JP4872888B2 - コンデンサ放電式エンジン点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ放電式のエンジン点火装置に関するものである。

エンジンの点火装置は、点火コイルと、エンジンの点火時期に点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるようにその一次コイルに流す電流を制御する点火ユニットとにより構成される。エンジンの点火装置は耐候性を有している必要があるため、通常は、特許文献１に示されているように、点火コイルと点火ユニットとをケース内に収容して樹脂で注型している。

コンデンサ放電式のエンジン点火装置は、点火コイルと、点火電源部と、点火コイルの一次側に設けられた点火用コンデンサと、点火電源部の出力で点火用コンデンサを充電するコンデンサ充電回路と、点火信号が与えられたときに導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電回路と、放電回路に点火信号与える時期を制御する点火時期制御回路とを備えている。この点火装置では、点火用コンデンサと、コンデンサ充電回路、放電回路及び点火時期制御回路の構成部品とを回路基板に実装して点火ユニットを構成している。

コンデンサ放電式の点火装置においては、点火用コンデンサが点火電源部の出力で一方の極性に充電される。エンジンの点火時期に点火時期制御回路から放電回路に点火信号が与えられたときに点火用コンデンサの電荷が点火コイルの一次コイルを通して放電させられ、この点火用コンデンサの放電により、立ち上がりが急峻な放電電流が点火コイルの一次コイルを通して流れる。これにより、点火コイルの鉄心内で大きな磁束変化が生じ、この磁束変化により、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧が誘起する。この点火用高電圧は、エンジンの気筒に取りつけられた点火プラグに印加されるため、点火プラグの放電ギャップで火花放電が生じ、エンジンが点火される。

上記点火電源部としては、エンジンに取りつけられる磁石発電機の固定子側に設けられたエキサイタコイルが多く用いられる。エンジンに取りつける磁石発電機の回転子として、フライホイールの内周に永久磁石が取りつけられた内磁石型の磁石回転子を用いる場合には、上記エキサイタコイルが磁石発電機の他の電機子コイルとともに回転子の内側に配置され、点火コイルと前記点火ユニットとをケース内に収容して樹脂で注型した構造のユニットが磁石発電機の外部に配置される。

これに対し、エンジンに取りつける磁石発電機として、フライホイールの外周側に永久磁石を有する外磁石型の磁石回転子を備えたものが用いられる場合には、磁石回転子の磁極に対向する磁極部を両端に有する鉄心にエキサイタコイルが巻回されて、このエキサイタコイルが磁石回転子の外側に配置される。このような構成をとる場合には、特許文献２に示されているように、点火装置をコンパクトに構成するために、エキサイタコイルと点火コイルとを共通の鉄心に巻回して両コイルによりコイルユニットを構成し、このコイルユニットを点火ユニットともにケース内に収容して樹脂で注型する構成をとることがある。

従来のこの種の点火装置に用いるコイルユニットにおいては、特許文献２に示されているように、点火コイルの一次コイルを巻回するコイル巻回部とエキサイタコイルを巻回するコイル巻回部とが軸線方向に並べて設けられたコイル巻回用ボビンを用いて、点火コイルの一次コイルとエキサイタコイルとを軸線方向に並べて巻回するか、または特許文献３に示されているように、別々のボビンに巻回された点火コイルとエキサイタコイルとを軸線方向に並べて近接配置して、鉄心の共通の脚部に嵌装していた。
特開２００２−１６１８４３号公報 特開平１０−１９６５０３号公報 特開２００６−９７５２５号公報（図８参照）

特許文献２や特許文献３に示された従来の点火装置では、同一の鉄心にエキサイタコイルと点火コイルとを近接させて隣り合わせに巻装していたが、このような構成をとった場合、点火コイルの誘起電圧がエキサイタコイルの誘起電圧の影響を受け、エキサイタコイル及び点火コイルを別々の鉄心に巻装した場合に比べて、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低くなって、点火性能が低下するという問題があることが明らかになった。

また従来のエンジン点火装置では、エキサイタコイル及び点火コイルからそれぞれ引き出された複数の端子がコイルユニットの軸線方向に位置を異にして設けられていたため、該複数の端子を回路基板の孔に挿入する作業が面倒になり、装置の組立て作業能率が悪くなるのを避けられなかった。また、エキサイタコイル及び点火コイルから引き出された複数の端子が離れた位置に分れて配置されていると、端子と回路基板の端子パターンとの半田付け作業をロボットまたは手作業で行う際に、一連の半田付け箇所を順次半田付けする際の工具の移動距離が長くなるため、作業能率が悪くなり、製造コストの低減を図ることが難しいという問題があった。

本発明の目的は、点火コイルとエキサイタコイルとが共通の鉄心に巻回されてコイルユニットが構成されるコンデンサ放電式エンジン点火装置において、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低下するのを防ぐとともに、コイルユニットと点火ユニットの回路基板との半田付け部を１箇所にまとめて配置して、両者の半田付け作業を容易にすることにある。

