JPH09317689A - 電動エアポンプ - Google Patents
電動エアポンプInfo
- Publication number
- JPH09317689A JPH09317689A JP13310196A JP13310196A JPH09317689A JP H09317689 A JPH09317689 A JP H09317689A JP 13310196 A JP13310196 A JP 13310196A JP 13310196 A JP13310196 A JP 13310196A JP H09317689 A JPH09317689 A JP H09317689A
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- JP
- Japan
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- motor
- air pump
- voltage
- electric air
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】モータ始動時の供給電圧を所定の電圧より低く
することにより、突入電流と回転変動を低減させ、高寿
命で低コストな電動エアポンプを提供する。 【解決手段】モータ８とそのシャフト１５に連結されて
回転する羽根車１３とケーシングにより構成されるポン
プ部とからなる電動エアポンプ３と、電動エアポンプ３
のモータ８に駆動電源を供給するシステムにおいて、モ
ータ８を所定の電圧よりも低い電圧の供給で始動させ、
始動後所定の電圧まで徐々に、あるいは任意の時間内に
昇圧させる様にオン・オフ制御、またはオン・オフ制御
とデューティ制御を用いる。
することにより、突入電流と回転変動を低減させ、高寿
命で低コストな電動エアポンプを提供する。 【解決手段】モータ８とそのシャフト１５に連結されて
回転する羽根車１３とケーシングにより構成されるポン
プ部とからなる電動エアポンプ３と、電動エアポンプ３
のモータ８に駆動電源を供給するシステムにおいて、モ
ータ８を所定の電圧よりも低い電圧の供給で始動させ、
始動後所定の電圧まで徐々に、あるいは任意の時間内に
昇圧させる様にオン・オフ制御、またはオン・オフ制御
とデューティ制御を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動エアポンプに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】電動エアポンプの寿命改善技術に関して
は、特開平5−141396 号公報に記載のように、駆動部で
あるモータの温度上昇を低減させるため、空気出入口通
路内にモータを設置し、空気の流れにより冷却させる技
術が記載されている。モータの寿命はブラシの摩耗に依
存し、この摩耗はブラシ接触部の温度，電流，回転数に
影響される。従ってこの３要素の内、温度を低減できれ
ばブラシの摩耗を低減することが可能となり、モータの
寿命を改善することができる。
は、特開平5−141396 号公報に記載のように、駆動部で
あるモータの温度上昇を低減させるため、空気出入口通
路内にモータを設置し、空気の流れにより冷却させる技
術が記載されている。モータの寿命はブラシの摩耗に依
存し、この摩耗はブラシ接触部の温度，電流，回転数に
影響される。従ってこの３要素の内、温度を低減できれ
ばブラシの摩耗を低減することが可能となり、モータの
寿命を改善することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では下記
のような問題点があった。モータの温度上昇は、空気の
通路部にモータを設置することにより低減させることが
できる。そのためモータが空気の流れに対し抵抗体とな
ってしまい、同一の空気流量を得るためにはモータ出力
の向上、すなわち消費電流の増加とモータの回転数を高
くする必要があった。またモータは始動時突入電流と呼
ばれる高電流を必要とし、この電流が寿命のもう一つの
悪化の原因となっている。以上の理由により大幅な寿命
の向上を達成することができておらず、逆に消費電流が
増加し、バッテリ過負荷による車両燃費の悪化。また高
速回転に伴う騒音の増加、さらには高速化による回転体
のバランス精度向上の必要性から、製作性の悪化を引き
起こす原因となっていた。またポンプ側を構成する羽根
車は構造，軽量化，低コスト化のため樹脂で製作される
