JPH08232819A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
内燃機関の点火装置Info
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- JPH08232819A JPH08232819A JP7274591A JP27459195A JPH08232819A JP H08232819 A JPH08232819 A JP H08232819A JP 7274591 A JP7274591 A JP 7274591A JP 27459195 A JP27459195 A JP 27459195A JP H08232819 A JPH08232819 A JP H08232819A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点火装置を小型、軽量、簡単かつ安価にす
る。 【解決手段】 一次側圧電素子５と二次側圧電素子６を
組合せ、厚み方向に入力電極７、８を設け、長さ方向に
出力電極９を設けた圧電素子製トランスで構成した昇圧
器２をプラグキャップ３へ内蔵する。このプラグキャッ
プ３を点火プラグ４の一端へ被せる。この状態で入力電
極７、８へ一次電圧発生手段１から、圧電素子の固有共
振周波数またはこの成分波形と同じ波形の一次電圧を印
加すると、昇圧器２は圧電効果によって出力電極９から
点火プラグ４へ直接高圧の二次電圧を与え、燃焼室内の
放電ギャップ間で火花放電させる。
る。 【解決手段】 一次側圧電素子５と二次側圧電素子６を
組合せ、厚み方向に入力電極７、８を設け、長さ方向に
出力電極９を設けた圧電素子製トランスで構成した昇圧
器２をプラグキャップ３へ内蔵する。このプラグキャッ
プ３を点火プラグ４の一端へ被せる。この状態で入力電
極７、８へ一次電圧発生手段１から、圧電素子の固有共
振周波数またはこの成分波形と同じ波形の一次電圧を印
加すると、昇圧器２は圧電効果によって出力電極９から
点火プラグ４へ直接高圧の二次電圧を与え、燃焼室内の
放電ギャップ間で火花放電させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は小型軽量化した、
内燃機関の点火装置に関する。
内燃機関の点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−３１４３６６号には、圧電
素子に機械的圧迫を加えて高電圧を発生する内燃機関の
点火装置が示されている。特公昭５８−３４７２２号に
はこのような圧電素子を昇圧コイルと直列に組み合わせ
たものが示されている。
素子に機械的圧迫を加えて高電圧を発生する内燃機関の
点火装置が示されている。特公昭５８−３４７２２号に
はこのような圧電素子を昇圧コイルと直列に組み合わせ
たものが示されている。
【０００３】特開昭６２−３３４０８号にはプラグキャ
ップにイグニッションコイルを一体化したものが示され
ている。同様なものに特開平４−１４３４６１号があ
り、これには、シリンダヘッド上に一対のカムシャフト
を設けたダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨ
Ｃ）型エンジンにおいて、カムシャフト間へ斜めに形成
したプラグホール内へプラグキャップを挿入しているも
のが示されている。
ップにイグニッションコイルを一体化したものが示され
ている。同様なものに特開平４−１４３４６１号があ
り、これには、シリンダヘッド上に一対のカムシャフト
を設けたダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨ
Ｃ）型エンジンにおいて、カムシャフト間へ斜めに形成
したプラグホール内へプラグキャップを挿入しているも
のが示されている。
【０００４】また、米国特許第２４６１０９８号には点
火プラグにイグニッションコイルを一体化したものが示
されている。
火プラグにイグニッションコイルを一体化したものが示
されている。
【０００５】さらに、特開昭６０−１９０６７２号に
は、点火用コンデンサの放電を利用して二次電圧を発生
させるＣＤＩ形式の点火回路の例が示されている。
は、点火用コンデンサの放電を利用して二次電圧を発生
させるＣＤＩ形式の点火回路の例が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記圧電素子
を用いるものは、機械的な圧迫手段を必要とし、かつデ
イストリビュータと高電圧用のハイテンションコードが
必要になる。このため点火装置全体として大型化並びに
重量化しかつ複雑高価になる。
を用いるものは、機械的な圧迫手段を必要とし、かつデ
イストリビュータと高電圧用のハイテンションコードが
必要になる。このため点火装置全体として大型化並びに
重量化しかつ複雑高価になる。
【０００７】また、イグニッションコイルを用いる場合
も同様に大型化並びに重量化を避けられない。そのうえ
プラグキャップに一体化したものは大型になりしかも発
熱を伴うので、自動２輪車用に構成された小型の内燃機
関に直接取り付けるにはレイアウトが難しくなる。
も同様に大型化並びに重量化を避けられない。そのうえ
プラグキャップに一体化したものは大型になりしかも発
熱を伴うので、自動２輪車用に構成された小型の内燃機
関に直接取り付けるにはレイアウトが難しくなる。
【０００８】特に、ＤＯＨＣ形式のエンジンにイグニッ
ションコイル一体型のプラグキャップを使用する場合、
バルブ挟み角が大きくカムシャフトの間隔が広い限られ
た場合は、カムシャフト間にイグニッションコイル部分
を配設できるので、カムカバーからあまりプラグキャッ
プを突出させないようにできるが、この場合はイグニッ
ションコイルがエンジンの高熱に曝されることになる。
ションコイル一体型のプラグキャップを使用する場合、
バルブ挟み角が大きくカムシャフトの間隔が広い限られ
た場合は、カムシャフト間にイグニッションコイル部分
を配設できるので、カムカバーからあまりプラグキャッ
プを突出させないようにできるが、この場合はイグニッ
ションコイルがエンジンの高熱に曝されることになる。
【０００９】一方、バルブ挟み角が小さくカムシャフト
の間隔が狭い場合は、カムシャフト間にイグニッション
コイル部分を配設できにくくなり、プラグキャップがカ
ムカバーから外部へ大きく突出してしまい勝ちになるた
め、エンジンのレイアウトが難しくなる。
の間隔が狭い場合は、カムシャフト間にイグニッション
コイル部分を配設できにくくなり、プラグキャップがカ
ムカバーから外部へ大きく突出してしまい勝ちになるた
め、エンジンのレイアウトが難しくなる。
【００１０】さらに、点火回路における昇圧装置として
圧電素子を用いるためには、圧電素子へ一次電圧を印加
するための特別かつ有利な一次電圧発生手段が必要にな
る。本願発明は係る問題点を解決することを目的とす
る。
圧電素子を用いるためには、圧電素子へ一次電圧を印加
するための特別かつ有利な一次電圧発生手段が必要にな
る。本願発明は係る問題点を解決することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る内燃機関の点火装置は、一次電圧を
印加された圧電素子の電歪効果により高圧二次電圧を発
生する圧電素子製トランスで昇圧器を構成するととも
に、一次電圧発生手段は、前記圧電素子がその固有共振
周波数で振動するための一次電圧を発生することを特徴
とする。
め、請求項１に係る内燃機関の点火装置は、一次電圧を
印加された圧電素子の電歪効果により高圧二次電圧を発
生する圧電素子製トランスで昇圧器を構成するととも
に、一次電圧発生手段は、前記圧電素子がその固有共振
周波数で振動するための一次電圧を発生することを特徴
とする。
【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１の昇圧器
をプラグキャップ内へ一体化させたことを特徴とし、請
求項３の発明は、このプラグキャップを耐熱性弾性材料
で形成したことを特徴としする。
をプラグキャップ内へ一体化させたことを特徴とし、請
求項３の発明は、このプラグキャップを耐熱性弾性材料
で形成したことを特徴としする。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項２のプラグ
キャップを、ＤＯＨＣ形式の内燃機関において平行する
一対のカムシャフト間に形成されたプラグホール内へ挿
入し、カムカバーから外部へ突出させずに取付けたこと
を特徴とする。
キャップを、ＤＯＨＣ形式の内燃機関において平行する
一対のカムシャフト間に形成されたプラグホール内へ挿
入し、カムカバーから外部へ突出させずに取付けたこと
を特徴とする。
【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１の昇圧器
を点火プラグ内へ一体化させたことを特徴とする。
を点火プラグ内へ一体化させたことを特徴とする。
【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続された発振回路と、この発振
回路と昇圧器の一次側との間へ直列に接続されて点火時
期決定回路によってオン・オフされるスイッチ素子とを
備えるとともに、発振回路の出力周波数を圧電素子の固
有共振周波数に一致させことを特徴とする。
圧発生手段が、電源へ接続された発振回路と、この発振
回路と昇圧器の一次側との間へ直列に接続されて点火時
期決定回路によってオン・オフされるスイッチ素子とを
備えるとともに、発振回路の出力周波数を圧電素子の固
有共振周波数に一致させことを特徴とする。
【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源と昇圧器の一次側との間へ直列へ接
続され、昇圧器を構成する圧電素子の固有共振周波数に
一致させた周波数を発生する発振回路と、この発振回路
に所定のタイミングと時間だけ発振させるための発振動
作信号を与える点火時期決定回路とを備えたことを特徴
とする。
圧発生手段が、電源と昇圧器の一次側との間へ直列へ接
続され、昇圧器を構成する圧電素子の固有共振周波数に
一致させた周波数を発生する発振回路と、この発振回路
に所定のタイミングと時間だけ発振させるための発振動
作信号を与える点火時期決定回路とを備えたことを特徴
とする。
【００１７】請求項８に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサと並列に接続された昇圧器と、点
火用コンデンサの放電回路に設けられて点火時期決定回
路によってオン・オフされるスイッチ素子とを備えると
ともに、点火用コンデンサの放電回路における放電時の
電圧立ち下がり波形を決定する時定数を、この立ち下が
り波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波形とが一致
するように決定したことを特徴とする。
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサと並列に接続された昇圧器と、点
火用コンデンサの放電回路に設けられて点火時期決定回
路によってオン・オフされるスイッチ素子とを備えると
ともに、点火用コンデンサの放電回路における放電時の
電圧立ち下がり波形を決定する時定数を、この立ち下が
り波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波形とが一致
するように決定したことを特徴とする。
【００１８】請求項９に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定
回路によりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイ
ッチ素子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、前記点火用コンデンサの放電にともな
って昇圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形
を決定する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素
子の固有共振周波数の成分波形が一致するように決定し
たことを特徴とする。
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定
回路によりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイ
ッチ素子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、前記点火用コンデンサの放電にともな
って昇圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形
を決定する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素
子の固有共振周波数の成分波形が一致するように決定し
たことを特徴とする。
【００１９】請求項１０に係る発明は、請求項１の一次
電圧発生手段が、電源へ接続されて点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子の開閉される２端子間に並列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、スイッチ素子をオフにしたときの前記
２端子間における電圧立ち上がり波形を決定する時定数
を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波
数の成分波形が一致するように決定したことを特徴とす
る。
