JPH0244058Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は機関点火装置に関し、特に４極の磁
石発電機を電源とする機関点火装置に関するもの
である。

まず第１図、第２図及び第３図に示すコンデン
サ放電形点火装置を挙げて、この種の従来装置の
要部構造及び点火動作を説明する。図において、
機関により回転駆動される磁石発電機には、低速
充電用の第１発電コイル１及び高速充電用の第２
発電コイル２が設けられている。夫々の発電コイ
ルは、機関の低速回転或いは高速回転時に夫々充
分な交流出力電圧を発生するようにコイルの巻数
が設定されている。前記両発電コイル１及び２の
他、磁石発電機に設けられた機関の点火時期に対
応して交流出力電圧を発生する信号コイル３が設
けられている。

前記第１発電コイル１には、発生した交流出力
を整流するためのダイオード４が接続され、この
ダイオード４の他端は整流出力電圧により充電す
るためのコンデンサ５が接続されている。前記第
１発電コイル１には、コンデンサ５を充電しない
半波の出力電圧を短絡するためのダイオード６が
接続されている。第２発電コイル２についても交
流出力電圧を整流するためのダイオード７が接続
され、このダイオード７の他端は前記コンデンサ
５に接続されて、第２発電コイル２の出力電圧に
よつてもコンデンサ５は充電される。前記コンデ
ンサ５の他端には点火コイル９の一次コイルが接
続され、点火コイル９の二次コイルは誘起された
点火電圧を受けて火花放電する点火プラグ１３と
なつている。コンデンサ５の一次コイルへの放電
路には半導体スイツチング素子であるサイリスタ
８が接続され、このサイリスタ８のゲートは制限
抵抗１１及びダイオード１０を介して前記信号コ
イル３に接続されている。前記サイリスタ８のゲ
ートとカソード間には更にバイアス抵抗１２が接
続されている。

上述した電気回路をもつ磁石発電機の構造は、
第２図及び第３図に示すように、磁性材により形
成された断面凹状のフライホイール１４に対し
て、中心部に磁性材により形成されたボス１５が
固定され、このボス１５が機関の回転軸に嵌着さ
れることによりフライホイール１４は機関によつ
て回転駆動される。このフライホイール１４の内
周面の４個所には、NS極が径方向に着磁された
円弧状の永久磁石１６が配置されている。フライ
ホイール１４の凹部空間に位置する関係に、第１
発電コイル１を巻回した第１コア１７、第２発電
コイル２を巻回した第２コア１８、及びランプ等
の負荷に給電するための負荷用発電コイル２０を
巻回した第３コア１９が配置されている。これら
第１、第２、第３コア１７，１８，１９はいずれ
も鉄板等の磁性材で形成され、各コアの両端には
前記永久磁石１６の極面に対向する円弧状の磁極
部が設けられている。また、信号コア３を巻回し
た磁性材からなる信号用コア２１が同様にフライ
ホイール空間に位置させて配置され、コアの一端
は永久磁石１６の極面に対向し、他端はボス１５
の外周面に対向する。前記各コイルが巻回された
第１、第２、第３コア１７，１８，１９及び信号
用コア２１は非磁性材（例えばアルミ）からなる
ベース２２にネジにより取付けられて機関に固定
され、回転運動するフライホイール１４側に対し
て回転不可能に固定されている。ここで第１発電
コイル１を巻回した第１コア１７と第２発電コイ
ル２を巻回した第２コア１８は、互いに積み重ね
られた位置関係でフライホイール１４とベース２
２との空間内に納められる。

上述のような点火装置において、フライホイー
ル１４が機関により回転されると、各永久磁石１
６の磁束が第１、第２、第３コア１７，１８，１
９及び信号用コア２１に鎖交し、この鎖交磁束が
機関の回転に伴つて変化するため各発電コイル
１，２，２０、信号コイル３には機関の回転に同
期して交流出力が発生する。この交流出力に基い
てコンデンサ５は第１、第２発電コイル１，２の
整流出力電圧によつて充電され、機関の点火時期
に対応して発生する信号コイル３の整流出力電圧
によりサイリスタ８が導通するとコンデンサ５に
蓄えられた充電電荷はサイリスタ８を通じて点火
コイル９の一次コイルに充電され、この放電によ
り二次コイルには点火電圧が誘起されて点火プラ
グ１３に火花放電が生じる。

