(57)【要約】【課題】発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることが可能な船舶推進装置を提供する。【解決手段】この船外機１（船舶推進装置）は、クランクシャフト１１１を含むエンジン１１と、クランクシャフト１１１の回転に伴い回転されるロータ１２２と、ロータ１２２に対向して配置され、第１コイル群１２４と、第１コイル群１２４よりも高出力の第２コイル群１２５とが巻回されたステータ１２１とを含む発電機１２と、第１コイル群１２４において発生した交流電力を整流して、第１バッテリ３ａに出力するレクチファイア／レギュレータ１４と、複数のスイッチング素子１３１を含み、第２コイル群１２５において発生した交流電力を直流電力に変換するコンバータ１３と、コンバータ１３において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリ３ｂに出力するＤＣ／ＤＣ変圧器１６とを備える。【選択図】図２
2016137821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを含むエンジンと、
前記クランクシャフトの回転に伴い回転されるロータと、前記ロータに対向して配置され、第１コイル群と、前記第１コイル群よりも高い電力を出力する第２コイル群とが巻回されたステータとを含む発電機と、
前記第１コイル群において発生した交流電力を整流して、第１バッテリに出力する整流器と、
スイッチング素子を含み、前記第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、
前記変換器において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリに出力する変圧機構とを備える、船舶推進装置。
【請求項２】
前記第２コイル群の巻線は、前記第１コイル群の巻線の断面積以上の大きさの断面積を有する、請求項１に記載の船舶推進装置。
【請求項３】
前記第２コイル群のスロットの巻き数は、前記第１コイル群のスロットの巻き数以下である、請求項２に記載の船舶推進装置。
【請求項４】
前記ステータは、電磁鋼板が積層されて形成されており、
前記第２コイル群が巻回された前記スタータの積層厚みは、前記第１コイル群が巻回された前記ステータの積層厚み以下である、請求項２または３に記載の船舶推進装置。
【請求項５】
前記第１コイル群は、複数のスロットにそれぞれ巻線が巻回されており、
前記第２コイル群は、前記第１コイル群が巻回されたスロットとは異なる複数のスロットにそれぞれ巻線が巻回されており、
前記第２コイル群が巻回されたスロット数は、前記第１コイル群が巻回されたスロット数以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
【請求項６】
前記第１コイル群の巻線と、前記第２コイル群の巻線とは共通のスロットに巻回されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
【請求項７】
前記第２コイル群の出力電力は、前記第１コイル群の出力電力の２倍以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
【請求項８】
前記エンジンのアイドリング時の前記第２コイル群の出力電力は、前記エンジンのフルスロットル時の前記第１コイル群の出力電力以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
【請求項９】
前記ロータ、前記ステータ、前記整流器、前記変換器および前記変圧機構は、前記エンジンを覆うカウルの内部に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
【請求項１０】
前記整流器、前記変換器および前記変圧機構のうち少なくとも１つは前記エンジンに固定されている、請求項９に記載の船舶推進装置。
【請求項１１】
前記ロータは、前記クランクシャフトに接続されたフライホイールと一体的に形成されている、請求項９または１０に記載の船舶推進装置。
【請求項１２】
前記ロータは、前記クランクシャフトの軸線上において、前記エンジンの上方または下方に配置されている、請求項１１に記載の船舶推進装置。
【請求項１３】
船舶推進装置と、
前記船舶推進装置が取り付けられた船体と、
前記船体に配置された第１バッテリおよび第２バッテリとを備え、
前記船舶推進装置は、
クランクシャフトを含むエンジンと、
前記クランクシャフトの回転に伴い回転されるロータと、前記ロータに対向して配置され、第１コイル群と、前記第１コイル群よりも高い電力を出力する第２コイル群とが巻回されたステータとを含む発電機と、
前記第１コイル群において発生した交流電力を整流して、前記第１バッテリに出力する整流器と、
スイッチング素子を含み、前記第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、
前記変換器において変換された直流電力を変圧して、前記第２バッテリに出力する変圧機構とを備える、船舶。
【請求項１４】
前記第１バッテリは、前記船舶推進装置の前記エンジンを駆動させるためのエンジン補機へ電力を供給するように構成されており、
