JPH0119072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンデンサ放電式の内燃機関用無接点
点火装置に関する。

従来、この種のものは、点火用のコンデンサの
充電電圧を機関回転数が低速から高速までほぼ均
一にするため、コンデンサの充電源は細い線径で
巻数の多い主に低速回転時においてコンデンサを
充電する低速コイルと、太い線径で巻数の少ない
主に高速回転時においてコンデンサを充電する高
速コイルとで構成され、コンデンサはこれら両コ
イルの出力で直接充電されるようになつていた。
また、点火用のコンデンサの充電源となる発電コ
イルとバツテリなどの他の負荷に電力を供給する
発電コイルとそれぞれ独立に磁石発電機に設けら
れていた。

ところが、上述した従来のものでは、 (1) コンデンサ充電コイルとして前記のように低
速用と高速用との仕様が異なる２つのコイルを
必要とし、構造が複雑となる。又寸法が大きく
なり磁石発電機の体格が大きくなる。

(2) 低速用充電コイルは細線（線径0.13〜0.16
mm）を多く巻く（巻数3000〜7000回）ので、作
業性が悪く、又品質上のトラブルも発生しやす
い。

(3) 低速時の２次電圧、即ちコンデンサ電圧を高
くしようとすると、中・高速時の２次電圧即ち
コンデンサ電圧が高くなり、点火コイル又は半
導体素子の耐圧が不足する。

(4) 点火用のコンデンサの充電源となる発電コイ
ル以外にバツテリなどの他の負荷に電力を供給
する仕様の異なる発電コイルをさらに別に必要
とし、発電機の構造がさらに複雑になるのみな
らず、発電機の発電効果も悪い。などの問題が
ある。

本発明は上記の問題を解決するために、点火用
のコンデンサと並列的に接続した第１の短絡回路
によつて発電コイルの一方の半波出力を実質的に
短絡しておき、この第１の短絡回路の遮断時に発
電コイルに誘起される一方の極性の高電圧によつ
て点火用のコンデンサを充電すると共に、上記高
電圧が所定値以上になるとこの出力をバツテリ等
の他の負荷に供給し、さらに第２の短絡回路によ
つて発電コイルの他方の半波出力を実質的に短絡
しておき、この第２の短絡回路の遮断時に発電コ
イルに誘起される他方の極性の高電圧をバツテリ
等の他の負荷に供給することにより、線径が太く
て巻数の少ない発電コイルによつて、コンデンサ
を良好に充電することができると共に、バツテリ
等の他の負荷へも良好に電力を供給することがで
き、発電機の構造を簡素化することができるのみ
ならず、発電機の発電効率を向上できることを目
的とする。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。

