JPS632613Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の過回転防止装置に関するも
ので、特にイグニシヨンコイルへの電流供給を制
御するサイリスタの動作をCR時定数回路に依り
遅らせて、これにより内燃機関の点火時期を遅ら
せる様にしたものに関する。

すなわち、本考案は高速回転時に発電コイルに
誘起される正電圧を検知して発電コイルにスイツ
チングトランジスタを介して直列接続された時定
数回路の端子電圧に依つて、当該スイツチングト
ランジスタをオンとなし、続く発電コイルに誘起
された負電圧にも拘らず、イグニシヨンコイルに
直列接続した放電用コンデンサの当該イグニシヨ
ンコイルへの放電を放電制御用サイリスタに依つ
て上記時定数特性に応じて遅延せしめる様にな
し、以つて点火速度、すなわち、内燃機関の過回
転を確実に防止する様にしたものである。

本件出願人は上記のごとき過回転防止装置をす
でに特開昭57−41467号として提供している。

本考案は、上記装置の改良に関するもので、電
子部品の部品数を減らし、ローコスト化を図ると
ともに装置の小型化、軽量化を図つたことを特徴
とするものである。

以下に、本考案の実施例を図面について具体的
に説明する。

第１図は本考案の具体的構成を示す回路図であ
る。１は発電コイルで、これの周辺に永久磁石を
埋設したフライホイールが設けられ、このフライ
ホイールを機関のクランク軸に同期して回転させ
ることにより、機関の回転数に応じた電圧を上記
発電コイルに誘起するものである。この発電コイ
ル１には抵抗２、抵抗３およびスイツチングトラ
ンジスタ５のベース・コレクタが直列接続され、
上記抵抗２，３の接続中点とスイツチングトラン
ジスタ５のエミツタとの間に、第１のコンデンサ
４が並列接続されている。なお、この第１のコン
デンサ４は発電コイル１の正の誘起電圧を充電す
るものであり、上記抵抗３及びスイツチングトラ
ンジスタ５のベース・エミツタ間が第１のコンデ
ンサ４の充電電荷を所定の時定数で放電せしめる
放電回路を構成している。したがつて、上記スイ
ツチングトランジスタ５は上記放電回路による第
１のコンデンサ４の充電電荷の放電時に導通する
ようになつている。また、６は上記第１のコンデ
ンサ４に並列接続した第１のサイリスタで、この
第１のサイリスタ６のゲートとアノードとの間に
はツエナーダイオード７が接続され、さらに第１
のサイリスタ６のカソードとゲート間には抵抗８
が接続されている。すなわち、上記ツエナーダイ
オード７は第１のコンデンサ４の充電電圧が設定
レベルに達すると導通するようになつており、上
記第１のサイリスタ６はツエナーダイオード７の
導通時に導通し、上記放電回路に優先して上記第
１のコンデンサ４の充電電荷を短時間に放電せし
めるようになつている。

また、上記発電コイル１の一端とスイツチング
トランジスタ５のエミツタとの間には、逆方向ダ
イオード９が接続されており、スイツチングトラ
ンジスタ５は導通時に後述の第２のサイリスタ１
４のトリガ電圧をバイパスするようになつてい
る。また、ダイオード９のカソード側は順方向ダ
イオード１０および第２のコンデンサ１１を介し
てイグニシヨンコイル１２の一次巻線１２ａの一
端に接続されており、この一次巻線１２ａの他端
は発電コイル１の他端に接続されている。なお、
上記第２のコンデンサ１１は発電コイル１の正の
誘起電圧を充電するものである。一方、上記逆方
向ダイオード９のアノードには順方向にツエナー
ダイオード１３および逆方向に第２のサイリスタ
１４を介して、上記第２のコンデンサ１１の正電
位側が接続されている。この第２のサイリスタ１
４のゲートは発電コイル１の他端に接続され、第
２のサイリスタ１４のゲートとカソードとの間に
はダイオード１５および抵抗１７がそれぞれ接続
されている。また、第２のサイリスタ１４のゲー
トとアノードとの間にはダイオード１６が接続さ
れている。したがつて、上記第２のサイリスタ１
４は発電コイル１の負の誘起電圧に基づくトリガ
電圧を受けて導通し、上記第２のコンデンサ１１
の充電電荷をイグニシヨンコイルの一次巻線１２
ａを介して放電せしめるようになつているもので
ある。また、１８はイグニシヨンコイル１２の二
次巻線１２ｂに接続した点火プラグである。

