JP6184833B2 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
Ignition device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6184833B2 JP6184833B2 JP2013219585A JP2013219585A JP6184833B2 JP 6184833 B2 JP6184833 B2 JP 6184833B2 JP 2013219585 A JP2013219585 A JP 2013219585A JP 2013219585 A JP2013219585 A JP 2013219585A JP 6184833 B2 JP6184833 B2 JP 6184833B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- primary
- charging
- internal combustion
- coils
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 41
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 240000001973 Ficus microcarpa Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
- F02P1/02—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage the generator rotor being characterised by forming part of the engine flywheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
- F02P1/08—Layout of circuits
- F02P1/083—Layout of circuits for generating sparks by opening or closing a coil circuit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
- F02P1/08—Layout of circuits
- F02P1/086—Layout of circuits for generating sparks by discharging a capacitor into a coil circuit
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は内燃機関用点火装置に係り、特に発電コイルが一体に形成されたときに好適な内燃機関用点火装置に関する。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to an ignition device for an internal combustion engine that is suitable when a power generation coil is integrally formed.
従来のバッテリ等を使用しない点火装置を有する汎用エンジンでは、エンジンのクランク軸に連結したフライホイール等の周方向1箇所に永久磁石を取り付けるとともに、フライホイールの外周に対向して磁石発電機を設けている。磁石発電機は点火コイルを有し、点火コイルでは、コアーの外周に1次コイルが巻回され、その1次コイルの外周側に2次コイルが巻回されている。点火コイルの1次コイルに誘起される電圧を利用して、2次コイルに高電圧を発生させ、点火プラグに印加する。 In a general-purpose engine having an ignition device that does not use a conventional battery or the like, a permanent magnet is attached to one place in a circumferential direction such as a flywheel connected to the crankshaft of the engine, and a magnet generator is provided facing the outer periphery of the flywheel. ing. The magnet generator has an ignition coil. In the ignition coil, a primary coil is wound around the outer periphery of the core, and a secondary coil is wound around the outer periphery of the primary coil. Using the voltage induced in the primary coil of the ignition coil, a high voltage is generated in the secondary coil and applied to the spark plug.
このようなマグネット方式の無接点点火装置は、誘導放電型と容量放電型に大別される。誘導放電型は、点火コイルの1次コイルに発生した誘導電流をトランジスタが断続するもので、発電時に一旦短絡させて電流を流しておき所定のタイミングでこの電流を遮断することにより2次コイルに過渡電圧を発生させる。一方容量放電型は、点火コイルの1次コイルの出力を一旦コンデンサへ充電し、所定のタイミングで1次コイルに急激に電流を流し、2次コイルに過渡電圧を発生させる。 Such magnet-type contactless ignition devices are roughly classified into an induction discharge type and a capacity discharge type. In the inductive discharge type, the transistor intermittently induces the induced current generated in the primary coil of the ignition coil. When the power is generated, the transistor is temporarily short-circuited and the current is turned on, and this current is cut off at a predetermined timing. Generate a transient voltage. On the other hand, in the capacity discharge type, the output of the primary coil of the ignition coil is temporarily charged into the capacitor, and a current is suddenly supplied to the primary coil at a predetermined timing to generate a transient voltage in the secondary coil.
誘導放電型の点火装置の従来の例が、特許文献1に記載されている。この公報に記載の点火装置では、点火コイルの1次巻線に併設したトリガコイルから回転速度を検出している。そして1次巻線電圧の電圧分が飛び火を持続させる値以上の条件になったら、データに従って点火信号を出力している。
A conventional example of an induction discharge type ignition device is described in
容量放電型の点火装置の従来の例が、特許文献2に記載されている。この公報に記載のコンデンサ放電式内燃機関点火装置では、点火コイルをエキサイタコイルとともに磁石発電機内に設け、エキサイタコイルが発生する電圧と点火コイルの1次コイルが発生する電圧の和の電圧により、点火エネルギ蓄積用のコンデンサを充電している。そして、コイルが巻回される第1、第2の巻き枠部を軸方向に並べて一体化し、第1の巻き枠部にはエキサイタコイルを、第2の巻き枠部には1次コイルを巻いている。1次コイル及びエキサイタコイルの製作のために、同じ線径のコイル導体を用い、巻方向を同じにして巻回させることにより、同一の巻線機で巻回作業を自動的に行っている。
A conventional example of a capacitive discharge type ignition device is described in
さらに、点火装置に用いる点火コイルにおいて、小型化と出力向上のために、点火コイルに供給する駆動電流を従来より高め、従来の1次コイルの1本巻の1次導線の断面積に合計断面積が等しくなる複数本の1次導線を、複数本並列に纏めてボビンに巻回することが特許文献3に記載されている。 Furthermore, in the ignition coil used in the ignition device, in order to reduce the size and improve the output, the drive current supplied to the ignition coil is increased compared to the conventional one, and the total cross-sectional area of the single primary conductor of the conventional primary coil is disconnected Patent Document 3 describes that a plurality of primary conductors having the same area are wound around a bobbin in parallel.
