JPH0118851Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「考案の目的」 本考案は、車両その他の動力用エンジンなどの
分野で適用される点火装置に関する。

本考案の目的は、特殊な複合磁性体を利用して
成る電磁式のパルス発生器を用い、そのパルス出
力を半導体制御素子のトリガとして与えることに
より正確なタイミングで安定に動作する点火装置
を提供することにある。

「従来の技術」 電磁式パルス発生器を利用して点火装置を構成
しようとする試みとして、特開昭48−41123号公
報「点火装置」に示されたものがあるが、性能お
よび安定性の点で問題があつた。

これに対して本考案は、全く異なる技術的手段
によるパルス発生器を用いて高性能かつ安定な点
火装置の構成に成功したものである。

「考案の概要」 本考案に係る点火装置は、パルス発生器を構成
する感磁要素と呼ばれる複合磁性体の性状と、そ
の励磁手段、およびトリガ装置の構造などの各点
において以下に述べるように新規な技術的内容を
有するものである。

すなわち、本考案の点火装置は、線軸方向に一
軸磁気異方性を備え、線心部付近には外部磁界を
印加しても磁化方向が変わらない部分を有し、こ
れに隣接する外周部には印加された外部磁界によ
りその外部磁界の磁化方向に磁化しておくことの
できる部分を有する複合磁性体で構成された感磁
要素、該感磁要素の多数を平行かつ円筒状に配列
し検出コイルを近接配備して成る固定子と、その
固定子の内面に沿つて回動する互いに逆極性の少
なくとも一対の棒磁石を装着した回転子とから成
り、この棒磁石の回動に伴つて前記外部磁界が順
次印加される感磁要素ごとに前記外周部の磁化方
向の変化に基づくパルス出力を前記検出コイルに
誘発するパルス発生器を用い、そのパルス出力に
より開閉する半導体制御素子に応動して高電圧を
発生させるイグニツシヨンコイルと、その高電圧
を前記回転子と連結させて回転するデイストリビ
ユータの配電子を経由して、スパークプラグに給
電するように構成したものである。

「考案に係るパルス発生器の構成と作用」 はじめに本考案で用いる特殊な感磁要素につい
て一言すると、その保磁力が連続的または段階的
に異なり、全体として一軸磁気異方性を有するよ
うに処理された複合磁性体である。

例えばバイカロイ合金を線引きし処理を加えて
成る感磁要素は、その線心部に外部磁界を印加し
ても磁化方向が変わらない比較的保磁力の大きい
部分を有する。そしてこれに隣接する外周部は印
加された外部磁界によりその外部磁界の磁化方向
に磁化しておくことができると共に、その磁化方
向を線心部と同方向に磁化させる時には殊更に急
激に転位するという性状を有する比較的保磁力の
小さい部分との複合磁性体で構成されている。

このような感磁要素１の多数を、第１図のよう
に円筒状の固定子４の周辺に一定の間隔で平行に
配列する。そしてこれらの各感磁要素に対して検
出コイル２を近接させて配備しておく。

そして固定子４の内面に沿つて回動する軸方向
に長い２本の磁石M₁，とM₂とを、図のように互
いに逆極性に回転軸５に装着して回転子を構成し
たものである。

この場合、検出コイル２を近接配備する形成方
法としては、第１図にみるように円筒状に配列し
た感磁要素の全数を包含するように外側や内側か
ら１個のソレノイド状に検出コイル２を近接させ
て形成する方法がある。

また、各感磁要素ごとに個別に直接捲回した各
コイルを、それぞれ直列または並列に接続した状
態の検出コイル２（図示せず）を配備してもよ
い。

いずれの方法にせよ、上述のように各感磁要素
に対し検出コイル２を近接配備しておけば、印加
された外部磁界によつて生じる各感磁要素の外周
部における磁化方向の転位に基づき、すなわちそ
の時の磁束変化に基づき、同様の原理で検出コイ
ル２にパルス起電力を誘発する作用がある。

