JP4697187B2 - 高電圧機器モジュール - Google Patents
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Description
電力変換装置の異常時等には、一対の上記可動接点が上記固定接点から離れた状態(遮断状態)を保っている。
上記メイン継電器は、本体に固定された固定接点と、該固定接点に対して移動可能に配設された可動接点とを有し、該可動接点を上記固定接点に対して接触させたり離脱させたりすることにより、導通状態と遮断状態とを形成することができるよう構成されており、
上記一対のメイン継電器は、上記可動接点の可動方向が互いになす角度が鋭角かつ45°以上となるように配置されていることを特徴とする高電圧機器モジュールにある(請求項1)。
上記高電圧回路において問題となるのは、上述したごとく、遮断状態を維持する必要があるときに、高電圧機器モジュールにおける一対のメイン継電器の双方において同時に、可動接点と固定接点とが接触して、高電圧回路に高電圧電流が流れてしまうおそれがあることにある。それ故、一対のメイン継電器のうちの一方のみにおいて可動接点と固定接点とが接触することは問題とならない。
上記メイン継電器は、本体に固定された固定接点と、該固定接点に対して移動可能に配設された可動接点とを有し、該可動接点を上記固定接点に対して接触させたり離脱させたりすることにより、導通状態と遮断状態とを形成することができるよう構成されており、
上記筐体は、振動源と複数個所において接触した状態で固定されていると共に、上記一対のメイン継電器のうちの一方と他方とをそれぞれ搭載する第1搭載部と第2搭載部とを有し、
上記第1搭載部と上記第2搭載部との間には、段差が設けてあり、
上記第1搭載部と該第1搭載部に搭載された上記メイン継電器との接触面と、上記第2搭載部と該第2搭載部に搭載された上記メイン継電器との接触面とは、上記振動源と上記筐体との接触面からの該接触面の法線方向の距離が、互いに異なっていることを特徴とする高電圧機器モジュールにある(請求項2)。
上記高電圧機器モジュールにおいては、振動源と上記筐体との接触面を基準として、上記一対のメイン継電器を、上記筐体との接触面の位置が互いに異なるように配置している。そのため、振動源から筐体を通じて上記一対のメイン継電器に伝わる振動は、互いに位相がずれた状態となる。したがって、上記一対のメイン継電器は、互いに異なる位相で(同期することなく)振動することとなる。
これにより、たとえ一対のメイン継電器が、その可動接点の可動方向が平行となるように配置されていたとしても、遮断状態を保つ必要があるときに一対のメイン継電器が同時に導通状態となることを防ぐことができる。
第1の発明(請求項1)において、上記一対のメイン継電器は、上記可動接点の可動方向が互いに45°以上の角度をなすように配置されている。
これにより、遮断状態を保つ必要があるときに、上記一対のメイン継電器が同時に導通状態となることをより効果的に防ぐことができる。上記一対のメイン継電器における可動接点の可動方向が互いになす角度が45°未満である場合には、上記一対のメイン継電器が同時に導通状態となることを確実に防ぐことが困難となるおそれがある。
この場合には、電力変換装置における半導体モジュールの故障等の異常時に、高電圧回路を確実に遮断状態に保つことができる。
この場合には、遮断状態において、外部から加わる振動によって上記可動接点が振動しやすく、固定接点と接触するという問題が生じやすい。そこで、上記のような構成の電磁継電器をメイン継電器として用いた高電圧機器モジュールに本発明を適用することにより、「遮断状態を保つ必要があるときに、外部から加わる振動によって一対のメイン継電器が同時に導通状態となることを防止する」という本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。
この場合には、上記高電圧機器モジュールの組立て作業性を向上させることができると共に、製造コストを低減することができる。このように同じ構造を有する一対のメイン継電器を用いる場合には、これらの可動接点が同期して振動しやすいということが考えられる。そこで、かかる高電圧機器モジュールに本発明を適用することにより、一対のメイン継電器における可動接点が同期して振動することを防ぎ、「遮断状態を保つ必要があるときに、外部から加わる振動によって一対のメイン継電器が同時に導通状態となることを防止する」という本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。
この場合には、メイン継電器の各端子と、高電圧バスバー及び低電圧バスバーとの接合部において、接触抵抗が生じることがなく、接合部の発熱を抑制することができる。
