JPH0923627A - モータのブラシ構造 - Google Patents
モータのブラシ構造Info
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- JPH0923627A JPH0923627A JP7170005A JP17000595A JPH0923627A JP H0923627 A JPH0923627 A JP H0923627A JP 7170005 A JP7170005 A JP 7170005A JP 17000595 A JP17000595 A JP 17000595A JP H0923627 A JPH0923627 A JP H0923627A
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- brushes
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
- H02K23/20—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having additional brushes spaced intermediately of the main brushes on the commutator, e.g. cross-field machines, metadynes, amplidynes or other armature-reaction excited machines
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/58—Means structurally associated with the current collector for indicating condition thereof, e.g. for indicating brush wear
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- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定のブラシの早期摩耗を複雑な通電制御装
置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗の均等化
を図ることができるモータのブラシ構造を提供する。 【解決手段】 4個のブラシの内、Loモード及びMe
モードでともに通電されるブラシ7は、整流子に摺接す
る摺接面積がHiモードの時にのみ通電されるブラシ5
に対して大きく形成されている。Loモード及びMeモ
ードにおけるブラシ7内の電流密度は、Hiモードにお
ける電流密度よりも小さくなる。
置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗の均等化
を図ることができるモータのブラシ構造を提供する。 【解決手段】 4個のブラシの内、Loモード及びMe
モードでともに通電されるブラシ7は、整流子に摺接す
る摺接面積がHiモードの時にのみ通電されるブラシ5
に対して大きく形成されている。Loモード及びMeモ
ードにおけるブラシ7内の電流密度は、Hiモードにお
ける電流密度よりも小さくなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのブラシ構
造に係り、詳しくは、通電ブラシ数の変更により回転数
の制御を行うモータのブラシ構造に関するものである。
造に係り、詳しくは、通電ブラシ数の変更により回転数
の制御を行うモータのブラシ構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車等のラジエータの冷却ファ
ンの駆動はバッテリを電源とする直流電動モータにて行
われている。冷却ファンは、エンジンの加熱程度に応じ
て回転数を変更するようにしている。従って、モータの
速度を制御するための簡単な構成の制御方法が必要とな
っている。
ンの駆動はバッテリを電源とする直流電動モータにて行
われている。冷却ファンは、エンジンの加熱程度に応じ
て回転数を変更するようにしている。従って、モータの
速度を制御するための簡単な構成の制御方法が必要とな
っている。
【0003】直流電動モータの簡単な速度制御方法とし
ては、いわゆる直列抵抗制御がある。この制御方法は、
バッテリと電機子回路との間に直列に抵抗を設け、この
抵抗の値を変更することにより電機子に印加される電圧
を調整するものである。この制御方法を実際に行うに
は、モータの制御回路内に抵抗値の異なる複数の抵抗を
設け、この各抵抗を切り換えて電機子回路に接続するだ
けでよい。従って、簡単な構成でモータの速度と数段階
に切換制御できる。
ては、いわゆる直列抵抗制御がある。この制御方法は、
バッテリと電機子回路との間に直列に抵抗を設け、この
抵抗の値を変更することにより電機子に印加される電圧
を調整するものである。この制御方法を実際に行うに
は、モータの制御回路内に抵抗値の異なる複数の抵抗を
設け、この各抵抗を切り換えて電機子回路に接続するだ
けでよい。従って、簡単な構成でモータの速度と数段階
に切換制御できる。
【0004】しかし、この直列抵抗制御では、直列に接
続された抵抗の電力損失が大きいため、運転効率が悪く
なり、特に、バッテリを電源とする場合には無駄な電力
消費が問題になる。又、電力損失に伴い発熱量が大きく
なるため、制御回路においては発熱に配慮した大きなス
ペースを専有することになる。従って、制御回路が大型
化し、自動車の限られたスペースにおいては問題があ
る。
続された抵抗の電力損失が大きいため、運転効率が悪く
なり、特に、バッテリを電源とする場合には無駄な電力
消費が問題になる。又、電力損失に伴い発熱量が大きく
なるため、制御回路においては発熱に配慮した大きなス
ペースを専有することになる。従って、制御回路が大型
化し、自動車の限られたスペースにおいては問題があ
る。
【0005】このような問題を解消する簡単な構成のモ
ータの回転数制御方法が、特公平4−56557号公報
にて提案されている。この制御方法では、モータを多極
多ブラシ構造とし、必要とする回転数に応じて電源に接
続するブラシの数を変更するようにしている。電力が供
給されるブラシの数が変化すると、電機子巻線を構成す
る各電機子コイルにて形成され同ブラシにて導通される
回路構成が変化する。従って、導通されるブラシの数に
応じて、形成される電機子コイル回路抵抗(電機子抵
抗)が変化することになる。そして、直流モータにおい
ては、トルクと回転数の関係が負の比例関係にあるが、
その比例定数は電機子抵抗に比例している。従って、導
通されるブラシの数により電機子抵抗が変更されると、
トルク−回転数特性が変化する。即ち、通電されるブラ
シの数が多くなるほど電機子抵抗が低減し、トルクに対
する回転数が増大する。その結果、通電するブラシ数を
変更することにより、冷却ファン等の回転数を段階的に
切り換えることが可能となる。
ータの回転数制御方法が、特公平4−56557号公報
にて提案されている。この制御方法では、モータを多極
多ブラシ構造とし、必要とする回転数に応じて電源に接
続するブラシの数を変更するようにしている。電力が供
給されるブラシの数が変化すると、電機子巻線を構成す
る各電機子コイルにて形成され同ブラシにて導通される
回路構成が変化する。従って、導通されるブラシの数に
応じて、形成される電機子コイル回路抵抗(電機子抵
抗)が変化することになる。そして、直流モータにおい
ては、トルクと回転数の関係が負の比例関係にあるが、
その比例定数は電機子抵抗に比例している。従って、導
通されるブラシの数により電機子抵抗が変更されると、
トルク−回転数特性が変化する。即ち、通電されるブラ
シの数が多くなるほど電機子抵抗が低減し、トルクに対
する回転数が増大する。その結果、通電するブラシ数を
変更することにより、冷却ファン等の回転数を段階的に
切り換えることが可能となる。
