JPS605725Y2 - ブラシ付エンジン発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジン発電機に関し、特にエンジンにより
駆動され、その出力電圧が変動したときに出力電圧を調
整する自動電圧調整器を具備したブラシ付発電機に関す
る。

従来のエンジン発電機は、第１図に示す如く、発電機１
で発生した電圧の大きさを、自動電圧調整器２で調整し
、負荷３に給電している。

発電機１は、主発電コイル４と補助発電コイル５とが電
気的に９０°離れた位置に巻回されている固定子６及び
界磁コイル７が巻回された回転子８を具備している。

また、自動電圧調整器２は、界磁コイル７に流れる電流
を主発電コイル４に発生した出力電圧に応じて制御し、
結果として該出力電圧を制御するものである。

図中、１２は電力トランジスタであってトランジスタ１
３とダーリントン接続されている。

１８はゼナー・ダイオード、１９はトランジスタ、１１
，１５，２２．２３はコンデンサ、１７は可変抵抗、１
４，１６，２０，２１は抵抗、９，２４は全波整流器、
２５．２５’はブラシ、１０はダイオードであって、界
磁コイル７に逆並列に接続されて、間歇印加電圧に対す
るフリーホエリング効果を界磁コイル７に与えるもので
ある。

いまエンジン等により回転子８を回転駆動すれば、回転
子８に残存していた残留磁気により主発電コイル４及び
補助発電コイル５にわずかな誘起電圧が発生する。

このうち補助発電コイル５に発生した電圧は、全波整流
器９により整流される。

該全波整流器９にはコンデンサ１１が平滑用として接続
されている。

全波整流器９によって整流されたプラス側の電圧は、抵
抗１４を介してトランジスタ１３のベースに付与される
。

トランジスタ１３は電力トランジスタ１２とともにダー
リントン回路を構成しているので、トランジスタ１３の
ベースに正電圧が印加されればトランジスタ１３ととも
に電力トランジスタ１２のエミッタ・コレクタ間もオン
になる。

この結果、全波整流器９−界磁コ・ｆルアー電力トラン
ジスタ１２−全波整流器９の回路に電流が流れ、この界
磁コイル７に流れる電流により回転子８には強い磁界が
発生する。

該回転子８に巻回された界磁コイル７の励磁と、エンジ
ンによる回転子８の回転速度の上昇等により主発電コイ
ル４の発電電圧は急に立ち上り、例えば照明灯や電動工
具などの負荷３に通電するようになる。

このようにして発電機１がエンジンにより定速運転され
るとき、すなわち回転子８が定速回転されるとき、主発
電コイル４より定格出力電圧を得ることができる。

つぎに上記主発電コイル４の発生電圧が、エンジンの回
転速度の上昇または負荷３の減少などの原因により、規
定電圧以上に上昇すれば、主発電コイル４に設けた発生
電圧検出リード接続点４Ａから検出されて、全波整流器
２４により整流される電圧も、この主発電コイル４の発
生電圧の上昇に応じて上昇する。

それ故、抵抗１６と可変抵抗１７との接続点における直
流電圧も上昇してゼナー・ダイオード１８が導通状態に
なり、トランジスタ１９のベース・エミッタ間にべ・−
スミ流を流すので、トランジスタ１９がオン状態になる
。

かくしてそれまで流れていたダーリントン接続のトラン
ジスタ１３及び電力トランジスタ１２のベース電流が、
トランジスタ１９の導通により流れなくなり、トランジ
スタ１３及び電力トランジスタ１２はオフ状態に転じ、
電力トランジスタ１２のエミッタ・二１１ノクタ間は非
導通となる。

このために界磁コイル７に流れていた励磁電流は阻止さ
れ、主発電コイル４の発生電圧は低下する。

このようにして主発電コイル４の発生電圧が低下すれば
、発生電圧検出リード接続点４Ａより検出される電圧も
低下するので、全波整流器２４より抵抗１６及び可変抵
抗１７の接続点に供給される電圧も降下し、今度はゼナ
ー・ダイオード１８が非導通状態に転する。

これによりトランジスタ１９もオフ状態になるので、ダ
ーリントン接続されているトランジスタ１３及び電力ト
ランジスタ１２にも再びベース電流が流れることにより
、電力トランジスタ１２はオン状態に戻るので、界磁コ
イル７に励磁電流が流れるようになり、このため主発電
コ・ｆル４の発電機電圧も再び上昇する。

上記の如く、エンジン発電機においては自動電圧調整器
２が必要であり、該自動電圧調整器２により回転子に巻
回されている界磁コイル７に流れる励磁電流を制御する
ように構成り、ているので、界磁コイル７と自動電圧調
整器２との間にブラシ２５．２５’を使用して互いの電
気回路を接続していた。

