JPS6310329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電池を入力電源とするDC−DCコン
バータを用いて放電電極間で火花放電させる、ガ
ス器具、石油器具等に用いて好適な点火装置に係
り、所定時間後に自動的に火花放電を停止させる
タイマー回路と、このタイマー回路と同期して外
部の電気回路を制御するスイツチ回路とを備えた
点火装置に関する。

従来の点火装置として、所定時間後に火花放電
を停止させるタイマー回路を備えたものはある
が、このタイマー回路と同期して外部の電気回路
を制御するスイツチ回路を同時に備えたものはな
い。また、従来のタイマー回路を備えた点火装置
としては、そのタイマー回路を抵抗とコンデンサ
の接続点にスイツチングトランジスタを接続して
構成し、所定時間後にそのコンデンサの電位が上
昇することによつてそのスイツチングトランジス
タを導通させ、それによりDC−DCコンバータの
発振トランジスタのベース電圧を抑制して発振を
停止するようにしたものがあるが、このように構
成されたものは、コンデンサに充電された電荷が
放電しにくく、いつたん点火装置の電源スイツチ
を開路した後、コンデンサが完全に放電されない
うちに再びスイツチを閉路すると、タイマー回路
の作動時間が短かくなるという問題を有するもの
であつた。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、電池を入力電源とするDC−DCコンバータを
用いて放電電極間で火花放電させるようにした点
火装置において、その電源スイツチをいつたん開
路したあと再び閉路しても、あらかじめ設定され
た所定時間で精度よく火花放電が停止されるタイ
マー回路を備えるとともに、このタイマー回路に
同期して外部の電気回路を制御するスイツチ回路
を備えた点火装置を提供することを目的とするも
のである。

また、本発明は、入力電源としての電池の電圧
が低くても、タイマー回路が確実に動作し、それ
によりスイツチ回路も確実に動作する点火装置を
提供することを目的としている。

本発明は、このために、DC−DCコンバータの
トランスに磁気結合してタイマー駆動用巻線を設
けるとともに、このタイマー駆動用巻線に整流回
路を接続して入力電源としての電池の電圧よりも
大きな直流電圧を取り出し、この直線電圧により
タイマー回路を動作させるようにしたことを主な
特徴としている。

以下に本発明の一実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

第１図において、１はDC−DCコンバータで、
たとえば公称電圧1.2V〜1.5V程度の電池２を電
源スイツチ３を介して入力電源とし、発振トラン
ジスタ４、トランス５等で構成されたブロツキン
グ発振回路からなるものである。６，７は発振ト
ランジスタ４のベース抵抗、８はトランス５の２
次側に接続された整流ダイオードである。９は火
花放電発生回路で、コンデンサ１０と、２次側に
放電電極１１を備えた昇圧トランス１２の１次巻
線との直列回路に第１のスイツチング素子１３を
並列接続したものを抵抗１４を介して前記DC−
DCコンバータ１の出力側に接続したものである。
この第１のスイツチング素子１３はPNPNダイ
オード（シヨツクレーダイオード）１３ａと通常
のダイオード１３ｂとが互いに逆極性に並列接続
されて構成され、PNPNダイオード１３ａのカ
ソード側が昇圧トランス１２に接続される向きに
設けられたものである。ここまでの構成は従来公
知の点火装置の回路であり、次のように動作す
る。つまり、入力電源としての電池２の直流電圧
がDC−DCコンバータ１により昇圧され、その昇
圧された直流電圧によりコンデンサ１０と抵抗１
４のCR時定数で定まる充電時間でコンデンサ１
０が充電される。そして、第１のスイツチング素
子１３が導通する電圧に達すると、昇圧トランス
１２の１次側にコンデンサ１０の放電電流が流
れ、２次側に誘起された電圧により放電電極１１
において火花放電が生じる。この火花放電は、コ
ンデンサ１０と昇圧トランス１２のLC直列共振
回路の所定の周期でコンデンサ１０が充放電を繰
返えすことにより、DC−DCコンバータが動作し
ている間は持続されることになる。

なお、火花放電発生回路９は、上記構成のもの
に限らず、第２図に示す回路構成のものでもよい
ことはいうまでもない。要は、DC−DCコンバー
タ１から得られる直流電圧でコンデンサ１０が所
定値にまで放電され、それにより第１のスイツチ
ング素子１３が導通して昇圧トランス１２の１次
側にコンデンサ１０の放電電流が流れるように、
コンデンサ１０と昇圧トランス１２と第１のスイ
ツチング素子１３とで閉回路が構成されておれば
よいのである。また、第１のスイツチング素子１
３にSCRを用いることもできる。SCRを用いる
場合は、たとえば第３図に示すような回路構成と
すればよい。つまり、この回路は、発振トランジ
スタ４の発振電圧が上昇して所定の値になつたと
き、抵抗１５、ツエナーダイオード１６を介して
SCRをトリガーするようにしたものである。

