JP2007154880A - エンジン安全制御スイッチ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】水、埃及び泥が付着してもエンジン制御スイッチ回路を正常に作動させ、乗物及び操作員の保全及び安全を図る。
【解決手段】乗物用のエンジン安全制御スイッチ回路であって、励磁コイルを含んだ高電圧回路及びパルサーコイルを含んだ低電圧回路とを有し、乗物の点火手段を起動させるためのコンデンサ放電点火回路と、エンジンを制御するための非接触型安全制御スイッチと、を含んでいる。非接触型安全制御スイッチは低電圧回路に接続されている。パルサー回路はパルサーコイルを含むことができ、安全制御スイッチはパルサーコイルと並列に接続され、パルサーコイルをアースして点火の誘発を防止する。
【選択図】図６

Description

本発明はエンジン安全制御スイッチ回路に関する。

緊急時にエンジンを急停止させるため、乗物は停止スイッチ等の安全制御スイッチを含んでいる。このエンジン停止スイッチはエンジン点火回路に接続されている。典型的にはこれら点火回路はコンデンサ放電点火式である。このような回路では、エンジン停止スイッチはコンデンサ放電点火回路の励磁コイルのごときコンポーネントで発生する高電圧を処理しなくてはならない。この電圧はエンジン速度によって決定されるものであり、約１５０Ｖから約３５０Ｖの高電圧範囲である。

そのような停止スイッチはメカニカルなエンジン停止スイッチであり、スイッチノブで作動される可動コンタクト部と、接触すると擦れ、意図するスイッチ機能を提供する複数の固定コンタクト部とを有しており、この作用は、それら可動コンタクト部と固定コンタクト部との間の閉鎖コンタクトポイントを通ってＡＣ電流またはＤＣ電流が流れることで提供される。

二輪車または三輪車の場合には、停止スイッチはハンドル、操舵管、フロントパネル等に提供される。ハンドルのごとき位置では、スイッチの周囲環境からの密閉保護は困難であり、スイッチには水、埃あるいは泥が付着する。そのようなスイッチ部への水、埃あるいは泥の浸入はコンタクトの短絡現象によりスイッチ機能を故障させる危険がある。

水の場合には、制御スイッチへの水の浸入はスイッチ起動時の感電事故の可能性がある。これは危機的な状況となる。しかし、そのような水の進入は一般的にはエンジン機能を完全に喪失させるものではない。

理論的には停止スイッチは比較的に低い電圧で作動するようにすることができる。例えば、パルサーコイル回路の場合には２０Ｖから６０Ｖであり、励磁コイルの場合より低い（よって、感電の問題が回避できる）。

しかし、この場合には運転中にスイッチ部に水、埃あるいは泥が浸入した場合には急激な電圧降下及びエンジン急停止が起こり得る。従って、この場合も安全は保障できず、メカニカル停止スイッチを高圧励磁コイル回路に組み入れる必要がある。よって、安全制御スイッチの低電圧回路への組み入れは回避される。

本発明の目的は、メカニカルエンジン制御スイッチを採用する従来のエンジン安全制御スイッチ回路が関与する安全性の問題に対処することである。特に、本発明は水、埃及び泥が付着してもエンジン制御スイッチ回路を正常に作動させ、乗物及び操作員の保全及び安全を図ることである。

この目的を達成するため、本発明は以下のように構成されるエンジン安全制御スイッチ回路を提供する。

すなわち、このスイッチ回路は、励磁コイルを含んだ高電圧回路及びパルサーコイルを含んだ低電圧回路とを有した乗物の点火手段を起動させるためのコンデンサ放電点火回路と、エンジンを制御するための非接触型安全制御スイッチとを含んでいる。

この非接触型安全制御スイッチは低電圧回路に接続されている。パルサー回路はパルサーコイルを含むことができ、有利には安全制御スイッチは並列にパルサーコイルに接続され、点火の誘発を防止するためにパルサーコイルをアースする。

最も好都合には、エンジン安全制御スイッチはエンジン停止スイッチであり、作動するとパルサー回路を非作動状態とし、点火を停止させてエンジンを急速停止させる。例えば、水がスイッチに入っても、停止スイッチがハンドルに接続されている場合に考えられるオペレータの高電圧による激しい感電はない。エンジン停止スイッチが接続されているパルサー回路の低電圧のおかげである。

