JPH10196503A - コンデンサ放電式内燃機関点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エキサイタコイル及び点火コイルの一次コイル
の巻回を容易に行うことができるコンデンサ放電式内燃
機関点火装置を提供する。 【解決手段】第１の巻枠部２７Ａと第２の巻枠部２７Ｂ
とを軸線方向に並べて一体化した構造を有するボビン２
７を設けて、このボビンの第１の巻枠部２７Ａ及び第２
の巻枠部２７Ｂにそれぞれ同じ線径のコイル導体を用い
てエキサイタコイル１及び点火コイルの一次コイル２ａ
を巻回する。ボビン２７は磁石式交流発電機の固定子鉄
心２６に取り付ける。エキサイタコイル１の誘起電圧と
一次コイル２ａの誘起電圧との和の電圧で充電したコン
デンサの電荷を一次コイル２ａに放電させることにより
点火用の高電圧を誘起させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ放電式
の内燃機関点火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサ放電式の内燃機関点火装置
は、内燃機関の点火時期に点火信号を発生する点火時期
制御装置と、コンデンサ充電用電源と、点火コイルと、
点火コイルの一次側に設けられてコンデンサ充電用電源
の出力により一方の極性に充電される点火エネルギ蓄積
用コンデンサと点火信号が与えられたときに導通して点
火エネルギ蓄積用コンデンサの電荷を点火コイルの一次
コイルを通して放電させる放電用スイッチとを有する点
火回路とにより構成される。コンデンサ充電用電源とし
ては、機関により駆動される磁石発電機内に設けられた
エキサイタコイルを用いることが多いが、単一のエキサ
イタコイルをコンデンサ充電用電源として用いた場合に
は、機関の回転数が低いときにコンデンサの充電電圧が
不足して、点火性能が低下し、機関の始動回転数が高く
なる傾向になるのを避けられない。

【０００３】そこで、点火コイルをエキサイタコイルと
ともに磁石発電機内に設けて、点火コイルの一次コイル
に電圧を誘起させるようにしておき、エキサイタコイル
が発生する電圧と点火コイルの一次コイルが発生する電
圧との和の電圧により点火エネルギ蓄積用コンデンサを
充電するようにしたコンデンサ放電式の点火装置が提案
された。このように構成すれば、機関の回転数が低いと
きにもコンデンサを高い電圧まで充電することができる
ため、機関の低速時の点火性能を高くすることができ、
機関の始動回転数を引き下げて、機関の始動性を向上さ
せることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、点火コ
イルをエキサイタコイルとともに磁石発電機内に設ける
場合、従来は、点火コイルの一次コイル及びエキサイタ
コイルのそれぞれに対して別々の巻枠を用いて、両コイ
ルを異なる線径のコイル導体により巻回していたため、
一次コイルとエキサイタコイルとを同じ巻線機により巻
回することができず、巻線作業が面倒になるという問題
があった。

【０００５】本発明の目的は、コンデンサ放電式の内燃
機関点火装置において、点火コイルとエキサイタコイル
とを磁石発電機内に設ける場合に、点火コイルの一次コ
イルとエキサイタコイルとを同じ巻線機を用いて能率よ
く巻回することができるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関によ
り駆動される磁石式交流発電機に設けられて機関の回転
に同期して交流電圧を発生するエキサイタコイルと、エ
キサイタコイルとともに磁石式交流発電機に設けられて
機関の回転に同期して一次コイルに交流電圧を発生する
点火コイルと、内燃機関の点火時期に点火信号を発生す
る点火時期制御装置と、エキサイタコイルに誘起する電
圧と点火コイルの一次コイルに誘起する電圧との和の電
圧により一方の極性に充電される点火エネルギ蓄積用コ
ンデンサと点火信号が与えられたときに導通して点火エ
ネルギ蓄積用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイ
ルを通して放電させるように設けられた放電用スイッチ
とを有する点火回路とを備えたコンデンサ放電式の内燃
機関点火装置に係わるものである。

【０００７】本発明においては、一端及び他端にそれぞ
れ第１のつば部及び第２のつば部が形成された第１の巻
枠部と該第１の巻枠部の他端に一端がつながり他端に第
３のつば部が形成された第２の巻枠部とを軸線方向に並
べた状態で一体化した構造を有するボビンを磁石発電機
の固定子鉄心に取り付けて、該ボビンの第１の巻枠部及
び第２の巻枠部にそれぞれエキサイタコイル及び一次コ
イルを巻回するとともに、一次コイルを同心的に取り囲
むように設けた二次ボビンに点火コイルの二次コイルを
巻回する。エキサイタコイル及び一次コイルは線径が同
じコイル導体により巻方向を同じにして巻回する。