１７はDC−DCコンバータ１のトランス５と磁
気結合して巻装されたタイマー駆動用巻線、１８
はこのタイマー駆動用巻線に接続された整流ダイ
オードで、これに接続されている平滑コンデンサ
１９とで整流回路を構成している。この整流回路
から得られる直流電圧は、後述するPUT２２を
安定して動作させるために前記入力電源としての
電池２の電圧よりも高いことが必要であり、その
ため前記タイマー駆動用巻線１７はその条件を満
たすだけの巻数で巻回される。２０は前記ダイオ
ード１８とコンデンサ１９からなる整流回路の出
力電圧により駆動されるタイマー回路で、前記
DC−DCコンバータ１の発振トランジスタ４のベ
ース抵抗６，７の接続点とアースとの間に接続さ
れたSCR（シリコン制御整流素子）等の第２のス
イツチング素子２１を、DC−DCコンバータ１の
電源スイツチ３が閉路されてからの所定時間後に
導通せしめるPUT（PROGRAMABLE
UNIJUNCTION TRANSISTOR）２２を含ん
で構成されたものである。つまり、PUT２２の
ゲートＧは、抵抗２３，２４の接続点に接続さ
れ、PUT２２のアノードＡは、抵抗２５とコン
デンサ２６の接続点に接続され、そのカソードＫ
は抵抗２７を介して第２のスイツチング素子２１
を構成しているSCRのゲートＧに接続されてい
る。なお、２８は第２のスイツチング素子２１の
ゲートＧとカソードＫ間に接続された動作安定化
抵抗である。

このような構成されたタイマー回路２０は、次
のように動作する。いま、DC−DCコンバータ１
の電源スイツチ３が閉路されて電池２の電圧より
も高いタイマー駆動用の直流電圧が取り出される
と、PUT２２のゲートＧ−カソードＫ間には抵
抗２３，２４により分圧された電圧が印加され、
PUT２２のアノードＡ−カソードＫ間には抵抗
２５とコンデンサ２６のCR時定数により定まる
充電時間で充電されるコンデンサ２６の電圧が印
加される。そのため、所定時間が経過してコンデ
ンサ２６の電圧がPUTのゲートＧ−カソードＫ
間に印加されている電圧よりも所定値だけ高い値
になると、PUT２２が導通状態となつて第２の
スイツチング素子２１のゲートＧに所定の電圧が
印加されることになり、第２のスイツチング素子
２１が導通状態となる。すると、発振トランジス
タ４のベース電圧は第２のスイツチング素子２１
のアノードＡ−カソードＫ間の電圧により抑制さ
れて発振が停止される。つまり、放電電極１１に
おける火花放電が停止される。発振トランジスタ
４のベース抵抗６，７が２つに分割され、第２の
スイツチング素子２１がその接続点に接続されて
いるのは、スイツチング素子２１が導通したとき
のベース電圧の抑制をより確実にして発振が確実
に停止されるようにするためである。

なお、PUT２２が導通状態になり、それによ
り第２のスイツチング素子２１が導通して発振が
停止すると、タイマー駆動用巻線１７には電圧が
誘起されなくなるので、タイマー回路２０には電
池２の電圧が整流ダイオード１８等で分圧された
僅かな電圧しか印加されなくなつてタイマー機能
が停止し、その結果、第２のスイツチング素子２
１のゲートＧには電圧が印加されなくなる。とこ
ろが、第２のスイツチング素子２１は、いつたん
導通状態になると、そこに流れる電流が保持電流
以下にならない限りは導通状態が維持されたまま
となり、発振が再び開始されることはない。以上
のタイマー回路の動作説明から明らかなように、
タイマー時間は抵抗２５とコンデンサ２６のCR
時定数により定まるものであるため、その値を所
要のものに設定すればよい。このように構成され
たタイマー回路は、PUT２２が導通したのちの
コンデンサ２６の電圧がほとんど放電された状態
になつているため、電源スイツチ３をいつたん開
路したあと、すぐに閉路しても所定のタイマー時
間が得られ、従来のようにタイマー時間が短かく
なるような不都合が生じない。つまり、PUT２
２が導通したのちのコンデンサ２６の電圧は、電
池２の電圧から整流ダイオード１８の順方向電
圧、抵抗２５の両端電圧等を差し引いた僅かな電
圧で充電される程度のものであるのに対し、電源
スイツチ３をいつたん開路したあと再び閉路した
ときにタイマー回路２０に供給される電圧は、タ
イマー駆動用巻線１７によつて電池２の電圧より
も大きな値になるようになつているため、タイマ
ー時間を精度の高いものとすることができるので
ある。

