JP4346880B2 - モータ制御装置の回路開閉装置 - Google Patents
モータ制御装置の回路開閉装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路の開閉によって回路電流の通電または遮断を行うモータ制御装置の回路開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばロータリーソレノイドの回転軸に、カムを備える動力伝達機構を設け、この動力伝達機構を介して、回転軸の回転運動を直線運動可能に設けられた可動接触子の直線運動に変換し、可動接触子と固定接触子とを接触または分離することによって回路の開閉を行う電磁接触器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電磁接触器においては、ロータリーソレノイドの回転軸に固定されたカムに貫通孔が設けられ、この貫通孔に挿入された棒状のカム受けは、可動接触子が接続された連結部に固定されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１５６５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る電磁接触器においては、ロータリーソレノイドと、カムと、カム受けと、連結部と、可動接触子とが一体的に連結され、単一の可動接触子が固定接触子に対して進退運動させられるようになっている。このため、例えば各複数の固定接触子に対して、各複数の可動接触子を互いに異なるタイミングで接触させる場合には、各複数の可動接触子毎に一体的に連結されたロータリーソレノイド及びカム及びカム受け及び連結部を備える複数の電磁接触器を設ける必要が生じ、これらの複数の電磁接触器を具備する装置の構成に要する費用が嵩むと共に、複数の電磁接触器の各動作に対する制御処理が複雑化するという問題が生じる。
また、例えば、回路に相対的に大きな電流が流れている状態で可動接触子を固定接触子から分離する場合には、分離時における各接触子間の間隔（接点ギャップ）を相対的に大きくする必要がある。ここで、接点ギャップを大きくするために、例えば円板状のカムのカム径を増大させると、電磁接触器が大型化してしまい、この電磁接触器を備える装置の軽量化および小型化が困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の回路開閉動作を独立に実行可能であって、部品点数が増大することを抑制し、装置の軽量化かつ小型化に資することが可能であり、装置の構成に要する費用を削減することが可能なモータ制御装置の回路開閉装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のモータ制御装置の回路開閉装置は、インバータを介してモータと蓄電装置との間の電気エネルギーの授受を制御するモータ制御装置に具備され、複数対の固定接点（例えば、実施の形態での第１接点１５，１５および第２接点１６，１６）と、各前記複数対の固定接点に当接可能な複数の可動接点（例えば、実施の形態での第１可動接点１８および第２可動接点１９）と、各前記複数の可動接点を各前記複数対の固定接点に対して進退させる可動接点駆動手段とを備えたモータ制御装置の回路開閉装置であって、前記可動接点駆動手段は、回転軸（例えば、実施の形態での回転軸２３ａ）を有する回転駆動機（例えば、実施の形態でのロータリーソレノイド２３）と、前記回転軸に設けられた複数のカム部（例えば、実施の形態での第１カム２１および第２カム２２）とを備え、各前記複数の可動接点は前記複数のカム部の各カム面（例えば、実施の形態でのカム面２１Ａおよびカム面２２Ａ）に当接可能とされ、前記複数のカム部は、互いに異なるカムプロフィールを有し、前記回転軸の回転運動を各前記複数の可動接点毎の異なる直線運動に変換し、各前記複数の可動接点毎に異なるタイミングで各前記複数の可動接点と各前記複数対の固定接点とを当接させ、
前記複数対の固定接点および前記可動接点として、前記インバータの負極側端子と前記蓄電装置の負極側端子との接続を断接する１対の第１固定接点および前記１対の第１固定接点に当接可能な第１可動接点と、前記１対の第１固定接点に並列に接続されたプリチャージ抵抗を備えるプリチャージ回路での接続を断接する１対の第２固定接点および前記１対の第２固定接点に当接可能な第２可動接点とを備え、前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部とは、順次、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点のオフ状態および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点のオン状態および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態とへ遷移するような各前記カムプロフィールを有し、前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部との各前記カムプロフィールは、異なる接点ギャップを有することを特徴としている。
【０００７】
上記構成のモータ制御装置の回路開閉装置によれば、単一の回転駆動機の回転軸に、互いに異なるカムプロフィールの複数のカム部が設けられ、さらに、各複数のカム部に当接可能に複数の可動接点が設けられていることから、回転軸の回転運動は、複数の可動接点の互いに異なる直線運動に変換される。ここでは、複数のカム部の各カムプロフィールに応じて、各複数の可動接点と各複数対の固定接点との接触および分離の各タイミングを互いに独立に設定することができる。
これにより、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ制御装置の回路開閉装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による回路開閉装置１０は、例えば高電圧電装部品を保護するものであって、図１および図２に示すように、複数対（例えば、２対）の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２と、複数対（例えば、２対）の第１バスバー１３，１３および第２バスバー１４，１４と、複数対（例えば、２対）の第１接点１５，１５および第２接点１６，１６と、複数（例えば、２個）の第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂと、複数（例えば、２個）の第１可動接点１８および第２可動接点１９と、複数（例えば、２個）の第１カム２１および第２カム２２と、ロータリーソレノイド２３と、複数（例えば、２個）の第１ベアリング２４ａおよび第２ベアリング２４ｂと、筐体２５と、蓋体２６とを備えて構成されている。
【００１１】
例えば電気絶縁材により形成され、開口した上部を有する筐体２５内にはロータリーソレノイド２３が固定されており、例えば筐体２５の上下方向に直交する方向に伸びるロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａは、各ベアリング２４ａ，２４ｂを備える筐体２５内の軸受け２５ａ，２５ｂによって回転可能に支持されている。
そして、例えば電気絶縁材により形成され、筐体２５の開口した上部を閉塞するようにして配置された蓋体２６には、外部の電気回路に接続可能とされ、互いに離間して配置された２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２が蓋体２６の表面上から外部に向かい突出するようにして設けられている。
【００１２】
各バスバー１３，１３，１４，１４は、例えば断面視略Ｕ字型の屈曲した板状に形成され、蓋体２６の所定位置において表面及び側面及び裏面を覆うようにして装着され、各第１バスバー１３，１３の各一方の端部は、蓋体２６の表面から突出する各第１端子電極１１，１１に電気的に接続され、各第２バスバー１４，１４の各一方の端部は、蓋体２６の表面から突出する各第２端子電極１２，１２に電気的に接続されている。
そして、蓋体２６の裏面側における各第１バスバー１３，１３の他方の端部には、筐体２５の内部に向かい突出する各第１接点１５，１５が設けられ、蓋体２６の裏面側における各第２バスバー１４，１４の他方の端部には、筐体２５の内部に向かい突出する各第２接点１６，１６が設けられている。
【００１３】
筐体２５の内部には、一対の第１接点１５，１５に当接可能な第１可動接点１８と、一対の第２接点１６，１６に当接可能な第２可動接点１９とが設けられている。
各可動接点１８，１９は、各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂによって蓋体２６の裏面に接続されており、各スプリング１７ａ，１７ｂの弾性変形によって、各一対の第１接点１５，１５、第２接点１６，１６に対して進退動可能とされている。
ここで、各可動接点１８，１９は、例えば導電材からなる板状の各接点本体１８ａ，１９ａと、各接点本体１８ａ，１９ａの表面上から突出し、各一対の第１接点１５，１５、第２接点１６，１６に当接可能な各一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂ、第２当接部１９ｂ，１９ｂと、各接点本体１８ａ，１９ａの裏面上から筐体２５内のロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに向かい突出する各カム当接部材１８ｃ，１９ｃとを備えている。
【００１４】
ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａには、互いに異なるカムプロフィールを有する第１カム２１および第２カム２２が備えられ、各カム２１，２２のカム面２１Ａ，２２Ａが各可動接点１８，１９の各カム当接部材１８ｃ，１９ｃに当接するように配置されている。
例えば図３に示すように、第１カム２１は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸対称に形成され、２つの軸対称カム部２１ａ，２１ａを備えて構成されている。
第２カム２２は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸非対称に形成され、第１カム２１と同等の軸対称カム部２１ａと、軸対称カム部２１ａとは異なる軸非対称カム部２２ａとを備えて構成され、例えば軸非対称カム部２２ａのカム面は、回転軸２３ａの径方向において、軸対称カム部２１ａのカム面よりも外周側に突出するように形成されている。
そして、各カム２１，２２は、互いの軸線Ｐが平行となるようにして、回転軸２３ａに固定されている。
【００１５】
すなわち、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転運動は、各第１および第２カム２１，２２によって、各第１および第２可動接点１８，１９の上下方向における直線運動に変換される。
ここで、例えば図３に示すように、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）に第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１スプリング１７ａが弾性圧縮させられ、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡されるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で９０°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２スプリング１７ｂが弾性圧縮させられ、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡されるように設定されている。
【００１６】
例えば図４に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロのときに（図４における０°の状態）、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置αに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接し、さらに、第２カム２２のカム面２２Ａ上の位置αに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接するように設定されることで、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２がそれぞれ短絡され、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
