JPH0591705A - Dc motor - Google Patents

Dc motor

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Publication number
JPH0591705A
JPH0591705A JP24582691A JP24582691A JPH0591705A JP H0591705 A JPH0591705 A JP H0591705A JP 24582691 A JP24582691 A JP 24582691A JP 24582691 A JP24582691 A JP 24582691A JP H0591705 A JPH0591705 A JP H0591705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field
motor
generated
winding
permanent magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP24582691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Seguchi
瀬口  正弘
Toshiyuki Sakai
利幸 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP24582691A priority Critical patent/JPH0591705A/en
Publication of JPH0591705A publication Critical patent/JPH0591705A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a motor wherein its large starting torque is generated and its rotational speed when applying no load to it is suppressed. CONSTITUTION:The field system of a DC motor comprises a magnet field system generated by permanent magnets 4 and a winding field system generated by field cores 2 and field windings 3. As the DC motor having six magnetic poles, which comprise two magnetic poles constituted with the permanent magnets 4 and four magnetic poles constituted with the field cores 2 and the field windings 3, the magnitude of the magnetic field generated when electrifying the field windings 3 is set larger than the one generated by the permanent magnets 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機に関するも
のであり、特にその界磁に永久磁石及び界磁巻線の両方
を用いた直流電動機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct current motor, and more particularly to a direct current motor using both a permanent magnet and a field winding for its field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より直流電動機としては、直巻電動
機と、永久磁石電動機とが知られている。直巻電動機に
おいては起動トルクが大きく回転数の増加に伴いトルク
が双曲線状に減少するという優れた特性(直巻特性)を
有している。一方、永久磁石式電動機においては、界磁
磁束が負荷電流に本質的に関係なく一定である(一定励
磁特性)ためトルクは負荷電流に比例し、回転数の増加
に伴い比例的に減少するという特性を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a DC motor, a series winding motor and a permanent magnet motor are known. The series-wound motor has an excellent characteristic (serial winding characteristic) that the starting torque is large and the torque decreases in a hyperbolic shape as the rotation speed increases. On the other hand, in a permanent magnet type electric motor, the field magnetic flux is constant irrespective of the load current (constant excitation characteristic), so the torque is proportional to the load current and decreases proportionally as the rotation speed increases. It has characteristics.

【0003】そして、これらの電動機は例えば車両用の
スタータモータに用いられている。
These electric motors are used in starter motors for vehicles, for example.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スター
タモータとして直巻電動機を用いた場合は、この直巻電
動機は上述した如く、大きな起動トルクが発生する反
面、無負荷時に非常に回転速度が上昇するため、スター
タスイッチを切ってからスタータモータが停止するまで
の時間は惰性回転が長いため長時間となる。従って、エ
ンジンの着火不良時等、スタータモータを断続的に駆動
すると、このモータの惰性回転中にスタータ側ピニオン
ギヤがエンジン側リングギヤに噛み込み、その際にピニ
オンとリングギヤとの間に大きな衝撃が生じ、この衝撃
でリングギヤが破損したり、スタータモータが破損した
りするという不具合がある。
However, when a series-wound electric motor is used as the starter motor, the series-wound electric motor generates a large starting torque as described above, but at the same time, the rotation speed increases significantly when no load is applied. Therefore, the time from turning off the starter switch to stopping the starter motor is long because inertial rotation is long. Therefore, if the starter motor is driven intermittently, such as during engine ignition failure, the starter-side pinion gear gets caught in the engine-side ring gear during inertial rotation of this motor, causing a large impact between the pinion and ring gear. There is a problem that the ring gear is damaged or the starter motor is damaged by this impact.

【0005】一方、永久磁石電動機を用いた場合は、無
負荷時の回転速度が抑制される反面、起動トルクが小さ
いという欠点があった。そこで、本発明は大きな起動ト
ルクを発生し、かつ無負荷時の回転速度が抑制される電
動機を提供することを目的とするものである。
On the other hand, when the permanent magnet electric motor is used, the rotational speed under no load is suppressed, but the starting torque is small. Therefore, an object of the present invention is to provide an electric motor that generates a large starting torque and that suppresses the rotation speed under no load.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直流電動機の界磁を、永久磁石による磁石
界磁と、界磁鉄心及び界磁巻線による巻線界磁とにより
構成し、前記界磁巻線に通電した際に発生する磁界の大
きさが前記永久磁石により発生する磁界の大きさより大
きくなるように設定したものである。
In order to achieve the above object, the present invention uses a field of a DC motor as a magnet field of a permanent magnet and a winding field of a field core and a field winding. The magnetic field generated when the field winding is energized is set to be larger than the magnetic field generated by the permanent magnet.