ところで上述の従来装置にあつては、コンデン
サ５の充電電荷を機関の低速回転から高速回転に
亘つて常に充分な値に充電するために、低速充電
専用と高速充電専用の第１、第２発電コイル１，
２が夫々設けられ、またサイリスタ８を導通させ
るために信号コイル３が設けられ、しかもランプ
を点灯させたりバツテリを充電するために負荷用
発電コイル２０が設けられている。

しかるに、磁石発電機であるという性格、特に
ベース２２上に第１、第２発電コイル１，２、点
灯用発電コイル２０、信号コイル３を夫々巻回し
た第１、第２、第３コア１７，１８，１９及び信
号用コア２１を全て取り付けねばならない空間的
制約から、例えば実開昭54−18351号公報に見ら
れるように第１、第２コア１７，１８は２段に積
み重ねて配置されていた。このような構造を採る
ため、第１、第２コア１７，１８には相隣り合う
２個の永久磁石１６から共通的に磁束が鎖交する
ことになり、そのために各コア１７，１８の鎖交
磁束量は大幅に減少すると共に、互いの鎖交磁束
が磁気的に干渉し、第１、第２発電コイル１，２
の出力電圧が著しく低下するという欠点があつ
た。このような不都合に対して、第１、第２発電
コイル巻数を多くするとか、第１、第２コア１
７，１８の板厚を大きくして鎖交磁束量を増すこ
とが考えられるが、製作費用が著しく高価にな
り、また取付けスペースが狭い関係から磁石発電
機の大型化を招くという新たな問題を伴うという
欠点があつた。

また、第２の発電コイル２と信号コイル３とを
兼用させたものが、例えば特開昭56−44461号に
示されているが、このようなものにおいては、空
間的制約から負荷用発電コイル２０の設置が困難
なものとなつていた。さらに第１図乃至第３図に
示した従来装置においても空間的制約から負荷用
発電コイル２０の大型化（コイル巻数増加、コア
板厚増加等）は困難であり、近年増え続けている
電気負荷に対して充分な負荷用出力を得ることが
困難となつている欠点があつた。

この考案は上記のような欠点を解消するために
なされたもので、装置を大型化することなく点火
電圧および負荷用出力の増大を図つたものであ
る。

第４図はこの考案の一実施例の電気回路図であ
る。図において、機関の回転に同期して交流出力
を発生する点火用発電コイルである低速充電用発
電コイル２３が設けられ、この発電コイル２３
は、機関の低速回転時に充分な交流出力電圧を発
生するように予めコイルの巻数が多く設計されて
いる。発生した交流出力は第１図の回路と同様に
一方向出力成分はダイオード６により短絡され、
他方向出力成分のみがダイオード４を通してコン
デンサ５を充電する。

前記発電コイル２３とは別に、機関の回転に同
期して交流出力を発生する信号コイル２４が設け
られ、点火時期にサイリスタ８を導通させるため
の点火信号用電源として機能するだけではなく、
発電コイル２３に比べて巻数が少なく設計され、
機関の高速回転時に前記コンデンサ５を低速充電
用発電コイル２３と共に充電するための高速充電
用電源を兼用する。即ち、信号コイル２４に発生
した交流出力の夫々の方向出力成分のいずれをも
利用するため、互いに逆方向のダイオード２５及
び２６が信号コイル２４の一端に接続され、ダイ
オード２５を通過する一方向出力成分は、信号コ
イル２４のアース側からダイオード２７を介して
サイリスタ８のゲートを通流し、制限抵抗２８を
経て前記ダイオード２５から信号コイルの他端に
戻る電流路でサイリスタ８のスイツチングを制御
する。これに対して交流出力の他方向出力成分は
信号コイル２４の他端からダイオード２６を通じ
てコンデンサ５に接続されて、発電コイル２３の
出力と共にコンデンサ５を充電する。サイリスタ
８のカソードとアース間には信号コイル２４の交
流出力の一方向出力が逆流するのを阻止するダイ
オード２９が挿入されている。

