(57)【要約】【課題】電動車両において、トランスアクスルと電力制御装置を結ぶケーブルに生じる繰り返し応力を緩和することである。【解決手段】電動車両は、回転電機１４，１６を内部に含むトランスアクスル１０と、トランスアクスル１０の上部に取付部材２４，２５を介して搭載される電力制御装置２０と、回転電機１４，１６と電力制御装置２０の間を接続する複数のケーブル３０であって、回転電機１４，１６または電力制御装置２０に接続される接続端部の根元が個別に樹脂モールド部分３４，３６で覆われ、車両の前後方向に平行に各接続端部が配置される複数のケーブル３０と、を備え、各樹脂モールド部分３４，３６の先端部は、そこから引き出されるケーブル部分３２の軸方向に対し車両の前後方向に傾斜する傾斜面３８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機を内部に含むトランスアクスルと、
トランスアクスルの上部に保持部材を介して搭載される電力制御装置と、
回転電機と電力制御装置の間を接続する複数のケーブルであって、回転電機または電力制御装置に接続される接続端部の根元が個別に樹脂モールド部分で覆われ、車両の前後方向に平行に各接続端部が配置される複数のケーブルと、
を備え、
各樹脂モールド部分の先端部は、そこから引き出されるケーブル部分の軸方向に対し車両の前後方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に係り、特に、回転電機を内部に含むトランスアクスルと、電力制御装置を備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両には、回転電機と、回転電機に電力を供給する電力制御装置が搭載される。回転電機と減速装置を１つのケース内にまとめたものはトランスアクスルと呼ばれるが、その場合、電力制御装置はトランスアクスルの近傍に配置され、トランスアクスルに設けられた端子台と電力制御装置の端子台との間がケーブルによって電気的に接続される。
【０００３】
特許文献１には、トランスアクスルの上面にＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電力制御装置）ケースが配置される構成が述べられている。
【０００４】
特許文献２には、モータステータに設けられる端子台の各相コイル端子とインバータとの間が、電力供給用配線を形成する各相給電ケーブルで接続されることが述べられている。
【０００５】
本発明に関連する技術として、特許文献３には、芯線を第１絶縁層で被覆し、その外面に銅線を編み込んでシールド層を形成し、さらにその外面を第２絶縁層で被覆した複数の極細同軸ケーブルの端末を一括処理できる非導電性端末部材が開示されている。
【０００６】
端末部材は、芯線が通過可能な複数の貫通孔を有する垂直面と、各芯線の外周面の一部が露出した状態で互いに接触しないように収容する複数の収容溝を有する水平面とを有する。水平面の収容溝に収容される芯線は、露出した外周面の全体が相手側との間の接点となるので、芯線の断面が接点となる従来技術に対し、接続が容易であると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１４４２２７号公報
【特許文献２】特開２０１１−００４５２６号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力制御装置の端子台とトランスアクスルの端子台の間を接続するケーブルは、耐絶縁性改善等のため、端子台から引き出される根元部が樹脂モールドで保護されることがある。トランスアクスルまたは電力制御装置に振動が加わると、ケーブルは、樹脂モールド部分から引き出されるところで繰り返し曲げによる応力の集中が生じる。この繰り返し応力の応力集中によってケーブルが樹脂モールド部分の先端のところで損傷し、寿命が短くなることが生じ得る。
【０００９】