ことが一般的である。が、羽根車はモータのシャフトに
固定し、シャフトとの連結部には、高速回転による樹脂
のクリープが発生するため、そのクリープ対策として金
属性のカラーを用いる必要があり、低コスト化への妨げ
の要因となっている。
のような問題点があった。モータの温度上昇は、空気の
通路部にモータを設置することにより低減させることが
できる。そのためモータが空気の流れに対し抵抗体とな
ってしまい、同一の空気流量を得るためにはモータ出力
の向上、すなわち消費電流の増加とモータの回転数を高
くする必要があった。またモータは始動時突入電流と呼
ばれる高電流を必要とし、この電流が寿命のもう一つの
悪化の原因となっている。以上の理由により大幅な寿命
の向上を達成することができておらず、逆に消費電流が
増加し、バッテリ過負荷による車両燃費の悪化。また高
速回転に伴う騒音の増加、さらには高速化による回転体
のバランス精度向上の必要性から、製作性の悪化を引き
起こす原因となっていた。またポンプ側を構成する羽根
車は構造，軽量化，低コスト化のため樹脂で製作される
ことが一般的である。が、羽根車はモータのシャフトに
固定し、シャフトとの連結部には、高速回転による樹脂
のクリープが発生するため、そのクリープ対策として金
属性のカラーを用いる必要があり、低コスト化への妨げ
の要因となっている。
【０００４】本発明の目的は、従来と同一のモータを用
いながら、モータの寿命を改善し、かつ羽根車のカラー
を廃止することにより低コストな電動エアポンプを供給
することにある。
いながら、モータの寿命を改善し、かつ羽根車のカラー
を廃止することにより低コストな電動エアポンプを供給
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記によっ
て達成される。すなわち電動モータと前記モータのシャ
フトに連結され回転する羽根車とケーシングにより構成
されるポンプ部とからなる電動エアポンプと、前記電動
エアポンプのモータ部に駆動電源を供給するシステムに
おいて、前記モータを所定の電圧よりも低い電圧の供給
で始動させ、始動後所定の電圧まで徐々に、あるいは任
意な時間内に昇圧させる手段を設けることにより、モー
タ始動時に発生する突入電流を低減させ、モータの寿命
を改善させるとともに、モータの角加速度を低減させる
ことにより、モータのシャフトに連結され回転する羽根
車の連結部に加わる力を低減させ、羽根車に用いている
クリープ防止用のカラーを廃止することが可能となり、
低コスト化を行う。
て達成される。すなわち電動モータと前記モータのシャ
フトに連結され回転する羽根車とケーシングにより構成
されるポンプ部とからなる電動エアポンプと、前記電動
エアポンプのモータ部に駆動電源を供給するシステムに
おいて、前記モータを所定の電圧よりも低い電圧の供給
で始動させ、始動後所定の電圧まで徐々に、あるいは任
意な時間内に昇圧させる手段を設けることにより、モー
タ始動時に発生する突入電流を低減させ、モータの寿命
を改善させるとともに、モータの角加速度を低減させる
ことにより、モータのシャフトに連結され回転する羽根
車の連結部に加わる力を低減させ、羽根車に用いている
クリープ防止用のカラーを廃止することが可能となり、
低コスト化を行う。
【０００６】上記のシステムにより、電動エアポンプの
モータ始動電圧はオン・オフの繰り返しにより所定の電
圧以下の給電とすることができ、オン・オフの周波数、
又は割合により供給電圧は任意的に制御が可能である。
モータ始動時に発生する突入電流は、同一モータを使用
した場合、始動電圧に大きく依存し、始動電圧が高くな
るほど突入電流も高くなる。従って始動時の供給電圧を
所定の電圧よりも低くし、始動後所定の電圧になるよう
に制御すれば突入電流を低くすることが可能となり、ま
たデューティ制御を行うことにより、印加電圧の細か
な、かつよりリニアな電圧制御が可能となる。
モータ始動電圧はオン・オフの繰り返しにより所定の電
圧以下の給電とすることができ、オン・オフの周波数、
又は割合により供給電圧は任意的に制御が可能である。
モータ始動時に発生する突入電流は、同一モータを使用
した場合、始動電圧に大きく依存し、始動電圧が高くな
るほど突入電流も高くなる。従って始動時の供給電圧を
所定の電圧よりも低くし、始動後所定の電圧になるよう
に制御すれば突入電流を低くすることが可能となり、ま
たデューティ制御を行うことにより、印加電圧の細か
