(57)【要約】【課題】整流子の過剰回転による破損といった問題を有効に防止でき、車両の電動４輪駆動システムにおける駆動源として好適な直流電動機を提供する。【解決手段】整流子３０を電機子２０に対して選択的に分離／接続可能とする。具体的には、整流子３０は、コントローラによって動作制御されるアクチュエータ５０により、回転軸５に沿って電機子２０に近接する方向に移動操作されることで、電機子２０に対して機械的及び電気的に接続された状態とされる。また、整流子３０は、アクチュエータ５０により電機子２０から離間する方向に移動操作されることで、電機子２０に対して機械的及び電気的に分離された状態とされる。【選択図】図６
2005143209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられた電機子と、
電源に接続されたブラシと、
前記ブラシに接触して前記電源からの電力を前記電機子の巻線に通電する整流子とを備え、
前記整流子が前記電機子に対して選択的に分離／接続可能とされていることを特徴とする直流電動機。
【請求項２】
前記整流子は、前記回転軸に沿った方向に移動して前記電機子に対する相対位置を変化させることで、前記電機子に対して分離或いは接続されることを特徴とする請求項１に記載の直流電動機。
【請求項３】
制御装置によって動作制御されるアクチュエータを備え、当該アクチュエータが前記整流子を前記回転軸に沿った方向に移動させて前記電機子に対して分離或いは接続させることを特徴とする請求項２に記載の直流電動機。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記制御手段によって当該直流電動機の作動が不要と判定されたときに、前記整流子を前記電機子から離間する方向に移動させて、前記整流子を前記電機子から分離させることを特徴とする請求項３に記載の直流電動機。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記制御手段によって当該直流電動機の回転数が所定回転数以上となったと判定されたときに、前記整流子を前記電機子から離間する方向に移動させて、前記整流子を前記電機子から分離させることを特徴とする請求項３に記載の直流電動機。
【請求項６】
前記電機子及び前記整流子の相対向する端面は、互いに噛み合う凹凸形状とされていることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の直流電動機。
【請求項７】
前記整流子が前記電機子から分離されたときに、前記整流子に接触してこの整流子の熱を放熱する放熱部材を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の直流電動機。
【請求項８】
前記整流子が前記電機子から分離されて前記放熱板が前記整流子に接触するときに、前記ブラシが前記整流子に対して非接触状態とされることを特徴とする請求項７に記載の直流電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を機械的動力に変換する直流電動機に関し、特に、車両の電動４輪駆動システムに用いて好適な直流電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電機子（アーマチャ）及び整流子（コンミテータ）を回転軸に取り付けると共に、界磁極を電機子に対して対向する位置に固定し、電源に接続されたブラシを整流子に押圧接触させることで電機子の巻線に通電して、電機子及び整流子と共に回転軸を回転させて回転出力を得る構造の回転電機子型直流電動機（以下、単に直流電動機と称する。）が知られている。
【０００３】
このような直流電動機は、小型低コストで高いトルクを発生することが可能であり、また電動機の中で最も制御しやすく精密な速度制御が可能であることから、様々な用途に広く用いられており、例えば、車両の電動４輪駆動システムにおいて、従駆動輪を駆動するための駆動源として適用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この特許文献１に記載されている電動４輪駆動システムは、主駆動輪（前輪）をエンジンで駆動すると共に、悪路での発進、加速時等、大きな駆動力が必要とされる状況下では、エンジンの回転出力をもとに発電する発電機から電動機に電力を供給して、この電動機で従駆動輪（後輪）を駆動する構成となっている。そして、この従駆動輪を駆動する電動機として、上述した直流電動機が用いられている。