本発明の目的は、ケーブルの繰り返し曲げによって生じる応力集中を緩和することができる電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電動車両は、回転電機を内部に含むトランスアクスルと、トランスアクスルの上部に保持部材を介して搭載される電力制御装置と、回転電機と電力制御装置の間を接続する複数のケーブルであって、回転電機または電力制御装置に接続される接続端部の根元が個別に樹脂モールド部分で覆われ、車両の前後方向に平行に各接続端部が配置される複数のケーブルと、を備え、各樹脂モールド部分の先端部は、そこから引き出されるケーブル部分の軸方向に対し車両の前後方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、車両の前後方向に振動が加わってケーブルが樹脂モールドの先端部で繰り返し曲げを受けても、樹脂モールド部分の先端部が車両の前後方向に対し非対称形であるので、振動の１周期において繰り返し曲げの受け方が非対称的となる。これによって、樹脂モールド部分の先端部が車両の前後方向に対し対称形の場合に比べ、振動の１周期の間で繰り返し曲げによる応力が分散される。これによって繰り返し曲げによって生じる応力集中が緩和され、ケーブルの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施の形態の電動車両に搭載されるトランスアクスルと電力制御装置とその間を接続するケーブルを示す図である。（ａ）は全体図、（ｂ）はケーブル部分の拡大図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の電動車両の振動によって、ケーブルが受ける繰り返し曲げを示す図である。（ａ）と（ｂ）は振動の方向が互いに反対方向の場合である。
【図３】従来技術のケーブルを示す図である。（ａ）は断面図で、ケーブルが受ける繰りかえし曲げを示す図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】図１のケーブルを示す図である。（ａ）は断面図で、ケーブルが受ける繰りかえし曲げを示す図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】図１のケーブルが受ける繰り返し応力の振幅の大きさを従来技術と比較して示す図である。（ａ）は従来技術についての図、（ｂ）は図１のケーブルについての図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下に述べるトランスアクスルや電力制御装置等の形状、ケーブルの材質、ケーブルの本数等は、説明のための例示であって、電動車両の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、電動車両に搭載されるトランスアクスル１０と電力制御装置２０とその間を接続するケーブル３０を示す図である。図１には、車両の前方方向と後方方向、上方方向と下方方向を示した。
【００１５】
トランスアクスル１０は、２台の回転電機１４，１６と減速機等を内部に含む装置である。図１では、トランスアクスル１０のケースの外観が示されている。この例では、トランスアクスル１０において、２台の回転電機１４，１６が車両の上下方向に重ねられて積まれ、車両の後方側に配置される。トランスアクスル１０において車両の前方側には減速機等が配置される。この構成では、トランスアクスル１０において２台の回転電機１４，１６が積み重ねられる後方側が前方側よりも高さが高くなり、上面が傾斜した面となる。上面は、車両の後方側が高く、前方側が低い。この上面に電力制御装置２０が配置される。
【００１６】
２台の回転電機１４，１６は、共に三相同期型電動機である。２台の回転電機１４，１６のうち、一方が車両駆動電動機として主に用いられ、他方が図示されていない蓄電装置を充電するための発電機として主に用いられる。
【００１７】
端子台１８は、２台の回転電機１４，１６のそれぞれの三相巻線の端子が引き出されるトランスアクスル側の端子台である。トランスアクスル１０のケースは金属製であるので、端子台１８は樹脂製のものが用いられる。
【００１８】
電力制御装置２０は、図示されていない蓄電装置と回転電機１４，１６の間に配置され、電圧変換回路、インバータ回路、これらの動作を制御する制御回路等を内部に含む。
【００１９】