ここで、反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図４におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置α以外の位置に当接し、弾性圧縮させられた第１スプリング１７ａの復元力によって、第１可動接点１８は一対の第１接点１５，１５から離間するように移動させられ、一対の第１端子電極１１，１１の短絡が解除され、第１可動接点１８のＯＦＦ状態となる。一方、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９と一対の第２接点１６，１６との当接状態が維持されることで、第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
さらに、反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図４におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置α以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の位置αおよび領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮させられた各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００１７】
すなわち、例えば図４に示す、ＣＣＷ９０°の状態と、０°またはＣＣＷ１８０°の状態とを、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、何れか一方の端子電極の開閉状態を変化させること無しに、何れか他方の端子電極の開閉状態のみを変化させることができる。
また、例えば図４に示す、０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態からＣＣＷ１８０°の状態へと、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、位相差を有する開路動作を実行することができる。一方、例えば図４に示す、ＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態から０°の状態へと、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、位相差を有する閉路動作を実行することができる。
【００１８】
以下に、本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０について説明する。
本実施形態に係るモータ制御装置３０は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等に搭載され、例えば図５に示すように、モータ３１と、平滑コンデンサ３２を備えたインバータ３３を介してモータ３１と電気エネルギーの授受を行う複数のセルを直列接続したバッテリからなる蓄電装置４４と、回路開閉装置１０とを備えて構成されている。
ここで、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５は、蓄電装置４４とインバータ３３の負極側の直流入出力端子３３Ｇとの間に設けられ、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６は、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設けられ、回路開閉装置１０のロータリーソレノイド２３は、外部の電源（図示略）からの電力供給により回転軸２３ａを回転駆動させるようになっている。
【００１９】
モータ３１は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各入出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを有する。
インバータ３３は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータをなすものであって、スイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路３３ａと、平滑コンデンサ３２とを備えて構成されている。
そして、インバータ３３は、例えばモータ３１が電動機として動作する場合に、蓄電装置４４から直流入出力端子３３Ｄ，３３Ｇを介して入力される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流をモータ３１の各入出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに送出する。
【００２０】
ブリッジ回路３３ａは、複数のスイッチング素子であるトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成されている。
これらのトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のコレクタ−エミッタ間には、それぞれダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２が配置され、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のエミッタに、各ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のアノードが接続され、各コレクタには、各ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のカソードが接続されている。
【００２１】
各トランジスタＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１のコレクタは全て直流入出力端子３３Ｄに接続されている。トランジスタＳＵ１のエミッタはトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＶ１のエミッタはトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＷ１のエミッタはトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。各トランジスタＳＵ２，ＳＶ２，ＳＷ２のエミッタは全て負極側の直流入出力端子３３Ｇに接続されている。
また、Ｕ相入出力端子ＵはトランジスタＳＵ１のエミッタおよびトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、Ｖ相入出力端子ＶはトランジスタＳＶ１のエミッタおよびトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、Ｗ相入出力端子ＷはトランジスタＳＷ１のエミッタおよびトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。
そして、平滑コンデンサ３２は正極側の直流入出力端子３３Ｄと負極側の直流入出力端子３３Ｇとの間に接続されている。
【００２２】
本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０は上記構成を備えており、次に、このモータ制御装置３０における回路開閉装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下において、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で±４５×３／２°の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、軸対称カム部２１ａの方向に４５×３／２°かつ軸非対称カム部２２ａの方向に４５×５／２°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
【００２３】
すなわち、例えば図６に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロのときに（図６における０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、図７に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００２４】
そして、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロから９０°へと変化させられると、例えば図７に示すように、回転角度が４５×３／２°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図６におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
【００２５】
さらに、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられると、例えば図７に示すように、回転角度が４５×５／２°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図６におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
【００２６】
すなわち、この回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０においては、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態から、インバータ３３に対して蓄電装置４４から通電が行われる際に、先ず、正極側の直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第２接点１６，１６が短絡され、この後、適宜の時間経過後に、負極側の直流入出力端子３３Ｇ側の一対の第１接点１５，１５が短絡される。
また、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態から、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａが逆回転させられ、図６におけるＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態から０°の状態へと、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から１８０°へと変化させられる。これにより、先ず、負極側の直流入出力端子３３Ｇ側の一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除され、この後、適宜の時間経過後に、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第２接点１６，１６の短絡状態が解除される。
【００２７】
上述したように、本実施の形態による回路開閉装置１０によれば、単一のロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに、互いに異なるカムプロフィールの第１カム２１および第２カム２２が設けられ、さらに、各第１カム２１および第２カム２２に当接可能な第１可動接点１８および第２可動接点１９が設けられていることから、回転軸２３ａの回転運動は、第１可動接点１８と第２可動接点１９との互いに異なる直線運動に変換される。
これにより、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各カムプロフィールに応じて、各第１可動接点１８および第２可動接点１９と各第１接点１５，１５および第２接点１６，１６との接触および分離の各タイミングを互いに独立に設定することができる。
すなわち、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置１０によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０によれば、インバータ３３と蓄電装置４４との間に設けられた、２対の第１接点１５，１５および第２接点１６，１６の各開閉状態の切り替え動作を、適宜の時間差をおいて行うように制御することができる。
【００２９】
