JP4196395B2

JP4196395B2 - 直流モータ

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Publication number: JP4196395B2
Application number: JP2000077837A
Authority: JP
Inventors: 元也伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2001268983A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ回転速度を可変できるブラシ付きの直流モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ブラシ付きの直流モータは、小型・高トルクで制御しやすい等の利点があるため、種々の装置の駆動源として広く採用されている。例えば、自動車用の燃料ポンプの駆動源にもブラシ付きの直流モータが使用されている。燃料ポンプは、エンジンで消費される最大流量以上の燃料を吐出する能力が要求されるが、エンジン冷間始動時には、スタータ等の電気負荷が大きくなるため、電源となるバッテリ電圧が大幅に低下し、燃料ポンプのモータへの印加電圧も５．５Ｖ程度まで低下することがある。このバッテリ電圧の低下により、始動時の燃料ポンプの回転速度の立上がりが遅くなって、始動時に燃料噴射弁に供給する燃料圧力の上昇が遅くなり、エンジン始動性を悪化させることがあった。
【０００３】
この対策として、特開平９−３２６７３号公報では、電源回路にＤＣ−ＤＣコンバータを搭載し、バッテリ電圧が所定電圧以下に低下したときに、ＤＣ−ＤＣコンバータによって燃料ポンプの直流モータへの印加電圧を昇圧して、バッテリ電圧低下時の燃料吐出能力を確保するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＤＣ−ＤＣコンバータは、一般に高価であるため、製造コストが高くなる欠点があり、しかも、ＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング動作により電圧を昇圧するため、スイッチング動作に伴う電磁波ノイズが発生し、これが車載ラジオにノイズとして乗ってしまうという欠点もある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、低コストで、且つ電磁波ノイズの発生しない方式で、モータ回転速度を可変できるブラシ付きの直流モータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直流モータの回転速度がモータ全体の通電コイルのターン数によって変化するという特性に着目し、モータ全体の通電コイルのターン数を変えることで、モータ回転速度を可変するものである。
【０００７】
すなわち、請求項１の直流モータは、燃料を吐出する燃料ポンプを駆動する直流モータであって、直列に接続された複数のコイルのうちの一部のコイルを短絡させる状態とその短絡を解除する状態とを切り換える短絡手段を設け、モータ全体の通電コイル数を、前記短絡手段の切換動作によって増減させることで、モータ全体の通電コイルのターン数を変えて、モータ回転速度を変化させる直流モータにおいて、前記短絡手段を、２つ以上の整流子片に跨がって摺接する位置と該整流子片から離れた位置との間を移動する短絡用ブラシによって構成し、前記短絡用ブラシを、前記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力によって駆動されるように構成したことを技術的特徴とするものである。この構成では、コイルの短絡という単純な手法でモータ回転速度を可変できるので、回転速度可変システムの構成が比較的簡単で、低コスト化の要求を満たすことができると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源電圧変換装置とは異なり、電磁波ノイズが発生せず、電磁波ノイズによる問題も解消できる。
【０００８】