本発明は、エンジンにより回転駆動される磁石回転子の磁極に対向させられる磁極部を有する鉄心に巻装されてエンジンの回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルとこのエキサイタコイルの横に並べてエキサイタコイルとともに上記鉄心に巻装された点火コイルとを備えたコイルユニットと、点火用コンデンサとエキサイタコイルの出力で点火用コンデンサを充電するコンデンサ充電回路の構成部品と点火信号が与えられたときに点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電回路の構成部品と放電回路に点火信号を与える時期を制御する点火時期制御回路の構成部品とを回路基板に実装してなる点火ユニットとを備えたコンデンサ放電式エンジン点火装置を対象とする。本発明が対象とする点火装置においては、上記コイルユニットと点火ユニットとが鉄心の磁極部を外部に配置した状態でケース内に収納されて、ケース内に樹脂が注型される。

本発明においては、点火ユニットの回路基板が、その主たる板面（厚み方向に相対する広い面）をコイルユニットの軸線と平行させた状態でコイルユニットの側方に配置される。また点火コイルとエキサイタコイルとの間に隙間が形成されて、点火コイルを回路基板に接続するために点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子及びエキサイタコイルを回路基板に接続するためにエキサイタコイルから引き出された複数のエキサイタコイル接続端子がすべて点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間を通して回路基板側に引き出されて該回路基板に接続されている。

上記のように、点火コイルとエキサイタコイルとの間に隙間を形成しておくと、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低下するのを防ぐことができることが確認された。点火コイルとエキサイタコイルとを共通の鉄心に巻回した場合に、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低下する理由は、点火用コンデンサの電荷の放電により鉄心中で生じた磁束の変化によって、点火コイルの二次コイルに点火用電圧が誘起する際に、同時にエキサイタコイルにも高い電圧が誘起して、エキサイタコイルから磁束が発生し、この磁束が点火コイルの二次コイルと鎖交する磁束の変化を妨げる方向に働くことにあると思われる。本発明によれば、点火コイルとエキサイタコイルとの間に隙間を確保したことにより、両コイル間の相互インダクタンスを小さくし、エキサイタコイルから発生した磁束が点火コイルと鎖交するのを抑制するようにしたので、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低下するのを防ぐことができる。

上記点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間の大きさは、点火用コンデンサを放電させた際に点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧の低下を許容範囲内に収めるように実験的に決定する。即ち、点火コイルとエキサイタコイルとを共通の鉄心に巻装した場合に点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧と、点火コイルとエキサイタコイルとを別々の鉄心に巻装した場合に点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧との差電圧と、点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間の大きさとの関係を求める実験を行って、この実験により求めた差電圧を許容範囲内に収めるように、点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間の大きさを決定する。

また上記のように、点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子と、エキサイタコイルから引き出されたエキサイタ接続端子とをすべて点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間を通して回路基板側に引き出すと、コイルユニットと点火ユニットの回路基板との半田付け部をコイルユニットの軸線方向の１箇所にまとめて配置することができるため、コイルユニットから引き出された複数の接続端子を回路基板の孔に挿入する作業を簡単にすることができ、組立て作業能率を高くすることができる。

また上記のように、複数の点火コイル接続端子と、エキサイタ接続端子とをすべて点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間を通して回路基板側に引き出すと、コイルユニットと点火ユニットの回路基板との半田付け部をコイルユニットの軸線方向の１箇所にまとめて配置することができるため、一連の半田付け箇所を半田付けする際の工具の移動距離を短くして半田付けの作業能率を高めることができる。

本発明の好ましい態様では、エキサイタコイルが、軸線方向の一端及び他端にそれぞれ第１のフランジ及び第２のフランジを有して鉄心に嵌装されたエキサイタ巻回用ボビンに巻回されて、エキサイタ巻回用ボビンが第１のフランジを鉄心の一端側に位置させて該鉄心に嵌装される。
また点火コイルの一次コイルは、エキサイタ巻回用ボビンとともに鉄心に嵌装された一次コイル巻回用胴部と該胴部の軸線方向の一端に形成された大径の第１の鍔部と第１の鍔部よりも小さい径方向寸法を持って胴部の他端に形成された第２の鍔部とを有する一次ボビンの一次コイル巻回用胴部に巻回されて、該一次ボビンの第１の鍔部がエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジに隙間を介して対向配置される。
点火コイルの二次コイルは、一次コイルと一次ボビンの第２の鍔部とを取り囲むように配置された二次コイル巻回用胴部と該二次コイル巻回用胴部の軸線方向の一端及び他端にそれぞれ形成された一端側鍔部及び他端側鍔部と該一端側鍔部及び他端側鍔部の間を軸線方向に並ぶ複数のコイル巻回部に仕切る複数の仕切り壁とを有する二次ボビンの複数のコイル巻回部にそれぞれ巻回された単位コイルを直列に接続した構成を有して、二次ボビンの一端側鍔部が一次ボビンの第１の鍔部に当接された状態で配置される。
また、点火ユニットの回路基板は、その板面をコイルユニットの軸線と平行させた状態でコイルユニットの側方に配置され、点火コイルを回路基板に接続するために点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子が一次ボビンの第１の鍔部に支持され、エキサイタコイルを回路基板に接続するためにエキサイタコイルから引き出された複数のエキサイタコイル接続端子がエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジに支持される。
複数のエキサイタコイル接続端子及び複数の点火コイル接続端子は、一次ボビンの第１の鍔部とエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間の隙間を通して回路基板側に引き出されて該回路基板に接続されている。

