JPH0717820Y2 - 内燃機関安全装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関と負荷との間に設けられる変速機が
ニュートラル以外の位置にあるときに機関を始動させな
いようにした内燃機関安全装置に関するものである。

［従来の技術］ トラクタ等の内燃機関により駆動される機械において、
変速機がニュートラル以外の位置にある状態で機関が始
動されると、変速機のギアが破損したり、機械が急発進
したりすることがあって危険である。

そこで、変速機がニュートラル位置以外の位置にある状
態でスタータが駆動されたときに、内燃機関用点火装置
に点火エネルギーを供給する点火電源コイルを短絡する
ことにより点火動作を阻止して機関が始動されるのを阻
止するようにした内燃機関安全装置が提案されている。

この種の安全装置として、実開昭59-190972号公報に示
されているように、内燃機関用点火装置の点火電源コイ
ルに対して並列に点火電源短絡用スイッチを接続して、
機関の始動時に変速機がニュートラル位置以外の位置に
あるときに該スイッチを導通させることにより点火電源
コイルの出力を短絡して点火動作を阻止し、機関の始動
を阻止するようにしたものもある。この装置では、点火
電源コイルが発生する正負の半サイクルの出力の内、点
火動作には用いられない負の半サイクルの出力で上記点
火電源短絡用スイッチをトリガするトリガ信号を得て、
該トリガ信号を次の正の半サイクルまで保持させること
により、サイリスタを導通させるようにしている。

［考案が解決しようとする課題］ 実開昭59-190972号公報に示された装置のように、機関
の始動時に変速機がニュートラル位置にないときに点火
電源コイルの出力を点火電源短絡用スイッチにより短絡
して点火動作を阻止する構成をとる場合には、点火電源
コイルが発生する正負の半サイクルの出力のうち、点火
動作に用いられる半サイクルの出力（本明細書では点火
動作に用いられる半サイクルを正の半サイクルとす
る。）を点火電源短絡用スイッチにより短絡する必要が
ある。従来の装置では、点火電源短絡用スイッチのトリ
ガ信号を点火電源コイルの負の半サイクルの出力により
得ていたため、トリガ信号を次の正の半サイクルまで保
持する回路が必要になり、構成が複雑になるという問題
があった。

そこで点火電源コイルの一端と点火電源短絡用スイッチ
のトリガ回路との間を抵抗を通して結合して、点火電源
コイルの正の半サイクルの出力で該スイッチのトリガ回
路に信号を供給する回路構成をとることが考えられる。
しかしこのように、点火電源コイルの正の半サイクルの
出力で点火電源短絡用スイッチにトリガ信号電流を供給
する構成をとると、点火動作に用いられる電圧が低下す
る恐れがある。点火電源コイルの出力電圧の低下を防ぐ
ために点火電源コイルの一端と点火電源短絡用スイッチ
のトリガ回路との間に設ける抵抗の抵抗値を非常に大き
くすることも考えられるが、その場合には、変速機がニ
ュートラル位置以外の位置にある状態で機関の始動操作
が行われた際に点火電源短絡用スイッチのトリガが遅れ
て点火火花が発生してしまう恐れがある。

本考案の目的は、点火電源コイルの正負の半サイクルの
出力のうち、点火動作に用いられる半サイクルの出力で
点火電源短絡用スイッチのトリガ信号を得て、しかも点
火電源の出力の低下を防ぐことができるようにした内燃
機関安全装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案においては、一方の半サイクルの出力で内燃機関
用点火装置に点火エネルギーを与える点火電源コイルに
対して並列に接続された点火電源短絡用スイッチと、点
火電源コイルが一方の半サイクルの出力を発生したとき
に該点火電源コイルから点火電源短絡用スイッチにトリ
ガ信号を与えるべく、該点火電源コイルの一端と前記点
火電源短絡用スイッチのトリガ端子との間に接続された
チョークコイルと、導通した際に点火電源短絡用スイッ
チに与えられるトリガ信号を該点火電源短絡用スイッチ
から側路するように設けられたトリガ信号側路用サイリ
スタと、トリガ信号側路用サイリスタのゲートカソード
間に抵抗を介して接続されて該サイリスタのゲートカソ
ード間の電圧降下により充電される自己保持用コンデン
サと、内燃機関と負荷との間に設けられた変速機に設け
られて該変速機がニュートラル位置にあるときとニュー
トラル以外の位置にあるときとで異なる状態をとるニュ
ートラル検出スイッチと、ニュートラル検出スイッチが
ニュートラル位置を検出しているときに前記点火電源コ
イルからチョークコイルを通して流れる電流によりトリ
ガ信号側路用サイリスタに点弧信号を与え、ニュートラ
ル検出スイッチがニュートラル以外の位置を検出してい
るときにはトリガ信号側路用サイリスタのゲートに点孤
信号が与えられるのを阻止する点弧信号供給制御回路と
を設けた。