【特許文献１】特開２００３−２０９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、直流電動機における整流子は、ブラシを介して電源から供給される電流を電機子の巻線へ導通するための複数の導電部材を、絶縁部材で相互に絶縁した状態で円筒形に組み立てた構造となっているものが一般的である。そして、このような導電部材と絶縁部材とは、通常、インサート成形や接着等によって一体に接合されている。
【０００６】
このため、直流電動機が高回転となった場合、すなわち、回転軸と共に回転する整流子が過剰回転状態となった場合には、その遠心力によって整流子の導電部材と絶縁部材との接合部分に破損が生じ、ブラシとの接触不良を引き起こして性能悪化を招くことが懸念される。
【０００７】
このような観点から、直流電動機を車両の電動４輪駆動システムに用いる場合には、上述した特許文献１にも記載されているように、直流電動機と従駆動輪との間にクラッチを設け、２輪駆動運転時や、４輪駆動運転中に車輪速度が所定値以上となった場合には、クラッチを切断して直流電動機と従駆動輪とを切り離すことによって、直流電動機の整流子が過剰回転状態となることを防ぐといった対策を講じるようにしており、このことがコストアップを招く要因となっていた。
【０００８】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、過剰回転状態となることに起因して整流子が破損するといった問題を招くことなく、車両の電動４輪駆動システムに適用した場合には、クラッチを不要にしてコスト削減を図ることができる直流電動機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】
本発明に係る直流電動機は、電源に接続されたブラシに接触して電機子の巻線に通電する整流子を、回転軸に取り付けられた電機子に対して選択的に分離／接続できる構成とした。
【００１０】
このような直流電動機では、例えば、当該直流電動機の作動が不要な場合や当該直流電動機の回転数が所定回転数以上となった場合等に、回転軸に取り付けられた電機子から整流子を分離させることによって、整流子が過回転状態となることを未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る直流電動機によれば、整流子を電機子に対して選択的に分離或いは接続させることができるので、作動時には整流子を電機子に接続させて適切に回転出力が得られると共に、不作動時や高回転時には整流子を電機子から分離させることによって、整流子が過回転状態となることを未然に防止して、過回転時の遠心力による整流子の破損を有効に防止することができる。
【００１２】
また、このように直流電動機自体が整流子の過回転状態を未然に防止する構造となっているので、この直流電動機を車両の４輪駆動システムに適用した場合には、クラッチを不要にしてコスト削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した直流電動機の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した直流電動機の一例を図１に示す。この直流電動機１は、電源から供給される直流電力を機械的動力に変換するものであり、主要な構成要素として、界磁極１０、電機子２０、整流子３０、ブラシ４０、アクチュエータ５０、放熱部材６０を備え、これらの各構成要素が筐体２の内部に収容された構造となっている。なお、図１においては、本発明の特徴を分かり易く図示するために上述した各構成要素を模式的に示しており、各部の寸法やその比率、形状等は必ずしも正確には表していない。
【００１５】
