(57)【要約】【課題】  接続されるバッテリに適合した発電出力を供給できるようにするとともに、適合しない場合も一定の負荷電圧があれば出力可能にする。【解決手段】 切り換えスイッチ２５は、三相整流ブリッジ回路２の出力電圧を制御するための出力電圧設定値（目標値）を選択する。出力制御装置３４は、目標値に従って整流回路２を制御する。負荷判別部３５では、接続されたバッテリ１９の端子電圧を負荷電圧として判別する。目標値に対して負荷電圧が許容範囲内にあるときは出力制御部３４に対して出力許可が指示される。負荷電圧が許容範囲内にないときは警告が表示される。警告が表示されているときでも、許容範囲より低い所定電圧以上の負荷電圧が現れているときには、強制出力スイッチ３７を操作して出力を発生させてバッテリ１９を充電可能にする。【選択図】       図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の出力巻線から出力される交流を整流回路で直流に変換して出力するバッテリ充電用の出力端子を有する可搬型発電機において、
前記整流回路の出力電圧設定値を選択する切り換え手段と、
前記出力端子に現れる負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、
前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された許容負荷電圧範囲内であるときに前記出力端子への出力を可能にする負荷判別手段と、
前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い場合に、強制的に前記出力端子への出力を可能にする強制出力スイッチとを具備したことを特徴とする可搬型発電機。
【請求項２】
前記強制出力スイッチが、前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い値に設定された値以上の電圧であるときに前記出力端子への出力を可能にするものであることを特徴とする請求項１記載の可搬型発電機。
【請求項３】
前記強制出力スイッチが、自己復帰型の押しボタンスイッチであり、予め設定された回数操作することによって前記出力端子への出力を可能にするものであることを特徴とする請求項１または２記載の可搬型発電機。
【請求項４】
前記負荷判別手段によって、前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された負荷電圧範囲内であると判別されなかったときに警告をするための表示手段を具備したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可搬型発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬型発電機に関し、特に、比較的大容量の直流でバッテリを充電するのに好適な可搬型発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等で駆動される可搬型発電機は、従来から屋外作業やレジャーにおける活動等で使用される電気機器の電源として広く利用されている。さらに近年、コンピュータ用の無停電電源装置、いわゆるＵＰＳのバックアップ電源等にも用途が広がりつつある。この種の可搬型発電機を直流出力用発電機として構成する場合、機体は小型でありながらも、出力は比較的低電圧・大電流を供給可能であることが要求される傾向がある。このような大電流出力が要求される発電機においては、出力巻線の線径が太くなり、かつ巻線間の絶縁についても絶縁耐圧や絶縁材の材質等により一層高いレベルの配慮が必要となる。
【０００３】
そこで、本出願人は、出力巻線の線径を細くできたり、電力素子の容量を小さくできる可搬型発電機を提案している（実用新案登録第１５１１８４３号）。この登録実用新案に係る考案では、同一鉄心にそれぞれ独立して巻装される複数の出力巻線と、この複数の出力巻線に対応して設けられたサイリスタブリッジ整流回路とで互いに独立した複数の電源ユニットを形成し、それぞれの電源ユニットの出力を並列接続して、それぞれの出力を合体させるようにしている。