［作用］ 上記の安全装置において、変速機がニュートラル位置以
外の位置にある状態で機関の始動操作が行われると、点
弧信号供給制御回路はトリガ信号側路用サイリスタに点
弧信号を与えないため、該トリガ信号側路用サイリスタ
は導通せず、点火電源短絡用スイッチにトリガ信号が与
えられるのを阻止しない。したがって点火電源コイルか
らチョークコイルを通して点火電源短絡用スイッチにト
リガ信号が与えられ、該点火電源短絡用スイッチが導通
する。これにより点火電源コイルが短絡され、点火動作
が阻止されて機関の始動が阻止される。

機関の始動時に変速機がニュートラル位置にある場合に
は、点弧信号供給制御回路が点火電源コイルからチョー
クコイルを通してトリガ信号側路用サイリスタに点弧信
号を与えるため、該サイリスタが導通して点火電源短絡
用スイッチにトリガ信号が与えられるのを阻止する。し
たがって点火電源短絡用スイッチは導通せず、機関の始
動は支障なく行われる。

トリガ信号側路用サイリスタが一旦導通すると、該サイ
リスタのゲートカソード間の電圧降下により自己保持用
コンデンサが充電され、該コンデンサに蓄積された電荷
によりトリガ信号側路用サイリスタに点弧信号が与えら
れる。そのため、機関の運転中に変速機がニュートラル
位置以外の位置に切り替えられて点弧信号供給制御回路
がトリガ信号側路用サイリスタへの点弧信号の供給を停
止する状態になっても、トリガ信号側路用サイリスタは
点火電源コイルが一方の半サイクルの電圧を誘起する毎
に導通して点火電源短絡用スイッチの導通を阻止する。
したがって機関の運転は支障なく行われる。

上記のように、点火電源コイルからチョークコイルを通
して点火電源短絡用スイッチにトリガ信号を与えるよう
にすると、チョークコイルは、機関の低速時に小さなイ
ンピーダンスを示すため、変速機がニュートラル位置以
外の位置にある状態で機関の始動操作が行われた際に、
点火電源短絡用スイッチに十分に大きなトリガ信号を与
えることができ、点火電源コイルが一方の半サイクルの
出力電圧を発生したときにただちに点火電源短絡用スイ
ッチを導通させて点火動作を確実に阻止することができ
る。

また点火電源コイルの点火動作に用いられる半サイクル
の出力で点火電源短絡用スイッチにトリガ信号を与える
ため、点火電源短絡用スイッチのトリガ回路の構成を簡
単にすることができる。

更に、上記のように点火電源コイルからチョークコイル
を通して点火電源短絡用スイッチにトリガ信号を与える
ようにすると、機関の高速時にはチョークコイルのイン
ピーダンスが十分に高くなってトリガ信号側路用サイリ
スタを通して流れる電流を小さい値に制限するため、ト
リガ信号側路用サイリスタを通して流れる電流により点
火電源コイルの出力電圧が低下するのを防ぐことがで
き、安全装置を設けることにより点火性能が低下するの
を防ぐことができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本考案の実施例を示したもので、同図において
１は内燃機関用点装置、２は本考案の係わる安全装置で
ある。

点火装置１は、１次コイル101及び２次コイル102を有す
る点火コイル103と、コレクタエミッタ間回路が該点火
コイルの１次コイル101に対して並列に接続されたトラ
ンジスタ104と、該トランジスタ104のオンオフを制御す
る回路（図示せず）。とを備えた周知の電流遮断形の装
置で、点火コイル101の２次コイル102には機関の気筒に
取付けられた点火プラグ105が接続されている。この例
では点火コイルの少なくとも１次コイル101が機関と同
期回転する３極の磁石発電機内に設けられ、該第１次コ
イルには、機関が１回転する間に第１図に示すような波
形の電圧が１回誘起する。即ち、この例では点火コイル
の１次コイルが点火電源コイルを兼ねている。以下１次
コイル101を点火電源コイルと呼ぶ。点火電源コイル101
が発生する電圧は、機関の点火位置よりも位相が進んだ
位置で発生する正の半サイクルの電圧V₁と、その前後に
発生する負の半サイクルの電圧V₂，V₂′とからなるが、
これらの電圧のうち、点火動作に用いられるのは正の半
サイクルの電圧V₁である。

