JPH07194078A - 磁気点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】内燃エンジン（特に、エンジン付チエインソ
ー）の磁気点火装置は、エンジンのクランクシャフトと
ともに回転し、永久磁石を受容する磁石ホルダを設置し
た磁極ホイルからなり、永久磁石は、ハウジングに固定
され充電コイルを有する充電電機子内に、点火スパーク
の形成に利用される電圧を誘導する。磁極ホイルに配設
され永久磁石を受容する磁石ホルダは、透磁性材料から
なり、磁石ホルダのうち磁気分岐回路内にある壁範囲
は、磁気的に飽和されている。 【効果】磁極ホイルの重量を増大することなく且つ磁束
を擾乱することなく、磁極ホイルに設けた永久磁石を遠
心力に対して確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（特に、エン
ジン付チエインソー等の作業用小型エンジン）の磁気点
火装置に関し、特に、請求項１の前置部に記載の形式の
ものに関する。この形式のものは、内燃エンジンの磁気
点火装置であって、エンジンのクランクシャフトととも
に回転する磁極ホイルと；磁極ホイルとともに回転し、
ハウジングに固定され充電コイルを有する充電電機子内
にエネルギ蓄積器に供給される電圧を誘導する少なくと
も１つの永久磁石と；磁極ホイルに配設され永久磁石を
受容する磁石ホルダと；を含む。

【０００２】

【従来の技術】上述の種類の磁気点火装置は、ドイツ特
許ＤＥ３６３０７２３Ｃ２に開示されている。クランク
シャフトとともに回転する磁極ホイルは、部分的に、磁
極ホイルの所定角度位置において充電コイルを含むＵ字
状充電電機子(Ladeanker)に対向する永久磁石を有す
る。永久磁石と充電電機子との間の開閉される磁気回路
内の磁束の変化によって、コイルには、コンデンサの充
電に利用される電圧が誘導される。所定の点火時点 −
誘導電圧から導出できる − に、コンデンサは、燃焼室
に設けた点火プラグに点火スパークを誘起する点火コイ
ルを介して放電される。なお、充電コイルとコンデンサ
によってエネルギ蓄積が行なわれる。

【０００３】磁極ホイルに配設した永久磁石は、磁極ホ
イルの円周面に対して半径方向内方へ僅かにずれてお
り、２つの磁極片を備えている。これらの磁極片は、透
磁性材料からなり、磁極ホイルの外周面まで延び、かく
して、永久磁石と充電電機子との間に磁気回路を構成で
きる。磁極ホイルの回転時に生ずる遠心力に対抗するた
め、磁極片および永久磁石を適切に固定保持しなければ
ならない。

【０００４】磁極ホイルは、磁極片および永久磁石を確
実に受容、保持するため、対応して剛に且つ重く構成し
なければならず、これは、内燃機関の全重量に不利に作
用し、手持ち作業機器（例えば、エンジン付チエインソ
ー）の場合に特に不利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基本的課題
は、軽量構造の磁極ホイルおよび大きい磁束において、
作用する遠心力に対し確実に保持されるよう、上述の種
類の磁気点火装置を改良することにある。さらに、本発
明は、他の視点として軽量化にも拘らず、確実な磁気点
火を可能とする磁気点火装置を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は、上述の種類
の磁気点火装置において、請求項１の特徴部によって解
決される。即ち、本発明は、磁石ホルダ（２）が、透磁
性材料からなり、磁石ホルダ（２）のうち磁気分岐回路
内にある壁範囲（１７，１８；１７´，１８´）が、磁
気的に飽和されていることを特徴とする。なお、請求項
に付記した図面参照符号は、本発明を図示の態様に限定
することを意図せず、理解を助けるためのものにすぎな
い。

【０００７】

【作用】本発明の上記基本構造によれば、磁極ホイルに
設けた透磁性材料製磁石ホルダによって、磁極片を組込
む必要はなく、従って、軽量化および構造的簡単化が達
成される。磁束を集束するという磁極片の役割は、磁石
ホルダの磁気回路内にある部分によって果たされる。磁
石ホルダを透磁性材料から構成することによって、磁気
分路が生ずるが、この分路は、構造的に細く、従って、
磁気的に飽和された壁部分を通り、従って、制限された
ものであり、許容される。

