JPH0421070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関無接点点火装置用多極磁石発
電機に関する。

（従来技術） 従来周知のこの種のものにおいては、点火信号
発電機を別に設けて点火信号を得ていたが、点火
信号発電機はコストが高く、かつ取付スペースを
必要とするのみならず、その取付にも位置決めを
精度よく行なう必要があり、工数を要していた。

そこで、特公昭49−46163号公報に示すように、
多数の突極を形成したコアの１つ飛びの２つの突
極に信号コイルもしくはコンデンサ充電コイルを
分割して巻線し、これらの分割巻線を巻数を同じ
にし、巻方向を変えて直列接続すると共に、磁石
回転子として、円周方向の大部分には磁性変化が
表われるが、一部分には磁性変化がない部分が表
われるようにしたものを用いて、磁石回転子の１
回転につき１回の点火火花を得るものが考えられ
ている。

しかしながら、上述した従来のものでは、分割
して巻線した信号コイルもしくはコンデンサ充電
コイルに発生する互いに逆極性の電圧でもつて相
殺して不要部分における出力電圧を零にするよう
にしているので、１つ飛びの２つの突極に信号コ
イルもしくはコンデンサ充電コイルを分割して巻
く必要があり、構造が複雑で、作業性が悪く、高
価になるという欠点があつた。

（発明の目的） 本発明は上記の欠点を解消するため、半径方向
にほぼ等間隔で複数個突出するコアの各突極の一
部分を数極分で１つの点火用突極となし、この点
火用突極にコンデンサ充電コイル等の点火電源コ
イルまたは信号コイルを巻線すると共に、磁石回
転子の磁極１極当りの角度より点火用突極の磁極
片の角度の方を大きくすることにより、磁石回転
子の極性変化が表われる部分では隣接する異極性
の磁極間の点火用突極の磁極片で短絡して不要な
部分における出力の発生を阻止し、もつて１つの
点火用突極に信号コイルもしくは点火電源コイル
を巻くという簡単かつ安価な構成で、１回転１発
火が可能なことを目的とする。

（実施例） 以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第１図は本発明の第１実施例を示す多極磁石
発電機の部分断面の平面図で、１は磁性体よりな
る碗状のロータ、２は一部分２ａ〜２ｅでは同一
極性（Ｎ極）が２極以上連続するように変則着磁
され、残りの部分２ｆ〜２ｌがＮ，Ｓ交互に着磁
された12極のリング状磁石でロータ１の内周に固
定してある。３は磁気回路を形成するコアで外径
方向にほぼ等間隔で突出する10個の突極３ｂ〜３
ｋと１つの点火用突極３ａとを有する。４は点火
用突極３ａに巻線したコンデンサ充電コイル、５
はランプやバツテリ充電等に使用する出力コイル
で、残りの10個の各突極３ｂ〜３ｋに巻線され互
いに直列接続されている。そして、ロータ１およ
び磁石２は図示されていない内燃機関のクランク
シヤフトに連結され回転駆動される。また、コア
３は穴３１を介して図示されていない内燃機関の
クランクケースにネジ締め等で固定されている。
ここで、磁石２は半径方向に着磁された円弧状の
12個の等間隔（磁極１極当りの角度θpが30゜）の
磁石部分２ａ〜２ｌを円周方向につらねてリング
状になしたものであり、そのうち５個の磁石部分
２ａ〜２ｅの内周面が連続してＮ極に着磁されて
おり、残りの７個の磁石部分２ｆ〜２ｌの内周面
はＳ，Ｎ極に交互に着磁されている。この磁石２
は１つのリング状の磁石によつて形成することも
できるが、複数個に分割された円弧状の磁石をリ
ング状につらねて構成するようにしてもよい。