な、かつよりリニアな電圧制御が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図により
説明する。図１に電動エアポンプを用いた車両の排気二
次エアーシステムの系統図を示す。電動エアポンプ３は
コントロールユニット１の制御によりエアクリーナ２を
通った空気を吸入・圧縮し、ソレノイドバルブ５により
二次エアー通路のオン・オフを行うカットバルブ４，逆
流防止のチェックバルブ６を通り、触媒７の前の排気側
に送りこむ。電動エアポンプへの電圧の印加はコントロ
ールユニット１の制御で行われ、駆動電圧はバッテリか
ら供給される。従って特別な制御が行われない限り印加
電圧はバッテリ電源電圧と同一であり、ほぼ一定と考え
られる。図２に電動エアポンプの一種であるボルテック
スポンプタイプの構造を示す。駆動部であるモータ８は
モータカバー９で囲われ、２体のケーシングの内のケー
シング１０にねじ１２で固定され、羽根車１３はモータ
８のシャフト１５にケーシング１０と同心にポンプ流路
１６を構成するように固定され、もう一つのケーシング
１１は、羽根車１３とケーシング１０とでポンプ流路１
６を構成するようにケーシング１０に固定され、吸込口
１７、及び吐出口１８はポンプ流路１６に連通される。
図３に図２のＡ−Ａ矢視断面図を示す。回転体駆動部の
モータ８のシャフト１５と羽根車１３との固定は圧入、
又はねじ止めにより行われ、羽根車１３のクリープ対策
として金属製のカラー１４を設けている。図４に電動エ
アポンプに所定の供給電圧（１４Ｖ）を印加したときの
始動時の突入電流波形を示す。突入電流は始動時の約５
０ｍsec の間の短い時間発生し、その後の正規駆動電流
の約５.６ 倍にも達する。この突入電流によりモータ８
のブラシの摩耗は激しくなる。またモータ８の消費電流
は供給電圧にほぼ比例し、例えば始動時の供給電圧を１
４Ｖから８Ｖと低くすることにより、突入電流を８／１
４に低減することができる。図５に電動エアポンプの寿
命試験を行ったときの結果を示す。（ａ）はオンの時間
を短く設定することにより、作動回数を多くし突入電流
発生の回数を多くしたもの。（ｂ）はオンの時間を
（ａ）の２倍に設定することにより、作動回数を少なく
し突入電流発生の回数を少なくさせたものである。この
図から、作動回数の少ない（ｂ）の寿命は（ａ）の寿命
を１とした場合、約１.１４ と長くなっていることがわ
かる。この結果からモータ８の寿命は、作動回数、すな
わち、突入電流の発生回数に依存していることがわか
り、このことは同一作動条件下での使用であれば突入電
流の低いほうが長寿命化を図ることが可能となることを
意味している。従って図４に示すような突入電流が低く
なるように、所定電圧より低い電圧で始動させ、その後
所定の電圧になるように制御させれば寿命向上を達成す
ることが可能となる。また図６に供給電圧の違いによる
回転数の比較を示している。この図からわかるように、
供給電圧を１４Ｖから８Ｖと低くすることにより回転数
は約０.６ 倍に低減することができ、また最大回転数に
到達するまでの時間に供給電圧による差がほとんどない
ため角加速度も同一の比と考えることができる。回転に
よるモータ８のシャフト１５とインぺラー１３との固定
部に加わる力は、インペラー１３が同一な場合、角加速
度の２乗にほぼ比例する。従ってこの制御によれば固定
部に加わる力は０.６の２乗、すなわち０.３６倍に低減
することができ、固定部の応力も０.３６ 倍に低減する
ことができるため固定部に使用しているクリープ防止用
の金属製のカラー１４を廃止することができ、低コスト
なポンプを製作することが可能となる。この制御の考え
方を図７に示す。図７（ａ）はこの制御によりモータ８
に供給される電圧の概略図を、（ｂ)，(ｃ）にオン・オ
フ制御の動作状況を、（ｄ）にはさらにデューティ制御
を行ったときの動作状況の簡略図を示す。このような制
御により効果を得ることが可能となる。
説明する。図１に電動エアポンプを用いた車両の排気二
次エアーシステムの系統図を示す。電動エアポンプ３は
コントロールユニット１の制御によりエアクリーナ２を
通った空気を吸入・圧縮し、ソレノイドバルブ５により
二次エアー通路のオン・オフを行うカットバルブ４，逆
流防止のチェックバルブ６を通り、触媒７の前の排気側
に送りこむ。電動エアポンプへの電圧の印加はコントロ
ールユニット１の制御で行われ、駆動電圧はバッテリか
ら供給される。従って特別な制御が行われない限り印加
電圧はバッテリ電源電圧と同一であり、ほぼ一定と考え
