JPS6123664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコンバイン等の負荷を駆動する内燃機
関を緊急時に停止させる装置に関するものであ
る。

内燃機関により駆動される装置において機関と
負荷との間にクラツチやトルクコンバータが介在
する場合には、負荷が拘束状態になつても機関が
停止しないことがある。このような場合、作業者
が伝達装置をニユートラルにするかまたは機関を
停止させる操作を行なつた後に負荷の拘束状態を
解除すれば問題ないが、そのような操作を忘れて
負荷の拘束状態を解除するといきなり負荷が回転
を始め、危険である。例えばコンバイン等の農業
機械においては、稲を刈つている途中で稲がカツ
タにかみ込んでカツタのみが停止し、機関は回転
を続けていることがあるが、このような場合作業
者はカツタを機関から切り離す操作を行なうこと
なく稲をカツタから取り除く行動に移ることがし
ばしばあり、稲が取り除かれた後カツタが再駆動
されて作業者の手がカツタに巻き込まれる事故が
生じることがあつた。

本考案の目的は、機関の負荷の状態を検出して
過負荷状態になつた場合に自動的に機関を停止さ
せるようにした内燃機関緊急停止装置を提供する
ことにある。

以下図示の実施例により本考案の装置を詳細に
説明する。

第１図は本考案の一実施例を示したもので、同
図において１は機関により駆動される磁石式交流
発電機に内蔵された点火コイル、２は図示しない
機関の気筒に取付けられた点火コイルの２次コイ
ル１Ｓに接続された点火プラグである。３は点火
コイル１の１次側に接続された１次電流制御ユニ
ツトで、点火コイル１及び１次電流制御ユニツト
３により内燃機関用点火回路が構成されている。
ユニツト３は点火コイルの１次コイル1Pの一端
及び他端にそれぞれコレクタ及びエミツタを接続
したトランジスタ４と、トランジスタ４のコレク
タエミツタ間にカソードをコレクタ側にして並列
接続されたダイオード５と、１次コイル1Pの一
端をトランジスタ４のベースに結合する抵抗６及
び７と、トランジスタ４のエミツタと抵抗６，７
の接続点との間に設けられて点火位置でトランジ
スタ４を遮断状態にするように制御する制御回路
８とにより構成されている。制御回路８の構成は
任意であり、従来から知られているものをその
まゝ用いることができる。例えば、導通した際に
１次コイル1Pから抵抗６及び７を通して流れる
トランジスタ４のベース電流をこのトランジスタ
から側路するように設けたトランジスタまたはサ
イリスタ等の半導体スイツチと、点火位置でこの
半導体スイツチを導通させるための信号を与える
信号供給回路とにより制御回路８を構成すること
ができる。この場合信号供給回路としては、トラ
ンジスタ４のコレクタエミツタ間の電圧が設定値
に達したときに半導体スイツチに導通信号を与え
るようにしたものを用いてもよく、また機関の点
火位置で信号を発生する信号発電機を信号源とし
たものを用いてもよい。

第１図に示した点火回路においては、機関の回
転に伴つて１次コイル1Pに誘起する電圧の半サ
イクルにおいて抵抗６及び７を通してトランジス
タ４にベース電流が流れてこのトランジスタが導
通状態になり、１次コイル1Pからトランジスタ
４のコレクタ・エミツタ間を通して１次電流が流
れる。次に１次電流が略量大になる機関の点火位
置で制御回路８の働きによりトランジスタ４のベ
ース電流がこのトランジスタから側路され、トラ
ンジスタ４が遮断状態になる。これにより１次コ
イル1pを流れていた電流が急減してこの電流変
化による磁束変化により２次コイル1sに高電圧が
誘起し、点火プラグ２に火花が生じて機関が点火
される。

１０は本考案の緊急停止装置で、この装置は１
次コイル1pに対して並列に接続されたサイリス
タ１１と、サイリスタ１１のゲートカソード間に
抵抗１２を介して並列接続されたコンデンサ１３
と、バツテリ１４と、機関が始動した後負荷を駆
動する際に閉じられる第１のスイツチ１５と、ダ
イオード１６と抵抗１７とを備えており、バツテ
リ１４の電圧が第１のスイツチ１５とダイオード
１６と抵抗１７と前記抵抗１２とを通してサイリ
スタ１１のゲートカソード間に印加されている。
コンデンサ１３の両端には負荷状態を検出する第
２のスイツチ１８が並列に接続され、第１のスイ
ツチ１５が閉じ、第２のスイツチ１８が開いてい
るときにバツテリ１４から第１のスイツチ１５と
ダイオード１６と抵抗１７及び１２とを通してサ
イリスタ１１に点弧信号が供給されるようになつ
ている。この実施例においては、バツテリ１４、
第１のスイツチ１５、ダイオード１６、抵抗１７
及び１２により、点弧信号供給回路が構成されて
いる。

