JPS60125152A - 車両用電動機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、例えば自動車においてエンジンの始動、さ
らにエアコン装置等の補機の駆動制御のために用いられ
る車両用の電動機装置に関する。

［発明の背景技術およびその問題点］ 自動車にあっては、エンジンを起動制御するための始動
用電動機を備えているものであり、また自動車にあって
はバキュームポンプ、ニアコンプレッサ等の動力源を必
要とする補機を備えているものである。

従来、上記のような補機類は、例えばエンジンから駆動
力を直接的に結合することによって動作制御しているも
のであり、またその補機専用の電動機を設定して、この
電動機によって補機を駆動制御するようにすることも考
えられている。

しかし、上記エンジンを直接の駆動源として使用する場
合には、補機とエンジンとが常に動力的に結合されてい
る状態にあるため、例えば補償の不使用時にもこの補機
に対して動力が伝達され、駆動される状態となるもので
、エネルギーの浪費を避けることができない。

また、補機専用の電動機を設定する場合には、容積の制
限される状態にあるエンジンルームに対して、さらに補
機駆動用の電動機のスペースを形成設定する必要が生ず
る。これは、エンジンル−ムの容積に問題が生ずる状態
となるばかりか、さらにこの電動線分の重量が増加する
状態となるものであり、車両の軽量化の点でも効果的で
大きな問題点となるものである。

［発明の目的］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、エン
ジンの始動制御、さらに補機類の駆動制御を共通の１台
の電動機によって実行できるようにするものであり、特
にその電動機がその使用目的に対応して、動作機能が設
定制御されるようにする車両用電動機装置を提供しよう
とするものである。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係る電動機装置は、電動機巻線を
電気的中性点によって２つの巻線単位に分割設定するも
ので、この電動機巻線の中性点と両端との間に駆動電流
を流す第１の手段、および上記分割設定された巻線単位
それぞれの特定される一部分に対して駆動電流を流す第
２の手段を形成し、この第１および第２の手段は、スタ
ータ指令あるいは補機駆動指令によって切換選択するよ
゛うにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、第１図に示す構成に基づいてこの発明の一実施例
を説明する。電動機１１は自動車のエンジン始動用およ
び補観駆動用に共用されるも力で、この電動機１１の回
転軸は、ワンウェイクラッチ１２および１３をそれぞれ
介して例えばエアコン装置のニアコンプレッサ等でなる
補償１４および歯車機構１５に結合される。この歯車機
構１５はさらに他の歯車機構１６に結合され、詳細に図
示してないがエンジンの回転軸に結合されて電動機１１
の回転が伝達されるように構成し、このエンジンの始動
動作が実行されるようになっている。この電動機１１は
、波巻の電機子１７、永久磁石でなる界１ｉｔ１１８、
および複数のブラシ１９を備えている。

この電動機１１は、第１および第２のスイッチ□構２０
および２１で制御されるもので、第１のスイッチ機構２
０の励磁コイル２０ａには、車両に搭載されるバッテリ
電源２２からの励磁電流を、エンジン始動指令に伴い投
入されるスタータスイッチ２３を介して供給する。この
スイッチ機４！Ｉ２０は、上記コイル２０ａに励磁電流
の供給されたときに投入される第１の接点２０ｂ、およ
び非励磁状態で図示されないスプリングの力によって投
入される第２の接点２０ｃを備えるもので、スタータス
イッチ２３の開放時には第２の接点２０ｃが閉じられて
いる。また、第２のスイッチ機構２１の励磁コイル２１
ａには、上記電源２２が補機制御用の補機スイッチ２４
を介して接続されるもので、このスイッチ２４の投入状
態で接点２１ｂが投入される。また、この励磁コイル２
１ａに励磁電流の供給されない状態では、接点２１ｃが
閉じられるように設定されている。

