JP2017135765A - 高電圧機器収納用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧機器収納用筐体のインターロック装置を構成するためには部品点数を多く要して大型となっている。【解決手段】直流電源と高電圧機器間にインターロック検出部の動作接点を介挿する。インターロック検出部の電流の流路にインターロック検出用の端子Ａ，Ｂを設け、この端子Ａ，Ｂを端子カバーと対向する筐体部分に設置する。少なくとも端子Ａ，Ｂと対向する端子カバーに導電部を設け、端子カバーを閉じたときに端子Ａ，Ｂ間を導通させてインターロック検出部を介し接点をオン状態とし、端子カバーを開放したとき端子Ａ，Ｂ間を開路して接点をオフ状態とするよう構成したものである。【選択図】 図４

Description

本発明は、高電圧機器を収納する筐体に係わり、特に、筐体内部の高電圧機器を作業者が点検するに際して安全性を確保するインターロック機能を備えた筐体に関するものである。

筐体に収納される高電圧機器においては、高電圧機器の点検時などで筐体の蓋を開けたときの作業者の安全性を確保するためにインターロック装置が取り付けられている。例えば、特許文献１では、インバータユニットの箱蓋を開けるためには、バッテリパックの安全スイッチに嵌合されている安全プラグを取外して、インバータユニットのインターロック装置の嵌合部に嵌合させることでインバータユニットの箱蓋の開錠を可能としている。

また、特許文献２では、インバータを収納するケース内にコイルとロッドからなるアクチュエータを設けると共に、ケースにヒンジを介してハウジングを取り付け、ハウジングの内面側に孔を有するキー孔部を突設する。インバータにバッテリを接続して直流電源投入時にアクチュエータのコイルを励磁し、ロッドをキー孔部に挿入することでインターロックすることが記載されている。

特開２００６−１３６０９７ 特開２０１１−１９３５４６

特許文献１，２では、インターロック装置を構成する手段として、嵌合部とプラグからなる安全スイッチやアクチュエータ等の各部品を用いてそれの取付け場所が必要となり、インバータユニットを収納する筐体も格別な構造となって、部品点数を多く要し、またインターロック装置が大型となっている。

本発明が目的とするところは、部品点数の少ないインターロック検出回路を備えた高電圧機器収納用筐体を提供することにある。

本発明は、直流電源で動作して高電圧を出力する機器を収納する筐体に端子カバーが設けられたものにおいて
前記筐体内に設けられ、前記直流電源と高電圧機器間を接続する電路に介挿された接点を開閉するインターロック検出部と、
インターロック検出部の電流の流路に設けられたインターロック検出用の端子Ａ，Ｂと、
前記端子Ａ，Ｂを前記端子カバーと対向する位置に配設し、端子カバーを閉じたとき端子Ａ，Ｂ間を導通させて前記インターロック検出部を介し接点をオン状態とし、端子カバーを開放したとき端子Ａ，Ｂ間を開路して前記接点をオフ状態とする導電部を有する端子カバーとを備えたものである。

本発明の請求項２は、端子カバーを導電性材料で形成したものである。

本発明の請求項３は、端子カバーを絶縁性材料で形成し、前記インターロック検出部の端子Ａ，Ｂと対向する位置に導電性材料を配置したものである。

本発明の請求項４は、導電性材料で形成された前記筐体の蓋に、前記端子カバーが配置される断面に沿って形成された段部近傍の絶縁性材料を設け、
前記絶縁性材料を貫通して前記インターロック検出部に連接する導体を導出し、導体の先端部を前記段部の側面に位置してインターロック検出部の端子Ａ，Ｂとすると共に、
前記端子カバーを絶縁性材料で形成し、外周部に前記筐体の蓋に形成された段部と係合する段部を設け、端子カバーの段部側面で前記端子Ａ，Ｂと対向する位置に絶縁性材料を配置したものである。

本発明の請求項５は、高電圧機器をインバータとし、前記インターロック検出部はリレーで構成し、リレーの励磁用電源をインバータ制御部の制御用電源を用いたものである。

以上のとおり、本発明によれば、インターロック検出部の端子Ａ，Ｂを端子カバーと対向する筐体部分に設け、少なくとも筐体と対向する端子カバーに導電部を設けるだけでよい。したがって、従来のようにジャンパーコネクタ等を用いることなく、少ない部品点数でインターロック検出部が構成され、端子カバーを取り除いたときに必然的にインバータに対する電源が遮断されて、本来の高圧部分である交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ等に対する接触が、安全性を確保しながら可能となる。