【０００８】

【展開形態】本発明は上記基本構造に基づき、以下の様
々な展開形態をとることができる。簡単な展開形態とし
て、以下にその代表的なものについて概要を示す。磁極
ホイルは、磁石ホルダとともに、一体の構造部材を形成
でき、従って、磁石ホルダのための固定部材を補足する
必要はない（請求項２）。

【０００９】更に、有利なことには、磁極ホイルおよび
磁石ホルダを別個に構成でき、この場合、磁極ホイル
は、薄い非透磁性材料（好ましくは、合成樹脂）からな
り、従って、装置の軽量化がなされる（請求項３）。

【００１０】磁石ホルダには、永久磁石を半径方向へ保
持し遠心力に対して確保する受容ポケットを設けること
ができる（請求項４）。受容ポケットは、このポケット
に挿入した永久磁石よりも大きい円周方向長さを有する
ことができ、従って、受容ポケットの端部範囲には、誘
導電圧の経時的推移に影響を与える低透磁性範囲が形成
される（請求項６）。誘導電圧の経時的推移を制御する
別の可能性は、充電電機子（ヨーク）と磁石ホルダとの
間のエアギヤップの変更によって得られる（請求項１
５）。

【００１１】別の展開形態として、所望の磁界を得るた
め、複数の永久磁石が、磁石ホルダに円周方向へ順次に
保持されている（請求項５）。誘導電圧の所望の推移お
よび充電電機子に調和された間隔を置いて磁極ホイルの
回転方向へ順次に２つの各磁石を設けるのが好ましい。

【００１２】本発明のさらなる特徴および有利な構成
は、その他の請求項、詳細な説明および本発明の実施例
を示す図面から明らかであろう。

【００１３】

【実施例】本発明に係る磁気点火装置は、外部点火式内
燃エンジンを備えたエンジン付チエインソーに特に有利
に組込むことができる。図１に、循環するソーチエイン
１１を含むソーブレード１０を有し、２つの取手１２に
よって作業員が操作する形式のエンジン付チエインソー
を模式的に示した。ソーチエイン１１は、カップリング
（図示してない）を介して従動クランクシャフト１４に
結合されている。この場合、上記クランクシャフトに
は、ファンまたは磁極ホイル１も設けてある。磁極ホイ
ル１には、円周方向へ順次に配設した永久磁石３，３´
を受容するための磁石ホルダ２が設けてある。磁極ホイ
ル１および磁石ホルダ２は、矢印１５の方向へ回転し、
永久磁石３；３´を移送して充電電機子（ヨーク）５を
通過させ、かくして、充電電機子の充電コイル６には、
磁束変化によって電圧が誘導される。誘導電圧は、回路
素子、例えば、コンデンサ（図示してない）を介してエ
ネルギを蓄積し、点火コイルを介して所定時点に点火を
誘起する制御・蓄電ユニット１３に供給される。制御・
蓄電ユニット１３は、充電コイル６とともに１つのユニ
ットを形成することもできる。

【００１４】本発明にもとづき、磁石ホルダ２は、１つ
または複数の永久磁石と充電電機子５との間に閉磁気回
路を形成できる透磁性材料（例えば、強磁性軟鉄）から
なる。磁石ホルダの透磁率に起因する損失をできる限り
小さくするため、磁石ホルダ２のうち磁気分路内にある
壁範囲を磁気的に飽和させなければならない。図示の実
施例の場合、これは、範囲１７，１８；１７´，１８´
である。永久磁石３；３´からＳＮ方向へ出る磁力線
は、充電電機子５とともに主磁束１９を形成し、一方、
永久磁石の長軸線方向縁範囲には、飽和範囲に細いウエ
ブ状に構成された壁範囲１７，１８；１７´，１８´に
もとづき小さい磁気分岐回路（分路）１６が生ずる。