トランジスタ104をオンオフ制御する回路は、点火電源
コイル101が正の半サイクルの電圧V₁を誘起したときに
該トランジスタ104にベース電流を与えて該トランジス
タを導通状態にする回路と、トランジスタ104を流れる
電流が所定値に達して、該トランジスタ104のコレクタ
エミッタ間電圧が所定のレベルに達したときにトランジ
スタ104へのベース電流の供給を阻止して該トランジス
タ104を遮断状態にする回路とからなる。点火電源コイ
ル101が正の半サイクルの電圧を誘起してトランジスタ1
04が導通状態にされると、点火電源コイル101からトラ
ンジスタ104のコレクタエミッタ間を通して短絡電流が
流れる。トランジスタ104が遮断状態にされると、それ
まで点火電源コイルを通して流れていた電流が遮断され
るため、該点火電源コイルに高い電圧が誘起する。この
電圧が点火コイルにより昇圧されてその２次コイル102
に点火用の高電圧が発生し、該高電圧が点火プラグ105
に印加される。これにより点火プラグ105に火花が生
じ、機関が点火される。

尚、電流遮断形の点火装置としては、点火コイルを磁石
発電機の外部に設けて、磁石発電機内に設けられている
発電コイルを点火電源コイルとし、該点火電源コイルを
点火コイルの１次コイルに対して並列に接続するように
したものもあるが、弧のような形式の電流遮断形点火装
置が用いられる場合にも本考案を適用できる。また電流
遮断形の点火装置が用いられる場合だけでなく、コンデ
ンサ放電式などの他の形式の点火装置が用いられる場合
にも本考案を適用できる。

本考案に係わる安全装置は、点火装置１内の点火電源コ
イル101の両端から引き出された端子a,b間に接続され
る。この安全装置２は、点火電源短絡用サイリスタ201
と、チョークコイル202と、トリガ信号側路用サイリス
タ203と、自己保持用コンデンサ204と、ニュートラル検
出スイッチ205と、点火信号供給制御用スイッチ回路206
とからなる。

201は点火電源短絡用スイッチを構成するサイリスタ
で、このサイリスタ201は、そのアノード及びカソード
がそれぞれ端子ａ及びｂに接続されている。このサイリ
スタ201は点火電源コイル101が正の半サイクルの出力電
圧V₁を発生したときにアノードカソード間に順方向電圧
が印加される向きで点火電源コイル101に対して並列に
接続される。サイリスタ201のアノードカソード間には
保護用の抵抗207及びコンデンサ208の直列回路が並列接
続され、ゲートカソード間には保護用の抵抗209及びコ
ンデンサ210が並列接続されている。

チョークコイル202はその一端がサイリスタ201のアノー
ドに接続され、他端はダイオード211と抵抗212とを通し
てサイリスタ201のゲート（点火電源短絡用スイッチの
トリガ端子）に接続されている。尚ダイオード211は省
略することもできる。

トリガ信号側路用サイリスタ203のアノードはチョーク
コイル202の他端に接続され、該サイリスタ203のカソー
ドは抵抗値が小さい抵抗213を通してサイリスタ201のカ
ソードにつながる共通ラインＬに接続されている。

自己保持用コンデンサ204は、その一端が抵抗214を通し
てサイリスタ203のゲートに接続され、他端は共通ライ
ンＬに接続されている。またサイリスタ203のゲートに
ダイオード215のアノードが接続され、該ダイオードの
カソードはコンデンサ204の一端に接続されている。

点弧信号供給制御回路206は、トランジスタ216,217と、
抵抗218ないし220と、コンデンサ221とにより構成され
る。トランジスタ216はPNPトランジスタからなっていて
そのエミッタがチョークコイル202の他端に接続され、
コレクタはコンデンサ204の一端に接続されている。ト
ランジスタ217はエミッタが共通ラインＬに接続されたN
PNトランジスタからなり、そのコレクタは抵抗218を通
してトランジスタ216のベースに接続されている。トラ
ンジスタ217のベースエミッタ間には抵抗220及びコンデ
ンサ221と、ニュートラル位置検出スイッチ205とが並列
接続されている。