電圧発生手段が、電源へ接続されて点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子の開閉される２端子間に並列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、スイッチ素子をオフにしたときの前記
２端子間における電圧立ち上がり波形を決定する時定数
を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波
数の成分波形が一致するように決定したことを特徴とす
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１乃至図３に基づいてプラグキ
ャップ一体型として構成された一形態を説明する。図１
は実施例の自動２輪車用点火装置の概念図であり、車載
のバッテリＢなど適当な電源に接続された一次電圧発生
手段１、昇圧器２を内蔵したプラグキャップ３及びこの
プラグキャップが被せられる公知の従来型点火プラグ４
で構成されている。
ャップ一体型として構成された一形態を説明する。図１
は実施例の自動２輪車用点火装置の概念図であり、車載
のバッテリＢなど適当な電源に接続された一次電圧発生
手段１、昇圧器２を内蔵したプラグキャップ３及びこの
プラグキャップが被せられる公知の従来型点火プラグ４
で構成されている。
【００２１】昇圧器２は、ピエゾ素子として知られる平
板状の圧電セラミック素子からなる一次側圧電素子５と
二次側圧電素子６を組合せ、一次側圧電素子５に入力電
極７、８を設け、かつ二次側圧電素子６に出力電極９を
設けた圧電素子製トランスである。
板状の圧電セラミック素子からなる一次側圧電素子５と
二次側圧電素子６を組合せ、一次側圧電素子５に入力電
極７、８を設け、かつ二次側圧電素子６に出力電極９を
設けた圧電素子製トランスである。
【００２２】この出力電極９がプラグキャップ３を点火
プラグ４へ被せたとき点火プラグ４と導通し、出力電極
９からの二次電圧によって点火プラグ４の放電ギャップ
間で火花放電するようになっている。
プラグ４へ被せたとき点火プラグ４と導通し、出力電極
９からの二次電圧によって点火プラグ４の放電ギャップ
間で火花放電するようになっている。
【００２３】図２は昇圧器２の構成を概略的に示すもの
であり、一次側圧電素子５の厚み方向両側に入力電極
７、８を設け、かつ二次側圧電素子６における長さ方向
端部のうち一次側圧電素子５と接触していない方に出力
電極９を設けてある。
であり、一次側圧電素子５の厚み方向両側に入力電極
７、８を設け、かつ二次側圧電素子６における長さ方向
端部のうち一次側圧電素子５と接触していない方に出力
電極９を設けてある。
【００２４】この昇圧器２は、一次電圧として、一次側
圧電素子５と二次側圧電素子６の長さ方向で決定される
固有共振周波数の交流を入力電極７、８にかけると、電
歪効果により長さ方向へ強い機械振動が発生して出力電
極９から電気に再変換されて高圧の二次電圧として出力
されるようになっている。
圧電素子５と二次側圧電素子６の長さ方向で決定される
固有共振周波数の交流を入力電極７、８にかけると、電
歪効果により長さ方向へ強い機械振動が発生して出力電
極９から電気に再変換されて高圧の二次電圧として出力
されるようになっている。
【００２５】このとき、二次電圧は、一次側と二次側と
のインピーダンス比によって決定されるので、設定によ
り二次側を火花放電に十分な高さまで昇圧することがで
き、例えば、一次側１２Ｖに対して二次側１０〜２０Ｋ
Ｖのような設定ができる。
のインピーダンス比によって決定されるので、設定によ
り二次側を火花放電に十分な高さまで昇圧することがで
き、例えば、一次側１２Ｖに対して二次側１０〜２０Ｋ
Ｖのような設定ができる。
【００２６】したがって、一次電圧発生手段１はこのよ
うな一次電圧を発生するものであって、後述するよう
に、前記固有共振周波数の交流又はその成分波形を有す
る一次電圧を発生する。
うな一次電圧を発生するものであって、後述するよう
に、前記固有共振周波数の交流又はその成分波形を有す
る一次電圧を発生する。
【００２７】図３は自動２輪車のＤＯＨＣ型エンジンに
適用した具体構造を示し、シリンダヘッド１０の中心部
には深いプラグホール１１が形成され、これを挟んで吸
気バルブ１２、排気バルブ１３並びにこれらを駆動する
一対のカムシャフト１４、１５が設けられ、カムカバー
１６で覆われている。
適用した具体構造を示し、シリンダヘッド１０の中心部
には深いプラグホール１１が形成され、これを挟んで吸
気バルブ１２、排気バルブ１３並びにこれらを駆動する
一対のカムシャフト１４、１５が設けられ、カムカバー
１６で覆われている。
【００２８】このプラグキャップ３は、その本体部２０
として耐熱性弾性絶縁材料からなる筒状部材が設けら
れ、その一端にフランジ部２１が形成されている。
として耐熱性弾性絶縁材料からなる筒状部材が設けら
れ、その一端にフランジ部２１が形成されている。
【００２９】フランジ部２１は、プラグキャップ３をプ
ラグホール１１内へ挿入したとき、フランジ部２１に形
成された溝部２２がプラグホール１１の上端開口部の縁
に形成された突部１７へ嵌合して位置決めされる。
ラグホール１１内へ挿入したとき、フランジ部２１に形
成された溝部２２がプラグホール１１の上端開口部の縁
に形成された突部１７へ嵌合して位置決めされる。
【００３０】プラグホール１１の上端開口部は、カムカ
バー１６に形成された凹部１６ａに形成されているが、
フランジ部２１はこの近傍に位置し、カムカバー１６の
最大突出部１６ｂより外部へはみ出すことはなく、プラ
グキャップ３全体がカムカバー１６内部へ収容されてい
る。
バー１６に形成された凹部１６ａに形成されているが、
フランジ部２１はこの近傍に位置し、カムカバー１６の
最大突出部１６ｂより外部へはみ出すことはなく、プラ
グキャップ３全体がカムカバー１６内部へ収容されてい
る。
【００３１】なお、本体部２０を構成する耐熱性弾性絶
縁材料としては、シリコンゴム等の耐熱性ゴム材料が適
当である。
縁材料としては、シリコンゴム等の耐熱性ゴム材料が適
当である。
【００３２】フランジ部２１の中央部には、プラグ栓２
３が取付けられ、ここから電線２４が外部へ延出して前
記一次電圧発生手段１へ接続されている。この電線は従
来のハイテンションコードとことなり、１００〜２００
Ｖ程度の弱電用のもので十分である。
３が取付けられ、ここから電線２４が外部へ延出して前
記一次電圧発生手段１へ接続されている。この電線は従
来のハイテンションコードとことなり、１００〜２００
Ｖ程度の弱電用のもので十分である。
【００３３】本体部２０の内側には、フェノール樹脂な
どの適当な耐熱絶縁性樹脂からなるコンタクトホルダー
２５を介して昇圧器２が収容され、その二次側圧電素子
６の出力電極９はバネ付勢されたコンタクトピース２６
を介してコンタクトホルダ２５の先端に設けられたキャ
ップ電極２７と接続している。
どの適当な耐熱絶縁性樹脂からなるコンタクトホルダー
２５を介して昇圧器２が収容され、その二次側圧電素子
６の出力電極９はバネ付勢されたコンタクトピース２６
を介してコンタクトホルダ２５の先端に設けられたキャ
ップ電極２７と接続している。
【００３４】キャップ電極２７は点火プラグ４の接続端
子４ａと導通接続し、かつ本体部２０の下端部側は点火
プラグ４の絶縁部４ｂを覆うようになっている。
子４ａと導通接続し、かつ本体部２０の下端部側は点火
プラグ４の絶縁部４ｂを覆うようになっている。
【００３５】点火プラグ４は、昇圧器２の二次電圧によ
って、燃焼室１８内へ突出する中心電極４ｃと接地電極
４ｄとの間に形成される放電ギャップに火花放電を発生
し、燃焼室１８内の燃料を燃焼するようになっている。
って、燃焼室１８内へ突出する中心電極４ｃと接地電極
４ｄとの間に形成される放電ギャップに火花放電を発生
し、燃焼室１８内の燃料を燃焼するようになっている。
【００３６】なお、図中の符号１９ａは吸気通路、１９
ｂは排気通路、１９ｃはシリンダブロック、１９ｄはピ
ストンである。
ｂは排気通路、１９ｃはシリンダブロック、１９ｄはピ
ストンである。
【００３７】このように昇圧器２を構成すると、出力の
みならず入力も電気的にできる。したがって従来必要と
された機械的入力手段である圧迫手段や分配機構である
デイストリビュータを不要にできる。
みならず入力も電気的にできる。したがって従来必要と
された機械的入力手段である圧迫手段や分配機構である
デイストリビュータを不要にできる。
【００３８】また、ピエゾ素子からなる昇圧器２は比較
的小型かつ軽量であるから、プラグキャップ３内へ一体
化でき、かつ従来のハイテンションコードを省略でき
る。このため点火装置全体として小型化並びに軽量化し
かつ構造簡単で安価になる。
的小型かつ軽量であるから、プラグキャップ３内へ一体
化でき、かつ従来のハイテンションコードを省略でき
る。このため点火装置全体として小型化並びに軽量化し
かつ構造簡単で安価になる。
【００３９】特に、図３に示すように、ＤＯＨＣ形式の
エンジンに使用する場合でも、プラグキャップ３が十分
に小型であるから、カムカバー１６から外部へ突出する
ことがなく、その内部へコンパクトに収容される。
エンジンに使用する場合でも、プラグキャップ３が十分
に小型であるから、カムカバー１６から外部へ突出する
ことがなく、その内部へコンパクトに収容される。
【００４０】したがって、吸気バルブ１２と排気バルブ
１３とのなす角、すなわちバルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト１４、１５の間隔が狭いことによ
り、比較的穴径の小さなプラグホール１１に対しても、
その内部へほぼ全体を挿入して取付できるから、エンジ
ンのレイアウトを制約するようなことがない。
１３とのなす角、すなわちバルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト１４、１５の間隔が狭いことによ
り、比較的穴径の小さなプラグホール１１に対しても、
その内部へほぼ全体を挿入して取付できるから、エンジ
ンのレイアウトを制約するようなことがない。
【００４１】しかも、プラグホール１１内のプラグキャ
ップ３は、エンジンの高熱と振動に曝されることになる
が、本体部２０として耐熱性弾性絶縁材料を用いたの
で、昇圧器２を高温並びに振動から有効に保護できる。
ップ３は、エンジンの高熱と振動に曝されることになる
が、本体部２０として耐熱性弾性絶縁材料を用いたの
で、昇圧器２を高温並びに振動から有効に保護できる。
【００４２】したがって、自動２輪車用に構成された小
型の内燃機関に取り付ける場合でもレイアウトが容易に
なり、そのうえ、電子制御式の一次電圧発生手段１によ
る点火制御に最適な構造になる。
型の内燃機関に取り付ける場合でもレイアウトが容易に
なり、そのうえ、電子制御式の一次電圧発生手段１によ
る点火制御に最適な構造になる。
【００４３】図４は点火プラグへ一体化した別形態の概
念図である。この昇圧器一体型点火プラグ４は、絶縁部
４ｂ内に図１と同じ構造の昇圧器２を設けてある。昇圧
器２の入力電極７、８はコード２４を介して一次電圧発
生手段１へ接続されている。
念図である。この昇圧器一体型点火プラグ４は、絶縁部
４ｂ内に図１と同じ構造の昇圧器２を設けてある。昇圧
器２の入力電極７、８はコード２４を介して一次電圧発
生手段１へ接続されている。
【００４４】昇圧器２の出力電極９は点火プラグ４の中
心電極４ｃへ接続し、二次電圧によって中心電極４ｃと
接地電極４ｄとの間に形成される放電ギャップ４ｅで火
花放電を発生するようになっている。
心電極４ｃへ接続し、二次電圧によって中心電極４ｃと
接地電極４ｄとの間に形成される放電ギャップ４ｅで火
花放電を発生するようになっている。
【００４５】このように点火プラグ４内へ昇圧器２を内
蔵させることも可能になり、プラグキャップを省略でき
るので、点火装置全体をより小型軽量かつ簡単な構造に
することができる。
蔵させることも可能になり、プラグキャップを省略でき
るので、点火装置全体をより小型軽量かつ簡単な構造に
することができる。
【００４６】次に、一次電圧発生手段１の回路構成例を
説明する。図５はこの第１タイプであり、バッテリ等の
適当な直流電源３０と昇圧器２の間に発振回路３１とス
イッチ素子３２を直列に接続し、スイッチ素子３２は点
火時期決定回路３３でオン・オフする。
説明する。図５はこの第１タイプであり、バッテリ等の
適当な直流電源３０と昇圧器２の間に発振回路３１とス
イッチ素子３２を直列に接続し、スイッチ素子３２は点
火時期決定回路３３でオン・オフする。
【００４７】発振回路３１は昇圧器２の固有共振周波数
を発生するように調整され、点火時期決定回路３３は公
知のパルサー回路等が使用され、所定のタイミングでス
イッチ素子３２をオンさせるようになっている。
を発生するように調整され、点火時期決定回路３３は公
知のパルサー回路等が使用され、所定のタイミングでス
イッチ素子３２をオンさせるようになっている。
【００４８】なお、点火時期決定回路３３を、昇圧器２
の固有共振周波数を発生するように調整された発振回路
３１へ接続し、点火時期決定回路３３により、所定のタ
イミングと時間だけ発振させるための発振動作信号を発
振回路３１へ与えれば、同様の効果を得ることができる
とともに、構成をより簡単にできる。
の固有共振周波数を発生するように調整された発振回路
３１へ接続し、点火時期決定回路３３により、所定のタ
イミングと時間だけ発振させるための発振動作信号を発
振回路３１へ与えれば、同様の効果を得ることができる
とともに、構成をより簡単にできる。
【００４９】図６は、上記回路の各部における出力波形
であり、Ａに示す発振回路の出力は前記高周波の交流で
あり、Ｂに示すスイッチ素子３２からは所定時間のオン
信号が出力され、その結果、Ｃに示すように一次電圧
は、発振回路の出力がスイッチ素子のオン間与えられ、
