JP2000316297A - 始動発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電機による電圧出力を実現しながら、同時
にスタータモータとしても機能させ、かつコイルやモー
タドライバを効率的に利用でき、さらに２系統の発電出
力を実現し、低圧出力電圧を安定化できる始動発電機を
提供する。 【解決手段】 小型の汎用エンジンの始動発電機であっ
て、アーマチュアコイル１と、この通電を制御するモー
タドライバ２と、これに接続された電源３と、発電電圧
を整流／調整する整流／電圧調整器４と、ロータ位置検
出センサ５などからなり、アーマチュアコイル１の各相
が巻線仕様の異なる低圧用コイル１ａと高圧用コイル１
ｂとが直列接続され、低圧用コイル１ａが中性点側に接
続されて構成され、エンジンの始動時は、低圧用コイル
１ａを用いてスタータモータとして動作させることがで
き、エンジンの始動後は、低圧用コイル１ａおよび高圧
用コイル１ｂの両方を用いて発電機として動作させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型の汎用エンジ
ンなどの始動・発電兼用機に関し、特に複数（電源）電
圧発電機としても使用可能な始動発電機の制御方式に適
用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多くの小型の汎用エンジンなど
では、エンジン起動用のスタータモータと、エンジンに
よって駆動される発電用のジェネレータが別個に搭載さ
れている場合が多い。ところが、モータとジェネレータ
はその基本的構成が共通しているにもかかわらず、スタ
ータモータは始動時にだけ使用され、磁石発電機は始動
後に使用される。そこで、従来より、発電機のロータお
よびステータをスタータモータの界磁子および電機子に
兼用した始動発電機の開発が試みられている。

【０００３】この場合、始動発電機としては、ステータ
の外側にマグネットを有するロータが配設されたアウタ
ロータ形と呼ばれるものが広く知られている。この始動
発電機において、スタータモータとして使用する場合に
は、電源からの電力が始動巻線に供給されて形成された
磁界とロータのマグネットからの磁界との相互作用によ
って回転力が創出され、クランクシャフトが回転されて
エンジンが始動される。また、エンジンの始動後に磁石
発電機として使用する場合には、クランクシャフトによ
って回転されるロータのマグネットの磁束が発電巻線に
作用して起電力が発生されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な始動発電機は、スタータモータ用の始動巻線と発電機
用の発電巻線とを独立して持っているか、または１種類
の巻線をモータ、発電機で共通して使用している。その
ため、前者では、巻線スペースが多く必要になり、機器
が大型になりやすいという欠点がある。また、独立した
巻線構成のため、モータ動作時は発電機用の発電巻線、
発電機動作時にはモータ用の始動巻線がそれぞれ使用さ
れず、無駄が多い。また、後者の例では、モータとして
要求される巻線仕様と、発電機として最適な巻線仕様と
が一致することは少なく、共通の巻線で両動作をさせよ
うとすると、双方とも、満足のいく特性が得られず、機
能不足や、それに伴う機器の大型化といった問題も生じ
る。

【０００５】また、この分野の発電機は、近年、インバ
ータ方式と呼ばれる、電子回路を用いて正弦波交流、た
とえば１００Ｖ／５０Ｈｚを出力する方式のものが主流
である。ここでは、交流出力以外に直流出力も主にバッ
テリーの充電目的でニーズが高く、エンジン発電機とし
てはこの両系統、すなわち交流高電圧（たとえば１００
Ｖ／５０Ｈｚ）と直流低電圧（たとえば１２Ｖ）を出力
するものが上市されている。ところで、前者（ＡＣ１０
０Ｖ）を電子回路で作るには、まず直流の高圧電源、た
とえばＤＣ１７０Ｖ程度が必要になる。従って、発電機
はそれら２系統の電圧の出力を用意しなければならな
い。従来の発電機では、前記目的達成のために、たとえ
ば図４に一例を示すように、低圧用コイル１ａと高圧用
コイル１ｂとの２種類のコイルを用意し、目的に応じて
切り替えスイッチ１１により切り替えている。