【0007】[0007]

【作用】上記構成により、電動機起動時には、永久磁石
による磁界の大きさに対し界磁巻線による磁界の大きさ
の方が大きく、界磁巻線による直巻特性の占める割合が
高くなる。一方、電動機を停止する際には、界磁巻線へ
の電流が遮断されても永久磁石による磁界が常に発生し
ており、かつ電動機の回転子が惰性回転しているために
電動機が発電機として機能し、回転子に対してこれを制
動する力が作用する。
With the above construction, when the electric motor is started, the magnitude of the magnetic field generated by the field winding is larger than the magnitude of the magnetic field generated by the permanent magnet, and the proportion of the series winding characteristic of the field winding is high. On the other hand, when the motor is stopped, even if the current to the field winding is cut off, the magnetic field is always generated by the permanent magnet, and the rotor of the motor is inertially rotated, so that the motor is driven by the generator. And a force for braking the rotor acts on the rotor.

【0008】[0008]

【発明の効果】従って、電動機起動時には、直巻特性に
よる大きな起動トルクが発生し、電動機を停止する際に
はこの回転子の惰性回転の時間が短縮されるため、本発
明電動機を例えば、スタータモータとして採用した場合
には、エンジンの着火不良時等、スタータモータを断続
的に駆動した際に、モータの惰性回転中にスタータ側ピ
ニオンギヤがエンジン側リングギヤに噛み込む可能性が
低くなり、リングギヤ,スタータモータ等が破損する可
能性を極力低下させることができる。
Therefore, when the electric motor is started, a large starting torque is generated due to the series winding characteristic, and when the electric motor is stopped, the inertial rotation time of the rotor is shortened. When used as a motor, when the starter motor is intermittently driven, such as when the engine is ignited poorly, the starter side pinion gear is less likely to get caught in the engine side ring gear during inertial rotation of the motor. The possibility that the starter motor or the like will be damaged can be reduced as much as possible.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明電動機の実施例を図1及び図2
に基づき説明する。図1は断面図であり、本発明の要部
である固定子について6極の場合を例に説明すると、円
筒状のヨーク1の内周面には、界磁巻線3を巻装する界
磁鉄心2が配置されており巻線界磁を構成している。4
は永久磁石であり、界磁鉄心同様にヨーク1の内周面に
配置されており、磁石界磁を構成している。図示の如
く、永久磁石4により2つの磁極を構成し、界磁鉄心2
及び界磁巻線3により4つの磁極を構成している。そし
て、界磁巻線3に通電した際に発生する磁界の大きさ
が、永久磁石により発生する磁界の大きさより大きくな
るように磁石の大きさ、巻線の巻数等が設定されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the electric motor of the present invention will be described below with reference to FIGS.
It will be explained based on. FIG. 1 is a cross-sectional view. When the stator, which is an essential part of the present invention, is described with a case of 6 poles as an example, the field around which the field winding 3 is wound around the inner peripheral surface of the cylindrical yoke 1. A magnetic core 2 is arranged and constitutes a winding field. Four
Is a permanent magnet, is arranged on the inner peripheral surface of the yoke 1 like the field iron core, and constitutes a magnet field. As shown in the figure, the permanent magnet 4 constitutes two magnetic poles, and the field core 2
The field winding 3 constitutes four magnetic poles. The size of the magnet, the number of turns of the winding, etc. are set so that the magnitude of the magnetic field generated when the field winding 3 is energized is larger than the magnitude of the magnetic field generated by the permanent magnet.

【0010】5は電機子巻線6を巻装する電機子鉄心で
あり、図示しない整流子を含めて回転子を構成してい
る。この回転子は共に図示しないブラケットに軸受を介
して回転自在に保持されている。
Reference numeral 5 denotes an armature core around which the armature winding 6 is wound, and constitutes a rotor including a commutator (not shown). Both the rotors are rotatably held by brackets (not shown) via bearings.

【0011】以下、上記構成の電動機をスタータモータ
として用いた場合を例に説明する。図2はスタータの配
線構成を示す概略図であり、7は車載バッテリ,8はス
タータスイッチである。9は可動鉄心、10はスイッチ
コイル,11及び12はそれぞれ+側固定接点,−側固
定接点であり、これらにより周知の如くマグネットスイ
ッチを構成している。
The case where the electric motor having the above configuration is used as a starter motor will be described below as an example. FIG. 2 is a schematic diagram showing the wiring configuration of the starter, in which 7 is an in-vehicle battery and 8 is a starter switch. Reference numeral 9 is a movable iron core, 10 is a switch coil, and 11 and 12 are positive side fixed contacts and negative side fixed contacts, respectively, which constitute a magnet switch as is well known.

