JP2011015579A

JP2011015579A - 電力変換装置

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Publication number: JP2011015579A
Application number: JP2009159133A
Authority: JP
Inventors: Naritomo Higuchi; 成智樋口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: JP5225221B2

Abstract

【課題】電源ケーブルが電源ユニット又は駆動ユニットから外されたときに、電源ユニットからの電力供給を停止する構成を、低コストかつ省スペースにより備えた電気負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】
電池１１ｂの負極と負極出力端子１７間を導通状態と遮断状態に切り換えるリレースイッチ１４と、駆動ユニット３０からスイッチ駆動信号が入力されているときは、リレースイッチ１４をＯＮし、スイッチ駆動信号が入力されていないときには、リレースイッチ１４をＯＦＦする電源ユニット１０と、駆動用電源ケーブル６０の第２端子６２と正極出力端子１６との接続箇所、及び駆動用電源ケーブル７０の第２端子７２と負極出力端子１７との接続箇所を覆うと共に、信号ケーブル８０の第２制御コネクタ９１により電源ユニット１０からの取り外しが不能とされ、第２制御コネクタ９１を外すことで、電源ユニットから１０の取り外しが可能となる電源ユニットカバー２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から電源ケーブルを介して供給される電力により電気負荷の駆動電力を生成して出力する電力変換装置に関する。

従来より、例えばハイブリッド車両等において、モータとその駆動ユニット間をケーブルで接続し、駆動ユニットの接続端子とケーブルコネクタとの接続箇所を覆うコネクタカバーと一体に形成されたアッパーカバーを、駆動ユニットの筐体の上面に取り付けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１には、アッパーカバーの装着の有無に応じて出力する信号のレベル（Hi/Lo）が切り換わるインターロックスイッチを設け、インターロックスイッチによりアッパーカバーが外されたことを検知して、バッテリから駆動ユニットへの電力供給を停止する構成が記載されている。

この構成によれば、車両の整備員等がアッパーカバーを外して作業を行うときに、誤って駆動ユニット内の高電圧回路（インバータ等）に触れることを防止することができる。

特開２００５−１４３２００号公報

ハイブリッド車両等においては、例えば、フロント部にモータの駆動ユニットを配置してリア部に電源ユニットを配置する場合のように、駆動ユニットと電源ユニットを離れた箇所に設置する場合がある。そして、この場合には、駆動ユニットと電源ユニット間を接続した電源ケーブルを介して、電源ユニットから駆動ユニットに電力が供給される。

このように、電源ケーブルを介して電源ユニットから駆動ユニットに電力が供給されている状態で、整備員等が電源ユニットから電源ケーブルを外すと、整備員等が誤って電源ユニットの電源ケーブル用の電圧が出力されている接続端子に触れるおそれがある。また、電源ケーブルを介して電源ユニットから駆動ユニットに電力が供給されている状態で、整備員等が駆動ユニットから電源ケーブルを外すと、整備員等が誤って電圧が出力されている電源ケーブルの接続部に触れるおそれがある。

そのため、整備員等が電源ケーブルを電源ユニットから外したときと、整備員等が電源ケーブルを駆動ユニットから外したときの双方において、電源ユニットからの電力出力が停止した状態になっていることが望ましい。

そこで、電源ユニットと電源ケーブルの接続箇所と、駆動ユニットと電源ケーブルの接続箇所に、電源ケーブルが外れたことを検知するインターロックスイッチを設け、いずれかの箇所で電源ケーブルが外れたことが検知されたときに、電源ユニットからの電力供給を停止する構成とすることが考えられる。

