直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置

【課題】
直流モータを実機に組み込んだ場合と同等な条件のもとでＥＣＵの特性を正確に評価することができるとともに、ＥＣＵ自体の特性であって、その静的な特性を正確に評価することのできる安価な直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置を提供すること。
【解決手段】
直流モータ用ＥＣＵ８の特性評価試験装置１において、直流モータ１１と、該直流モータ１１を其の出力軸１１ａが回転しないように固定する固定手段１２と、該固定手段１２により固定された直流モータ１１を冷却する冷却手段１３とを備えていることを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータの動作を制御するＥＣＵの特性を正確に評価するための試験装置、すなわち、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の駆動源として、直流モータはよく用いられるが、この直流モータは、通常、ＥＣＵ（エレクトリック・コントロール・ユニット）等の制御装置によって駆動されることが多い。
【０００３】
このＥＣＵについては、開発設計段階で耐久試験、性能試験その他の特性評価試験が行われるが、従来、この試験は、直流モータ９１が取り付けられた装置の実機そのもの、または、図７に示すように、実機の簡易型（以下、実機そのもの、及び実機の簡易型の両方を含めて「実機」と称する。）９に、試験対象のＥＣＵ８を組み込んで（接続して）行われていた。これにより、従来技術の特性評価試験装置によれば、負荷が加わった場合の試験、すなわち、実際の使用状態に近い状態での試験を行うことが可能である。
【特許文献１】特開２００３−１５３５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＥＣＵ８を実機９に組み込んで試験を行うと、直流モータ９１の発熱が大きく、直流モータ９１の電気的特性が変化し、ＥＣＵ８の特性が直流モータ９１の電気的特性の変化に左右され、ＥＣＵ８自体の特性を正確に評価することができないという不具合があった。
【０００５】
また、ＥＣＵ８を実機９に組み込んで試験を行うと、実機９に外力が加わった場合に、その外力によって実機９を駆動する直流モータ９１にも影響を生じてしまうため、ＥＣＵ８の静的な特性を正確に評価することができないという不具合もあった。
【０００６】
更に、ＥＣＵ８の量産前の開発初期段階においては、そもそも対応する（ＥＣＵ８が搭載されるはずの）実機９自体がないし、実機９があっても、例えば図７に示すように実機９が電動パワーステアリング装置などの大きな装置であると、実機９の設置場所や、実機９の劣化、そのコストも無視することができなかった。
【０００７】
他方、直流モータ９１等のモータ装置（負荷）を用いず、模擬装置を用いて制御装置の特性を正確に評価するものもある（特許文献１参照）。しかしながら、当然、直流モータ９１等のモータ装置は、インダクタンス成分を有しているし、巻線方法、巻数等によって当然にその大きさは異なる。このため、従来技術である特許文献１等の模擬装置で試験をしても、ＥＣＵの特性評価試験を行えているか否か懐疑的であった。
【０００８】
そこで、案出されたのが本発明であって、本発明は、直流モータを実機に組み込んだ場合と同等な条件のもとでＥＣＵの特性を正確に評価することができるとともに、ＥＣＵ自体の特性であって、その静的な特性を正確に評価することのできる安価な直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために独立形式の請求項である請求項１記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置は、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置において、直流モータと、該直流モータを其の出力軸が回転しないように固定する固定手段と、該固定手段により固定された直流モータを冷却する冷却手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された請求項１記載の特性評価試験装置によれば、直流モータをその出力軸が回転しないように固定されているので、ＥＣＵの特性を正確に評価するに当たり、実機に組み込まれた場合に比べて、外力の影響を無視できる。これは、実機に直流モータを組み込んだ場合には、出力軸に加わる負荷が実機の可動状況や、実機の各部フリクション状況等により変動するので、ＥＣＵ８の静的な特性（以下、適宜、「静的特性」という。）を測定することができないことに起因している。また、冷却手段により冷却されているので、直流モータの温度上昇を抑制し、直流モータの電気的特性の変化に左右されないＥＣＵ自体の特性を正確に評価することが可能となる。
【００１１】
他方、従属形式の請求項である請求項２から１０の何れかに記載の発明は、いずれも、請求項１記載の発明の構成要件を全て具備している。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の特性評価試験装置によれば、外力の影響を直流モータが受けないので、ＥＣＵの静的特性を正確に評価することができるとともに、温度上昇を抑制できるので、直流モータの電気的特性の変化に左右されず、ＥＣＵ自体の特性を正確に評価することができるという効果がある。更に、実機を用意しなくても、直流モータを実機に組み込んだ場合と同等な条件のもとでＥＣＵの特性を正確に評価することができるという効果、及び、装置を安価な構成とすることができる効果がある。
【００１３】
請求項２から１０の何れかに記載の発明は、いずれも、請求項１記載の発明の効果を具備している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態の例（実施例）について説明する。勿論、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。なお、添付図面においては、説明の都合上、適宜、図示を簡略、省略等している。
（第１実施例）
