DE60131240T2

DE60131240T2 - Zündsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60131240T2
Application number: DE60131240T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Wako-shi Nakamura; Kazumi Wako-shi Miyashita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: JP2002171736A; US20020066429A1; DE60131240D1; EP1211413A2; CN1207491C; EP1211413B1; US6550462B2; JP3966687B2; CN1357681A; EP1211413A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines Magnetgenerator-Zündungssystems, welches für eine Maschine vorzugsweise mit vergleichsweise kleinen Abmessungen verwendet wird.
Herkömmlicherweise ist ein derartiges Zündungssystem beispielsweise bekannt aus der Veröffentlichung des japanischen Gebrauchsmusters mit der Nummer 63-21739 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 5-42629 , in welcher ein Permanentmagnet in den Außenumfang eines Rotors eingepasst ist.
Die oben genannte herkömmliche Anordnung, bei welcher ein Permanentmagnet an den Außenumfang eines Rotors eingepasst ist, weist die unten angegebenen Probleme (1) bis (3) auf. Dies bedeutet, (1) um das Drehgleichgewicht des Rotors beizubehalten, ist es notwendig, ein Gegengewicht an den Rotor an der dem Permanentmagnet entgegengesetzten Seite anzubringen, wobei das Gegengewicht ein Gewicht aufweist, welches mit dem Permanentmagnet vergleichbar ist, wodurch der Rotor sehr schwer gemacht wird. Darüber hinaus (2) ist es notwendig, die Strukturen der Schnitte zu arrrangieren, an welchen die Permanentmagnete und das Gegengewicht eingepasst werden, sowie das Verfahren zum Einpassen derselben, um der durch hohe Drehzahl erzeugten Zentrifugalkraft standzuhalten. Darüber hinaus (3), da innerhalb der Schnitte, an welchen der Permanentmagnet und das Gegengewicht eingepasst sind, lediglich ein geringer Raum vorhanden ist, ist es schwierig, eine weitere Komponente im Inneren der Schnitte zu platzieren, an welchen der Permanentmagnet und das Gegengewicht eingepasst sind.
Die vorliegende Erfindung wurde unter den oben genannten Umständen gemacht, und es ist eine Aufgabe von wenigstens einer der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Maschinenzündungssystem bereitzustellen, welche das Gewicht des Rotors verringern kann, während ermöglicht wird, dass das Drehgleichgewicht des Rotors einfach einzustellen ist, die Anordnung des Rotors selbst vereinfachen kann und einen effektiv nutzbaren Raum in dem Bereich auf der Innenseite des Rotors in der radialen Richtung gewährleisten kann.
Die US-A-5,704,338 offenbart ein Maschinenzündungssystem, welches umfasst: einen Rotor, welcher synchronisiert ist, um mit der Drehung einer Maschine zu drehen, wobei der Rotor einen Außenumfang aufweist; eine Primärspule; eine Sekundärspule; einen Eisenkern, welcher dem Außenumfang des Rotors gegenüberliegend fest angeordnet ist und eine Mehrzahl von Schenkeln aufweist, die gegenüber dem Außenumfang des Rotors positioniert sind und in der Umfangsrichtung des Rotors mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Primär- und die Sekundärspule konzentrisch um den Eisenkern gewickelt sind; wenigstens einen Permanentmagneten, welcher an dem Eisenkern angebracht ist; eine Zündkerze, welche betriebsmäßig mit der Drehung des Rotors synchronisiert ist; und einen Induktor, welcher fest an dem Außenumfang des Rotors vorgesehen ist, wobei der Induktor einen magnetischen Pfad für den magnetischen Fluss bildet, welcher durch den wenigstens einen Permanentmagneten zwischen einem Paar der Schenkel erzeugt wird, die einander in der Umfangsrichtung des Rotors benachbart sind, wobei die Wicklung der Primärspule und der Sekundärspule um den Eisenkern die Zündkerze dann mit Energie versorgt, wenn der Induktor das Paar von Schenkeln passiert.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern drei Schenkel umfasst, welche bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Rotors mit Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei der wenigstens eine Permanentmagnet an wenigstens einen der Schenkel an entgegengesetzten Seiten der Umfangsrichtung des Rotors angebracht ist, und die Primärspule und die Sekundärspule um einen mittleren Schenkel entlang der Umfangsrichtung des Rotors herum gewickelt sind. Nach Maßgabe einer derartigen Anordnung ist die Rate einer Änderung im Magnetfluss aufgrund dessen, dass der Induktor über den mittleren Schenkel unter den drei Schenkeln hinweg geht, wenn der Rotor dreht, größer als die Rate einer Änderung im Magnetfluss aufgrund dessen, dass der Induktor über zwei Schenkel hinweg geht, wenn lediglich zwei Schenkel vorgesehen sind, wodurch eine hohe Zündenergie bereitgestellt wird.
