JPS5929775A - コンデンサ放電式内燃機関点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号コイルを用いないコンデンサ放電式の内
燃機関点火装置に関するものである。

コンデンサ放電式の内燃機関点火装置として、磁石発１
に機内に設けられたエキサイタコイルの正の半サイクル
の出力でコンデンサを充電し、エキサイタコイルから続
いて発生する負の半サイクルの出力で放電制御用サイリ
スタに点弧信号を与えて、このサイリスタを通してコン
デンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させるこ
とにより点火動作を行なわせるようにしだものがある。

このような構成によれば、点火位置を定めるための信号
コイルが不要になるため機関に取付ける発電機の構造を
簡単にすることができる。しかしながら、従来のこの種
の点火装置でｔまエキーリイタコイルの正の半サイクル
でエキライタコイルからコンデンサに流れる電流による
電機子反作用により、次の負の半サイクルの出力の立上
りが遅れるため、点火位置に遅れが生じるという問題が
あった。この傾向ｔｉ機関の回転数（ｒｐｍ）が上昇す
るに伴って著しくなるため、従来のこの種の点火装置で
は機関の点火位置θｉの回転ｉ＜ｌ　Ｎに対する特性が
第５図に破線で示しだようになり、高速時に点火位置る
０ また従来のこの積の点火装置では、機関が逆回転した際
にもコンデンサ放１区用の一すイリスクに点弧信号が入
るため、機関の逆回転時にも機関が点火されることにな
り、２サイクル機関の点火装置としてｔま不向きであっ
た。

本発明の目的（ハ）、信号コイルを用いない簡単な構成
としてしかも高速時の点火位置の遅れと逆転時の火花の
発生とを防止できるようにしたコンデンサ放電式内燃機
関点火装置を提供することにある。

以下図面を参照して本発明をその実施例とともに詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路金子したもので、同図
において１は内燃機関と同期回転する磁石発ｔ１機内に
配置されたエキライタコイル、２　ｔ−Ｊ、１次コイル
２を及び２次コイル２ｂからなる点火コイルであり、点
火コイルの１次及び２次コイル２ａ及び２ｂの一端は共
通接続されて接地されている。３は２次コイル２ｂに接
続された点火プラグで、この点火プラグは図示しない機
関の気前に取付けられている。エキライタコイル１の一
端１ａ及び他ＯＲｉ　１　ｂにはそれぞれダイオード４
及び５のカンードが接続され、これらのダイオードのア
ノードは接地されている。エキーリ゛イタコイル１の一
端にはまたダイオード６のアノードが接続され、このダ
イオードのカンードは点火エネルギ蓄積用コンデンーリ
°７の一端に接続されている。コンデンサ７の他端は点
火コイルの１次コイル２ａの非接地側端子に接続される
とともにダンノくダイオード８０アノードに接続され、
ダイオード８のカンードは接地されている。ダイオード
６０カンードとコンデンサ７との接続点には放電制御用
・す゛イリスタ９のアノードが接続され、サイリスタ９
のカンードは接地されている。サイリスク９のゲートに
はツェナーダイオード１０のアノードが接続され、ツェ
ナーダイオード１０のカンードはエキライタコイル１の
他端１ｂに接続されている。ダイオード４及びツェナー
ダイオード１（ｌま、エキ・す°イタコイル１の負極性
の半サイクルの出力でサイリスタ９に点弧信号を与える
信号供給回路を構成するもので、エキライタコイル１の
図示の破線矢印方向の出力電圧がツェナーダイオード１
０のツエナーレベルリ、上になったときにエキライタコ
イル１→ツエナーダイオード１０→ツ゛イリスタ９のゲ
ートカンード間→ダイオード４→エギザイタコイル１の
経路でサイリスク９に点弧信号が与えられる。尚木明細
書においてエキライタコイルの出力の極性はコンデンサ
７を充電する半一リ゛イクルの極性を正極性とし、サイ
リスク９に点弧信号が与えられる半゛す゛イクルの極性
を負極性とする。

