JPH0613377U - 内燃機関点火装置用信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リラクタを備えた回転子ヨークを多種類の機関
に対して共用できるようにする。 【構成】回転子ヨーク２の開口部側の端面に、円弧状の
第１の突起３１と第２の突起３２とを径方向及び周方向
に位置をずらして設ける。信号発電子４は、固定ヨーク
５と、固定ヨークの相対する壁部５１及び５２にそれぞ
れ対向配置した１対の磁極鉄心６１及び６２と、壁部５
１と磁極鉄心６１との間及び壁部５２と磁極鉄心６２と
の間にそれぞれ配置した永久磁石７１及び７２と、磁極
鉄心６１，６２の間に配置した磁気検出素子８とにより
構成する。固定ヨークの壁部５１及び磁極鉄心６１を回
転子の第１の突起３１に対向させ、壁部５２及び磁極鉄
心６２を回転子の第２の突起３２に対向させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、磁気検出素子を用いて点火信号を発生させる、内燃機関点火装置用 信号発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

本考案は、磁気センサを用いて点火信号を発生させる内燃機関点火装置用信号 発生装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】

一般に内燃機関用の点火装置では、点火コイルの１次側に設けた１次電流制御 用の半導体スイッチを遮断または導通させることにより点火コイルの１次電流を 急変させて、該点火コイルの２次コイルに点火用の高電圧を誘起させるようにし ている。

【０００４】 この種の点火装置では、内燃機関の点火位置で１次電流制御用半導体スイッチ を動作させるために点火信号（点火位置を定めるための信号）を必要とする。そ のため一般には、内燃機関に信号発生装置を取付けて、該信号発生装置から得ら れる信号を点火信号とするか、または該信号発生装置の出力信号に含まれる機関 の回転角度情報と速度情報とに基づいて点火位置を演算して、該点火位置で点火 信号を発生させるようにしている。いずれにしても、内燃機関用の点火装置を駆 動するためには、機関の回転に同期して信号を発生する信号発生装置を必要とす る。

【０００５】 信号発生装置としては種々のものが実用化されているが、その一つとしてホー ルＩＣ等の磁気センサを用いたものが知られている。図６はこの種の信号発生装 置を用いた点火装置の一例を示したもので、この点火装置では、機関と同期回転 する磁石発電機に設けたエキサイタコイルＥＸの出力により整流器Ｄを通して点 火エルネギ蓄積用コンデンサＣを充電し、機関の点火位置で信号発電子４から１ 次電流制御用半導体スイッチとしてのサイリスタＴＨのゲートに点火信号を与え て該サイリスタを導通させる。サイリスタＴＨが導通すると、点火エネルギ蓄積 用コンデンサＣの電荷が点火コイルの１次コイルＬ1 を通して放電するため、点 火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じ、２次コイルＬ2 に高電圧が誘起する 。この高電圧は点火プラグＰに印加されるため、該点火プラグに火花が飛び、機 関が点火される。

【０００６】 信号発電子４は、ホール素子またはホールＩＣ等から成る磁気センサを備えて いて、該磁気センサの入力端子４ａには、エキサイタコイルＥＸの出力の一部を 整流して得た直流電圧、またはバッテリにより得た低電圧の駆動電圧が印加され 、機関の点火位置で磁気センサに磁束変化が与えられたときに出力端子４ｂに信 号電圧が得られるようになっている。

【０００７】 図７（Ａ），（Ｂ）は磁気センサを用いた従来の信号発生装置の構造を示した ものである。この信号発生装置は、磁性材料からなっていてほぼカップ状に形成 された回転子ヨーク（フライホイール）２の周壁部２１の外周にリラクタ３を設 けた回転子１と、信号発電子４とからなっている。

