JPH0424145Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火
装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関用点火装置として、点火コイルの１次
側にコンデンサを設けて、該コンデンサの電荷を
サイリスタを通して点火コイルの１次コイルに放
電させることにより、点火コイルの２次コイルに
高電圧を誘起させて点火動作を行わせるようにし
たコンデンサ放電式の点火装置が用いられてい
る。コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置とし
て、エキサイタコイルの一方の半サイクルの出力
でコンデンサを充電し、エキサイタコイルの他方
の半サイクルの出力でサイリスタに点弧信号を与
えるようにしたものがある。第１図は、従来のこ
の種の点火装置の電気的な構成を示したもので、
同図において、１は１次コイル１ａと２次コイル
１ｂとからなる点火コイル、２は２次コイル１ｂ
の両端に接続された点火プラグであり、２次コイ
ル１ｂの一端は接地されている。３は一端が１次
コイル１ａの一端に接続された点火エネルギー蓄
積用コンデンサで、このコンデンサ３の他端と１
次コイル１ａの他端との間にはアノードをコンデ
ンサ３側にしてサイリスタ４が接続されている。
１次コイル１ａの両端にはアノードを１次コイル
１ａの一端側に向けてダイオード５が並列に接続
され、サイリスタ４及びダイオード５のカソード
の共通接続点はカソードを接地側に向けたダイオ
ード６を介して接地されている。コンデンサ３と
サイリスタ４のアノードとの接続点にはダイオー
ド７のカソードが接続され、該ダイオード７のア
ノードと接地間にエキサイタコイル８が接続され
ている。

エキサイタコイル８は内燃機関と同期回転する
磁石発電機内に配置され、このエキサイタコイル
には機関と同期して交流電圧が誘起する。エキサ
イタコイル８の接地側端子にはダイオード９のア
ノードが接続され、ダイオード９のカソードは該
ダイオード９と同方向のダイオード１０を介して
ダイオード９のカソードに接続されている。ダイ
オード９及び１０の接続点はツエナーダイオード
１１を介してサイリスタ４のゲートに接続され、
ダイオード９及び１０の接続点とサイリスタ４の
カソードとの間に抵抗１２が接続されている。ま
たサイリスタ４のカソードとエキサイタコイル８
の非接地側端子との間には、アノードをサイリス
タ４のカソード側に向けたダイオード１３が接続
されている。

上記の点火装置においては、エキサイタコイル
８の正の半サイの出力でダイオード７を通して点
火エネルギー蓄積用コンデンサ３が図示の極性に
充電される。次いでエキサイタコイル８の負の半
サイクルの出力が所定の大きさに達するとツエナ
ーダイオード１１が導通してサイリスタ４に点弧
信号が与えられ、該サイリスタ４が導通する。従
つてコンデンサ３の電荷がサイリスタ４及び１次
コイル１ａを通して放電し、点火コイルの鉄心中
で大きな磁束変化が生じる。これにより２次コイ
ル１ｂに高電圧が誘起し、該高電圧により点火プ
ラグ２に火花が生じて機関が点火される。

この点火装置によれば、エキサイタコイルの出
力でサイリスタに点弧信号を与えるため、サイリ
スタに点弧信号を供給する信号コイルを別個に設
ける必要が無く、発電機の構造を簡単にすること
ができる。

［考案が解決しようとする課題］ この点火装置では、エキサイタコイル８の出力
が機関の回転速度の上昇に応じて増大していくた
め、該エキサイタコイルの出力がサイリスタ４の
トリガレベルに達する位相が進んでいき、機関の
点火位置は機関の回転速度の上昇に伴つて進んで
いく。

機関の回転速度がある程度上昇し、コンデンサ
３の充電電流がある程度大きくなると、該コンデ
ンサ３の充電電流による電機子反作用が大きくな
り、サイリスタ４に信号を与えるエキサイタコイ
ル８の負の半サイクルの出力の立上がりの遅れが
大きくなつていく。この電機子反作用によるエキ
サイタコイルの負の半サイクルの出力の立上りの
遅れは、機関の回転速度が上昇してコンデンサ３
の充電電流が増大すればするほど大きくなるた
め、点火位置は機関の回転速度の上昇に伴つて次
第に遅れていく特性になり、結局点火位置のθiの
回転速度Ｎ（rpm）に対する特性は第２図に示す
ようになる。

