JP2750397B2 - 磁石発電機の電圧制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁石発電機の電圧制御
回路に関し、特に、ランプ点灯機能とバッテリー充電機
能とを備えているものに係り、例えば、オートバイのよ
うな二輪自動車にそのエンジン等に連携されて搭載され
るものに利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オートバイのような二輪自動車に
そのエンジンに連携されて搭載される磁石発電機の電圧
制御回路としては、例えば、実開昭５０−１３９５１２
号公報に記載されているものや、特開昭６３−２２０７
２８号公報に記載されているものが知られている。これ
らの磁石発電機の電圧制御回路によれば、発電子コイル
による電力をランプ等の交流負荷と、バッテリー等の直
流負荷とに供給することができる。

【０００３】すなわち、実開昭５０−１３９５１２号公
報においては、１本のコイルに中間タップが設けられて
おり、高電圧出力端子に整流器を介してストップランプ
やバッテリー等の直流負荷が接続され、中間タップにヘ
ッドライト等の交流負荷が接続されている構成が、開示
されている。

【０００４】また、特開昭６３−２２０７２８号公報に
おいては、発電子コイルが複数の巻線により構成されて
おり、一方の巻線の出力が交流負荷に用いられ、他方の
巻線が直流負荷に用いられている構成が開示されてい
る。この構成によれば、直流負荷が間欠的にオンオフし
ても直流負荷の影響が交流負荷に及ぼされるのを抑制す
ることができる。

【０００５】しかし、前者の方式においては、直流負荷
が間欠的にオンオフすると、中間タップの出力電圧がそ
れに応じて変動し、ヘッドライトが暗くなったり、明る
くなったりしてヘッドライトの明るさにバラツキが生じ
るという不具合がある。

【０００６】一方、後者の方式においては、それぞれの
独立したコイルで所定の電圧を得るには発電子に巻くコ
イル線径を細くしなければならず、発電効率が低下す
る。すなわち、コイル線径が細くなると、その分、発熱
量が増加し、発電効率が低下することになる。さらに、
両者とも端末処理のための加工工数が多くなり、生産コ
ストが高くなるという不具合がある。

【０００７】そこで、発電子コイルの同一の出力端に交
流負荷を直接接続するとともに、整流器を介して直流負
荷を接続したりする方式や、あるいは、発電子コイルの
同一の出力端にマイナス側の半サイクルのみ交流負荷に
電力を供給する整流器を接続するとともに、プラス側の
半サイクルのみ直流負荷に電力を供給する整流器を接続
したりする方式、が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方式に
おいては、直流負荷が間欠的にオンオフしても点灯出力
の変動は少ないが、充電出力を多く得ることができな
い。一方、後者の方式においては、発電子コイルから発
生する電力を二分しているので、充電出力は充分に得ら
れるが、直流負荷が間欠的にオンオフすると交流負荷に
対する出力電圧が低下し、点灯性能が低下するという不
具合がある。

【０００９】本発明の目的は、発電子コイルの出力電圧
に応じて発電子コイルの出力電力を直流負荷と交流負荷
に有効に分配することができる磁石発電機の電圧制御回
路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁石発電機
の電圧制御回路は、交流負荷と直流負荷とが発電子コイ
ルの同一の出力端に接続されている磁石発電機の電圧制
御回路において、前記発電子コイルの交流出力端子に交
流出力のプラス側成分を整流する第１整流器と、交流出
力のマイナス側成分を整流する第２整流器とが接続さ
れ、第１整流器に直流負荷が接続されているとともに、
第２整流器に交流負荷が接続されており、前記交流負荷
にこの負荷への印加電圧が設定電圧を越えたときにオフ
信号を発生するスイッチング制御手段が接続されてお
り、前記第２整流器の入力側と出力側とを結ぶバイパス
回路を前記オフ信号により遮断し、それ以外のときには
前記バイパス回路を形成するスイッチング手段が前記第
２整流器の入出力端に接続されている。

【００１１】

【作用】前記した手段によれば、発電子コイルから交流
負荷と直流負荷とに電力が供給されるに際して、低速回
転時のように発電子コイルの出力電圧が設定電圧以下に
あるときには、直流負荷にはプラス側の半サイクルの電
力が供給され、交流負荷にはバイパス回路を形成するス
イッチング手段を介して発電子コイルの出力電力がプラ
ス側の半サイクルおよびマイナス側の半サイクル毎に順
次供給される。このため、交流負荷に対して充分な電力
を供給することができる。

