(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ側には整流子間にコイルが配され、ロータ側には永久磁石が配されるとともに、前記整流子と接触するブラシが配されたブラシ付き電動発電機において、
始動時に、直流電源により前記電動発電機が電動機として動作するときに、前記整流子と前記コイルに接続されて前記コイルに蓄積された磁気エネルギーを転流する転流手段を備え、
始動後に、前記電動発電機が発電機として動作するときには、前記転流手段が、前記コイルに誘起する交流電圧の整流手段として使用される接続とし、
前記電動機用および前記発電機用として、前記コイルおよび前記転流手段を共用する
ことを特徴とする電動発電機。
【請求項２】
請求項１記載の電動発電機において、
前記コイルに誘起する交流電圧の前記整流手段による整流出力電圧を検知する電圧検知回路と、
入力側が前記電圧検知回路の出力側に接続され、出力側が前記整流手段に接続されるトリガ回路とを備える
ことを特徴とする電動発電機。
【請求項３】
請求項２記載の電動発電機において、
前記トリガ回路は、
前記電圧検知回路により検知される整流出力電圧が所定電圧以下の値である場合には、前記整流手段を導通可能な状態として前記整流出力電圧が前記直流電源に印加されるようにし、
前記整流出力電圧が前記所定電圧を超える値である場合には、前記整流手段を遮断状態とする
ことを特徴とする電動発電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動発電機において、
前記コイルが三相結線とされ、前記整流手段が前記コイルと前記直流電源との間で三相ブリッジ接続構成とされているとき、
前記三相ブリッジ接続構成とされている直流電源の＋端子側に接続されている前記整流手段をサイリスタとし、前記直流電源の−端子側に接続されている前記整流手段をダイオードまたはサイリスタとする
ことを特徴とする電動発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機である電動発電機に関し、一層詳細には、たとえば内燃機関のスターターとオルタネーターとを兼用することの可能な電動発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関であるエンジンを有する車両用の電動発電機では、最初に、直流電源としてバッテリが電動発電機に接続され、該電動発電機が電動機として動作し前記エンジンが始動する。すなわち、電動発電機はスターターとして動作する。
【０００３】
そして、エンジンが始動された後、電動発電機は発電機として動作され、前記バッテリの充電および（または）電装品への電気の供給を行う。すなわち、電動発電機はオルタネータとして動作する。
【０００４】
図６は、従来技術にかかる電動発電機システム２の概略的な構成を示している。
【０００５】
この電動発電機システム２は、基本的には、電動発電機４と、この電動発電機４にリレー接点６を介して接続されるバッテリ８とから構成されている。リレー接点６は、スプリングにより自動復帰する自動復帰接点を有するイグニッションスイッチ１０に直列に接続されているリレーコイル１２を通じて駆動される（開閉制御される）。
【０００６】
電動発電機４は、整流子１４間にコイル１６がΔ配線されたステータ１８と、電動発電機４が電動機として動作するときに、接触して直流電源を供給するブラシ２０とコイル励磁用永久磁石（図示していない）が配されるロータ２２とを有している。なお、ロータ２２の軸は、図示していないエンジンのクランクシャフトに係合している。
【０００７】
電動発電機４は、電動機としての動作時にブラシ２０と整流子１４間での火花の発生を防止する転流用ダイオード２４と、モータコイル（単に、コイルともいう。）１６に発生する電圧を誘起する発電コイル（単に、コイルともいう。）２６と、この発電コイル２６に発生する電圧を整流してバッテリ８の充電用の整流出力電圧を発生する各２個のサイリスタ２７、ダイオード２８から構成される単相全波整流ブリッジ回路３０と、充電用の過電圧発生時にサイリスタ２７のゲートを遮断状態としてバッテリ８等を保護する制御回路２９を有している。
