JPS6281951A - 低温環境で使用される車両の電動機保護装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、永久磁石を含む電動機を保護する装置に関す
るものであり、特に低温環境において使用される車両に
搭載された電動機の保護装置に関するものである。

従来の技術 車両中には、パワーステアリング装置の助勢源。

作業装置用油圧ポンプの駆動源、走行用動力源等として
電動機を使用するものがあるが、この電動機が永久磁石
を含むものである場合には、車両が低温環境下で使用さ
れた場合に永久磁石が減磁されて電動機が損なわれてし
まうおそれがある。永久磁石の温度が一定値以下となっ
ている状態において電動機に一定値以上の電流が供給さ
れると、永久磁石が減磁されてしまうのであり、その結
果トルク定数が低下して電動機に大電流が供給され、コ
イルの焼損に至ることもある。永久磁石のＭ　Ｇｉｌを
回避しつつ電動機に供給し得る電流の大きさは、永久磁
石の温度が低い程、また電動機の体格が小さい程小さく
抑えられる。

したがって、従来は冷蔵庫内において使用される可能性
のあるフォークリフトや無人搬送車、極寒地向けの自動
車においては、低温環境下においても永久磁石がＭ＆ｉ
されるおそれがない大きさの電動機を使用したり、過大
電流制限手段の設定値を低くしたりして低温環境下にお
いて電動機が…なわれることを防出していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、全生産車両台数中に占める比率が比較的
低い低温環境用車両に合わせて全車両の電動機、あるい
は少なくともその設置スペースを大きくすることは無駄
である。また、電動機を大きくする代わりに過大電流制
限手段の設定値を低くすれば電動機の最高追従回転数が
低下して車両の操舵性が低下するという別の問題が生ず
る。

本発明は、このような事情を背景として、無駄に大きな
電動機を使用せず、また性能の低下を招（こともなく、
低温環境下における永久磁石の減磁を回避することを課
題として為されたものである。

問題点を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明は、低温環境下にお
いても電動機の温度が一定値以下まで低下しないように
する電動機保護装置を提供したものであり、この保護装
置は、電動機に設けられてその電動機の温度を検出する
温度検出手段と、その電動機を加熱する加熱手段と温度
検出手段によって検出された温度が所定温度以下となっ
た場合に加熱手段を作用させる加熱制御手段とを含むも
のである。

作用および効果 本電動機保護装置を備えた車両が低温環境に放置されて
、電動機の温度が、もし常温の場合と同じ大きさの電流
が供給されれば永久磁石の減磁が起きる可能性のある温
度近くまで低下した場合には、その事実が温度検出手段
によって検出され、その検出結果に基づいて加熱手段が
作用させられて電動機の温度が高められる。したがって
、通常環境下におけると同じ大きさの電流が電動機に供
給されても、永久磁石にＭＨＩが起きることはなく、ま
た充分な駆動力が得られて、車両の操舵性能。

作業性能、走行性能等が低下することもない。さらに、
電動機を無駄に大きなものとする必要もなく、設置スペ
ースおよびコストの低減効果が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

添付図は、本発明をリーチ式フォークリフトにおけるパ
ワーステアリング装置の助勢用電動機にに適用した場合
の一実施例を示すものであり、図中ＩＯはステアリング
ホイールである。ステアリングホイール１０に固定され
た第−軸１２と第二軸１４との間にはトルク検出器１６
が設けられている。トルク検出器１６としては、第−軸
１２と第二軸１４との間にねじり変形の可能な弾性部材
が配設され、この弾性部材のねじりに伴う第−軸１２と
第二軸■４との相対回転角度が検出されるものや、ねじ
り軸に歪ゲージが貼着されてねじり軸の歪が検出される
もの等公知のトルク検出器が使用可能である。上記第二
軸１４はギヤ１８，２０等から成る回転伝達機構を介し
て駆動ユニットケーシング２２に連結されている。駆動
ユニットケーシング２２は図示しない懸架装置によって
垂直な軸線の回りに回転可能な状態で支持されており、
下端部において駆動兼操舵輪２４を水平軸線まわりに回
転可能に保持している。駆動兼操舵輪２４は、駆動ユニ
ットケーシング２２内に配設されたギヤ列を介して走行
用電動機２６により駆動されてフォークリフトを走行さ
せるとともに、駆動ユニットケーシング２２の回転に伴
って向きを変え、操舵機能を果たすようになっている。

第二軸１４にはさらに別のギヤ２８が取り付けられ、こ
のギヤ２８が助勢用電動機３０の出力軸に固定されたギ
ヤ３２と噛み合わされている。前記トルク検出器１６に
はトルク演算回路３４が接続され、ステアリングホイー
ルＩＯに加えられる操舵トルクに比例した電圧を電動機
駆動回路３６に供給するようにされている。電動機駆動
回路３６は、トルク演算回路３４の出力電圧に比例した
電流を助勢用電動機３０に供給し、結局助勢用電動機３
０はステアリングホイール１０に加えられる操舵トルク
に比例した助勢トルクを発生させ、ギヤ３２および２８
を介して第二軸１４に加えることとなる。トルク検出器
１６．トルク演算回路３４、電動機駆動回路３６等が電
動機制御装置を構成しているのである。

助勢用電動機３０は永久磁石を備えたステータ内でロー
タが回転する直流電動機であり、ステータに温度センサ
３８が取り付けられている。温度センサ３８は永久磁石
自体の温度を検出し得る位置に設けられることが望まし
いのであるが、ステータハウジングが金属製であればス
テータハウジングと永久磁石との間に大きな温度差は生
じないため、ステータハウジングに設けてもよい。温度
センサ３８は温度に対応した電気信号を出力するもので
あれば採用が可能である。温度センサ３８には、温度演
算回路４０が接続されてステータの１品度に比例して変
化する電圧信号を判定回路４２に供給するようにされて
いる。温度センサ３８と温度演算回路４０とによって温
度検出手段が構成されているのである。

