JPS6258858A

JPS6258858A - 車両用発電装置

Info

Publication number: JPS6258858A
Application number: JP60194602A
Authority: JP
Inventors: Shiyouji Mototate; 本舘　尚司
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-14
Also published as: US4754154A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、二輪車や自動車などの車両で必要とする電
気エネルギーを供給するための車両用発電装置に関する
。

（従来の技術）従来の車両用発電装置は、エンジンのクランクシャフト
に連結した交流発電機の部分と、エンジンの始動を行う
ための直流モータなど所謂セルモータとを有し、減速軸
やスターティングクラッチなどと組合せて一体に組立て
られていた。

（発明が解決しようとする問題点）このため、従来の発電装置はセルモータ部分が後方に位
置しまた各種の部品を要するため、発電装置全体を大型
化する原因となっていた。

従って、この発明は小型軽量で信頼性の高い車両用発電
装置を提供することを目的とするとともに、この発７し
装置と従来の発電装置の界磁子に互換性を持たせること
で、低コストで汎用性の高い車両用発電装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、この発明によれば、始動コイ
ル（１２）並びに発電コイル（１３）及び始動時に所定
の前記始動コイル（１２）に順次電源（９０）から電流
を供給するための始動電流供給路（１４）を同心状に有
する電機子（１０）と、前記始動コイル（１２）に形成
される磁界と吸引反発を繰返すための磁界並びに前記発
電コイル（１３）の発電用磁界を供給する界磁極（２２
）を有する界磁子と、この電機子（１０）の中心部に挿
通され、始動電流供給路（１０の接続を切換るためのブ
ラシ（２５２）を支持しその軸端がエンジンのクランク
シャフト（４０）の軸端に周方向には一体的に回転可能
で、且つ軸方向には着脱自在に取り付けられた回転子シ
ャフト（２４）と、始動時にのみ前記ブラシ（２５２）
を回転子シャツ）　（２４）に沿って摺動させ、前記始
動電流供給路（１４）に接触させるマグネッ）　（３０
）とを備え、前記電機子（１０）を固定子、前記界磁子
をエンジンのクランクシャツ）　（４０）に連結した回
転子とし、始動時に前記始動コイル（１２）を前記界磁
極（２２）との間に生ずる吸引反発力により始動トルク
を得、始動後は前記マグネット（３０）を消勢し前記始
動電流供給路（１４）及び前記ブラシ（２５２）の接触
を解除してエンジン回転により前記発電コイル（１３）
から電気エネルギーを得るようにしてなる。

（発明の実施例）以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。各
図において同一の符号は同様の対象を示す。

第１図はこの発明の実施例に係る発電装置の縦断面図で
ある。

図において、（１０）は固定子である電機子、（２０）
は回転子である界磁子、（３０）は回転子（２０）のブ
ラシ駆動用マグネット、（４０）はエンジンのクランク
シャフトである。

固定子（１０）は、第２図及び第３図に示すように、円
盤状のヨークフレーム（１１）の上に、その最外周には
複数の始動コイル（１２）を備え、この始動コイル（１
２）の内側には発電コイル（１３）を備えている。すな
わち、両コイル（１２）　、（１３）は共通の磁気回路
に直列に構成されている。始動コイル（１２）は発電コ
イル（１３）よりも巻数が少ないが、個数は多い０例え
ば、第３図に示す８極の磁極のおのおのに対して、それ
ぞれ２つの始動コイル（１２）と１つの発電コイル（１
３）とが対応している。また、磁極と磁極の間には１つ
の始動コイル（１２）が位置する。各始動コイル（１２
）は、後述する始動電流供給路（１４）の接続用分離路
を介して直列に接続されており、後述のブラシによって
所定の始動コイル（１２）が所定の極性の電源に接続さ
れる。

発電コイル（１３）は必要に応じて任意に接続すること
ができる。始動後に、始動コイル（１２）を発電コイル
として作用させることができるように１発電コイル（１
３）と直列に又は並列に接続してもよい。発電コイル（
１３）の内側には第４図にその一部を示す始動電流供給
路（１４）が配置されている。