まず、第１図に示す実施例において、１は磁石
発電機の発電コイルで、例えば線径0.3〜1.0mm、
巻数200〜600回のものが用いてあつて、同一体格
の磁石発電機において、従来のコンデンサ充電コ
イルより線径が４倍程度に太く、巻数が1/10程度
としてある。２は基準位置にて出力信号を発生す
るタイミングセンサ、３ａ，３ｂは充電コイル１
の破線矢印で示す逆方向半波出力を取出してバツ
テリ２０に供給するための逆半波取出用ダイオー
ド、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂは発電コイル１の端
子間に各ダイオード３ａ，１１ａを介して互い直
列接続した２組の分圧抵抗で、その分圧点a₁，a₂
は各サイリスタ６ａ，６ｂのゲートに接続してあ
る。この各サイリスタ６ａ，６ｂは各ダイオード
３１ａ，３１ｂを介してトランジスタ８のベー
ス・エミツタ間に接続してある。７ａ，７ｂはト
ランジスタ８のベース抵抗で、この抵抗７ａ、サ
イリスタ６ａおよび抵抗４ａ，５ｂにより第１の
遮断制御回路を構成し、抵抗７ｂ、サイリスタ６
ｂおよび抵抗４ｂ，５ｂにより第２の遮断制御回
路を構成する。またトランジスタ８は各ダイオー
ド３２ａ，３２ｂを介してコイル１の各端子とア
ースとの間に接続され、ダイオード３２ａとトラ
ンジスタ８とにより第１の短絡回路を構成し、ダ
イオード３２ｂとトランジスタ８とにより第２の
短絡回路を構成する。９，１０はサイリスタ１１
の端子間に直列接続した分圧抵抗で、その分圧点
ｂはサイリスタ１１のゲートに接続してあり、ト
ランジスタ８OFF後のコイル１の実線矢印で示
す正方向発生電圧が設定値以上になるとサイリス
タ１１を導通するようにしてある。そして、発電
コイル１の実線矢印で示す正方向半波出力をサイ
リスタ１１、ダイオード１１ｂおよびダイオード
１１ａを介してバツテリ２０に供給するようにし
てある。そして、このサイリスタ１１、抵抗９，
１０によつて高電圧応動半波取出回路を構成す
る。１２は放電阻止用ダイオード、１３は点火用
コンデンサ、１４は発電コイル１の正方向出力を
電源とすると共にタイミングセンサ２の出力信号
を入力として点火時期を電子的に決定して点火信
号を発生する公知の電子式点火信号発生回路であ
る。１５は直流アーク用ダイオード、１６は点火
コイルで、１６ａはその１次コイル、１６ｂはそ
の２次コイルである。１７は点火栓、１８は点火
用半導体スイツチング素子をなす点火用サイリス
タで、点火信号発生回路１４よりの点火信号がゲ
ートに印加されることにより導通して、コンデン
サ１３の充電電荷を点火コイル１６の１次コイル
１６ａに供給するものである。２２は発電コイル
１の破線矢印で示す負方向出力およびサイリスタ
１１のカソード側電圧が設定バツテリ充電電圧以
上になると、発電コイル１の各半波出力を短絡す
る公知のレギユレータである。

次に、この実施例に使用する磁石発電機として
は、Ｎ、Ｓ交互に12極に等間隔で着磁した回転子
と、外周に12個の突出部を等間隔で形成したリン
グ状のステータコアとを有し、発電コイル１はス
テータコアの２つの突出部に巻かれると共に互い
に直列接続され、回転子の回転によつて発電コイ
ル１には磁石発電機の回転子１回転につき６サイ
クルの無負荷交流電圧が発生する。

今、発電コイル１に第１図の実線矢印方向（正
方向）の半波出力が発生し始めると、コイル１→
抵抗７ａ→ダイオード３１ａ→トランジスタ８の
ベース・エミツタ→アース→ダイオード１１ａの
回路でトランジスタ８にベース電流が流れ、この
トランジスタ８のコレクタ・エミツタ間が導通
し、コイル１の正方向半波出力は短絡される。こ
のときのトランジスタ８の短絡電流の増大に伴
い、ダイオード３２ａ、トランジスタ８のコレク
タ・エミツタ間の電圧降下が大きくなり、抵抗４
ａ，５ａよりなる分圧回路の接続点a₁の電圧が上
昇する。この電圧が設定値（例えば短絡電流が
0.5〜4Aに相当する電圧値）になるとサイリスタ
６ａが導通し、トランジスタ８のベース・エミツ
タ間を短絡するので、トランジスタ８のコレク
タ・エミツタ間はOFFし、短絡電流が急激に遮
断される。このときコイル１には正方向の大きな
誘導電圧が発生し、この高電圧によりコンデンサ
１３を、コイル１→ダイオード１２→コンデンサ
１３→ダイオード１５→アース→ダイオード１１
ａの回路で、充分に充電する。又、誘導電圧が設
定値（例えば100〜300V）以上になると、抵抗
９，１０よりなる分圧回路の接続点ｂの電圧が上
昇し、サイリスタ１１が導通する。これにより、
コイル１の正方向半波出力をサイリスタ１１、ダ
イオード１１ｂおよびダイオード１１ａを介して
バツテリ２０に供給し、このバツテリ２０を充電
する。このようにバツテリ２０を充電することに
より、コイル１の正方向半波出力をバツテリ充電
電圧に押え、各素子への過電圧を防止する。