筐体２は、界磁極１０の磁極を通すヨークとしての機能と、図中左右両端部に配置される軸受け３，４を支持する軸受けブラケットとしての機能とを有しており、十分な機械的強度を持つ鋼板等が円筒状に成形されてなる。また、この筐体２の略中心部には、その長手方向に沿って回転軸５が配設されている。回転軸５は、その一端部を筐体２外部に突出させるようにして、軸受け３，４によって筐体２に対して回転可能に取り付けられている。
【００１６】
界磁極１０は、界磁鉄心１１と、この界磁鉄心１１を励磁する界磁巻線１２とを有しており、筐体２の内周面に所定間隔で複数固定されている。各磁極は、筐体２を介して磁気的に結合され、電機子２０の電機子鉄心２１との間で磁気回路を構成する。
【００１７】
電機子２０は、回転軸５に固定され、界磁極１０と対向するようにして筐体２の内部に収容されている。この電機子２０は、珪素鋼板等が円筒形に成形されてなる電機子鉄心２１に複数の電機子巻線２２が巻回された構造となっており、電機子巻線２２に通電されることで電磁力を発生させ、回転軸５を回転中心として、この回転軸５と共に回転する。また、特に本発明を適用した直流電動機１では、電機子２０の回転軸方向の一方の端面に、整流子３０を当該電機子２０に対して選択的に分離／接続するためのコネクタ部２３が設けられている。このコネクタ部２３は、絶縁部材に導電板が接合されてなるものであり、このコネクタ部２３の導電板に、各電機子巻線２２が口出し線を介して接続されている。
【００１８】
整流子３０は、電機子２０のコネクタ部２３と同様、絶縁部材に導電板が接合されてなり、電機子２０に隣接してこの電機子２０と同軸上に配置されている。この整流子３０は、ブラシ４０に接触することで、電源からブラシ４０を介して供給される電力を、導電板を通じて電機子２０の電機子巻線２２に通電する機能を有するものである。そして、特に本発明を適用した直流電動機１では、この整流子３０が、回転軸５には固定されておらず、アクチュエータ５０によって回転軸５に沿った方向に移動操作されるようになっている。そして、このアクチュエータ５０の動作によって、整流子３０が電機子２０に対して選択的に分離／接続可能とされている。
【００１９】
電機子２０のコネクタ部２３の端面と、整流子３０の電機子２０側の端面とは、図２に示すように、互いに噛み合う凹凸形状とされている。具体的には、整流子３０の電機子２０側の端面は、例えば図２（ａ）に示すように、その中心から外周側に向かって放射状に延びる凸部と凹部とが交互に配置された形状となっている。そして、電源からブラシ４０を介して供給される電力を電機子２０の電機子巻線２２に通電するための導電板３０ａの一部が、この端面に形成された凹部上に引き出されている。一方、電機子２０のコネクタ部２３の端面は、例えば図２（ｂ）に示すように、整流子３０の端面の凹凸形状に対応して、整流子３０の端面の凹部に嵌合する放射状に延びる凸部と、整流子３０の端面の凸部が嵌合する放射状に延びる凹部とが交互に配置された形状となっている。そして、電機子巻線２２に接続される導電板２３ａの一部が、この端面に形成された凸部上に引き出されている。
【００２０】
本発明を適用した直流電動機１では、アクチュエータ５０によって整流子３０が電機子２０に近接する方向に移動操作されて、整流子３０が電機子２０に当接するときに、図２（ｃ）に示すように、整流子３０の端面に形成された凹部と電機子２０のコネクタ部２３の端面に形成された凸部、整流子３０の端面に形成された凸部と電機子２０のコネクタ部２３の端面に形成された凹部とがそれぞれ噛み合って、整流子３０が電機子２０に対して機械的に接続された状態となる。このとき、凹凸形状の噛み合いによって、整流子３０及び電機子２０相互の位相角度の一致が図られると共に、整流子３０の導電板３０ａの一部と電機子２０のコネクタ部２３の導電板２３ａの一部とが接触して、整流子３０が電機子２０に対して電気的にも接続された状態となる。
【００２１】