本発明の実施形態を示す高電圧機器収納用筐体の斜視図。 本発明が適用される高電圧機器収納用筐体の上面図。 モータ制御装置の構成図。 本発明に適用される端子カバーの構成図。 本発明による高電圧機器収納用筐体の説明図。 本発明による高電圧機器収納用筐体の説明図。

図２は、本発明が適用される高電圧機器収納用筐体の上面図で、端子カバーを取外した状態を示したものである。高電圧機器がインバータ（以下インバータで説明する）の場合、筐体１にはインバータを構成するスイッチング素子、このスイッチング素子のゲート回路用基板や制御回路用基板、およびコンデンサなどのインバータユニットを構成する主要部品が収納されている。筐体１の蓋１１には開口部１２が形成されてボルト等による固定手段を介して任意の位置で固定される。開口部１２が位置する筐体１内には、直接、または端子板などの区画部材を介して端子室１３が形成され、この端子室１３にはインバータの交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗと直流電源の端子Ｐ，Ｎが導出されている。

図３はインバータによるモータ制御装置の構成図を示したもので、点線で囲まれたインバータ部分が筐体１内に収納されている。インバータの直流側には、図２で示す直流端子Ｐ，Ｎを介して直流電源（ここでは、蓄電池Ｂat）が接続され、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗには負荷としてのモータＰＭが接続されている。インバータは制御部Ｃonを備えており、この制御部Ｃonにはインバータの直流側母線に具備された直流電圧センサにより検出された直流電圧検出値と、インバータ交流母線のＵ相およびＷ相に具備された交流電流検出値が入力される。また、制御部Ｃonの外部からはトルク指令値が入力され、さらにモータＰＭに具備される磁極位置センサからモータの磁極位置検出値が入力される。

制御部Ｃonは、これら指令値と各種センサからの検出値に基づいたベクトル制御によって生成されたパルス幅変調指令信号が、図示省略されたゲート駆動回路に出力される。ゲート駆動回路では、入力したパルス幅変調指令信号に基づいたゲート信号を出力してＩＧＢＴ等のスイッチング素子をオン・オフ制御することでモータ制御を行っている。

また、制御部Ｃonには、リレーＲｙを有するインターロック検出部ＩＤが設けられ、リレーＲｙの接点Ｒｙ-1，Ｒｙ-2は蓄電池Ｂatの正極端子、負極端子とインバータの直流端子Ｐ，Ｎ間にそれぞれ接続されている。リレーＲｙの電源Ｅは専用の電源として別途設けてもよいが、一般にインバータの制御用電源として制御部Ｃonに用いられている１５Ｖ電源などが用いられる。インターロック検出部ＩＤのインターロック検出用の端子Ａ，Ｂは、図２で示す端子室１３に配設される。

図１は本発明の実施例を示したものである。図１（ａ）で示すように、開口部１２側に接近した蓋１１に直接インターロック検出部ＩＤのインターロック検出用の端子Ａ，Ｂを設けたものである。この実施例では、蓋１１が絶縁性部材で形成された場合には、端子室１３を形成する蓋１１の断面に沿って導電部１６ａ，１６ｂが配設されてインターロック検出用の端子Ａ，Ｂとされる。この場合、使用される端子カバー２は、端子Ａ，Ｂと対向する部分、もしくは全体がアルミや銅などよりなる導電性材料が使用される。

蓋１１が導電性材料で形成された場合には、インターロック検出用の端子Ａ，Ｂを固定する蓋１１の部分に絶縁性部材が配設される。この場合に使用される端子カバー２は、絶縁性部材で形成され、端子Ａ，Ｂと対向する位置に導電性材料が配設される。

通常、端子室１３は端子カバー２で覆われており、インバータの制御用電源が投入されているときには、端子Ａ，Ｂ間が導通していることでインターロック検出部ＩＤのリレーＲｙは励磁され、接点Ｒｙ-1，Ｒｙ-2はオン（閉路）状態となっている。この状態で、何等かの理由によりインバータなど電気機器の点検の必要が生じたときには、先ず、端子カバー２を取り除く。端子カバー２を取り外すことで、図１（ｂ）で示すように端子Ａ，Ｂ間が開放されることでインターロック検出部ＩＤのリレーＲｙは非励磁となり、リレーＲｙの接点Ｒｙ-1，Ｒｙ-2はオフ（開路）となり、インバータへの直流電源は遮断される。

これにより、インバータ動作は停止し、端子室１３での高圧部分である交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ等に対する接触が、安全を確保しながら可能となる。すなわち、単に端子カバー２を取外すことで、電源が必然的に遮断されるため、部品点数少なく筐体自身を変更することなく、安全のためのインターロックが可能となる。