ニュートラル位置検出スイッチ205は、内燃機関と負荷
との間に設けられている変速機がニュートラル位置にあ
るときと、ニュートラル位置以外の位置にあるときとで
状態が異なるスイッチで、この実施例では、変速機がニ
ュートラル位置にあるときに該スイッチ205が開き、ニ
ュートラル位置以外の位置にあるときに該スイッチ205
が閉じるようになっている。

次に上記実施例の動作を説明する。今変速機がニュート
ラル位置以外の位置にある状態で機関の始動操作が行わ
れたとする。このときニュートラル位置検出スイッチ20
5が閉じているため、トランジスタ217は導通することが
できない。したがってトランジスタ216は遮断状態に保
持され、トリガ信号側路用サイリスタ203には点弧信号
が与えられない。このときトリガ信号側路用サイリスタ
203は導通せず、点火電源コイル101からチョークコイル
202とダイオード211と抵抗212とを通して点火電源短絡
用スイッチを構成するサイリスタ201にトリガ信号が与
えられて該サイリスタ201が導通する。したがってサイ
リスタ201により点火電源コイル101が実質的に短絡さ
れ、該点火電源コイルから点火装置に点火エネルギーが
供給されるのが阻止されて点火動作が阻止される。した
がって機関は点火されず、その始動が阻止される。機関
の始動時には磁石発電機の回転数が低く、チョークコイ
ル202のインピーダンスが低いため、サイリスタ201には
十分大きなトリガ信号が与えられ、該サイリスタ201
は、点火電源コイル101が正の半サイクルの電圧V₁を誘
起すると直ちに導通して点火電源コイルを短絡する。し
たがって機関の点火動作は確実に阻止される。

これに対し、機関の始動時に変速機がニュートラル位置
にある場合には、ニュートラル位置検出スイッチが開い
ているため、点火電源コイル101が正の半サイクルの電
圧を誘起すると、該点火電源コイル101からチョークコ
イル202と抵抗219とを通してトランジスタ217にベース
電流が供給され、該トランジスタ217が導通する。トラ
ンジスタ217が導通するとトランジスタ216にベース電流
が流れて該トランジスタ216が導通し、点火電源コイル1
01からチョークコイル202とトランジスタ216と抵抗204
とを通してトリガ信号側路用サイリスタ203に点弧信号
が与えられる。したがってサイリスタ203が導通し、サ
イリスタ201にトリガ信号が与えられるのを阻止する。
したがって点火電源短絡用スイッチを構成するサイリス
タ201は導通せず、点火動作は支障なく行われる。

トリガ信号側路用サイリスタ203が導通すると、該サイ
リスタのゲートカソード間の電圧降下と抵抗213の両端
の電圧降下とによりダイオード215を通して自己保持用
コンデンサ204が充電される。このコンデンサ204に蓄積
された電荷は抵抗204とサイリスタ203のゲートカソード
間と抵抗213とを通して徐々に放電していく。本実施例
では、次に点火電源コイル101が正の半サイクルの電圧V
₁を誘起した際にサイリスタ203のゲートカソード間を通
して流れている上記の放電電流が該サイリスタ203のト
リガレベル以上の大きさを有しているように、コンデン
サ204の放電回路の時定数が設定されている。したがっ
て、一旦サイリスタ203が導通すると、該サイリスタ203
は点火電源コイル101が正の半サイクルの電圧V₁を誘起
するごとに導通してサイリスタ201へのトリガ信号の供
給を阻止する。そのため、機関の運転中に変速機がュー
トラル位置以外の位置に切り替えられてニュートラル位
置検出スイッチ205が閉じ、点弧信号供給制御回路がト
リガ信号側路用サイリス203への点弧信号の供給を停止
する状態になっても、トリガ信号側路用サイリスタは点
火電源コイルが一方の半サイクルの電圧を誘起する毎に
導通して点火電源短絡用サイリスタの導通を阻止する。
したがって機関の運転は支障なく行われる。

機関が始動した後は、チョークコイル202のインピーダ
ンスが高くなるため、トリガ信号側路用サイリスタ203
及び点弧信号供給制御回路206に流れ込む電流が制限さ
れる。したがって機関の運転中に安全装置側に流れ込む
電流を小さくして点火電源コイルの出力電圧の低下を防
ぐことができ、点火性能の低下を防ぐことができる。