また、コア３の各突極３ａ〜３ｋのうち、等間
隔で設けられた10個の突極３ｂ〜３ｋは磁石２の
磁極角度ピツチと同じ30゜の角度間隔で設けられ
ており、これら各突極３ｂ〜３ｋ先端の磁石２の
磁極と対向する磁極片の角度は、磁石２の磁極１
極当りの角度θp＝30゜より小さい18゜程度の大きさ
にしてある。また、点火用突極３ａは他の各突極
３ｂ〜３ｋの２極分で１つとなるようにその両隣
りの突極３ｂ，３ｋの中間部分に、これら両突極
３ｂ，３ｋに対し45゜の角度ピツチで形成されて
おり、この点火用突極３ａ先端の磁石２の磁極と
対向する磁極片の角度θcは、磁石２の磁極１極当
りの角度θp＝30゜より大きい53゜程度の大きさにし
てある。

また、第１図中の矢印はロータ１の回転方向を
示す。

第２図は上記実施例における各部の波形を示
し、Ａはコンデンサ充電コイル４に鎖交する磁束
波形、Ｂはこのコイル４の発生電圧、Ｃは後述す
る点火用コンデンサの充電電圧、Ｄは出力コイル
５の１ポール分（突極３ｋに対応する部分）に鎖
交する磁束波形、Ｅはこのコイル５の１ポール分
（突極３ｋに対応する部分）の発生電圧を各々示
す。

第３図は電気回路図で、１０，１３，１５は整
流用ダイオード、１１は点火用コンデンサ、１２
は点火コイルで、１２ａはその１次コイル、１２
ｂはその２次コイル、１４は抵抗、１６は点火用
サイリスタ、１７は点火プラグを各々示す。

なお、本実施例の磁石２の着磁は連続する同一
極数が５極の場合を示してあるが、この極数にす
ればコイル４に発生する電圧の第２図Ｂ図示の正
方向電圧B₁と負方向電圧B₂との間に適当な休止
部ができるため、正方向電圧B₁の電機子反作用
によつて負方向電圧B₂が遅らされることが少な
くなり、従つて、この負方向電圧B₂によつて決
定される点火時期パターンが漸進進角になるとい
う優れた効果がある。

上記構成において、ロータ１が回転すると、コ
ンデンサ充電コイル４の突極３ａは出力コイル５
の各突極３ｂ〜３ｋのほぼ２極分が１極となるよ
うに設定してあり、かつその磁極片が磁石２の磁
極１極当りの角度より広くしてあるため、コイル
４には、磁石２の同一極性が２極以上連続する磁
極に対向した時だけ有効磁束が鎖交し、Ｎ，Ｓ交
互に極性変化がある部分ではこれら隣接する磁極
同志が幅の広い磁極片で短絡されるので、有効磁
束にはならず、従つて、第２図Ａに示す磁束変化
が点火用突極３ａに起こり、第２図Ｂに示す電圧
がコンデンサ充電コイル４に発生する。ここで、
コイル４に第２図ＢのB₁で示す正方向電圧が発
生すると、第３図のダイオード１０→コンデンサ
１１→点火コイル１２の１次コイル１２ａ→ダイ
オード１３→アース→コイル４の回路で点火用コ
ンデンサ１１は第２図Ｃのように充電される。更
に、ロータ１が回転してコイル４に第２図Ｂの
B₂で示す負方向電圧が発生すると、アース→抵
抗１４→ダイオード１５→コイル４の回路で電流
が流れ、抵抗１４の端子間電圧、即ち、点火用サ
イリスタ１６のゲート・カソード間電圧が所定値
になるとサイリスタ１６が導通する。このように
してサイリスタ１６が導通すると、コンデンサ１
１に充電されている電荷がサイリスタ１６→点火
コイル１２の１次コイル１２ａ→コンデンサ１１
の回路で急激に放電され、点火コイル１２の２次
コイル１２ｂに高電圧が発生し、点火プラグ１７
に点火する。以上の動作を繰り返してロータ１の
１回転につき１発火の無接点点火装置を得ること
ができる。

