JPH0510560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車輌用オルタネータ、特に交流出力
及び直流出力が得られるエンジン駆動のオルタネ
ータにおいて、交流負荷時に界磁電流の増強をは
かり直流負荷の重負荷に対処するようにした車輌
用オルタネータに関するものである。

（従来の技術） 従来の車輌用オルタネータは３相交流発電機を
高速回転させ、得られた高周波の交流電圧を整流
回路で整流し、バツテイを充電するバツテリ充電
用発電機として用いられていた。そして交流負荷
に使用したい場合には変圧器を使用し、所定の電
圧まで昇圧させていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら従来のように変圧器を用いて交流
電圧を所定電圧まで昇圧させるとき、交流負荷が
軽い場合には余り問題はないが、交流負荷が重い
場合、例えばヒータ等に使用する負荷の場合、高
周波の交流電圧であるため変圧器で電圧を昇圧さ
せたのでは損失が多く、実用上変圧器を使用でき
ない問題があつた。そこで変圧器を用いずにオル
タネータ内で所定の電圧まで昇圧させた交流電圧
の発生が望まれる。そしてヒータの使用等の重負
荷に対する交流負荷時においては、パワー不足と
なりがちなため界磁巻線に流れる界磁電流を増強
させパワーの増強をはかることが望まれる。

本考案は上記の問題点を解決することを目的と
しており、従来のオルタネータの機械的構造を保
持した条件の下で、３相交流発電機の少なくとも
１相以上の発電巻線に直列に接続された補助巻線
を巻回し、該補助巻線に発生する電圧を３相交流
電圧の１相に加算される構成となし、オルタネー
タ内で直流電圧を昇圧すると共に、交流負荷時に
は界磁電流の補強がなされる車輌用オルタネータ
を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） そしてそのため本考案の車輌用オルタネータ
は、３相の発電巻線２と界磁巻線３とをそなえ、
交流負荷に対しては上記３相の発電巻線２の１相
以上の発電巻線から供給し、直流負荷に対しては
整流回路５で整流して直流電圧を供給すると共
に、上記界磁巻線３に対して上記発電巻線２から
の出力を整流回路６で整流して供給するよう構成
した車輌用オルタネータにおいて、 上記３相の発電巻線２の１相以上の発電巻線２
−１，２−２に直列に接続された補助巻線４−
１，４−２を巻回すると共に、 独立した励磁用補助巻線４−３を巻回してな
り、 かつ上記励磁用補助巻線４−３に発生した電圧
を直流に変換する直流変換回路２５と、 当該直流変換回路２５からの出力電流を上記界
磁巻線３に供給するスイツチ２６とをもうけ、 上記界磁巻線３に対する界磁電流の供給が上記
整流回路６からの界磁電流の供給と上記直流変換
回路２５からの供給と並行して行われるよう構成
した ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ説
明する。

（実施例） 第１図は本考案に係る車輌用オルタネータの一
実施例構成、第２図は第１図に示されたオルタネ
ータの他の結線の実施例構成を示している。

第１図において、符号１はオルタネータ、２−
１ないし２−３は発電線、３は界磁巻線、４−
１，４−２は補助巻線、４−３は励磁用補助巻
線、５，６は整流回路、７はレギユレータ、８は
ダイオード、９は負荷、１０はバツテリ、１１な
いし１３はスイツチ、１４は交流電圧検出回路、
１５はダイオード、１６，１７はスイツチ、１８
は整流回路、１９はコンデンサ、２０ないし２４
は抵抗、２５は直流変換回路、２６はスイツチ、
TR₁ないしTR₃はトランジスタ、D₂は定電圧ダ
イオードを表している。

オルタネータ１内の３相発電巻線２−１ないし
２−３はスター結線されており、各相間電圧は整
流回路５に入力し、該整流回路５で整流されてス
イツチ１３を介してバツテリ１０を充電する。ま
た各相間電圧は整流回路６で半波整流され、該整
流回路６で整流された直流電圧は界磁巻線３への
電源となつている。そして界磁巻線３に流れる界
磁電流はレギユレータ７によつて制御される。バ
ツテリ１０を充電する直流負荷時においては、整
流回路６の直流電圧がダイオード１５を介して抵
抗２１と２２とに印加され、該抵抗２１と２２と
の抵抗値の比によつて按分される電圧が定電圧ダ
イオードに加えられて、トランジスタTR₁，
TR₂，TR₃を介してバツテリ１０の最適充電電圧
となる界磁電流に制御される。