この第１および第２のスイッチ機構２０および２１は、
電動機１１の電機子１７の電動機巻線に電流を供給する
ブラシ１９の回路′を制御設定するもので、基本的には
スイッチ２３あるいは２４を選択的に投入することによ
って、電動機１１の回転方向が右および左に設定され、
エンジンの始動を実行する歯車機構１５あるいは補機１
４の一方に対して回転駆動力を伝達するようになるもの
である。

ここで、上記電機子１７の巻線に接続されるブラシ１９
は、第２図に示したように５個のブラシ１９ａ〜１９ｅ
によって構成される。まず電機子１７の電動機巻線２５
の両端に対応する部分に対して第１および第２のブラシ
１９ａおよび１９ｂを接続するものであり、さらにこの
巻線２５は電気的な中性点２５ａによって２組に分割設
定され、この電気的中性点２５ａに対して第３のブラシ
１９ｃが接続されてし）る。

また、上記２分割された巻線は、さらにそれぞれ２９割
され、その各分割点には第４および第５のブラシ１９ｄ
および１９ｅを接続設定するようにしてなる。

すなわち、スタータスイッチ２３が投入されると、第１
のスイッチ橢１ｊＩ２０のコイル２０ａに対して励磁電
流が供給され、その接点２０ｂが投入設定される状態と
なる。この接点２０ｂは、第２図（Ａ゛）に示すブラシ
１９ａおよび１９ｂに接続されている。また、第２のス
イッチ機構２１の接点２１ｂは、第３のブラシ１９ｃに
対して接続されているものであり、さらにこのスイッチ
機構２１の接点２１ｃは第４および第５のブラシ１９ｄ
および１９ｅに接続して、このブラシ１９ｄ　、　１９
ｄを接地するものである。したがって、上記スイッチ２
３が投入されると、第１のブラシ群を構成するブラシ１
９ａおよび１９ｂから、ブラシ１９ｄおよび１９ｅに対
してそれぞれ矢印で示すように電流が流れる状態となり
、電動機１１は右方向に回転駆動され、歯車機構１５お
よび１６を介してエンジンが始動制御されるようになる
。この場合、電動機１１の回転はワンウェイクラッチ１
２によって遮断され、補！１１４に対して回転力が伝達
されることはない。

また、？１１ｔｓ駆動指令用のスイッチ２４が投入設定
されると、第２のスイッチ機構２１の励磁コイル２１ａ
が励磁され、接点２１ｂが閉じられる。このような状態
となると、第２のブラシ群となるブラシ１９ａ　、　１
９ｂ　、　１９ｃが選択され、第１および第２のブラシ
１９ａおよび１９ｂは、第１のスイッチ機構２０の接点
２０ｃを介して接地され、第３のブラシ１９ｃが第２の
スイッチ機構２１の接点２１ｂを介して電源２２に接続
される状態となる。すなわち、第２図の（Ｂ）に矢′印
で示すように駆動電流が流れる状態となるもので、この
電！ＩＪ　ＩＩ　１１は左方向に回転駆動され、補機１
４を駆動するようになるものである。

この場合、この電動機１１の回転は、ワンウェイクラッ
チ１３により遮 断され、エンジンに対して伝達されることはない。

すなわち、上記電動機装置は、エンジン始動用および補
機駆動用に共用されるものであって、この始動および補
機駆動のそれぞれの目的に対応した出力特性がその使用
目的に応じた選択設定状態に対応して切換設定されるも
のである。具体的］こは、エンジン始動に使用される時
は、低１〜ルク、高回転、高ロック電流（低電数子抵抗
）の特性が設定されるものであり、補機駆動に選択され
た峙は、高トルク、低回転、低ロック電流（高電閤子抵
抗）の特性が設定される。そして、このために波巻きの
電機子、永久磁石の界磁を備えたエンジン始動用の電機
子に対して、通常の電動機を構成するブラシ１９ａ　、
　１９ｂ　、　１９ｃの他にブラシ１９ｄ。

