【手続補正書】
【提出日】平成17年1月21日(2005.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁巻線を有し、該界磁巻線に給電されて回転磁界を形成する１つの回転子と、
３相分の巻線部をＹ結線して構成された少なくとも１組の三相交流巻線を有し、上記回転子を内包するように配設され、上記回転磁界が印加されて出力を発生する１つの固定子と、
上記界磁巻線の通電電流を制御して上記固定子の出力を調整する電圧調整手段とを備えた車両用電源装置において、
上記三相交流巻線の各巻線部が複数の分割巻線に分割構成され、上記複数の分割巻線の出力が独立して同時に取り出され、それぞれ異なる電気負荷に給電されるように構成されていることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
上記複数の分割巻線の出力がそれぞれ独自の整流器により全波整流されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
上記各巻線部が２つの上記分割巻線に分割構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用電源装置。
【請求項４】
一方の上記分割巻線の出力が上記電圧調整手段により一定に調整され、他方の上記分割巻線の出力が上記分割巻線のターン数に基づく分圧比により一定に制御されるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の車両用電源装置。
【請求項５】
上記一方の分割巻線が低電圧側の分割巻線であることを特徴とする請求項４記載の車両用電源装置。
【請求項６】
２つの上記分割巻線が同一ターン数を有するように構成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の車両用電源装置。
【請求項７】
上記固定子は、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で形成され、６スロット毎の該スロットで構成される６つのスロット群が形成された固定子鉄心を有し、
上記各巻線部は、それぞれ隣り合う２つの上記スロット群に巻装された巻線を直列に接続して構成され、
上記三相交流巻線は、上記各巻線部をＹ結線して構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両用電源装置。
【請求項８】
上記固定子は、スロットが毎極毎相当たり２個の割合で形成され、６スロット毎の該スロットで構成される６つのスロット群が形成された固定子鉄心を有し、
上記各巻線部は、上記６つのスロット群のそれぞれに巻装された巻線で構成され、
上記各巻線部を３つづつＹ結線して等価な２組の上記三相交流巻線が構成され、かつ、
２組の上記三相交流巻線の同一相を構成する上記各巻線部を分割構成する上記複数の分割巻線が並列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両用電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ここで、電圧調整器８は、ゼナーダイオード８４により分圧抵抗器８５、８６の検出電圧（端子８ｃでの電圧）と第１の調整値との比較を行っている。そして、検出電圧が第１の調整値より高い場合、即ち分圧抵抗器８５、８６の分圧点での電圧がゼナーダイオード８４のゼナー電圧より高い場合は、ゼナーダイオード８４がオンし、制御トランジスタ８３がオンし、パワートランジスタ８１がオフすることによって、界磁巻線７の通電電流が減少される。また、検出電圧が第１の調整値より低い場合は、ゼナーダイオード８４がオフし、制御トランジスタ８３がオフし、パワートランジスタ８１がオンすることによって、界磁巻線７の通電電流が増加される。これにより、端子８ｃでの電圧が第１の調整値に一定に調整される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１２は例えば特開平４−２０８１００号公報に記載された従来の他の車両用電源装置の回路図である。
図１２において、車両用交流発電機１Ａは、１組の三相交流巻線２Ａと、三相交流巻線２Ａに磁界を印加する界磁巻線７とを備えている。この三相交流巻線２Ａは、Ｙ結線された主巻線２−１と、主巻線２−１に直列に接続された補助巻線２−２とから構成されている。そして、この従来の他の車両用電源装置は、車両用交流発電機１Ａに加えて、主巻線２−１に接続されてその交流出力を全波整流する第１の整流器３と、第１の整流器３と並列に接続されて主巻線２−１の交流出力を全波整流する第２の整流器４と、補助巻線２−２に接続されて交流出力を全波整流する第３の整流器１７と、界磁巻線７の通電電流をスイッチングして第１、第２および第３の整流器３、４、１７の出力電圧を調整する電圧調整器８Ａとを備えている。