この場合、請求項１に係る発明では、短絡手段は、２つ以上の整流子片に跨がって摺接する位置と該整流子片から離れた位置との間を移動する短絡用ブラシによって構成されているため、短絡用ブラシを移動させるだけの極めて簡単な構成で、モータ回転速度を変化させることができる。
【０００９】
更に、請求項１に係る発明では、燃料ポンプから吐出される燃料の圧力によって短絡用ブラシを駆動するように構成したので、エンジンの燃料消費量と燃料ポンプの燃料吐出流量との大小関係によって燃料圧力が変化すると、それに応じて短絡用ブラシが自動的に動いてモータ回転速度（燃料ポンプの燃料吐出流量）をエンジンの燃料消費量に応じて変化させることができ、燃料噴射制御に要求される燃料圧力の安定性を確保できる。しかも、短絡用ブラシの駆動力として燃料圧力を利用するので、短絡用ブラシを駆動するアクチュエータ（駆動手段）が不要となり、構成を更に簡単化できる。
【００１１】
また、請求項２のように、短絡手段は、異なる整流子片に摺接する少なくとも一対の短絡用ブラシと、各短絡用ブラシ間を短絡／遮断する短絡用スイッチとから構成し、短絡用スイッチのオン／オフによって各短絡用ブラシ間を短絡／遮断することで、通電コイル数を増減させると共に、燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に基づいて前記短絡用スイッチのオン／オフを制御するように構成しても良い。この構成では、短絡用ブラシを一定位置に固定すれば良く、短絡用ブラシの取付構造が簡単になると共に、短絡用スイッチのオン／オフによって通電コイル数の切換タイミングを任意に設定することができ、制御性を向上できる。しかも、燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に基づいて短絡用スイッチのオン／オフを制御するため、前記請求項１の場合と同じく、モータ回転速度（燃料ポンプの燃料吐出流量）をエンジンの燃料消費量に応じて変化させることができ、燃料噴射制御に要求される燃料圧力の安定性を確保できる。
【００１２】
また、請求項３のように、エンジン回転速度、負荷、モータ回転速度の少なくとも１つに基づいて短絡用スイッチのオン／オフを制御するように構成しても良い。つまり、エンジン回転速度や負荷によってエンジンの燃料消費量が変化し、モータ回転速度（燃料ポンプの回転速度）によって燃料ポンプの燃料吐出流量が変化するため、エンジン回転速度、負荷、モータ回転速度の少なくとも１つに基づいて短絡用スイッチのオン／オフを制御すれば、エンジンの燃料消費量に応じて燃料ポンプの燃料吐出流量を制御したり、或は、電源電圧変化等によるモータ回転速度の変化を少なくするように通電コイル数を切り換えることができ、電源電圧変化の影響が少ない安定したモータ回転速度の制御が可能となる。
【００１３】
また、エンジン始動時には、スタータ等の電気負荷が大きくなるため、電源となるバッテリ電圧が低下し、燃料ポンプのモータへの印加電圧も低下することを考慮して、請求項４のように、エンジン始動から所定時間が経過するまで、短絡用スイッチをオン状態に維持して通電コイル数を減少させるようにしても良い。このようにすれば、エンジン始動から所定時間が経過するまでの間は、電源となるバッテリ電圧が低下しても、通電コイル数を減少させて、始動時に燃料ポンプの回転速度を速やかに立ち上げることができ、早期に燃料圧力を上昇させることができて、エンジン始動性を向上できる。
【００１５】
また、請求項５のように、短絡用ブラシをモータの回転中心に対して対称な位置に配置すると良い。このようにすれば、非通電コイル（短絡するコイル）の位置をモータの回転中心に対して対称な位置に配置することができ、モータを滑らかに回転させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１））］
