JPH0424799Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、イグニツシヨン用マグネツトを有
する内燃機関と、この内燃機関に依り回転子に回
転が与えられ、且つ界磁に磁界を作る為の直流電
流を必要とする自励型発電機とを備えた発動・発
電機に関する。

従来、この種の発動・発電機に於いては、内燃
機関に於けるイグニツシヨン用マグネトのイグニ
ツシヨンコイルの外に、発電機に於ける界磁の初
期励磁用電源として励磁用マグネトの励磁コイル
を、上記イグニツシヨン用マグネツトのロータを
共用にして配設されたものが知られている。

しかし、この種のものにおいては、比較的大き
な励磁用コイルを設ける必要があり、一般の汎用
の内燃機関では励磁用コイルを収容するスペース
を用意していないのが普通であることから、発
動・発電機として機関を大幅に変更し、専用機関
とする必要があつてコスト高となる欠点があつ
た。

この考案は、上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは、発電機の起電力の
一部を界磁電流として励磁する自励発電機に於け
る起電力発生前の初期界磁電流として、内燃機関
のイグニツシヨン用マグネトに起電される一次電
流を供給することにより、比較的大きな励磁用コ
イルが不要となり、一般の汎用内燃機関を大幅に
改変する必要がなく、コスト的に有利な発動・発
電機を提供することにある。

以下、この考案を図面に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。第１図は発動・発電機の回路
構成図であり、図中符号Ａは、内燃機関のイグニ
ツシヨン用マグネトを示し、ロータ（図示省略）、
イグニツシヨンコイル１、ポイント２、コンデン
サ３、ストツプボタン４、点火栓５等から構成さ
れている。上記ロータは、ヨークに磁鋼が埋設さ
れていると共に、一般的にはフライホイールない
しフアンを兼ねてクランク軸等の回転軸に楔着さ
れている。そして、上記ロータの内周面又は外周
面に接近してイグニツシヨンコイル１が配設さえ
ている。このイグニツシヨンコイル１は積層板の
コア１ａに一次及び二次コイル１ｂ，１ｃが巻装
されていて、一次コイル１ｂからは一次線６が、
また、二次コイル１ｃからは二次線７が夫々導出
され、この一次線６にはポイント２、コンデンサ
３、ストツプボタン４が並列状に、また、二次線
７には点火栓５が接続されている。上記ポイント
２は回転軸の外周面に形成したカムに断続子が接
触して上記カムのプロヒールに応揺動し、接触子
がON，OFF動作するように構成されている。な
お、イグニツシヨン用マグネトＡの回路をON，
OFFする手段としては、機械式のポイント２以
外に、例えば、電子式の無接点々火回路のイグニ
ツシヨン用マグネトであつてもよい。

また、図中符号Ｂは、自励型直流発電機を示
し、この発電機Ｂは界磁８の界磁巻線と回転子９
の電磁子との接続の仕方によつて直巻、分巻、複
巻型と種々有るが、この実施例としては分巻、自
励型直流発電機について説明する。上記界磁８は
界磁鉄芯と界磁巻線とで形成し、発電機の磁気枠
内に内装され、この界磁８の径内には回転子９の
電磁子が回転自在に軸支されている。この回転子
９は鉄芯に巻線が巻装された電磁子と整流子とか
らなり、内燃機関によつて回転が与えられる。そ
して、上記整流子には少なくとも一対のブラシ１
０が接触し、ブラシ１０から出力線１１が引き出
されていると共に出力線１１は分岐されて界磁８
の界磁巻線に結線されている。なお、発電機とし
ては直流発電機以外に、交流発電機ないし交直流
切換発電機であつてもよい。

さらに、イグニツシヨンコイル１の一次コイル
１ｂと界磁８の界磁巻線とは、回転検知制御回路
Ｃを介して電気的に結線され、そして、界磁８の
界磁巻線と並列にコンデンサ１２を接続してアー
ス１３とで界磁側回路が形成されている。なお、
図中符号T₁，T₂は、接続端子を示す。

