JPH0254020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は蓄電池を充電する充電発電機に関し、
特に、自動車等へ搭載するに適した車両用充電発
電機に関する。

〔従来の技術〕

近年、自動車における電気負荷はますます増大
する傾向にある一方、自動車内における発電機の
取付スペースは制約され、その故、発電機の小形
化・高出力化の要求が高まつている。

例えば、特公昭44−4451号公報によれば、星形
結線の三相電機子巻線による三相交流出力を全波
整流器等により整流するとともに上記星形三相結
線の中性点にも整流器を追加し、これにより巻線
中に誘起される第三高調波成分をも有効に取る出
すことにより高出力化を図らんとする車両用充電
発電機が知られている。

また、特公昭42−7721号公報によれば、巻数及
び線径の異なる高速用あるいは低速用の二種の発
電コイルを並列に接続し、その出力を整流して蓄
電池を充電するものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の従来技術、特に前者にお
いては、機関の全回転領域、特に低速あるいは高
速領域においても十分な出力を供給することは不
可能である。すなわち、出力巻線の巻数を増せば
低速領域での出力を向上することはできるが高速
域での出力は低下し、逆に巻数を減少すれば、高
速域での出力の増大が可能とはなるが低速域での
性能が低下する。そのため、低速域及び高速域で
の出力の増大を図るには、発電機自体の体格又は
重量を増大せざるを得ないという問題点があつ
た。

また、後者においては、二種のコイルを設ける
ことにより低速域から高速域にわたつて出力を増
大させることは可能となるが、これら二種のコイ
ルを並列に接続してその合成出力を整流して蓄電
池充電し、励磁巻線への励磁電流はこの蓄電池か
ら電圧調整器を介して制御される構成を採用して
いる。そのため、大電流用の整流器が必要とな
り、また励磁電流が一旦電圧一定の電源に充電さ
れた後に励磁巻線に供給されることからの機関の
高速域に十分な励磁電流を供給し得ず、出力を不
十分であるという欠点を有す。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば上記の目的は、充電発電機の電
機子巻線を第１の多相出力巻線と第２の多相出力
巻線とから構成し、上記第１の多相出力巻線の交
流出力を整流して蓄電池に充電する整流手段と、
上記第２の多相出力巻線の交流出力を整流する第
２の整流手段とを有し、上記蓄電池出力及び上記
第２の整流出力により電圧制御装置により上記蓄
電池の端子電圧に応じて励磁電流を制御する車両
用充電発電機により達成される。

〔作用〕

本発明によれば、励磁専用の第２の出力巻線の
交流出力を整流し、この整流出力により直接励磁
巻線を励磁するようにしたため、機関の低速時に
おける出力の増加が計られるとともに、高速域に
おいては、主巻線である第１の出力巻線出力電圧
は電圧制御装置により蓄電池電圧を一定に制御し
ているため上昇しないが、上記励磁専用の第２巻
線の出力電圧はその負荷が励磁巻線のみであるこ
とから上昇し、そのため励磁電流をさらに増加で
き、特に高速域でその出力の増大を図り得るもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明になる車両用充電発電機の実施例
を図を用いながら説明する。

図において、Ｙ結線された第１の三相出力巻線
１ａ，１ｂ，１ｃと、やはりＹ結線された第２の
３相出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃは充電発電機の固
定子に巻装されており、一方、励磁巻線６は上記
固定子内に回転可能に取付けられる回転子に巻装
されて回転磁界を発生する。第１の三相出力巻線
１ａ，１ｂ，１ｃに発生する三相交流出力は６個
の直並列接続されたダイオードから成る三相全波
整流器２で整流され、その整流出力は車載蓄電池
３に接続され、これにより充電が行われる。第２
の三相出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃの三相交流出力
は、６個の直並列接続されたダイオードから成る
三相全波整流器５により整流されるが、その整流
出力は回転磁界を発生する上記励磁巻線６に励磁
電流を供給する。

電圧制御装置７はその電圧検出端子が蓄電池３
に接続されており、その検出電圧によりトランジ
スタ等を介して上記励磁巻線６に供給される励磁
電流を制御する。すなわち、電圧調整器７により
制御される励磁巻線６に供給される励磁電流は、
初期励磁においては従来と同様に蓄電池３により
充電表示灯９を介して供給されるが、その後は本
発明になる充電発電機によれば、蓄電池３からで
はなく、電機子巻線の第２の出力巻線４ａ，４
ｂ，４ｃから直接供給されることとなる。

また、図において、キースイツチ８、充電表示
灯９及びダイオード１０が上記第２の三相出力巻
線４ａ，４ｂ，４ｃの交流を整流する三相全波整
流器５のカソード側出力端子とバツテリ３の正側
出力端子との間に直列に接続されている。ダイオ
ード１０のアノード側は上記充電表示灯に、また
そのカソードは上記三相全波整流器５の出力端子
に接続されており、電流が全波整流器５から蓄電
池３に流れるのを防止するためのいわゆる逆流防
止用ダイオードであり充電表示灯誤点灯防止用ダ
イオードである。また、上記蓄電池３の両端には
電気負荷１１及び負荷スイツチ１２の直列接続が
並列的に接続されている。

次に、上記の構成を有する本発明になる車両用
充電発電機の動作について説明する。

キースイツチ８を投入すると、充電表示灯９、
逆流防止用ダイオード１０を介し、励磁巻線６に
は電圧制御装置７を介して蓄電池３から初期励磁
電流が流れ、充電表示灯９が点灯する。一方、エ
ンジンの回転により、上記励磁電流により励磁巻
線６に発生する磁束が第１の出力巻線１ａ，１
ｂ，１ｃと第２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃに周
期的に交差して各出力巻線に交流電圧を誘起す
る。エンジン回転数の増大とともに、第２の出力
巻線４ａ，４ｂ，４ｃの出力電圧が上昇し、全波
整流器５の整流出力電圧が蓄電池３の電圧とほぼ
等しくなつたところで充電表示灯は消灯する。さ
らに、第２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃの電圧が
上昇しても逆流防止用ダイオード１０により電流
は阻止され、上記充電表示灯９は消灯を続ける。
この時、励磁電流はダイオード１０の働きにより
蓄電池３側からは流れず、全て第２の出力巻線４
ａ，４ｂ，４ｃから供給される。

