JPS5977076A - 内燃機関用無接点点火装置 - 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て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っていた。

また、点火用のコンデンサの充電源となる発電コイルと
バッテリなどの他の負荷に電力を供給する発電コイルと
は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、 （１１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ｏ、１３〜０．１
６ｍｍ）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ゃすい
。

（３）低速時の２次電圧、即ちコンデンサ電圧を高（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Ｒｆｆｉｆｆ
ミコイルパン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の短絡回路によって発電コ
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
極性の高電圧によっ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ッ
テリ等の他の負荷に供給し、さらに第２の短絡回路によ
っ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ッ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
によって、コンデンサを良好に充電することができると
共に、バッ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０．３〜１．０＋ｎｔ。

巻数２００〜６００回のものが用いてあって、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程度としであ
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ッテリ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、ｌｌａ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ａ、ｌ
５ａ２は各サイリスタ６ａ、６ｂのゲートに接続しであ
る。この各サイリスク５ａ、５ｂは各ダイオード３１ａ
、３１ｂを介してトランジスタ８０ベース・エミッタ間
に接続しである。７ａ、７ｂはトランジスタ８のベース
抵抗で、この抵抗１ａ−、サイリスタ６ａおよび抵抗４
ａ、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６ｂ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、その分圧点すはサイリスタ１１のケートに接続し
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ク
１１を導通するようにしである。そし°（、発電コイル
１の実線矢印で示Ｊ止方向゛１コ波出力をサイリスク１
１ダイオードｚｂおよびダイオードｌｌａを介してバッ
テリ２０に供給するようにしである。そして、このサイ
リスタ１１抵抗９．１０によっ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、■３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ッチング素子をなす点火用サ
イリスクで、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
定バッ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ュレータである。

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１
２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
によって発電コイル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ずる。

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・エミッタ→ア
ース→ダイオードｔｔａ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・エミッ
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
ミッタ間の電圧降下が大きくなり、抵抗４ａ、５ａより
なる分圧回路の接続点ａｌの電ＩＩ、が１胃する。

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・エミッタ間を短絡するので、トラ
ンジスタ８のコレクタ・エミッタ間は０ＦＦＬ、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ｌｌａの回路で、充分に充電する。又、誘
導電圧が設定値・（例えば１００〜３００　Ｖ）以上に
なると、抵抗９．１０よりなる分圧回路の接続点すの電
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ｌｌａを介してバッテリ２０
に供給し、このバッテリ２０を充電する。このようにバ
ッテリ２０を充電することにより、コイル１の正方向半
波出力をバッ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・エミッタ→
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・エミッ
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、、）ランジスタ８のコレクタ・エミッ
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・エミッタ間を短絡するので、トラ
ンジスタ８のコレクタ・エミッタ間はＯＦＦ　Ｌ、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
ッテリ２０を充電する。このようにバッテリ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ッテリ充
電電圧に押え、各素子・＼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ッテリ充電電
圧（例えばバッテリ２０の定格電圧を１２ｖとすると１
４ｖ程度：Ｉ以上になるとレギュレータ２２が動作して
発電コイル１の負方向半波出力を短絡し、バッテリ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ッテ
リ充電電圧（例えば１４Ｖ程度）以上になるとレギュレ
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ｌｌａを介して短絡し
、バッテリ２０の過充電を防ぐ。ここで、ダイオードｌ
ｌｂはレギュレータ２２動作時に、バッテリ２０がレギ
ュレータ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、サイリスク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、〕ｊ、（火コｌ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
ク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、その分バッ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
ッテリ２０を用いたが、ヘッ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ｌの正方向
誘導電圧が設定値になるとサイリスタ１１を導通ずるよ
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ク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って
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線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ったものを、太線
による巻線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
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ッ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ッ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・ノテリ等の他の負荷に充分な電
力を供給することができ、従って、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、サイリスク、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’
）　ス９　トタ４　オー　Ｆ、９．　　ｌ　０．　１１
．−１ｒｌｉ電圧応動半波取出回路を構成する分圧抵抗
とサイリスク、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、’　１６　ｂ・・・２次コイル、１７・・・点火
栓、１８・・・点火用半導体スイッチング素子をなす点
火用サイリスク、２０・・・バッテリ。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁石発電手の発電コイルと、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
   る高電圧によっ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
   方の半波出力をバッ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グイー１〜−
   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ψ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
   スイッチング素子と、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。