繰り返すが、パルサー回路の典型的な作動電圧範囲は２０Ｖから６０Ｖであり、励磁コイルの場合には１５０Ｖから３２０Ｖである。言い換えれば、低電圧安全制御スイッチの作動電圧−エンジン速度特性は常に所定のエンジン速度に対する高電圧安全制御スイッチの作動電圧−エンジン速度特性よりも低い。

非接触型であるどのようなエンジン安全制御スイッチでも本発明のエンジン安全制御スイッチに採用できる。非接触型スイッチでは外部環境に露出する電気スイッチ通路はない。特に好適なスイッチはリードスイッチである。リードスイッチはパルサーコイル回路の低電圧特性を有する低容量リードスイッチでよい。

そのようなリードスイッチは比較的に安価である。リードスイッチは、スイッチの一部である磁石あるいは誘導コイル等の磁気手段が、エンジンオペレータによるスイッチのノブ操作によって所定位置に移動すると低電圧回路を閉鎖する。磁束は容易に非強磁性材料（プラスチック等）を通過できるので、水や他の異物の浸入を防止するためにリードが密封されていても、リードスイッチに接近する磁石はそのようなスイッチを作動させることができる。

リードスイッチは磁性手段を所定の位置から、例えば上記のノブ操作により移動させることで切断できる。そのようなリードスイッチは磨耗に対して抵抗性があり、メカニカルタイプの停止スイッチには大きな問題である水及び埃の浸入に対して抵抗性がある。

リードスイッチはリードスイッチを包む誘導コイルで起動されるコンタクト部を含むことができる。コイルはスイッチの中に提供される磁石によってエネルギーが提供される。そのようなスイッチは容器内に密封でき、磁束の作用により遠隔操作できる。

本発明のエンジン安全制御スイッチ回路は二輪車あるいは三輪車で有利に使用できる。しかし、他の形態の乗物でも構わない。

本発明のエンジン安全制御スイッチは添付の図面を利用して解説する以下の好適実施例によりさらに深く理解されよう。

図１に示すオートバイやスクータ等である二輪車のエンジン点火システム回路１０は、コンデンサ放電点火（ＣＤＩ）回路に提供されたエンジン安全制御スイッチまたは停止スイッチＳと、エンジンの点火手段またはスパークプラグを操作するＣＤＩアセンブリを含む。スイッチＳは高電圧で作動する励磁コイル側に提供される。よってスイッチＳも高電圧で作動する。停止スイッチＳはオートバイの運転者からアクセス容易な所に提供される。例えば、図３で示すハンドル４０に提供される。

図２に示す如く、メカニカル停止スイッチＳは、ノブＰ２が位置Ｐ３に回動式に取り付けられているボディ部Ｐ１を含んでいる。ボディ部Ｐ１には２つの固定コンタクト部Ｐ４とＰ５が提供されている。停止スイッチの可動コンタクト部Ｐ６もまたノブＰ２上に提供されている。

エンジン停止中は、停止スイッチＳのノブＰ２はＯＦＦ位置であり、可動コンタクト部Ｐ６は固定コンタクト部Ｐ４とＰ５の両方を接続する。ノブＰ２がＯＮ位置で起動されると、可動コンタクト部Ｐ６が固定コンタクト部Ｐ４とＰ５を分離させて二輪車エンジンを作動させる。

このような停止スイッチＳには作動中に埃や水が浸入し、磨耗しがちである。水や異物がエンジン停止スイッチに浸入し、運転者が運転しようとした場合、停止スイッチＳの高電圧によって感電の危険性が高い。これは直ちにエンジンを停止させる必要がある危険な事態である。

図８のグラフＡは、エンジン停止スイッチＳが二輪車エンジンの励磁コイル回路に接続され、１５０Ｖから２８０Ｖの高電圧範囲で作動する状態を示している。グラフＢは、別の二輪車エンジンの励磁コイルでの１５０Ｖから３１０Ｖの高電圧範囲を示している。