図４は、使用される端子カバー２を示したもので、図４（ａ）は端子カバー２が蓋１１と同様に絶縁性材料で形成された場合に使用されるもので、インターロック検出用の端子Ａ，Ｂと対向する端子カバー２に導電部２１を設け、開口部１２に端子カバー２を被せたときに端子Ａ，Ｂ間が導通状態となり、端子カバー２を取外したときに図１（ｂ）の状態となって端子Ａ，Ｂ間が開放される。

図４（ｂ）は、端子カバー２全体を導電部材で形成した場合、図４（ｃ）は絶縁性材料で形成された場合で、端子カバー２の側面を二段構造に形成し、蓋１１と係合する位置で、且つ端子Ａ，Ｂと対向する位置に導電部２２を配置して端子カバー２を被せたときに端子Ａ，Ｂ間を導通状態とする。

図５は、筐体の蓋１１を導電性材料で形成した場合の例である。蓋１１の開口部１２側に段部１１ａを設け、端子Ａ，Ｂが導出される段部１１ａの近辺に絶縁部１５が設けられる。この絶縁部１５を貫通して導出されたインターロック検出部ＩＤの導電部１６ａ，１６ｂが開口部１２の断面に沿って配置され、端子Ａ，Ｂとされる。すなわち、端子Ａ，Ｂは段部１１ａの側面に位置している。

端子Ａ，Ｂが段部１１ａの側面に位置していることから、工具などの導体の落下時に端子Ａ，Ｂ間が導通する虞が減少する。図５で使用される端子カバー２には、図４（ａ），図４（ｃ）が適用され、特に、図４（ｃ）が好適である。

この実施例の場合も、実施例１と同様に端子カバー２を取り外したときにインバータに対する電源が遮断され、高圧部分である交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ等に対する接触が、安全を確保しながら可能となる。

図６は、端子室１３に絶縁部材よりなる支持部１４を設け、支持部１４の頂点にインターロック検出用の端子Ａ，Ｂを配置した例である。支持部１４は、端子カバー２を被せたときに端子カバー２と接触する高さのものが使用される。この実施例で使用される端子カバー２には、図４（ａ），図４（ｂ）が適用される。

この実施例の場合も、実施例１，２と同様に端子カバー２を取り外したときにインバータに対する電源が遮断され、高圧部分である交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗ等に対する接触が、安全を確保しながら可能となる。

１… 筐体
２… 端子カバー
１１… 蓋
１２… 開口部
１３… 端子室
１４… 支持部
１５… 絶縁部

Claims (5)

1. 直流電源で動作して高電圧を出力する機器を収納する筐体に端子カバーが設けられたものにおいて
   前記筐体内に設けられ、前記直流電源と高電圧機器間を接続する電路に介挿された接点を開閉するインターロック検出部と、
   インターロック検出部の電流の流路に設けられたインターロック検出用の端子Ａ，Ｂと、
   前記端子Ａ，Ｂを前記端子カバーと対向する位置に配設し、端子カバーを閉じたとき端子Ａ，Ｂ間を導通させて前記インターロック検出部を介し接点をオン状態とし、端子カバーを開放したとき端子Ａ，Ｂ間を開路して前記接点をオフ状態とする導電部を有する端子カバーと、
   を備えたことを特徴とした高電圧機器収納用筐体。
2. 前記端子カバーは導電性材料で形成されたことを特徴とした請求項１記載の高電圧機器収納用筐体。
3. 前記端子カバーは絶縁性材料で形成し、前記インターロック検出部の端子Ａ，Ｂと対向する位置に導電性材料を配置したことを特徴とした請求項１記載の高電圧機器収納用筐体。
4. 導電性材料で形成された前記筐体の蓋に、前記端子カバーが配置される断面に沿って形成された段部近傍に絶縁性材料を設け、
   前記絶縁性材料を貫通して前記インターロック検出部に連接する導体を導出し、導体の先端部を前記段部の側面に位置してインターロック検出部の端子Ａ，Ｂとすると共に、
   前記端子カバーを絶縁性材料で形成し、外周部に前記筐体の蓋に形成された段部と係合する段部を設け、端子カバーの段部側面で前記端子Ａ，Ｂと対向する位置に絶縁性材料を配置したことを特徴とした請求項１記載の高電圧機器収納用筐体。
5. 前記高電圧機器をインバータとし、前記インターロック検出部はリレーで構成し、リレーの励磁用電源をインバータ制御部の制御用電源を用いたことを特徴とした請求項１乃至４の何れか１項に記載の高電圧機器収納用筐体。

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