KR900000099B1 - 내연기관용 점화장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관용 점화장치

제1도는 본원 발명의 점화장치가 설비된 자석식제네레이터의 정면도.

제2도는 제1도의 자석식제네레이터의 종단면도.

제3도는 펄서회전자의 사시도.

제4도는 제3도의 펄서회전자의 정면도.

제5도는 제3도의 펄서회전자의 분해사시도.

제6도는 제3도의 판상자극편의 배설을 설명하기 위한 사시도.

제7도는 펄서고정자의 사시도.

제8도는 제7도의 펄서고정자의 분해사시도

제9도는 펄서코어의 자기회로를 설명하기 위한 도면.

제10도는 펄서의 자속파형 및 전압파형을 나타내는 다디어그램.

본원 발명은 내연기관용 점화장치에 관한 것으로, 좀 더 상세히 설명하면, 회전자석식 제네레이터에 적합한 내연기관용 점화장치에 관한 것이다.

공지의 장치에 의하면, 예컨대, 미합중국 특허 제3,799,137호에 있어서, 자석은 내연기관의 회전과 더불어 회전하는 축에 원통상으로 고정되어 있으며, 출력은 상기 자석과 함께 움직이는 판장자극에 의해 외주연에 따라서 단단히 배설된 펄서상에 발생하고, 점화회로는 상기 출력에 의해 제어된다.

그러나 상기 장치에 있어서, 여기 여자원(勵磁源)으로서 작용하는 반원형영구자석은 서로 대향해서 방사방향으로 자기화되고, 실린더를 형성하도록 배설되어 있다. 또 판상자극편은 상기 펄서를 작동시키기 위해 한쪽에만 배설되어 있다. 더우기, 반원형자석과 거의 같은 형상을 가진 자극편은 N극과 S극 사이에 갭을 형성하기 위해 한쪽면에만 겹쳐 있으며, 따라서 펄서코일에 유도된 자속은 상기 갭에 의해 역전되며, 또 정상 점화신호는 N 및 S극의 자속이 최대인 각 자극편의 외주연을 따라 중앙부에서 펄서코일에 의해 발생된다. 그러나 이 경우에, 펄서코일은 상기 펄서코일에 유도된 자속이 상기 정상점화신호가 발생된 직후 그러나 다른 정상 점화신호가 발생되기 전에 상기 갭에 의해 역전된 순간에 상기 정상점화신호와 같은 상의 잡음신호를 발생시킨다. 그러므로 오동작은 점화순간에 발생한다.

또, 구성의 견지에서 반원형자석은 비교적 번거러운 결합 및 자기화작업을 필요로 한다.

또 자석은 강한 힘과 결함되어야 하므로 신뢰성은 감소되는 경향이 있다. 미합중국 특허 제3,715,650호에 개시된 내연기관용 종래의 다른 점화장치에 의하면, 축방향으로 자기화된 반원형자석은 원통상으로 배설되며, 상기 반원형자석과 거의 같은 형상을 이루고 있는 자극편은 N극과 S극사이에 갭을 형성하기 위해 양쪽면에 겹쳐져 있으며, 펄서극의 자속은 상기 펄서에서 출력을 취출하기 위해 상기 갭에 의해 변화된다. 그러나 이러한 장치는 상기 미합중국 특허 제 3,799,137호와 같은 결점을 가지며, 또 반원형자석을 두 개 사용하므로 구성이 복잡하게 되어 있다. 또, 4개의 추가 자극편이 필요하며, 이것은 둘로 분할된다. 그러므로 구성은 고속으로 운행될 때, 원심력에 거의 저항이 없어, 실제 사용에 있어서 커다란 폐단이 있다.

본원 발명의 목적은 거의 오점화 없이 신호전압을 발생시킬 수 있는 내연기관용 점화장치를 제공하는데 있다.

