JPH0552165A - バツテリによる負荷の通電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 内燃機関の始動をセルモータにより行なうと
きにバッテリの過度の放電等により始動が不可能となる
事故を防止する手段を容易に得ること。 【構成】 従来のバッテリを等容量の２個に分割し、−
極端子を共通として＋極端子を独立に２個とする。発電
機は定電圧の出力とし、該出力は２個のダイオードを介
してそれぞれ２個の＋極端子に入力されて充電される装
置と、セルモータ起動の位置で閉じられる電気スイッチ
により電磁切換装置Ｂを作動して、２個の＋極端子より
交互にセルモータを含む負荷に供電し、同時に継電器に
通電してセルモータに通電する装置とによりエンジンを
始動する動作を行なう毎に２個のバッテリを交互に使用
してエンジン始動の失敗を防止する構成となっている。
更に本発明装置を内燃機関に装着するときに、既設の部
材、配線を殆ど変更することなく、本発明を付加するこ
とができる構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンを始
動する為のセルモータが、バッテリの過放電により駆動
できなくなり、自動車の発進が不可能となる事故を防止
することに利用される。自動車のエアコン、ライト等を
利用して運転する場合に上記した事故が発生する。又都
会地で夜間に渋滞した場合に、かかる事故が急増してい
ることを考慮すると、自動車産業上の利用は不可欠のも
のとなる。内燃機関を動力源として走行する他の走行物
体例えばガソリンエンジン付きの小型船舶若しくは運搬
車等に適用しても同じ理由により有効な技術となる。

【０００２】

【従来の技術】同じ目的を達する為に、バッテリの放電
量若しくは残存量を表示する手段があるが、不安定な要
素が多く、実用性がなく、殆ど利用されていない現状で
ある。小容量のバッテリを付設して、エンジン始動が不
可能なときに、小容量のバッテリより手動切換スイッチ
によりセルモータに供電する手段も１部に使用されてい
るが、特別な手段となり操作に手数を要し、操作を記憶
している必要があるので実用性が失なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題 自動車の
場合を例として説明すると、自動車のバッテリの放電に
より、残存電気量が無くなり、セルモータを駆動するこ
とが不可能となり、発進不能となる事故が多い。この原
因は、バッテリの交換を忘れて長期間使用することも原
因の１つであるが、むしろ最近の交通事情即ち夜間の渋
滞による場合が多い。ルームエアコンとライトを自動車
の停止時に使用するからである。又降車したときにヘッ
ドライトを点灯したまま長時間放置して、バッテリを放
電する為にセルモータによるエンジン始動が不可能とな
ることも多い事故となっている。上述した問題点は他の
エンジンを駆動源とする走行物体にも同じく存在する。
第２の課題 本発明装置を例えば自動車に装着する場合
に、エンジンルーム内装置とその配線を大きく変更する
ことは、その手数と運転の安全性により問題点が多くな
る。理想的な手段としては、エンジンルーム内の配線、
部品の変更を行なうことなく、小型軽量な装置を付加す
るのみで目的を達することが理想的な本発明の手段とな
る。又変更があっても最少限とする必要がある。上述し
た手段を得ることが課題となる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】−極を共通の端子とし、
＋極が独立してそれぞれ第１，第２の＋極の端子を備え
るとともに内燃機関を動力源として駆動走行する走行物
体に載置された容量の等しい第１，第２のバッテリと、
第１，第２のバッテリを並置して収納する外筺と、第
１，第２のバッテリの＋極にそれぞれ充電する方向に接
続された第１，第２のダイオードと、該第１，第２のダ
イオード（７ａ，７ｂ）の入力側に接続された１個の第
１の端子（８）と、第１，第２の＋極の端子（５ａ，５
ｂ）よりそれぞれ第３，第４のダイオード（２ａ，２
ｂ）を介して励磁電流が通電される励磁コイルの１回の
通電が行なわれる毎に、第１の端子（８）と第１の＋極
の端子（５ａ）と第２の＋極端子（５ｂ）との電気接続
が交替される電磁切換装置と、走行物体に載置された発
電機、ヘッドライト等の車載負荷、セルモータの通電制
御を行なう継電器等の所要の通電を制御する手動キース
イッチを含む慣用されている装置ならびに該装置の電気
入力の端子（１ａ）と、手動キースイッチを作動して、
セルモータを駆動する為の電気スイッチを閉じることに
より、前記した励磁コイルの通電を行ない、該作動の復
帰とともに該電気スイッチが開かれて励磁コイルの通電
が停止される電気回路と、第１の端子（８）と電気入力
の端子（１ａ）との電気的接続を行ない若しくはそれを
解除する手段とより構成されたものである。

