JP3097405B2 - コンデンサ放電式多気筒内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ放電式の多
気筒内燃機関用点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の点火コイルの１次コイルを直列に
接続して、コンデンサの電荷を該複数の点火コイルの１
次コイルの直列回路を通して放電させることにより、複
数の点火コイルに同時に高電圧を発生させるようにした
多気筒内燃機関用の点火装置が知られている。

【０００３】図４は従来のこの種の点火装置の構成例を
示したもので、同図において１Ａ及び１Ｂは第１及び第
２の点火コイルである。各点火コイルは一端が共通に接
続された１次コイル及び２次コイルを有していて、両点
火コイルの１次コイルが直列に接続されている。

【０００４】２は内燃機関により駆動される磁石発電機
内に設けられたエキサイタコイルで、このエキサイタコ
イルは直列に接続された２つの発電コイル２Ａ及び２Ｂ
からなっている。エキサイタコイル２は機関の回転に同
期して交流電圧を誘起するが、本明細書では、エキサイ
タコイル２が出力する両半サイクルの電圧のうち、図示
の矢印方向の極性の電圧を正の半サイクルの電圧とす
る。

【０００５】エキサイタコイル２の一端はダイオード３
を通して点火エネルギー蓄積用コンデンサ４の一端に接
続され、コンデンサ４の他端は点火コイル１Ａ，１Ｂの
１次コイルの直列回路の一端に接続されている。点火コ
イル１Ａ，１Ｂの１次コイルの直列回路の他端はアース
ライン５に接続され、コンデンサ４の一端とアースライ
ン５との間に放電用サイリスタ６が接続されている。エ
キサイタコイル２の他端はダイオード７を通してアース
ライン５に接続され、エキサイタコイル２の一端とアー
スライン５との間にダイオード８が接続されている。ま
た点火コイル１Ａ，１Ｂの直列回路の両端にダイオード
９が接続されている。

【０００６】１０はパルサコイル１１の出力を入力とし
て点火信号Ｖi を発生する点火信号発生回路で、この点
火信号発生回路は、パルサコイル１１の出力を波形整形
する波形整形回路１２と、波形整形回路１２の出力から
得た回転数情報と回転角度情報とに基づいて機関の各回
転数における点火時期を演算して演算した点火時期に点
火信号Ｖi を発生する点火時期制御回路１３とからな
り、点火信号Ｖi はサイリスタ６のゲートに与えられて
いる。パルサコイル１１は機関に取付けられた信号発電
機内に設けられていて、機関の所定の回転角度位置でパ
ルス状の信号を発生する。このパルサコイル１１の接地
側の端子はアースライン５に接続されている。

【０００７】１４は電源回路で、この電源回路の一方の
入力端子はエキサイタコイル２の他端に接続され、他方
の入力端子はアースライン５に接続されている。アース
ライン５と発電コイル２Ａ及び２Ｂの接続点（エキサイ
タコイルの中点）との間にダイオード１５が接続されて
いる。電源回路１４はエキサイタコイル２の一部を構成
する発電コイル２Ｂの負の半サイクルの出力電圧を整流
して直流電圧を得る回路で、整流回路と該整流回路の出
力で充電される電源コンデンサと該電源コンデンサの両
端の電圧を一定値以下に保つように制御する電圧制御回
路とにより構成されている。電源回路１４の出力電圧は
点火時期制御回路１３や波形整形回路１２の電源端子に
印加されている。

【０００８】上記の点火装置では、ダイオード３，７，
８，９と、コンデンサ４と、サイリスタ６と、点火信号
発生回路１０と、電源回路１４とからなる部分がユニッ
ト化されて点火ユニット２０が構成されている。この点
火ユニットには、ダイオード３のアノード、ダイオード
７のカソード及びダイオード１５のカソードにそれぞれ
つながる端子ｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 と、コンデンサ４の他
端につながる端子ｔ4と、アースライン５の端部につな
がる端子ｔ5 と、アースラインのアース点につながるア
ース端子Ｇとが設けられ、端子ｔ1 ，ｔ2 間にエキサイ
タコイル２が、また端子ｔ3 にエキサイタコイルの中点
が接続されている。また端子ｔ4 ，ｔ5間に点火コイル
１Ａ，１Ｂの１次コイルの直列回路が接続され、アース
端子Ｇが接地線１６を通して機関のケースや車両のシャ
ーシ等の接地電位部に接続されている。