ブラシ４０は、電気黒鉛質等の摩擦係数が小さい導電材料が板状に成形されてなり、ブラシホルダ４１に保持されて、筐体２の内面側に固定されている。このブラシ４０は、ブラシホルダ４１に設けられたバネによって付勢されており、整流子３０が電機子２０に接続されているときに整流子３０の外周面に押圧接触する位置に配置されている。また、このブラシ４０にはブラシピグテールと呼ばれる導電線が接続されており、電源からの電力は、このブラシピグテールによってブラシ４０に供給される。そして、整流子３０が電機子２０に接続されているときには、このブラシ４０が整流子３０に押圧接触することで、電源からの電力がブラシ４０、整流子３０の導電板３０ａ、電機子２０に設けられたコネクタ部２３の導電板２３ａを介して、電機子２０の電機子巻線２２に通電される。
【００２２】
アクチュエータ５０は、整流子３０を回転軸５に沿った方向に移動操作して電機子２０に対して分離或いは接続させるものである。このアクチュエータ５０は、例えば図３に示すように、小型モータ５１及び減速機５２をリンク５３ａ，５３ｂに接続して、小型モータ５１の回転駆動力を直線運動に変換し、整流子３０を回転軸５に沿った方向に移動操作する構造となっている。このような構造のアクチュエータ５０において、一方のリンク５３ａは、その一端側が取付具５４によって筐体２の端面に軸支されている。また、他方のリンク５３ｂは、その一端側がスラスト軸受け５５を介して整流子３０の電機子２０側とは逆側の端面に取り付けられている。そして、小型モータ５１が正方向に回転すると、その回転駆動力が減速機５２によって増幅され、リンク５３ａ，５３ｂが広がる方向に作動して、整流子３０を電機子２０に近接する方向に移動させる。また、小型モータ５１が逆方向に回転すると、その回転駆動力が減速機５２によって増幅され、リンク５３ａ，５３ｂが折り畳まれる方向に作動して、整流子３０を電機子２０から離間する方向に移動させる。
【００２３】
なお、アクチュエータ５０としては、整流子３０を回転軸５に沿った方向に移動操作できる構造であれば、以上の例に限らず様々な構造のものが適用可能である。例えば、図４に示すように、ラック５６とピニオンギア５７の組み合わせに小型モータ５１及び減速機５２を接続し、小型モータ５１の回転駆動力を直線運動に変換し、整流子３０を回転軸５に沿った方向に移動操作する構造としてもよい。また、図５に示すように、ソレノイド５８を用いて磁界の作用によりシャフト５９を駆動させて、整流子３０を回転軸５に沿った方向に移動操作する構造としてもよい。
【００２４】
放熱部材６０は、整流子３０の熱を放熱するためのものであり、熱伝導率の高い材料がブラシ４０と同様の板状に成形されてなる。この放熱部材６０は、整流子３０が電機子２０から分離されたときに整流子３０の外周面に接触する位置に、整流子３０の外周面を取り囲むようにして多数配置されている。そして、整流子３０が電機子２０から分離されたときには、これら多数の放熱部材６０が整流子３０の外周面に接触して整流子３０の熱を吸熱し、筐体２に伝熱する。
【００２５】
以上のように構成される直流電動機１において、アクチュエータ５０の動作は、当該直流電動機１が搭載されるシステムのコントローラ（例えば車両の電動４輪駆動システムに直流電動機１を搭載する場合は４ＷＤコントロールユニット）によって制御される。
【００２６】
具体的には、コントローラにより直流電動機１の作動が必要であると判定されると、アクチュエータ５０は、コントローラの制御指令に従って、整流子３０を電機子２０に近接する方向に移動操作する。これにより、図６（ａ）に示すように、整流子３０がコイルバネ６の反発力に抗してコイルバネ６を圧縮させながら電機子２０側に移動して、電機子２０のコネクタ部２３に当接する。その結果、上述したように、整流子３０及びコネクタ部２３の端面同士が噛み合って、整流子３０が電機子２０に対して機械的及び電気的に接続された状態となる。なお、コイルバネ６は、アクチュエータ５０の故障時等、何らかの異常が生じたときに、整流子３０を電機子２０から強制的に分離させて直流電動機１の保護を図るフェールセーフの目的で、電機子２０と整流子３０との間にスラスト軸受け７によって支持された状態で配置されている。
【００２７】
アクチュエータ５０によって整流子３０が電機子２０に接続される位置まで移動操作されると、電源に接続されたブラシ４０が、整流子３０の外周面に押圧接触することになる。このとき、整流子３０と電機子２０とは電気的に接続された状態にあるので、電源からの電力が、ブラシ４０、整流子３０、電機子２０のコネクタ部２３を介して電機子巻線２２に通電され、界磁極１０と電機子鉄心２１との間に形成される磁界の作用により、電機子２０に回転方向のトルクが発生する。このとき、整流子３０は電機子２０に機械的に接続された状態にあるので、電機子２０と整流子３０とが一体となって、回転軸５と共に回転することになる。