【特許文献１】実用新案登録公報第１５１１８４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された可搬型発電機をバッテリ充電用として使用する場合つまりバッテリを負荷とする場合、接続されるバッテリの電圧仕様に応じて充電電圧を変更する必要がある。このために切り換えスイッチを設けて、接続されるバッテリ毎に発電機の出力を変更することが考えられる。しかし、バッテリが接続される毎に電圧仕様を確認して切り換えスイッチを操作するのは煩雑であるし、誤って出力を変更する操作を行うと、バッテリが過充電になったり十分に充電できなかったりするおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題点を解消して、切り換えスイッチの誤操作によるバッテリの過充電および充電不足を生じないようにすることができる可搬型発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、発電機の出力巻線から出力される交流を整流回路で直流に変換して出力するバッテリ充電用の出力端子を有する可搬型発電機において、前記整流回路の出力電圧設定値を選択する切り換え手段と、前記出力端子に現れる負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された許容負荷電圧範囲内であるときに前記出力端子への出力を可能にする負荷判別手段と、前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い場合に、強制的に前記出力端子への出力を可能にする強制出力スイッチとを具備した点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記強制出力スイッチが、前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い値に設定された値以上の電圧であるときに前記出力端子への出力を可能にするものである点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記強制出力スイッチが、自己復帰型の押しボタンスイッチであり、予め設定された回数操作することによって前記出力端子への出力を可能にするものである点に第３の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記負荷判別手段によって、前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された負荷電圧範囲内であると判別されなかったときに警告をするための表示手段を具備した点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
第１の特徴を有する本発明によれば、接続された負荷電圧、つまり負荷として接続されるバッテリの電圧が、切り換えスイッチで選択された出力電圧設定値に対して設定された許容負荷電圧範囲で一致しているときにのみ整流回路からバッテリに対する出力の供給が可能になる。したがって、出力電圧と負荷電圧との不整合のまま出力開始されることはなくなり、切り換えスイッチの誤操作がされていても、バッテリに適合しない出力電圧でバッテリが充電されて過充電や充電不足が生じるのを防止できる。また、許容負荷電圧範囲に従っているので、バッテリの端子電圧がバッテリが放電深さの違いによって、ある程度異なっていても出力電圧との適合が判断される。
【００１１】
さらに、バッテリ放電量が大きくて端子電圧の低下が大きい場合であっても、操作者が必要に応じてバッテリの充電作業を試みることが可能になる。また、緊急時に指定のバッテリがなくて代用のバッテリを使用する場合に、放電特性の違いで電圧低下が大きい場合であっても、救済措置として操作することで充電が可能になる。
【００１２】
第２の特徴によれば、負荷が存在していることを確認することができるので、短絡状態等の故障状態や、バッテリが接続されない状態での強制出力が回避される。
【００１３】
第３の特徴によれば、操作者が強制出力の意思をもってスイッチ操作を行った場合にのみ強制出力が可能になるので、誤操作による出力が防止される。