前記第２バッテリは、船体に配置された電装機器へ電力を供給するように構成されている、請求項１３に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶推進装置および船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶推進装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、第１コイル群および第２コイル群を含む発電機と、第１コイル群により発電された電力を直流に変換して第１バッテリに出力する第１レクチファイアレギュレータと、第２コイル群により発電された電力を直流に変換して第２バッテリに出力する第２レクチファイアレギュレータとを備える船推進機（船舶推進装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のような従来の船舶推進装置では、第１コイル群および第２コイル群により発電された電力を、それぞれ、第１レクチファイアレギュレータおよび第２レクチファイアレギュレータにより整流して出力している。このため、エンジンの回転数によって発電機の出力が決まるので、たとえば、第２バッテリの容量が大型化した場合において、安定して大容量電力を供給するためには、発電機を大型化する必要がある。このため、発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることが可能な船舶推進装置および船舶が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることが可能な船舶推進装置および船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面による船舶推進装置は、クランクシャフトを含むエンジンと、クランクシャフトの回転に伴い回転されるロータと、ロータに対向して配置され、第１コイル群と、第１コイル群よりも高い電力を出力する第２コイル群とが巻回されたステータとを含む発電機と、第１コイル群において発生した交流電力を整流して、第１バッテリに出力する整流器と、スイッチング素子を含み、第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、変換器において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリに出力する変圧機構とを備える。
【０００８】
この第１の局面による船舶推進装置では、上記のように、スイッチング素子を含み、第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、変換器において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリに出力する変圧機構とを設けることによって、スイッチング素子を含む変換器により発電機の第２コイル群の出力を制御するとともに、変圧機構により発電機の出力電圧を高くすることができるので、エンジンの回転数に関わらず、発電機の第２コイル群の出力を大きくして、第２バッテリに安定して大容量電力を供給することができる。これにより、発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることができる。
【０００９】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、第２コイル群の巻線は、第１コイル群の巻線の断面積以上の大きさの断面積を有する。このように構成すれば、第２コイル群の電気抵抗を第１コイル群の電気抵抗よりも小さくすることができるので、誘起電圧が同じ場合に第２コイル群に流れる電流を大きくすることができる。その結果、第２コイル群から出力する電力を第１コイル群から出力する電力よりも容易に高くすることができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、第２コイル群のスロットの巻き数は、第１コイル群のスロットの巻き数以下である。このように構成すれば、第２コイル群の巻線の断面積を大きくしても、第２コイル群のスロットの巻線を巻いた状態の厚みが、第１コイル群のスロットの巻線を巻いた状態の厚みに比べて過度に大きくなるのを抑制することができる。
【００１１】
上記第２コイル群の巻線が第１コイル群の巻線の断面積以上の大きさの断面積を有する構成において、好ましくは、ステータは、電磁鋼板が積層されて形成されており、第２コイル群が巻回されたスタータの積層厚みは、第１コイル群が巻回されたステータの積層厚み以下である。このように構成すれば、第２コイル群の巻線の断面積を大きくしても、第２コイル群のスロットの巻線を巻いた状態の厚みが、第１コイル群のスロットの巻線を巻いた状態の厚みに比べて過度に大きくなるのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、第１コイル群は、複数のスロットにそれぞれ巻線が巻回されており、第２コイル群は、第１コイル群が巻回されたスロットとは異なる複数のスロットにそれぞれ巻線が巻回されており、第２コイル群が巻回されたスロット数は、第１コイル群が巻回されたスロット数以上である。このように構成すれば、第２コイル群から出力する発電電力を第１コイル群から出力する発電電力よりも容易に高くすることができる。