【０００８】 信号発電子４は、中央脚部９ａを有する磁路構成部材９を備え、中央脚部９ａ の先端に磁気センサ８が固定されている。磁気センサ８はホールＩＣからなって いて、その一面がリラクタ３とギャップを介して対向する状態で取付けられてい る。中央脚部９ａの両側には第１及び第２の永久磁石７１及び７２が取付けられ 、これらの磁石の一方の磁極がリラクタ３とギャップを介して対向するようにな っている。永久磁石７１及び７２のリラクタと対向する側の磁極は互いに異極に 着磁されていて、リラクタ３が第１の永久磁石７１と磁気センサ８とに対向する 図示の状態では、図に破線矢印で示した方向の磁束が磁気センサ８を通して流れ る。回転子１が図示の実線矢印方向に回転してリラクタ３が磁気センサ８と第２ の永久磁石７２とに対向する状態になると、図示の破線矢印方向と反対の方向の 磁束が磁気センサ８を通して流れる。従って回転子１の回転に伴って磁気センサ ８を通る磁束が交番し、この磁束の交番に感応して磁気センサ８から電気信号が 出力される。

【０００９】 尚通常回転子ヨーク２の内周には磁石１０が取付けられ、該回転子ヨークと磁 石１０とにより、磁石発電機の回転子が構成される。回転子ヨーク２はその底壁 部の中央にボス部２ａを有し、該ボス部が内燃機関の回転軸に取付けられる。磁 石発電機の出力は、点火装置の電源（図６の点火装置ではコンデンサＣの充電電 源）や、点灯負荷の電源等として用いられる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の信号発生装置では、リラクタが回転子ヨークの周壁部外周に設けら れている。そのため、回転子ヨークの周壁部外周に機関の他の部材が嵌着される ような場合には、それによりリラクタの位置が制限を受けることがある。

【００１１】 例えばスタータモータを装備した内燃機関では、スタータモータのピニオンギ ヤーと噛み合うリングギヤーが、回転子ヨークの周壁部外周に嵌着されることが 多い。この場合、回転子ヨークの軸方向のリングギヤー嵌着位置は機関によって 異なり一定しない。そのため、回転子ヨークにリングギヤーを嵌着する場合には 、リングギアの嵌着位置が異なる毎にリラクタの軸線方向位置を変更する必要が あり、多種類の機関に対して回転子ヨークを共用することができないという問題 があった。

【００１２】 本考案の目的は、リラクタが回転子ヨークの外周への他の部材の取付けに影響 を与えないようにして、回転子ヨークを多種類の機関に対して共用できるように した内燃機関点火装置用信号発生装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ほぼカップ状に形成された回転子ヨークにリラクタを設けてなる回 転子と、このリラクタにより生じさせられる磁束の変化を検出して信号電圧を発 生する信号発電子とを備えた内燃機関点火装置用信号発生装置に係わるもので、 リラクタの位置が回転子ヨークの周壁部外周に取付けられる他の部材の取付け位 置により影響を受けることがないようにしたものである。

【００１４】 本考案においては、回転子ヨークの開口部側の端面に突設された円弧状の第１ の突起と、この第１の突起よりも径方向の内側に位置させた状態で回転子ヨーク の開口部側の端面に突設した円弧状の第２の突起とによりリラクタを構成する。 リラクタの第１及び第２の突起は回転子ヨークと同軸的に、かつ周方向に位置を ずらした状態で設けておく。

【００１５】 また信号発電子は、回転子ヨークの径方向に対向する第１及び第２の壁部と両 壁部の後端部側を連結する連結部とを有して第１の壁部の先端側及び第２の壁部 の先端側にそれぞれリラクタの第１の突起の外周面及び第２の突起の内周面に対 向する磁極面が形成された固定ヨークと、該固定ヨークの第１の壁部に対向配置 されてリラクタの第１の突起の内周面に対向する磁極面を先端側に有する第１の 磁極鉄心と、固定ヨークの第２の壁部に対向配置されてリラクタの第２の突起の 外周面に対向する磁極面を先端側に有する第２の磁極鉄心と、固定ヨークの第１ の壁部と第１の磁極鉄心との間に配置されて第１の壁部と第１の磁極鉄心との対 向方向に着磁された第１の磁石と、固定ヨークの第２の壁部と第２の磁極鉄心と の間に配置されて第１の磁石の着磁方向と逆方向に着磁された第２の磁石と、第 １の磁極鉄心と第２の磁極鉄心との間に配置された磁気検出素子とにより構成す る。