【００２８】
一方、コントローラにより直流電動機１の作動が不要であると判定されると、アクチュエータ５０は、コントローラの制御指令に従って、整流子３０を電機子２０から離間する方向に移動操作する。これにより、図６（ｂ）に示すように、整流子３０が電機子２０に対して機械的及び電気的に分離された状態となる。また、整流子３０の移動に伴って、ブラシ４０が整流子３０に対して非接触状態とされると共に、放熱部材６０が整流子３０の外周面に接触した状態とされる。その結果、電機子巻線２２に対する通電が遮断されて電機子２０の回転が停止され、同時に整流子３０の回転も停止される。また、外部からのつれ回りにより回転軸５及び電機子２０が回転するような場合でも、整流子３０は電機子２０に対して機械的に分離された状態にあるので、整流子３０が回転することはない。したがって、外部からのつれ回りにより整流子３０が過剰回転状態となって、遠心力や整流子３０とブラシ４０との摩擦熱等によって整流子３０の絶縁部材と導電板との接合部分等に破損が生じるといった不都合を未然に防止することができる。
【００２９】
また、コントローラは、直流電動機１の作動中にその回転数をモニタリングしており、直流電動機１の回転数が所定回転数以上となったと判定したときにも、整流子３０を電機子２０から分離させて作動を停止させる制御を行う。すなわち、直流電動機１の回転数が所定回転数を超えて整流子３０が過剰回転状態となると、上述したように整流子３０が過剰回転状態となって破損が生じる可能性があるので、このような場合には、アクチュエータ５０が、コントローラの制御指令に従って、整流子３０を電機子２０から離間する方向に移動操作して、整流子３０を電機子２０から機械的及び電気的に分離された状態とする。これにより、整流子３０の過剰回転による破損を未然に防止することができる。
【００３０】
また、整流子３０が電機子２０から分離されて作動が停止した状態では、整流子３０の外周面に放熱部材６０が接触して、整流子３０の熱がこの放熱部材６０によって積極的に筐体２へと放熱される。これにより、直流電動機１の冷却性能向上を実現できる。また、このように放熱部材６０が整流子３０に接触している状態では、ブラシ４０は整流子３０に対して非接触状態とされているので、ブラシ４０と放熱部材６０との間での電気的短絡も未然に防止できる。
【００３１】
直流電動機１内部の熱源としては、主に、電流が流れる電機子巻線２２や、整流子３０のブラシ４０との接触部等が挙げられる。このうち、電機子巻線２２については、導体面積を増やしてコイル抵抗を減少させたり、電機子２０の放熱面積、熱容量を有効に活用するといった対策を図ることで温度上昇をある程度抑制することが可能であり、熱的に厳しいのはむしろ整流子３０である。整流子３０は、上述したように絶縁部材に導電板が接合されてなるもので、絶縁部材としては一般的に樹脂材料が用いられている。樹脂材料は金属材料に比べ熱伝導率が悪く、放熱性も劣る。このため、整流子３０はブラシ４０との摩擦によって生じる熱を蓄熱して温度上昇する傾向にあり、積極的に放熱する機構を設けることが望まれる。
【００３２】
そこで、本発明を適用した直流電動機１では、整流子３０が電機子２０から分離されたときに、多数の放熱部材６０が整流子３０の外周面に接触して整流子３０の熱を吸熱し、筐体２に伝熱するようにして、整流子３０の過剰な温度上昇を抑えられるようにした。これにより、直流電動機１の冷却性能が向上し、従来構造の直流電動機に比べて運転時間を長くすることが可能となる。
【００３３】
従来構造の直流電動機における整流子の温度特性を図７（ａ）、本発明を適用した直流電動機１における整流子３０の温度特性を図７（ｂ）にそれぞれ示す。作動（整流子は回転）と停止（整流子は停止）とを交互に切り替えながら断続的に運転を継続させた場合において、従来構造の直流電動機では、図７（ａ）に示すように、停止時に整流子の熱をある程度放熱するものの、その放熱が十分でないため、断続的な運転を繰り返すと整流子の熱が徐々に蓄積されて、ある時点で規定温度Ｔｓを超えることになる。従来構造の直流電動機では、整流子がこのような規定温度Ｔｓを超えた状態で運転を継続させると故障につながるため、温度保護機構を作動させて整流子の温度が十分に低下するまで運転を停止させるようにしていた。
