(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機と、
前記回転電機を気密状態で収納する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記筐体の内圧と外圧との差によって生じる推力を用いて、前記内圧を調節する筐体内圧力調節部と、
を有し、
前記筐体内圧力調節部は、前記内圧が前記外圧よりも第１の所定値以上高い場合に、前記筐体の内部から前記筐体の外部に空気を放出し、前記外圧が前記内圧よりも第２の所定値以上高い場合に、前記筐体の外部から前記筐体の内部に空気を導入するものであり、
前記第１の所定値は前記第２の所定値よりも大きい
ことを特徴とする回転電機の圧力調整装置。
【請求項２】
前記筐体内圧力調節部は、
弾性体と、
前記弾性体によって押圧され押圧力に応じて開閉する受圧弁体と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の圧力調整装置。
【請求項３】
前記筐体内圧力調節部は、
ダイアフラムと、
前記ダイアフラムの変位に応じて、前記筐体の内外の空気の導通／非導通状態を切り替える切替部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機の圧力調整装置。
【請求項４】
前記第１の所定値は、０．０１ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以下の値である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の圧力調整装置。
【請求項５】
前記第２の所定値は、０．００１ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以下の値である
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間が居住できる気圧内において、大気中に置かれた導体間で放電が開始される電圧は、パッシェンの法則により、気圧が低くなるほど低下する。このため、例えば電気自動車、ハイブリッド車等の車両に適用されるモータは、低地において充分な絶縁性能を有していたとしても、高地において絶縁性能が不充分になり、放電等が発生するという問題が生じ得る。
【０００３】
このような気圧の低下に伴う絶縁性能の低下を補うために、様々な技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、大気圧が低くなると、モータに印加する電圧を下げる技術が開示されている。また、下記特許文献２には、コンプレッサを用いて、モータを収納するモータ室内の気圧を高める技術が開示されている。また、下記特許文献３には、気体を保持するタンクを設け、タンクからモータケースに気体を供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６３９９１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２２８３７８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０５３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１〜３の技術は、何れも複雑な構成が必要であり、モータを搭載する車両等のコストアップを招いていた。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で絶縁性能を維持できる回転電機の圧力調整装置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】
上記課題を解決するため本発明の回転電機の圧力調整装置は、回転電機と、前記回転電機を気密状態で収納する筐体と、前記筐体に設けられ、前記筐体の内圧と外圧との差によって生じる推力を用いて、前記内圧を調節する筐体内圧力調節部と、を有し、前記筐体内圧力調節部は、前記内圧が前記外圧よりも第１の所定値以上高い場合に、前記筐体の内部から前記筐体の外部に空気を放出し、前記外圧が前記内圧よりも第２の所定値以上高い場合に、前記筐体の外部から前記筐体の内部に空気を導入するものであり、前記第１の所定値は前記第２の所定値よりも大きいことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記筐体内圧力調節部は、前記内圧が前記外圧よりも第１の所定値以上高い場合に、前記筐体の内部から前記筐体の外部に空気を放出するため、筐体内のオイルシールが抜ける等の不具合を防止できる。
【０００８】
また、前記筐体内圧力調節部は、前記外圧が前記内圧よりも第２の所定値以上高い場合に、前記筐体の外部から前記筐体の内部に空気を導入するため、筐体の内部が大きな負圧になることを防止できる。
【０００９】