この始！Ｊ／Ｊ電流供給路（１４）は、円周状に連続す
る第１の導電路（１４１）　、この導電路（１４１）の
外側に円周状に連続する第２の導電路（＋４２）　、及
びこの第２の導電路（１４２）外側に円周に沿ってとび
とびに配置した接続用分離路（第３の導電路）　（１４
３）を有する。第１の導電路（１４１）は電源（車両の
バッテリー）　（９０）の負極に接続され、第２の導電
路（１４２）は電源（９０）の正極に接続される。この
始動電流供給路（１４）への電源（９０）の接続は、導
電路（＋４１）、（１４２）の下に伸長させたビン（１
４Ｂ）　、（１４７）にアダプタプラグ（８０）を挿入
することで行う、このビン（１４［ｉ）、（１４７）と
プラグ（８０）との関係は第５図（ａ）　、　（ｂ）に
示すようである。始動電流供給路（１４）のピン（１４
Ｂ）　、（１４７）と平行してストッパ受は部材（１４
９）が形成されている。この部材（１４９）並びに周辺
のプラグホルダ部分は電源供給路（］４）の絶縁板と共
にプラスチック一体成型することができる。アダプタプ
ラグ（８０）は、第５図に示すように、例えばプラスチ
ック製の本体ブロックにビン（１４Ｂ）　、　（１４７
）を受けるためのスロット（８１，）、（８２）が形成
されており、このスロット（８１）　、（８２）の中に
ピン（１４Ｂ）　、（１４？）を受ける導電性スリーブ
が挿入配置されており、その端部が端子（８４）、（８
５）となっている、この端子（８４）　、　（８５）に
電源線を接続する。また、本体ブロックの横には、スト
ッパ（８３）がブロックと同じプラスチック材料で一体
に形成されており、プラグ（８０）をピン（１４Ｂ）　
、（１４７）に組合せた場合に、このストッパ（８３）
とストッパ受は部材（１４９）とが嵌合して、アダプタ
プラグ（８０）はしっかりと始動電流供給路（１４）側
に接続される。

このような始動電流供給路（１４）は、例えばプリント
基板技術を用いて、絶縁性の薄い基板の上に導電性薄膜
を形成することにより製造できる。

回転子（２０）は、カップ状のブレーム（２１）の立ち
上がり部分（２１Ａ）の内側に一定間隔で８つの磁極（
２２）が配置されている。この実施例においては。

この磁極（２２）は永久磁石であるが、電磁石としても
よい、磁極（２２）の極性は内側に向かってＳ−Ｎが交
互になるように配置しである。フレーム（２１）の中央
部分にはエンジンのクランクシャフト（４０）を受ける
ためのフランジキャップ（２３）がリベットなどで固定
されている。このフランジキャップ（２３）にはクラン
クシャツ）　（４０）に軸方向に着脱可能に連結されて
回転する回転子シャフト（２４）が挿通されており、こ
のシャフト（２４）は固定子（１０）を支持する発電装
置のカバーフレーム（１５）に設けたベアリング（１６
）でその終端が支持される。

このシャフト（２４）には、前述の始動電流供給路（１
４）と接触し得るブラシを装備するブラシホルダ（２５
）がシャフト（２４）方向に所定長さに亘り摺動自在に
設けられ、又ブラシホルダ駆動用ギヤ（２６）が固定さ
れている。ブラシホルダ（２５）及び駆動用ギヤ（２６
）の間はコイルスプリング（２７）でバイアスされてい
る。ブラシホルダ駆動用ギヤ（２６）とベアリング（１
６）の間には電磁マグネッ）　（３０）が配置されてい
るが、このマグネット（３０）は回転しない、ただし、
回転するようにしてもよい。

ブラシホルダ（２５）の周辺の構成は、第４図及び第６
図に示すようである。すなわち、シャフト（２４）に固
定された磁性材料より成るブラシホルダ（２５）は円周
に沿って対称に配置固定したコイルスプリング（２５３
）によってリング状のブラシプレート（２５１）を支持
している。ブラシプレート（２５１）の−面には複数の
ブラシ（２５２）が固定されている。

ブラシブレー）　（２５１）には、始動電流供給路（１
４）の第１の導電路（１４１）と第３の導電路（１４３
）とを接続するブラシ（２５２Ａ）と、第２の導電路（
１４２）と第３の導電路（１４３）とを接続するブラシ
（２５２Ｂ）とが交互に８個配列されている。ブラシ（
２５２）の材料は通常の回転電動機と同様であり、所定
の導電性を有する。コイルスプリング（２５３）は、ブ
ラシ（２５２）と始動電流供給路（１４）とをしっかり
接触させるための押圧力を付与するためのものである。