【００１６】

【作用】

上記のように構成すると、リラクタの第１の突起の外周面及び内周面がそれぞ れ信号発電子の固定ヨークの第１の壁部の磁極面及び第１の磁極鉄心の磁極面と 対向した状態では、第２の磁石からリラクタの第１の突起を通して磁気検出素子 に一方の方向の磁束が流れ、回転子が回転してリラクタの第２の突起の内周面及 び外周面がそれぞれ固定ヨークの第２の壁部の磁極面及び第２の磁極鉄心の磁極 面と対向した状態では、第１の磁石からリラクタの第２の突起を通して磁気検出 素子に反対の方向の磁束が流れる。従って、回転子の回転により磁気検出素子に 交番する磁束変化が生ずる。

【００１７】 リラクタの第１及び第２の突起は回転子ヨークの開口部側の端面から突出する ように設けられているので、リラクタが回転子ヨークの周壁部外周への部品の取 付けに影響を与えることがない。従って、回転子ヨークの外周にリングギヤー等 の他の部材が取付けられる場合に、該部品の取付け位置に応じてリラクタの位置 を変更する必要がなく、多種類の機関に対して回転子ヨークを共用することがで きる。

【００１８】

【実施例】

図１は本考案の実施例の全体構造を示し、図２は図１の要部を拡大して示して いる。これらの図において、１は磁性材料からなり、ほぼカップ状に形成された 回転子ヨーク２にリラクタ３を設けた回転子である。この回転子１は、回転子ヨ ーク２の底壁部２２の中央部に設けられたボス部１１により図示しない内燃機関 の回転軸に取付けられる。４は図示しない機関のクランクケース等に固定される 信号発電子で、該信号発電子４と回転子１とにより内燃機関点火装置用信号発生 装置が構成されている。

【００１９】 回転子ヨーク２は、例えばフライホイール磁石発電機のカップ状のフライホイ ールを用いることができ、その周壁部２１の外周には必要に応じてリングギヤー などの他の部材が嵌着される。その場合、回転子ヨーク（フライホイール）２の 周壁部の内周には永久磁石１０が取付けられ、該回転子ヨーク２と永久磁石１０ とにより、磁石発電機の回転子が構成される。

【００２０】 回転子ヨークの周壁部２１の開口部側端面２２には、図２及び図３（Ｂ）に示 したように、第１の突起３１及び第２の突起３２が軸線方向に突出した状態で設 けられており、該第１及び第２の突起３１及び３２によりリラクタ３が構成され ている。第１及び第２の突起３１及び３２は円弧状に形成されていて、それぞれ の中心軸線が回転子ヨーク２の中心軸線と一致するように設けられている。また これら第１及び第２の突起は、第２の突起３２を第１の突起３１よりも径方向の 内側に位置させ、かつ互いに周方向に位置をずらした状態で設けられている。

【００２１】 信号発電子４は、図２及び図３（Ａ）に見られるように、固定ヨーク５と、第 １及び第２の磁極鉄心６１及び６２と、第１及び第２の磁石７１及び７２と磁気 検出素子８とにより構成されている。

【００２２】 固定ヨーク５は磁性材料の板からなり、回転子ヨーク２の径方向に対向する第 １の壁部５１及び第２の壁部５２と、該両壁部の後端部側を連結する連結部５３ とを有し、第１及び第２の壁部５１及び５２の各先端側にそれぞれリラクタの第 １の突起３１の外周面、及びリラクタの第２の突起３２の内周面に対向する磁極 面５１ａ及び５２ａが形成されている。第１の磁極鉄心６１は固定ヨークの第１ の壁部５１に対向配置されていて、その先端側には、リラクタの第１の突起３１ の内周面に対向する磁極面６１ａが形成されている。また第２の磁極鉄心６２は 固定ヨークの第２の壁部５２に対向配置されていて、その先端側にはリラクタの 第２の突起３２の外周面と対向する磁極面６２ａが形成されている。

【００２３】 第１の磁石７１は、固定ヨークの第１の壁部５１と第１の磁極鉄心６１との間 に配置されて、第１の壁部５１と第１の磁極鉄心６１の対向方向に着磁されてい る。また第２の磁石７２は固定ヨークの第２の壁部５２と第２の磁極鉄心６２と の間に配置されて、第１の磁石７１と逆方向に着磁されている。本実施例では第 １の磁極鉄心６１及び第２の磁極鉄心６２が共にＮ極となるように、第１の磁石 ７１及び第２の磁石７２が着磁されている。