【０００６】また、従来の発電機（インバータ方式）
は、界磁手段として永久磁石（マグネット）を用いてい
る。そこで、発電機の出力制御手段としては、マグネッ
ト界磁なので出力そのものを変えることはできないの
で、高圧出力側はサイリスタを用いたオープン制御、す
なわち規定電圧以上になったらコイル開放を行って制御
している。一方、低圧出力側はバッテリー充電専用とい
う限定の下でレギュレートなし、すなわち発電コイルの
出力垂下特性のままで使用している。ここで、レギュレ
ータを用いていないのはバッテリー充電専用という使い
方に限定しているためで、特にＤＣ１２Ｖ系の低電圧電
源の必要があれば従来のショート型あるいはオープン型
のレギュレータを用いることもできる。いずれにしても
従来のマグネット界磁方式の発電機では、２系統の電圧
の出力のためにはそれぞれのレギュレータが必要にな
る。

【０００７】そこで、本発明の目的は、前記のような始
動発電機において、巻線のスペースおよび使用効率の問
題、スタータモータおよび発電機としての機能の問題に
着目し、発電機による目的の電圧出力を実現しながら、
同時にスタータモータとしても機能させ、かつコイルや
モータドライバを効率的に利用することができる始動発
電機を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、前記のような
インバータ方式の発電機において、高圧用および低圧用
の２種類のコイル使用、２系統の電圧出力用レギュレー
タの必要性に着目し、２系統の発電出力を実現しなが
ら、同時にスタータモータとしても機能させ、かつコイ
ルやモータドライバの効率的な利用を可能とし、さらに
低圧出力電圧を安定化させることができる始動発電機を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、アーマチュア
コイルが巻装されたステータと、このステータに対して
回転自在に配設され、マグネットを有するロータとを有
し、エンジンの始動時にはスタータモータとして動作
し、エンジンの始動後は発電機として動作する始動発電
機に適用され、以下のような特徴を有するものである。

【００１０】すなわち、本発明の始動電動機は、アーマ
チュアコイルを３相によるＹ結線とし、各相は巻線仕様
の異なる第１のコイルと第２のコイルとを直列接続し、
第１のコイルをＹ結線の中性点側に接続して構成し、エ
ンジンの始動時は中性点側に接続された第１のコイルを
用い、この第１のコイルの通電を制御してスタータモー
タとして動作させる制御手段と、エンジンの始動後は直
列接続された第１のコイルおよび第２のコイルを用い、
この第１のコイルおよび第２のコイルによる発電電圧を
調整して発電機として動作させる調整手段と、を有する
ことを特徴とするものである。

【００１１】これにより、エンジンの始動時は、３相Ｙ
結線の各相に直列接続された第１のコイルおよび第２の
コイルのうち、中性点側に接続された第１のコイルを用
いてスタータモータとして動作させることができる。エ
ンジンの始動後は、直列接続された第１のコイルおよび
第２のコイルの両方を用いて発電機として動作させるこ
とができる。

【００１２】この構成において、さらに第１のコイルは
所定の巻数および線径による低圧用コイルとし、第２の
コイルは第１のコイルに比べて巻数が多く線径が細い高
圧用コイルとすることにより、制御手段によって低圧用
コイルを用いてスタータモータとして動作させることが
でき、また調整手段の、第１の調整手段によって低圧用
コイルを用いて所定の電圧値による低電圧を発電させる
ことができ、かつ第２の調整手段によって低圧用コイル
および高圧用コイルを用いて低電圧に比べて電圧値の高
い高電圧を発電させることができるようになる。

【００１３】さらに、マグネットと併用して界磁コイル
を有し、この界磁コイルを用いた界磁制御によって、低
圧用コイルおよび高圧用コイルを用いて発電する高電圧
を負荷の変化に対して一定に制御することにより、低圧
用コイルを用いて発電する低電圧も一定に制御すること
ができるようになる。

【００１４】さらに、低圧用コイルを用いて発電する低
電圧の整流は、スタータモータとして動作させる場合の
ＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴの持つ寄生ダイオードで代
用することができるようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。

【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図、図２は本実施の形態１において、始動発電機の主要
回路部の変形例を示す概略機能構成図である。