【０００８】
なお、単相全波整流ブリッジ回路３０とバッテリ８との間には、過電流保護用のヒューズ３２が挿入されている。
【０００９】
このように構成される電動発電機システム２は、エンジンの非動作時において、ユーザによりイグニッションスイッチ１０が操作されて閉状態とされている間、リレー接点６が閉状態となり、バッテリ８から電動発電機４に対して直流電源が供給される。これにより、電動発電機４は、ロータ２２が回転し電動機として動作する。
【００１０】
電動機として動作しているときにロータ２２に係合するクランクシャフトを介して、いわゆるクランキングがなされエンジンが点火して始動されると、ユーザは、イグニッションスイッチ１０の操作を終了する。これにより、イグニッションスイッチ１０が開状態となり、リレー接点６が開状態となる。
【００１１】
一方、このエンジンの動作状態においてクランクシャフトを介してロータ２２が回転されると、いわゆるガバナ機構によりクランキング回転数とアイドリング回転数との間で整流子１４とブラシ２０とが切り離され非接触状態に至る。
【００１２】
そして、永久磁石を有するロータ２２が回転しているとき、コイル１６に電圧が誘起し、さらに発電コイル２６に交流電圧が誘起する。発電コイル２６に誘起した交流電圧は、単相全波整流ブリッジ回路３０により直流整流出力電圧とされ、バッテリ８の充電用、および図示していない電装品に供給される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、従来技術に係る電動発電機４は、電動機用のモータコイル１６と火花防止用の転流用ダイオード２４から構成される電動機部分と、発電用の発電コイル２６と単相全波整流ブリッジ回路３０からなる発電機部分とから構成されており、電動発電機４の構成部品が多いことからコストが高くなり、かつ装置自体が大型化するという課題がある。
【００１４】
この発明は、上述した課題を考慮してなされたものであって、簡単な構成であり、低コスト化が可能で、かつ装置全体の小型化を可能とする電動発電機を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ステータ側には整流子間にコイルが配され、ロータ側には永久磁石が配されるとともに、前記整流子と接触するブラシが配されたブラシ付き電動発電機において、
始動時に、直流電源により前記電動発電機が電動機として動作するときに、前記整流子と前記コイルに接続されて前記コイルに蓄積された磁気エネルギーを転流する転流手段を備え、
始動後に、前記電動発電機が発電機として動作するときには、前記転流手段が、前記コイルに誘起する交流電圧の整流手段として使用される接続とし、
前記電動機用および前記発電機用として、前記コイルおよび前記転流手段を共用することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１６】
この発明によれば、電動機動作時におけるコイル（モータコイル）および転流手段を、それぞれ発電機動作時における発電コイルおよび整流手段として共用するようにしているので、構成を簡単にでき低コスト化が図られる。また、装置全体としても小型化を達成することができる。
【００１７】
この場合、前記コイルに誘起する交流電圧の前記整流手段による整流出力電圧を検知する電圧検知回路と、入力側が前記電圧検知回路の出力側に接続され、出力側が前記整流手段に接続されるトリガ回路とを備えることにより、直流電源への過電圧印加を防止することができる（請求項２記載の発明）。なお、直流電源がバッテリであるとき、そのバッテリへの過電圧を原因とする過充電を防止することができる。
【００１８】
そして、前記トリガ回路は、前記電圧検知回路により検知される整流出力電圧が所定電圧以下の値である場合には、前記整流手段を導通可能な状態とし、前記整流出力電圧が前記所定電圧を超える値である場合には、前記整流手段を遮断状態とするように構成することができる（請求項３記載の発明）。このため、電圧検知回路とトリガ回路とによりバッテリ電圧を前記所定電圧に定電圧制御することが可能となる。