この第３の整流器１７の出力は、スイッチＳＷ４およびＳＷ４’を介して電気負荷やバッテリ１８に供給される。また、コントローラ１９は、車両用交流発電機１Ａの回転数検出信号によって動作し、所定回転数未満の時にはスイッチＳＷ４およびＳＷ４’をオンし、それ以上の時にはスイッチＳＷ４およびＳＷ４’をオフとするようにスイッチＳＷ４およびＳＷ４’を操作する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、一方の上記分割巻線の出力が上記電圧調整手段により一定に調整され、他方の上記分割巻線の出力が上記分割巻線のターン数に基づく分圧比により一定に制御されるように構成されているものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用電源装置の回路図であり、図において、図において図１１に示した従来の車両用電源装置と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１において、車両用交流発電機２０は、それぞれ第１巻線２２ａと第２巻線２２ｂとを直列に接続してなる３相分の巻線部２２がＹ結線された１組の三相交流巻線２１と、各巻線部２２の分割巻線である第１巻線２２ａに接続されてその交流出力を全波整流する第１の整流器２４と、各巻線部２２の分割巻線である第２巻線２２ｂに接続されてその交流出力を全波整流する第２の整流器２５と、三相交流巻線２１に磁界を印加する界磁巻線７と、界磁巻線７の通電電流をスイッチングして第２の整流器２５の出力電圧を調整する電圧調整器２６とを備えている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ここで、電圧調整器２６は、ゼナーダイオード８４により分圧抵抗器８５、８６の検出電圧（端子２６ｃでの電圧）と調整値との比較を行っている。そして、検出電圧が調整値より高い場合、即ち分圧抵抗器８５、８６の分圧点での電圧がゼナーダイオード８４のゼナー電圧より高い場合は、ゼナーダイオード８４がオンし、制御トランジスタ８３がオンし、パワートランジスタ８１がオフすることによって、界磁巻線７の通電電流が減少される。また、検出電圧が調整値より低い場合は、ゼナーダイオード８４がオフし、制御トランジスタ８３がオフし、パワートランジスタ８１がオンすることによって、界磁巻線７の通電電流が増加される。これにより、端子２６ｃでの電圧、即ち第２の整流器２５の出力電圧が調整値に一定に調整される。
また、第１の整流器２４の出力電圧は、第２の整流器２５の出力電圧と第１巻線２２ａと巻線部２２とのターン数比とにより決まる。そこで、第２の整流器２５の出力電圧が電圧調整器２６により調整値に一定に調整され、第１の整流器２４の出力電圧が分圧比により一定に調整されることになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、第１巻線２２ａおよび第２巻線２２ｂの出力が独立して第１の整流器２４および第２の整流器２５により全波整流されるように構成されているので、２系統の直流電圧を出力できる車両用電源装置が簡易な構成で実現される。
また、各相の巻線部２２が第１巻線２２ａおよび第２巻線２２ｂに分割構成されているので、２系統の電圧を出力できる車両用電源装置が簡易な構成で実現できる。
また、第２の整流器２５の出力を電圧調整器２６により一定に調整し、第１の整流器２４の出力を第１巻線２２ａと巻線部２２とのターン数比（分圧比）により一定に制御するようにしているので、制御回路の構成が簡素化される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
この三相交流巻線２１は、３相分の各巻線部２２がＹ結線されて構成されている。各巻線部２２は、銅線材を絶縁被覆してなる導体線５４を、１つのスロット３５ａから固定子鉄心３５の端面側に延出させ、周方向に延びて３スロット離れた次のスロット３５ａに入るように、３スロット毎のスロット３５ａに波状に巻回されて構成され、それぞれ巻装されるスロット３５ａが１スロットづつずれている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このように構成された車両用電源装置において、電圧調整器２６の分圧抵抗器８５、８６を端子２６ｃでの電圧を２７ｖとなるように予め設定し、車両用交流発電機２０を駆動したところ、２４ｖの直流電圧が第２の整流器２５から出力された。そして、第１分割巻線２２ａと第２分割巻線２２ｂとが３ターンであるので、巻線部２２に対する第１分割巻線２２ａのターン数比（分圧比）が１／２となり、２４ｖ（第２の整流器２５からの直流電圧）に対して第１分割巻線２２ａの分圧比（１／２）に相当する１２ｖの直流電圧が第１の整流器２４から出力された。
