JPS6123662Y2

JPS6123662Y2 -

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Publication number: JPS6123662Y2
Application number: JP11818280U
Authority: JP
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1986-07-15
Also published as: JPS5743363U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、内燃機関の点火装置に関し、特に機
関の逆回転防止回路を備えた点火装置に関する。

従来のトランジスタ式点火装置（TCI）、即ち
磁石発電機の永久磁石回転子の回転により、一次
巻線及び二次巻線を備えた発電コイルの一次巻線
に誘起された電圧の一方向成分をトランジスタ等
のスイツチング素子により短絡し、短絡電流があ
る設定値に達した時にこれを検出してスイツチン
グ素子をオフにして短絡電流を遮断し、発電コイ
ル一次巻線に流れる電流の急変により発電コイル
二次巻線に高電圧を誘起させて点火させる点火装
置においては、機関が運転中になんらかの理由で
逆回転し、又は作業者が起動方向を誤つて逆回転
させた場合でも、発電コイル一次巻線に誘起され
る起電力には、その大きさは異なるが正及び負の
両方向の成分が交番して発生するので、機関の逆
回転時に発生する正方向の起電力による短絡電流
に対しても正常方向回転時と同様にスイツチング
素子による短絡電流の遮断が行われるので点火時
期に変動はあるが、機関は逆回転を続け、又は逆
回転起動が可能な状態におかれるという不具合が
ある。

このような従来の点火装置について、さらに第
１図〜第３図を参照して説明する。なお、第２図
より第５図までの中で、TDCは内燃機関の上死
点位置を示している。第１図は、本考案による逆
回転防止回路Ａを備えた点火装置の回路図である
が、逆回転防止回路Ａを除去すれば、それ以外の
部分は従来の装置と同様である。なお、Ｂは短絡
制御半導体回路を示している。磁石発電機は公知
のものであるが、機関に結合された永久磁石回転
子１（図示では磁極が３個示されているが２個で
もよい）が回転すると発電コイル一次巻線２には
回転の１サイクル毎に第２図に示すように正方向
起電力V₂の直前と直後に負方向起電力V₁、V₃を
伴つた波形の起電力が発生する。第３図の負方向
起電力V₁による電流I₁は、ダイオード６および抵
抗７の直列回路を通り制限された大きさで流れる
が、正方向起電力V₂による電流I₂は、まず抵抗５
１からスイツチング素子、例えばトランジスタ５
のベースに流れるので、トランジスタ５は導通
し、発電コイル一次巻線の正方向起電力V₂によ
る電流I₂は短絡される。正方向起電力V₂による電
流I₂の一部はまたトランジスタ４のベースに接続
された抵抗４１，４２からなる分圧回路を流れる
ので、正方向起電力V₂が増大して短絡電流I₂の大
きさが設定値I₀に達したことを分圧回路により検
出し、設定値I₀に達した時期にトランジスタ４は
オンとなり、したがつてトランジスタ５をオフに
して短絡電流を遮断する。したがつて短絡電流の
遮断時期t₁に発電コイル二次巻線３に高電圧が誘
起し点火が行われる。次の負方向起電力V₃によ
る電流I₃は、電流I₁と同様に、ダイオード６及び
抵抗７の直列回路を制限された大きさで流れる。

このような従来の点火装置において、もし機関
がなんらかの原因で逆回転し、あるいは操作者の
錯誤によつて起動方向を誤つたため逆回転する
と、永久磁石回転子１も逆回転し、発電コイル一
次巻線２に発生する起電力の方向も逆になり、こ
の起電力により第４図のような電波が流れ、正方
向起電力による電流I′₁及びI′₃はトランジスタ５
の導通による短絡電流となり、また負方向起電力
による電流I′₂はダイオード６及び抵抗７の直列
回路を流れる。この場合、電流I′₁及びI′₃の大き
さは発電コイル一次巻線２を流れる短絡電流の遮
断すべき設定値I₀を超えることが多いので、電流
I′₁およびI′₃がそれぞれ設定値I₀に達する時期t₂お
よびt₃に、トランジスタ５のオフにより短絡電流
が遮断されて点火が生ずる。その中で、点火時期
t₂は正常方向に回転する時の点火時期t₁（第３
図）と比較して上死点前位置が早くなるので（第
４図は逆回転時を示すので、第３図とは回転の向
きは逆になる）、機関が十分に性能を発揮する状
態にはならないが、起動し運転が可能な状態には
なる。しかし、電流I′₃による点火時期t₃は点火の
ための時期としては余りにも遅いので機関の起動
は生じない。したがつて、従来の点火装置では、
機関の逆回転に対しても永久磁石回転子１の回転
により最初に発生する正方向起電力による電流
I′₁に対して短絡電流の検出及び遮断が行われ、
点火時期t₂における点火により機関の起動が可能
であり、また逆回転の継続も可能であるので、時
にはこのため危険を伴うという不具合があつた。