サイリスク９への信号の供給を制御するため、信号制御
回路１１が設けられている。この制御回路はエキライタ
コイル１の他端１ｂにアノードが接続されたサイリスク
１２ｆ：備え、このサイリスク１２０カンードは抵抗値
が小さい抵抗１３を介して接地されている。サイリスク
１２は２々１通した際にエキライタコイル１の負極性の
出力電圧を実質的に短絡するために設けられたもので、
エキライタコイル１の負極性の出力電圧でアノードカン
ード間が順方向にバイアスされて導通可能な状態になる
。制御回路１１はまた一端が接地された信号制御用コン
デンサ１４を備え、このコンデンサ１４の他端は抵抗１
５を介してサイリスタ１２のゲートに接続されている。

コンデンサ１４と抵抗１５との接続点には抵抗１６を介
してダイオード１７のカンードが接続され、ダイオード
１７のアノードはエキ“す゛イタコイル１の一端１ａに
接続されている。したがって信号制御用コンデンサ１４
け、エキサイタコイル１の正極１コトの出力（図示の実
線矢印方向の出力Ｖｚｌによりダイオード１７及び抵抗
１Ｇを通して図示の極性に充電される。抵抗１５及び１
３によυコンデンサ１４をツイリスタ１２のゲートカン
ード間を通して放電させる第１の放電回路が構成され、
コンデンーリ−１４が抵抗１５→ザイリスタ１２のゲー
トカンード間→抵抗１３→コンデンーリ゛１４の経路で
放電して一すイリスタ１２に点弧（Ｆｊ号がｈ見られる
ようになっている。

コンデンーリ１４の非接地側の一端にはエミッタが接地
された）・ランジスタ１８の５レクタが接続宴Ｊ１、ト
ランジスタ１８のベース−抵抗１９を通して抵抗１３の
非接地側’＞ｉＡｌ子に接続されている。トランジスタ
１１１１コンデンザ１４を放電さぜるためのもので、ト
ランジスタ１８と抵抗１９及び１３とにより、ツイリス
タ１２が導通している間にコンデン゛す１４をＭ電させ
る第２の放電回路２０が構成されている。

」二記実施例の点火装置に丸・いてエキサイタコイル１
は、機関が正方向に回転したときに、回転子が１回転す
る間に負極性の第１の半サイクルの電圧ｖ１と正極性の
第２の半サイクルの電圧ｖ２と負極性の第３の半サイク
ルの電圧ｖ３とを順次発生する。

第２図はエキサイタコイルにこのような電圧を発生させ
る磁石発１４１の一例を示したもので、この磁石発電機
は磁石回転子３０と固定子４０とからなっている。磁石
回転子３０Ｉ′、ｉ磁性材料からなる回転子本体３１と
、回転子本体３１の外周に設けられた凹部３２内に固定
された磁石３３とからなシ、回転子本体３１はその中心
部に機関の出力軸等の駆ｍｂ軸が嵌着される軸取付孔３
４を有している。磁石３３は回転子の径方向に着磁され
、磁石３３の外周側の磁極（図の例ではＮ極）３３ａと
、四部３２０両側の部分に現われる磁極（図の例ではＳ
極）３３ｂ及び３３ｃとによυ３極の回転子磁極が構成
されている。

固定子４０は略Ｕ字状に形成された積層鉄心４１を備え
、この鉄心４１の両脚部４２及び４３の先端には回転子
の磁極に所定のギャップを介して対向する磁極部４４及
び４５が形成されている。

