(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数に応じて増減する電圧を発生する発電機の出力端子と、バッテリ及び負荷を互いに並列に接続されたバッテリ端子との間に設けられた電圧調節回路であって、
前記出力端子にアノードを接続されかつカソードを前記バッテリ端子に接続されたサイリスタと、前記出力端子の電圧が前記バッテリ端子の電圧より大きい場合に前記サイリスタをオン状態にするサイリスタトリガ回路と、前記バッテリ端子の電圧が所定値以上になったことを検出するべく前記サイリスタのカソードに接続されたツェナーダイオード及び当該ツェナーダイオードを介して流れる電流によりオンして前記サイリスタのゲートを接地するスイッチング素子を備える電圧検出スイッチング回路と、前記バッテリが外れた際の前記発電機の出力電圧の発生時にオン状態の前記サイリスタを介して充電されかつ当該出力電圧の消失時に放電し、当該放電電圧が前記ツェナーダイオードによる前記所定値以下になるまで前記放電電流を前記ツェナーダイオードを介して流して前記電圧検出スイッチング回路をオン状態にすることにより、前記サイリスタのオフ状態を前記発電機の出力電圧に応じた所定時間の間保持すべく前記バッテリ端子及び前記ツェナーダイオードのノードに接続されたコンデンサとを有することを特徴とする二輪車用発電機の電圧調節回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁石式発電機にバッテリ及び負荷を互いに並列に接続した二輪車用発電機の電圧調節回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二輪車用発電機の電圧調節回路において、エンジン回転数に応じて増減する電圧を発生する発電機の出力端子と、バッテリ及び負荷を互いに並列に接続されたバッテリ端子との間に電圧調節回路を設けたものとして、例えば図４に示されるものがある。
【０００３】
図４の回路では、磁石式発電機のコイル１には出力端子１ａと中間タップ１ｂとが設けられており、中間タップ１ｂにはヘッドライト２とヘッドライトレギュレータ３とが接続されている。中間タップ１ｂから取り出される分圧された電圧は、ヘッドライトレギュレータ３で定電圧化されてヘッドライト２に供給される。出力端子１ａには電圧調節回路１１のサイリスタ４のアノードが接続されており、そのサイリスタ４のカソードにはバッテリ端子１１ａを介してバッテリ５及び負荷６が互いに並列に接続されている。従って、コイル１の発生電圧がサイリスタ４のオン時にバッテリ端子１１ａに選択的に供給される。
【０００４】
上記電圧調節回路１１内では、出力端子１ａとサイリスタ４のアノードとのノードは、抵抗Ｒ１及び接地側に向けて電流を流す向きのダイオードＤ１を介し、さらに一対のツェナーダイオードＺＤ２・ＺＤ３を介して接地されている。抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１のノードとサイリスタ４のゲートとの間にはゲートに向けて電流を流す向きにダイオードＤ２が接続されている。なお、サイリスタ４のカソード及びゲート間には、バッテリ満充電時にゲートに電流を流さなくするための抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１が互いに並列に接続されている。
【０００５】
このようにして構成された電圧調節回路１１によれば、磁石式発電機のコイル１から半波の波形の発生電圧がエンジン回転数に応じて順次出力されており、その発生電圧が、一対のツェナーダイオードＺＤ２・ＺＤ３により上限値（例えば１４Ｖ）以上にならないようにされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、何らかの原因によりバッテリ５がバッテリ端子１１ａから外れたり、またはバッテリ５用の図示されないヒューズが切れたり、あるいはバッテリ液が蒸発し過ぎてしまう場合が考えられる。このような場合には、上記回路にあってはバッテリの充電不足と判断してサイリスタ４をオンするため、発電機の出力電圧がそのまま負荷に印加される。