【０００８】上記のように、点火コイルの一次コイルと
エキサイタコイルとを同じ線径のコイル導体を用いて、
巻方向を同じにして同じボビンに巻回するようにする
と、両コイルを同じ巻線機により巻回することができる
ため、両コイルの巻回作業を自動的に行わせて巻線作業
を能率良く行わせることができる。

【０００９】コイルの端末処理を容易にし、各コイルと
点火回路との接続を容易にするため、上記ボビンの第１
のつば部及び第２のつば部のそれぞれに対の端子金具を
固定して、エキサイタコイルの両端及び一次コイルの両
端をそれぞれ第１のつば部に固定された対の端子金具及
び第２のつば部に固定された対の端子金具に接続するこ
とができるようにしておくのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる点火装置で
用いる磁石式交流発電機の要部の構成を示し、図２は同
磁石発電機で用いるボビンを示している。また図３はボ
ビンにエキサイタコイルと点火コイルの一次コイルとを
巻回した状態を示し、図４は本発明に係わる点火装置の
１気筒分の電気的な構成を示している。

【００１１】図４において１はエキサイタコイル、２は
点火コイルで、これらのコイルは共に内燃機関により駆
動される磁石発電機の固定子鉄心の同じ磁路を構成する
部分に巻装されている。点火コイル２の一次コイル２ａ
の一端は接地され、該一次コイルの他端は点火エネルギ
ー蓄積用コンデンサ３の一端に接続されている。コンデ
ンサ３の他端はダイオード４のカソードに接続され、該
ダイオードのアノードはエキサイタコイル１の一端に接
続されている。エキサイタコイル１の他端はアノードを
接地したダイオード５のカソードに接続され、エキサイ
タコイル１→ダイオード４→コンデンサ３→一次コイル
２ａ→ダイオード５→エキサイタコイル１の回路によ
り、エキサイタコイル１の出力電圧と一次コイル２ａの
出力電圧との和の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が構成さ
れている。コンデンサ３とダイオード４との接続点と接
地間に放電用スイッチを構成するサイリスタ６が、カソ
ードを接地側に向けた状態で接続され、サイリスタ６が
導通したときにコンデンサ３に蓄積された電荷が、サイ
リスタ６と一次コイル２ａとを通して放電するようにな
っている。

【００１２】エキサイタコイル１の他端は点火時期制御
装置７の入力端子７ａに接続され、該点火時期制御装置
７の出力端子７ｂはサイリスタ６のゲートに接続されて
いる。エキサイタコイル１の一端と接地間にアノードを
接地側に向けたダイオード８が接続され、エキサイタコ
イルの他端と接地間に抵抗９が接続されている。点火時
期制御装置７は接地端子７ｃを有していて、エキサイタ
コイル１が図示の破線矢印方向の負の半サイクルの電圧
を発生したときに、エキサイタコイル１→入力端子７ａ
→点火時期制御装置７内の電源回路→接地端子７ｃ→ダ
イオード８→エキサイタコイル１の回路で電流が流れ
て、点火時期制御装置７に電源が与えられるようになっ
ている。点火時期制御装置７は、例えばマイクロコンピ
ュータを備えていて、機関に取り付けられた図示しない
信号発電機が発生する信号から機関の回転角度情報と回
転速度情報とを得て、機関の各回転速度における点火時
期を決定し、決定した点火時期が検出されたときにサイ
リスタ６に点火信号Ｖi を与える。

【００１３】なお点火時期を複雑に制御する必要がない
場合には、エキサイタコイル１の負の半サイクルの電圧
そのものを利用して、該負の半サイクルの電圧が所定の
レベルに達したときにサイリスタ６に点火信号を与える
構成をとることもできる。

【００１４】この例では、コンデンサ３と、サイリスタ
６と、ダイオード４，５及び８と、抵抗９とにより点火
回路１０が構成され、エキサイタコイル１、点火コイル
２、点火回路１０、及び点火時期制御装置７によりコン
デンサ放電式の内燃機関点火装置が構成されている。

【００１５】この例では、図４に実線矢印で示したよう
に、エキサイタコイル１及び一次コイル２ａが一方の半
サイクル（以下正の半サイクルという。）の出力電圧を
発生しているときに、エキサイタコイルの非接地側端子
の電位が接地側端子の電位に対して正極性を示し、一次
コイル２ａの接地側端子の電位が非接地側端子の電位に
対して正極性を示すように、エキサイタコイル１及び一
次コイル２ａの極性が設定されている。