これによりＤに示す昇圧された二次出力が得られる。
であり、Ａに示す発振回路の出力は前記高周波の交流で
あり、Ｂに示すスイッチ素子３２からは所定時間のオン
信号が出力され、その結果、Ｃに示すように一次電圧
は、発振回路の出力がスイッチ素子のオン間与えられ、
これによりＤに示す昇圧された二次出力が得られる。
【００５０】このようにすると、スイッチ素子３２のオ
ンの間中、発振回路３１の出力が昇圧器２へ一次電圧と
して印加されるため、この印加時間だけ二次出力が得ら
れるから、点火プラグ４における放電時間が長くなり強
力な火花点火が可能になる。
ンの間中、発振回路３１の出力が昇圧器２へ一次電圧と
して印加されるため、この印加時間だけ二次出力が得ら
れるから、点火プラグ４における放電時間が長くなり強
力な火花点火が可能になる。
【００５１】図７はスイッチ素子３２としてサイリスタ
ＳＣＲを用いた上記第１タイプのさらに具体化した例で
あり、この場合、発振回路３１と昇圧器２の間に小型ト
ランス３４を直列に接続し、小型トランス３４の二次側
コイルと接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続してあ
る。
ＳＣＲを用いた上記第１タイプのさらに具体化した例で
あり、この場合、発振回路３１と昇圧器２の間に小型ト
ランス３４を直列に接続し、小型トランス３４の二次側
コイルと接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続してあ
る。
【００５２】小型トランス３４は例えば、電源の１２Ｖ
を１００〜２００Ｖ程度に昇圧する極めて小型のもので
ある。なお、サイリスタＳＣＲはゲート電圧を安定させ
るために接地近くへ配設してある。
を１００〜２００Ｖ程度に昇圧する極めて小型のもので
ある。なお、サイリスタＳＣＲはゲート電圧を安定させ
るために接地近くへ配設してある。
【００５３】サイリスタＳＣＲから電源側の回路部分
は、後述するＣＤＩ方式のうち、バッテリ電源をＤＣ−
ＤＣコンバータで昇圧して所定の一次電圧を得るための
発振回路として既存の回路部分を流用できる。
は、後述するＣＤＩ方式のうち、バッテリ電源をＤＣ−
ＤＣコンバータで昇圧して所定の一次電圧を得るための
発振回路として既存の回路部分を流用できる。
【００５４】図８は第２タイプであり、第１タイプから
発振回路を省略するとともに従来のコンデンサ充放電形
式の回路を組み合わせたものであり、電源と順方向に接
続したダイオードＤに抵抗Ｒ1を直列に接続し、これと
接地の間に、抵抗Ｒ2、点火用コンデンサＣ及び昇圧器
２を並列に接続する。抵抗Ｒ2にはサイリスタＳＣＲの
アノードを接続し、ゲートに点火時期決定回路３３を接
続するとともにカソードを接地させる。
発振回路を省略するとともに従来のコンデンサ充放電形
式の回路を組み合わせたものであり、電源と順方向に接
続したダイオードＤに抵抗Ｒ1を直列に接続し、これと
接地の間に、抵抗Ｒ2、点火用コンデンサＣ及び昇圧器
２を並列に接続する。抵抗Ｒ2にはサイリスタＳＣＲの
アノードを接続し、ゲートに点火時期決定回路３３を接
続するとともにカソードを接地させる。
【００５５】昇圧器２は入力電極７を抵抗Ｒ1に接続
し、出力電極９に点火プラグ４を接続する。点火用コン
デンサＣの充電回路はダイオードＤと抵抗Ｒ1及び点火
用コンデンサＣで構成され、抵抗Ｒ1はゆっくり充電す
るために使用される。放電回路は点火用コンデンサＣと
サイリスタＳＣＲ及び抵抗Ｒ2で構成され、充電回路と
放電回路が別個になる。
し、出力電極９に点火プラグ４を接続する。点火用コン
デンサＣの充電回路はダイオードＤと抵抗Ｒ1及び点火
用コンデンサＣで構成され、抵抗Ｒ1はゆっくり充電す
るために使用される。放電回路は点火用コンデンサＣと
サイリスタＳＣＲ及び抵抗Ｒ2で構成され、充電回路と
放電回路が別個になる。
【００５６】さらに、昇圧器２は、一次側圧電素子５及
び二次側圧電素子６がそれぞれ誘電体であるから一種の
コンデンサとして機能し、昇圧器２も点火用コンデンサ
Ｃと一緒に充放電する。
び二次側圧電素子６がそれぞれ誘電体であるから一種の
コンデンサとして機能し、昇圧器２も点火用コンデンサ
Ｃと一緒に充放電する。
【００５７】図９は、点火用コンデンサＣにおける充放
電特性を示し、横軸に時間、縦軸に点火用コンデンサＣ
の電圧をとってある。この図に明らかなように、充電は
比較的ゆっくりとされ、一方、点火時期決定回路３３に
よりサイリスタＳＣＲがオンしてトリガオンになると、
その時点（Ｔ0）から急速に放電する。
電特性を示し、横軸に時間、縦軸に点火用コンデンサＣ
の電圧をとってある。この図に明らかなように、充電は
比較的ゆっくりとされ、一方、点火時期決定回路３３に
よりサイリスタＳＣＲがオンしてトリガオンになると、
その時点（Ｔ0）から急速に放電する。
【００５８】そこで、この放電時の立ち下がり波形を、
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
放電回路の時定数を設定すれば、放電時に昇圧器２の入
力電極７、８へ共振周波数の交流が印加されたと同様な
結果となる。なお、放電回路の時定数は、点火用コンデ
ンサＣ、昇圧器２及び抵抗Ｒ2とで決定される。
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
放電回路の時定数を設定すれば、放電時に昇圧器２の入
力電極７、８へ共振周波数の交流が印加されたと同様な
結果となる。なお、放電回路の時定数は、点火用コンデ
ンサＣ、昇圧器２及び抵抗Ｒ2とで決定される。
【００５９】ゆえに、図８において充電を開始すると、
点火用コンデンサＣと昇圧器２が同時に充電され、昇圧
器２は電歪効果により歪みを蓄積する。その後、点火時
期決定回路３３によってサイリスタＳＣＲをオンにする
と、点火用コンデンサＣ及び昇圧器２の双方に充電され
ていた電荷が抵抗Ｒ2を通って放電される。
点火用コンデンサＣと昇圧器２が同時に充電され、昇圧
器２は電歪効果により歪みを蓄積する。その後、点火時
期決定回路３３によってサイリスタＳＣＲをオンにする
と、点火用コンデンサＣ及び昇圧器２の双方に充電され
ていた電荷が抵抗Ｒ2を通って放電される。
【００６０】このとき、昇圧器２では歪みが解放される
が、この解放は機械振動であって減衰しながら収束す
る。しかも、放電回路の時定数を放電波形が昇圧器２の
共振周波数成分と一致させてあるので、解放時の振動初
期における振幅が十分に大きくなり、仮に、充電時の歪
み量を＋Ａとすれば、−Ａ近くまで歪み、この減衰振動
過程で出力電極９に高電圧を発生させて点火させること
ができる。
が、この解放は機械振動であって減衰しながら収束す
る。しかも、放電回路の時定数を放電波形が昇圧器２の
共振周波数成分と一致させてあるので、解放時の振動初
期における振幅が十分に大きくなり、仮に、充電時の歪
み量を＋Ａとすれば、−Ａ近くまで歪み、この減衰振動
過程で出力電極９に高電圧を発生させて点火させること
ができる。
【００６１】また、放電開始時から点火時まで放電回路
を流れる電流方向は一定である。ゆえに、スイッチ素子
としてサイリスタＳＣＲを用いても、点火までにサイリ
スタＳＣＲを転流させるおそれがないので、スイッチ素
子に比較的安価な素子であるサイリスタの使用が可能に
なる。
を流れる電流方向は一定である。ゆえに、スイッチ素子
としてサイリスタＳＣＲを用いても、点火までにサイリ
スタＳＣＲを転流させるおそれがないので、スイッチ素
子に比較的安価な素子であるサイリスタの使用が可能に
なる。
【００６２】しかも、発振回路が不要になるため、発振
回路における周波数安定度が要求されなくなる。また、
サイリスタＳＣＲを使用できることにより、点火信号は
パルス信号で足り、点火時期決定回路３３は従来のパル
サー回路がそのまま使用できるから、これらの理由によ
り安価になる。
回路における周波数安定度が要求されなくなる。また、
サイリスタＳＣＲを使用できることにより、点火信号は
パルス信号で足り、点火時期決定回路３３は従来のパル
サー回路がそのまま使用できるから、これらの理由によ
り安価になる。
【００６３】そのうえ、昇圧器２自体もコンデンサとし
て利用できるので、放電量は点火用コンデンサＣと昇圧
器２の各充電容量の合計となり、その分だけ点火用コン
デンサＣを小型化できる。
て利用できるので、放電量は点火用コンデンサＣと昇圧
器２の各充電容量の合計となり、その分だけ点火用コン
デンサＣを小型化できる。
【００６４】図１０は第３タイプであり、図８の第２タ
イプに対してサイリスタＳＣＲの接続位置を変更してあ
る。すなわち、前例の抵抗Ｒ2の代わりに抵抗Ｒ3を昇圧
器２と並列に接続し、さらに、昇圧器２及び抵抗Ｒ3の
結線部と接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続したもの
であり、他の構成は同じである。抵抗Ｒ1、Ｒ3の値は要
求される時定数に応じて適宜決定される。
イプに対してサイリスタＳＣＲの接続位置を変更してあ
る。すなわち、前例の抵抗Ｒ2の代わりに抵抗Ｒ3を昇圧
器２と並列に接続し、さらに、昇圧器２及び抵抗Ｒ3の
結線部と接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続したもの
であり、他の構成は同じである。抵抗Ｒ1、Ｒ3の値は要
求される時定数に応じて適宜決定される。
【００６５】図１１は、点火用コンデンサＣの放電時に
おける昇圧器２の一次電圧の時間変化を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に一次電圧をとってある。
おける昇圧器２の一次電圧の時間変化を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に一次電圧をとってある。
【００６６】この図に明らかなように、サイリスタＳＣ
Ｒがオフの状態で予め点火用コンデンサＣへ充電してお
き、その後サイリスタＳＣＲをオンすると、このトリガ
オンとなった時点（Ｔ0）からの点火用コンデンサＣに
よる放電で、昇圧器２の入力電極７へかかる一次電圧が
急速に上昇する。
Ｒがオフの状態で予め点火用コンデンサＣへ充電してお
き、その後サイリスタＳＣＲをオンすると、このトリガ
オンとなった時点（Ｔ0）からの点火用コンデンサＣに
よる放電で、昇圧器２の入力電極７へかかる一次電圧が
急速に上昇する。
【００６７】そこで、この一次電圧の立ち上がり波形を
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
設定しておけば、昇圧器２の出力電極９から点火に十分
な高圧二次電圧を出力可能となる。
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
設定しておけば、昇圧器２の出力電極９から点火に十分
な高圧二次電圧を出力可能となる。
【００６８】なお、昇圧器２も前述のように一種のコン
デンサとして機能するので、点火後は電流の振動が生
じ、サイリスタＳＣＲは転流により自動的にオフになっ
て放電回路が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極
７、８に蓄えられた電荷は抵抗Ｒ2を通して消費され
る。
デンサとして機能するので、点火後は電流の振動が生
じ、サイリスタＳＣＲは転流により自動的にオフになっ
て放電回路が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極
７、８に蓄えられた電荷は抵抗Ｒ2を通して消費され
る。
【００６９】このように回路を構成すると、第２タイプ
と同様な効果が得られるとともに、ピエゾ素子の機械的
振動利用としては、第２タイプの減衰振動を利用するも
のより容易になる。
と同様な効果が得られるとともに、ピエゾ素子の機械的
振動利用としては、第２タイプの減衰振動を利用するも
のより容易になる。
【００７０】図１２は、バッテリ点火方式を採用したも
のであって、バッテリＢにコイルＬを介してスイッチ素
子（トランジスタＴｒ）を接続し、さらにこのトランジ
スタＴｒと並列に昇圧器２を接続したものである。
のであって、バッテリＢにコイルＬを介してスイッチ素
子（トランジスタＴｒ）を接続し、さらにこのトランジ
スタＴｒと並列に昇圧器２を接続したものである。
【００７１】このようにすると、トランジスタＴｒがオ
ンのとき、コレクタＣとエミッタＥ間の電位差ＶECは０
であり、トランジスタＴｒがオフするとバッテリ電圧Ｖ
BTまで上がる。この変化は図１３に示され、横軸に時
間、縦軸に前記電位差ＶECをとってある。
ンのとき、コレクタＣとエミッタＥ間の電位差ＶECは０
であり、トランジスタＴｒがオフするとバッテリ電圧Ｖ
BTまで上がる。この変化は図１３に示され、横軸に時
間、縦軸に前記電位差ＶECをとってある。
【００７２】この図に明らかなように、トランジスタＴ
ｒをオフすると、その時点（Ｔ0）から電位差ＶECが急
速に立ち上がって昇圧器２への充電が開始され、このと
きの立ち上がり波形はコイルＬを含むバッテリＢからの
回路と昇圧器２とで決定される時定数による。
ｒをオフすると、その時点（Ｔ0）から電位差ＶECが急
速に立ち上がって昇圧器２への充電が開始され、このと
きの立ち上がり波形はコイルＬを含むバッテリＢからの
回路と昇圧器２とで決定される時定数による。
【００７３】そこで、予め充電回路の時定数を小さくし
て立ち上がり波形が、昇圧器２を構成する圧電素子の固
有共振周波数の成分波形と一致するように設定すれば、
トランジスタＴｒオフに伴う電位差ＶECの立ち上がり時
に高圧の二次電圧を出力電極９から出力可能になる。
て立ち上がり波形が、昇圧器２を構成する圧電素子の固
有共振周波数の成分波形と一致するように設定すれば、
トランジスタＴｒオフに伴う電位差ＶECの立ち上がり時