本発明のエンジン安全制御スイッチ回路は、ＣＤＩ回路の作動に必要な励磁コイルが提供された高電圧回路を含んでいる。しかしながら、図６と図７に示すこの回路は、回路のパルサーコイル１７と並列に接続されたエンジン停止スイッチ１５を有している。パルサーコイルは二輪車エンジン点火手段あるいはスパークプラグの作動を制御する。

パルサーコイル１７は励磁コイル１９とは対照的に、２０Ｖから５５Ｖの低電圧で作動する。励磁コイル内で接続された従来のメカニカルエンジン停止スイッチの高電圧作動状態を示す図８のグラフＡ及びグラフＢと、低電圧パルサーコイル回路内で接続された非接触型エンジン停止スイッチの状態を示すグラフＣとの比較によって示される如く、エンジン停止スイッチ１５を操作するときの二輪車運転者への感電の危険性は従来技術と比べて大幅に低減される。所定のエンジン速度では、グラフＣの電圧値はグラフＡとグラフＢの電圧値よりも常に低いことがグラフから理解できよう。

図４に示す如く好適実施例のエンジン停止スイッチ１５は、リードスイッチ４のようにリードスイッチ収容体１０が固定される収容体６を有した非接触型スイッチである。リードスイッチ４はリードスイッチ収容体１０内に提供されており、第１コンタクト部１２と第２コンタクト部１３を含んでいる。

リードスイッチ４の等級は、リードスイッチ４を使用する用途と機能に適する電流容量及び作動電圧によって選択することができる。エンジン停止スイッチ１５には回動式起動ノブ５が提供されている。起動ノブ５は、必要に応じてエンジン停止スイッチ１５を作動させるための磁束を提供する磁石９を収容する空洞部８を含んでいる。磁石９は空洞部８に安定的に固定されている。

リードスイッチ収容体１０と起動ノブ５の位置は、収容体１０とノブ５の所定スペースが、エンジン停止スイッチ１５の起動ノブ５のＯＮ位置並びにＯＦＦ位置の両方で維持されるように選択される。

図１から図３のメカニカルエンジン停止スイッチの固定コンタクト部及び可動コンタクト部Ｐ４，Ｐ５及びＰ６がそれぞれ密封式リードスイッチ１５と置換されることで、磨耗に対する抵抗性並びに水、埃及び泥の浸入に対する抵抗性は、本発明のエンジン安全制御スイッチ回路では大幅に増加する。さらに励磁コイルの高電圧環境による感電の危険性は大幅に低減する。

エンジン安全制御スイッチ回路の操作を、電流方向を示す矢印を含んだ図６と図７を参考にして説明する。通常の運転では、エンジン停止スイッチ１５を作動させる必要はない。コンデンサ放電点火回路は通常に作動し、スパークプラグのパルサー回路起動操作はエンジン活動状況により制御される間欠式である。図６はエンジン停止スイッチ１５がＯＦＦ位置にある状態の回路を示している。

しかしながら、二輪車運転者によるエンジン急停止が必要とされる緊急の場合には、運転者はエンジン停止スイッチ１５の起動ノブ５を押してＯＮ状態にする。ＯＮ状態になると、パルサーコイル１７はアースされ、スパークプラグ点火手段の間欠点火が停止する。エンジンは直ちに停止するであろう。

当業者であれば、本発明のエンジン安全制御スイッチ回路の変形は可能である。そのような変形は本発明の範囲内である。例えば、既存の乗物では、通常は互いに近接して提供されているエンジン停止スイッチと電気スタータのために別々のスイッチが提供されている。これらのスイッチを組合せスイッチとして組み合わせることができる。

リードスイッチは必ずしも必要ではないが、メカニカルスイッチの代わりにリードスイッチを使用することで、組合せ電気スタータ／エンジン停止スイッチを提供できる。このような組合せスイッチでは、電気起動はＯＮ位置に対してエンジン停止スイッチをさらに作動させることで達成できる機能とすることができる。

このような組合せスイッチは、エンジン停止スイッチがＯＮ位置である第１位置を有することができる。バネ等の圧力手段に逆らってさらにスイッチを押すことで到達できる第２位置では、エンジンの電気起動が達成できる。

図９は組合せスイッチを組み入れたエンジン安全制御スイッチ回路を示している。これは、エンジン停止位置と、エンジン始動位置と、スイッチをエンジン停止位置とエンジン始動位置との間で移動させる作動手段と、この作動手段の移動に逆らう付勢手段とを含んでいる。付勢手段に逆らって作動手段を作動させることで、停止位置と始動位置との間でスイッチを移動させてエンジンを停止または始動させる。

