(57)【要約】      （修正有）【課題】高い性能と安定性をもたらすようにインホイールモータから車体まで電力線を配線する。【解決手段】インホイールモータの配線構造は、バスバー外部端子を有するインホイールモータ１と、インホイールモータを支持するナックル本体と、切欠き部が形成された車軸支持部と、切欠き部の開口部付近を補強する補強架橋と、を有するナックル２と、切欠き部を通ってバスバー外部端子から引き出された電力線３０と、引き出された電力線をナックル２に取り付ける電力線クランプ３１と、電力線３０の上下方向の位置及び車幅方向の位置を規制する電力線下垂防止部材３２と、電力線クランプ３１の上下方向及び前後方向の位置によって上下方向及び前後方向の位置が決められ、位置が規制された電力線３０を車体に取り付ける電力線クランプ３３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に突き出たモータ軸を中心とした円周上にモータ固定部品が配置され、前記円周上近傍に配置された電力線端子を有するインホイールモータと、
前記インホイールモータを支持する本体部と、切欠き部が形成された車軸支持部と、切欠き部の開口部付近を補強する補強部材と、を有するモータ支持部材と、
前記切欠き部を通って前記電力線端子から引き出された電力線と、
前記電力線端子から引き出された電力線を前記モータ支持部材に取り付けるための第１の取付け部と、
前記第１の取付け部からの電力線の上下方向の位置及び車幅方向の位置を規制する電力線位置規制部材と、
前記第１の取付け部の上下方向及び前後方向の位置に応じて上下方向及び前後方向の位置が決められ、前記電力線位置規制部材によって位置が規制された電力線を車体に取り付けるための第２の取付け部と、
を備えたインホイールモータの配線構造。
【請求項２】
前記電力線位置規制部材は、上部サスペンションアームまたは前記上部サスペンションアームの取付部と、ステアリングロッドまたは前記ステアリングロッドの取付部と、の間に配置される
請求項１に記載のインホイールモータの配線構造。
【請求項３】
前記第２の取付け部の上下方向の位置は、車両が空車状態のとき及び車両が定員状態のときのそれぞれの前記第１の取付け部の上下方向の位置の範囲内にあり、
前記第２の取付け部の前後方向の位置は、ステアリングを左右ロック状態まで切ったときのそれぞれの前記第１の取付け部の前後方向の位置の範囲内にある
請求項１または請求項２に記載のインホイールモータの配線構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータの配線構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アウタロータ式インホイールモータ（以下「インホイールモータ」と省略する。）を用いた高性能で実用的な電気自動車を開発するためには、大トルクを発生できるインホイールモータ、大容量のディスクブレーキが必要である。そのためには、インホイールモータのステータおよびロータを大型化し、インホイールモータに大電流を供給し、かつ、ディスクブレーキを装着するために外部にモータ軸を突出させる構造が必要になる。
【０００３】
そのようなインホイールモータから電力線を外部に引き出そうとすると、インホイールモータに既に設置されている固定部品や、モータを車体に固定するための部材が障害になる。このため、インホイールモータから電力線をうまく引き出せず、また、電力線が垂れ下がって余計な負荷がかかり、断線するおそれもある。
【０００４】
従来、インホイールモータを搭載しつつ小型化が図られた車両駆動装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の車両駆動装置は、配線クランプで配線をモータに固定することによって、接続ボックスのコネクタ部での断線を避けている。また、上記車両駆動装置は、ショックアブソーバとオイルポンプの隙間部分に配線クランプを収めることで、インホイールモータに固定するにあたり配線部のみが突出すること防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の記載された車両駆動装置は、ストラット方式のサスペンションを採用することを前提としたものであり、モータ軸が車体側に突き出たインホイールモータには適用できない問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、高い性能と安定性をもたらすようにインホイールモータから車体まで電力線を配線することができるインホイールモータの配線構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るインホイールモータの配線構造は、車体側に突き出たモータ軸を中心とした円周上にモータ固定部品が配置され、前記円周上近傍に配置された電力線端子を有するインホイールモータと、前記インホイールモータを支持する本体部と、切欠き部が形成された車軸支持部と、切欠き部の開口部付近を補強する補強部材と、を有するモータ支持部材と、前記切欠き部を通って前記電力線端子から引き出された電力線と、前記電力線端子から引き出された電力線を前記モータ支持部材に取り付けるための第１の取付け部と、前記第１の取付け部からの電力線の上下方向の位置及び車幅方向の位置を規制する電力線位置規制部材と、前記第１の取付け部の上下方向及び前後方向の位置に応じて上下方向及び前後方向の位置が決められ、前記電力線位置規制部材によって位置が規制された電力線を車体に取り付けるための第２の取付け部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い性能と安定性をもたらすようにインホイールモータから車体まで電力線を配線することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るアウタロータ式インホイールモータの配線構造を示す斜視図である。
【図２】インホイールモータの概略断面図である。
【図３】インホイールモータの車体側の平面図である。
【図４】外周側モータカバーの側面断面図である。
【図５】内周側モータカバーの（ａ）側面断面図及び（ｂ）正面図である。
【図６】ナックルの正面図である。
【図７】ナックルの（ａ）側面断面図及び（ｂ）側面要部断面図である。
【図８】電力線下垂防止部材の（ａ）上面側からの斜視図、（ｂ）下面側からの斜視図、（ｃ）ナックルに取付けられた状態の斜視図である。
【図９】電力線の上下方向の位置を説明するための図である。
【図１０】（ａ）ステアリングを左ロックまで切った状態、（ｂ）ステアリングを直進位置にした状態、（ｃ）ステアリングを右ロックまで切った状態のそれぞれについて電力線下垂防止部材が電力線を支える様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るアウタロータ式インホイールモータ（以下「インホイールモータ」という。）の配線構造を示す斜視図である。
【００１２】
インホイールモータの配線構造は、インホイールモータ１を車体に取り付けるためのナックル２と、インホイールモータ１から引き出された電力線３０と、電力線３０を固定するための第１及び第２の電力線クランプ３１，３３と、電力線３０が垂れ下がるのを防止するための電力線下垂防止部材３２と、を備えている。
【００１３】
電力線３０は、インホイールモータ１から斜め上方に引き出され、湾曲しながら第１の電力線クランプ３１によって固定され、電力線下垂防止部材３２の上を通り、更に湾曲して第２の電力線クランプ３３によって固定されている。
【００１４】
図２は、インホイールモータ１の概略断面図である。
インホイールモータ１は、インナー部として、スタッドボルト３の締結によって内周側モータカバー１３を挟んでナックル２に固定される軸受箱４と、軸受箱４の外周部に回転磁界を生成するステータコア５と、を備えている。
【００１５】
軸受箱４は、概略円筒形に形成されている。軸受箱４の外周部には、円筒形の孔部を備えたステータコア５が固定される。ステータコア５の外周部には、その周方向に沿って多数のティース（図示せず）が列状に配列される。各ティースには、励磁コイル（図示せず）が巻き付けられる。
また、軸受箱４は、概略円筒状の孔部となる内周部を有する。軸受箱４の孔部の周面部には、複数のアンギュラ玉軸受８と回転角センサ９が、軸方向に直列した状態で収納される。
【００１６】
インホイールモータ１は、アウタロータ部として、複数の永久磁石が配列されたロータコア６を内周部に設けたモータ回転子７を備えている。モータ回転子７のロータコア６は、ステータコア５の外周面に対向するように配置される。
【００１７】
ロータコア６は、モータ回転子７の概略略円筒形の外枠内周面に固定される。ロータコア６の外枠内周面の周方向に沿って、複数の永久磁石が配列される。ステータコア５の外周面とロータコア６の内周面とは、僅かな隙間を挟んで対向するように配置される。なお、図示されない車輪のホイールは、モータ回転子７の外側に面したモータ軸１０の側面に締結される。
【００１８】