【００１７】まず、図１により本実施の形態１の始動発
電機の概略機能構成例を説明する。

【００１８】本実施の形態１の始動発電機は、たとえば
小型の汎用エンジン始動装置と発電装置とを兼ね備えた
構成となっており、ブラシレスモータのアーマチュアコ
イル１と、このアーマチュアコイル１の通電を制御する
モータドライバ２と、このモータドライバ２に接続され
た電源３と、発電動作時に発電電圧を整流／調整する整
流／電圧調整器４と、ブラシレスモータのロータの位置
を検出するロータ位置検出センサ５などからなり、エン
ジン始動時にはスタータモータとして動作し、エンジン
始動後は発電機として動作するように構成されている。

【００１９】ブラシレスモータのアーマチュアコイル１
は、図１に一例を示すように、３相によるＹ結線とさ
れ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相は巻線仕様の異なる低圧用
コイル１ａと高圧用コイル１ｂとが直列接続され、低圧
用コイル１ａがＹ結線の中性点側に接続されて構成され
ている。この中性点側に接続された低圧用コイル１ａ
は、全て同一の巻線仕様とされ、他方の高圧用コイル１
ｂに対して、線径が太く、巻数が少ない仕様となってい
る。すなわち、低圧用コイル１ａと高圧用コイル１ｂと
を相対的に比較した場合に、低圧用コイル１ａは線径が
太く巻数が少ない仕様で、高圧用コイル１ｂはその反対
に線径が細く巻数が多い仕様となる。

【００２０】モータドライバ２は、アーマチュアコイル
１の各相における中性点側の低圧用コイル１ａに接続さ
れ、たとえば複数のＦＥＴからなるＦＥＴブリッジ回路
（後述する図３に図示）などを有する制御手段であり、
このＦＥＴブリッジ回路により各相の低圧用コイル１ａ
が順に通電されてブラシレスモータが転流制御される。
すなわち、中性点側の３相分の低圧用コイル１ａはモー
タ用の巻線として用いられる。このモータドライバ２の
ＦＥＴブリッジ回路は、モータドライバに接続された電
源３の電源電圧と接地電圧間に接続されている。また、
モータドライバ２にはロータ位置検出センサ５が接続さ
れ、この検出信号はアーマチュアコイル１の通電を転流
制御するために用いられる。

【００２１】整流／電圧調整器４は、アーマチュアコイ
ル１の各相における、直列接続された低圧用コイル１ａ
および高圧用コイル１ｂに接続され、たとえば複数のダ
イオードやサイリスタなどからなる整流回路（後述する
図３に図示）やレギュレータなどを有する調整手段であ
り、この整流回路により３相交流が全波整流され、さら
にレギュレータにより電圧調整されて直流電圧が出力さ
れる。すなわち、発電機用のコイルとしては、直列接続
された２種類の低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１
ｂの全てが用いられる。

【００２２】なお、ブラシレスモータは、図示しない
が、たとえばアウタロータ形とされ、前述した低圧用コ
イル１ａと高圧用コイル１ｂとからなるアーマチュアコ
イル１がステータに巻装され、このステータの周囲にロ
ータが回転自在に配設されている。このロータには、マ
グネットが設けられており、ロータがエンジンのクラン
クシャフトに直結されている。

【００２３】次に、本実施の形態１の作用について、ス
タータモータとして動作させるモータ動作時、発電機と
して動作させる発電動作時のそれぞれの動作を説明す
る。

【００２４】まず、エンジンが始動される際、スタータ
モータとして動作させるモータ動作時は、ブラシレスモ
ータのアーマチュアコイル１の低圧用コイル１ａにモー
タドライバ２から駆動信号に相当する位相の電圧が印加
される。この低圧用コイル１ａへの通電によって形成さ
れる回転磁界とロータのマグネットによる磁界の相互作
用によりロータは回転される。この回転するロータの位
置は、ロータ位置検出センサ５によって検出することに
よって時々刻々と計測される。そして、この計測情報が
モータドライバ２に送信され、モータドライバ２はロー
タを継続かつ安定して回転させる。