【００１４】
第４の特徴によれば、出力電圧設定値に対して負荷電圧が予定の範囲内にない場合は、警告灯や警告音等によって、出力電圧設定値と負荷電圧との不整合を容易に認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る可搬型発電機の要部構成図である。図１において、発電機本体の固定子１は、それぞれ独立した４つの出力巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、これら出力巻線Ｌ１〜Ｌ４とは独立している補助巻線Ｌ５とを単一の固定子鉄心（図示せず）の突極に巻装して構成される。出力巻線Ｌ１〜Ｌ４は、巻き数や線径等が同一のものが使用される。つまり同一仕様である。
【００１６】
固定子１の外周には、図示しない回転子が設けられる。回転子は環状に配置された複数の磁石を有するもので、いわゆるアウタロータである。この回転子は駆動源（ここでは、エンジンを想定する）に接続され、固定子１の外周に沿って回転するように駆動される。
【００１７】
出力巻線Ｌ１〜Ｌ４は、サイリスタ（制御端子付き整流素子）とダイオードとで構成される三相整流ブリッジ回路２、３，４，５にそれぞれ接続される。サイリスタならびにダイオードを示す図中の記号はいずれも周知であり、図の煩雑を回避するためこれらには参照符号を付していない。三相整流ブリッジ回路２〜５の出力側には、それぞれ平滑用コンデンサ６，７，８，９が設けられる。三相整流ブリッジ回路２〜５のプラス側出力線は一本に統合されてプラス側出力端子１０に接続され、マイナス側出力線は１本に統合されてマイナス側出力端子１１に接続される。
【００１８】
前記各プラス側出力線の、１本に統合される前の位置には、シャント１２，１３，１４，１５が設けられる。シャント１２〜１５のそれぞれの両端の電位差、つまり三相整流ブリッジ回路２〜５の各出力電流Ｉｄ１，Ｉｄ２，Ｉｄ３，Ｉｄ４を示す信号がマイクロコンピュータつまりコントローラ（図２参照）１６に入力される。また、前記各コンデンサ６〜９の両端の電位差、つまり三相整流ブリッジ回路２〜５のそれぞれの出力電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３，Ｖｄ４がコントローラ１６に入力される。
【００１９】
前記各プラス側出力線の、１本に統合された位置にはヒューズ１７が設けられる。ヒューズ１７は、三相整流ブリッジ回路２〜５の各出力電流の合算値の最大値を許容するものを選択して設ける。１本に統合された前記プラス側出力線の、ヒューズ１７の上流側と前記４本のマイナス側出力線のうちの少なくとも１本（図１では２本の例を示す）の線間にはダイオード１８が設けられる。このダイオード１８によって、例えば、負荷であるバッテリ１９が誤って正負逆接続された場合、負荷側からの電流は、このダイオード１８を介して１本に統合された出力線間に流れることになる。したがって、この出力線に比べて許容電流が小さい各三相整流ブリッジ回路２〜５側へ、逆接続された負荷からの電流が流入するのが防止される。
【００２０】
プラス側およびマイナス側の出力端子１０，１１にはバッテリ１９およびＵＰＳ２０が接続され、ＵＰＳ２０の出力側は図示しない電子機器、例えばコンピュータシステムに接続される。ＵＰＳ２０には、例えば、商用の交流電源２１が接続され、バッテリ１９は、この商用交流電源２１を使って常時充電（フロート充電）されている。本実施形態の可搬型発電機はＵＳＰ２０に接続されて、商用交流電源２１が停電時等にＵＳＰ２０およびバッテリ１９に電力を供給する。本可搬型発電機は、異なる定格電圧、例えば、４８ボルトと３６ボルトのバッテリ１９を接続することができるように構成されている。
【００２１】
図２は、コントローラとその周辺の接続図である。補助巻線Ｌ５は定電圧回路２２に接続される。定電圧回路２２は、正負（プラス５ボルトおよびマイナス５ボルト）それぞれの三端子レギュレータ２２１，２２２を含み、補助巻線Ｌ５の電圧に基づいて安定化された正負各５ボルトの直流電源電圧を発生する。この直流電源電圧はコントローラ１６の電源として使用される。補助巻線Ｌ５の出力波形はコントローラ１６に供給され、コントローラ１６はこの出力波形に基づいて発電機本体のアウタロータの回転状態を検出する。コントローラ１６には、コントローラ１６で使用されるデータを格納するためのＥＥＰ−ＲＯＭ２３が接続される。