【０００５】

【作用】容量が等しく、同じ電圧の２個のバッテリを同
じ容器に収納し、−端子は共通とし、＋端子は独立に設
ける。この２個のバッテリの容量の和は従来のバッテリ
の容量と等しいか若しくはそれ以下の容量でよい。これ
等をそれぞれ第１，第２のバッテリと呼称する。セルモ
ータを駆動する為に開閉される手動スイッチの使用によ
り、第１，第２のバッテリの各＋端子より負荷に入力さ
れる電気回路が交替して切換えられる。走行中には、第
１，第２のバッテリはともにダイオードを介して発電機
による充電が行なわれている。ルームエアコン、ライト
等の負荷は、切換られた第１のバッテリ若しくは第２の
バッテリのいづれかにより通電されている。従って、例
えば第１のバッテリが選択されて負荷の通電が行なわ
れ、電力が大きく使用され、残存電気量が僅少となり、
発電機により所要の電力が補給されて走行しているとき
に、走行物体を停止し、次に走行する為にエンジン始動
の為の電気スイッチを閉じると、セルモータを含む負荷
が第２のパッテリ（走行中に充電されている）により供
電されるように切換えられる。従って、セルモータは正
常に駆動され、エンジンが始動され、次の走行に差支え
を引起す事故が防止できる作用がある。上述したバッテ
リの残存電気量の消滅は、自動車を例として説明する
と、次の理由により生起する。即ち第１には夜間にヘッ
ドライトを停止時に点灯し、又ルームエアコンを使用す
ることである。第２に降車時にヘッドライトの消灯を忘
れることである。第３にバッテリの長期使用による老化
による容量の減少によるものである。本発明装置は、上
述した作用に次に述べる作用が付加される。自動車を例
として説明する。本発明装置を付設する為にエンジンル
ーム内の配線を変更する必要がなく、小型の電磁切換装
置を付加し、バッテリを含む配線を交換するのみで目的
が達成される。従って改装が容易となる特徴がある。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明装置の１実施例の電気回路図
である。図１において、記号１は、自動車に実装されて
いるバッテリを電源として駆動されているすべての車載
部材を示している。例えば発電機、ルームライト、窓硝
子の昇降装置等の車載負荷、セルモータとその通電の為
の継電器及びこれ等の通電制御の為の手動キースイッチ
等である。端子１ａは、車載バッテリの＋端子に電気的
に接続する為の端子で、これを介して前記した車載部材
に供電し若しくは発電機により充電されている。バッテ
リの−端子は車体が利用される。上述した装置は、現在
の自動車に使用されている装置で、本発明装置の特徴の
１つはバッテリエンコと称される事故を防止することで
あるが、これに付加して上述した自動車の車載部材１を
変更することなく、図１の１点鎖線Ａの内部の部材を付
設するのみが目的を達成できることが他の特徴となる。

【０００７】次にその詳細を説明する。図１において、
車載のバッテリ３の外形は従来のものと同じであるが、
出力電圧１２ボルトで容量が等しい２組のバッテリによ
り構成され、１個の容器に収納されている。−極端子は
共通となり、＋極端子は独立にとり出されている。−極
端子は記号６として、＋極端子は記号５ａ，５ｂとして
表示されている。

【０００８】後述するように、本発明においては、２組
のバッテリは、そのいづれか１つが選択されて負荷に供
電し、発電機により、ダイオード７ａ，７ｂを介して独
立して充電されている。＋端子５ａ側のものを第１のバ
ッテリ、＋端子５ｂ側のものを第２のバッテリと呼称す
る。充電は、上述したように周知の手段による充電が行
なわれ、過充電となるとダイオード７ａ，７ｂにより充
電電流が僅少となるように構成されている。このときに
端子８は、自動車に装備されているバッテリに接続する
為の端子１ａに螺着され電気的に接続されているので、
車載部材１に含まれる発電機により充電が行なわれる。