次に、回転検知制御回路Ｃの構成を第２図を参照
にして説明する。図中符号１４は、スイツチング
素子としてのサイリスタで、このサイリスタ１４
のアノード電極は端子T₁に、また、そのカソー
ド電極は順方向の電流を許容するダイオードD₁
を介して端子T₂に接続されており、そのゲート
電極に加わる電流値に感応してサイリスタ１４
は、スイツチ機能として働く。そして、サイリス
タ１４のカソード．ゲート電極間には、順方向の
電流を許容するダイオードD₂とスイツチS₁とを
直列状に介在してピツクアツプコイル１５が接続
されている。このピツクアツプコイル１５は積層
板のコア１５ａにコイル１５ｂが巻装され、イグ
ニツシヨン用マグネトの上記ロータに接近して配
設されている。この回転検知制御回路Ｃは上記ロ
ータの回転に伴つてピツクアツプコイル１５のコ
イル１５ａに起電力を誘起し、内燃機関の回転数
をロータの回転数に比例して変化する電力（電
圧．電流値共に変化する）に変換して検知すると
共に、サイリスタ１４のゲート電極に上記電力を
入力し、内燃機関の任意の回転数（後述する）に
応じたゲート電流値でアノード．カソード電極
間、換言すると端子T₁，T₂間の通電を制御する。
なお、符号１６は、温度等の環境変化によるコイ
ル１５ａの起電力電流の変化を補正し、ゲート電
流を安定させる補正回路である。

次に、回転検知制御回路の他の実施例を第３
図、第４図を参照にして併せて説明する。なお、
第２図の実施例と同一のものは同一符号をもつて
示し、その説明を省略する。第３図に示す実施例
に於いては、第２図実施例のスイツチS₁に替えて
抵抗Ｒを設けた構成であり、また、第４図に示す
実施例に於いては、第２図実施例のスイツチS₁に
替えて抵抗Ｒの有無側に択一的に切替える切換ス
イツチS₂を設けた構成であり、その他は各実施例
とも共通する。

しかして、上記各実施例に於いて、内燃機関の
上記任意の回転数は、次のように設定されてい
る。すなわち、内燃機関の発電可能な回転数は、
或る範囲を有しているために、サイリスタ１４に
よる端子T₁，T₂間の通電制御の回転数は、第２
図実施例では第５図に於いて、内燃機関のアイド
リング回転N₁から最小の発電可能な回転数Nmin
の間の回転数NSに設定され、また、第３図実施
例では第６図に於いて、内燃機関の最大の発電可
能な回転数Nmaxより高い領域にある回転数NS
に設定され、さらに、第４図実施例では第７図に
於いて、内燃機関のアイドリング回転N₁から最
小の発電可能な回転数Nminの間と、最大の発電
可能な回転数Nmaxより高い領域との両方の回転
数NS₁，NS₂に設定されている。なお、各実施例
に於いて内燃機関は調速機の有無を問わない。

次に、上記各実施例の動作について第８図Ｘ，
Ｙ，Ｚを参照に併せて説明する。内燃機関の運転
中、イグニツシヨン用マグネトＡは、回転軸の回
転でポイント２がONし、イグニツシヨンコイル
１の一次側回路が形成されると、ロータの回転に
併つて一次コイル１ｂに起電力が誘起され、一次
側回路に第８図Ｘに示すような波形をもつ低電圧
の一次電流が流れる。そこで、ポイント２を急激
にOFFして一次側回路を遮断すると、二次コイ
ル１Ｃには第８図Ｙに示すように非常に高い電圧
の二次電流が相互誘導され、二次電流が点火栓５
で放電してスパークを飛ばす。このとき、コンデ
ンサ３は、ポイント２のOFF瞬時に於けるポイ
ント２の接触子の損傷を防止している。