본원 발명에 의해 상기 목적을 달성하기위해, 내연기관용 점화 장치는 나중에 상세히 기술할 회전자 및 고정자를 사용하는 구성으로 되어 있다. 회전자는 축방향으로 자기화된 원통형자석에 의해 구성되며, 2개의 판상자극편은 원통형자석의 양측면에 부착되어 있는 N극 및 S극으로 구성되며, 고정자는 상기 두 자극편이 그사이에 개재될 수 있게 위치하고, 각 고정자의 일단부는 상기 자극편의 N극에 향하고 있으며, 타단부는 S극에 향하며, 펄서코일은 중심부에 감겨져 있다. 여기서, 더욱 중요한 것은, 상기 각 두 판상자극편에는 원통형자석의 외경보다 큰 부분과 상기 원통형자석의 외경보다 작은 부분으로 구성된 단차부와 점진적으로 변화하는 곡선으로 결합된 그 두 개 자극편의 외주연에 있는 단차부가 설치되어 있다.

그러므로 자속의 변화는 펄서코일이 자극편의 외주연이 점진적으로 변화함에 따라 회전자의 회전을 수반하는 부분에 접근하는 부분, 그리고 펄서코일에 유도된 자속이 역전되는 부분에서 매우 완만하게 이루어진다. 그러므로 이 순간에 발생한 전압파형 중에서, 정상점화 신호와 같은 극을 가진 출력전압이 발생되는 것을 방지할수 있다.

그러므로 본원 발명에 의하면, 펄서의 오동작을 제거할 수 있으며, 즉 정삼점화시기에 발생되는 정상점화 신호와 같은 극을 가진 잡음신호에서 나오는 오동작 그리고 이러한 내연기관용 종래 점화장치에 내재된 오동 작을 제거할수 있다.

본원 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 아래와 같다.

제1도 및 제2도에서, (1)은 내연기관의 구동축이다. 상기 구동축 단부에 있는 테이퍼부(1A)에 원통형중심편(2)을 너트에 의해 고정시킨다. 중심편(2)의 플랜지부(2A)의 (5)에 강제 접시상 플라이휠(fly-wheel)(4)의 중심저부가 리베트되어 있다.

방사상 방향으로 자기화된 영구자석(6)은 교호적으로 상이한 극을 구성하기 위해 상기 플라이휠(4)의 내주연에 따라 배설되어 있다. 또 2개의 자극편(7)은 회전방향으로 갭을 유지하는 각 영구자석(6)의 내주연면에 부착되어 있다. 고정자(9)는 그안에 작은 갭을 유지하는 영구자석(6)의 내주연면에 대향한 엔진케이스(14)에 동심장착되어 있다. 고정자(9)는 방사상으로 형성된 복수개의 자극(9B)을 가지며, 이 위에는 저장전지를 전기적으로 충전시키기 위해 별도로 감겨진 코일이 있는 환상코어(9A)와 점화장치용 전원으로서 작용하는 코일(10A)로 구성되어 있다. 상기 플라이휠(4), 중심편(2) 및 펄서회전자(11)는 일체구조로서 함께 회전한다.

상기 중심편(2)의 외주연에는 제3도에 도시된 구성의 펄서회전자(11)가 형성되어, 점화신호를 발생한다.

고정자(12)는 베이스(13)에 의해 회전자(11)에 대향해서 배설되며, 엔진케이스(14)에 고정되어 있다. 펄서회전자(11)는 제5도와 같이, 축방향으로 자기화된 원통형자석(15)의 양측면에 부착되며, 비자기금속으로 된 보스(boss)(18)에 끼워맞추어지며, 일단부에 위치결정 플렌지(18A)를 가진 거의 판상자극편(16),(17)으로 구성되며, 상기 보스(18)는 축으로서 사용된다. 자극편(16),(17)에는 그 주연에 원통자석(15)의 외경과 거의 같은 직경을 가진 소원형부(16A),(17A)와 상기 반원보다 약간 넓은 범위에 걸쳐서 돌출된 대원형부(16B),(17B)가 설치되어 있다. 급격한 단차부(16C),(17C)는 대원과 소원을 연결시키기 위해 일축에 형성되며, 단차부(16D),(17D)는 대원 및 소원이 상기 단차부의 높이와 거의 같은 반원으로 연결된 다른 쪽에 형성되어 있다. 단차부(16D),(17D)는 회전각으로 180도 상기 단차부(16C),(17C)에서 떨어진 위치에 형성되어 있다.