しかし、この構成を実現には、２箇所にインターロックスイッチを設けることによるコストアップや、設置スペースの増大等の不都合が伴なう。

そこで、本発明は、電源ケーブルが電源ユニット又は駆動ユニットから外されたときに、電源ユニットからの電力供給が停止した状態とする構成を、低コストかつ省スペースにより備えた電気負荷駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の第１の態様は、駆動用電源入力端子と、スイッチ信号出力端子と、該スイッチ信号出力端子に所定のスイッチ駆動信号を出力するスイッチ駆動回路と、該駆動用電源入力端子から入力される電力により作動して、所定の電気負荷に駆動電力を供給する電気負荷駆動回路とを備えた駆動ユニットと、駆動用電源出力端子と、スイッチ信号入力端子と、所定電力を出力する駆動用電源と、該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態と遮断状態に切り換えるスイッチ回路と、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されているときは、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態とし、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されていないときには、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を遮断状態とするスイッチ制御回路とを備えた電源ユニットと、前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源出力端子とを接続した駆動用電源ケーブルと、前記信号入力端子と前記信号出力端子とを接続した信号ケーブルと、前記駆動用電源出力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部により前記電源ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号入力端子から外すことで、前記電源ユニットからの取り外しが可能となる電源ユニットカバーとを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、電源ユニットにおいて、駆動用電源出力端子と駆動用電源ケーブルとの接続箇所が電源ユニットカバーで覆われ、電源ユニットカバーは、信号ケーブルの信号出力端子との接続部により電源ユニットからの取り外しが不能とされている。そのため、装置の点検作業者等は、駆動用電源ケーブルを電源ユニットから外すときに、先ず、信号ケーブルを電源ユニットから外し、次に、電源ユニットカバーを取り外す必要がある。そして、信号ケーブルが電源ユニットから外されると、信号入力端子へのスイッチ駆動信号の入力が停止するため、スイッチ制御回路により、駆動用電源の出力部と駆動用電源出力端子間が遮断状態とされる。

そのため、作業者が、電源ユニットカバーを取り外して、駆動用電源ケーブルを電源ユニットから外したときに、電源ユニットの駆動用電源出力端子からの電力出力が停止した状態となっている。そして、本発明においては、駆動用電源ケーブルが外されたことを検知するインターロックスイッチを設ける等の複雑な構成を用いずに、信号ケーブルを電源ユニットから外さなければ電源ユニットカバーを取り外すことができないという簡易な構成によって、低コスト且つ省スペース化を図って、電源ケーブルが電源ユニットから外されたときに、電源ユニットからの電力供給が停止した状態とすることができる。

また、前記第１の態様において、前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部により前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号出力端子から外すことで、前記駆動ユニットからの取り外しが可能となる駆動ユニットカバーを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、駆動ユニットにおいて、駆動用電源入力端子と駆動用電源ケーブルとの接続箇所が駆動ユニットカバーで覆われ、駆動ユニットカバーは、信号ケーブルの信号入力端子との接続部により駆動ユニットからの取り外しが不能とされている。そのため、装置の点検作業者等は、駆動用電源ケーブルを駆動ユニットから外すときに、先ず、信号ケーブルを駆動ユニットから外し、次に、駆動ユニットカバーを取り外す必要がある。そして、信号ケーブルが駆動ユニットから外されると、電源ユニットの信号入力端子へのスイッチ駆動信号の入力が停止するため、スイッチ制御回路により、駆動用電源の出力部と駆動用電源出力端子間が遮断状態とされる。

そのため、作業者が、駆動ユニットカバーを取り外して、駆動用電源ケーブルを駆動ユニットから外したときに、電源ユニットの駆動用電源出力端子からの電力出力を停止して、駆動用電源ケーブルの駆動用電源入力端子との接続部への電力出力が停止した状態とすることができる。

次に、本発明の第２の態様は、駆動用電源入力端子と、スイッチ信号出力端子と、該スイッチ信号出力端子に所定のスイッチ駆動信号を出力するスイッチ駆動回路と、該駆動用電源入力端子から入力される電力により作動して、所定の電気負荷に駆動電力を供給する電気負荷駆動回路とを備えた駆動ユニットと、駆動用電源出力端子と、スイッチ信号入力端子と、所定電力を出力する駆動用電源と、該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態と遮断状態に切り換えるスイッチ回路と、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されているときは、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態とし、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されていないときには、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を遮断状態とするスイッチ制御回路とを備えた電源ユニットと、前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源出力端子とを接続した駆動用電源ケーブルと、前記信号入力端子と前記信号出力端子とを接続した信号ケーブルと、前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部により前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号出力端子から外すことで、前記駆動ユニットからの取り外しが可能となる駆動ユニットカバーとを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、駆動ユニットにおいて、駆動用電源入力端子と駆動用電源ケーブルとの接続箇所が駆動ユニットカバーで覆われ、駆動ユニットカバーは、信号ケーブルの信号入力端子との接続部により駆動ユニットからの取り外しが不能とされている。そのため、装置の点検作業者等は、駆動用電源ケーブルを駆動ユニットから外すときに、先ず、信号ケーブルを駆動ユニットから外し、次に、駆動ユニットカバーを取り外す必要がある。そして、信号ケーブルが駆動ユニットから外されると、信号ケーブルを介した電源ユニットの信号入力端子へのスイッチ駆動信号の入力が停止するため、スイッチ制御回路により、駆動用電源の出力部と駆動用電源出力端子間が遮断状態とされる。

