JPS6143975Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は磁石式交流発電機の出力により駆動さ
れる内燃機関用点火装置に関するものである。

従来広く用いられている内燃機関用点火装置に
おいては、機関により駆動される磁石式交流発電
機内に設けたエキサイタコイルを点火電源として
いたが、エキサイタコイルは巻数が大きく設置ス
ペースを多く必要とするため、このエキサイタコ
イルを廃し、バツテリ充電回路やランプ等の負荷
に電力を供給する電機子コイルの出力を点火電源
とすることが提案された。第１図は従来提案され
たこの種の点火装置の構成を示したもので、同図
において１ａ〜１ｃは機関により駆動される磁石
式交流発電機１内に設けられた３相の電機子コイ
ルであり、これらの電機子コイルは星形結線され
ている。２は電機子コイル１ｂ，１ｃの線間電圧
Vbcを昇圧する昇圧トランス、３は昇圧トランス
２を点火電源とするコンデンサ放電式等の点火回
路で、点火回路３は、点火コイル４と、点火コイ
ルの１次電流を制御する１次電流制御回路５と、
点火コイル４の２次コイルに接続された点火プラ
グ６とからなつている。また７は電機子コイル１
ａ〜１ｂの出力電圧を略設定範囲に保つための電
圧調整器、８は電圧調整器７の出力端に接続され
た負荷である。電圧調整器７は、サイリスタ等の
スイツチング素子を備え、出力電圧が設定値以上
になつたときにこのスイツチング素子を導通させ
て電機子コイルの相間を短絡することにより出力
電圧を調整するようになつている。この種の点火
装置において電機子コイルの出力をそのまま点火
電源とした場合には低速時の電源電圧が不足し、
低速での機関の始動ができなくなるため、図示の
ように電機子コイルの相間電圧V₁を昇圧トラン
ス２により昇圧し、この昇圧トランス２の出力で
点火回路３を駆動するようにしている。このよう
な構成によれば、低速での機関の始動が可能にな
るが、電圧調整器７が調整を開始すると電機子コ
イルの相間が短絡されるため昇圧トランス２に印
加される電圧Vbcが低下し、点火性能が著しく損
なわれる欠点があつた。

本考案の目的は、電圧調整器が接続された磁石
発電機を点火電源としてしかも、点火性能が損な
われることがない内燃機関用点火装置を提供する
ことにある。

本考案は、出力電圧が設定値以上になつたとき
に出力の少なくとも一部を短絡することにより該
出力電圧を調整する電圧調整器が接続された磁石
式交流発電機と、前記発電機から得られる電圧を
昇圧する昇圧トランスと、前記昇圧トランスを点
火電源とする点火回路とを備えた内燃機関用点火
装置において、 (イ) 前記磁石式交流発電機が主電機子コイルと補
助電機子コイルとを有していること、 (ロ) 前記昇圧トランスには前記主電機子コイルの
少なくとも一部の出力と前記補助電機子コイル
の出力との和が入力されていること、及び (ハ) 前記電圧調整器は前記主電機子コイルに接続
されていること、 を特徴としたものである。

以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第２図は本考案の一実施例の基本的な構成を示
したもので、この実施例においては、機関により
駆動される磁石式交流発電機１がａ〜ｃ相の主電
機子コイル１ａ〜１ｃと補助電機子コイル１′ｂ
とを有している。主電機子コイル１ａ〜１ｃは互
いに120゜の位相差を有する３相電圧を誘起する
ように設けられ、星形結線されている。補助電機
子コイル１′ｂはｂ相の主電機子コイル１ｂと同
位相の電圧を誘起するように設けられ、この補助
電機子コイル１′ｂは主電機子コイル１ｂに直列
に接続されている。そしてｂ相及びｃ相の主電機
子コイル１ｂ，１ｃの線間電圧V₁と補助電機子
コイル１′ｂの誘起電圧V₂との和V₃が昇圧トラン
ス２の１次巻線２ａに印加され、主電機子コイル
１ａ〜１ｃに電圧調整器７が接続されている。そ
の他の構成は第１図に示した例と同様である。