【０００９】記号Ｂで示すものは、励磁コイル９に通電
することにより作動する電磁切換装置で、その詳細を図
３以降について次に説明する。本実施例は、自動車に本
発明を適用した場合であるが、他の内燃機関により走行
する物体にも同じ手段を採用することができる。図３に
おいて、コ型の軟鋼製のコアには励磁コイル１６ａ，１
６ｂが捲着される。記号１２ａは該コアの底板で円板状
となり、両側のコア１４ａ，１４ｂは互いに平行で底板
１２ａに垂直となる。コア１４ａ，１４ｂの内側は円周
面となり、その巾は４５度となっている。又互いに対称
の位置にある。

【００１０】ヨーク１２ａ，１４ａ，１４ｂは、図示の
形状にプレス加工により一体に作られる。回転軸１０に
は、軟鋼製の回転子１５の中央部が固着され、下端は底
板１２ａの中央突出部１２ｄの空孔に挿入されて回動自
在に支持される。非磁性体（例えばプラスチック材）の
平板１２ｂの円周段部は、ヨーク１４ａ，１４ｂの上端
に嵌着固定される。このときに回転軸１０の上端は円孔
１２Ｃに挿入されて回動自在に支持される。回転子１５
の両端は円周弧面となり、コア１４ａ，１４ｂの内側円
周面と僅かな空隙を介して対向している。点線記号１５
ａはつる巻きスプリングで、その上端は回転軸１０に、
又下端は突出部１２ｄに固定され、回転軸１０を矢印Ｈ
方向に弾撥し、回転子１５の突出部１５ｂが、平面１２
ｂの裏面の突出部（図示せず）に当接することにより図
示の位置で回動が抑止されている。

【００１１】励磁コイル１６ａ，１６ｂは並列若しくは
直列に接続され、直流電源により通電されると、ヨーク
１４ａ，１４ｂの上端はＮ，Ｓ極に励磁され、回転子１
５は４５度回転して停止する。通電を断つと、スプリン
グ１５ａの弾撥力により復帰して図示の位置で停止す
る。励磁コイル１６ａ，１６ｂに所定時間の通電をする
毎に、回転軸１０は４５度の回転角だけ１往復して図示
の位置に復帰する。図４，図５は、回転軸１０の１往復
動により切換えられる電気スイッチを示している。図４
において、点線で示す平板１２ｂに回動自在に支持され
た回転軸１０の上端には、レバー１７の右端１７ｂが固
定される。レバー１７，１７ｂの上にはラチエット歯車
１９が載置され、その中央空孔は回転軸１０に遊嵌され
る。ラチエット歯車１９が回転軸１０の上方に脱出する
ことを防止する手段は周知の手段が採用されている。ラ
チエット歯車の歯の巾は４５度で等しいピッチで配設さ
れる。

【００１２】レバー１７の支軸１７ｄにレバー１７ａが
回動自在に支持され、レバー１７ａの遊端部には係止ピ
ン１７ｃが植立してラチエット歯と当接し、レバー１７
ａは図示しないスプリングにより、矢印Ｅ方向に支軸１
７ｄを軸として弾撥される。平板１２ｂに植立した支軸
２６ａにはレバー２６が回動自在に支持され、遊端部に
植立した係止ピン２６ｂは図示のようにラチエット歯に
当接している。レバー２６は支軸２６ａのまわりに、図
示しないスプリングにより反時計方向に弾撥される。ラ
チエット歯車１９をスプリングにより平板１２ｂの外周
面に圧接して、摩擦力により、両者の相対回転時に所要
のトルクが必要な構成とすると、レバー２６は必ずしも
必要なものではない。

