JP5891803B2 - 操舵輪のワイヤハーネス配索構造 - Google Patents

Description

本発明は、キングピン軸線周りに転舵可能に懸架された操舵輪、特に、電動モータを可とする専用のモータを一体ユニットとして包含し、このモータにより駆動されるために大転舵が可能なインホイールモータ駆動車輪において、該操舵輪および車体側機器間のワイヤハーネスを好適に配索するのに有用な操舵輪のワイヤハーネス配索構造に関するものである。

操舵輪および車体側機器間のワイヤハーネスとしては、操舵輪側における空気圧センサや車輪速センサから車体側機器に至る信号線などのほかに、インホイールモータ駆動車輪の場合は車載電源から車輪駆動モータ（電動モータ）へエネルギー（電力）を供給するためのモータ給電線がある。

ところで車体側機器（車載電源など）からの車体側ワイヤハーネス（車体側給電線）が車体に沿って配索されるのに対し、操舵輪（電動モータ）からの車輪側ワイヤハーネス（モータ側給電線）は、操舵輪（インホイールモータ駆動車輪）が車体に対し相対的に上下方向のサスペンションストロークを行うことから、車体側ワイヤハーネス（車体側給電線）に対し相対変位する。

この相対変位はワイヤハーネス（給電線）、特に操舵輪（インホイールモータ駆動車輪）の上下方向サスペンションストロークに伴って動く車輪側ワイヤハーネス（モータ側給電線）の耐久性を著しく低下させるという問題を生ずる。

そこで従来、例えば特許文献1に記載のように、インホイールモータ駆動車輪からのモータ側給電線をサスペンション装置のアッパーアームに沿うよう、またキングピン軸線と直交するよう配索し、モータ側給電線をアッパーアームにクランプで固定して、モータ側給電線の当該配索状態に固定する技術が提案された。

特開２００８−００１２４１号公報

ところで、インホイールモータ駆動車輪のうち、特にキングピン軸線周りに転舵可能なインホイールモータ駆動車輪は、車両を横走り走行させたり、定点旋回走行させることができるほどの大転舵が可能である。

かように大転舵されるインホイールモータ駆動車輪に従来のモータ給電線配索構造を適用した場合、インホイールモータ駆動車輪の転舵時にモータ側給電線と車体側給電線との間に転舵方向の捩れ力が作用する。

転舵されるインホイールモータ駆動車輪の場合は、この捩れ力によってもモータ給電線の耐久性を著しく低下され、サスペンションストロークによる耐久性の低下に対すると同様に対策が必要である。
しかし従来は、インホイールモータ駆動車輪の転舵時におけるモータ給電線の捩れ対策が提案されておらず、この捩れによりモータ給電線の耐久性が著しく低下するという問題が不可避であった。

本発明は、上述の問題に鑑み、インホイールモータ駆動車輪であるかどうかを問わず、操舵輪の転舵時に、これから車体側機器に至るワイヤハーネス（モータ給電線や信号線など）に作用する捩れ力が緩和されるよう対策した操舵輪のワイヤハーネス配索構造を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による操舵輪のワイヤハーネス配索構造は、これを以下のごとくに構成する。
先ず本発明の前提となるワイヤハーネス配索構造を説明するに、これは、
車体に対しサスペンション装置でキングピン軸線の周りに転舵可能に懸架された操舵輪から車体側機器に至る連続したワイヤハーネスを配索するためのものである。

本発明は、この種の操舵輪のワイヤハーネス配索構造を以下のような構成とした点に特徴づけられる。
つまり、キングピン軸線を提供する、サスペンション装置および操舵輪間の上下連結部のうち上方連結部に、キングピン軸線に沿って延在する中空孔を設け、この中空孔内に上記のワイヤハーネスを延在するよう配置し、上記中空孔と、該中空孔に挿通したワイヤハーネスとの間に、円環状またはパイプ状のワイヤハーネス保護部材を介在させた構成に特徴づけられる。

かかる本発明による操舵輪のワイヤハーネス配索構造にあっては、
サスペンション装置および操舵輪間の上方連結部にキングピン軸線に沿うよう設けた中空孔内にワイヤハーネスを延在するよう配置した構成のため、
操舵輪側ワイヤハーネス部分と車体側ワイヤハーネス部分とを連続した一連の長いワイヤハーネスとなし得て、操舵輪の転舵時におけるワイヤハーネスの捩れを緩和することができ、この捩れによるワイヤハーネスの耐久性低下を抑制可能である。
また本発明による操舵輪のワイヤハーネス配索構造にあっては、上記中空孔と、該中空孔に挿通したワイヤハーネスとの間に、円環状またはパイプ状のワイヤハーネス保護部材を介在させたことにより、中空孔内におけるワイヤハーネスの外被が中空孔の内壁によって摩損されるのを防止することができる。