第３図は第２図の構成を具体化した実施例を示
したもので、この例では１次電流制御回路５がコ
ンデンサ放電式の回路からなつている。即ちこの
制御回路は点火コイル４の１次コイルに対して直
列に接続されたコンデンサC₁を備え、コンデン
サC₁と点火コイルの１次コイルとの直列回路に
対して並列にサイリスタS₁が並列接続されてい
る。サイリスタS₁のゲートカソード間には抵抗
R₁が並列接続され、抵抗R₁の両端に信号コイル
９の出力がダイオードD₁を介して印加されてい
る。コンデンサC₁とサイリスタS₁との接続点に
はダイオードD₂のカソードが接続され、ダイオ
ードD₂のアノードが昇圧トランス２の２次コイ
ル２ｂの一端に接続されている。２次コイル２ｂ
の両端にはサイリスタS₂が並列接続され、このサ
イリスタのゲートカソード間には抵抗R₂が並列
接続されている。２次コイル２ｂの両端にはまた
ダイオードD₃を介して抵抗R₃，R₄の直列回路か
らなる分圧回路が並列接続され、抵抗R₃，R₄の
接続点及びサイリスタS₂のゲートにそれぞれツエ
ナーダイオードZ₁のカソード及びアノードが接続
されている。

上記制御回路５においては、コンデンサC₁、
サイリスタS₁、抵抗R₁及びダイオードD₁により
コンデンサ充放電制御回路５ａが構成され、サイ
リスタS₂、抵抗R₂〜R₄、ダイオードD₃及びツエ
ナーダイオードZ₁により電圧調整器５ｂが構成さ
れている。信号コイル９は図示しない信号発電機
内に配置されていて機関の点火位置でサイリスタ
S₁をトリガする信号電圧を誘起する。

電圧調整器７はダイオードD₁₁〜D₁₆からなる三
相全波整流回路と、この整流回路のプラス側出力
端にアノードが接続されたサイリスタS₁₁〜S₁₃と
を備え、サイリスタS₁₁〜S₁₃のカソードは上記全
波整流回路の異なる交流入力端子に接続されてい
る。サイリスタS₁₁〜S₁₃のアノードの共通接続点
にツエナーダイオードZ₁₀のカソードが接続さ
れ、ツエナーダイオードZ₁₀のアノードはダイオ
ードD₁₇〜D₁₉を通してサイリスタS₁₁〜S₁₃のゲー
トにそれぞれ接続されている。発電機１の主電機
子コイル１ａ〜１ｃの出力端が上記ダイオード
D₁₁〜D₁₆からなる全波整流回路の交流入力端子に
接続され、該全波整流回路の直流出力端子間に負
荷８としてバツテリＢが接続されている。

上記実施例において機関の回転により発電機１
が交流電圧を誘起すると、ダイオードD₁₁〜D₁₆か
らなる全波整流回路により整流された出力がバツ
テリＢに供給され、これによりバツテリＢが充電
される。機関の回転数（rpm）が上昇し、発電機
の出力電圧が設定値以上になるとツエナーダイオ
ードZ₁₀が導通してサイリスタS₁₁〜S₁₃に点弧信
号が入るため、これらのサイリスタはそれぞれの
アノードがカソードに対して正電位になる期間導
通し、主電機子コイル１ａ〜１ｃの相間を短絡す
る。これにより発電機の出力電圧が抑制され、負
荷８に過電圧が印加されるのが防止される。

一方昇圧トランス２は主電機子巻線のｂ相及び
ｃ相の線間電圧V₁と補助電機子コイル１′ｂの出
力電圧V₂との和の電圧V₃を昇圧し、ダイオード
D₂及び点火コイル４の１次コイルを通してコン
デンサC₁を図示の極性に充電する。次いで点火
位置で信号コイル９が信号電圧を誘起するとサイ
リスタS₁が導通し、コンデンサC₁の電荷を点火
コイル４の１次コイルに放電させる。これにより
点火コイル４の２次コイルに高電圧が誘起し、点
火プラグ６に火花が生じて機関を点火する。機関
の回転数が上昇し、昇圧トランス２の出力電圧が
設定値以上になるとツエナーダイオードZ₁が導通
してサイリスタS₂に点弧信号を与える。したがつ
てサイリスタS₂が導通し、昇圧トランス２の出力
の設定値を超える部分を短絡する。これによりコ
ンデンサC₁に印加される電圧が設定値以下に制
限され、コンデンサC₁に過電圧が印加されるの
が防止される。