【００１３】図３の励磁コイル１６ａ，１６ｂに通電す
ると、図４の回転軸１０，レバー１７は時計方向に１歯
分（４５度）回転するので、ラチエット歯車１９は１歯
分だけ時計方向に回転し、通電を断つと係止ピン１７ｃ
のみが反時計方向に４５度回転して、係止ピン１７ｃは
次の歯に当接し、このときにレバー２６の係止ピン２６
ｂによりラチエット歯１９の回転が抑止されている。プ
ラスチック製のラチエット歯車１９の上面には、図５に
示す導体板２０ａ，２０ｂ，…４個が貼着され、それぞ
れは９０度離間する。打点部が上記した導体板である。
導体スプリング板で作られた摺動子２１ａ，２１ｂは基
部２１（プラスチック製）を貫挿して固定され、同じ構
成の摺動子２２ａ，２２ｂ，基部２２が（９０＋４５）
度離間して設けられる。

【００１４】端子２３ａは点線で示すように、摺動子２
１ａ，２２ａに接続し、端子２３ｂ，２３ｃはそれぞれ
摺動子２１ｂ，２２ｂに接続される。図３，図４，図５
の装置は、油粒子、塵埃の侵入を防止する為にプラスチ
ック製の外筺により密閉される。外筺の内面に図５の基
部２１，２２が固定される。以上の説明より理解される
ように、図３の励磁コイル１６ａ，１６ｂに１回の通電
が行なわれる毎に、図５の端子２３ａは交互に端子２３
ｂ，２３ｃと接続される電磁切換装置となる。図１の励
磁コイル９は上記した励磁コイル１６ａ，１６ｂを示
し、端子１８は端子２３ａに対応し、端子１８ａ，１８
ｂは端子２３ｂ，２３ｃに対応する電磁切換装置とな
る。

【００１５】従って、図１の励磁コイル９に通電が行な
われる毎にバッテリ３の＋端子５ａ，５ｂの出力は交互
に端子８より出力される。励磁コイル９の通電が行なわ
れる毎に端子１８と端子１８ａ，１８ｂの矢印で示す接
続が交替されるからである。図３の電磁切換装置は同じ
目的を達成するものであれば他の手段でもよい。図３の
励磁コイル１６ａ，１６ｂの代りに、回転軸１０のまわ
りに１個の励磁コイルを装着しても同じ目的が達成され
る。この場合に回転軸１０は軟鋼で作られる。図１の点
線で示すものは、セルモータ駆動の為の継電器を示して
いる。この継電器Ｃは、車載部材１の内部に含まれてい
るものであるが、説明の為に外部にとり出して示してあ
る。励磁コイル１０ａが通電されると、図示していない
電気スイッチが閉じてセルモータが駆動され、エンジン
が始動する。記号１１は＋電極端子で、端子１ａ，８の
電圧を示している。エンジン始動の為に、周知のキース
イッチを手動により回動すると、最初の第１段の回転で
車載の所要の電気負荷に通電が開始され、更に回転する
と第２段の回転で図１の電気スイッチ１０が閉じられ
る。キースイッチより手を離すとスプリングバックして
電気スイッチ１０が開かれ、前述した電気負荷の通電は
保持される。

【００１６】端子９ａは励磁コイル１０ａの負電圧側に
電気的に接続されているので、励磁コイル９が通電され
て、端子１８と端子１８ｂの接続に転換される。端子１
８ａと端子１８が接続されたモードで自動車の運転をし
ていると、＋端子５ａの出力により、端子８，１ａを介
して車載部材１の通電が行なわれている。降車してエン
ジンキーを抜きとり、次に乗車してエンジンキーをキー
孔に挿入して、第１段の回転を行ない更に第２段まで回
転すると、電気スイッチ１０が閉じられる。励磁コイル
９，１０ａが通電されて、電磁切換装置Ｂは切換えられ
て端子１８，１８ｂが接続され、励磁コイル１０ａの通
電により、継電器Ｃが作動し、図示していない電気スイ
ッチが閉じられ、端子１ａ，８よりセルモータが供電さ
れるのでエンジンが始動する。ダイオード２ａ，２ｂ
は、励磁コイル９の通電をバッテリの＋端子５ａ，５ｂ
の両者より行ない、万一第１，第２のバッテリのいずれ
かの電圧が降下している場合に、励磁コイル９の通電を
確実に行なう為のものである。