上記の実施例において第１のスイツチ１５は機
関が始動した後負荷を駆動する際に閉じられるス
イツチで、このスイツチは負荷を駆動するために
機関と負荷との間に設けられたクラツチ等を投入
するスイツチでもよく、また負荷の駆動機構と連
動して負荷が駆動される状態になつたときに、例
えばクラツチがつながれて変速機がニユートラル
状態からいずれかの駆動状態（機関と負荷とを結
合する状態）に切換えられたときに閉じるスイツ
チであつてもよい。また第２のスイツチ１８は負
荷の回転速度により負荷状態を検出するスイツチ
で、この実施例では負荷の回転速度が設定値以上
であるときに閉じ、過負荷状態になつて負荷の回
転速度が設定値末満になつたときに開くようにな
つている。このようなスイツチとしては例えば、
遠心力によりオンオフするスイツチや、負荷の回
転速度を電気的に検出してその検出値に応じてオ
ンオフするスイツチを用いることができる。第１
のスイツチ１５が閉じると、第２のスイツチ１８
も閉じるが、一般に負荷が機関に接続された後負
荷の回転速度が設定値に達するまでには遅れがあ
るため、第２のスイツチ１８は第１のスイツチ１
５と同時に閉じることはなく、第１のスイツチ１
５より遅れて閉じることになる。特に第２のスイ
ツチが遠心力により駆動される場合には、第２の
スイツチ１８の動作自体に遅れがあるため、第１
のスイツチ１５が閉じてから第２のスイツチ１６
が閉じるまでの時間差が大きくなる。

第２図は上記実施例の動作を示したシーケンス
図で、同図ａは機関の動作を示し、同図ｂ及びｃ
はそれぞれ第１及び第２のスイツチの動作を示し
ている。本考案の停止装置を用いる場合には、機
関を始動する際に負荷と機関の結合を切つておき
（例えばクラツチを切つておき）、第１のスイツチ
１５を開いておく。今時刻t₁において機関が始動
された後時刻t₂において負荷が駆動されると第１
のスイツチ１５が閉じる。このときバツテリ１４
から第１のスイツチ１５→ダイオード１６→抵抗
１７→コンデンサ１３→バツテリ１４の経路でコ
ンデンサ１３が充電され、このコンデンサ１３の
充電が完了するまでの間はサイリスタ１１に点弧
信号が与えられなうようになつている。このコン
デンサ１３の充電時定数は第１のスイツチ１５が
閉じてから第２のスイツチ１８が閉じるまでの時
間差よりも十分大きな値に設定されている。した
がつて第２のスイツチ１８が閉じる時刻t₃におい
ては未だサイリスタ１１に点弧信号が与えられて
おらず、サイリスタ１１は遮断状態になつてい
る。第２のスイツチ１８が閉じるとバツテリ１４
から供給される点弧信号はスイツチ１８を通して
側路されるため、１次コイル1pからサイリスタ
１１のアノードカソード間に順方向電圧が印加さ
れてもサイリスタ１１は導通せず、点火回路は支
障なく動作する。次に時刻t₄において過負荷状態
になり、負荷が停止すると、第２のスイツチ１８
が開路し、コンデンサ１３が再び充電される。時
刻t₅においてこのコンデンサ１３の充電が完了す
るとサイリスタ１１に点弧信号が供給され、１次
コイル1pの誘起電圧の点火動作が行なわれる半
サイクルにおいてサイリスタ１１が導通する。し
たがつて１次コイル1pがサイリスタ１１により
実質的に短絡された状態になり、点火動作が行な
われなくなつて機関が停止する。次に時刻t₆にお
いて第１のスイツチ１５を開いた後負荷の異常状
態が取り除かれ、時刻t₇において機関が再始動さ
れる。次いで時刻t₈において再び負荷が駆動状態
にされて第１のスイツチ１５が閉じられ、時刻t₉
において第２のスイツチ１８が閉じられて緊急停
止装置が不動状態に保持される。

本考案の停止装置を用いる場合には、機関を始
動する際に負荷が機関に結合された状態（負荷が
機関により駆動される状態）にあつて第１のスイ
ツチ１５が閉じていると、機関を始動させること
ができない。従つて機関を始動する際、及び機関
が緊急停止した場合に負荷の異常を取除いた後機
関を再起動させる際には、必ず負荷を機関から切
り離して第１のスイツチ１５を開いておく。そし
て機関が始動さたは再起動した後、クラツチをつ
なぐ等して負荷を機関に結合し、負荷を機関によ
り駆動される状態にする。