자극편(16),(17)은 단차부(16C),(17C)가 축방향(제3도)으로 잡은 갭(1)을 유지하면서 서로 대향하도록 배설되어 있다. 그러나 단차부(16D),(17D)의 일측에는 자극편(16),(17)이 축방향으로 겹쳐 있다. 또 제5도에서, 자극편(16)은 축방향으로 움직이는 것을 제한하기 위해 플랜지 (18A)를 가지고 있는 보스(18)에 끼워 맞추어져 있다. 그리고 원통형자석(15)은 다른 자극편(17)에 의해 끼워 맞추어지며, 펄서회전자를 구성한다. 이들 부품은 접착제로 단단히 접합되어 있다.

제6도는 자극편(16)과 자극편(17) 사이의 관계를 나타낸다. 자극편(16),(17)은 같은 반경, 즉 단차부(16C),(17C)에 동일 최대반경을 가진 평판으로 구성되어 있다. 자극편(16),(17)은 중심축(L-L')을 통과하는 선(C-C')을 약 180도 서로 회전한 상태로, 즉 제3도에 도시된 상태로 배설되어 있다. 여기서, 갭(1)은 제3도와 같이 단차부(16C)와 (17C) 사이에 형성된다. 그러나 갭(1)은 없어도 좋다. 또 단차부(16C),(17C)는 축방향으로 겹쳐져도 좋다. 그러나 단차부(16C),(17C)가 축방향으로 겹쳐질때, 겹쳐진 길이(1)는 1

L의 관계를 설정하여야 하며, 다만, L은 제8도와 같이, 축방향으로 돌출된 코어의 중심부(21)의 길이를 나타낸다. 또, 단차부(16D),(17D)의 겹쳐진 부분의 크기(1')에 관해서1'

L'의 관계를 유지하는 것이 필요하다. 다만, L'은 제9도와 같이, 중심극편(21)과 고정자(12)의 자극편(19B) 또는 (19C)의 어느 한 개 사이의 갭을 나타낸다.

제7도 및 제8도에서, 고정자코어(19)는 제8a도와 같이 자기 강판을 U자상으로 펀치해서 얻을 수 있다. 즉, 고정자코어(19)는 똑바로 접어진 기부(19A)를 가지며, 상기와 같은 방향으로 접혀진 부분(19B)과 반대 방향으로 접혀진 단부(19C)는 일체구조로서 자극편을 형성한다. 자극편(19B)과 (19C) 사이에 T형 중심 자극편(21)을 삽입하며, 이는 그 중앙에 원통형펄서코일(20)을 유지하며, 고정자코어(19)는 중심자극편(21)의 단부에 고정되어 있다. 구성요소인 펄서코일(20)은 제7도과 같이 합성수지로 덮혀져 있으며, 자극편(21)의 단부만이 노출되어 있다. 자극편(21)은 판상자극편(16),(17)을 장착하기 위한 폭과 거의 동일한 폭을 가지고 있다. 고정자(12)는 제1도 및 제2도와 같이 스크류(23)에 의해 베이스(13)의 상부면에 고정되어 있으며, 자극편(19B),(19C),(21)은 펄서회전자(11)의 외주연까지 E자형으로 대향하고 있다.