【００１９】
また、前記コイルが三相結線とされ、前記整流手段が前記コイルと前記直流電源との間で三相ブリッジ接続構成とされているとき、前記三相ブリッジ接続構成とされている直流電源の＋端子側に接続されている前記整流手段をサイリスタとし、前記直流電源の−端子側に接続されている前記整流手段をダイオードまたはサイリスタとすることで、簡単な構成で整流作用、過電圧保護作用および定電圧制御作用を達成することができる（請求項４記載の発明）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態につき、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図６に示したものと対応するものには同一の符号を付ける。
【００２１】
図１は、この発明の一実施の形態が適用された電動発電機システム５０の模式的な構成を示している。この電動発電機システム５０は、たとえば内燃機関であるエンジンを有するスクーター等の二輪車や、四輪乗用車に組み込まれて使用に供される。
【００２２】
図２は、図１に示した制御回路５２の詳細な電気回路構成を含む電動発電機システム５０の構成を示している。制御回路５２は、後に詳細に説明する電圧検知回路１００と比較回路１０２とトリガ回路１０４とから構成されている。
【００２３】
図１および図２に示す電動発電機システム５０は、基本的には、電動発電機５４と、この電動発電機５４にリレー接点６を介して接続される直流電源であるバッテリ８とから構成されている。バッテリ８の端子間電圧の公称電圧値は１２［Ｖ］である。このバッテリ８が満充電されたときの端子間電圧の値は、１４．５［Ｖ］に設定している。
【００２４】
リレー接点６は、スプリングにより自動復帰する自動復帰接点を有するイグニッションスイッチ１０に直列に接続されているリレーコイル１２を通じて駆動される（開閉制御される）。実際上、イグニッションスイッチ１０は、自動復帰接点を有するイグニッションスイッチ１０と、ラジオやランプ等の電装品に電源を供給するアクセサリースイッチ１１とから構成されている。なお、四輪乗用車等では、構造上、アクセサリースイッチ１１が閉状態になっているときにのみ、イグニッションスイッチ１０をオンオフ操作できるように構成されている。
【００２５】
電動発電機５４は、整流子１４間にコイル１６が三相のΔ配線されたステータ１８と、電動発電機５４が電動機として動作するときに、接触して直流電源を供給するブラシ２０とコイル励磁用永久磁石（図示していない）とが配されるロータ２２とを有している。なお、ロータ２２の軸は、図示していないエンジンのクランクシャフトに係合している。
【００２６】
電動発電機５４は、さらに、電動機としての駆動時において、ブラシ２０と整流子１４間での火花の発生を防止する火花防止用ダイオードとして機能するとともに、発電機としての動作時にコイル１６に誘起する交流電圧を整流してバッテリ８の充電用の整流出力電圧を発生する整流手段として機能する三相ブリッジ接続構成の転流手段１１０と、この転流手段１１０に接続されバッテリ８への充電時の過電圧を監視して保護する制御回路５２とを有している。
【００２７】
ここで転流手段１１０は、電動発電機５４が電動機として動作するときには、火花防止用転流手段として機能し、発電機として動作するときには、整流手段として機能する共用構成とされている。
【００２８】
転流手段１１０は、それぞれサイリスタ１１２とダイオード１１４とが順方向に直列接続された回路が、３回路並列接続された構成とされ、ダイオード１１４のアノード側の共通接続点はバッテリ８の負極、この場合アースに接続されている。また、サイリスタ１１２のカソード側の共通接続点は、制御回路５２に接続されるとともに、過電流保護用のヒューズ３２およびアクセサリースイッチ１１を介してバッテリ８の正極に接続されている。また、各サイリスタ１１２のアノードとダイオード１１４の接続点は、それぞれ整流子１４に接続されている。サイリスタ１１２のゲートは、制御回路５２に接続されている。ここで、ダイオード１１４は、サイリスタに代替することが可能である。