モータ回転子７のモータ軸１０は、軸受箱４の内周部に貫通した状態で設置され、複列アンギュラ玉軸受８を介して回転自在に支持されている。ナックル２を貫通して車体側へ突出したモータ軸１０の端部には、ディスクブレーキのロータ１１が固定される。
【００１９】
図３は、インホイールモータ１の車体側の平面図である。
インホイールモータ１の車体側の端面には、中央に開口部を有する円盤形の外周側モータカバー１２と、外周側モータカバー１２の開口部内側に設けられたドーナツ形状の内周側モータカバー１３と、が取り付けられている。内周側モータカバー１３には、モータ軸１０を貫通するための貫通するモータ軸貫通孔１３ａが形成されている。外周側モータカバー１２の開口部と、内周側モータカバー１３の貫通するモータ軸貫通孔１３ａとは、同心円状に形成されている。そして、外周側モータカバー１２及び内周側モータカバー１３によって、インホイールモータ１の車体側の端面が覆われる。
【００２０】
図４は、外周側モータカバー１２の側面断面図である。
外周側モータカバー１２は、図４に示すように、円形状の中央開口部１２ａを有する円盤状部材である。中央開口部１２ａの内周部には、ゴムのなどの弾性材料を用いてリング状に形成されたオイルシール１４が一体に固定されている。外周側モータカバー１２の外周部は、インホイールモータ１の外周面に取り付けられる。
【００２１】
図５（ａ）は内周側モータカバー１３の側面断面図、図５（ｂ）は内周側モータカバー１３の正面図である。
内周側モータカバー１３は、中央部にモータ軸１０が貫通するモータ軸貫通孔１３ａを有するドーナツ形の枠状部材である。内周側モータカバー１３には、スタッドボルト３が挿通される複数のスタッドボルト用孔部１３ｄが形成されている。
【００２２】
内周側モータカバー１３の内周部には、ゴムのなどの弾性材料を用いてリング状に形成されたオイルシール１５が一体に装着されている。内周側モータカバー１３の外周面には、シール当接面１３ｂが設けられている。よって、内周側モータカバー１３のシール当接面１３ｂは、外周側モータカバー１２の中央開口部１２ａの内周部に固定されたオイルシール１４と接する。
【００２３】
そして、モータ軸貫通孔１３ａにモータ軸１０を通すことにより、モータ軸１０の周辺が内周側モータカバー１３によって覆われる。そして、軸受箱４から突出された各スタッドボルト３の一端は、各スタッドボルト用孔部１３ｄに挿通され、さらに、後述する図６に示すナックル２のスタッドボルト用孔部２２を通って、ナットで締結される。これにより、内周側モータカバー１３は軸受箱４に固定される。
【００２４】
このように、インホイールモータ１の車体側の端面には、外周側モータカバー１２及び内周側モータカバー１３が取り付けられる。このとき、外周側モータカバー１２は、スタッドボルト３よりも外周側で、内周側モータカバー１３に対して、オイルシール１４を介して隙間なく接触しながら、回転可能に取り付けられる。
【００２５】
また、モータ軸１０が内周側モータカバー１３のモータ軸貫通孔１３ａに挿通されると、モータ軸１０の外周面とモータ軸挿通孔１３ａの内周部とがオイルシール１５で密閉される。これにより、モータ軸１０がモータ１の外部（車体側）に露出しているものの、モータ内部への異物の侵入が防止される。よって、異物侵入によるモータ１の故障発生が抑えられ、モータ内部の清掃などのメンテナンスが長期間不要になる。
【００２６】
また、図５に示すように、内周側モータカバー１３は、バスバー外部端子１６を設置するために形成されたバスバー外部端子用孔部１８を有する。バスバー外部端子用孔部１８は、２つのスタッドボルト用孔部１３ｄに挟まれる位置に形成されている。その理由は次のとおりである。
【００２７】
インホイールモータ１の内部に異物が侵入しないように、外周側モータカバー１２の中央開口部１２ａの内周部にオイルシール１４が装着され、内周側モータカバー１３のモータ軸貫通孔１３ａの内周部にオイルシール１５が装着される。
【００２８】
オイルシール１４，１５は、摩擦抵抗によるモータ回転への影響を極力小さくするために（梃の原理により）、モータ軸１０の中心に対してなるべく小さな円周上に設置される。本実施形態では、オイルシール１５は、モータ軸１０に直接接するように、最小限の円周であるモータ軸貫通孔１３ａに固定されている。
【００２９】
オイルシール１４は、内周側モータカバー１３の外周面であるシール当接面１３ｂに接する。内周側モータカバー１３の半径はなるべく小さくすることが要求される。本実施形態では、内周側モータカバー１３の半径は、インホイールモータ１を固定するために必要なスタッドボルト３が設置できる最小の半径になっている。