本発明の好ましい態様では、上記一次ボビンが、第１の鍔部の鉄心寄りの部分からエキサイタ巻回用ボビン側に突出したボス部を一体に有して、該ボス部がエキサイタ巻回用ボビンに当接されることにより、一次ボビンの第１の鍔部とエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間の隙間が維持される。

本発明の他の好ましい態様では、エキサイタ巻回用ボビンが、第２のフランジの鉄心寄りの部分から一次ボビン側に突出したボス部を一体に有して、該ボス部が一次ボビンに当接されることにより、一次ボビンの第１の鍔部とエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間の隙間が維持される。

上記複数のエキサイタコイル接続端子及び複数の点火コイル接続端子は、それぞれの先端が、コイルユニットの軸線と直交する一平面上に一列に並んだ状態で、前記回路基板側に引き出されていることが好ましい。

上記複数の点火コイル接続端子は、通常点火コイルの一次コイルのアース側の一端から引き出された一次コイル側アース端子と点火コイルの二次コイルのアース側の一端から引き出された二次コイル側アース端子とを備えている。この場合、一次コイル側アース端子と二次コイル側アース端子とは隣接配置されていることが好ましい。

上記のように、本発明によれば、点火コイルとエキサイタコイルとの間に隙間を形成して、点火コイルの一次コイルとエキサイタコイルとの間の相互インダクタンスを小さくし、点火用コンデンサの電荷が点火コイルの一次コイルを通して放電した際にエキサイタコイルから発生する磁束が、点火コイルに鎖交する磁束の変化を妨げるように働くのを抑制して、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が低下するのを防ぐことができる。

また本発明によれば、点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子と、エキサイタコイルを回路基板に接続するためにエキサイタコイルから引き出されたエキサイタコイル接続端子とをすべて点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間を通して回路基板側に引き出して、コイルユニットと点火ユニットの回路基板との半田付け部をコイルユニットの軸線方向の１箇所にまとめて配置したので、一連の接続端子を回路基板の孔に挿入する作業を簡単にすることができる上に、両者の半田付け作業を行う際の工具の移動距離を短くして、半田付け作業の作業能率を向上させることができる。従って、点火装置の製造能率を向上させて、そのコストの低減を図ることができる。

以下図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１ないし図５は本発明の一実施形態を示したもので、図１は要部の断面図、図２は本実施形態で用いるコイルユニットの斜視図、図３は同コイルユニットの側面図、図４は点火装置の一部を断面して示した正面図、図５は本実施形態の点火装置の電気的な構成を示す回路図である。

図１において、１はエンジンのクランク軸に取付けられて本発明に係わる点火装置と協働する外磁石型の磁石回転子、２は本発明に係わる点火装置である。磁石回転子１は、鉄等の強磁性体からなっていて、円筒面状の外周面１０１ａを有するフライホイール１０１と、フライホイール１０１の外周面に形成された凹部１０１ｂ内に取り付けられた弧状の永久磁石１０２とからなっている。永久磁石１０２は、磁化の方向がフライホイール１０１の径方向に向くように着磁されている。図示の例では、永久磁石１０２の径方向の外周側の磁極面がＮ極となっており、フライホイールの周方向に相対する凹部１０１ｂの両端部付近のフライホイールの外周面１０１a1，１０１a2にそれぞれ磁石のＳ極が導出されている。永久磁石１０２の外周側の磁極（Ｎ極）と、凹部１０１ｂの両端部付近のフライホイールの外周面に導出された２つのＳ極とにより、３極の磁石界磁が構成されている。フライホイール１０１の軸心部には、ボス部１０１ｃが設けられていて、このボス部がエンジンのクランク軸Ｓに嵌着されることにより、磁石回転子１がクランク軸Ｓに取り付けられる。

図示の点火装置２は、鉄心３と、鉄心３に巻装されたコイルユニット４と、回路基板５０１（図４参照）にマイクロプロセッサＭＰＵや点火用コンデンサＣを実装して構成した点火ユニット５と、コイルユニット４と点火ユニットとを収容した樹脂製のケース６と、ケース６内に注型された樹脂７とにより構成されている。

鉄心３は、鋼板の積層体からなっていて、Ｉ字形のコイル巻装部３０１と、該コイル巻装部３０１の両端に蟻（アリ）結合されて取り付けられた１対の脚部３０２，３０２とによりコの字形に形成され、その両端（脚部３０２、３０２の先端）には磁石回転子の磁極に対向させられる磁極部３０２ａ，３０２ａが形成されている。１対の脚部３０２，３０２の中間部には、点火装置をエンジンに固定するためのネジが挿通される取り付け孔３０２ｂ，３０２ｂが形成されている。

コイルユニット４は、鉄心３のコイル巻装部３０１に、軸線方向に並べて巻装されたエキサイタコイルＥＸと、一次コイルＬ1及び二次コイルＬ2を有する点火コイルＩＧとからなっている。

