オルタネーター

20世紀せいき初頭しょとうにハンガリーのブダペストで製造せいぞうされ、水力すいりょく発電はつでん所しょで利用りようされているオルタネーター

オルタネーター（英語えいご: alternator）は交流こうりゅう（alternating current）の電気でんきを生成せいせいする発電はつでん機きである。自動車じどうしゃやオートバイ、小型こがた航空機こうくうきなどに搭載とうさいされているものは、ダイオードなどを使つかった整流せいりゅう器きで直流ちょくりゅうへと整流せいりゅうされる場合ばあいも多おおく、これらの分野ぶんやでは整流せいりゅう器きを含ふくめてオルタネーターと呼よばれる。オートバイの分野ぶんや（主おもに原付げんつき）では、前ぜん照あきら灯とう・尾灯びとうなど、バッテリーを通とおさずに交流こうりゅうのまま負荷ふかにつなぐ場合ばあいもあるため、整流せいりゅう器きを含ふくめずにジェネレーター（英えい: generator）とも呼よばれる。

概要がいよう

オルタネーターの基本きほん原理げんりはコイルを電機でんき子ことし、永久えいきゅう磁石じしゃくを界さかい磁とする永久えいきゅう磁石じしゃく同期どうき発電はつでん機きである。コイルと永久えいきゅう磁石じしゃくを近ちかづけたり遠とおざけたりすることでコイルの中なかを通とおる磁束じそく密度みつどを変化へんかさせ、電磁でんじ誘導ゆうどうによりコイルに発生はっせいする電流でんりゅうを交流こうりゅうとして取とり出だす。多おおくの場合ばあい、永久えいきゅう磁石じしゃくかコイルの一方いっぽうを回転かいてんさせ、もう一方いっぽうを固定こていするが、回転かいてんする側がわを回転子かいてんし（英えい: rotor）、固定こていされる側がわを固定こてい子こ（英えい: stator）と呼よぶ。永久えいきゅう磁石じしゃくとコイルの相対そうたい的てきな位置いち関係かんけいを直線ちょくせん的てきに往復おうふくさせるものもあり、リニアオルタネーター（英えい: linear alternator）と呼よばれる。

自動車じどうしゃ等とう

自動車じどうしゃ等とうオルタネーターの内部ないぶ構造こうぞう図ず

自動車じどうしゃなどに搭載とうさいされるオルタネーターはエンジンの回転かいてんを動力どうりょく源げんとして発電はつでんし、電装でんそう部品ぶひんに必要ひつような電力でんりょくを生うむ。出力しゅつりょく軸じくの回転かいてんを直接ちょくせつオルタネーターの回転かいてんとする場合ばあいや、ベルトとプーリーを介かいして伝達でんたつされる場合ばあいがある。発電はつでんした交流こうりゅう電力でんりょくは直流ちょくりゅうに変換へんかんされてバッテリー（蓄電池ちくでんち）やコンデンサに蓄たくわえられる。オートバイでは1950年代ねんだい半なかばにイギリス製せいの車種しゃしゅに初はじめて搭載とうさいされた。自動車じどうしゃでは、古ふるくは直流ちょくりゅう整流せいりゅう子こ発電はつでん機き（ダイナモ）が用もちいられてきたが、1960年代ねんだいからオルタネーターへと置おき換かえが進すすんだ。直流ちょくりゅう整流せいりゅう子こ発電はつでん機きと比較ひかくすると、オルタネーターは構造こうぞうが簡単かんたんなため高速こうそく回転かいてんが可能かのうで、アイドリング中ちゅうも発電はつでんできることから採用さいようされるようになった。

オルタネーターで発電はつでんされた交流こうりゅう電流でんりゅうは整流せいりゅう器き（レクチファイア、英えい: rectifier）によって直流ちょくりゅう電流でんりゅうに変換へんかんされる。ダイオードを用もちいた半導体はんどうたい整流せいりゅう器きが利用りようされる。また、オルタネーターは回転かいてん速度そくどが高たかくなるほど高たかい電圧でんあつを発生はっせいするため、電圧でんあつレギュレータ（英えい: voltage regulator）によって一定いっていに保たもたれる（整流せいりゅう器きと一体化いったいかした「レギュレートレクチファイア」などもある）。古ふるくはリレーと抵抗ていこう器きを用もちいて段階だんかい制御せいぎょしていたが、近年きんねんは集積しゅうせき回路かいろ（IC）で電圧でんあつを制御せいぎょしている。整流せいりゅう器きとICを利用りようした電圧でんあつレギュレータは冷却れいきゃくフィンが備そなえられたアルミダイカストのケースに納おさめられ、オルタネーターのケースに固定こていされている場合ばあいが多おおい。 オルタネーターは発電はつでん機きの特性とくせい上じょう、負荷ふかが多おおかった（より高こう出力しゅつりょくの電力でんりょくを得えようとしてプーリー比ひを変かえたり回転子かいてんしの電力でんりょくを上あげ磁力じりょくを増ますと発電はつでん時じの抵抗ていこうが増ます）が、固定こてい子この改良かいりょうにより負荷ふかが軽減けいげんされたものが社外しゃがい品ひんとして発売はつばいされている。

