JP2503621Y2 - 内燃機関駆動発電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関により駆動される発電機と該発電
機の出力を整流して得た直流出力を交流出力に変換する
インバータ回路とを備えた内燃機関用駆動発電装置に関
するものである。

［従来の技術］ 内燃機関により駆動される交流発電機においては、内
燃機関の回転速度の変動により出力周波数が変動するた
め、一定の周波数（例えば商用周波数）の交流出力を得
ようとする場合には、発電機の出力を一旦整流回路によ
り直流出力に変換した後、該直流出力をインバータ回路
により一定の周波数の交流出力に変換するようにしてい
る。また負荷に供給する電圧を設定範囲に保つため、発
電機の出力電圧が設定値を超えた時に内燃機関用点火装
置の点火動作を毎回または周期的に（間欠的に）停止さ
せることにより機関が失火する状態を生じさせて機関の
回転速度を低下させ、発電機の出力電圧が設定値以下に
なった時に点火動作を正常に復帰させるようにしてい
る。

従来この種の発電装置は第２図に示すように構成され
ていた。同図において１は星形結線された３相交流発電
機の電機子コイル、２は該交流発電機の出力を整流する
整流回路、３はブリッジ接続されたトランジスタTr1な
いしTr4と、トランジスタTr1ないしTr4をオンオフ制御
する図示しない制御回路とからなっていて、整流回路２
の出力を一定周波数の交流出力に変換する周知のインバ
ータ回路である。

４は内燃機関を点火する点火装置、S1は失火制御用ス
イッチとしてのサイリスタで、このサイリスタS1は導通
した際に点火装置４の所定の構成要素（短絡されると点
火装置の動作が停止する回路要素）を短絡して点火動作
を阻止して機関が失火する状態を生じさせるように、点
火装置４に接続されている。サイリスタS1が短絡する構
成要素は例えば点火電源コイルや点火位置を定めるため
の信号を発生する信号コイル等である。この例ではサイ
リスタS1の保護を図るため該サイリスタのアノードカソ
ード間にコンデンサC1が、またゲートカソード間には抵
抗R1とコンデンサC2との並列回路がそれぞれ接続されて
いる。

整流回路２の出力端子間には抵抗R2及びR3の直列回路
からなる電圧検出回路が接続され、抵抗R3の両端に得ら
れる検出出力がツェナーダイオードZ1を介してサイリス
タS1のゲートカソード間に印加されている。

失火制御が行われていること（機関が失火する状態が
生じていること）を表示する失火制御表示用ランプL1が
サイリスタS1に対して直列に接続され、該ランプに対し
て並列に抵抗R4が接続されている。またインバータ回路
３の出力端子間に、発電機が出力を発生しているか否か
を表示する発電動作表示ランプL2が接続されている。

この発電装置においては、内燃機関の回転に伴って発
電機の電機子コイル１に交流電圧が誘起し、該交流電圧
が整流回路２により整流されてインバータ回路３に印加
される。インバータ回路３ではトランジスタTr1及びTr2
が導通する状態とトランジスタTr3及びTr4が導通する状
態とが交互に生じるようにトランジスタTr1〜Tr4がオン
オフ制御され、これにより整流回路２の直流出力が一定
周波数の（例えば商用周波数の）交流出力に変換され
る。発電機が発電を行っていて、インバータ回路３が交
流出力を発生している時に発電動作表示ランプL2が点灯
して発電動作が行われていることを表示する。

発電機の出力電圧が設定値を超えるとツェナーダイオ
ードZ1が導通してサイリスタS1をトリガするため、該サ
イリスタS1が導通する。サイリスタS1が導通すると該サ
イリスタにより点火装置の所定の構成要素（短絡するこ
とにより点火装置の動作を阻止し得る要素、例えば点火
電源コイルや、点火位置を定めるための信号を発生する
信号コイル）が短絡されて点火動作が阻止され、機関が
失火する。これにより機関の回転速度が低下し、発電機
の出力電圧が低下する。発電機の出力電圧が設定値以下
になるとツェナーダイオードZ1が遮断状態になるため、
サイリスタS1にトリガ信号が与えられなくなり、サイリ
スタS1は該サイリスタが短絡していた点火装置の構成要
素の両端の電圧が零になった時または該構成要素の両端
の電圧の極性が反転してサイリスタS1のアノードカソー
ド間に逆バイアスがかかった時に遮断する。これにより
点火装置４の動作が正常状態に復帰し、機関は正常に点
火される。サイリスタS1が導通して機関が失火する状態
を生じさせている時に失火制御表示用ランプL1が点灯し
て失火制御が行われていることを表示する。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来の発電装置では、失火制御表示用ランプと発
電動作表示用ランプとの２つの発光表示手段があるた
め、表示が紛らわしく、表示内容の判断を誤るおそれが
あった。

