JPH06159216A - 自動速度制限機能付きコンデンサ放電型エンジン点火システム - Google Patents

自動速度制限機能付きコンデンサ放電型エンジン点火システム

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JPH06159216A
JPH06159216A JP5210294A JP21029493A JPH06159216A JP H06159216 A JPH06159216 A JP H06159216A JP 5210294 A JP5210294 A JP 5210294A JP 21029493 A JP21029493 A JP 21029493A JP H06159216 A JPH06159216 A JP H06159216A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、エンジンの過剰速度を自動的に防
止する手段を有するコンデンサ放電型エンジン点火シス
テムを提供することを目的としている。 【構成】 フライホイール２０の磁石２２により点火コ
ンデンサＣ１を充電するコイル２６と、磁石２２により
ＳＣＲ Ｔ１をオンにして点火コイルの１次巻線１４か
ら前記コンデンサＣ１を急速に放電させるトリガコイル
２８と、これに接続されたコンデンサＣ２と、Ｃ２とＴ
１のゲートの間に接続された分圧器Ｒ２，Ｒ３とからな
る。コンデンサＣ２はオン信号が発生する度に充電さ
れ、通常は充電信号が発生する前に分圧器を介して放電
する時間的余裕がある。しかし、エンジンが過剰速度に
なった場合、コンデンサＣ２にはＳＣＲをオンするのに
十分な電荷が残り、ＳＣＲがオンし点火充電コンデンサ
を短絡し点火動作を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ放電型エン
ジン点火システムに関し、さらに詳しくは、エンジン点
火を制限又は禁止することによってエンジンの速度を自
動的に制限する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】チェインソーやブラシトリマ等の多くの
２サイクル及び４サイクル小型エンジンにおいて、エン
ジンが全開スロットルで運転しているときに負荷が急に
除かれた場合、エンジンの速度が過度に上昇するのを防
止することが重要である。例えばブレードが鋼鉄や複合
材料で作られているチェインソーの場合、エンジンの過
剰速度を制限しないでいるとブレードが破損する危険性
がある。またエンジン自体も損傷を被ることがある。
【０００３】従って、上記のタイプの小型エンジンにお
いて、過剰速度を防止するためにボール式速度調整器
（ガバナ）をエンジンのキャブレータに取付けることが
提案されている。エンジンの振動が速度とともに増大す
ると、ボールの慣性が位置決めバネの力を上回る。ガバ
ナのボールがその座から離れると余分の燃料がキャブレ
ータからエンジンへ流入し、一時的にエンジンの速度を
落とす。しかしボール式ガバナは動かなくなったり、あ
るいは使用者がエンジン速度を上げようとして勝手に設
定を変えてしまうことがある。またガバナを取付けると
なると相当なコスト高となってしまう。
【０００４】従って本発明の主要な目的は、上述した２
サイクル及び４サイクル小型エンジンの運転に特に適し
ており、そのようなエンジンの過剰速度を自動的に防止
する手段を有するコンデンサ放電型エンジン点火システ
ムを提供することである。さらに詳しく述べるならは、
本発明の目的はエンジン使用者が容易には設定を変更で
きないようにしてあり、製造コストをそれ程上昇させる
ことなく実現可能であり、しかも長期の寿命期間におい
て信頼性が保たれる点火システムを提供することであ
る。
【０００５】本発明の他の目的、特徴、及び利点は以下
の記述、クレーム及び図面を読めば理解できるであろ
う。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の好ましい実施例であるコンデ
ンサ放電型エンジン点火システム１０を示し、点火コイ