Da der Rotor mit lediglich dem Induktor zur Ausbildung des magnetischen Pfads für den durch den wenigstens einen Permanentmagneten auf der Eisenkernseite erzeugten Magnetfluss versehen ist, kann das Gewicht des Rotors verringert werden und das Drehgleichgewicht des Rotors kann einfach eingestellt werden und darüber hinaus kann der Induktor einfach an den Rotor bereitgestellt sein, verglichen mit der herkömmlichen Anordnung, bei welcher ein Permanentmagnet an einen Rotor eingepasst ist. Darüber hinaus kann ein verhältnismäßig großer Raum in dem Bereich auf der Innenseite des Rotors in der radialen Richtung sichergestellt werden und der Raum kann in effektiver Weise genutzt werden.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem bereitgestellt, bei welchem der Permanentmagnet in einen Ausschnitt montiert ist, welcher in dem Eisenkern vorgesehen ist, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann der Permanentmagnet in einfacher Weise an den Eisenkern eingepasst und befestigt werden.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem vorgesehen, bei welchem die Permanentmagnete an eine Fläche des Eisenkerns eingepasst sind, wobei die Fläche dem Rotor gegenüberliegt, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann eine Leckage eines magnetischen Flusses unterdrückt werden.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem bereitgestellt, bei welchem der Induktor aus dem Außenumfang des Rotors zum Eisenkern hin vorragt, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet sein.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem bereitgestellt, bei welchem der Induktor gebildet ist durch Einpassen einer magnetischen Platte an den Außenumfang des Rotors, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet sein, während die Notwendigkeit einer Form usw. umgangen wird.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem bereitgestellt, bei welchem der Induktor gebildet ist durch Einbetten eines Stücks einer Magnetplatte in den Rotor, welcher aus einer Aluminiumlegierung durch Druckgießen hergestellt ist, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet sein, indem die magnetische Platte an den Rotor, welcher aus einer Aluminiumlegierung, die ein nicht-magnetisches Material ist, hergestellt ist, in einfacher Weise eingepasst und angebracht sein.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals ist ein Maschinenzündungssystem bereitgestellt, bei welchem der Induktor gebildet ist durch Ausnehmen eines Teils des Außenumfangs des Rotors nach innen, und nach Maßgabe einer derartigen Anordnung kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet sein.
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung werden nun als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei darstellt:
1 eine vertikale Querschnittsseitenansicht, welche die Anordnung wesentlicher Teile eines Zündungssystems zeigt.
2 eine vertikale Querschnittsseitenansicht entsprechend 1 in einem Zustand, in welchem eine Drehung des Rotors fortgeschritten ist.
3 ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Basisanordnung einer elektrischen Schaltung für das Zündungssystem zeigt.
4 einen Zeitsteuerungsplan.
5 eine vertikale Querschnittsansicht, welche eine erste modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
6 eine vertikale Querschnittsseitenansicht, welche eine zweite modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
7 eine schräge Ansicht, welche eine dritte modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
8 eine Seitenansicht, welche eine vierte modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
9 eine schräge Ansicht, welche eine fünfte modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
10 eine schräge Ansicht, welche eine modifizierte Ausführungsform des Rotors und des Induktors zeigt.