このようにエキサイタコイルにより点火エネル
ギー蓄積用コンデンサの充電とサイリスタへの点
弧信号の供給とを行う形式の従来の点火装置で
は、機関の高速時に点火位置が遅れるため機関の
高速時の性能が低下する欠点があつた。また従来
の点火装置ではエキサイタコイルの出力電圧を高
くする必要があつたため、エキサイタコイルとし
て巻数が多いものを用いる必要があり、しかも発
電機内の限られたスペースに該エキサイタコイル
を配置し得るようにするためにその大きさを制限
する必要がある。そのためエキサイタコイルとし
ては線径の細い電線を多数回巻回したコイルを用
いる必要があり、該コイルのコストが高くなると
いう問題があつた。

本考案の目的は、巻数が少ない小形で安価なエ
キサイタコイルによりコンデンサの充電とサイリ
スタへの点弧信号の供給とを行つてしかも機関の
低速時の点火位置の進みと高速時の点火位置の遅
れとを無くすことができるようにしたコンデンサ
放電式内燃機関用点火装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、点火コイルの１次側に設けた点火エ
ネルギー蓄積用コンデンサの充電と、該コンデン
サの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させる
サイリスタへの点弧信号の供給とをエキサイタコ
イルの出力により行うコンデンサ放電式の内燃機
関用点火装置を改良したものである。

本考案においては、その実施例を示す第３図に
見られるように、内燃機関の回転と同期して交流
電圧を誘起するエキサイタコイル８と、エキサイ
タコイルの両端に１次コイルが並列接続された昇
圧トランス２４と、エキサイタコイルの一方の極
性の半サイクルの出力で前記サイリスタのゲート
に点弧信号を与える信号供給回路と、エキサイタ
コイルが他方の極性の半サイクルの出力を発生し
たときに前記トランス２４の２次コイルに誘起す
る電圧で点火エネルギー蓄積用コンデンサを一方
の極性に充電するコンデンサ充電回路とを設け
る。

上記信号供給回路は、サイリスタのゲートカソ
ード間回路に対して直列に接続されるとともにエ
キサイタコイルの一端にダイオード２０と充電用
抵抗２１とを介して接続されて、エキサイタコイ
ルの一方の極性の半サイクルの出力で該ダイオー
ド２０及び充電用抵抗２１とサイリスタ４のゲー
トカソード間回路とを通して充電される信号供給
制御用コンデンサ２２と、信号供給制御用コンデ
ンサに対して並列に接続された放電用抵抗２３
と、アノードをサイリスタのゲート側に向けた状
態で信号供給制御用コンデンサ２２及び放電用抵
抗２３に対して並列に接続されたツエナーダイオ
ード１２とにより構成される。

［作用］ 上記の構成において、機関の回転によりエキサ
イタコイル８に他方の極性の半サイクルの電圧が
誘起すると、該電圧がトランス２４により昇圧さ
れ、該トランスの出力により点火エネルギー蓄積
用コンデンサ３が一方の極性に充電される。次い
でエキサイタコイル８の一方の極性の半サイクル
の出力電圧によりサイリスタ４に点弧信号が与え
られ、該サイリスタが導通して点火エネルギー蓄
積用コンデンサ３の電荷が点火コイルの１次コイ
ル１ａに放電する。従つて点火コイルの２次コイ
ル１ｂに高電圧が誘起し、点火動作が行われる。

上記のように、エキサイタコイルの誘起電圧を
トランスで昇圧してコンデンサを充電するように
構成すると、エキサイタコイルの誘起電圧が低く
てもコンデンサを充分高い電圧まで充電すること
ができる。従つてエキサイタコイルとして巻数の
少ないものを用いることができ、エキサイタコイ
ルのコストを引下げることができる。また上記の
ようにコンデンサの充電をトランスの２次側で行
うと、トランスの１次側での位相遅れを殆ど無く
すことができ、機関の高速回転時に点火位置が遅
れるのを防ぐことができる。