また従来の装置のように失火制御用スイッチとしての
サイリスタS1に対して直列に表示ランプL1を接続する
と、サイリスタS1が導通した際に大きな短絡電流が流れ
る場合でないとランプL1を確実に点灯させることができ
ないため、サイリスタS1が短絡する点火装置の構成要素
によっては表示動作を確実に行わせることができないと
いう問題があった。例えば、コンデンサ放電式の点火装
置において、コンデンサ充電用のエキサイタコイルをサ
イリスタS1により短絡するコンデンサをとった場合に
は、該エキサイタコイルのインーピーダンスが高いため
にサイリスタS1の導通時に大きな短絡電流を流すことが
できず、ランプL1を確実に点灯させることができない場
合がある。

本考案の目的は、失火制御用スイッチを通して流れる
電流の大きさのいかんにかかわりなく、また１個の表示
ランプを設けるだけで、失火制御が行われていることの
表示と、発電機が発電動作を行っていることの表示とを
行わせることができるようにした内燃機関駆動発電装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、内燃機関と、内燃機関により駆動される交
流発電機と、該発電機の出力を整流する整流回路と、該
整流回路の出力を交流出力に変換するインバータ回路
と、導通した際に内燃機関を点火する点火装置の一部の
構成要素を短絡して点火動作が停止する状態を生じさせ
る失火制御用スイッチと、発電機の出力電圧が設定値を
超えた時に失火制御用スイッチをトリガする失火制御用
スイッチトリガ回路とを備えた内燃機関駆動発電装置に
おいて、インバータ回路の出力端子間に電流制限素子を
介して接続された発光表示手段と、発光表示手段に対し
て並列に接続されて導通した際に該発光表示手段を短絡
する発光制御用スイッチと、失火制御用スイッチトリガ
回路が失火制御用スイッチをトリガした時に発光制御用
スイッチを導通させる発光制御用スイッチトリガ回路と
を設けたことを特徴とする。

［考案の作用］ 上記の構成において発電機が停止している時には、イ
ンバータ回路が出力を発生しないため、発光表示手段は
消灯している。内燃機関が駆動され、発電機が発電を開
始すると、インバータ回路が出力を発生する。発電機の
出力が設定値以下の場合には失火制御用スイッチがトリ
ガされないため、発光制御用スイッチが遮断状態にあ
る。そのため、インバータ回路の出力により発光表示手
段が点灯し、発電機が発電を行っていることを表示す
る。

発電機の出力電圧が設定値を超えて失火制御用スイッ
チがトリガされると、発光制御用スイッチが導通するた
め、発光表示手段が消灯する。発電機の出力電圧が設定
値以下になり、失火制御用スイッチがトリガされなくな
ると発電制御用スイッチが遮断状態になるため、発光表
示手段が点灯する。

即ち本考案の装置では、インバータ回路の出力端子間
に接続された１個の発光表示手段が点灯することにより
発電が行われていることを表示し、該発光表示手段が点
灯と消灯とを繰返すことにより失火制御が行われている
ことを表示するので、１個の発光表示手段により発電機
が正常に発電していることに表示と失火制御が行われて
いることの表示との双方を行わせることができ、表示が
紛らわしくなることがない。

また発光表示手段はインバータ回路の出力により駆動
されるため、失火制御用スイッチを通して流れる電流が
小さい場合でも表示を確実に行わせることができる。

［実施例］ 以下第１図を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図において１は内燃機関により駆動される発電機
の電機子コイルで、この電機子コイルは３相の発電コイ
ル1uないし1wを星形結線したものからなる。２は電機子
コイル１の出力を整流する３相全波整流回路で、この整
流回路の出力はブリッジ接続したトランジスタTr1ない
しTr4からなる主回路を備えた公知のインバータ回路３
に入力されている。

