JP2522849Y2 - 内燃機関点火装置用信号発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、磁気センサを用いて点
火信号を発生させる、内燃機関点火装置用信号発生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用点火装置は一般に、点火コイ
ルの１次側に１次電流制御用の半導体スイッチを備えて
いて、該半導体スイッチを遮断または導通させることに
より点火コイルの１次電流を急変させて該点火コイルの
２次コイルに高電圧を誘起させ、該高電圧を機関の気筒
に取付けた点火プラグに印加して火花を飛ばすようにし
ている。点火位置を定めるため、内燃機関に信号発生装
置を取付け、該信号発生装置から得られる信号を点火信
号として、該点火信号により半導体スイッチを導通また
は遮断させる。

【０００３】また信号発生装置から得られる信号に含ま
れる回転角度情報及び速度情報に基づいて点火位置を演
算して、演算した点火位置で１次電流制御用半導体スイ
ッチに点火信号を与える場合もある。

【０００４】信号発生装置としては種々のものが実用化
されるているが、その一種として磁気センサを用いたも
のが知られている。

【０００５】図７はこの種の信号発生装置を用いた点火
回路の一例を示したもので、この点火回路では、機関と
同期回転する磁石発電機に設けたエキサイタコイルＥＸ
の出力により整流器Ｄを通して点火エネルギ蓄積用コン
デンサＣを充電し、機関の点火位置で信号発電子４から
１次電流制御用半導体スイッチとしてのサイリスタＴＨ
に点火信号を与える。これによりサイリスタＴＨが導通
すると、点火エネルギ蓄積用コンデンサＣの電荷が点火
コイルの１次コイルＬ1 を通して放電する。これにより
点火コイルの鉄心中で大きな磁束変化が生じ、２次コイ
ルＬ2 に高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグＰ
に印加されるため、該点火プラグに火花が飛び、機関が
点火される。

【０００６】信号発電子４は、ホール素子またはホール
ＩＣを用いた磁気センサからなっていて、この磁気セン
サには機関と同期回転する回転子により磁束変化が与え
られる。磁気センサの入力端子４ａには、エキサイタコ
イルＥＸの出力の一部を整流して得た直流電圧、または
バッテリにより低電圧の駆動電圧が印加され、機関の点
火位置で磁気センサに磁束変化が与えられたときに出力
端子４ｂに信号電圧が得られるようになっている。

【０００７】図８は磁気センサを用いた従来の信号発生
装置の構造を示したもので、この信号発生装置は、磁性
材料からなる回転体の外周にリラクタ２を設けた回転子
１と、信号発電子４とからなっている。

【０００８】信号発電子４は、中央脚部８ａを有する磁
路構成部材８を備え、中央脚部８ａの先端に磁気センサ
７が固定されている。磁気センサ７はホールＩＣからな
っていて、その一面がリラクタ２とギャップを介して対
向する状態で取付けられている。中央脚部８ａの両側に
は２個の永久磁石６ａ及び６ｂが取付けられ、これらの
磁石の一方の磁極がリラクタ２とギャップを介して対向
するようになっている。永久磁石６ａ及び６ｂのリラク
タと対向する側の磁極は互いに異極に直磁されていて、
リラクタ２が一方の永久磁石６ａと磁気センサ７とに対
向する図示の状態では、図に破線矢印で示した方向の磁
束が磁気センサ７を通して流れる。回転子１が図示の実
線矢印方向に回転してリラクタ２が磁気センサ７と他方
の永久磁石６ｂとに対向する状態になると、図示の破線
矢印方向と反対の方向の磁束が磁気センサ７を通して流
れる。従って回転子１の回転により磁気センサ７を通る
磁束が交番し、この磁束の交番に感応して磁気センサ７
から電気信号が出力される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の信号発生装
置では、磁気センサを通る磁束を交番させるために２個
の永久磁石を用いる必要があり、そのため信号発生装置
の構造が複雑で大形になるという問題があった。

【００１０】本考案の目的は、１個の永久磁石を用いて
磁気センサを通る磁束を交番させることができるように
して、構造の簡素化と小形化とを図った内燃機関点火装
置用信号発生装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本考案はリラクタを備え
た回転子と、このリラクタにより生じさせられる磁束変
化に応じて信号を出力する信号発電子とを備えた内燃機
関点火装置用信号発生装置において、１個の永久磁石を
用いるだけで磁気センサに交番する磁束変化を与えるこ
とができるようにしたものである。