【００１６】図４に示した点火装置においては、エキサ
イタコイル１及び点火コイルの一次コイル２ａが機関の
回転に同期して交流電圧を発生する。エキサイタコイル
１及び一次コイル２ａが図示の実線矢印方向の正の半サ
イクルの電圧を発生すると、両コイルの誘起電圧の和の
電圧により点火エネルギ蓄積用コンデンサ３が図示の極
性に充電される。次いで点火時期制御装置７が機関の点
火時期に点火信号Ｖiを発生すると、コンデンサ３の両
端の電圧がアノードカソード間に順方向に印加されてい
るサイリスタ６が導通する。サイリスタ６が導通する
と、コンデンサ３の電荷が、コンデンサ３→サイリスタ
６→一次コイル２ａ→コンデンサ３の経路で一次コイル
２ａを通して放電する。このとき一次コイル２ａは図に
破線矢印で示したように、放電電流と同方向の負の半サ
イクルの電圧を発生しているため、コンデンサ３の放電
は支障なく行われる。コンデンサ３が放電すると、点火
コイル２の鉄心中で大きな磁束変化が生じるため、該点
火コイルの二次コイル２ｂに点火用の高電圧Ｖh が誘起
する。この高電圧は機関の気筒に取り付けられた点火プ
ラグ１１に印加されるため、該点火プラグ１１に火花放
電が生じて機関が点火される。

【００１７】図４の点火装置に用いる磁石式交流発電機
は、図１に示すように構成されている。図１において２
０は図示しない内燃機関のクランク軸に取り付けられた
磁石回転子、２１は機関のケース等に設けられた固定子
取付け部に固定された固定子である。磁石回転子２０
は、アルミニューム等の非磁性材料からなる円盤状の回
転体２２の外周寄りの部分に、一方の磁極部を回転体の
径方向の外側に向けた状態で鋳込まれた永久磁石２３
と、磁石２３の一方の磁極（図示の例ではＮ極）に当接
した状態で回転体２２に鋳込まれた第１の磁極片２４
と、磁石２３の他方の磁極部（図示の例ではＳ極）に中
間部を当接させた状態で配置されて回転体２２に鋳込ま
れた第２の磁極片２５とからなっている。第１の磁極片
２４の外周面は回転体２２の外周面と同一の円筒面上に
位置するように形成されていて、該磁極片２４の外周面
が磁石２３の一方の磁極と同じ極性（図示の例ではＮ
極）を呈する磁極部２４ａとなっている。また第２の磁
極片２５の両端の端面は、回転体２２の外周面に露呈し
て該回転体の外周面と同一の面上に位置するように形成
され、回転体２２の外周面に露呈した磁極片２５の両端
の端面が、磁石２３の他方の磁極と同じ極性（図示の例
ではＳ極）を呈する磁極部２５ａ及び２５ｂとなってい
る。磁極部２４ａと磁極部２５ａとの間の角度間隔及び
磁極部２４ａと磁極部２５ｂとの間の角度間隔は等しく
設定されている。

【００１８】固定子２１は、鋼板の積層体によりＩ字形
に形成されたコイル巻装部２６ａと、同じ鋼板の積層体
によりＩ字形に形成されて、コイル巻装部２６ａの両端
から一方の側に突出するように設けられた対の鉄心脚部
２６ｂ及び２６ｃとによりコの字形に形成された固定子
鉄心２６と、絶縁樹脂の成形品からなるボビン２７に巻
回されて固定子鉄心のコイル巻装部２６ａに取り付けら
れたエキサイタコイル１及び点火コイル２とからなって
いる。固定子鉄心２６のコイル巻装部２６ａと、鉄心脚
部２６ｂ及び２６ｃとは、鉄心脚部２６ｂ及び２６ｃの
それぞれの後端部に形成された蟻２６b1及び２６c1と、
コイル巻装部２６ａ側に形成された蟻溝２６a1及び２６
a2との嵌合により結合されている。固定子鉄心２６の鉄
心脚部２６ｂ及び２６ｃのそれぞれの先端部は磁石回転
子２０の外周面に対向する磁極部２６b2及び２６c2とな
っていて、これらの磁極部２６b2及び２６c2の一方が磁
石回転子の中央の磁極部２４ａに対向したときに、他方
が磁極部２５ａまたは２５ｂに対向するように、磁極部
２６b2及び２６c2の極間隔が設定されている。