上記の実施例では、変速機がニュートラル位置以外の位
置にあるときに、ニュートラル位置検出スイッチ205が
開くとしたが、変速機がニュートラル位置にあるときに
開くニュートラル位置検出スイッチ205を用いて点弧信
号供給制御回路を構成することもできる。この場合には
例えば、ニュートラル位置検出スイッチ205が開いたと
きに閉じるスイッチング素子を設けて、該スイッチング
素子をトランジスタ217のベースエミッタ間に並列に接
続すればよい。

また上記の実施例において、トランジスタ217を変速機
がニュートラル位置にあるときに閉じるニュートラル位
置検出スイッチ205で置き換えることにより、トランジ
スタ217と抵抗219及び220とコンデンサ221とを省略する
ようにしてもよい。

上記の実施例では、点火電源短絡用スイッチをサイリス
タ201により構成したが、このスイッチを、オンオフ制
御が可能な他のスイッチ素子、例えばトランジスタによ
り構成することもできる。上記の実施例において点火電
源短絡用スイッチを例えばNPNトランジスタにより構成
する場合には、該トランジスタのコレクタ及びエミッタ
をそれぞれ端子ａ及びｂに接続し、チョークコイル202
を通して、またチョークコイル202と他の電流制限素子
（例えば抵抗212）とを通して該トランジスタにベース
電流を供給するようにすれば良い。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、点火電源コイルからチ
ョークコイルを通して点火電源短絡用スイッチのトリガ
回路に信号を与えるようにして、変速機がニュートラル
位置以外の位置にある状態で機関の始動操作が行われた
際には該チョークコイルの低いインピーダンスを通して
点火電源短絡用スイッチに十分大きなトリガ信号を与
え、機関の運転時にはチョークコイルの高いインピーダ
ンスにより点火電源短絡用スイッチのトリガ回路側に大
きな電流が流れるのを阻止するようにしたので、機関の
運転時の点火性能を低下させることなく、機関始動時の
安全を図ることができる利点がある。

また点火電源コイルの点火動作に用いられる半サイクル
の出力で点火電源短絡用スイッチにトリガ信号を与える
ため、該スイッチのトリガ回路の構成を簡単にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示した回路図、第２図は同実
施例において点火電源コイルから得られる電圧の波形を
示した波形図である。 １……内燃機関用点火装置、２……内燃機関安全装置、
101……点火電源コイル、201……点火電源短絡用スイッ
チを構成するサイリスタ、202……チョークコイル、203
……トリガ信号側路用サイリスタ、204……自己保持用
コンデンサ、205……ニュートラル位置検出スイッチ、2
06……点弧信号供給制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の半サイクルの出力で内燃機関用点火
   装置に点火エネルギーを与える点火電源コイルに対して
   並列に接続された点火電源短絡用スイッチと、 前記点火電源コイルが一方の半サイクルの出力を発生し
   たときに該点火電源コイルから前記点火電源短絡用スイ
   ッチにトリガ信号を与えるべく、該点火電源コイルの一
   端と前記点火電源短絡用スイッチのトリガ端子との間に
   接続されたチョークコイルと、 導通した際に前記点火電源短絡用スイッチに与えられる
   トリガ信号を該点火電源短絡用スイッチから側路するよ
   うに設けられたトリガ信号側路用サイリスタと、 前記トリガ信号側路用サイリスタのゲートカソード間に
   抵抗を介して接続されて該サイリスタのゲートカソード
   間の電圧降下により充電される自己保持用コンデンサ
   と、 内燃機関と負荷との間に設けられた変速機に設けられて
   該変速機がニュートラル位置にあるときとニュートラル
   以外の位置にあるときとで異なる状態をとるニュートラ
   ル検出スイッチと、 前記ニュートラル検出スイッチがニュートラル位置を検
   出しているときに前記点火電源コイルから前記チョーク
   コイルを通して流れる電流により前記トリガ信号側路用
   サイリスタに点弧信号を与え、前記ニュートラル検出ス
   イッチがニュートラル以外の位置を検出しているときに
   は前記トリガ信号側路用サイリスタのゲートに前記点弧
   信号が与えられるのを阻止する点弧信号供給制御回路と
   を具備したことを特徴とする内燃機関安全装置。