１で車体８に支持される。

ケーブル９を懸架部材であるナックルアーム５や車体８に支持するケーブル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（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ケーブル９が通される貫通孔１２を有する弾性部材１３〔図１（Ｃ）参照〕と、車体８あるいはナックルアーム５（図８参照）に固定されて弾性部材１３を締め付ける固定金具１４〔図１（Ａ）（Ｂ）参照〕とを備えている。

弾性部材１３は、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を素材とした直方体形状をなし、３本の動力線と１本の信号線が挿通される４つの貫通孔１２が形成されている。この弾性部材１３の素材としては、ＰＡ６６、ＰＡ６あるいはＰＶＣ等が好ましい。

固定金具１４は、弾性部材１３の貫通孔１２の開口部を除く部位を拘束する壁部（後述の下壁部２１，２２および上壁部２９，３０）を有する。この固定金具１４は、車体８あるいはナックルアーム５に固定される下部金具１５〔図１（Ａ）参照〕と、その下部金具１５に取り付けられる上部金具１６〔図１（Ｂ）参照〕とで構成されている。

下部金具１５は、図１（Ａ）に示すように、弾性部材１３の下部が嵌まり込む凹部１７が形成された台座部１８と、台座部１８の両側に一体的に形成されたフランジ部１９とで構成されている。凹部１７は、底部２０と、ケーブル９が延びる方向と直交する方向で対向する第１の下壁部２１と、ケーブル９が延びる方向で対向する第２の下壁部２２とで形成されている。台座部１８の上面には、上部金具１６を取り付けるためのねじ孔２３が設けられている。フランジ部１９には、車体８あるいはナックルアーム５に固定するための取り付け孔２４が設けられている。

上部金具１６は、図１（Ｂ）に示すように、弾性部材１３の上部が嵌まり込む凹部２５が形成された外枠部２６と、外枠部２６の両側に一体的に形成されたフランジ部２７とで構成されている。凹部２５は、天部２８と、ケーブル９が延びる方向と直交する方向で対向する第１の上壁部２９と、ケーブル９が延びる方向で対向する第２の上壁部３０とで形成されている。フランジ部２７には、下部金具１５に固定するための取り付け孔３１が設けられている。

また、外枠部２６には、ケーブル９を被覆する蛇腹状の保護カバー（図示せず）を取り付けるための半円形の筒状部３２が一体的に設けられている。この保護カバーは、外枠部２６の筒状部３２の下方に半円形の筒状部材３３（図２参照）をその周方向の凹凸嵌合により配置することにより、筒状部３２および筒状部材３３の外周に嵌め込むことで装着される。

以上で説明した下部金具１５および上部金具１６からなる固定金具１４に対して弾性部材１３を装着することにより、図２に示すように、固定部材１１を構成する。図示しないが、固定部材１１における弾性部材１３の貫通孔１２には４本のケーブル９（３本の動力線および１本の信号線）が通される。

図３（Ａ）（Ｂ）および図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、弾性部材１３の下部を下部金具１５の凹部１７〔図１（Ａ）参照〕に収容すると共に、弾性部材１３の上部を上部金具１６の凹部２５〔図１（Ｂ）参照〕に収容し、下部金具１５の台座部１８に上部金具１６のフランジ部２７をねじ止めする。

これにより、弾性部材１３を締め付け状態で下部金具１５と上部金具１６とにより囲撓する。このようにして、固定金具１４に弾性部材１３を装着した固定部材１１は、下部金具１５のフランジ部１９の取り付け孔２４を利用することにより、車体８あるいはナックルアーム５にねじ止めで固定される。

ところで、インホイールモータ駆動装置４が、車輪１と共に上下方向にバウンドおよびリバウンドしたり、左右方向に転舵したりすると、サスペンションの上下動および転舵により車体８とインホイールモータ駆動装置４の相対位置が変化する。これにより、ケーブル９に引張り力および曲げ応力が作用する。

この実施形態では、前述のような構成を具備した固定部材１１を採用したことにより、ケーブル９が弾性変形可能な弾性部材１３に保持されていることから、ケーブル９は弾性部材１３が許容する範囲で若干の移動が可能となる。従って、サスペンションの上下動や転舵によってケーブル９に引張り力や曲げ応力が作用しても、その引張り力や曲げ応力を弾性部材１３の弾性変形でもって緩和することができる。

ここで、固定部材１１において、ケーブル９が通された弾性部材１３を締め付ける固定金具１４は、弾性部材１３の貫通孔１２の開口部を除く部位を拘束する壁部、つまり、下部金具１５の底部２０、第１の下壁部２１および第２の下壁部２２と、上部金具１６の天部２８、第１の上壁部２９および第２の上壁部３０とを有する。

特に、ケーブル９が延びる方向で弾性部材１３を拘束する下部金具１５の第２の下壁部２２および上部金具１６の第２の上壁部３０を有することから、サスペンションの上下動や転舵によってケーブル９に引張り力や曲げ応力が作用しても、弾性部材１３の貫通孔１２の開口部を除く部位で応力が集中することを、第２の下壁部２２および第２の上壁部３０により抑制することができる。

以上の実施形態では、固定金具１４を下部金具１５および上部金具１６で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図５（Ａ）〜（Ｃ）、図６および図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、固定金具１４を下部金具１５、上部金具１６および側部金具４１で構成することも可能である。

なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）、図６および図７（Ａ）（Ｂ）において、図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２、図３（Ａ）（Ｂ）および図４（Ａ）（Ｂ）と同一または相当部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

前述の実施形態における固定金具１４は、下部金具１５に第２の下壁部２２を形成すると共に上部金具１６に第２の上壁部３０を形成することにより、ケーブル９が延びる方向で弾性部材１３を拘束するようにしている。

これに対して、この実施形態における固定金具１４は、下部金具１５〔図５（Ａ）参照〕および上部金具１６〔図５（Ｂ）参照〕の両側に取り付けられた２枚の側部金具４１に、前述した第２の下壁部２２および第２の上壁部３０に相当する側壁部４６を形成することにより、ケーブル９が延びる方向で弾性部材１３を拘束するようにしている。

側部金具４１は、図５（Ｃ）に示すように、弾性部材１３の貫通孔１２と対応する中央部位に開口部４２が設けられている。下部両側に設けられたフランジ部４３には、下部金具１５に固定するための取り付け孔４４が設けられている。一方、下部金具１５の台座部１８の側面に側部金具４１を固定するためのねじ孔４５〔図５（Ａ）参照〕が設けられている。

側部金具４１は、下部金具１５および上部金具１６の両側に取り付けられて凹部１７および凹部２５を形成する。凹部１７は、ケーブル９が延びる方向で対向する側壁部４６と、前述の下部金具１５の台座部１８の底部２０および第１の下壁部２１とで形成されている。凹部２５は、ケーブル９が延びる方向で対向する側壁部４６と、前述の上部金具１６の天部２８および第１の上壁部２９とで形成されている。

以上で説明した下部金具１５、上部金具１６および側部金具４１からなる固定金具１４に対して弾性部材１３を装着することにより、図６に示すように、固定部材１１を構成する。図示しないが、固定部材１１における弾性部材１３の貫通孔１２には４本のケーブル９（３本の動力線および１本の信号線）が通される。

図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、下部金具１５の台座部１８の両側に側部金具４１をねじ止めする。弾性部材１３の下部を下部金具１５および側部金具４１の凹部１７〔図５（Ａ）参照〕に収容すると共に、弾性部材１３の上部を上部金具１６および側部金具４１の凹部２５〔図５（Ｂ）参照〕に収容し、下部金具１５の台座部１８に上部金具１６のフランジ部２７をねじ止めする。

これにより、弾性部材１３を締め付け状態で下部金具１５と上部金具１６と側部金具４１とにより囲撓する。このようにして、固定金具１４に弾性部材１３を装着した固定部材１１は、下部金具１５のフランジ部１９の取り付け孔２４を利用することにより、車体８あるいはナックルアーム５にねじ止めで固定される。

この実施形態の固定部材１１においても、前述の実施形態の場合と同様、ケーブル９が弾性変形可能な弾性部材１３に保持されていることから、サスペンションの上下動や転舵によってケーブル９に引張り力や曲げ応力が作用しても、その引張り力や曲げ応力を弾性部材１３の弾性変形でもって緩和することができる。

また、ケーブル９が延びる方向で弾性部材１３を拘束する側部金具４１の側壁部４６を有することから、サスペンションの上下動や転舵によってケーブル９に引張り力や曲げ応力が作用しても、弾性部材１３の貫通孔１２の開口部を除く部位で応力が集中することを、側部金具４１の側壁部４６により抑制することができる。

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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。

４インホイールモータ駆動装置
５懸架部材（ナックルアーム）
８車体
９ケーブル
１１固定部材
１２貫通孔
１３弾性部材
１４固定金具
１５下部金具
１６上部金具
１７，２５凹部
２１，２２壁部（下壁部）
２９，３０壁部（上壁部）
４１側部金具
４６側壁部

Claims

懸架部材により車体に対して相対移動可能に取り付けられたインホイールモータ駆動装置と、車体に搭載されて前記インホイールモータ駆動装置を制御する制御装置とを接続するケーブルを備え、前記車体とインホイールモータ駆動装置との間で引き回されたケーブルを固定部材により車体あるいは懸架部材に支持したケーブル固定構造であって、
前記固定部材は、前記ケーブルが通される貫通孔を有する弾性部材と、前記車体あるいは懸架部材に固定されて前記弾性部材を締め付ける固定金具とを備え、前記固定金具は、弾性部材の前記貫通孔の開口部を除く部位を拘束する壁部を有することを特徴とするケーブル保持構造。
前記固定金具は、前記車体あるいは懸架部材に固定され、前記弾性部材の下部が嵌まり込む凹部を有する下部金具と、前記下部金具に取り付けられ、弾性部材の上部が嵌まり込む凹部を有する上部金具とを備え、前記下部金具の凹部および前記上部金具の凹部に、ケーブルが延びる方向で弾性部材を拘束する下壁部および上壁部をそれぞれ形成した請求項１に記載のケーブル保持構造。
前記固定金具は、前記車体あるいは懸架部材に固定され、前記弾性部材の下部が嵌まり込む凹部を有する下部金具と、前記下部金具に取り付けられ、弾性部材の上部が嵌まり込む凹部を有する上部金具とを備え、ケーブルが延びる方向で弾性部材を拘束する側壁部が形成された側部金具を下部金具および上部金具の両側に取り付けた請求項１に記載のケーブル保持構造。