(57)【要約】【課題】  内部空間と外部空間との圧力差を小さくすることが可能な電気機器を提供する。【解決手段】  電気機器としてのＰＣＵは車両に搭載されるものであって、車両に搭載され、内部空間３０１ｉを有する筐体３０１と、筐体３０１に収納され、スイッチング素子により直流電力と交流電力とを相互に変換することが可能なインバータと、内部空間３０１ｉの圧力と外部空間３０１ｕの圧力との差が所定値を超えたときに、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとを連通することが可能な圧力弁１３０２と、筐体３０１の外表面に設けられて圧力弁１３０２を覆うカバー１３１１とを備える。【選択図】        図４
2006128546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内部空間を有する筐体と、
前記筐体に収納され、スイッチング素子により直流電力と交流電力とを相互に変換することが可能な電力変換素子と、
前記内部空間の圧力と外圧との差が所定値を超えたときに、内部空間と外界とを連通する圧力弁と、
前記筐体の該表面に設けられて前記圧力弁を覆うカバーとを備えた、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気機器に関し、特に車両に搭載される電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器はたとえば特開２００３−１５２３４７号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１５２３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、カバーの内側に複数個の第２の通気孔を連通させる逃げ孔部が形成されている技術が開示される。
【０００４】
従来、車両用電気機器としてのＰＣＵ（パワーコントロールユニット）内には、インバータ、コンバータなどの発熱素子が設けられ、この素子の温度変化によりＰＣＵの内部の圧力が変動し、不具合が発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、内圧の変化を緩和することが可能な電気機器の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従った電気機器は車両に搭載され、内部空間を有する筐体と、筐体に収納され、スイッチング素子により直流電力と交流電力とを変換することが可能な電力変換素子と、内部空間の圧力と外圧との差が所定値を超えたときに、内部空間と外界とを連通する圧力弁と、筐体の外表面に設けられて圧力弁を覆うカバーとを備える。
【０００７】
このように構成された電気機器では、内部空間の圧力と外圧との差が所定値を超えたときに内部空間と外界とを連通する圧力弁が設けられているため、この圧力弁の作用により、内部空間の圧力変動を緩和することができる。さらに、カバーにより圧力弁が覆われているため、圧力弁の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に従えば、急激な内圧の変化を防止することが可能な電気機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１０】
図１は、この発明の実施の形態に従った電気機器を搭載したハイブリッド車両の模式図である。図１を参照して、ハイブリッド車両は、エンジン１００と、発電機２００と、ＰＣＵ３００と、バッテリ４００と、モータ５００と、これらすべてに接続されたハイブリッドＥＣＵ６００とを含む。
【００１１】
エンジン１００が発生する動力は、動力分配機構７００により、２経路に分割される。一方は減速機８００を介して車輪９００を駆動する経路である。もう一方は、発電機２００を駆動させて発電する経路である。
【００１２】
発電機２００は、動力分配機構７００により分配されたエンジン１００の動力により交流電力を発電するが、発電機２００により発電された電力は車両の走行状態やバッテリ４００のＳＯＣ（充電状態）に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では発電機２００により発電された電力はそのままモータ５００を駆動させる電力となる。一方、バッテリ４００のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、発電機２００により発電された電力は、ＰＣＵ３００のインバータ３０２により交流から直流に変換され、コンバータ３０４により電圧が調整された後、バッテリ４００に蓄えられる。
【００１３】
モータ５００は、三相交流モータである。このモータ５００は、バッテリ４００に蓄えられた電力および発電機２００により発電された電力の少なくともいずれか一方の電力により駆動する。モータ５００がバッテリ４００に蓄えられた電力により駆動する場合、バッテリ４００から放電された直流電流の電圧値がコンバータ３０４により昇圧され、昇圧された直流電力がコンデンサ３０６により一時的に蓄電されて平滑化された後、インバータ３０２により直流電力から交流電力に変換されて、モータ５００に電力が供給される。発電機２００により発電された電力によりモータ５００が駆動する場合は、発電機２００で発電されて交流電力がそのままモータ５００に供給される。モータ５００の駆動力は、減速機８００を介して車輪９００に伝えられる。これにより、モータ５００はエンジン１００をアシストして車両を走行させたり、モータ５００からの駆動力のみにより車両を走行させる。
【００１４】
一方、ハイブリッド車両が回生制動時には、減速機８００を介して車輪９００によりモータ５００が駆動され、モータ５００が発電機として作動する。これによりモータ５００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用することになる。モータ５００により発電された電力は、インバータ３０２を介してバッテリ４００に蓄えられる。
【００１５】
ハイブリッドＥＣＵ６００は、ＣＰＵ（中央処理部）６０２と、メモリ６０４とを含む。ＣＰＵ６０２は、車両の走行状態や、アクセル開度、ブレーキペダルの踏み量、シフトポジション、バッテリ４００のＳＯＣ、メモリ６０４に保存されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ハイブリッドＥＣＵ６００は、車両が所望の走行状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。
【００１６】
図２は、インバータの構成を示す電気回路図である。図２を参照して、本発明に従った電気機器であるＰＣＵの内部構造について説明する。インバータ３０２は、Ｕ相アーム２５と、Ｖ相アーム２６と、Ｗ相アーム２７とからなる。Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００１７】