上述のような電気回路からなる磁石発電機の構
造を、第５図及び第６図を用いて説明する。図に
おいて、機関の回転軸に固着されたボス１５を中
心部に備えた椀状のフライホイール１４は、前述
の従来構造と同様に内周面に４個の永久磁石１６
が取付けられ、フライホイール１４を被う状態に
設けられるベース２２との間に空間が形成され
る。この空間に収納される形態で、発電コイル２
３、信号コイル２４、第１、第２の負荷用発電コ
イル２０，３２が設けられる。即ち、発電コイル
２３を巻回するコア３０は、一端が永久磁石１６
の磁極面に対向し、他端がボス１５の外周面に対
向する位置関係にベース２２に取付けられてい
る。信号コイル２４を巻回したコア３１は、一端
が永久磁石１６の磁極面に対向し、他端がボス１
５の外周面に対向するように、前記発電コア３０
とは略々180゜周方向にずらせた位置にネジで取付
けられている。また、第１の負荷用発電コイル２
０を巻回するコア１９は両端が各々隣接する２個
の永久磁石１６の磁極面に対向するようにベース
２２に取付けられている。第２の負荷用発電コイ
ル３２を巻回するコア３３は両端が各々、他の隣
接する２個の永久磁石１６の磁極面に対向するよ
うに、前期コア１９とは略々180゜周方向にずらせ
た位置に取付けられており、発電コイル２３また
は信号コイル２４と第１または第２の負荷コイル
２０，３２とは周方向に交互に配設されている。

次に前期磁石発電機の動作を説明する。機関の
動作開始によりフライホイール１４が回転する
と、コア３０には各永久磁石１６からの磁束がボ
ス１５を通じて鎖交し、この磁束変化により低速
充電用発電コイル２３に機関の回転に同期した交
流出力が発生する。この交流出力の他方向出力成
分はダイオード４により整流されてコンデンサ５
を充電する。同様にコア３１には永久磁石１６か
らの磁束がボス１５を通じて鎖交し、この磁束変
化により信号コイル２４にも機関の回転に同期し
た交流出力が発生する。この発生した交流出力の
他方向出力成分はダイオード２６により整流され
てコンデンサ５を充電する。ここで、コア３０と
コア３１とは略々180゜周方向にずらせた位置にあ
るので発電コイル２３と信号コイル２４との出力
は略々同相となり、各々の他方向出力成分の重畳
に支障はない。

一方、機関点火時期に到ると信号コイル２４の
交流出力の一方向出力成分はダイオード２７を通
じてサイリスタ８のゲートに給電され、サイリス
タ８を導通させる。サイリスタ８の導通によりコ
ンデンサ５の充電電荷は点火コイル９の一次コイ
ルに放電され、その結果二次コイルに点火電圧が
誘起されて点火プラグ１３は火花放電する。

ここで低速充電用発電コイル２３は信号コイル
巻数より多く設計されているため、機関の低速回
転時にはコンデンサ５は、ほぼ満充電状態とな
る。しかし、機関の高速回転時には、発電コイル
２３の抵抗、インダクタンス及びアマチユアリア
クシヨンが大きいため発電コイル２３の交流出力
が低下し、コンデンサ５の充電電荷が減少する。
一方、信号コイル２４は低速充電用発電コイル２
３のコイル巻数より予め少なく設定されているた
め、発生する交流出力は低速回転時には小さく、
高速回転時になると、コンデンサ５ほぼ満充電が
可能となる。従つてコンデンサ５は機関の低速回
転時から高速回転時に亘り、低速充電用発電コイ
ル２３と信号コイル２４の各交流出力の整流電圧
が重畳された合成電圧により充電され、常に満充
電状態を得ることができる。その結果、点火コイ
ル９の二次コイルには機関回転数とは関係なく安
定した充分大きい点火電圧が得られる。しかも信
号コイル２４はコンデンサ５の高速充電用発電コ
イルを兼ねているので、従来装置のように専用の
高速充電用発電コイル及びコアを不要にできる。

