JP2001115937A - 内燃機関の過回転防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単，小形かつ安価な回路で内燃機関の過回
転を防止し、クランクシャフト，シリンダ壁などの摩耗
促進並びに焼き付きを未然に回避可能にする。 【解決手段】 発電コイル１の正の誘起電圧を点火用充
放電コンデンサ３に充電し、トリガコイル６の誘起電圧
により第１のスイッチング素子１８を導通させて、点火
用充放電コンデンサ３の電荷を点火コイル４へ供給し、
一方、トリガコイル６の正の誘起電圧を制御用充放電コ
ンデンサ８に充電し、制御用充放電コンデンサ８の充電
電圧が設定レベルを超えたとき、第２のスイッチング素
子１０をオンにして、このオン時間中は第１のスイッチ
ング素子１８の導通を規制する。これにより点火コイル
４への前記電荷の供給を遅らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の過回転
防止装置に関するものであり、特に、点火時期のステッ
プ遅角制御を電気回路上および構造上で行う内燃機関の
過回転防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の過回転防止装置とし
て、ガバナー機構を採用したものが広く提供されている
が、このガバナー機構は、クランク軸と一体に回転しな
がら伸縮作動を行うものであるため、設置空間が大き
く、従って取り付け場所に制約を伴うほか、機械的動作
を行うために寿命が短いという問題があった。

【０００３】一方、これに対し、設置空間が小さく、取
付場所に制約を伴わず、さらに寿命が長い電気制御式の
内燃機関の過回転防止装置が提供されている。この過回
転防止装置は、点火回路の点火時期を電気回路上の処理
によって自動的に遅らせるというものである。

【０００４】この電気制御式の過回転防止装置は、例え
ば、特公昭６２−３０３０１号公報に示すように、内燃
機関の高速回転時に発電コイルに誘起された正電圧を検
知して、その発電コイルにスイッ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よって、
当該スイッチングトランジスタをオンとなし、続くエキ
サイタコイルに誘起された負電圧にも拘らず、点火コイ
ルに直接接続された点火用充放電コンデンサからその点
火コイルへの放電のタイミングを、制御用サイリスタに
よって遅延させるという構成を持つ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の内燃機関の過回転防止装置にあっては、過回転防
止回路を構成する電子部品点数が多いために、回路基板
などの実装スペースを確保するのが困難になる場合があ
るほか、回路構成および組立が繁雑となり、コストダウ
ンに限界があるという問題があった。

【０００６】また、過回転防止回路が動作しているとき
以外には、内燃機関の通常運転中に点火時期が少しずつ
遅角してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は前記のような従来の問題を解決す
るものであり、使用する電子部品点数を少なくして、実
装スペースを小さく抑えられるとともに、コストダウン
を図ることができ、また、トリガコイルの設置によっ
て、過回転防止回路が動作していない場合にも、点火時
期が遅角していくのを防止できる。

【０００８】さらに、内燃機関の過回転によるクランク
シャフト，コンロッド，シリンダ壁などの無用の摩耗促
進並びに焼き付きを未然に回避できる内燃機関の過回転
防止装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のため、請
求項１の発明にかかる内燃機関の過回転防止装置は、磁
石（２２）を挟んで配置された磁極（２３，２４）を有
するロータ（２１）と、該ロータ（２１）に対向配置さ
れ、回転中に前記磁極（２３，２４）と最初に対向する
第１のコイルコアの脚（２０ａ）に配置された発電コイ
ル（１）と、前記ロータ（２１）に対向配置され、回転
中に次に前記磁極（２３，２４）と対向する第２のコイ
ルコアの脚（２０ｂ）に配置されたトリガコイル（６）
とを有し、前記発電コイル（１）の正の誘起電圧を点火
用充放電コンデンサ（３）に充電し、前記トリガコイル
（６）の誘起電圧により第１のスイッチング素子（１
８）を導通させて、点火用充放電コンデンサ（３）の電
荷を点火コイル（４）へ供給し、一方、前記トリガコイ
ル（６）の正の誘起電圧を制御用充放電コンデンサ
（８）に充電し、該制御用充放電コンデンサ（８）の充
電電圧が設定レベルを超えたとき、第２のスイッチング
素子（１０）をオンにして、このオン時間中は前記第１
のスイッチング素子（１８）の導通を規制するように構
成したものであり、続く第２のスイッチング素子（１
０）のオフ時に前記トリガコイルの誘起電圧を受けて前
記第１のスイッチング素子（１８）を導通させることに
より、点火タイミングをステップ遅角させるようにして
いる。