【００２２】
コントローラ１６は、三相整流ブリッジ回路２，３，４，５の各サイリスタをオン・オフ制御するためのサイリスタ制御信号（ゲートパルス）１６ａ，１６ｂ，１６ｃを出力する。このゲートパルス１６ａ〜１６ｃは前記各サイリスタのゲート端子つまり制御端子に供給される。三相整流ブリッジ回路２〜５は、出力巻線Ｌ１〜Ｌ４のＵ，Ｖ，Ｗ各相に対応する三つのサイリスタを備えており、各相に対応するサイリスタは、三相整流ブリッジ回路２〜５に共通するこれらゲートパルス１６ａ〜１６ｃによって制御される。したがって、ゲートパルス１６ａ〜１６ｃによって三相整流ブリッジ回路２〜５は互いに同期して制御される。
【００２３】
アウタロータを駆動するエンジンのスロットル弁を図示しないステッピングモータで開閉制御するため、コントローラ１６はこのステッピングモータにモータ駆動信号１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを出力する。
【００２４】
出力停止スイッチ２４は、可搬発電機の発電出力を停止させるためのスイッチであり、この出力停止スイッチ２４を押すとオン信号１６ｈがコントローラ１６に入力され、コントローラ１６はこのオン信号１６ｈが予定時間継続して入力されると、このスイッチのオン信号１６ｈによってゲートパルス１６ａ〜１６ｃが停止されて電力の出力が停止される。但し、発電出力を停止させるだけであり、この出力停止スイッチ２４の操作のみではエンジンは停止しない。
【００２５】
電圧切り換えスイッチ２５は、接続される負荷（バッテリ１９等）に応じて出力電圧を設定するためのスイッチである。例えば、電圧切り換えスイッチ２５がオン（切換信号１６ｉがオン）のときは出力電圧として３６ボルトが設定され、電圧切り換えスイッチ２５がオフ（切換信号１６ｉがオフ）のときは、出力電圧として４８ボルトが設定される。
【００２６】
出力表示灯２６、過負荷表示灯２７、およびオイルアラート表示灯２８が設けられる。オイルアラート表示灯２８はオイルアラート回路２９を介してコントローラ１６に接続される。出力表示灯２６は、発電電力出力中に点灯される。過負荷表示灯２７は、過負荷時つまり過電流もしくは過電圧時に点灯される。
【００２７】
トランジスタ式マグネット点火装置の回路部（トラマグ回路）３０が設けられる。トランジスタ式マグネット点火装置の要部は周知のものを使用できる。トラマグ回路３０の接地線はオイルアラート回路２９のものと接続され、コントローラ１６の端子Ｇに接続される。トラマグ回路３０の他方の線は、点火装置のコイル部３１に接続される。コイル部３１の二次側には点火プラグ３２が接続される。オイルアラート回路２９の他方の端子はコントローラ１６の端子ＬＳに接続される。コントローラ１６の端子Ｇと端子ＬＳは点火停止のためにコントローラ１６の内部で短絡可能に構成される。
【００２８】
強制出力スイッチ３７は、可搬型発電機の発電出力を強制的に（「強制的に」の意味は後述する）出力させるためのものである。強制出力スイッチ３７はモーメンタリスイッチ、つまり操作者が押している時間だけオン側に切り替わり、手を離すとオフ側に戻る自己復帰型の押しボタンスイッチが好ましい。強制出力スイッチ３７は、オン側に切り替わっているときにオン信号１６ｊをコントローラ１６に入力し、コントローラ１６はこのオン信号１６ｊに基づいて可搬型発電機の発電出力を許可するかどうかを決定し、予め定めた条件が満足されれば発電出力を許可する。
【００２９】
上記発電機本体の動作を説明する。始動は、発電機本体の駆動源であるエンジンに連結されるリコイルスタータを用いて行うことができる。リコイルスタータを引くとエンジンのクランク軸が回転させられて、補助コイルＬ５が電圧を生じ、この電圧によって定電圧回路２２が所定の電圧を形成する。コントローラ１６は、この電圧が印加されると制御開始可能となる。
【００３０】