【００１５】磁極ホイル１および磁石ホルダ２は、一体
の構造部材として透磁性材料から構成でき、あるいは、
別の実施例にもとづき、２つの別個の部材として作製で
きる。この場合は、非磁性ないし非透磁性材料（例え
ば、合成樹脂）から磁極ホイル１を構成するのが有利で
ある（図２参照）。合成樹脂以外に、軽量要件が満足さ
れれば、もちろん、磁極ホイル１のために上述の枠内で
任意のほぼすべての材料を使用できる。ここに提示の種
類の小形エンジンを備えた作業機器の場合は特に、大き
い作業能力が与えられるよう、運動質量をできる限り小
さくすることが肝要である。

【００１６】一体構造の場合も図示の２部分構造の場合
も、更に軽量化するため、スポーク間に中空スペースを
を備えたスポークを磁石ホルダに設ければ目的に適う。
磁石ホルダ２に永久磁石３；３´を確実に支持するた
め、磁石ホルダには受容ポケツト９，９´を設け、この
ポケット（スペース）内に、例えば、ホルダの軸線方向
へ、永久磁石３；３´を挿入し、かくして、特に遠心力
に対して確実に保持する。しかしながら、アンダカット
の形の受容開口９，９´を設けることもできる。受容ポ
ケットは、永久磁石よりも大きい円周方向長さを有する
ことができ、この場合、磁石ホルダの円周面に沿う磁界
の振幅推移を変化させ得る磁気的ギヤップ（ないしエア
ーギヤップ）４が形成される。

【００１７】磁石ホルダ２の円周方向へ順次に配置され
る永久磁石の数は、各種の因子（例えば、誘導電圧の強
さ）に依存して、大きい範囲に変更できる。図示の実施
例の場合、２つの順次に配置された永久磁石３；３´が
示してある。磁極ホイル１および磁石ホルダ２の回転時
に永久磁石の非対称の配置の結果としてのアンバランス
を回避するため、永久磁石の半径方向へ対向する範囲
に、アンバランスを補償する対向おもりを設置して磁極
ホイルまたは磁石ホルダのアンバランスを補償するのが
好ましい。他方、永久磁石を中心に関し対称に配置した
場合は、アンバランス問題は軽減される。

【００１８】誘導電圧の推移を適切に制御するため、永
久磁石によって形成される磁界を簡単な構造方策によっ
て調節すれば有利である。この種の方策としては、例え
ば、透磁性材料に比して明らかに透磁率が小さい磁気的
ギヤップを磁気回路に設ける。この磁気的ギヤップは、
図１２に示した如く、磁石ホルダ２の母線を同軸円以外
に構成してエアギャップとすることによって簡単に得ら
れる。磁石ホルダ周面の磁束曲線を永久磁石の幅よりも
広い半波から構成するのが望ましい場合、永久磁石の受
容ポケットの幅を永久磁石の幅よりも大きく構成するこ
とによって、上記半波を形成できる。誘導電圧曲線は、
図５に示した如く、磁極ホイルの１回転毎に、異なる振
幅ｍ1，ｍ2，ｍ3および幅を有する３つの半波を含む。
この場合、永久磁石が充電電機子５の双方のアームと対
応する位置に来ると、中央の大きな半波が生ずる。

【００１９】誘導電圧の経時的推移は、別の構造的方策
によっても有利に制御できる。順次に配設された磁化度
の異なる永久磁石の数の変更以外に、永久磁石の幾何学
的形状の変更および磁石ホルダ内の位置の変更によっ
て、磁界を制御できる。

【００２０】有利な実施例にもとづき、永久磁石３；３
´は、磁石ホルダの外周面から半径方向へ突出すること
もできる（図６）。側面図としての同図に示した如く、
永久磁石は、台形形状を有する。この場合、長さの短い
方の側２１は、磁石ホルダ２の半径方向外方にあるの
で、回転時に生ずる遠心力による半径方向逸脱が、台形
の斜辺の対応するホルダ斜面（アンダーカット面）との
係合によって阻止される。

【００２１】別の実施例にもとづき、クランクシャフト
の軸線方向へ見て、永久磁石は、磁石ホルダ２よりも大
きい幅ｂを有することができ（図７，８参照）、従っ
て、磁界の制御以外に、更に軽量化の利点が得られる。
この場合、永久磁石３は、磁石ホルダ２の中心面２２に
関して非対称に配置することもできる（図８）。