【００１３】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、第１コイル群の巻線と、第２コイル群の巻線とは共通のスロットに巻回されている。このように構成すれば、スイッチング素子を含む変換器により制御される第２コイル群の巻線と共通のスロットに巻回された第１コイル群の巻線からの出力もエンジンの回転数に関わらず大きくすることができる。
【００１４】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、第２コイル群の出力電力は、第１コイル群の出力電力の２倍以上である。このように構成すれば、第２バッテリに接続される機器の消費電力が大きくなった場合でも、第２コイル群から大きな電力を第２バッテリに供給することができる。
【００１５】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、エンジンのアイドリング時の第２コイル群の出力電力は、エンジンのフルスロットル時の第１コイル群の出力電力以上である。このように構成すれば、エンジンの回転数が低いアイドリング時でも、第２コイル群から出力される電力を大きくして、第２バッテリに安定して大容量電力を供給することができる。
【００１６】
上記第１の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ロータ、ステータ、整流器、変換器および変圧機構は、エンジンを覆うカウルの内部に配置されている。このように構成すれば、ロータ、ステータ、整流器、変換器および変圧機構をエンジンを覆うカウルの内部に配置して、船舶推進装置の構成をコンパクトに配置することができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、整流器、変換器および変圧機構のうち少なくとも１つはエンジンに固定されている。このように構成すれば、整流器、変換器または変圧機構をエンジン（発電機）の近くに配置することができるので、電力の伝達距離が大きくなるのを抑制することができる。
【００１８】
上記ロータ、ステータ、整流器、変換器および変圧機構がエンジンを覆うカウルの内部に配置されている構成において、好ましくは、ロータは、クランクシャフトに接続されたフライホイールと一体的に形成されている。このように構成すれば、ロータとフライホイールとを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、ロータは、クランクシャフトの軸線上において、エンジンの上方または下方に配置されている。このように構成すれば、クランクシャフトが上下方向に延びる船舶推進装置のエンジンにおいて、クランクシャフトの回転を発電機のロータに効率よく伝達することができる。
【００２０】
この発明の第２の局面による船舶は、船舶推進装置と、船舶推進装置が取り付けられた船体と、船体に配置された第１バッテリおよび第２バッテリとを備え、船舶推進装置は、クランクシャフトを含むエンジンと、クランクシャフトの回転に伴い回転されるロータと、ロータに対向して配置され、第１コイル群と、第１コイル群よりも高い電力を出力する第２コイル群とが巻回されたステータとを含む発電機と、第１コイル群において発生した交流電力を整流して、第１バッテリに出力する整流器と、スイッチング素子を含み、第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、変換器において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリに出力する変圧機構とを備える。
【００２１】
この第２の局面による船舶では、上記のように、スイッチング素子を含み、第２コイル群において発生した交流電力を直流電力に変換する変換器と、変換器において変換された直流電力を変圧して、第２バッテリに出力する変圧機構とを設けることによって、スイッチング素子を含む変換器により発電機の第２コイル群の出力を制御するとともに、変圧機構により発電機の出力電圧を高くすることができるので、エンジンの回転数に関わらず、発電機の第２コイル群の出力を大きくして、第２バッテリに安定して大容量電力を供給することができる。これにより、発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることが可能な船舶を供給することができる。
【００２２】
上記第２の局面による船舶において、好ましくは、第１バッテリは、船舶推進装置のエンジンを駆動させるためのエンジン補機へ電力を供給するように構成されており、第２バッテリは、船体に配置された電装機器へ電力を供給するように構成されている。