ル１２を有する。点火コイル１２は１次巻線１４と、エ
ンジンを点火させるスパークプラグ１８に接続された２
次巻線１６とから成る。フライホイール２０はエンジン
クランク軸に取付けられ、エンジンと同期して回転する
少なくとも１つの磁石２２を担持している。コイル組立
体２４は磁石２２に磁気結合されており、フライホイー
ル２０が回転するとコイル組立体２４内に信号（図３）
が発生する。コイル組立体２４には充電コイル２６が設
けられており、この充電コイル２６はダイオードＤ１と
コンデンサＣ１を介して点火コイル１２の１次巻線１４
に接続されている。コイル組立体２４のトリガコイル２
８は、一端が充電コイル２６に、他端がコンデンサＣ１
とは反対側の１次巻線１４の端部に接続されている。従
って充電コイル２６、ダイオードＤ１、コンデンサＣ
１、１次巻線１４及びトリガコイル２８によって閉じら
れた回路が形成される。コイル２６、２８の両端にダイ
オードＤ２が接続されている。これは逆の電流路を設け
ることによって充電コイルとトリガコイルに電流が回流
するのを低減させるためである。ＳＣＲ等で構成される
電子スイッチＴ１は１次電流を通電するアノード電極と
カソード電極を有し、夫々ダイオードＤ１とコンデンサ
Ｃ１の接合点、１次巻線１４とトリガコイル２８の接合
点に接続されている。またＳＣＲ Ｔ１はコイル２６、
２８の接合点に接続されたコントロール電極あるいはゲ
ート電極を有する。
【０００７】以上述べた範囲では点火システム１０はほ
ぼ従来の構成と動作を有する。磁石２２が回転してコイ
ル２６、２８を通過する度に、コイル２６、２８内には
図３に示すような信号が発生する。図３において信号電
圧は時間を横軸にとってプロットした。コイル２６、２
８（図３）とダイオードＤ１、Ｄ２の極性は、第１ピー
ク４２（図３）がＳＣＲ Ｔ１のゲートに印加されてＳ
ＣＲをオンさせるようになっている。第２のピーク４４
はダイオードＤ１と巻線１４を介してコンデンサＣ１を
充電する。このときＳＣＲ Ｔ１はオフしていなければ
ならない。続いてフライホイールが回転すると、信号４
０の第３のピーク４６（図３）は再び極性が反転し、Ｓ
ＣＲ Ｔ１をオンさせて１次巻線１４を介してコンデン
サＣ１を急速に放電させる。これにより２次巻線１６に
高い電圧が発生し、スパークプラグ１８がエンジンで点
火する。
【０００８】本発明において、一般に３０で表される回
路がトリガコイル２８とＳＣＲ Ｔ１のゲートとの間に
接続されていて、エンジンの過剰速度が発生した場合、
自動的に点火システムの動作を制限又は禁止する。回路
３０において、抵抗Ｒ１はコイル２８の両端に接続され
ている。ダイオードＤ３はそのアノードをコイル２６、
２８の接合点に接続されている。コンデンサＣ２はダイ
オードＤ３のカソードと、コイル２８と巻線１４の接合
点との間に接続されている。一対の直列抵抗Ｒ２、Ｒ３
はコンデンサＣ２両端に接続されている。ＳＣＲ Ｔ１
のゲートは抵抗Ｒ２、Ｒ３の接合点に接続されている。
信号部分すなわちピーク４２、４６、（図３）はダイオ
ードＤ３を介してコンデンサＣ２を充電する。このダイ
オードＤ３はコンデンサＣ２がコイル２８又は抵抗Ｒ１
を介して放電するのを防止する。これらオン信号の間に
おいては、コンデンサＣ２の電荷は抵抗Ｒ２、Ｒ３を介
して放電する。エンジン速度がコンデンサＣ２と抵抗Ｒ
２、Ｒ３の値で決まるしきい値以下であれば、オン信号
４２の後に信号４４がコイル２６内に発生してコンデン
サＣ１を充電する前にコンデンサＣ２が抵抗Ｒ２、Ｒ３
を介して放電する十分な時間がある。しかしエンジン速
度がこのしきい値を超えると、コイル２６内の充電信号
４４の少なくとも最初の部分においてＳＣＲ Ｔ１を動
作させるのに十分な電荷がコンデンサＣ２に残るので、
ＳＣＲ Ｔ１は実質的にその充電信号を短絡させてコン
デンサＣ１の充電を防止する。
【０００９】抵抗Ｒ２、Ｒ３とコンデンサＣ２の大きさ
は所望の速度制限しきい値、及び信号４０（図３）を発
生させるフライホイール２０と磁石２２の機械的構成に
よって決まる。すなわち、抵抗Ｒ２、Ｒ３を介してのコ