以下、本発明を燃料ポンプに適用した実施形態（１）を図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づいて燃料ポンプ１０の全体構成を概略的に説明する。燃料ポンプ１０の円筒状のハウジング１１内にポンプ部１２と直流モータ１３とが組み付けられている。ポンプ部１２は、ハウジング１１の下端部にポンプケーシング１４，１５をかしめ等により固定し、このポンプケーシング１４，１５内にインペラ１６を収容した構成となっている。下側のポンプケーシング１４には、燃料吸入口１７が形成され、この燃料吸入口１７から燃料タンク（図示せず）内の燃料がポンプケーシング１４，１５内に吸入され、上側のポンプケーシング１５に形成された吐出口（図示せず）から吐出された燃料は、後述する電機子２２と磁石２１との間に形成された燃料通路１８を通って燃料吐出口１９から吐出される。
【００１７】
一方、直流モータ１３の外周部には、界磁を作る磁石２１が円筒状に配列され、その内周側には、電機子２２（回転子）が回転軸２３を介して回転自在に支持され、その回転軸２３の下端部にポンプ部１２のインペラ１６が固定されている。電機子２２は、直列に接続された複数のコイル２５（図３及び図４参照）を電機子鉄心２４の各スロットに装着した構成となっている。この電機子鉄心２４の中心に貫通固定された回転軸２３の両端部は、ポンプケーシング１５の中心部に固定された軸受２６と、軸受ホルダ２７の中心部に固定された軸受２８とによって回転自在に支持されている。尚、軸受ホルダ２７には、燃料を燃料吐出口１９側に通過させる燃料通路２０が形成されている。
【００１８】
電機子鉄心２４の上端面には、複数の整流子片２９が回転軸２３の周囲に放射状に配列されている。この整流子片２９に摺接する一対の通電用ブラシ３０（図３及び図４参照）が回転軸２３に対して対称な位置に設けられ、各通電用ブラシ３０がスプリング（図示せず）によって整流子片２９に摺接した状態に保持されている。更に、整流子片２９に対向する２個の短絡用ブラシ３１（短絡手段）が回転軸２３に対して対称な位置に設けられている。この短絡用ブラシ３１と通電用ブラシ３０は、それぞれ回転軸２３の周囲に９０°ピッチで交互に配置されている。
【００１９】
図２に示すように、短絡用ブラシ３１は、軸受ホルダ２７に軸方向に貫通形成された貫通穴３２内に軸方向に移動可能に収容されている。この貫通穴３２内には、短絡用ブラシ３１の他に、ボールプランジャ３３とスプリング３４が収納され、該貫通穴３２の上端開口（吐出側の開口）が連通孔３５付きの蓋３６で閉鎖されている。これにより、短絡用ブラシ３１は、ボールプランジャ３３を介してスプリング３４によって整流子片２９側（下側）に付勢されている。そして、短絡用ブラシ３１には燃料圧力（燃圧）が作用し、この燃圧が目標燃圧以上の時には、短絡用ブラシ３１に作用する燃圧がスプリング３４の弾性力に打ち勝って、図２（ａ）に示すように、短絡用ブラシ３１が整流子片２９から離れた位置に移動し、燃圧が目標燃圧より低い時には、スプリング３４の弾性力が燃圧に打ち勝って、図２（ｂ）に示すように、短絡用ブラシ３１が整流子片２９に摺接する位置に移動する。
【００２０】
図３に示すように、通電用ブラシ３０の幅は、整流子片２９の幅よりも狭く形成され、モータ回転に伴って、各通電用ブラシ３０がそれぞれ１個の整流子片２９のみに摺接した状態（以下「１セグメント通電」という）と、各通電用ブラシ３０がそれぞれ２個の整流子片２９に跨がって摺接した状態（以下「２セグメント通電」という）とに交互に切り換わる。
【００２１】
一方、短絡用ブラシ３１の幅は、整流子片２９の幅よりも少し広く形成されている。本実施形態（１）の直流モータ１３は、コイル２５と整流子片２９の個数がそれぞれ例えば８個であり、燃圧が目標燃圧より低い時の１セグメント通電では、図３に示すように、各短絡用ブラシ３１がそれぞれ３個の整流子片２９に跨がって摺接した状態となり、各短絡用ブラシ３１によってコイル２５が２個ずつ短絡された状態となる。また、２セグメント通電では、各短絡用ブラシ３１がそれぞれ２個の整流子片２９に跨がって摺接した状態となり、各短絡用ブラシ３１によってコイル２５が１個ずつ短絡された状態となる。更に、短絡用ブラシ３１と通電用ブラシ３０との間隔が整流子片２９の幅よりも少し広く形成され、短絡用ブラシ３１と通電用ブラシ３０とが同じ整流子片２９に同時に摺接しないようになっている。
【００２２】
一般に、直流モータ１３の回転速度Ｎは、次の（１）式で表される。
Ｎ＝６０×（Ｅ−Ｒ・Ｉ−Ｖbr）／（Φ・ｚ）