【００１９】ボビン２７は、図２に示すように、第１の
巻枠部２７Ａと第２の巻枠部２７Ｂとをそれぞれの中心
軸線を一致させた状態で軸線方向に並べて一体化した構
造を有している。第１の巻枠部２７Ａは、コイル巻回用
胴部２７ａと、該胴部２７ａの一端及び他端にそれぞれ
形成された第１のつば部２７ｂ及び第２のつば部２７ｃ
とを有し、第２の巻枠部２７Ｂは、第１の巻枠部２７Ａ
の他端に一端がつながるコイル巻回用胴部２７ｄと、該
胴部２７ｄの他端に形成された第３のつば部２７ｅとを
有している。

【００２０】第１の巻枠部２７Ａの一端側に設けられた
第１のつば部２７ｂ及び他端側に設けられた第２のつば
部２７ｃの外周部にはそれぞれ突出部２７b1及び２７c1
が形成され、突出部２７b1及び２７c1にはそれぞれ対を
成すピン状の端子金具２８，２８´及び２９，２９´が
鋳込まれた状態で固定されている。

【００２１】図３に示したように、第１の巻枠部２７Ａ
の胴部２７ａにはエキサイタコイル１が巻回され、該エ
キサイタコイル１の巻始め側の端末部１ａ及び巻終り側
の端末部１ｂがそれぞれ端子金具２８及び２８´に巻き
付けられて接続されている。第２の巻枠部２７Ｂの胴部
２７ｄには、点火コイル２の一次コイル２ａが、エキサ
イタコイル１を構成するコイル導体と同一の線径のコイ
ル導体を用いて、かつ巻回方向をエキサイタコイル１と
同じにして巻回され、一次コイル２ａの巻始め側の端末
部２a1及び巻終り側の端末部２a2がそれぞれ端子金具２
９及び２９´に巻き付けられて接続されている。

【００２２】点火コイル２の二次コイル２ｂは、軸線方
向に並ぶ多数のコイル巻回用の溝部を外周部に有する二
次ボビン３０の各溝部に巻回された多数の単位コイルを
直列に接続したものからなっていて、二次ボビン３０を
一次コイル２ａの外側に該一次コイルと同心的に配置し
た状態で、適宜の手段によりボビン２７に対して固定さ
れている。

【００２３】ボビン２７の軸心部には孔２７ｆが形成さ
れ、該孔２７ｆに固定子鉄心２６のコイル巻回部２６ａ
を嵌合させた状態で固定子２１が固定子鉄心２６に取り
付けられている。固定子２６は、鉄心脚部２６ｂ，２６
ｃにそれぞれ設けられた取付け孔２６b3，２６c3を通し
て機関のケースなどの取付け部にねじ込まれるネジによ
り機関に対して取付け固定されている。

【００２４】上記のように、第１の巻枠部２７Ａと第２
の巻枠部２７Ｂとを一体化した構造のボビンを設けて、
該ボビンの第１の巻枠部２７Ａ及び第２の巻枠部２７Ｂ
にそれぞれエキサイタコイル１及び点火コイルの一次コ
イル２ａを同じ線径のコイル導体を用いて、巻方向を同
じにして巻回するようにすると、両コイルを同じ巻線機
により巻回することができるため、両コイルの巻回作業
を自動的に行わせて巻線作業を能率良く行わせることが
できる。

【００２５】上記のように、ボビンの第１のつば部２７
ｂ及び第２のつば部２７ｃのそれぞれに対の端子金具２
８，２８´及び２９，２９´を固定しておいて、エキサ
イタコイル１の両端及び一次コイル２ａの両端をそれぞ
れ端子金具２８，２８´及び２９，２９´に巻き付けて
固定するようにすると、コイルの端末処理を容易にする
ことができ、各コイルと点火回路との間の接続を容易に
することができる。

【００２６】なお図４に示した点火装置において、点火
回路１０を構成する部品は図示しないプリント基板に取
り付けられ、該プリント基板は、ボビン２７及び該ボビ
ンに巻回されたコイルとともに絶縁樹脂でモールドされ
る。