第１図に示１．た電気回路を有する従来の発電機の具体
的な構造を第２図に示す。

発電機の枠体２６．２６’は螺子２７．２７’より連結
され、この枠体２６．２６’に回転軸２８が軸支されて
いる。

回転軸２８には、界磁コイル７が巻回された回転子８と
、スリップリング２９．２９’が設けられたスリップリ
ングホルダー３０及びプーリー３１が取付けられている
。

上記枠体２６．２６’には、主発電コイル４及び補助発
電コイル５が巻回された固定子６が固定されている。

また枠体２６には、一部回路がモールド化された自動電
圧調整器２及びコンデンサ１１等が固着され、更に、ス
リップリング２９．２９’に対応してブラシ２５．２５
’が固着されている。

プーリー３１にはファン３２が形成され、プーリー３１
が回転されるとき、ファン３２も同時に回転し２て枠体
２６′に形成した窓３３より発電機の内部に強制的に送
風腰冷却効果を高めるように作用する。

いま、ブー１，１−３１にベルトをかけてエンジンで駆
動すれば、プーリー３１の回転につれて回転軸２８が回
転腰前記した如く主発電コイル４に電圧が誘起され、負
荷３に給電することができる。

このように従来のエンジン発電機では、枠体２６に固定
された自動電圧調整器２により、回転子８に巻回されて
いる界磁コイル７に流れる励磁電流を制御しているため
に界磁コイル７と自動電圧調整器２との間にブラシ２５
．２５’及びスリップリング２９．２９’を配置する必
要があった。

しかるに界磁コイル７に流入する電流は、全波整流器９
により整流された直流か、あるいは該直流を自動電圧調
整器２により断続された電流であり、いずれにしても一
定方向の極性をもっている。

このために、ブラシ２５，２５’の消耗状態は均等では
なく、負側のブラシの消耗がはけしい。

これは負側のブラシから電子が飛び出すことに基因する
ものと考えられる。

したがって従来のエンジン発電機では負側のブラシの消
耗が早いために、その保守点検に手数のかかる欠点があ
った。

本考案は、この問題点を解決するために、エンジンと、
該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機の固定
子に巻回された主発電コイル及び補助発電コイルと、発
電機の回転子に巻回され上記補助発電コイルに誘起され
た電圧を整流し、該整流出力により附勢される界磁コイ
ルと、ブラシと接続するスリップリングが設けられ回転
軸に取付けられたスリップリングホルダーと、上記主発
電コイルに発生した電圧に比例する検出電圧により上記
界磁コイルに流れる電流を制御するとともに前記スリッ
プリングホルダーの内側にモールドされた電圧調整器と
、主発電コイルに発生した電圧に比例する電圧が与えら
れる第１線輪が巻回された第１コアと、該第１コアに磁
気結合されかつ第２線輪が巻回される第２コアにより構
成されかつこの第２コアを前記スリップリングホルダー
の外側に設けた回転トランスと、前記補助発電コイルに
ブラシを接続するとともにこのブラシを自動電圧調整器
の電源となる全波整流器に接続したことを特徴とする。

ブラシ付エンジン発電機を提供するものである。

本考案の一実施例を第３図、第４図及び第５図について
説明する。

図中、第１図及び第２図と同一符号のものは同一部分を
示す。

３５は第１コア、３６は第１線輪、３７は第２コア、３
８は第２線輪、３９はタップ切替手段、４０．４０’は
ブラシ、４１．４１’はスリップリング、４２はスリッ
プリングホルダー ４３は自動電圧調整器、４４は口金
部、４５．４５’は端子、４６は自動電圧調整器の回路
の一部を構成するＩＣパッケージを示す。

発電機の主発電コイル４に発電した電圧の一部は、発生
電圧検出リード接続点４Ａより検出されて第１コア３５
に巻回された第１線輪３６に付与される。

第１コア３５と対向して第２コア３７が設けられ、該第
２コア３７には第２線輪３８が巻回されている。

そして第２線輪３８の出力電圧が全波整流器２４により
印加され、その出力電圧が、第１図と同様に、抵抗１６
と可変抵抗１７に加えられる。

また補助発電コイル５は、ブラシ４０．４０’を介して
回転軸２８に取付けられた自動電圧調整器４３の全波整
流器９と接続されている。

ブラシ４０．４０’と接触スリップリング４１及び４１
′がスリップリングホルダー４２に設けられ、該スリッ
プリングホルダー４２は口金部４４により回転軸２８に
嵌合され、適当な手段で該回転軸２８にスリップリング
ホルダー４２は強く取付けられている。

