JPS6036796Y2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、交流発電機を電源とする電流遮断型の内燃機
関用点火装置に関するものである。

この種の点火装置においては、発電機の回転数が低い機
関の起動時に発電機から十分な出力を取出すことができ
ないため、十分な点火性能を得ることができず、機関の
起動が困難になることがある。

そこで点火電源コイルの出力にバッテリの出力を重畳さ
せて点火性能を向上させることを意図した内燃機関点火
装置（実公昭３７−２１７１３号）が提案されている。

第１図はこの従来の点火装置の基本的な構成を示したも
ので、同図において１はバッテリ、２は１次コイル２ａ
及び２次コイル２ｂを有する点火コイル、３は内燃機関
により駆動される磁石式交流発電機内に設けられた点火
電源コイル、４は図示しないカムにより駆動されて機関
の点火位置より前の位置で閉じ点火位置で開く断続器、
５は消弧用のコンデンサ、６は機関のシリンダに取付け
られ点火コイルの２次コイル２ｂに接続された点火プラ
グである。

この点火装置は、点火電源コイル３に図示の矢印方向の
電圧が誘起したときに１次コイル２ａ及び断続器４を通
して電流を流し、断続器４を開いて電流を遮断した際の
点火コイルの１次電流の変化により２次コイル２ｂに高
電圧を誘起させて点火動作を行なわせるもので、断続器
４が閉じているときに点火電源コイル３から１次コイル
２ａを通して流れる電流にバッテリ１の出力電流を重畳
することにより、機関の回転数（ｒｐｍ）が低く、点火
電源コイル３の出力電圧が低い場合の電流の遮断値を増
大させて点火性能を向上させるようにしたものである。

しかしながら、第２図に示したように、上記点火装置の
断続器４をトランジスタ８で置き換え、制御回路８によ
りこのトランジスタ８をオンオフ制御するようにして回
路の無接点化を図ると以下に示すような欠点を生じ、実
用できなかった。

（イ） 点火コイルの２次コイル２ｂに高い電圧を誘起
させて十分な点火性能を得るためには、通常点火コイル
の１次巻線２ａを流れる電流の遮断値が２〜４Ａ程度あ
ることが必要であり、この電流が遮断すると点火コイル
の１次コイル２ａには１５０Ｖ〜４００Ｖの電圧が誘起
する。

トランジスタ７のコレクタエミッタ間にはこの電圧に加
えて、上記電流の遮断により点火電源コイル３に誘起す
る電圧が印加されるので、非常に高い電圧が印加される
ことになり、これがトランジスタ７の破損の原因になる
ことがある。

（ロ）トランジスタ７を機関の回転に同期してオンオフ
制御する制御回路８はバッテリ１を電源とする回路であ
るため、構成が複雑になり、高価になる。

（ハ）機関の回転数が上昇し、点火電源コイル３の出力
だけで十分に点火エネルギーを供給できる状態になって
もバッテリから電力を消費するためバッテリ１として容
量の大きいものを必要とする。

本考案の目的は、容量の大きいバッテリを必要とせずに
機関の起動時の点火エネルギーを高めることができるよ
うにし、しかも電流制御用の半導体スイッチに印加され
る電圧を低くして半導体スイッチの破損を防止した内燃
機関用点火装置を提供することにある。

以下図示の実施例により本考案の点火装置を詳細に説明
する。

第３図は本考案の一実施例を示したもので、同図におい
て１はバッテリ、２は点火コイル、３は直列に接続され
たコイル３ａ〜３Ｃからなる点火電源コイルであり、点
火電源コイル３の一端は点火コイル２の１次コイル２ａ
の一端に接続され、他端はアノードを接地したダイオー
ド１０のカソードに接続されている。

１１は点火電源コイルに対して並列に設けられた電流制
御用の第１の半導体スイッチとしてのトランジスタで、
このトランジスタのコレクタはダイオード１２を介して
点火電源コイル３の一端に接続され、エミッタは接地さ
れている。