次に、上記回路の作用について述べる。

先ず、永久磁石を埋設した上記フライホイール
を回転させると、これに近接した上記発電コイル
１の両端に、第２図に示すような誘起電圧Veが
得られる。この電圧Veのうち正電圧は抵抗２を
経て第１のコンデンサ４へ、およびダイオード１
０を経て第２のコンデンサ１１へ、それぞれ分流
して充電を行う。第３図はそのコンデンサ４の充
電電圧V_c4およびコンデンサ１１の充電電圧V_c11
を機関の回転数に対応して表わした特性グラフで
ある。これに依れば機関始動時などの様に低速回
転時および過回転時には、各充電電圧V_c4，V_c11
が低下する傾向を示すことが分かる。

いま、機関始動時の様にその機関の回転数が十
分に立上がつていない場合には、発電コイル１の
電圧はツエナーダイオード７のツエナー電圧V_B0
にまで至らず、このツエナーダイオード７がオフ
状態となつている。このためサイリスタ６も非導
通状態となつている。一方、第１のコンデンサ４
の充電電圧が上昇し、このコンデンサ４の端子電
圧が所定レベルに達するが、その充電電圧は上記
抵抗３およびスイツチングトランジスタ５のベー
ス・エミツタ間を経て放電され、スイツチングト
ランジスタ５がオンとなる。ここで上記抵抗３と
第１のコンデンサ４の各値によつて決まる放電時
定数を上記電圧波形の正の半周期より短く設定し
てあるので、第４図ａに示す様に、続く負の半周
期の電圧が発生する以前にスイツチングトランジ
スタ５をオフさせることができる。かくして、負
の半周期の電圧に依つて、ダイオード９、サイリ
スタ１４のアノードおよびツエナーダイオード１
３、抵抗１７、サイリスタ１４のゲートを結ぶ各
回路が導通し、抵抗１７によつてサイリスタ１４
のゲートおよびカソード間に電位差が生じ、この
サイリスタ１４が導通する。かくして、コンデン
サ１１に蓄積されていた電荷はサイリスタ１４お
よびダイオード１５を介してイグニシヨンコイル
１２の一次巻線１２ａに流され、二次巻線１２ｂ
に高電圧を誘起する。このため点火プラグ１８に
は十分大きな火花が発生し、混合気に点火する。

次に、機関の回転が中速程度である場合につい
て述べる。この場合には発電コイル１に誘起され
る電圧は上昇し、上記コンデンサ４の充電電圧
V_c4も第３図に示すよう上昇する。また、誘起電
圧がツエナーダイオード７のツエナー電圧V_B0よ
り十分に高くなると、このツエナーダイオード７
が導通してサイリスタ６がオンとなる。このため
コンデンサ４の電荷はこのサイリスタ６によつて
放電し、ためにトランジスタ５のベース電位が低
下し、トランジスタ５が不動作となる。したがつ
て、負の半周期の電圧が得られるときは、上記同
様にサイリスタ１４がトリガされ、コンデンサ１
１の電荷をイグニシヨンコイル１２の一次巻線１
２ａに放電し、正規の点火タイミングで二次巻線
１２ｂに高電圧を発生させるものである。

続いて、機関が高速過回転領域に入つた場合に
は、第３図に示すようにコンデンサ４の充電電圧
V_c4が上記ツエナー電圧V_B0以下となる。このた
めツエナーダイオード７がオフとなり、サイリス
タ６の導通が禁止され、コンデンサ４に充電され
た電圧はコンデンサ４と抵抗３とによつて決まる
放電時定数によつてトランジスタ５を動作させる
こととなる。

この場合において、発電コイル１の誘起電圧
Ve′は低速時に比較して第５図に示すように周波
数が高くなつているため、コンデンサ４の放電時
間がその誘起電圧Ve′の負の半周期にもかかるこ
とになる。したがつて、負の誘起電圧のときもコ
ンデンサ４、抵抗３によつてトランジスタ５は動
作しているので、負の電圧はトランジスタ５を通
つてバイパスし、サイリスタ１４のゲートはトラ
ンジスタ５が不動作になるまで点火開始信号が入
らず、この結果、点火時期が遅れる。第６図はこ
の状態を示し、コンデンサ４の充電電圧がツエナ
ーダイオード７のブレークオーバ電圧V_B0以下に
なつたとき、コンデンサ４および抵抗３で決まる
放電時間が誘起電圧の負の半サイクルまで延びて
いるため、急激に遅角することとなる。また、上
記コンデンサ４、抵抗３の時定数を任意に選定し
たりあるいはこれらに他の時定数回路を加えるこ
とにより、上記ツエナー電圧V_B0を越えた電圧に
比例して、第７図に示す様な遅角動作特性を得る
ことができる。

なお、第６図は機関の高速回転領域においてコ
ンデンサ４の充電電圧がツエナーダイオード７の
ブレークオーバ電圧V_B0をちようど下回る時点
で、コンデンサ４および抵抗３で決まる放電時間
が誘起電圧の負の半サイクルの中間まで延びるよ
うにその時定数を定めた場合の遅角制御特性を示
したものである。また、第７図は機関の高速回転
領域においてコンデンサ４の充電電圧がツエナー
ダイオード７のブレークオーバ電圧V_B0をちよう
ど下回る時点で、コンデンサ４および抵抗３で決
まる放電時間が誘起電圧の負の半サイクルまで延
び始めるようにその時定数を定めた場合の遅角制
御特性を示したものである。