刈払機等に使用される汎用エンジンでは、さらなる小型化や低コスト化の観点から、バッテリを有せず、フライホイールに設けた永久磁石と点火コイルとの間で発生する電力を電力源として使用している。このようなバッテリレスのエンジンでは、一旦起動してしまえば誘起電圧を使用できるので、その後の運転制御にはマイコン等の制御機器を使用した高度な制御が可能になる。 In general-purpose engines used for brush cutters, etc., from the viewpoint of further miniaturization and cost reduction, there is no battery and the electric power generated between the permanent magnets and the ignition coil provided on the flywheel is used as the power source. doing. In such a battery-less engine, since the induced voltage can be used once started, advanced control using a control device such as a microcomputer becomes possible for subsequent operation control.
そこで、エンジンの低速回転時に安定して点火させるために、例えば特許文献1では低速時でも電源を確保できるように、点火コイルとは別にトリガコイルを設けている。このトリガコイルは1次巻線の1次巻線電圧よりも小さいが、同期したトリガコイル電圧を出力するものであり、発生した電力はマイコンや周期信号発生部に供給される。このようにトリガコイルは点火コイルの1次コイルとはその作用が異なるので、一般にはその用途に適合した線径を用いており、必ずしも1次コイルの線径とは同一ではなかった。そのため、製造工数が多くなり、コストの増大を引き起こす恐れがあった。
Therefore, in order to ignite stably at the time of low-speed rotation of the engine, for example, in
特許文献2の点火装置では、軸方向に並べて配置した1次コイルとエキサイタコイルを同一の線径の導線で構成し、それらを同一の巻線機で巻回しており、作業性が向上している。しかしながら特許文献2に記載の点火装置は、エキサイタコイルと1次コイルとが、同じ線径のコイル導体により、巻方向も同じくして巻回されている。そのため、1次コイルにさらなる電流量が必要なときは、1次コイルの線径を太くする、必要がある。または、以下に記載の特許文献3の方法を用いて、複数本の巻線を同一巻方向にして線端を接合する、必要がある。
In the ignition device of
前者の方法では、エキサイタコイルの胴体径も必要が無いのに大径となり、点火装置が大型化する。後者の場合には、複数本の巻線の巻方向を同じくする必要から、一度切断して巻き直す作業を複数回繰り返すか、もしくは、同時に複数本の導体を巻回する作業及び装置が必要となり、作業性の低下および装置の複雑化をもたらす。つまり、この特許文献2に記載の点火装置は、1次コイルとこの1次コイルに直列接続されたコイルとが異なるまたは反対の作用をするように、一体化ボビンに1次コイルと他のコイルを巻回するようには構成されていない。
In the former method, the diameter of the body of the exciter coil is not necessary, but the diameter becomes large, and the ignition device becomes large. In the latter case, it is necessary to make the winding direction of the plurality of windings the same, and thus the operation of cutting and rewinding the coil once is repeated a plurality of times, or a work and an apparatus for winding a plurality of conductors at the same time are required. As a result, workability is reduced and the apparatus is complicated. In other words, in the ignition device described in
さらに、特許文献3に記載の点火コイルでは小型化のために、点火コイルをいわゆる2重巻きすることが記載されている。しかし、この公報に記載のコイルは同時に複数本の導線で構成するものであり、制御用電源のために正方向の電圧を利用可能なコイルを、1次コイルと同一線径とし、同一の巻線機で巻回可能とするものではない。 Further, the ignition coil described in Patent Document 3 describes so-called double winding of the ignition coil for miniaturization. However, the coil described in this publication is composed of a plurality of conductors at the same time. A coil that can use a positive voltage for a control power supply has the same wire diameter as the primary coil and the same winding. It cannot be wound with a wire machine.
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、バッテリを必要としない簡単な構成の汎用エンジンの無接点点火装置における1次コイルと充電コイルが、それぞれ所望のインダクタンスおよびインピーダンスを容易に得られ、小型で簡単かつ信頼性の高い構成とすることにある。また、マイコンまたはCPUの電源を自らの点火コイルの誘起電圧から得て、マイコン制御を可能にしたときの1次コイル及び充電コイルのそれぞれについて、容易に所望のインダクタンスおよびインピーダンスが得られ、簡単で信頼性の高い構成とすることを、他の目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a desired inductance for a primary coil and a charging coil in a non-contact ignition device for a general-purpose engine with a simple configuration that does not require a battery. In addition, an impedance is easily obtained, and the configuration is small, simple, and highly reliable. Moreover, the desired inductance and impedance can be easily obtained for each of the primary coil and the charging coil when the microcomputer or CPU power source is obtained from the induced voltage of its own ignition coil and the microcomputer can be controlled. Another object is to provide a highly reliable configuration.