このように構成すれば、船体の電装機器の消費電力が大きくなった場合でも、第２バッテリに大容量電力が供給されるので、電装機器が電力不足になるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、上記のように、発電機の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による船舶を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による船舶の概略を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による船舶の発電機のコイル群の配置を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態による船舶の発電機のステータを示した上方斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による船舶の発電機を示した上方斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による船舶の発電機を示した下方斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による船舶の発電機の巻線の結線を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態による船舶の発電機の出力電力の一例を示した表である。
【図９】本発明の一実施形態の第１変形例による船舶の発電機のコイル群の配置を示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態の第２変形例による船舶の発電機のコイル群の配置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
（船舶の構成）
図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による船舶１００の構成について説明する。なお、図中、ＦＷＤは、船舶１００の前進方向を示しており、ＢＷＤは、船舶１００の後進方向を示している。図中、Ｒは、船舶１００の右舷（スターボード）方向を示しており、Ｌは、船舶１００の左舷（ポートサイド）方向を示している。
【００２７】
船舶１００は、図１に示すように、船外機１と、船体２と、エンジン用バッテリ３ａと、アクセサリ用バッテリ３ｂとを備えている。船外機１は、船体２の後方に１機設けられている。エンジン用バッテリ３ａは、ケーブル３１を介して船外機１に接続されている。アクセサリ用バッテリ３ｂは、ケーブル３２を介して船外機１に接続されている。なお、船外機１は、本発明の「船舶推進装置」の一例である。エンジン用バッテリ３ａおよびアクセサリ用バッテリ３ｂは、それぞれ、本発明の「第１バッテリ」および「第２バッテリ」の一例である。
【００２８】
（船外機の説明）
船外機１は、図２に示すように、エンジン１１と、発電機１２と、コンバータ１３と、レクチファイア／レギュレータ１４と、制御部１５と、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６と、エンジン補機１７とを備えている。エンジン１１は、クランクシャフト１１１と、カウル１１２（図１参照）とを含んでいる。発電機１２は、ステータ１２１と、ロータ１２２とを含んでいる。発電機１２には、角度センサ１２３が設けられている。コンバータ１３は、複数のスイッチング素子１３１を含んでいる。図３に示すように、発電機１２のロータ１２２は、複数のスロット１２１ａに、第１コイル群１２４が巻回されている。発電機１２のロータ１２２は、複数のスロット１２１ｂに、第２コイル群１２５が巻回されている。なお、コンバータ１３は、本発明の「変換器」の一例であり、レクチファイア／レギュレータ１４は、本発明の「整流器」の一例である。ＤＣ／ＤＣ変圧器１６は、本発明の「変圧機構」の一例である。
【００２９】
図１に示すように、発電機１２（ロータ１２２およびステータ１２１）、レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６は、エンジン１１を覆うカウル１１２の内部に配置されている。発電機１２（ロータ１２２およびステータ１２１）は、クランクシャフト１１１の軸線上において、エンジン１１の上方に配置されている。レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６はエンジン１１に固定されている。
【００３０】
船外機１は、エンジン１１の下方に延びるように配置され、エンジン１１の駆動力を伝達するドライブシャフトと、ドライブシャフトと直交（交差）する方向に延びる１本のプロペラシャフトと、プロペラシャフトの後端部に取り付けられ、プロペラシャフトと共に回転される１つのプロペラとをさらに備えている。
【００３１】
船体２には、図２に示すように、電装機器２１と、ヒューズ２２および２３とが設けられている。
【００３２】
エンジン１１は、クランクシャフト１１１を回転させて、船外機１のプロペラを回転させる。プロペラの回転により推進力が発生して船体２が移動する。エンジン１１は、クランクシャフト１１１を回転させて、発電機１２のロータ１２２を回転させる。ロータ１２２の回転により起電力が生じて発電機１２により発電される。エンジン１１は、ガソリンまたは軽油などの燃料により駆動する。
【００３３】