なお、タイマー回路２０は、上記構成のものだ
けに限らず、たとえば第４図や第５図のような構
成としてもよい。第４図に示すものは、上記実施
例と同様にPUTを用いたもので、コンデンサ２
９の充電電圧が高くなるにつれてPUT２２のゲ
ートＧ−カソードＫ間の電圧が低下し、アノード
Ａ−カソードＫ間の電圧よりも低くなつたときに
PUT２２が導通することになる。PUT２２が導
通したのちのコンデンサ２９に充電されている電
圧は、抵抗３１、PUT２２のアノードＡ−ゲー
トＧ間を介して放電されるので、電源スイツチ３
を開路したあと、また閉路しても所定のタイマー
時間が得られることになる。つまり、PUT２２
が導通したのちにコンデンサ２９に充電されてい
た電荷が放電されたのちも、コンデンサ２９は電
池２の電圧から整流ダイオード１８の順方向電圧
等を差し引いた僅かな電圧で充電された状態とな
るが、電源スイツチ３をいつたん開路したあと再
び閉路したときにタイマー回路２０に供給される
電圧が、タイマー駆動用巻線１７によつて電池２
の電圧よりも大きな値になるようになつているた
め、タイマー時間を精度の高いものとすることが
できる。なお、抵抗３０はコンデンサ２９の充電
時間を決定するものであり、抵抗３２は抵抗３１
とともにPUT２２のアノードＡ−カソードＫ間
に一定の電圧を与えるものである。第５図に示す
ものは、PUTにかえてダイアツクを用いたもの
で、コンデンサ３４の充電電圧が所定値以上にな
るとダイアツク３５が導通して第２のスイツチン
グ素子２１をトリガーすることになる。コンデン
サ３４は、そこに充電された電荷がダイアツク３
５の導通時に放電されたあとも、電池２の電圧か
ら整流ダイオード１８の順方向電圧、抵抗３３の
両端電圧等を差し引いた電圧で充電された状態と
なつているが、タイマー回路２０に供給される電
圧がタイマー駆動用巻線１７によつて電池２の電
圧よりも大きな値になるようになつているため、
上記のPUTを用いた実施例と同様にタイマー時
間を常に精度の高いものとすることができる。な
お、抵抗３３はコンデンサ３４の充電時間を決定
するものである。上記のタイマー回路２０のいず
れの実施例においても、たとえば、タイマー駆動
用巻線１７に接続される整流ダイオード１８を複
数個直列接続して用いるようにする等して順方向
電圧が大きくなるようにすると、さらにタイマー
時間の精度をあげることができる。

また、第２のスイツチング素子２１は、上記の
動作説明から明らかなように、いつたん導通状態
になつたのちは、保持電流以下にならない限りは
導通状態が維持される素子であればよいので、ト
ライアツク等を用いることもできることはいうま
でもない。

３６は外部の電気回路を制御するスイツチ回路
で、抵抗３７とツエナーダイオード３８との直列
回路が第４のスイツチング素子としてのトランジ
スタ３９のベースに接続されて構成され、その抵
抗３７が前記タイマー駆動用巻線１７に接続され
たダイオード１８のカソード側に接続され、トラ
ンジスタ３９のエミツタがアースに接続されたも
のである。このスイツチ回路３６は、電源スイツ
チ３が閉路されてDC−DCコンバータ１の発振が
開始されると、タイマー駆動用巻線１７に接続さ
れた整流回路から得られる直流電圧によりトラン
ジスタ３９が導通されて、その端子４０，４１間
に接続される外部の電気回路を閉路する。そし
て、所定時間後にタイマー回路２０によつてDC
−DCコンバータの発振が停止されると、タイマ
ー駆動用巻線１７には電圧が誘起されなくなつて
トランジスタ３９は非導通状態となり、端子４
０，４１間の外部回路を開路することになる。な
お、トランジスタ３９のコレクタ側に接続されて
いる抵抗４２は電流制限用のものである。このよ
うに、タイマー回路２０と同期して制御されるス
イツチ回路３６を備えた点火装置は、たとえば、
熱電対の起電力でガスの流路を開弁する電磁弁を
用いた燃焼器具等に用いられる。第６図にその応
用例を概略図示し、その動作を説明する。つま
り、４３はパイロツトバーナやメインバーナ等の
ガスの流路で、電磁弁４４により開閉されるよう
になつている。いま、点火装置の電源スイツチ３
を閉じると、電磁弁４４が機械的手段等により強
制的に開弁されてガスが放出されるとともに、火
花放電発生回路９の放電電極１１における放電に
よつてガスに着火される。ガスの燃焼により熱電
対４５が加熱されて十分な起電力が発生すると、
電磁コイル４６によつて生じる磁力で電磁弁４４
は開弁状態に維持されることになる。ところが、
熱電対の起電力はすぐには所定の値にならないの
で、点火装置のタイマー回路によりDC−DCコン
バータ１の発振が停止されるまでの間は導通状態
になつているスイツチ回路３６を介して点火装置
の入力電源である電池２を電磁コイル４６に接続
し、それによつて電磁弁４４を開弁状態に維持す
る。DC−DCコンバータ１の発振を停止するタイ
マー回路に同期してスイツチ回路３６が非導通状
態になる頃には、熱電対４５の起電力は電磁弁４
４を開弁するのに十分な値になつているため、放
電電極１１における火花放電が停止すると同時に
スイツチ回路３６が非導通状態となつた後は、電
磁弁４４は熱電対４５の起電力のみで開弁状態が
保たれることになる。

