JP2013150471A - 電力線の保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体外方から飛来する異物から電力線を保護するとともに、電力線の異常な温度上昇を抑制できる電力線の保護構造を提供する。
【解決手段】モータ１２で車輪２１を駆動する車両に設けられ、モータ１２と接続して車体４１の外方に露出する電力線５１は、メッシュ状の通気開口を有する保護部材５２で覆われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を駆動するモータに電力を供給する電力線の保護に関する。

石油価格の上昇と省エネ化の要求のもとで近年、ハイブリッド車両や電気自動車の需要が伸び、エンジンに代わる自動車の動力源として、モータが採用されることが多くなりつつある。モータは例えば、車輪のホイールの内空領域に配置されるインホイールモータ駆動装置として、車体の外方に配置される。あるいはモータは車体の底面に配置され、等速ジョイントを介して車輪と駆動結合される。このようにモータは路面に近い位置に配置されるため、車体の外方から小石などの異物が飛来して、モータに飛来物が衝突する恐れがある。特に、モータとインバータとを接続する電力線は、小石などの飛来物に対して脆弱である。

そこでモータと接続する電力線を保護するための構造としては従来、例えば、特開２０００−３４４０２６号公報（特許文献１）に示す構造が知られている。特許文献１に記載の構造は、車体下部において、上側のフロアパネルと下側のバッテリフレームの間に前後方向に延在する部品保護室を画成し、この部品保護室に、線・管状部品を配索する。これにより、線・管状部品をチッピングやスプラッシュから保護するというものである。

特開２０００−３４４０２６号公報

しかし、上記従来のような構造にあっては、以下に説明するような課題が生ずる。第１に、保護される線・管状部品の配索箇所がバッテリフレーム上に限定され、バッテリフレーム以外の箇所に配索された線・管状部品や、バッテリフレームよりも下方に配索された線・管状部品を保護することができない。特に、インホイールモータ駆動装置のように車輪に隣接配置される形式のモータには、上記従来のような構造を適用することは不可能である。

第２に、車輪を駆動するモータが過負荷運転すると、モータに電力を供給する電力線に過大な電流が連続して長時間流れる場合がある。そうすると、フロアパネルとバッテリフレームの間の閉塞した箇所では、電力線の温度が通常の温度範囲を超えて異常な高温に達する可能性がある。そして電力線を被覆絶縁する樹脂保護層が熱で損傷を受ける懸念がある。

本発明は、上述の課題に対し、電力線の配索箇所の制約を受けないで自由に設置することが可能であり、しかも異常な温度上昇を抑制することができる電力線の保護構造を提供することを目的とする。

この目的のため本発明による電力線の保護構造は、モータで車輪を駆動する車両に設けられることを前提とする。そしてモータと接続して車体の外方に露出する電力線と、通気開口を有して電力線を覆う保護部材とを備える。

かかる本発明によれば保護部材が電力線を覆うことから、電力線を、小石や異物といった飛来物から保護することができる。また本発明によれば保護部材が通気開口を有することから、外気によって電力線が冷却される。したがって、電力線の異常な温度上昇を抑制することができる。

なお、保護部材に覆われる電力線は、車体の外方に露出するものであればよく、例えばインホイールモータ駆動装置から車体まで延びる電力線である。あるいは、車体に取り付けられるサブフレームと、このサブフレームに支持されるモータとを有する車両において、サブフレームは複数のフレーム部材からなる骨組構造とされ、モータから延びる電力線がフレーム部材同士の間から車体の外方に露出する。

また、保護部材は、電力線に沿って延びる形状、例えば管状ないし半割管形状、であればよく、その断面形状は特に限定されない。保護部材は、複数本の電力線をそれぞれ覆うものであってもよいし、複数本の電力線をまとめて覆うものであってもよいし、電力線の他にもモータから延びる信号線をもまとめて覆うものであってもよい。