エキサイタコイルＥＸは、コイル巻回用胴部４０１ａと、該胴部の軸線方向の一端及び他端にそれぞれ形成された第１のフランジ４０１ｂ及び第２のフランジ４０１ｃとを一体に有するエキサイタ巻回用ボビン４０１の胴部４０１ａに巻回されている。本実施形態では、エキサイタ巻回用ボビンの胴部４０１ａ及びフランジ４０１ｂ，４０１ｃのそれぞれの横断面の輪郭形状が、正方形の４つの角部に丸みを付けた形状を呈するように形成され、エキサイタコイルＥＸは、ほぼ直方体状を呈するように巻回されている。従ってエキサイタコイルＥＸは互いに９０度異なる方向に向いた４つの側面を有しており、これら４つの側面の内の一つの側面が点火ユニットの回路基板の主たる板面と対向する点火ユニット対向面Ｓeとなっている。

エキサイタコイルＥＸは、ボビン４０１の第１のフランジ４０１ｂを鉄心３の一端３Ａ側に位置させて鉄心３のコイル巻装部３０１に嵌装される。エキサイタコイルを点火ユニット５の回路基板５０１に接続するため、エキサイタコイルの両端につながる２つのエキサイタ接続端子ｔa，ｔbが、それぞれの一部がエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジ４０１ｃにモールドされた状態で、該第２のフランジ４０１ｃに支持されている。エキサイタ接続端子ｔa，ｔbは、エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジ４０１ｃの外面に沿うように折り曲げられて、エキサイタコイルＥＸの点火ユニット対向面Ｓe側に引き出されている。

点火コイルＩＧの一次コイルＬ1は、一次コイル巻回用胴部４１１ａと該胴部の軸線方向の一端に形成された大径の第１の鍔部４１１ｂと、第１の鍔部よりも小さい径方向寸法を持って胴部４１１ａの他端に形成された第２の鍔部４１１ｃとを一体に有する一次ボビン４１１の一次コイル巻回用胴部４１１ａに巻回されている。一次コイルＬ1が巻回された一次ボビン４１１は、その第１の鍔部４１１ｂをエキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃ側に向けた状態で鉄心３のコイル巻装部３０１に嵌装されて、該一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂがエキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃに隙間Ｇを介して対向配置される。

本実施形態では、一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂの鉄心３寄りの部分及び第２の鍔部４１１ｃの鉄心寄りの部分にそれぞれ鉄心３の一端３Ａ側及び他端３Ｂ側に突出したボス部４１１ｅ及び４１１ｆが形成され、エキサイタ巻回用ボビン４０１と一次ボビン４１１とが鉄心３のコイル巻装部３０１に嵌装された際に、鉄心３の一端３Ａ側（エキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃ側）に突出した一次ボビン４１１のボス部４１１ｅがエキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃに当接することにより、一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂとエキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃとの間に隙間Ｇが維持されるようになっている。

点火コイルの二次コイルＬ2は、一次コイルＬ1の外周と一次ボビン４１１の第２の鍔部４１１ｃの外周とを取り囲むように配置された二次コイル巻回用胴部４２１ａと、該二次コイル巻回用胴部４２１ａの軸線方向の一端及び他端にそれぞれ形成された一端側鍔部４２１ｂ及び他端側鍔部４２１ｃと該一端側鍔部及び他端側鍔部の間を軸線方向に並ぶ複数のコイル巻回部に仕切る複数の仕切り壁４２１ｄ，４２１ｄ，…とを一体に有する二次ボビン４２１の複数のコイル巻回部にそれぞれ巻回された単位コイルｗ，ｗ，…を直列に接続した構成を有し、二次ボビン４２１の一端側の鍔部４２１ｂが一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂに当接させられている。

一次ボビン４１１及び二次ボビン４２１の胴部並びに両ボビンの鍔部は、エキサイタ巻回用ボビンと同様に、それぞれの横断面が、正方形の４つの角部に丸みを付した形状を呈するように形成され、一次コイルＬ1及び二次コイルＬ2はほぼ直方体状を呈するように巻回されている。従って二次コイルＬ2は互いに９０度異なる方向に向いた４つの側面を有し、これらの側面の内の１つの側面が点火ユニット対向面Ｓｉとなっている。

二次ボビン４２１の他端側鍔部４２１ｃの外面には、高圧コードホルダ４３０が固定される。高圧コードホルダ４３０は、一端が開口した筒状部４３０ａと該筒状部４３０ａの他端から径方向の外側に突出した板状の取り付け部４３０ｂとを一体に有し、筒状部４３０ａの他端を塞ぐように形成された端部壁を貫通させて、木ねじからなる高圧コード接続端子ｔfが取り付けられている。高圧コードホルダ４３０は、その取り付け部４３０ｂを二次ボビン４２１の他端側鍔部４２１ｃに当接させた状態で配置され、取り付け部４３０ｂに形成された孔に二次ボビンの他端側鍔部４２１ｃに形成された位置決め突起４２１ｅ（図２及び図４参照）が圧入されることにより、高圧コードホルダ４３０が、その筒状部４３０ａをコイルユニットの軸線方向に向けた状態で二次ボビンの所定の位置に位置決めされている。高圧コード接続端子ｔfは、接続端子金具４３１を介して二次コイルＬ2の巻き終わりの端末部に接続されている。高圧コードホルダ４３０の筒状部４３０ａに高圧コード８の一端が圧入されて、高圧コードの芯線に高圧コード接続端子ｔfがねじ込まれることにより、高圧コード８が二次コイルＬ2の巻き終わりの端末部に接続されている。