【００２５】さらに、エンジンが始動されると、ロータ
位置検出センサ５による検出信号に基づいて、モータド
ライバ２が駆動信号の発信を自動的に停止してモータか
ら発電機（３相）に切り替わる。そして、発電機として
動作させる発電動作時は、クランクシャフトに連結され
たロータがステータの周囲を回転する状態になる。この
ため、ロータのマグネットの磁束が回転磁界を形成して
アーマチュアコイル１の低圧用コイル１ａおよび高圧用
コイル１ｂを切る状態になり、この低圧用および高圧用
の両コイル１ａ，１ｂにおいて起電力が発生する。この
両コイル１ａ，１ｂの起電力は、これに接続された整流
／電圧調整器４により全波整流、電圧調整されて直流電
圧として外部に取り出され、所望の負荷に供給される。

【００２６】このように、本実施の形態１の始動発電機
によれば、アーマチュアコイル１の各相が巻線仕様の異
なる低圧用コイル１ａと高圧用コイル１ｂとが直列接続
され、低圧用コイル１ａが中性点側に接続されて構成さ
れることにより、エンジンの始動時は、中性点側に接続
された低圧用コイル１ａを用いてスタータモータとして
動作させることができ、エンジンの始動後は、直列接続
された低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂの両方
を用いて発電機として動作させることができる。

【００２７】よって、低圧用コイル１ａと高圧用コイル
１ｂとを直列接続しているので、無駄なコイルスペース
が減り、小型化することができる。また、発電動作時は
低圧用および高圧用の全コイル１ａ，１ｂを使っている
ので、たとえば低電圧側の使用量が少なくても低圧用コ
イル１ａは高圧用コイル１ｂの一部として機能している
ので、コイルの利用率が高くなり、小型化すると同時に
始動発電機にあった巻線仕様が実現でき、特性が良いス
タータモータおよび発電機とすることができる。

【００２８】また、本実施の形態１においては、たとえ
ば図２に一例を示すように、３相のブラシレスモータを
単相発電機として機能させることも可能である。この場
合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に直列接続された低圧
用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂのうちの１つの
相、たとえばＶ相の高圧用コイル１ｂは必ずしも接続す
る必要はなく、Ｕ相およびＷ相に直列接続された低圧用
コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂに整流／電圧調整器
４を接続して、単相交流を全波整流、電圧調整して直流
電圧を出力することができる。

【００２９】このように単相発電機として機能させる場
合には、各相のコイル１ａ，１ｂにおいて、少なくとも
２相分は２種類の巻線仕様（線径、巻数）を直列接続
し、中性点に接続する低圧用コイル１ａの３相分は全て
同一仕様とし、他方の高圧用コイル１ｂ（２相または３
相分）に対して、線径が太く、巻数が少ない仕様とする
ことで対応可能となる。

【００３０】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２である始動発電機の主要回路部を示す概略機能構成
図である。

【００３１】本実施の形態２の始動発電機は、前記実施
の形態１と同様に、小型の汎用エンジン始動装置と発電
装置とを兼ね備えた構成となっており、前記実施の形態
１との相違点は、低圧用コイル１ａを用いてスタータモ
ータとして動作させるとともに、発電機として動作させ
る場合に、低圧用コイル１ａを用いて低電圧を発電さ
せ、低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂを用いて
高電圧を発電させ、さらにマグネットと併用して界磁コ
イルを有し、この界磁コイルを用いた界磁制御を可能と
した点である。界磁手段として界磁コイルを併用した技
術としては特願平５−２１７９９７号がある。

【００３２】すなわち、本実施の形態２においては、図
３に一例を示すように、直列接続された低圧用コイル１
ａおよび高圧用コイル１ｂからなるアーマチュアコイル
１と、このアーマチュアコイル１の通電を制御するモー
タドライバ２と、このモータドライバ２に接続された電
源３と、発電動作時に発電電圧を整流／調整する整流／
電圧調整器４と、ブラシレスモータのロータの位置を検
出するロータ位置検出センサ５と、スタータモータと発
電機との動作を切り替える動作切り替えスイッチ６と、
発電機の低電圧と高電圧とを切り替える電圧切り替えス
イッチ７と、界磁コイル（図示せず）などから構成され
ている。