リコイルスタータでエンジンが回転されると、前記コイル部３１や点火プラグ３２を含む点火装置によってエンジンに点火されて発電機は始動される。発電機本体の巻線Ｌ１〜Ｌ４およびＬ５は、それぞれ発電を開始し、発生された電力は統合されて、出力端子１０，１１から発電電力として出力される。この電力はバッテリ１９およびＵＰＳ２０に供給される。
【００３１】
発電電力が出力されているときは、出力表示灯２６が付勢される。また、過電流や過電圧のときは過負荷表示灯２７が付勢される。さらに、周知の手法によってエンジンのオイルが基準値以下に低減していると判断されたときは、オイルアラート回路２９が作動してオイルアラート表示灯２８が付勢される。例えば、オイルアラート回路２９は、端子ＬＳからの信号によってオイルアラート表示灯２８に電流が流れるように構成されるスイッチング回路である。さらに、オイルが減少した時や、後述の発電系統異常時には、コントローラ１６は、端子ＬＳと端子Ｇとをコントローラ１６の内部で短絡して点火を停止する。
【００３２】
本実施形態では、このように巻線および整流回路を含む４つの発電部（電源ユニット）の出力を統合つまり重畳して最終的な出力としている。そして、この出力によって、異なる電圧仕様のバッテリ１９を充電するのに都合がよいように、次のような制御手段を備えている。
【００３３】
図３は、バッテリの電圧仕様に適合した出力を供給するためのコントローラ１６の機能を示すブロック図である。三相整流ブリッジ回路２〜５は同時に制御されるので、以下、三相整流ブリッジ回路２で代表して説明する。電圧設定部３３には、三相整流ブリッジ回路２の出力電圧Ｖｄ１の目標値Ｖｒｅｆが予め設定される。目標値Ｖｒｅｆは、電圧切り換えスイッチ２５の切り換えに従って切り換えられる。ここでは、３６ボルトおよび４８ボルトのいずれかを選択できるようにした例を挙げるが、この２段階の設定には限定されない。
【００３４】
出力制御装置３４は、三相整流ブリッジ回路２の出力電圧Ｖｄ１が電圧設定部３３から供給される目標値Ｖｒｅｆに一致するように三相整流ブリッジ回路２のサイリスタを制御するゲートパルスを出力する。
【００３５】
負荷判別部３５は、三相整流ブリッジ回路２で充電される負荷としてのバッテリ１９の電圧（負荷電圧）ＶＬと電圧設定部３３に設定されている電圧の目標値Ｖｒｅｆとを比較し、負荷電圧ＶＬが目標値Ｖｒｅｆを基準として予定の範囲（後述する）内であるかどうかを判別する。なお、電圧Ｖｄ１とＶＬとは同じ検出手段で測定される電圧であるが、三相整流ブリッジ回路２が出力を開始した後の電圧を電圧Ｖｄ１と表し、バッテリ１９が接続されていて三相整流ブリッジ回路２が出力を開始していないときの電圧を電圧ＶＬとして表す。
【００３６】
負荷判別部３５は、キースイッチ（メインスイッチ）３６が出力開始位置に切り換えられていて、かつ電圧目標値Ｖｒｅｆに対して負荷電圧ＶＬが予定の範囲内にあるときに出力制御装置３４に出力許可を供給する。
【００３７】
負荷判別部３５が負荷電圧ＶＬを判別した結果、負荷電圧ＶＬが目標値Ｖｒｅｆに対して予定の範囲内にあるときは、三相整流ブリッジ回路２は出力開始を許可し、予定の範囲内にないときは出力を禁止するが、さらにこの判別結果を、オペレータが容易に認識できる装置が設けられる。
【００３８】
強制出力判別部３８は、負荷判別部３５によって負荷電圧ＶＬが所定の強制出力許可電圧範囲内にあるとき、強制出力スイッチ３７のオン信号１６ｊを監視する。そして、このオン信号１６ｊに基づいて強制出力スイッチ３７が、強制出力するように操作されたと判断したときに、出力制御装置３４に出力許可を供給する。
【００３９】
図４は、負荷判別部３５の処理を示すフローチャートであり、図５は、この処理結果を示す図である。図４において、ステップＳ１では、キースイッチ３６がオンか否かを判断し、キースイッチ３６がオンであればステップＳ２に進む。ステップＳ２では、出力電圧の目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトか否かを判別する。目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトならばステップＳ３に進む。目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトでない、つまり４８ボルトであったならばステップＳ１５に進む。