なお、上述した本実施形態においては、ロータリーソレノイド２３を、例えば自己保持型のロータリーソレノイドとすることによって、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を保持するための電力消費を削減することができ、回路開閉装置１０の消費電力を低減させることができる。
また、上述した本実施形態においては、第１カム２１および第２カム２２は、同等の軸対称カム部２１ａを備えて構成されていることから、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングを、同一のタイミングに設定することも可能である。
【００３０】
なお、上述した本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０においては、回路開閉装置１０の２対の第１接点１５，１５と第２接点１６，１６を、蓄電装置４４とインバータ３３との間の設けたが、これに限定されず、例えば図８に示すモータ制御装置３０の第１変形例のように、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５を、複数のセルを直列接続したバッテリからなる蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設け、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６を直列に接続された蓄電装置４４の中点電位に介在するように設けてもよい。
この場合には、例えば、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設けられた一対の第１接点１５，１５の開閉動作を、ロータリーソレノイド２３の駆動により制御する。そして、例えば図９に示すように、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａを手動操作により回転可能な手動レバー５１等を備え、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の開閉動作を、操作者の手動操作により制御するように設定してもよい。
【００３１】
以下に、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例について説明する。
なお、以下において、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で±４５°の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、軸対称カム部２１ａの方向に４５°かつ軸非対称カム部２２ａの方向に４５×３＝１３５°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
【００３２】
この本実施形態の第１変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えば適宜の保守作業時等において、例えば図９に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロの状態（図９における０°の状態）に設定され、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、図１０に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００３３】
そして、例えば適宜の保守作業の終了等に伴い、操作者による手動レバー５１の手動操作により、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａは、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りに、回転角度がゼロから９０°まで手動回転させられる。このとき、例えば図１０に示すように、回転角度が４５°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、手動回転によって、例えば反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図９におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。また、この状態において、ロータリーソレノイド２３が駆動可能状態に設定される。
【００３４】
次に、例えばこの第１変形例に係るモータ制御装置３０が搭載された車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に設定されるイグニッションオンの指令に伴い、ロータリーソレノイド２３が駆動させられ、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられると、例えば図１０に示すように、回転角度が１３５°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図９におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
【００３５】
すなわち、この第１変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えば適宜の保守作業時等における第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態から、操作者の手動操作によって、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６が短絡され、この後、例えば車両のイグニッションオンの指令等に伴い、インバータ３３に対して蓄電装置４４から通電が行われる際に、ロータリーソレノイド２３の駆動によって、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第１接点１５，１５が短絡される。
また、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態から、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に設定されるイグニッションオフの指令に伴い、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａがロータリーソレノイド２３の駆動によって逆回転させられ、図９におけるＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へと、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から９０°へと変化させられ、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除される。
さらに、例えば適宜の保守作業時等への移行に伴い、操作者の手動操作によって、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から９０°へと変化させられ、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の短絡状態が解除される。
【００３６】
なお、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例においては、ロータリーソレノイド２３の動作角度および手動レバー５１の手動操作による回転軸２３ａの回転可能角度は、例えば所定位置から時計回り又は反時計回りに所定角度、例えば９０°等に設定されている。
【００３７】
この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例によれば、例えば適宜の保守作業時等において、ロータリーソレノイド２３を作動させる必要無しに、操作者が手動レバー５１を把持して手動によりロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａを回転させ、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の開閉状態を切り替えることができる。
【００３８】
なお、この本実施形態の第１変形例においては、手動レバー５１を回転軸２３ａに設けてもよいし、例えば回転軸２３ａに設けられたギアと噛み合うギアや、例えば回転軸２３ａに設けられたギアと対をなし、チェーン等が掛け渡されるギアや、例えば回転軸２３ａに設けられたプーリと対をなし、ベルト等が掛け渡されるプーリ等に設けてもよい。
【００３９】
また、例えば図１１に示すモータ制御装置３０の第２変形例のように、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５を、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設け、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６を、一対の第１接点１５，１５に対して並列に接続されたプリチャージ抵抗６１を備えるプリチャージ回路６２に設けてもよい。
なお、以下においては、例えば図１２に示すように、第１カム２１は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに対して軸対称に形成され、例えば回転軸２３ａと直交する軸線Ｐを境界線とする第１対称カム部７１ａおよび第２対称カム部７１ｂとを備えて構成されている。
また、第２カム２２は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸対称に形成され、２つの対称カム部７２，７２を備えて構成されている。
【００４０】
そして、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、第１対称カム部７１ａの方向に所定角度γ１（例えば、γ１＜４５°）かつ第２対称カム部７１ｂの方向に所定角度γ２（例えば、９０°＞γ２＞４５°）の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、±所定角度β１（例えば、４５°＞β１＞４５°−γ１）の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
さらに、各カム２１，２２は、例えば、回転軸２３ａと直交する平面内にて、互いの軸線Ｐが所定交差角度（例えば、４５°等）にて交差するようにして、例えば第２カム２２の軸線Ｐが第１カム２１の第１対称カム部７１ａの方向にずれるようにして、回転軸２３ａに固定されている。
【００４１】
この本実施形態の第２変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えばこの第２変形例に係るモータ制御装置３０が搭載された車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態のときに、図１３および図１４に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
そして、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に設定されるイグニッションオンの指令に伴い、ロータリーソレノイド２３が駆動させられ、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が０°から４５°へと変化させられると、例えば図１４に示すように、回転角度が（４５−β１）°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、例えば時計回りの回転角度が４５°に設定されると（図１３におけるＣＷ４５°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。これに伴い、蓄電装置４４からインバータ３３への通電は、プリチャージ抵抗６１を介して行われ、インバータ３３の平滑コンデンサ３２が徐々に充電される。
【００４２】
そして、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が４５°から９０°へと変化させられると、例えば図１４に示すように、回転角度が（９０−γ１）°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となり、蓄電装置４４からインバータ３３への通電は、直接に、あるいは、プリチャージ抵抗６１を介して行われるようになる。
