JPS5813106Y2 - 内燃機関無接点点火装置用信号発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関無接点点火装置に用いる信号発電機
に関するものである。

一般に内燃機関用無接点点火装置は、サイリスタやトラ
ンジスタのような半導体スイッチにより点火コイルの１
次電流を制御するものであり、半導体スイッチに制御信
号を与えるため、内燃機関と同期回転する信号発電機が
用いられている。

この種の点火装置においては、機関の毎分回転数の増加
に伴って信号発電機の出力の立上りが早くなることを利
用して点火位置を進角させているが、従来の信号発電機
は正弦波状の出力を発生するため進角中を大きくとるこ
とができなかった。

そこで位相及び巻数が異なる複数の信号発電コイルを設
けて点火位置をステップ状に進角させるものが提案され
たが、このようなステップ状の進角は理想的なものとは
云えず、機関が要求する進角特性を満足させることがで
きないことが多かった。

また従来の信号発電機では、信号波形を適宜に調整する
ことができなかったため進角特性の曲線を任意に設定す
ることができず、進角特性を変更する場合には信号発電
機全体の設計を変更しなければならなかった。

本考案の目的は、進角中の大きいスムーズな進角特性を
得ることができ、しかも種々の進角特性に適応するため
の調整を容易に行なうことができるようにした内燃機関
無接点点火装置用信号発電機を提供することにある。

以下図示の実施例により本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案の信号発電機を適用できる無接点点火装
置の一例を示したもので、同図において１は２次コイル
１ｂに点火プラグ２が接続された点火コイル、３は点火
コイルの１次コイル１ａと直列に接続されたコンテ゛ン
サ、４はコンデンサ３と１次コイル１ａとの直列回路の
両端にダイオード５を介して並列接続されたエキサイタ
コイル、６はコンテ゛ンサ３と１次コイル１ａとの直列
回路の両端に並列接続されたサイリスタである。

７は信号発電機内の信号発電コイルで、この信号発電コ
イルの出力は必要に応じて波形整形回路８によりパルス
化された後サイリスタ６のゲートカソード間に印加され
る。

この点火装置においては、エキサイタコイル４の半サイ
クルの出力で゛コンデ゛ンサ３を充電しておき、点火位
置で信号発電コイル７からサイリスタ６に点弧信号を与
える。

これによりサイリスク６が導通するためコンデンサ３の
電荷がサイリスタ６と点火コイル１の１次コイル１ａと
を通して放電し、２次コイル１ｂに高電圧を発生させる
。

この点火装置において点火位置は、信号発電コイル７の
出力電圧がサイリスタ６のゲーＩ・トリガレベルに達す
る位相によって定まるため、信号発電コイル７の出力電
圧がサイリスタ６のゲートトリガレベルに達する位相を
機関の回転数の上昇に伴って進めることにより進角特性
を得ることができる。

他の形式の無接点点火装置についても全く同様のことが
云える。

第２図は、本考案の一実施例を示したもので、この実施
例ではフライホイール磁石発電機１０に本考案の信号発
電機が組込まれている。

フライホイール磁石発電機１０は磁性材料からなる椀状
のフライホイール１１とこのフライホイールの内周面に
固着された４個の弧状の永久磁石１２．１２・・・・・
・と各永久磁石１２の内周面に固着された磁極片１３と
からなる磁石回転子１４を備え、永久磁石１２゜１２・
・・・・・は交互に異なる磁極が現れるように径方向に
着磁されている。

図示してないがフライホイール１１の底壁にはボスが設
けられ、このボスに回転軸（通常は機関のクランク軸）
が取付けられる。

磁石発電機１０の固定子はＩ字型鉄心１５ ａ及び１６
ａにそれぞれ発電コイル１５ｂ及び１６ ｂを巻回した
電機子１５及び１６からなり、発電コイル１５ｂ及び１
６ｂの一方は第１図の回路のエキサイタコイル４として
用いられ、他方はヘッドランプ等を駆動するために用い
られる。

磁石回転子１４の１つの磁極片１３の周方向の端部が延
長されてフライホイールの径方向の朴方に向って延びる
延長部１３ａが形成されこの延長部１３ａの先端部はフ
ライホイール１１の周壁を貫通して設けた孔１１ ａを
通して外部に露呈されている。

延長部１３ ａと孔１１ ａの内面とは非磁性材料によ
り磁気的に絶縁されている。

図示の例では延長部１３ａの先端部がＮ極、孔１１ ａ
の周辺部がＳ極になっており、これら延長部１３ ａと
フライホイール１１どにより信号用磁石回転子１７が構
成されている。

