JPH0654112B2 - 自動発火遅れを伴うコンデンサ放電式点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般にコンデンサ放電式点火装置に、更に詳
細には、機関の高速rpm（回転数）で自動発火遅れを与
えかつ又点火火花発生後に電荷コンデンサの高速再充電
を与えるような回路構成によるＣＤ（コンデンサ放電
式）点火装置に関する。

従来技術に関しては、コンデンサ放電式点火装置を開示
している次の米国特許に注意が向けられる。

上記従来文献に開示された装置は、内燃機関の高速rpm
範囲において自動発火遅れを与えて中間rpm範囲での
「過剰進み」を可能にするものではなく、従って、例え
ば四気筒船舶内燃機関に望まれているように、中間rpm
範囲でのスパークタイミングを高速rpmで許容されるよ
りも大きく進める事が困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡
単な構成により中間rpm範囲でのスパークを高速rpmで許
容されるよりも大きく進める事ができる内燃機関用コン
デンサ放電式点火装置を提供する事である。

この発明は、内燃機関と共に使用されかつ点火コイル一
次巻線に接続されるように構成されたコンデンサ放電式
点火回路であつて、電荷コンデンサ、点火サイリスタ、
並びに電荷コンデンサ及び点火サイリスタを一次巻線と
直列に接続しかつ点火サイリスタが導通にされた後所定
時間の間一次巻線を通してのコンデンサの完全放電を阻
止して機関の高速rpmでの自動発火遅れを与えるように
動作する発火遅れ回路装置を備えている前記の点火回路
を与えるものである。なお、完全放電とは、負荷及び点
火サイリスタのオン抵抗によって定まる放電々流が流れ
る事であり、したがって所定時間の間完全放電を阻止す
るとは、点火サイリスタがオンされているにもかかわら
ず充分な放電電流を所定時間の間流さない事である。発
火遅れ回路装置は又、一次巻線及び点火ＳＣＲを電荷コ
ンデンサから選択的に分離して電荷コンデサが一次巻線
を通つて放電して点火火花を生じた後に電荷コンデンサ
の即時再充電を与えるように動作する。

この発明の構成例によれば、発火遅れ回路にはゲート、
アノード及びカソードを備えたサイリスタ、並びに電荷
コンデンサ、一次巻線及び点火サイリスタと直列に接続
されたアノード・カソード路がありかつ又点火サイリス
タが導通にされた後所定時間の間サイリスタが導通にさ
れないようにするための遅延装置がある。この遅延装置
には、コンデンサ及び抵抗とこの両者間の接続部とから
なるＲＣ遅延回路網であつてこれの一端がサイリスタの
アノードに接続されかつそれの反対端がサイリスタのカ
ソードに接続されている前記の回路網があることが望ま
しく、かつ又点火サイリスタが導通にされた後所定時間
の間サイリスタが導通にされないようにするためにサイ
リスタのゲートとＲＣ遅延回路網の接続部との間に接続
された、望ましくはツエナダイオードの形をした、電圧
限界装置がある。遅延装置には又、サイリスタのアノー
ドとＲＣ遅延回路網の接続部との間に接続されていて、
サイリスタが導通にされたときに遅延回路網のコンデン
サの放電電流を流すようにする、望ましくはダイオード
の形をした、単方向性電流流通装置が含まれている。

この発明は又、所定時間を変えて、これにより発火時期
の調整を行えるようにするための調整手段が遅延装置に
設けられているコンデンサ放電式点火回路を与えるもの
である。更に明確には、遅延装置が、コンデンサ及び分
圧計とこの両者間の接続部とからＲＣ遅延回路設を網え
ており、この回路網の一端がサイリスタに接続されかつ
それの反対端がサイリスタのカソードに接続されていて
分圧計の調整により発火時期が調整されるようになつて
いることが望ましい。この発明の構成例によれば、点火
回路は、機関の絞りと関連して動作し、かつ更に分圧計
をこの絞りに接続してこれの移動に応じて発火時期を調
整できるようにするためのリンク機構装置を備えてい
る。