【００２９】
制御回路５２は、図２に示すように、転流手段１１０が整流手段として動作しているときに、コイル１６に誘起する交流電圧の該転流手段１１０による三相全波整流出力等の電圧Ｖａの値を検知する電圧検知回路１００と、この電圧検知回路１００の出力により整流手段として動作している転流手段１１０の導通、非導通（遮断）を制御するトリガ回路１０４とを備えている。
【００３０】
電圧検知回路１００は、可変抵抗器１２２と定電圧ダイオード１２４と抵抗器１２６よりなる分圧回路とされ、整流出力電圧Ｖａの分圧電圧Ｖｂの値をトリガ回路１０４に出力する。ここで、可変抵抗器１２２を調整することにより、分圧比を変えることができる。換言すれば、可変抵抗器１２２を調整することにより、バッテリ８の種類や回路全体のばらつきを吸収する分圧電圧Ｖｂに設定することができる。
【００３１】
また、電圧検知回路１００は、三相全波整流出力電圧としての電圧Ｖａを検出するばかりではなく、バッテリ８の端子間電圧を検出する。直接的には、バッテリ８の端子間電圧を電圧Ｖａ（分圧電圧Ｖｂ）として検出する。
【００３２】
分圧電圧Ｖｂは、トリガ回路１０４を構成するＮＰＮトランジスタ１２８のベースに接続され、電圧Ｖａ（分圧電圧Ｖｂ）が、所定の過電圧以上の値になっていない場合には、このトランジスタ１２８は、オフ状態に設計されている。
【００３３】
なお、以下の説明において、整流出力電圧Ｖａが過電圧になっていない状態を通常状態といい、過電圧になっている状態を過電圧状態という。
【００３４】
制御回路５２では、電圧Ｖａに比例した分圧電圧Ｖｂが、Ｖｂ＞Ｖｂｅ（トランジスタ１２８のベースエミッタ順方向電圧）となったとき、トランジスタ１２８がオフ状態からオン状態にされるように設計されている。
【００３５】
トランジスタ１２８のコレクタとエミッタ間には、定電圧ダイオード１６０が接続され、この定電圧ダイオード１６０のカソードに抵抗器１３０、ダイオード１６２、および抵抗器１３２が直列に順次接続されている。なお、定電圧ダイオード１６０は、その定電圧値が１６〜２０［Ｖ］に設定され、発電電圧がこの電圧値を超えた場合、後述するようにＰＮＰトランジスタ１６８をオフ状態とし、結果としてバッテリ８を過電圧から保護するように動作する。
【００３６】
抵抗器１３２には、３個のダイオード１５０、１５２、１５４のカソード共通接続点と、抵抗器１３４、１３６の一端が接続されている。
【００３７】
３個のダイオード１５０、１５２、１５４のアノードは、それぞれ、各組のサイリスタ１１２とダイオード１１４の共通接続点に接続されている。
【００３８】
抵抗器１３４の他端はダイオード１６４のアノードに接続され、このダイオード１６４のカソードは、通常状態ではオン状態となっているＰＮＰトランジスタ１６８のベースに接続されている。
【００３９】
抵抗器１３６の他端はトランジスタ１６８のエミッタに接続されている。
【００４０】
抵抗器１３０とダイオード１６２のカソード間に、通常状態ではオフ状態となっているＰＮＰトランジスタ１６６のベースが接続され、このＰＮＰトランジスタ１６６のコレクタは、抵抗器１７２を通じて接地されるとともに、トランジスタ１６８のベースおよびダイオード１６４のカソードに接続されている。
【００４１】
トランジスタ１６８のコレクタは、ダイオード１７０のアノードに接続され、ダイオード１７０のカソードは、抵抗器１４０ａと１４２ａ、抵抗器１４０ｂと１４２ｂおよび抵抗器１４０ｃと１４２ｃの各分圧回路を介して整流出力電圧Ｖａの検出点に接続されている。抵抗器１４０ａと１４２ａ、抵抗器１４０ｂと１４２ｂおよび抵抗器１４０ｃと１４２ｃの各分圧回路の分圧点は、それぞれサイリスタ１１２のゲートに接続されている。
【００４２】
ここで、トランジスタ１２８のコレクタに現れる電圧を電圧Ｖｃ、トランジスタ１６６のベースに現れる電圧を電圧Ｖｄ、ダイオード１５０、１５２、１５４のカソード共通接続点に現れる電圧をＶｅ、トランジスタ１６８のベースに現れる電圧を電圧Ｖｆと称する。
【００４３】