ブラシホルダ（２５）のシャフト（２４）周辺には、ブ
ラシホルダ駆動用ギヤ（２６）と噛み合わさるギヤ（２
５９）を設けである。このギヤ（２５９）は、マグネッ
ト（３０）の励磁によってブラシホルダ（２５）が、ス
プリング（２７）の力に抗して吸引された際、ブラシプ
レート駆動用ギヤ（２６）と噛み合い、回転子の反時計
方向への回転を可能とする。このとき、ブラシ（２５２
）と各導電路（＋４１）　、（１４２）、（１４３）と
が接触する。電磁マグネッｈ　（３０）が消勢されてい
る場合は、コイルスプリング（２７）が伸びており、ブ
ラシ（２５２）と各導電路（ｔａｔ）、（１４２）、（
１４３）との接触は解除される。

以上のような始動コイル（１２）、導電路（１４１）　
。

（１４２）、（１４３）　、ブラシ（２５２Ａ）　、（
２５２Ｂ）の電気的接続の様子、及び界磁極（２２）と
の配置関係は第７図に示すようであり、この一部を直線
的な関係で図示すれば第８図のようである。

次に、この実施例の動作を、第８図を参照しつつ説明す
る。

エンジン始動のためスタータスイッチ（図示せず）を操
作すると、バッテリー（９０）の電圧が装置に印加され
、電磁マグネッ）　（３０）が励磁される。

このため、ブラシ（２５２）が始動電流供給路（１４）
の導電路（１４１）、（１４２）、（１４３）と接触す
る。すなわち、導電路（１４１）　、　（１４２）　、
　（１４３）並びにブラシ（２５２）の協働によって各
始動コイル（１２）に所定方向の電流が流れる。

例えば、ブラシ（２５２）の導電路（１４１）、（１４
２）　。

（１４３）との接触の様子が第７図に示すようであると
すると、電流はブラシ（２５２Ｂ）からブラシ（２５２
Ａ）に向かって各始動コイル（１２）を流れる。このた
め、始動コイル（１２）に形成される磁界はＮ極からＳ
極へ向かう矢印で示すようになる。界磁磁石（２２）の
磁界は一定であり、やはり矢印で示すようである。この
ため、各磁極（２２）と対向するコイル（１２）、例え
ば磁極（２２Ａ）と対向するコイル（＋２Ａ）　。

（１２Ｂ）　、（１２Ｇ）は左から順に１つの吸引力及
び２つの反発力を形成する。このため、回転子（２０）
が回転し、これに伴ってブラシ（２５２）自体の回転す
る。従って、ブラシ（２５２）は次の磁極位置に移動し
、同時に導電路（１４１）、（１４２）　、（１４３）
の接続を切換える。従って、前述の吸引反発の関係が逆
になり同様に回転子が回転する。このようにして、順次
ブラシ（２５２）が回転し、始動コイル（１２）の接続
を切換えることにより、始動コイル（１２）と界磁極（
２２）との間で吸引反発が連続して生じ、回転子が連続
して回転する。

こうして、エンジン始動が完了したことにより、スター
タスイッチが開かれると、電磁マグネット（３０）は消
磁され、導電路（１４１）　、（１４２）　。

（１４３）とブラシ（２５２）との接触が解除されるが
、エンジンは既に始動しているため回転し続ける。

ところで第９図は従来の発電装置を示し、（１０２０）
は界磁子、（１０１０）は発電用コイル（１０１３）を
設けた電機子である。ここでクランクシャフト（４０）
に連結され２回転子とされた従来の界磁子（１０２０）
はこの発明における装置の界磁子（２０）と同一なもの
である。

すなわち、この発明における装置は従来の装置における
界磁子（１０２０）を使用し得るようにしたものであり
、これは、この発明においてブラシ（２５２）を摺動可
能に支持する回転子シャフト（２４）をクランクシャフ
ト（４０）に対して着脱自在に取り付けるとともに電機
子（１０）の外径を従来と同一にすることにより容易に
達成される。