なお、スイツチ回路３６の構成は、上記実施例
のものに限ることはなく、種々の改変が可能であ
る。たとえば、ツエナーダイオード３８を除いて
抵抗３７のみがトランジスタ３９に接続されるよ
うにしたり、ツエナーダイオード３８のツエナー
電圧を高い値のものに選定した場合は抵抗３７を
除くこともできる。また。抵抗４２は、端子４
０，４１間に接続する外部回路側に接続したり、
端子４０，４１間に接続する外部回路によつては
不要な場合もある。さらには、スイツチ回路を構
成している第４のスイツチング素子としてのトラ
ンジスタ３９にかえて、たとえば、第７図に示す
ような回路構成によつて発光ダイオード４７とフ
オトトランジスタ４８を用いることもできる。さ
らには、これらの発光ダイオード４７とフオトト
ランジスタ４８にかえて、フオトカプラを用いて
もよい。また、スイツチ回路３６の第４のスイツ
チング素子を制御する直流電圧は、上記実施例で
はタイマー駆動用巻線１７に接続した整流回路か
ら取るようにしているが、タイマー回路２０の所
定の接続部から取り出したり、DC−DCコンバー
タのトランスにスイツチ回路駆動用巻線を設け、
そこに整流回路を接続して取り出す等、要はDC
−DCコンバータから発生する電圧を利用するも
のであればよい。

本発明の点火装置は以上説明したように構成さ
れているので、電源スイツチをいつたん開路した
あと再び閉路しても、あらかじめ設定した時間に
近い時間で必ず火花放電が停止され、ガス器具等
の点火を確実にするとともに、タイマー時間を余
裕をもつて設定しておく必要がないので余分な電
力を消費することがなく、その結果、電池の寿命
を長くすることができる。また、低い値の入力電
源で確実に動作するので、電池の個数を増やす必
要がなく、装置全体の小型化が促進される。さら
には、精度の高いタイマー回路と同期して制御さ
れるスイツチ回路を備えているので、このスイツ
チ回路に接続される外部の電気回路の制御も確実
なものとなる等、種々のすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の点火装置の回路
図、第２図、第３図はそれぞれ本発明に係る点火
装置の火花放電発生回路部の変形例を示す回路
図、第４図、第５図はそれぞれ本発明に係る点火
装置のタイマー回路部の変形例を示す回路図、第
６図は本発明に係る点火装置の応用例を示す回路
図、第７図は本発明に係る点火装置のスイツチ回
路部の変形例を示す回路図である。 １……DC−DCコンバータ、２……電池、３…
…電源スイツチ、９……火花放電発生回路、１７
……タイマー駆動用巻線、１８……整流ダイオー
ド、１９……平滑コンデンサ、２０……タイマー
回路、３６……スイツチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電池を入力電源とするDC−DCコンバータの
   出力側に、コンデンサと昇圧トランスと第１のス
   イツチング素子との閉回路からなる火花放電発生
   回路を接続し、その火花放電発生回路を制御する
   タイマー回路と、このタイマー回路と同期して外
   部の電気回路を制御するスイツチ回路とを設けて
   構成した点火装置であつて、前記タイマー回路
   は、前記DC−DCコンバータのトランスに設けた
   タイマー駆動用巻線から整流回路を介して取り出
   した前記入力電源の電池よりも大きな直流電圧に
   より動作するとともに、前記DC−DCコンバータ
   の発振トランジスタのベース回路とアースとの間
   に接続した第２のスイツチング素子と、このスイ
   ツチング素子を所定時間後に導通させる第３のス
   イツチング素子とを含んで構成され、前記スイツ
   チ回路は、前記DC−DCコンバータから取り出し
   た直流電圧により動作する第４のスイツチング素
   子を含んで構成されたことを特徴とする点火装
   置。