トランジスタ１１のベースはカソードをこのトランジス
タのベース側にしたダイオード１３を介して点火コイル
の１次コイル２ａの他端に接続され、１次コイル２ａの
他端と接地間に、カソードを接地側にしてサイリスタ１
４が接続されている。

サイリスタ１４のゲートカソード間には抵抗１５とアノ
ードを接地側にしたダイオード１６と信号コイル１７と
が並列に接続され、サイリスタ１４、抵抗１５、ダイオ
ード１６及び信号コイル１７により点火位置でトランジ
スタ１１を遮断するように制御する制御回路が構成され
ている。

バッテリ１はその負極端子が接地され、正極端子ハイグ
ニッションスイッチと連動していて機関の起動時にのみ
閉じられるスイッチ１８とアノードをこのスイッチ側に
したダイオード１９とを通してコイル３ｂ及び３Ｃの接
続点に接続されている。

コイル３ｂと３ａの接続点には第２の半導体スイッチと
してのトランジスタ２０のコレクタが接続され、トラン
ジスタ２０のエミッタは接地されている。

トランジスタ２０のベースは抵抗２１を通してダイオー
ド１０とコイル３Ｃとの接続点に接続され、トランジス
タ２０のベースエミッタ間には抵抗２２が並列接続され
ている。

また２次コイル２ｂの両端には点火プラグ６が接続され
ている。

上記の点火装置において、点火電源コイル３を構成する
３つのコイル３ａ〜３Ｃはそれぞれ別個の鉄心に巻回さ
れたコイルであってもよく、同一鉄心に巻回されたコイ
ルから中間タップを引出して３つのコイル部分に分ける
ようにしてもよい。

また信号コイル１７は、機関の点火位置で信号を発生す
るコイルであって、点火電源コイル３を設けた交流磁石
発電機に組み込んだものでもよく、この発電機とは別個
に設けた信号発電機内に設けたものでもよい。

上記の点火装置において、機関を起動させるため図示し
ないスタータにより機関を回転させるとともにスイッチ
１８を閉じると、点火電源コイル３に図示の実線矢印方
向の電圧が誘起する半サイクルにおいてバッテリ１及び
点火電源コイル３から１次コイル２ａ及びダイオード１
３を通してトランジスタ１１にベース電流が流れてトラ
ンジスタ１１が導通状態になり、点火電源コイル３がこ
のトランジスタ１１により実質的に短絡されて短絡電流
が流れる。

またこのときバッテリ１がコイル３ ｂ、３ Ｃ％ダイ
オード１２及びトランジスタ１１を通して実質的に短絡
されるため、点火電源コイルのコイル３ａ、３ｂの部分
には点火電源コイルの短絡電流にバッテリの短絡電流が
重畳された大きな電流が流れる。

したがって点火電源コイルに蓄えられる電磁エネルギー
は磁石発電機によるエネルギーとバッテリから与えられ
るエネルギーとを加え合せたものとなる。

上記電流が略最大になる位置に設定された機関の低速時
における点火位置で信号コイル１７が図示の矢印方向の
信号を誘起すると、サイリスタ１４が導通するためトラ
ンジスタ１１が遮断状態になり、点火電源コイル３に流
れていた電流を遮断する。

これにより点火電源コイル３に図示の実線矢印方向の比
較的高い電圧が誘起し、この電圧は点火コイル２の１次
コイル２ａに印加される。

したがって１次コイル２ａには急激に大きな電流が流れ
込み、この電流変化により点火コイルの鉄心内に大きな
磁束変化が生じて２次コイル２ｂに高電圧が印加される
。

これにより点火プラグ６に火花が生じて点火が行なわれ
、機関が起動する。

この場合、点火位置においてトランジスタ１１が遮断す
る電流は、点火電源コイル３による電流にバッテリ１か
らの電流が重畳された電流であるため、点火電源コイル
の出力が低くても遮断する電流値を大きくすることがで
き、十分な点火性能を得て機関の起動を確実にすること
ができる。

スイッチ１８が閉じられている間に点火電源コイル３に
図示の破線矢印方向の電圧が誘起すると、トランジスタ
２０に点火電源コイル３から抵抗２１を通してベース電
流が流れるためこのトランジスタ２０が導通し、バッテ
リ１の出力はコイル３ｂ及びトランジスタ２０のコレク
タエミッタ間回路を通して短絡される。