上記目的を達成するために、本発明は、バッテリが不要な無接点方式の内燃機関用点火装置であって、ヨークが貫挿される1次ボビンに1次コイルと充電コイルを巻回してコイル部を構成し、2次コイルを巻回した2次ボビンをこのコイル部の外周側に配設し、前記1次コイルを複数の並列接続されたコイルで構成し、前記1次コイルと前記充電コイルを直列接続し、前記充電コイルと前記複数のコイルから構成される1次コイルとを1本の導線を途中で切断することなく、前記1次ボビンに形成した複数の端子に前記導線の中間部を選択的に絡げることにより構成したことを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention is the battery is an internal combustion engine for a point fire apparatus unnecessary contactless manner, winding a charging coil and the primary coil to the primary bobbin yoke is inserted through a coil A secondary bobbin around which a secondary coil is wound is disposed on the outer peripheral side of the coil portion, and the primary coil is composed of a plurality of coils connected in parallel. The primary coil and the charging A coil is connected in series, and the charging coil and the primary coil composed of the plurality of coils are connected to a plurality of terminals formed on the primary bobbin without cutting one conductor in the middle. It is characterized in that it is configured by selectively binding the parts.
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、エンジンのクランク軸に連結したフライホイールの外周に永久磁石を取り付け、この永久磁石に対向配置された充電コイルの出力を用いて、点火コイルの1次コイルへ急激な電流変化を与え、前記点火コイルの2次コイルに高電圧を発生させ、この2次コイルに接続された点火プラグに火花放電を発生させて点火させる無接点方式の内燃機関用点火装置において、前記1次コイルと同軸上に前記充電コイルを形成するとともに、前記1次コイルと前記充電コイルとを1本の連続する同一の導線で構成し、かつ前記1次コイルを複数の並列コイルで構成したことにある。
Another feature of the present invention to achieve the above object, attaching a permanent magnet to the outer periphery of the flywheel coupled to a crankshaft of the engine, by using the output of the oppositely disposed charging coil to the permanent magnet, the
そしてこの特徴において、前記導線を途中で切断することなく、前記1次コイルを構成する複数のコイルの内の少なくとも2つのコイルを並列コイルとなるように接続するのがよく、前記1次コイルと前記充電コイルとでコイル部を構成してこのコイル部を1次ボビンに巻回し、前記コイル部が発電時と点火動作時に要求されるインダクタンス及びインピーダンスになるように、前記1次コイルを形成する複数のコイルの巻数と前記充電コイルの巻数を定めるのが望ましい。
And in this feature, it is preferable to connect at least two of the plurality of coils constituting the primary coil to be a parallel coil without cutting the conductor in the middle, and the primary coil and A coil part is constituted by the charging coil, and the coil part is wound around a primary bobbin, and the primary coil is formed so that the coil part has an inductance and an impedance required during power generation and ignition operation. It is desirable to determine the number of turns of the plurality of coils and the number of turns of the charging coil.
本発明によれば、汎用エンジンの無接点点火装置の1次コイル側を、同一線径の1本の連続する導線から複数のコイルを作成し、この複数のコイルの中の1個のコイルの中間部にタップを有する構成としたので、所望のインピーダンス及びインダクタンスを有する1次コイルと充電コイルを容易に作成できる。それとともに、小型で構成を簡単にできる。さらに、充電コイルに誘起される正方向の電圧をマイコンまたはCPUの電源としているので、マイコンまたはCPUでの制御が可能になり、1次コイル側を簡単で信頼性の高い構成にできる。 According to the present invention, on the primary coil side of the non-contact ignition device of a general-purpose engine, a plurality of coils are created from one continuous conducting wire having the same wire diameter, and one of the plurality of coils Since the intermediate portion has a tap, a primary coil and a charging coil having desired impedance and inductance can be easily created. At the same time, the configuration can be made small and simple. Furthermore, since the voltage in the positive direction induced in the charging coil is used as the power source of the microcomputer or CPU, the control by the microcomputer or CPU becomes possible, and the primary coil side can be configured simply and with high reliability.