【００１０】また、請求項２の発明にかかる内燃機関の
過回転防止装置は、前記制御用充放電コンデンサ（８）
の充電電圧が設定レベルを超えるとツェナ電流を出力
し、ツェナ電圧の設定レベルで前記第２のスイッチング
素子（１０）をオンにするツェナダイオード（１１）を
設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
について説明する。図１は本発明の内燃機関の過回転防
止装置を示す回路図である。同図において、１は発電コ
イルであり、該発電コイル１の一端にはダイオード２を
介して点火用充放電コンデンサ３の一端が接続されてい
る。また、該点火用充放電コンデンサ３の他端には点火
コイル４の一次コイル４ａが直列接続され、前記点火コ
イル４の二次コイル４ｂには点火プラグ５が接続されて
いる。また、６はトリガコイルで、該トリガコイル６の
一端には抵抗７および制御用充放電コンデンサ８が直列
接続されている。さらに、前記発電コイル１の一端と、
前記制御用充放電コンデンサ８の、前記抵抗７とは反対
側の端子との間には、抵抗９および第２のスイッチング
素子としてのサイリスタ１０が直列接続されている。

【００１２】前記抵抗７および制御用充放電コンデンサ
８の接続点と、前記サイリスタ１０のゲートとの間に
は、ツェナダイオード１１が接続されている。１２は前
記サイリスタ１０のゲートとカソードとの間に接続され
た抵抗である。また、該抵抗１２および前記制御用充放
電コンデンサ８の接続点は、逆流防止ダイオード１３，
１４を介して、前記ダイオード２と前記点火用充放電コ
ンデンサ３との接続点に接続されている。

【００１３】一方、前記トリガコイル６の一端には、ダ
イオード１５，抵抗１６および抵抗１７が直列接続され
ており、前記抵抗１６および抵抗１７の接続点には、第
１のスイッチング素子としてのサイリスタ１８のカソー
ドが接続され、該サイリスタ１８のアノードが前記点火
用充放電コンデンサ３に接続されている。また、前記サ
イリスタ１８のゲートは、前記ダイオード１３および１
４の接続点と前記発電コイル１の他端とに接続されてい
る。

【００１４】前記ダイオード１５および抵抗１６の接続
点と、前記発電コイル１の他端との間にツェナダイオー
ド１９が接続されている。該ツェナダイオード１９は、
後述のロータの回転とともに上昇する前記ダイオード１
５および抵抗１６の接続点の電位を一定に維持するため
に設けられる。

【００１５】また、前記発電コイル１およびトリガコイ
ル６は、図２に示すようなコ字状のコイルコア２０の一
方の脚２０ａおよび他方の脚２０ｂに取り付けられてい
る。前記コイルコア２０の近傍には、これに対向するよ
うにロータ２１が対向配置され、該ロータ２１の外周付
近には、磁石２２と、該磁石２２の両側にこれを挟むよ
うに配置された各一の磁極２３，２４とが、前記ロータ
２１内に埋設されるように取り付けられている。なお、
図示しないが、前記点火コイル４は別途設けた図示しな
いコイルコアに取り付けられている。

【００１６】また、前記ロータ２１は図２において、矢
印Ａ方向に駆動されるものとし、従って、該ロータ２１
の矢印Ａ方向の回転によって、前記発電コイル１が前記
各磁極２３，２４と最初に対向し、前記トリガコイル６
が次に前記各磁極２３，２４と対向することとなる。

【００１７】次に動作について説明する。内燃機関の運
転により、前記ロータ２１が図２に示す矢印Ａ方向に回
転すると、前記発電コイル１およびトリガコイル６に
は、図３（ａ），（ｂ）に示す波形の電圧が次々に誘起
される。そして、前記発電コイル１が誘起する電圧のう
ち、図３（ａ）の負の誘起電圧ａはダイオード２により
阻止され、前記点火用充放電コンデンサ３には充電され
ず、また、前記サイリスタ１８のゲートをトリガして、
前記点火用充放電コンデンサ３の放電回路を形成するの
みである。

【００１８】一方、前記発電コイル１が次に誘起する図
３（ａ）に示す正の誘起電圧ｂは、前記ダイオード２を
介して前記点火用充放電コンデンサ３に入力されて、こ
れに充電を行う。そして、該点火用充放電コンデンサ３
の充電中に前記トリガコイル６には、図３（ｂ）の正の
電圧ｄが誘起されるが、該トリガコイル６の誘起電圧レ
ベルが、内燃機関の回転数、すなわち前記ロータ２１の
回転数が設定回転数以下で正常に運転されている場合に
は、設定レベル以下に落ち着いている。このため、前記
抵抗７と前記制御用充放電コンデンサ８とで分圧された
電圧は設定されたツェナ電圧以下であり、ツェナーダイ
オード１１は導通せず、第２のスイッチング素子として
の前記サイリスタ１０のゲートはトリガされない。