この場合には、高電圧バスバー及び低電圧バスバーの接続端子部と、メイン継電器の端子との溶接を、容易に行うことができる。即ち、筐体における共通の面に高電圧バスバー及び低電圧バスバーの接続端子部が配置されるため、溶接を同じ方向から行うことができ、作業性が向上する。また、これらの接続端子部がメイン継電器の本体の配されていない側の筐体の面に配されているため、メイン継電器の本体が溶接作業の邪魔になることもない。
この場合には、溶接時における発熱を小さくすることができるため、メイン継電器への熱負荷を抑制することができる。
本発明の参考例にかかる高電圧機器モジュールにつき、図1〜図5を用いて説明する。
本例の高電圧機器モジュール1は、図1、図2、図5に示すごとく、高電圧回路10の一部に組み込まれ、高電圧電源としてのバッテリ6の正極側と負極側とにそれぞれ接続された一対のメイン継電器2を、共通の筐体5に取付けてなる。
メイン継電器2は、図1、図5に示すごとく、本体に固定された固定接点21と、固定接点21に対して移動可能に配設された可動接点22とを有する。そして、メイン継電器2は、可動接点22を固定接点21に対して接触させたり離脱させたりすることにより、導通状態と遮断状態とを形成することができるよう構成されている。
そして、高電圧機器モジュール1は、バッテリ6の正極側と負極側とにそれぞれ接続された一対のメイン継電器2として、第1のメイン継電器201と第2のメイン継電器202とを有する。第1のメイン継電器201は、インバータ7の正極側電力線71に接続され、第2のメイン継電器202は、インバータ7の負極側電力線72に接続されている。
また、第2のメイン継電器202は、直列接続された電流センサ12を介してバッテリ6の負極に接続されている。
また、インバータ7は、正極側電力線71と負極側電力線72との間にコンデンサ73を接続している。
プリチャージ用継電器13の端子131も、同様の状態で高電圧バスバー3及び低電圧バスバー4にレーザー溶接されている。また、レジスタ11等、高電圧機器モジュール1における他の電子部品の端子についても同様の状態で高電圧バスバー3に溶接されている(図示略)。
そして、遮断状態(図4)においては、可動接点22は、第1付勢手段241と第2付勢手段242とによってフロート状態に支持されている。
また、可動接点22は、可動ホルダ221の両端に一対設けられており、それぞれの可動接点22は、一対の固定接点21に対して対向配置されている。可動ホルダ221は、第2付勢手段242によって、可動接点22が固定接点21に当接する方向に付勢されている。
一方、駆動コイル部231に通電したときには、図3に示すごとく、駆動コイル部231に生じる電磁力によって、可動プランジャ233は、固定コア232側に吸引される。これにより、可動接点22が固定接点21に接触し、導通状態が形成される。
一方、プリチャージ用継電器13は、メイン継電器2よりも小型であって、その構造は、メイン継電器2とは異なっていてもよい。
まず、自動車の起動時における信号を受けて、制御部101からの駆動信号によって、第2のメイン継電器202とプリチャージ用継電器13をオンの状態とする。これにより、バッテリ6の高電圧電流は、プリチャージ用継電器13とレジスタ11とを経由してインバータ7のコンデンサ73に流れ、コンデンサ73が充電される。このとき、高電圧電流は、レジスタ11を介してコンデンサ73に流れるため、電流の突入時に大電流が流れることを防ぐことができる。
このように、大電流の突入を防ぎつつ、徐々にコンデンサ73を充電していく。
その後、第1のメイン継電器201をオンして、バッテリ6とインバータ7との間の配電のために、常時導通状態を維持する。
上記高電圧回路10において問題となるのは、上述したごとく、遮断状態を維持する必要があるときに、高電圧機器モジュール1における一対のメイン継電器2の双方において同時に、可動接点22と固定接点21とが接触して、高電圧回路10に高電圧電流が流れてしまうおそれがあることにある。それ故、一対のメイン継電器2のうちの一方のみにおいて可動接点22と固定接点21とが接触することは問題とならない。
本例は、図8に示すごとく、一対のメイン継電器2を、可動接点22の可動方向Kが互いに鋭角をなすように配置した高電圧機器モジュール1の例である。
即ち、参考例においては、一対のメイン継電器2の可動接点22の可動方向Kのなす角度を直角としたが、本例においては、その角度θを鋭角としている。この場合、角度θは、45°以上であることが好ましい。
その他は、参考例と同様である。
本例の場合にも、遮断状態を保つ必要があるときに、外部から加わる振動によって一対のメイン継電器2が同時に導通状態となることを防止することが可能である。
その他、参考例と同様の作用効果を有する。
本例は、図9、図10に示すごとく、振動源である車両のボディ8と高電圧機器モジュール1の筐体5との接触面14を基準として、一対のメイン継電器2が、筐体5との接触面151、152の位置を互いに異ならせている例である。
なお、筐体5は、ボディ8に対して、ボルト54によって固定されている。
その他は、参考例と同様である。