【００３４】
これに対して、本発明を適用した直流電動機１では、図７（ｂ）に示すように、停止時に整流子３０の熱が十分に放熱されるため、断続的な運転を繰り返した場合でも整流子３０の温度が規定温度Ｔｓを超えることがない。したがって、温度保護機構を作動させて強制的に運転を停止させる必要がなく、運転時間を長くすることが可能となる。
【００３５】
以上のように構成される本発明を適用した直流電動機１は、車両の電動４輪駆動システムにおいて、従駆動輪を駆動するための駆動源として好適に用いられる。以下、この直流電動機１を用いた電動４輪駆動システムの概要について、図８を参照して説明する。
【００３６】
この電動４輪駆動システムは、主駆動輪である左右前輪７１ａ，７１ｂをエンジン７２によって駆動し、悪路での発進、加速時等、大きな駆動力が必要とされる状況下では、電動機で従駆動輪である左右後輪７３ａ，７３ｂを駆動することにより大きな駆動力が得られるようにしたものであり、左右後輪７３ａ，７３ｂを駆動するための電動機として、本発明の直流電動機１を用いている。
【００３７】
直流電動機１への電力は、バッテリを介さずに、エンジン７２に補機駆動ベルト７２ａを介して接続されたジェネレータ７４から、パワーケーブル７５を介して直接供給するようになっている。このジェネレータ７４から直流電動機１への電力供給は、４ＷＤコントロールユニット７６によって制御される。
【００３８】
４ＷＤコントロールユニット７６は、電動４輪駆動システム全体の動作を制御するものであり、４ＷＤスイッチ７７により「４ＷＤ」が選択されているときに、必要に応じて４輪駆動制御を行う。具体的には、４ＷＤコントロールユニット７６は、アクセル開度センサ７８からのアクセル開度信号と車輪速度センサ７９からの車輪速度信号とに基づき、４輪駆動が必要かどうかを判断すると共に、４輪駆動が必要と判断した場合には最適な後輪駆動トルクを演算して、ジェネレータ７４に界磁電流指令値を出力する。
【００３９】
また、４ＷＤコントロールユニット７６は、４輪駆動が必要と判断した場合には、直流電動機１のアクチュエータ５０を動作させて、整流子３０を電機子２０に対して機械的及び電気的に接続された状態とし、直流電動機１から回転出力が得られるようにする。さらに、４ＷＤコントロールユニット７６は、シフト位置センサ８０からのシフト位置信号に基づき車両の前進、後退を判断し、直流電動機１への界磁電流の極性を変えることでその回転方向を制御する。
【００４０】
直流電動機１の回転出力は、ジェネレータ７４からの電力と４ＷＤコントロールユニット７６により制御される界磁電流により発生する。そして、この直流電動機１の回転出力は、後輪駆動ユニット８１の減速ギア８２により増幅され、デファレンシャルギア８３を介して後輪駆動軸８４、左右後輪７３ａ，７３ｂへと伝達される。これにより、左右前輪７１ａ，７１ｂはエンジン７２、左右後輪７３ａ，７３ｂは直流電動機１によってそれぞれ駆動され、４輪駆動で車両が走行することになる。
【００４１】
一方、４ＷＤスイッチ７７により「２ＷＤ」が選択されたとき、或いは「４ＷＤ」が選択された状態であっても４輪駆動が不要であると判断したときには、４ＷＤコントロールユニット７６は、ジェネレータ７４の発電を停止させると共に、直流電動機１のアクチュエータ５０を動作させて、整流子３０を電機子２０から機械的及び電気的に分離された状態とする。これにより、直流電動機１による左右後輪７３ａ，７３ｂの駆動が停止されて、車両は４輪駆動から２輪駆動へと切り換わる。
【００４２】
また、４ＷＤコントロールユニット７６は、４輪駆動運転時において、車輪速度センサ７９により検出される車輪速度が所定速度以上となったとき、すなわち、直流電動機１の回転数が所定回転数以上となった場合にも、同様に、直流電動機１のアクチュエータ５０を動作させて、整流子３０を電機子２０から機械的及び電気的に分離された状態とし、４輪駆動から２輪駆動への切り替えを行う。