上記のように、エキサイタコイルの出力で、点
火エネルギー蓄積用コンデンサの充電とサイリス
タへの点弧信号の供給とを行わせる場合に、エキ
サイタコイルの一方の極性の半サイクルにおいて
サイリスタに点弧信号を与えた後、引き続いて同
じ半サイクルにおいて点火エネルギー蓄積用コン
デンサの充電を行わせることも考えられる。した
しながら、このようにした場合には、点火エネル
ギー蓄積用コンデンサを充電する期間が短くなる
ため、該コンデンサに十分なエネルギーを蓄積す
ることができなくなる恐れがあり、またサイリス
タの転流に失敗してコンデンサの充電を行うこと
ができなくなる恐れがある。

これに対し、本考案のように、エキサイタコイ
ルの一方の半サイクルの誘起電圧でサイリスタに
点弧信号を与え、エキサイタコイルの他方の半サ
イクルの誘起電圧により点火エネルギー蓄積用コ
ンデンサを充電するようにすると、コンデンサを
充電する期間を十分長くすることができるため、
点火エネルギーが不足する恐れがなく、またサイ
リスタの転流に失敗する恐れもない。

更に、サイリスタに点弧信号を供給する信号供
給回路を本考案のように構成すると、機関の始動
時及び低速時には、エキサイタコイルの一方の半
サイクルの誘起電圧がピークに達してサイリスタ
のゲートに供給される点弧信号電流が一定の大き
さを超えたときにサイリスタ４がトリガされて導
通し、点火動作が行われる。機関の回転速度が設
定値未満の領域では、信号供給制御用コンデンサ
の端子電圧がツエナーダイオードのツエナー電圧
を超えないため、ツエナーダイオードは導通せ
ず、点火動作は信号供給制御用コンデンサの端子
電圧がピーマ値に達する位置で行われる。したが
つて機関の始動時及び低速時の点火位置はほぼ一
定になる。

機関の回転速度が上昇していくと、信号供給制
御用コンデンサの端子電圧がピークに達する以前
にツエナーダイオードのツエナー電圧を超えるよ
うになるため、点火位置は進角していく。進角量
はエキサイタコイルの半サイクルの区間に相当す
る角度の1/2以下に制限されるため、ある程度回
転速度が上昇すると点火位置の進角は止まる。し
たがつて、本考案の点火装置によれば、第６図に
示すような点火特性が得られ、機関の高速時に点
火位置が遅れるのが防止される。また機関の始動
時及び低速時に点火位置が進むことがないため、
機関の始動性を良好にし、アイドリング時の機関
の動作を安定にすることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第３図は本考案の一実施例を示したもので、同
図において第１図の回路と同等な部分には同一の
符号を付してある。この実施例においては、点火
コイル１の１次コイルの一端がダイオード５及び
サイリスタ４のカソードとともに接地され、エキ
サイタコイル８の非接地側の一端は、アノードを
該エキサイタコイル側に向けたダイオード２０と
充電用抵抗２１とツエナーダイオード１２とを介
してサイリスタ４のゲートに接続されている。

本実施例では、信号供給制御用コンデンサ２２
がサイリスタ４のゲートカソード間回路に対して
直列に接続されるとともに、エキサイタコイル８
の一端にダイオード２０と充電用抵抗２１とを介
して接続されている。このコンデンサ２２は、エ
キサイタコイル８の一方の極性の半サイクルの出
力でダイオード２０及び充電用抵抗２１とサイリ
スタ４のゲートカソード間回路とを通して充電さ
れる。信号供給制御用コンデンサに対して並列に
放電用抵抗２３が接続され、エキサイタコイル８
の一方の極性の半サイクルの電圧がピーク値をす
ぎると、コンデンサ２２が抵抗２３を通して一定
の時定数で放電する。コンデンサ２２にはまた、
アノードをサイリスタのゲート側に向けたツエナ
ーダイオード１２が並列接続されている。

ダイオード２０、充電用抵抗２１、ツエナーダ
イオード１２、信号供給制御用コンデンサ２２及
び放電用抵抗２３により、エキサイタコイル８の
出力でサイリスタ４に点弧信号を与える信号供給
回路が構成されている。