一次ボビン４１１に巻かれた一次コイルＬ1の外周と一次ボビン４１１の第２の鍔部４１１ｃの外周とを取り囲むように二次コイルＬ2が巻かれた二次ボビン４２１が配置されて点火コイルＩＧが組み立てられ、この点火コイルＩＧとエキサイタコイルＥＸとが鉄心３のコイル巻装部３０１に嵌装されてコイルユニット４が組み立てられる。

点火コイルの一次コイルＬ1の巻き終わりの端末部につながる点火コイル接続端子ｔcと、一次コイルの巻き始めの端末部につながる点火コイル接続端子ｔdとが一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂにそれぞれの一部を埋め込んだ状態で保持されている。これらの端子ｔc及びｔdは、一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂの外面に沿うように折り曲げられて前記点火ユニット対向面Ｓｉ側に引き出されている。また二次コイルＬ2の巻き始めの端末部に接続された点火コイル接続端子ｔeが、その一部を二次ボビン４２１の一端側鍔部４２１ｂに埋め込んだ状態で設けられ、この点火コイル接続端子ｔeは、一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂを貫通して該鍔部４１１ｂの外側に引き出されている。第１の鍔部４１１ｂの外側に引き出された点火コイル接続端子ｔeは、第１の鍔部４１１ｂの外面に沿うように折り曲げられて、点火ユニット対向面Ｓｉ側に引き出されている。

エキサイタ接続端子ｔa,ｔb及び点火コイル接続端子ｔcないしｔeは、コイルユニット４を組み立てた状態で、それぞれの先端（点火ユニットの回路基板に接続される端部）がコイルユニット４の軸線と直交する一平面上に平行に並んだ状態で配置されるように設けられて、点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間Ｇを通して一方向に（点火ユニットの回路基板側に）引き出される。点火コイル接続端子ｔa〜ｔeのうち、端子ｔd及びｔeはそれぞれ点火コイルの一次コイル及び二次コイルのアース側端子であり、これらの端子は互いに隣接（近接）させて配置されている。このようにアースされる接続端子ｔd及びｔeを隣接させて配置しておくと、両接続端子を回路基板５０１の一つの大きめの孔に挿入して回路基板のアースパターンに半田付けすることができるため、半田付け箇所を少なくすることができる。

図４に示したように、点火ユニット５の構成要素が実装された回路基板５０１は、コイルユニット４の側方に、その主たる板面の一方を点火ユニット対向面Ｓｅ及びＳｉに対向させた状態で配置され、エキサイタコイルＥＸの両端から引き出されたエキサイタコイル接続端子ｔa，ｔbと、点火コイルＩＧから引き出された点火コイル接続端子ｔcないしｔeとが、回路基板５０１に設けられたスルーホールに挿入されて、該基板に設けられた端子パターンに半田付けされる。図４には詳細に図示してないが、回路基板５０１には、コンデンサ放電式点火装置の点火用コンデンサと、コンデンサ充電回路の構成部品と、放電回路の構成部品と、点火時期制御回路の構成部品とが実装されている。

ケース６は、一端が底部６ａにより閉じられ、他端が開口した樹脂製の筒状体からなっていて、その開口端寄りの側壁部の一部には、高圧コードホルダ４３０を収容する膨出部６ｂが形成され、底部６ａの中央部には、鉄心３のコイル巻装部３０１を貫通させる孔６ｃが形成されている。

点火装置を組み立てる際には、エキサイタコイルＥＸを巻いたエキサイタ巻回用ボビン４０１と、点火コイルの一次コイルＬ1が巻回された一次ボビンの外側に二次コイルが巻回された二次ボビン４２１を配置して構成した点火コイルＩＧとを、それぞれの点火ユニット対向面Ｓｅ及びＳｉを同じ側に向けて鉄心３のコイル巻装部３０１に嵌装してコイルユニット４を組み立て、エキサイタ巻回用ボビン４０１のフランジ４０１ａとボビン４１０の鍔部４１１ａとの間から引き出されている接続端子ｔaないしｔeを回路基板５０１のスルーホールに挿入して、該回路基板の端子パターンに半田付けする。

本実施形態では、接続端子ｔaないしｔeの先端がコイルユニットの軸線と直交する一平面上に平行に並ぶ状態で、点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間Ｇを通して回路基板側に引き出されているため、コイルユニットから引き出された接続端子を回路基板に設けられたスルーホールに挿入する作業を簡単にすることができる。またコイルユニットから引き出された接続端子と回路基板との半田付け箇所がコイルユニットの軸線方向の中間部にまとめて配置されるため、両者を半田付けする際の工具の移動距離を短くして半田付け作業の能率を向上させることができる。また本実施形態では、点火コイルのアース側端子ｔd，ｔeを隣接させて配置しているので、これらの端子を回路基板に設けた一つの孔に挿入して回路基板のアースパターンに一度に半田付けすることができ、半田付け箇所を少なくすることができる。