に高圧の二次電圧を出力電極９から出力可能になる。
【００７４】また、その後トランジスタＴｒをオンにす
ると、その時点（Ｔ1）から昇圧器２の電荷がトランジ
スタＴｒを通して放電され、電位差ＶECが立ち下がる。
このときの立ち下がり波形もトランジスタＴｒの周波数
や昇圧器２などで決定される時定数、並びにトランジス
タＴｒへのベース入力波形等で決定される。
ると、その時点（Ｔ1）から昇圧器２の電荷がトランジ
スタＴｒを通して放電され、電位差ＶECが立ち下がる。
このときの立ち下がり波形もトランジスタＴｒの周波数
や昇圧器２などで決定される時定数、並びにトランジス
タＴｒへのベース入力波形等で決定される。
【００７５】そこで、この放電回路の時定数を設定する
ことにより立ち下がりを比較的緩やかにできるので、昇
圧器２の振動を防止できる。なお、トランジスタＴｒに
おけるオン信号の立ち上がりを緩やかにしても、同様に
昇圧器２からの放電を緩やかにできる。
ことにより立ち下がりを比較的緩やかにできるので、昇
圧器２の振動を防止できる。なお、トランジスタＴｒに
おけるオン信号の立ち上がりを緩やかにしても、同様に
昇圧器２からの放電を緩やかにできる。
【００７６】このように回路を構成すると、第１及び第
２タイプと同様な効果が得られるとともに、従来から多
用されているバッテリ点火形式の回路における基本構成
を利用できる利点がある。
２タイプと同様な効果が得られるとともに、従来から多
用されているバッテリ点火形式の回路における基本構成
を利用できる利点がある。
【００７７】
【発明の効果】請求項１の発明は、昇圧器を一次電圧で
高圧二次電圧を出力できる圧電素子製トランスで構成し
たので、圧電素子を用いたにもかかわらず、出力のみな
らず入力も電気的にでき、従来必要とされた入力手段と
しての機械的圧迫手段や分配機構も不要にできる。
高圧二次電圧を出力できる圧電素子製トランスで構成し
たので、圧電素子を用いたにもかかわらず、出力のみな
らず入力も電気的にでき、従来必要とされた入力手段と
しての機械的圧迫手段や分配機構も不要にできる。
【００７８】このため点火装置全体が小型化並びに軽量
化し構造簡単になりかつ従来のハイテンションコードを
省略できるので安価になる。また、自動２輪車用に構成
された小型の内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易
になる。さらに電子制御に最適な構造になる。
化し構造簡単になりかつ従来のハイテンションコードを
省略できるので安価になる。また、自動２輪車用に構成
された小型の内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易
になる。さらに電子制御に最適な構造になる。
【００７９】請求項２の発明によれば、昇圧器をプラグ
キャップ内へ一体化でき、点火装置全体をさらに小型、
軽量化できかつ構造簡単にできる。
キャップ内へ一体化でき、点火装置全体をさらに小型、
軽量化できかつ構造簡単にできる。
【００８０】請求項３の発明によれば、プラグキャップ
に耐熱性弾性絶縁材料を用いたので、プラグキャップが
プラグホール内でエンジンの高熱と振動に曝されても、
昇圧器を高温並びに振動から有効に保護できる。
に耐熱性弾性絶縁材料を用いたので、プラグキャップが
プラグホール内でエンジンの高熱と振動に曝されても、
昇圧器を高温並びに振動から有効に保護できる。
【００８１】請求項４の発明によれば、昇圧器を一体に
したプラグキャップを用いれば、プラグキャップが十分
に小型であるから、ＤＯＨＣ形式のエンジンへ取付けて
も、カムカバーから外部へ突出しないようにその内部へ
コンパクトに収容できる。
したプラグキャップを用いれば、プラグキャップが十分
に小型であるから、ＤＯＨＣ形式のエンジンへ取付けて
も、カムカバーから外部へ突出しないようにその内部へ
コンパクトに収容できる。
【００８２】したがって、バルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト間隔が狭いことにより、比較的穴
径の小さなプラグホールに対しても、十分にその内部へ
挿入して取付できるから、エンジンのレイアウトを制約
するようなことがなくなる。
も一対のカムシャフト間隔が狭いことにより、比較的穴
径の小さなプラグホールに対しても、十分にその内部へ
挿入して取付できるから、エンジンのレイアウトを制約
するようなことがなくなる。
【００８３】請求項５の発明によれば、昇圧器を点火プ
ラグ内へ一体化したので、プラグキャップを省略でき、
点火装置全体をさらに小型、軽量化できかつ構造簡単に
できる。
ラグ内へ一体化したので、プラグキャップを省略でき、
点火装置全体をさらに小型、軽量化できかつ構造簡単に
できる。
【００８４】請求項６の発明は、圧電素子の固有共振周
波数と一致する交流周波数を発生する発振回路を設けた
ので、ＣＤＩ方式として従来から知られている点火回路
のうち、バッテリ電源をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧し
て所定の一次電圧を得るための発振回路として既存の回
路部分を流用できる。
波数と一致する交流周波数を発生する発振回路を設けた
ので、ＣＤＩ方式として従来から知られている点火回路
のうち、バッテリ電源をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧し
て所定の一次電圧を得るための発振回路として既存の回
路部分を流用できる。
【００８５】請求項７に係る発明は、圧電素子の固有共
振周波数に一致させた周波数を発生する発振回路を点火
時期決定回路により直接所定のタイミングと時間だけ発
振させるようにしたので、前項の発明と同様な効果が得
られるとともに、構成をより簡単にできる。
振周波数に一致させた周波数を発生する発振回路を点火
時期決定回路により直接所定のタイミングと時間だけ発
振させるようにしたので、前項の発明と同様な効果が得
られるとともに、構成をより簡単にできる。
【００８６】請求項８の発明は、一次電圧発生手段とし
て、電源へ接続された点火用コンデンサと、この点火用
コンデンサと並列に接続された昇圧器と、点火用コンデ
ンサの放電回路に設けられて点火時期決定回路によって
オン・オフされるスイッチ素子とを備えるとともに、点
火用コンデンサの放電回路における放電時の電圧立ち下
がり波形を決定する時定数を、この立ち下がり波形と圧
電素子の固有共振周波数の成分波形とが一致するように
決定した。
て、電源へ接続された点火用コンデンサと、この点火用
コンデンサと並列に接続された昇圧器と、点火用コンデ
ンサの放電回路に設けられて点火時期決定回路によって
オン・オフされるスイッチ素子とを備えるとともに、点
火用コンデンサの放電回路における放電時の電圧立ち下
がり波形を決定する時定数を、この立ち下がり波形と圧
電素子の固有共振周波数の成分波形とが一致するように
決定した。
【００８７】したがって、発振回路を省略でき、発振回
路における周波数安定度が要求されなくなる。そのう
え、昇圧器自体もコンデンサとして利用できるので、そ
の分だけ点火用コンデンサをさらに小型化できる。
路における周波数安定度が要求されなくなる。そのう
え、昇圧器自体もコンデンサとして利用できるので、そ
の分だけ点火用コンデンサをさらに小型化できる。
【００８８】また、スイッチ素子としてサイリスタを使
用できることにより、点火信号はパルス信号で足り、点
火時期決定回路は従来のパルサー回路がそのまま使用で
きるから、これらの理由により安価になる。
用できることにより、点火信号はパルス信号で足り、点
火時期決定回路は従来のパルサー回路がそのまま使用で
きるから、これらの理由により安価になる。
【００８９】請求項９の発明によれば、一次電圧発生手
段として電源へ接続された点火用コンデンサと、この点
火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを備える
とともに、前記点火用コンデンサの放電にともなって昇
圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形を決定
する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固
有共振周波数の成分波形が一致するように決定した。
段として電源へ接続された点火用コンデンサと、この点
火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを備える
とともに、前記点火用コンデンサの放電にともなって昇
圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形を決定
する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固
有共振周波数の成分波形が一致するように決定した。
【００９０】ゆえに、請求項８の発明と同様な効果が得
られるとともに、圧電素子の機械的振動利用としては、
請求項８の発明が減衰振動を利用するものと比べてより
容易になる。
られるとともに、圧電素子の機械的振動利用としては、
請求項８の発明が減衰振動を利用するものと比べてより
容易になる。
【００９１】請求項１０の発明は、一次電圧発生手段と
して、電源へ接続されて点火時期決定回路によりオン・
オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素子の開閉さ
れる２端子間に並列に接続された昇圧器とを備えるとと
もに、スイッチ素子をオフにしたときの前記２端子間に
おける電圧立ち上がり波形を決定する時定数を、前記電
圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波
形が一致するように決定した。
して、電源へ接続されて点火時期決定回路によりオン・
オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素子の開閉さ
れる２端子間に並列に接続された昇圧器とを備えるとと
もに、スイッチ素子をオフにしたときの前記２端子間に
おける電圧立ち上がり波形を決定する時定数を、前記電
圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波
形が一致するように決定した。
【００９２】このように回路を構成すると、請求項８及
び９の発明と同様な効果が得られるとともに、従来から
多用されているバッテリ点火形式の回路における基本構
成を利用できる利点がある。
び９の発明と同様な効果が得られるとともに、従来から
多用されているバッテリ点火形式の回路における基本構
成を利用できる利点がある。
【図１】 実施例に係る概念図
【図２】 昇圧器の概念図
【図３】 具体的な使用例を示す断面図
【図４】 別形態に係る概念図
【図５】 一次電圧発生手段に係る第１タイプの回路
図
図
【図６】 上記回路における各部の波形図
【図７】 第１タイプのさらび具体化した回路図
【図８】 一次電圧発生手段に係る第２タイプの回路
図
図
【図９】 上記回路における波形図
【図１０】 一次電圧発生手段に係る第３タイプの回路
図
図
【図１１】 上記回路における波形図
【図１２】 一次電圧発生手段に係る第４タイプの回路
図
図
【図１３】 上記回路における波形図
１：一次電圧発生手段、２：昇圧器、３：プラグキャッ
プ、４：点火プラグ、５：一次側圧電素子、６：二次側
圧電素子、７：入力電極、８：入力電極、９：出力電極
プ、４：点火プラグ、５：一次側圧電素子、６：二次側
圧電素子、７：入力電極、８：入力電極、９：出力電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１２月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６８】なお、昇圧器２も前述のように一種のコン
デンサとして機能するので、点火後は電流の振動が生
じ、サイリスタＳＣＲは転流により自動的にオフになっ
て放電回路が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極
７、８に蓄えられた電荷は抵抗Ｒ3を通して消費され
る。
デンサとして機能するので、点火後は電流の振動が生
じ、サイリスタＳＣＲは転流により自動的にオフになっ
て放電回路が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極
７、８に蓄えられた電荷は抵抗Ｒ3を通して消費され
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７８】このため、点火装置全体の小型化並びに軽
量化が図られるので、自動２輪車用に構成された小型の
内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易になるととも
に、入力が電気的にできるので、電子制御に最適な構造
になる。
量化が図られるので、自動２輪車用に構成された小型の
内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易になるととも
に、入力が電気的にできるので、電子制御に最適な構造
になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７９】請求項２の発明によれば、昇圧器をプラグ
キャップ内へ一体化できるので、点火装置全体をさらに
小型、軽量でかつ構造簡単にできるとともに、従来必要
とされた分配機構と点火プラグとを結ぶ高電圧用のハイ
テンションコードを省略できるので安価になる。
キャップ内へ一体化できるので、点火装置全体をさらに
小型、軽量でかつ構造簡単にできるとともに、従来必要
とされた分配機構と点火プラグとを結ぶ高電圧用のハイ