さらに、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が（９０−β１）°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第２端子電極１２，１２の短絡が解除され、第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
これにより、例えば時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図１３におけるＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＮ状態かつ第２可動接点１９のＯＦＦ状態となる。これに伴い、例えば車両の作動時等においては、プリチャージ抵抗６１を介さず、インバータ３３に対して蓄電装置４４から直接に通電が行われる。
【００４３】
そして、第１可動接点１８のＯＮ状態かつ第２可動接点１９のＯＦＦ状態から、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に設定されるイグニッションオフの指令に伴い、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられる。
これにより、例えば図１４に示すように、回転角度が（９０＋γ２）°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、弾性圧縮された第１スプリング１７ａの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１の短絡が解除され、図１４に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００４４】
なお、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第２変形例においては、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転方向は、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの方向に限定され、例えば一連のイグニッションオンからイグニッションオフの操作に応じて、回転軸２３ａの回転角度が０°から１８０°まで変化するように設定されている。
【００４５】
これにより、蓄電装置４４から電気的負荷とされるモータ３１へ供給される電流が相対的に大きいときには、一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除されると共に一対の第２接点１６，１６が短絡されてプリチャージ抵抗６１を介して電流が流れるように制御される。すなわち、インバータ３３の起動時等のように蓄電装置４４の電圧と平滑コンデンサ３２の端子間電圧との電圧差が大きいときには、プリチャージ抵抗６１を介して平滑コンデンサ３２を徐々に充電するプリチャージ動作を行わせ、充電が完了した状態で第１可動接点１８をＯＮ状態に設定して、蓄電装置４４から直接に通電を行うことで、過大な突入電流が流れることを抑制している。これにより、例えば一対の第１接点１５，１５が溶着したり、例えばモータ３１を円滑に駆動するために設けられたインバータ３３の平滑コンデンサ３２が損傷することを防止することができる。
【００４６】
この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第２変形例によれば、インバータ３３に電力を供給する蓄電装置４４の出力側において、一対の第１接点１５，１５を第１可動接点１８によって単に短絡する機能と、インバータ３３への通電開始時等に一対の第２接点１６，１６を第２可動接点１９によって短絡することで、プリチャージ抵抗６１を介して電流を流す機能とを、単一の回路開閉装置１０によって実現することができる。これにより、高圧部品の部品点数を削減することで装置の構成を単純化して、軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００４７】
なお、上述した本実施形態および本実施形態の第１変形例および第２変形例においては、例えば、第１カム２１と第２カム２２とを、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの伸びる方向に所定間隔をおいて配置してもよいし、あるいは、所定間隔を設けずに第１カム２１と第２カム２２とを接続してもよい。
【００４８】
また、上述した本実施形態による回路開閉装置１０においては、各カム２１，２２の形状に応じて、例えば各可動接点１８，１９を各第１接点１５，１５、第２接点１６，１６から分離する際における間隔（接点ギャップ）を変更することができると共に、例えばロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転速度が所定回転速度の場合に各可動接点１８，１９のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替え速度（つまり切り替えに要する時間）を変更することができる。
例えば上述した本実施形態による回路開閉装置１０においては、第１カム２１を、回転軸２３ａと同軸の円形状のカム本体８２（例えば図１５における、カム本体８２ａ，８２ｂ）と、カム本体８２の径方向の外周側に突出し、カム本体８２の外周面８２Ａに滑らかに接続される外周面８３Ａを有するカム突出部８３（例えば図１５における、カム突出部８３ａ，８３ｂ）とを備えて構成してもよい。この場合、カム突出部８３の外周面８３Ａに各可動接点１８，１９が当接したときに、各可動接点１８，１９のＯＮ状態となり、カム本体８２の外周面８２Ａに各可動接点１８，１９が当接したときに、各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態となる。
ここで、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）と回転軸２３ａとの距離が所定距離ＬＯＮとなるようにカム突出部８３ａ，８３ｂを形成すると、相対的に大きな径ＬＯＦＦ１を有するカム本体８２ａからなるカム８４ａの接点ギャップ（ＬＯＮ−ＬＯＦＦ１）に比べて、相対的に小さな径ＬＯＦＦ２を有するカム本体８２ｂからなるカム８４ｂの接点ギャップ（ＬＯＮ−ＬＯＦＦ２）の方が大きくなる。
これにより、接点ギャップの増大に伴い、カム本体が大型化してしまうことを防止して、回路開閉装置１０の軽量化および小型化が可能となる。
【００４９】
また、例えば図１６に示すように、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）と回転軸２３ａとの距離が所定距離ＬＯＮとなるようにカム突出部８３ａ，８３ｂを形成すると共に、同等の径ＬＯＦＦを有するようにカム本体８２ａ，８２ｂを形成すると、相対的に大きな曲率を有するカム突出部８３ａからなるカム８４ａに比べて、相対的に小さな曲率を有するカム突出部８３ｂからなるカム８４ｂの方が、各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えタイミングが早くなる。
例えば図１６に示すように、回転軸２３ａからの距離が所定距離ＬＯＮ１（ＬＯＦＦ＜ＬＯＮ１＜ＬＯＮ）の位置に各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えタイミングが設定されたときに、例えば回転軸２３ａが図１６に示す反時計回りに回転させられることで、各カム８４ａ，８４ｂに対して各可動接点１８，１９がＯＦＦとなる状態（図１６の示す０°の状態）から、各カム８４ａ，８４ｂに対して各可動接点１８，１９がＯＮとなる状態（図１６の示すＣＷ９０°の状態）へと変化させられる。この過程において、相対的に小さな曲率を有するカム突出部８３ｂからなるカム８４ｂの方が、より早いタイミングで所定距離ＬＯＮ１の位置に到達する（図１６の示すＣＷ４５°の状態）。
これにより、カムプロフィールを変化させることによって、容易に、各可動接点１８，１９のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングを変化させることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のモータ制御装置の回路開閉装置によれば、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る回路開閉装置の側断面図である。
【図２】 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１に示す第１カムおよび第２カムの平面図である。
【図４】 第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図５】 本実施の形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の構成図である。
【図６】 図５に示すモータ制御装置における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図７】 図５に示すモータ制御装置における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図８】 本実施形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の第１変形例の構成図である。
【図９】 図８に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１０】 図８に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
変形例の構成図である。
【図１１】 本実施形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の第２変形例の構成図である。
【図１２】 図１１に示すモータ制御装置の第２変形例における、第１カムおよび第２カムの平面図である。
【図１３】 図１１に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１４】 図１１に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１５】 各カムの形状に応じた接点ギャップの変化を示す図である。
【図１６】 各カムの形状に応じた各可動接点のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングの変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ 回路開閉装置
１５ 第１接点（固定接点）
１６ 第２接点（固定接点）
２１ 第１カム（カム部）
２１Ａ カム面
２２ 第２カム（カム部）
２２Ａ カム面
２３ ロータリーソレノイド
２３ａ 回転軸
５１ 手動レバー（回転手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路の開閉によって回路電流の通電または遮断を行うモータ制御装置の回路開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばロータリーソレノイドの回転軸に、カムを備える動力伝達機構を設け、この動力伝達機構を介して、回転軸の回転運動を直線運動可能に設けられた可動接触子の直線運動に変換し、可動接触子と固定接触子とを接触または分離することによって回路の開閉を行う電磁接触器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電磁接触器においては、ロータリーソレノイドの回転軸に固定されたカムに貫通孔が設けられ、この貫通孔に挿入された棒状のカム受けは、可動接触子が接続された連結部に固定されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１５６５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る電磁接触器においては、ロータリーソレノイドと、カムと、カム受けと、連結部と、可動接触子とが一体的に連結され、単一の可動接触子が固定接触子に対して進退運動させられるようになっている。このため、例えば各複数の固定接触子に対して、各複数の可動接触子を互いに異なるタイミングで接触させる場合には、各複数の可動接触子毎に一体的に連結されたロータリーソレノイド及びカム及びカム受け及び連結部を備える複数の電磁接触器を設ける必要が生じ、これらの複数の電磁接触器を具備する装置の構成に要する費用が嵩むと共に、複数の電磁接触器の各動作に対する制御処理が複雑化するという問題が生じる。