この様に、本考案の過回転防止装置では、点火
プラグ１８の点火時期を、機関の過回転域でコン
デンサ４の放電により所定の時定数幅で遅角でき
るので、内燃機関の回転速度を安定化でき、過回
転による機関の破損、軸折れ或いは焼きつきを未
然に防止できる。

なお、製造にあたつて構成上の寸法、特に発電
コイル１と永久磁石を埋設したフライホイールと
の間のエアギヤツプの寸法がばらつくものである
が、そのエアギヤツプは通常所定値から広がる方
向にばらつくように設計するものである。この結
果、発電コイル１の誘起電圧は若干小さくなるこ
とがあるが、本考案では第１のコンデンサ４の充
電電圧V_C4がツエナーダイオード７のブレークオ
ーバー電圧V_B0を下回つた時点から遅角制御され
るため、遅角制御される回転数が下がる傾向にあ
り、常に所望の過回転を確実に防止できるもので
ある。

以上説明した様に、本考案によれば、内燃機関
の回転数に応じた電圧を誘起する発電コイルと、
その正の誘起電圧を充電する第１のコンデンサお
よび第２のコンデンサと、上記発電コイルの負の
誘起電圧に基づくトリガ電圧を受けて導通し、上
記第２のコンデンサの充電電荷をイグニシヨンコ
イルの一次巻線を介して放電せしめる第２のサイ
リスタと、上記第１のコンデンサの充電電荷を所
定の時定数で放電させる放電回路と、該放電回路
による第１のコンデンサの充電電荷の放電時に導
通して上記第２のサイリスタのトリガ電圧をバイ
パスするスイツチングトランジスタと、上記第１
のコンデンサの充電電圧が設定レベルに達すると
導通するツエナーダイオードと、該ツエナーダイ
オードの導通時に導通し、上記放電回路に優先し
て上記第１のコンデンサの充電電荷を短時間に放
電せしめる第１のサイリスタとを備えた構成とし
たことにより、機関の過回転時に点火プラグ１８
による混合気の点火を遅延させ、機関の回転を遅
らせることができる。また、上記時定数は任意の
大きに選定できるものであり、これによつて点火
タイミングの遅角を任意に設定できるものであ
り、前記した出願人の先行発明と比較した場合に
はダイアツク、ダイアツクを作動させる電圧を決
めるための抵抗並びにダイオード等の数を減らす
ことができローコスト化を図ることができるとと
もに、チエーンソーや草刈機のごとき携帯用機械
における小型化及び軽量化を図ることができるも
のである。さらに、本考案によれば、製造にあた
つて構成上の寸法、特に発電コイルとフライホイ
ールとの間のエアギヤツプにばらつぎが生じても
常に所望の過回転を確実に防止できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる過回転防止装置の具体
的回路図、第２図は発電コイルの電圧波形図、第
３図は機関回転数に対する第１のコンデンサおよ
び第２のコンデンサの端子電圧特性、第４図は機
関低速時に於ける第１のコンデンサの放電電圧特
性図、第５図は機関高速時に於ける第１のコンデ
ンサの放電電圧特性図、第６図および第７図は機
関の点火タイミングの遅角制御特性図である。 １……発電コイル、３……抵抗、４……第１の
コンデンサ、５……スイツチングトランジスタ、
６……第１のサイリスタ、７……ツエナーダイオ
ード、１４……第２のサイリスタ、１１……第２
のコンデンサ、１２……イグニシヨン、１８……
点火プラグ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の回転数に応じた電圧を誘起する発電
   コイルと、その正の誘起電圧を充電する第１のコ
   ンデンサおよび第２のコンデンサと、上記発電コ
   イルの負の誘起電圧に基づくトリガ電圧を受けて
   導通し、上記第２のコンデンサの充電電荷をイグ
   ニシヨンコイルの一次巻線を介して放電せしめる
   第２のサイリスタと、上記第１のコンデンサの充
   電電荷を所定の時定数で放電させる放電回路と、
   該放電回路による第１のコンデンサの充電電荷の
   放電時に導通して上記第２のサイリスタのトリガ
   電圧をバイパスするスイツチングトランジスタ
   と、上記第１のコンデンサの充電電圧が設定レベ
   ルに達すると導通するツエナーダイオードと、該
   ツエナーダイオードの導通時に導通し、上記放電
   回路に優先して上記第１のコンデンサの充電電荷
   を短時間に放電せしめる第１のサイリスタとを備
   えてなることを特徴とする内燃機関の過回転防止
   装置。