整流回路２の出力端子間には抵抗R2及びR3の直列回路
からなる電圧検出回路が接続され、抵抗R3の両端に得ら
れる検出電圧がツェナーダイオードZ1を介して、エミッ
タを整流回路２の負極側出力端子に接続したNPNトラン
ジスタTr5のベースエミッタ間に印加されている。トラ
ンジスタTr5のベースエミッタ間には抵抗R5及びコンデ
ンサC3が並列接続され、該トランジスタのコレクタには
発光ダイオードPD1のカソードが接続されている。発光
ダイオードPD1のアノードには発光ダイオードPD2のカソ
ードが接続され、該発光ダイオードPD2のアノードは抵
抗R6を通して整流回路２の正極側出力端子に接続されて
いる。

４は内燃機関を点火する点火装置で、この点火装置内
の所定の構成要素（短絡されると点火動作が停止する回
路要素、例えば点火電源コイル、信号コイル等）の両端
に失火制御用スイッチを構成するサイリスタS1が接続さ
れている。サイリスタS1のゲートカソード間には抵抗R1
及びコンデンサC1が並列接続され、アノードカソード間
にはコンデンサC2が並列接続されている。サイリスタS1
のアノード及びカソードがそれぞれ接続された点火装置
内の回路要素の両端には抵抗R7及びR8の直列回路からな
る分圧回路が接続され、抵抗R8の両端にツェナーダイオ
ードZ2が接続されている。抵抗R7及びR8の接続点にフォ
トトランジスタPT1のコレクタが接続され、該フォトト
ランジスタPT1のエミッタがサイリスタS1のゲートに接
続されている。

発電機の動作の表示及び失火制御動作の表示を行わせ
るため、ダイオードD1と、抵抗R10ないしR13とサイリス
タS2とコンデンサC4,C5とネオンランプＬとからなる表
示回路５が設けられている。更に詳細に説明すると、イ
ンバータ回路３の出力端子3aにダイオードD1のアノード
が接続され、該ダイオードのカソードと出力端子3bとの
間に電流制限素子としての抵抗R10を介して発光表示手
段としてのネオンランプＬが接続されている。ネオンラ
ンプＬの両端には、発光制御用スイッチとしてのサイリ
スタS2とコンデンサC4とが並列接続され、該サイリスタ
S2のゲートカソード間には抵抗R11とコンデンサC5とが
並列接続されている。ダイオードD1のカソードと抵抗R1
0との接続点との間に抵抗R12及びR13の直列回路からな
る分圧回路が接続され、抵抗R11及びR12の接続点にエミ
ッタをサイリスタS2のゲートに接続したフォトトランジ
スタPT2のコレクタが接続されている。

上記フォトトランジスタPT1及びPT2はそれぞれ発光ダ
イオードPD1及びPD2が発する光を受光するように設けら
れている。この場合、フォトトランジスタPT1と発光ダ
イオードPD1及びフォトトランジスタPT2と発光ダイオー
ドPD2としてそれぞれフォトカプラの形に組合されたも
のを用いてもよく、各フォトトランジスタと発光ダイオ
ードとの間を光ファイバケーブルにより接続するように
してもよい。

本実施例では、ツェナーダイオードZ1,Z2とトランジ
スタTr5と発光ダイオードPD1とフォトトランジスタPT1
と抵抗R1,R5ないしR8とコンデンサC1,C3とにより失火制
御用スイッチ（本実施例ではサイリスタS1）をトリガす
る失火制御用スイッチトリガ回路が構成され、また発光
ダイオードPD2とフォトトランジスタPT2と抵抗R11及び
抵抗R12とにより、上記失火制御用スイッチトリガ回路
が失火制御用スイッチをトリガした時には発光制御用ス
イッチ（サイリスタS2）を導通させる発光制御用スイッ
チトリガ回路が構成されている。

次に本実施例の動作を説明する。内燃機関が駆動され
る前の状態では、発電機が出力を発生していないため、
整流回路２の出力端子間には電圧が発生しておらず、従
ってトランジスタTr5は遮断状態にある。この時発光ダ
イオードPD1及びPD2は発光しないため、フォトトランジ
スタPT1及びPT2は出力を発生しない。またインバータ回
路３が出力を発生しないためランプＬは発光せず、発電
機が発電していないことを表示する。