【００４３】
従来の電動４輪駆動システムでは、後輪からのつれ回りにより直流電動機が過剰回転状態となることを防止し、また、後輪フリクションを低減できるようにするために、通常、後輪駆動ユニット内に多板クラッチを設けて、２輪駆動運転時や、４輪駆動運転中に車輪速度が所定値以上となった場合には、この多板クラッチを切断することで後輪の回転が直流電動機に伝達されないようにしている。
【００４４】
これに対して、後輪を駆動するための電動機として本発明の直流電動機１を用いた電動４輪駆動システムでは、２輪駆動運転時や、４輪駆動運転中に車輪速度が所定値以上となった場合に、４ＷＤコントロールユニット７６が直流電動機１のアクチュエータ５０を動作させて、整流子３０が電機子２０から分離された状態となるようにしているので、多板クラッチと同様の機能を直流電動機１内部で実現できる。したがって、この電動４輪駆動システムでは、多板クラッチを不要とすることができる。
【００４５】
また、従来の電動４輪駆動システムでは、システムに何らかの異常が生じた場合のフェールセーフの目的で、通常、ジェネレータと直流電動機とを接続するパワーケーブルの中途部にジャンクションボックスを設置し、異常発生時にはこのジャンクションボックスのメインリレーを切断することで、直流電動機への電力供給を遮断するようにしている。
【００４６】
これに対して、本発明の直流電動機１を用いた電動４輪駆動システムでは、上述したように、異常発生時には直流電動機１の整流子３０が電機子２０に対して電気的にも分離されるようにしているので、ジャンクションボックスと同様の機能を直流電動機１内部で実現できる。したがって、この電動４輪駆動システムでは、ジャンクションボックスを不要とすることができる。
【００４７】
以上のように、電動４輪駆動システムの後輪駆動源として本発明の直流電動機１を用いることにより、これまでの電動４輪駆動システムで必要とされていた多板クラッチやジャンクションボックスといった部品を不要とすることができるので、部品点数削減によるコストダウンや車載レイアウト性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した直流電動機の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】整流子と電機子との端面同士の関係を説明する図であり、（ａ）は整流子の端面を示す斜視図、（ｂ）は電機子のコネクタ部の端面を示す斜視図、（ｃ）は両者が接続された状態を示す側面図である。
【図３】アクチュエータの具体的な一構成例を示す模式図である。
【図４】アクチュエータの他の構成例を示す模式図である。
【図５】アクチュエータの更に他の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明を適用した直流電動機の動作を説明する図であり、（ａ）は整流子が電機子に対して接続された状態を示す要部断面図、（ｂ）は整流子が電機子から分離された状態を示す要部断面図である。
【図７】放熱部材による放熱機能を説明する図であり、（ａ）は従来構造の直流電動機における整流子の温度特性を示す特性図、（ｂ）は本発明を適用した直流電動機における整流子の温度特性を示す特性図である。
【図８】本発明の直流電動機を用いた電動４輪駆動システムの概要を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  直流電動機
５  回転軸
１０  界磁極
２０  電機子
２２  電機子巻線
３０  整流子
４０  ブラシ
５０  アクチュエータ
６０  放熱部材
【図１】
2005143209.tif 000003
【図２】
2005143209.tif 000004
【図３】
2005143209.tif 000005
【図４】
2005143209.tif 000006
【図５】
2005143209.tif 000007
【図６】
2005143209.tif 000008
【図７】
2005143209.tif 000009
【図８】
2005143209.tif 000010