【0006】この回転数制御方法によれば、各ブラシと
電源との間にそれぞれスイッチを設け、この各スイッチ
を必要な回転数に応じて段階的に開閉制御するだけの比
較的簡単な構成により、容易に回転数の制御を行うこと
ができる。そして、電機子に印加される電圧を調整する
ための抵抗を設けないため、無駄な電力消費を無くすこ
とができ、発熱による問題も発生しない。
電源との間にそれぞれスイッチを設け、この各スイッチ
を必要な回転数に応じて段階的に開閉制御するだけの比
較的簡単な構成により、容易に回転数の制御を行うこと
ができる。そして、電機子に印加される電圧を調整する
ための抵抗を設けないため、無駄な電力消費を無くすこ
とができ、発熱による問題も発生しない。
【0007】ところが、上記の制御方法では、通電する
ブラシの数を減少させた場合、通電された特定のブラシ
に流れる電流が、全てのブラシに通電した場合に流れる
電流に対して大きくなる。例えば、4ブラシの場合、最
大回転数時における電流値に対して、3ブラシのみを通
電した状態では、そのブラシに流れる電流値が1.6倍
程度、又、2ブラシのみを通電した状態では、1.4倍
程度にもなる。その結果、そのブラシを流れる電流の電
流密度が大きくなり、電力損失によりそのブラシの温度
が最大回転数時における温度よりも上昇する。すると、
そのブラシの摩耗が最大回転数時よりも促進されるた
め、そのブラシの摩耗速度が最大回転数時においてのみ
通電されるブラシに対して大きくなる。従って、ブラシ
が全て同じものである場合には、モータが最大回転数以
下の回転数で運転される割合が大きいと、特定のブラシ
の摩耗によりモータが早期に使用不能になる可能性があ
る。
ブラシの数を減少させた場合、通電された特定のブラシ
に流れる電流が、全てのブラシに通電した場合に流れる
電流に対して大きくなる。例えば、4ブラシの場合、最
大回転数時における電流値に対して、3ブラシのみを通
電した状態では、そのブラシに流れる電流値が1.6倍
程度、又、2ブラシのみを通電した状態では、1.4倍
程度にもなる。その結果、そのブラシを流れる電流の電
流密度が大きくなり、電力損失によりそのブラシの温度
が最大回転数時における温度よりも上昇する。すると、
そのブラシの摩耗が最大回転数時よりも促進されるた
め、そのブラシの摩耗速度が最大回転数時においてのみ
通電されるブラシに対して大きくなる。従って、ブラシ
が全て同じものである場合には、モータが最大回転数以
下の回転数で運転される割合が大きいと、特定のブラシ
の摩耗によりモータが早期に使用不能になる可能性があ
る。
【0008】ところで、自動車においては、モータの寿
命を自動車自体の寿命以上に設定して、モータの交換、
修理等のコストがユーザにかからないようにしている。
一方、モータは、自動車の寿命に応じたものとし、各部
品に必要以上の機能を持たせず無駄なコストがかからな
いように適性に設計する必要がある。従って、特定のブ
ラシの早期摩耗によるモータ寿命の短命化を防止すると
ともに、各ブラシの寿命を均等にする必要がある。
命を自動車自体の寿命以上に設定して、モータの交換、
修理等のコストがユーザにかからないようにしている。
一方、モータは、自動車の寿命に応じたものとし、各部
品に必要以上の機能を持たせず無駄なコストがかからな
いように適性に設計する必要がある。従って、特定のブ
ラシの早期摩耗によるモータ寿命の短命化を防止すると
ともに、各ブラシの寿命を均等にする必要がある。
【0009】同公報ではこのような問題を回避するた
め、ブラシの数を限定して通電する度に、通電する必要
数のブラシをランダムに選択することにより、特定のブ
ラシの早期摩耗を防止する方法が提案されている。即
ち、ブラシを限定して運転する際に、通電する必要数の
ブラシをランダムに選択する開閉制御装置を設け、この
開閉制御装置により選択したブラシのスイッチを開閉制
御するというものである。その結果、ブラシ数の限定時
に通電されるブラシが特定されないため、特定のブラシ
の早期摩耗が防止されるようになっている。
め、ブラシの数を限定して通電する度に、通電する必要
数のブラシをランダムに選択することにより、特定のブ
ラシの早期摩耗を防止する方法が提案されている。即
ち、ブラシを限定して運転する際に、通電する必要数の
ブラシをランダムに選択する開閉制御装置を設け、この
開閉制御装置により選択したブラシのスイッチを開閉制
御するというものである。その結果、ブラシ数の限定時
に通電されるブラシが特定されないため、特定のブラシ
の早期摩耗が防止されるようになっている。
【0010】このような方法は、USパテント5311
615にても提案されている。即ち、ブラシの数を限定
して通電する場合において、通電するブラシをロジック
コントロールユニットで順繰りに変更するようにしてい
る。
615にても提案されている。即ち、ブラシの数を限定
して通電する場合において、通電するブラシをロジック
コントロールユニットで順繰りに変更するようにしてい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような開閉制御装置、ロジックコントロールユニットは
比較的高度な制御を行う必要があるため、マイコン等を
使用した複雑な構成になる。従って、冷却ファンの回転
数を制御する制御装置としては高級過ぎるため、コスト
上実際に実施することはできなかった。
ような開閉制御装置、ロジックコントロールユニットは
比較的高度な制御を行う必要があるため、マイコン等を
使用した複雑な構成になる。従って、冷却ファンの回転
数を制御する制御装置としては高級過ぎるため、コスト
上実際に実施することはできなかった。
【0012】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、特定のブラシの早期
摩耗を複雑な通電制御装置を用いることなく防止して、
各ブラシの摩耗の均等化を図ることができるモータのブ
ラシ構造を提供することにある。
されたものであって、その目的は、特定のブラシの早期
摩耗を複雑な通電制御装置を用いることなく防止して、
各ブラシの摩耗の均等化を図ることができるモータのブ
ラシ構造を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、モータの回転時に電源に
接続される第1のブラシと選択的に接続される複数の第
2のブラシとを備え、電源に接続する第2のブラシの数
を変更して、第1のブラシと接続された第2のブラシと
の間において複数の電機子コイルにて形成される並列回
路を変化させ、その並列回路よりなる電機子回路の電機
子抵抗を変化させることにより回転数の制御を行うモー
タに使用されるモータのブラシ構造において、第1のブ
ラシの摺接面積、又は、第1のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第2のブラシの摺接面積
を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第2のブラシの摺接面積に対して大きくした。
め、請求項1に記載の発明は、モータの回転時に電源に
接続される第1のブラシと選択的に接続される複数の第
2のブラシとを備え、電源に接続する第2のブラシの数
を変更して、第1のブラシと接続された第2のブラシと
の間において複数の電機子コイルにて形成される並列回
路を変化させ、その並列回路よりなる電機子回路の電機
子抵抗を変化させることにより回転数の制御を行うモー
タに使用されるモータのブラシ構造において、第1のブ
ラシの摺接面積、又は、第1のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第2のブラシの摺接面積
を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第2のブラシの摺接面積に対して大きくした。
【0014】従って、請求項1に記載の発明によれば、
電源に接続される第2のブラシの数が変更されると、第