【００１７】上述したように、エンジンをかける度に、
第１，第２のバッテリは自動的に交替して使用される。
走行中にヘッドライトを点灯して、渋滞の為にバッテリ
を大きく消耗したとき、停車中に消灯を忘れて点灯した
まま放置したとき、バッテリが老化して容量が減少して
いるときに、乗車してエンジンの始動を行なうと、セル
モータの駆動が不可能となり、バッテリエンコと俗称さ
れる事故となる。この事故の頻度は極めて多く事故の１
／２位となっている。本発明装置によると、エンジンキ
ーを回してセルモータを駆動する毎に第１，第２のバッ
テリが自動的に交替され、走行中には、使用されないバ
ッテリの充電が行なわれて、過充電となると充電が停止
されている。発電機の出力電圧は、所定の定電圧とな
り、ダイオード７ａ，７ｂを介して第１，第２のバッテ
リの充電が行なわれる。走行中に充電が完了すると電圧
が急速に上昇するので、第１，第２のバッテリの充電の
完了したものの充電電流はダイオード７ａ，７ｂのいず
れかにより阻止される。従って過充電を避けることがで
きる。又第１，第２のバッテリのいづれかが選択されて
負荷が通電されるときに、ダイオード７ａ，７ｂがある
為に選択されないバッテリよりの供電が阻止されるの
で、走行中に充分に充電が行なわれて、次のエンジン始
動に失敗することが避けられる作用がある。

【００１８】上述した説明より理解されるように、停止
中に発進の為にエンジンキーを回してセルモータを駆動
するのは、第１，第２のパッテリ内の完全に充電された
ものが自動的に選択されて使用されるので、セルモータ
は必ず駆動されて、エンジンの始動の失敗することが防
止される特徴がある。従って本発明の目的が達成される
ものである。端子１８と１８ａが接続された状態で、エ
ンジンキーを抜きとり停車中にヘッドランプを点灯した
まま放置したときに、端子５ａの出力電流により点灯の
右側のバッテリが消耗するので端子電圧が降下する。こ
のときに、端子５ｂよりダイオード２ｂを介して端子５
ａに流入することは、ダイオード２ａにより阻止される
ので、第１，第２のバッテリがともに放電することを避
けることができる。

【００１９】本発明装置の作用効果は前述したように自
動車運転時のバッテリエンコを防止するのに有効な手段
を供与できる。本発明装置を使用中の自動車に装着する
ときに、部品を取外したり配設と配線を変更したりする
ことは安全運転の立場から避ける必要がある。本発明装
置はかかる点からも有効な手段を供与できるので次にそ
の詳細を説明する。図１において、バッテリ３は２分割
されているが、外型が従来のバッテリと同形なので入替
えることは簡単な操作でよい。１点鎖線Ａで囲まれた内
部の部品が自動車に新規に装着される部材である。本発
明装置を自動車に装着する手段を次に説明する。

【００２０】前述したように、バッテリケースにバッテ
リ３を入れ替え、電磁切換装置Ｂを含む所要の配線が行
なわれた装置をエンジンルーム内の所定の場所に装着す
る。この場所はバッテリケースの外側がよい。次に端子
８と端子１ａを螺着する。次に端子９ａを継電器Ｃの励
磁コイル１０ａの負電圧側（キースイッチの引出線の電
気スイッチの正電圧側）に半田付けすると装着が完了す
る。以上の作業により本発明の目的が達成されることか
ら理解されるように、自動車の他の部材と殆ど無関係に
本発明装置を付加できる特徴がある。従って使用中の自
動車に本発明装置を装着することが容易で安全運転に障
害を与えることがない作用効果がある。自動車を例とし
て本発明装置の作用効果の説明をしたが、他の内燃機関
の始動の為にセルモータを利用する走行物体にも本発明
を適用することができる。例えば小型船舶、運搬車等に
利用することができる。