本考案の目的は、上述のような従来のトランジ
スタ式点火装置（TCI）に対し、機関の逆回転時
において点火の発生の原因となる短絡電流を阻止
または制限するための逆回転防止回路Ａを備えた
点火装置を提供することである。

本考案においては、機関が正常方向に回転する
時と逆方向に回転する時では磁石発電機の発電コ
イル一次巻線に発生する正方向及び負方向の起電
力の発生順序並びにその波形及び高さが異なるこ
とに着目し、機関回転の各サイクルの最初の負方
向の起電力の発生を検出した後、所定期間のみ導
通可能状態となるサイリスタ８を含む逆回転防止
回路Ａを発電コイル一次巻線と短絡制御半導体回
路Ｂとの間の短絡電流の通路に設けている。した
がつて、この逆回転防止回路Ａのサイリスタ８の
導通期間のみ正方向の起電力による短絡電流I₂が
流れ、その間に短絡制御半導体回路Ｂによる短絡
電流の検出及び遮断が支障なく行われる。しか
し、第４図の機関の逆回転時において、逆回転防
止回路Ａのサイリスタ８が導通可能状態になる以
前に発生した正方向起電力による短絡電流I′は、
逆回転防止回路Ａのサイリスタ８の非導通により
阻止されるので、この正方向起電力に基づく短絡
電流の検出及び遮断は行われないため点火も行わ
れない。したがつて、機関の逆回転を確実に防止
することができる。

本考案による逆回転防止点火装置を、第１図及
び第５図を参照して説明する。既に述べたよう
に、第１図のブロツクＡは、本考案の特徴的電気
回路である逆回転防止回路であり、発電コイル一
次巻線２と短絡制御半導体回路Ｂとの間の短絡電
流の通路に挿入されている。逆回転防止回路Ａの
中のサイリスタ８は、発電コイル一次巻線２に発
生する正方向の起電力による電流、すなわち短絡
制御半導体回路Ｂのトランジスタ５の導通による
短絡電流が順方向電流となるように接続されてお
り、機関の回転の各サイリスタにおいて発電コイ
ル一次巻線２に誘起する逆方向起電力に続く正方
向起電力による短絡電流のみを流通させる構成と
なつている。この目的のためのサイリスタ８の制
御のために、ダイオード９、コンデンサ１０、ダ
イオード１１、抵抗１２，１３及び１４ならびに
ダイオード１６からなる制御回路が接続される。
この制御回路は、機関の正常方向の回転時におけ
る点火信号を発生するために短絡制御半導体回路
Ｂにより検出及び遮断される正方向起電力による
短絡電流I₂（第３図）の直前に発生する負方向起
電力による電流I₁によりコンデンサ１０を充電す
るためのダイオード１１、抵抗１２，コンデンサ
１０及びダイオード１６を通る充電回路と、コン
デンサ１０の電荷を抵抗１３、サイリスタ８のゲ
ート・カソード回路を通つて放電するための放電
回路とを含んでいる。またダイオード９はサイリ
スタ８と直列に、かつ上記充電回路と並列に接続
されている。

次に、以上述べた構成を有する逆回転防止回路
Ａの動作を説明すると、機関が正常方向に回転し
ている時は、発電コイル一次巻線２には、前述の
ように、第２図に示したような正方向起電力V₂
の前後に逆方向起電力V₁及びV₃が発生し、第３
図の電流I₁，I₂及びI₃を流そうとする。そのと
き、まず、最初の逆方向起電力V₁による電流I₁は
逆回転防止回路Ａの各部を次のように分流する。

第１図の分流路は、コンデンサ１０の充電回路
を通るものであり、発電コイル一次巻線２からダ
イオード１１、抵抗１２からコンデンサ１０を経
てダイオード１６に流れる経路であり、次には、
短絡制御半導体回路Ｂの抵抗７、ダイオード６か
ら発電コイル一次巻線２に戻る。このためコンデ
ンサ１０は図示の極性に充電される。

第２の分流路は、発電コイル一次巻線２からダ
イオード１１、抵抗１２，１３からサイリスタ８
のゲート・カソード回路、ダイオード１６から抵
抗７、ダイオード６を流れる経路であり、この回
路の一部は、またコンデンサ１０の放電回路とも
なる。この第２の分流路を通る電流によりサイリ
スタ８はトリガされ導通可能状態となる。