【００２２】別の実施例にもとづき、永久磁石３の幅
は、磁石ホルダ２の円周方向に沿って変化することがで
きる。例えば、永久磁石は、外周側からみた平面図で見
て、台形に構成できる。この場合（特に中心面２２に対
し）、非対称形状および対称形状が可能である（図９，
１０参照）。図１１の永久磁石も、その長さにわたって
一定でない幅を有する。この場合、磁石ホルダ２の外周
母線２０に向く永久磁石外面は、凸形状である。この場
合、永久磁石の凸面が、該母線２０から同心で同じ幅だ
け離れた位置（半径の異った同心円の一部を成す）にあ
れば有利である。

【００２３】図１２の別の実施例の場合、永久磁石は、
その長軸線２３が、クランクシャフト中心のまわりの仮
想円２４に接せず、この位置に対して所定角度だけ回転
され、従って、仮想円２４と交差するよう、配置でき
る。同図から更に明らかな如く、磁石ホルダ２と充電電
機子５との間にある磁気（エア）ギヤップの幅は、磁石
ホルダの周面にわたって変化させることができる。例え
ば、凹み２６として形成されたエアギヤップによって磁
界を制御するため、外周面２０は、円形とは異なる形状
を有することができる。

【００２４】磁界を変化させるさらに別の方式として、
有利には透磁性材料から構成した、磁石ホルダ２として
の、磁極片を使用する。この磁極片は、永久磁石の遠心
力に対抗する保持機能を必ずしも果たす必要がないの
で、永久磁石と同様、簡単な保持手段によって磁石ホル
ダに固定できる。図１３に示した如く、磁極片２５は、
永久磁石３；３´の半径方向内方の側に当接、固定す
る。

【００２５】図示の各種実施例の場合、磁石ホルダの円
周方向へ２つの永久磁石を設ければ有利である。更に、
より強い唯一つの永久磁石を設けるだけでもよく、この
場合、磁石ホルダを対応する形状にして、充電電機子に
対向する第２磁極を構成することができる。誘導電圧信
号の所望形状が必要である場合は、磁石ホルダの円周方
向へ順次に、特に、隣接させて設けた複数の永久磁石も
を配設して、それを達成できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の基本構造によれば、磁極ホイル
の重量を増大することなく且つ磁束を擾乱することな
く、磁極ホイルに設けた永久磁石を遠心力に対して確保
できる（請求項１）。磁極ホイルに設けた透磁性材料製
磁石ホルダによって、磁極片を組込む必要はなく、従っ
て、軽量化および構造的簡単化が達成される。磁束を集
束するという磁極片の役割は、磁石ホルダの磁気回路内
にある部分によって果たされる。磁石ホルダを透磁性材
料から構成することによって、磁気分路が生ずるが、こ
の分路は、構造的に細く、従って、磁気的に飽和された
壁部分を通り、従って、制限されたものであり、許容さ
れる。従って、軽量化と磁気点火に十分強力な磁束の発
生の条件を充しかつ回転時に作用する遠心力に対し確実
に磁極を保持でき、特にエンジン付きチェインソー等の
内燃エンジンの軽量化に資すると共に確実な磁気点火を
達成する。本発明は、これらの効果を、簡単化された構
造によって達成可能であると共に、また、本発明のこの
基本構造は、従属請求項に示す様々な展開形態の基礎を
提供する。各展開形態の効果は、展開形態の欄の概要説
明及び実施例の詳細な説明から、自ずと明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気点火装置（断面図として示してある）を有
するエンジン付チエインソーの略側面図である。

【図２】図１の磁気点火装置の拡大図である。

【図３】永久磁石を保持した受容ポケットの側面図であ
る。

【図４】永久磁石対の磁力線の略図である。

【図５】磁極ホイルの回転時の誘導電圧の電圧推移の略
図である。

【図６】台形永久磁石を含む磁石ホルダの側面図であ
る。

【図７】磁石ホルダのよりも幅の大きい永久磁石を含む
磁石ホルダの側面図である。

【図８】軸線方向へずらした永久磁石を含む磁石ホルダ
の平面図である。

【図９】台形永久磁石を含む受容ポケットの側面図であ
る。

【図１０】台形永久磁石を含む磁石ホルダの平面図であ
る。

【図１１】凸形状の永久磁石を有する磁石ホルダの側面
図である。

【図１２】斜めに配置した２つの永久磁石を含む磁石ホ
ルダの側面図である。

【図１３】１つの永久磁石対と永久磁石を固定する磁極
片を含む磁石ホルダの側面図である。

【符号の説明】

１ 磁極ホイル ２ 磁石ホルダ ３ 永久磁石 ５ 充電電機子 ６ 充電コイル ８ チエインソー １４ クランクシャフト １７，１８；１７´，１８´ 磁石ホルダの壁範囲