【０００９】上記の点火装置では、エキサイタコイル２
→ダイオード３→コンデンサ４→ダイオード９及び点火
コイル１Ａ，１Ｂの１次コイル→アースライン５→ダイ
オード７→エキサイタコイル２の回路により、エキサイ
タコイル２の出力でコンデンサ４を一方の極性に充電す
るコンデンサ充電回路が構成され、コンデンサ４→サイ
リスタ６→点火コイル１Ａ，１Ｂの１次コイル→コンデ
ンサ４の回路により、点火信号が与えられたときにコン
デンサ４の電荷を点火コイル１Ａ，１Ｂの１次コイルの
直列回路を通して放電させるコンデンサ放電回路が構成
されている。

【００１０】点火コイル１Ａ及び１Ｂのそれぞれの２次
コイルの他端は、機関の第１及び第２の気筒にそれぞれ
取付けられた点火プラグＰ1 及びＰ2 の非接地側の端子
に高圧コードを介して接続されている。

【００１１】上記の点火装置において、機関が回転し、
エキサイタコイル２に電圧が誘起すると、該エキサイタ
コイルの正の半サイクルの出力電圧により、点火エネル
ギー蓄積用コンデンサ４が図示の極性に充電される。機
関の点火時期に点火信号Ｖiが発生するとサイリスタ６
が導通してコンデンサ４の電荷を点火コイル１Ａ，１Ｂ
の１次コイルに放電させるため、両点火コイルの２次コ
イルに高電圧が発生し、点火プラグＰ1 及びＰ2 に同時
に火花が発生する。点火プラグＰ1 及びＰ2 に発生する
火花のうち一方は機関の点火に用いられ、他方は捨て火
となる。点火プラグＰ1 ，Ｐ2 を流れる放電電流は、接
地電位部から接地線１６とアース端子Ｇとアースライン
５とを通して点火コイルに帰還する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、単気筒
用の点火コイル１Ａ，１Ｂを直列に接続して多気筒用の
点火回路を構成する場合、両点火コイルの１次コイルは
ユニットのアースライン５と共通のアース端子Ｇとを通
して接地される。またエキサイタコイル２の負の半サイ
クルの出力を電源回路１４の電源として用いる場合、エ
キサイタコイルは図示のようにダイオード７を通してユ
ニットのアースライン５に接続されて接地される。また
パルサコイルは単独で機関のケースや車両のシャーシ等
の接地電位部にアースするとノイズを拾うため、通常ユ
ニットのアースライン５を通して接地する。

【００１３】このような構成の点火装置では、アース端
子Ｇと接地電位部との間が切り離された状態でも、コン
デンサ４の充電回路及び放電回路と点火信号発生回路１
０が有効に働くため、点火コイル１Ａ，１Ｂの２次コイ
ルに高電圧が発生する。アース端子Ｇと接地電位部との
間が切り離された状態で、点火コイルの２次コイルに高
電圧が発生した場合には、接地電位部に電気的に接続さ
れている磁石発電機の固定子鉄心とエキサイタコイル２
とを通して２次放電回路が成立し、エキサイタコイル２
に高電圧が印加されることになる。従って、アース端子
Ｇに接地線１６を接続するネジを締め忘れた場合や、機
関の振動によりアース端子Ｇと接地線１６との接続部が
緩んだ場合、或いは接地線１６が断線した場合に、エキ
サイタコイル２に高電圧が印加されてエキサイタコイル
の絶縁破壊が生じる恐れがあった。

【００１４】本発明の目的は、アース端子が接地電位部
から切り離された状態で点火コイルに高電圧が誘起した
ときにエキサイタコイルの絶縁破壊が生じる恐れをなく
したコンデンサ放電式多気筒内燃機関用点火装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、１次コイルが
直列に接続された複数の点火コイルと、内燃機関により
駆動される磁石発電機内に設けられたエキサイタコイル
と、点火エネルギー蓄積用コンデンサと、エキサイタコ
イルの出力でコンデンサを一方の極性に充電するコンデ
ンサ充電回路と、点火信号が与えられたときにコンデン
サの電荷を複数の点火コイルの１次コイルの直列回路を
通して放電させるコンデンサ放電回路と、内燃機関の点
火時期に点火信号を発生する点火信号発生回路とを備え
たコンデンサ放電式の多気筒内燃機関用点火装置に係わ
るものである。ここで、複数の点火コイルのそれぞれの
２次コイルの一端はそれぞれの１次コイルの一端に共通
接続され、コンデンサ充電回路、点火信号発生回路及び
コンデンサ放電回路のアース回路が共通のアース端子に
接続されて該アース端子が接地線を介して接地されるも
のとする。