オルタネータ１の３相発電巻線２−１及び２−
２には補助巻線４−１及び４−２が対応して巻回
されており、３相発電巻線２−３には励磁用補助
巻線４−３が対応して巻回されている。上記補助
巻線４−１，４−２は該補助巻線４−１，４−２
にそれぞれ発生した電圧が対応する３相発電巻線
２−１，２−２の各電圧に加算されるべく直列に
結線されている。３相発電巻線２−３に対応して
巻回された励磁用補助巻線４−３に発生した電圧
は直流変換回路２５に入力されるようになつてお
り、該直流変換回路２５で変換された直流電圧は
スイツチ２６を介して界磁巻線３に印加される構
成となつている。

上記発電巻線２−１と補助巻線４−１との直列
に結線された巻線、及び発電巻線２−２と補助巻
線４−２との直列に結線された巻線の両端Ｘ，Ｙ
から取り出されるＶ結線の昇圧された電圧は、ス
イツチ１１を介して交流負荷９へ印加される。交
流負荷９は、例えばヒータの如き負荷容量の大き
なものである。この昇圧された交流電圧によつ
て、また上記説明の励磁用補助巻線４−３に発生
した電圧を直流変換回路２５で直流に変換した上
で界磁巻線３へ加え、交流電源の増強がはかられ
ていることよつて、短時間に大出力が要求される
交流負荷９へ大電流を流すことができる。

オルタネータ１の交流出力端Ｘ，Ｙ、すなわち
上記Ｖ結線の昇圧された交流電圧の両端には、該
交流電圧を所定の電圧に調整するための交流電圧
検出回路１４が設けられている。該交流電圧検出
回路１４は上記Ｖ結線の昇圧された交流電圧を整
流回路１８で全波整流し、抵抗２３と２４との抵
抗値の比で按分された直流電圧、すなわち交流電
圧検出信号がスイツチ１７を介してダイオード１
５のカソード側へ印加されるようになつている。
つまりスイツチ１７をオンとすることにより交流
電圧検出回路１４で検出された交流電圧検出信号
がレギユレータ７の検出信号入力端Ｂへ入力され
る。該交流電圧検出信号の直流電圧は整流回路６
からの直流電圧よりも高く、ダイオード１５は逆
バイアスされた状態となり、他への影響を及ぼす
ことはない。またスイツチ１７はスイツチ１６及
びスイツチ２６と連動しており、該スイツチ１７
がオンとなつたときこれらのスイツチ１６，２６
も共にオンとなる。スイツチ２６がオンとなる
と、上記説明の如く励磁用補助巻線４−３に発生
した電圧が、直流変換回路２５で直流に変換さ
れ、界磁巻線３へ界磁電流を流す電源となる。一
方連動してオンとなるスイツチ１６により、該ス
イツチ１６を介して界磁制御用抵抗２０がレギユ
レータ７の入力端Ａに接続される。レギユレータ
７の検出信号入力端Ｂに入力された上記交流電圧
検出信号のレギユレータ７における入力端Ａの電
圧は、この界磁制御用抵抗２０の接続により、抵
抗２２と界磁制御用抵抗２０との合成抵抗と、抵
抗２１との各抵抗値の比によつて按分される電圧
となる。この按分された電圧が定電圧ダイオード
D₂に印加され、トランジスタTR₁，TR₂，TR₃
等によつて交流負荷９へ印加されるべき所定の交
流電圧を発生させる界磁電流の制御が行われる。

次に直流出力時、交流出力時の動作を説明する
と次の如くである。

直流出力時においては、スイツチ１３はオン、
スイツチ１１はオフ、連動して動作するスイツチ
１６，１７，２６はオフ状態となつている。この
ときの励磁は整流回路６からの直流電圧によつて
界磁巻線３に界磁電流が流れる自励式であるが、
整流回路６に直流電圧が発生する以前、すなわち
オルタネータ１の電圧が立ち上がる前の初期励磁
は、バツテリ１０の直流電源が使用される。すな
わちキー・スイツチ１２をオンとすることにより
ダイオード８を介して界磁巻線３に直流電源が供
給され、界磁電流が流れる。従つてオルタネータ
１に電圧が発生し、整流回路６に直流電圧が現れ
る。この整流回路６の直流電圧はダイオード１５
を介してレギユレータ７の検出信号入力端Ｂに入
力されているので、該検出信号入力端Ｂに入力さ
れる電圧に応じてレギユレータ７内のトランジス
タTR₃がオン・オフするオン時間が定められ、バ
ツテリ１０を充電するに適した電圧となるべき界
磁電流を界磁巻線３に流す。これにより３相発電
巻線２−１ないし２−３に発生した電圧は整流回
路５で直流に整流され、スイツチ１３を介してバ
ツテリ１０を充電するようになる。

交流出力時においては、スイツチ１３はオフ、
スイツチ１１はオン、連動して動作するスイツチ
１６，１７，２６はオン状態となつている。初期
励磁は上記直流出力時と同様バツテリ１０の直流
電源を用いて行うが、オルタネータ１の電圧が立
ち上がつた後は、整流回路６からの直流電圧が界
磁巻線３に界磁電流を流す自励式に移行する。そ
してさらに、励磁用補助巻線４−３に発生した電
圧が直流変換回路２５で直流に変換され、この直
流変換回路２５からの直流電圧が界磁巻線３への
供給電源として加えられる。