判定回路４２はこのステータ温度に関連した電圧を第−
設定温度（例えば０°Ｃ）に関連した第−設定電圧と比
較し、第−設定電圧より高ければ発熱体制御回路４４に
ローレベル信号を出力し、設定電圧以下であればハイレ
ベル信号を出力する。

発熱体制御回路４４には助勢用電動機３０のステータに
取り付けられた発熱体４６が接続されており、発熱体制
御回路４４は判定回路４２からローレベル信号が出力さ
れている間は発熱体４６に電流を供給しないのであるが
、判定回路４２からハイレベル信号が供給された場合に
は発熱体４６に電流を供給する。判定回路４２は一旦ハ
イレベル信号を出力した後は温度演算回路４０の出力電
圧が前記第−設定電圧より一定値（例えば１０℃に相当
する電圧）だけ高い第二設定電圧を越えるまではハイレ
ベル信号を出力し続けるようにされており、発熱体４Ｇ
はステータの温度が一定値上昇するまで発熱を続ける。

発熱体４６が加熱手段を成し、判定回路４２と発熱体制
御回路４４とが加熱制御手段を成しているのである。な
お、発熱体としてはニクロム線、セラミック発熱体等電
流の供給によって発熱する公知のものを使用し得、その
設置場所は永久磁石に近いことが望ましいが、ステータ
ハウジングの外面に接触させて設けてもよい。

以上のように構成されたパワーステアリング装置を備え
たフォークリフトが冷蔵庫内において使用される場合に
は、環境温度が一２０℃乃至−４０°Ｃ程度となる。し
たがって、もし何等の対策も採られていなければ、フォ
ークリフトが冷蔵庫内に一定時間放置された後には助勢
用電動機３０のステータの温度も一２０°Ｃ乃至−４０
℃となり、この状態で大きな電流が助勢用電動機３０に
供給されると、永久磁石の減磁（場合によっては消磁）
が起きることとなる。減磁は大きな電流が数ｍ　ｓｅｃ
　。

程度の極く短い時間流れるのみでも起きるものであり、
減磁が起きるとトルク定数が小さくなって電流が急増し
、ついにはロータのコイルが焼損するに至る。

しかるに、本実施例のパワーステアリング装置において
は、ステータの温度が例えば０℃まで低下すれば発熱体
４６が自動的に発熱させられてステータを加熱し、ステ
ータの温度が例えば＋１０°Ｃに上昇するまで発熱を続
ける。それによって助勢用電動機３０の永久磁石温度が
減磁が起きるおそれがあるような低温まで低下すること
が自動的に防止される。そのため、助勢用電動機３０と
して不必要に大形のものを使用する必要がなく、また、
電動機駆動回路３６内の過大電流制限器の設定値を特に
小さく設定する必要もない。

なお付言すれば、温度センサ３８．温度演算回路４０９
判定回路４２２発熱体制御回路４４１発熱体４６等は冷
蔵庫内で使用される可能性のある機種の全車両に設ける
ことも可能であるが、冷蔵庫内において使用されること
が予定されている車両だけに特別仕様で設けることも可
能である。この場合にも、助勢用電動機３０自体は通常
の環境で使用されるフォークリフトのパワーステアリン
グ装置と同じ大きさのものを使用することが可能である
ため、車体や電動機取付ブラケット等に特別な変更を加
える必要がなく、好都合である。

また、本発明はフォークリフト等の産業車両のみではな
く、乗用車や貨物自動車であって特に寒冷の地で使用さ
れるものの電気式パワーステアリング装置の助勢用電動
機に通用することも可能であり、フォークリフトの荷役
装置等の作業車両の作業装置を駆動するための電動機、
走行用電動機等に適用することも可能である。

また、温度演算回路４０９判定回路４２１発熱体制御回
路４４等に使用される電子部品の中には著しく低い温度
では正常に作動しなくなるものもあるため、これらの配
設スペースにも温度センサと発熱体とを設け、判定回路
４２と類似の判定回路を設けて配設スペースの温度が設
定値以下となった場合には、発熱体を発熱させるように
することも可能である。

さらに、ステータを加熱するために専用の発熱体を設け
ることは必ずしも不可欠ではなく、例えば助勢用電動機
３０のロータのコイルにロータを回転させない程度の小
電流を流すことによりコイルを加熱手段として利用する
ことも可能である。

また、温度演算回路４０．判定回路４２１発熱体制御回
路４４等の全部あるいは一部をコンピュータで構成する
ことも可能であり、電動機にサーモスタットスイッチを
取り付けて温度検出手段と加熱制御手段とも兼ねさせる
ことも可能である。

その他−々例示することはしないが、当業者の知識に基
づいて種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施し
得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】 添付図は本発明の一実施例である電動機保護装置に備え
ｈＩノ−チ式フォークリフＩ・のパワーステアリング装
置を示す系統図である。 １０ニステアリングホイール １６二トルク検出器 ２４：駆動兼操舵輪 ２６：走行用電動機 ３０：助勢用電動機 ４６：発熱体（加熱手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 永久磁石を含む電動機を備え、低温環境で使用される車
   両において、前記電動機を保護する装置であって、 前記電動機に設けられてその電動機の温度を検出する温
   度検出手段と、その電動機を加熱する加熱手段と前記温
   度検出手段によって検出された温度が所定温度以下とな
   った場合に前記加熱手段を作用させる加熱制御手段とを
   含むことを特徴とする低温環境で使用される車両の電動
   機保護装置。