本発明の第1実施例になるワイヤハーネス配索構造を具えたインホイールモータ駆動車輪を、そのサスペンション装置および転舵システムと共に、車両後方から見て示す正面図である。 図1におけるワイヤハーネス配索構造を具えたインホイールモータ駆動車輪を車両上方から見て示す平面図である。 図1におけるインホイールモータ駆動車輪の転舵装置を車両上方から見て示す拡大平面図である。 図3のA−A線上で断面とし、矢の方向に見て示す、転舵装置およびモータ給電線配索構造の拡大縦断側面図である。 図1におけるインホイールモータ駆動車輪の転舵装置を、車両上方から見て示す平面図である。 本発明の第2実施例になるワイヤハーネス配索構造を示す、図1と同様な正面図である。 本発明の第3実施例になるワイヤハーネス配索構造を示す、図4と同様な拡大縦断側面図である。 本発明の第3実施例になるワイヤハーネス配索構造の変形例を示す、図4と同様な拡大縦断側面図である。 本発明の第4実施例になるワイヤハーネス配索構造を示す、図1と同様な正面図である。 本発明の第5実施例になるワイヤハーネス配索構造を示す、図1と同様な正面図である。 本発明の第6実施例になるワイヤハーネス配索構造を示す、図1と同様な正面図である。

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。
＜第1実施例の構成＞
図１,2は、本発明の第1実施例になるワイヤハーネス配索構造を具えたインホイールモータ駆動車輪1を、そのサスペンション装置および転舵システムと共に示し、
図1は、インホイールモータ駆動車輪1を車両後方から見て示す正面図、図2は、インホイールモータ駆動車輪1を車両上方から見て示す平面図である。

車輪1は、個々のインホイールモータ駆動ユニット2を一体化して具え、このユニット2により個別に駆動される。
そのためインホイールモータ駆動ユニット2はユニットケース3内に、図1,2では図示していないが電動モータおよび減速機（変速機）を内蔵し、減速機の入力軸に電動モータを結合し、減速機の出力軸にホイールハブ4を結合する。

ホイールハブ4には車輪1を結合すると共にブレーキディスク5を結合し、これにより電動モータからの動力を減速機による減速下で車輪1へ伝達することで車両を走行可能とし、
ブレーキディスク5を、インホイールモータ駆動ユニット2に取着したブレーキキャリパ13（図2参照）により軸線方向両側から挟圧することで車両を制動可能とする。

車輪1を車体に懸架するに当たっては、インホイールモータ駆動ユニット2のケース3を介して、以下のサスペンション装置により車輪1を懸架する。
サスペンション装置は図1に明示するごとく、ユニットケース3の上方において車幅方向へ延在する上側サスペンションアームであるアッパーアーム6と、ユニットケース3の下方において車幅方向へ延在する下側サスペンションアームであるロアアーム7と、サードリンク8と、ショックアブソーバ9（サスペンションスプリングを含む）とで概ね構成する。

アッパーアーム6およびロアアーム7はそれぞれ、図1の左側（車幅方向内側）の基端6a,7aにおいて、車体に対し上下方向揺動可能に支持する。
アッパーアーム6の反対側（車幅方向外側）における遊端6bは、サードリンク8の上端に上下方向揺動可能に枢支し、サードリンク8の下端は、ショックアブソーバ9のピストンロッド9aに揺動可能に枢支する。
なおショックアブソーバ9は、インシュレータ10を介してシリンダ9bを車体に取り付ける。

そして、インホイールモータ駆動ユニットケース3には、その上側面から上方へ延在する上側固定座11を突設すると共に、下側面から下方へ延在する下側固定座12を突設する。
上側固定座11の上端を、サードリンク8の上端近傍において、車輪1の転舵軸線であるキングピン軸線Kpの周りに揺動し得るよう取り付け、下側固定座12の下端を、ロアアーム7の車幅方向外側における遊端7bにおいて、上記キングピン軸線Kpの周りに揺動し得るよう取り付ける。

上記のサスペンション装置により車体に懸架された車輪1は、インホイールモータ駆動ユニット2と共に、上下方向へバウンド、リバウンド可能であると共に、この間ショックアブソーバ9により上下振動を減衰され得る。
そして車輪1およびインホイールモータ駆動ユニット2は、キングピン軸線Kpの周りに転舵可能であり、車両の操向を行うことができる。