電圧変換回路は、蓄電装置の電圧とインバータ回路のシステム電圧との間で昇降圧を行う回路で、リアクトルと複数のスイッチング素子で構成される。なおシステム電圧とは、インバータ回路の正極母線と負極母線の間の電圧である。インバータ回路は、蓄電装置側の直流電力と回転電機１４，１６側の交流電力の間で直交変換を行う回路で、複数のスイッチング素子で構成される。スイッチング素子の他に、適当な平滑コンデンサが用いられる。制御回路は、回転電機１４，１６に所望の電力を供給するように、複数のスイッチング素子の動作を制御する回路である。
【００２０】
端子台２２は、２台の回転電機１４，１６のそれぞれの三相巻線に電力を供給するための端子が電力制御装置２０から引き出される電力制御装置２０側の端子台である。電力制御装置２０のケースは金属製であるので、端子台２２は樹脂製のものが用いられる。
【００２１】
取付部材２４，２５と防振部材２６，２７は、トランスアクスル１０の上面に電力制御装置２０を搭載するために用いられる部材である。取付部材２４，２５としては、金属材料を取付に適した形状を加工したブラケットが用いられる。防振部材２６，２７は、トランスアクスル１０の内部の回転電機１４，１６や減速機が動作するときの振動が直接的に電力制御装置２０に伝播しないように設けられるもので、弾性体や、防振ゴム等が用いられる。
【００２２】
ケーブル３０は、トランスアクスル１０側の端子台１８と電力制御装置２０側の端子台２２との間を接続する電力線である。図１の例では、回転電機１４，１６の三相巻線のそれぞれに対応して６本のケーブル３０が示されている。ケーブル３０の本数は例示であって、これと異なる本数であってもよい。６本のケーブル３０は、図１に示されるように、車両の前後方向に平行に各接続端部が配置される。
【００２３】
ケーブル３０としては、端子台１８，２２に接続される接続端部の根元が個別に樹脂モールド部分で覆われた樹脂モールドケーブルが用いられる。樹脂モールド部分を設けるのは、絶縁性を向上させるためである。
【００２４】
図１（ｂ）に端子台１８と端子台２２とその間を結ぶケーブル３０の部分についての拡大図を示す。ケーブル３０は、樹脂モールドされていないケーブル部分３２と、端子台１８側の樹脂モールド部分３４と、端子台２２側の樹脂モールド部分３６で構成される。樹脂モールド部分３４，３６の先端部の形状、すなわちケーブル部分３２の根元における樹脂モールド部分３４，３６の形状は、そこから引き出されるケーブル部分３２の軸方向に対し車両の前後方向に傾斜する傾斜面３８を有する。
【００２５】
また、図１では、端子台１８，２２のそれぞれにおける６つの傾斜面３８が全て車両の同じ方向を指すものとしたが、全ての傾斜面３８が同じ方向を指さなくても構わない。
【００２６】
上記構成の作用について、さらに詳細に説明する。車両が凹凸状や波状の路面を走行するとき等に車体が振動を受けるが、それに応じて車体に搭載されているトランスアクスル１０は、振動を受ける。車体の振動の支配的方向が車両の前後方向であるときは、図１の矢印で示すように、車両の前後方向に振動４０が生じる。この振動４０は、取付部材２４，２５と防振部材２６，２７を介して電力制御装置２０に伝播し、電力制御装置２０にも振動４２が車両の前後方向に生じる。
【００２７】
この振動４０，４２によって、トランスアクスル１０と電力制御装置２０の慣性の大きさの違い等により、トランスアクスル１０と電力制御装置２０の間に相対的な繰り返し移動が生じる。この相対的な繰り返し移動によって、ケーブル３０は車両の前後方向に繰り返し曲げを受ける。
【００２８】
図２は、振動４０，４２によるケーブル３０の繰り返し曲げを示す図である。（ａ）は、トランスアクスル１０側の端子台１８に対し、電力制御装置２０側の端子台２２が車両に前方側に移動した場合を示し、（ｂ）は端子台１８に対し端子台２２が車両の後方側に移動した場合を示す。
【００２９】
図３、図４は、樹脂モールドケーブルが繰り返し曲げを受けたときに、樹脂モールド部分の先端部におけるケーブルの根元部に発生する繰り返し応力を示す図である。ここでは、端子台１８の上面側における樹脂モールドケーブルの部分を示した。図３は、比較のため、従来技術における樹脂モールドケーブル３１の場合を示す図で、図４は図１の構成の樹脂モールドケーブル３０の場合を示す図である。図４において、それぞれの（ａ）は断面図で、（ｂ）は斜視図である。図３と図４を比較しながら、図１の構成の作用を説明する。