この実施の形態に係る電動発電機システム５０は、以上のように構成されるものであり、次にその動作についてさらに詳しく説明する。
【００４４】
図示していないエンジンの非動作時において、アクセサリースイッチ１１およびイグニッションスイッチ１０は、ともに開状態（オフ状態）とされている。イグニッションスイッチ１０が開状態とされているときに、リレー接点６も開状態となっている。
【００４５】
ドライバ等のユーザが、エンジンを始動しようとするとき、まず、アクセサリースイッチ１１が開状態から閉状態に操作される。このとき電圧Ｖａは、整流出力電圧ではなく、この整流出力電圧値より電圧値の低いバッテリ８の端子間電圧値とされる。この状態において、電圧検知回路１００の分圧電圧Ｖｂは、比較回路１０２のトランジスタ１２８の基準電圧であるベースエミッタ順方向電圧Ｖｂｅより低い電圧（Ｖｂ＜Ｖｂｅ）となるように設計されているので、トランジスタ１２８はオフ状態とされている。
【００４６】
また、ロータ２２が回転していないので、コイル１６には誘起電圧が発生していない。このため、ダイオード１５０、１５２、１５４はオフ状態とされ、ダイオード１７０がオフ状態とされるのでサイリスタ１１２もオフ状態とされ、結局、バッテリ８から電流が供給される定電圧ダイオード１２４を除く全ての能動素子がオフ状態になっている。
【００４７】
次に、アクセサリースイッチ１１が閉じられている状態において、ユーザによりイグニッションスイッチ１０が操作される。上述したようにイグニッションスイッチ１０は、自己復帰型のスイッチであり操作する手を離さない状態でのみ図示していないスプリングの圧縮力に対抗して閉状態とされている。
【００４８】
イグニッションスイッチ１０が閉状態とされたとき、バッテリ８からイグニッションスイッチ１０を通じてリレーコイル１２に励磁電流が流れ、リレー接点６が閉状態とされる。
【００４９】
これにより、バッテリ８の直流電源が、リレー接点６を通じて電動発電機５４のブラシ２０間に供給され、電動発電機５４は、ロータ２２が回転し電動機として動作する。電動機として動作しているとき、ロータ２２に係合されているエンジンのクランクシャフトが回転を開始してクランキングが行われる。クランキングによるクランクシャフトの回転により、エンジンのピストンが往復動を開始し、内燃機関としての動作が開始し、エンジンが始動する。
【００５０】
なお、ロータ２２が回転し、電動発電機５４が電動機として動作しているとき、ロータ２２に取り付けられているブラシ２０とステータ１８の整流子１４とが断続的に接続される。
【００５１】
このとき、コイル１６に三相の交流電圧が発生し、発生した交流電圧によりダイオード１５０、１５２、１５４が順次導通状態とされ、ダイオード１５０、１５２、１５４の共通カソード点の電圧Ｖｅは、常時、略ピーク電圧とされる。
【００５２】
このとき、抵抗器１３４を通じてダイオード１６４が、常時、導通とされ、トランジスタ１６８がオン状態とされる。これにより、ダイオード１７０が導通状態とされることで、サイリスタ１１２のゲートがハイレベルとされ、サイリスタ１１２が導通可能な状態とされる。
【００５３】
実際上、この電動発電機５４は、電動機として動作されたとき、コイル１６に発生した誘起電圧により、ただちにサイリスタ１１２が順次導通状態とされ（ダイオード１１４はそれぞれオフ状態）、電圧Ｖａが整流出力電圧とされる。
【００５４】
ブラシ２０が隣の整流子１４に移るとき、いわゆる転流するとき、正極側のブラシ２０（図１、図２中、上側のブラシ）から、逆起電力が発生しているコイル１６に接続された整流子１４に対して火花電流が流れようとし、かつ火花が発生しようとするが、サイリスタ１１２が導通可能な状態となっているので、例として図３の矢印経路Ａに示すように、転流しようとしているコイル１６から整流子１４、サイリスタ１１２、ヒューズ３２、アクセサリースイッチ１１、リレー接点６、および正極側のブラシ２０の経路で電流（火花を発生させようとする電流）が流れる。
【００５５】
この場合、正極側のブラシ２０と整流子１４との間の電圧がサイリスタ１１２の導通時の端子間電圧である０．５［Ｖ］程度に保持されるので、実際上、転流時に正極側のブラシ２０と整流子１４との間で火花が発生することがない。