鉄心４１の磁極２部４４及び４５相互間の間隔は、回転
子の磁極３３ｂ及び３３ｃ相互間の間隔に略等しく設定
され、磁極部４４及び４５が回転子磁極３３ｂ及び３３
ｃにそれぞれ同時に対向し得るようになっている。鉄心
４１の一方の脚部４２には１次コイル２ａと２次コイル
２ｂとからなる点火コイル２が巻装されるとともにエキ
サイタコイルｌが巻装されている。この発？ａ機におい
て（幾関が正方向に回転して回転子３０が第２図におい
て時開方向に正回転したときのエキサイタコイル１の誘
起電圧波形を回転角θに対して示すと第３図（ａ）のよ
うに在る。この誘起電圧は負極性電圧ｖ１と正極性電圧
ｖ２と負極性電圧Ｖｇとが順次現われる波形であり、１
点火サイクル当り１回発生ずる。仁こで１点火サイクル
とは、機関の気筒で１回点火が行なわれてから次の点火
が行なわれる寸での期間であり、第２図に示した例では
回転子３０が１回転する期間に等しくなっている。また
８ｒ！２図において磁石回転子３０が反時計方向に逆回
転したときのエキ゛す゛イタコイル１の６８起電圧波形
は第６図（ｂ）に示す通りであり１正極性の半サイクル
のＴｉ７゜圧ｖ３′　と負極性の半サイクルの電圧ｖ２
′と正極性の半サイクルの電圧ｖＩ′　とが順次現われ
る波形となる。

第２図に示した例では点火コイル２が固定子鉄心４１に
巻装されているため、回転子３０の回転によυ点火コイ
ル２にも電圧が誘起する。本実施例でしょ、点火コイル
２の１次コイル２ａにエキサイタコイル１の出力電圧と
逆位相の電圧が誘起するようになっている。即ち第１図
においてエキサイタコイル１に実線矢印方向の正極性の
電圧ｖ２がＮ誘起したときに１次コイル２ａには実線矢
印方向の負極性の電圧が誘起するようになっている。尚
点火コイル２は必らずしも磁石発電機内に設ける８倶に
なく、磁石発電機の外部に設けてもよい。

次に上記実施例の動作を説明する。第２図の磁石発電機
の回転子３０が正回転すると、エキ′す”イタコイル１
には、回転角Ｏに対して第４図（ａ）のような無負荷波
形を示す電圧が誘起する。この波形け第３図（ａ）に示
したのと同様のものである。角度θ１でエキザイタコイ
ル１に正極性の半゛す゛イクルの電圧ｖ２が誘起すると
、エキ−ソイタコイル１→ダイオード６→コンデンザフ
→ダイオード８及び１次コイル２ａ−＞ダイオード５→
エキザイタコイル１の経路で電流が流れ、コンデンサ７
が図示の極性に充電される。このときコンデンサ７の端
子電圧は第４図（ｂ）のように変化する。丑たこの正極
性の↑バ、圧ｖ２によりダイオード１７．抵抗１Ｇ、コ
ンデンサー゛１４及びダイオード５を通して１ば、流が
流れ、信号制御用コンデンサ１４が図示の極性に充電さ
れる。このコンデンサ１４の電荷は抵抗１５．サイリス
タ１２のゲートカンード間及び抵抗１３を通して放電す
るため、次に角度θ２でエキザイタコイル１に負極性の
電圧ｖ３が誘起すると同時にサイリスタ１２が５を導通
する。サイリスタ１２が導通すると、エキ°リイタコイ
ル１からサイリスタ１２及び抵抗１３を１ｒｆｔ　Ｌで
電流ｉｂ（第４図ｄ参照）が流れ、エキ・す゛イタコイ
ル１が実質的に短絡される。

したがってツェナーダイオード１０に印加される電圧（
ダイオード５０両端の電圧Ｖ）は第４図（Ｃ）に符号イ
；で示すようにツェナーレベルより低い値となり、サイ
リスタ９には点弧信号が与えられない０尚負極性電圧ｖ
３は実際に一１電機子反作用によ逆立上りが遅れるため
、上記電流ｌｂは電圧ｖ３の無負荷時の波形の立下り位
置よりも遅れた位置寸で流れる。サイリスタ１２が導通
すると抵抗１３０両端に電圧降下が生じ、この電圧によ
υ抵抗１９全通してトランジスタ１８にベース電流が流
れる。しだがってトランジスタ１８は導通状態になり、
コンデンサ１４の電荷がトランジスタ１８のコレクタ・
エミッタ間を鴻−シて放電する。サイリ′ リスク１２はエキザイタコイルから負極性の電圧ｖ３が
発生している角度０２〜θ３の間導通状態を保持し、こ
の間トランジスタ１８にベース電流が供給され続けるだ
め、コンデンサー４は負極性電圧ｖ３の半サイクルが終
了するまでに完全に放７１７．する。