上記高電圧機器モジュール1においては、振動源である車両のボディ8と筐体5との接触面14を基準として、一対のメイン継電器2を、筐体5との接触面151、152の位置が互いに異なるように配置している。そのため、振動源(ボディ8)から筐体5を通じて一対のメイン継電器2に伝わる振動は、互いに位相がずれた状態となる。したがって、一対のメイン継電器2は、互いに異なる位相で(同期することなく)振動することとなる。
これにより、たとえ一対のメイン継電器2が、その可動接点22の可動方向Kが平行となるように配置されていたとしても、遮断状態を保つ必要があるときに一対のメイン継電器2が同時に導通状態となることを防ぐことができる。
その他、参考例と同様の作用効果を有する。
本例は、図11、図12に示すごとく、一対のメイン継電器2を、可動接点22の可動方向Kが互いに平行となるように配置した高電圧機器モジュール9の例である。
また、振動源である車両のボディ8と高電圧機器モジュール9の筐体5との接触面94を基準として、一対のメイン継電器2が、筐体5との接触面951、952の位置を一致させている。即ち、第1のメイン継電器201と筐体5との接触面951と、第2のメイン継電器202と筐体との接触面952とが、同一平面上に形成されている。
その他は、参考例と同様である。
2 メイン継電器
21 固定接点
22 可動接点
5 筐体
6 バッテリ(高電圧電源)
7 インバータ(電力変換装置)
K 可動方向
Claims (8)
- 高電圧回路の一部に組み込まれ、高電圧電源の正極側と負極側とにそれぞれ接続された一対のメイン継電器を、共通の筐体に取付けてなる、車両用の高電圧機器モジュールであって、
上記メイン継電器は、本体に固定された固定接点と、該固定接点に対して移動可能に配設された可動接点とを有し、該可動接点を上記固定接点に対して接触させたり離脱させたりすることにより、導通状態と遮断状態とを形成することができるよう構成されており、
上記一対のメイン継電器は、上記可動接点の可動方向が互いになす角度が鋭角かつ45°以上となるように配置されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。 - 高電圧回路の一部に組み込まれ、高電圧電源の正極側と負極側とにそれぞれ接続された一対のメイン継電器を、共通の筐体に取付けてなる高電圧機器モジュールであって、
上記メイン継電器は、本体に固定された固定接点と、該固定接点に対して移動可能に配設された可動接点とを有し、該可動接点を上記固定接点に対して接触させたり離脱させたりすることにより、導通状態と遮断状態とを形成することができるよう構成されており、
上記筐体は、振動源と複数個所において接触した状態で固定されていると共に、上記一対のメイン継電器のうちの一方と他方とをそれぞれ搭載する第1搭載部と第2搭載部とを有し、
上記第1搭載部と上記第2搭載部との間には、段差が設けてあり、
上記第1搭載部と該第1搭載部に搭載された上記メイン継電器との接触面と、上記第2搭載部と該第2搭載部に搭載された上記メイン継電器との接触面とは、上記振動源と上記筐体との接触面からの該接触面の法線方向の距離が、互いに異なっていることを特徴とする高電圧機器モジュール。 - 請求項1又は2において、電力変換装置と、該電力変換装置に直流電力を供給する高電圧電源との間に電気的に接続されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記メイン継電器は、通電によって生じる電磁力によって上記可動接点を移動させる電磁駆動部と、上記可動接点を上記固定接点から離れる方向に付勢する第1付勢手段と、上記可動接点を上記固定接点に近付ける方向に付勢する第2付勢手段とを有し、上記遮断状態においては、上記可動接点は、上記第1付勢手段と上記第2付勢手段とによってフロート状態に支持されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、上記一対のメイン継電器は、互いに同じ構造を有することを特徴とする高電圧機器モジュール。
- 請求項1〜5のいずれか一項において、上記メイン継電器の各端子は、上記高電圧回路の一部を構成する高電圧バスバー、及び、上記メイン継電器を駆動するための低電圧電流が流れる低電圧バスバーに対して、それぞれ溶接されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。
- 請求項6において、上記高電圧バスバー及び上記低電圧バスバーの接続端子部は、上記筐体における上記メイン継電器の本体が配される側と反対の面において、上記メイン継電器の端子と溶接されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。
- 請求項6又は7において、上記高電圧バスバー及び上記低電圧バスバーの接続端子部と、上記メイン継電器の端子とは、レーザー溶接によって接続されていることを特徴とする高電圧機器モジュール。
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