以下、本発明に係る内燃機関用点火装置100の一実施例を、図面を用いて説明する。図1は、内燃機関用点火装置100を汎用の内燃機関(エンジン)のクランク軸に接続したフライホイールの外周側に設けた正面断面図である。本実施例で取り扱う汎用の内燃機関は、排気容量がおおむね1000cc以下であり、刈払機や芝刈り機、船外機等に使用できる。
Hereinafter, an embodiment of an
また、点火装置100は、バッテリ等の外部電源を備えておらず、ロープ等を引いて起動するリコイルスタータ方式またはキックスタート方式等の手動起動方式を採用している。これらの手動起動方式を利用するため、および小型で簡素な構成とするため、バッテリを搭載していない。
The
例えば、リコイルスタータ方式の内燃機関では、ロープを引くことにより内燃機関に連結するクランク軸1が回転する。クランク軸1には鉄製のフライホイール2が取り付けられている。フライホイール2の外周の一部に形成された凹部5内には、フライホイール2の径方向に着磁された永久磁石4が周方向に1箇所だけ固定して設けられている。フライホイール2と永久磁石4とは、磁石回転子を構成する。磁石回転子では、永久磁石4の外側の磁極(図1ではN極)と、凹部5の両側に導出された1対の磁極(図1の例ではS極)とにより、3極の磁石界磁が構成される。
For example, in a recoil starter type internal combustion engine, the
一方、内燃機関のケースやカバー等に固定子としての点火装置100が固定されており、磁石回転子10に対向している。点火装置100は、磁石回転子10の磁極に対向する磁極部13、14を先端部に有し、互いに離隔して配置されたヨーク15、16と、このヨークにほぼ直角に接続する角棒形状のコアー12とを、有している。コアー12とヨーク15、16とで、Cの字型に形成されている。
On the other hand, an
コアー12には、両端部がフランジ形状に形成された1次ボビン57が取り付けられている。ボビンには、複数層にわたって、コイルLが巻回されている。コイルLは、詳細を後述するようにこの点火装置100の1次コイルL1と充電コイルLCHを構成する。コイルLの外周側には、この点火装置100の2次コイルL2が複数層にわたって巻回された2次ボビン58が配設されている。2次ボビン58の軸方向中間部には、仕切り部分が形成されており、制御基板55の取付け座を形成している。1次ボビン57及び2次ボビン58、これら1次、2次ボビン57、58に巻回されたコイルL、2次コイルL2はケース11内に収容されている。
A
この点火装置100の回路図を、図2Aに示す。点火コイル部が有する2個の1次コイルL11、L12と直列に、充電コイルLCHが接続されて、コイル部Lを構成する。充電コイルLCHは、一端側が端子63aに、他端側が端子63bに接続されている。2個の1次コイルL11、L12は、一端側が端子63bに、他端側が端子63aに接続されて、1次コイルL1を構成する。2個の1次コイルL11、L12は並列接続となっている。2次コイルL2の一端側は、ヨーク12を介して端子63a側に接続されている。2次コイルL2の他端側は、上述したように点火プラグ22に接続されている。
A circuit diagram of the
1次コイルL1の一端側は、パワートランジスタTrのコレクタ側にも接続されている。パワートランジスタTrのエミッタ側は、端子63a側に接続されており、パワートランジスタTrのベース側は、ROMやRAMを含むCPU(マイコン)42に接続されている。 One end of the primary coil L 1 is connected to the collector of the power transistor Tr. The emitter side of the power transistor Tr is connected to the terminal 63a side, and the base side of the power transistor Tr is connected to a CPU (microcomputer) 42 including a ROM and a RAM.
CPU42には、回転数検出回路41及び電源回路が接続されている。電源回路は、コンデンサC1とツェナーダイオードZD1の並列回路である。回転数検出回路41及び電源回路には、それぞれダイオードD2、D3が接続されている。なお、上記回路図においては、説明の便のため、一部抵抗等の図示を省略している。
A rotation
次にこのように構成した内燃機関用点火装置100の動作を、以下に説明する。リコイルスタータ方式の内燃機関では、スタータに連結したロープを引くことにより、クランク軸が回転する。クランク軸が回転すると、図1に示すようにクランク軸に取り付けたフライホイール2の外周側に位置する永久磁石4と点火装置100のコイル部Lとの相互作用により磁束が変化し、1次コイルL1と充電コイルLCHに誘起電圧が発生する。
Next, the operation of the internal combustion
すなわち、クランク軸の回転角が、永久磁石4がヨーク先端部の磁極部13に達する角度になると、永久磁石4と磁極部12間で相互誘導により、1次コイルL1および充電コイルLCHに正方向電圧が誘起される。そして、クランク軸が回転を続けると、誘起電圧は上昇した後減少する。さらにクランク軸が回転し永久磁石4が1次コイルL1に達すると、これ迄とは逆に、1次コイルL1および充電コイルLCHには負方向電圧が誘起される。負方向誘起電圧はクランク角θが増すにつれてその絶対値を増すがやがて絶対値を減少し、負方向誘起電圧から正方向誘起電圧に変化する。その後永久磁石4がヨーク16の磁極部14を過ぎると、誘起電圧は消滅する。
That is, the rotation angle of the crankshaft, at the angle of the permanent magnet 4 reaches the
クランク軸の回転により、コアー12に発生した磁束変化が、コアー12の外周に巻回した1次コイルL11、L12および充電コイルLCHに誘起電圧を発生させる。これらのコイルL11、L12、LCHに発生する誘起電圧VBは、図1に示した実施例は図2Aに示した回路構成を備えているので、図2Bに示した電圧波形となる。ここで、誘起電圧VBは、図2Aにおける端子63aを基準にした端子63bの値である。
Due to the rotation of the crankshaft, the magnetic flux change generated in the
図2Bにおいて、横軸は時間tを示しており、クランク軸の回転角θに対応した値である。クランク軸の1回転(θ=360度)に対応する値を、周期Tで示す。フライホイール2の外周に設けた永久磁石4が、コアー12に取り付けられた一方のヨーク15に達すると、コアー12に巻回した1次コイルL11、L12や充電コイルLCHに誘起電圧が発生し、図2Aに示した端子63bでは、負方向の誘起電圧vb1が発生する。