また、通気開口は、保護部材に穿設された多数の小孔であってもよいし、あるいは保護部材に形成された複数の長孔であってもよいし、あるいは保護部材が断面Ｕ字状または断面Ｃ字状の半割管形状にされることにより保護部材の一部側面が細長形状で開口するものであってもよい。このように通気開口の形状は特に問わない。

本発明の一実施形態として、保護部材は電力線の外周を周回するスパイラル状の線材である。かかる実施形態によれば、スパイラル状に周回する線材間に通気開口が形成され、放熱効果が高くなる。本発明の他の実施形態として、保護部材は、１対の側壁と、１対の側壁を連結する底壁を有する。かかる実施形態によれば、保護部材の形状が、１対の側壁間で開放された溝状になることから、底壁とは反対側に通気開口が形成されて上側で通気効果が高くなる。さらに底壁側で保護効果が高くなる。本発明のさらに他の実施形態として、保護部材は管状である。かかる実施形態によれば、電力線の全周を覆うことから、保護効果が高くなる。

保護部材の曲げ性能、変形性能などの物理的特性は特に限定されない。一実施形態として保護部材は屈曲変形可能な材料で形成される。かかる実施形態によれば、保護部材が電力線とともに屈曲することが可能となる。したがって、インホイールモータと接続する電力線など、電力線が屈曲する場合であっても電力線を保護することができる。屈曲変形自在な材料としては、ゴムなどの樹脂、ワイヤーで編まれたメッシュ地、スパイラル状のスプリング部材などが挙げられる。他の実施形態として、保護部材はプラスチックや金属など容易に弾性変形しない材料で形成されてもよい。

保護部材の構成は特に限定されないが、一実施形態として保護部材はメッシュ状である。かかる実施形態によれば、メッシュ開口によって保護部材の通気を実現することができる。しかも、メッシュ開口の開口寸法は小さいため、小さな飛来物から電力線を保護することができる。

保護部材の材料は特に限定されないが、一実施形態として、樹脂製であってもよい。かかる実施形態によれば、軽量化およびコストの低減を図ることができる。他の実施形態として、保護部材は軽金属製である。かかる実施形態によれば、アルミニウム合金やチタンなどの軽金属で保護部材を形成することによって、軽量で丈夫な保護部材を提供することができる。

軽金属製の保護部材は導電性に優れるため、電食などの虞がある。そこで好ましい実施形態として、保護部材は絶縁層で覆われている。かかる実施形態によれば、軽金属製の保護部材は絶縁層で覆われるため、したがって電食を防止することができる。

このように本発明は、保護部材によって電力線を小石や異物といった飛来物から保護することができるばかりでなく、外気によって電力線を冷却することができる。したがって、電力線の耐久性が向上し、電力線を細くして軽量化を図ったり、モータ出力の増大を図ったりすることができる。

本発明の一実施例になる電力線の保護構造を示す側面図である。 変形例になる電力線の保護構造を示す側面図である。 本発明の他の実施例になる電力線の保護構造を示す側面図である。 同実施例の電力線の保護構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例になる電力線の保護構造を示す側面図であり、車体前方ないし後方からみた様子を表す。本実施例では、車体に形成されたハウジング４２内にインホイールモータ駆動装置１１および車輪２１を配置する。モータに相当するインホイールモータ駆動装置１１は、車体の外方で、車輪２１のホイール２２の内空領域に配置されて、車輪２１を直接駆動する。インホイールモータ駆動装置１１は、モータ部１２と、減速部１３と、車輪ハブ１４とを備える。モータ部１２と、減速部１３と、車輪ハブ１４は、この順序で同軸に配置される。減速部１３はモータ部１２の出力回転を減速して車輪ハブに伝達する。車輪ハブ１４はホイール２２に連結固定され、ホイール２２を回転させる。