11 eine vertikale Querschnittsseitenansicht entsprechend 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 eine vertikale Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung, welche nicht zur Erfindung gehört.
13 ein Zeitsteuerungsplan entsprechend 4, welcher nicht zur Erfindung gehört.
In 1 ist ein Rotor 1A, welcher synchron mit der Drehung einer Maschine (nicht dargestellt) dreht, koaxial mit beispielsweise einer Kurbelwelle 3 der Maschine verbunden. In einer festen Position gegenüber dem Außenumfang des Rotors 1A ist ein Eisenkern 4A platziert. Konzentrisch um den Eisenkern 4A herumgewickelt sind eine Primärspule 5 und eine Sekundärspule 6, und in den Eisenkern 4A eingepasst sind beispielsweise ein Paar von Permanentmagneten 7A.
Der Eisenkern 4A ist in der Form einer E-Gestalt hergestellt, welche zur Seite des Rotors 1A offen ist und eine Mehrzahl von Schenkel aufweist, vorzugsweise drei Schenkel 8, 9 und 10, welche dem Außenumfang des Rotors 1A bei Positionen gegenüberliegen, welche in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind. Der Eisenkern 4A ist gebildet durch Stapeln einer Mehrzahl von Eisenkernlaminationen, welche mittels einer Presse gestanzt wurden. Die Primärspule 5 und die Sekundärspule 6 sind konzentrisch um den Schenkel 9 unter den oben genannten Schenkeln 8 bis 10 herumgewickelt, wobei der Schenkel 9 in der Mitte entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A positioniert ist. Jeder der Schenkel 8 und 10, welche an entgegengesetzten Seiten entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A positioniert sind, weist einen der Permanentmagnete 7A an sich angebracht auf. Die Permanentmagnete 7A sind in entsprechende Ausschnitte 11 montiert, welche nahe den Enden der Schenkel 8 und 10 vorgesehen sind.
Für die Permanentmagnete 7A ist es wünschenswert, einen Magnet aus Seltenen Erden mit einer hohen magnetischen Flussdichte zu verwenden, wie z. B. einen Magneten aus einem Nd-Fe-B-System (Neodym/Eisen/Bor-System).
Ein Induktor 2A ist fest an dem Außenumfang des Rotors 1A durch Einpassen einer magnetischen Platte an den Außenumfang des Rotors 1A vorgesehen. Der Induktor 2A steht in radialer Richtung von dem Außenumfang des Rotors 1A nach außen vor, sodass er einen magnetischen Pfad für den magnetischen Fluss bildet, welcher durch die Permanentmagnete 7A zwischen den Schenkeln 8, 9 und zwischen den Schenkeln 9, 10 erzeugt wird. Die Schenkel in jedem der Paare sind einander in der Umfangsrichtung des Rotors 1A benachbart. Dies bedeutet, dass in einem Zustand, wie er in 1 gezeigt ist, in welchem entgegengesetzte Enden des Induktors 2A entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A einem Paar von Schenkeln 8 und 9 unter den drei Schenkeln 8, 9 und 10 des Eisenkerns 4A entgegengesetzt sind, ein magnetischer Pfad zwischen den zwei Schenkeln 8 und 9 des Eisenkerns 4A und des Induktors 2A gebildet ist, wie durch die strichpunktpunktierte Linie in 1 gezeigt ist. Wenn der Rotor 1A ausgehend von dem in 1 gezeigten Zustand weiter zu einem in 2 gezeigten Zustand dreht, in welchem entgegengesetzte Enden des Induktors 2A entlang einer Umfangsrichtung des Rotors 1A dem anderen Paar von Schenkels 9 und 10 unter den drei Schenkeln 8 und 10 des Eisenkerns 4A entgegengesetzt sind, ist ein magnetischer Pfad zwischen den zwei Schenkeln 9 und 10 des Eisenkerns 4A und dem Induktor 2A gebildet, wie durch die strichpunktpunktierte Linie in 2 gezeigt ist.