In FIG. 2B, the horizontal axis indicates time t, which is a value corresponding to the rotation angle θ of the crankshaft. A value corresponding to one rotation of the crankshaft (θ = 360 degrees) is indicated by a period T. Permanent magnet 4 provided on the outer periphery of the
上述したように、1次コイルL11、L12や充電コイルLCHの巻回方向は、負方向の誘起電圧が発生したときに、電流が流れる方向がすべて同一方向になるように構成されている。その結果、誘起電圧により端子63bから1次コイルL11、L12、次いで端子63a、充電コイルLCH、端子63cの経路で、電流が流れる。 As described above, the winding directions of the primary coils L 11 and L 12 and the charging coil L CH are configured such that all the current flows in the same direction when a negative induced voltage is generated. Yes. As a result, an electric current flows from the terminal 63b through the primary coils L 11 and L 12 and then the terminal 63a, the charging coil L CH , and the terminal 63c due to the induced voltage.
換言すれば、端子63bを基準にすると1次コイルL11、L12により端子63aの電圧が端子63bよりも高くなり、端子63aを基準にすると充電コイルLCHにより端子63cの電圧が端子63aよりも高くなる。その際、端子63aや端子63cから端子63bへ向かう単純な電流経路が形成されず、主として充電コイルLCHを電源として、電流は端子63cからダイオードD3、次いでコンデンサC1、端子63aの経路で流れ、コンデンサC1が充電される。ここで、ツェナーダイオードZD1は、コンデンサC1を一定電圧以下に保つように作用する。
In other words, when the terminal 63b to a
上述した様に、クランク軸の回転により永久磁石4が各コイルL11、L12、LCHに接近すると、上記誘起電圧により発生する電流により、コンデンサC1が接続されたCPU42の駆動電源が確保される。それと同時に、端子63cから回転検出回路41に接続されたダイオードD2、次いで回転検出回路41、端子63aの経路にも電流が流れる。これにより、回転検出回路41は回転パルス信号をCPU42に供給可能になる。
As described above, when the permanent magnet 4 approaches each of the coils L 11 , L 12 , and L CH due to the rotation of the crankshaft, the drive power of the CPU 42 connected to the capacitor C 1 is secured by the current generated by the induced voltage. Is done. At the same time, a current also flows through the path of the diode D 2 connected from the terminal 63c to the
CPU42は、回転検出回路41から出力された回転パルス信号に基づいて、クランク軸の回転速度を演算する。CPU42が回転速度信号を出力した時点から、CPU42はトランジスタTrにベース電流を供給する。これにより、トランジスタTrは動作状態ONとなる。
The CPU 42 calculates the rotation speed of the crankshaft based on the rotation pulse signal output from the
図2Bにおいて、端子63bに誘起される電圧vbが正方向となる誘起電圧vb2の範囲では、この誘起電圧vb2により、端子63cから充電コイルLCH、端子63a、1次コイルL11、L12、端子63bの順に電流が流れる経路が形成される。換言すれば、端子63cを基準として充電コイルLCHにより端子63aの電圧が端子63cよりも高くなり、端子63aを基準として1次コイルL11、L12により端子63bの電圧が端子63aよりも高くなる。この時、端子63bや端子63aから端子63cへ向かう電流経路は形成されない。したがって、誘起電圧vbが正方向の場合には、形成される電流経路は、1次コイルL11、L12を電源として、端子63bからトランジスタTr、端子63aへと流れる経路のみとなる。 In Figure 2B, the range of the induced voltage v b2 the voltage v b induced at the terminal 63b becomes positive, this induced voltage v b2, charged from terminal 63c coil L CH, terminals 63a, 1 primary coil L 11, A path through which current flows is formed in the order of L 12 and terminal 63b. In other words, the voltage of the terminal 63a by charging coil L CH terminal 63c as a reference is higher than the terminal 63c, the primary coil L 11, L 12 and terminal 63a as a reference voltage of the terminal 63b higher than the terminal 63a Become. At this time, a current path from the terminal 63b or the terminal 63a to the terminal 63c is not formed. Therefore, if induced voltage v b is positive, the current path is formed, the primary coil L 11, L 12 as a power supply, the only path that flows from the terminal 63b transistor Tr, to the terminal 63a.