【００３３】モータドライバ２は、２つずつのＦＥＴ１
とＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ４、ＦＥＴ５とＦＥＴ６
が直列接続された３組からなるＦＥＴブリッジ回路２ａ
を有する制御手段であり、各組のＦＥＴ１，ＦＥＴ３，
ＦＥＴ５は低電圧系出力端子に接続されるとともに動作
切り替えスイッチ６を介して電源３に、ＦＥＴ２，ＦＥ
Ｔ４，ＦＥＴ６は接地電圧にそれぞれ接続されている。
ＦＥＴ１とＦＥＴ２、ＦＥＴ３とＦＥＴ４、ＦＥＴ５と
ＦＥＴ６のそれぞれからアーマチュアコイル１の各相の
低圧用コイル１ａに接続され、モータ動作時には低圧用
コイル１ａを用いてスタータモータとして動作される。

【００３４】また、このモータドライバ２においては、
ＦＥＴブリッジ回路２ａのそれぞれのＦＥＴ１〜ＦＥＴ
６が寄生ダイオードＤ１〜Ｄ６を内蔵し、このＦＥＴブ
リッジ回路２ａの寄生ダイオードＤ１〜Ｄ６がそのまま
発電動作時における低電圧を発電する際の整流ダイオー
ドとして利用される。この低電圧は、低電圧系出力端子
から出力される。

【００３５】整流／電圧調整器４は、２つずつのダイオ
ードＤ１１とＤ１２、Ｄ１３とＤ１４、Ｄ１５とＤ１６
が順方向に直列接続された３組からなる整流回路４ａや
調整手段であり、各組のダイオードＤ１１，Ｄ１３，Ｄ
１５のカソード側は電圧切り替えスイッチ７を介して高
電圧系出力端子の一方に、ダイオードＤ１２，Ｄ１４，
Ｄ１６のアノード側は高電圧系出力端子の他方にそれぞ
れ接続されている。ダイオードＤ１１とＤ１２、Ｄ１３
とＤ１４、Ｄ１５とＤ１６のそれぞれからアーマチュア
コイル１の各相の直列接続された低圧用コイル１ａおよ
び高圧用コイル１ｂに接続され、発電動作時において、
低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂを用いて高電
圧を発電する際の整流ダイオードとして利用される。こ
の高電圧は、高電圧系出力端子から出力される。

【００３６】次に、本実施の形態２の作用について、ス
タータモータとして動作させるモータ動作時、発電機と
して動作させる発電動作時のそれぞれの動作を説明す
る。

【００３７】まず、エンジンが始動される際、スタータ
モータとして動作させるモータ動作時は、前記実施の形
態１と同様に、ブラシレスモータにおけるアーマチュア
コイル１の低圧用コイル１ａへの通電によって形成され
る回転磁界とロータのマグネットによる磁界の相互作用
によりロータを継続かつ安定して回転させる。このモー
タ動作時は、動作切り替えスイッチ６が閉じられ、電源
３からモータドライバ２のＦＥＴブリッジ回路２ａを介
して低圧用コイル１ａに電流が供給される。

【００３８】そして、エンジンが始動されると、ロータ
位置検出センサ５による検出信号に基づいてモータから
発電機に切り替わり、この発電機として動作させる発電
動作時は、前記実施の形態１と異なり、高電圧または低
電圧の２つの電源電圧を発電させることができる。この
発電動作時には、動作切り替えスイッチ６が開かれ、ま
たモータドライバ２のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６のゲート信号
はオフとなり、モータ動作はオフ状態となる。

【００３９】たとえば、電圧切り替えスイッチ７を閉じ
て高電圧出力系を動作可能とした場合には、ロータのマ
グネットの磁束が回転磁界を形成してアーマチュアコイ
ル１の低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂを切る
状態になり、この低圧用および高圧用の両コイル１ａ，
１ｂにおいて起電力が発生する。この両コイル１ａ，１
ｂの起電力は、これに接続された整流／電圧調整器４の
整流回路４ａにより全波整流され、さらにレギュレータ
により電圧調整されて高電圧の直流電圧として高電圧系
出力端子から外部に取り出され、所望の負荷に供給され
る。