さて第１図において、いま感磁要素１の全体が
あらかじめ正方向（例えば右方向）に磁化されて
いるとする。回転子の回動により磁石M₂の磁界
が印加された感磁要素に着目すると、その外周部
の磁化方向のみが負方向（左方向）に反転され
る。その次に引続き回動してくる磁石M₁の磁界
が印加すると、その外周部は再び正方向に磁化さ
れるが、これは保磁力の大きい線心部と同方向へ
の磁化であるから殊更に急速な磁化反転を生じる
という現象がある。

従つて、この時の磁束変化に呼応して検出コイ
ル２の出力端６からは急峻なパルス起電力をとり
出すことができ、これをトリガ信号として半導体
制御素子を開閉しようとするものである。

なお、互いに逆極性に装着する磁石M₁とM₂と
は少なくとも一対は必要であるが、場合によつて
は二対以上にすることもでき１回転当りのパルス
数の増大を図ることができる。

さらに、回動する磁石M₁の位置すなわち各回
転角に対応する位置の感磁要素がパルスの発生に
寄与するから、その位置またはタイミングから回
転角を高精度で検知し判別することができる。

「実施例」 第２図は上記パルス発生器を点火系統に利用し
た点火装置の実施例を示すものである。

図においてパルス発生器７の回転軸は自動車等
のエンジンのカムシヤフトに連動され、そのパル
ス出力がトリガとなつて半導体制御素子９のゲー
トに作用する。依つて当該素子をオンまたはオフ
の開閉状態にするから、従来のコンタクトブレー
カの代わりに応動させることができる。

例えばオンの状態の時、充電されていたコンデ
ンサ１４が放電してイグニツシヨンコイル１０に
一次電流を流して高電圧を発生する。この高電圧
を同軸回転のデイストリビユータ１１の配電子に
より、適切なタイミングで各気筒のスパークプラ
グ１２に配電し、点火系統を適切に応動させるよ
うに構成したものである。

第３図の実施例はパルス発生器７からのトリガ
出力を増幅制御回路１５およびトランジスタ１６
を経てイグニツシヨンコイル１０に供給する場合
を示す。１９はツエナーダイオードである。

そして第４図はデイストリビユータ装置の構成
例を示したもので、エンジンのシヤフトに連動す
る回転軸２２と直結してパルス発生器７およびデ
イストリビユータ１１の配電子２３を回転させる
ように構成したものである。図中２４は電源装
置、２５はイグニツシヨンコイルとその付設回路
であり、２６はデイストリビユータの接点を示
す。

「考案の効果」 従来の機械式接点のコンタクトブレーカでは、
接触不良を生じたり、高速になるにつれてポイン
トのチヤタリング現象が問題になつたが、そのよ
うな障害は非接触でオンオフするようにした本考
案により解消できるようになつた。

また、従来の電磁誘導に基づく回転式パルス発
生器は、一般に超低速回転時において起電力が小
さくなり遂には発生しなくなるものとされてき
た。しかるに本考案に係るパルス発生器は、感磁
要素の外周部を転位させるだけの外部磁界され印
加してやれば、その外部磁界の時間的変化割合に
は無関係にほぼ一定の大きさの起電力を誘発する
という卓越した性能を有するものである。

この現象は、外周部の磁化方向を保磁力の大き
い線心部と同方向へ反転させようとする時には、
印加させる外部磁界の作用と、線心部の配向磁化
に基づく交換相互作用とが協働して、外周部に作
用するため殊更に急速かつ一斉に磁化方向の反転
を達成するものと考える。故に、この時点の磁束
変化に呼応して極めて急峻かつ大きなパルスを検
出コイルに誘発するという効果がある。

このような感磁要素の特異な磁化反転現象を利
用したパルス発生器を用いれば、回転子の１回転
当りに得られるパルスの数は回転子に配列した感
磁要素の数と正確に一致し、超低速回転時におい
ても正確に点火系統の制御信号になる。