1のブラシと接続された第2のブラシとの間に複数の電
機子コイルにて形成される並列回路が変化し、その並列
回路よりなる電機子回路の電機子抵抗が変化する。その
結果、モータの回転数が制御される。そこで、第1のブ
ラシの摺接面積、又は、第1のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第2のブラシの摺接面積
を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第2のブラシの摺接面積に対して大きくする。する
と、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択される
数が制限されるときに接続される第2のブラシの電流密
度が、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続
される第2のブラシの電流密度に対して小さくなる。そ
の結果、第1のブラシの温度、又は、第1のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第2のブラ
シの温度が、全ての第2のブラシが接続されるときにの
み接続される第2のブラシに同じ電流が流れたときの温
度に対して低くなる。ゆえに、その摩耗速度が全ての第
2のブラシが接続されるときにのみ接続される第2のブ
ラシの摩耗速度に対して抑制されるため、第1のブラ
シ、又は、第1のブラシ及び選択される数が制限される
ときに接続される第2のブラシの寿命が全ての第2のブ
ラシが接続されるときにのみ接続される第2のブラシの
寿命よりも長くなる。従って、接続する第2のブラシの
数を制限するときと、制限しないときとを含むモータの
使用において、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第2のブラ
シの寿命と、選択される数が制限されないときにのみ接
続される第2のブラシの寿命が均等化される。
電源に接続される第2のブラシの数が変更されると、第
1のブラシと接続された第2のブラシとの間に複数の電
機子コイルにて形成される並列回路が変化し、その並列
回路よりなる電機子回路の電機子抵抗が変化する。その
結果、モータの回転数が制御される。そこで、第1のブ
ラシの摺接面積、又は、第1のブラシ及び選択される数
が制限されるときに接続される第2のブラシの摺接面積
を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続さ
れる第2のブラシの摺接面積に対して大きくする。する
と、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択される
数が制限されるときに接続される第2のブラシの電流密
度が、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接続
される第2のブラシの電流密度に対して小さくなる。そ
の結果、第1のブラシの温度、又は、第1のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第2のブラ
シの温度が、全ての第2のブラシが接続されるときにの
み接続される第2のブラシに同じ電流が流れたときの温
度に対して低くなる。ゆえに、その摩耗速度が全ての第
2のブラシが接続されるときにのみ接続される第2のブ
ラシの摩耗速度に対して抑制されるため、第1のブラ
シ、又は、第1のブラシ及び選択される数が制限される
ときに接続される第2のブラシの寿命が全ての第2のブ
ラシが接続されるときにのみ接続される第2のブラシの
寿命よりも長くなる。従って、接続する第2のブラシの
数を制限するときと、制限しないときとを含むモータの
使用において、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び
選択される数が制限されるときに接続される第2のブラ
シの寿命と、選択される数が制限されないときにのみ接
続される第2のブラシの寿命が均等化される。
【0015】又、請求項2に記載の発明は、モータの回
転時に電源に接続される第1のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第2のブラシとを備え、電源に接続する第2
のブラシの数を変更して、第1のブラシと接続された第
2のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第1のブラシの有効摩耗長、又は、第1のブラシ及
び選択される数が制限されるときに接続される第2のブ
ラシの有効摩耗長を、全ての第2のブラシが接続される
ときにのみ接続される第2のブラシの有効摩耗長に対し
て大きく。
転時に電源に接続される第1のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第2のブラシとを備え、電源に接続する第2
のブラシの数を変更して、第1のブラシと接続された第
2のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第1のブラシの有効摩耗長、又は、第1のブラシ及
び選択される数が制限されるときに接続される第2のブ
ラシの有効摩耗長を、全ての第2のブラシが接続される
ときにのみ接続される第2のブラシの有効摩耗長に対し
て大きく。
【0016】従って、請求項2に記載の発明によれば、
第1のブラシの有効摩耗長、又は、第1のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第2のブラシ
の有効摩耗長を、全ての第2のブラシが接続されるとき
にのみに接続される第2のブラシの有効摩耗長に対して
大きくする。その結果、第1のブラシの寿命、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの寿命が、全ての第2のブラシが接続
されるときにのみに接続される第2のブラシの寿命より
も長くなる。従って、接続する第2のブラシの数を制限
するときと、制限しないときとを含むモータの使用にお
いて、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択され
る数が制限されるときに接続される第2のブラシの寿命
と、選択される数が制限されないときにのみ接続される
第2のブラシの寿命が均等化される。
第1のブラシの有効摩耗長、又は、第1のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第2のブラシ
の有効摩耗長を、全ての第2のブラシが接続されるとき
にのみに接続される第2のブラシの有効摩耗長に対して
大きくする。その結果、第1のブラシの寿命、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの寿命が、全ての第2のブラシが接続
されるときにのみに接続される第2のブラシの寿命より
も長くなる。従って、接続する第2のブラシの数を制限
するときと、制限しないときとを含むモータの使用にお
いて、第1のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択され
る数が制限されるときに接続される第2のブラシの寿命
と、選択される数が制限されないときにのみ接続される
第2のブラシの寿命が均等化される。
【0017】又、請求項3に記載の発明は、モータの回
転時に電源に接続される第1のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第2のブラシとを備え、電源に接続する第2
のブラシの数を変更して、第1のブラシと接続された第
2のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第1のブラシの比抵抗、又は、第1のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第2のブラシ