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例（第１実施例）である直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置（以下、適宜、単に「特性評価試験装置」という。）１の概略断面図である。この特性評価試験装置１は、収容体１０と、直流モータ１１と、固定手段１２と、冷却手段１３とによって構成されている。
【００１６】
収容体１０は、直流モータ１１、固定手段１２、及び冷却手段１３を収容するための容器であり、直流モータ１１は、実際にＥＣＵ８が実機に組み込まれた場合に制御する直流モータ９１と同じ仕様（換言すれば、同じ定格）のものである。固定手段１２は、直流モータ１１を収容体１０に固定する本体固定部１２ａと、直流モータ１１の出力軸１１ａが回転しないように固定する軸固定部１２ｂとを備えている。ここで、第１実施例においては、本体固定部１２ａは、ステー部１２ｃを備えており、このステー部１２ｃを介して、直流モータ１１を支持している。これにより、直流モータ１１の出力軸１１ａの固定が簡易になるとともに、後述する冷却手段１３の機構を簡略化、具体的には単に容器状とすることができる。
【００１７】
冷却手段１３は、直流モータ１１の温度上昇を防止するために冷却するものであり、容器体１３ａを備えるとともに、この容器体１３ａの内部に冷却用液体１３ｂが貯留可能とされている。上述の固定手段１２は、容器体１３ａの内側に直流モータ１１を固定するように構成されている。ここで、冷却用液体１３ｂは、限定されるものではないが、具体例としては油が挙げられ、シリコンオイルが絶縁性の観点より好ましい。
【００１８】
上述のように構成された特性評価試験装置１によれば、従来技術のように実機９に組み込まなくても、ＥＣＵ８の特性を正確に評価することができる。また、実機９に組み込まないで試験を行うことができるので、外力の影響を無視した、ＥＣＵ８の静的特性を正確に評価することができる。更に、直流モータ１１の出力軸１１ａが回転しないように固定されるとともに、冷却手段１３により直流モータ１１が冷却されているために、直流モータ１１の温度上昇を抑制することができ、これにより、直流モータ１１の電気的特性の変化に左右されない、ＥＣＵ８の特性を正確に評価することが可能となる。以上のように、従来技術のように実機９に組み込まなくても、同等の試験を行うことが可能である。
【００１９】
ここで、通常、従来技術の直流モータ９１は、図８に示すように、実機９に直接に取り付けられる構成とされているが故に、ブラシ（言い換えれば、整流子）９１ａ及び回転子９１ｂを介して内部コイル９１ｃに通電する構成とされていた。しかしながら、仮にブラシ９１ａが回転子９１ｂの一箇所のみに接触する状態で通電を継続すると、ブラシ９１ａの温度上昇により酸化膜等ができて通電に悪影響を及ぼしてしまう。しかしながら、本発明においては、ブラシ９１ａを取り外し、ブラシ９１ａに代えて、該ブラシ９１ａが接触していた位置と同位置（回転子９１ｂが回転するために取り付けられていた位置に対応する回転子１１ｅの位置）に給電用のリード線１１ｄが接続されることにより（例えば、ブラシ９１ａが２極の場合には２箇所となり、４極の場合には４箇所となる）、内部コイル１１ｅに通電する構成とされている。よって、必要十分な通電状態を常に確保することが可能となる。
（第２実施例）
【００２０】
次に、図３を参照して、上記実施例（第１実施例）とは別の実施例（第２実施例）である直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置２について説明する。上述の実施例と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を説明する。
【００２１】
第２実施例の特性評価試験装置２は、直流モータ１１及び固定手段１２に加え、冷却手段２１を備えている。冷却手段２１は、上述の容器体１３ａ及び冷却用液体１３ｂに加え、循環手段２２を備えている。循環手段２２は、冷却手段１３内に貯留されている冷却用液体１３ｂを循環させるためのものである。具体的には、循環手段２２は、容器体１３ａに両端が接続された循環用パイプ２２ａと、この循環用パイプ２２ａの途中に設けられ、循環用ポンプ２２ａ内を送液するための循環用ポンプ２２ｂと、この循環用ポンプ２２ｂを駆動する循環用モータ２２ｃとを備えている。すなわち、第２実施例の特性評価試験装置２は、冷却用液体１３ｂを循環させることによって、冷却効果を高める構成とされている。
（第３実施例）
【００２２】
次に、図４及び図５を参照して、上記実施例（第１及び第２実施例）とは別の実施例（第３実施例）である直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置３について説明する。上述の実施例と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を説明する。なお、図４においては、発明の理解を容易にするために、ＥＣＵ８や、循環手段２２等の構成を省略しており、図５においても、説明の都合上、直流モータ１１の中身を省略している。
【００２３】
第３実施例の特性評価試験装置３は、第２実施例の特性評価試験装置２の構成に加え、直流モータ１１の筐体１１ｂの上下に流通孔１１ｃが形成されている。この流通孔１１ｃは、直流モータ１１の冷却用液体１３ｂを出入させるためのものであり、この流通孔１１ｃに加え、上述の容器体１３ａ、冷却用液体１３ｂ及び循環手段２２によって、第３実施例の冷却手段３１が構成されている。すなわち、第３実施例の特性評価試験装置３は、直流モータ１１を外方からのみならず、内側からも冷却するように構成されている。ここで、直流モータ１１は、一般的に回転子（図示せず）が内側に配設されているために、その構造上、内側の方が発熱量が高い。このため、流通孔１１ｃを設けることによって、発熱量の多い直流モータ１１の内側へ冷却用液体１３ｂを送液することができる。よって、直流モータ１１を内側及び外側の両側から効率的に冷却することができる。
【００２４】
また、図５に示すように、第３実施例の場合、収容体１０内にも冷却用液体１３ｂが貯留されており、この循環手段２２は、収容体１０内に貯留されている冷却用液体１３ｂを容器体１３ａに還流するように構成されている。