したがってバッテリ１からトランジスタ１１にベース電
流が流れてこのトランジスタを導通させることはない。

またトランジスタ２０の導通により点火電源コイル３の
破線矢印方向の誘起電圧がサイリスタ１４のアノードカ
ソード間に逆方向に印加され、サイリスタ１４が遮断す
る。

したがってバッテリ１の出力によりトランジスタ１１及
びサイリスタ１４が導通状態を保持することはない。

機関の起動が完了すると、スイッチ１８が開かれるため
バッテリ１が切り離され、点火電源コイル３の出力のみ
で点火動作が行なわれる。

このように機関の運転中はバッテリ１の出力が点火動作
に用いられることがなく、バッテリ１は機関の起動時に
のみ点火装置に出力を供給すればよいので、バッテリ１
として小型で小容量のものを用いることができる。

また上記の点火装置においては、電流制御用のトランジ
スタ１１が点火電源コイル３及び点火コイルの１次コイ
ル２ａに対して並列に設けられているので、電流の遮断
時に両コイルの誘起電圧の和がトランジスタ１１のコレ
クタエミッタ間に印加されることがない。

したがってトランジスタ１１に破損の原因となるような
高電圧が印加される虞れがない。

上記の実施例では第１及び第２の半導体スイッチとして
トランジスタを用いたが、ＧＴＯ等の他の制御可能な半
導体スイッチを用いてもよい。

また単一のトランジスタに代えてダーリントン接続した
複合トランジスタを用いることができるのは勿論である
。

更に、サイリスタ１４もトランジスタ等の他の半導体ス
イッチで置き代えることができる。

尚このサイリスタ１４と信号コイル１７を含む制御回路
の構成は、第１の半導体スイッチとして用いるスイッチ
ング素子に応じて異なるのは勿論である。

以上のように、本考案によれば、機関の起動時にバッテ
リのエネルギーを利用して点火性能を高めることができ
、しかもバッテリのエネルギーは起動時にのみ利用する
のでバッテリとして小容量のものを用いることができる
。

また電流制御用の第１の半導体スイッチに印加される電
圧を通常の電流遮断型の点火装置の場合と同等の値まで
下げることができるので、この半導体スイッチが破損す
るのを防ぐことができる。

更に半導体スイッチのオンオフを制御する制御回路は、
点火電源コイルを用いた通常の電流遮断型点火装置にお
ける制御回路と同様の簡単な構成のものを用いることが
できるので、構造を簡単にして安価に提供できる実益も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ異なる従来例を示す接続図
、第３図は本考案の一実施例を示す接続図である。 １・・・・・・バッテリ、 ２・・・・・・点火コイル、 ３・・・・・・点 大電源コイル、 １１・・・・・・トランジスタ、 １４・・・・・・ サイリスタ、 １７・・・・・・信号コイル、 ８・・・・・・スイ ッチ、 ２０・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の回転と同期して交流電圧を誘起する点火電源
   コイルと、前記点火電源コイルに対して並列に設けられ
   該点火電源コイルの一方の半サイクルの出力で導通して
   該点火電源コイルを実質的に短絡する第１の半導体スイ
   ッチと、前記内燃機関の点火位置で前記第１の半導体ス
   イッチを遮断するように制御する制御回路と、前記点火
   電源コイルに対して並列に設けられた１次コイルと点火
   プラグに接続される２次コイルとを有する点火コイルと
   、前記内燃機関の起動時にのみ閉じられるスイッチを介
   して前記点火電源コイルの一部に対し並列に接続され該
   スイッチが閉じているときに前記第１の半導体スイッチ
   の導通時に前記点火電源コイルに流れる電流と同方向の
   直流電流を該点火電源コイルに流入させるバッテリと、
   前記点火電源コイルの他方の半サイクルで導通して前記
   バッテリの出力を実質的に短絡し該点火電源コイルの一
   方の半サイクルでは遮断する第２の半導体スイッチとを
   具備してなる内燃機関用点火装置。