一方、オルタネータ１の交流出力端の電圧は、
発電巻線２−１と補助巻線４−１との直列に結線
された巻線、及び発電巻線２−２と補助巻線４−
２との直列に結線された巻線の両端、すなわちＶ
結線の両端Ｘ，Ｙから取り出されているので、３
相発電巻線２−１ないし２−３だけの相間電圧よ
り当然高い電圧となつている。そして交流出力端
には該交流電圧を所定の電圧に調整するための交
流電圧検出回路１４が設けられているので、該交
流電圧検出回路１４から出力された交流電圧検出
信号がスイツチ１７を介してレギユレータ７の検
出信号入力端Ｂに入力される。このときスイツチ
１６がオン状態になつているので界磁制御用抵抗
２０が抵抗２２と並列に接続されている。従つて
この両者の合成抵抗値で定まる上記の按分された
交流電圧検出信号の直流電圧に対応して、トラン
ジスタTR₃がオン・オフするオン時間が定めら
れ、交流負荷９ヘ印加されるべき所定の交流電圧
を発生させる界磁電流が界磁巻線３へ流される。
交流負荷９が、例えばヒータ等の如く大出力を要
するものであつても、必要とする起磁力を励磁用
補助巻線４−３から供給することができ、しかも
レギユレータ７の制御によりその電圧調整をする
ことができる。

第２図は第１図に示されたオルタネータの結線
の他の実施例構成を示しており、符号１ないし４
−３はすべて第１図のものに対応している。

第２図において、オルタネータ１の３相発電巻
線２−１ないし２−３はデルタ結線され、そのう
ちの１相、例えば発電巻線２−２に対し補助巻線
４−１，４−２の各発生電圧が加算される直列接
続となつている。この直列接続された補助巻線４
−１，４−２によつて発電巻線２−２の相電圧よ
り昇圧され、この昇圧された電圧がスイツチ１１
を介して交流負荷９のヒータ等に印加される。ま
た励磁用補助巻線４−３は独立した巻線として巻
回されている。このオルタネータ１の結線以外は
第１図のものと動作が全く同様であるので、その
説明は省略する。

第１図、第２図において、補助巻線が２個巻回
されている例が挙げられているが、補助巻線は１
個であつてもよく、またその補助巻線が接続され
る３相発電巻線はどの相であつてもよい。また励
磁用補助巻線についても同様のことが言える。

（考案の効果） 以上説明した如く、本考案によれば、構造が簡
単で、かつ軽量、安価に交流出力時に必要とする
起磁力を増強することができ、さらに損失の多い
変圧器を使用せずに、かつ従来のバツテリ充電機
能を損なうことなく、昇圧した交流電圧を交流負
荷へ供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る車輌用オルタネータの一
実施例構成、第２図は第１図に示されたオルタネ
ータの他の結線の実施例構成を示している。 図中、１はオルタネータ、２−１ないし２−３
は発電巻線、３は界磁巻線、４−１，４−２は補
助巻線、４−３は励磁用補助巻線、５，６は整流
回路、７はレギユレータ、８はダイオード、９は
負荷、１０はバツテリ、１１ないし１３はスイツ
チ、１４は交流電圧検出回路、１５はダイオー
ド、１６，１７はスイツチ、１８は整流回路、１
９はコンデンサ、２０ないし２４は抵抗、２５は
直流変換回路、２６はスイツチ、TR₁ないしTR₃
はトランジスタ、D₂は定電圧ダイオードを表し
ている。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ３相の発電巻線２と界磁巻線３とをそなえ、交
   流負荷に対しては上記３相の発電巻線２の１相以
   上の発電巻線から供給し、直流負荷に対しては整
   流回路５で整流して直流電圧を供給すると共に、
   上記界磁巻線３に対して上記発電巻線２からの出
   力を整流回路６で整流して供給するよう構成した
   車輌用オルタネータにおいて、 上記３相の発電巻線２の１相以上の発電巻線２
   −１，２−２に直列に接続された補助巻線４−
   １，４−２を巻回すると共に、 独立した励磁用補助巻線４−３を巻回してな
   り、 かつ上記励磁用補助巻線４−３に発生した電圧
   を直流に変換する直流変換回路２５と、 当該直流変換回路２５からの出力電流を上記界
   磁巻線３に供給するスイツチ２６とをもうけ、 上記界磁巻線３に対する界磁電流の供給が上記
   整流回路６からの界磁電流の供給と上記直流変換
   回路２５からの供給と並行して行われるよう構成
   した ことを特徴とする車輌用オルタネータ。