【００１６】本発明においては、カソードがアース端子
に接続された状態でエキサイタコイルに対して並列に接
続されて、エキサイタコイルが一方の半サイクルの電圧
を誘起したときにアノードカソード間に順方向電圧が印
加されるエキサイタ短絡用サイリスタと、エキサイタ短
絡用サイリスタのアノード側から該エキサイタ短絡用サ
イリスタのゲートにトリガ信号を与える短絡用サイリス
タトリガ回路と、機関の運転時には閉じていて一端が短
絡用サイリスタのゲートに結合され、他端がアース端子
を介することなく接地されるトリガ信号側路用スイッチ
とを設けた。

【００１７】

【作用】上記のように、機関の運転時に閉じているエキ
サイタ短絡用サイリスタをエキサイタコイルに対して並
列に接続して、該サイリスタのゲートにトリガ信号側路
用スイッチの一端を結合し、該スイッチの他端をアース
端子を介することなく接地すると、アース端子と接地電
位部との間が切り離されたときに、トリガ信号側路用ス
イッチが、エキサイタ短絡用サイリスタのトリガ信号を
該サイリスタから側路することができなくなる。

【００１８】そのため、アース端子と接地電位部との間
が切り離された状態にあるときには、エキサイタコイル
が一方の半サイクルの出力電圧を発生する毎にエキサイ
タ短絡用サイリスタが導通してエキサイタコイルを短絡
し、点火エネルギー蓄積用コンデンサの充電を阻止す
る。従ってアース端子と接地電位部との間が接続されて
いない場合には、点火動作が行われず、点火コイルの２
次側に誘起する高電圧がエキサイタコイルに印加されて
エキサイタコイルの絶縁破壊が生じるのを防止される。

【００１９】また上記のように構成すると、機関の運転
中にトリガ信号側路用スイッチを開くことにより、エキ
サイタ短絡用サイリスタを導通させてエキサイタコイル
を短絡することができるため、機関を失火させて停止さ
せることができ、機関停止用のスイッチを省略すること
ができる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示したもので、同図
において図４の各部と同等の部分には同一の符号を付し
てある。本実施例においては、図４に示した構成に加え
て、更に点火ユニット２０にエキサイタコイル保護回路
２１が設けられている。この保護回路は、アノードをエ
キサイタコイル２の一端に接続し、カソードをアースラ
イン５を通してアース端子に接続したエキサイタ短絡用
サイリスタ２２を備えている。サイリスタ２２のアノー
ドには抵抗２３の一端が接続され、抵抗２３の他端は抵
抗２４を通してサイリスタ２２のゲートに接続されてい
る。抵抗２３と２４との接続点にトリガ信号側路用スイ
ッチ２５の一端が接続され、スイッチ２５の他端はアー
ス端子Ｇを介することなく、直接接地電位部に接続され
ている。スイッチ２５は、常時は閉じている押ボタンス
イッチ等からなっていて、外部から操作力が加えられて
いる間だけ開き、操作力が除去されたときには自動的に
閉状態に復帰するようになっている。この実施例では、
抵抗２３と２４とにより、エキサイタ短絡用サイリスタ
のアノード側から該サイリスタのゲートにトリガ信号を
与える短絡用サイリスタトリガ回路が構成されている。
ここで抵抗２３の抵抗値はコンデンサ４の充電に支障を
来さない程度に十分に大きく設定されている。