【００１２】一方、発電子コイルの出力電圧が設定電圧
を越えたときには、第２整流器の入出力側を結ぶバイパ
ス回路がスイッチング手段によって遮断されるので、交
流負荷には第２整流器を介してマイナス側の半サイクル
のみの電力が供給される。このときには交流負荷には充
分な電圧が印加されているので、交流負荷に対する電力
を充分に維持した状態で、直流負荷に電力を供給するこ
とができ、充電不足を防止することができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例である磁石発電機の
電圧制御回路を示す回路図、図２はその波形図、図３は
発電子コイルの出力特性を示す波形図、である。

【００１４】本実施例において、この磁石発電機は回転
子と発電子とを備えており、エンジンの駆動によって回
転される回転子の回転に伴って発電子コイル１０から交
流電力が発生するように構成されている。発電子コイル
１０の交流出力端子１１には半波整流器１２とダイオー
ド１３とが接続されている。半波整流器１２はスイッチ
１４を介していずれも直流負荷となるストップランプ１
５およびバッテリー１６に接続されている。一方、ダイ
オード１３はランプ電圧レギュレータ１７と交流負荷と
なるヘッドライト１８とに接続されている。

【００１５】半波整流器１２にはバッテリー電圧レギュ
レータ（図示せず）が内蔵されており、図２に示されて
いるように、発電子コイル１０から供給される交流出力
のうちプラス側成分１９を整流し、この整流した直流出
力をバッテリー１６およびストップランプ１５へ供給す
るように構成されている。すなわち、半波整流器１２は
第１整流器として、整流による直流電力によってバッテ
リー１６を充電するとともに、ストップランプ１５に間
欠的に直流電力を供給するように構成されている。

【００１６】一方、ダイオード１３はアノード側がヘッ
ドライト１８に接続され、カソード側が交流出力端子１
１に接続されており、発電子コイル１０からの交流出力
のうち、図２に示されているように、交流出力のマイナ
ス側成分２０を整流する第２整流器として構成されてい
る。

【００１７】さらに、ダイオード１３のアノード側とカ
ソード側とを結ぶバイパス回路を形成するスイッチング
手段として、サイリスタ２１がダイオード１３の両端に
接続されている。サイリスタ２１のアノードとゲート間
にはダイオード２２、抵抗２３、ダイオード２４、２５
が直列に接続されて挿入されている。抵抗２３とダイオ
ード２４の接続点にはトランジスタ２６のコレクタが接
続されており、トランジスタ２６のベースには抵抗２７
とツェナーダイオード２８とが接続されている。ツェナ
ーダイオード２８のカソード側にはコンデンサ２９、抵
抗３０、３１が接続されている。抵抗３１はブリッジ整
流器３２の出力側に接続されている。そして、抵抗３
０、３１はブリッジ整流器３２の出力電圧を分圧し、当
該分圧した電圧をツェナーダイオード２８を介してトラ
ンジスタ２６へ印加するように構成されている。

【００１８】ブリッジ整流器３２はダイオード３３、３
４、３５、３６を備えており、ダイオード３３、３４の
接続点が接地され、ダイオード３４、３６の接続点がト
ランジスタ２６のエミッタに接続され、ダイオード３
５、３６の接続点がヘッドライト１８と電圧レギュレー
タ１７に接続されている。そして、ヘッドライト１８に
印加される交流電圧がブリッジ整流器３２で全波整流さ
れ、当該全波整流された直流電圧が抵抗３０、３１で分
圧され、当該分圧された電圧Ｖｃがツェナーダイオード
２８のツェナー電圧よりも高くなると、トランジスタ２
６に印加されるように構成されている。

【００１９】トランジスタ２６はヘッドライト１８の両
端の電圧ＶＬが設定電圧、例えば、１２．５Ｖ以下のと
きにはオフの状態にある。このときにはサイリスタ２１
のゲートにダイオード２２、抵抗２３、ダイオード２４
を介してゲート電流が流れ、サイリスタ２１がオンとな
り、ダイオード１３が短絡されてバイパス回路が形成さ
れる。

【００２０】一方、電圧ＶＬが設定電圧を越えたときに
はトランジスタ２６がオンとなり、サイリスタ２１のゲ
ート電流がダイオード２２、抵抗２３、トランジスタ２
６、ダイオード３４を介して流れるため、サイリスタ２
１がオフとなる。このサイリスタ２１のオフによりダイ
オード１３の両端を短絡するバイパス回路が遮断され、
ヘッドライト１８には発電子コイル１０からの電力がマ
イナス側の半サイクルのみ供給される状態になる。