インホイールモータ駆動装置１１は、懸架装置３１を介して、車体４１に取り付けられる。インホイールモータ駆動装置１１および車輪２１は、懸架装置３１によって、車体４１に対し上下方向揺動可能とされる。またインホイールモータ駆動装置１１は、車体４１に搭載された図示しないインバータから延びる電力線５１と接続する。これによりインホイールモータ駆動装置１１は、インバータから電力が供給される。本実施例ではモータ部１２が３相交流モータであり、インホイールモータ駆動装置１１は３本の電力線５１と接続する。

３本の電力線５１は車体４１から外方へ延びてインホイールモータ駆動装置１１と接続することから、車体４１の外方に露出する。そして電力線５１の露出部分は、長尺な管状の保護部材５２の中を延び、互いにまとめられる。保護部材５２はメッシュ状の樹脂で形成されており、屈曲変形自在である。保護部材５２の一端はインホイールモータ駆動装置１１のケーシングに固定される。また保護部材５２の他端は車体４１に形成された連絡孔４３の奥深くに挿し込まれ、保護部材５２の長さ寸法は、電力線５１のうちのインホイールモータ駆動装置１１から車体４１までの露出長さ寸法よりも充分長くされる。これにより、インホイールモータ駆動装置１１が揺動して保護部材５２が屈曲しても保護部材５２の他端が連絡孔４３から抜け出すことはない。

本実施例によれば、管状の保護部材５２がメッシュ状の樹脂で形成されることから、保護部材５２の内周面と外周面が多数の通気開口で連絡される。したがって車両の走行中に、外気が保護部材５２を出入りして、電力線５１を冷却することができる。また保護部材５２が管状であることから、あらゆる方向から飛来する異物の衝撃を吸収および緩和することができる。また、保護部材５２は屈曲変形可能な材料で形成されることから、インホイールモータ駆動装置１１の揺動に追従して屈曲変形することができる。

なお、管状の保護部材５２は、ステンレスなど金属製のメッシュホースであってもよい。この場合、保護部材５２を樹脂層で被覆するとよい。これにより、保護部材５２の電食を防止することができる。また図には示さなかったが、３本の電力線を１個の保護部材５２でまとめることなく、１本の電力線５１を１個の保護部材５２でそれぞれ保護してもよい。

次に本実施例の変形例につき説明する。図２は変形例になる電力線の保護構造を示す側面図である。保護部材５３は、スパイラル状の線材であって、電力線５１の外周を周回して延びる。また保護部材５３は、コイルスプリングのように屈曲変形可能である。

この変形例によれば、保護部材５３がスパイラル状の線材であることから、線材同士の間には通気開口が形成される。したがって車両の走行中に、外気が保護部材５３を出入りして、電力線５１を冷却することができる。また小石などの異物が電力線５１に飛来しても、異物は保護部材５３で遮断される。したがって電力線５１を異物の衝撃から保護することができる。また、保護部材５３は屈曲変形可能な材料で形成されることから、インホイールモータ駆動装置１１の揺動に追従して屈曲変形することができる。なお保護部材５３は、電力線５１を１本毎覆うものであってもよい他、図示はしなかったが複数本の電力線をまとめて覆ってもよい。

次に本発明の他の実施例につき説明する。図３は本発明の他の実施例になる電力線の保護構造を示す側面図であり、車幅方向外方からみた様子を表す。図４は、同実施例の電力線の保護構造を示す断面図である。車体４１にはサブフレーム４４が取り付け固定される。サブフレーム４４は複数のパイプ材からなる。サブフレーム４４はモータ１５を支持する。モータ１５のモータ出力軸１６は、図示しない等速ジョイントを介して車輪と結合し、この車輪を駆動する。モータ１５は電力線５１の一端と接続する。電力線５１の他端は車体４１の内部まで延び、図示しないインバータと接続する。