In 3 ist die Primärspule 5 mit einer Zündschaltung 12 verbunden. Die Zündschaltung 12 weist Widerstände 13 und 14 auf, welche in Reihe zwischen entgegengesetzten Enden der Primärspule 5 angeschlossen sind, weist eine Reihenschaltung einschließlich eines Transistors 15 und eines Widerstands 16 auf, welche parallel zu den Widerständen 13 und 14 angeschlossen sind, und weist einen Transistor 17 auf, welcher zwischen entgegengesetzten Enden der Primärspule angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen 13 und 14 ist mit der Basis des Transistors 15 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Transistor 15 und dem Widerstand 16 ist mit der Basis des Transistors 17 verbunden. Die Sekundärspule ist mit einer Zündspule 18 verbunden.
In dem Zündungssystem mit einer derartigen Anordnung ändert sich dann, wenn sich die relative Position zwischen dem Eisenkern 4A und dem Rotor 1A ausgehend von dem in 1 gezeigten Zustand zu dem in 2 gezeigten Zustand ändert, der magnetische Fluss Φ, welcher durch die Primärspule 5 tritt, von Φ1 zu Φ2, wie in 4(a) gezeigt ist, wodurch eine Primärspannung V1' in der Primärspule 5 erzeugt wird, wie in 4(b) gezeigt ist.
Wenn die Primärspannung V1' ansteigt, leitet die Zündschaltung 12 im Ansprechen auf einen Anstieg in der Basisspannung des Transistors 17 und ein kontrollierter Primärstrom I1, wie in 4(c) gezeigt ist, strömt durch die Primärspule 5. Die Zunahme des Primärstroms I1 erhöht das Potenzial zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 17, und dann, wenn das Potenzial einen bestimmten eingestellten Wert erreicht, beginnt der Transistor 15 zu leiten, und als Folge davon wird der Transistor 17 abgetrennt und der Primärstrom I1, welcher hindurchströmte, wird rasch unterbrochen.
Eine derartige rasche Änderung des Primärstroms I1 bewirkt eine rasche Änderung des magnetischen Flusses in dem Schenkel 9 des Eisenkerns 4A. Der Schenkel 9 ist mit der Primärspule 5 umhüllt, wodurch eine Primärspannung V1 von einigen hundert Volt in der Primärspule 5 erzeugt wird, wie in 4(d) gezeigt ist. Da die Primärspule 5 und die Sekundärspule 6 konzentrisch um den Schenkel 9 gewickelt sind, wird eine Sekundärspannung V2 in die Sekundärspule 6 induziert, wie in 4(e) gezeigt ist, und zwar bei einem Niveau von etwa 10 kV nach Maßgabe des Verhältnisses der Anzahl an Windungen derselben zu jener der Primärspule 5. Diese Sekundärspannung V2 wird der Zündkerze 18 zugeführt, wodurch eine Maschinenzündung bewirkt wird.
Dies bedeutet, dass die Primärspule 5 und die Sekundärspule 6 um den Schenkel 9 des Eisenkerns 4a derart herumgewickelt sind, dass die Zündkerze 18 jedesmal mit Energie versorgt wird, wenn der Induktor 2A des Rotors 1A die zwei Paare von Schenkeln 8, 9 und 9, 10 unter den drei Schenkeln 8 bis 10, die zum Eisenkern 4a gehören, passiert.
Nach Maßgabe der oben genannten ersten Ausführungsform ist der Rotor 1A lediglich mit dem Induktor 2A versehen, um den magnetischen Pfad für den magnetischen Fluss zu bilden, welcher durch die Permanentmagnete 7A und 7B erzeugt wird, die auf der Seite des Eisenkerns 4A vorhanden sind; im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung, in welcher ein Permanentmagnet an einem Rotor angebracht ist, wird es möglich, das Gewicht des Rotors 1A zu verringern und das Drehgleichgewicht des Rotors 1A in einfacher Weise einzustellen.