テンションコードを省略できるので安価になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】 第１タイプのさらに具体化した回路図
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年３月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 内燃機関の点火装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は小型軽量化した、
内燃機関の点火装置に関する。
内燃機関の点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−３１４３６６号には、圧電
素子に機械的圧迫を加えて高電圧を発生する内燃機関の
点火装置が示されている。特公昭５８−３４７２２号に
はこのような圧電素子を昇圧コイルと直列に組み合わせ
たものが示されている。
素子に機械的圧迫を加えて高電圧を発生する内燃機関の
点火装置が示されている。特公昭５８−３４７２２号に
はこのような圧電素子を昇圧コイルと直列に組み合わせ
たものが示されている。
【０００３】特開昭６２−３３４０８号にはプラグキャ
ップにイグニッションコイルを一体化したものが示され
ている。同様なものに特開平４−１４３４６１号があ
り、これには、シリンダヘッド上に一対のカムシャフト
を設けたダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨ
Ｃ）型エンジンにおいて、カムシャフト間へ斜めに形成
したプラグホール内へプラグキャップを挿入しているも
のが示されている。
ップにイグニッションコイルを一体化したものが示され
ている。同様なものに特開平４−１４３４６１号があ
り、これには、シリンダヘッド上に一対のカムシャフト
を設けたダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨ
Ｃ）型エンジンにおいて、カムシャフト間へ斜めに形成
したプラグホール内へプラグキャップを挿入しているも
のが示されている。
【０００４】また、米国特許第２４６１０９８号には点
火プラグにイグニッションコイルを一体化したものが示
されている。
火プラグにイグニッションコイルを一体化したものが示
されている。
【０００５】さらに、特開昭６０−１９０６７２号に
は、点火用コンデンサの放電を利用して二次電圧を発生
させるＣＤＩ形式の点火回路の例が示されている。
は、点火用コンデンサの放電を利用して二次電圧を発生
させるＣＤＩ形式の点火回路の例が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記圧電素子
を用いるものは、機械的な圧迫手段を必要とし、かつデ
イストリビュータと高電圧用のハイテンションコードが
必要になる。このため点火装置全体として大型化並びに
重量化しかつ複雑高価になる。
を用いるものは、機械的な圧迫手段を必要とし、かつデ
イストリビュータと高電圧用のハイテンションコードが
必要になる。このため点火装置全体として大型化並びに
重量化しかつ複雑高価になる。
【０００７】また、イグニッションコイルを用いる場合
も同様に大型化並びに重量化を避けられない。そのうえ
プラグキャップに一体化したものは大型になりしかも発
熱を伴うので、自動２輪車用に構成された小型の内燃機
関に直接取り付けるにはレイアウトが難しくなる。
も同様に大型化並びに重量化を避けられない。そのうえ
プラグキャップに一体化したものは大型になりしかも発
熱を伴うので、自動２輪車用に構成された小型の内燃機
関に直接取り付けるにはレイアウトが難しくなる。
【０００８】特に、ＤＯＨＣ形式のエンジンにイグニッ
ションコイル一体型のプラグキャップを使用する場合、
バルブ挟み角が大きくカムシャフトの間隔が広い限られ
た場合は、カムシャフト間にイグニッションコイル部分
を配設できるので、カムカバーからあまりプラグキャッ
プを突出させないようにできるが、この場合はイグニッ
ションコイルがエンジンの高熱に曝されることになる。
ションコイル一体型のプラグキャップを使用する場合、
バルブ挟み角が大きくカムシャフトの間隔が広い限られ
た場合は、カムシャフト間にイグニッションコイル部分
を配設できるので、カムカバーからあまりプラグキャッ
プを突出させないようにできるが、この場合はイグニッ
ションコイルがエンジンの高熱に曝されることになる。
【０００９】一方、バルブ挟み角が小さくカムシャフト
の間隔が狭い場合は、カムシャフト間にイグニッション
コイル部分を配設できにくくなり、プラグキャップがカ
ムカバーから外部へ大きく突出してしまい勝ちになるた
め、エンジンのレイアウトが難しくなる。
の間隔が狭い場合は、カムシャフト間にイグニッション
コイル部分を配設できにくくなり、プラグキャップがカ
ムカバーから外部へ大きく突出してしまい勝ちになるた
め、エンジンのレイアウトが難しくなる。
【００１０】さらに、点火回路における昇圧装置として
圧電素子を用いるためには、圧電素子へ一次電圧を印加
するための特別かつ有利な一次電圧発生手段が必要にな
る。本願発明は係る問題点を解決することを目的とす
る。
圧電素子を用いるためには、圧電素子へ一次電圧を印加
するための特別かつ有利な一次電圧発生手段が必要にな
る。本願発明は係る問題点を解決することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る内燃機関の点火装置は、一次電圧を
印加された圧電素子の電歪効果により高圧二次電圧を発
生する圧電素子製トランスで昇圧器を構成するととも
に、一次電圧発生手段は、前記圧電素子がその固有共振
周波数で振動するための一次電圧を発生することを特徴
とする。
め、請求項１に係る内燃機関の点火装置は、一次電圧を
印加された圧電素子の電歪効果により高圧二次電圧を発
生する圧電素子製トランスで昇圧器を構成するととも
に、一次電圧発生手段は、前記圧電素子がその固有共振
周波数で振動するための一次電圧を発生することを特徴
とする。
【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１の昇圧器
をプラグキャップ内へ一体化させたことを特徴とし、請
求項３の発明は、このプラグキャップを耐熱性弾性材料
で形成したことを特徴としする。
をプラグキャップ内へ一体化させたことを特徴とし、請
求項３の発明は、このプラグキャップを耐熱性弾性材料
で形成したことを特徴としする。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項２のプラグ
キャップを、ＤＯＨＣ形式の内燃機関において平行する
一対のカムシャフト間に形成されたプラグホール内へ挿
入し、カムカバーから外部へ突出させずに取付けたこと
を特徴とする。
キャップを、ＤＯＨＣ形式の内燃機関において平行する
一対のカムシャフト間に形成されたプラグホール内へ挿
入し、カムカバーから外部へ突出させずに取付けたこと
を特徴とする。
【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１の昇圧器
を点火プラグ内へ一体化させたことを特徴とする。
を点火プラグ内へ一体化させたことを特徴とする。
【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続された発振回路と、この発振
回路と昇圧器の一次側との間へ直列に接続されて点火時
期決定回路によってオン・オフされるスイッチ素子とを
備えるとともに、発振回路の出力周波数を圧電素子の固
有共振周波数に一致させことを特徴とする。
圧発生手段が、電源へ接続された発振回路と、この発振
回路と昇圧器の一次側との間へ直列に接続されて点火時
期決定回路によってオン・オフされるスイッチ素子とを
備えるとともに、発振回路の出力周波数を圧電素子の固
有共振周波数に一致させことを特徴とする。
【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源と昇圧器の一次側との間へ直列へ接
続され、昇圧器を構成する圧電素子の固有共振周波数に
一致させた周波数を発生する発振回路と、この発振回路
に所定のタイミングと時間だけ発振させるための発振動
作信号を与える点火時期決定回路とを備えたことを特徴
とする。
圧発生手段が、電源と昇圧器の一次側との間へ直列へ接
続され、昇圧器を構成する圧電素子の固有共振周波数に
一致させた周波数を発生する発振回路と、この発振回路
に所定のタイミングと時間だけ発振させるための発振動
作信号を与える点火時期決定回路とを備えたことを特徴
とする。
【００１７】請求項８に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定
回路によりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイ
ッチ素子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、前記点火用コンデンサの放電にともな
って昇圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形
を決定する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素
子の固有共振周波数の成分波形が一致するように決定し
たことを特徴とする。
圧発生手段が、電源へ接続された点火用コンデンサと、
この点火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定
回路によりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイ
ッチ素子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを
備えるとともに、前記点火用コンデンサの放電にともな
って昇圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形
を決定する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素
子の固有共振周波数の成分波形が一致するように決定し
たことを特徴とする。
【００１８】請求項９に係る発明は、請求項１の一次電
圧発生手段が、電源へ接続されて点火時期決定回路によ
りオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素子
の開閉される２端子間に並列に接続された昇圧器とを備
えるとともに、スイッチ素子をオフにしたときの前記２
端子間における電圧立ち上がり波形を決定する時定数
を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波
数の成分波形が一致するように決定したことを特徴とす
る。
圧発生手段が、電源へ接続されて点火時期決定回路によ
りオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素子
の開閉される２端子間に並列に接続された昇圧器とを備
えるとともに、スイッチ素子をオフにしたときの前記２
端子間における電圧立ち上がり波形を決定する時定数
を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波
数の成分波形が一致するように決定したことを特徴とす
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１乃至図３に基づいてプラグキ
ャップ一体型として構成された一形態を説明する。図１
は実施例の自動２輪車用点火装置の概念図であり、車載
のバッテリＢなど適当な電源に接続された一次電圧発生
手段１、昇圧器２を内蔵したプラグキャップ３及びこの
プラグキャップが被せられる公知の従来型点火プラグ４
で構成されている。
ャップ一体型として構成された一形態を説明する。図１
は実施例の自動２輪車用点火装置の概念図であり、車載
のバッテリＢなど適当な電源に接続された一次電圧発生
手段１、昇圧器２を内蔵したプラグキャップ３及びこの
プラグキャップが被せられる公知の従来型点火プラグ４
で構成されている。
【００２０】昇圧器２は、ピエゾ素子として知られる平
板状の圧電セラミック素子からなる一次側圧電素子５と
二次側圧電素子６を組合せ、一次側圧電素子５に入力電
極７、８を設け、かつ二次側圧電素子６に出力電極９を
設けた圧電素子製トランスである。
板状の圧電セラミック素子からなる一次側圧電素子５と
二次側圧電素子６を組合せ、一次側圧電素子５に入力電
極７、８を設け、かつ二次側圧電素子６に出力電極９を
設けた圧電素子製トランスである。
【００２１】この出力電極９がプラグキャップ３を点火
プラグ４へ被せたとき点火プラグ４と導通し、出力電極
９からの二次電圧によって点火プラグ４の放電ギャップ
間で火花放電するようになっている。
プラグ４へ被せたとき点火プラグ４と導通し、出力電極
９からの二次電圧によって点火プラグ４の放電ギャップ
間で火花放電するようになっている。
【００２２】図２は昇圧器２の構成を概略的に示すもの
であり、一次側圧電素子５の厚み方向両側に入力電極
７、８を設け、かつ二次側圧電素子６における長さ方向
端部のうち一次側圧電素子５と接触していない方に出力
電極９を設けてある。
であり、一次側圧電素子５の厚み方向両側に入力電極
７、８を設け、かつ二次側圧電素子６における長さ方向
端部のうち一次側圧電素子５と接触していない方に出力
電極９を設けてある。
【００２３】この昇圧器２は、一次電圧として、一次側
圧電素子５と二次側圧電素子６の長さ方向で決定される
固有共振周波数の交流を入力電極７、８にかけると、電