CPU42は、上述した通り、初めトランジスタTrをON状態に維持し、回転検出回路41から出力される回転パルス信号を演算して得られたクランク軸の回転速度に応じたタイミングで、トランジスタTrのベースへの供給電流を遮断する。これにより、トランジスタTrがOFFされる。トランジスタTrがOFF状態になると、1次コイルL11、L12の通電電流が急激に遮断される。そして、相互誘導作用により2次コイルL2に誘起電圧が発生し、点火プラグ22が印加され、絶縁破壊により点火プラグ22が点火する。
As described above, the CPU 42 initially maintains the transistor Tr in the ON state, and at the timing according to the rotation speed of the crankshaft obtained by calculating the rotation pulse signal output from the
本実施例では1次コイルL11、L12を並列に構成し、並列に構成された1次コイルL11、L12に充電コイルLCHを直列に構成している。さらに、各コイルコイルL11、L12、LCH、L2の巻線方法に従来とは異なる新たな方法を採用している。以下に、この巻線方法について詳述する。 In this embodiment, the primary coils L 11 and L 12 are configured in parallel, and the charging coil L CH is configured in series with the primary coils L 11 and L 12 configured in parallel. Furthermore, a new method different from the conventional method is adopted as the winding method of each of the coil coils L 11 , L 12 , L CH , and L 2 . The winding method will be described in detail below.
各コイルL11、L12、LCH、L2の巻線方法を、図3及び図4を用いて説明する。図3は、1次ボビン57とコイル部Lの一実施例の図であり、同図(a)はその左側面図、同図(b)は正面断面図、同図(c)は図3(b)のA部拡大図である。
Each coil L 11, L 12, L CH , a method of winding L 2, will be described with reference to FIGS. FIGS. 3A and 3B are views of an embodiment of the
1次ボビン57は、左右両側にフランジ部を有する中空四角柱形状であり、中空部72は、コアー12に嵌合する。1次ボビン57の一方のフランジ部には、上下にほぼ等間隔に3個の端子63a〜63cが形成されており、図2に示したようにコイル部Lを構成する各コイルL11、L12、LCHの各端部が接続される。
The
ここで本発明の特徴的な構成として、1次コイルL11、L12及び充電コイルLCHからなるコイル部Lは、1本の同一の導線から構成されている。すなわち、図示しないコイル巻線機から、1本の導線が1次ボビン57に供給される。そして、1次コイルL11に相当する部分を、図2Aに示した回路図の端子63aから巻回する。その際、タブ端子63aに巻始めを絡げた上で、設定した巻数を1次ボビン57上に複数層巻回する。図3(c)の1次ボビン57に巻回した白丸の底層部が、これに相当する。その後、導線をタブ端子63bに絡げる。
Here, as a characteristic configuration of the present invention, the coil portion L including the primary coils L 11 and L 12 and the charging coil L CH is configured by a single conductive wire. That is, one lead wire is supplied to the
タブ端子63bに絡げた導線は、逆回しに設定した巻数だけ複数層だけ1次ボビン57に巻回される。図3(c)のハッチングした丸部が、これに相当する。このコイル層は、1次コイルL12を構成する。所定巻数だけ導線を1次ボビン57に巻回したら、タブ端子63aに再度絡げる。これにより巻方向の異なる2つの1次コイルL11、L12からなる1次コイルL1が形成される。
A plurality of layers of the conductive wire wound around the
なお図3(c)では、1次コイルL11、L12の層数を2層としているが、この図は例示的なものであり、層数はあくまでも1次コイルL11、L12として最適な巻数から決定される。1次コイルL1には上述したように、2次コイルL2に所定の誘起電圧及び誘起電流を発生させることが求められているので、1次コイルL1を構成する各コイルL11、L12は、2つの並列コイルとなるように接続され、かつ1次コイルL1として必要なインダクタンスとインピーダンスを有するように、導線径及び巻数が予め定められている。つまり、導線径の大きさによっては、上述した巻線方法を複数回繰り返し、インダクタンス及びインピーダンスを調整する。 In FIG. 3C, the number of layers of the primary coils L 11 and L 12 is two, but this figure is exemplary, and the number of layers is optimal as the primary coils L 11 and L 12 to the last. Determined from the number of turns. Since the primary coil L 1 is required to generate a predetermined induced voltage and induced current in the secondary coil L 2 as described above, the coils L 11 , L constituting the primary coil L 1 are required. 12 is connected in a two parallel coils, and to have the necessary inductance and impedance as the primary coil L 1, wire diameter and number of turns is determined in advance. That is, depending on the size of the conducting wire diameter, the winding method described above is repeated a plurality of times to adjust the inductance and impedance.