【0012】上記構成のスタータの作動を説明すると、
スタータスイッチ8を閉じるとスイッチコイル8にはバ
ッテリ7からの電流が供給される。スイッチコイル8に
磁束が生じこの磁束により可動鉄心9が軸方向に移動し
て、固定接点11,12を閉じると、界磁巻線3及び電
機子巻線6が通電される。6極の固定界磁は異極が隣接
するようになっており、界磁巻線3の発生する磁束は隣
接する界磁巻線間において閉ループを形成するととも
に、永久磁石4の発生する磁束は対向する磁石間におい
て閉ループを形成するため、主極的な巻線界磁に補極的
な磁石界磁が作用して主極的な巻線界磁と補極的な磁石
界磁の磁束が閉ループを形成し直巻式のメリットである
高トルクを減少することなく、4極を構成する巻線と2
極を構成する磁石の構成比(発生する磁界の大きさの
比)に比例した直巻特性に近い性能、即ち上記構成比に
比例した起動トルクを得ることができる。
The operation of the starter having the above structure will be described below.
When the starter switch 8 is closed, the switch coil 8 is supplied with current from the battery 7. When a magnetic flux is generated in the switch coil 8 and the movable iron core 9 is moved in the axial direction by this magnetic flux to close the fixed contacts 11 and 12, the field winding 3 and the armature winding 6 are energized. In the 6-pole fixed field, different poles are adjacent to each other, the magnetic flux generated by the field winding 3 forms a closed loop between the adjacent field windings, and the magnetic flux generated by the permanent magnet 4 is Since a closed loop is formed between the opposing magnets, the magnetic field of the main pole winding field and the magnetic pole of the main pole winding field and the magnetic pole of the complementary pole magnet field Without forming the closed loop and reducing the high torque, which is the merit of the direct winding type, the windings that form 4 poles and 2
It is possible to obtain a performance close to a series winding characteristic that is proportional to the constituent ratio (ratio of the magnitude of the generated magnetic field) of the magnets that form the poles, that is, a starting torque that is proportional to the constituent ratio.

【0013】また、無負荷時には、磁石の分巻特性によ
り回転速度が抑制できる上、スタータスイッチ8を開い
た場合には、永久磁石4の発生している磁束を回転子が
惰性回転しながら横切るため、作動時とは逆の電圧(発
電電圧)が発生するため、この惰性回転を制動する力が
作用して惰性回転は速やかに停止する。
When there is no load, the rotation speed can be suppressed by the shunt winding characteristic of the magnet, and when the starter switch 8 is opened, the rotor crosses the magnetic flux generated by the permanent magnet 4 while inertially rotating. Therefore, since a voltage (power generation voltage) opposite to that at the time of operation is generated, the force for braking this inertial rotation acts and the inertial rotation is quickly stopped.

【0014】また、永久磁石の一部に高透磁率の補極を
設けることにより、界磁巻線により発生する磁束を増加
させることができ、電動機の発生トルクの増加を図るこ
とができる。
Further, by providing a high-permeability auxiliary pole in a part of the permanent magnet, the magnetic flux generated by the field winding can be increased and the torque generated by the electric motor can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明電動機の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an electric motor of the present invention.

【図2】上記電動機をスタータモータとして用いた場合
の配線構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a wiring structure when the electric motor is used as a starter motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヨーク 2 界磁鉄心 3 界磁巻線 4 永久磁石 5 電機子鉄心 6 電機子巻線 1 yoke 2 field iron core 3 field winding 4 permanent magnet 5 armature iron core 6 armature winding

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電動機の界磁を、永久磁石による磁
石界磁と、界磁鉄心及び界磁巻線による巻線界磁とによ
り構成し、前記界磁巻線に通電した際に発生する磁界の
大きさが前記永久磁石により発生する磁界の大きさより
大きくなるように設定したことを特徴とする直流電動
機。
1. A field of a direct current motor is constituted by a magnet field of a permanent magnet and a winding field of a field iron core and a field winding, and is generated when the field winding is energized. A direct current motor characterized in that a magnitude of a magnetic field is set to be larger than a magnitude of a magnetic field generated by the permanent magnet.
JP24582691A 1991-09-25 1991-09-25 Dc motor Pending JPH0591705A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016046906A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 三菱電機株式会社 Starter
CN108736680A (en) * 2017-04-21 2018-11-02 三菱电机株式会社 DC motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016046906A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 三菱電機株式会社 Starter
CN108736680A (en) * 2017-04-21 2018-11-02 三菱电机株式会社 DC motor
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990824