フライホイール１１の周壁に接近した固定位置には延長
部１３ ａの先端にギャップを介して対向する３つの磁
極部１８ ａ 、１８ ｂ及び１８ Ｃを有するＥ字型
の鉄心１８が配置される。

鉄心１８の磁極部１８ ａと１８ ｂどの間の間隔は磁
極部１８ ｂと１８ Ｃとの間の間隔より大きく形式さ
れ、磁極部１８ａと１８ ｂとを連結するコイル巻回用
鉄心部分１８ｄ及び磁極部１８ ｂと１８ Ｃとを連結
するコイル巻回用鉄心部分１８ ｅにそれぞれ信号発電
コイル７を構成する信号用コイル７ａ及び７ｂが巻回さ
れている。

コイル巻回用鉄心部分１８ｄ及び１８ ｅのうち、回転
子の回転方向の後方側に位置する長い方のコイル巻回用
鉄心部分１８ｄに巻かれた信号用コイル７ａはこの鉄心
部分・の長さより短い軸線方向長さを有するように巻か
れ、コイル７ａと７ｂは互いに差動的に直列接続されて
いる。

そして信号用コイル７ ａ 、７ ｂと鉄心１８とによ
り信号発電子が構成されている。

上記の磁石発電機において、鉄心１８を第４図Ａ及びＢ
に示すように２つのコの字型鉄心１８１及び１８２に分
けて考えると、磁石回転子１４を第２図の位置から第３
図の位置まで回転させた場合に各鉄心１８１及び１８２
に流れる磁束φ８及びφ、の回転角θに対する波形は第
４図Ｃ及びＤに示すようになり、信号用コイル７ａ及び
７ｂにはそれぞれ電圧Ｖ８及びｖ５が誘起する。

信号発電コイル７の両端に得られる電圧■は、原理的に
は第４図Ｃ及びＤの電圧ｖ８及びｖｂを合成した波形と
なり、巾の広い信号電圧を得ることができる。

−例として鉄心１８の磁極部１８ ａ及び１８ ｂの間
隔を磁極部１８ ｂ及び１８ Ｃの間隔の略２倍にし、
信号用コイル７ａの巻数を信号用コイル７ｂの巻数より
多くした場合に信号発電コイル７に鎖交する合成磁束φ
の波形及び信号発電コイル７の両端に誘起する電圧■の
波形を観察したところ、第５図Ａ及びＢに示す通りであ
った。

尚第５図Ｃは信号発電コイル７の両端を完全短絡した場
合にこの信号発電コイル７を流れる電流■５の波形であ
る。

第５図Ｂから明らかなように、本考案の信号発電機によ
ると、２つのピーりＰ８及びＰｂを有する巾の広い信号
電圧Ｖｐを得ることができる。

機関の回転数をＮ １． Ｎ２及びＮ５（Ｎ １＜ Ｎ
２ ＜ Ｎ ３）と増大サセタ場合、信号電圧ｖｐの
波形はそれぞれ第６図の曲線ｎ１〜ｎ３のようになる。

したがって信号発電コイル７の出力の負の半波をダイオ
ードでカットすることにより信号電圧ｖｐを取出し、こ
れを第１図のサイリスタ６の点弧信号として用いると、
サイリスタ６をトリガするために必要な信号のレベルを
ｅｔとした場合、回転数Ｎ１〜Ｎ３におけるサイリスタ
の点弧位置はそれぞれα、〜α３となり、回転数の増大
に伴って点火位置がスムーズに進むことになる。

上記の進角特性は信号電圧Ｖｐの波形によって変わる。

本考案においては、長い方の鉄心部分１８ｄに巻かれた
信号用コイル７ａの軸線方向長さをこの鉄心部分１８ｄ
の長さより短くしであるため、この信号用コイル７ａを
鉄心部分１８ ｄの長手方向にずらすことができる。

このように信号用コイル７ａの位置をずらすと、信号用
コイル７ａに鎖交する磁束φの量が変るため信号電圧の
波形を変えることができる。

−例として第７図Ａに示すように信号用コイル７ａを磁
極部１８ ａ側に片寄らせて配置し、コイル７ａ及び７
ｂの巻数をともに５００ターンとしたところ同図Ｂに示
すような波形が得られ、第８図Ａに示すように信号用コ
イル７ａを磁極部１８ ｂ側に片寄らせて配置した場合
には同図Ｂに示すような波形が得られた。