られる。図２に電動エアポンプの一種であるボルテック
スポンプタイプの構造を示す。駆動部であるモータ８は
モータカバー９で囲われ、２体のケーシングの内のケー
シング１０にねじ１２で固定され、羽根車１３はモータ
８のシャフト１５にケーシング１０と同心にポンプ流路
１６を構成するように固定され、もう一つのケーシング
１１は、羽根車１３とケーシング１０とでポンプ流路１
６を構成するようにケーシング１０に固定され、吸込口
１７、及び吐出口１８はポンプ流路１６に連通される。
図３に図２のＡ−Ａ矢視断面図を示す。回転体駆動部の
モータ８のシャフト１５と羽根車１３との固定は圧入、
又はねじ止めにより行われ、羽根車１３のクリープ対策
として金属製のカラー１４を設けている。図４に電動エ
アポンプに所定の供給電圧（１４Ｖ）を印加したときの
始動時の突入電流波形を示す。突入電流は始動時の約５
０ｍsec の間の短い時間発生し、その後の正規駆動電流
の約５.６ 倍にも達する。この突入電流によりモータ８
のブラシの摩耗は激しくなる。またモータ８の消費電流
は供給電圧にほぼ比例し、例えば始動時の供給電圧を１
４Ｖから８Ｖと低くすることにより、突入電流を８／１
４に低減することができる。図５に電動エアポンプの寿
命試験を行ったときの結果を示す。（ａ）はオンの時間
を短く設定することにより、作動回数を多くし突入電流
発生の回数を多くしたもの。（ｂ）はオンの時間を
（ａ）の２倍に設定することにより、作動回数を少なく
し突入電流発生の回数を少なくさせたものである。この
図から、作動回数の少ない（ｂ）の寿命は（ａ）の寿命
を１とした場合、約１.１４ と長くなっていることがわ
かる。この結果からモータ８の寿命は、作動回数、すな
わち、突入電流の発生回数に依存していることがわか
り、このことは同一作動条件下での使用であれば突入電
流の低いほうが長寿命化を図ることが可能となることを
意味している。従って図４に示すような突入電流が低く
なるように、所定電圧より低い電圧で始動させ、その後
所定の電圧になるように制御させれば寿命向上を達成す
ることが可能となる。また図６に供給電圧の違いによる
回転数の比較を示している。この図からわかるように、
供給電圧を１４Ｖから８Ｖと低くすることにより回転数
は約０.６ 倍に低減することができ、また最大回転数に
到達するまでの時間に供給電圧による差がほとんどない
ため角加速度も同一の比と考えることができる。回転に
よるモータ８のシャフト１５とインぺラー１３との固定
部に加わる力は、インペラー１３が同一な場合、角加速
度の２乗にほぼ比例する。従ってこの制御によれば固定
部に加わる力は０.６の２乗、すなわち０.３６倍に低減
することができ、固定部の応力も０.３６ 倍に低減する
ことができるため固定部に使用しているクリープ防止用
の金属製のカラー１４を廃止することができ、低コスト
なポンプを製作することが可能となる。この制御の考え
方を図７に示す。図７（ａ）はこの制御によりモータ８
に供給される電圧の概略図を、（ｂ)，(ｃ）にオン・オ
フ制御の動作状況を、（ｄ）にはさらにデューティ制御
を行ったときの動作状況の簡略図を示す。このような制
御により効果を得ることが可能となる。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、モータを所定の電圧よ
りも低い電圧の供給で始動させ、始動後所定の電圧まで
徐々に、あるいは任意の時間内に昇圧させる手段を設け
ることにより、モータ始動時に発生する突入電流を低減
させ、モータの寿命を改善させるとともに、モータの角
加速度を低減させることにより、モータのシャフトに連
結され回転する羽根車の連結部に加わる力を低減させ、
羽根車に用いているクリープ防止用のカラーを廃止する
ことが可能となり、低コスト化を行うことが可能とな
る。
りも低い電圧の供給で始動させ、始動後所定の電圧まで
徐々に、あるいは任意の時間内に昇圧させる手段を設け
ることにより、モータ始動時に発生する突入電流を低減
させ、モータの寿命を改善させるとともに、モータの角
加速度を低減させることにより、モータのシャフトに連
結され回転する羽根車の連結部に加わる力を低減させ、
羽根車に用いているクリープ防止用のカラーを廃止する
ことが可能となり、低コスト化を行うことが可能とな
る。
【図１】排気二次エアーシステムの系統図。
【図２】ボルテックスポンプである電動エアポンプの断
面図。
面図。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図。