【００４０】この際に、本実施の形態２においては、特
に高電圧出力系の図示しないレギュレータによって界磁
コイルを用いた界磁制御が可能となっているので、低圧
用および高圧用の両コイル１ａ，１ｂを使って発電する
高電圧電源の高電圧を負荷が変化しても界磁制御によっ
て一定に制御することができ、具体的には３相交流を全
波整流した直流電圧が一定（たとえば１７０Ｖ）となる
ように界磁制御することができる。

【００４１】また、低電圧出力系を動作可能とした場合
には、低圧用コイル１ａおよび高圧用コイル１ｂのう
ち、低圧用コイル１ａにおいて発生した起電力が、これ
に接続されたモータドライバ２のＦＥＴブリッジ回路２
ａの寄生ダイオードＤ１〜Ｄ６により全波整流され、低
電圧の直流電圧として低電圧系出力端子から外部に取り
出され、所望の負荷に供給される。

【００４２】この際に、低電圧出力系の動作において
も、界磁コイルを用いた界磁制御が可能となっているの
で、低圧用および高圧用の両コイル１ａ，１ｂを使って
発電する高電圧系出力の高電圧を負荷が変化しても界磁
制御によって一定に制御することにより、必然的に低圧
用コイル１ａからの出力、すなわち低電圧電源の電圧も
レギュレータなしでほぼ一定に制御することができる。

【００４３】このように、本実施の形態２の始動発電機
によれば、直列接続された低圧用コイル１ａおよび高圧
用コイル１ｂからなるアーマチュアコイル１を有し、モ
ータドライバ２のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６の寄生ダイオード
Ｄ１〜Ｄ６を整流ダイオードとして利用することによ
り、エンジンの始動時は低圧用コイル１ａを用いてスタ
ータモータとして動作させることができるとともに、エ
ンジンの始動後は、低圧用コイル１ａおよび高圧用コイ
ル１ｂを用いて高電圧の発電機として動作させることが
でき、また低圧用コイル１ａを用いて低電圧の発電機と
して動作させることができる。

【００４４】よって、前記実施の形態１と同様に、低圧
用コイル１ａと高圧用コイル１ｂとの直列接続によって
無駄なコイルスペースが減り、小型化することができ、
また発電動作時は低圧用および高圧用の全コイル１ａ，
１ｂを使っているのでコイルの利用率が高くなり、小型
化すると同時に始動発電機にあった巻線仕様が実現で
き、特性が良いスタータモータおよび発電機とすること
ができる。

【００４５】さらに、本実施の形態２においては、高電
圧側の電圧を一定に制御することで低電圧発電電圧も一
定にできるので、低電圧側のレギュレータが不要とな
り、レギュレータが１つで済むようになる。さらに、モ
ータドライバ２のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６が内蔵する寄生ダ
イオードＤ１〜Ｄ６をそのまま整流ダイオードとして利
用できるので、発電動作時、用のないモータドライバ２
を効率よく利用できるとともに、低電圧側の整流回路が
不要となり、最小の部品点数でスタータモータと２電源
発電機とを実現することができる。

【００４６】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態
においては、小型の汎用エンジンの始動発電機を例に説
明したが、これに限定されるものではなく、巻線仕様
（線径、巻数）の異なる複数のコイルを直列接続して複
数の電源電圧を発電する複数（電源）電圧発電機などと
しても適用することが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の始動発電
機によれば、以下のような効果を得ることができる。

【００４８】(1).アーマチュアコイルを３相によるＹ結
線とし、各相は巻線仕様の異なる第１のコイルと第２の
コイルとを直列接続し、第１のコイルをＹ結線の中性点
側に接続して構成することで、エンジンの始動時には中
性点側に接続された第１のコイルを用いてスタータモー
タとして動作させることができ、またエンジンの始動後
は、直列接続された第１のコイルおよび第２のコイルの
両方を用いて発電機として動作させることができるの
で、コイルの利用率を向上させることが可能となる。

【００４９】(2).第１のコイルは所定の巻数および線径
による低圧用コイルとし、第２のコイルは第１のコイル
に比べて巻数が多く線径が細い高圧用コイルとすること
で、スタータモータとして動作させる場合は低圧用コイ
ルを用いて動作させることができ、また発電機として動
作させる場合は、低圧用コイルを用いて低電圧を発電さ
せることができ、かつ低圧用コイルおよび高圧用コイル
を用いて高電圧を発電させることができるので、前記同
様にコイルの利用率を向上させることが可能となる。