ここで、Ｎはモータ回転速度、Ｅは印加電圧、Ｒはコイル抵抗値、Ｉは電流、Ｖbrは通電用ブラシ３０と整流子片２９との間の接触電圧降下幅、Φは磁束、ｚはモータ全体の通電コイルのターン数である。
【００２３】
上記（１）式から明らかなように、モータ回転速度Ｎを変化させるには、モータ全体の通電コイルのターン数ｚを変化させれば良い。図３に示すように、各短絡用ブラシ３１によってコイル２５が２個又は１個ずつ短絡された状態となるとモータ全体の通電コイルのターン数ｚが通常（図４）よりもコイル４個分又は２個分減少し、その結果、図５に示すように、直流モータ１３に流れる電流Ｉが増加してモータ回転速度Ｎが上昇する。
【００２４】
一般に、エンジン停止中は、燃料ポンプ１０内の燃圧はほぼ大気圧まで低下するので、スプリング３４の弾性力が燃圧に打ち勝って、図２（ｂ）に示すように短絡用ブラシ３１が整流子片２９に摺接した状態に保持される。従って、エンジン始動時には、図３に示すように、各短絡用ブラシ３１によってコイル２５が２個又は１個ずつ短絡された状態で、直流モータ１３が起動されるため、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが通常（図４）よりもコイル４個分又は２個分減少した状態で直流モータ１３が起動される。これにより、エンジン始動時の燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）を速やかに立ち上げることができて、早期に燃圧を上昇上昇させることができ、エンジン始動性を向上できる。
【００２５】
その後、燃料ポンプ１０内の燃圧が目標燃圧以上になると、短絡用ブラシ３１に作用する燃圧がスプリング３４の弾性力に打ち勝って、図２（ａ）に示すように、短絡用ブラシ３１が整流子片２９から離れた位置に移動し、短絡用ブラシ３１によるコイル２５の短絡が解除され、図４に示すように、直流モータ１３の全てのコイル２５に通電される。これにより、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが増加し、直流モータ１３に流れる電流Ｉが減少して、モータ回転速度Ｎがほぼ一定又は減少するようになる。その結果、必要以上の燃料を燃料噴射弁側に送らずに済み、その分、電力消費量を低減することができる。
【００２６】
その後、燃圧が目標燃圧より低くなると、スプリング３４の弾性力が燃圧に打ち勝って、図２（ｂ）に示すように、各短絡用ブラシ３１が整流子片２９に摺接して、各短絡用ブラシ３１によってコイル２５が２個又は１個ずつ短絡された状態となる。これにより、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）が上昇して燃圧が上昇する。以後、上述した短絡用ブラシ３１の動作を繰り返して、燃圧を目標燃圧付近に維持する。
【００２７】
以上説明した本実施形態（１）では、短絡用ブラシ３１によるコイル２５の短絡という単純な手法でモータ回転速度（燃料ポンプ１０の回転速度）を可変できるので、回転速度可変システムの構成が比較的簡単で、低コスト化の要求を満たすことができると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源電圧変換装置とは異なり、電磁波ノイズが発生せず、電磁波ノイズによる問題も解消できる。
【００２８】
しかも、本実施形態（１）では、燃圧によって短絡用ブラシ３１を駆動するようにしたので、エンジンの燃料消費量と燃料ポンプ１０の燃料吐出流量との大小関係によって燃圧が変化すると、それに応じて短絡用ブラシ３１が自動的に動いてモータ回転速度（燃料ポンプ１０の燃料吐出流量）をエンジンの燃料消費量に応じて変化させることができ、燃料噴射制御に要求される燃料圧力の安定性を確保できる。しかも、短絡用ブラシ３１の駆動力として燃圧を利用するので、短絡用ブラシ３１を駆動するアクチュエータ（駆動手段）が不要となり、構成を更に簡単化できる。
【００３０】