次に、第３の分流路は、発電コイル２から抵抗
１４とダイオード１６の直列回路及びこの直列回
路に並列の抵抗１５を通る経路であり、この第３
の分流路はコンデンサ１０の充電電圧を調節する
と共に、抵抗１４または抵抗１５を通り電流を流
すことにより、永久磁石回転子１の回転により発
電コイル鉄心に生ずる磁束変化により、正規の短
絡電流遮断時以外の時期に二次コイル３に高電圧
が誘起されることを防止する働きをしている。な
お抵抗１５は抵抗１４を設けることにより省略す
ることができ、またその反対に抵抗１５を設ける
場合は抵抗１４を除くこともできる。

次に、逆方向起電力V₁による電流I₁が減少して
ある値に達すると、コンデンサ１０はサイリスタ
８のゲート・カソード回路を含む放電回路を経て
放電するので、サイリスタ８は電流I₁が流れなく
なつた後も継続して導通可能の状態に維持され
る。

サイリスタ８が導通可能の状態にある間に、正
方向起電力V₂による正方向電流I₂が流れ始める
と、この電流は発電コイル一次巻線２から短絡制
御半導体回路Ｂのトランジスタ５を流れる短絡電
流として、サイリスタ８によりなんら制限される
ことなく、ダイオード９を経て流れる。すなわ
ち、この状態では、逆回転防止回路Ａは、正方向
電流I₂に対してサイリスタ８及びダイオード９を
経て短絡状態にある。したがつて、この後は逆回
転防止回路Ａのない従来の点火装置の回路と同様
に動作し、短絡電流I₂が設定値I₀に達すると、そ
れはトランジスタ４及び５の動作により遮断さ
れ、点火を生ずることになる。このときサイリス
タ８は、その遮断時期t₁以後も保持電流により導
通状態におかれる。

第５図は、上記の動作において、電流I₁，I₂と
サイリスタ８の導通可能状態との関係を示したも
のであり、期間T₁は電流I₁の一部がサイリスタ８
のゲート・カソード回路を分流することによりサ
イリスタ８がトリガされている期間であり、期間
T₂はコンデンサ１０の放電電流によりサイリス
タ８のトリガ状態が継続する期間であり、また
T₃は上記のコンデンサ１０の放電電流の持続に
よりサイリスタ８が導通し短絡電流I₂が流れる期
間である。このようにサイリスタ８は（T₁＋T₂
＋T₃）期間にわたり導通可能の状態に保たれる。

次に、本考案による逆回転防止点火装置を用い
た内燃期間の逆回転時には、発電コイル一次巻線
２に発生する起電力により、第４図に示すような
電流I′₁，I′₂及びI′₃が流れようとする。しかし、
最初の電流I′₁は、トランジスタ５の導通方向と
同じであり、サイリスタ８のゲート・カソード回
路には分流せず、またコンデンサ１０を充電する
こともないので、サイリスタ８は導通せず、その
ためサイリスタ８により阻止される。また抵抗１
５がある場合は抵抗１５を流れるが、その電流値
は制限されるため設定値I₀に達せず、したがつて
トランジスタ５による電流I′₁の遮断は行われず
点火は生じない。次の電流I′₂は、期間が正常方
向に回転する時の第３図の電流I₁と同様に逆回転
防止回路Ａの前述の各分流回路を分流するのでサ
イリスタ８はトリガされ、またコンデンサ１０も
充電される。したがつて、電流I′₂の期間の終期
に近づいてもコンデンサ１０の放電によりサイリ
スタ８を導通可能の状態に維持するので、次の電
流I′₃が流れて設定値I₀に達すると、トランジスタ
４及び５により電流I′₃は遮断され、t₃の時期に点
火動作が行われることは起こりうる。ただし、す
でに述べたように、本考案の逆回転防止点火装置
は発電コイル一次巻線２の正負起電力波形の高さ
の相異に着目しており、そのため、電流I′₃の大
きさを電流I′₂の大きさに比べて小さくすること
により、t₃の時期における点火火花の発生を防止
するか、あるいはその火花エネルギを微弱にする
ことは可能である。また、t₃の点火時期は、期間
の駆動に必要な点火時期より遅い（又は遅くなる
ように点火装置を設定することができる）ので、
この点火動作によつて期間が逆回転するように起
動され、又は逆回転を維持することはなく、実用
上問題は生じない。

また、第１図の実施例では、ダイオード１６は
ダイオード６及び抵抗７の直列回路に直列の関係
に接続されているが、ダイオード１６のカソード
を第１図中のＰ点に接続し、ダイオード６及び抵
抗７の直列回路をバイパスするように接続しても
同様の効果が得られる。そして、抵抗７として必
要な抵抗値との関連で、いずれか適切な構成を選
択することができる。