一方、発電コイル１に第１図の破線矢印方向
（負方向）の半波出力が発生し始めると、コイル
１→抵抗７ｂ→ダイオード３１ｂ→トランジスタ
８のベース・エミツタ→アース→ダイオード３ｂ
の回路でトランジスタ８にベース電流が流れ、こ
のトランジスタ８のコレクタ・エミツタ間が導通
し、コイル１の負方向半波出力は短絡される。こ
のときトランジスタ８の短絡電流の増大に伴い、
ダイオード３２ｂ、トランジスタ８のコレクタ・
エミツタ間の電圧降下が大きくなり、抵抗４ｂ，
５ｂよりなる分圧回路の接続点a₂の電圧が上昇す
る。この電圧が設定値（例えば短絡電流が0.5〜
4Aに相当する電圧値）になるとサイリスタ６ｂ
が導通し、トランジスタ８のベース・エミツタ間
を短絡するので、トランジスタ８のコレクタ・エ
ミツタ間はOFFし、短絡電流が急激に遮断され
る。このときコイル１には負方向の大きな誘導電
圧が発生し、この高電圧によりダイオード３ａ，
３ｂを介してバツテリ２０を充電する。このよう
にバツテリ２０を充電することによりコイル１の
負方向半波出力をバツテリ充電電圧に押え、各素
子への過電圧を防止する。

また、発電コイル１の負方向出力が設定バツテ
リ充電電圧（例えばバツテリ２０の定格電圧を
12Vとすると14V程度）以上になるとレギユレー
タ２２が動作して発電コイル１の負方向半波出力
を短絡し、バツテリ２０の過充電を防ぐ。

さらに、サイリスタ１１のカソード側電圧が設
定バツテリ充電電圧（例えば14V程度）以上にな
るとレギユレータ２２が動作して、発電コイル１
の正方向半波出力をサイリスタ１１およびダイオ
ード１１ａを介して短絡し、バツテリ２０の過充
電を防ぐ。ここで、ダイオード１１ｂはレギユレ
ータ２２動作時に、バツテリ２０がレギユレータ
２２を介して短絡されるのを阻止する。

また、点火時期になるとタイミングセンサ２の
出力により、点火信号発生回路１４の電子的に決
定された点火信号により、サイリスタ１８が導通
し、コンデンサ１３の充電電荷をコンデンサ１３
→サイリスタ１８→アース→点火コイル１６の１
次コイル１６ａの回路で急激に放電させ、点火コ
イル１６の２次コイル１６ｂに高電圧を得て、点
火栓１７に点火火花を発生する。

ここで、点火信号発生回路１４に発生する点火
信号は、発電コイル１に第１図の破線矢印で示す
点火電源に供しない方の半波出力が発生している
ときに発生するようにするのが好ましい。これ
は、コイル１に実線矢印方向の半波出力が発生し
ているときに点火信号によりサイリスタ１８が導
通すると、この半波出力がサイリスタ１８により
短絡されて、その分バツテリ充電電流が減るた
め、これを防止するためである。

第２図の他の実施例は第１図の実施例に対し
て、発電出力短絡用トランジスタ８を順方向用ト
ランジスタ８ａと逆方向用トランジスタ８ｂとに
分けて独立に設けて第１、第２の短絡回路を構成
し、ダイオード３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ
を省略したものである。

なお、上述した各実施例においては、他の負荷
としてバツテリ２０を用いたが、ヘツドランプ等
の負荷でもよい。

また、上述した各実施例においては、コイル１
の正方向誘導電圧が設定値になるとサイリスタ１
１を導通するようにしたが、コイル１の正方向誘
導電圧がピーク点を超えた直後ごとにピーク点検
出回路によりサイリスタ１１を導通させるように
してもよい。

また、上述した各実施例においては、タイミン
グセンサ２の出力信号を入力として点火時期を電
子的に決定する電子式点火信号発生回路１４を用
いたが、タイミングセンサ２の出力信号を直接サ
イリスタ１８の制御信号として印加するような点
火信号発生回路を用いるようにしてもよい。

以上述べたように本発明においては、発電コイ
ルの一方の半波出力を実質的に短絡する第１の短
絡回路に前記発電コイルのコンデンサ充電側半波
出力による短絡電流が充分流れているときに第１
の短絡回路を遮断させるための第１の遮断制御回
路を備え、第１の短絡回路の遮断時に発電コイル
に誘起される一方の極性の高電圧によつてコンデ
ンサを充電するから、以下に述べるごとき優れた
効果がある。