Da der Induktor 2A lediglich geringfügig in radialer Richtung von dem Außenumfang des Rotors 1A nach außen vorsteht, kann ein verhältnismäßig großer freier Raum in einem Bereich auf der Innenseite des Rotors 1A in der radialen Richtung gesichert werden und dieser Raum kann in effizienter Weise genutzt werden.
Der Eisenkern 4A weist die drei Schenkel 8, 9 und 10 auf, welche bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Rotors mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die Permanentmagnete 7A sind an wenigstens zwei Schenkeln 8 und 10 auf entgegengesetzten Seiten entlang der. Umfangsrichtung des Rotors 1A (in dieser Ausführungsform an den entgegengesetzten Seiten alleine) unter den oben genannten Schenkeln 8, 9 und 10 angebracht. Die Primärspule 5 und die Sekundärspule 6 sind um den Schenkel 9 gewickelt, welcher sich entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A in der Mitte befindet. Als Folge kann Rate einer Änderung des Magnetflusses dann, wenn der Induktor 2 über den mittleren Schenkel 9 unter den drei Schenkeln 8 bis 10 hinweggeht, wenn der Rotor 1A dreht, groß gemacht werden, wodurch eine hohe Zündenergie erhalten wird.
Darüber hinaus sind die Permanentmagnete 7A in die Ausschnitte 11 montiert, welche in den zwei Schenkeln 8 und 10 des Eisenkerns 4A vorgesehen sind, und der Eisenkern 4A ist gebildet durch Stapeln einer Mehrzahl von Eisenkernlaminationen. Da es einfach ist, in den Eisenkernlaminationen Öffnungen auszubilden, wenn diese durch Stanzen geformt werden, die Öffnungen, welche den oben genannten Ausschnitten 11 entsprechen, wird es einfach, die Permanentmagnete 7A an den Eisenkern 4A einzupassen und zu befestigen.
Da darüber hinaus, wie in dieser ersten Ausführungsform, der Induktor 2A zu dem Eisenkern 4A von dem Außenumfang des Rotors 1A aus vorsteht, kann der Induktor 2A in einfacher Weise durch beispielsweise Einpassen einer magnetischen Platte an den Außenumfang des Rotors 1A gebildet werden. Da darüber hinaus die magnetische Platte an den Außenumfang des Rotors 1A eingepasst wird, kann der Induktor 2A in einfacher Weise gebildet werden, während das Erfordernis einer Form usw. umgangen wird.
5 bis 10 zeigt modifizierte Ausführungsformen des Rotors und des Induktors. In einer ersten modifizierten Ausführungsform, welche in 5 gezeigt ist, ist ein Induktor 2B integral mit dem Außenumfang eines gegossenen Eisenrotors 1B derart ausgebildet, dass er in radialer Richtung von dem Rotor 1B nach außen vorsteht, und nach Maßgabe dieser modifizierten Ausführungsform kann der Induktor 2B in einfacher Weise ausgebildet werden.
In einer zweiten modifizierten Ausführungsform, welche in 6 gezeigt ist, ist ein Rotor 1C durch Pressumformen von Eisenblech in die Form einer Pfannengestalt mit einem zylindrischen Abschnitt 19 an seinem Außenumfang sowie durch Drücken eines Teils des zylindrischen Abschnitts 19 nach außen, um einen Induktor 2C an dem Außenumfang des Rotors 1C zu bilden, ausgebildet.
In einer dritten modifizierten Ausführungsform, welche in 7 gezeigt ist, ist ein Rotor 1D ausgebildet durch Stapeln magnetischer Metallbleche, welche durch eine Presse gestanzt sind, wobei ein Teil einem Induktor 2D entspricht, welcher gleichzeitig dann ausgebildet wird, wenn jedes der magnetischen Metallbleche gestanzt wird. Wenn der Rotor 1D durch Stapeln eines jeden der magnetischen Metallbleche ausgebildet wird, kann der Induktor 2D gleichzeitig derart ausgebildet werden, dass er in radialer Richtung nach außen von dem Außenumfang des Rotors 1D aus vorsteht.