そのため、各負荷（例えばＤＣ−ＣＤＩやフラッシャランプ）毎に過電圧対策を施す必要があるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、バッテリ外れなどが生じた場合にバッテリ端子に並列に接続された各負荷に過電圧が加わることを防止するために、本発明に於いては、エンジン回転数に応じて増減する電圧を発生する発電機の出力端子と、バッテリ及び負荷を互いに並列に接続されたバッテリ端子との間に設けられた電圧調節回路であって、前記出力端子にアノードを接続されかつカソードを前記バッテリ端子に接続されたサイリスタと、前記出力端子の電圧が前記バッテリ端子の電圧より大きい場合に前記サイリスタをオン状態にするサイリスタトリガ回路と、前記バッテリ端子の電圧が所定値以上になったことを検出するべく前記サイリスタのカソードに接続されたツェナーダイオード及び当該ツェナーダイオードを介して流れる電流によりオンして前記サイリスタのゲートを接地するスイッチング素子を備える電圧検出スイッチング回路と、前記バッテリが外れた際の前記発電機の出力電圧の発生時にオン状態の前記サイリスタを介して充電されかつ当該出力電圧の消失時に放電し、当該放電電圧が前記ツェナーダイオードによる前記所定値以下になるまで前記放電電流を前記ツェナーダイオードを介して流して前記電圧検出スイッチング回路をオン状態にすることにより、前記サイリスタのオフ状態を前記発電機の出力電圧に応じた所定時間の間保持すべく前記バッテリ端子及び前記ツェナーダイオードのノードに接続されたコンデンサとを有することものとした。
【０００８】
正常時には、バッテリ端子の電圧が所定値に達するまではサイリスタがオン状態であり、発電機の出力電圧によりバッテリを充電し、バッテリ端子の電圧が所定値以上になったらスイッチング回路を介してサイリスタのゲートを接地するため、サイリスタがオフ状態になって過充電が防止される。バッテリ外れなどによりバッテリ端子の電圧が低下した場合には、充電不足と判断して一旦サイリスタがオン状態になるが、その時負荷に印加される電圧によりコンデンサが充電され、そのコンデンサの放電によりスイッチング回路がオンしてサイリスタのゲートが接地されるため、発電機からの次の電圧波形が出力されても、バッテリ端子に出力電圧が印加されることがない。なお、コンデンサの充放電時間を好適に設定することにより、正常時の供給電圧に対応した出力電圧をバッテリ端子に発生させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明が適用された二輪車用発電機の電圧調節回路を示す回路図であり、従来例で示した回路と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図１に示されるように、本電圧調節回路７は、磁石式発電機のコイル１の出力端子１ａと、バッテリ５及び負荷６を互いに並列に接続されたバッテリ端子７ａとの間に設けられている。
【００１１】
上記電圧調節回路７にあって、出力端子１及びバッテリ端子７ａ間には従来例と同様にサイリスタ４が接続されており、サイリスタ４のアノード・ゲート間の抵抗Ｒ１及びダイオードＤ２と、サイリスタ４のカソード・ゲート間の抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１とが、それぞれ従来例と同様に接続されている。これら各素子によりサイリスタトリガ回路８が構成されている。
【００１２】
出力端子１ａには、上記抵抗Ｒ１を介して、トランジスタＱ１及びダイオードＤ１が直列に接続されている。このトランジスタＱ１をオンすることにより出力端子１ａが接地される。またバッテリ端子Ｂが、接地側に向けて電流を流す向きのダイオードＤ３と、電圧検出スイッチング回路をオン状態にするコンデンサとしてのコンデンサＣ２を介して接地されている。それらダイオードＤ３及びコンデンサＣ２間のノードとトランジスタＱ１のベースとの間には、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ２間のノードの電位が所定値以上になったらベース電流を流すためのツェナーダイオードＺＤ１が設けられている。これらの内のトランジスタＱ１・ツェナーダイオードＺＤ１・ダイオードＤ３により電圧検出スイッチング回路９が構成されている。
【００１３】