次にタブ端子Aに絡げた導線について、巻線方向を戻して、充電コイルLCHを1次コイルL1の外側に形成する。図3(c)の際外側の白丸が、これに相当する。充電コイルLCHに要求されるインダクタンスおよびインピーダンスになるまで、必要巻数だけ巻回して、端末をタブ端子63cに絡げる。図3(c)では、充電コイルLCHを1層だけ巻回しているが、これも例示的に示したもので、上述した通り、CPU42に必要な電源電力や回転検出回路41の発生パルスに必要な電力が得られる巻数だけ巻回する。すなわち、コイル部Lが発電時には高インダクタンスに、点火動作時には低インピーダンスになるように、1次コイルL1を形成する複数のコイルL11、L12の巻数と充電コイルLCHの巻数を定める。その後、タブ端子63a〜63cに絡げた導線を制御基板55の所定部に接合する。これにより、各コイルL11、L12、LCHの各発電特性を、最適に利用可能になる。
Next, conductive wires tied to the tab terminal A, to return the winding direction to form a charging coil L CH outside of the primary coil L 1. In FIG. 3C, the white circle on the outside corresponds to this. Until inductance and impedance are required to charge the coil L CH, turning only necessary turns winding, Karageru the terminal to the
図4に、コイル部Lの他の巻線態様を示す。図4(a)は1次ボビン59とコイル部Lの左側面図、同図(b)は正面断面図、同図(c)は図4(b)のB部拡大図、同図(d)は図4(b)のC部拡大図である。図4に示した実施例は、図3に示した実施例と充電コイルLCHの巻線位置が異なっている。このため、1次コイルを構成するコイルL11、L12が、同心多層になっている点は図3の実施例と同じであるが、その軸方向位置を変えている。
FIG. 4 shows another winding mode of the coil portion L. 4A is a left side view of the
すなわち、1次ボビン59では、ヨーク12が貫挿される軸方向の中間部に仕切りが形成されており、仕切りよりも図で左側に充電コイルLCHを仕切りよりも右側に1次コイルL1を形成している。1次ボビン59の仕切り部または左右いずれかのフランジ部には、タブ端子63a〜63cが形成されている。1次コイルL11、L12及び充電コイルLCHを所定回数巻回した後の導線の端部を、これらタブ端子63a〜63cのいずれかに、図3に示した実施例と同様の基準で絡げている。
That is, in the
本実施例においても、1次コイルL1に要求されるインダクタンス及びインピーダンスになるまで1次コイルL11、L12は1次ボビン59に巻回され、供給コイルLCHに要求されるインピーダンス及びインダクタンスに1次ボビン59に巻回される。また、これらのコイルL11、L12、LCHは、上記電気的特性を有するように、同一の導線から途中で切断されることなく形成される。
Also in this embodiment, the primary coils L 11 and L 12 are wound around the
上記各実施例に示したように、1次コイルを複数のコイルの並列構成で実現している。具体的には、最初の1次コイルを巻回し巻き終りまで達したときに、巻線方向を切換えて逆巻に巻回し、最初の1次コイルの巻始めに、後の時点で接合する。そのとき、コイルの導線を切断することなく、充電コイルを所定の巻方向で巻回する。これにより、用途の異なる1次コイルと充電コイルを、1本の導線及び1個のボビンで構成できる。さらに、1次コイルと充電コイルの双方を、各コイルに求められる最適なインピーダンス及びインダクタンスを有するようにすることが可能になる。これらにより、内燃機関用点火装置の生産性が向上するだけでなく、点火装置の小型化及び低廉化が可能となる。 As shown in the above embodiments, the primary coil is realized by a parallel configuration of a plurality of coils. Specifically, when the first primary coil is wound up to the end of the winding, the winding direction is switched to wind in the reverse winding, and the first primary coil is joined at a later time at the beginning of winding. At that time, the charging coil is wound in a predetermined winding direction without cutting the conductive wire of the coil. Thereby, the primary coil and charging coil from which an application differs can be comprised with one conducting wire and one bobbin. Furthermore, both the primary coil and the charging coil can have the optimum impedance and inductance required for each coil. As a result, not only the productivity of the ignition device for an internal combustion engine is improved, but also the ignition device can be reduced in size and cost.