上記実施例において点火動作を可能にするため
にはコンデンサC₁の充電電圧Ｖ_c1が80V以上必要
である。したがつて昇圧トランス２の昇圧比は、
機関の始動回転数における電圧V₃を80V以上に昇
圧し得るように設定しておく。通常スタータモー
タにより機関を始動する場合、始動回転数は100
〜200rpmであり、200rpmにおいて補助電機子コ
イルを含む２相の線間電圧は5V程度である。

補助電機子コイル１′ｂの出力電圧は機関の低
速時には点火回路を動作させるのに十分な値には
達しないが、電圧調整器７が電圧調整動作を開始
する回転数（通常1000rpm以上）以上の回転数で
はこの補助電機子コイル１′ｂの出力電圧だけで
も点火動作が可能になるように設定されている。
したがつて電圧調整器７により主電機子コイル１
ａ〜１ｃの相間が短絡されても、昇圧トランス２
には補助電機子コイル１′ｂから点火動作が行な
わせるのに十分な大きさの電圧が印加されるので
点火動作は支障なく行なわれる。

第４図は上記実施例において電圧V₁〜V₃の、
機関の回転数Ｎに対する変化の一例を示したもの
で同図においてN₁は機関の始動回転数を示し、
N₂は電圧調整が開始される回転数を示してい
る。またＶmmは点火動作を行なわせるのに必要な
最低電圧を示している。また第５図はコンデンサ
C₁の端子電圧Ｖ_c1の回転数Ｎに対する変化を示し
たもので、同図において曲線ａは主電機子巻線１
ｂ，１ｃと補助電機子巻線１′ｂとを用いた場合
の端子電圧Ｖ_c1の変化を示し、曲線ｂは補助電機
子巻線１′ｂの出力のみを昇圧トランス２に入力
した場合の端子電圧Ｖ_c1の変化を示している。ま
たＶ_cmmは点火動作を行なわせるために必要な電
圧Ｖ_c1の最低値を示している。曲線ａの平担部分
a₁は電圧調整回路５ｂの調整動作により電圧Ｖ_c1
が一定値に制限されている状態を示し、破線で示
された部分a₁′は電圧調整回路５ｂを設けなかつ
た場合の電圧Ｖ_c1の変化を示している。このよう
に電圧調整回路５ｂを設ければ、電圧調整器７が
調整動作を開始するまでの回転領域において、ま
たは負荷条件によつて高速領域で電圧調整器７が
調整動作を行なわなかつたときにコンデンサC₁
に過電圧が印加されるのを防止することができ
る。尚昇圧トランスの出力電圧がコンデンサC₁
の耐電圧を超える虞れのないときには電圧調整回
路５ｂを省略できるのは勿論である。

電圧調整回路５ｂは第２図に示した例に限られ
るものではなく、例えば第６図に示すようにダイ
オードD₂をサイリスタS₂のアノードと抵抗R₃と
の間に接続して第２図のダイオードD₃を省略し
た回路でもよい。また第７図に示すように、トラ
ンス２の２次コイル２ｂの一端にコレクタを接続
しエミツタをダイオードD₂を通してコンデンサ
C₁に接続したトランジスタTrのベースにカソー
ドを接続したツエナーダイオードZ₁と、ツエナー
ダイオードZ₁のアノードにアノードを接続しカソ
ードを２次コイル２ｂの他端に接続したダイオー
ドD₄と、トランジスタTrのベースコレクタ間に
並列に接続した抵抗R₅とにより構成することも
できる。第７図の回路においては、２次コイル２
ｂの誘起電圧で抵抗R₅を通してトランジスタTr
にベース電流が流れ、これによりトランジスタ
Trが導通してコンデンサC₁に充電電流を流す。
２次コイルの２ｂ誘起電圧が一定値以上になると
ツエナーダイオードZ₁が導通するためトランジス
タTrのベースの電位が略接地電位まで低下し、
トランジスタTrがしや断状態になる。これによ
りコンデンサC₁に過電圧が印加されるのが防止
される。