【００５０】(3).マグネットと併用して界磁コイルを有
し、この界磁コイルを用いた界磁制御によって、低圧用
コイルおよび高圧用コイルを用いて発電する高電圧を負
荷の変化に対して一定に制御することにより、低圧用コ
イルを用いて発電する低電圧も一定に制御することがで
きるので、２電源電圧の発電に対してレギュレータを１
つにすることが可能となる。

【００５１】(4).低圧用コイルを用いて発電する低電圧
の整流は、スタータモータとして動作させる場合のＦＥ
Ｔブリッジ回路のＦＥＴが内蔵する寄生ダイオードで代
用することができるので、低電圧側の整流回路を不要に
することが可能となる。

【００５２】(5).前記(1) 〜(4) により、コイルの利用
率が向上し、また無駄なコイルスペースが減り、かつレ
ギュレータおよび整流回路などが低減できるので、小型
化すると同時に適正な巻線仕様が実現できるので、特性
の良い始動発電機を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１において、始動発電機の
主要回路部の変形例を示す概略機能構成図である。

【図３】本発明の実施の形態２である始動発電機の主要
回路部を示す概略機能構成図である。

【図４】本発明の前提となる始動発電機の主要回路部を
示す概略機能構成図である。

【符号の説明】

１ アーマチュアコイル １ａ 低圧用コイル １ｂ 高圧用コイル ２ モータドライバ ２ａ ＦＥＴブリッジ回路 ３ 電源 ４ 整流／電圧調整器 ４ａ 整流回路 ５ ロータ位置検出センサ ６ 動作切り替えスイッチ ７ 電圧切り替えスイッチ １１ 切り替えスイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アーマチュアコイルが巻装されたステー
   タと、前記ステータに対して回転自在に配設され、マグ
   ネットを有するロータとを有し、エンジンの始動時には
   スタータモータとして動作し、前記エンジンの始動後は
   発電機として動作する始動発電機であって、 前記アーマチュアコイルは３相によるＹ結線とし、各相
   は巻線仕様の異なる第１のコイルと第２のコイルとを直
   列接続し、前記第１のコイルを前記Ｙ結線の中性点側に
   接続して構成し、 前記エンジンの始動時は前記中性点側に接続された前記
   第１のコイルを用い、前記第１のコイルの通電を制御し
   て前記スタータモータとして動作させる制御手段と、 前記エンジンの始動後は前記直列接続された前記第１の
   コイルおよび前記第２のコイルを用い、前記第１のコイ
   ルおよび前記第２のコイルによる発電電圧を調整して前
   記発電機として動作させる調整手段と、を有することを
   特徴とする始動発電機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の始動発電機であって、 前記第１のコイルは、所定の巻数および線径による低圧
   用コイルとし、 前記第２のコイルは、前記第１のコイルに比べて巻数が
   多く線径が細い高圧用コイルとし、 前記制御手段は、前記低圧用コイルを用いて前記スター
   タモータとして動作させ、 前記調整手段は、前記低圧用コイルを用いて所定の電圧
   値による低電圧を発電させる第１の調整手段と、前記低
   圧用コイルおよび前記高圧用コイルを用いて前記低電圧
   に比べて電圧値の高い高電圧を発電させる第２の調整手
   段とからなる、ことを特徴とする始動発電機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の始動発電機であって、 前記マグネットと併用して界磁コイルを有し、 前記界磁コイルを用いた界磁制御によって、前記低圧用
   コイルおよび前記高圧用コイルを用いて発電する前記高
   電圧を負荷の変化に対して一定に制御することにより、
   前記低圧用コイルを用いて発電する前記低電圧も一定に
   制御する、ことを特徴とする始動発電機。
4. 【請求項４】 請求項３記載の始動発電機であって、 前記低圧用コイルを用いて発電する前記低電圧の整流
   は、前記スタータモータとして動作させる場合のＦＥＴ
   ブリッジ回路のＦＥＴの持つ寄生ダイオードで代用す
   る、ことを特徴とする始動発電機。