In einer vierten modifizierten Ausführungsform, welche in 8 gezeigt ist, ist ein Rotor 1E ausgebildet durch Druckgießen einer Aluminiumlegierung, und ein Induktor 2E ist gebildet durch Einbettten eines Teils aus einer magnetischen Platte in den Außenumfang des Rotors 1E. Nach Maßgabe dieser vierten Ausführungsform kann der Induktor 2E in einfacher Weise ausgebildet werden, indem die magnetische Platte an den aus einer Aluminiumlegierung, welches ein nicht-magnetisches Material ist, gebildeten Rotor 1E einfach eingepasst und befestigt wird.
In einer fünften modifizierten Ausführungsform, welche in 9 gezeigt ist, ist eine Ausnehmung 20 gebildet durch Ausnehmen eines Teils des Außenumfangs eines gegossenen Eisenrotors 1F nach innen, wodurch am Außenumfang des Rotors 1F ein Induktor 2F bereitgestellt wird, welcher die Ausnehmung 20 als seine Außenfläche verwendet, und somit kann der Induktor 2F in einfacher Weise gebildet werden.
Darüber hinaus ist in einer sechsten modifizierten Ausführungsform, welche in 10 gezeigt ist, ein Rotor 1G gebildet durch Stapeln von magnetischen Metallblechen, welche durch eine Presse gestanzt sind. Durch Ausbilden eines Teils, welches einer Ausnehmung 21 entspricht, gleichzeitig dann, wenn jedes der Metallbleche gestanzt wird, kann die Ausnehmung 21 dann gebildet werden, wenn die magnetischen Metallbleche gestapelt werden, umd en Rotor IG zu bilden. Die Ausnehmung 21 ist gebildet durch Ausnehmen eines Teils des Außenumfangs des Rotors IG nach innen. Ein Induktor 2G, welcher die Ausnehmung 21 als seine Außenfläche verwendet, ist somit am Außenumfang des Rotors 1G vorgesehen. Nach Maßgabe dieser sechsten Ausführungsform kann der Induktor 2G ebenso in einfacher Weise ausgebildet werden.
11 zeigt eine zweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung. Ein Eisenkern 4B, welcher in einer Position gegenüber dem Außenumfang des Rotors 1A fest angeordnet ist, ist in der Gestalt eines E ausgebildet, welches auf der Seite des Rotors 1A offen ist und drei Schenkel 8, 9 und 10 aufweist, die dem Außenumfang des Rotors 1A bei Positionen gegenüberliegen, welche in der Umfangsrichtung des Rotors 1A mit Abstand voneinander angeordnet sind. Unter den Schenkeln 8 bis 10 sind, der Schenkel 9, welcher in der Mitte entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A positioniert ist, ist konzentrisch mit einer Primärspule 5 und einer Sekundärspule 6 umwickelt. Permanentmagnete 7B sind beispielsweise durch Klebung an das Längsende eines jeden aus dem Paar von Schenkeln 8 und 10 befestigt, welche bei entgegengesetzten Seiten entlang der Umfangsrichtung des Rotors 1A positioniert sind, d. h. die Stirnseiten der Schenkel 8 und 10 liegen dem Rotor 1A gegenüber.
Nach Maßgabe der oben genannten zweiten Ausführungsform kann das Ausstreuen von magnetischem Fluss verglichen mit dem Fall der ersten Ausführungsform unterdrückt werden, in welcher die Permanentmagnete 11 in den Schenkeln 8 und 10 des Eisenkerns 4A angebracht sind.
Die 12 und 13 gehören nicht zur Erfindung, obwohl Teile, welche jenen in den oben genannten Ausführungsformen der Erfindung entsprechen, unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen und Symbole bezeichnet sind.
Ein Eisenkern 4C ist fest in einer Position gegenüber dem Außenumfang eines Rotors 1A angeordnet. Eine Primärspule 5 und eine Sekundärspule 6 sind konzentrisch um den Eisenkern 4C gewickelt und beispielsweise ist ein Paar von Permanentmagneten 7A an den Eisenkern 4C angebracht.