また、例えば、回路に相対的に大きな電流が流れている状態で可動接触子を固定接触子から分離する場合には、分離時における各接触子間の間隔（接点ギャップ）を相対的に大きくする必要がある。ここで、接点ギャップを大きくするために、例えば円板状のカムのカム径を増大させると、電磁接触器が大型化してしまい、この電磁接触器を備える装置の軽量化および小型化が困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の回路開閉動作を独立に実行可能であって、部品点数が増大することを抑制し、装置の軽量化かつ小型化に資することが可能であり、装置の構成に要する費用を削減することが可能なモータ制御装置の回路開閉装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のモータ制御装置の回路開閉装置は、インバータを介してモータと蓄電装置との間の電気エネルギーの授受を制御するモータ制御装置に具備され、複数対の固定接点（例えば、実施の形態での第１接点１５，１５および第２接点１６，１６）と、各前記複数対の固定接点に当接可能な複数の可動接点（例えば、実施の形態での第１可動接点１８および第２可動接点１９）と、各前記複数の可動接点を各前記複数対の固定接点に対して進退させる可動接点駆動手段とを備えたモータ制御装置の回路開閉装置であって、前記可動接点駆動手段は、回転軸（例えば、実施の形態での回転軸２３ａ）を有する回転駆動機（例えば、実施の形態でのロータリーソレノイド２３）と、前記回転軸に設けられた複数のカム部（例えば、実施の形態での第１カム２１および第２カム２２）とを備え、各前記複数の可動接点は前記複数のカム部の各カム面（例えば、実施の形態でのカム面２１Ａおよびカム面２２Ａ）に当接可能とされ、前記複数のカム部は、互いに異なるカムプロフィールを有し、前記回転軸の回転運動を各前記複数の可動接点毎の異なる直線運動に変換し、各前記複数の可動接点毎に異なるタイミングで各前記複数の可動接点と各前記複数対の固定接点とを当接させ、
前記複数対の固定接点および前記可動接点として、前記インバータの負極側端子と前記蓄電装置の負極側端子との接続を断接する１対の第１固定接点および前記１対の第１固定接点に当接可能な第１可動接点と、前記１対の第１固定接点に並列に接続されたプリチャージ抵抗を備えるプリチャージ回路での接続を断接する１対の第２固定接点および前記１対の第２固定接点に当接可能な第２可動接点とを備え、前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部とは、順次、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点のオフ状態および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点のオン状態および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態とへ遷移するような各前記カムプロフィールを有し、前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部との各前記カムプロフィールは、異なる接点ギャップを有することを特徴としている。
【０００７】
上記構成のモータ制御装置の回路開閉装置によれば、単一の回転駆動機の回転軸に、互いに異なるカムプロフィールの複数のカム部が設けられ、さらに、各複数のカム部に当接可能に複数の可動接点が設けられていることから、回転軸の回転運動は、複数の可動接点の互いに異なる直線運動に変換される。ここでは、複数のカム部の各カムプロフィールに応じて、各複数の可動接点と各複数対の固定接点との接触および分離の各タイミングを互いに独立に設定することができる。
これにより、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のモータ制御装置の回路開閉装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による回路開閉装置１０は、例えば高電圧電装部品を保護するものであって、図１および図２に示すように、複数対（例えば、２対）の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２と、複数対（例えば、２対）の第１バスバー１３，１３および第２バスバー１４，１４と、複数対（例えば、２対）の第１接点１５，１５および第２接点１６，１６と、複数（例えば、２個）の第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂと、複数（例えば、２個）の第１可動接点１８および第２可動接点１９と、複数（例えば、２個）の第１カム２１および第２カム２２と、ロータリーソレノイド２３と、複数（例えば、２個）の第１ベアリング２４ａおよび第２ベアリング２４ｂと、筐体２５と、蓋体２６とを備えて構成されている。
【００１１】
例えば電気絶縁材により形成され、開口した上部を有する筐体２５内にはロータリーソレノイド２３が固定されており、例えば筐体２５の上下方向に直交する方向に伸びるロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａは、各ベアリング２４ａ，２４ｂを備える筐体２５内の軸受け２５ａ，２５ｂによって回転可能に支持されている。
そして、例えば電気絶縁材により形成され、筐体２５の開口した上部を閉塞するようにして配置された蓋体２６には、外部の電気回路に接続可能とされ、互いに離間して配置された２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２が蓋体２６の表面上から外部に向かい突出するようにして設けられている。
【００１２】
各バスバー１３，１３，１４，１４は、例えば断面視略Ｕ字型の屈曲した板状に形成され、蓋体２６の所定位置において表面及び側面及び裏面を覆うようにして装着され、各第１バスバー１３，１３の各一方の端部は、蓋体２６の表面から突出する各第１端子電極１１，１１に電気的に接続され、各第２バスバー１４，１４の各一方の端部は、蓋体２６の表面から突出する各第２端子電極１２，１２に電気的に接続されている。
そして、蓋体２６の裏面側における各第１バスバー１３，１３の他方の端部には、筐体２５の内部に向かい突出する各第１接点１５，１５が設けられ、蓋体２６の裏面側における各第２バスバー１４，１４の他方の端部には、筐体２５の内部に向かい突出する各第２接点１６，１６が設けられている。
【００１３】
筐体２５の内部には、一対の第１接点１５，１５に当接可能な第１可動接点１８と、一対の第２接点１６，１６に当接可能な第２可動接点１９とが設けられている。
各可動接点１８，１９は、各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂによって蓋体２６の裏面に接続されており、各スプリング１７ａ，１７ｂの弾性変形によって、各一対の第１接点１５，１５、第２接点１６，１６に対して進退動可能とされている。
ここで、各可動接点１８，１９は、例えば導電材からなる板状の各接点本体１８ａ，１９ａと、各接点本体１８ａ，１９ａの表面上から突出し、各一対の第１接点１５，１５、第２接点１６，１６に当接可能な各一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂ、第２当接部１９ｂ，１９ｂと、各接点本体１８ａ，１９ａの裏面上から筐体２５内のロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに向かい突出する各カム当接部材１８ｃ，１９ｃとを備えている。
【００１４】
ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａには、互いに異なるカムプロフィールを有する第１カム２１および第２カム２２が備えられ、各カム２１，２２のカム面２１Ａ，２２Ａが各可動接点１８，１９の各カム当接部材１８ｃ，１９ｃに当接するように配置されている。
例えば図３に示すように、第１カム２１は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸対称に形成され、２つの軸対称カム部２１ａ，２１ａを備えて構成されている。
第２カム２２は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸非対称に形成され、第１カム２１と同等の軸対称カム部２１ａと、軸対称カム部２１ａとは異なる軸非対称カム部２２ａとを備えて構成され、例えば軸非対称カム部２２ａのカム面は、回転軸２３ａの径方向において、軸対称カム部２１ａのカム面よりも外周側に突出するように形成されている。
そして、各カム２１，２２は、互いの軸線Ｐが平行となるようにして、回転軸２３ａに固定されている。
【００１５】
すなわち、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転運動は、各第１および第２カム２１，２２によって、各第１および第２可動接点１８，１９の上下方向における直線運動に変換される。
ここで、例えば図３に示すように、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）に第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１スプリング１７ａが弾性圧縮させられ、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡されるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で９０°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２スプリング１７ｂが弾性圧縮させられ、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡されるように設定されている。
【００１６】
例えば図４に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロのときに（図４における０°の状態）、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置αに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接し、さらに、第２カム２２のカム面２２Ａ上の位置αに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接するように設定されることで、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２がそれぞれ短絡され、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
ここで、反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図４におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置α以外の位置に当接し、弾性圧縮させられた第１スプリング１７ａの復元力によって、第１可動接点１８は一対の第１接点１５，１５から離間するように移動させられ、一対の第１端子電極１１，１１の短絡が解除され、第１可動接点１８のＯＦＦ状態となる。一方、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９と一対の第２接点１６，１６との当接状態が維持されることで、第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
さらに、反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図４におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の位置α以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の位置αおよび領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮させられた各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００１７】
すなわち、例えば図４に示す、ＣＣＷ９０°の状態と、０°またはＣＣＷ１８０°の状態とを、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、何れか一方の端子電極の開閉状態を変化させること無しに、何れか他方の端子電極の開閉状態のみを変化させることができる。