【００５６】
これと同時に、接地されている負極のブラシ２０と整流子１４との間でコイル１６の逆起電力に基づく火花が発生しようとするが、図３の矢印経路Ｂに示すように、転流しようとしているコイル１６から整流子１４、負極側のブラシ２０、ダイオード１１４、整流子１４の経路で電流（火花を発生させようとする電流）が流れる。
【００５７】
この場合にも、負極側のブラシ２０と整流子１４との間の電圧がダイオード１１４の順方向電圧である０．５［Ｖ］程度に保持されるので、実際に、転流時に、負極側のブラシ２０と整流子１４との間で火花が発生することがない。
【００５８】
ロータ２２が回転を開始して、エンジンが始動され所定回転数となったとき、ロータ２２の回転に係る遠心力を利用して、ロータ２２のブラシ２０と整流子１４との接続が後述するガバナ機構により開状態とされる。以降、ブラシ２０と整流子１４とは接続されることがなくロータ２２は、エンジンにより回転され、電動発電機５４は、発電機として動作する。
【００５９】
四輪乗用車の走行中等、電動発電機５４が発電機として動作しているとき、換言すれば、エンジンが作動していて永久磁石を有するロータ２２が回転しているとき、コイル１６に電圧が誘起する。コイル１６に誘起した交流電圧は、三相全波整流ブリッジ回路となっている転流手段１１０により直流整流出力としての電圧Ｖａとされ、バッテリ８の充電用、および図示していない電装品に供給される。
【００６０】
充電時において、この整流出力値としての電圧Ｖａの分圧電圧Ｖｂが電圧検知回路１００により常時検知される。
【００６１】
この実施の形態において、電圧Ｖａがバッテリ８の過電圧となるＶａ＝＋１４．５［Ｖ］となったとき、分圧電圧Ｖｂがトランジスタ１２８のベースエミッタ順方向電圧Ｖｂｅ＝０．７［Ｖ］を超える値（Ｖｂ＞Ｖｂｅ）となるように設計されている。
【００６２】
分圧電圧ＶｂがＶｂ＞Ｖｂｅとなったとき、トランジスタ１２８は、オフ状態からオン状態（飽和状態）になる。このとき、抵抗器１３２とダイオード１６２に電流が流れ、トランジスタ１６６がオフ状態からオン状態とされ、抵抗器１３４およびダイオード１６４に電流が流れなくなることから、トランジスタ１６８およびダイオード１７０がオフ状態とされる。
【００６３】
これによりサイリスタ１１２のゲート電圧は電圧Ｖａとされ、サイリスタ１１２がオフ状態とされることで、バッテリ８が発電機を構成するサイリスタ１１２から切り離される。そして、電圧Ｖａの値がバッテリ８の電圧値になる。
【００６４】
バッテリ電圧Ｖａの変動に対応し電圧検知回路１００を通じてトリガ回路１０４が、サイリスタ１１２をオンオフ制御することにより、バッテリＶａの端子電圧が所定の一定電圧に定電圧制御される。
【００６５】
なお、発電電圧が、たとえば１６［Ｖ］以上に上昇した場合には、定電圧ダイオード１６０が定電圧状態となり、この場合にも、トランジスタ１６６がオン状態となるので、トランジスタ１６８はオフ状態とされ、結果としてサイリスタ１１２がオフ状態とされる。
【００６６】
このため、バッテリ８へ過電圧が印加されることなく、バッテリ８が保護される。すなわち、バッテリ８への過電圧の供給（印加）が未然に防止される。
【００６７】
図４、図５は、上述したように構成され、かつ動作する電動発電機５４の機械的構成の一部省略断面を表す模式図であり、図４は、電動機としての状態を示し、図５は、発電機としての状態を示している。なお、図４、図５において、上述した、図６、図１〜図３に示したものと対応するものには同一の符号を付け、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図４および図５に示すように、電動発電機５４は、基本的には、整流子１４間にコイル１６が配されるステータ１８と、コイル１６の励磁用の永久磁石２０４が配されるとともに、電動機としての動作時に整流子１４と接触するブラシ２０が配されたロータ２２とを備えている。なお、コイル１６は、理解の便宜上、２つのみ描いているが、実際上は３個存在する（図１または図２参照）。また、ブラシ２０は、それぞれロータ２２内でスリップリング１５に接続され、始動時（電動機としての動作時）には、バッテリ８からの電圧が、端子２２６、２２７およびスリップリング１５、１５を介してブラシ２０に供給される。