【００２１】次に作用を説明する。エンジンの駆動によ
って磁石発電機の回転子が回転されると、回転子の回転
に伴って発電子コイル１０からは交流出力が、図２に示
されているように発生する。このとき、ヘッドライト１
８に印加される電圧ＶＬは図３に示されているように変
化する。

【００２２】ヘッドライト１８に印加される電圧ＶＬが
設定電圧以下にあるときには、サイリスタ２１がオンと
なるため、ヘッドライト１８には発電子コイル１０から
の交流出力のうちプラス側成分１９とマイナス側成分２
０との両方が供給され、また、ヘッドライト１８に印加
される電圧ＶＬが設定電圧を越えると、ストップランプ
１５とバッテリー１６とには発電子コイル１０の交流出
力のうち、プラス側成分１９のみが半波整流器１２を介
して供給される。

【００２３】すなわち、エンジンが低速回転状態にあっ
て発電子コイル１０の出力電圧が低いときには、ヘッド
ライト１８に発電子コイル１０の出力が全て供給され、
ヘッドライト１８の点灯出力を良好な状態に保つことが
できる。

【００２４】 一方、図３に示されているように、エン
ジンの回転数の増加に伴って発電子コイル１０の出力電
圧が上昇し、電圧ＶＬが設定電圧を越えると、サイリス
タ２１がオフとなるため、ヘッドライト１８には発電子
コイル１０の交流出力のうちプラス側成分１９の一部を
カットして供給されることになる。これに伴って、図３
に示されているように、バッテリー１６に対する充電電
流Ｉｂが除々に増加し、バッテリー１６が充電されるこ
とになる。

【００２５】 さらに、エンジンの回転数が増加する
と、発電子コイル１０のプラス側成分１９の全てをカッ
トして、マイナス側成分２０のみがヘッドライト１８に
供給されることになり、バッテリー１６も充分に充電さ
れるようになる。そして、電圧ＶＬがランプ電圧レギュ
レータ１７の設定電圧である最大値を越えると、電圧レ
ギュレータ１７によってマイナス側成分２０の一部が短
絡されるため、ヘッドライト１８に過大な電圧が印加さ
れる状況は防止される。また、バッテリー１６の充電電
圧が許容値を越えると、半波整流器１２が不導通となる
ため、バッテリー１６が過充電となる状況は防止され
る。この動作により明らかな通り、トランジスタ２６に
関する設定電圧はランプ電圧レギュレータ１７の設定電
圧よりも低く設定されており、ランプ電圧レギュレータ
１７の設定電圧以下で、前述の動作が行われる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電子コイルの出力電圧に応じて、発電子コイルの出力
電力を交流負荷と直流負荷とに有効に分配するように構
成したため、直流負荷と交流負荷とに互いの負荷の影響
を受けることなく安定した電力を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である磁石発電機の電圧制御
回路を示す回路図である。

【図２】その磁石発電機の波形図である。

【図３】その発電子コイルの出力特性を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１０…発電子コイル、１１…交流出力端子、１２…半波
整流器（第１整流器）、１３…ダイオード（第２整流
器）、１４…スイッチ、１５…ストップランプ（直流負
荷）、１６…バッテリー（直流負荷）、１７…電圧レギ
ュレータ、１８…ヘッドライト（交流負荷）、１９…交
流出力のプラス側成分、２０…交流出力のマイナス側成
分、２１…サイリスタ（スイッチング手段）、２２…ダ
イオード、２３…抵抗、２４、２５…ダイオード、２６
…トランジスタ（スイッチング制御手段）、２７…抵
抗、２８…ツェナーダイオード、２９…コンデンサ、３
０、３１…抵抗、３２…ブリッジ整流器、３３、３４、
３５、３６…ダイオード。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流負荷と直流負荷とが発電子コイルの
   同一の出力端に接続されている磁石発電機の電圧制御回
   路において、前記発電子コイルの交流出力端子に交流出
   力のプラス側成分を整流する第１整流器と、交流出力の
   マイナス側成分を整流する第２整流器とが接続され、第
   １整流器に直流負荷が接続されているとともに、第２整
   流器に交流負荷が接続されており、前記交流負荷にこの
   負荷への印加電圧が設定電圧を越えたときにオフ信号を
   発生するスイッチング制御手段が接続されており、前記
   第２整流器の入力側と出力側とを結ぶバイパス回路を前
   記オフ信号により遮断し、それ以外のときには前記バイ
   パス回路を形成するスイッチング手段が前記第２整流器
   の入出力端に接続されていることを特徴とする磁石発電
   機の電圧制御回路。