(1) 従来はコンデンサ充電コイルとして、細線に
よる巻数の多いコイルと太線による巻数の少な
いコイルとの仕様が異なる２つのコイルが必要
であつたものを、太線による巻数の少ないコイ
ルのみにすることができ、構造簡単で体格を小
さくすることができる。

(2) コンデンサ電圧、２次電圧の設定自由度が大
きく、低速から充分な点火性能が得られ、始動
性を向上することができる。

(3) コンデンサ充電コイルとして細線を使用しな
くてもよいので、品質上のトラブルが解消でき
る。

さらに、本発明においては、第１の短絡回路の
遮断時に発電コイルに誘起される高電圧を検出
し、この高電圧が設定値以上になるごとにあるい
はピーク点を越えた直後ごとにこの発電コイルの
一方の半波出力を高電圧応動半波取出回路により
バツテリ等の他の負荷に供給し続け、かつ発電コ
イルの他方の半波出力を実質的に短絡する第２の
短絡回路に短絡電流が充分流れているときに第２
の短絡回路を遮断させるための第２の遮断制御回
路を備え、第２の遮断回路の遮断時に発電コイル
に誘起される他方の極性の高電圧をバツテリ等の
負荷に供給するから、点火用のコンデンサの充電
源となる発電コイルの発生出力を有効に利用して
バツテリ等の他の負荷に充分な電力を供給するこ
とができ、従つて、発電機の構造を簡素化するこ
とができるのみならず、発電機の発電効率を向上
することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す電気回路
図、第２図は本発明装置の他の実施例を示す電気
回路図である。 １……発電コイル、３ａ，３ｂ……半波取出し
用ダイオード、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，
６ｂ，７ａ，７ｂ，３１ａ，３１ｂ……第１、第
２の遮断制御回路を構成する分圧抵抗、サイリス
タ、ベース抵抗、ダイオード、８，８ａ，８ｂ，
３２ａ，３２ｂ……第１、第２の短絡回路を構成
するトランジスタとダイオード、９，１０，１１
……高電圧応動半波取出回路を構成する分圧抵抗
とサイリスタ、１２……放電阻止用ダイオード、
１３……点火用のコンデンサ、１４……電子式点
火信号発生回路、１６……点火コイル、１６ａ…
…１次コイル、１６ｂ……２次コイル、１７……
点火栓、１８……点火用半導体スイツチング素子
をなす点火用サイリスタ、２０……バツテリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁石発電機の発電コイルと、この発電コイル
   の一方の半波出力を実質的に短絡する第１の短絡
   回路と、この第１の短絡回路に短絡電流が充分流
   れているときこの第１の短絡回路を遮断させるた
   めの第１の遮断制御回路と、この第１の短絡回路
   の遮断時に前記発電コイルに誘起される高電圧に
   よつて充電される点火用のコンデンサと、１次コ
   イルおよび２次コイルを有する点火コイルと、前
   記第１の短絡回路の遮断時に前記発電コイルに誘
   起される高電圧を検出し、この高電圧が設定値以
   上になるごとあるいはピーク点を超えた直後ごと
   にこの発電コイルの一方の半波出力をバツテリ等
   の他の負荷に供給し続けるための高電圧応動半波
   取出回路と、前記発電コイルの他方の半波出力を
   実質的に短絡する第２の短絡回路と、この第２の
   短絡回路に短絡電流が充分流れているときこの第
   ２の短絡回路を遮断させるための第２の遮断制御
   回路と、この第２の短絡回路の遮断時に誘起され
   る高電圧を前記他の負荷に供給するための逆半波
   取出用ダイオードと、前記コンデンサの充電回路
   中に直列接続された放電阻止用ダイオードと、点
   火時期にて点火信号を発生する点火信号発生回路
   と、この点火信号発生回路よりの点火信号により
   導通して前記コンデンサの充電電荷を前記点火コ
   イルの１次コイルに供給するための点火用半導体
   スイツチング素子と、前記点火コイルの２次コイ
   ルに接続した点火栓とを備える内燃機関用無接点
   点火装置。