この発明は又、内燃機関と共に使用されるように構成さ
れ、かつ、電荷コンデンサ、点火コイル一次巻線、点火
サイリスタ、並びに電荷コンデンサ、一次巻線及び点火
サイリスタと直列に接続された前述のような発火遅れ回
路装置を備えているコンデンサ放電式点火装置を与える
ものである。

この発明の主な特徴の一つは、内燃機関と関連して動作
して機関の高速rpmでの自動発火遅れを与えて、中間rpm
範囲での過剰進みを可能にするような発火遅れ回路を備
えたコンデンサ放電式点火回路を与えることである。

この発明の別の主な特徴は、発火遅れの手段又は自動調
整を可能にするように動作する分圧計を備えたＲＣ遅延
回路網が発火遅れ回路に設けられているその種のコンデ
ンサ放電式点火回路を与えることである。

この発明の別の主な特徴は、そのような発火遅れ回路を
備えたコンデンサ放電式点火装置を与えることである。

この発明の別の主な特徴は、電荷コンデンサが放電して
点火火花を生じた後に直ちに電荷コンデンサが再充電を
開始するように発火遅れ回路が動作するその種のコンデ
ンサ放電式点火回路を与えることである。すなわち、点
火火花を生じた後、点火サイリスタが時期尚早にオンさ
れたとしても、発火遅れ回路により完全放電電流が阻止
されるので、その間に電荷コンデンサの再充電がされる
より構成されたコンデンサ放電流点火回路を与える事で
ある。

この発明の別の主な特徴は、そのような発火遅れ回路を
備えており、多気筒機関とともに使用されたときに単一
電源により一層有効に適当な点火電圧を維持することが
できるようにするコンデンサ放電式点火装置を与えるこ
とである。

この発明の構成例のその他の特徴及び利点は次の一般的
な説明、特許請求の範囲、及び図面を参照すればわかつ
てくるであろう。

この発明の構成例を詳細に説明する前に、この発明はそ
の適用において、次の説明に述べられ又は図面に示され
た構成の詳細事項及び構成部分の配置に限定されるもの
ではないと理解されるべきである。この発明はその他の
構成例をも可能でありかつ種々の方法で実施することが
できる。又、ここで使用した語句及び術語は説明の目的
のためのものであり、限定的なものとみなされるべきで
はないと理解されるべきである。

第１図にはこの発明の種々の特徴を備えたコンデンサ放
電式点火装置１０が示されている。一般に、装置１０に
は電荷コンデンサ１６の充電を可能にするように接続さ
れた全波整流ダイオードブリツジ１４からなる電源があ
る。装置１０には又一次巻線１８及び二次巻線２０から
なる点火コイル１１があつて、電荷コンデンサ１６が一
次巻線１８を通つて放電するときには二次巻線２０によ
りスパークプラグ２２の接点間に点火火花が発生され
る。電荷コンデンサ１６の放電は点火サイリスタ２４の
ような適当なスイツチによつて制御させるが、このサイ
リスタ２４は、点火時期の調整を可能にするために普通
の絞りリンク機構（図示せず）によつて移動可能なトリ
ガ板（図示せず）上に取り付けられたようなトリガコイ
ル２８によつてサイリスタ２４のゲート２６にトリガパ
ルスを加えると導通する。ＣＤ点火装置１０の前述の構
成部分は事実上一般に普通のものであるので、更に詳細
な説明は技術に通じた者には必要でない。

ＣＤ点火装置１０には又破線で示しかつ３０で総括的に
示した発火遅れ回路装置又は回路があり、これは電荷コ
ンデンサ１６、一次巻線１８及び点火サイリスタ２４と
直列に接続されている。以下において更に説明するよう
に、発火遅れ回路装置又は回路３０は点火サイリスタ２
４が導通にされた後に所定の機関の間一次巻線１８を通
つての電荷コンデンサ１６の完全放電を阻止するように
動作することができ、これによつて機関の高速rpmでの
自動発火遅れが与えられかつ又中間rpm範囲での過剰進
みが可能になる。発火遅れ回路は又、一次巻線１８及び
点火サイリスタ２４を電荷コンデンサ１６から選択的に
分離して、電荷コンデンサが一次巻線１８を通つて放電
して点火火花をもたらした後に電荷コンデンサの即時再
充電を行うようにすることが望ましい。