제9a도는 플라이휠과 펄서회전자(11)가 회전됨에 따라 엔진의 회전을 수반하며, N극은 고정자코어(19)의 자극편(19B)에 접근하고, 중심자극편(21)과 S극은 자극편(19C)에 접근하는 상태를 나타낸다. 이러한 상태는 다시 제9b도와 같이, S극이 중심자극편(21)에 접근하는 상태로 변화한다. 그리고 여기서 펄서 코일(20)의 자속의 급격한 변화가 일어나며, 그리고 출력전압은 펄서코일(20)에 의해 발생된다. 이 전압은 제10b도와 같이 제10a도의 자속의 변화에 대응해서 변화한다. 즉, 펄서고정자(12)의 자극편(21)이 단차부(16C),(17C)에 도달했을 때 펄서코일(20)에 유도된 정상점화신호전압(30) 이외에, 제10a도와같이 자속이 음극에서 양극으로 역전될 때 두 펄스형태의 다른 상의 출력(33)을 발생하며, 이는 단차부(16D),(17D)에 도달된 펄서코일(20)에 의해 발생된다. 단차부(16D),(17D)에서 발생되는 전압은 단차부(16C),(17C)에서 발생되는 전압과 같이 샤아프하다. 갭(1)이 대웅단차부 사이에 유지될 때, 전압도 부소전압(負小電壓)(32)의 강도로 반사이클 위치에 있어서 부소전압(32)의 강도와 동일한 강도를 가진 정잡음전압을 발생한다. 그러나 본원발명에 의하면, 단차부(16D),(17D)는 제4도와 같이 둥근형상으로 형성되어 있다. 그러므로 자속은 정상점화신호와 같이 극을 가진 잡음전압의 발생이 작은치로 억제될 수 있도록 서서히 변화한다.

제3도 내지 제6도의 실시예는 제2단차부(16D),(17D)가 설치된 경우를 다루고 있다. 그러나 또 제10도의 파형과 동일한 출력파형을 얻기위해 제2단차부(16D),(17D)를 형성하는 대신에, 제1단차부(16C),(17C)를 포함하는 판상자극편(16,17)의 주연상에 점차적으로 변화하는 커어브를 형성할 수 있다.

제9도의 실시예는 펄서고정자가 E형상으로 형성된 경우를 다루고 있다. 그러나 본원 발명에 의하면, 자극편(19B) 또는 (19C)의 어느 쪽을 생략할 수 있다. 즉, U형상의 펄서고정자를 사용할 수도 있다.

본원 발명의 상기 실시예에 의하면, 고잡음출력은 캐패시터충전/방전형 점화회로의 게이트 다이리스터(gate thyristor)에 공급되지 않으며, 따라서 오동작은 고속하에 서로 전혀 발생하지 않는다. 고긴장은 정상신호전압(30)에 의해서만 좌우되는 점화코일에 발생하며, 점화에너지는 고엔진속도에 의해 신뢰할 수 있게 발생한다.

또, 본원 발명에 의하면, 펄스회전자(11)는 단순 구성된 원통형 자석(15) 그리고 판상자극(16),(17)에 의해 구성되어 있다. 그러므로 펄스회전자는 매우 효율적으로 결합 및 생산될 수 있으며, 자극간의 갭(1)을 자유로 조정할 수 있다.

상기 부품은 모두 환상으로 형성되며 축으로서 사용되는 보스(18)와 동심으로 배설되어 있다. 그러므로 펄스회전자는 고속으로 발생되는 원심력에 대해서 까지도 안정도를 나타내며 신뢰성을 증대시킨다.