【００６９】
ロータ２２は、同時に回転する第１回転部２２ａとこれに係合する第２回転部２２ｂとから構成されている。第２回転部２２ｂは、第１回転部２２ａに対し、スライド機構２０８を介して矢印Ｐ方向（発電機としての動作時）あるいは矢印Ｑ方向（電動機としての動作時あるいは停止時）に移動可能に構成されている。
【００７０】
第２回転部２２ｂのスライド機構２０８は、ばね２１０、連結ピン２１４、円盤２１２およびウエイトローラ２０６とから構成され、いわゆるガバナ機構を構成している。
【００７１】
第１回転部２２ａには、図示していないエンジンのクランクシャフト２０２が固定されるとともに、永久磁石２０４が固定されている。第２回転部２２ｂには、ブラシ２０およびスリップリング１５が埋め込まれている。
【００７２】
一方、ステータ１８は、モールド部材８０を有し、このモールド部材８０にコア２２２と整流子１４の保持部材が固定されている。上述したように、コア２２２には、コイル１６が巻かれている。
【００７３】
そして、バッテリ８の正端子が、アクセサリースイッチ１１およびヒューズ３２を介して図１に示した制御回路５２と三相全波整流ブリッジ回路を含む電気回路２２４に接続されるとともに、リレー接点６を通じて端子２２６に接続されている。バッテリ８の負端子は、電気回路２２４および端子２２７に接続される。
【００７４】
バッテリ８の正端子と負端子間には、イグニッションスイッチ１０とリレーコイル１２の直列回路が接続されている。
【００７５】
そして、図４に示すように、エンジンの停止時あるいは始動時において、ウエイトローラ２０６が軸心側にあるときには、スライド機構２０８は、ばね２１０の圧縮力により第２回転部２２ｂを矢印Ｑ方向端にスライドさせ、ブラシ２０に対して整流子１４、端子２２６、２２７が電気的に接続状態とされる。この状態において、バッテリ８から電源が供給されたとき、電動発電機５４は、電動機として動作し、ロータ２２が、矢印方向に回転し、クランクシャフト２０２を介してクランキングされエンジンが始動される。
【００７６】
また、ロータ２２が回転することによりウエイトローラ２０６が、遠心力により図５に示す矢印方向に移動することで、スライド機構２０８の連結ピン２０４を介し、第２回転部２２ｂが、ばね２１０の圧縮力より強い力で矢印Ｐ方向にスライドされる。この結果、ブラシ２０と整流子１４およびスリップリング１５と端子２２６、２２７の接続が分離され、以降、電動発電機５４は、発電機として動作し、バッテリ８への充電が開始される。
【００７７】
上述したように、この実施の形態によれば、ステータ１８側には整流子１４間にコイル１６が配され、ロータ２２側には前記コイル励磁用の永久磁石２０４が配されるとともに、整流子１４と接触するブラシ２０が配されたブラシ付き電動発電機５４において、始動時に、直流電源であるバッテリ８により電動発電機５４が電動機として動作するときに、整流子１４とコイル１６に接続されて該コイル１６に蓄積された磁気エネルギーを転流する火花防止用の転流手段１１０としてのサイリスタ１１２とダイオード１１４とを備え、始動後に、電動発電機５４が、少なくともバッテリ８を充電する発電機として動作するときには、転流手段１１０が、コイル１６に誘起する交流電圧の整流手段として使用される接続とし、電動機用および発電機用として、コイル１６および転流手段１１０を共用するように構成している。
【００７８】
このため、図６を参照して説明した従来技術に係る電動発電機システム２とは異なり、単独の発電コイル２６が不要となり、かつ火花防止回路と整流回路とを共用することができるので、大型の電力用ダイオード２４、２８の個数を減らすことが可能となり、電動発電機５４の構成を簡単にできる。したがって、低コスト化が図られる。また、装置全体としても小型化を達成することができる。なお、制御回路５２は、比較的に低消費電力回路であり、集積回路１個で簡単に構成することができる。