旧来きゅうらいの自動車じどうしゃではオルタネーターが常時じょうじ発電はつでんしていたため、バッテリー（鉛なまり蓄電池ちくでんち）が満まん充電じゅうでんとなった後のちも、バッテリーの電極でんきょくで生しょうじる水みずの電気でんき分解ぶんかいで電力でんりょくを消費しょうひさせていた(このため、電解でんかい液えきが減少げんしょうしていた)。一方いっぽう近年きんねんの自動車じどうしゃでは燃費ねんぴ向上こうじょうを目的もくてきとして、バッテリー電圧でんあつを監視かんしし、必要ひつよう電圧でんあつを下回したまわらない範囲はんいでオルタネーターの発電はつでん量りょうを抑おさえたり発電はつでんを停止ていしさせたりする制御せいぎょを行おこなう車種しゃしゅ（充電じゅうでん制御せいぎょ車しゃ）もある。これはエンジンブレーキを使つかう減速げんそく時じにオルタネーターの負荷ふかを引ひき上あげ、代かわりに加速かそく・定常ていじょう時じに引ひき下さげることで発電はつでんに使つかわれる燃料ねんりょうの消費しょうひを抑おさえつつ、エンジン出力しゅつりょくではなく車両しゃりょうの持もつ運動うんどうエネルギーを電力でんりょくに換かえるもので、回生かいせいブレーキに近ちかい仕組しくみである。回生かいせいブレーキによる電力でんりょくをより効率こうりつ的てきに充電じゅうでんするために、従来じゅうらいのバッテリーとは別べつにリチウムイオン電池でんち（スズキ エネチャージ）を追加ついかしたり、キャパシタを追加ついかして可変かへん電圧でんあつ式しきのオルタネーターを採用さいようする例れい(マツダ・i-ELOOP)もある。

オルタネーターは電圧でんあつを与あたえることでモーター（永久えいきゅう磁石じしゃく同期どうき発電はつでん機きであれば永久えいきゅう磁石じしゃく同期どうき電動でんどう機き）として駆動くどうさせることができるため、ISG（Integrated Starter Generator）やBSG（Belt Starter Generator）、BAS (Belted Alternator Starter) 等ひとしの名称めいしょうで自動車じどうしゃにおいては発電はつでん機き兼用けんようのスターターとして利用りようされたり、マイルドハイブリッドと呼よばれる方式ほうしきを採用さいようする車種しゃしゅではエンジンをアシストするハイブリッドモーターとして利用りようされる場合ばあいもある。ハイブリッドモーターとして採用さいようする場合ばあいにおいて一定いってい以上いじょうの出力しゅつりょくを必要ひつようとする場合ばあいでは12 Vではなく、36 Vや48 Vなどで発電はつでん/駆動くどうし、バッテリー充電じゅうでんや電装でんそう品ひんへはDC-DCコンバーターを介かいして12 Vで供給きょうきゅうされる場合ばあいもあるが、一定いってい以下いかの出力しゅつりょくであればコスト等とうを勘案かんあんしコンバーターを介かいさず12 Vでシステムを完結かんけつさせる場合ばあいもある。

オルタネーターは、自動車じどうしゃでは一般いっぱん的てきに搭載とうさいされる装置そうちであるが、ハイブリッドカーでは、モーターの回生かいせい動作どうさによって電力でんりょくを生うみ出だせるため、搭載とうさいされていない車種しゃしゅもある。

参考さんこう文献ぶんけん

• 電気でんき学会がっかい・編へん 編へん『電気でんき工学こうがくハンドブック』（第だい2版はん）電気でんき学会がっかい。 

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• ダイナモ
• セルモーター
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  • デンソー
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