＜転舵装置＞
車輪1およびインホイールモータ駆動ユニット2をキングピン軸線（Kp）周りに転舵させるための転舵機構21を、図1,2に示すごとくサードリンク8に取着して設ける。
この転舵機構21は、キングピン軸線Kp上に配置して、インホイールモータ駆動車輪1よりも上方の箇所に配設する。
なお転舵機構21は図3〜5に明示するような構成とし、図3は、転舵機構21を上方から見て示す平面図、図4は、図3のA−A線上で断面とし、矢の方向見て示す詳細断面図、図5は、転舵機構21を駆動する操舵力伝達系と共に転舵機構21を車両上方から見て示す平面図である。

これら図3〜5に基づき転舵機構21を含む転舵装置を詳述するに、22は、転舵機構21の筐体を示し、この筐体22内に円環状のフェースギヤ23およびこれに噛合するピニオンギヤ24を収納して設ける。
フェースギヤ23は、上側固定座11の上端から図4のごとくにキングピン軸線Kpを提供するよう突設した転舵軸25に一体成形し、この転舵軸25と共にキングピン軸線Kpの周りに回転自在となす。

ピニオンギヤ24は入力軸27上に一体回転可能に固着し、入力軸27はキングピン軸線Kpに対し図5のごとくショックアブソーバ9から遠ざかる軸直角方向にオフセットした箇所で、該キングピン軸線Kpに対し直角を成すよう筐体22内に回転自在に横架する。
入力軸27に対するピニオンギヤ24の固着位置は、ピニオンギヤ24がフェースギヤ23に噛合する位置とする。

入力軸27は図5に示すように、左右転舵機構連結軸29および等速自在継手30を介し、運転者が車両の操向に当たって操作するステアリングホイールに機械的に連結する。
よって、ステアリングホイールからの操舵力が、左右転舵機構連結軸29および等速自在継手30を経て転舵機構21の入力軸27に伝達される。
ステアリングホイールから入力軸27への操舵力はピニオンギヤ24および円環状フェースギヤ23を経て転舵軸25に達し、上側固定座11を介してインホイールモータ駆動ユニット2および車輪1をキングピン軸線Kpの周りに転舵することができる。

＜モータ給電線の配索構造＞
インホイールモータ駆動ユニット2内における電動モータ（図1〜5では図示せず）に対し、車体側機器である車載電源（図示せず）の電力を供給するモータ給電線（ワイヤハーネス）の配索は、以下のようにこれを行う。
モータ給電線は、上記の車載電源および電動モータから図1,2に示すように延在する車体側給電線（車体側ワイヤハーネス）31およびモータ側給電線（モータ側ワイヤハーネス）32から成る。

車体側給電線31およびモータ側給電線32は、任意の箇所で相互に接続してもよいし、1本の連続線に構成してもよいが、何れにしてもこれら車体側給電線31およびモータ側給電線32より成る連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）を、図1〜3に示す中空孔33に挿通して配索する。

中空孔33は図4に明示するごとく、転舵機構21の筐体22、詳しくは筐体22の頂壁に設けた中心孔22aと、これに連通する転舵軸25の中空孔25aとで構成する。
かくして中空孔33は、キングピン軸線Kpに対し同心に延在し、この中空孔33内に挿通したモータ給電線31,32（ワイヤハーネス）の部分はキングピン軸線Kpに沿って延在する。

インホイールモータ駆動ユニット2の電動モータから転舵軸中空孔25aの下端開口に至るモータ側給電線32の露出部分は、図1に示すごとくインホイールモータ駆動ユニット2のケース3から上方に延在する上側固定座11に沿って配索する。

＜第1実施例の効果＞
本実施例においては、転舵装置が前記した転舵機構21を主たる構成要素とし、この転舵機構21を、キングピン軸線Kp上であって、インホイールモータ駆動車輪1よりも上方の箇所に配置したため、
転舵機構21の入力軸27とステアリングホイールとの間における左右転舵機構連結軸29および等速自在継手30を含む、操舵力伝達系の他部品を、インホイールモータ駆動車輪1の車幅方向内側に存在させる必要がなくなり、当該車輪の90度転舵による横走り走行などのための大転舵が容易に可能である。

そしてかかる大転舵時においても、車体側給電線31およびモータ側給電線32より成る連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）を、図1〜4に示すごとく転舵機構21に設けた、キングピン軸線Kpに同心の中空孔33に挿通して配索したため、
車体側給電線31とモータ側給電線32とを連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）となし得て、インホイールモータ駆動車輪1の転舵時におけるモータ給電線（ワイヤハーネス）の捩れを緩和することができ、この捩れによるモータ給電線（ワイヤハーネス）の耐久性低下を抑制可能である。