次に角度θ４でエキザイタコイル１に負極性の第１の半
サイクルの電圧ｖ１が誘起するが、このときコンデンサ
１４に電荷はなく、サイリスタ１２に点弧信号が与えら
れないだめ、サイリスタ１２はしや断状態に保持される
。したがって負極Ｖ１：、電圧Ｖｌの瞬時値は−Ｊ−，
列し、ツェナーダイオード１０に印加されるＴ］１．圧
Ｖが角度θｉでツェナーレベル以上になるとサイリスタ
９に点弧信号が与えられる。これによりサイリスタ９が
導通し、コンデンサ７の電荷がサイリスタ９及び１次コ
イル２ａ全通して急激に放電する。この放電電流により
点火コイル２の鉄心中で大きな磁束変化が生じるため２
次コイル２１）に高電、ＦＥｖ１．（第４図ｅ）が誘起
し、点火プラグ３に火花が生じて機関が点火される。エ
キーリ゛イタコイル１に誘起する負極性電圧ｖ１の波高
値は機関の回転数の上昇に伴って増大し、ｔ（７圧ｖ１
がツェナーダイオード１０のツェナーレベルにＩｎ　ス
る位相が進むため、点火位置θ、は機関の回転数の上昇
に伴って進んでいく。この点火位置θ、の機関の回転数
Ｎに対する特性を示すと第５図の曲線すのようになる。

従来の点火装置では、信号制御回路１１が無いため、正
極性の電圧ｖ２に続いて発生する負極性電圧ｖ３によυ
放電制御用サイリスタ９に点弧信号が与えられる。この
負極性電圧ｖ３は、コンデン°す７の充電電流による電
機子反作用により立上りが遅れるため点火位置が遅れ、
この点火位置の遅れは、第５図の曲線ａのように機関の
回転数の上昇に伴って著しくなる。これに対し、本発明
においては、正極性電圧ｖ２の半サイクル（点火エネル
ギ蓄積用コンデンサを充電する半サイクル）の前の半サ
イクルの負極性電圧ｖｌで放電制御用サイリスタ９に点
弧信号を与えるため電機子反作用の影響を受けることか
なく、第５図に曲線すで示したように、機関の高速時に
点火位置θ・が遅れることがない。

次に第２図の発電機において磁石回転子３０が逆回転し
た場合を考える。この場合は、エキザイタコイル１に第
５図（ｂ）に示したように先ず正極性の電圧ｖ　ｓ／が
発生し、次いで負極性の電圧ｖ２′が発生する。正極性
の電圧ｖ３′によりコンデンサ７が充電されるとともに
コンデンサ１４が充電され、このコンデンサー４の電荷
によりサイリスタ１２に点弧信号が与えられる。したが
って正極性の亀圧ｖ３′に続い−〔負極性電圧ｖ２′が
発生ずると直ちにサイリスタ１２が導通し、サイリスタ
９への点弧信号の供給を１（Ｉ」止する。負極性電圧ｖ
２′が発生している間にコンデンサ１４は完全に放電す
るが、次に正極性電圧ｖＩ′が発生ずると再び充電され
、次の正極性宙、圧ｖ３′によっても充電される。しだ
がって次に負極性電圧ｖ２′が発生した際にもサイリス
タ１２が導通して放１［１ｉ制御）用−リイリスタ９へ
の点弧信号の供給を阻止する。このように、発電機の逆
転時には、サイリスタ９に点弧信号が与えられないため
、点火動作は行なわれない。したがって２サイクル機関
に適用したＪｊツ合には機関の逆転を防止する装置とし
ても役立つ。