【００３０】
また、図３に示すように、バスバー外部端子１６は、インホイールモータ１の固定部分、具体的には、内周側モータカバー１３から引き出される。このように最小限の寸法に作られた内周側モータカバー１３においては、図５に示すように、スタッドボルト用孔部１３ｄとバスバー外部端子用孔部１８は近接することになり、バスバー外部端子用孔部１８はスタッドボルト用孔部１３ｄとほぼ同一円周上に配置される。
【００３１】
図２及び図３に示すバスバー外部端子１６には、モータ駆動用電流が供給される。バスバー外部端子１６に供給された電流は、インホイールモータ１内の励磁コイルに供給される。
【００３２】
バスバー外部端子１６は、図５に示される内周側モータカバー１３に設けられたバスバー外部端子用孔部１８を通して、外部に引き出される。バスバー外部端子１６は、バスバー外部端子カバー１９で固定される。バスバー外部端子カバー１９は、図５に示したバスバー外部端子用孔部１８に挿入されている。その取付面は、ゴム様のパッキンを用いて防水構造となっている。
【００３３】
図６は、ナックル２の正面図である。図７（ａ）はナックル２の側面断面図、図７（ｂ）はナックル２の側面の要部断面図である。
ナックル２は、車輪の軸受部を支持するものであり、ナックル本体２０と、ナックル本体２０の中央部に設けられた円形板状の車軸支持部２１と、を有している。
【００３４】
車軸支持部２１は、その中央部に円形状に形成された軸孔部２３と、軸孔部２３の外周側であって、インホイールモータの軸受部に設けられたスタッドボルト３を挿通するために形成された複数のスタッドボルト用孔部２２と、を有している。車軸支持部２１の縁部から軸孔部２３までの長さである車軸支持部幅Ｗは、スタッドボルト用孔部２２によって強度が不足しない寸法になっている。
【００３５】
なお、ナックル２は、軸孔部２３で車軸を固定する構造ではない。このため、車軸支持部２１の車軸方向の長さは、従来の自動車車輪のナックルより短い。
【００３６】
ナックル２をモータ１に取付ける際には、内周側モータカバー１３の側面部にナックル２が装着される。しかし、ナックル２が装着される位置には、内周側モータカバー１３のモータ外部側に突出しているバスバー外部端子１６がある。
そこで、ナックル２とバスバー外部端子１６が干渉しないように、図６、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、車軸支持部２１には切欠き部２４が形成されている。さらに、車軸支持部２１に切欠き部２４を設けたことによる強度低下を補うために、切欠き部２４の開口部に補強架橋２５が設けられている。
【００３７】
ところで、図１に示すように、インホイールモータ１から引き出される電力線３０には、４００Ａ以上の大電流を流す必要がある。また、インホイールモータ１は３相モータであるため、３本の電力線３０が必要になる。そのため、３本束ねた電力線を曲げると、反発力が非常に大きい。よって、電力線の曲げ半径をなるべく大きくしたいが、そうすると電力線３０の垂れ下りが問題となる。
【００３８】
上述した問題に対して、電力線３０は、ナックル２と車体との間において、タイヤには接触しないように十分な長さにしながら、曲げ半径を大きくするとよい。そして、電力線３０が垂れ下る箇所には、図１に示すように、電力線下垂防止部材３２が設けられる。
【００３９】
図８（ａ）は電力線下垂防止部材３２の上面側からの斜視図、図８（ｂ）は電力線下垂防止部材３２の下面側からの斜視図、図８（ｃ）は電力線下垂防止部材３２をナックル２０に取付けた状態の斜視図である。
【００４０】
電力線下垂防止部材３２は、水平方向に沿って設けられた下面ガイド板３２ａと、下面ガイド板３２ａの端部から上方向に設けられた側面ガイド板３２ｂと、下面ガイド板３２ａの他の端部（前記端部と対向する端部）から斜め下方向に設けられた下面ガイド補助板３２ｃと、下面ガイド板３２ａの上記端部から下方向（又は斜め下方向）に設けられた取付け部３２ｄを有している。
【００４１】
取付け部３２ｄには、複数の挿通孔３２ｅが形成されている。各挿通孔３２ｅには固定ボルトが挿通されナックル２に締結される。そして、電力線下垂防止部材３２がナックル２に固定される。これにより、下面ガイド板３２ａは電力線３０の上下方向の位置を規制し、側面ガイド板３２ｂは電力線３０の水平方向（車幅方向）の位置を規制する。電力線３０の湾曲内側半径は、電力線３０の劣化を防ぐため、電力線３０の直径を基準として、例えば１０倍以上であるとよい。
【００４２】