ンデンサＣ２の放電時間は、所望速度しきい値より低い
速度に相当する図３の時間４８より少ない時間から所望
速度しきい値に相当する時間４８にほぼ等しい時間迄の
範囲になければならない。例えば、直径９０ｍｍのフラ
イホイールと磁石の構成がＳＣＲゲート上に間隔３６゜
の０．６Ｖピーク４２、４４、４６を有する信号４０
（図３）を発生させ、またコンデンサＣ２上に３つの電
圧値のピーク電圧を発生させると仮定する。速度制限し
きい値を例えば９，０００ｒｐｍにするには、抵抗Ｒ２
を４７０Ω抵抗Ｒ３を３９２Ω、コンデンサ１２を０．
４７μＦに設定すれば良い。コイル１２、２４の巻線特
性及びシステム１０の他の部品の値は通常に選択して平
常動作時の所望の特性を得れば良い。
【００１０】動作を図２に示す。図２はタイミング図で
ＶＡは抵抗Ｒ２、Ｒ３の接合点における電圧、ＶＢはコ
ンデンサＣ１両端の電圧で、共通の時間を使って示して
ある。平常動作において、トリガコイル２８がコンデン
サＣ２に印加する初期信号３２は、充電信号３６がコン
デンサＣ１に印加される前に、ＳＣＲトリガしきい値３
４以下まで放電する時間的余裕が十分ある。コンデンサ
Ｃ１上の電圧ＶＢは符号３６で示すように最大レベルに
上昇し、後続のトリガ信号３７によって生じるコンデン
サＣ２上の電圧が再びＳＣＲトリガしきい値３４に達し
た時に、ＶＢはＳＣＲ Ｔ１と１次巻線１４を介して急
激に放電する。一方、エンジン速度が高過ぎる場合、コ
ンデンサＣ２上の電圧３２は、次の充電信号３９が発生
する前に、しきい値３４以下まで放電する時間的余裕が
ない。従って符号３８で示すように、ＳＣＲ Ｔ１のゲ
ートには電圧が印加されてＳＣＲ Ｔ１は導通状態とな
り、実質的に充電信号３９を短絡させてコンデンサＣ１
の充電を防止する。抵抗Ｒ１（例えば７５Ω）はトリガ
コイル２８に負荷を与えてパルス４２、４６（図３）の
振幅感度をフライホイール磁石２２とコイル組立体２４
のコアとの間の間隙設定まで低下させる。
【００１１】図１に示す好ましい実施例の特徴は、点火
動作は制限されるが完全には停止されない遷移周波数帯
を設けたことである。つまりこの遷移周波数帯におい
て、エンジンは１つ起きの動力サイクルで点火するよう
にしたことである。１例として示すならば、エンジン速
度が約９，０００ｒｐｍ以下で通常に点火させ、９，０
００〜９，３００ｒｐｍの速度範囲ではエンジン点火を
１つおきに停止し、９，３００ｒｐｍを越えた場合は、
エンジン点火を完全に停止する。従って、高い方のしき
い値を超えたら完全にエンジン点火は禁止されるけれど
も、高い方のしきい値９，３００ｒｐｍと低い方のしき
い値９，０００ｒｐｍの間には実質的に過剰速度制限機
能が存在することになる。エンジン速度が低い方のしき
い値よりも低くなると、システム動作は手動リセットス
イッチ等の操作をしなくても自動的に通常の動作に戻
る。
【００１２】以上述べた如く、本発明のコンデンサ放電
型エンジン点火システムは前に記した目的の全てを満た
している。回路部品の特性値を適切に選定することによ
り任意の所望速度において過剰速度制限を行なうことが
できる。本発明は２サイクル又は４サイクルエンジン
に、また単一シリンダ又は複数シリンダエンジンに低コ
ストで適用できる。点火回路において、別々の充電コイ
ルとトリガコイルで同一鉄芯上の単一コイルを構成する
ようにしても良いし、トリガコイルを充電コイル又は点
火コイルの１次巻線の一部として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例におけるコンデンサ放
電型エンジン点火システムの電気回路図である。
【図２】図１に示す実施例の動作を説明するのに用いる
信号タイミング図である。
【図３】図１に示す実施例の動作を説明するのに用いる
信号タイミング図である。
【符号の説明】
１２ 点火コイル手段 １４ １次巻線 １６ ２次巻線 １８ スパークプラグ ２６ 充電コイル ２８ トリガコイル ３０ 速度制限手段 Ｃ１ 充電蓄積コンデンサ Ｃ２ 第２の充電蓄積手段 Ｔ１ 電子スイッチ手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１次巻線と２次巻線を有しエンジン点火手