内燃機関が駆動され、発電機が発電を開始すると、イ
ンバータ回路３の出力端子3aから抵抗R10を通してラン
プＬに電流が流れ、該ランプが発光して発電機が行われ
ていることを表示する。

発電機の出力電圧が設定値を超えるとツェナーダイオ
ードZ1が導通してトランジスタTr5にベース電流を流す
ため、該トランジスタが導通し、発光ダイオードPD1及
びPD2を発光させる。これによりフォトトランジスタPT1
及びPT2が導通可能な状態になり、サイリスタS1が接続
されている点火装置４内の回路要素の両端にサイリスタ
S1のアノードカソード間を順方向にバイアスする極性の
電圧が現れた時に抵抗R7及びフォトトランジスタPT1を
通してサイリスタS1にトリガ信号が与えられる。これに
よりサイリスタS1が導通して点火装置内の回路要素を短
絡し、点火動作を停止させる。またインバータ回路３の
出力端子3a側からダイオードD1及び抵抗R11とフォトト
ランジスタPT2とを通してサイリスタS2のゲートにトリ
ガ信号が与えられるため、該サイリスタS2が導通し、ラ
ンプＬを短絡する。従ってランプＬが消灯する。点火動
作の停止により機関の回転速度が低下し、発電機の出力
電圧が設定値以下になると、ツェナーダイオードZ1が遮
断状態になるため、トランジスタTr5が遮断状態にな
り、発光ダイオードPD1及びPD2が発光を停止する。従っ
てサイリスタS1及びS2にトリガ信号が与えられなくな
り、点火動作が正常に復帰するとともに、ランプＬが点
灯する。

このように、発電機が発電を行っている場合には、失
火制御が行われていない時にランプＬが点灯状態を維持
し、失火制御が行われている間ランプＬが消灯するの
で、このランプの点滅を監視することにより、発電装置
の動作状態を知ることができる。

上記の実施例においては、発光表示手段としてネオン
ランプを用いたが、該発光表示手段として白熱ランプや
発光ダイオードを用いることもできる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、インバータ回路の出
力端子間に電流制限素子を介して発光表示手段を接続す
るとともに、導通した際に該発光表示手段を短絡する発
光制御用スイッチを設け、失火制御用スイッチがトリガ
された時に発光接続用スイッチを導通させるようにした
ので、１個の発光表示手段により発電が行われているか
否かの表示と、失火制御が行われているか否かの表示と
の双方を行わせることができ、２個の発光表示手段を用
いて発電動作の表示と失火制御動作の表示とを別々に行
わせる場合にように表示が紛らわしくなるのを防ぐこと
ができる。

また、発光表示手段をインバータ回路の出力端子間に
接続して該インバータ回路の出力により発光表示手段を
駆動するため、失火制御用スイッチを通して流れる電流
が小さい場合でも発光表示手段を確実に駆動することが
でき、表示を確実に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図は従来例
を示す回路図である。 １……発電機の電機子コイル、２……整流回路、３……
インバータ回路、４……点火装置、５……表示回路、S1
……サイリスタ（失火制御用スイッチ）、S2……サイリ
スタ（発光制御用スイッチ）、Z1……ツェナーダイオー
ド、Tr5……トランジスタ、PD1,PD2……発光ダイオー
ド、PT1,PT2……フォトトランジスタ、Ｌ……ネオンラ
ンプ（発光表示手段）。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関と、前記内燃機関により駆動され
   る交流発電機と、前記発電機の出力を整流する整流回路
   と、前記整流回路の出力を交流出力に変換するインバー
   タ回路と、導通した際に前記内燃機関を点火する点火装
   置の一部の構成要素を短絡して点火動作が停止する状態
   を生じさせる失火制御用スイッチと、前記発電機の出力
   電圧が設定値を超えた時に前記失火制御用スイッチをト
   リガする失火制御用スイッチトリガ回路とを備えた内燃
   機関駆動発電装置において、 前記インバータ回路の出力端子間に電流制限素子を介し
   て接続された発光表示手段と、前記発光表示手段に対し
   て並列に接続されて導通した際に前記発光表示手段を短
   絡する発光制御用スイッチと、前記失火制御用スイッチ
   トリガ回路が前記失火制御用スイッチをトリガした時に
   前記発光制御用スイッチを導通させる発光制御用スイッ
   チトリガ回路とを具備したことを特徴とする内燃機関駆
   動発電装置。