種々の発火遅れ回路装置又は回路構成が可能であるが、
図示の採択した構成例においては、このような装置は、
望ましくは「分離」サイリスタ３２の形をしており、ア
ノード・カソード路が点火サイリスタ２４のアノード・
カソード路と直列に接続されているサイリスタを備えた
発火遅れ回路３０からなつている。採択した構成例にお
いて示されているように、発火遅れ回路３０には又抵抗
３６及びコンデンサ３８からなる総括的に３４で示した
ＲＣ遅延回路網とそれらの間に接続された接続部又は線
３９とがある。ＲＣ遅延回路網３４は一端４０がリード
５２によつて分離サイリスタのアノード４２に接続され
かつ他端４４がリード５４によつて便利サイリスタ３２
のカソード５６に接続されている。発火遅れ回路３０に
は又、望ましくはツエナダイオードの形をしており、図
示したように分離サイリスタ３２のゲート５７とＲＣ遅
延回路網接続部３９との間に接続されている電圧限界装
置がある。又、第１図に示したように、望ましくはダイ
オード６２の形をした単方向性電流流通装置がサイリス
タ３２のアノード４２と線すなわち接続部３９との間に
接続されていて、以下において更に説明するように、サ
イリスタが導通した後のコンデンサ３８の即時放電が可
能になつている。

ＣＤ点火装置１０の動作を説明するために、電荷コンデ
ンサ１６が完全に充電されておりかつトリガコイル２８
によつて発生されたトリガ信号が点火サイリスタ２４の
ゲートに加えられるものと仮定しよう。サイリスタ２４
が導通すると、電流がコンデンサ１６から点火コイル１
８を通りサイリスタ２４を通りかつＲＣ遅延回路網３４
の抵抗３６及びコンデンサ３８を通つて流れる。所定時
間後、コンデンサ３８の電圧が電圧限界装置すなわちツ
エナダイオード６０のブレークオーバ電圧に達すると、
その電圧がゲート５７に加えられて分離サイリスタ３２
が導通状態になるので電荷コンデンサ１６の充電電圧が
点火コイル一次巻線１８に完全に印加されてスパークプ
ラグが発火する。ＲＣ遅延回路３４が所定の遅延、すな
わちツエナダイオード６０を降服してサイリスタ３２を
トリガするのに十分な電圧がコンデンサ３８に形成され
るのに必要な所定の時間のために、中間rpm範囲での過
剰進みが可能になる。

更に明確には、ある種の内燃機関、例えば四気筒舶用機
関については、中間rpm範囲でのスパークを高速rpm範囲
で許容され得るよりも一層大きく進めることが望まし
い。この発明は、３０００rpmでの上死点の前３５゜の
「過剰進み」と６０００rpmでの２９゜の「遅れた」進
みを可能にするような装置を与えるものである。単に例
示の目的で、通常のトリガ板リンク機構及び停止装置
（図示せず）を利用して、３０００rpmでは点火時期を
上死点の前３５゜にしてあるものと仮定する。やはり単
に例示の目的で、抵抗３６が１０キロオーム、コンデン
サ３８が０．３３マイクロフアラドであると仮定する。
これらの値では、点火サイリスタ２４がトリガされる時
点とコンデンサ３８の電圧がツエナダイオード６０のブ
レークオーバ電圧を越えて分離サイリスタ３２がオンに
なつてスパークプラグが発火するようになる時点との間
には０．３３ミリ秒の一定のすなわち所定の遅延時間が
存在する。３０００rpmでのＲＣ回路網のこの遅延時間
は６゜の発火遅れに対応し、これがトリガ板リンク機構
及び停止装置によつて補償されて点火時期が３５゜ＢＴ
ＤＣとなる。機関の高速rpmではこの一定ＲＣ遅延は自
動的に更に発火を遅らせるものと察知されるべきであ
る。例えば、６０００rpmでは、一定ＲＣ遅延時間が１
２゜の発火遅れを生じて、点火時期が機関によつて許容
され得る２９゜ＢＴＤＣになる。従つて、発火遅れ回路
３０は前述のように機関の高速rpmでの自動発火遅れを
与えかつ又機関に中速rpm範囲で過剰進みを与える。