また、本実施形態（１）では、短絡用ブラシ３０を回転軸２３に対して対称な位置に配置するようにしたので、非通電コイル（短絡するコイル）の位置を回転軸２３に対して対称な位置に配置することができ、非通電コイルの存在による直流モータ１３の回転むらを低減できて、直流モータ１３を滑らかに回転させることができる。しかしながら、本発明は、短絡用ブラシ３０を回転軸２３に対して非対称な位置に配置しても良く、この場合でも、本発明の所期の目的を達成することができる。
【００３１】
尚、コイル２５の数や整流子片２９の数は適宜変更しても良く、また、短絡用ブラシ３１の数も１個のみ又は３個以上としても良い。また、コイル２５の数や整流子片２９の数が多い場合は、１個の短絡用ブラシ３１で３個以上のコイル２５を短絡するようにしても良い。
【００３２】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）では、整流子片２９に対して短絡用ブラシ３１を摺接位置と離間位置に移動させることで、通電コイル数を増減させるようにしたが、図６及び図７に示す本発明の実施形態（２）では、２対の短絡用ブラシ４１を回転軸２３に対して対称な位置に固定し、常時、各短絡用ブラシ４１をそれぞれ異なる整流子片２９に摺接させると共に、各対の短絡用ブラシ４１間に、短絡用スイッチ４２を設け、各短絡用スイッチ４２のオン／オフによって各対の短絡用ブラシ４１間を短絡／遮断することで、通電コイル数を増減させるようにしている。従って、本実施形態（２）では、短絡用ブラシ４１と短絡用スイッチ４２とから特許請求の範囲でいう短絡手段が構成されている。
【００３３】
この場合、図６に示すように、各短絡用スイッチ４２がオンすると、各対の短絡用ブラシ４１間が短絡されて、コイル２５が２個又は１個ずつ短絡された状態となる。これにより、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが通常よりコイル４個分又は２個分減少した状態で直流モータ１３が運転され、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）が上昇して燃圧が上昇する。一方、各短絡用スイッチ４２がオフすると、各対の短絡用ブラシ４１間が遮断されて、全てのコイル２５に通電される。これにより、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが増加し、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）が減少するようになる。
【００３４】
本実施形態（２）では、短絡用スイッチ４２のオン／オフは、燃料ポンプ１０の運転を制御するエンジン制御用コンピュータ（図示せず）によって例えば図７の短絡用スイッチ制御プログラムに従って制御される。本プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定時間毎又は所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、エンジン始動から所定時間以内か否かを判定し、所定時間以内であれば、ステップ１０４に進み、各短絡用スイッチ４２をオンして各対の短絡用ブラシ４１間を短絡し、モータ全体の通電コイルのターン数ｚを減少させて、エンジン始動時の燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）を速やかに立ち上げ、早期に燃圧を上昇させて、エンジン始動性を向上させる。
【００３５】
一方、エンジン始動から所定時間経過後は、ステップ１０１からステップ１０２に進み、燃圧センサ（図示せず）で検出した燃圧が目標燃圧よりも低いか否かを判定し、燃圧が目標燃圧よりも低ければ、ステップ１０４に進み、各短絡用スイッチ４２をオンして各対の短絡用ブラシ４１間を短絡し、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）を上昇させて、燃圧を目標燃圧に上昇させる。
【００３６】
一方、燃圧が目標燃圧以上であれば、ステップ１０３に進み、エンジン回転速度（又は負荷）が所定値以上か否かを判定し、所定値以上であれば、エンジンの燃料消費量が多いため、ステップ１０４に進み、各短絡用スイッチ４２をオンして各対の短絡用ブラシ４１間を短絡し、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）を上昇させて、燃圧低下を防ぐ。