また、例えば図４に示す、０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態からＣＣＷ１８０°の状態へと、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、位相差を有する開路動作を実行することができる。一方、例えば図４に示す、ＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態から０°の状態へと、切り替えることにより、２対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２に対して、位相差を有する閉路動作を実行することができる。
【００１８】
以下に、本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０について説明する。
本実施形態に係るモータ制御装置３０は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等に搭載され、例えば図５に示すように、モータ３１と、平滑コンデンサ３２を備えたインバータ３３を介してモータ３１と電気エネルギーの授受を行う複数のセルを直列接続したバッテリからなる蓄電装置４４と、回路開閉装置１０とを備えて構成されている。
ここで、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５は、蓄電装置４４とインバータ３３の負極側の直流入出力端子３３Ｇとの間に設けられ、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６は、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設けられ、回路開閉装置１０のロータリーソレノイド２３は、外部の電源（図示略）からの電力供給により回転軸２３ａを回転駆動させるようになっている。
【００１９】
モータ３１は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各入出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを有する。
インバータ３３は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータをなすものであって、スイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路３３ａと、平滑コンデンサ３２とを備えて構成されている。
そして、インバータ３３は、例えばモータ３１が電動機として動作する場合に、蓄電装置４４から直流入出力端子３３Ｄ，３３Ｇを介して入力される直流電流を交流電流に変換し、この交流電流をモータ３１の各入出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに送出する。
【００２０】
ブリッジ回路３３ａは、複数のスイッチング素子であるトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成されている。
これらのトランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のコレクタ−エミッタ間には、それぞれダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２が配置され、各トランジスタＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のエミッタに、各ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のアノードが接続され、各コレクタには、各ダイオードＫＵ１，ＫＵ２，ＫＶ１，ＫＶ２，ＫＷ１，ＫＷ２のカソードが接続されている。
【００２１】
各トランジスタＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１のコレクタは全て直流入出力端子３３Ｄに接続されている。トランジスタＳＵ１のエミッタはトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＶ１のエミッタはトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、トランジスタＳＷ１のエミッタはトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。各トランジスタＳＵ２，ＳＶ２，ＳＷ２のエミッタは全て負極側の直流入出力端子３３Ｇに接続されている。
また、Ｕ相入出力端子ＵはトランジスタＳＵ１のエミッタおよびトランジスタＳＵ２のコレクタに接続され、Ｖ相入出力端子ＶはトランジスタＳＶ１のエミッタおよびトランジスタＳＶ２のコレクタに接続され、Ｗ相入出力端子ＷはトランジスタＳＷ１のエミッタおよびトランジスタＳＷ２のコレクタに接続されている。
そして、平滑コンデンサ３２は正極側の直流入出力端子３３Ｄと負極側の直流入出力端子３３Ｇとの間に接続されている。
【００２２】
本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０は上記構成を備えており、次に、このモータ制御装置３０における回路開閉装置１０の動作について添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下において、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で±４５×３／２°の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、軸対称カム部２１ａの方向に４５×３／２°かつ軸非対称カム部２２ａの方向に４５×５／２°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
【００２３】
すなわち、例えば図６に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロのときに（図６における０°の状態）、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、図７に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００２４】
そして、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロから９０°へと変化させられると、例えば図７に示すように、回転角度が４５×３／２°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図６におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
【００２５】
さらに、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられると、例えば図７に示すように、回転角度が４５×５／２°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図６におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
【００２６】
すなわち、この回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０においては、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態から、インバータ３３に対して蓄電装置４４から通電が行われる際に、先ず、正極側の直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第２接点１６，１６が短絡され、この後、適宜の時間経過後に、負極側の直流入出力端子３３Ｇ側の一対の第１接点１５，１５が短絡される。
また、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態から、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａが逆回転させられ、図６におけるＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へ、さらに、ＣＣＷ９０°の状態から０°の状態へと、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から１８０°へと変化させられる。これにより、先ず、負極側の直流入出力端子３３Ｇ側の一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除され、この後、適宜の時間経過後に、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第２接点１６，１６の短絡状態が解除される。
【００２７】
上述したように、本実施の形態による回路開閉装置１０によれば、単一のロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに、互いに異なるカムプロフィールの第１カム２１および第２カム２２が設けられ、さらに、各第１カム２１および第２カム２２に当接可能な第１可動接点１８および第２可動接点１９が設けられていることから、回転軸２３ａの回転運動は、第１可動接点１８と第２可動接点１９との互いに異なる直線運動に変換される。
これにより、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各カムプロフィールに応じて、各第１可動接点１８および第２可動接点１９と各第１接点１５，１５および第２接点１６，１６との接触および分離の各タイミングを互いに独立に設定することができる。
すなわち、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置１０によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０によれば、インバータ３３と蓄電装置４４との間に設けられた、２対の第１接点１５，１５および第２接点１６，１６の各開閉状態の切り替え動作を、適宜の時間差をおいて行うように制御することができる。
【００２９】
なお、上述した本実施形態においては、ロータリーソレノイド２３を、例えば自己保持型のロータリーソレノイドとすることによって、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を保持するための電力消費を削減することができ、回路開閉装置１０の消費電力を低減させることができる。
また、上述した本実施形態においては、第１カム２１および第２カム２２は、同等の軸対称カム部２１ａを備えて構成されていることから、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングを、同一のタイミングに設定することも可能である。
【００３０】
なお、上述した本実施の形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０においては、回路開閉装置１０の２対の第１接点１５，１５と第２接点１６，１６を、蓄電装置４４とインバータ３３との間の設けたが、これに限定されず、例えば図８に示すモータ制御装置３０の第１変形例のように、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５を、複数のセルを直列接続したバッテリからなる蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設け、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６を直列に接続された蓄電装置４４の中点電位に介在するように設けてもよい。
この場合には、例えば、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設けられた一対の第１接点１５，１５の開閉動作を、ロータリーソレノイド２３の駆動により制御する。そして、例えば図９に示すように、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａを手動操作により回転可能な手動レバー５１等を備え、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の開閉動作を、操作者の手動操作により制御するように設定してもよい。