更に、発火遅れ回路３０は電荷コンデンサが放電して点
火火花をもたらした後電荷コンデンサの即時再充電を行
う。この即時再充電によりコンデンサ放電式点火装置は
比較的高い機関rpmにおいて適当な大きさの電圧を維持
することになる。

更に詳細には、電荷コンデンサ１６がゼロ電圧の近くま
で（例えば、３又は４ボルトまで）放電し、点火サイリ
スタ２４及び分離サイリスタ３２を流れる電流がサイリ
スタの一方のものの保持電流値（例えば、２０ミリアン
ペア）より下に低下すると、電流が遮断されて両サイリ
スタがオフになる。過渡電流が流れるために電荷コンデ
ンサ１６はゼロを越えて放電を続けるので、コンデンサ
１６の両端には逆起電力電圧（例えば、３ボルト）が現
れる。この逆起電力は電源１２のダイオードブリツジ１
４のダイオードの電圧降下によつて制限されて、分離サ
イリスタ３２をオフにクランプするのを助ける。

普通、発火遅れ回路３０を設けていない場合には、トリ
ガコイル２８によつて発生されたトリガコイル信号によ
つて点火サイリスタ２４が時期尚早に再びオンにされ、
かつ電源１２からの漏れ電流が一次巻線及び点火サイリ
スタを流れて、電荷コンデンサ１６が放電の直後に再充
電を始めるのを阻止されることになるであろう。

しかしながら、発火遅れ回路３０を設ければ、漏れ電流
は阻止され、電荷コンデンサ１６は放電後直ちに再充電
を開始する。その理由は、分離サイリスタ３２のゲート
がツエナダイオード６０によつて分離されているので、
分離サイリスタがオフになるとこれが時期尚早に再びオ
ンにされることができないからである。ダイオード６２
はサイリスタ３２が導通にされた後サイリスタ３２を通
してのコンデンサ３８の電荷の即時放電を可能にするの
で、ツエナダイオード６０が破壊されることはない。ダ
イオード６２によつて与えられるコンデンサ３８の即時
放電のために、ＲＣ遅延回路網３４の固定遅延時間が同
じに保たれて、コンデンサ３８が点火サイリスタ２４の
トリガ後毎回ゼロボルトから充電されることにもなる。
すなわち、分離サイリスタ３２がオフになると、たとえ
点火サイリスタ２４が時期尚早に再びオンにされたとし
ても、電荷コンデンサ１６は一次巻線及び点火サイリス
タから分離される。従つて、電荷コンデンサ１６は放電
して点火火花を生じた後直ちに再充電を開始する。既述
のように、分離サイリスタ３２のターンオフはそれに逆
バイアスを与え又はそれをオフにクランプする電荷コン
デンサ１６の逆起電力によつて援助される。単なる例で
あるが分離サイリスタ３２及び点火サイリスタ２４は同
じもので６００ボルト定格にすることができ、又電荷コ
ンデンサ１６は１マイクロフアラドの値を有することが
できる。

一般に、発火遅れ回路３０は電荷コンデンサの即時充電
を可能にするので、各点火火花の間の短い時間で、コン
デンサは完全に充電されるようになる。この特徴を、例
えば単気筒機関について利用して、適当な点火電圧が発
生される高速rpmを少なくとも数百rpmだけ拡張すること
ができる。

この発明は又、例えば単一の電源によつて給電されたＣ
Ｄ点火装置を備えた多気筒機関について適当な点火電圧
を維持するのにも有効である。第２図は第１図に示した
ものを変更して、四気筒機関について動作するように４
組の点火コイル、スパークプラグ、トリガコイル、及び
点火サイリスタを有するようにしたＣＤ点火装置１０ａ
の一部分を示している。点火装置１０ａの残りの部分は
図示されていないが、これは、第１図に示された１組の
ものの代りに４組の点火コイル、スパークプラグ、トリ
ガコイル、及び点火サイリスタがリード５０及び５２に
接続されていることを除いては、ＣＤ点火装置１０と同
じであると理解するべきである。第２図における構成部
分は第１図における対応する構成部分と同じ符号を施こ
されている。