Claims (9)

1. 내연기관의 회전을 수반하여 회전하며 내주연면에 부착된 복수개의 전계자석(6)을 가진 접시형 플라이휠(4)가, 상기 전계자석(6)에 대향하도록 배설된 고정자(9)로 구성된 주점화기와 ; 사기 플라이휠(4)의 중심부에 배설되며 펄서를 여기시키기 위해 상기 주연에 부착된 자석(11)을 가진 중심편(2)과, 상기 갭을 유지하는 상기 펄서여기자석(11)의 외측에 대향하여 설치되어 있는 고정자(12)로 구성되는 신호발생장치에 의해 이루어지는 내연기관용 점화장치에 있어서, 상기 신호발생장치는 축방향으로 자기화 원통형자석(15), 및 상기 자석(15)의 양 측면에 부착되며 N극 및 S극을 구성하는 두개의 판상전극편(16),(17)으로 구성되는 회전자(11)와 ; 상기 자극편(16),(17)이 개재되도록 배설되며, 코어(19)의 중심부(21)에 감겨있는 펄스코일(20)을 가지며, 코어의 일단(19B)은 상기 자극편(16),(17)의 N극을 대향하고, 타단(19C)은 S극을 대향하는 고정자(12)로 이루어지며, 상기 판상자극편(16),(17)은 상기 원통형자석(15)의 외경보다 큰 직경을 가진 부분(16B),(17B)과 상기 부분(16B),(17B)의 직경보다 작은 직경을 가진 부분(16A),(17A) 사이에 형성된 제1단차부(16C),(17C)를 가지며, 상기 단차부(16C),(17C)는 상기 자극편(16),(17)의 주연에 따라 점차적으로 변화하는 곡선(16A),(16B),(17A),(17B)에 의해 연결되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 판상자그편(16), (17)은 축방향으로 서로 대향하는 상기 제1단차부(16C),(17C)와 축방향으로 겹쳐진 제2단차부(16D),(17D)를 가지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 판상자극편(16),(17)은 상기 원통형자석(15)의 외경과 거의 같은 직경을 가진 작은 반원부(16A),(17A)와, 상기 자석(15)의 외경보다 큰 직경을 가진 반원부(16B),(17B)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 자극편(16),(17)은 상기 제1차단부(16C),(17C)에 동일 최대직경을 가진 판상을 취하며, 그중 한개의 자극편(17)은 상기 두개의 자극편(16),(17)의 중심축(L-L')을 관통하는 선(C-C')을 약180도 회전하는 다른 자극편(16)에 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 각 고정자(12)는 상기 판상자극편(16), (17)의 외주연상의 상기 N극에 대향하는 자극편(19B)과, 외주연상의 S극에 대향된 자극편(19C)과, 상기 2개의 자극편(19B) 및 (19C)사이에 있으며 상기 원통형자석의 주연에 대향하는 중심자극편(21)으로 이루어지며, 상기 각 고정자는 상기 중심극편(21)상에 감겨진 펄서코일(20)과 더불어 E형상을 취하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 각 고정자(12)는 상기 판상자극편(16),(17)의 외주연상에 상기 N극에 대향된 자극편과, 이 주연상의 상기 S극에 대향된 중심극편(21)으로 이루어지며, 상기 각 고정자는 상기 중심극편(21)에 감겨진 펄서코일(20)과 더불어 U형상을 취하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1단차부(16C),(17C)는 1

   

   L관게를 유지하는 거리(1)에 걸쳐 축방향으로 겹쳐 있으며, 다만 L은 축방향으로 돌출된 코어(19)의 중심부(21)의 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 판상차극편(16),(17)은 1'

   

   L'관계를 유지하는 길이 (1')에 걸쳐 축방향으로 겹쳐있는 제2단차부(16D),(17D)를 가지며, 다만 L'은 상기 중심극편(21)과 사기 E형 고정자(12)의 자극편(19B) 또는 (19C)의 어느 1개 사이의 갭을 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 판상자극편(16), (17)은 1'

   

   L'의 관계를 유지하는 길이(1')에 걸쳐 축방향으로 겹쳐지는 제2단차부(16D),(17D)를 가지며, 다만 L'은 상기 중심극편(21)과 상기 U형 고정자(12)의 자극편(19B) 또는 (19C) 사이의 갭을 나타내는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.

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