【００１９】続いて、前記トリガコイル６には、図３
（ｂ）に示すような負の誘起電圧ｅが発生する。このた
め、前記サイリスタ１８のゲートが直ちにトリガされる
ため、該サイリスタ１８はオン動作して、前記点火用充
放電コンデンサ３に前記のように充電された電荷を、前
記サイリスタ１８およびダイオード１３を通じて前記点
火コイル４の一次コイル４ａへ放電する。この放電電圧
は、さらに該点火コイル４の二次コイル４ｂに昇圧され
て取り出された後、前記点火プラグ５に導かれて、該点
火プラグ５に火花を発生させ、燃焼室の混合気に着火が
行われる。この場合において、内燃機関の回転数、すな
わち、前記ロータ２１の回転数が、過回転防止のために
予め設定された設定回転数を起えた場合には、図３
（ｂ）に示す正の電圧ｄのレベルも設定値を超えること
となる。従って、前記抵抗７および前記制御用充放電コ
ンデンサ８とで分圧された電圧も上昇して、遂には前記
ツェナダイオード１１には逆方向電流であるツェナー電
流が流れる。このツェナダイオード１１のツェナ降伏現
象によって発生するツェナ電流により、前記サイリスタ
１０のゲートがトリガされ、該サイリスタ１０がオンと
なる。そして、該サイリスタ１０がオンすると、抵抗１
７両端には、波形ｂの電流は逆バイアス、波形ｅの電流
は順バイアスとなる。時間が経過することにより、ｂの
波形が減少していき、ｅ波形による順バイアスがかか
り、サイリスタ１８がオンする。この時間の遅れにより
ステップ遅角となる。前記マグネトの動作に伴い、内燃
機関の回転数の上昇を制限する。

【００２０】なお、この実施の形態では、図２に示すよ
うに前記コイルコア２０としてコ字状をしたものを示し
たが、図４に示すような略Ｅ字形のコイルコア２０Ａの
一方の脚２０ｃに発電コイル１を取り付け、他方の脚２
０ｄをフリーとし、さらに中央の脚２０ｅにトリガコイ
ル６とともに点火コイル２５を並設してもよい。この場
合にも、前記実施の形態と同様の効果を奏する。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば磁石を挟
んで配置された磁極を有するロータと、該ロータに対向
配置され、回転中に前記磁極と最初に対向する第１のコ
イルコアの脚に配置された発電コイルと、前記ロータに
対向配置され、回転中に次に前記磁極と対向する第２の
コイルコアの脚に配置されたトリガコイルとを有し、前
記発電コイルの正の誘起電圧を点火用放電コンデンサに
充電し、前記トリガコイルの誘起電圧により第１のスイ
ッチング素子を導通させて、点火用充放電コンデンサの
電荷を点火コイルへ供給し、一方、前記トリガコイルの
正の誘起電圧を制御用充放電コンデンサに充電し、該制
御用充放電コンデンサの充電電圧が設定レベルを超えた
とき、第２のスイッチング素子をオンにして、このオン
時間中は前記第１のスイッチング素子の導通を規制する
ように構成したので、内燃機関の過回転を使用電子部品
数の少ない簡単で小形の回路で実現でき、コストダウン
を実現できるとともにクランクシャフト，コンロッド，
シリンダ壁などの摩耗促進や焼き付きを未然に防止で
き、さらに過回転防止機能が働いていない場合に点火時
期が遅角していくのを防止できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による内燃機関の過回転
防止装置を示す回路図である。

【図２】図１における発電コイルおよびトリガコイルを
持ったコイルコアと、磁石を持ったロータとの配置関係
を示す説明図である。

【図３】図１における発電コイルおよびトリガコイルの
誘起電圧波形を示すタイミングチャートである。

【図４】図１における発電コイルおよびトリガコイルを
持ったコイルコアと磁石を持ったロータとの他の配置関
係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 発電コイル ３ 点火用充放電コンデンサ ４ 点火コイル ６ トリガコイル １０ サイリスタ（第２のスイッチング素子） １１ ツェナダイオード １８ サイリスタ（第１のスイッチング素子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石（２２）を挟んで配置された磁極
   （２３，２４）を有するロータ（２１）と、該ロータ
   （２１）に対向配置され、回転中に前記磁極（２３，２
   ４）と最初に対向する第１のコイルコアの脚（２０ａ）
   に配置された発電コイル（１）と、前記ロータ（２１）
   に対向配置され、次に前記磁極（２３，２４）と対向す
   る第２のコイルコアの脚（２０ｂ）に配置されたトリガ
   コイル（６）と、前記発電コイル（１）の正の誘起電圧
   を充電する点火用充放電コンデンサ（３）と、前記トリ
   ガコイル（６）の誘起電圧を受けてトリガされて導電
   し、前記点火用充放電コンデンサ（３）の電荷を点火コ
   イル（４）へ供給する第１のスイッチング素子（１８）
   と、前記トリガコイル（６）の正の誘起電圧を充電する
   制御用充放電コンデンサ（８）と、該制御用充放電コン
   デンサ（８）の充電電圧が設定レベルを超えるとオンに
   なり、このオン時間中は前記第１のスイッチング素子
   （１８）の導通を規制する第２のスイッチング素子（１
   ０）とを備えたことを特徴とする内燃機関の過回転防止
   装置。
2. 【請求項２】 前記制御用充放電コンデンサ（８）の充
   電電圧が設定レベルを超えるとツェナ電流を出力し、ツ
   ェナ電圧の設定レベルで前記第２のスイッチング素子
   （１０）をオンにするツェナダイオード（１１）を設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過回転
   防止装置。