次に、本回路の作動要領について示す。バッテリ端子７ａの電圧より出力端子１ａの電圧が大きくなった場合には、サイリスタ４がオンしてバッテリ５が充電される。この時、バッテリ端子の電圧（バッテリ５電圧）によりコンデンサＣ２が充電される。また、バッテリ端子の電圧がツェナーダイオードＺＤ１の閾値電圧（例えば１４Ｖ）を越えて高くなった場合には、ツェナーダイオードＺＤ１を介してトランジスタＱ１のベースに電流が流れてトランジスタＱ１がオンし、サイリスタ４のゲートが接地されることにより、サイリスタ４がオフする。このようにして、バッテリ５に対して過充電を防止した好適な充電を行い得る。
【００１４】
ところで、バッテリ５が外れたり、またはバッテリ５用のヒューズが切れたり、あるいはバッテリ液が蒸発し過ぎてしまった場合には、上記バッテリ端子７ａの電圧より出力端子１ａの電圧が大きくなった場合であり、充電不足と判断される。従って、サイリスタ４がオンし、発電機のコイル１の発生電圧がそのまま負荷６に印加されてしまう。
【００１５】
なお、本発明が適用される磁石式発電機にあっては図２に示されるようにコイル１から半波波形（図の実線及び想像線）が連続して出力される。本発明の回路によれば図２の左端の実線で示される波形によりコンデンサＣ２が充電され、その波形が消失すると、コンデンサＣ２の放電によりトランジスタＱ１がオンして、サイリスタ４がオフする。この状態は、コンデンサＣ２の放電電圧がツェナーダイオードＺＤ１の閾値電圧以下になるまで保持され、エンジン回転に応じて想像線で示されるように電圧が発生しても、バッテリ端子７ａには電圧が印加されない。
【００１６】
従って、バッテリ端子７ａに印加される電圧の平均値を負荷６の定格電圧（例えば１４〜１６Ｖ）に合わせるように、コンデンサＣ２の放電時定数を設定することにより、バッテリ外れなどの障害が起きても、何ら不都合を生じることなく負荷を通常状態で駆動し得る。そのため、負荷側に過電圧防止対策を必要とせず、そのための回路を省略し得る。また、前記したように極めて簡単な回路構成であり、回路の部品点数を極力減少し得る。
【００１７】
また本発明による回路にあっては、図３に示されるように構成することもできる。この第２の実施例の回路にあっては、前記実施例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。前記実施例でトランジスタＱ１のエミッタと接地との間に接続されたダイオードＤ１が、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ１のコレクタとの間に設けられている。また、ダイオードＤ３とコンデンサＣ２との間に抵抗Ｒ３・Ｒ４が互いに直列に接続されて、それら両抵抗Ｒ３・Ｒ４間のノードにツェナーダイオードＺＤ１が接続されている。
【００１８】
この第２の実施例の作用・効果については前記実施例と同様であることは言うまでもない。なお、上記抵抗Ｒ３は充電調整抵抗であり、抵抗Ｒ４は充・放電調整抵抗である。
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、バッテリ外れなどが生じた場合であっても、バッテリと並列にバッテリ端子に接続された負荷に過電圧が印加されることを防止できるため、負荷に過電圧防止対策のための比較的高価な耐圧・耐熱素子を設ける必要がなく、負荷のユニットの電気回路を低廉化し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された二輪車用発電機の電圧調節回路を示す回路図。
【図２】二輪車用発電機の発生電圧波形を示す図。
【図３】第２の実施例を示す図１に対応する図。
【図４】従来の二輪車用発電機の電圧調節回路を示す回路図。
【符号の説明】
１  コイル
１ａ  出力端子
１ｂ  中間タップ
２  ヘッドライト
３  ヘッドライトレギュレータ
４  サイリスタ
５  バッテリ
６  負荷
７  電圧調節回路
７ａ  バッテリ端子
８  サイリスタトリガ回路
９  電圧検出スイッチング回路
１１  電圧調節回路
１１ａ  バッテリ端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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