また、発電機の回転数が２０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．９ｋＷ、第２の整流器２５から０．４ＫＷの電力供給が可能となり、発電機の回転数が５０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から１．１ｋＷ、第２の整流器２５から１．０ＫＷの電力供給が可能となった。
なお、この実施の形態１では、第１分割巻線２２ａと第２分割巻線２２ｂとが同一ターン数に構成されているので、２系統の出力電圧が１：２となる車両用電源装置が簡易に実現できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
このように構成された車両用電源装置において、電圧調整器２６の分圧抵抗器８５、８６を端子２６ｃでの電圧を１３．５７ｖとなるように予め設定し、車両用交流発電機２０Ａを駆動したところ、１２ｖの直流電圧が第１の整流器２４から出力された。そして、第１分割巻線２２ａと第２分割巻線２２ｂとが３ターンであるので、第１分割巻線２２ａに対する巻線部２２のターン数比（分圧比）が２となり、１２ｖ（第１の整流器２４からの直流電圧）に対して巻線部２２（第１分割巻線２２ａ＋第２分割巻線２２ｂ）の分圧比（２）に相当する２４ｖの直流電圧が第２の整流器２５から出力された。
また、発電機の回転数が２０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．４ｋＷ、第２の整流器２５から１．１６ＫＷの電力供給が可能となり、発電機の回転数が５０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．４７ｋＷ、第２の整流器２５から２．１１ＫＷの電力供給が可能となった。
従って、高電圧側の出力を電圧調整器２６により一定に調整する場合に比べ、低電圧側の出力を電圧調整器２６により一定に調整する場合、出力電力の総和を大きくすることができた。実機では、高電圧側の電気負荷１３が低電圧側の電気負荷１１に比べて高電力を必要とされる場合が多く、この実施の形態２の構成が有効となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
このように構成された車両用交流発電機２０Ｂを用いた車両用電源装置においても、２系統の異なる電圧、即ち第１の整流器２４および第２の整流器２５からの出力電圧が発電中エンジンの運転条件に無関係に安定して出力されることになる。従って、この車両用電源装置によれば、低電圧側の電気負荷１１と高電圧側の電気負荷１３とを同時に動作させることができるとともに、低電圧側のバッテリ２７および高電圧側のバッテリ２８とを充電することができる。
また、この実施の形態３によれば、第２分割巻線２３ｂが第１分割巻線２３ａに対して電気角で３０度の位相差を有するように構成されているので、５次および７次の高調波がキャンセルされ、上記実施の形態２に比べて、電磁音の低減が図られる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
まず、図７において、第１巻線６１が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、１番地と２番地とを交互に採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。また、第２巻線６２が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、２番地と１番地とを交互に採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。また、第３巻線６３が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、３番地を採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。
そして、スロット番号１番のスロット３５ａの１番地からリヤ側に延出する第１巻線６１の端部６１ｂと、スロット番号９１番のスロット３５ａの１番地からリヤ側に延出する第２巻線６２の端部６２ｂとが渡り結線される。また、スロット番号１番のスロット３５ａの２番地からリヤ側に延出する第２巻線６２の端部６２ａと、スロット番号９１番のスロット３５ａの３番地からリヤ側に延出する第３巻線６３の端部６３ｂとが渡り結線される。これにより、第１乃至第３巻線６１〜６３を直列に接続してなる３ターンの第１分割巻線２３ａが形成される。そして、スロット番号７番のスロット３５ａの２番地からリヤ側に延出する第１巻線６１の端部６１ａと、スロット番号１番のスロット３５ａの３番地からリヤ側に延出する第３巻線６３の端部６３ａとが、中性点（Ｎ）および中間出力端子（Ｐ）となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ついで、図８において、第４巻線６４が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、１番地と２番地とを交互に採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。また、第５巻線６５が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、２番地と１番地とを交互に採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。また、第６巻線６６が、１本の導体線５４を、６スロット毎のスロット３５ａに、３番地を採るように波状に巻回して、１ターンの波巻き巻線に形成されている。