一方、回転検知制御回路Ｃは、第２図実施例で
はスイツチS₁がONし、また第３図実施例では抵
抗Ｒを介し、また第４図実施例では切換スイツチ
S₂の切換状態で直結（抵抗Ｒの介在なし）あるい
は抵抗Ｒを介し、サイリスタ１４のカソード．ゲ
ート電極間にゲート側回路が形成され、この回路
にピツクアツプコイル１５による検知電流が流れ
る。しかるに、第２図実施例及び第４図実施例で
直結側に切換えた状態と、回路中に抵抗Ｒが介在
する第３図実施例及び第４図実施例で抵抗Ｒ側に
切換えた状態とでは、ゲート側回路を流れる検知
電流の電流値とロータ回転数との電流特性が異な
り、サイリスタ１４の端子T₁，T₂間の通電制御
を行うためのゲートトリガ電流の電流値に対応す
るロータ回転数は、前者が低く、後者が高く、こ
れ等のロータ回転数を境として低いと端子T₁，
T₂間が遮断され、高いと通電される。

従つて、端子T₁，T₂間が遮断されている場合
には、発電機Ｂとは無関係な内燃機関のイグニツ
シヨン用マグネトＡが存在するようになる。そし
て、端子T₁，T₂間が通電状態にある場合には、
マグネトＡの一次コイル１ｂに誘起された起電力
は、ポイント２がONしていれば、ポイント２を
経て一次側回路を流れ、また、ポイント２が
OFFしていれば、界磁８を経て界磁側回路を流
れ、二次コイル１ｃには高電圧の二次電流が相互
誘導されることなく、点火栓５は失火する。その
結果、界磁８には第８図Ｚに示すような電流が供
給され、この電流が界磁８を励磁し、内燃機関で
回転される回転子９の回転に伴つて回転子９の電
磁子に起電力が生じ、この起電力を回転子９の整
流子とブラシ１０にて出力線１１から直流電力と
して取り出している。これと同時に、起電力の一
部を界磁８に通電し、発電機Ｂは自励する。即
ち、イグニツシヨン用マグネトＡの一次コイル１
ｂに誘起した一次電流の一部を、自励型発電機Ｂ
に於ける界磁８の初期励磁用電流として利用して
いる。なお、コンデンサ１２は界磁側回路を流れ
る一次電流を一旦蓄え、このコンデンサ１２に蓄
えられた電力を時間的に長くかけて放電し、界磁
８に励磁電流を安定供給している。また、ダイオ
ードD₁，D₂は、一次コイル１ｂで第８図Ｘに示
すように、またコイル１５ｂでも同様に、負電流
領域の起電力が発生し、これが界磁側回路ないし
ゲート側回路に逆方向の電流として流れるのを防
止している。

よつて、第１図と第２図で構成される発動．発
電機では、回転検知制御回路ＣのスイツチS₁を切
つた状態で、内燃機関を始動し、第５図に示すよ
うに、アイドリング回転数N₁にてアイドリング
運転を行つた後に、スロツトル開度を所望する発
電回転数NPに設定して上記スイツチS₁をONす
ると、その回転数NPが回路Ｃの通電制御回転数
NSより高い為に、回路Ｃが作用してイグニツシ
ヨン用マグネトＡの点火栓５の失火させる。これ
によつて、回転数NPを制御回転数NSまで低下
させるが、この回転数NSを境として、点火栓５
の失火で回転数がやや下まわると、回路Ｃの作用
が停止して点火栓５をスパークさせる。その結
果、回転数がやや上まわることにより、回路Ｃが
作用して点火栓５を失火させるので、この点火栓
５の間歇的な失火に起因して内燃機関の回転数は
略通電制御回転数NSに定まると同時に、上記回
路Ｃの作用時、発電機Ｂの界磁８にイグニツシヨ
ン用マグネトＡの一次電流を励磁用直流電流とし
て点火栓５の間歇的な失火に合せて間歇的に供給
される。

その結果、界磁８が励磁されて発電機Ｂの出力
線１１に出力が取り出される。その後、スイツチ
S₁を切ると、回転検知制御回路Ｃが回転検知機能
及び通電制御機能を失つて、内燃機関の回転数
は、発電回転数NPに戻ると共に、発電機Ｂの界
磁８への一次電流の供給が停まり、界磁８へ発電
機Ｂの起電力の一部が流れ、発電機Ｂは自励発電
を行う。