発電機１２は、図１に示すように、エンジン１１の上方に配置されている。発電機１２のロータ１２２は、クランクシャフト１１１により駆動されて、ステータ１２１に対して回転する。図２に示すように、発電機１２は、ロータ１２２の回転により、３相の交流電力を２組（Ｕ１相、Ｖ１相およびＷ１相と、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相との２組）発生させる。生成された３相の交流電力のうち一方の組（Ｕ１相、Ｖ１相およびＷ１相）は、コンバータ１３に出力される。生成された３相の交流電力のうち他方の組（Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相）は、レクチファイア／レギュレータ１４に出力される。
【００３４】
ステータ１２１は、図３に示すように、ロータ１２２に対向するように配置されている。ステータ１２１には、第１コイル群１２４と、第２コイル群１２５とが巻回されている。ステータ１２１は、電磁鋼板が積層されて形成されている。ステータ１２１は、第１コイル群１２４の巻線が巻回される６個のスロット１２１ａと、第２コイル群１２５ｂの巻線が巻回される１２個のスロット１２１ｂとを含む。つまり、第１コイル群１２４の巻線と、第２コイル群１２５の巻線とは互いに異なるスロットに巻回されている。
【００３５】
ここで、本実施形態では、第２コイル群１２５から出力される電力は、第１コイル群１２４から出力される電力よりも高くなる。第１コイル群１２４は、レクチファイア／レギュレータ１４に接続されている。第２コイル群１２５は、コンバータ１３に接続されている。つまり、第１コイル群１２４から出力される３相の交流（Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相）は、レクチファイア／レギュレータ１４により整流されて、エンジン用バッテリ３ａに出力される。第２コイル群１２５から出力される３相の交流（Ｕ１相、Ｖ１相およびＷ１相）は、コンバータ１３により直流に変換されて、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６により変圧されて、アクセサリ用バッテリ３ｂに出力される。
【００３６】
第２コイル群１２５の巻線は、第１コイル群１２４の巻線の断面積以上の大きさの断面積を有する。たとえば、第１コイル群１２４の巻線は、直径が１．６ｍｍの丸線（断面積約２．０ｍｍ２）を含む。第２コイル群１２５の巻線は、１×３ｍｍの平角線（断面積約３．０ｍｍ２）を含む。第２コイル群１２５の各々のスロット１２１ｂの巻き数は、第１コイル群１２４の各々のスロット１２１ａの巻き数以下である。
【００３７】
図４に示すように、第２コイル群１２５が巻回されたステータ１２１の積層厚みＨ２は、第１コイル群１２４が巻回されたステータ１２１の積層厚みＨ１以下である。これにより、第１コイル群１２４の巻線を含めた厚みと、第２コイル群１２５の巻線を含めた厚みとが略等しくなっている。
【００３８】
図３、図５および図６に示すように、ロータ１２２は、ステータ１２１を取り囲むように外方に配置されている。ロータ１２２は、永久磁石を含む。ロータ１２２は、クランクシャフト１１１に接続され、クランクシャフト１１１のフライホイールとしての機能も有する。つまり、ロータ１２２は、フライホイールと一体的に形成されている。ロータ１２２には、ギアが設けられている。ロータ１２２のギアは、エンジン１１の始動時にスタータモータのギアに係合する。つまり、ロータ１２２は、エンジン１１の始動時に、スタータモータの駆動によりクランクシャフト１１１を回転させる。
【００３９】
図２、図５および図６に示すように、角度センサ１２３は、ロータ１２２の回転数（回転速度）を検出する。具体的には、図３に示すように、ロータ１２２の外周部には、複数の検出用突起１２３ａが設けられている。検出用突起１２３ａは、１０度間隔で３４個設けられている。つまり、ロータ１２２は、検出用突起１２３ａが２個分設けられていない、欠け部１２３ｂを有する。角度センサ１２３は、個々の検出用突起１２３ａを検出する。角度センサ１２３は、欠け部１２３ｂを基準位置として検出する。角度センサ１２３は、ロータ１２２の回転に伴って角度センサ１２３に対して移動する複数の検出用突起１２３ａおよび欠け部１２３ｂをそれぞれ検出して、ロータ１２２の回転数（回転速度）を検出する。検出された回転数（回転速度）は、制御部１５に送信される。
【００４０】
図７に示すように、第１コイル群１２４は、デルタ結線により接続されている。具体的には、第１コイル群１２４の６個のスロット１２１ａの巻線は、２つずつ直列に連結されて、デルタ結線により接続されている。第２コイル群１２５は、スター結線（Ｙ結線）により接続されている。具体的には、第２コイル群１２５の１２個のスロット１２１ｂの巻線は、２つずつの直列の２並列で連結されて、スター結線により接続されている。つまり、第１コイル群１２４と、第２コイル群１２５との結線は互いに異なる。第２コイル群１２５は、スター結線により接続されることにより、高電圧の電力を出力することが可能である。
【００４１】
本実施形態では、コンバータ１３は、発電機１２の第２コイル群１２５から出力される交流電力を直流電力に変換する。具体的には、コンバータ１３の複数のスイッチング素子１３１のスイッチングにより、３相の交流電力が直流電力に変換される。コンバータ１３により変換された直流電力は、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６に出力される。コンバータ１３は、発電機１２の界磁制御を行い、発電機１２の第２コイル群１２５の出力が高くなるように制御する。具体的には、スイッチングのタイミング（位相）を早めたり、遅らせたりして、発電機１２の界磁制御が行われる。つまり、コンバータ１３は、エンジン１１（発電機１２）の回転数が低い場合でも、第２コイル群１２５の出力電力が高くなるように制御する。