の比抵抗を、全ての第2のブラシが接続されるときにの
み接続される第2のブラシの比抵抗に対して大きくし
た。
転時に電源に接続される第1のブラシと選択的に接続さ
れる複数の第2のブラシとを備え、電源に接続する第2
のブラシの数を変更して、第1のブラシと接続された第
2のブラシとの間において複数の電機子コイルにて形成
される並列回路を変化させ、その並列回路よりなる電機
子回路の電機子抵抗を変化させることにより回転数の制
御を行うモータに使用されるモータのブラシ構造におい
て、第1のブラシの比抵抗、又は、第1のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第2のブラシ
の比抵抗を、全ての第2のブラシが接続されるときにの
み接続される第2のブラシの比抵抗に対して大きくし
た。
【0018】従って、請求項3に記載の発明によれば、
第1のブラシの比抵抗、又は、第1のブラシ及び選択さ
れる数が制限されるときに接続される第2のブラシの比
抵抗を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみに
接続される第2のブラシの比抵抗に対して大きくする。
その結果、第1のブラシと整流子との接触抵抗、又は、
第1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続
される第2のブラシと整流子との接触抵抗が、全ての第
2のブラシが接続されるときにのみに接続される第2の
ブラシと整流子との接触抵抗に対して大きくなる。従っ
て、通電される整流子において抵抗整流が行われ、第1
のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択される数が制限
されるときに接続される第2のブラシとの間で発生する
火花が、全ての第2のブラシが接続されるときにのみに
接続される第2のブラシと整流子との間で発生する火花
よりも少なくなる。このため、第1のブラシ、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの火花による摩耗速度が、全ての第2
のブラシが接続されるときにのみに接続される第2のブ
ラシの摩耗速度に対して小さくなる。その結果、第1の
ブラシの寿命、又は、第1のブラシ及び選択される数が
制限されるときに接続される第2のブラシの寿命が、全
ての第2のブラシが接続されるときにのみに接続される
第2のブラシの寿命よりも長くなる。従って、接続する
第2のブラシの数を制限するときと、制限しないときと
を含むモータの使用において、第1のブラシ、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの寿命と、選択される数が制限されな
いときにのみ接続される第2のブラシの寿命が均等化さ
れる。
第1のブラシの比抵抗、又は、第1のブラシ及び選択さ
れる数が制限されるときに接続される第2のブラシの比
抵抗を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみに
接続される第2のブラシの比抵抗に対して大きくする。
その結果、第1のブラシと整流子との接触抵抗、又は、
第1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続
される第2のブラシと整流子との接触抵抗が、全ての第
2のブラシが接続されるときにのみに接続される第2の
ブラシと整流子との接触抵抗に対して大きくなる。従っ
て、通電される整流子において抵抗整流が行われ、第1
のブラシ、又は、第1のブラシ及び選択される数が制限
されるときに接続される第2のブラシとの間で発生する
火花が、全ての第2のブラシが接続されるときにのみに
接続される第2のブラシと整流子との間で発生する火花
よりも少なくなる。このため、第1のブラシ、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの火花による摩耗速度が、全ての第2
のブラシが接続されるときにのみに接続される第2のブ
ラシの摩耗速度に対して小さくなる。その結果、第1の
ブラシの寿命、又は、第1のブラシ及び選択される数が
制限されるときに接続される第2のブラシの寿命が、全
ての第2のブラシが接続されるときにのみに接続される
第2のブラシの寿命よりも長くなる。従って、接続する
第2のブラシの数を制限するときと、制限しないときと
を含むモータの使用において、第1のブラシ、又は、第
1のブラシ及び選択される数が制限されるときに接続さ
れる第2のブラシの寿命と、選択される数が制限されな
いときにのみ接続される第2のブラシの寿命が均等化さ
れる。
【0019】
(第1の実施の形態)以下、本実施例を具体化した第1
の実施の形態を図1〜図3に従って説明する。図1は、
自動車の冷却ファンを駆動する図示しない直流モータの
エンドプレート1の上面を示している。このエンドプレ
ート1は合成樹脂で一体成形され、中央には図示しない
電機子に連結される整流子を挿通するための軸孔2が形
成されている。軸孔2の外周側には、軸孔2に対向する
ように4個のブラシホルダ3が形成されている。各ブラ
シホルダ3内には、それぞれ第2のブラシ4,5,6及
び第1のブラシ7が軸孔2側に付勢された状態で保持さ
れている。各ブラシ4〜7にはそれぞれワイヤ8が接続
され、各ワイヤ8はエンドプレート1外部に導出されて
いる。
の実施の形態を図1〜図3に従って説明する。図1は、
自動車の冷却ファンを駆動する図示しない直流モータの
エンドプレート1の上面を示している。このエンドプレ
ート1は合成樹脂で一体成形され、中央には図示しない
電機子に連結される整流子を挿通するための軸孔2が形
成されている。軸孔2の外周側には、軸孔2に対向する
ように4個のブラシホルダ3が形成されている。各ブラ
シホルダ3内には、それぞれ第2のブラシ4,5,6及
び第1のブラシ7が軸孔2側に付勢された状態で保持さ
れている。各ブラシ4〜7にはそれぞれワイヤ8が接続
され、各ワイヤ8はエンドプレート1外部に導出されて
いる。
【0020】図2(a)に示すように、第2のブラシ4
〜6は、整流子に摺接する各摺接面積(本実施の形態で
は、長手方向に垂直な断面)が同一に形成され、第1の
ブラシ7のみその摺接面積が他の3個のブラシ4〜6の
摺接面積のほぼ2倍の大きさに形成されている。尚、図
2(a)では、3個のブラシ4〜6の平面内での大きさ
を2点鎖線で図示しており、この大きさに対してブラシ
7の大きさが大きくなっていることが分かる。
〜6は、整流子に摺接する各摺接面積(本実施の形態で
は、長手方向に垂直な断面)が同一に形成され、第1の
ブラシ7のみその摺接面積が他の3個のブラシ4〜6の
摺接面積のほぼ2倍の大きさに形成されている。尚、図
2(a)では、3個のブラシ4〜6の平面内での大きさ
を2点鎖線で図示しており、この大きさに対してブラシ
7の大きさが大きくなっていることが分かる。
【0021】ここで、各ブラシ4〜6を保持するブラシ
ホルダ3の形状を説明する。図4は、エンドプレート1
の1個のブラシホルダ3の斜視状態を示している。この
ブラシホルダ3内には、第1のブラシ7を保持するため
のブラシ孔9が形成されている。このブラシ孔9の長手
方向に垂直な断面は、第1のブラシ7の長手方向に垂直
な断面にほぼ合致する形状に形成されている。従って、
ブラシ孔9に第1のブラシ7が収容されると、第1のブ
ラシ7はその長手方向のみに移動が可能になる。他の各
ブラシホルダ3も全て同じ形状に形成されている。
ホルダ3の形状を説明する。図4は、エンドプレート1
の1個のブラシホルダ3の斜視状態を示している。この
ブラシホルダ3内には、第1のブラシ7を保持するため
のブラシ孔9が形成されている。このブラシ孔9の長手
方向に垂直な断面は、第1のブラシ7の長手方向に垂直
な断面にほぼ合致する形状に形成されている。従って、
ブラシ孔9に第1のブラシ7が収容されると、第1のブ
ラシ7はその長手方向のみに移動が可能になる。他の各