【００３７】
これに対し、ステップ１０１〜１０３で全て「Ｎｏ」と判定された時は、ステップ１０５に進み、各短絡用スイッチ４２をオフして各対の短絡用ブラシ４１間を遮断し、全てのコイル２５に通電する。これにより、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが増加して、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）が減少するようになる。この結果、必要以上の燃料を燃料噴射弁側に送らずに済み、その分、電力消費量を低減することができる。
【００３８】
以上説明した本実施形態（２）では、短絡用ブラシ４１を一定位置に固定すれば良いため、短絡用ブラシ４１の取付構造が簡単になると共に、短絡用スイッチ４２のオン／オフによって通電コイル数の切換タイミングを任意に設定することができ、制御性を向上できる利点がある。
【００３９】
尚、図７のステップ１０１〜１０３で判定する３つの短絡用スイッチ４２のオン条件のうちの１つ又は２つを省略しても良く、或は、他の条件（例えばモータ回転速度が所定値以下か否かで短絡用スイッチ４２のオン／オフを切り換える）を用いても良い。
或は、短絡用スイッチ４２のオン／オフを燃圧を駆動力として機械的に切り換えるようにしても良い。
【００４０】
本実施形態（２）においても、コイル２５の数や整流子片２９の数は適宜変更しても良く、また、短絡用ブラシ４１の数も、１対のみ、又は、３対以上設けるようにしても良い。また、コイル２５の数や整流子片２９の数が多い場合は、１対の短絡用ブラシ４１で３個以上のコイル２５を短絡するようにしても良い。
【００４１】
［実施形態（３）］
次に、図８に基づいて本発明を蓄圧式燃料供給装置に適用した実施形態（３）を説明する。本実施形態（３）では、上記実施形態（２）と同様の短絡用ブラシ４１と短絡用スイッチ４２を持つ燃料ポンプ１０を用い、この燃料ポンプ１０の燃料吐出口１９に連結された燃料配管４５に蓄圧装置４６を接続し、この蓄圧装置４６内にダイアフラム４７で容積変化可能に仕切形成された蓄圧室４８内に燃料を一旦貯溜し、スプリング４９によって蓄圧室４８内の燃圧を維持しながら、該蓄圧室４８から燃料を燃料噴射弁（図示せず）側に供給するようにしている。そして、ダイアフラム４７の位置（蓄圧室４８の容積）をセンサ５０で検出し、このセンサ５０の検出値によって蓄圧室４８内の燃料貯溜量が下限値まで減ったことが検出された時に、直流モータ１３を起動して燃料ポンプ１０を起動する。起動時は、各短絡用スイッチ４２をオンして各対の短絡用ブラシ４１間を短絡し、モータ全体の通電コイルのターン数ｚを減少させて、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）を速やかに立ち上げ、早期に蓄圧室４８内に燃料を供給して燃圧を速やかに上昇させる。
【００４２】
この短絡用スイッチ４２のオン状態は、例えば、次の▲１▼〜▲４▼のいずれか１つの条件が満たされている期間、継続すれば良い。
▲１▼モータ起動から所定時間以内
▲２▼蓄圧室４８の容積が所定値以下
▲３▼燃圧が所定燃圧以下
▲４▼エンジン回転速度（又は負荷）が所定値以上
【００４３】
尚、これら４つの条件▲１▼〜▲４▼のうちの１〜３つの条件を省略しても良く、或は、他の条件（例えばモータ回転速度が所定値以下か否かで短絡用スイッチ４２のオン／オフを切り換える）を用いても良い。
【００４４】
その後、上記オン条件が不成立になった時に、各短絡用スイッチ４２をオフして各対の短絡用ブラシ４１間を遮断し、全てのコイル２５に通電する。これにより、モータ全体の通電コイルのターン数ｚが増加して、燃料ポンプ１０の回転速度（モータ回転速度Ｎ）が減少するようになる。
【００４５】
その後、センサ５０の検出値によって蓄圧室４８内の燃料貯溜量が上限値まで増加したことが検出された時に、直流モータ１３を停止し、燃料ポンプ１０を停止させる。以後、上述した動作を繰り返す。
【００４６】