【００３１】
以下に、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例について説明する。
なお、以下において、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で±４５°の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、軸対称カム部２１ａの方向に４５°かつ軸非対称カム部２２ａの方向に４５×３＝１３５°の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
【００３２】
この本実施形態の第１変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えば適宜の保守作業時等において、例えば図９に示すように、ロータリーソレノイド２３から突出する回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度がゼロの状態（図９における０°の状態）に設定され、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された各第１スプリング１７ａおよび第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１および第２端子電極１２，１２の短絡がそれぞれ解除され、図１０に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００３３】
そして、例えば適宜の保守作業の終了等に伴い、操作者による手動レバー５１の手動操作により、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａは、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りに、回転角度がゼロから９０°まで手動回転させられる。このとき、例えば図１０に示すように、回転角度が４５°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、手動回転によって、例えば反時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図９におけるＣＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。また、この状態において、ロータリーソレノイド２３が駆動可能状態に設定される。
【００３４】
次に、例えばこの第１変形例に係るモータ制御装置３０が搭載された車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に設定されるイグニッションオンの指令に伴い、ロータリーソレノイド２３が駆動させられ、回転軸２３ａの先端側から見た場合における反時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられると、例えば図１０に示すように、回転角度が１３５°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、例えば反時計回りの回転角度が１８０°に設定されると（図９におけるＣＣＷ１８０°の状態）、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となる。
【００３５】
すなわち、この第１変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えば適宜の保守作業時等における第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態から、操作者の手動操作によって、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６が短絡され、この後、例えば車両のイグニッションオンの指令等に伴い、インバータ３３に対して蓄電装置４４から通電が行われる際に、ロータリーソレノイド２３の駆動によって、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第１接点１５，１５が短絡される。
また、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態から、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に設定されるイグニッションオフの指令に伴い、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａがロータリーソレノイド２３の駆動によって逆回転させられ、図９におけるＣＣＷ１８０°の状態からＣＣＷ９０°の状態へと、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から９０°へと変化させられ、直流入出力端子３３Ｄ側の一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除される。
さらに、例えば適宜の保守作業時等への移行に伴い、操作者の手動操作によって、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りに、回転軸２３ａの相対的な回転角度が０°から９０°へと変化させられ、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の短絡状態が解除される。
【００３６】
なお、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例においては、ロータリーソレノイド２３の動作角度および手動レバー５１の手動操作による回転軸２３ａの回転可能角度は、例えば所定位置から時計回り又は反時計回りに所定角度、例えば９０°等に設定されている。
【００３７】
この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第１変形例によれば、例えば適宜の保守作業時等において、ロータリーソレノイド２３を作動させる必要無しに、操作者が手動レバー５１を把持して手動によりロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａを回転させ、蓄電装置４４の中点電位に設けられた一対の第２接点１６，１６の開閉状態を切り替えることができる。
【００３８】
なお、この本実施形態の第１変形例においては、手動レバー５１を回転軸２３ａに設けてもよいし、例えば回転軸２３ａに設けられたギアと噛み合うギアや、例えば回転軸２３ａに設けられたギアと対をなし、チェーン等が掛け渡されるギアや、例えば回転軸２３ａに設けられたプーリと対をなし、ベルト等が掛け渡されるプーリ等に設けてもよい。
【００３９】
また、例えば図１１に示すモータ制御装置３０の第２変形例のように、回路開閉装置１０の一対の第１接点１５，１５を、蓄電装置４４とインバータ３３の正極側の直流入出力端子３３Ｄとの間に設け、回路開閉装置１０の一対の第２接点１６，１６を、一対の第１接点１５，１５に対して並列に接続されたプリチャージ抵抗６１を備えるプリチャージ回路６２に設けてもよい。
なお、以下においては、例えば図１２に示すように、第１カム２１は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａに対して軸対称に形成され、例えば回転軸２３ａと直交する軸線Ｐを境界線とする第１対称カム部７１ａおよび第２対称カム部７１ｂとを備えて構成されている。
また、第２カム２２は、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａと直交する軸線Ｐに対して軸対称に形成され、２つの対称カム部７２，７２を備えて構成されている。
【００４０】
そして、第１カム２１に対しては、第１カム２１のカム面２１Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、第１対称カム部７１ａの方向に所定角度γ１（例えば、γ１＜４５°）かつ第２対称カム部７１ｂの方向に所定角度γ２（例えば、９０°＞γ２＞４５°）の領域）γに第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが当接したときに、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となるように設定されている。
また、第２カム２２に対しては、第２カム２２のカム面２２Ａ上において、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置αから回転軸２３ａ周りの角度で、±所定角度β１（例えば、４５°＞β１＞４５°−γ１）の領域）βに第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが当接したときに、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となるように設定されている。
さらに、各カム２１，２２は、例えば、回転軸２３ａと直交する平面内にて、互いの軸線Ｐが所定交差角度（例えば、４５°等）にて交差するようにして、例えば第２カム２２の軸線Ｐが第１カム２１の第１対称カム部７１ａの方向にずれるようにして、回転軸２３ａに固定されている。
【００４１】
この本実施形態の第２変形例に係るモータ制御装置３０においては、例えばこの第２変形例に係るモータ制御装置３０が搭載された車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態のときに、図１３および図１４に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
そして、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＦＦ状態からＯＮ状態に設定されるイグニッションオンの指令に伴い、ロータリーソレノイド２３が駆動させられ、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が０°から４５°へと変化させられると、例えば図１４に示すように、回転角度が（４５−β１）°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃが第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域βに当接し、第２可動接点１９の一対の第２当接部１９ｂ，１９ｂが一対の第２接点１６，１６に当接し、一対の第２端子電極１２，１２が短絡され、第２可動接点１９のＯＮ状態となる。
これにより、例えば時計回りの回転角度が４５°に設定されると（図１３におけるＣＷ４５°の状態）、第１可動接点１８のＯＦＦ状態かつ第２可動接点１９のＯＮ状態となる。これに伴い、蓄電装置４４からインバータ３３への通電は、プリチャージ抵抗６１を介して行われ、インバータ３３の平滑コンデンサ３２が徐々に充電される。
【００４２】
そして、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が４５°から９０°へと変化させられると、例えば図１４に示すように、回転角度が（９０−γ１）°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃが第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γに当接し、第１可動接点１８の一対の第１当接部１８ｂ，１８ｂが一対の第１接点１５，１５に当接し、一対の第１端子電極１１，１１が短絡され、第１可動接点１８のＯＮ状態となる。
これにより、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＮ状態となり、蓄電装置４４からインバータ３３への通電は、直接に、あるいは、プリチャージ抵抗６１を介して行われるようになる。
さらに、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が（９０−β１）°に到達した時点で、第２可動接点１９の第２カム当接部材１９ｃは、第２カム２２のカム面２２Ａ上の領域β以外の位置に当接し、弾性圧縮された第２スプリング１７ｂの復元力によって、一対の第２端子電極１２，１２の短絡が解除され、第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