Ｕ相アーム２５は、直列接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２からなり、Ｖ相アーム２６は、直列接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｗ相アーム２７は、直列接続されたトランジスタＱ５，Ｑ６からなる。また、各トランジスタＱ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すためのダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００１８】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相のコイルの他端がトランジスタＱ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００１９】
平滑用のコンデンサ３０６は、電源ラインおよびアースラインの間に接続され、電源ライン上の直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ１５によって平滑された直流電力は、インバータ２０の入力電圧となる。
【００２０】
図３は、この発明に従ったＰＣＵの斜視図である。図３を参照して、ＰＣＵ３００は筐体３０１を有し、この筐体３０１内に上述のインバータ３０２、コンデンサ３０６およびコンバータ３０４が収納される。なお、筐体３０１内には、必ずしもこれらの素子が収納されるわけではなく、少なくともインバータ３０２が筐体３０１に収納される。
【００２１】
筐体３０１は箱型であり、外部と連通する呼吸孔１３０１が設けられる。呼吸孔１３０１は、筐体３０１内部と外部を連通し、その圧力変動を防止する。筐体３０１には、内圧の急激な変化を緩和するための圧力弁１３０２が設けられ、圧力弁１３０２は圧力弁用のカバー１３１１により保護される。カバー１３１１は、圧力解放時の浸水を防止する。筐体３０１内に、外界と異なる圧力が発生した場合に、呼吸孔１３０１（ミクロテックス）の通気量以上の通気が必要となる場合がある。この場合、筐体３０１を構成するＰＣＵカバーに取付けた圧力弁１３０２から圧力を解放する。
【００２２】
このような圧力弁１３０２を設けるのは、筐体３０１内に圧力が発生し、これをそのまま放置すると、筐体３０１のシール性を高めるＯリングによるシール部の破れなどが発生して不具合が発生するからである。本発明では、圧力弁１３０２を設けることにより、圧力上昇時に圧力弁１３０２を解放し、シール性能を満たすことができる。
【００２３】
図４は、圧力弁を拡大して示す断面図である。図４を参照して、圧力弁１３０２は、筐体３０１の外表面に設けられる。圧力弁１３０２は筐体３０１の貫通孔１３０９を覆い、パッキン１３０３、ガイド部材１３０４、ばね１３０５、および枠体１３０６により構成される。パッキン１３０３は筐体３０１に設けられた貫通孔１３０９を封止する。パッキン１３０３は筐体３０１に近づく方向と、筐体３０１から遠ざかる方向とに移動することが可能であり、その移動経路はガイド部材１３０４により規定される。
【００２４】
パッキン１３０３はばね１３０５により貫通孔１３０９に近づく方向に押圧される。そのため、筐体３０１の内部空間３０１ｉが筐体３０１の外部空間３０１ｕの圧力と同程度であれば、このばね１３０５の押圧力により、パッキン１３０３は図４で示すように貫通孔１３０９を封止する。ばね１３０５の一方端は枠体１３０６に取付けられ、他方端はパッキン１３０３に取付けられる。
【００２５】
内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとの圧力差が所定値を超えると、ばね１３０５の押圧力に打ち勝つようなパッキン１３０３を押し上げる力が生じる。これにより、パッキン１３０３と筐体３０１との間に隙間が生じ、この隙間から空気が漏れ出し、この空気は枠体１３０６の貫通孔１３０７を通って外部へ放出される。すなわち、この実施の形態では、内部空間３０１ｉの圧力が高圧となったとき、この圧力を逃がすための圧力弁１３０２を示している。圧力弁１３０２はカバー１３１１により覆われている。
【００２６】
この発明に従った電気機器としてのＰＣＵは、車両に搭載され、内部空間３０１ｉを有する筐体３０１と、筐体３０１に収納され、スイッチング素子により直流電力と交流電力とを相互に変換することが可能な電力変換素子としてのインバータ３０２と、内部空間３０１ｉの圧力と外部空間３０１ｕの圧力（外圧）との差が所定値を超えたときに、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとを連通する圧力弁１３０２と、筐体３０１の外表面に設けられて安全弁としての圧力弁を覆うカバー１３１１とを備える。この実施の形態では、内部空間３０１ｉが高圧となったときに、この圧力を放出する圧力弁１３０２を設けているが、これに限られず、内部空間３０１ｉが低圧になった場合にこの低圧を解消するべく作動する圧力弁を設けてもよい。さらに、内部空間３０１ｉが高圧時に作動する弁と、内部空間３０１ｉが低圧時に作動する弁の双方を設けてもよい。この場合、内部空間３０１ｉの圧力が１気圧を超えて所定値以上になった場合、または所定値以下になった場合に圧力弁が作動し、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとの圧力差を小さくすることができる。
【００２７】
さらに、圧力弁１３０２は、図４で示した機械的な構造のものだけでなく、電気的に作用するものであってもよい。具体的には、内部空間３０１ｉおよび外部空間３０１ｕの圧力を検出する圧力センサと、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとを連通することが可能な電磁弁とを設け、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとの圧力差を圧力センサが検出し、この差が所定値以上であれば電磁弁を開く構成としてもよい。
【００２８】
以上のような、この発明に従った電気機器では、圧力弁１３０２を設けているため、内部空間３０１ｉと外部空間３０１ｕとの圧力差が大きくなり過ぎることを防止できる。これにより、筐体３０１のシールをより確実にすることができる。
【００２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、車両に搭載される電気機器の分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に従った電気機器を搭載したハイブリッド車両の模式図である。
【図２】インバータの構成を示す電気回路図である。
【図３】この発明に従ったＰＣＵの斜視図である。
【図４】圧力弁を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０１  筐体、３０２  インバータ、１３０２  圧力弁、１３０３  パッキン、１３０４  ガイド部材、１３０５  ばね、１３０６  枠体、１３１１  カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006128546.tif 000005
【図４】
2006128546.tif 000006