ところで、発電機Ｂは出力線１１に電気機器具
を接続して負荷発電の運転をする外に、電気機器
具の接続を切つた際（電気機器具のスイツチによ
る切断を含む）に、界磁８の自励電流用にのみ発
電を行う無負荷発電の運転を行うことがある。係
る時に、調速機付きの内燃機関であると、調整機
が作用して負荷発電運転と無負荷発電運転との回
転数NPは一定に保たれるが、調速機なしの内燃
機関では第５図の一転鎖線で示す如く回転数が上
昇する。また、調速機が故障した時も同様であ
る。この無負荷発電運転時の回転数上昇が極単
で、破損する危 の有る発動．発電機に於いて
は、第４図の回転検知制御回路Ｃが用いられる。
この回路Ｃの切換スイツチS₂は、高い回転数NS₂
でも回路Ｃが作用するように切換えられる構成に
なつており、始動時は抵抗Ｒ側に切換えて於い
て、アイドリング運転（回転数はN₁）を行つた
後、スロツトル開度を所望する発電回転数NPに
設定してスイツチS₂を直結側に切換え、発電機の
励磁を行う。そして、発電機Ｂの出力線１１に出
力が取り出されたら、スイツチS₂を再び抵抗Ｒ側
に切換える。これによつて、無負荷発電時の回転
上昇過程で、第７図の一点鎖線に示すように、上
記回転数NS₂で、回路Ｃが働き、過回転防止の作
用をなし、発動．発電機の破損を防止する。

さらに、第３図実施例の回転検知制御回路Ｃを
用いた発動．発電機では、内燃機関のアイドリン
グ運転完了後、内燃機関のスロツトル開度を発電
回転数NPを越えて通電制御回転数NSよりやや
高めに設定してやると、内燃機関の回転数がそこ
までに上昇する途中の上記回転数NSで、回路Ｃ
が第２図実施例の回路Ｃと同様に作動する。そし
て、発電機Ｂの出力線１１に出力が取り出され始
めたら、内燃機関のスロツトル開度を所望の発電
回転数NPに設定する。しかし、調速機のない内
燃機関を採用しているものに於いては、無負荷発
電運転で回転数が第６図の一点鎖線で示すように
上昇し始めたとしても、回路Ｃで上記通電制御回
転数NSをもつて回転数上昇が抑止され、発動．
発電機の破損が防止される。

なお、この考案は上記各実施例に限定されるも
のではなく、この考案を逸脱しない範囲内に於い
て種々変更可能である。例えば、発電機Ｂの自励
発電がなされたことを確認する手段として、出力
線１１，１１間に出力確認灯等の報知手段を接続
してもよい。また、第２図実施例のスイツチS₁及
び第４図実施例の切換スイツチS₂は、手動式のも
のに限らず、例えば、ソレノイドを利用したスイ
ツチないしリレースイツチ等を用いてそれらの輪
線を出力線１１，１１間に接続して発電機Ｂの出
力を検知し、自動的にON，OFFあるいは切換動
作を行うように構成してもよい。また、第２図実
施例はスイツチS₁をサイリスタ１４のゲート側回
路中に設けたが、界磁側回路の端子T₁，T₂間に
設けてもよい。また、第３図の実施例はゲート側
回路中に、第２図実施例で用いたサイリスタ１４
と同じサイリスタを用いるために、抵抗Ｒを介在
させたが、この抵抗Ｒを省いて上記サイリスタ１
４と抵抗Ｒとによるゲートトリガ電流値と同じで
ある別段のサイリスタを用いてもよい。また、第
４図実施例は切換スイツチS₂を抵抗Ｒの有無側の
択一的に切換えるように構成したが、ゲートトリ
ガ電流値と異なる二つのサイリスタを、界磁側回
路の端子T₁，T₂間に並列に設け、この二つのサ
イリスタに於けるゲート電極とコイル１５ｂとの
接続を択一に選定する切換スイツチとしてもよ
い。