また細い強磁性ワイヤ状の感磁要素を適用すれ
ば、円筒状固定子の周辺に多数を高密度で配列す
ることは容易である。例えば360本配列した時に
は回転角の1゜当り１パルスを発生できるから、従
来のこの種のパルス発生器ではみられなかつた高
分解能化が達成されたことになる。

殊に点火装置は、高温、多湿その他の悪環境下
で利用されるのが普通であるが、本考案のものは
十分に実用が可能であり、点火系統の制御信号と
して大きなパルス信号を非接触で確実に供給し得
るので、その高性能化と高信頼化に大きな貢献が
もたらされる。

従つてエンジンの始動時や停止過程における低
速回転時にも、デイストリビユータの回転角に正
確に対応して明確なパルスを誘発するから、従来
は車両等の低速走行時には不可能と考えられてい
た点火系統の制御が可能になる。

これは排気ガスで問題になつている低回転領域
で燃焼状態が悪化するという欠点を改善する効果
をもつ。すなわち、各種の機能センサを用いた入
力信号の処理や、マイクロコンピユータによる情
報処理技術などと相俟つて、常に最適状態で点火
装置を応動させ得るから公害ガスの発生防止に役
立つ有力な手段となり得る。

なお検出コイル２を、第１図に例示したように
円筒状に配列した感磁要素の全数を包含するよう
に一個のソレノイド状に近接配備する形成方法
は、検出コイルの製作工程が単純化でき製造工程
の簡略化に役立つ。しかるに、各感磁要素ごとに
個別のコイルを直接捲回する方法は、それらをま
とめて１つのコイルとして扱うための直列または
並列接続を行う手間は増えるが、コイルを感磁要
素の外表面に密着して捲回できるのでパルスの発
生効率が高くなるという効果がある。

さらに、第１図の感磁要素中、黒丸で区別した
６個は、６個の配電接点に対応させ、残りの白丸
は例えば電子制御系統の同期信号などとして利用
することができる。最近の自動車等には電子計算
機やその他の制御機器が搭載されるようになつて
エンジンの回転に同期する正確な多数のタイミン
グ信号が必要になつている。このような見地から
も本考案に係る点火装置においては、前記パルス
発生器を活用することにより同期信号その他の指
令信号などを有効にとり出せるという効用があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に用いるパルス発生器の一例を
示す斜視図、第２図と第３図は本考案に係る点火
装置の実施例を示す系統線図である。そして第４
図は実施例のデイストリビユータの構成を示す概
要図である。 １は感磁要素、２は検出コイル、４は固定子、
５は回転軸、６は出力端、７はパルス発生器、８
は増幅器、９は半導体制御素子、１０はイグニツ
シヨンコイル、１１はデイストリビユータ、１２
はスパークプラグ、１４はコンデンサ、１５は増
幅制御回路、１６はトランジスタ、１９はツエナ
ーダイオード、２２は回転軸、２３は配電子、２
４は電源装置、２５はイグニツシヨンコイルとそ
の付設回路、２６は接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 線軸方向に一軸磁気異方性を備え、線心部付近
   には外部磁界を印加しても磁化方向が変わらない
   部分を有し、これに隣接する外周部には印加され
   た外部磁界によりその外部磁界の磁化方向に磁化
   しておくことのできる部分を有する複合磁性体で
   構成された感磁要素、該感磁要素の多数を平行か
   つ円筒状に配列し検出コイルを近接配備して成る
   固定子と、その固定子の内面に沿つて回動する互
   いに逆極性の少なくとも一対の棒磁石を装着した
   回転子とから成り、この棒磁石の回動に伴つて前
   記外部磁界が順次印加される感磁要素ごとに前記
   外周部の磁化方向の変化に基づくパルス出力を前
   記検出コイルに誘発するパルス発生器を用い、そ
   のパルス出力により開閉する半導体制御素子に応
   動して高電圧を発生させるイグニツシヨンコイル
   と、その高電圧を前記回転子と連結させて回転す
   るデイストリビユータの配電子を経由して、スパ
   ークプラグに給電するように構成した点火装置。