【００２１】エキサイタコイル２が設けられる磁石発電
機の固定子側の構成例を図２及び図３に示した。図２及
び図３において、３０は環状の継鉄部３０ａから多数の
突極部３０ｂ1 ，３０ｂ2 ，…３０ｂ10を放射状に突出
させた固定子鉄心で、突極部３０b1及び３０b2にそれぞ
れエキサイタコイルを構成する発電コイル２Ａ及び２Ｂ
が巻回されている。突極部３０b6ないし３０b10 には、
ヘッドランプ等の他の負荷を駆動するための発電コイル
３１が巻回されている。発電コイル２Ａ及び２Ｂは渡り
線を介して直列に接続され、両発電コイルの直列回路の
両端にそれぞれ接続されたリード線３２及び３３と両発
電コイルの接続点（エキサイタコイルの中点）に接続さ
れたリード線３４とが、発電コイル３１，３１，…から
引き出されたリード線とともに固定子鉄心３０の継鉄部
に沿わせて外部への導出部まで案内されている。そして
これらのリード線は一括して絶縁チューブ３５内に挿入
されて、ワイヤハーネスとして外部に導出されている。

【００２２】固定子鉄心３０は機関の回転軸を取り囲む
状態で配置されて、機関のケース等に設けられた固定子
取付け部（点火プラグの接地側の端子と同じ接地電位に
ある）４０にその継鉄部３０ａを当接させた状態で取付
けられる。固定子鉄心３０の継鉄部の内側を貫通した機
関の回転軸に磁石回転子が取付けられ、該磁石回転子の
磁極部が固定子鉄心の突極部３０b1〜３０b10 の先端の
磁極部に対向させられる。

【００２３】上記のような磁石発電機内にエキサイタコ
イルが設けられている場合に、アース端子Ｇが接地電位
部から切り離された状態で点火コイル１Ａ，１Ｂの２次
コイルに高電圧が誘起すると、点火プラグＰ1 ，Ｐ2
と、接地電位部にある固定子取付け部４０とエキサイタ
コイル２Ａ，２Ｂとの間のエアギャップとを通してエキ
サイタコイルに高電圧が印加され、該エアギャップで絶
縁破壊が生じるとエキサイタコイルに高電圧が印加され
てエキサイタコイルが破損する。本発明はこのようにし
てエキサイタコイルが破損するのを防止したものであ
る。

【００２４】上記の実施例において、アース端子Ｇが接
地電位部に接続されている状態では、抵抗２３を通して
サイリスタ２２に供給されるトリガ信号がスイッチ２５
を通して該サイリスタ２２から側路されるため、サイリ
スタ２２はトリガされず、遮断状態を保持している。従
ってアース端子Ｇが接地電位部に接続されている状態で
は、エキサイタコイルが短絡されることはなく、機関の
点火は正常に行われる。

【００２５】これに対し、アース端子Ｇが接地電位部か
ら切り離されている状態では、トリガ信号側路用スイッ
チ２５がサイリスタ２２のトリガ信号を側路することが
できなくなるため、エキサイタコイル２が正の半サイク
ルの電圧を誘起したときにサイリスタ２２が導通してエ
キサイタコイル２を短絡する。従ってこの状態ではコン
デンサ４の充電が行われず、点火動作が行われない。こ
のように、本発明によれば、アース端子Ｇが接地電位部
から切り離されているときに点火動作が行われないた
め、エキサイタコイル２に高電圧が印加されて該エキサ
イタコイルが破壊されるのを防ぐことができる。

【００２６】また上記実施例のように、エキサイタ短絡
用サイリスタ２２及びトリガ信号側路用スイッチ２５を
含む保護回路２１を設けると、機関の運転中にスイッチ
２５を開くことによりサイリスタ２２を導通させてエキ
サイタコイルを短絡することができる。そのため、スイ
ッチ２５を開くことにより機関を失火させて停止させる
ことができる。バッテリを搭載しない車両等では、キー
スイッチを設けずにエキサイタコイルを点火ユニットに
直結する構成をとることが多く、その場合には機関を停
止させるためにエキサイタコイルを短絡して機関を停止
させる機関停止スイッチを設けているが、上記実施例に
よれば、スイッチ２５が機関停止スイッチを兼ねること
になるため、別個に機関停止スイッチを設けることを要
しない。上記の実施例では、放電用サイリスタ６をダイ
オード３のアノードとアースラインとの間に接続し、ダ
イオード３のアノードと点火コイル１Ａ，１Ｂの直列回
路の一端との間にコンデンサ４を接続しているが、コン
デンサ４とサイリスタ６との位置を入れ替えてもよい。
即ち、図１において放電用サイリスタ６のカソードを点
火コイル１Ａ，１Ｂの１次コイルの直列回路の一端に接
続し、コンデンサ４をダイオード３のカソードとアース
ライン５との間に接続する構成をとる場合にも本発明を
適用できる。