そのため、作業者が、駆動ユニットカバーを取り外して、駆動用電源ケーブルを駆動ユニットから外したときに、駆動用電源ケーブルの駆動用電源入力端子との接続部からの電力出力が停止した状態となっている。そして、本発明においては、駆動用電源ケーブルが駆動ユニットから外されたことを検知するインターロックスイッチを設ける等の複雑な構成を用いずに、信号ケーブルを駆動ユニットから外さなければ駆動ユニットカバーを取り外すことができないという簡易な構成によって、低コスト且つ省スペース化を図って、駆動用電源ケーブルが駆動ユニットから外されたときに、電源ユニットから駆動用電源ケーブルへの電力出力が停止した状態とすることができる。

また、上記第１の態様及び第２の態様において、前記電源ユニットカバーは、前記信号入力端子よりも径が大きく、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部よりも径が小さい貫通孔を有し、該貫通孔と対向若しくは該貫通孔から突出した前記信号入力端子に、前記信号ケーブルの該接続部を接続することによって、前記電源ユニットカバーの前記電源ユニットからの取り外しが不能とされていることを特徴とする。

かかる本発明によれば、電源ユニットカバーに貫通孔を設けた簡易な構成により、信号ケーブルの信号入力端子との接続部によって、電源ユニットカバーの電源ユニットからの取り外しを不能とする構成を実現することができる。

また、上記第１の態様及び第２の態様において、前記駆動ユニットカバーは、前記信号出力端子よりも径が大きく、前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部よりも径が小さい貫通孔を有し、該貫通孔と対向した前記信号出力端子に、前記信号ケーブルの該接続部を接続することによって、前記駆動ユニットカバーの前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされていることを特徴とする。

かかる本発明によれば、駆動ユニットカバーに貫通孔を設けた簡易な構成により、信号ケーブルの信号出力端子との接続部によって、駆動ユニットカバーの駆動ユニットからの取り外しを不能とする構成を実現することができる。

また、上記第１の態様及び第２の態様において、前記電気負荷は多相モータであり、前記電気負荷駆動回路は、前記多相モータ用の駆動電圧を生成して出力するインバータ回路を有し、前記駆動ユニットは、第１制御用電源入力端子と、該第１制御用電源入力端子に入力される制御用電力により作動して、前記インバータ回路により生成される前記駆動電圧の態様を制御する駆動電圧制御回路とを有し、前記制御用電力を出力する制御用電源と、前記制御用電源の出力部と前記第１制御用電源入力端子とを接続した制御用電源ケーブルとを備え、前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、前記信号出力端子及び前記第１制御用電源入力端子との間で、一括して脱着されることを特徴とする。

かかる本発明によれば、信号ケーブルの信号出力端子との接続部と、制御用電源ケーブルの制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、信号出力端子及び第１制御用電源入力端子との間で、一括して脱着される。そのため、信号ケーブルが駆動ユニットから外されたときには、制御用電源ケーブルも駆動ユニットから外されて、制御用電源ケーブルを介した第１制御用電源入力端子への電力供給が停止する。そして、これにより、駆動電圧制御回路によるインバータ回路からの駆動電圧の出力制御を停止して、インバータ回路から多相モータへの駆動電圧の出力を停止することができる。

また、前記電源ユニットは、第２制御用電源入力端子と、制御用電源出力端子と、該第２制御用電源入力端子と該制御用電源出力端子間を短絡する短絡回路とを有し、前記制御用電源ケーブルは、前記第１制御用電源入力端子と前記制御用電源出力端子とを接続すると共に、前記第２制御用電源入力端子と前記制御用電源の出力部とを接続することによって、前記短絡回路を介して前記第１制御用電源入力端子と前記制御用電源の出力部とを接続し、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記制御用電源出力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記第２制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、前記信号入力端子と前記制御用電源出力端子と前記第２制御用電源入力端子との間で、一括して脱着されることを特徴とする。