上記構成において、第４図に基いて、磁石２の
磁極１極当りの角度θpと点火用突極３ａ先端の
磁極片角度θcとの関係の実験結果を説明する。第
４図Ａは上記第１実施例における磁石発電機の要
部模式的平面図、第４図Ｂはコンデンサ充電コイ
ル４のノイズを含む出力電圧波形図で、Ｓは信号
電圧として使用されるピーク値、Ｎはノイズ電圧
のピーク値、第３図は上記θpとθcとの比（θc／
θp）に対するSN比を示すものであつて、この比
（θc／θp）が大きくなれば大きくなる程SN比は
よくなり、サイリスタ１６のゲート入力回路やコ
イルの出力電圧のピーク値にもよるが、この比
（θc／θp）が1.5以上であれば１回転１発火として
使用可能であり、巻線作業上最も好ましいのは、
この比（θc／θp）が1.78前後であつた。

ここで、従来の特公昭49−46163号公報に示さ
れるごときのものでは、１つ飛びの２つの突起に
分割巻きしたコイルに発生する互いに逆極性の電
圧でもつて相殺して不要部分における出力電圧を
零にするようにしているので、このコイルをコン
デンサ充電コイルに使用する場合、高速回転域で
コイルの両分割部分に数KVの大きな無負荷電圧
が発生してコイルが絶縁破壊する恐れがあるが、
本実施例のごとく隣接する異極性の磁極間を点火
用突極３ａの磁極片で短絡して不要な部分におけ
る出力電圧の発生を阻止することにより、コンデ
ンサ充電コイルが無負荷電圧により絶縁破壊する
ことはない。

また、点火用突極３ａ以外の他の突極３ｂ〜３
ｋの各１つの磁極片は磁石２の磁極角度θpより
小さくしてあるため、ロータ１の回転に伴なつ
て、磁石の異極性の磁極と対向するごとに磁束の
流れる方向が切換わる第２図Ｄに示すごとき磁束
が30゜の位相差でもつて順次流れ、これら各突極
３ｂ〜３ｊに巻線された出力コイル５の各コイル
部分に第２図Ｅに示すごとき不連続の出力電圧が
30゜の位相差でもつて順次発生し、従つて出力コ
イル５の端子間にはこれらの電圧が加算された波
高値の高い連続的な出力電圧が発生し、ランプや
バツテリ充電等に充分な出力を供給することがで
きる。

第５図は本発明の第２実施例を示すもので、前
記第１実施例に対し、点火用突極３ａが他の９個
の各突極３ｂ〜３ｊの３極分で１つとなるように
その両隣りの突極３ｂ，３ｊの中間部分に、これ
ら両突極３ｂ，３ｊに対し60゜の角度ピツチで形
成されており、この点火用突極３ａ先端の磁極片
の角度θcを、磁石２の磁極１極当りの角度θp＝
30゜より大きい41.1゜程度の大きさにすると共に、
磁石２の12個の磁石部分２ａ〜２ｌのうち３個の
磁石部分２ｌ，２ａ，２ｂの内周面を連続してＳ
極に着磁し、それに続く５個の磁石部分２ｃ〜２
ｇの内周面を連続してＮ極に着磁し、残りの３個
の磁石部分２ｉ〜２ｋをＳ，Ｎ極交互に着磁した
ものである。

第６図は上記第２実施例における各部の波形を
示し、Ａはコンデンサ充電コイル４に鎖交する磁
束波形、Ｂはこのコイル４の発生電圧、Ｃは点火
用コンデンサ１１の充電電圧、Ｄは出力コイル５
の１ポール分（突極３ｊに対応する部分）に鎖交
する磁束波形、Ｅはこのコイル５の１ポール分
（突極３ｊに対応する部分）の発生電圧を各々示
す。また、電気回路は第３図の第１実施例と同様
なものが用いてある。