なおモータ給電線をキングピン軸線周りに渦巻き状に巻いて配置する構成も考えられるが、インホイールモータ駆動車輪が操舵輪である場合において、ホイール内キングピン軸線の生存空間が小さくなり、インホイールモータ駆動ユニットを小型化しないと配置できないという問題を生ずるが、本実施例ではかかる問題を生ずることなく上記の効果を奏することができる。

＜第2実施例のモータ給電線配索構造＞
図6は、本発明の第2実施例に成るモータ給電線配索構造を示す図1と同様な正面図で、
本実施例においては、インホイールモータ駆動ユニット2の電動モータから転舵機構中空孔33の下端開口に至るモータ側給電線32の露出部分をキングピン軸線Kpに沿って配索する。
それ以外は、図1〜5につき前述したと第1実施例と同様な構成となす。

＜第2実施例の効果＞
図6に示した本実施例のモータ給電線配索構造においても、インホイールモータ駆動車輪1の転舵時に、車体側給電線31およびモータ側給電線32より成る連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）を、転舵機構21に設けた、キングピン軸線Kpに同心の中空孔33に挿通して配索したため、
車体側給電線31およびモータ側給電線32を連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）となし得て、インホイールモータ駆動車輪1の転舵時におけるモータ給電線（ワイヤハーネス）の捩れを緩和することができ、この捩れによるモータ給電線（ワイヤハーネス）の耐久性低下を抑制可能である。

本実施例においては更に、インホイールモータ駆動ユニット2の電動モータから転舵機構中空孔33の下端開口に至るモータ側給電線32の露出部分をキングピン軸線Kpに沿って配索するため、前記第1実施例の効果を一層顕著なものにすることができる。

＜第3実施例のモータ給電線配索構造＞
図7,8は、本発明の第3実施例に成るモータ給電線配索構造を示し、図4と同様な詳細断面図である。

車体側給電線31およびモータ側給電線32より成る連続した一連の長いモータ給電線（ワイヤハーネス）は、図4につき前述した通り、転舵機構21の中空孔33に貫通させるが、
本実施例においては中空孔33と、該中空孔33内におけるモータ給電線（ワイヤハーネス）の部分との間に、図7に例示するような円環状のワイヤハーネス保護部材35、または図8に例示するようなパイプ状のワイヤハーネス保護部材36を介在させ、これらワイヤハーネス保護部材35,36を転舵機構21に固設する。
それ以外は、図1〜5につき前述したと第1実施例と同様な構成となす。

＜第3実施例の効果＞
本実施例のモータ給電線配索構造においては、第1実施例の効果に加えて、以下の効果をも奏し得る。
つまり、中空孔33と、該中空孔33内におけるモータ給電線（ワイヤハーネス）の部分との間に、円環状のワイヤハーネス保護部材35（図7）、またはパイプ状のワイヤハーネス保護部材36（図8）を介在させたため、中空孔33内におけるモータ給電線（ワイヤハーネス）の外被が中空孔33の内壁によって摩損されるのを防止することができる。

＜第4実施例のモータ給電線配索構造＞
図9は、本発明の第4実施例に成るモータ給電線配索構造を示す、図1と同様な正面図で、
本実施例においては、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31の途中31aを、ショックアブソーバ9の軸線周りに巻回して遊び部を持たせる。
それ以外は、図1〜5につき前述したと第1実施例と同様な構成となす。

＜第4実施例の効果＞
図9に示した本実施例のモータ給電線配索構造においては、第1実施例の効果に加えて、以下の効果をも奏し得る。
つまり、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31の途中に、ショックアブソーバ9の軸線周りの巻回遊び部31aを設けたため、インホイールモータ駆動車輪1のキングピン軸線Kp周りの転舵時にモータ側給電線32から伝わってくる捻れを巻回遊び部31aで吸収し得ることとなり、前記第1実施例の効果を一層顕著なものにすることができる。

＜第5実施例のモータ給電線配索構造＞
図10は、本発明の第5実施例に成るモータ給電線配索構造を示す、図1と同様な正面図で、
本実施例においては、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31の途中31bを、車幅方向に延在する軸線周りで渦巻き状に巻回して遊び部を持たせる。
それ以外は、図1〜5につき前述したと第1実施例と同様な構成となす。