かかる本発明によれば、信号ケーブルの信号入力端子との接続部と、制御用電源ケーブルの制御用電源出力端子との接続部と、制御用電源ケーブルの第２制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、電源ユニットの信号入力端子と制御用電源出力端子と第２制御用電源入力端子との間で、一括して脱着される。そのため、信号ケーブルが電源ユニットから外されたときには、制御用電源出力端子と第２制御用電源入力端子も電源ユニットから外される。その結果、それまで電源ユニットの短絡回路を介して形成されていた駆動ユニットへの制御用電力の供給経路が遮断されて、制御用電源ケーブルを介した第１制御用電源入力端子への電力供給が停止する。

そして、これにより、駆動電圧制御回路によるインバータ回路からの駆動電圧の出力制御を停止して、インバータ回路から多相モータへの駆動電圧の出力を停止することができる。

また、上記第１の態様及び第２の態様において、前記所定電力は直流電力であり、前記駆動用電源出力端子として、正極出力端子と負極出力端子を備え、前記駆動用電源入力端子として、正極入力端子と負極入力端子を備え、前記駆動用電源ケーブルは、前記正極出力端子と前記正極入力端子を接続すると共に、前記負極出力端子と前記負極入力端子を接続し、前記電気負荷駆動回路は、前記正極入力端子と前記負極入力端子との間に接続された第１コンデンサと、前記インバータ回路の入力端子間に接続された第２コンデンサと、該第１コンデンサと該第２コンデンサの間に接続され、該第１コンデンサの出力電圧を変圧して該第２コンデンサに出力する変圧回路とを有し、前記駆動電圧制御回路は、前記第１制御用電源入力端子からの前記制御用電力の入力が停止したときに、前記変圧回路を作動させて前記第１コンデンサを放電する処理を実行し、前記駆動電圧制御回路により前記第１コンデンサを放電する処理が実行されている間、前記駆動電圧制御回路に前記制御用電力を供給し、該処理の実行が終了したときに前記制御用電力の供給を終了するバックアップ電源を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、信号ケーブルが駆動ユニットから外されて、第１制御用電源入力端子からの制御用電力の供給が停止したときに、駆動電圧制御回路により、第１コンデンサの放電処理が実行される。そして、第１コンデンサの放電処理が実行されている間は、バックアップ電源により駆動電圧制御回路に制御用電力が供給される。このように、第１コンデンサの放電処理を実行することによって、作業者が駆動用電源ケーブルを駆動ユニットから外したときに、第１コンデンサの充電電荷による電圧が印加された駆動用電源入力端子に触れることを防止することができる。

さらに、信号ケーブルが電源ユニットから外されて、制御用電源出力端子からの制御用電力の供給が停止したときに、駆動電圧制御回路により、第１コンデンサの放電処理が実行される。そして、第１コンデンサの放電処理が実行されている間は、バックアップ電源により駆動電圧制御回路に制御用電力が供給される。このように、第１コンデンサの放電処理を実行することによって、作業者が駆動用電源ケーブルを電源ユニットから外したときに、第１コンデンサの充電電荷による電圧が印加された駆動用電源出力端子に触れることを防止することができる。

モータ駆動装置の構成図。電源ユニットカバーの取り付け態様の説明図。電源ユニットから制御コネクタを外す工程の説明図。電源ユニットから電源ユニットカバーを取り外す工程の説明図。電源ユニットから駆動用電源ケーブルを外す工程の説明図。駆動ユニットから制御コネクタを外す工程の説明図。駆動ユニットから駆動ユニットカバーを取り外す工程の説明図。駆動ユニットから駆動用電源ケーブルを外す工程の説明図。変圧回路によりコンデンサを放電する工程の説明図。制御用電源ケーブルの他の接続態様の説明図。

本発明の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。

図１を参照して、本実施形態の電気負荷駆動装置は３相のＤＣブラシレスモータ１（本発明の電気負荷及び多相モータに相当する。以下、モータ１という）を駆動するものであり、ハイブリッド車両や電気車両に搭載して使用される。本実施形態の電気負荷駆動装置は、モータ１に駆動電力を出力する駆動ユニット３０と、駆動ユニットに作動用電力を供給する電源ユニット１０と、制御用電源１００（例えばバッテリ）とを備えている。

駆動ユニット３０と電源ユニット１０は、駆動用電源ケーブル６０，７０、信号ケーブル８０、及び制御用電源ケーブル８１で接続されている。また、制御用電源１００と電源ユニット１０は、制御用電源ケーブル８２で接続されている。