尚、この発明は１以上の実施例及び変形例に限定される
ものでなく、この発明の技術的思想の範囲において、各
種の実施態様及び変形態様が可能であり、例えば、始動
電流形成路の導電路とブラシとの接触及びその解除は電
磁マグネットの吸引力によるのでなく、反発力によるこ
ともできる。

磁極数等においてもブラシ数が８つに限定されないのは
もちろんのことである。

（発明の効果）この発明によれば、以上のように、始動コイルと発電コ
イルとを１つの磁気回路に設け、始動コイルの電源への
接続を始動電流供給路及びブラシの協働によって順次切
換えて回転トルクを得るようにするとともに、ブラシを
支持する回転シャフトをクランクシャフトに着脱自在と
したことにより、次のような効果を奏する車両用発ＴＩ
！装置を得ることができる。

（１）始動部分及び発電部分が一体となり、減速軸やス
ターティングクラッチなどの部品が不要となり、発電装
置の著しい小型化が図れると共に、品質の大幅な安定化
が期待される。

（２）界磁子として従来のものがそのまま使用でき、低
コストで汎用性に優れる。

（３）始動及び発電を共通回転軸で行い、この軸をクラ
ンクシャフトに直結するため、始動効率が良い。

（４）始動後はブラシの接触が解除されるため、ブラシ
の摩耗が著しく減少し、ブラシの保守がほとんど不要と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る発電装置の縦断面図、
第２図乃至第４図はこの発明の実施例の要部説明図、第
５図及び第６図はこの発明の他の要部の説明図、第７図
はこの発明の実施例の構成要素の電気的系統図、第８図
はこの発明の実施例の動作説明図、第９図は従来の発電
装置を示す図である。尚、図面中（１０）は電機子、（１２）は始動コイル、
（１３）は発電コイル、（１４）は始動電流供給路、（
２０）は界磁子、（２２）は界磁極、（２５）はブラシ
ホルダ。（３０）は電磁マグネット、（４０）はクランクシャフ
ト、（８０）は電源（バッテリー）　、　（１４１）、
（１４２）。（１４３）は導７ヒ路、（２５１）はブラシプレート、
（２５２）はブラシである。特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　弁理士　　　下　　１）　容−即問　　　　弁理士　
　　　大　　橋　　邦　　嵩量　　　弁理士　　　小　
　山　　　　右同　　　弁理士　　　野　　１）　　　
及第１図］２Ｗ處各コイル第５図　　　十第８図第６図第７図９２Ｂ第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）始動コイル並びに発電コイル及び始動時に所定の
前記始動コイルに順次電源から電流を供給するための始
動電流供給路を同心状に有する電機子と、前記始動コイルに形成される磁界と吸引反発を繰返すた
めの磁界並びに前記発電コイルの発電用磁界を供給する
界磁極を有する界磁子と、この電機子の中心部に挿通され、始動電流供給路の接続
を切換るためのブラシを支持しその軸端がエンジンのク
ランクシャフトの軸端に周方向には一体的に回転可能で
、且つ軸方向には着脱自在に取り付けられた回転子シャ
フトと、始動時にのみ前記ブラシを回転子シャフトに沿って摺動
させ、前記始動電流供給路に接触させるマグネットとを
備え、前記電機子を固定子、前記界磁子をエンジンのクランク
シャフトに連結した回転子とし、始動時に前記始動コイ
ルを前記界磁極との間に生ずる吸引反発力により始動ト
ルクを得、始動後は前記マグネットを消勢し前記始動電
流供給路及び前記ブラシの接触を解除してエンジン回転
により前記発電コイルから電気エネルギーを得るように
した車両用発電装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
始動電流供給路は電源の各極に接続される同心円状の第
１及び第２の導電路及び前記始動コイルに接続される第
３の導電路を有し、また前記ブラシは前記第１及び第３
の導電路を接続するブラシ及び前記第２及び第３の導電
路を接続するブラシを交互に配列したことを特徴とする
車両用発電装置。
（３）特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置にお
いて、前記始動コイル及び前記発電コイルは共通の磁気
回路に形成されていることを特徴とする車両用発電装置
。
（４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
載の装置において、前記回転子はエンジンのクランクシ
ャフトに直結されていることを特徴とする車両用発電装
置。