2…フライホイール、4…永久磁石、5…凹部、11…ケース、12…コアー、13、14…磁極部、15、16…ヨーク、21…高圧コード、22…点火プラグ、41…回転検出回路、42…CPU(マイコン)、55…制御基板、57…1次ボビン、58…2次ボビン、59…1次ボビン、63a〜63c…端子、72…貫通孔、100…点火装置、C1〜C3…コンデンサ、D1〜D6…ダイオード、L…コイル部、L1、L11、L12…1次コイル、L2…2次コイル、LCH…充電コイル、R1…抵抗、Th1…サイリスタ、Tr…パワートランジスタ、ZD1…ツェナーダイオード、θ…クランク角。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013219585A JP6184833B2 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ignition device for internal combustion engine |
PCT/JP2014/065482 WO2015059954A1 (en) | 2013-10-22 | 2014-06-11 | Ignition device for internal combustion engine |
CN201480057959.7A CN105658952B (en) | 2013-10-22 | 2014-06-11 | Internal combustion engine ignition device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013219585A JP6184833B2 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ignition device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015082571A JP2015082571A (en) | 2015-04-27 |
JP6184833B2 true JP6184833B2 (en) | 2017-08-23 |
Family
ID=52992565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013219585A Expired - Fee Related JP6184833B2 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Ignition device for internal combustion engine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6184833B2 (en) |
CN (1) | CN105658952B (en) |
WO (1) | WO2015059954A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6708187B2 (en) * | 2017-08-31 | 2020-06-10 | 株式会社デンソー | Ignition device |
JP7135441B2 (en) * | 2018-05-25 | 2022-09-13 | 株式会社デンソー | Ignition device for internal combustion engine |
JP7144981B2 (en) * | 2018-06-21 | 2022-09-30 | 東洋電装株式会社 | ignition device |
JP6976459B2 (en) * | 2018-12-07 | 2021-12-08 | 三菱電機株式会社 | Ignition system |
JP7211199B2 (en) * | 2019-03-26 | 2023-01-24 | 株式会社デンソー | Ignition coil for internal combustion engine |
JP7196741B2 (en) * | 2019-04-09 | 2022-12-27 | 株式会社デンソー | ignition controller |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10196503A (en) * | 1997-01-07 | 1998-07-31 | Kokusan Denki Co Ltd | Capacitor discharge type internal combustion engine igniter |
JP3334580B2 (en) * | 1997-11-20 | 2002-10-15 | 国産電機株式会社 | Ignition device for internal combustion engine |
US6328025B1 (en) * | 2000-06-19 | 2001-12-11 | Thomas C. Marrs | Ignition coil with driver |
JP3966687B2 (en) * | 2000-12-04 | 2007-08-29 | 本田技研工業株式会社 | Engine ignition device |
JP2002260938A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
JP2008277533A (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Toyo Denso Co Ltd | Ignition coil |
JP4872888B2 (en) * | 2007-11-16 | 2012-02-08 | 国産電機株式会社 | Capacitor discharge engine ignition system |
-
2013
- 2013-10-22 JP JP2013219585A patent/JP6184833B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-06-11 CN CN201480057959.7A patent/CN105658952B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-06-11 WO PCT/JP2014/065482 patent/WO2015059954A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105658952A (en) | 2016-06-08 |
JP2015082571A (en) | 2015-04-27 |
CN105658952B (en) | 2017-08-08 |
WO2015059954A1 (en) | 2015-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6184833B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP6518818B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
CN105340156B (en) | Stator module for electric booster | |
CN105164403A (en) | Ignition system for light-duty combustion engine | |
EP2824826A2 (en) | Power generation device, mobile object and power generation control method | |
JP2023040128A (en) | Ignition coil for internal combustion engine | |
US6844650B2 (en) | Multipolar magnetogenerator | |
WO2018179244A1 (en) | Engine ignition method and engine ignition device | |
CN110630423B (en) | Ignition device | |
JP2006287089A (en) | Ignition coil for internal combustion engine | |
US10056812B2 (en) | Permanent magnet electric motor and generator and hybrid motor comprising it in a scooter | |
JPH10196503A (en) | Capacitor discharge type internal combustion engine igniter | |
JPS6318779Y2 (en) | ||
JPH0711881U (en) | Armature for magnet generator | |
JP4273873B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP2006074959A (en) | Igniting permanent magnet power generator | |
JP2569834B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JPH0631600B2 (en) | Non-contact ignition device for internal combustion engine | |
JPS5813106Y2 (en) | Signal generator for internal combustion engine non-contact ignition device | |
JP2012165530A (en) | Magnet type generator | |
JPS58172463A (en) | Contactless ignition device for internal-combustion engine | |
JPS61291775A (en) | Igniter for internal-combustion engine | |
JPH0552433B2 (en) | ||
JPH11341728A (en) | Armature for magnet generator and manufacture thereof | |
JPS62165763U (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170726 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6184833 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |