JP4603325B2 - 可変設定型発電機 - Google Patents

Description

本発明は可変設定型発電機に関し、より詳細には、発電機本体に設けられた電機子コイルの結線を変更することにより、一例として三相４００Ｖ（高圧）と、三相２００Ｖ（低圧）とで出力電圧を切り換え可能とした可変設定型の発電機に関する。

工事現場や各種イベント会場等、特に屋外において電力により稼動する各種の作業機、照明器具、映像・音響機器、その他の機器（本明細書において単に「負荷」という。）を使用する場合、このような負荷に対する電力の供給源としてエンジン等の駆動源を備えた発電機が使用されている。

そして、このような発電機にあっては、使用する負荷の入力電圧の違いを考慮して、発電機本体の電機子コイルの結線を短絡板により図６に示すように並列に接続された低圧結線と、図５に示すように直列に接続された高圧結線とに切り換え可能とし図６に示す低圧結線において一例として２００Ｖの三相電力が、図５に示す高圧結線において一例として４００Ｖの三相電力が得られるようにしている（特許文献１〜４参照）。

以上のように構成された従来の発電機において、出力電圧を高圧−低圧に切り換え可能とした発電機における前記出力電圧の切り換えは、一例として図７に示すように発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの各接点Ｔ1〜Ｔ12が接続された端子ｔ1〜ｔ12（各電機子コイルの接点に対し大文字のアルファベットと共に付された番号と、端子台の各端子に対し小文字のアルファベットと共に付された同一の番号はそれぞれ対応関係を示す。）を備えた電圧切換用の端子台６２を設けると共に、発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂのうち、高圧−低圧いずれの結線においても接続される電機子コイルＵbの接点Ｔ10、電機子コイルＶbの接点Ｔ11、電機子コイルＷbの接点Ｔ12を予め短絡させておき、前記電圧切替用端子台６２に設けられた端子ｔ1〜ｔ12間に所定の組合せで短絡板６４を取り付けることにより短絡して、電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線を図６に示す低圧結線と、図５に示す高圧結線とに切り換えることにより行われている。

そして、図示の例にあっては三相出力端子台７２の出力端子Ｕを電圧切替用端子台６２に設けられた端子ｔ1を介して電機子コイルＵaの接点Ｔ1に、出力端子Ｖを電圧切替用端子台６２の端子ｔ2を介して電機子コイルＶaの接点Ｔ2に、出力端子Ｗを電圧切替用端子台６２の端子ｔ3を介して電機子コイルＷaの接点Ｔ3に、出力端子Ｏを電圧切替用端子台６２の端子ｔ12を介して電機子コイルＷbの接点Ｔ12及びこれに短絡された電機子コイルＵbの接点Ｔ10及び電機子コイルＶbの接点Ｔ11に接続しておき、電圧切替用端子台６２の端子ｔ1−ｔ7及び端子ｔ4−ｔ10間を短絡板６４で短絡することにより電機子コイルＵa・Ｕbが並列に接続され、端子ｔ2−ｔ8及び端子ｔ5−ｔ11間を短絡板６４で短絡することにより電機子コイルＶa・Ｖbが並列に接続され、端子ｔ3−ｔ9及び端子ｔ6−ｔ12間を短絡板６４で短絡することにより電機子コイルＷa・Ｗbが並列に接続されて、各電機子コイルが図６に示す低圧結線状態に接続され、また、図８に示すように電圧切替用端子台６２の端子ｔ7−ｔ4、端子ｔ8−ｔ5、端子ｔ9−ｔ6間のみをそれぞれ短絡板６４によって短絡することにより、各電機子コイルが図５に示す高圧結線状態に接続され、切り換えられた各電機子コイルの結線状態に応じて三相出力端子台７２の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介して三相２００Ｖ（低圧）又は三相４００Ｖ（高圧）の電圧の出力が得られるように構成している。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２０００−１８４７９６号公報 特許第３０７４５２１号公報 実用新案登録第２５５４６９１号公報

以上のように構成された可変設定型の発電機において、電圧切替用端子台６２に対する短絡板６４の取り付けは、この端子台６２に設けられた各接点ｔ1〜ｔ12に短絡板６４をネジ止めすることにより行われ、出力形式を低圧又は高圧と成す結線を実現する短絡板６４の取り付け状態から、一旦、短絡板６４を取り付けているネジを緩めて全ての短絡板６４を取り外した後、変更する出力電圧に対応した組み合わせとなるように電圧切替用端子台６２の各端子ｔ1〜ｔ12間に短絡板６４をネジ止めすることにより変更されている。

そのために、出力電圧を変更する作業が極めて煩雑であり、また、発電機の出力設定が高圧−低圧のいずれに設定されているかは、電圧切替用端子台６２に取り付けられた短絡板６４の取り付け状態を見て確認する必要がある。

また、短絡板６４を誤った位置に取り付ける場合には、発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂが図５乃至図６に示す結線とはならず、発電機が所望の出力を行わないだけでなく、発電機やこれに接続された負荷を破損させるおそれがある。

さらに、電圧切替用端子台６２に対する短絡板６４の取付作業が正確に行われた場合であっても、発電機の三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｏに接続された負荷が、設定された出力電圧に対応せず、例えば発電機の出力設定が高圧であるにも拘わらず接続された負荷が低電圧での入力を要求するものであったり、また、逆に発電機の出力設定が低圧であるにも拘わらず、これに接続された負荷が高電圧の入力を要するものである場合には、発電機の出力設定と負荷の入力電圧との違いによって、発電機をそのまま作動させる場合には発電機や接続された負荷を破損するおそれもある。

なお、このような発電機や負荷の破損は、発電機の出力電圧を変更する場合のみならず、電機子コイルの結線を変更することにより出力される電力を例えば単相三線２００Ｖと三相２００Ｖ間で変更する場合にも起こり得る問題である。

そこで本発明の目的は、三相発電機の出力形式を、一例として高圧（三相４００Ｖ）−低圧（三相２００Ｖ）としたり、また、単相三線−三相出力間で変更する場合においてこれを容易に行うことができると共に、この変更により設定された発電機の出力形式が、作業者による所定の操作により確認された出力形式と一致する場合にのみ負荷に対する電力の供給を可能とし、不一致の場合には負荷に対する電力の供給を不能とする安全装置を設けることにより、発電機において設定された出力形式と、この発電機に接続された負荷において要求される入力形式との不一致によって生じる発電機や負荷の破損を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の可変設定型発電機は、発電機本体５０の各電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を組み替えることにより電力の出力形式を可変とした発電機において、
前記発電機において変更可能な出力形式に対してそれぞれ割り当てられた切換位置を有すると共に、前記各切換位置に切り換えた際、各切換位置に対応して設定された出力形式の結線に前記電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線を組み替えるカムスイッチ６０等の出力変更スイッチと、
前記発電機において変更可能な各出力形式に対してそれぞれ割り当てられた切換位置を有する確認スイッチ６５とを備え、
前記出力変更スイッチ６０において選択された切換位置と、前記確認スイッチ６５において選択された切換位置とが前記出力形式において一致したとき、前記発電機を出力可能とし、
前記出力変更スイッチ６０において選択された切換位置と、前記確認スイッチ６５において選択された切換位置とが前記出力形式において一致しないとき、前記発電機を出力不能とする安全装置３０を設けたことを特徴とする（請求項１）。

前記発電機において変更可能な出力形式を、出力電圧の高、低とすることができる（請求項２）。

また前記発電機の出力不能は、前記安全装置３０が前記発電機本体５０を駆動するエンジンを始動不能とすることにより行うように構成しても良く（請求項３）、 又は、
前記安全装置３０に、前記出力変更スイッチ６０において選択された切換位置と、前記確認スイッチ６５において選択された切換位置が出力形式において対応したときのみ、該発電機の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを前記発電機本体５０に接続する電磁接触器ＭＣを設けることにより行っても良い（請求項４）。

さらに、前記安全装置３０には、前記発電機が出力不能な状態にあるときにこれを表示する、例えば表示ランプＲＬ等の表示手段を設けても良く（請求項５）、
さらに、前記発電機が出力可能な状態にあるときにその出力形式を表示する例えば表示ランプＧＬ１，ＧＬ２等の表示手段を設けても良い（請求項６）。

以上説明した本発明の構成により、本発明の可変設定型発電機にあっては、設定された出力形式と、作業者が確認スイッチを操作することにより確認した出力形式とが一致しない場合には発電機を出力不能と成す安全装置を設けたことから、例えば作業者が発電機に接続された負荷の形式に従ってこの確認スイッチを操作して確認を行うことで、発電機の出力形式と接続された負荷の入力形式が一致しない場合には、負荷に対する電力の供給が行われず、例えば三相４００Ｖ−三相２００Ｖ間で出力電圧の高−低を切換可能とした可変設定型の発電機、単相三線２００Ｖ−三相２００Ｖ間で出力形式を切換可能とした可変設定型の発電機において、発電機の出力形式と、これに接続された負荷の入力形式が一致しない場合に生じる発電機や負荷の破損を確実に防止することができた。

次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。

前述した従来の可変設定型の発電機が、図７及び図８を参照して説明したように発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの各接点Ｔ1〜Ｔ12に接続された端子ｔ1〜ｔ12を有する電圧切替用端子台６２を備え、この端子台６２の端子ｔ1〜ｔ12に対して取り付ける短絡板６４の取付パターンを変更することにより発電機の出力を高圧−低圧で変更可能なものとしていたのに対し、本発明の可変設定型の発電機は、このような電圧切替用端子台６２に代えて出力変更スイッチ（本実施形態にあってはカムスイッチ６０）を設け、このカムスイッチ６０により電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を切り換えて図６に示す低圧結線と図５に示す高圧結線とに切り換え可能に構成している。

図１に示す実施形態において、発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を切り換えるカムスイッチ６０は１〜２４番接点、及びＡ〜Ｄの接点を有し、カムスイッチ６０に設けられたカム接点を、高圧−低圧の二種類の出力形式に対応した二位置間で切り換えることにより、偶数番の接点と奇数番の接点間、及びＡ−Ｂ及びＣ−Ｄ接点間で開閉が行われるように構成されている。

本実施形態にあっては、カムスイッチ６０に設けられたレバーを、三相２００Ｖの出力に設定する低圧位置とすると、カムスイッチ６０に設けられた１−２，３−４，９−１０，１１−１２，１７−１８，１９−２０番接点間，及びＡ−Ｂ接点間が閉じ、５−６，７−８，１３−１４，１５−１６，２１−２２，２３−２４番接点間、及びＣ−Ｄ接点間が開くように構成されていると共に、カムスイッチ６０のレバーを三相４００Ｖの出力に設定する高圧位置に切り換えると、前述の低圧位置の場合とは逆に、このカムスイッチ６０に設けられた５−６，７−８，１３−１４，１５−１６，２１−２２，２３−２４番接点間、及びＣ−Ｄ接点間が閉じると共に、１−２，３−４，９−１０，１１−１２，１７−１８，１９−２０番接点間，及びＡ−Ｂ接点間が開くように構成されている。

このカムスイッチの各接点間は、図６における低圧結線と、図５における高圧結線間で電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を変更可能とするために、１−９番、３−５番、９−１７番、１１−１３番、１９−２１番、２−６番、４−８番、１０−１４番、１２−１６番、１８−２２番、２０−２４番の各接点間が短絡されていると共に、１番接点に三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｏ及び電機子コイルＵbの接点Ｔ10（及びＴ10に接続されたＴ11，Ｔ12）が、２番接点に電機子コイルＵaの接点Ｔ4が、３番接点に電機子コイルＵbの接点Ｔ7が、４番接点に出力端子Ｕ及び電機子コイルＵaの接点Ｔ1が、１０番接点に電機子コイルＶaの接点Ｔ5が、１１番接点に電機子コイルＶbの接点Ｔ8が、１２番接点に出力端子Ｖ及び電機子コイルＶaの接点Ｔ2が、１９番接点に電機子コイルＷbの接点Ｔ9が、２０番接点に出力端子Ｗ及び電機子コイルＷaの接点Ｔ3がそれぞれ接続されている。

このように配線されたカムスイッチ６０の操作により、該カムスイッチ６０に設けられたレバーを低圧の位置に移動させると、カムスイッチの１−２番接点間が閉じることにより電機子コイルＵa，Ｕbの接点Ｔ4−Ｔ10間が、３−４番接点間が閉じることにより電機子コイルＵa，Ｕbの接点Ｔ7−Ｔ1間が、９−１０番接点が閉じることにより電機子コイルＶa，Ｖbの接点Ｔ5−Ｔ11間が、１１−１２番接点間が閉じることにより電機子コイルＶa，Ｖbの接点Ｔ8−Ｔ2間が、１７−１８番接点間が閉じることにより電機子コイルＷa，Ｗbの接点Ｔ12−Ｔ6間が、１９−２０番接点間が閉じることにより電機子コイルＷa，Ｗbの接点Ｔ9−Ｔ3間がそれぞれ接続されて、発電機本体の各相の電機子コイルが図６に示すように並列に接続された低圧結線と成る。

一方、カムスイッチ６０に設けられたレバーを高圧の位置に切り換えると、カムスイッチ６０を介して行われていた各電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂ間の接続が解除されると共に、５−６番接点間が閉じることにより電機子コイルＵa，Ｕbの接点Ｔ7−Ｔ4間、１３−１４番接点間が閉じることにより電機子コイルＶa，Ｖbの接点Ｔ8−Ｔ5間、２１−２２番接点間が閉じることにより電機子コイルＷa，Ｗbの接点Ｔ9−Ｔ6間がそれぞれ接続されて、図５に示すように各相の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂが直列に接続された高圧結線と成るように構成されている。

なお、前述のカムスイッチ６０の構成、及びカムスイッチ６０に対する各電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの接続、並びにカムスイッチ６０の各接点間における短絡は、図示の実施形態に限定されず、カムスイッチ６０の切り換えにより電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を図６に示す低圧結線と、図５に示す高圧結線とに切り換え可能であれば、その構成は図示の実施形態に限定されない。

以上のように、高圧結線−低圧結線間で発電機本体の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂの結線状態を切り換え可能に構成した発電機において、この発電機には、始動時、カムスイッチ６０の操作により選択された高圧−低圧の出力形式と、カムスイッチ６０とは別に設けられた確認スイッチ（低圧確認スイッチ６６及び高圧確認スイッチ６８）の操作により作業者が確認した高圧−低圧の出力形式とが一致する場合のみ、三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ（，Ｏ）からの出力を可能とする図２〜図４に示す安全装置３０が設けられている。

このうち、図２及び図３に示す安全装置３０は、カムスイッチ６０のレバー位置によって選択された高−低いずれかの出力電圧と、確認スイッチ６５（６６，６８）の操作により確認された高−低いずれかの電圧とが一致したときのみ、スタータスイッチ３２の操作によりスタータモータＭを作動可能として発電機のエンジンを始動させると共に、カムスイッチ６０のレバー位置と、確認スイッチ（６６，６８）の操作により確認された出力電圧とが不一致の場合に、スタータスイッチ３２を操作してもスタータモータＭに対する通電が行われないようにしたもので、このようにエンジンを始動不能とすることにより、この発電機による出力を不能としている。

このように、発電機のエンジンを始動不能とする安全装置３０の構成例として、図２に示す実施形態にあっては、カムスイッチ６０に設けられた接点Ａ−Ｂにより開閉される低圧側安全回路３３と、カムスイッチ６０の接点Ｃ−Ｄにより開閉される高圧側安全回路３４とが並列に接続され、カムスイッチ６０の切り換えにより低圧側安全回路３３と高圧側安全回路３４に設けられた設定Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄのいずれか一方のみが閉じるように構成されていると共に、スタータスイッチ３２を「運転」位置としたときにこれらの回路がバッテリーに接続されるように構成されている。

この低圧側安全回路３３と高圧側安全回路３４には、それぞれ低圧側安全回路３３が通電した際に励磁するリレーＲ１と、高圧側安全回路３４が通電した際に励磁するリレーＲ２が設けられており、また、低圧側安全回路３３には前記リレーＲ１の励磁により閉動作する接点Ｒ１と、この接点Ｒ１に対して並列に接続された押しボタンスイッチＰＢ１からなる低圧確認スイッチ６６が設けられていると共に、高圧側安全回路３４にも同様にリレーＲ２の励磁により閉動作する接点Ｒ２と、この接点Ｒ２に対して並列に接続された押しボタンスイッチＰＢ２からなる高圧確認スイッチ６８が設けられており、この低圧確認スイッチ６６と高圧確認スイッチ６８とによって、低圧側安全回路３３に設けられた接点と高圧側安全回路３４に設けられた接点のいずれか一方のみを閉じる確認スイッチ６５が構成されている。

なお、図示の実施形態にあっては、低圧・高圧用確認スイッチ６６，６８を、前述のように押しボタンスイッチＰＢ１，ＰＢ２及び接点Ｒ１，Ｒ２を備えた自己保持回路として構成しているが、この低圧・高圧確認スイッチ６６，６８は、作業者による選択に従って低圧側安全回路３３又は高圧側安全回路３４の接点Ｒ１，Ｒ２に対応して設けられた接点のいずれか一方のみを閉じる切り換えスイッチ、又は接点Ｒ１，Ｒ２の位置にそれぞれ押しボタンスイッチを設け、リレーＲ１，Ｒ２及び接点Ｒ１，Ｒ２に並列に接続された押しボタンスイッチＰＢ１，ＰＢ２並びにこの押しボタンスイッチが設けられた並列回路を省略した回路構成としても良く、その構成は図示の実施形態に限定されない。

また、スタータスイッチ３２と低圧側安全回路３３及び高圧側安全回路３４間には、リレーＲ３を備えた始動補助回路３５が接続されており、この始動補助回路３５は、低圧側安全回路３３又は高圧側安全回路３４のいずれか一方の通電により同時に通電してリレーＲ３が励磁するように設けられている。

さらに、スタータスイッチ３２を「始動」位置としたときにバッテリーに接続される始動回路３６を設け、この始動回路３６中にリレーＲ４を設けると共に、前述の始動補助回路３５に設けられたリレーＲ３の励磁により閉動作する接点Ｒ３を始動回路３６中に設けると共に、始動回路３６に設けたリレーＲ４の励磁によりバッテリーとスタータモータＭ間の回路３７を閉じる接点Ｒ４を設けている。

以上のように構成された安全装置３０を備えた可変設定型の発電機において、カムスイッチ６０の切り換えにより発電機の出力形式を高圧又は低圧に設定すると共に、設定された出力電圧に対応した負荷を三相出力端子台７２の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続して発電機を始動する。

始動に際し、発電機に設けられたスタータスイッチ３２を「運転」位置に切り換えると、エンジンの電気系に対する通電が行われてエンジンが始動可能な状態となると共に、前述の安全装置３０の前記低圧・高圧側安全回路３３，３４、及び始動補助回路３５がバッテリーに接続される。

このとき、カムスイッチ６０により設定された発電機の出力形式に従って、低圧側安全回路３３中に設けられたカムスイッチ６０の接点Ａ−Ｂ、又は高圧側安全回路３４に設けられたカムスイッチ６０の接点Ｃ−Ｄのいずれか一方のみが閉じた状態にあり、また、低圧・高圧側安全回路３３，３４に設けられた接点Ｒ１，Ｒ２はいずれも開いた状態にある。

この状態において、低圧確認スイッチ６６又は高圧確認スイッチ６８を構成する押しボタンスイッチＰＢ１，ＰＢ２のいずれか一方を、三相出力端子台７２に接続された負荷の電圧に従って選択し、例えば三相２００Ｖの負荷を接続している場合には低圧確認スイッチ６６の押しボタンスイッチＰＢ１を、三相４００Ｖの負荷を接続している場合には高圧確認スイッチ６８の押しボタンスイッチＰＢ２を押す。

一例として、カムスイッチ６０の切り換えにより設定された発電機の出力電圧が「低圧」である場合、このカムスイッチ６０により設定された電圧と一致した低圧確認スイッチ６６の押しボタンスイッチＰＢ１を押すと、この押しボタンスイッチＰＢ１によって低圧側安全回路３３が通電し、リレーＲ１が励磁して接点Ｒ１が閉じた状態に自己保持されて、押しボタンスイッチＰＢ１を離した状態においても低圧側安全回路３３に対する通電が継続する。

この低圧側安全回路３３の通電により、低圧側安全回路３３に接続された始動補助回路３５中に設けられたリレーＲ３が励磁して、始動回路３６の接点Ｒ３が閉じる。

その結果、スタータスイッチ３２を「始動」位置に操作すると、始動回路３６中のリレーＲ４が励磁して、バッテリーとスタータモータＭ間の回路３７に設けられた接点Ｒ４が閉じ、セルモータが通電して回転してエンジンが始動する。

一方、カムスイッチ６０により設定された出力電圧が「低圧」であるにも拘わらず、高圧確認スイッチ６８の押しボタンスイッチＰＢ２を選択して押した場合には、高圧側安全回路３４は接点Ｃ−Ｄを開いた状態にあるために高圧側安全回路３４に対する通電は行われない。その結果、高圧側安全回路３４に設けられたリレーＲ２は励磁せず、従って接点Ｒ２も開いたままの状態にある。

また、低圧側安全回路３３も押しボタンスイッチＰＢ１及び接点Ｒ１において回路が断たれており、その結果、低圧・高圧側安全回路３３，３４に接続された始動補助回路３５及び始動補助回路３５に設けられたリレーＲ３に対する通電も行われず、始動回路３６に設けられた接点Ｒ３も開いたままの状態にある。

そのため、この状態においてスタータスイッチ３２を「始動」位置に操作したとしても、始動回路３６に設けられたリレーＲ４に対する通電は行われず、バッテリーとスタータモータＭ間の回路３７に設けられた接点Ｒ４が開いたままの状態に保持されている。その結果、エンジンは始動せず、発電機からの電力の出力も行われない。

なお、確認スイッチとして、前述のように接点Ｒ１，Ｒ２の位置に押しボタンスイッチのみを設ける場合には、出力電圧に対応した一方の押しボタンスイッチのみを押した状態でスタータスイッチ３２を操作して「始動」位置に切り換えることにより、前記同様の操作を行うことができる。

また、カムスイッチ６０を「高圧」側に切り換えた場合にも、同様の動作が行われ、カムスイッチ６０により設定された出力電圧と、確認スイッチにより確認された電圧が一致する場合のみ、エンジンの始動が可能となる。

このように、図２に示す安全装置３０を設けることにより、カムスイッチ６０の切り換えにより設定された高圧又は低圧の発電機の出力電圧と、低圧又は高圧確認スイッチ６６，６８により確認された電圧が一致した場合にのみエンジンを始動可能とし、設定された出力電圧と確認された電圧とが一致しない場合にはエンジンの始動を不能とすることにより、三相出力端子台７２の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続された負荷が、設定された出力電圧と一致しない場合であっても負荷に対して電力の供給が行われないので、発電機の出力電圧と負荷の入力電圧が一致しないことにより生じる発電機や負荷の破損を防止することができる。

図３は、本発明の安全装置３０の別の構成例を示し、この安全装置３０が低圧側安全回路３３、高圧側安全回路３４、及びこれら低圧・高圧側安全回路３３，３４に接続された始動補助回路３５を備える点、及び始動回路３６の構成については前述した図２を参照して説明した安全装置３０と同様であるが、図３に示す実施形態の安全装置３０にあっては、低圧側安全回路３３にリレーＲ１と並列に接続された低圧選択ランプＧＬ１を、高圧側安全回路３４にリレーＲ２と並列に接続された高圧選択ランプＧＬ２がそれぞれ設けられて、発電機が出力する出力形式を表示する表示手段とされていると共に、この低圧・高圧側安全回路３３，３４と並列に始動不能表示回路３８が設けられ、この始動不能表示回路３８に、発電機が始動不能（出力不能）であることを表示する表示手段である始動不能表示ランプＲＬ、及び前記低圧側安全回路３３に設けられたリレーＲ１の励磁により開動作する接点Ｒ１と、前記高圧側安全回路３４に設けられたリレーＲ２の励磁により開動作する接点Ｒ２を設け、前記各表示ランプＧＬ１，ＧＬ２，ＲＬにより、発電機の始動可否の状態を視覚的に確認可能となっている。

このように構成された安全装置３０を備えた可変設定型発電機において、一例として図３に示すようにカムスイッチ６０を低圧の設定位置とした状態においてスタータスイッチ３２を「運転」位置に操作すると、低圧側安全回路３３、高圧側安全回路３４、始動補助回路３５及び始動不能表示回路３８がバッテリーに接続される。

このとき、低圧側安全回路３３は接点Ｒ１を、高圧側安全回路３４は接点Ｃ−Ｄ及び接点Ｒ２を開いた状態にあり、従ってリレーＲＩ，Ｒ２は励磁されず、始動不能表示回路３８に設けられた接点Ｒ１，Ｒ２は閉じた状態にあり、始動不能表示ランプＲＬが点灯して、発電機が始動不能の状態にあることが表示されている。

この状態において、カムスイッチ６０によって設定された出力電圧である「低圧」に対応して、低圧確認スイッチ６６の押しボタンスイッチＰＢ１を押すと、押しボタンスイッチＰＢ１の接点間が閉じることにより低圧側安全回路３３に通電し、リレーＲ１が励磁すると共に低圧選択ランプＧＬ１が点灯する。

また、このリレーＲ１の励磁によって低圧側安全回路３３に設けた接点Ｒ１が閉じた状態に自己保持されると共に、低圧側安全回路３３の通電に伴って始動補助回路３５が通電して始動補助回路３５中に設けられたリレーＲ３が励磁する。

このリレーＲ３の励磁によって、始動回路３６中に設けられた接点Ｒ３が閉じ、発電機が始動可能な状態となる。

また、低圧側安全回路３３に設けられたリレーＲ１の励磁によって、始動不能表示回路３８中に設けられた接点Ｒ１が開き、始動不能表示ランプＲＬに対する通電が停止する。これにより、始動不能表示ランプＲＬが消灯する。

このように、低圧選択ランプＧＬ１が点灯し、始動不能表示ランプＲＬが消灯して、発電機を低圧出力で始動可能な状態となっていることが表示され、この状態においてスタータスイッチ３２を「始動」位置に操作すると、始動回路３６がバッテリーに接続される。

このとき、始動回路３６に設けられた接点Ｒ３は、前述の始動補助回路３５に設けられたリレーＲ３の励磁により閉じていることから、始動回路３６に設けられたリレーＲ４が通電により励磁して、バッテリーとスタータモータＭ間の回路３７に設けられた接点Ｒ４が閉じ、これによりスタータモータが通電してエンジンを始動させる。

一方、低圧・高圧確認スイッチ６６，６８の押しボタンスイッチＰＢ１，ＰＢ２の操作として、カムスイッチ６０によって設定された設定圧力（低圧）とは異なり高圧用確認スイッチ６８の押しボタンスイッチＰＢ２を押した場合、高圧側安全回路３４は接点Ｃ−Ｄ間において開いているため高圧側安全回路３４は依然として通電せず、また、低圧側安全回路３３は、押しボタンスイッチＰＢ１及び接点Ｒ１が開いているために通電せず、高圧・低圧側のいずれの安全回路３３，３４に対しても通電が行われない。

そのため、始動補助回路３５に対する通電も行われず、始動補助回路３５に設けられたリレーＲ３が励磁せず、始動回路３６に設けられた接点Ｒ３が開いたままの状態に維持される。

また、低圧・高圧側安全回路３３，３４のいずれも通電していないことから、これらに設けられたリレーＲ１，Ｒ２はいずれも励磁せず、始動不能表示回路３８に設けられた接点Ｒ１，Ｒ２ともに閉じた状態で、始動不能表示ランプＲＬが消灯せずに点灯したままの状態であり、発電機が始動不能であることを表示する。

このように、始動回路３６の接点Ｒ３が開いたままの状態であり、また、始動不能表示ランプＲＬが点灯した状態でスタータスイッチ３２を「始動」位置に切り換えて始動回路３６をバッテリーに接続したとしても、始動回路３６のリレーＲ４は通電せず、従ってリレーＲ４の励磁により閉じる接点Ｒ４も開いたままであり、スタータモータＭに対する通電も行われない。その結果、エンジンを始動させることができずに発電機の出力も行われない。

なお、カムスイッチ６０を「高圧」側に切り換えた状態で始動する場合においても同様の操作が行われ、カムスイッチ６０により設定された出力電圧と、低圧・高圧確認スイッチ６６，６８により確認された電圧が一致する場合のみ、エンジンの始動が可能となると共に、この操作の状態が表示ランプの点灯により表示される。

このように、図３に示す安全装置３０を設ける場合には、カムスイッチ６０の切り換えにより設定された高圧又は低圧の発電機の出力電圧と、高圧又は低圧用確認スイッチ６６，６８により確認された電圧が一致した場合にのみエンジンを始動可能とし、設定された出力電圧と確認された電圧とが不一致の場合にはエンジンの始動を不能とするだけでなく、表示ランプＧＬ１，ＧＬ２，ＲＬの点灯により発電機の設定状況乃至は始動可否の状態を視覚的に確認することができることから、発電機の出力設定と接続された負荷の入力電圧の不一致や、確認スイッチの操作間違い等を容易に認識することができるものとなっている。

以上、図２及び図３を参照して説明した可変設定型発電機の安全装置３０にあっては、カムスイッチ６０の切り換えにより設定された出力電圧と、低圧・高圧確認スイッチ６６，６８の操作により確認された電圧とが一致しない場合に発電機本体５０の駆動源であるエンジンを始動不能とすることにより、発電機が電力の出力を行わないように構成したが、本発明の安全装置３０はこのようにエンジンの始動を不能とする構成に限定されず、設定された電圧と確認された電圧とが一致しない場合において発電機が電力を出力しないものとすることができるものであれば、他の構成を採用しても良い。

図４に示す実施形態にあっては、この安全装置３０は設定された電圧と確認された電圧とが一致しない場合において、三相出力端子台７２に設けた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂ間の接続を遮断することにより発電機が出力を行わないように構成した例であり、三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと電機子コイル間の回路を開閉する電磁接触器ＭＣを設け、カムスイッチ６０により設定された発電機の出力電圧と、低圧・高圧確認スイッチ６６，６８によって確認された電圧が一致した場合のみ、この電磁接触器ＭＣによって電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂと出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間の接続を行い、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介した三相出力を行うことができるように構成している。

このように、設定された出力電圧と確認された電圧とが一致した場合にのみ、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗからの出力を可能とするために、図４に示す実施形態にあっては、図３を参照して説明した安全装置３０の構成に加え、低圧・高圧側安全回路３３，３４、始動不能表示回路３８と並列に電磁接触器作動回路３９を設け、この電磁接触器作動回路３９中に電磁接触器ＭＣを接続すると共に、この電磁接触器作動回路３９中に、前述の始動補助回路３５に設けたリレーＲ３の励磁により閉動作する接点Ｒ３を設けている。

なお、図３に示す実施形態にあっては、スタータスイッチを「始動」位置とした際にバッテリーに接続される始動回路３６中にリレーＲ４を設け、スタータスイッチ３２を操作して「始動」位置に切り換えると、このリレーＲ４の励磁によりスタータモータＭとバッテリー間の回路３７に設けられた接点Ｒ４が閉じてスタータモータＭを作動させるものとしていたが、図４に示す実施形態にあっては、バッテリーに対するスタータモータＭの接続をスタータスイッチ３２により直接行うように構成している。

もっとも、バッテリーに対するスタータモータＭの接続は、図４に示す例に限定されず、図３と同様にリレーＲ４を備えた始動回路を設けると共に、バッテリーとスタータモータＭ間の回路にこのリレーＲ４の励磁により該回路を閉じる接点Ｒ４を設ける構成としても良い。この場合において、図３において始動回路３６に設けている接点Ｒ３は不要である。

以上のように構成された図４に示す安全装置３０を備えた可変設定型発電機において、一例として図４に示すようにカムスイッチ６０を低圧の設定位置とした状態においてスタータスイッチ３２を「運転」位置に操作すると、低圧側安全回路３３、高圧側安全回路３４、始動補助回路３５及び始動不能表示回路３８、及び電磁接触器作動回路３９がバッテリーに対して接続される。

このとき、低圧側安全回路３３は接点Ｒ１を、高圧側安全回路３４は接点Ｃ−Ｄ及び接点Ｒ２を開いた状態にあり、従ってリレーＲＩ，Ｒ２は励磁されず、始動不能表示回路３８に設けられた接点Ｒ１，Ｒ２は閉じた状態にあり、始動不能表示ランプＲＬが点灯して発電機が始動不能の状態にあることが表示されている。

この状態において、カムスイッチ６０によって設定された出力電圧である「低圧」に対応して、低圧確認スイッチ６６の押しボタンスイッチＰＢ１を押すと、押しボタンスイッチＰＢ１の接点間が閉じることにより低圧側安全回路３３に電流が流れ、リレーＲ１が励磁すると共に低圧選択ランプＧＬ１が点灯する。

また、このリレーＲ１の励磁によって低圧側安全回路３３に設けた接点Ｒ１が閉じた状態に自己保持されると共に、低圧側安全回路３３の通電によって始動補助回路３５が通電して始動補助回路中に設けられたリレーＲ３が励磁する。

このリレーＲ３の励磁によって、電磁接触器作動回路３９中に設けられた接点Ｒ３が閉じ、電磁接触器ＭＣが作動して三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂに接続する。

また、低圧側安全回路３３に設けられたリレーＲ１の励磁によって、始動不能表示回路３８中に設けられた接点Ｒ１が開き、始動不能表示ランプＲＬに対する通電が停止して消灯する。

このように、低圧選択ランプＧＬ１が点灯し、始動不能表示ランプＲＬが消灯して、発電機が始動可能な状態となったことが表示された状態において、スタータスイッチ３２を操作して「始動」位置とすると、スタータモータＭが通電してエンジンが始動し、このエンジンの始動により発電機本体が駆動されて発電が開始される。

このとき、発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂと三相出力端子台７２に設けられた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間の回路は、電磁接触器ＭＣによって閉じられているために、発電機本体５０が出力した三相電力が出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介して出力される。

一方、確認スイッチの押しボタンスイッチの操作として、カムスイッチ６０によって設定された設定圧力（低圧）とは異なり高圧用確認スイッチ６８の押しボタンスイッチＰＢ２を押した場合、高圧側安全回路３４は接点Ｃ−Ｄ間において開いているため高圧側安全回路３４は通電せず、また、低圧側安全回路３３は、押しボタンスイッチＰＢ１及び接点Ｒ１が開いているために通電せず、高圧・低圧側のいずれの安全回路に対しても通電が行われない。

そのため、始動補助回路３５に対する通電も行われず、始動補助回路３５に設けられたリレーＲ３が励磁せず、電磁接触器作動回路３９に設けられた接点Ｒ３が開いた状態に維持され、この電磁接触器作動回路３９に設けられた電磁接触器ＭＣに対する通電が行われずに電磁接触器ＭＣは、三相出力端子台７２の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと電機子コイル間の回路を開いている。

また、低圧・高圧側安全回路３３，３４のいずれも通電していないことから、これらに設けられたリレーＲ１，Ｒ２はいずれも励磁せず、始動不能表示回路３８に設けられた接点Ｒ１，Ｒ２ともに閉じた状態で、始動不能表示ランプＲＬが消灯せずに点灯状態を継続して、発電機が始動不能の状態にあることを表示している。

このように始動不能表示ランプＲＬが点灯した状態でスタータスイッチ３２を操作して「始動」位置として、スタータモータＭを回転すると、このスタータモータＭの回転によりエンジンは始動を開始し、発電機本体５０が駆動されるものの、発電機本体５０の電機子コイルＵa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗｂと出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間は電磁接触器ＭＣによって接続が断たれた状態にあることから、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介した三相電力の出力は行われない。