発火遅れ回路装置３０がなければ、単一電源による四気
筒ＣＤ点火装置は、例えば４０００rpmで速度制限され
始め、この回転速度で点火火花間の時間が短くなりすぎ
てコンデンサの完全充電が不可能になり、従つて点火電
圧が低下し始めることになるであろう。例えば、５５０
０rpmの機関速度では、点火を行うのに不十分な電圧に
なるであろう。

発火遅れ回路３０を設ければ、単一電源による四気筒Ｃ
Ｄ点火装置は比較的高いrpm、例えば６５００rpmで相変
らず動作することができ、点火を行うのに適当な電圧を
なお有している。既述のように、発火遅れ回路３０は電
荷コンデンサの即時再充電を可能にするので、各点火火
花間の短い時間で電荷コンデンサは完全に充電される。
従つて、この発明の発火遅れ回路３０を利用することに
よつて、使用可能な機関rpmを増大させて、不十分な点
火電圧のために機関動作が速度制限されないようにする
ことができる。

第３図には前に説明した点火装置１０を変更して抵抗３
６を分圧計３６ｂで置き換えることにより発火遅れ回路
３０ｂが機関の点火時期の調整を行えるようにしたコン
デンサ放電式点火装置１０ｂの一部分が示されている。
特に、分圧計３６ｂの抵抗値を変えてＲＣ遅延時間の長
さを変え、これにより発火遅れを変えるようにすること
ができる。又、所望ならば、分圧計３６ｂをリンク機構
６４によつて又は直接絞り６６（線図で示す）に結合し
て、点火時期装置に使用されるようなトリガ板に接続さ
れた絞りリンク機関及び停止装置の必要性をなくするこ
とができるであろう。このように分圧計３６ｂを備えた
ＲＣ遅延回路網を利用して、手動調整により機関の点火
遅れを変え、又は絞りに応動する絞りリンク機構及び自
動調整装置により発火遅れを変えるようにして、所望な
らばトリガ板に対する普通の絞りリンク機構をなくする
ことができよう。