サブフレーム４４は複数のパイプ材からなるため、モータ１５の周辺は車体の外方に露出する。そして電力線５１の露出部分は、保護部材５４の中を延び、互いにまとめられる。保護部材５４は、１対の側壁５５と、これら１対の側壁５５を連結する底壁５６を有する長尺な形状である。図４に示すように、保護部材５４は、両側の側壁５５および下側の底壁５６を有し、上方が開口し、その断面形状は溝を構成する。保護部材５４は、その内部に３本の電力線５１を収容する。なお側壁５５および底壁５６はメッシュ状の樹脂で形成される。

保護部材５４の一端はモータ１５のケーシングに固定される。また保護部材５４の他端は車体４１に固定される。

図３に示す実施例によれば、保護部材５４は、図４に示すように上方が開口した断面形状を有することから、この上方開口が通気開口となる。さらに保護部材５４はメッシュ状の樹脂で形成されることから、保護部材５４の内部空間と外部空間が多数の通気開口で連絡される。したがって車両の走行中に、外気が保護部材５４を出入りして、電力線５１を冷却することができる。また電力線５１が保護部材５４の側壁５５および底壁５６で覆われることから、小石などの異物が電力線５１に飛来しても、異物の衝撃を吸収および緩和することができる。

また側壁５５および底壁５６は、メッシュ状に代えて板状であってもよく、保護部材５４は板材で形成されていても上方開口から通気が可能である。保護部材５４を板材で形成する場合、保護部材５４は樹脂製であってもよいし、アルミニウムやチタンやその他の合金といった軽金属製であってもよい。これにより保護部材の重量を軽くするとともに耐久性を向上させることができる。

あるいは上方開口の保護部材５４を、ステンレスなど金属製のメッシュ材で形成する場合や、軽金属製の板材で形成する場合、保護部材５４を樹脂層で被覆するとよい。これにより、保護部材５４の電食を防止することができる。

これまで説明したように、電力線５１の保護部材は、スパイラル状であってもよいし、上方開口の溝形状であってもよいし、管状であってもよい。管状の保護部材は、メッシュ材料で形成される。上方開口の保護部材は、メッシュ材料あるいは板材で形成される。メッシュ材料は樹脂であってもよいし、アルミニウム、チタン等の軽金属製であってもよい。また金属製の保護部材は、樹脂層で覆われるとよい。

保護部材５２，５３，５４は、車体の外方に露出する電力線５１に設けられる。これまで説明した実施例は、インホイールモータ駆動装置１１およびサブフレーム４４に支持されるモータ１５と接続する電力線５１であったが、車体の外方に露出する電力線はこれらのモータに限定されない。また保護部材５２，５３，５４は、モータから車体まで延びる信号線もさらに覆ってもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明になる電力線の保護構造は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。

１１ インホイールモータ駆動装置、１２ モータ部、１３ 減速部、１４ 車輪ハブ、１５ モータ、１６ モータ出力軸、２１ 車輪、２２ ホイール、３１ 懸架装置、４１ 車体、４４ サブフレーム、５１ 電力線、５２，５３，５４ 保護部材、５５ 側壁、５６ 底壁。

Claims (8)

1. モータで車輪を駆動する車両に設けられ、
   前記モータと接続して車体の外方に露出する電力線と、
   通気開口を有し、前記電力線を覆う保護部材とを備える、電力線の保護構造。
2. 前記保護部材は、前記電力線の外周を周回するスパイラル状の線材である、請求項１に記載の電力線の保護構造。
3. 前記保護部材は、１対の側壁と、前記１対の側壁を連結する底壁を有する、請求項１に記載の電力線の保護構造。
4. 前記保護部材は管状である、請求項１に記載の電力線の保護構造。
5. 前記保護部材は屈曲変形可能な材料で形成される、請求項２または４に記載の電力線の保護構造。
6. 前記保護部材はメッシュ状である、請求項３または４に記載の電力線の保護構造。
7. 前記保護部材は軽金属製である、請求項１〜６のいずれかに記載の電力線の保護構造。
8. 前記保護部材は、絶縁層で覆われている、請求項７に記載の電力線の保護構造。
   

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