    段に接続された点火コイル手段と、 前記１次巻線に接続された点火充電蓄積コンデンサと、 前記点火充電蓄積コンデンサと前記１次巻線に接続され
    て１次電流を通電する電極とコントロール電極を有する
    電子スイッチ手段であって、前記コントロール電極はオ
    ン信号に応答して前期点火充電蓄積コンデンサの電荷を
    前記１次巻線を介して放電する電子スイッチ手段と、 エンジン動作と同期して周期的な信号を発生させる充電
    ／トリガコイル手段であって、前記充電コイル手段は前
    期点火充電蓄積コンデンサを充電する信号エネルギを発
    生させ、前記トリガコイル手段は前記オン信号を発生さ
    せる充電／トリガコイル手段と、 前記トリガコイル手段と前記コントロール電極に接続さ
    れて前記コントロール電極における前記オン信号を維持
    することにより、前記オン信号の周波数が第一のしきい
    値を超えたとき前記前期点火充電蓄積コンデンサの充電
    を防止し、前記オン信号の周波数が前記第１しきい値と
    第１しきい値より低い第２しきい値との間にあるとき前
    期点火充電蓄積コンデンサの充電を制限する速度制限手
    段と、から成ることを特徴とするコンデンサ放電型エン
    ジン点火システム。
  2. 【請求項２】前記速度制限手段は前記トリガコイル手段
    に接続された第２の充電蓄積手段と、前記第２充電蓄積
    手段に接続された電圧放電手段と、前記コントロール電
    極を前記放電手段に接続する手段とから成ることを特徴
    とする請求項１記載のコンデンサ放電型エンジン点火シ
    ステム。
  3. 【請求項３】前記充電／トリガコイル手段はエンジン動
    作の各サイクル毎に１つの充電信号とその充電信号の前
    後に一対の前記オン信号を発生させることを特徴とする
    請求項２記載のコンデンサ放電型エンジン点火システ
    ム。
  4. 【請求項４】１次巻線と２次巻線を有しエンジン点火手
    段に接続された点火コイル手段と、 前記１次巻線に接続された１次電流通電電極とコントロ
    ール電極とを有する電子スイッチ手段であって、前記コ
    ントロール電極はオン信号に応答して電子スイッチ手段
    を導通させて電流を前記１次巻線に流すようにした電子
    スイッチ手段と、 エンジン動作と同期して前記オン信号を発生させるトリ
    ガコイル手段と、 前記トリガコイル手段と前記コントロール電極に接続さ
    れて、前記コントロール電極における前記オン信号を維
    持することにより、前記オン信号の周波数が第一のしき
    い値を超えたとき、前記スイッチ手段の切り替えを防止
    し、前記オン信号の周波数が前記第１しきい値と第１し
    きい値より低い第２しきい値との間にあるとき、前期コ
    ントロール電極におけるオン信号を間欠的に維持するこ
    とによって、前記スイッチ手段の切り替えを間欠的に防
    止する速度制限手段と、から成ることを特徴とするコン
    デンサ放電型エンジン点火システム。
  5. 【請求項５】前記速度制限手段は前記トリガコイル手段
    に接続された充電蓄積手段と、前記充電蓄積手段に接続
    された電圧放電手段と、前記コントロール電極を前記放
    電手段に接続する手段とから成ることを特徴とする請求
    項４記載のコンデンサ放電型エンジン点火システム。
JP5210294A 1992-08-26 1993-08-25 自動速度制限機能付コンデンサ放電型エンジン点火システム Expired - Fee Related JP2584184B2 (ja)

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US07/935189 1992-08-26

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