（第４実施例）
【００２５】
次に、図６を参照して、上記実施例（第１〜第３実施例）とは別の実施例（第４実施例
）について説明する。上述の実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を説明する。
【００２６】
第４実施例の特性評価試験装置４は、第３実施例の特性評価試験装置３に対して、流通孔１１ｃに冷却用配管４１が接続されている点（図６においては、発明の理解を容易とするために冷却用配管のうち一部を省略している。）、並びに、収容体１０、容器体１３ａ及びステー部１２ｃの構成を備えていない点で相違する。冷却用配管４１には、冷却用配管４１内を冷却用液体１３ｂを送液するための送液用ポンプ４１ａと、この送液用ポンプ４１ａを駆動する送液用モータ４１ｂとが接続されている。即ち、第４実施例の冷却手段４２は、冷却用配管４１と、この冷却用配管４１内を通る冷却用液体７と、流通孔１１ｃと、送液用ポンプ４１ａと、送液用モータ４１ｂとによって構成されている。すなわち、第４実施例の特性評価試験装置４は、直流モータ１１を内側からのみ冷却する構成とされている。内側が高温となる直流モータ１１を効率よく冷却することができるとともに、試験装置の大きさを更にコンパクト化することができる。
【００２７】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であり、本発明の技術的範囲には、これらの改良変形も含まれる。
【００２８】
例えば、第２実施例においては、容器体１３ａ内に貯留される冷却用液体１３ｂを循環させる方式として、容器体１３ａ内の冷却用液体１３ｂの一部を取り出して循環させる方式が採用されている。しかしながら、容器体１３ａ内にプロペラ等の撹拌手段を設け（図示せず）、この撹拌手段を用いて容器体１３ａ内に貯留される冷却用液体１３ｂを循環させる方式を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略側方断面図である。
【図２】第１実施例における、直流モータの回転子と固定子との接続状態を示す斜視図である。
【図３】第２実施例における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略側方断面図である。
【図４】第３実施例における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略上方断面図である。
【図５】第３実施例における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略側方断面図である。
【図６】第４実施例における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略側方断面図である。
【図７】従来技術における、直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置の概略斜視図である。
【図８】従来技術における、直流モータの回転子と固定子との接続状態を示す者静である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３，４直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置
８ＥＣＵ
９実機
１０収容体
１１直流モータ
１１ａ出力軸
１１ｂ筐体
１１ｃ流通孔
１２固定手段
１２ａ本体固定部
１２ｂ軸固定部
１２ｃステー部
１３，２１，３１，４２冷却手段
１３ａ容器体
１３ｂ冷却用液体
２２循環手段
２２ａ循環用パイプ
２２ｂ循環用ポンプ
２２ｃ循環用モータ
４１冷却用配管
４１ａ送液用ポンプ
４１ｂ送液用モータ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置において、
直流モータと、
該直流モータを其の出力軸が回転しないように固定する固定手段と、
該固定手段により固定された直流モータを冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項２】
冷却手段は、直流モータを外側から冷却することを特徴とする請求項１記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項３】
冷却手段は、直流モータを収容するとともに、該直流モータが浸漬されるように冷却用液体を貯留可能な容器体を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項４】
冷却手段は、容器体内に貯留される冷却用液体を循環させる循環手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項５】
冷却手段は、直流モータを内側から冷却することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項６】
冷却手段は、直流モータを構成する筐体に穿設されるとともに、該直流モータの内部に冷却用液体を出入させるための流通孔を備えていることを特徴とする請求項５に記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項７】
流通孔には、冷却用液体を出入させるための冷却用配管が接続されていることを特徴とする請求項６記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項８】
冷却用配管内に冷却用液体を送液するための送液手段を備えていることを特徴とする請求項７記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項９】
直流モータ用ＥＣＵは、電動パワーステアリング装置用に用いられるＥＣＵであることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。
【請求項１０】
直流モータは、内部コイルに給電するために回転子に接触するブラシに代えて、該回転子に接続された給電用のリード線を備えていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の直流モータ用ＥＣＵの特性評価試験装置。

【図１】