スリップリングホルダー４２の内側には、自動電圧調整
器４３が組込まれている。

該自動電圧調整器４３の動作は、第１図における自動電
圧調整器２と同様であるので詳細な説明は省略する。

自動電圧調整器４３は、コンデンサ１１．１５や全波整
流器９等の如きものを除き他をＩＣ化してパッケージ４
６に電気回路の一部を構成することもできる。

第５図イはその概略を示したものであり、電力トランジ
スタ１２等の一部の素子は図示省略しである。

このように組込まれた自動電圧調整器４３は一部モール
ドすることもでき、端子４５．４５’が取付けられる。

この端子４５．４５’は界磁コイル７への接続端子とし
て作用する。

更にスリップリングホルダー４２の外側には、上記第２
線輪３８が巻回された第２コア３７が取付けられている
。

したがって回転軸２８が回転すれば、第２コア３７も回
転するが、第１コア３５と第２コア３７とは、回転軸２
８の回転数に無関係に、第１線輪３６及び第２線輪３８
に関連した電圧が得られるよ・うに回転トランスを構成
するものである。

換言すれば、回転軸２８の回転数に無関係に、第２線輪
３８には主発電コイル４の発生電圧が誘起される如く、
第１コア３５と第２コア３７とは磁気的に結合されてい
る。

なお第１コア３５に対する励磁電流の大きさを調整する
ためにタップ切替手段３９が設けられているので、発電
機の定格容量等に応じて第２コア３７に巻回された第２
線輪３８の出力電圧レベルを選択制御することができる
。

主発電コイル４の発生電圧が過大になれば、ゼナー・ダ
イオード１８が導通して電力トランジスタ１２をオフ状
態になし、界磁コイル７に流れる励磁電流を断ち、主発
電コイル４の発生電圧を降下するように、自動電圧調整
器４３が動作することは、第１図に示したものと同様で
ある。

本考案によれは、全波整流器９及びコンデンサ１１をも
含めて、自動電圧調整器４３を回転軸２８に取付けるこ
とが可能になったので、界磁コイル７への電流回路にブ
ラシを使用する必要がない。

したがって今度は、固定された電気回路と可動部分の電
気回路を接続するためのブラシ４０゜４０′を補助発電
コイル５と全波整流器９との間に設けることができる。

この補助発電コイル５と全波整流器９との間に流れる電
流は交流であり、従来の如く直流ではないので、ブラシ
４０及び４１′は均等に消耗することになる。

したがって前記した如く、直流回路にブラシを挿入する
ことにより負極側の刷子が早く消耗するという欠点を改
善することができる。

しかもスリップリングホルダーの外側に制御電圧印加用
の回転トランスの第２コア３７を設け、また内側に自動
電圧調整器４３をモールドしたのでその全体をきわめて
コンパクトなものとすることができしかも全体の配線を
簡単にすることができる。

その上、自動電圧調整器４３にほこりやごみが吸着して
もモールドされているので安定な動作を遂行さえること
ができ、したがって工事現場や道路等屋外の砂塵の多い
ところでも安全に使用することができる。

以上説明］７た如く、本考案によれは、従来直流回路に
ブラシを挿入していたことによりブラシの消耗が著しく
、そのために保守点検に手数がかかる欠点を有効に改善
することができるのみならず、回転トランスも電力用で
はなく制御信号用なので小型でよ＜、シかも回転１〜ラ
ンスの一方のコアやスリップリング、自動電圧調整器等
を一体構成できるので全体をコンパクトに構威し、しか
も砂塵の多いところでも安全に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のブラシ付エンジン発電機、第
３図、第４図及び第５図イ９口は本考案の一実施例によ
るブラシ付エンジン発電機である。 図中、４は主発電コイル、５は補助発電コイル、７は界
磁コイル、１２は電力トランジスタ、１８はゼナー・ダ
イオード、３５及び３７は回転トランスを構成する第１
コア及び第２コア、４０．４０’はブラシ、４３は自動
電圧調整器をそれぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該
   発電機の固定芯に巻回された主発電コイル及び補助発電
   コイルと、発電機の回転子に巻回され上記補助発電コイ
   ルに誘発された電圧を整流し、該整流出力により附勢さ
   れる界磁コイルと、ブラシと接続するスリップリングが
   設けられ回転軸に取付けられたスリップリングホルダー
   と、上記主発電コイルに発生した電圧に比例する検出電
   圧により上記界磁コイルに流れる電流を制御するととも
   に前記スリップリングホルダーの内側にモールドされた
   電圧調整器と、主発電コイルに発生した電圧に比例する
   電圧が与えられる第１線輪が巻回された第１コアと、該
   第１コアに磁気結合されかつ第２線輪が巻回される第２
   コアにより構成されかつこの第２コアを前記スリップリ
   ングホルダーの外側に設けた回転トランスと、前記補助
   発電コイルにブラシを接続するとともにこのブラシを自
   動電圧調整器の電源となる全波整流器に接続したことを
   特徴とするブラシ付エンジン発電機。