」二記実施例においてＶま、点火エネルギ蓄ｆｊｅ用コ
ンデンツ７を点火コイルの１次コイル２ａに対して直列
に設け、放電制御用サイリスタ９をコンデン・す７と１
次コイル２ａとの直列回路に対して並列に設けているが
、コンデンーリ放電式の点火回路はサイリスタ９が導通
したときにコンデンーリ゛７の？ｔｔ荷を１次コイル２
ａに放電させるようになっていればよく、例えば第１図
においてコンデンサ７とサイリスタ９の位置を入れ代え
ることもできる。

またダンパダイオード８及びツェナーダイオード１０は
省略することができる。

まだ上記の実施例では、コンデンサ１４の第２の放電回
路をトランジスタ１８を用いて構成したが、トランジス
タに代えてサイリスタを用いることもできる。またトラ
ンジスタやサイリスタを１月いることなく、コンデンサ
１４の両端に並列接続した１１（抗のみで第２の放電回
路を構成できる。また負極性電圧Ｖｌが立上るまでにコ
ンデンーリ°１４の電荷を抵抗１５Ｘびサイリスタ１２
のゲートカント間を通して略完全に零まで放電させるこ
とができる場合には、この第２の放電回路を省略するこ
とができる。

尚場合によっては、機関の高速時の設定回転数以上で負
極性電圧ｖ１の立上り時にコンデンーリ゛１４に電荷が
残っているようにコンデンサ１４の放電時定数を設定す
ることもでき、このようにした場合には設定回転数以上
で点火動作が行なわれなくなるので、過回転防止効果を
得ることができる。

以上のように、本発明によれば、磁石発電機の７匡磯子
反作用の影響を無くして高速時における点火位置の遅れ
を防止することができ、まだ逆転時の点火動作を防止で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の回路を示す接続図、第２図
は本発明で用いる磁石発電５機の一例を、一部を省略し
一部を断面して示した正面図、第５図（ｎ）及び（ｂ）
はそれぞれ第２図の発電機の正転時及び逆転時における
エキザイタコイルの出力電圧を示す波形図、第４図（ｆ
ｌ）乃至（ｅ）は第１図の実施例の各部の電圧波形図、
第５図は本発明の点火装置と従来の点火装置とについて
点火位１ｄの回転数に対する％性を示した線図である。 ■・・・エキライタコイル、２・・・点火コイル、３・
・・点火プラグ、４〜６・・・ダイオード、７・・・点
火エネルギ蓄積用コンデンサ、９・・・放電制御用サイ
リスタ、１２・・・信号制御用−リイリスク、１３・・
・抵抗、１４・・・信号制御用コンデン・す゛、１６・
・・抵抗、１７・・・ダイオード、１８・・・トランジ
スタ（リセット用半導体スイッチ）、１９・・・抵抗。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点火コイルと、内燃機関の回転に同期して回転する磁石
   発′ｒＪＬ機内に設けられ機関が正回転した際に負極性
   の第１の半サイクルの電圧と正極性の第２の半サイクル
   の電圧と負極性の第５の半サイクルの電圧とを１暇次出
   力するエキサイタコイルーと、前記点火コイルの１次側
   に設けられ前記エキサイタコイルの前記正極性の出力電
   圧で一方の極性に充電される点火エネルギ蓄積用コンデ
   ンサと、導通した際に前記コンデンサの電荷を前記点火
   コイルの１次コイルに放電させるように設けられた放電
   制御用サイリスクと、機関の点火位置で前記エキ・す゛
   イタコイルの負極性の出力電圧で前記サイリスタに点弧
   信号を与える信号供給回路とを備えてなるコンデンサ放
   電式内燃機関点火装置において、前記エキサイタコイル
   の正極性の出力電圧により一方の極性に充電される信号
   制御用コンデンサと、導通した際に前記エキサイタコイ
   ルの負極性の出力を実質的に短絡するように設けられ前
   記エキーリ゛イタコイルの負極性の出力電圧でアノード
   カンード間が順方向にバイアスされる信号制御用サイリ
   スタと、前記信号制御用コンデンサのｉ！荷を前記信号
   制御用サイリスタのゲートカンード間を通して放電させ
   る放電回路とを具備したことを特徴とするコンデンサ放
   電式内燃機関点火装置。