Der Eisenkern 4C ist in der Form einer U-Gestalt ausgebildet, welche zu der Seite des Rotors 1A hin offen ist und ein Paar von Schenkeln 22 und 23 aufweist, welche dem Außenumfang des Rotors 1A bei Positionen gegenüberliegen, welche in der Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind. Der Eisenkern 4C ist gebildet durch Stapeln einer Mehrzahl von Eisenkernlaminationen, welche durch eine Presse gestanzt sind. Darüber hinaus sind Ausschnitte 11 in Bereichen nahe der Längsenden der Schenkel 22 und 23 vorgesehen und die Permanentmagnete 7A sind in diese Ausschnitte 11 montiert. Die Primärspule 5 und die Sekundärspule 6 sind konzentrisch um den Schenkel 23 unter den zwei Schenkeln 22 und 23 gewickelt.
Nach Maßgabe der Vorrichtung der 12 und 13, welche nicht Teil der Erfindung ist, ändert sich der magnetische Fluss Φ, welcher durch die Primärspule 5 hindurchtritt, wie in 13(a) gezeigt ist. Eine Primärspannung V1', welche in 13(b) gezeigt ist, wird dementsprechend in der Primärspule 5 erzeugt und ein gesteuerter/geregelter Primärstrom 11, wie er in 13(c) gezeigt ist, strömt durch die Primärspule 5. In Antwort auf eine schnelle Unterbrechung dieses Primärstroms I1 wird eine Primärspannung V1 von einigen hundert Volt in der Primärspule 5 erzeugt, wie in 13(d) gezeigt ist. Eine Sekundärspannung V2 wird in die Sekundärspule 6 induziert, wie in 13(e) gezeigt ist, und zwar auf einem Niveau von einigen zehn kV nach Maßgabe des Verhältnisses der Anzahl an Windungen derselben zu jener der Primärspule 5.
Dies bedeutet, dass in der Anordnung der Vorrichtung von den Flguren 12 und 13 unter Verwendung des Eisenkerns 4C mit den zwei Schenkeln 22 und 23, da die Rate eine Änderung im magnetischen Fluss Φ, welcher durch die Primärspule 5 hindurchtritt, im Vergleich zu den in der oben genannten ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigten Fällen, in welchen die Eisenkerne 4A und 4B mit den drei Schenkeln 8 bis 10 verwendet werden, ist die in der Vorrichtung der 12 und 13 erhaltene Zündenergie unvermeidlich kleiner.
Wie zuvor beschrieben wurde, kann nach Maßgabe eines Merkmals der Erfindung, verglichen mit der herkömmlichen Anordnung, in welcher ein Permanentmagnet an einen Rotor angebracht ist, das Gewicht des Rotors verringert werden und das Drehgleichgewicht des Rotors kann in einfacher Weise eingestellt werden. Darüber hinaus kann der Induktor in einfacher Weise an dem Rotor vorgesehen sein. Darüber hinaus kann ein vergleichsweise großer Raum in dem Bereich auf der Innenseite des Rotors in der radialen Richtung sichergestellt werden und der Raum kann in effektiver Weise genutzt werden.
Darüber hinaus ist die Rate einer Änderung im magnetischen Fluss aufgrund des über den mittleren Schenkel unter den drei Schenkeln hinweggehenden Induktors, wenn der Rotor dreht, größer als die Rate einer Änderung des magnetischen Flusses aufgrund des Induktors, welcher über die zwei Schenkel hinweggeht, wenn lediglich zwei Schenkel bereitgestellt sind, wodurch eine höhere Zündenergie erhalten wird.
Nach Maßgabe eines bevorzugten Merkmals kann der Permanentmagnet in einfacher Weise an den Eisenkern eingepasst und befestigt werden.
Nach Maßgabe eines bevorzugten Merkmals kann ein Ausstreuen des magnetischen Fusses unterdrückt werden.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals kann der Induktor in einfacher Weise gebildet werden.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals kann der Induktor in einfacher Weise gebildet werden, während der Bedarf nach einer Form usw. umgangen wird.