上記のようにしてコイルユニット４に点火ユニット５を接続した後、コイルユニット４を点火ユニット５とともにケース６内に収容して、鉄心３のコイル巻装部３０１の両端をケース６から外方に突出させる。この状態で、ケース６の開口部を上方に向けた状態に保持して、該ケース内にエポキシ樹脂等の樹脂７を注型し、該樹脂７を硬化させる。これにより、コイルユニット４及び点火ユニット５が樹脂でモールドされ、高圧コードホルダ４３０が二次ボビンに対して固定される。その後鉄心３のコイル巻装部３０１の両端に脚部３０２，３０２を取り付けて点火装置２を完成する。

この点火装置は、エキサイタコイルに誘起する電圧の位相が、所定の点火位置で点火動作を行わせるために適した位相となるように、磁石回転子１の磁極に対して所定の位置関係を有する位置に位置決めされて、鉄心の脚部３０２，３０２に設けられた取り付け孔３０２ｂ，３０２ｂを貫通させたボルトにより、エンジンのケースなどに固定され、鉄心の脚部３０２，３０２の先端に設けられた磁極部３０２ａ，３０２ａが磁石回転子１の外周面に所定のエアギャップを介して対向させられる。

図５を参照すると、点火ユニット５の電気的構成の一例が示されている。同図に示された点火ユニット５においては、点火コイルＩＧの一次コイルＬ1の非接地側の端子に点火用コンデンサＣ1の一端が接続され、点火用コンデンサＣ1の他端と接地間に放電用スイッチとして機能するサイリスタＴhが、そのカソードを接地側に向けて接続されている。サイリスタＴhのアノード・カソード間には、ダイオードＤ1がそのアノードを接地側に向けて接続され、サイリスタＴhのゲートカソード間には、抵抗器Ｒ1が接続されている。点火用コンデンサＣ1の他端にはダイオードＤ2のカソードが接続され、ダイオードＤ2のアノードにエキサイタコイルＥＸから引き出されたエキサイタ接続端子ｔaが接続されている。ダイオードＤ2のアノードと接地間にはダイオードＤ3がそのアノードを接地側に向けて接続されている。エキサイタコイルから引き出された他の接続端子ｔbにはマイクロプロセッサを備えた点火時期制御回路ＩＣＣの入力ポートが接続され、点火時期制御回路ＩＣＣの出力ポートからサイリスタＴhのゲートに点火信号Ｓiが入力されるようになっている。エキサイタコイルから引き出された接続端子ｔbと接地間にはアノードを接地側に向けた電流帰還用ダイオードＤ4が接続されている。また接続端子ｔbは電源回路ＰＳの入力端子に接続され、該電源回路ＰＳから点火時期制御回路ＩＣＣのマイクロプロセッサに電源電圧が与えられている。点火コイルＩＧの二次コイルＬ2の出力電圧（点火用高電圧）は高圧コード８を通してエンジンの一つの気筒に設けられた点火プラグＰＬに印加されている。

図示の例では、エキサイタ接続端子ｔa−ダイオードＤ2−点火用コンデンサＣ1−点火コイルの一次コイルＬ1−ダイオードＤ4−エキサイタ接続端子ｔbの回路により、エキサイタコイルの出力電圧で点火用コンデンサＣ１を充電するコンデンサ充電回路が構成され、点火用コンデンサＣ1−サイリスタＴh−点火コイルの一次コイルＬ1−サイリスタＴhの回路により点火用コンデンサＣ1の放電回路が構成されている。

上記コンデンサ充電回路と、放電回路と、点火時期制御回路ＩＣＣと、電源回路ＰＳとにより点火ユニット５が構成され、この点火ユニット５とコイルユニット４とによりコンデンサ放電式のエンジン点火装置が構成される。エンジンが２以上の気筒を有する場合には、同様に構成された点火装置が気筒数分設けられる。

本実施形態において、エンジンのクランク軸が回転すると、エキサイタコイルＥＸに図６（Ａ）に示すような交流電圧Ｖeが、点火装置が配置された位置により決まる一定のクランク角位置でクランク軸の１回転当たり１回発生する。この交流電圧は、第１の負の半波の電圧Ｖn1と、正の半波の電圧Ｖpと、第２の負の半波の電圧Ｖn2とが順に現れる波形を有する電圧である。エキサイタコイルＥＸは一定のクランク角位置で交流電圧Ｖeを発生するため、交流電圧Ｖeの波形はエンジンのクラック角情報及び回転速度情報を含んでいる。

エキサイタコイルが出力する負の半波の電圧Ｖn1及びＶn2は電源回路ＰＳにより一定の直流電圧Ｖccに変換されて点火時期制御回路ＩＣＣのマイクロプロセッサに電源電圧として印加される。エキサイタコイルＥＸの出力の負の半波の期間にエキサイタコイルから電源回路ＰＳに流れ込んだ電流は接地回路とダイオードＤ3とを通してエキサイタコイルに帰還する。