また、前記筐体内圧力調節部は、弾性体と、前記弾性体によって押圧され押圧力に応じて開閉する受圧弁体と、を有するものであってもよい。
【００１０】
また、前記筐体内圧力調節部は、ダイアフラムと、前記ダイアフラムの変位に応じて、前記筐体の内外の空気の導通／非導通状態を切り替える切替部と、を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回転電機の圧力調整装置によれば、安価な構成で回転電機の絶縁性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態によるモータシステムの斜視図である。
【図２】第１実施形態における筐体内圧力調節部の断面図である。
【図３】第２実施形態における筐体内圧力調節部の断面図である。
【図４】第３実施形態における筐体内圧力調節部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるモータシステムＳの斜視図である。
このモータシステムＳ（回転電機の圧力調整装置）は、例えば電気自動車、ハイブリッド車等の車両に適用される。モータシステムＳは、略直方体状の筐体１０と、電動機１２（回転電機）と、シャフト１６と、ギア１８，２０と、筐体内圧力調節部３０とを有している。
【００１４】
電動機１２は、筐体１０の内部に固定された略円筒状の固定子１２ａと、固定子１２ａに対して相対的に回転する回転子１２ｂとを有している。回転子１２ｂには、シャフト１６を介してギア１８，２０が連結されており、回転子１２ｂが回転すると、シャフト１６とギア１８，２０とが連動して回転する。筐体１０は、電動機１２、シャフト１６、ギア１８，２０等を気密状態で収納する。筐体内圧力調節部３０は、チェックバルブ３２，３４を有しており、これらによって筐体１０の内部圧力を調節する。
【００１５】
図２は、筐体内圧力調節部３０の断面図である。チェックバルブ３２は、弁座部３２ｃ（受圧弁体）と、止流弁３２ｂ（受圧弁体）と、止流弁３２ｂを弁座部３２ｃに押圧するスプリング３２ａ（弾性体）とを有している。これにより、チェックバルブ３２は、筐体１０の外部の気圧である外圧Ｐ０よりも、筐体１０の内部の気圧である内圧Ｐ１が所定の気圧差ΔＰＡ（第１の所定値）以上高い場合に、筐体１０の内部から筐体１０の外部に空気を放出する。
【００１６】
ここで、「外圧Ｐ０」は、本実施形態においては「大気圧」である。また、チェックバルブ３２が動作する気圧差ΔＰＡは、０．０１ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以下の範囲にすることが好ましく、０．０３ＭＰａ以上、０．０４ＭＰａ以下の範囲にすると、より好ましい。これは、電動機１２の温度上昇等によって内圧Ｐ１が高まった際、気圧差ΔＰＡを高くしすぎると、オイルシール（図示せず）が抜ける等の不具合が生じるためであり、また、気圧差ΔＰＡを低くしすぎると、絶縁性能を維持する充分な内圧Ｐ１を確保しにくくなるためである。
【００１７】
また、チェックバルブ３４は、弁座部３４ｃ（受圧弁体）と、止流弁３４ｂ（受圧弁体）と、止流弁３４ｂを弁座部３４ｃに押圧するスプリング３４ａ（弾性体）とを有している。これにより、チェックバルブ３４は、内圧Ｐ１よりも外圧Ｐ０が所定の気圧差ΔＰＢ（第２の所定値）以上高い場合に、筐体１０の外部から筐体１０の内部に空気を導入する。
【００１８】
チェックバルブ３４は、低地等、外圧Ｐ０が比較的高い場合に、内圧Ｐ１を外圧Ｐ０に近づける機能を有する。また、チェックバルブ３４は、筐体１０が急冷された際に、筐体１０の内部が大きな負圧になることも防止する。このため、チェックバルブ３４が動作する気圧差ΔＰＢは、振動等で開弁しない範囲で、極力小さな値にするとよい。具体的には、気圧差ΔＰＢは、０．００１ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以下の範囲にすることが好ましく、０．００３以上、０．００４ＭＰａ以下の範囲にすると、より好ましい。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、「ΔＰＡ＞ΔＰＢ」としたため、外圧Ｐ０が上昇した際には、内圧Ｐ１は外圧Ｐ０に追従して上昇しやすくなる。一方、外圧Ｐ０が低下した場合には、内圧Ｐ１は低下しにくくなる。従って、高地等において外圧Ｐ０が低下したとしても、筐体内圧力調節部３０によって、内圧Ｐ１を比較的高い値に保持することができるため、簡単な構成で電動機１２の絶縁性能を維持することができる。
【００２０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態によるモータシステムについて説明する。
本実施形態の全体構成は第１実施形態のもの（図１）と同様である。但し、本実施形態においては、第１実施形態の筐体内圧力調節部３０に代えて、図３に示す筐体内圧力調節部４０が筐体１０に装着されている。