【００２１】本発明装置には等しい容量の第１，第２の
バッテリが使用されているので、これを利用してバッテ
リの老化の検出を行ない新品と交換すべき警報を出すこ
とができる。第１のバッテリと第２のバッテリの出力電
圧の差を比較回路により比較し、その差が設定値を越え
るとブザーにより警報がでる装置を付加し、この警報装
置は図１の電気スイッチ１０が閉じられてセルモータが
駆動されたときのみに作動するように構成する。かかる
構成により、バッテリが老化すると、セルモータを駆動
する側のバッテリの電圧降下が著しく大きくなるので、
バッテリ交換の時期を知ることができる。

【００２２】図２は、図１の１部を変更した実施例で、
次にその説明をする。図１と異なる点のみを説明する。
図２において、点線Ｃで示す継電器のエンジン始動の為
の電気スイッチ１０は、図１と異なり、バッテリ３の正
電圧端子１１の側に挿入されている。エンジン始動の為
に電気スイッチ１０が閉じられると、同時に端子９ａを
介してトランジスタ１１ａのベース電流が得られて導通
するので、励磁コイル９と１０ａがともに通電される。
従って図１と同じ作用効果がある。

【００２３】

【発明の効果】第１の効果 自動車の場合に、走行状態
の変化特に夜間に交通渋滞のあるときのバッテリの過放
電及びヘッドライトを点灯したまま長時間放置した場合
に、次の運転時にセルモータの駆動が不可能となる。上
述した頻度の多い事故を防止することができる。他の内
燃機関を動力源とする走行物体についても類似した効果
がある。第２の効果 第１，第２のバッテリの容器を従
来のものと同形とすることができるので本発明装置との
交換が容易となる。又配線，部品の変更を行なうことな
く本発明装置を付加できるので、使用中の走行物体に本
発明装置を容易に装着することができ、安全運転に支障
を与えることがない。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の電気回路図

【図２】本発明装置の他の実施例の電気回路図

【図３】図１の電磁切換装置Ｂの駆動装置の斜視図

【図４】電磁切換装置のラチエット歯車の説明図

【図５】ラチエット歯車により作動する摺動スイッチの
説明図

【００２５】

【符号の説明】

３ バッテリ Ｂ 電磁切換装置 ５ａ，５ｂ，６ バッテリ端子 １ 車載部材 ９，１０ａ 励磁コイル Ｃ 継電器 １６ａ，１６ｂ 励磁コイル １５ 回転子 １２ａ，１４ａ，１４ｂ コ型のヨーク １５ａ つる巻きスプリング １０ 回転軸 １２ｂ 非磁性体平板 １７，１７ａ，２６ レバー １７ｃ，２６ｂ 係止ピン ２１，２２ 基部 ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 摺動子 ２０ａ，２０ｂ，… 導体板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】−極を共通の端子とし、＋極が独立してそ
   れぞれ第１，第２の＋極の端子を備えるとともに内燃機
   関を動力源として駆動走行する走行物体に載置された容
   量の等しい第１，第２のバッテリと、第１，第２のバッ
   テリを並置して収納する外筺と、第１，第２のバッテリ
   の＋極にそれぞれ充電する方向に接続された第１，第２
   のダイオードと、該第１，第２のダイオード（７ａ，７
   ｂ）の入力側に接続された１個の第１の端子（８）と、
   第１，第２の＋極の端子（５ａ，５ｂ）よりそれぞれ第
   ３，第４のダイオード（２ａ，２ｂ）を介して励磁電流
   が通電される励磁コイルの１回の通電が行なわれる毎
   に、第１の端子（８）と第１の＋極の端子（５ａ）と第
   ２の＋極端子（５ｂ）との電気接続が交替される電磁切
   換装置と、走行物体に載置された発電機、ヘッドライト
   等の車載負荷、セルモータの通電制御を行なう継電器等
   の所要の通電を制御する手動キースイッチを含む慣用さ
   れている装置ならびに該装置の電気入力の端子（１ａ）
   と、手動キースイッチを作動して、セルモータを駆動す
   る為の電気スイッチを閉じることにより、前記した励磁
   コイルの通電を行ない、該作動の復帰とともに該電気ス
   イッチが開かれて励磁コイルの通電が停止される電気回
   路と、第１の端子（８）と電気入力の端子（１ａ）との
   電気的接続を行ない若しくはそれを解除する手段とより
   構成されたことを特徴とするバッテリによる負荷の通電
   制御装置。