【００４２】
レクチファイア／レギュレータ１４は、発電機１２の第１コイル群１２４から出力される交流電力を整流して直流電力に変換する。具体的には、レクチファイア／レギュレータ１４は、複数のダイオードを含む。複数のダイオードの整流作用により、交流電力が直流電力に変換される。レクチファイア／レギュレータ１４は、発電機１２から出力される電力の電圧を、エンジン補機１７の使用電圧（エンジン用バッテリ３ａの充電電圧）に降圧する。レクチファイア／レギュレータ１４により変換および降圧された直流電力は、エンジン補機１７およびエンジン用バッテリ３ａに供給される。
【００４３】
制御部１５は、船外機１を制御する。具体的には、制御部１５は、コンバータ１３の電力変換の制御、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６の変圧制御を行う。制御部１５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含む。制御部１５は、角度センサ１２３により検出される発電機１２の回転数と、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６から出力される直流電力の電圧および電流とに基づいて、コンバータ１３、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６を制御する。
【００４４】
ＤＣ／ＤＣ変圧器１６は、コンバータ１３から出力される直流電力を降圧して直流電力を出力する。具体的には、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６は、コンバータ１３の電圧を、アクセサリ用バッテリ３ｂの充電電圧に降圧する。つまり、アクセサリ用バッテリ３ｂから見ると、コンバータ１３（発電機１２の第２コイル群１２５）の電位は、高くなる。ＤＣ／ＤＣ変圧器１６から出力される直流電力は、アクセサリ用バッテリ３ｂに供給される。
【００４５】
エンジン補機１７は、スタータモータ、インジェクタ、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）および点火プラグなどのエンジン１１を駆動させるための機器を含む。エンジン補機１７は、エンジン用バッテリ３ａおよび発電機１２の第１コイル群１２４から電力が供給されて駆動する。
【００４６】
電装機器２１は、キャビンの空調（エアコン）、冷蔵庫、温水器、オーディオ機器、電灯などの機器を含む。電装機器２１は、アクセサリ用バッテリ３ｂから電力が供給される。アクセサリ用バッテリ３ｂは、エンジン用バッテリ３ａよりも電力容量が大きい。つまり、電装機器２１による消費電力がエンジン補機１７の消費電力よりも大きい。
【００４７】
ヒューズ２２および２３は、定格を超える電流が流れた場合に、切断されて、電流が流れないようにする。ヒューズ２２は、レクチファイア／レギュレータ１４とエンジン用バッテリ３ａとの間に配置されている。ヒューズ２３は、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６とアクセサリ用バッテリ３ｂとの間に配置されている。
【００４８】
エンジン用バッテリ３ａは、ケーブル３１を介して、エンジン補機１７に電力を供給可能である。エンジン用バッテリ３ａのバッテリ電圧は、たとえば、約１２Ｖである。アクセサリ用バッテリ３ｂのバッテリ電圧は、たとえば、約１２Ｖである。
【００４９】
（出力電力の説明）
図８を参照して、発電機の第１コイル群および第２コイル群の出力電力について説明する。
【００５０】
図８に示す一例のように、第２コイル群１２５により出力される電力は、第１コイル群１２４により出力される電力より大きい。具体的には、エンジン１１（発電機１２）の回転数が６００ｒｐｍの場合、第１コイル群１２４の出力電流が１８．３Ａ、出力電力が２６６Ｗであり、第２コイル群１２５の出力電流が３６．７Ａ、出力電力が５３２Ｗである。エンジン１１（発電機１２）の回転数が１０００ｒｐｍの場合、第１コイル群１２４の出力電流が３０．７Ａ、出力電力が４４５Ｗであり、第２コイル群１２５の出力電流が６６．７Ａ、出力電力が９６７Ｗである。エンジン１１（発電機１２）の回転数が３０００ｒｐｍの場合、第１コイル群１２４の出力電流が３３．２Ａ、出力電力が４３２Ｗであり、第２コイル群１２５の出力電流が１００Ａ、出力電力が１４５０Ｗである。エンジン１１（発電機１２）の回転数が６０００ｒｐｍの場合、第１コイル群１２４の出力電流が３３．２Ａ、出力電力が４３２Ｗであり、第２コイル群１２５の出力電流が１００Ａ、出力電力が１４５０Ｗである。
【００５１】
つまり、発電機１２の第１コイル群１２４と、第２コイル群１２５とにおいて並行して発電される電力（エンジン１１（発電機１２）の回転数が同じ場合の出力電力）は、第２コイル群１２５の出力電力が、第１コイル群１２４の出力電力の２倍以上になる。エンジン１１のアイドリング時（たとえば、回転数６００ｒｐｍ）の第２コイル群１２５の出力電力は、エンジン１１のフルスロットル時（たとえば、回転数６０００ｒｐｍ）の第１コイル群１２４の出力電力以上である。