筐体内圧力調節部４０は、ダイアフラム弁４１と、チェックバルブ３２とを有している。また、ダイアフラム弁４１は、空気室４２と、切替部４３とを有している。空気室４２は、外圧Ｐ０および内圧Ｐ１の空気を隔てるダイアフラム４２ａを有しており、このダイアフラム４２ａは、外圧Ｐ０および内圧Ｐ１の圧力差に応じて変位する。
【００２１】
また、切替部４３は、ダイアフラム４２ａに結合され、ダイアフラム４２ａの変位に応じて変位することにより、筐体１０の内外の空気の導通／非導通状態を切り替える。すなわち、切替部４３は、内圧Ｐ１よりも、外圧Ｐ０が、気圧差ΔＰＢ以上高い場合に、筐体１０の内外の空気を導通させる。また、チェックバルブ３２は、第１実施形態のものと同様に、外圧Ｐ０よりも内圧Ｐ１が気圧差ΔＰＡ以上高い場合に、筐体１０の内部から筐体１０の外部に空気を放出する。なお、気圧差ΔＰＡ，ΔＰＢの好ましい値は、第１実施形態のものと同様である。
【００２２】
以上のように、本実施形態によれば、高地等において外圧Ｐ０が低下したとしても、筐体内圧力調節部４０によって、内圧Ｐ１を比較的高い値に保持することができるため、第１実施形態と同様に、簡単な構成で電動機１２の絶縁性能を維持することができる。
【００２３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態によるモータシステムについて説明する。
本実施形態の全体構成は第１実施形態のもの（図１）と同様である。但し、本実施形態においては、第１実施形態の筐体内圧力調節部３０に代えて、図４に示す筐体内圧力調節部５０が筐体１０に装着されている。
【００２４】
筐体内圧力調節部５０は、多孔質弁５１と、チェックバルブ３２とを有している。そして、多孔質弁５１は、装着部５２と、リング状のパッキン５４と、多孔質膜５６と、カバー５８とを有している。ここで、装着部５２は略円筒状に形成され、筐体１０に形成された円形の貫通孔１０ａに挿入されている。また、装着部５２の一端（図中では上端）には、フランジ５２ａが形成され、他端には、爪部５２ｂが形成されている。パッキン５４は、フランジ５２ａと筐体１０との間に挿入されている。そして、フランジ５２ａと爪部５２ｂとは、パッキン５４と筐体１０とを押圧しつつ挟みこんでいる。
【００２５】
フランジ５２ａには、その開口部分を塞ぐように、円板状の多孔質膜５６が固着されている。カバー５８は、多孔質膜５６への異物の接触を防止するため、多孔質膜５６を外気に触れさせつつ、多孔質膜５６の周囲を囲っている。多孔質膜５６は、内圧Ｐ１と外圧Ｐ０との差（絶対値）が、気圧差ΔＰＢ以上である場合に、筐体１０の外部と内部との間で空気を流通させる機能を有している。
【００２６】
また、チェックバルブ３２は、第１実施形態のものと同様に、外圧Ｐ０よりも内圧Ｐ１が気圧差ΔＰＡ以上高い場合に、筐体１０の内部から筐体１０の外部に空気を放出する。なお、気圧差ΔＰＡ，ΔＰＢの好ましい値は、第１実施形態のものと同様である。ここで、多孔質弁５１は、具体的には、「日東電工株式会社製ＴＥＭＩＳＨ（登録商標）ＣＡＰＳＥＡＬ（商標）シリーズ」のベントフィルタを適用するとよい。
【００２７】
以上のように、本実施形態によれば、高地等において外圧Ｐ０が低下したとしても、筐体内圧力調節部５０によって、内圧Ｐ１を比較的高い値に保持することができるため、第１実施形態と同様に、簡単な構成で電動機１２の絶縁性能を維持することができる。
【００２８】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【００２９】
（１）上記各実施形態において、外圧Ｐ０は「大気圧」であったが、他の気圧であってもよい。例えば、上記各実施形態を過給機付きのハイブリッド車に適用する場合には、過給機で圧縮された空気の流路に筐体内圧力調節部３０を配置してもよい。この場合、「外圧Ｐ０」は、「過給機で圧縮された気圧」になる。
【００３０】
（２）また、第１〜第３実施形態のモータシステムは、電気自動車、ハイブリッド車等の車両に適用されるのみならず、各種電気製品、工場設備等に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  筐体
１２  電動機（回転電機）
３０  筐体内圧力調節部
３２，３４  チェックバルブ
３２ａ，３４ａ  スプリング（弾性体）
３２ｂ，３４ｂ  止流弁（受圧弁体）
３２ｃ，３４ｃ  弁座部（受圧弁体）
４０  筐体内圧力調節部
４１  ダイアフラム弁
４２ａ  ダイアフラム
４３  切替部
５０  筐体内圧力調節部
ΔＰＡ  気圧差（第１の所定値）
ΔＰＢ  気圧差（第２の所定値）
Ｐ０  外圧
Ｐ１  内圧
Ｓ  モータシステム（回転電機の圧力調整装置）
【図１】
0006364442.tif 000002
【図２】
0006364442.tif 000003
【図３】
0006364442.tif 000004
【図４】
0006364442.tif 000005