Nach Maßgabe noch eines weiteren bevorzugten Merkmals kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet werden, indem die magnetische Platte einfach an dem Rotor angebracht und befestigt wird, welcher aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, die ein nicht-magnetisches Material ist.
Nach Maßgabe eines weiteren bevorzugten Merkmals kann der Induktor in einfacher Weise ausgebildet sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben ausführlich beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen beschränkt und kann in einer Vielzahl von Arten und Weisen modifiziert werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Maschinenzündungssystem, umfassend: einen Rotor (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G), welcher synchronisiert ist, um mit der Drehung einer Maschine zu drehen, wobei der Rotor (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) einen Außenumfang aufweist; eine Primärspule (5); eine Sekundärspule (6); einen Eisenkern (4A, 4B), welcher dem Außenumfang des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) gegenüberliegend fest angeordnet ist und eine Mehrzahl von Schenkeln (8, 9, 10) aufweist, die gegenüber dem Außenumfang des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) positioniert sind und in der Umfangsrichtung des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Primär- und die Sekundärspule (5, 6) konzentrisch um den Eisenkern (4A, 4B) gewickelt sind; wenigstens einen Permanentmagneten (7A, 7B), welcher an dem Eisenkern (4A, 4B) angebracht ist; eine Zündkerze (18), welche betriebsmäßig mit der Drehung des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1C) synchronisiert ist; und einen Induktor (2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), welcher fest an dem Außenumfang des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) vorgesehen ist, wobei der Induktor (2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G) einen magnetischen Pfad (Φ1, Φ2) für den magnetischen Fluss bildet, welcher durch den wenigstens einen Permanentmagneten (7A, 7B) zwischen einem Paar der Schenkel (8, 9; 9, 10) erzeugt wird, die einander in der Umfangsrichtung des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) benachbart sind, wobei die Wicklung der Primärspule (5) und der Sekundärspule (6) um den Eisenkern (4A, 4B) die Zündkerze (18) dann mit Energie versorgt, wenn der Induktor (2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G) das Paar von Schenkeln (8, 9; 9, 10) passiert; dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern (4A, 4B) drei Schenkel (8, 9, 10) umfasst, welche bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) mit Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei der wenigstens eine Permanentmagnet (7A, 7B) an wenigstens einen der Schenkel (8, 10) an entgegengesetzten Seiten der Umfangsrichtung des Rotors angebracht ist, und die Primärspule (5) und die Sekundärspule (6) um einen mittleren Schenkel (9) entlang der Umfangsrichtung des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) herum gewickelt sind.
Maschinenzündungssystem nach Anspruch 1, bei welchem der Eisenkern (4A) einen Ausschnitt (11) umfasst und bei welchem der Permanentmagnet (7A) in den im Eisenkern (4A) vorgesehenen Ausschnitt (11) montiert ist.
Maschinenzündungssystem nach Anspruch 1, bei welchem der wenigstens eine Permanentmagnet (7B) an eine Fläche des Eisenkerns (4B) angebracht ist, wobei die Fläche des Eisenkerns (4B) dem Rotor (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) gegenüberliegt.
Maschinenzündungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Induktor (2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G) über den Außenumfang des Rotors (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G) hinaus zum Eisenkern (4A, 4B) hin nach außen vorsteht.
Maschinenzündungssystem nach Anspruch 4, bei welchem der Induktor (2A) eine magnetische Platte umfasst, welche an dem Außenumfang des Rotors (1A) befestigt ist.
Maschinenzündungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Rotor (1E) eine Aluminiumlegierung ist und bei welchem der Induktor (2E) eine magnetische Platte ist, welche teilweise in den Rotor (1E) eingebettet ist.
Maschinenzündungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Induktor (2F, 2G) einen Teil umfasst, welcher von dem Außenumfang des Rotors (1F, 1G) ausgehend nach innen ausgenommen ist.