ブラシホルダ3も全て同じ形状に形成されている。
【0022】このブラシホルダ3に、第1のブラシ7以
外の各第2のブラシ4〜6を収容する場合は、各第2の
ブラシ4〜6の長手方向に垂直な断面がブラシ孔9の断
面よりも小さいため、各第2のブラシ4〜6とブラシ孔
9との間に形成される隙間を埋めるスペーサ10a,1
0bを配置する。その結果、ブラシホルダ3の形状を共
通化することができ、スペーサ10a,10bを介在さ
せるだけで摺接面積が異なるブラシ4〜7を保持させる
ことができる。
外の各第2のブラシ4〜6を収容する場合は、各第2の
ブラシ4〜6の長手方向に垂直な断面がブラシ孔9の断
面よりも小さいため、各第2のブラシ4〜6とブラシ孔
9との間に形成される隙間を埋めるスペーサ10a,1
0bを配置する。その結果、ブラシホルダ3の形状を共
通化することができ、スペーサ10a,10bを介在さ
せるだけで摺接面積が異なるブラシ4〜7を保持させる
ことができる。
【0023】図3は、電機子巻線11、各ブラシ4〜
7、スイッチ制御部12及びバッテリEとの接続状態を
示している。スイッチ制御部12には、スイッチSW
1,SW2,SW3が備えられている。バッテリEのマ
イナス側にはスイッチSW1が接続され、その他端に第
2のブラシ4が接続されている。又、同じくマイナス側
にはスイッチSW2が接続され、その他端には第2のブ
ラシ6が接続されている。バッテリEのプラス側にはス
イッチSW3が接続され、その他端には第2のブラシ5
が接続されている。又、プラス側には第1のブラシ7が
常時接続されている。各ブラシ4〜7は整流子13に接
続されている。
7、スイッチ制御部12及びバッテリEとの接続状態を
示している。スイッチ制御部12には、スイッチSW
1,SW2,SW3が備えられている。バッテリEのマ
イナス側にはスイッチSW1が接続され、その他端に第
2のブラシ4が接続されている。又、同じくマイナス側
にはスイッチSW2が接続され、その他端には第2のブ
ラシ6が接続されている。バッテリEのプラス側にはス
イッチSW3が接続され、その他端には第2のブラシ5
が接続されている。又、プラス側には第1のブラシ7が
常時接続されている。各ブラシ4〜7は整流子13に接
続されている。
【0024】整流子13には電機子巻線11が接続され
ている。電機子巻線11は環状に接続された4個の電機
子コイル14,15,16,17から構成され、各電機
子コイル14〜17の接続部が整流子13に接続されて
いる。従って、各ブラシ4〜7には、各電機子コイル1
4〜17にて構成される電機子回路が接続される。
ている。電機子巻線11は環状に接続された4個の電機
子コイル14,15,16,17から構成され、各電機
子コイル14〜17の接続部が整流子13に接続されて
いる。従って、各ブラシ4〜7には、各電機子コイル1
4〜17にて構成される電機子回路が接続される。
【0025】スイッチ制御部12は、モータの回転速度
を最低速度モード、中間速度モード及び最高速度モード
の3段階に切り換え制御するようになっている。即ち、
スイッチ制御部12は、最低速度モード(以下、Loモ
ードという)では、スイッチSW1のみをオンとし、S
W2及びSW3をオフに制御する。その結果、第2のブ
ラシ4と第1のブラシ7との間で各電機子コイル14〜
17が導通される。即ち、電機子コイル14と、直列接
続された電機子コイル15,16,17とが並列接続さ
れた並列回路にて電機子回路が形成される。従って、こ
の電機子回路の電機子抵抗は、各電機子コイル14〜1
7の各抵抗をrとすると、3・r/4になる。
を最低速度モード、中間速度モード及び最高速度モード
の3段階に切り換え制御するようになっている。即ち、
スイッチ制御部12は、最低速度モード(以下、Loモ
ードという)では、スイッチSW1のみをオンとし、S
W2及びSW3をオフに制御する。その結果、第2のブ
ラシ4と第1のブラシ7との間で各電機子コイル14〜
17が導通される。即ち、電機子コイル14と、直列接
続された電機子コイル15,16,17とが並列接続さ
れた並列回路にて電機子回路が形成される。従って、こ
の電機子回路の電機子抵抗は、各電機子コイル14〜1
7の各抵抗をrとすると、3・r/4になる。
【0026】又、スイッチ制御部12は、中間速度モー
ド(以下、Meモードという)では、スイッチSW1及
びSW2をオンとし、スイッチSW3のみをオフに制御
する。その結果、プラス側の第1のブラシ7とマイナス
側の第2のブラシ4,6との間で、電機子コイル14と
電機子コイル17とが並列接続された並列回路にて電機
子回路が形成される。従って、この電機子回路の電機子
抵抗は、r/2になる。
ド(以下、Meモードという)では、スイッチSW1及
びSW2をオンとし、スイッチSW3のみをオフに制御
する。その結果、プラス側の第1のブラシ7とマイナス
側の第2のブラシ4,6との間で、電機子コイル14と
電機子コイル17とが並列接続された並列回路にて電機
子回路が形成される。従って、この電機子回路の電機子
抵抗は、r/2になる。
【0027】又、スイッチ制御部12は、最高速度モー
ド(以下、Hiモードという)では、スイッチSW1,
SW2,SW3を全てオンに制御する。その結果、プラ
ス側の第2のブラシ5及び第1のブラシ7とマイナス側
の第2のブラシ4,6との間で、電機子コイル14〜1
7が全て並列接続された並列回路にて電機子回路が形成
される。従って、この電機子回路の電機子抵抗は、r/
4になる。
ド(以下、Hiモードという)では、スイッチSW1,
SW2,SW3を全てオンに制御する。その結果、プラ
ス側の第2のブラシ5及び第1のブラシ7とマイナス側
の第2のブラシ4,6との間で、電機子コイル14〜1
7が全て並列接続された並列回路にて電機子回路が形成
される。従って、この電機子回路の電機子抵抗は、r/
4になる。
【0028】次に、以上のように構成されたモータのブ
ラシ構造の作用を説明する。冷却ファンを最高速度で運
転するために、スイッチ制御部12がHiモードを実行
すると、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオンに
制御される。その結果、モータが次式で決定されるトル
ク−回転数特性で回転制御される。
ラシ構造の作用を説明する。冷却ファンを最高速度で運
転するために、スイッチ制御部12がHiモードを実行
すると、スイッチSW1,SW2,SW3が全てオンに
制御される。その結果、モータが次式で決定されるトル
ク−回転数特性で回転制御される。
【0029】N=(V/K1 )−K2 ・(r/4)・T 但し、Nは回転数、Vはバッテリ電圧、Tはトルク、K
1 ,K2 は定数である。
1 ,K2 は定数である。
【0030】又、冷却ファンを中間速度で運転するため
に、スイッチ制御部12がMeモードを実行すると、ス
イッチSW1及びSW2がオンに、スイッチSW3がオ
フに制御される。その結果、モータが次式で決定される
トルク−回転数特性で回転制御される。
に、スイッチ制御部12がMeモードを実行すると、ス
イッチSW1及びSW2がオンに、スイッチSW3がオ
フに制御される。その結果、モータが次式で決定される
トルク−回転数特性で回転制御される。
【0031】N=(V/K1 )−K2 ・(r/2)・T さらに、冷却ファンを最低速度で運転するために、スイ
ッチ制御部12がLoモードを実行すると、スイッチS
W1のみがオンに、スイッチSW2,SW3がオンに制
御される。その結果、モータが次式で決定されるトルク
−回転数特性で回転制御される。
ッチ制御部12がLoモードを実行すると、スイッチS
W1のみがオンに、スイッチSW2,SW3がオンに制
御される。その結果、モータが次式で決定されるトルク
−回転数特性で回転制御される。
【0032】 N=(V/K1 )−K2 ・(3r/4)・T 即ち、回転数が高いモードになるほど電機子抵抗が低く
なり、トルクに対する回転数が大きくなる。そして、各