点火時期制御回路ＩＣＣは電源回路ＰＳから電源電圧が印加されたときに動作を開始して、エキサイタコイルＥＸの出力電圧Ｖeから得たエンジンのクランク角情報及び回転速度情報を用いて、エンジンの各回転速度における点火位置（点火動作を行うクランク角位置）を演算し、エンジンのクランク角位置が演算した点火位置に一致したことを検出した時にサイリスタＴhに点火信号Ｓiを与える。

図示の点火ユニットにおいては、エキサイタコイルＥＸが正の半波の電圧Ｖpを出力したときに、該電圧ＶpによりダイオードＤ2と、点火コイルの一次コイルＬ1と、ダイオードＤ4とを通して点火用コンデンサＣ1が図示の極性に充電され、図６（Ｂ）に示したように点火用コンデンサの両端の電圧Ｖcが上昇する。次いで点火時期制御回路ＩＣＣが点火位置θi1で点火信号Ｓiを発生すると、サイリスタＴhがオン状態になるため、点火用コンデンサＣ1に蓄積された電荷がサイリスタＴhと点火コイルの一次コイルＬ1とを通して放電する。これにより鉄心３中で大きな磁束変化が生じるため、点火コイルの二次コイルＬ2に点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグＰＬに印加されるため、点火プラグＰＬで火花放電が生じてエンジンが点火され、エンジンが始動する。エンジンの点火位置はエンジンの回転速度の上昇に伴って進角させられ、高速時の点火位置は例えば図６（Ｂ）のθi2のようになる。

点火位置で点火用コンデンサＣ1が放電した際には、エキサイタコイルＥＸにも電圧が誘起し、エキサイタコイルＥＸから生じる磁束が点火コイルの二次コイルと鎖交する磁束の変化を妨げようとするが、本発明においては、エキサイタコイルＥＸと点火コイルＩＧとの間に隙間Ｇを形成して、この隙間Ｇの大きさを適正に設定することにより、エキサイタコイルで生じる磁束が点火コイルの二次コイルと鎖交する磁束の変化に影響を与える度合いを少なくすることができるようにしたため、点火コイルの二次コイルに誘起する点火用高電圧が顕著に低下して点火性能が低下するのを防ぐことができる。

上記の実施形態では、一次ボビン４１１に設けたボス部４１１ｅをエキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジ４０１ｃに当接させることにより、エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジと一次ボビンの一端側鍔部との間に隙間Ｇを確保するようにしたが、エキサイタ巻回用ボビン４０１の第２のフランジの鉄心寄りの部分から一次ボビン４１１の第１の鍔部４１１ｂ側に突出したボス部をエキサイタ巻回用ボビンに一体に設けて、該ボス部を一次ボビン４１１に当接させることにより、一次ボビンの第１の鍔部とエキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間に隙間Ｇを形成するようにしてもよい。

上記の実施形態では、鉄心３としてコの字形のものを用いたが、特許文献３に示されているように、Ｅ字形の３脚鉄心を用いてこの鉄心の中央の脚部にエキサイタコイルと点火コイルとを並べて巻装する場合にも本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態の要部の断面図である。 本実施形態で用いるコイルユニットの斜視図である。 本実施形態で用いるコイルユニットの側面図である。 本実施形態に係わる点火装置の一部を断面して示した正面図である。 本実施形態の点火装置の電気的な構成を示す回路図である。 図５の点火装置のエキサイタコイルの誘起電圧及び点火用コンデンサの充電電圧の波形を示した波形図である。

符号の説明

１ 磁石発電機
２ 点火装置
３ 鉄心
３０１ コイル巻装部
３０２ａ，３０２ｂ 磁極部
４ コイルユニット
４０１ エキサイタ巻回用ボビン
４１１ 一次ボビン
４２１ 二次ボビン
ＥＸ エキサイタコイル
ＩＧ 点火コイル
５ 点火ユニット
５０１ 回路基板
６ ケース
７ 樹脂
８ 高圧コード

Claims (6)