【００２７】上記の例では、コの字形の固定子鉄心２６
にエキサイタコイル１及び点火コイルの一次コイル２ａ
を巻回してボビンを取り付けることにより固定子２１を
構成しているが、図５に示すように、先端に磁極部２６
A1，２６B1及び２６C1を有する３つの脚部２６Ａ，２６
Ｂ及び２６Ｃの後端部を継鉄部２６Ｄにより連結した構
造を有するＥ字形の鉄心２６´を用いて、該鉄心２６´
の中央の脚部２６Ｂにエキサイタコイル１及び点火コイ
ルの一次コイル２ａを巻回したボビン２７を取り付ける
ことにより固定子２１´を構成してもよい。この場合に
は、２極の磁石回転子２０´を用いる。図５に示した例
では、回転体２２に鋳込んだ永久磁石２３´を、回転子
の径方向に対して直角な方向に着磁し、同じく回転体２
２に鋳込んで磁石２３´の対の磁極にそれぞれ当接させ
た磁極片２４´及び２５´の磁極部２４ａ´及び２５ａ
´を回転体２２の外周に露呈させることにより２極の磁
石回転子２０´を構成している。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
巻枠部と第２の巻枠部とを一体化した構造を有するボビ
ンを設けて、該ボビンの第１の巻枠部及び第２の巻枠部
にそれぞれエキサイタコイル及び点火コイルの一次コイ
ルを同じ線径のコイル導体を用いて、かつ巻方向を同じ
にして巻回するようにしたので、両コイルを同じ巻線機
により巻回することができ、両コイルの巻線作業を能率
良く行わせることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる点火装置で用いる磁石式交流発
電機の要部の構成を一部を断面して示した構成図であ
る。

【図２】同磁石発式交流電機で用いるボビンの斜視図で
ある。

【図３】図２のボビンにコイルを巻回した状態を示した
斜視図である。

【図４】本発明に係わる点火装置の１気筒分の電気的構
成の一例を示した回路図である。

【図５】本発明に係わる点火装置で用いる磁石式交流発
電機の変形例の要部の構成を一部を断面して示した構成
図である。

【符号の説明】

１ エキサイタコイル ２ 点火コイル ２ａ 一次コイル ２ｂ 二次コイル ３ 点火エネルギ蓄積用コンデンサ ４ ダイオード ６ サイリスタ（放電用スイッチ） ７ 点火時期制御装置 ２０，２０´ 磁石回転子 ２１，２１´ 固定子 ２３，２３´ 永久磁石 ２４，２４´，２５，２５´ 磁極片 ２６，２６´ 固定子鉄心 ２７ ボビン ２７Ａ 第１の巻枠部 ２７Ｂ 第２の巻枠部 ２７ｂ，２７ｃ，２７ｅ 第１ないし第３のつば部 ２８，２８´，２９，２９´ 端子金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により駆動される磁石式交流発
   電機に設けられて機関の回転に同期して交流電圧を発生
   するエキサイタコイルと、 前記エキサイタコイルとともに磁石式交流発電機に設け
   られて機関の回転に同期して一次コイルに交流電圧を発
   生する点火コイルと、 内燃機関の点火時期に点火信号を発生する点火時期制御
   装置と、 前記エキサイタコイルに誘起する電圧と点火コイルの一
   次コイルに誘起する電圧との和の電圧により一方の極性
   に充電される点火エネルギ蓄積用コンデンサと前記点火
   信号が与えられたときに導通して前記点火エネルギ蓄積
   用コンデンサの電荷を前記点火コイルの一次コイルを通
   して放電させるように設けられた放電用スイッチとを有
   する点火回路とを備えたコンデンサ放電式内燃機関点火
   装置において、 一端及び他端にそれぞれ第１のつば部及び第２のつば部
   が形成された第１の巻枠部と該第１の巻枠部の他端に一
   端がつながり他端に第３のつば部が形成された第２の巻
   枠部とを軸線方向に並べた状態で一体化した構造を有す
   るボビンが前記磁石発電機の固定子鉄心に取り付けられ
   て、該ボビンの第１の巻枠部及び第２の巻枠部にそれぞ
   れ前記エキサイタコイル及び一次コイルが巻回されると
   ともに、一次コイルを同心的に取り囲むように設けられ
   た二次ボビンに前記点火コイルの二次コイルが巻回さ
   れ、 前記エキサイタコイル及び一次コイルは線径が同じコイ
   ル導体により巻方向を同じにして巻回されていることを
   特徴とするコンデンサ放電式内燃機関点火装置。
2. 【請求項２】 前記ボビンの第１のつば部及び第２のつ
   ば部にそれぞれエキサイタコイルの両端を接続する対の
   端子金具及び一次コイルの両端を接続する対の端子金具
   が固定されていて、前記エキサイタコイルの両端及び一
   次コイルの両端がそれぞれ第１のつば部に固定された対
   の端子金具及び第２のつば部に固定された対の端子金具
   を経て前記点火回路に接続されていることを特徴とする
   請求項１に記載のコンデンサ放電式内燃機関点火装置。