モードにおけるモータの動作点が各式を満たす範囲で決
定され、そのときに電機子回路に流れる電流が決定され
る。そして、モータは、Hiモードでは最高速度で、M
eモードでは中間速度で、さらに、Loモードでは最低
速度でそれぞれ駆動される。
なり、トルクに対する回転数が大きくなる。そして、各
モードにおけるモータの動作点が各式を満たす範囲で決
定され、そのときに電機子回路に流れる電流が決定され
る。そして、モータは、Hiモードでは最高速度で、M
eモードでは中間速度で、さらに、Loモードでは最低
速度でそれぞれ駆動される。
【0033】Meモード又はLoモードにおいては、第
1のブラシ7に流れる電流の大きさがHiモードにおい
て第2のブラシ5に流れる電流値に対して増加する。し
かし、第1のブラシ7の摺接面積が第2のブラシ4,
5,6の摺接面積の2倍に形成されているため、第1の
ブラシ7内における電流密度はHiモード時よりも小さ
くなる。その結果、Meモード又はLoモードにおいて
電力損失により第1のブラシ7内の単位体積で発生する
熱量は、Hiモードにおいて発生する熱量よりも大きく
なることはない。その結果、Meモード又はLoモード
における第1のブラシ7の温度が、Hiモードにおける
第2のブラシ4,5,6の温度よりも高くなることはな
い。従って、Meモード又はLoモードにおける第1の
ブラシ7の摩耗速度が、Hiモードにおける第2のブラ
シ4,5,6の摩耗速度よりも低くなる。
1のブラシ7に流れる電流の大きさがHiモードにおい
て第2のブラシ5に流れる電流値に対して増加する。し
かし、第1のブラシ7の摺接面積が第2のブラシ4,
5,6の摺接面積の2倍に形成されているため、第1の
ブラシ7内における電流密度はHiモード時よりも小さ
くなる。その結果、Meモード又はLoモードにおいて
電力損失により第1のブラシ7内の単位体積で発生する
熱量は、Hiモードにおいて発生する熱量よりも大きく
なることはない。その結果、Meモード又はLoモード
における第1のブラシ7の温度が、Hiモードにおける
第2のブラシ4,5,6の温度よりも高くなることはな
い。従って、Meモード又はLoモードにおける第1の
ブラシ7の摩耗速度が、Hiモードにおける第2のブラ
シ4,5,6の摩耗速度よりも低くなる。
【0034】以上のように、本実施の形態によれば、L
oモード及びMeモードにおいて通電される第1のブラ
シ7の摺接面積を、Hiモードのみに通電される第2の
ブラシ5の摺接面積に対して大きく形成した。従って、
Loモード又はMeモードにおいて、第1のブラシ7に
流れる電流が大きくなっても、その電流密度は低い状態
で維持される。その結果、Loモード及びMeモードに
おける第1のブラシ7の温度をHiモードにおける第2
のブラシ5の温度以下に抑制することができるため、L
oモード及びMeモードにおける第1のブラシ7の摩耗
速度をHiモードにおける第2のブラシ5の摩耗速度以
下に抑制することができる。従って、Hiモードに加え
てLoモード及びMeモードで通電される第1のブラシ
7の寿命を、Hiモードのみで通電される第2のブラシ
5の寿命に近づけることができるため、ブラシ4〜7全
体のコストを最小にしながら各ブラシ4〜7の寿命の均
等化を図ることができる。
oモード及びMeモードにおいて通電される第1のブラ
シ7の摺接面積を、Hiモードのみに通電される第2の
ブラシ5の摺接面積に対して大きく形成した。従って、
Loモード又はMeモードにおいて、第1のブラシ7に
流れる電流が大きくなっても、その電流密度は低い状態
で維持される。その結果、Loモード及びMeモードに
おける第1のブラシ7の温度をHiモードにおける第2
のブラシ5の温度以下に抑制することができるため、L
oモード及びMeモードにおける第1のブラシ7の摩耗
速度をHiモードにおける第2のブラシ5の摩耗速度以
下に抑制することができる。従って、Hiモードに加え
てLoモード及びMeモードで通電される第1のブラシ
7の寿命を、Hiモードのみで通電される第2のブラシ
5の寿命に近づけることができるため、ブラシ4〜7全
体のコストを最小にしながら各ブラシ4〜7の寿命の均
等化を図ることができる。
【0035】尚、本実施の形態では、Loモード及びM
eモードに共に通電される第1のブラシ7のみ摺接面積
を大きく設定したが、これを、図2(b)に示すよう
に、大きな電流が流れるLoモードで通電される両ブラ
シ4,7を摺接面積の大きなものにするようにしてもよ
い。又、図2(c)に示すように、Hiモードにのみ通
電される第2のブラシ5以外のブラシ4,6,7の摺接
面積を大きく設定するようにしてもよい。このような構
成によれば、各ブラシ4〜7の寿命を一層均等化するこ
とができる。
eモードに共に通電される第1のブラシ7のみ摺接面積
を大きく設定したが、これを、図2(b)に示すよう
に、大きな電流が流れるLoモードで通電される両ブラ
シ4,7を摺接面積の大きなものにするようにしてもよ
い。又、図2(c)に示すように、Hiモードにのみ通
電される第2のブラシ5以外のブラシ4,6,7の摺接
面積を大きく設定するようにしてもよい。このような構
成によれば、各ブラシ4〜7の寿命を一層均等化するこ
とができる。
【0036】(第2の実施の形態)次に、本発明を具体
化した第2の実施の形態を図5に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第1の実施の形態の第1のブラシ
7を第1のブラシ21に代えた点のみが異なる。従っ
て、第1の実施の形態と同じ構成については、符号を同
じにしてその説明を省略する。
化した第2の実施の形態を図5に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第1の実施の形態の第1のブラシ
7を第1のブラシ21に代えた点のみが異なる。従っ
て、第1の実施の形態と同じ構成については、符号を同
じにしてその説明を省略する。
【0037】図5(a)に示すように、第1のブラシ2
1は、その摺接面積が他の3個の第2のブラシ4〜6の
摺接面積と同じである。一方、第1のブラシ21は、そ
の有効摩耗長(即ち、ブラシの全長において、実際に使
用することができる長さ)が第2のブラシ4〜6の有効
摩耗長に対して長く設定されている。尚、図5(a)に
おいて、二点鎖線は第2のブラシ4〜6の有効摩耗長を
示している。従って、同じ摩耗速度で使用する場合、第
1のブラシ21が使用不能になる時間は第2ののブラシ
4〜6が使用不能になる時間よりも長くなる。
1は、その摺接面積が他の3個の第2のブラシ4〜6の
摺接面積と同じである。一方、第1のブラシ21は、そ
の有効摩耗長(即ち、ブラシの全長において、実際に使
用することができる長さ)が第2のブラシ4〜6の有効
摩耗長に対して長く設定されている。尚、図5(a)に
おいて、二点鎖線は第2のブラシ4〜6の有効摩耗長を
示している。従って、同じ摩耗速度で使用する場合、第
1のブラシ21が使用不能になる時間は第2ののブラシ
4〜6が使用不能になる時間よりも長くなる。
【0038】そして、モータがMeモード又はLoモー
ドで運転されると、第1のブラシ21にはHiモードに
おいて流れる電流よりも大きな電流が流れる。その結
果、電力損失により第1のブラシ21の温度がHiモー
ドにおける第2のブラシ4〜6の温度よりも上昇するた
め、その摩耗が促進される。しかしながら、第1のブラ
シ21の有効摩耗長が大きくされているため、第2のブ
ラシ4〜6が摩耗して使用不能になる時点まで使用可能
になる。その結果、ブラシ4〜6,21全体のコストを
最小にしながら、その各ブラシ4〜6,21のそれぞれ
の寿命の均等化を図ることができる。
ドで運転されると、第1のブラシ21にはHiモードに
おいて流れる電流よりも大きな電流が流れる。その結
果、電力損失により第1のブラシ21の温度がHiモー
ドにおける第2のブラシ4〜6の温度よりも上昇するた
め、その摩耗が促進される。しかしながら、第1のブラ
シ21の有効摩耗長が大きくされているため、第2のブ