歪効果により長さ方向へ強い機械振動が発生して出力電
極９から電気に再変換されて高圧の二次電圧として出力
されるようになっている。
圧電素子５と二次側圧電素子６の長さ方向で決定される
固有共振周波数の交流を入力電極７、８にかけると、電
歪効果により長さ方向へ強い機械振動が発生して出力電
極９から電気に再変換されて高圧の二次電圧として出力
されるようになっている。
【００２４】このとき、二次電圧は、一次側と二次側と
のインピーダンス比によって決定されるので、設定によ
り二次側を火花放電に十分な高さまで昇圧することがで
き、例えば、一次側１２Ｖに対して二次側１０〜２０Ｋ
Ｖのような設定ができる。
のインピーダンス比によって決定されるので、設定によ
り二次側を火花放電に十分な高さまで昇圧することがで
き、例えば、一次側１２Ｖに対して二次側１０〜２０Ｋ
Ｖのような設定ができる。
【００２５】したがって、一次電圧発生手段１はこのよ
うな一次電圧を発生するものであって、後述するよう
に、前記固有共振周波数の交流又はその成分波形を有す
る一次電圧を発生する。
うな一次電圧を発生するものであって、後述するよう
に、前記固有共振周波数の交流又はその成分波形を有す
る一次電圧を発生する。
【００２６】図３は自動２輪車のＤＯＨＣ型エンジンに
適用した具体構造を示し、シリンダヘッド１０の中心部
には深いプラグホール１１が形成され、これを挟んで吸
気バルブ１２、排気バルブ１３並びにこれらを駆動する
一対のカムシャフト１４、１５が設けられ、カムカバー
１６で覆われている。
適用した具体構造を示し、シリンダヘッド１０の中心部
には深いプラグホール１１が形成され、これを挟んで吸
気バルブ１２、排気バルブ１３並びにこれらを駆動する
一対のカムシャフト１４、１５が設けられ、カムカバー
１６で覆われている。
【００２７】このプラグキャップ３は、その本体部２０
として耐熱性弾性絶縁材料からなる筒状部材が設けら
れ、その一端にフランジ部２１が形成されている。
として耐熱性弾性絶縁材料からなる筒状部材が設けら
れ、その一端にフランジ部２１が形成されている。
【００２８】フランジ部２１は、プラグキャップ３をプ
ラグホール１１内へ挿入したとき、フランジ部２１に形
成された溝部２２がプラグホール１１の上端開口部の縁
に形成された突部１７へ嵌合して位置決めされる。
ラグホール１１内へ挿入したとき、フランジ部２１に形
成された溝部２２がプラグホール１１の上端開口部の縁
に形成された突部１７へ嵌合して位置決めされる。
【００２９】プラグホール１１の上端開口部は、カムカ
バー１６に形成された凹部１６ａに形成されているが、
フランジ部２１はこの近傍に位置し、カムカバー１６の
最大突出部１６ｂより外部へはみ出すことはなく、プラ
グキャップ３全体がカムカバー１６内部へ収容されてい
る。
バー１６に形成された凹部１６ａに形成されているが、
フランジ部２１はこの近傍に位置し、カムカバー１６の
最大突出部１６ｂより外部へはみ出すことはなく、プラ
グキャップ３全体がカムカバー１６内部へ収容されてい
る。
【００３０】なお、本体部２０を構成する耐熱性弾性絶
縁材料としては、シリコンゴム等の耐熱性ゴム材料が適
当である。
縁材料としては、シリコンゴム等の耐熱性ゴム材料が適
当である。
【００３１】フランジ部２１の中央部には、プラグ栓２
３が取付けられ、ここから電線２４が外部へ延出して前
記一次電圧発生手段１へ接続されている。この電線は従
来のハイテンションコードとことなり、１００〜２００
Ｖ程度の弱電用のもので十分である。
３が取付けられ、ここから電線２４が外部へ延出して前
記一次電圧発生手段１へ接続されている。この電線は従
来のハイテンションコードとことなり、１００〜２００
Ｖ程度の弱電用のもので十分である。
【００３２】本体部２０の内側には、フェノール樹脂な
どの適当な耐熱絶縁性樹脂からなるコンタクトホルダー
２５を介して昇圧器２が収容され、その二次側圧電素子
６の出力電極９はバネ付勢されたコンタクトピース２６
を介してコンタクトホルダ２５の先端に設けられたキャ
ップ電極２７と接続している。
どの適当な耐熱絶縁性樹脂からなるコンタクトホルダー
２５を介して昇圧器２が収容され、その二次側圧電素子
６の出力電極９はバネ付勢されたコンタクトピース２６
を介してコンタクトホルダ２５の先端に設けられたキャ
ップ電極２７と接続している。
【００３３】キャップ電極２７は点火プラグ４の接続端
子４ａと導通接続し、かつ本体部２０の下端部側は点火
プラグ４の絶縁部４ｂを覆うようになっている。
子４ａと導通接続し、かつ本体部２０の下端部側は点火
プラグ４の絶縁部４ｂを覆うようになっている。
【００３４】点火プラグ４は、昇圧器２の二次電圧によ
って、燃焼室１８内へ突出する中心電極４ｃと接地電極
４ｄとの間に形成される放電ギャップに火花放電を発生
し、燃焼室１８内の燃料を燃焼するようになっている。
って、燃焼室１８内へ突出する中心電極４ｃと接地電極
４ｄとの間に形成される放電ギャップに火花放電を発生
し、燃焼室１８内の燃料を燃焼するようになっている。
【００３５】なお、図中の符号１９ａは吸気通路、１９
ｂは排気通路、１９ｃはシリンダブロック、１９ｄはピ
ストンである。
ｂは排気通路、１９ｃはシリンダブロック、１９ｄはピ
ストンである。
【００３６】このように昇圧器２を構成すると、出力の
みならず入力も電気的にできる。したがって従来必要と
された機械的入力手段である圧迫手段や分配機構である
デイストリビュータを不要にできる。
みならず入力も電気的にできる。したがって従来必要と
された機械的入力手段である圧迫手段や分配機構である
デイストリビュータを不要にできる。
【００３７】また、ピエゾ素子からなる昇圧器２は比較
的小型かつ軽量であるから、プラグキャップ３内へ一体
化でき、かつ従来のハイテンションコードを省略でき
る。このため点火装置全体として小型化並びに軽量化し
かつ構造簡単で安価になる。
的小型かつ軽量であるから、プラグキャップ３内へ一体
化でき、かつ従来のハイテンションコードを省略でき
る。このため点火装置全体として小型化並びに軽量化し
かつ構造簡単で安価になる。
【００３８】特に、図３に示すように、ＤＯＨＣ形式の
エンジンに使用する場合でも、プラグキャップ３が十分
に小型であるから、カムカバー１６から外部へ突出する
ことがなく、その内部へコンパクトに収容される。
エンジンに使用する場合でも、プラグキャップ３が十分
に小型であるから、カムカバー１６から外部へ突出する
ことがなく、その内部へコンパクトに収容される。
【００３９】したがって、吸気バルブ１２と排気バルブ
１３とのなす角、すなわちバルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト１４、１５の間隔が狭いことによ
り、比較的穴径の小さなプラグホール１１に対しても、
その内部へほぼ全体を挿入して取付できるから、エンジ
ンのレイアウトを制約するようなことがない。
１３とのなす角、すなわちバルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト１４、１５の間隔が狭いことによ
り、比較的穴径の小さなプラグホール１１に対しても、
その内部へほぼ全体を挿入して取付できるから、エンジ
ンのレイアウトを制約するようなことがない。
【００４０】しかも、プラグホール１１内のプラグキャ
ップ３は、エンジンの高熱と振動に曝されることになる
が、本体部２０として耐熱性弾性絶縁材料を用いたの
で、昇圧器２を高温並びに振動から有効に保護できる。
ップ３は、エンジンの高熱と振動に曝されることになる
が、本体部２０として耐熱性弾性絶縁材料を用いたの
で、昇圧器２を高温並びに振動から有効に保護できる。
【００４１】したがって、自動２輪車用に構成された小
型の内燃機関に取り付ける場合でもレイアウトが容易に
なり、そのうえ、電子制御式の一次電圧発生手段１によ
る点火制御に最適な構造になる。
型の内燃機関に取り付ける場合でもレイアウトが容易に
なり、そのうえ、電子制御式の一次電圧発生手段１によ
る点火制御に最適な構造になる。
【００４２】図４は点火プラグへ一体化した別形態の概
念図である。この昇圧器一体型点火プラグ４は、絶縁部
４ｂ内に図１と同じ構造の昇圧器２を設けてある。昇圧
器２の入力電極７、８はコード２４を介して一次電圧発
生手段１へ接続されている。
念図である。この昇圧器一体型点火プラグ４は、絶縁部
４ｂ内に図１と同じ構造の昇圧器２を設けてある。昇圧
器２の入力電極７、８はコード２４を介して一次電圧発
生手段１へ接続されている。
【００４３】昇圧器２の出力電極９は点火プラグ４の中
心電極４ｃへ接続し、二次電圧によって中心電極４ｃと
接地電極４ｄとの間に形成される放電ギャップ４ｅで火
花放電を発生するようになっている。
心電極４ｃへ接続し、二次電圧によって中心電極４ｃと
接地電極４ｄとの間に形成される放電ギャップ４ｅで火
花放電を発生するようになっている。
【００４４】このように点火プラグ４内へ昇圧器２を内
蔵させることも可能になり、プラグキャップを省略でき
るので、点火装置全体をより小型軽量かつ簡単な構造に
することができる。
蔵させることも可能になり、プラグキャップを省略でき
るので、点火装置全体をより小型軽量かつ簡単な構造に
することができる。
【００４５】次に、一次電圧発生手段１の回路構成例を
説明する。図５はこの第１タイプであり、バッテリ等の
適当な直流電源３０と昇圧器２の間に発振回路３１とス
イッチ素子３２を直列に接続し、スイッチ素子３２は点
火時期決定回路３３でオン・オフする。
説明する。図５はこの第１タイプであり、バッテリ等の
適当な直流電源３０と昇圧器２の間に発振回路３１とス
イッチ素子３２を直列に接続し、スイッチ素子３２は点
火時期決定回路３３でオン・オフする。
【００４６】発振回路３１は昇圧器２の固有共振周波数
を発生するように調整され、点火時期決定回路３３は公
知のパルサー回路等が使用され、所定のタイミングでス
イッチ素子３２をオンさせるようになっている。
を発生するように調整され、点火時期決定回路３３は公
知のパルサー回路等が使用され、所定のタイミングでス
イッチ素子３２をオンさせるようになっている。
【００４７】なお、点火時期決定回路３３を、昇圧器２
の固有共振周波数を発生するように調整された発振回路
３１へ接続し、点火時期決定回路３３により、所定のタ
イミングと時間だけ発振させるための発振動作信号を発
振回路３１へ与えれば、同様の効果を得ることができる
とともに、構成をより簡単にできる。
の固有共振周波数を発生するように調整された発振回路
３１へ接続し、点火時期決定回路３３により、所定のタ
イミングと時間だけ発振させるための発振動作信号を発
振回路３１へ与えれば、同様の効果を得ることができる
とともに、構成をより簡単にできる。
【００４８】図６は、上記回路の各部における出力波形
であり、Ａに示す発振回路の出力は前記高周波の交流で
あり、Ｂに示すスイッチ素子３２からは所定時間のオン
信号が出力され、その結果、Ｃに示すように一次電圧
は、発振回路の出力がスイッチ素子のオン間与えられ、
これによりＤに示す昇圧された二次出力が得られる。
であり、Ａに示す発振回路の出力は前記高周波の交流で
あり、Ｂに示すスイッチ素子３２からは所定時間のオン
信号が出力され、その結果、Ｃに示すように一次電圧
は、発振回路の出力がスイッチ素子のオン間与えられ、
これによりＤに示す昇圧された二次出力が得られる。
【００４９】このようにすると、スイッチ素子３２のオ
ンの間中、発振回路３１の出力が昇圧器２へ一次電圧と
して印加されるため、この印加時間だけ二次出力が得ら
れるから、点火プラグ４における放電時間が長くなり強
力な火花点火が可能になる。
ンの間中、発振回路３１の出力が昇圧器２へ一次電圧と
して印加されるため、この印加時間だけ二次出力が得ら
れるから、点火プラグ４における放電時間が長くなり強
力な火花点火が可能になる。
【００５０】図７はスイッチ素子３２としてサイリスタ
ＳＣＲを用いた上記第１タイプのさらに具体化した例で
あり、この場合、発振回路３１と昇圧器２の間に小型ト
ランス３４を直列に接続し、小型トランス３４の二次側
コイルと接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続してあ
る。
ＳＣＲを用いた上記第１タイプのさらに具体化した例で
あり、この場合、発振回路３１と昇圧器２の間に小型ト
ランス３４を直列に接続し、小型トランス３４の二次側
コイルと接地の間にサイリスタＳＣＲを順方向に接続
し、そのゲートに点火時期決定回路３３を接続してあ
る。
【００５１】小型トランス３４は例えば、電源の１２Ｖ
を１００〜２００Ｖ程度に昇圧する極めて小型のもので
ある。なお、サイリスタＳＣＲはゲート電圧を安定させ
るために接地近くへ配設してある。
を１００〜２００Ｖ程度に昇圧する極めて小型のもので
ある。なお、サイリスタＳＣＲはゲート電圧を安定させ
るために接地近くへ配設してある。
【００５２】サイリスタＳＣＲから電源側の回路部分
は、後述するＣＤＩ方式のうち、バッテリ電源をＤＣ−
ＤＣコンバータで昇圧して所定の一次電圧を得るための
発振回路として既存の回路部分を流用できる。
は、後述するＣＤＩ方式のうち、バッテリ電源をＤＣ−
ＤＣコンバータで昇圧して所定の一次電圧を得るための
発振回路として既存の回路部分を流用できる。
【００５３】図８は第２タイプであり、第１タイプから
発振回路を省略するとともに従来のコンデンサ充放電形
式の回路を組み合わせたものである。この図から明らか
なように、電源と順方向に接続したダイオードＤに抵抗
Ｒ1を直列に接続し、これと接地の間に、点火用コンデ
ンサＣ及び昇圧器２を並列に接続する。昇圧器２にはサ
イリスタＳＣＲのアノードを接続し、ゲートに点火時期
決定回路３３を接続するとともにカソードを接地させ
る。また、昇圧器２と並列に抵抗Ｒ3を接続する。抵抗
Ｒ1、Ｒ3の値は要求される時定数に応じて適宜決定され
る。
発振回路を省略するとともに従来のコンデンサ充放電形
式の回路を組み合わせたものである。この図から明らか
なように、電源と順方向に接続したダイオードＤに抵抗
Ｒ1を直列に接続し、これと接地の間に、点火用コンデ
ンサＣ及び昇圧器２を並列に接続する。昇圧器２にはサ
イリスタＳＣＲのアノードを接続し、ゲートに点火時期
決定回路３３を接続するとともにカソードを接地させ
る。また、昇圧器２と並列に抵抗Ｒ3を接続する。抵抗
Ｒ1、Ｒ3の値は要求される時定数に応じて適宜決定され
る。
【００５４】図９は、点火用コンデンサＣの放電時にお
ける昇圧器２の一次電圧の時間変化を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に一次電圧をとってある。
ける昇圧器２の一次電圧の時間変化を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に一次電圧をとってある。
【００５５】この図に明らかなように、サイリスタＳＣ
Ｒがオフの状態で予め点火用コンデンサＣへ充電してお
き、その後サイリスタＳＣＲをオンすると、このトリガ
オンとなった時点（Ｔ0）からの点火用コンデンサＣに
よる放電で、昇圧器２の入力電極７へかかる一次電圧が
急速に上昇する。
Ｒがオフの状態で予め点火用コンデンサＣへ充電してお
き、その後サイリスタＳＣＲをオンすると、このトリガ
オンとなった時点（Ｔ0）からの点火用コンデンサＣに
よる放電で、昇圧器２の入力電極７へかかる一次電圧が
急速に上昇する。
【００５６】そこで、この一次電圧の立ち上がり波形を
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
設定しておけば、昇圧器２の出力電極９から点火に十分
な高圧二次電圧を出力可能となる。
昇圧器２の固有共振周波数の成分波形と一致するように
設定しておけば、昇圧器２の出力電極９から点火に十分
な高圧二次電圧を出力可能となる。
【００５７】なお、点火後は電流の振動が生じ、サイリ
スタＳＣＲは転流により自動的にオフになって放電回路
が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極７、８に蓄
えられた電荷は抵抗Ｒ3を通して消費される。
スタＳＣＲは転流により自動的にオフになって放電回路
が遮断されるとともに、昇圧器２の入力電極７、８に蓄
えられた電荷は抵抗Ｒ3を通して消費される。
【００５８】このように回路を構成すると、昇圧器２で
は歪みが発生するとともに出力電極９に高電圧を発生さ
せて点火させることができる。また、放電後はサイリス
タＳＣＲを自動的にターンオフさせることができる。
は歪みが発生するとともに出力電極９に高電圧を発生さ
せて点火させることができる。また、放電後はサイリス
タＳＣＲを自動的にターンオフさせることができる。
【００５９】しかも、発振回路が不要になるため、発振
回路における周波数安定度が要求されなくなる。また、
サイリスタＳＣＲを使用できることにより、点火信号は
パルス信号で足り、点火時期決定回路３３は従来のパル
サー回路がそのまま使用できるから、これらの理由によ
り安価になる。
回路における周波数安定度が要求されなくなる。また、
サイリスタＳＣＲを使用できることにより、点火信号は
パルス信号で足り、点火時期決定回路３３は従来のパル
サー回路がそのまま使用できるから、これらの理由によ
り安価になる。
【００６０】図１０は、バッテリ点火方式を採用したも
のであって、バッテリＢにコイルＬを介してスイッチ素
子（トランジスタＴｒ）を接続し、さらにこのトランジ
スタＴｒと並列に昇圧器２を接続したものである。
のであって、バッテリＢにコイルＬを介してスイッチ素
子（トランジスタＴｒ）を接続し、さらにこのトランジ
スタＴｒと並列に昇圧器２を接続したものである。
【００６１】このようにすると、トランジスタＴｒがオ
ンのとき、コレクタＣとエミッタＥ間の電位差ＶECは０
であり、トランジスタＴｒがオフするとバッテリ電圧Ｖ
BTまで上がる。この変化は図１１に示され、横軸に時
間、縦軸に前記電位差ＶECをとってある。
ンのとき、コレクタＣとエミッタＥ間の電位差ＶECは０
であり、トランジスタＴｒがオフするとバッテリ電圧Ｖ
BTまで上がる。この変化は図１１に示され、横軸に時
間、縦軸に前記電位差ＶECをとってある。
【００６２】この図に明らかなように、トランジスタＴ
ｒをオフすると、その時点（Ｔ0）から電位差ＶECが急
速に立ち上がって昇圧器２への充電が開始され、このと
きの立ち上がり波形はコイルＬを含むバッテリＢからの
回路と昇圧器２とで決定される時定数による。
ｒをオフすると、その時点（Ｔ0）から電位差ＶECが急
速に立ち上がって昇圧器２への充電が開始され、このと
きの立ち上がり波形はコイルＬを含むバッテリＢからの
回路と昇圧器２とで決定される時定数による。
【００６３】そこで、予め充電回路の時定数を小さくし
て立ち上がり波形が、昇圧器２を構成する圧電素子の固
有共振周波数の成分波形と一致するように設定すれば、
トランジスタＴｒオフに伴う電位差ＶECの立ち上がり時
に高圧の二次電圧を出力電極９から出力可能になる。
て立ち上がり波形が、昇圧器２を構成する圧電素子の固
有共振周波数の成分波形と一致するように設定すれば、
トランジスタＴｒオフに伴う電位差ＶECの立ち上がり時
に高圧の二次電圧を出力電極９から出力可能になる。
【００６４】また、その後トランジスタＴｒをオンにす
ると、その時点（Ｔ1）から昇圧器２の電荷がトランジ
スタＴｒを通して放電され、電位差ＶECが立ち下がる。
このときの立ち下がり波形もトランジスタＴｒの周波数
や昇圧器２などで決定される時定数、並びにトランジス
タＴｒへのベース入力波形等で決定される。
ると、その時点（Ｔ1）から昇圧器２の電荷がトランジ
スタＴｒを通して放電され、電位差ＶECが立ち下がる。
このときの立ち下がり波形もトランジスタＴｒの周波数
や昇圧器２などで決定される時定数、並びにトランジス
タＴｒへのベース入力波形等で決定される。
【００６５】そこで、この放電回路の時定数を設定する
ことにより立ち下がりを比較的緩やかにできるので、昇
圧器２の振動を防止できる。なお、トランジスタＴｒに
おけるオン信号の立ち上がりを緩やかにしても、同様に
昇圧器２からの放電を緩やかにできる。
ことにより立ち下がりを比較的緩やかにできるので、昇
圧器２の振動を防止できる。なお、トランジスタＴｒに
おけるオン信号の立ち上がりを緩やかにしても、同様に
昇圧器２からの放電を緩やかにできる。
【００６６】このように回路を構成すると、第１及び第
２タイプと同様な効果が得られるとともに、従来から多
用されているバッテリ点火形式の回路における基本構成
を利用できる利点がある。
２タイプと同様な効果が得られるとともに、従来から多
用されているバッテリ点火形式の回路における基本構成
を利用できる利点がある。
【００６７】
【発明の効果】請求項１の発明は、昇圧器を一次電圧で
高圧二次電圧を出力できる圧電素子製トランスで構成し
たので、圧電素子を用いたにもかかわらず、出力のみな
らず入力も電気的にでき、従来必要とされた入力手段と
しての機械的圧迫手段や分配機構も不要にできる。
高圧二次電圧を出力できる圧電素子製トランスで構成し
たので、圧電素子を用いたにもかかわらず、出力のみな
らず入力も電気的にでき、従来必要とされた入力手段と
しての機械的圧迫手段や分配機構も不要にできる。
【００６８】このため、点火装置全体の小型化並びに軽
量化が図られるので、自動２輪車用に構成された小型の
内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易になるととも
に、入力が電気的にできるので、電子制御に最適な構造
になる。
量化が図られるので、自動２輪車用に構成された小型の
内燃機関に取り付けてもレイアウトが容易になるととも
に、入力が電気的にできるので、電子制御に最適な構造
になる。
【００６９】請求項２の発明によれば、昇圧器をプラグ
キャップ内へ一体化できるので、点火装置全体をさらに
小型、軽量でかつ構造簡単にできるとともに、従来必要
とされた分配機構と点火プラグとを結ぶ高電圧用のハイ
テンションコードを省略できるので安価になる。
キャップ内へ一体化できるので、点火装置全体をさらに
小型、軽量でかつ構造簡単にできるとともに、従来必要
とされた分配機構と点火プラグとを結ぶ高電圧用のハイ
テンションコードを省略できるので安価になる。
【００７０】請求項３の発明によれば、プラグキャップ
に耐熱性弾性絶縁材料を用いたので、プラグキャップが
プラグホール内でエンジンの高熱と振動に曝されても、
昇圧器を高温並びに振動から有効に保護できる。
に耐熱性弾性絶縁材料を用いたので、プラグキャップが
プラグホール内でエンジンの高熱と振動に曝されても、
昇圧器を高温並びに振動から有効に保護できる。
【００７１】請求項４の発明によれば、昇圧器を一体に
したプラグキャップを用いれば、プラグキャップが十分
に小型であるから、ＤＯＨＣ形式のエンジンへ取付けて
も、カムカバーから外部へ突出しないようにその内部へ
コンパクトに収容できる。
したプラグキャップを用いれば、プラグキャップが十分
に小型であるから、ＤＯＨＣ形式のエンジンへ取付けて
も、カムカバーから外部へ突出しないようにその内部へ
コンパクトに収容できる。
【００７２】したがって、バルブ挟み角が小さく、しか
も一対のカムシャフト間隔が狭いことにより、比較的穴
径の小さなプラグホールに対しても、十分にその内部へ
挿入して取付できるから、エンジンのレイアウトを制約
するようなことがなくなる。
も一対のカムシャフト間隔が狭いことにより、比較的穴
径の小さなプラグホールに対しても、十分にその内部へ
挿入して取付できるから、エンジンのレイアウトを制約
するようなことがなくなる。
【００７３】請求項５の発明によれば、昇圧器を点火プ
ラグ内へ一体化したので、プラグキャップを省略でき、
点火装置全体をさらに小型、軽量化できかつ構造簡単に
できる。
ラグ内へ一体化したので、プラグキャップを省略でき、
点火装置全体をさらに小型、軽量化できかつ構造簡単に
できる。
【００７４】請求項６の発明は、圧電素子の固有共振周
波数と一致する交流周波数を発生する発振回路を設けた
ので、ＣＤＩ方式として従来から知られている点火回路
のうち、バッテリ電源をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧し
て所定の一次電圧を得るための発振回路として既存の回
路部分を流用できる。
波数と一致する交流周波数を発生する発振回路を設けた
ので、ＣＤＩ方式として従来から知られている点火回路
のうち、バッテリ電源をＤＣ−ＤＣコンバータで昇圧し
て所定の一次電圧を得るための発振回路として既存の回
路部分を流用できる。
【００７５】請求項７に係る発明は、圧電素子の固有共
振周波数に一致させた周波数を発生する発振回路を点火
時期決定回路により直接所定のタイミングと時間だけ発
振させるようにしたので、前項の発明と同様な効果が得
られるとともに、構成をより簡単にできる。
振周波数に一致させた周波数を発生する発振回路を点火
時期決定回路により直接所定のタイミングと時間だけ発
振させるようにしたので、前項の発明と同様な効果が得
られるとともに、構成をより簡単にできる。
【００７６】請求項８の発明によれば、一次電圧発生手
段として電源へ接続された点火用コンデンサと、この点
火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを備える
とともに、前記点火用コンデンサの放電にともなって昇
圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形を決定
する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固
有共振周波数の成分波形が一致するように決定した。
段として電源へ接続された点火用コンデンサと、この点
火用コンデンサの放電回路を形成し点火時期決定回路に
よりオン・オフされるスイッチ素子と、このスイッチ素
子と接地端子の間へ直列に接続された昇圧器とを備える
とともに、前記点火用コンデンサの放電にともなって昇
圧器の一次側に生じる一次電圧の立ち上がり波形を決定
する時定数を、前記電圧立ち上がり波形と圧電素子の固
有共振周波数の成分波形が一致するように決定した。
【００７７】ゆえに、発振回路を省略でき、発振回路に
おける周波数安定度が要求されなくなる。そのうえ、昇
圧器自体もコンデンサとして利用できるので、その分だ
け点火用コンデンサをさらに小型化できる。
おける周波数安定度が要求されなくなる。そのうえ、昇
圧器自体もコンデンサとして利用できるので、その分だ
け点火用コンデンサをさらに小型化できる。
【００７８】また、スイッチ素子としてサイリスタを使
用できることにより、点火信号はパルス信号で足り、点
火時期決定回路は従来のパルサー回路がそのまま使用で
きるから、これらの理由により安価になる。
用できることにより、点火信号はパルス信号で足り、点
火時期決定回路は従来のパルサー回路がそのまま使用で
きるから、これらの理由により安価になる。
【００７９】請求項９の発明は、一次電圧発生手段とし
て、電源へ接続されて点火時期決定回路によりオン・オ
フされるスイッチ素子と、このスイッチ素子の開閉され
る２端子間に並列に接続された昇圧器とを備えるととも
に、スイッチ素子をオフにしたときの前記２端子間にお
ける電圧立ち上がり波形を決定する時定数を、前記電圧
立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波形
が一致するように決定した。
て、電源へ接続されて点火時期決定回路によりオン・オ
フされるスイッチ素子と、このスイッチ素子の開閉され