1. エンジンにより回転駆動される磁石回転子の磁極に対向させられる磁極部を有する鉄心に巻装されて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルと前記エキサイタコイルの横に並べて前記エキサイタコイルとともに前記鉄心に巻装された点火コイルとを備えたコイルユニットと、点火用コンデンサと前記エキサイタコイルの出力で前記点火用コンデンサを充電するコンデンサ充電回路の構成部品と点火信号が与えられたときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電回路の構成部品と前記放電回路に点火信号を与える時期を制御する点火時期制御回路の構成部品とを回路基板に実装してなる点火ユニットとを備え、前記コイルユニットと点火ユニットとが前記鉄心の磁極部を外部に配置した状態でケース内に収納されて、前記ケース内に樹脂が注型されてなるコンデンサ放電式エンジン点火装置において、
   前記点火ユニットの回路基板は、その板面を前記コイルユニットの軸線と平行させた状態で前記コイルユニットの側方に配置され、
   前記点火コイルとエキサイタコイルとの間に隙間が形成されて、前記点火コイルを前記回路基板に接続するために前記点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子及び前記エキサイタコイルを前記回路基板に接続するために前記エキサイタコイルから引き出された複数のエキサイタコイル接続端子がすべて前記点火コイルとエキサイタコイルとの間の隙間を通して前記回路基板側に引き出されて該回路基板に接続されているコンデンサ放電式エンジン点火装置。
2. エンジンにより回転駆動される磁石回転子の磁極に対向させられる磁極部を有する鉄心に巻装されて前記エンジンの回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルと前記エキサイタコイルの横に並べて前記エキサイタコイルとともに前記鉄心に巻装された点火コイルとを備えたコイルユニットと、点火用コンデンサと前記エキサイタコイルの出力で前記点火用コンデンサを充電するコンデンサ充電回路の構成部品と点火信号が与えられたときに前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電回路の構成部品と前記放電回路に点火信号を与える時期を制御する点火時期制御回路の構成部品とを回路基板に実装してなる点火ユニットとを備え、前記コイルユニットと点火ユニットとが前記鉄心の磁極部を外部に配置した状態でケース内に収納されて、前記ケース内に樹脂が注型されてなるコンデンサ放電式エンジン点火装置において、
   前記エキサイタコイルは、軸線方向の一端及び他端にそれぞれ第１のフランジ及び第２のフランジを有して前記鉄心に嵌装されたエキサイタ巻回用ボビンに巻回されて、前記エキサイタ巻回用ボビンが前記第１のフランジを前記鉄心の一端側に位置させて前記鉄心に嵌装され、
   前記点火コイルの一次コイルは、前記エキサイタ巻回用ボビンとともに前記鉄心に嵌装された一次コイル巻回用胴部と該胴部の軸線方向の一端に形成された大径の第１の鍔部と前記第１の鍔部よりも小さい径方向寸法を持って前記胴部の他端に形成された第２の鍔部とを有する一次ボビンの前記一次コイル巻回用胴部に巻回されて、該一次ボビンの第１の鍔部が前記エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジに隙間を介して対向配置され、
   前記点火コイルの二次コイルは、前記一次コイルと前記一次ボビンの第２の鍔部とを取り囲むように配置された二次コイル巻回用胴部と該二次コイル巻回用胴部の軸線方向の一端及び他端にそれぞれ形成された一端側鍔部及び他端側鍔部と該一端側鍔部及び他端側鍔部の間を軸線方向に並ぶ複数のコイル巻回部に仕切る複数の仕切り壁とを有する二次ボビンの前記複数のコイル巻回部にそれぞれ巻回された単位コイルを直列に接続した構成を有して、前記二次ボビンの前記一端側鍔部が前記一次ボビンの第１の鍔部に当接され、
   前記点火ユニットの回路基板は、その板面を前記コイルユニットの軸線と平行させた状態で前記コイルユニットの側方に配置され、
   前記点火コイルを前記回路基板に接続するために前記点火コイルから引き出された複数の点火コイル接続端子が前記一次ボビンの第１の鍔部に支持され、
   前記エキサイタコイルを前記回路基板に接続するために前記エキサイタコイルから引き出された複数のエキサイタコイル接続端子が前記エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジに支持され、
   前記複数のエキサイタコイル接続端子及び複数の点火コイル接続端子は、前記一次ボビンの前記第１の鍔部と前記エキサイタ巻回用ボビンの前記第２のフランジとの間の隙間を通して前記回路基板側に引き出されて該回路基板に接続されているコンデンサ放電式エンジン点火装置。
3. 前記一次ボビンは、前記第１の鍔部の前記鉄心寄りの部分から前記エキサイタ巻回用ボビン側に突出したボス部を一体に有して、該ボス部が前記エキサイタ巻回用ボビンに当接されることにより、前記一次ボビンの第１の鍔部と前記エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間の隙間が維持されている請求項２に記載のコンデンサ放電式エンジン点火装置。
4. 前記エキサイタ巻回用ボビンは、前記第２のフランジの前記鉄心寄りの部分から前記一次ボビン側に突出したボス部を一体に有して、該ボス部が前記一次ボビンに当接されることにより、前記一次ボビンの第１の鍔部と前記エキサイタ巻回用ボビンの第２のフランジとの間の隙間が維持されている請求項２に記載のコンデンサ放電式エンジン点火装置。
5. 前記複数のエキサイタコイル接続端子及び複数の点火コイル接続端子は、それぞれの先端が、前記コイルユニットの軸線と直交する一平面上に一列に並んだ状態で、前記回路基板側に引き出されている請求項２，３または４に記載のコンデンサ放電式エンジン点火装置。
6. 前記複数の点火コイル接続端子は、前記点火コイルの一次コイルのアース側の一端から引き出された一次コイル側アース端子と前記点火コイルの二次コイルのアース側の一端から引き出された二次コイル側アース端子とを備えていて、該一次コイル側アース端子と二次コイル側アース端子とが隣接配置されている請求項１ないし５のいずれか一つに記載のコンデンサ放電式エンジン点火装置。

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