JPS6138390Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、直流電動機に係り、特に偏平な電
機子を有する直流機の起動特性の改善に関する。

従来、自動車のラジエータ等において用いられ
る低電圧用の扁平型直流電動機は永久磁石によつ
て全ての界磁を形成していた。

一方、電機子の抵抗は極めて小さいため、起動
時に大電流が流れることは知られており、このた
め配線及びフユーズ等を大容量としなければなら
ず、付帯的な部品（例えばリレー）の容量も余裕
を見ておかなければならない。しかし、これでは
不経済である。

この対策として電機子に直列に抵抗を挿入して
もよいが、これでは起動時の問題は解決させるか
もしれないが、定常回転時の効率が悪く、また熱
対策を必要とし望ましくない。

この考案は、以上の実情に基づいて成されたも
のであり、起動時の電流を抑制し、しかも定常状
態時にあつても高効率運転を達成し得る扁平型直
流電動機を提供することを目的とし、この目的を
達成するため、この考案によれば、界磁極の一部
を電磁石とし、この電磁石の巻線を起動時電機子
に直列に挿入するようにする。

以下、添付図面に従つて、この考案の実施例を
説明する。この実施例は、本考案を自動車のラジ
エータ冷却フアン用電動機に適用したものであ
る。

第１図は、この考案の実施例に係る扁平型直流
電動機の一例を示す断面図である。この直流電動
機は回転軸１に電機子ボス２を設け、この電機子
ボス２上に扁平な電機子３及び整流子４を取付け
ている。この電機子３は軸方向両側からケース
５，６によつて挾まれており、このケース５に
は、整流子４と対向するようにブラシ７を配備
し、また電機子３に対向する様に界磁極８を設け
る。この様に構成された電動機は、ブラシ７及び
整流子４を介して電機子３に通電され、電機子３
は、界磁極８及びケース５，６から成る磁気回路
によつて形成される界磁磁束との電極相互作用に
よつて回転する。

この考案の実施例に係る界磁極８を第２図に示
してある。この界磁極８は複数の扇形状をした永
久磁石からなる第１界磁極ユニツト２１ａ，２１
ｂが磁極対２１として集まり全体として一部切欠
した環状を成している永久磁石を主構成要件とし
ている。ここで、例えば該界磁極ユニツト２１ａ
はＳ極、２１ｂはＮ極であり、磁極対２１として
環形状に順次配列されており、図面においては６
極である。

また、この実施例によれば、この界磁極８は、
環状を成す磁極の一部に電磁石よりなる第２界磁
極ユニツト２２，２３が磁極対として配列されて
いる。すなわち、この実施例によれば、この界磁
極８は、８極中６極が永久磁石であり、２極が電
磁石である。ここで、電磁石である前記磁極ユニ
ツト２２，２３は、それぞれ鉄心２２ａ，２３ａ
に界磁巻線２２ｂ，２３ｂを巻回したもので、こ
の巻線２２ｂ，２３ｂは互いに逆方向に巻回され
ており、互いに電気的に接続されている。従つ
て、この巻線２２ｂ，２３ｂの双方の端部２２
ｃ，２３ｃを直流電源に接続すれば、互いに逆極
性の磁界がそれぞれ前記磁極ユニツト２２，２３
によつて形成される。もちろん、この磁極ユニツ
ト２２，２３の極性は、各磁極ユニツトの極性
Ｎ・Ｓの繰り返しに併わせて決定されなければな
らない。

以上のような構成の扁平型直流電動機の電気的
接続は、例えば第３図に示す様にする。

同図によれば、電機子３０及び界磁極３１を有
する扁平型直流電動機、制御器としのリレー３
２、温度検出器としてのサーモスタツト３３及び
直流電源３５，３６が示されている。界磁極３１
は、第１図及び第２図の機械的構成に対応させて
電磁石部分３１ａと永久磁石部分３１ｂとに分離
して示してある。リレー３２は端子ab間及び端
子ac間接続を切換える可動接片３２ｂとこれを駆
動するコイル３２ａとを有する。

電機子３０の一端は直流電源３５の負極に接続
されている。他端は、リレー３２の第１の端子ｂ
に直接に接続され、また電磁石部分３１ａの界磁
巻線を介して間接にリレー３２の第２の端子Ｃへ
接続されている。また、リレー３２の端子ａは電
源３５の正極に接続されている。可能接片３２ｂ
はコイル３２ａが付勢されたときは端子ab間を
接続して電機子３０を電源３５に直接接続する第
１回路を構成し、付勢されていないときは端子ac
間を接続して、前記電機子３０を前記電磁石３１
ａの界磁コイルを介して、前記電源３５に接続す
る第２回路を構成している。また、リレーコイル
３２ａはサーモスタツト３３を介して電源３６に
接続されている。