また、ここで低速充電用発電コイル２３及び信
号コイル２４が巻回されてなるコア３０及びコア
３１は各々単独でしかも一端が各永久磁石１６の
磁極面に対向し、他端がボス１５の外周面に対向
するべくベース２２に取付けられるため、各コア
３０，３１には別々の永久磁石１６から充分に大
きな鎖交磁束量を得ることができ、しかもコア３
０，３１間の磁気的干渉が防止されるので、発電
コイル２３、信号コイル２４の出力が向上される
うえ、コア３０及びコア３１は周方向に対して著
しく小型化されるので、空間的余裕が生じる。

更に、ベース２２の前期余裕部分に第２の負荷
用発電コイル３２が巻回されてなるコア３３を取
付けることにより、従来と同様の第１の負荷用発
電コイル２０に加えて第２の負荷用発電コイル３
２を設けて負荷用出力の増大を計ることができ、
ランプの増設、バツテリの充電量の増加が可能と
なり、近年増加を続ける電気負荷にも充分対応が
でき、磁石発電機の機能を高め得る。また、更に
コア１９，３３は両端が磁極面に対向するもので
あるため、第１，第２の負荷用発電コイル２０，
３２は大きな出力を得ることができると共に、コ
ア１９とコア３３とは周方向に略々180゜ずらせた
位置にあるので、第１，第２の負荷用発電コイル
出力は同相となるため、出力の重畳が容易に可能
であり、より大きな電気負荷に対応し得る。

なお、上述の実施例はコンデンサ放電形点火装
置について説明したが、その他発電コイルの出力
を断続する断続形等いかなる磁石発電機の点火装
置にも適用でき、半導体スイツチング素子はサイ
リスタ以外にトランジスタ等で構成することもで
きる。

以上のように、この考案によればコアの形状、
配置を改善し、かつ、信号コイルの他方向出力成
分を点火用発電コイル出力に重畳させたことによ
り、装置を大型化することなく点火用出力、負荷
用出力共に向上する実用上顕著なる効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機関点火装置の電気回路図、第
２図は従来の磁石発電機の正面図、第３図は同磁
石発電機の側断面図、第４図はこの考案の一実施
例を示す電気回路図、第５図は同実施例の正面
図、第６図は同実施例の側断面図である。 図において、４，６，２５，２６，２７，２９
はダイオード、５はコンデンサ、８はサイリス
タ、９は点火コイル、１４はフライホイール、１
５はボス、１６は永久磁石、２２はベース、２３
は低速充電用発電コイル、２４は信号コイル、３
０は発電用コア、３１は信号用コアである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の回転軸に嵌着されるボス、このボスに固
   定された椀状のフライホイール、このフライホイ
   ールの内周面に固定された４個の永久磁石、この
   永久磁石の磁極面に一端が対向し、上記ボスの外
   周面に他端が対向するようにベースに設置された
   コアに巻回されてなる点火用発電コイル、上記永
   久磁石の磁極面に一端が対向し、上記ボスの外周
   面に他端が対向するようベースに設置されたコア
   に巻回されてなる信号コイル、この信号コイルの
   発生する交流出力のうち、一方向出力成分を上記
   点火用発電コイルの出力に重畳し、上記信号コイ
   ルの交流出力の他方向成分により制御される半導
   体スイツチング素子の動作により、上記重畳され
   た出力で点火コイルに点火電圧を発生させる点火
   手段、上記４個の永久磁石の内、隣接する２個の
   永久磁石の磁極面に両端が対向するようベースに
   設置されたコアに巻回されてなる第１の負荷用発
   電コイル、及び上記４個の永久磁石の内、他の隣
   接する２個の永久磁石の磁極面に両端が対向する
   ようベースに設置されたコアに巻回されてなる第
   ２の負荷用発電コイルを備え、上記点火用発電コ
   イルおよび上記信号コイルを上記フライホイール
   の周方向に略180゜位置をずらして配置し、かつ上
   記点火用発電コイルと信号コイルとの上記周方向
   の間に上記第１及び第２の負荷用発電コイルをそ
   れぞれ配置したことを特徴とする機関点火装置。