エキサイタコイル８の非接地側の一端にはま
た、昇圧トランス２４の１次コイル２４ａの一端
が接続され、該トランスの１次コイルの他端は接
地されている。トランス２４はエキサイタコイル
８の出力を昇圧するとともにその位相を反転させ
るもので、その２次コイル２４ｂは１次コイル２
４ａと逆極性の出力を誘起するように設けられて
いる。２次コイル２４ｂの一端はアノードを該２
次コイル側に向けたダイオード７を介してコンデ
ンサ３とサイリスタ４のアノードとの接続点に接
続され、２次コイル２４ｂの他端は接地されてい
る。ダイオード７及びダイオード５によりトラン
ス２４の出力で点火エネルギー蓄積用コンデンサ
３を一方の極性に充電するコンデンサ充電回路が
構成されている。

上記の実施例において、エキサイタコイル８は
第４図Ａに示すように、機関の回転に同期して交
流電圧V₁を誘起し、トランス２４は第４図Ｂに
示すように電圧V₁と逆位相の電圧V2を出力す
る。エキサイタコイル８に第３図の矢印ａと反対
方向の電圧が誘起する半サイクルにおいて、トラ
ンス２４の２次側に得られる図示の矢印ｂ方向の
電圧により、点火エネルギー蓄積用コンデンサ３
がダイオード７及びダイオード５を通して図示の
極性に充電される。これによりコンデンサ３の端
子電圧V₃が第４図Ｃに示すように上昇する。

機関の低速時においては、エキサイタコイル８
の図示の矢印ａ方向の半サイクルの電圧V₁によ
りダイオード２１、充電用抵抗２１及び信号供給
制御用コンデンサ２２を通してサイリスタ４のゲ
ートに点弧信号電流が供給され、電圧V₁がピー
ク値に達する機関の回転角θ_i1においてこの信号
電流が一定の大きさを超えると、サイリスタ４が
トリガされて導通する。従つてコンデンサ３の電
荷がサイリスタ４及び１次コイル１ａを通して放
電し、これにより点火コイルの２次コイル１ｂに
高電圧が誘起して点火動作が行われる。

エキサイタコイル８の誘起電圧V₁がピーク値
を過ぎると信号供給制御用コンデンサ２２が放電
用抵抗２３を通して放電するため、コンデンサ２
２の端子電圧V₄は第５図に示すように変化する。

尚第５図においてパラメータN₁，N₂及びN₃は
機関の回転速度（N₁＜N₂＜N₃）を示しており、
コンデンサ２２の端子電圧V₄は機関の回転速度
の上昇に伴つて大きくなる。機関の回転速度が
N₂以下の場合には、コンデンサ２２の端子電圧
がツエナーダイオード１２のツエナーレベルを超
えないため、ツエナーダイオード１２は導通せ
ず、機関の点火はコンデンサ２２の端子電圧がピ
ーク値に達する位置θ_i1で行われる。機関の回転
速度が上昇してN₃に達し、コンデンサ２２の端
子電圧V₄がピーク値に達する以前に角度θ_i2でツ
エナーダイオード１２のツエナー電圧以上になる
ようになると、この角度θ_i2でツエナーダイオー
ド１２がブレークダウンするためエキサイタコイ
ル８からダイオード２０、抵抗２１及びツエナー
ダイオード１２を通してサイリスタ４に点弧信号
が与えられる。従つてサイリスタ４が導通し、コ
ンデンサ３の電荷がサイリスタ４及び点火コイル
の１次コイル１ａを通して放電して角度θ_i2の位
置で点火動作が行われる。即ち点火位置は機関の
回転速度の上昇に伴つて進角していく。

本考案においては、コンデンサ３の充電がトラ
ンスの２次側で行なわれるためトランスの２次側
では位相遅れが生じるが、トランスの１次側では
殆ど位相遅れが無いため機関の高速時に点火位置
が遅れるのを防ぐことができる。従つて機関の点
火位置θiの回転速度Ｎに対する特性は第６図に示
すようになる。また本考案においては、エキサイ
タコイル８の出力電圧がトランス２４により昇圧
されるため、エキサイタコイル８の出力電圧を低
く設定しておいても、コンデンサ３を十分高い電
圧まで充電することができる。従つてエキサイタ
コイル８として巻数の少ないものを用いることが
できる。