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃エンジンの磁気点火装置であって、エ
   ンジンのクランクシャフトとともに回転する磁極ホイル
   と；磁極ホイルとともに回転し、ハウジングに固定され
   充電コイルを有する充電電機子内にエネルギ蓄積器に供
   給される電圧を誘導する少なくとも１つの永久磁石と；
   磁極ホイルに配設され永久磁石を受容する磁石ホルダ
   と；を含む形式のものにおいて、磁石ホルダ（２）が、
   透磁性材料からなり、磁石ホルダ（２）のうち磁気分岐
   回路内にある壁範囲（１７，１８；１７´，１８´）
   が、磁気的に飽和されていることを特徴とする磁気点火
   装置。
2. 【請求項２】磁極ホイル（１）が、磁石ホルダ（２）と
   ともに、一体の構造部材を形成することを特徴とする請
   求項１の磁気点火装置。
3. 【請求項３】磁極ホイル（１）が、非透磁性材料からな
   ることを特徴とする請求項１の磁気点火装置。
4. 【請求項４】磁石ホルダ（２）には、永久磁石（３，３
   ´）を把持する受容ポケット（９）が設けてあることを
   特徴とする請求項１−３の１つに記載の磁気点火装置。
5. 【請求項５】複数の永久磁石（３，３´)が、磁石ホル
   ダ（２）の円周方向へ順次に配置されていることを特徴
   とする請求項１−４の１つに記載の磁気点火装置。
6. 【請求項６】受容ポケット（９）が、永久磁石（３）よ
   りも大きい円周方向長さを有し、この長さによって、磁
   石ホルダの円周に沿う磁界の振幅曲線を変更できること
   を特徴とする請求項１−５の１つに記載の磁気点火装
   置。
7. 【請求項７】永久磁石（３）が、磁石ホルダ（２）の外
   周面（２０）から半径方向へ突出することを特徴とする
   請求項１−６の１つに記載の磁気点火装置。
8. 【請求項８】永久磁石（３）が、側面図で見て、長さの
   短い方の側（２１）が磁石ホルダ（２）内で半径方向外
   側にあるよう、台形に構成されていることを特徴とする
   請求項１−７の１つに記載の磁気点火装置。
9. 【請求項９】永久磁石（３）が、クランクシャフト（１
   ４）の軸線方向へ見て、磁石ホルダ（２）よりも大きい
   幅（ｂ）を有することを特徴とする請求項１−８の１つ
   に記載の磁気点火装置。
10. 【請求項１０】永久磁石（３）が、磁石ホルダ（２）の
    中心面（２２）に関して非対称に配置されていることを
    特徴とする請求項１−９の１つに記載の磁気点火装置。
11. 【請求項１１】永久磁石（３）の幅が、磁石ホルダ
    （２）の円周方向に沿って変化することを特徴とする請
    求項１−１０の１つに記載の磁気点火装置。
12. 【請求項１２】永久磁石（３）が、平面図で見て、台形
    に構成されていることを特徴とする請求項１１の磁気点
    火装置。
13. 【請求項１３】永久磁石（３）の少なくとも１つの面
    が、凸状に構成されていることを特徴とする請求項１１
    または１２の磁気点火装置。
14. 【請求項１４】永久磁石（３）の長軸線（２３）が、ク
    ランクシャフトの中心点を中心とする仮想円（２４）と
    交差することを特徴とする請求項１−１３の１つに記載
    の磁気点火装置。
15. 【請求項１５】磁石ホルダ（２）と充電電機子（５）と
    の間のエアギヤップ（２６）が、変化する幅を有するこ
    とを特徴とする請求項１−１４の１つに記載の磁気点火
    装置。