第６図及び第７図は、第１図に示したサイリス
タ８の回路部分A₁の代替の回路を示す。発電コ
イル一次巻線２の逆方向の起電力（第２図の
V₁，V₃）の大きさによつては、コンデンサ１０に
大容量のものを必要とすることがある。このよう
な場合には、１個のサイリスタのアノード・ゲー
ト間に第６図のように感度のよい小信号用サイリ
スタを並列に接続した構成、あるいは第７図のよ
うに感度のよい小信号用トランジスタを並列に接
続した構成で置換することにより、大容量のコン
デンサを用いなくても所望の動作を行わせること
ができる。

上記の本考案装置の特徴的電気回路である逆回
転防止回路Ａの動作時において、内燃機関の回転
速度が変動するときはその上昇及び下降につれて
発電コイル一次巻線２の誘起起電力も上昇及び下
降するために、逆回転防止回路Ａの中のコンデン
サ１０の充電時間は内燃機関の回転速度の増加に
反比例して減少するけれども、コンデンサ１０と
抵抗１２及び１３との値を適切に選定することに
より、内燃機関の通常使用回転速度とその変動に
対する発電コイル一次巻線２の誘起起電力の周波
数とその変化の範囲内においては、コンデンサ１
０はほぼ同一の電圧値に充電され、かつその充放
電繰返し作用も円滑に行なわれ、内燃機関の点火
作用をなんら異常なく遂行できることが、本願考
案者らの実験により確認されている。

以上述べた本考案の実施例の説明においては、
発電コイル一次巻線２の起電力波形の極性は、第
２図ないし第５図に例示した通りとし、従つて第
１図中の方向性素子はそれに適合した接続とした
が、それに限ることなく、起電力波形の極性が反
転し、方向性素子の接続をそれに適合するように
変更した場合にも同様に適用することが可能であ
る。

本考案においては、上述のように、機関の逆回
転時においては、機関の回転の各サイクルの最初
に発生する好ましくない正方向の起電力による短
絡電流が流れ点火を生じさせることを阻止するた
め、正方向の起電力の直前に負方向の起電力が発
生したかどうかを、逆回転防止回路Ａのコンデン
サ１０の充電の有無により検出し、この検出があ
つた時にのみサイリスタ８を導通可能の状態に維
持するようにしている。したがつて、正方向の起
電力の発生の直前に負方向の起電力が発生する機
関の正常方向回転時には、サイリスタ８の導通に
より従来の点火装置と同様に短絡制御半導体回路
Ｂによる短絡電流の検出、遮断が支障なく行なわ
れる。その反面、機関の逆回転時には、最初に正
方向の起電力が発生するため、そのときの短絡電
流はサイリスタ８の非導通状態により阻止され、
それにより点火を生ずることはない。かくして、
本考案装置によれば、機関の逆回転運転を確実に
防止することができるというすぐれた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の点火装置の構成を示
す回路図である。第２図ないし第５図は、従来の
点火装置及び本考案の点火装置の点火動作を説明
するための起電力又は電流の波形図である。第６
図及び第７図は本考案の他の実施例の点火装置の
要部の代替回路を示す回路図である。符号の説明、１……永久磁石回転子、２……発
電コイル、５……トランジスタ（スイツチング素
子）、８……サイリスタ、１０……コンデンサ、
Ａ……逆回転防止回路、Ｂ……短絡制御半導体回
路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関により駆動される永久磁石回転子を
有する磁石発電機の発電コイルの一次巻線に誘
起され、前記内燃機関の所望の点火時期に関連
した特定の一つの極性の電圧波形の前後にそれ
ぞれ一つ続く他の極性の電圧波形を有する起電
力の中で、前記特定の一つの極性の電圧波形の
電圧をスイツチング回路により短絡し、その後
前記発電コイル一次巻線を流れる短絡電流が増
加して設定値に達したとき該短絡電流を遮断し
て前記発電コイルの二次巻線に高電圧を誘起す
る内燃機関の点火装置において、前記発電コイル一次巻線と前記スイツチング
回路とを接続する前記短絡電流の通路中に配設
されたサイリスタと、前記発電コイル一次巻線に誘起される起電力
の中で前記特定の一つの極性の電圧波形の直前
に先行して発生する前記他の極性の電圧波形の
電圧を検出し、該検出後の所定期間のみ前記サ
イリスタを導通状態に保持する制御回路と、を含む逆回転防止回路を備えたことを特徴とす
る内燃機関の逆回転防止点火装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項の点火装置で
あつて、前記サイリスタは、その導通時には前記短絡
電流を通流させる向きに接続され、また前記制
御回路は、前記起電力の中の前記他の極性の電
圧波形の電圧により充電されるコンデンサを含
み、該コンデンサに充電された電荷を前記サイ
リスタのゲート・カソード回路を経て放電する
ことにより前記サイリスタを導通状態に保持す
る内燃機関の逆回転防止点火装置。