【００４０】
ステップＳ３では負荷電圧ＶＬが２ボルト（第１電圧値）以上か否かを判別する。負荷電圧ＶＬが２ボルト以上でなければ、バッテリ１９が接続されていないか、バッテリ１９が過放電等、充電に適さない状態であると判断して、出力表示灯２６および過負荷表示灯２７を消灯にして、発電出力を禁止する（ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ６）。負荷電圧ＶＬが第１電圧値として設定した低い電圧未満のときの処理結果は図５の最上段に示した通りである。なお、表示灯の数を多くしないために過負荷表示灯２７によって異常表示灯の機能を果たすようにしているが、負荷判別結果を専用に表示するものであってもよい。
【００４１】
負荷電圧ＶＬが２ボルト以上であれば、ステップＳ７に進んで、負荷電圧ＶＬが２７ボルト（第２電圧値）以上か否かを判断する。負荷電圧ＶＬが２７ボルト以上であれば、ステップＳ８に進み、負荷電圧ＶＬが４２ボルト（第３電圧値）以上であるか判断する。負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上であれば、異常であるとしてステップＳ９に進み、出力表示灯２６を消灯に維持し、ステップＳ１０で過負荷表示灯２７を警告のために点滅状態にし、ステップＳ６に進んで発電出力を禁止する。負荷電圧ＶＬが第３電圧値以上のときの処理結果は図５の最下段に示した通りである。
【００４２】
ステップＳ７が肯定であってステップＳ８が否定である場合、つまり負荷電圧ＶＬが２７ボルト以上であるが４２ボルト以上でない場合は、発電機の出力に対応した負荷つまりバッテリ１９が接続されていると判断される。そこで、ステップＳ１１に進んで出力表示灯２６を点灯し、ステップＳ１２で過負荷表示灯２７を消灯にし、さらにステップＳ１３で発電出力を許可する。負荷電圧ＶＬが第２電圧値および第３電圧値の間にあった場合の処理結果は図５の第３段目に示した通りである。
【００４３】
ステップＳ７が否定、つまり負荷電圧ＶＬが２ボルト以上２７ボルト未満である場合は、ステップＳ１４に進んで強制出力処理を行う。この処理は、負荷電圧ＶＬからして、バッテリ１９が必ずしも充電に最適でない状態、つまり放電量が大きくて端子電圧の低下が大きい状態であっても、強制的に発電機の出力を許可して充電を行えるようにする処理である。強制出力処理に移行するときの、出力可否状況並びに表示灯２６，２７の状態は図５の第２段目に示したとおりである。
【００４４】
強制出力処理を要約する。過負荷表示灯２７が点滅され、この過負荷表示灯２７が点滅状態のときに強制的に発電機の発電出力を得る場合は次の操作をする。まず、強制出力スイッチ３７をオン側に第１の時間以上押し続ける。この操作に応答して、過負荷表示灯２７を消灯する。この消灯によって、負荷電圧ＶＬが第２電圧以上第３電圧未満であり、強制出力操作によって発電機出力を許可できることを操作者が認識することができる。つまり、操作者は現状が図５の最下段に示す状態ではなく、第２段目に示す状態であることを過負荷表示灯２７の状態変化によって認識できる。
【００４５】
そこで、操作者が一旦強制出力スイッチ３７をオフ側に戻す（このスイッチ３７はモーメンタリ型なので手を放せば自動的にオフ側に復帰する）。それから第２の時間が経過するまでに再び強制出力スイッチ３７をオン側に押して、このオン状態を第３の時間が経過するまで維持する。以上のスイッチ操作によって、出力表示灯２７は点灯し、発電機出力が許可される。
【００４６】
図６は、要約した強制出力処理のフローチャートである。ステップＳ１４１では、出力表示灯２６を消灯にし、ステップＳ１４２では、過負荷表示灯２７を点滅させる。ステップＳ１４３では、強制出力スイッチ３７がオンになったか否かを判断する。強制出力スイッチ３７がオンでなければ、この処理を抜けて図４のステップＳ１に戻る。強制出力スイッチ３７がオンであれば、ステップＳ１４４に進んでタイマＴ１をスタートさせる。タイマＴ１のタイマ値は前記第１の時間であり、例えば５秒とする。
【００４７】