要するに、この考案は、イグニツシヨン用マグ
ネトに於けるイグニツシヨンコイルの一次コイル
と自励型発電機に於ける界磁の界磁巻線とを回転
検知制御回路を介して電気的に結線すると共に上
記一次コイルと上記界磁巻線を夫々アースして界
磁側回路を形成し、この回転検知制御回路は内燃
機関の回転数を検知して任意の回転数で界磁側回
路の通電を制御するように構成したので、イグニ
ツシヨンコイルの一次コイルに誘起される一次電
流の一部を、内燃機関が該回転数を推持して停止
しない程度に、自励型発電機に於ける界磁の初期
励磁用直流電流として供給することが可能とな
る。従つて、従来、界磁の励磁電流として利用さ
れなかつたイグニツシヨン用マグネトで起電され
る一次電流を利用できる。このため、従来、採用
されていた比較的大きな励磁用コイルが不要とな
り、励磁用コイルを収容するスペースを別段用意
する必要がなくなる。その結果、一般の内燃機関
を大幅に改変することなく、励磁コイルよりはる
かに小さい回転検知制御回路のピツクアツプコイ
ルをロータに接近して配設するか、ピツクアツプ
コイルが比較的小さいので、このコイルをイグニ
ツシヨンコイルのコアを兼用して設けるのみで、
コスト的に有利な発動．発電機を提供することが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関のイグニツシヨン用マグネト
と、分巻自励型直流発電機とからなる発動．発電
機の回路構成図、第２図は回転検知制御回路の第
一の実施例を示す回路構成図、第３図は回転検知
制御回路の第２の実施例を示す回路構成図、第４
図は回転検知制御回路の第３の実施例を示す回路
構成図、第５図〜第７図は、縦軸に内燃機関の回
転数を、横軸に時間を採つて表わす作動説明図
で、第５図は第１図と第２図とからなる発動．発
電機の作動説明図、第６図は第１図と第３図とか
らなる発動．発電機の作動説明図、第７図は第１
図と第４図とからなる発動．発電機の作動説明
図、第８図は経時による電流波形図である。 Ａ……イグニツシヨン用マグネト、Ｂ……分巻
自励型発電機、Ｃ……回転検知制御回路、D₁，
D₂……ダイオード、Ｒ……抵抗、S₁，S₂……ス
イツチ、T₁，T₂……接続端子、１……イグニツ
シヨンコイル、１ａ……コア、１ｂ……一次コイ
ル、１ｃ……二次コイル、２……ポイント、３…
…コンデンサ、４……ストツプボタン、５……点
火栓、６……一次線、７……二次線、８……界
磁、９……回転子、１０……ブラシ、１１……出
力線、１２……コンデンサ、１３……アース、１
４……サイリスタ、１５……ピツクアツプコイ
ル、１５ａ……コア、１５ｂ……コイル、１６…
…補正回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. イグニツシヨン用マグネツトＡを有する内燃機
   関と、この内燃機関により回転子９に回転が与え
   られ、且つ界磁８に磁界を作る為の直流電流を必
   要とする自励型発電機Ｂとを備えたものに於い
   て、上記イグニツシヨン用マグネツトＡを構成す
   るイグニツシヨンコイルの一次コイル１ｂと上記
   界磁８を構成する界磁巻線との一端同志を回転検
   出制御回路Ｃを介して電気的に結線すると共に上
   記一次コイル１ｂと上記界磁巻線との他端を夫々
   アースし、更に上記界磁巻線の両端間には、当該
   界磁巻線に電流を安定供給するためのコンデンサ
   １２を接続してなる界磁側回路を具備し、上記回
   転検出制御回路Ｃは、内燃機関の回転数に対応し
   た出力を検出するピツクアツプコイル１５と、こ
   のピツクアツプコイル１５が検出した出力に基づ
   いたゲート電流で動作するサイリスタ１４と、上
   記ゲート電流を制御することにより上記サイリス
   タ１４をオン状態とするときの上記内燃機関の回
   転数を設定する回転数設定手段とを備え、この回
   転数設定手段に設定した回転数を維持し得る程度
   に上記一次コイル１ｂの一次電流を上記界磁８に
   初期励磁用直流電流として間歇的に供給するよう
   にしたことを特徴とする発動・発電機。