ここで、第２実施例の着磁はＳ極が３極連続し
た後、Ｎ極が５極連続する例を示してあるが、こ
の極数にすれば、コイル４に鎖交する磁束が反転
することによりコイル４に大きな正方向出力電圧
が発生してコンデンサ充電電圧を容易に高くで
き、かつコイル４に発生する電圧の第６図Ｂ図示
の正方向電圧B₁と負方向電圧B₂の間に適当な休
止部ができるため、正方向電圧B₁の電機子反作
用によつて負方向電圧B₂が遅らされることが少
なくなり、従つて、この負方向電圧B₂によつて
決定される点火時期パターンが漸進進角になると
いう優れた効果がある。

上記第２実施例の構成において、第７図に基づ
いて、磁石２の磁極１極当りの角度θpと点火用
突極３ａの先端の磁極片角度θcとの関係の実験結
果を説明する。第７図Ａは上記第２実施例におけ
る磁石発電機の要部模式的平面図、第７図Ｂはコ
ンデンサ充電コイル４のノイズを含む出力電圧波
形図で、Ｓは信号電圧として使用されるピーク
値、Ｎはノイズ電圧のピーク値、第３図は上記
θpとθcとの比（θc／θp）に対するSN比を示すも
のであつて、この比（θc／θp）が1.37程度でSN
比が最もよくなり、サイリスタ１６のゲート入力
回路やコイル４の出力電圧のピーク値にもよる
が、この比（θc／θp）が１〜．８の範囲であれ
ば１回転１発火として使用可能であり、好ましい
のは、この比（θc／θp）が1.3〜1.7の範囲であつ
た。

なお、上述した各実施例では、12極を基本にし
た実施例を示したが、12極以外の多極磁石発電機
でも同様に実施できる。

また、上述した各実施例では、連続する同一極
数部がＮ極５極とした例およびＳ極３極の後にＮ
極５極とした例を示しているが、点火時期パター
ン、コンデンサ電圧の要求値等により極数を変え
ることができ、また連続して同極に着磁する部分
はＮ，Ｓ極とちらだけでも良く、更に連続して着
磁する同極の極数の組合せを変えるようにしても
よい。

また、上述した各実施例は信号コイルレス多極
磁石発電機の場合を示したが、第８図および第９
図に示す第３、第４実施例のように、点火用突極
３ａに、サイリスタ１６（第３図）に点火信号を
供給する信号コイル６を巻線し、他の２つの突極
３ｊ，３ｋ（第８図）または３ｉ，３ｊ（第９図）
にコンデンサ充電コイル４を和動巻きするように
してもロータ１の１回転につき１回点火火花を発
生させることができる。この場合、コンデンサ充
電コイル４の負方向電圧をサイリスタ１６に供給
する必要がないため、第３図において、ダイオー
ド１５の回路を省略し、サイリスタ１６のゲート
に信号コイル６の一端を接続すると共に、サイリ
スタ１６のカソード側を直接アースするようにす
ればよい。

また、第１０図および第１１図に示す第５およ
び第６実施例のように、コア２に２つの点火用突
極３ａ，３a′を形成し、これら両突極３ａ，３
a′にコンデンサ充電コイル４を和動巻きすれば、
コンデンサ充電電圧を倍増させることができる。

さらに、第１２図および第１３図に示す第７お
よび第８実施例のように、コア３に内燃機関の気
筒数に対応させて複数（図では２つ）の点火用突
極３ａ，３a′を形成し、これら各突極３ａ，３
a′に各気筒に対応するコンデンサ充電コイル４，
４′を巻線して、各気筒ごとに第３図図示の点火
回路を用いるようにすれば、多気筒用内燃機関に
も本発明を適用できる。（第１２図および第１３
図はＶ型２気筒内燃機関の例を示す。） なお、上述した各実施例においは、磁石２の磁
極ピツチと出力コイル５を巻線した各突極のピツ
チとを一致させたが、出力コイル５により３相出
力を得る場合などにおいては、磁石２の磁極ピツ
チと出力コイルを巻線した各突極のピツチとを電
気角で（2/3）πずらすようにしてもよい。