上記の実施例の信号供給回路において、コンデ
ンサ２２及び抵抗２３はバイアス回路を構成して
おり、このバイアス回路は、機関の低速時にエキ
サイタコイル８の出力電圧V₁のピーク値付近で
サイリスタをトリガするために設けられている。
このようなバイアス回路を設けておくと、機関の
始動時及び低速時に点火位置が進むのを防ぐこと
ができるため、機関の始動性が悪くなるのを防ぐ
ことができ、またアイドリング時の動作を安定に
することができる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、エキサイタコ
イルの誘起電圧をトランスで昇圧してコンデンサ
を充電するので、エキサイタコイルの誘起電圧は
低くてよい。従つてエキサイタコイルの巻数は少
なくて良く、エキサイタコイルのコストを引下げ
ることができる。またコンデンサの充電をトラン
スの２次側で行うため、トランスの１次側での位
相遅れを殆ど無くすことができ、機関の高速回転
時に点火位置が遅れるのを防ぐことができる。

更に、機関の始動時及び低速時に点火位置が進
むことがないため、機関の始動性を良好にし、ア
イドリング時の機関の動作を安定にすることがで
きる。

また本考案においては、エキサイタコイルの一
方の極性の半サイクルにおいてサイリスタに点弧
信号を供給し、エキサイタコイルの他方の極性の
半サイクルにおいて点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサを充電するため、サイリスタの転流の失敗を
防いで動作を確実にするとともに、点火エネルギ
ー蓄積用コンデンサの充電期間を十分に確保して
点火性能の低下を防ぐことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンデンサ放電式内燃機関用点
火装置を示す回路図、第２図は第１図の装置によ
り得られる点火特性を示す線図、第３図は本考案
の一実施例を示す回路図、第４図は第３図の実施
例の各部の電圧波形を示す波形図、第５図は第３
図の実施例の信号供給回路の動作を説明する線
図、第６図は第３図の実施例により得られる点火
特性を示す線図である。 １……点火コイル、２……点火プラグ、３……
点火エネルギー蓄積用コンデンサ、４……サイリ
スタ、５，７，２０……ダイオード、８……エキ
サイタコイル、１２……ツエナーダイオード、２
１……充電用抵抗、２２……信号供給制御用コン
デンサ、２３……放電用抵抗、２４……昇圧トラ
ンス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 点火コイル１の１次側に設けた点火エネルギー
   蓄積用コンデンサ３の電荷をサイリスタ４を通し
   て該点火コイルの１次コイルに放電させることに
   より該点火コイルの２次側に高電圧を誘起させて
   点火動作を行わせる内燃機関用点火装置におい
   て、 内燃機関の回転と同期して交流電圧を誘起する
   エキサイタコイル８と、 前記エキサイタコイルの両端に１次コイルが並
   列接続された昇圧トランス２４と、 前記エキサイタコイルの一方の極性の半サイク
   ルの出力で前記サイリスタのゲートに点弧信号を
   与える信号供給回路と、 前記エキサイタコイルが他方の極性の半サイク
   ルの出力を発生したときに前記トランス２４の２
   次コイルに誘起する電圧で前記点火エネルギー蓄
   積用コンデンサを一方の極性に充電するコンデン
   サ充電回路とを具備し、 前記信号供給回路は、 前記サイリスタのゲートカソード間回路に対し
   て直列に接続されるとともに前記エキサイタコイ
   ルの一端にダイオード２０と充電用抵抗２１とを
   介して接続されて、前記エキサイタコイルの一方
   の極性の半サイクルの出力で該ダイオード２０及
   び充電用抵抗２１と前記サイリスタ４のゲートカ
   ソード間とを通して充電される信号供給制御用コ
   ンデンサ２２と、 前記信号供給制御用コンデンサに対して並列に
   接続された放電用抵抗２３と、 アノードを前記サイリスタのゲート側に向けた
   状態で前記信号供給制御用コンデンサ２２及び放
   電用抵抗２３に対して並列に接続されたツエナー
   ダイオード１２とを備えていることを特徴とする
   コンデンサ放電式内燃機関用点火装置。