【００１２】そのため本考案においては、回転軸との相
対的位置が回転角度位置により変化しない標準面を回転
子に設ける。また信号発電子は、回転子の回転方向に間
隔をあけた状態で設けられてリラクタに対向する磁極部
を先端に有する対の脚部と、この対の脚部の回転子と反
対側の端部間を連結する継鉄部とを備えた磁極構成体
と、磁極構成体の継鉄部に一方の磁極が結合された永久
磁石と、対の脚部間に配置されて対の脚部のそれぞれの
先端の磁極部がリラクタに対向した際に両脚部間を流れ
る磁束に感応して電気信号を出力する磁気センサと、永
久磁石の他方の磁極に結合された部分と基準面にギャッ
プを介して対向する部分とを有する磁路構成部材とによ
り構成する。

【００１３】上記磁気センサはホール素子またはホール
ＩＣにより構成できる。

【００１４】上記基準面は回転子の回転軸からの径方向
距離が回転角度位置により変化しない円筒面であっても
よく、また回転角度位置により軸線方向の位置が変化し
ない円環状の面であっても良い。

【００１５】

【作用】上記のように構成すると、永久磁石の他方の磁
極に結合された磁路構成部材は、常に回転子の基準面と
一定のギャップを介して対向する。一方磁極構成体の対
の脚部のそれぞれの先端の磁極部と回転子との間の磁気
抵抗は、回転子が回転する過程でリラクタが各磁極部と
対向する毎に変化する。そのため、リラクタが一方の脚
部の磁極部と対向した状態では、対の脚部間に一方の方
向の磁位差が生じて対の脚部間に配置された磁気センサ
に一方の方向の磁束が通る。回転子が回転してリラクタ
が他方の脚部の磁極部と対向すると、対の脚部間には反
対方向の磁位差が生じて磁気センサに反対方向の磁束が
通る。

【００１６】従って、１個の永久磁石を用いて磁気セン
サを通る磁束を交番させて変化させることができ、信号
発電子の構造を簡単にすることができる。

【００１７】

【実施例】図１（Ａ）ないし（Ｃ）及び図３は本考案の
実施例の構造を示したもので、同図において１は磁性体
からなる円筒状の回転体の外周にリラクタ２を設けた回
転子である。回転子１を構成する回転体としては例えば
フライホイール磁石回転子のカップ状のフライホイール
を用いることができる。フライホイールを用いる場合に
は、その周壁部の一部を外側に打ち出すことによりリラ
クタ２を構成できる。リラクタ２は、回転子の外周面の
軸線方向の領域の一部のみを占めるように設けられてお
り、リラクタ２の側方の外周面は、回転軸中心からの距
離ｒが回転子の回転角度位置により変化しない円筒面状
の基準面３となっている。

【００１８】４は図示しない内燃機関のクランクケース
等に固定された信号発電子で、該信号発電子４と回転子
１とにより内燃機関点火装置用信号発電装置が構成され
ている。

【００１９】信号発電子４は図１に示したように、磁極
構成体５と１個の永久磁石６と磁気センサ７と磁路構成
部材８とにより構成されている。磁極構成体５は、回転
子１の回転方向に間隔をあけた状態で設けられてリラク
タ２と小ギャップを介して対向する磁極部５２及び５４
をそれぞれ先端に有する対の脚部５１及び５３と、これ
らの対の脚部の回転子１と反対側の端部を連結する継鉄
部５５とを備えている。永久磁石６はその一方の磁極
（本実施例ではＮ極）が磁極構成体の継鉄部５５に結合
されている。磁路構成部材８は磁性材料の板からなって
いて、永久磁石６の他方の磁極（本実施例ではＳ極）に
結合された部分と回転子１の基準面３に小ギャップを介
して対向する極部８１とを有している。

【００２０】磁気センサ７は磁極構成体５の対の脚部５
１と５３の間に配置されている。この磁気センサ７はホ
ールＩＣからなり、その入力端子には図示しない電源よ
り定電圧の直流電圧が印加されていて、磁極構成体５の
対の脚部５１と５３との間に生ずる磁界によって流れる
磁束に感応して該磁気センサ７の出力端に電気信号を出
力する。

【００２１】磁極構成体５の一方の磁極部５２がリラク
タ２と対向する図１（Ａ）に示した状態では、永久磁石
６のＮ極→継鉄部５５→脚部５１→磁極部５２→リラク
タ２→基準面３→磁路構成部材８→永久磁石６のＳ極の
経路で磁束が流れるとともに、永久磁石６のＮ極→継鉄
部５５→脚部５３→磁気センサ７→脚部５１→磁極部５
２→リラクタ２→基準面３→磁路構成部材８→永久磁石
６のＳ極の経路でも磁束が流れ、磁気センサ７には図示
の破線矢印方向の磁束φa （磁束密度Ｂa ）が流れる。
回転子１が図示の実線矢印方向に回転してリラクタ２が
磁極構成体５の磁極部５４と対向する図１（Ｂ）に示す
状態になると、永久磁石６のＮ極から出た磁束は脚部５
３→リラクタ２の経路を流れるとともに、一部の磁束は
継鉄部５５→脚部５１→磁気センサ７→脚部５３→磁極
部５４→リラクタ２→基準面３→磁路構成部材８→永久
磁石６のＳ極の経路を流れ、磁気センサ７には同図に破
線矢印で示したように磁束φa と反対方向の磁束φb
（磁束密度Ｂb ）が流れる。図３（Ａ）は、回転子１の
回転角θに対する磁気センサ７の磁束密度Ｂの変化の様
子を示したものであり、また図３（Ｂ）はこの磁束密度
の変化に応じて磁気センサ７（ホールＩＣ）から出力さ
れる電気信号の波形を示したものである。

【００２２】同図において、磁気センサ７を一方向に磁
束が流れる間に磁束密度Ｂa が上昇して回転子１の回転
角度位置θ1 においてホールＩＣの出力動作レベル＋Ｂ
t に達すると、磁気センサの出力が高レベル（Ｈ）とな
り、磁束の方向が反転して、回転角度位置θ2 において
磁束密度Ｂb がホールＩＣの出力動作レベル−Ｂt にな
ると、磁気センサの出力が低レベル（Ｌ）になる。高レ
ベルの電気信号出力を点火回路の１次電流制御用半導体
スイッチに点火信号として供給すると、回転角度位置θ
1 において点火を行わせることができる。

【００２３】また、信号発電子から得られる信号に含ま
れる回転角度情報に基づいて点火位置を演算する点火装
置が知られているが、本考案の信号発生装置はこのよう
な点火装置に信号を供給する目的にも用いることができ
る。

【００２４】例えば機関の最大進角位置及び最小進角位
置でそれぞれ発生する信号を入力として、各回転数にお
ける点火位置を演算する点火装置が知られている。この
ような点火装置に供給する信号を得る場合には、信号発
電子４の取付け位置を調整し、磁極部５２，５４の間隔
を最大進角幅に等しく設定することにより、磁気センサ
の出力信号が高レベルに立上がる角度θ1 及び該出力信
号が低レベルに立ち下がる角度θ2 をそれぞれ機関の最
大進角位置及び最小進角位置に対応させればよい。

【００２５】上記の実施例においては磁気センサ７はホ
ールＩＣにより構成したが、磁気センサとしてホール素
子を用いてその出力側に必要に応じて増幅回路及び波形
整形回路を接続するようにしてもよい。

【００２６】図４は本考案の他の実施例を示したもの
で、この実施例においては、カップ状のフライホイール
からなる回転子の周壁部の端面が基準面３となってい
る。この基準面３は、回転子の軸線方向の基準位置（例
えば回転子のボス部１１の端面）からの距離Ｌが回転子
１の回転角度位置により変化しない円環状の面である。
即ちこの場合の基準面３は、回転子の回転角度位置によ
って軸線方向の位置及び面積が変化しない面である。

【００２７】図５は本考案の更に他の実施例を示したも
ので、この実施例においては回転子１に設ける基準面３
を回転子の周壁部の端面とし、機関のクランクケースの
一部を構成する磁性部材１０を小ギャップを介して基準
面３に対向させている。そして永久磁石６の他方の磁極
に結合された板状部材９を磁性部材１０にネジ止めし、
該板状部材９と磁性部材１０とにより磁路構成部材８を
構成している。

【００２８】以上の実施例においては、回転子の周壁の
一部を外方に突出させてリラクタ２を形成したが、図６
に示したように回転子１の周壁の一部に凹所を形成して
該凹所をリラクタ２としてもよい。この場合には、リラ
クタ２（凹所）が磁極構成体５の磁極部５２と対向する
図６（Ａ）に示した状態では、永久磁石６のＮ極から出
た磁束の一部が磁路構成部材８→基準面３→磁極部５４
→脚部５３→磁気センサ７→脚部５１→継鉄部５５→永
久磁石６のＳ極の経路で流れて、磁気センサ７に、同図
（Ａ）に斜線矢印で示した方向の磁束φa （磁束密度Ｂ
a ）が流れる。回転子１が図示の実線矢印方向に回転し
てリラクタ２（凹所）が磁極構成体５の磁極部５４と対
向する図７（Ｂ）に示した状態になると、永久磁石６の
Ｎ極から出た磁束の一部が磁路構成部材８→基準面３→
磁極部５２→脚部５１→磁気センサ７→脚部５３→継鉄
部５５→永久磁石６のＳ極の経路で流れ、磁気センサ７
には、同図（Ｂ）に破線矢印で示したように磁束φa と
反対の方向の磁束φb （磁束密度Ｂb ）が流れる。従っ
て回転子１の回転により磁気センサ７の磁束密度Ｂが交
番する。

【００２９】

【考案の効果】以上のように、本考案によれば、信号発
電子に１個の永久磁石を用いて磁気センサを通る磁束を
交番させて変化させることができるので、構造が簡単で
小形の内燃機関点火装置用信号発生装置を得ることがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の要部の構造を示したもので、
（Ａ）及び（Ｂ）はリラクタの回転方向位置が互いに異
なる状態における正面図、（Ｃ）は（Ｂ）の側面図であ
る。

【図２】図１の実施例の回転子の半部と信号発電子とを
示す側面図である。

【図３】（Ａ）は図１の実施例における磁気センサの磁
束密度を示した線図、（Ｂ）は磁気センサの出力信号の
波形を示した線図である。

【図４】本考案の他の実施例の要部を示す縦断面図であ
る。

【図５】本考案の更に他の実施例の要部を示す縦断面図
である。

【図６】本考案の更に他の実施例の要部の構造を示した
もので、（Ａ）及び（Ｂ）はリラクタの回転方向位置が
互いに異なる状態を一部断面して示した正面図であり、
（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。

【図７】本考案で用いる点火回路の一例を示した接続図
である。

【図８】従来例の構造を示した正面図である。

【符号の説明】

１ 回転子 ２ リラクタ ３ 基準面 ４ 信号発電子 ５ 磁極構成体 ５１，５３ 対の脚部 ５２，５４ 対の脚部の磁極部 ６ 永久磁石 ７ 磁気センサ ８ 磁路構成部材

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リラクタを備えた回転子と、前記リラク
   タにより生じさせられる磁束変化に応じて信号を出力す
   る信号発電子とを備えた内燃機関点火装置用信号発生装
   置において、前記回転子は回転軸との相対的位置が回転
   角度位置により変化しない面を基準面として有し、前記
   信号発電子は、前記回転子の回転方向に間隔をあけた状
   態で設けられて前記リラクタに対向する磁極部を先端に
   有する対の脚部と該対の脚部の回転子と反対側の端部間
   を連結する継鉄部とを備えた磁極構成体と、前記磁極構
   成体の継鉄部に一方の磁極が結合された永久磁石と、前
   記対の脚部間に配置されて該対の脚部のそれぞれの先端
   の磁極部がリラクタに対向した際に両脚部間を流れる磁
   束に感応して電気信号を出力する磁気センサと、前記永
   久磁石の他方の磁極に結合された部分と前記基準面にギ
   ャップを介して対向する部分とを有する磁路構成部材と
   を具備したことを特徴とする内燃機関点火装置用信号発
   生装置。
2. 【請求項２】 前記磁気センサはホール素子またはホー
   ルＩＣからなっていることを特徴とする請求項１に記載
   の内燃機関点火装置用信号発生装置。
3. 【請求項３】 前記基準面は回転子の回転軸からの径方
   向距離が回転角度位置により変化しない円筒面からなっ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関点火
   装置用信号発生装置。
4. 【請求項４】 前記基準面は回転角度位置により軸線方
   向の位置が変化しない円環状の面からなっていることを
   特徴とする請求項１に記載の内燃機関点火装置用信号発
   生装置。