１９ｅを追加した構成としたものであり、これらブラシ
１９ａ〜１９ｅを組み合せ選択して使用するようになる
ものである。

第３図は、上記電動機装置の駆動電流の低減の状態、お
よび効率の向上の状態を示すもので、この図で破線は従
来の始動装置の目的に使用される電動機の出力特性を示
している。この従来型にあっては、例えばトルクＴで補
機駆動を実行した場合の駆動電流１１は、効率がη１で
あるのに対して、上記実施例に示した電動機装置で補機
駆動用に切換え設定した場合には、同図に実線で示すよ
うに駆動電流ＩＯ１効率η０の出力特性が得られる状態
となる。すなわち、ｒｌｏ＜■ＩＪｒη０〉η１」の状
態となって、上記実施例に示した電動機装置は従来型の
ものに対して、駆動電流の低減、効率の向上の目的が達
成される大きな効果を発揮するものである。

尚、上記実施例にあっては、電動１１１１の回転をエン
ジン始動、補機駆動の目的に応じてワンウェイクラッチ
１２．１３を介して取り出すように構成し、電動機１１
の正転および逆転によってエンジン始動、あるいは補機
駆動の一方が選択される状態となるようにして示した。

しかし、これはビニオンの飛び込み機構、あるいは電磁
クラッチ機構等を用いて電動機の回転を取り出すように
すれば、この電動国は正転方向のみに回転させる構成と
してもよいものである。また巻線２５０両端に対応する
ブラシ１９ａ　、１９ｂは、どちらか一方のみを使用す
る構成としても、上記実施例と同様の機能を達成するこ
とのできるものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、エンジン始動用に使用
される電動機に対して、このエンジン始動用、ニアコン
プレッサ等の補償駆動用にそれぞれ適する異なる出力特
性を設定することのできるものであり、特に補機の駆動
制御を消費電力を効果的に低減し、同時に発熱量の減少
も達成できる状態とすることのできるものであり、エン
ジンの始動用および補機の駆動制御用にこの電動機を効
果的に共用することができる状態となるものである。こ
のような２つの目的を達成させるようにするためには、
一般には二重巻線構造、あるいは電圧制御によって実行
しているものであるが、これらはいずれも構造が複雑な
状態となることは避けられない。これに対してこの発明
に係る電動機にあっては、既存のブラシに対して簡単な
ブラシを追加構成するのみで、エンジン始動の目的、お
よび補機駆動のそれぞれの目的に対応した出力特性が切
換え設定されるものであり、自動車に搭載してその効果
は著しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電動憬装置を説明す
る構成図、第２図の（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ上記実施例
で使用される電動機の電機子巻線に対するブラシの状態
を示す図、第３図は上記電動機装置の出力特性を従来型
と対して示す図である。 １１・・・電動機、１７・・・電機子、１８・・・界磁
、１９．１９ａ〜１９ｅ・・・ブラシ　（１９ａ　、　
１９ｂ　、　１９ｄ　、　１９ｅ　−・・第１のブラシ
群、１９ａ　、　１９ｂ　、　１９ｃ　−・・第２のブ
ラシ群）、２０・・・第１のスイッチ機構、２１・・・
第２のスイッチ機構、２３・・・スタニタスイッチ、２
４・・・補機スイッチ、２５・・・電動機巻線、２５ａ
・・・電気的中性点。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １．・　第１図 第３図 Ｃ湊

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機巻線の両端とこの巻線を電気的中性点で分割する
   各分割巻線単位の特定される点との間にそれぞれ駆動電
   流を流す第１のブラシ群と、上記電動機巻線の電気的中
   性点と上記電動機巻線の両端との間にそれぞれ駆動電流
   を流す第２のブラシ群と、スタータ指令に対応して上記
   第１のブラシ群に駆動電流を供給する第１のスイッチ機
   構と、補機駆動指令に対応して上記第２のブラシ群に駆
   動電流を流す第２のスイッチ機構とを具備したことを特
   徴とする車両用電動機装置。