電源ユニット１０は、電池１１ａ，１１ｂ、電池１１ａと電池１１ｂの間に接続されたスイッチ１２及びヒューズ１３、電池１１ａの正極と接続された正極出力端子１６、コンタクタ１４、コンタクタ１４のリレースイッチ１５ａ（本発明のスイッチ回路に相当する）を介して電池１１ｂの負極と接続された負極出力端子１７、及び、４個の接続端子（コンタクタ１４の駆動コイル１５ｂ（本発明のスイッチ制御回路に相当する）と接続された第１端子１８ａ（本発明のスイッチ信号入力端子に相当する）及び第４端子１８ｄ、短絡回路１９により短絡された第２端子１８ｂ及び第３端子１８ｃ）を有する第１制御コネクタ１８とを備えている。

第１制御コネクタ１８は第２制御コネクタ９１と嵌合され、これにより、第１制御コネクタの第１端子１８ａが第２制御コネクタ９１の第１端子９１ａ（信号ケーブル８０と接続されている）と導通し、第１制御コネクタの第２端子１８ｂが第２制御コネクタ９１の第１端子９１ｂ（制御用電源ケーブル８１と接続されている）と導通し、第１制御コネクタの第３端子１８ｃが第２制御コネクタ９１の第３端子９１ｃ（制御用電源ケーブル８２と接続されている）と導通し、第１制御コネクタ１８の第４接続端子１８ｄが第２制御コネクタ９１の第４端子９１ｄ（グランドケーブル８３と接続されている）と導通している。

ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、電源ユニットカバー２０の取り付け態様について説明する。図２（ａ）は電源ユニットカバー２０を横断面で示して、ケーブル類の接続状態を示し、図２（ｂ）は電源ユニットカバー２０の正面図を示している。

電源ユニットカバー２０は、駆動用電源ケーブル６０の第２端子６２と正極出力端子１６との接続箇所、及び駆動用電源ケーブル７０の第２端子７２と負極出力端子１７との接続箇所と覆って、ボルト２１，２２により電源ユニット１０の筐体１０ａに固定されている。

また、第１制御コネクタ１８は、電源ユニットカバー２０に設けられた貫通孔２５から露出して第２制御コネクタ９１と嵌合されているが、第２制御コネクタ９１の径は貫通孔２５の径よりも大きい。そのため、第２制御コネクタ９１を第１制御コネクタ１８から外さなければ、電源ユニットカバー２０を電源ユニット１０から取り外すことができない状態となっている。

次に、図１を参照して、駆動ユニット３０は、モータ１に供給する３相の駆動電圧を生成するインバータ回路３１、インバータ回路３１の入力部に接続された第２コンデンサ３３、駆動用電源ケーブル６０の第１端子６１と接続された正極入力端子３７、駆動用電源ケーブル７０の第１端子７１と接続された負極入力端子３８、正極入力端子３７と負極入力端子３８間に接続された第１コンデンサ３４及び抵抗３５、第１コンデンサ３４と第２コンデンサ３３との間に接続された変圧回路３２、インバータ回路３１と変圧回路３２の作動を制御すると共に、スイッチ駆動信号を出力する駆動電圧制御回路３６（本発明のスイッチ駆動回路の機能を含む）、及び３個の接続端子（スイッチ駆動信号の出力線と接続された第１端子３９ａ（本発明のスイッチ信号出力端子に相当する）、制御用電源の入力線と接続された第２端子３９ｂ、グランドの入力線と接続された第３端子３９ｃ）を有する第３制御コネクタ３９を備えている。

なお、インバータ回路３１と、第１コンデンサ３４と、第２コンデンサ３３と、変圧回路３２とにより、本発明の電気負荷駆動回路が構成されている。

第３制御コネクタ３９は第４制御コネクタ９０と嵌合され、これにより、第３制御コネクタ３９の第１端子３９ａが第４制御コネクタ９０の第１端子９０ａ（信号ケーブル８０と接続されている）と導通し、第３制御コネクタ３９の第２端子３９ｂが第４制御コネクタ９０の第２端子９０ｂ（制御用電源ケーブル８０と接続されている）と導通し、第３制御用コネクタ３９の第３端子３９ｃが第４制御コネクタ９０の第３端子９０ｃ（グランドケーブル８４と接続されている）と導通している。