図９は、電力線３０の上下方向の位置を説明するための図である。ナックル２の上端部は、サスペンションフレーム５０の上部に接続された上部サスペンションアーム５１に接続されている。ナックル２の下端部は、サスペンションフレーム５０の下部に接続された下部サスペンションアーム５２に接続されている。
【００４３】
ナックル２の中間部は、ステアリングロッド６０に接続されている。このため、ステアリングロッド６０の車幅方向の移動（ステアリング操作）に応じて、ナックル２の向きが変わり、インホイールモータ１の向きも変わる。
【００４４】
電力線下垂防止部材３２の上方限界位置は、上部サスペンションアーム５１又はその取付部の位置である。電力線下垂防止部材３２の下方限界位置は、ステアリングロッド６０またはその取付部の位置である。
【００４５】
実装上は上述のどちらにも干渉しにくくするため、電力線下垂防止部材３２は、上部サスペンションアーム５１またはその取付部と、ステアリングロッド６０またはその取付部の中央付近に配置するのが望ましい。
【００４６】
電力線下垂防止部材３２の電力線３０の軸方向の傾斜は、電力線３０が重力で垂れ下がる方向に対して垂直であることが条件であり、車体の水平面を基準としてプラスマイナス１０度以下であることが望ましい。
【００４７】
さらに、図１に示すように、車体側にある電力線クランプ３３の上下方向の位置は、ナックル２側にある電力線クランプ３１の上下方向の位置を基準に決定される。例えば、電力線クランプ３３の上下方向の位置は、自動車の空車状態での電力線クランプ３１の位置と、定員乗車状態での電力線クランプ３１の位置と、の範囲内にあるのが望ましい。
【００４８】
図１０は、電力線下垂防止部材３２がステアリングを左右に切った時に電力線を支える様子を示す斜視図であり、（ａ）はステアリングを左ロックまで切った状態、（ｂ）はステアリングを直進位置にした状態、（ｃ）はステアリングを右ロックまで切った状態を示す。
【００４９】
ここで、車体側にある電力線クランプ３３の前後方向（車両進行方向）の位置も、ナックル２側にある電力線クランプ３１の前後方向の位置を基準に決定される。例えば、電力線クランプ３３の前後方向の位置は、ステアリングを左ロック位置から右ロック位置まで切ったときに、電力線クランプ３１の前後方向の移動範囲内にあるのが望ましい。
【００５０】
また、電力線クランプ３１から電力線クランプ３３までの電力線の長さは、例えば図１０（ａ）に示すように、ステアリングを左ロックまで切ったときでも、電力線３０が電力線下垂防止部材３２の下面ガイド板３２ａ上に少しでも乗るような長さが望ましい。さらに、電力線クランプ３１から電力線クランプ３３までの電力線の長さは、例えば図１０（ｃ）に示すように、ステアリングを右ロックまで切ったときには、電力線３０が電力線下垂防止部材３２の下面ガイド板３２ａ上の長手方向のほぼ全面に乗るような長さが望ましい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るインホイールモータの配線構造は、ナックル２に電力線下垂防止部材３２を取り付けることによって、インホイールモータ１から引き出されて大電流が流れる電力線３０について、上下方向及び前後方向の位置をそれぞれ規制する。さらに、上記インホイールモータの配線構造は、インホイールモータ１から引き出された電力線３０について、ナックル２側の電力線クランプ３１と車体側の電力線クランプ３３でそれぞれ固定する。
これにより、電力線３０の垂れ下がり、湾曲等による負荷を抑制して、電力線３０の損傷を回避することができるので、インホイールモータ１に大電流を流しても、高い性能及び安定性を維持することができる。
【００５２】
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、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で設計変更されたものにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  インホイールモータ
２  ナックル
１０  モータ軸
１６  バスバー外部端子
２０  ナックル本体
２１  車軸支持部
２４  切欠き部
２５  補強架橋
３０  電力線
３１，３３  電力線クランプ
３２  電力線下垂防止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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