【図４】モータの突入電流の波形図。
【図５】作動回数（突入電流発生回数）の違いによるモ
ータ寿命の比較を示す説明図。
ータ寿命の比較を示す説明図。
【図６】供給電圧の違いによる電動エアポンプの回転数
の比較を示す特性図。
の比較を示す特性図。
【図７】本発明の一実施例時の電圧特性図。
１…コントロールユニット、３…電動エアポンプ、８…
モータ、１３…インペラ、１４…金属製カラー。
モータ、１３…インペラ、１４…金属製カラー。
Claims (4)
- 【請求項１】電動モータと前記モータのシャフトに連結
され回転する羽根車とケーシングにより構成されるポン
プ部とからなる電動エアポンプと、前記電動エアポンプ
のモータ部に駆動電源を供給するシステムにおいて、前
記モータを所定の電圧よりも低い電圧の供給で始動さ
せ、始動後所定の電圧まで徐々に、あるいは任意の時間
内に昇圧させる手段を設けたことを特徴とする電動エア
ポンプ。 - 【請求項２】請求項１において、前記駆動電圧をオン・
オフ制御を用いて変化させる電動エアポンプ。 - 【請求項３】請求項２において、前記駆動電圧をデュー
ティ制御で変化させる電動エアポンプ。 - 【請求項４】請求項２または３において、制御回路をコ
ントロールユニット内に、あるいは電動エアポンプ内に
設ける電動エアポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13310196A JPH09317689A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電動エアポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13310196A JPH09317689A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電動エアポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317689A true JPH09317689A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15096852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13310196A Pending JPH09317689A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 電動エアポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09317689A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003328985A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ圧縮機および冷凍装置 |
| JP2006074928A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Fujitsu Ten Ltd | モータ制御装置 |
| JP2016179797A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 株式会社アドヴィックス | 電動駐車制動装置 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP13310196A patent/JPH09317689A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003328985A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ圧縮機および冷凍装置 |
| JP2006074928A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Fujitsu Ten Ltd | モータ制御装置 |
| JP2016179797A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 株式会社アドヴィックス | 電動駐車制動装置 |
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