また、上述した電源ユニットカバー２０と同様に、ボルト４１，４２により駆動ユニット３０に取り付けられた駆動ユニットカバー４０によって、駆動用電源ケーブル６０の第１端子６１と正極入力端子３７との接続箇所、及び駆動用電源ケーブル７０の第１端子７１と負極入力端子３８との接続箇所が覆われている。

そして、第３制御コネクタ３９は、駆動ユニットカバー４０に設けられた貫通孔４５から露出して第４制御コネクタ９０と嵌合されているが、第４制御コネクタ９０の径は貫通孔４５の径よりも大きい。そのため、第４制御コネクタ９０を第３制御コネクタ３９から外さなければ、駆動ユニットカバー４０を駆動ユニット３０から取り外すことができない状態となっている。

次に、図３〜図５を参照して、ハイブリッド車両の点検作業者等が、電源ユニット１０から駆動用電源ケーブル６０，７０を外すときの手順について説明する。

先ず、図３を参照して、作業者は第２制御コネクタ９１を第１制御コネクタ１８から外す。これにより、信号ケーブル８０を介した駆動ユニット３０から電源ユニット１０へのスイッチ駆動信号の出力が停止して、リレースイッチ１５ａがＯＦＦ（遮断状態）となるため、電源ユニット１０から駆動ユニット３０への駆動用電力の供給が停止する。

このとき、駆動ユニット３０側では、制御用電源ケーブル８１を介した制御用電源１００からの電力供給が停止するため、駆動電圧制御回路３６が作動を停止して、インバータ３１からモータ１への駆動電圧の出力が停止する。また、駆動用電源ケーブル６０，７０を介した電力供給が停止するため、第１コンデンサ３４に充電されていた電荷が抵抗３５を介して放電される。

次に、図４を参照して、作業者は、ボルト２１，２２を外して、電源ユニットカバー２０を電源ユニット１０から取り外す。そして、図５を参照して、作業者は、駆動用電源ケーブル６０の第２端子６２を正極出力端子１６から外すと共に、駆動用電源ケーブル７０の第２端子７２を負極出力端子１７から外す。

この場合、既にリレースイッチ１５ａがＯＦＦ状態となっているため、作業者が正極出力端子１６及び負極出力端子１７に触れても、作業者に電池１１ａ，１１ｂからの電圧が加わることはない。また、第１コンデンサ３４は放電されているため、作業者が正極出力端子６２又は負極入力端子７２に触れても、第１コンデンサ３４に帯電された電荷による電圧が加わることはない。

次に、図６〜図８を参照して、作業者が駆動ユニット３０から駆動用電源ケーブル６０，７０を外すときの手順について説明する。

先ず、図６を参照して、作業者は第４制御コネクタ９０を第３制御コネクタ３９から外す。これにより、信号ケーブル８０を介した駆動ユニット３０から電源ユニット１０へのスイッチ駆動信号の出力が停止して、リレースイッチ１５ａがＯＦＦ（遮断状態）となるため、電源ユニット１０から駆動ユニット３０への駆動用電力の供給が停止する。

次に、図７を参照して、作業者は、ボルト４１，４２を外して、駆動ユニットカバー４０を駆動ユニット３０から取り外す。そして、図８を参照して、作業者は、駆動用電源ケーブル６０の第１端子６１を正極入力端子３７から外すと共に、駆動用電源ケーブル７０の第１端子７１を負極入力端子３８から外す。

この場合、既にリレースイッチ１５ａがＯＦＦ状態となっているため、作業者が駆動用電源ケーブル６０の第１端子６１や駆動用電源ケーブル７０の第１端子７１に触れても、作業者に電池１１ａ，１１ｂから電圧が加わることはない。また、第１コンデンサ３４は放電されているため、作業者が正極入力端子３７又は負極入力端子３８に触れても、第１コンデンサ３４に帯電された電荷による電圧が加わることはない。

なお、本実施形態では、電源ユニットカバー２０と駆動ユニットカバー４０を備えることで、作業者が、電源ユニット１０から駆動用電源ケーブル６０，７０を外す場合と、駆動ユニット３０から駆動用電源ケーブル６０，７０を外す場合の双方において、電源ユニット１０から出力される電圧が作業者に加わることを防止したが、電源ユニットカバー２０と駆動ユニットカバー４０のいずれか一方のみを備える場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