ラシ4〜6が摩耗して使用不能になる時点まで使用可能
になる。その結果、ブラシ4〜6,21全体のコストを
最小にしながら、その各ブラシ4〜6,21のそれぞれ
の寿命の均等化を図ることができる。
【0039】従って、本実施の形態においても、第1の
実施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施
の形態では、第1のブラシ21のみの摩耗有効長を第2
のブラシ4〜6の有効摩耗長よりも長く設定したが、第
1の実施の形態と同様に、図5(b)に示すように、L
oモードで通電されるブラシ22の有効摩耗長、さら
に、図5(c)に示すように、Meモードで通電される
ブラシ23の有効摩耗長を大きく設定するようにしても
よい。この場合、各ブラシの寿命を一層均等化すること
ができる。
実施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施
の形態では、第1のブラシ21のみの摩耗有効長を第2
のブラシ4〜6の有効摩耗長よりも長く設定したが、第
1の実施の形態と同様に、図5(b)に示すように、L
oモードで通電されるブラシ22の有効摩耗長、さら
に、図5(c)に示すように、Meモードで通電される
ブラシ23の有効摩耗長を大きく設定するようにしても
よい。この場合、各ブラシの寿命を一層均等化すること
ができる。
【0040】(第3の実施の形態)次に、本発明を具体
化した第3の実施の形態を図6に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第1の実施の形態の第1のブラシ
7を第1のブラシ31に代えた点のみが異なる。従っ
て、第1の実施の形態と同じ構成については、その説明
を省略する。
化した第3の実施の形態を図6に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第1の実施の形態の第1のブラシ
7を第1のブラシ31に代えた点のみが異なる。従っ
て、第1の実施の形態と同じ構成については、その説明
を省略する。
【0041】図6(a)に示すように、第1のブラシ3
1は、他の第2のブラシ4〜6と同じ摺接面積及び摩耗
有効長で形成され、一方、第1のブラシ31は第2のブ
ラシ4〜6よりも比抵抗が大きい材質で形成されてい
る。従って、この第1のブラシ31と整流子13との間
の接触抵抗は、第2のブラシ4〜6の整流子13との接
触抵抗よりも大きくなる。
1は、他の第2のブラシ4〜6と同じ摺接面積及び摩耗
有効長で形成され、一方、第1のブラシ31は第2のブ
ラシ4〜6よりも比抵抗が大きい材質で形成されてい
る。従って、この第1のブラシ31と整流子13との間
の接触抵抗は、第2のブラシ4〜6の整流子13との接
触抵抗よりも大きくなる。
【0042】さて、モータがMeモード又はLoモード
で運転されると、第1のブラシ31にはHiモードにお
いて流れる電流よりも大きな電流が流れる。しかし、第
1のブラシ31の比抵抗が大きくなっているため、第1
のブラシ31と整流子13との間の接触抵抗が第2のブ
ラシ4〜6の接触抵抗よりも大きくなっている。その結
果、第2のブラシ4と第1のブラシ31とで短絡された
電機子コイルにおいていわゆる抵抗整流が行われるた
め、第1のブラシ31と整流子13との接触及び離反時
におけるブラシ火花の発生が抑制される。その結果、ブ
ラシ火花による第1のブラシ31の摩耗が抑制されるた
め、第1のブラシ31の早期摩耗が防止される。
で運転されると、第1のブラシ31にはHiモードにお
いて流れる電流よりも大きな電流が流れる。しかし、第
1のブラシ31の比抵抗が大きくなっているため、第1
のブラシ31と整流子13との間の接触抵抗が第2のブ
ラシ4〜6の接触抵抗よりも大きくなっている。その結
果、第2のブラシ4と第1のブラシ31とで短絡された
電機子コイルにおいていわゆる抵抗整流が行われるた
め、第1のブラシ31と整流子13との接触及び離反時
におけるブラシ火花の発生が抑制される。その結果、ブ
ラシ火花による第1のブラシ31の摩耗が抑制されるた
め、第1のブラシ31の早期摩耗が防止される。
【0043】従って、本実施の形態によっても第1の実
施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施の
形態では、Loモード及びMeモードで通電される第1
のブラシ31のみの比抵抗を第2のブラシ4〜6の比抵
抗よりも大きく設定したが、第1の実施の形態と同様
に、図6(b)に示すように、Loモードで通電される
ブラシ32の比抵抗、さらに、図6(c)に示すよう
に、Meモードで通電されるブラシ33の比抵抗を大き
く設定するようにしてもよい。この場合、各ブラシの寿
命を一層均等化することができる。
施の形態と同じ効果を得ることができる。尚、本実施の
形態では、Loモード及びMeモードで通電される第1
のブラシ31のみの比抵抗を第2のブラシ4〜6の比抵
抗よりも大きく設定したが、第1の実施の形態と同様
に、図6(b)に示すように、Loモードで通電される
ブラシ32の比抵抗、さらに、図6(c)に示すよう
に、Meモードで通電されるブラシ33の比抵抗を大き
く設定するようにしてもよい。この場合、各ブラシの寿
命を一層均等化することができる。
【0044】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、以下のように構成することもできる。 (1) 第1の実施の形態において、各ブラシ4〜6の
寿命を一層均等化するために、ブラシ4,6の摺接面積
をブラシ7の摺接面積とブラシ5の摺接面積との間の大
きさに設定してもよい。さらに、ブラシ4の摺接面積と
ブラシ6の摺接面積とをそれぞれ異なる大きさに形成し
てもよい。
ものではなく、以下のように構成することもできる。 (1) 第1の実施の形態において、各ブラシ4〜6の
寿命を一層均等化するために、ブラシ4,6の摺接面積
をブラシ7の摺接面積とブラシ5の摺接面積との間の大
きさに設定してもよい。さらに、ブラシ4の摺接面積と
ブラシ6の摺接面積とをそれぞれ異なる大きさに形成し
てもよい。
【0045】(2) 第2の実施の形態において、各ブ
ラシ5,21〜23の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ22,23の有効摩耗長をブラシ21の有効摩耗長
とブラシ5の有効摩耗長の間の大きさに設定してもよ
い。さらに、ブラシ22の有効摩耗長とブラシ23の有
効摩耗長とをそれぞれ異なる大きさにしてもよい。
ラシ5,21〜23の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ22,23の有効摩耗長をブラシ21の有効摩耗長
とブラシ5の有効摩耗長の間の大きさに設定してもよ
い。さらに、ブラシ22の有効摩耗長とブラシ23の有
効摩耗長とをそれぞれ異なる大きさにしてもよい。
【0046】(3) 第3の実施の形態において、各ブ
ラシ5,31〜33の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ32,33の比抵抗をブラシ31の比抵抗とブラシ
5の比抵抗の間の大きさに設定してもよい。さらに、ブ
ラシ32の比抵抗とブラシ33の比抵抗とを異なる大き
さにしてもよい。
ラシ5,31〜33の寿命を一層均等化するために、ブ
ラシ32,33の比抵抗をブラシ31の比抵抗とブラシ
5の比抵抗の間の大きさに設定してもよい。さらに、ブ
ラシ32の比抵抗とブラシ33の比抵抗とを異なる大き
さにしてもよい。
【0047】(4) ブラシ7(21,31)の摺接面
積を他のブラシ4〜6よりも大きく設定するとともに、
比抵抗を大きく設定したり、有効摩耗長を大きく設定す
ることにより、ブラシ7(21,31)の寿命を他のブ
ラシ4〜6の寿命と同じにするようにしてもよい。
積を他のブラシ4〜6よりも大きく設定するとともに、
比抵抗を大きく設定したり、有効摩耗長を大きく設定す
ることにより、ブラシ7(21,31)の寿命を他のブ