なお、カムスイッチ６０を「高圧」側に切り換えた状態で始動する場合においても同様の操作が行われ、カムスイッチ６０により設定された出力電圧と、低圧・高圧確認スイッチ６６，６８により確認された電圧が一致する場合のみ、出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介して出力が行われると共に、この操作の状態が表示ランプＧＬ１，ＧＬ２，ＲＬの点灯により表示される。

このように、図４に示す安全装置３０を備えた可変設定式の発電機にあっては、カムスイッチ６０の切り換えによって設定された出力電圧と、確認スイッチ６５によって確認された電圧とが一致しない場合であっても、エンジンの始動は行えるものとなっているが、三相出力端子台７２に設けた出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを介した出力が行われないことから、発電機において設定された出力電圧と、この発電機に接続された負荷の入力電圧とが一致しない場合には、負荷に対して電力の供給が行われず、その結果、発電機や負荷が破損することを好適に防止することができた。

なお、図４に示す安全装置においても、図２を参照して説明した安全装置と同様に、表示ランプはこれを省略しても良い。

また、図２〜図４を参照して説明した実施形態にあっては、カムスイッチ６０の切り換えによって設定された出力電圧と、確認された電圧とが一致しない場合において、エンジンの始動不能、又は出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと発電機本体５０間の回路の遮断のいずれか一方が行われるものとして説明したが、これらを同時に行う構成としても良い。

さらに、以上説明した実施形態にあっては、本発明の安全装置を三相２００Ｖの低圧出力と、三相４００Ｖの高圧出力間で発電機の出力設定を可変とした発電機用のものとして説明したが、例えば単相三線２００Ｖ−三相２００Ｖ間で出力形式を可変とした可変設定型発電機の安全装置として使用することもできる。

以上説明した本発明の発電機の構造は、エンジン等の駆動源によって発電機本体を駆動して発電する、例えば可搬式の各種の発電機において採用することができ、工事現場、各種イベント会場、その他、例えば屋外等において電力により稼動する作業機器、照明機器、映像・音響機器、その他の各種の機器に対する電力供給源として使用する発電機の構成として採用可能である。

出力変更（低圧−高圧）を可能とした回路構成を示す回路図。 安全装置の回路図。 安全装置の回路図。 安全装置の回路図。 発電機本体の電機子コイルの結線（高圧）を示す説明図。 発電機本体の電機子コイルの結線（低圧）を示す説明図。 従来の出力変更を可能とした回路構成を示す回路図（低圧結線）。 電圧切替用端子台の短絡板の取付状態を示す説明図（高圧結線）。

符号の説明

３０ 安全装置
３２ スタータスイッチ
３３ 低圧側安全回路
３４ 高圧側安全回路
３５ 始動補助回路
３６ 始動回路
３７ バッテリー−スタータモータ間の回路
３８ 始動不能表示回路
３９ 電磁接触器作動回路
５０ 発電機本体
６０ 出力変更スイッチ（カムスイッチ）
６２ 電圧切替用端子台（ナイフスイッチ）
６４ 短絡板
６５ 確認スイッチ
６６ 低圧確認スイッチ
６８ 高圧確認スイッチ
７２ 三相出力端子台
Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｏ 出力端子
Ｕa，Ｕb；Ｖa，Ｖb；Ｗa，Ｗb 電機子コイル
Ｔ1〜Ｔ12 端子（電機子コイルの）
ｔ1〜ｔ12 端子（電圧切替用端子台の）
ＧＬ１ 表示ランプ（低圧）
ＧＬ２ 表示ランプ（高圧）
ＲＬ 表示ランプ（始動不能）
ＭＣ 電磁接触器

Claims (6)

1. 発電機本体の各電機子コイルの結線状態を組み替えることにより電力の出力形式を可変とした発電機において、
   前記発電機において変更可能な出力形式に対してそれぞれ割り当てられた切換位置を有すると共に、前記各切換位置に切り換えた際、各切換位置に対応して設定された出力形式の結線に前記電機子コイルの結線を組み替える出力変更スイッチと、
   前記発電機において変更可能な各出力形式に対してそれぞれ割り当てられた切換位置を有する確認スイッチとを備え、
   前記出力変更スイッチにおいて選択された切換位置と、前記確認スイッチにおいて選択された切換位置とが前記出力形式において一致したとき、前記発電機を出力可能とし、
   前記出力変更スイッチにおいて選択された切換位置と、前記確認スイッチにおいて選択された切換位置とが前記出力形式において一致しないとき、前記発電機を出力不能とする安全装置を設けたことを特徴とする可変設定型発電機。
2. 前記発電機において変更可能な出力形式が、出力電圧の高、低であることを特徴とする請求項１記載の可変設定型発電機。
3. 前記安全装置が、前記発電機本体を駆動するエンジンを始動不能とすることにより前記発電機の出力を不能とすることを特徴とする請求項１又は２記載の可変設定型発電機の安全装置。
4. 前記安全装置が、前記出力変更スイッチにおいて選択された切換位置と、前記確認スイッチにおいて選択された切換位置が出力形式において対応したときのみ、該発電機の出力端子を前記発電機本体に接続する電磁接触器を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の可変設定型発電機。
5. 前記安全装置が、前記発電機が出力不能な状態にあるときにこれを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の可変設定型発電機。
6. 前記安全装置が、前記発電機が出力可能な状態にあるときにその出力形式を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の可変設定型発電機。

Images