また、図９に示したように、制御用電源１００と駆動電圧制御回路３６間の接続と遮断とを切り換えるリレー１１５を、コネクタ１１０，１１１を介して駆動電圧制御回路３６に接続し、制御用電源ケーブル８０を介した制御用電源１００との接続が遮断されたことを検知した駆動電圧制御回路３６が、リレー１１５の駆動コイル１１２に通電してリレースイッチ１１５をＯＮ（導通状態）することで、駆動電圧制御回路３６への電力供給が継続されるようにしてもよい。

そして、これにより、制御用電源ケーブル８０の第２制御コネクタ９１が電源ユニット１０から外されたとき、又は制御用電源ケーブル８０の第４制御コネクタ９０が駆動ユニット３０から外されたときに、駆動電圧制御回路３６が変圧回路３２のトランジスタ５０，５１をスイッチングして、第１コンデンサ３４と第２コンデンサ３３間で電荷を移動させ、これにより第１コンデンサ３４を放電するようにしてもよい。

この場合には、放電用の抵抗３５を不要とすることができる。なお、駆動電圧制御回路３６は、コンデンサ１の放電が終了したときに、リレー１１５の駆動コイル１１２への通電を停止して、駆動ユニット３０と駆動用電源１００との接続を遮断する。この場合、リレー１１５と制御用電源１００とにより、本発明のバックアップ電源が構成されている。

また、電源ユニット１０から第２制御コネクタ９１が外されたときに、駆動ユニット３０の駆動電圧制御回路３６の作動を停止する必要がないときには、図１０に示したように、制御用電源１００と駆動ユニット３０を電源ユニット１０を介さずに接続する構成としてもよい。

なお、本実施の形態では、本発明の電気負荷としてモータ１を駆動する駆動ユニット３０を備えた電気負荷駆動装置を示したが、対象とする電気負荷はモータに限られず、空調機器や照明等の他の種類の電気負荷を駆動する駆動ユニットを備えた電気負荷駆動装置に対しても、本発明の適用が可能である。

１…モータ、１０…電源ユニット、１４…リレースイッチ、１６…正極出力端子、１７…負極出力端子、１８…第１制御コネクタ、１９…短絡回路、２０…電源ユニットカバー、３０…駆動ユニット、３１…インバータ回路、３２…変圧回路、３６…駆動電圧制御回路、３７…正極入力端子、３８…負極入力端子、４０…駆動ユニットカバー、６０，７０…駆動用電源ケーブル、８０…信号ケーブル、８１…制御用電源ケーブル、１００…制御用電源。