ステップＳ１４５では、タイマＴ１で計測される時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。時間Ｔ１が経過したと判断された場合にステップＳ１４６に進んで強制出力スイッチ３７がオンか否かを判断する。ステップＳ１４６が肯定ならば、時間Ｔ１が経過するまで強制出力スイッチ３７が押されていたと判断してステップＳ１４７で過負荷表示灯２７を消灯する。
【００４８】
過負荷表示灯２７を消灯した後、ステップＳ１４８で強制出力スイッチ３７がオフに切り替わるのを待って（ステップＳ１４８が肯定）、ステップＳ１４９に進んでタイマＴ２をスタートさせる。タイマＴ２のタイマ値は前記第２の時間であり、例えば５秒とする。ステップＳ１５０では、タイマＴ２で計測される時間Ｔ２が経過したか否かを判断する。時間Ｔ２が経過するまではステップＳ１５１に進んで強制出力スイッチ３７がオンか否かを判断する。
【００４９】
時間Ｔ２が経過するまでに時間Ｔ２が経過したならば、ステップＳ１５２に進んでタイマＴ３をスタートさせる。タイマＴ３は前記第３の時間であり、例えば５秒である。ステップＳ１５３で時間Ｔ３が経過したか否かが判断され、時間Ｔ３が経過したならば、ステップＳ１５４で強制出力スイッチ３７がオンか否かが判断される。ステップＳ１５４で強制出力スイッチ３７がオンと判断されれば、ステップＳ１５５に進んで出力表示灯２６を点灯し、ステップＳ１５６で、発電機出力を許可する。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、必要に応じて所定の操作を行うことにより、負荷電圧ＶＬが最適でない場合でも発電機の出力を強制的に許可させることができる。なお、強制出力スイッチ３７を上述のように２回操作することによって強制出力を可能にするのに限らず、種々の操作によるものが想定される。例えば、更に操作回数を増やしてもよいし、１回の操作時間つまり第１時間や第３時間を変更したものであってもよい。要は、操作者が確かな意思で指示を与えることができるように、換言すれば、誤操作を生じないように操作回数や時間を設定してあればよい。
【００５１】
図４のステップＳ２が否定、つまり目標値Ｖｒｅｆが４８ボルトであった場合のステップＳ１５の処理は、ステップＳ７で負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上かどうかの判断を行い、ステップＳ８で負荷電圧ＶＬが５５ボルト以上かどうかの判断を行うように図４のフローチャートを変更する以外は、目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトであった場合（ステップＳ２が肯定の場合）の処理と同様である。したがって、フローチャートは省略し、図７を参照して処理結果のみを説明する。
【００５２】
図７の、目標値Ｖｒｅｆが４８ボルトの場合、つまり切り換えスイッチ２５が４８ボルト側に切り換わっているときは次のとおりである。図７の最上段に示すように負荷電圧ＶＬが２ボルト未満である場合は、出力は禁止されて出力表示灯２６および過負荷表示灯２７はともに消灯される。また、図７の第２段目に示すように負荷電圧ＶＬが２ボルト以上４２ボルト未満の範囲にあるときは、発電機出力つまり三相整流ブリッジ回路２の出力は強制出力操作によって許可される。そして、出力表示灯２６は消灯され、過負荷表示灯２７は警告のために点滅される。さらに、図７の最下段に示すように、負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上５５ボルト未満の範囲にあるときは、三相整流ブリッジ回路２の出力は許可される。そして、出力表示灯２６は点灯され、過負荷表示灯２７は消灯される。
【００５３】
なお、切り換えスイッチ２５の位置にかかわらず、負荷電圧ＶＬが図５や図７に示した電圧値のいずれにも該当していない場合は、出力表示灯２６は消灯されたままで、過負荷表示灯２７は警告のため点滅させる。
【００５４】