【００３０】
従来技術の樹脂モールドケーブル３１と、図１の樹脂モールドケーブル３０とは、樹脂モールド部分の形状が相違する。従来技術の樹脂モールドケーブル３１の樹脂モールド部分３５は、その先端部の形状、すなわちケーブル部分３２の根元における樹脂モールド部分３５の形状は、そこから引き出されるケーブル部分３２の軸方向に対し垂直な平坦面３９を有する。これに対し、図１の樹脂モールドケーブル３０の樹脂モールド部分３４の先端部の形状はケーブル部分３２の軸方向に対し車両の前後方向に傾斜する傾斜面３８を有する。なお、図３において、平坦面３９に垂直な方向である法線方向４５を示し、図４において、傾斜面３８に垂直な方向である法線方向４４を示した。
【００３１】
トランスアクスル１０と電力制御装置２０の間に相対的な繰り返し移動が生じたときのケーブル部分３２が受ける繰り返し曲げの様子を図３（ａ）と図４（ａ）に示す。従来技術において、ケーブル部分３２は、平坦面３９上で軸方向に対称的に曲げられる。この対称的な曲げにより、白抜き矢印で示すように、平坦面３９におけるケーブル部分３２の根元のところに曲げによる繰り返し応力の応力集中が発生する。対称曲げによって生じる繰り返し応力の大きさは、車両の前方側を向く曲げの場合と後方側を向く曲げの場合とで差がない。
【００３２】
これに対し、図１の樹脂モールドケーブル３０のケーブル部分３２は、傾斜面３８に対し非対称的に曲げられる。この曲げにより、傾斜面３８におけるケーブル部分３２の根元のところにも繰り返し曲げによる繰り返し応力の応力集中が発生するが、車両の前方側を向く曲げの場合と後方側を向く曲げの場合とで差が生じる。図４（ａ）の場合では、車両の前方側を向く曲げによる応力の大きさは、車両の前方側を向く曲げによる応力の大きさよりも小さい。つまり、繰り返し曲げ応力は、車両の前方側を向く曲げのときがより小さな値となり、車両の後方側を向く曲げのときがより大きな値となる。このようにして、図１の構成によれば、繰り返しの一周期における繰り返し応力の大きさが変化し、応力の大きさが分散され、繰り返し応力の集中度が緩和される。
【００３３】
図５は、横軸に時間をとり、繰り返し応力の振幅Ａを縦軸にとって、繰り返し応力の時間的変化を示す図である。（ａ）は図３の従来技術の樹脂モールドケーブル３１についての結果で、（ｂ）は図１、図４で説明した傾斜面３８を有する樹脂モールドケーブル３０の結果である。
【００３４】
図５（ａ）に示されるように、従来技術の樹脂モールドケーブル３１においては、対称的な曲げが繰り返されるので、繰り返し応力としては、絶対値が同じで、プラスの応力とマイナスの応力が周期的に繰り返すものとなる。繰り返し応力の一周期における振幅の大きさをＡ2で示した。
【００３５】
図５（ｂ）に示されるように、傾斜面３８を有する樹脂モールドケーブル３０においては、非対称的な曲げが繰り返されるので、繰り返し応力としては、前半半周期では（ｂ）と絶対値がほぼ同じ大きさの応力であるが、後半半周期では（ｂ）に対して絶対値が大幅に小さくなり、ほぼゼロとなる。繰り返し応力の一周期における振幅の大きさをＡ1で示したが、図５（ｂ）の例では、Ａ1は従来技術のＡ2のほぼ１／２である。このように、樹脂モールド部分３４，３６の先端部に傾斜面を有する樹脂モールドケーブルを用いることで、電動車両において、ケーブルに生じる繰り返し応力を緩和することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  トランスアクスル、１４，１６  回転電機、１８，２２  端子台、２０  電力制御装置、２４，２５  取付部材、２６，２７  防振部材、３０，３１  （樹脂モールド）ケーブル、３２  ケーブル部分、３４，３５，３６  樹脂モールド部分、３８  傾斜面、３９  平坦面、４０，４２  振動、４４，４５  法線方向。
【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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