Claims

駆動用電源入力端子と、スイッチ信号出力端子と、該スイッチ信号出力端子に所定のスイッチ駆動信号を出力するスイッチ駆動回路と、該駆動用電源入力端子から入力される電力により作動して、所定の電気負荷に駆動電力を供給する電気負荷駆動回路とを備えた駆動ユニットと、
駆動用電源出力端子と、スイッチ信号入力端子と、所定電力を出力する駆動用電源と、該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態と遮断状態に切り換えるスイッチ回路と、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されているときは、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態とし、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されていないときには、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を遮断状態とするスイッチ制御回路とを備えた電源ユニットと、
前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源出力端子とを接続した駆動用電源ケーブルと、
前記信号入力端子と前記信号出力端子とを接続した信号ケーブルと、
前記駆動用電源出力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部により前記電源ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号入力端子から外すことで、前記電源ユニットからの取り外しが可能となる電源ユニットカバーとを備えたことを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項１記載の電気負荷駆動装置において、
前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部により前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号出力端子から外すことで、前記駆動ユニットからの取り外しが可能となる駆動ユニットカバーを備えたことを特徴とする電気負荷駆動装置。
駆動用電源入力端子と、スイッチ信号出力端子と、該スイッチ信号出力端子に所定のスイッチ駆動信号を出力するスイッチ駆動回路と、該駆動用電源入力端子から入力される電力により作動して、所定の電気負荷に駆動電力を供給する電気負荷駆動回路とを備えた駆動ユニットと、
駆動用電源出力端子と、スイッチ信号入力端子と、所定電力を出力する駆動用電源と、該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態と遮断状態に切り換えるスイッチ回路と、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されているときは、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を導通状態とし、該信号入力端子に前記スイッチ駆動信号が入力されていないときには、該スイッチ回路により該駆動用電源の出力部と該駆動用電源出力端子間を遮断状態とするスイッチ制御回路とを備えた電源ユニットと、
前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源出力端子とを接続した駆動用電源ケーブルと、
前記信号入力端子と前記信号出力端子とを接続した信号ケーブルと、
前記駆動用電源入力端子と前記駆動用電源ケーブルとの接続箇所を覆うと共に、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部により前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされ、前記信号ケーブルを前記信号出力端子から外すことで、前記駆動ユニットからの取り外しが可能となる駆動ユニットカバーとを備えたことを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項１又は請求項２記載の電気負荷駆動装置において、
前記電源ユニットカバーは、前記信号入力端子よりも径が大きく、前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部よりも径が小さい貫通孔を有し、該貫通孔と対向若しくは該貫通孔から突出した前記信号入力端子に、前記信号ケーブルの該接続部を接続することによって、前記電源ユニットカバーの前記電源ユニットからの取り外しが不能とされていることを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項２又は請求項３記載の電気負荷駆動装置において、
前記駆動ユニットカバーは、前記信号出力端子よりも径が大きく、前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部よりも径が小さい貫通孔を有し、該貫通孔と対向若しくは該貫通孔から突出した前記信号出力端子に、前記信号ケーブルの該接続部を接続することによって、前記駆動ユニットカバーの前記駆動ユニットからの取り外しが不能とされていることを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項１から請求項５のうちいずれか１項記載の電気負荷駆動装置において、
前記電気負荷は多相モータであり、
前記電気負荷駆動回路は、前記多相モータ用の駆動電圧を生成して出力するインバータ回路を有し、
前記駆動ユニットは、第１制御用電源入力端子と、該第１制御用電源入力端子に入力される制御用電力により作動して、前記インバータ回路により生成される前記駆動電圧の態様を制御する駆動電圧制御回路とを有し、
前記制御用電力を出力する制御用電源と、
前記制御用電源の出力部と前記第１制御用電源入力端子とを接続した制御用電源ケーブルとを備え、
前記信号ケーブルの前記信号出力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、前記信号出力端子及び前記第１制御用電源入力端子との間で、一括して脱着されることを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項６記載の電気負荷駆動装置において、
前記電源ユニットは、第２制御用電源入力端子と、制御用電源出力端子と、該第２制御用電源入力端子と該制御用電源出力端子間を短絡する短絡回路とを有し、
前記制御用電源ケーブルは、前記第１制御用電源入力端子と前記制御用電源出力端子とを接続すると共に、前記第２制御用電源入力端子と前記制御用電源の出力部とを接続することによって、前記短絡回路を介して前記第１制御用電源入力端子と前記制御用電源の出力部とを接続し、
前記信号ケーブルの前記信号入力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記制御用電源出力端子との接続部と、前記制御用電源ケーブルの前記第２制御用電源入力端子との接続部は、同一のコネクタに装着されたコネクタ端子であって、前記信号入力端子と前記制御用電源出力端子と前記第２制御用電源入力端子との間で、一括して脱着されることを特徴とする電気負荷駆動装置。
請求項６又は請求項７記載の電気負荷駆動装置において、
前記所定電力は直流電力であり、
前記駆動用電源出力端子として、正極出力端子と負極出力端子を備え、
前記駆動用電源入力端子として、正極入力端子と負極入力端子を備え、
前記駆動用電源ケーブルは、前記正極出力端子と前記正極入力端子を接続すると共に、前記負極出力端子と前記負極入力端子を接続し、
前記電気負荷駆動回路は、前記正極入力端子と前記負極入力端子との間に接続された第１コンデンサと、前記インバータ回路の入力端子間に接続された第２コンデンサと、該第１コンデンサと該第２コンデンサの間に接続され、該第１コンデンサの出力電圧を変圧して該第２コンデンサに出力する変圧回路とを有し、
前記駆動電圧制御回路は、前記第１制御用電源入力端子からの前記制御用電力の入力が停止したときに、前記変圧回路を作動させて前記第１コンデンサを放電する処理を実行し、
前記駆動電圧制御回路により前記第１コンデンサを放電する処理が実行されている間、前記駆動電圧制御回路に前記制御用電力を供給し、該処理の実行が終了したときに前記制御用電力の供給を終了するバックアップ電源を備えたことを特徴とする電気負荷駆動装置。