サーモスタツト３３は被検出部としてのラジエ
ータの温度を検出するものであり、同図はラジエ
ータ温度が上昇してサーモスタツト３３が閉じリ
レーコイル３２ａが付勢され、可動接片３２ｂが
ab間を接続している場合を示している。

次に、この考案の実施例の動作について説明す
る。

自動車のエンジン始動によつてラジエータ冷却
フアンも起動するが、この場合余り高効率高回転
は必要としない。このため、リレー３２の可動接
片３２ｂは当初の状態であるac間の接続を続ける
ことになり（つまり第２回路を構成する）、電機
子３０に直列に電磁石部分３１ａの界磁巻線が挿
入される。このため、界磁巻線の自己誘作用によ
つて電機子３０に流入しようとする電流が抑制さ
れ、起動電流を減少させることができる。

しかるに、起動後一定時間たてば電動機は電磁
石部分３１ａ及び永久磁石部分３１ｂによつて定
まる磁束、並びに定常な電機子電流をパラメータ
とする回転数Naで回転を持続する。

この後、ラジエータ温度が上昇すると、サーモ
スタツト３３が閉成し、リレーコイル３２ａが付
勢され可動接片３２ｂによつてab間が接続され
る（第１回路を構成する図示の状態）。このた
め、電磁石部分３１ａはバイパスされ消磁する。
従つて界磁極３１による磁束φは前述の状態より
少くなり回転数Ｎ_Bは前述の回転数Ｎ_Aよりも高く
なる（Ｎ_B＞Ｎ_A）。すなわち、冷却フアンが高速
回転し冷却効果が高められる。しかもこの場合電
磁石部分３１ａによる巻線抵抗が除去されるので
運転効率は極めてよい。

ラジエータ冷却フアンの回転の結果ある程度温
度が下がれば再度サーモスタツト３３が開き可動
接片３２ｂがac間を接続し電動機は前述の低回転
数Ｎ_Aを維持する。

なお、以上の構成によれば、永久磁石部分と電
磁石部分との間に磁束むらが生じているが、これ
によつて回転むらが生ずることはない。すなわ
ち、回転数を決定するトルクは電機子による発生
トルクの総和であるから、この総和に変化が生じ
ない限り回転むらは生じない。

以上の実施例においては、電磁石に関し、通電
状態と通電停止状態の２つの状態をもつて起動制
御及び速度制御を行う場合について説明したが、
更に通電状態において挿入抵抗値を変化させるこ
とにより印加の電圧を連続的に変化させることに
より速度制御を行うものと併用してもよい。

さらに、以上の実施例においては、８極のうち
２極を電磁石としたが、少なくとも一対が電磁石
であればよいのであり、また全体の極数を多くし
てもよいのであるから、例えば16極のうち４極を
電磁石とてもよく、何対の磁極対を電磁石とする
かは全体の経済性等から決定される。

この考案は、以上の様に構成することにより、
温度検出器によつて検出された温度に基づいて電
動機の回転数を変化させることができるので、例
えば、この電動機を発熱部を冷却するフアンに用
いた場合には、低電流起動及び高効率高速運転が
可能になると共に、前記発熱部の温度変化に応じ
て前記フアンの回転数を変化させることができ、
前記発熱部の円滑な温度制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例に係る電動機の断面
図、第２図は第１図の実施例における界磁極を示
す斜視図、第３図はこの考案の実施例に係る電気
系統図である。 １……回転軸、２……電機子ボス、３，３０…
…電機子、……整流子、５，６……ケース、７…
…ブラシ、８，３１……界磁極、２１……磁極
対、２１ａ，２１ｂ……第１界磁極ユニツト、２
２，２３……第２界磁極ユニツト、２２ａ，２３
ａ……鉄心、２２ｂ，２３ｂ……界磁巻線、３１
ａ……電磁石部分、３１ｂ……永久磁石部分、３
２……リレー（制御器）、３３……サーモスタツ
ト（温度検出器）、３５，３６……直流電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 極性の異なる磁極対を複数円環状に配列した界
   磁極と、この界磁極に同心状に対向配置した扁平
   状電機子とを備えた扁平型直流電動機において、
   前記磁極対のうち少なくとも一対は電磁石とし、
   前記扁平状電機子を電源に直接接続する第１回路
   と、前記電機子を前記電磁石の界磁巻線を介して
   前記電源に接続する第２回路とを設け、温度検出
   器により検出された被検出部の温度に基づいて前
   記第１回路と前記第２回路とを切替える制御器に
   よつて、前記電機子の回転速度を変化させるよう
   にしたことを特徴とする扁平型直流電動機。