従来技術の点火システムの回路図であり、メカニカルなエンジン停止スイッチを組み込んでいる。 従来技術のメカニカルなエンジン停止スイッチの構造図であり、固定及び可動コンタクト部を図示する。 二輪車のハンドルに提供された二輪車の操作を停止させる従来技術のメカニカルなエンジン停止スイッチ構造である。 本発明の第１実施例によるエンジン安全制御スイッチ回路に含まれるエンジン停止スイッチの断面図である。 図４のエンジン停止スイッチの斜視図である。 本発明の第１実施例によるエンジン安全制御スイッチ回路の回路図であり、図４と図５で示すエンジン停止スイッチを含んでおり、エンジン停止スイッチはＯＦＦ位置になっている。 図６のエンジン安全制御スイッチ回路の回路図であり、エンジン停止スイッチはＯＮ位置になっている。 は本発明と従来技術によるエンジン速度（ｒｐｍ）と、エンジン安全制御スイッチ回路に提供されたエンジン停止スイッチの電圧との比較グラフである。 は本発明の第２実施例によるスイッチ回路の回路図であり、電気スタータとエンジン停止スイッチは１体のスイッチに組み込まれている。

Claims (15)

1. 乗物用のエンジン安全制御スイッチ回路であって、
   励磁コイルを含んだ高電圧回路及びパルサーコイルを含んだ低電圧回路を有し、乗物の点火手段を起動させるためのコンデンサ放電点火回路と、
   エンジンを制御するための非接触型安全制御スイッチと、を含んでおり、
   前記非接触型安全制御スイッチは前記低電圧回路に接続されていることを特徴とするスイッチ回路。
2. 安全制御スイッチはパルサーコイルと並列に接続され、点火の誘発を防止するために前記パルサーコイルをアースすることを特徴とする請求項１記載のスイッチ回路。
3. エンジン安全制御スイッチはエンジン停止スイッチであることを特徴とする請求項１または２記載のスイッチ回路。
4. 低電圧安全制御スイッチの作動電圧−エンジン速度特性は高電圧安全制御スイッチの作動電圧−エンジン速度特性よりも常に低い電圧値を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスイッチ回路。
5. 作動電圧−エンジン速度特性の電圧値は所定のエンジン速度用にセットされることを特徴とする請求項４記載のスイッチ回路。
6. 安全制御スイッチはリードスイッチであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスイッチ回路。
7. リードスイッチは低容量リードスイッチであることを特徴とする請求項６記載のスイッチ回路。
8. リードスイッチはリードスイッチを包む誘導コイルで起動されるコンタクト部を含んでいることを特徴とする請求項６または７記載のスイッチ回路。
9. スイッチは容器内に密封されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のスイッチ回路。
10. 停止スイッチ及び始動スイッチは１体の組合せスイッチであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のスイッチ回路。
11. 組合せスイッチは、エンジン停止位置と、エンジン始動位置と、前記エンジン停止位置と前記エンジン始動位置との間で前記スイッチを移動させる起動手段と、前記起動手段の移動に逆らう圧力手段とを含んでおり、前記圧力手段に逆らって前記起動手段を移動させることで、前記停止位置と前記始動位置との間で前記スイッチを移動させてエンジンを停止または始動させることを特徴とする請求項１０記載のスイッチ回路。
12. エンジン停止位置と、エンジン始動位置と、前記エンジン停止位置と前記エンジン始動位置との間で前記スイッチを移動させる起動手段と、前記起動手段の移動に逆らう圧力手段とを含んでおり、前記圧力手段に逆らって前記起動手段を移動させることで、前記停止位置と前記始動位置との間で前記スイッチを移動させてエンジンを停止または始動させることを特徴とする組合せエンジンスイッチ。
13. 請求項１から１１のいずれかに記載のエンジン安全制御スイッチ回路、または請求項１２記載のスイッチを含んだ乗物。
14. 二輪車または三輪車である請求項１３記載の乗物。
15. 明細書中で図面を利用して説明したエンジン安全制御スイッチ。

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