これにより、例えば時計回りの回転角度が９０°に設定されると（図１３におけるＣＷ９０°の状態）、第１可動接点１８のＯＮ状態かつ第２可動接点１９のＯＦＦ状態となる。これに伴い、例えば車両の作動時等においては、プリチャージ抵抗６１を介さず、インバータ３３に対して蓄電装置４４から直接に通電が行われる。
【００４３】
そして、第１可動接点１８のＯＮ状態かつ第２可動接点１９のＯＦＦ状態から、例えば車両のイグニッションスイッチ（図示略）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に設定されるイグニッションオフの指令に伴い、インバータ３３に対する蓄電装置４４からの通電が遮断される際には、例えば、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの回転角度が９０°から１８０°へと変化させられる。
これにより、例えば図１４に示すように、回転角度が（９０＋γ２）°に到達した時点で、第１可動接点１８の第１カム当接部材１８ｃは、第１カム２１のカム面２１Ａ上の領域γ以外の位置に当接し、弾性圧縮された第１スプリング１７ａの復元力によって、一対の第１端子電極１１，１１の短絡が解除され、図１４に示すように、第１可動接点１８および第２可動接点１９の各ＯＦＦ状態となる。
【００４４】
なお、この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第２変形例においては、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転方向は、回転軸２３ａの先端側から見た場合における時計回りの方向に限定され、例えば一連のイグニッションオンからイグニッションオフの操作に応じて、回転軸２３ａの回転角度が０°から１８０°まで変化するように設定されている。
【００４５】
これにより、蓄電装置４４から電気的負荷とされるモータ３１へ供給される電流が相対的に大きいときには、一対の第１接点１５，１５の短絡状態が解除されると共に一対の第２接点１６，１６が短絡されてプリチャージ抵抗６１を介して電流が流れるように制御される。すなわち、インバータ３３の起動時等のように蓄電装置４４の電圧と平滑コンデンサ３２の端子間電圧との電圧差が大きいときには、プリチャージ抵抗６１を介して平滑コンデンサ３２を徐々に充電するプリチャージ動作を行わせ、充電が完了した状態で第１可動接点１８をＯＮ状態に設定して、蓄電装置４４から直接に通電を行うことで、過大な突入電流が流れることを抑制している。これにより、例えば一対の第１接点１５，１５が溶着したり、例えばモータ３１を円滑に駆動するために設けられたインバータ３３の平滑コンデンサ３２が損傷することを防止することができる。
【００４６】
この本実施形態による回路開閉装置１０を備えたモータ制御装置３０の第２変形例によれば、インバータ３３に電力を供給する蓄電装置４４の出力側において、一対の第１接点１５，１５を第１可動接点１８によって単に短絡する機能と、インバータ３３への通電開始時等に一対の第２接点１６，１６を第２可動接点１９によって短絡することで、プリチャージ抵抗６１を介して電流を流す機能とを、単一の回路開閉装置１０によって実現することができる。これにより、高圧部品の部品点数を削減することで装置の構成を単純化して、軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【００４７】
なお、上述した本実施形態および本実施形態の第１変形例および第２変形例においては、例えば、第１カム２１と第２カム２２とを、ロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの伸びる方向に所定間隔をおいて配置してもよいし、あるいは、所定間隔を設けずに第１カム２１と第２カム２２とを接続してもよい。
【００４８】
また、上述した本実施形態による回路開閉装置１０においては、各カム２１，２２の形状に応じて、例えば各可動接点１８，１９を各第１接点１５，１５、第２接点１６，１６から分離する際における間隔（接点ギャップ）を変更することができると共に、例えばロータリーソレノイド２３の回転軸２３ａの回転速度が所定回転速度の場合に各可動接点１８，１９のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替え速度（つまり切り替えに要する時間）を変更することができる。
例えば上述した本実施形態による回路開閉装置１０においては、第１カム２１を、回転軸２３ａと同軸の円形状のカム本体８２（例えば図１５における、カム本体８２ａ，８２ｂ）と、カム本体８２の径方向の外周側に突出し、カム本体８２の外周面８２Ａに滑らかに接続される外周面８３Ａを有するカム突出部８３（例えば図１５における、カム突出部８３ａ，８３ｂ）とを備えて構成してもよい。この場合、カム突出部８３の外周面８３Ａに各可動接点１８，１９が当接したときに、各可動接点１８，１９のＯＮ状態となり、カム本体８２の外周面８２Ａに各可動接点１８，１９が当接したときに、各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態となる。
ここで、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）と回転軸２３ａとの距離が所定距離ＬＯＮとなるようにカム突出部８３ａ，８３ｂを形成すると、相対的に大きな径ＬＯＦＦ１を有するカム本体８２ａからなるカム８４ａの接点ギャップ（ＬＯＮ−ＬＯＦＦ１）に比べて、相対的に小さな径ＬＯＦＦ２を有するカム本体８２ｂからなるカム８４ｂの接点ギャップ（ＬＯＮ−ＬＯＦＦ２）の方が大きくなる。
これにより、接点ギャップの増大に伴い、カム本体が大型化してしまうことを防止して、回路開閉装置１０の軽量化および小型化が可能となる。
【００４９】
また、例えば図１６に示すように、回転軸２３ａの径方向での最も外周側の領域（例えば、軸線Ｐと交差する位置α）と回転軸２３ａとの距離が所定距離ＬＯＮとなるようにカム突出部８３ａ，８３ｂを形成すると共に、同等の径ＬＯＦＦを有するようにカム本体８２ａ，８２ｂを形成すると、相対的に大きな曲率を有するカム突出部８３ａからなるカム８４ａに比べて、相対的に小さな曲率を有するカム突出部８３ｂからなるカム８４ｂの方が、各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えタイミングが早くなる。
例えば図１６に示すように、回転軸２３ａからの距離が所定距離ＬＯＮ１（ＬＯＦＦ＜ＬＯＮ１＜ＬＯＮ）の位置に各可動接点１８，１９のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えタイミングが設定されたときに、例えば回転軸２３ａが図１６に示す反時計回りに回転させられることで、各カム８４ａ，８４ｂに対して各可動接点１８，１９がＯＦＦとなる状態（図１６の示す０°の状態）から、各カム８４ａ，８４ｂに対して各可動接点１８，１９がＯＮとなる状態（図１６の示すＣＷ９０°の状態）へと変化させられる。この過程において、相対的に小さな曲率を有するカム突出部８３ｂからなるカム８４ｂの方が、より早いタイミングで所定距離ＬＯＮ１の位置に到達する（図１６の示すＣＷ４５°の状態）。
これにより、カムプロフィールを変化させることによって、容易に、各可動接点１８，１９のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングを変化させることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のモータ制御装置の回路開閉装置によれば、複数の回路開閉動作を単一の回路開閉装置によって実現することができ、高圧部品の部品点数の増大を抑制することで装置の構成を単純化して、装置の軽量化かつ小型化に資することができ、装置の構成に要する費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る回路開閉装置の側断面図である。
【図２】 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１に示す第１カムおよび第２カムの平面図である。
【図４】 第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図５】 本実施の形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の構成図である。
【図６】 図５に示すモータ制御装置における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図７】 図５に示すモータ制御装置における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図８】 本実施形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の第１変形例の構成図である。
【図９】 図８に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１０】 図８に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
変形例の構成図である。
【図１１】 本実施形態による回路開閉装置を備えたモータ制御装置の第２変形例の構成図である。
【図１２】 図１１に示すモータ制御装置の第２変形例における、第１カムおよび第２カムの平面図である。
【図１３】 図１１に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転状態に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１４】 図１１に示すモータ制御装置の第１変形例における、第１カムおよび第２カムの各回転角度に応じた第１可動接点および第２可動接点の各ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。
【図１５】 各カムの形状に応じた接点ギャップの変化を示す図である。
【図１６】 各カムの形状に応じた各可動接点のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えタイミングの変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ 回路開閉装置
１５ 第１接点（固定接点）
１６ 第２接点（固定接点）
２１ 第１カム（カム部）
２１Ａ カム面
２２ 第２カム（カム部）
２２Ａ カム面
２３ ロータリーソレノイド
２３ａ 回転軸
５１ 手動レバー（回転手段）
Claims (1)
- インバータを介してモータと蓄電装置との間の電気エネルギーの授受を制御するモータ制御装置に具備され、
複数対の固定接点と、各前記複数対の固定接点に当接可能な複数の可動接点と、各前記複数の可動接点を各前記複数対の固定接点に対して進退させる可動接点駆動手段とを備えたモータ制御装置の回路開閉装置であって、
前記可動接点駆動手段は、回転軸を有する回転駆動機と、前記回転軸に設けられた複数のカム部とを備え、
各前記複数の可動接点は前記複数のカム部の各カム面に当接可能とされ、
前記複数のカム部は、互いに異なるカムプロフィールを有し、前記回転軸の回転運動を各前記複数の可動接点毎の異なる直線運動に変換し、各前記複数の可動接点毎に異なるタイミングで各前記複数の可動接点と各前記複数対の固定接点とを当接させ、
前記複数対の固定接点および前記可動接点として、前記インバータの正極側端子と前記蓄電装置の正極側端子との接続を断接する１対の第１固定接点および前記１対の第１固定接点に当接可能な第１可動接点と、前記１対の第１固定接点に並列に接続されたプリチャージ抵抗を備えるプリチャージ回路での接続を断接する１対の第２固定接点および前記１対の第２固定接点に当接可能な第２可動接点とを備え、
前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部とは、順次、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点のオフ状態および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオン状態と、前記第１可動接点のオン状態および前記第２可動接点のオフ状態と、前記第１可動接点および前記第２可動接点のオフ状態とへ遷移するような各前記カムプロフィールを有し、
前記第１可動接点を直線運動させる前記カム部と前記第２可動接点を直線運動させる前記カム部との各前記カムプロフィールは、異なる接点ギャップを有することを特徴とするモータ制御装置の回路開閉装置。
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