一般に機関の始動操作が正しく行われる場合に
は、始動操作の際に負荷が機関から切り離されて
おり、機関が始動した後に負荷が機関により駆動
される状態にされる。このように正しく始動操作
が行われる場合には可等問題がないが、誤つて負
荷を機関に結合した状態で機関の始動操作が行わ
れ、この場合万一機関が始動すると、負荷がいき
なり回転するため非常に危険である。本発明の停
止装置を設ければ、上記のように負荷が機関によ
り駆動され得る状態にある時に機関を始動させる
ことができないので、この様な危険な状態が生じ
るのを避けることができる。

内燃機関用点火回路は上記の例に限定されるも
のではなく、コンデンサ充放電式の点火回路や、
断続器を用いた有接点式の点火回路等任意のもの
を用いることができる。そしてサイリスタ１１
は、点火回路の構成要素のうち、短絡されると点
火動作が停止するものに対して並列に接続すれば
よい。但しこの場合、サイリスタが並列接続され
る構成要素の両端には、点火動作中サイリスタの
アノードカソード間を順方向にバイアスできる電
圧が生じていることが必要である。

上記の実施例では、サイリスタに点弧信号を供
給する電源としてバツテリ１４を用いたが、１次
コイル1pの誘起電圧や、磁石発電機内に設けら
れた他の発電コイル等を用いてもよい。

また上記の実施例では、第２のスイツチ１８を
サイリスタのゲートカソード間に対して並列に接
続したが、負荷の回転速度が設定値以上であると
きに開き、設定値未満になつたとき（過負荷状態
のとき）に閉じるスイツチを第２のスイツチとし
て用いることもでき、この場合は、この第２のス
イツチ１８をサイリスタのゲートカソード間回路
に対して直列に挿入すればよい。

第１図に示した実施例において、鎖線１９で囲
んだ部分をケースに入れて樹脂を注型したり、樹
脂でモールドしたりすることによりユニツト化し
て必要な端子を引出しておくと、既設の装置に容
易に取付けることができる。

以上のように、本考案によれば、負荷に異常が
生じた場合にサイリスタにより点火回路の一部を
短絡して機関を停止させることができるので、作
業者の不注意による事故を確実に防ぐことができ
る。またサイリスタのゲートカソード間に対して
並列にコンデンサを接続して、第１のスイツチが
閉じられた際にサイリスタに点弧信号が供給され
るのを遅らせるようにしたので、第１のスイツチ
が閉じた後第２のスイツチがサイリスタへの点弧
信号の供給を阻止する動作を行なうまでの間にサ
イリスタが導通するのを防ぐことができ、負荷が
正常な場合の機関の動作に何ら支障をきたすこと
がない。更に、本考案の停止装置を用いると、誤
つて負荷が機関により駆動され得る状態で機関の
始動操作が行われた時に機関が始動するのを阻止
することができるので、機関の始動と同時にいき
なり負荷が回転するといつた危険な状態が生じる
のを避けることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例をす接続図、第２図
ａ乃至ｃは第１図の実施例の動作を示すシーケン
ス図である。 １…点火コイル、２…点火プラグ、３…１次電
流制御ユニツト、１０…内燃機関緊急停止装置、
１１…サイリスタ、１２，１７…抵抗、１３…コ
ンデンサ、１４…バツテリ、１５…第１のスイツ
チ、１６…ダイオード、１８…第２のスイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関用点火回路の構成要素のうち短絡され
   ると点火動作が停止する構成要素に対して並列に
   接続されるサイリスタと、 前記内燃機関により駆動される負荷を動作させ
   る際に閉じられる第１のスイツチを有し該第１の
   スイツチが閉じている期間前記サイリスタのゲー
   トに点弧信号を供給する点弧信号供給回路と、 前記サイリスタのゲートカソード間回路に対し
   て並列または直列に設けられて、前記負荷の回転
   速度が設定値以上になつているときに前記サイリ
   スタへの前記点弧信号の供給を阻止し、該回転速
   度が設定値末満になつた時に前記サイリスタへの
   前記点弧信号の供給を許容する第２のスイツチ
   と、 前記サイリスタのゲートカソード間に対して並
   列に接続されて前記第１のスイツチが閉じられた
   時に該第１のスイツチを通して供給される点弧信
   号により一定の時定数で充電され、充電されてい
   る間前記サイリスタへの点弧信号の供給を阻止す
   るコンデンサとを備え、 前記コンデンサの充電時定数は前記第１のスイ
   ツチが閉じてから第２のスイツチが前記点弧信号
   の供給を許容する状態になるまでの時間より充分
   長く設定されていることを特徴とする内燃機関緊
   急停止装置。