【００５２】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５３】
本実施形態では、上記のように、スイッチング素子１３１を含み、第２コイル群１２５において発生した交流電力を直流電力に変換するコンバータ１３と、コンバータ１３において変換された直流電力を変圧して、アクセサリ用バッテリ３ｂに出力するＤＣ／ＤＣ変圧器１６とを設けることによって、スイッチング素子１３１を含むコンバータ１３により発電機１２の第２コイル群１２５の出力を制御するとともに、ＤＣ／ＤＣ変圧器１６により発電機１２の出力電圧を高くすることができるので、エンジン１１の回転数に関わらず、発電機１２の第２コイル群１２５の出力を大きくして、アクセサリ用バッテリ３ｂに安定して大容量電力を供給することができる。これにより、発電機１２の大型化を抑制しながら、供給する電力量を大きくすることができる。
【００５４】
本実施形態では、上記のように、第２コイル群１２５の巻線が、第１コイル群１２４の巻線の断面積以上の大きさの断面積を有する。これにより、第２コイル群１２５の電気抵抗を第１コイル群１２４の電気抵抗よりも小さくすることができるので、誘起電圧が同じ場合に第２コイル群１２５に流れる電流を大きくすることができる。その結果、第２コイル群１２５から出力する電力を第１コイル群１２４から出力する電力よりも容易に高くすることができる。
【００５５】
本実施形態では、上記のように、第２コイル群１２５のスロット１２１ｂの巻き数を、第１コイル群１２４のスロット１２１ａの巻き数以下にする。これにより、第２コイル群１２５の巻線の断面積を大きくしても、第２コイル群１２５のスロット１２１ｂの巻線を巻いた状態の厚みが、第１コイル群１２４のスロット１２１ａの巻線を巻いた状態の厚みに比べて過度に大きくなるのを抑制することができる。
【００５６】
本実施形態では、上記のように、第２コイル群１２５が巻回されたスタータ１２１の積層厚みを、第１コイル群１２４が巻回されたステータ１２１の積層厚み以下にする。これにより、第２コイル群１２５の巻線の断面積を大きくしても、第２コイル群１２５のスロット１２１ｂの巻線を巻いた状態の厚みが、第１コイル群１２４のスロット１２１ａの巻線を巻いた状態の厚みに比べて過度に大きくなるのを抑制することができる。
【００５７】
本実施形態では、上記のように、第２コイル群１２５を、第１コイル群１２４が巻回されたスロット１２１ａとは異なる複数のスロット１２１ｂにそれぞれ巻線が巻回され、第２コイル群１２５が巻回されたスロット数を、第１コイル群１２４が巻回されたスロット数以上にする。これにより、第２コイル群１２５から出力する発電電力を第１コイル群１２４から出力する発電電力よりも容易に高くすることができる。
【００５８】
本実施形態では、上記のように、第２コイル群１２５の出力電力を、第１コイル群１２４の出力電力の２倍以上にする。これにより、アクセサリ用バッテリ３ｂに接続される電装機器２１の消費電力が大きくなった場合でも、第２コイル群１２５から大きな電力をアクセサリ用バッテリ３ｂに供給することができる。
【００５９】
本実施形態では、上記のように、エンジン１１のアイドリング時の第２コイル群１２５の出力電力を、エンジン１１のフルスロットル時の第１コイル群１２４の出力電力以上にする。これにより、エンジン１１の回転数が低いアイドリング時でも、第２コイル群１２５から出力される電力を大きくして、アクセサリ用バッテリ３ｂに安定して大容量電力を供給することができる。
【００６０】
本実施形態では、上記のように、ロータ１２２、ステータ１２１、レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６を、エンジン１１を覆うカウル１１２の内部に配置する。これにより、ロータ１２２、ステータ１２１、レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６をエンジン１１を覆うカウル１１２の内部に配置して、船外機１の構成をコンパクトに配置することができる。
【００６１】
本実施形態では、上記のように、レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６をエンジン１１に固定して配置する。これにより、レクチファイア／レギュレータ１４、コンバータ１３およびＤＣ／ＤＣ変圧器１６をエンジン１１（発電機１２）の近くに配置することができるので、電力の伝達距離が大きくなるのを抑制することができる。
【００６２】
本実施形態では、上記のように、ロータ１２２を、クランクシャフト１１１に接続されたフライホイールと一体的に形成する。これにより、ロータ１２２とフライホイールとを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができる。
【００６３】
本実施形態では、上記のように、ロータ１２２を、クランクシャフト１１１の軸線上において、エンジン１１の上方に配置する。これにより、クランクシャフト１１１が上下方向に延びる船外機１のエンジン１１において、クランクシャフト１１１の回転を発電機１２のロータ１２２に効率よく伝達することができる。