そして、スロット番号２番のスロット３５ａの１番地からリヤ側に延出する第４巻線６４の端部６４ｂと、スロット番号９２番のスロット３５ａの３番地からリヤ側に延出する第６巻線６６の端部６６ｂとが渡り結線される。また、スロット番号２番のスロット３５ａの２番地からリヤ側に延出する第５巻線６５の端部６５ａと、スロット番号８番のスロット３５ａの２番地からリヤ側に延出する第４巻線６４の端部６４ａとが渡り結線される。これにより、第４乃至第６巻線６４〜６６を直列に接続してなる３ターンの第２分割巻線２３ｂが形成される。そして、スロット番号２番のスロット３５ａの３番地からリヤ側に延出する第６巻線６６の端部６６ａと、スロット番号９２番のスロット３５ａの１番地からリヤ側に延出する第５巻線６５の端部６５ｂとが、中間出力端子（Ｐ）および出力端子（Ｏ）となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ついで、第３巻線６３の端部６３ａ（Ｐ）と第６巻線６６の端部６６ａ（Ｐ）とを接続することにより、即ち第１分割巻線２３ａと第２分割巻線２３ｂとを直列に接続することにより、６ターンの１相分の巻線部２３が構成される。そして、第１分割巻線２３ａが巻装されるスロット群と第２分割巻線２３ｂが巻装されるスロット群とが１スロットずれているので、第２分割巻線２３ｂは第１分割巻線２３ａに対して電気角で３０度の位相差を有している。また、第１巻線６１の端部６１ａと第５巻線６５の端部６５ｂとが１相分の巻線部２３の中性点（Ｎ）および出力端子（Ｏ）となり、第１および第２分割巻線２３ａ、２３ｂとの接続点が中間出力端子（Ｐ）となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
このように構成された車両用電源装置において、電圧調整器２６の分圧抵抗器８５、８６を端子２６ｃでの電圧を１３．５ｖとなるように予め設定し、車両用交流発電機２０Ｂを駆動したところ、１２ｖの直流電圧が第１の整流器２４から出力された。そして、第１分割巻線２３ａと第２分割巻線２３ｂとが３ターンであるので、第１分割巻線２３ａに対する巻線部２３のターン数比（分圧比）が２となり、１２ｖ（第１の整流器２４からの直流電圧）に対して巻線部２３（第１分割巻線２３ａ＋第２分割巻線２３ｂ）の分圧比（２）に相当する２４ｖの直流電圧が第２の整流器２５から出力された。
また、発電機の回転数が２０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．７ｋＷ、第２の整流器２５から０．７ＫＷの電力供給が可能となり、発電機の回転数が５０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．５ｋＷ、第２の整流器２５から２．１ＫＷの電力供給が可能となった。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
このように構成された車両用電源装置において、電圧調整器２６の分圧抵抗器８５、８６を端子２６ｃでの電圧を１３．５ｖとなるように予め設定し、車両用交流発電機２０Ｃを駆動したところ、１２ｖの直流電圧が第１の整流器２４から出力された。そして、第１分割巻線７０ａと第２分割巻線７０ｂとが３ターンであるので、第１分割巻線７０ａに対する巻線部７０のターン数比（分圧比）が２となり、１２ｖ（第１の整流器２４からの直流電圧）に対して巻線部７０（第１分割巻線７０ａ＋第２分割巻線７０ｂ）の分圧比（２）に相当する２４ｖの直流電圧が第２の整流器２５から出力された。
また、発電機の回転数が２０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．８ｋＷ、第２の整流器２５から０．８ＫＷの電力供給が可能となり、発電機の回転数が５０００ｒｐｍの時に、第１の整流器２４から０．６ｋＷ、第２の整流器２５から２．２ＫＷの電力供給が可能となった。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
また、一方の上記分割巻線の出力が上記電圧調整手段により一定に調整され、他方の上記分割巻線の出力が上記分割巻線のターン数に基づく分圧比により一定に制御されるように構成されているので、界磁巻線の通電電流を制御する電圧調整手段の構成が簡略化される。