電装システムの概説:オルタネーターで発電してバッテリーを充電してエンジンや電装品に電力を供給【バイク用語辞典:電装編】

■オルタネーターで発生した電力をエンジンの点火システムや車両の電装部品に供給

●バッテリーはクルマと同様、鉛バッテリーが主流。リチウムイオン電池を採用したモデルも出現

バイクには、エンジンを駆動するための点火・噴射システムやヘッドライトなどの電装部品が多く使われ、走行中には大量の電力が消費されます。そのため、電力消費(放電)分をカバーする発電・充電システムが重要な役割を担っています。

バイクの電装部品に電力を供給するエンジンの発電・充電システムについて、概説します。

● 発電と充電のおおまかな流れ

バイクを動かす動力源はエンジンですが、エンジンを動かすためには電力源であるバッテリーが必要です。しかし、バッテリーは容量が限られるので、使うだけではすぐにバッテリー(電力)切れを起こします。

電装システム
電装システム

そのため、エンジンで駆動するオルタネーター(発電機)で発電してバッテリーを充電します。バイクを運転中は、常時オルタネーターの発電電力で充電し、バッテリーの電力によってエンジン部品のスターターや点火、また車体のヘッドライトやウィンカーなどを作動させます。

以下に、発電と充電を担う主要な電装部品について、簡単に説明します。それぞれの詳細な説明は別頁で行います。

●オルタネーター(発電機)

オルタネーターの仕組み
オルタネーターの仕組み

オルタネーター(交流発電機)は、エンジンのクランクシャフト後端に装着されフライホイールの内側にN極とS極の磁石を交互に埋め込んだローターと、その内側に発電コイルを巻いたステーターから成ります。

エンジンが回転すると、フライホイールのN極とS極の磁石が発電コイルの外側を交互に通過します。外側の磁界が変化することによって、内側の発電コイルには電磁誘導作用によって電流が発生し発電します。

●レクチュファイヤー(整流器)とレギュレーター

電気の流れ
電気の流れ

レクチュファイヤーは、オルタネーターで発生したAC(交流)をDC(直流)に変換する装置です。バイクの電装部品は、DC12V(旧型ではDC6Vもあり)で作動します。

オルタネーターの電圧は、エンジン回転の上昇とともに上がります。エンジン回転によらず安定した直流電圧に保つのが、レギュレーターの役割です。

通常は、レクチュファイヤーとレギュレーターは一体構造なので、レギュレーターレクチュファイヤーと呼ばれることがあります。

●セルモーター

発電・充電系の部品ではありませんが、エンジンを始動するための装置がセルモーターです。

セルモーターの構造
セルモーターの構造

人間の踏力でエンジンをかけるキックスターターもありますが、モーターでエンジンを回すセルモーター式が主流です。

直流モーターのセルモーターは、ギヤを介してエンジンのクランクシャフトを回転させてエンジンを始動します。始動時にはエンジン回転が低いのでオルタネーターは発電できないので、バッテリーの電力だけで起動します。

●車載電池(バッテリー)

電池のエネルギー・出力密度
電池のエネルギー・出力密度

バイクで使うバッテリーはクルマと同様、鉛バッテリーが一般的ですが、一部のモデルではリチウムイオン電池を採用しています。

鉛バッテリーは、各電装部品に電力を供給する放電だけでなく、充電もできる二次電池です。電池内部は、電解液と呼ばれる希硫酸のバッテリー液と、鉛合金でできた陽極板と陰極板で構成され、内部の化学反応で充放電を行います。

一方リチウムイオン電池は、正極と負極をリチウムイオンが移動することで充放電を繰り返す小型軽量の電池です。電気自動車やHEVでは、一般的に使用されており、バイクでもレーシングマシーンやスーパースポーツ(SS)モデルなどで採用が始まりました。


エンジンで回転するオルタネーターの発電とバッテリーとの充放電によって、バイクのすべての電装部品が機能して走行が可能となります。

本章では、電装システムについて詳細に解説します。

(Mr.ソラン)