【００６４】
本実施形態では、上記のように、エンジン用バッテリ３ａを、船外機１のエンジン１１を駆動させるためのエンジン補機１７へ電力を供給するようにするとともに、アクセサリ用バッテリ３ｂを、船体２に配置された電装機器２１へ電力を供給するようにする。これにより、船体２の電装機器２１の消費電力が大きくなった場合でも、アクセサリ用バッテリ３ｂに大容量電力が供給されるので、電装機器２１が電力不足になるのを抑制することができる。
【００６５】
（変形例）
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００６６】
たとえば、上記実施形態では、本発明の船舶推進装置を船外機に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船外機以外の装置を本発明の船舶推進装置に適用してもよい。たとえば、エンジンが船体に固定されたスタンドライブ、エンジンおよびプロペラが船体に固定された船内機などを本発明の船舶推進装置に適用してもよい。
【００６７】
上記実施形態では、第１コイル群の巻線と第２コイル群の巻線とが互いに異なるスロットに巻回されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図９に示す第１変形例のように、第１コイル群の巻線と、第２コイル群の巻線とが共通のスロットに巻回されていてもよい。
【００６８】
上記実施形態では、図３に示すように、第１コイル群の巻線が６個のスロットに隣接して巻回され、第２コイル群の巻線が１２個のスロットに隣接して巻回されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１コイル群の巻線が巻回されるスロットと、第２コイル群の巻線が巻回されるスロットとが分散して配置されていてもよい。たとえば、図１０に示す第２変形例のように、第１コイル群の巻線が巻回されるスロットが３個続き、第２コイル群の巻線が巻回されるスロットが６個続き、第１コイル群の巻線が巻回されるスロットが３個続き、第２コイル群の巻線が巻回されるスロットが６個続いて配置されていてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、第１コイル群の巻線が６個のスロットに巻回され、第２コイル群の巻線が１２個のスロットに巻回されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１コイル群の巻線が６個以外の個数のスロットに巻回されていてもよいし、第２コイル群の巻線が１２個以外の個数のスロットに巻回されていてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、整流器（レクチファイア／レギュレータ）、変換器（コンバータ）および変圧機構（ＤＣ／ＤＣ変圧器）がエンジンに固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、整流器、変換器および変圧機構のうち少なくとも１つがエンジンに固定されていればよい。
【００７１】
上記実施形態では、ロータ（発電機）がクランクシャフトの軸線上において、エンジンの上方に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータ（発電機）がクランクシャフトの軸線上において、エンジンの下方に配置されていてもよい。また、クランクシャフトから離れた位置にロータが配置されており、駆動ベルト、チェーン、ギアなどを介してクランクシャフトの動力がロータに伝達されても良い。
【００７２】
上記実施形態では、エンジン用バッテリが第１コイル群に接続され、アクセサリ用バッテリが第２コイル群に接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アクセサリ用バッテリが第１コイル群に接続され、エンジン用バッテリが第２コイル群に接続されていてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、船体に１つの船外機が設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船体に複数の船外機が設けられている構成にしてもよい。この場合、複数の船外機ごとにエンジン用バッテリを設けてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  船外機（船舶推進装置）
２  船体
３ａ  エンジン用バッテリ（第１バッテリ）
３ｂ  アクセサリ用バッテリ（第２バッテリ）
１１  エンジン
１２  発電機
１３  コンバータ（変換器）
１４  レクチファイア／レギュレータ（整流器）
１６  ＤＣ／ＤＣ変圧器（変圧機構）
１７  エンジン補機
２１  電装機器
１００  船舶
１１１  クランクシャフト
１１２  カウル
１２１  ステータ
１２１ａ、１２１ｂ  スロット
１２２  ロータ
１２４  第１コイル群
１２５  第２コイル群
１３１  スイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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