【００７９】
この場合、コイル１６に誘起する交流電圧の整流手段として機能している転流手段１１０による整流出力電圧Ｖａを検知する電圧検知回路１００と、入力側が電圧検知回路１００の出力側に接続され、出力側が転流手段１１０に接続されるトリガ回路１０４とを備えることにより、バッテリ８への過電圧印加を防止することができる。
【００８０】
そして、トリガ回路１０４は、電圧検知回路１００により検知される整流出力電圧Ｖａが、所定電圧（ここでは、上述したように１４．５［Ｖ］）以下の値である場合には、転流手段１１０を導通可能な状態とし、整流出力電圧Ｖａが、所定電圧を超える値である場合には、転流手段１１０を遮断状態とするように構成しているので、電圧検知回路１００とトリガ回路１０４とによりバッテリ電圧Ｖａを所定電圧に定電圧制御することが可能となる。
【００８１】
この実施の形態においては、コイル１６が三相結線とされ、転流手段１１０がコイル１６とバッテリ８との間で三相ブリッジ接続構成とされているとき、三相ブリッジ接続構成とされているバッテリ８の＋端子側に接続されている整流手段をサイリスタ１１２とし、バッテリ８の−端子側に接続されている整流手段をダイオード１１４またはサイリスタとすることで、簡単な構成で整流作用、定電圧制御作用および過電圧保護作用を達成している。
【００８２】
なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採りうることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、電動機動作時におけるコイル（モータコイル）および転流手段を、それぞれ発電機動作時における発電コイルおよび整流手段として共用するようにしているので、構成を簡単にでき低コスト化が図られる。また、装置全体としても小型化を達成することができる。また、部品点数の減少に基づく高信頼化を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用された電動発電機システムの構成図である。
【図２】制御回路の構成を詳細に描いた図１例の電動発電機システムの詳細回路図である。
【図３】火花を防止する転流手段の説明図である。
【図４】この発明の一実施の形態が適用された電動発電機が電動機として動作時（始動時）の機械的構成の一部省略縦断面を示す模式図である。
【図５】この発明の一実施の形態が適用された電動発電機が発電機として動作時（充電時）の機械的構成の一部省略縦断面を示す模式図である。
【図６】従来技術に係る電動発電機システムの構成図である。
【符号の説明】
６…リレー接点                  ８…バッテリ
１０…イグニッションスイッチ    １１…アクセサリースイッチ
１２…リレーコイル              １４…整流子
１６…コイル                    １８…ステータ
２０…ブラシ                    ２２…ロータ
２２ａ…第１回転部              ２２ｂ…第２回転部
５０…電動発電機システム        ５２…制御回路
５４…電動発電機                １００…電圧検知回路
１０２…比較回路                １０４…トリガ回路
１１０…転流手段                １１２…サイリスタ
１１４…ダイオード              １２２…可変抵抗器
２０２…クランクシャフト        ２０４…永久磁石
２０６…ウエイトローラ          ２０８…スライド機構
２１０…ばね                    ２２４…電気回路
２２６、２２７…端子
【図１】
0004412839.tif 000002
【図２】
0004412839.tif 000003
【図３】
0004412839.tif 000004
【図４】
0004412839.tif 000005
【図５】
0004412839.tif 000006
【図６】
0004412839.tif 000007