ここで上記第１の出力巻線１ａ，１ｂ，１ｃは
第２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃの巻数よりも多
い巻数を有している。例えば、本実施例では第１
の出力巻線の巻数を７ターンに対し第２の出力巻
線の巻数は９ターンとし、その出力について、第
１出力巻線の出力が約12Vに対し第２出力巻線の
出力は約20Vとなるようになつている。このよう
に、第１の出力巻線の巻数より第２出力巻線の巻
数よりも多いことから、励磁電圧はより低速域か
ら高電圧となるので励磁電流が低速域から十分流
せることにより低速時での出力増加が計れる。

ここで励磁巻線６の巻線仕様は、従来の出力巻
線よりの励磁電圧に比して高い電圧で励磁される
こととなる。そのため、上記励磁巻線６は従来の
ものよりも細い線径の巻線を用いることが可能と
なり、また従来よりも多く巻くことができること
となり、それ故、励磁電流を従来よりも低減する
ことができる。このことにより、充電発電機のブ
ラシの電圧ドロツプや電圧調整器７でのトランジ
スタにおける電圧ドロツプに対しても励磁起磁力
（アンペアターン）の低下が少なく、出力効率の
向上が図られる。

また、上記の第２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃ
は励磁電流専用巻線であるため、線径は第１の出
力巻線１ａ，１ｂ，１ｃに比較して十分細くする
ことができ、第１の出力巻線より多く巻線するこ
とによつても巻線のスペースフアクターをそれ程
悪化させるものではない。

一方、機関の高速回転時、負荷スイツチ１２の
投入により上記負荷１１等に流れる負荷電流が増
加する場合、第１の出力巻線１ａ，１ｂ，１ｃ内
には電機子反作用による第３高調波の逆方向磁束
が基本数より優勢になつてくると、出力電流の増
大に伴なつて第１の出力巻線１ａ，１ｂ，１ｃの
出力電圧の上昇が抑えられる。しかしながら、第
２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃの出力電圧は、そ
の電気負荷が励磁コイル６のみであるため、電機
子反作用による出力電圧の低下は第１の出力巻線
の出力電圧の低下に比較して少ない。そのため、
第２の出力巻線４ａ，４ｂ，４ｃの出力電圧は、
第１の出力巻線１ａ，１ｂ，１ｃの出力電流の増
加及び機関の回転数の上昇に伴なつて上昇し、励
磁電流が上昇して励磁巻線６に流れる励磁電流を
増加させるのである。例えば、本発明になる一実
施例によれば、約30V程度まで上昇することが確
認された。

また、上記の実施例においては、第１及び第２
の出力用電機子巻線１ａ，１ｂ，１ｃ，４ａ，４
ｂ，４ｃを３相星形結線のものについてのみ述べ
ているが、しかしながら本発明はこれだけに限ら
れるものではなく、例えば４相の巻線、さらには
Δ形結線のものにまで適用し得ることは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

上記のことから明らかなように、本発明によれ
ば、電機子巻線を２種の巻線から構成し、その一
の巻線を励磁巻線の励磁専用に用いて電圧制御装
置により励磁電流を制御することにより、機関の
低速、高速時共に充電発電機の出力性能を飛躍的
に増大させることができる。また、本発明によれ
ば、励磁専用の巻線を設けることから、この励磁
専用の電機子巻線は出力用巻線に比較して細い線
径の巻線で十分であり、その故、巻線作業組立性
も良く、発電機自体の体積・重量をあまり大きく
する必要はない。さらに励磁専用コイルに出力さ
れる電流出力電流に比較して小さく、そのためそ
の整流器を出力用のものに比べて小容量のダイオ
ードが使用でき、コスト的にも有利であるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明になる車両用充電発電機の一実施
例の回路を示す回路図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ……第１出力巻線、２……第
１の三相全波整流器、３……蓄電池、４ａ，４
ｂ，４ｃ……第２の出力巻線、５……第２の三相
全波整流器、６……励磁巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一の励磁巻線を有する回転子と、上記回転
   子の周辺に対向して設けられた電機子巻線と、蓄
   電池の端子電圧を検出して上記励磁巻線に供給す
   る励磁電流を制御する電圧制御装置とを備え、上
   記蓄電池の充電を行う充電発電機において、上記
   電機子巻線は第１の多相出力巻線と第２の多相出
   力巻線とから構成され、上記第２の出力巻線の巻
   数を上記第１の出力巻線の巻数よりも多くし、上
   記第１の多相出力巻線に発生する交流出力を整流
   して上記蓄電池を充電する第１の整流手段と、上
   記第２の多相出力巻線に発生する交流出力を整流
   する第２の整流手段と、上記第２の整流手段の出
   力が上記蓄電池に加わらないようにする制限手段
   とを備え、 上記蓄電池出力及び上記第２の整流手段の出力
   端は上記電圧制御装置に接続され、かつ、上記電
   圧制御装置は上記蓄電池の端子電圧に応じて上記
   励磁巻線の励磁電流の大きさを制御することを特
   徴とする車両用充電発電機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の車両用充電発電
   機において、上記第２の出力巻線の巻線を上記第
   １の出力巻線の巻線よりも多くしていることを特
   徴とする車両用充電発電機。