尚、上記各実施形態では、整流子片２９を回転軸２３の周囲に放射状に平面的に配列したが、整流子片を回転軸２３の周囲に円筒状に配列して、その外周囲に通電用ブラシと短絡用ブラシとを配置するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示す燃料ポンプの縦断面図
【図２】（ａ）は燃圧が高い時の短絡用ブラシの位置を示す拡大断面図、（ｂ）は燃圧が低い時の短絡用ブラシの位置を示す拡大断面図、
【図３】実施形態（１）における燃圧が目標燃圧よりも低い時のコイル通電状態（コイル短絡状態）を説明する図
【図４】実施形態（１）における燃圧が目標燃圧以上の時のコイル通電状態を説明する図
【図５】コイル短絡の有無とモータ回転速度、電流、トルクの関係を示す特性図
【図６】本発明の実施形態（２）における燃圧が目標燃圧よりも低い時のコイル通電状態を説明する図
【図７】実施形態（２）で用いる短絡用スイッチ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態（３）を示す蓄圧式燃料供給装置の概略構成図
【符号の説明】
１０…燃料ポンプ、１２…ポンプ部、１３…直流モータ、１６…インペラ、１７…燃料吸入口、１８…燃料通路、１９…燃料吐出口、２１…磁石、２２…電機子、２３…回転軸、２４…電機子鉄心、２５…コイル、２９…整流子片、３０…通電用ブラシ、３１…短絡用ブラシ（短絡手段）、３３…ボールプランジャ、３４…スプリング、４１…短絡用ブラシ（短絡手段）、４２…短絡用スイッチ（短絡手段）、４６…蓄圧装置、４７…ダイアフラム、４８…蓄圧室、４９…スプリング、５０…センサ。

Claims

燃料を吐出する燃料ポンプを駆動する直流モータであって、直列に接続された複数のコイルを電機子に装着し、該電機子に設けられた整流子片にブラシを摺接させることで、直流電源から前記複数のコイルに通電して該電機子を駆動すると共に、前記複数のコイルのうちの一部のコイルを短絡させる状態とその短絡を解除する状態とを切り換える短絡手段を設け、モータ全体の通電コイルの数を、前記短絡手段の切換動作によって増減させることで、モータ回転速度を変化させる直流モータにおいて、
前記短絡手段は、２つ以上の整流子片に跨がって摺接する位置と該整流子片から離れた位置との間を移動する短絡用ブラシによって構成され、
前記短絡用ブラシは、前記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力によって駆動されるように構成されていることを特徴とする直流モータ。
エンジンに燃料を供給する燃料ポンプを駆動する直流モータであって、直列に接続された複数のコイルを電機子に装着し、該電機子に設けられた整流子片にブラシを摺接させることで、直流電源から前記複数のコイルに通電して該電機子を駆動すると共に、前記複数のコイルのうちの一部のコイルを短絡させる状態とその短絡を解除する状態とを切り換える短絡手段を設け、モータ全体の通電コイルの数を、前記短絡手段の切換動作によって増減させることで、モータ回転速度を変化させる直流モータにおいて、
前記短絡手段は、異なる整流子片に摺接する少なくとも一対の短絡用ブラシと、各短絡用ブラシ間を短絡／遮断する短絡用スイッチとから構成され、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力に基づいて前記短絡用スイッチのオン／オフを制御するように構成したことを特徴とする直流モータ。
エンジンに燃料を供給する燃料ポンプを駆動する直流モータであって、
エンジン回転速度、負荷、モータ回転速度の少なくとも１つに基づいて前記短絡用スイッチのオン／オフを制御するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の直流モータ。
エンジンに燃料を供給する燃料ポンプを駆動する直流モータであって、
エンジン始動から所定時間が経過するまで前記短絡用スイッチをオン状態に維持するように構成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の直流モータ。
前記短絡用ブラシは、モータの回転中心に対して対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の直流モータ。