また、上述した各実施例においては、本発明を
コンデンサ放電式の点火装置に適用したが、点火
電源コイルの発生出力をトランジスタにより直接
断続して点火コイルに高電圧を誘起させるトラン
ジスタ式の点火装置にも本発明を適用することが
できる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明においては、多極磁石
回転子の円周方向の一部分には少なくとも２極以
上が連続して同一極性で表われるように磁極を配
置し、半径方向にほぼ等間隔で複数個突出するコ
アの各突極の一部分を数極分で１つの点火用突極
となし、この点火用突極に点火電源コイルまたは
信号コイルを巻線すると共に、磁石回転子の磁極
当りの角度より点火用突極の磁極片の角度の方を
大きくしたから、磁石回転子の磁性変化が表われ
る部分では隣接する異極性の磁極間を点火用突極
の磁極型で短絡して不要な部分における出力電圧
の発生を阻止し、同一極性が連続して表われる部
分では点火用突極に磁束が流れて出力を発生させ
ることができ、これによつて、基本的には１つの
点火用突極に点火電源コイルもしくは信号コイル
を巻くという作業性のよい構成で安価に、磁石回
転子の１回転につき１回点火させることができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、第８図乃至第１３図は本発明
発電機の第１乃至第８実施例をそれぞれ示す部分
断面平面図、第２図および第６図は上記第１実施
例および第２実施例のそれぞれの作動説明に供す
る各部波形図、第３図は上記第１実施例を適用す
る点火装置の電気回路図、第４図Ａおよび第７図
Ａは上記第１実施例および第２実施例のそれぞれ
における要部模式平面図、第４図Ｂおよび第７図
Ｂは上記第１実施例および第２実施例におけるコ
イル４のそれぞれの出力電圧波形図、第４図Ｃお
よび第７図Ｃは上記第１実施例および第２実施例
におけるそれぞれの磁極角度比（θc／θp）に対
するSN比特性図である。 １，２……磁石回転子を構成するロータと磁
石、２ａ，２ｌ……磁石部分、３ａ，３a′……点
火用突極、３ｂ〜３ｋ……他の突極、４，４′…
…点火電源コイルをなすコンデンサ充電コイル、
５……出力コイル、６……信号コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半径方向に複数個ほぼ等間隔で突出した突極
   を有すると共に、これら各突極の一部分を、数極
   分で１つの点火用突極となるようにしたコアと、
   この点火用突極に巻線された点火電源コイルまた
   は信号コイルと、前記点火用突極以外の他の突極
   に巻線した出力コイルとを備えたステータと、 円周方向に一部分には少なくとも２極以上が連
   続して同一極性で表われるように配置した多数の
   磁極を有する磁石回転子とからなり、前記磁石の
   磁極１極当りの角度θpより前記点火用突極先端
   の前記磁石の磁極に対向する磁極片の角度θcの方
   を大きく設定してなる内燃機関無接点点火装置用
   多極磁石発電機。 ２ 前記点火用突極は前記他の突極の２極分で１
   つとなしてある特許請求の範囲第１項記載の内燃
   機関無接点点火装置用多極磁石発電機。 ３ 前記両角度の比（θp／θc）を1.5以上となし
   た特許請求の範囲第２項記載の内燃機関無接点点
   火装置用多極磁石発電機。 ４ 前記両角度の比（θp／θc）を1.78程度となし
   た特許請求の範囲第２項記載の内燃機関無接点点
   火装置用多極磁石発電機。 ５ 前記点火用突極は他の突極の３極分で１つと
   なしてあり、前記磁石回転子の磁極は３極以上が
   連続して同一極性で表われるようになしてある特
   許請求の範囲第１項記載の内燃機関無接点点火装
   置用多極磁石発電機。 ６ 前記両角度の比（θp／θc）を１〜1.8の範囲
   となした特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無
   接点点火装置用多極磁石発電機。 ７ 前記両角度の比（θp／θc）を1.3〜1.7の範囲
   となした特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無
   接点点火装置用多極磁石発電機。 ８ 前記両角度の比（θp／θc）を1.37程度となし
   た特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無接点点
   火装置用多極磁石発電機。