この発明はここに図示されかつ説明されたような特定の
構成及び部品の配置に制限されるものではなく、特許請
求の範囲に入るようなそれの全ての変更形態を包含する
ものと理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の種々の特徴を備えたコンデンサ放電
式点火装置の回路図である。 第２図は四気筒機関とともに使用されるように変更され
た第１図のコンデンサ放電式点火装置の一部分の回路図
である。 第３図は第１図に示したコンデンサ放電式点火装置の変
更部分の回路図である。 これらの図面において、１０はコンデンサ放電式点火装
置、１６は電荷コンデンサ、１１は点火コイル、１８は
その一次巻線、２４は点火サイリスタ、３０は発火遅れ
回路、３４はＲＣ遅延回路網、３２は分離サイリスタ、
６０は電圧限界装置（ツエナダイオード）、１０ａはＣ
Ｄ点火装置、１０ｂはコンデンサ放電式点火装置、３０
ｂは発火遅れ四路、３６ｂは分圧計を示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関とともに使用されかつ点火コイル
   一次巻線に接続されるように構成されたコンデンサ放電
   式点火回路であって、電荷コンデンサ、点火サイリス
   タ、前記点火コイルの一次巻線、並びに前記電荷コンデ
   ンサ、前記点火サイリスタ及び前記一次巻線と直列に接
   続され、かつ前記点火サイリスタが導通にされた後所定
   時間の間前記一次巻線を通しての前記電荷コンデンサか
   らの完全放電を阻止して機関の高速rpmでの自動発火遅
   れを与えるように動作する発火遅れ回路装置を備えてい
   るコンデンサ放電式点火回路。
2. 【請求項２】前記発火遅れ回路装置は、ゲート、アノー
   ド及びカソードを備えたサイリスタであって、前記電荷
   コンデンサ、前記一次巻線及び前記点火サイリスタと直
   列にアノード・カソード路が接続されたサイリスタ、及
   び前記点火サイリスタが導通にされた後前記の所定時間
   の間前記サイリスタが導通にされないようにするための
   遅延装置を具備している特許請求の範囲第１項に記載の
   コンデンサ放電式点火回路。
3. 【請求項３】前記遅延装置は、コンデンサ及び抵抗とこ
   の両者間の接続部とからなるRC遅延回路網を有し、該回
   路網の一端が前記サイリスタのアノードに接続されかつ
   反対端が前記のサイリスタのカソードに接続されてお
   り、かつ前記点火サイリスタが導通にされた後前記の所
   定時間の間前記サイリスタが導通にされないようにする
   ために前記サイリスタのゲートと前記RC遅延回路網の接
   続部との間に接続された電圧限界装置を具備している特
   許請求の範囲第２項に記載のコンデンサ放電式点火回
   路。
4. 【請求項４】前記電圧限界装置がツエナダイオードから
   なっており、かつ該ツエナダイオードのアノードが前記
   のサイリスタのゲートに接続されかつカソードが前記RC
   遅延回路網の接続部に接続されている特許請求の範囲第
   ３項に記載のコンデンサ放電式点火回路。
5. 【請求項５】前記遅延装置は、前記サイリスタのアノー
   ドと前記RC遅延回路網の接続部との間に接続されてい
   て、前記サイリスタが導通にされたときに前記遅延回路
   網のコンデンサの放電電流を流すための単方向性電流流
   通装置を更に含んでいる特許請求の範囲第３項に記載の
   コンデンサ放電式点火回路。
6. 【請求項６】前記単方向性電流流通装置がダイオードか
   らなっており、該ダイオードのアノードが前記RC遅延回
   路網の接続部に接続されかつカソードが前記サイリスタ
   のアノードに接続されている特許請求の範囲第５項に記
   載のコンデンサ放電式点火回路。
7. 【請求項７】前記遅延装置が、前記の所定時間を変えて
   これにより発火時期の調整を可能にするための調整手段
   を備えている特許請求の範囲第２項に記載のコンデンサ
   放電式点火回路。
8. 【請求項８】前記遅延装置が、コンデンサ及び分圧計と
   この両者間の接続部しからなるRC遅延回路網を有してお
   り、該回路網の一端が前記サイリスタに接続されかつ反
   対端が前記サイリスタのカソードに接続されていて、前
   記分圧計の調整により前記の発火時期が調整されるよう
   に構成されている特許請求の範囲第７項に記載のコンデ
   ンサ放電式点火回路。
9. 【請求項９】機関の絞りと関連して動作するように構成
   され、かつ更に前記の分圧計を前記の絞りに接続してこ
   れの移動に応じて発火時期を調整できるようにするため
   のリンク機構装置を備えている特許請求の範囲第８項に
   記載のコンデンサ放電式点火回路。
10. 【請求項１０】電荷コンデンサ、出力端子が前記の電荷
    コンデンサの両端に接続されている全波ダイオード整流
    ブリッジを含む電源、並びに各組が点火コイル一次巻線
    及び点火サイリスタを含んでいる４組の点火構成部分を
    備えており、かつ更に前記電荷コンデンサ、前記点火サ
    イリスタ及び前記一次巻線と直列に接続されかつ前記点
    火サイリスタが導通にされた後所定時間の間前記一次巻
    線を通しての前記電荷コンデンサからの完全放電を阻止
    して機関の高速rpmでの自動発火遅れを与えるように動
    作しかつ又前記一次巻線及び又前記点火サイリスタを前
    記電荷コンデンサから選択的に分離して前記電荷コンデ
    ンサが前記一次巻線を通って放電して点火火花を生じた
    後に前記電荷コンデンサが直ちに再充電されるように動
    作する発火遅れ回路装置を備えている四気筒機関用コン
    デンサ放電式点火回路。