る２端子間に並列に接続された昇圧器とを備えるととも
に、スイッチ素子をオフにしたときの前記２端子間にお
ける電圧立ち上がり波形を決定する時定数を、前記電圧
立ち上がり波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波形
が一致するように決定した。
【００８０】このように回路を構成すると、請求項８の
発明と同様な効果が得られるとともに、従来から多用さ
れているバッテリ点火形式の回路における基本構成を利
用できる利点がある。
発明と同様な効果が得られるとともに、従来から多用さ
れているバッテリ点火形式の回路における基本構成を利
用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例に係る概念図
【図２】 昇圧器の概念図
【図３】 具体的な使用例を示す断面図
【図４】 別形態に係る概念図
【図５】 一次電圧発生手段に係る第１タイプの回路
図
図
【図６】 上記回路における各部の波形図
【図７】 第１タイプのさらに具体化した回路図
【図８】 一次電圧発生手段に係る第３タイプの回路
図
図
【図９】 上記回路における波形図
【図１０】 一次電圧発生手段に係る第４タイプの回路
図
図
【図１１】 上記回路における波形図
【符号の説明】 １：一次電圧発生手段、２：昇圧器、３：プラグキャッ
プ、４：点火プラグ、５：一次側圧電素子、６：二次側
圧電素子、７：入力電極、８：入力電極、９：出力電極
プ、４：点火プラグ、５：一次側圧電素子、６：二次側
圧電素子、７：入力電極、８：入力電極、９：出力電極
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
Claims (10)
- 【請求項１】 昇圧器へ一次電圧を印加することにより
出力される高圧の二次電圧で点火プラグに火花放電させ
る内燃機関の点火装置において、一次電圧を印加された
圧電素子の電歪効果により高圧二次電圧を発生する圧電
素子製トランスで昇圧器を構成するとともに、一次電圧
発生手段は、前記圧電素子がその固有共振周波数で振動
するための一次電圧を発生することを特徴とする内燃機
関の点火装置。 - 【請求項２】 昇圧器をプラグキャップ内へ一体化させ
たことを特徴とする請求項１に記載した内燃機関の点火
装置。 - 【請求項３】 プラグキャップを耐熱性弾性絶縁材料で
形成したことを特徴とする請求項２に記載した内燃機関
の点火装置。 - 【請求項４】 ＤＯＨＣ形式の内燃機関において平行す
る一対のカムシャフト間に形成されたプラグホール内へ
プラグキャップを挿入し、プラグキャップをカムカバー
から外部へ突出させずに取付けたことを特徴とする請求
項２に記載した内燃機関の点火装置。 - 【請求項５】 昇圧器を点火プラグ内へ一体化させたこ
とを特徴とする請求項１に記載した内燃機関の点火装
置。 - 【請求項６】 前記一次電圧発生手段が、電源へ接続さ
れた発振回路と、この発振回路と昇圧器の一次側との間
へ直列に接続されて点火時期決定回路によってオン・オ
フされるスイッチ素子とを備えるとともに、発振回路の
出力周波数を圧電素子の固有共振周波数に一致させこと
を特徴とする請求項１に記載した内燃機関の点火装置。 - 【請求項７】 前記一次電圧発生手段が、電源と昇圧器
の一次側との間へ直列へ接続され、昇圧器を構成する圧
電素子の固有共振周波数に一致させた周波数を発生する
発振回路と、この発振回路に所定のタイミングと時間だ
け発振させるための発振動作信号を与える点火時期決定
回路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載した内
燃機関の点火装置。 - 【請求項８】 前記一次電圧発生手段が、電源へ接続さ
れた点火用コンデンサと、この点火用コンデンサと並列
に接続された昇圧器と、点火用コンデンサの放電回路に
設けられて点火時期決定回路によってオン・オフされる
スイッチ素子とを備えるとともに、点火用コンデンサの
放電回路における放電時の電圧立ち下がり波形を決定す
る時定数を、この立ち下がり波形と圧電素子の固有共振
周波数の成分波形とが一致するように決定したことを特
徴とする請求項１に記載した内燃機関の点火装置。 - 【請求項９】 前記一次電圧発生手段が、電源へ接続さ
れた点火用コンデンサと、この点火用コンデンサの放電
回路を形成し点火時期決定回路によりオン・オフされる
スイッチ素子と、このスイッチ素子と接地部の間へ直列
に接続された昇圧器とを備えるとともに、前記点火用コ
ンデンサの放電にともなって昇圧器の一次側に生じる一
次電圧の立ち上がり波形を決定する時定数を、この立ち
上がり波形と圧電素子の固有共振周波数の成分波形とが
一致するように決定したことを特徴とする請求項１に記
載した内燃機関の点火装置。 - 【請求項１０】 前記一次電圧発生手段が、電源へ接続
されて点火時期決定回路によりオン・オフされるスイッ
チ素子と、このスイッチ素子の開閉される２端子間に並
列に接続された昇圧器とを備えるとともに、スイッチ素
子をオフにしたときの前記２端子間における電圧立ち上
がり波形を決定する時定数を、前記立ち上がり波形と圧
電素子の固有共振周波数の成分波形が一致するように決
定したことを特徴とする請求項１に記載した内燃機関の
点火装置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
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| DE19834673B4 (de) * | 1998-07-31 | 2004-02-05 | Siemens Ag | Spannungstransformator und dessen Verwendung |
| US6488017B1 (en) * | 1998-10-15 | 2002-12-03 | Mide Technology Corporation | Piezoelectric ignition device for increasing spark energy |
| US6138654A (en) * | 1998-10-15 | 2000-10-31 | Mide Technology Corporation | Piezoelectric ignition and sensing device |
| JP2002530571A (ja) * | 1998-11-12 | 2002-09-17 | インテリクラフト・リミテツド | 内燃機関の空気−燃料混合気点火方法 |
| AU6375199A (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-18 | Intellikraft Limited | Device for the ignition of a fuel mixture in internal combustion engines |
| WO2001036816A1 (fr) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Spirin Jurij L | Dispositif d'allumage d'une substance ou d'un melange combustible |
| US6758199B2 (en) * | 2001-04-05 | 2004-07-06 | Mide Technology Corporation | Tuned power ignition system |
| WO2004085836A1 (fr) * | 2003-03-27 | 2004-10-07 | Vladimir Stepanovich Dubinin | Dispositif d'ionisation |
| FR2914530B1 (fr) * | 2007-03-28 | 2014-06-20 | Renault Sas | Pilotage optimal a la frequence de resonance d'un resonateur d'un allumage radiofrequence. |
| US7878177B2 (en) * | 2007-10-23 | 2011-02-01 | Ford Global Technologies, Llc | Internal combustion engine having common power source for ion current sensing and fuel injectors |
| FR2934942B1 (fr) * | 2008-08-05 | 2010-09-10 | Renault Sas | Controle de la frequence d'excitation d'une bougie radiofrequence. |
| DE102008038155A1 (de) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Franz Prof. Roiner | Verfahren zur Freisetzung des Energieinhaltes von Knallgas |
| JP5789276B2 (ja) * | 2013-02-14 | 2015-10-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火システム |
| JP5709960B2 (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-30 | 三菱電機株式会社 | 高周波放電点火装置 |
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| US10233891B1 (en) * | 2017-10-23 | 2019-03-19 | Caterpillar Inc. | Controller for spark plug of engine |
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|---|---|---|---|---|
| US2461098A (en) * | 1944-07-04 | 1949-02-08 | Bendix Aviat Corp | Ignition apparatus |
| US3173055A (en) * | 1961-12-21 | 1965-03-09 | Briggs & Stratton Corp | Reciprocating engine spark ignition apparatus |
| US4412151A (en) * | 1980-09-02 | 1983-10-25 | Charles W. Taggart | Piezoelectric crystal spark plug |
| JPS5834722A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-03-01 | Fanuc Ltd | ワイヤカツト放電加工装置 |
| JPH086673B2 (ja) * | 1984-03-09 | 1996-01-29 | 本田技研工業株式会社 | コンデンサ充放電式点火装置 |
| JPS61210270A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Nippon Soken Inc | 圧電素子駆動装置 |
| US4767967A (en) * | 1984-06-05 | 1988-08-30 | Nippon Soken, Inc. | High voltage generating device |
| JPS6233408A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-13 | Honda Motor Co Ltd | イグニツシヨンコイル一体型プラグキヤツプ |
| JPS62186062A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-14 | Nippon Soken Inc | 内燃機関用圧電式火花点火装置 |
| JPS63314366A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Nec Corp | 点火装置 |
| JPH01152072U (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-19 | ||
| US5128646A (en) * | 1989-10-20 | 1992-07-07 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Ignition coil for an internal combustion engine |
| JPH0462359U (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-28 | ||
| JPH04143461A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の点火装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017504954A (ja) * | 2013-11-08 | 2017-02-09 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | 圧電トランスおよび対向電極 |
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