【００２７】上記の実施例においては、スイッチ２５と
して、押している間だけ開く押ボタンスイッチを用いた
が、このスイッチ２５として開状態を保持し得るスイッ
チを用いてもよい。開状態を保持し得るスイッチ２５を
用いた場合には、該スイッチ２５を開いておくことによ
り、機関の始動を阻止できるため、スイッチを目立たな
い場所に設けておくことにより盗難の防止を図ることが
できる。またスイッチ２５をユニットから取り外し得る
ように構成しておいても、盗難の防止を図ることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機関の
運転時に閉じているエキサイタ短絡用サイリスタをエキ
サイタコイルに対して並列に接続して、該サイリスタの
ゲートにトリガ信号側路用スイッチの一端を結合し、該
スイッチの他端をアース端子を介することなく接地する
ようにしたので、アース端子と接地電位部との間が切り
離された状態にあるときに、エキサイタコイルが一方の
半サイクルの出力電圧を発生する毎にエキサイタ短絡用
サイリスタを導通させて点火エネルギー蓄積用コンデン
サの充電を阻止することができる。従ってアース端子と
接地電位部との間が接続されていない場合に、点火コイ
ルの２次側に高電圧が誘起するのを阻止することがで
き、エキサイタコイルに高電圧が印加されてエキサイタ
コイルの絶縁破壊が生じるのを防止することができる。

【００２９】また本発明によれば、機関の運転中にトリ
ガ信号側路用スイッチを開くことにより機関を失火させ
て停止させることができるため、機関停止用のスイッチ
を省略することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示した回路図である。

【図２】図１の実施例で用いる磁石発電機の固定子の構
成例を示した正面図である。

【図３】図２の固定子の断面図である。

【図４】従来の点火装置の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１Ａ 第１の点火コイル １Ｂ 第２の点火コイル ２ エキサイタコイル ２Ａ，２Ｂ 発電コイル ３，７，８，９ ダイオード ４ 点火エネルギー蓄積用コンデンサ ６ 放電用サイリスタ １０ 点火信号発生回路 １１ パルサコイル １６ 接地線 ２１ エキサイタコイル保護回路 ２２ エキサイタ短絡用サイリスタ ２３，２４ 短絡用サイリスタトリガ回路を構成する抵
抗 ２５ トリガ信号側路用スイッチ Ｇ アース端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和男 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株 式会社内 (56)参考文献 特開 平４−308358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−294775（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−197262（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 3/08 303 F02P 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次コイルが直列に接続された複数の点
   火コイルと、内燃機関により駆動される磁石発電機内に
   設けられたエキサイタコイルと、点火エネルギー蓄積用
   コンデンサと、前記エキサイタコイルの一方の半サイク
   ルの出力で前記コンデンサを一方の極性に充電するコン
   デンサ充電回路と、点火信号が与えられたときに前記コ
   ンデンサの電荷を前記複数の点火コイルの１次コイルの
   直列回路を通して放電させるコンデンサ放電回路と、内
   燃機関の点火時期に前記点火信号を発生する点火信号発
   生回路とを備え、前記複数の点火コイルのそれぞれの２
   次コイルの一端はそれぞれの１次コイルの一端に共通接
   続され、前記コンデンサ充電回路、点火信号発生回路及
   びコンデンサ放電回路のアース回路が共通のアース端子
   に接続されて該アース端子が接地線を介して接地される
   コンデンサ放電式多気筒内燃機関用点火装置において、 カソードが前記アース端子に接続された状態で前記エキ
   サイタコイルに対して並列に接続されて、前記エキサイ
   タコイルが一方の半サイクルの電圧を誘起したときにア
   ノードカソード間に順方向電圧が印加されるエキサイタ
   短絡用サイリスタと、 前記エキサイタ短絡用サイリスタのアノード側から該エ
   キサイタ短絡用サイリスタのゲートにトリガ信号を与え
   る短絡用サイリスタトリガ回路と、 機関の運転時には閉じていて一端が前記短絡用サイリス
   タのゲートに結合され、他端が前記アース端子を介する
   ことなく接地されたトリガ信号側路用スイッチとを具備
   したことを特徴とするコンデンサ放電式多気筒内燃機関
   用点火装置。