上記の実施例では磁石式交流発電機１が３相の
主電機子巻線を有しているが、３相以上の多相の
主電機子巻線を有していてもよく、また主電機子
巻線が単相であつてもよい。第８図は主電機子巻
線が単相である場合の実施例を示したもので、同
図において１ａは主電機子巻線、１′ｂは補助電
機子巻線である。電圧調整器７はダイオードD₁₁
〜D₁₄からなる単相全波整流回路と、この整流回
路のプラス側直流出力端にアノードが接続されカ
ソードが整流回路の異なる交流入力端子に接続さ
れたサイリスタS₁₁，S₁₂と、サイリスタS₁₁，S₁₂
のゲートにカソードが接続されアノードが共通接
続されたダイオードD₁₇，D₁₈と、ダイオード
D₁₇，D₁₈のアノードの共通接続点及びサイリスタ
S₁₁，S₁₂のアノードの共通接続点にそれぞれアノ
ード及びカソードが接続されたツエナーダイオー
ドZ₁₀とからなつている。トランス２の２次コイ
ル２ｂの出力は点火回路３に供給されている。そ
して主電機子コイル１ａが電圧調整器７の全波整
流回路の交流入力端子間に接続され、昇圧トラン
ス２の１次コイル２ａが主電機子コイル１ａと補
助電機子コイル１′ｂとの直列回路の両端に並列
に接続されている。この実施例の動作は前記第２
図の実施例と同様である。

以上のように、本考案によれば、磁石式交流発
電機に主電機子コイルと補助電機子コイルとを設
けて主電機子コイルの少なくとも一部の出力と補
助電機子コイルの出力との和を点火電源用の昇圧
トランスに供給し、電圧調整器は主電機子コイル
のみに接続したので、電圧調整時に補助電機子コ
イルの出力で支障なく点火動作を行なわせること
ができ、高速時に点火性能が低下するのを防ぐこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すブロツク図、第２図は本
考案の実施例の基本構成を示すブロツク図、第３
図は第２図の各部を具体化した実施例を示す接続
図、第４図は第３図の実施例において磁石式交流
発電機から得られる電圧の回転数に対する特性の
一例を示す線図、第５図は第３図の実施例の点火
回路のコンデンサC₁の端子電圧の回転数に対す
る特性を示す線図、第６図及び第７図はそれぞれ
第３図の実施例の点火回路に用いる電圧調整回路
の異なる変形例を示す接続図、第８図は本考案の
他の実施例を示す接続図である。 １……磁石式交流発電機、１ａ〜１ｃ……主電
機子コイル、１′ｂ……補助電機子コイル、２…
…昇圧トランス、３……点火回路、４……点火コ
イル、５……１次電流制御回路、６……点火プラ
グ、７……電圧調整器、８……負荷、９……信号
コイル、D₁，D₁₁〜D₁₉……ダイオード、S₁，
S₁₁，〜S₁₃……サイリスタ、Z₁₀……ツエナーダ
イオード，C₁……コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 出力電圧が設定値以上になつたときに出力の少
   なくとも一部を短絡することにより該出力電圧を
   調整する電圧調整器が接続された磁石式交流発電
   機と、前記発電機から得られる電圧を昇圧する昇
   圧トランスと、前記昇圧トランスを点火電源とす
   る点火回路とを備えた内燃機関用点火装置におい
   て、前記磁石式交流発電機は主電機子コイルと補
   助電機子コイルとを備えて該主電機子コイルの少
   なくとも一部の出力と該補助電機子コイルの出力
   との和が前記昇圧トランスに入力され、前記電圧
   調整器は前記主電機子コイルに接続されているこ
   とを特徴とする内燃機関用点火装置。