上述の電圧範囲は、次の点に鑑みて設定される。まず、バッテリ１９は複数のバッテリによって所望の電圧を得るようにしている。例えば、４８ボルトのものは４個、３６ボルトのものは３個の単位バッテリを直列に使用する。そして、寿命を考慮すると、各単位バッテリは１０．５ボルト以下に放電しないように使用するのがよい。そこで、使用可能な４８ボルトのバッテリ１９の最低電圧は４２ボルト（＝１０．５ボルト×４）である。そして、この４２ボルトの最低電圧を３個の単位バッテリからなる３６ボルトのバッテリ１９にあてはめると、一個当たりの単位バッテリの電圧は１４ボルト（＝４２ボルト÷３）である。つまり、３６ボルトのバッテリ１９の場合、最高電圧を４２ボルトとすれば、単位バッテリの電圧は１４ボルトとなり、ＵＳＰ２０によるフロート充電電圧範囲（１３．６ボルト）を大きく超えるものではない。したがって、この４２ボルトを境界にして３６ボルトのバッテリ１９と４８ボルトのバッテリ１９の負荷電圧ＶＬを判別することにしている。
【００５５】
３６ボルトのバッテリ１９の、強制出力ではないときの電圧範囲の最低電圧値（２７ボルト）および４８ボルトのバッテリ１９の最高電圧値（５５ボルト）は、それぞれ、充電不足および過充電にならないように設定される。
【００５６】
電圧範囲は、上述の基準によるのがよいが、この具体的な数値に限定されるものではない。要は、切り換えスイッチによって出力電圧を設定できるようになっている場合に、設定された電圧と接続された負荷の電圧とが整合するように基準を設けてあればよい。また、両電圧が整合しない場合の警告は表示灯によるものに限らず、ブザーや電子合成音による案内等であってもよい。
【００５７】
本実施形態では、複数の独立した巻線とそれらに対応する複数の整流回路とからなる複数の電源ユニットを備えた可搬型発電機を例に挙げて本発明を説明した。しかし、本発明は、電源ユニットの数には限定されない。また、単一のサイリスタ制御信号で複数の整流回路を同期して制御するようにしたが、これに限らず、整流回路を個別のサイリスタ制御信号で制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る可搬型発電機の要部接続図（その１）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る可搬型発電機の要部接続図（その２）である。
【図３】本発明の一実施形態に係る可搬型発電機のコントロール部の要部機能を示すブロック図である。
【図４】負荷判別処理のフローチャートである。
【図５】負荷電圧と出力電圧設定値（３６ボルト）との関係による発電機出力および表示の一例を示す図である。
【図６】強制出力処理のフローチャートである。
【図７】負荷電圧と出力電圧設定値（４８ボルト）との関係による発電機出力および表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…発電機本体、  ２〜５…三相整流ブリッジ回路、  １９…負荷（バッテリ）、  ２５…切り換えスイッチ、  ２６…出力表示灯、  ２７…過負荷表示灯（異常表示灯）、  ３３…電圧設定部、  ３４…出力制御装置、  ３５…負荷判別部、  ３６…キースイッチ、  ３７…強制出力スイッチ、  ３８…強制出力判別部
【図１】
2006180614.tif 000003
【図２】
2006180614.tif 000004
【図３】
2006180614.tif 000005
【図４】
2006180614.tif 000006
【図５】
2006180614.tif 000007
【図６】
2006180614.tif 000008
【図７】
2006180614.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月11日(2005.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
そこで、本出願人は、出力巻線の線径を細くできたり、電力素子の容量を小さくできる可搬型発電機を提案している（実用新案登録第２５１１８４３号）。この登録実用新案に係る考案では、同一鉄心にそれぞれ独立して巻装される複数の出力巻線と、この複数の出力巻線に対応して設けられたサイリスタブリッジ整流回路とで互いに独立した複数の電源ユニットを形成し、それぞれの電源ユニットの出力を並列接続して、それぞれの出力を合体させるようにしている。
【特許文献１】実用新案登録公報第２５１１８４３号