ラシ4〜6の寿命と同じにするようにしてもよい。
【0048】(5) 4極4ブラシのモータのみなら
ず、6ブラシ以上のモータに実施してもよい。この場
合、モータの回転速度を4段階以上に調整することがで
きる。上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技
術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
ず、6ブラシ以上のモータに実施してもよい。この場
合、モータの回転速度を4段階以上に調整することがで
きる。上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技
術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【0049】(1) 請求項1〜3に記載のモータのブ
ラシ構造において、モータは自動車の冷却ファン駆動用
モータであるモータのブラシ構造。このような構成によ
れば、交換、修理が望ましくない自動車用のモータにお
いてそのコストを小さくするとともにモータ寿命を適性
にすることができる。
ラシ構造において、モータは自動車の冷却ファン駆動用
モータであるモータのブラシ構造。このような構成によ
れば、交換、修理が望ましくない自動車用のモータにお
いてそのコストを小さくするとともにモータ寿命を適性
にすることができる。
【0050】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3に記
載の発明によれば、特定のブラシの早期摩耗を複雑な通
電制御装置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗
の均等化を図ることができる。
載の発明によれば、特定のブラシの早期摩耗を複雑な通
電制御装置を用いることなく防止して、各ブラシの摩耗
の均等化を図ることができる。
【図1】 ブラシホルダを形成したモータのエンドプレ
ートを示す模式平面図。
ートを示す模式平面図。
【図2】 (a),(b),(c)共にブラシ構成を示
す模式平面図。
す模式平面図。
【図3】 スイッチ制御回路及び電機子巻線等を示す電
気回路図。
気回路図。
【図4】 ブラシホルダを示す斜視図。
【図5】 (a),(b),(c)共にブラシ構成を示
す模式平面図。
す模式平面図。
【図6】 (a),(b),(c)共にブラシ構成を示
す模式平面図。
す模式平面図。
4〜6…第2のブラシ、7…第1のブラシ、14〜17
…電機子コイル、21…第1のブラシ、31…第1のブ
ラシ。
…電機子コイル、21…第1のブラシ、31…第1のブ
ラシ。
Claims (3)
- 【請求項1】 モータの回転時に電源に接続される第1
のブラシと選択的に接続される複数の第2のブラシとを
備え、電源に接続する第2のブラシの数を変更して、第
1のブラシと接続された第2のブラシとの間において複
数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
モータのブラシ構造において、 第1のブラシの摺接面積、又は、第1のブラシ及び選択
される数が制限されるときに接続される第2のブラシの
摺接面積を、全ての第2のブラシが接続されるときにの
み接続される第2のブラシの摺接面積に対して大きくし
たモータのブラシ構造。 - 【請求項2】 モータの回転時に電源に接続される第1
のブラシと選択的に接続される複数の第2のブラシとを
備え、電源に接続する第2のブラシの数を変更して、第
1のブラシと接続された第2のブラシとの間において複
数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
モータのブラシ構造において、 第1のブラシの有効摩耗長、又は、第1のブラシ及び選
択される数が制限されるときに接続される第2のブラシ
の有効摩耗長を、全ての第2のブラシが接続されるとき
にのみ接続される第2のブラシの有効摩耗長に対して大
きくしたモータのブラシ構造。 - 【請求項3】 モータの回転時に電源に接続される第1
のブラシと選択的に接続される複数の第2のブラシとを
備え、電源に接続する第2のブラシの数を変更して、第
1のブラシと接続された第2のブラシとの間において複
数の電機子コイルにて形成される並列回路を変化させ、
その並列回路よりなる電機子回路の電機子抵抗を変化さ
せることにより回転数の制御を行うモータに使用される
モータのブラシ構造において、 第1のブラシの比抵抗、又は、第1のブラシ及び選択さ
れる数が制限されるときに接続される第2のブラシの比
抵抗を、全ての第2のブラシが接続されるときにのみ接
続される第2のブラシの比抵抗に対して大きくしたモー
タのブラシ構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7170005A JPH0923627A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | モータのブラシ構造 |
US08/634,230 US5744890A (en) | 1995-07-05 | 1996-04-18 | Brush structure for motor in which wear-related parameters of the brushes are varied to equalize brush wear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7170005A JPH0923627A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | モータのブラシ構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0923627A true JPH0923627A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15896830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7170005A Pending JPH0923627A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | モータのブラシ構造 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5744890A (ja) |
JP (1) | JPH0923627A (ja) |
Cited By (6)
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US8604662B2 (en) | 2008-03-24 | 2013-12-10 | Mitsuba Corporation | Windshield wiper motor |
USRE45912E1 (en) | 2008-06-30 | 2016-03-01 | Mitsuba Corporation | Electric motor |
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-
1995
- 1995-07-05 JP JP7170005A patent/JPH0923627A/ja active Pending
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1996
- 1996-04-18 US US08/634,230 patent/US5744890A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5744890A (en) | 1998-04-28 |
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