＜第5実施例の効果＞
図10に示した本実施例のモータ給電線配索構造においては、第1実施例の効果に加えて、以下の効果をも奏し得る。
つまり、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31の途中に、車幅方向延在軸線周りの渦巻き状巻回遊び部31bを設けたため、インホイールモータ駆動車輪1のキングピン軸線Kp周りの転舵時にモータ側給電線32から伝わってくる捻れを渦巻き状巻回遊び部31bで吸収し得ることとなり、前記第1実施例の効果を一層顕著なものにすることができる。

＜第6実施例のモータ給電線配索構造＞
図11は、本発明の第6実施例に成るモータ給電線配索構造を示す、図1と同様な正面図で、
本実施例においては、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31を、車幅方向に延在させて車体に固設したハーネスガイド37に沿わせて配索し、このハーネスガイド37により車体側給電線31を車幅方向に案内する。
それ以外は、図1〜5につき前述したと第1実施例と同様な構成となす。

＜第6実施例の効果＞
図11に示した本実施例のモータ給電線配索構造においては、第1実施例の効果に加えて、以下の効果をも奏し得る。
つまり、中空孔33から車載電源に至る車体側給電線31を、車体に固設したハーネスガイド37で車幅方向に案内するため、インホイールモータ駆動車輪1のキングピン軸線Kp周りの転舵時にモータ側給電線32から伝わってくる捻れを緩和し得ることとなり、前記第1実施例の効果を一層顕著なものにすることができると共に、車体側給電線31の振動防止によってもその耐久性を向上させることができる。

1 インホイールモータ駆動車輪（操舵輪）
2 インホイールモータ駆動ユニット
3 ユニットケース
4 ホイールハブ
5 ブレーキディスク
6 アッパーアーム
7 ロアアーム
8 サードリンク
9 ショックアブソーバ
10 インシュレータ
11 上側固定座
12 下側固定座
13 ブレーキキャリパ
Kp キングピン軸線
21 転舵機構
22 筐体
22a 頂壁中心孔
23 フェースギヤ
24 ピニオンギヤ
25 転舵軸
25a 中空孔
27 入力軸
29 左右転舵機構連結軸
30 等速自在継手
31 車体側給電線（車体側ワイヤハーネス：モータ給電線）
31a,31b 巻回遊び部
32 モータ側給電線（モータ側ワイヤハーネス：モータ給電線）
33 中空孔
35 円環状ワイヤハーネス保護部材
36 パイプ状ワイヤハーネス保護部材
37 ハーネスガイド

Claims (8)

1. 車体に対しサスペンション装置でキングピン軸線の周りに転舵可能に懸架された操舵輪から車体側機器に至る連続したワイヤハーネスを配索するための構造において、
   前記キングピン軸線を提供する、前記サスペンション装置および操舵輪間の上下連結部のうち上方連結部に、キングピン軸線に沿って延在する中空孔を設け、前記ワイヤハーネスを前記中空孔内に延在するよう配置し、前記中空孔と、該中空孔に挿通したワイヤハーネスとの間に、円環状またはパイプ状のワイヤハーネス保護部材を介在させたことを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
2. 前記操舵輪が専用のモータを一体ユニットとして包含し、該モータにより駆動されるインホイールモータ駆動車輪であり、前記ワイヤハーネスが前記モータから車体側電源に至る連続したモータ給電線である、請求項1に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   操舵力を前記キングピン軸線周りの転舵トルクに変換して前記インホイールモータ駆動車輪に付与する転舵機構を、前記キングピン軸線上であって、前記インホイールモータ駆動車輪よりも上方の箇所に配置し、
   前記転舵機構に、キングピン軸線に沿って延在する中空孔を設け、前記ワイヤハーネスを前記中空孔内に延在するよう配置し、前記中空孔と、該中空孔に挿通したワイヤハーネスとの間に前記ワイヤハーネス保護部材を介在させたことを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
3. 請求項1または2に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記中空孔は、前記キングピン軸線に同心に配置されたものであることを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記操舵輪から前記中空孔に至るワイヤハーネス部分をキングピン軸線に沿って延在させたことを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記中空孔から前記車体側機器に至るワイヤハーネス部分に遊び部を持たせたことを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
6. 請求項5に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記遊び部は、車体上下方向に延在する軸線周りの巻回部であることを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
7. 請求項5に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記遊び部は、車幅方向に延在する軸線周りの巻回部であることを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。
8. 請求項1〜4のいずれか1項に記載された、操舵輪のワイヤハーネス配索構造において、
   前記中空孔から前記車体側機器に至るワイヤハーネス部分を車幅方向に案内するハーネスガイドを設けたことを特徴とする操舵輪のワイヤハーネス配索構造。

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