【００２４】 磁気検出素子８はホールＩＣからなっていて、第１の磁極鉄心６１と第２の磁 極鉄心６２との間に配置されている。磁気検出素子８の入力端子には図示しない 電源より定電圧の直流電圧が印加されていて、第１及び第２の磁石７１及び７２ によりそれぞれ生ずる磁界によって流れる磁束に感応して該磁気検出素子８の出 力端子に電気信号を出力する。

【００２５】 固定ヨークの連結部５３の両端部寄りにはそれぞれ、取付け孔５３ａ及び５３ ｂが設けられていて、これらの取付け孔に挿通されたねじにより信号発電子４が 図示しない機関のクランクケース等に固定される。

【００２６】 リラクタの第１の突起３１が固定ヨークの第１の壁部５１の磁極面５１ａと第 １の磁極鉄心６１の磁極面６１ａとに対向する図４（Ａ）に示した状態では、第 １の磁石７１から生じた磁束が第１の磁石７１のＮ極→第１の磁極鉄心６１→リ ラクタの第１の突起３１→固定ヨークの第１の壁部５１→第１の磁石７１のＳ極 の経路で流れて、該第１の磁石７１は磁気的に短絡されるが、第２の磁石７２に より生ずる磁界により第２の磁石７２のＮ極→第２の磁極鉄心６２→磁気検出素 子８→第１の磁極鉄心６１→リラクタの第１の突起３１→固定ヨークの第１の壁 部５１→連結部５３→第２の壁部５２→第２の磁石７２のＳ極の経路で磁束が流 れて、磁気検出素子８に図示の破線矢印方向の磁束φａ（磁束密度Ｂａ）が流れ る。回転子１が図３（Ｂ）に実線矢印で示した方向に回転して、リラクタの第２ の突起３２が固定ヨークの第２の壁部５２の磁極面５２ａと第２の磁極鉄心６２ の磁極面６２ａとに対向する図４（Ｂ）に示した状態になると、第２の磁石７２ からの磁束は第２の磁石７２のＮ極→第２の磁極鉄心６２→リラクタの第２の突 起３２→固定ヨークの第２の壁部５２→第２の磁石７２のＳ極の経路で流れて、 該第２の磁石７２は磁気短絡されるが、第１の磁石７１により生ずる磁界により 第１の磁石７１のＮ極→第１の磁極鉄心６１→磁気検出素子８→第２の磁極鉄心 ６２→リラクタの第２の突起３２→固定ヨークの第２の壁部５２→連結部５３→ 第１の壁部５１→第１の磁石７１のＳ極の経路で磁束が流れて、磁気検出素子に 図示の破線矢印方向で示すように磁束φａと反対方向の磁束φｂ（磁束密度Ｂｂ ）が流れる。

【００２７】 図５（Ａ）は、回転子１が回転したときに磁気検出素子８が検出する磁束密度 Ｂの変化の様子を回転角θに対して示したものであり、同図（Ｂ）はこの磁束密 度の変化に応じて磁気検出素子（ホールＩＣ）から出力される電気信号の波形を 示したものである。磁気検出素子８を一方の方向に磁束が流れる間に磁束密度Ｂ ａが上昇して回転角度位置θ1 において磁束密度がホールＩＣの出力動作レベル ＋Ｂt に達すると、磁気検出素子の出力が高レベル（Ｈ）となり、磁束方向が反 転して、回転角度位置θ2 において磁束密度ＢｂがホールＩＣの出力動作レベル −Ｂt になると、磁気検出素子の出力が低レベル（Ｌ）になる。高レベルの電気 信号出力を点火回路の１次電流制御用半導体スイッチに点火信号として供給する と、回転角度位置θ1 において点火を行わせることができる。

【００２８】 また、信号発電子から得られる信号に含まれる回転角度情報及び速度情報に基 づいて点火位置を演算する点火装置が知られているが、本考案の信号発生装置は このような点火装置に信号を供給する目的にも用いることができる。

【００２９】 例えば機関の最大進角位置及び最小進角位置でそれぞれ発生する信号を入力と して、各回転数における点火位置を演算する点火装置が知られている。このよう な点火装置に供給する信号を得る場合には、リラクタ３を構成する第１の突起３ １と第２の突起３２とを周方向に間隔を開けて配置するとともに、第１の突起３ １の前端から第２の突起３２の前端までの周方向距離を最大進角幅に相応させて 設定することにより、磁気検出素子の信号出力が高レベルに立ち上がる角度θ1 及び該出力信号が低レベルに立ち下がる角度θ2 をそれぞれ機関の最大進角位置 及び最小進角位置に対応させればよい。

【００３０】 上記の実施例においては磁気検出素子８をホールＩＣにより構成したが、磁気 検出素子としてホール素子を用いてその出力側に必要に応じて増幅回路及び波形 整形回路を接続するようにしてもよい。

【００３１】

【考案の効果】 以上のように、本考案によれば、リラクタを構成する円弧状の第１の突起及び 第２の突起を、カップ状に形成された回転子ヨークの周壁部の開口部側の端面に 突出させて設けたので、リラクタが回転子ヨークの周壁部外周への部品の取付け に影響を与えることがない。従って、回転子ヨークの外周にリングギヤー等の他 の部材が取付けられる場合に、該部品の取付け位置に応じてリラクタの位置を変 更する必要がなく、多種類の機関に対して回転子ヨークを共用することができる 利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の全体構造を示した断面図であ
る。

【図２】図１の実施例の要部拡大断面図である。

【図３】（Ａ）は図１の実施例で用いる信号発電子を示
した斜視図であり、（Ｂ）は図１の実施例で用いる回転
子の要部を示した斜視図である。

【図４】図１の実施例の要部の構造を示したもので、
（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれリラクタの第１の突起が固
定ヨークの第１の磁極面に対向した状態及びリラクタの
第２の突起が固定ヨークの第２の磁極面に対向した状態
を示した側面図である。

【図５】（Ａ）は図１の実施例において磁気検出素子が
検出する磁束密度の波形を示した線図、（Ｂ）は磁気検
出素子の出力信号の波形を示した線図である。

【図６】本考案の信号発生装置から得られる信号を用い
る点火回路の一例を示した接続図である。

【図７】従来例の構造を示したもので、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１ 回転子 ２ 回転子ヨーク ３ リラクタ ３１ 第１の突起 ３２ 第２の突起 ４ 信号発電子 ５ 固定ヨーク ５１ 第１の壁部 ５２ 第２の壁部 ５３ 連結部 ６１ 第１の磁極鉄心 ６２ 第２の磁極鉄心 ７１ 第１の磁石 ７２ 第２の磁石 ８ 磁気検出素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼカップ状に形成された回転子ヨーク
   にリラクタを設けてなる回転子と、前記リラクタにより
   生じさせられる磁束の変化を検出して信号電圧を発生す
   る信号発電子とを備えた内燃機関点火装置用信号発生装
   置において、 前記リラクタは前記回転子ヨークの開口部側の端面に突
   設された円弧状の第１の突起と該第１の突起よりも径方
   向の内側に位置させた状態で前記回転子ヨークの開口部
   側の端面に突設された円弧状の第２の突起とからなって
   いて、該第１の突起及び第２の突起が前記回転子ヨーク
   と同軸的に、かつ周方向に位置をずらした状態で設けら
   れ、 前記信号発電子は、前記回転子ヨークの径方向に対向す
   る第１及び第２の壁部と両壁部の後端部側を連結する連
   結部とを有して前記第１の壁部の先端側及び第２の壁部
   の先端側にそれぞれ前記第１の突起の外周面及び第２の
   突起の内周面に対向する磁極面が形成された固定ヨーク
   と、前記固定ヨークの第１の壁部に対向配置されて前記
   第１の突起の内周面に対向する磁極面を先端側に有する
   第１の磁極鉄心と、前記固定ヨークの第２の壁部に対向
   配置されて前記第２の突起の外周面に対向する磁極面を
   先端側に有する第２の磁極鉄心と、前記固定ヨークの第
   １の壁部と第１の磁極鉄心との間に配置されて該第１の
   壁部と第１の磁極鉄心の対向方向に着磁された第１の磁
   石と、前記固定ヨークの第２の壁部と第２の磁極鉄心と
   の間に配置されて前記第１の磁石の着磁方向と逆方向に
   着磁された第２の磁石と、前記第１の磁極鉄心と第２の
   磁極鉄心との間に配置された磁気検出素子とを備えてい
   ることを特徴とする内燃機関点火装置用信号発生装置。