また長い方の鉄心部分１８ｄに巻回する信号用コイル７
ａを同方向に巻回した複数のコイルにより構成すること
もできる。

この場合は両コイルの軸線方向長さの総計が鉄心部分１
８ｄの長さより短くなるようにしておくことにより上記
と全く同様に信号用コイルの位置を調整することができ
、各コイルの位置と間隔を調整することにより信号電圧
波形を変化させることができる。

信号用コイル７ａを２つのコイル７１ ａ及び７２ ｂ
により構成した場合の実施例を第３図に示しである。

この場合コイル７１ ａ及び７２ ａの巻数をそれぞれ
２００及び５００ターンとし、コイル７ｂの巻数を７０
０ターンとして両コイルを第９図Ａのように配置したと
ころ、信号電圧Ｖ、の波形は同図Ｂに示す通りであった
。

また第１０図Ａのように信号用コイル７ａを３つのコイ
ル７１ ａ〜７３ ａにより構成し、コイル７１ ａ
、７２ ａ及び７３ ａの巻数をそれぞれ２００，３０
０及び５００ターンとし、コイル７ｂの巻数を１０００
ターンとしてコイル７１ ａ及び７３ ａを両端に配置
し、コイル７１ ｂを中央に配置したところ、第１０図
Ｂに示すような信号電圧■、が得られた。

−例として第８図乃至第１０図に示した各信号電圧■２
を用いた場合の進角度βの回転数Ｎ（ｒｐｍ）に対する
特性を示すとそれぞれ第１１図の曲線Ａ乃至Ｃに示す通
りであり、これより、進角特性を種々変化させ得ること
が分る。

従って本考案によると、同一仕様の信号発電機で種々の
進角特性を得ることができ、一つの型式の発電機を種々
のエンジンに適用することができる。

尚長い方の鉄心部分１８ｄに巻回された信号用コイル７
ａは調整後固定する必要があるが、この固定はワニス処
理や接着性樹脂の塗布により容易に行なうことができる
。

本考案の信号発電機に用いる信号用磁石回転子は上記の
例に限定されるものではなく、エキサイタコイル等を内
蔵する磁石発電機の回転子とは別個に形成した信号発電
機専用の磁石回転子を用いることもできる。

上記の実施例では、信号用コイル７ａ及び７ｂを差動的
に直列接続しているが、これらの発電コイルを和動的に
直列接続しても第５図Ｂのような巾広な信号電圧波形を
得ることができる。

但し、両発電コイルを和動的に接続した場合には両発電
コイルに誘起するノイズが加算されるので、両発電コイ
ルに誘起するノイズを極力小さく抑えるように配置する
必要がある。

以上のように本考案によれば、３つの磁極部を有する鉄
心の２つのコイル巻回用鉄心部分の一方を長く形成する
とともにこの長い方の鉄心部分に巻回する信号用コイル
の軸線方向長さをこの鉄心部分の長さより短く設定して
信号用コイルの位置を調整できるようにしたので、信号
電圧波形を適宜に変化させることができ、種々の進角特
性を得ることができる。

また回転子の回転方向の後方側に位置する一方のコイル
巻回用鉄心部分を長くしたことにより十分大きな信号中
が得られるので、進角中を大きくとることができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の信号発電機を適用できる点火装置の一
例を示す回路図、第２図及び゛第３図はそれぞれ本考案
の異なる実施例を示す断面図、第４図Ａ乃至りは本考案
の動作説明図、第５図Ａ乃至Ｃは本考案の一実施例によ
り得られる磁束、出力電圧及び短絡電流の波形図、第６
図は本考案の発電機を用いた場合の進角動作の一例を説
明する線図、第７図乃至第１０図は信号用コイルの配列
と得られる信号電圧波形とを例示したもので各図Ａは信
号用コイルの配列を示す説明図、各図Ｂは信号電圧の波
形図、第１１図は第８図乃至第１０図に示された信号電
圧を用いた場合の進角特性を示す線図である。 ７・・・・・・信号発電コイル、７ａ、７ｂ、７Ｃ・・
・・・・信号用コイル、１７・・・・・・信号用磁石回
転子、１８・・・・・・鉄心、１８ ｄ ｊ８ ｅ・・
・・・・コイル巻回用鉄心部分。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）３つの磁極部とこれらの磁極部相互間を連結する
   ように設けられた２つのコイル巻回用鉄心部とを有する
   電機子鉄心の前記両コイル巻回用鉄心部分にそれぞれ信
   号用コイルを巻回して両信号用コイルを互いに接続して
   なる電機子と、磁石回転子とを備えた内燃機関無接点点
   火装置用信号発電機において、前記２つのコイル巻回用
   鉄心部分のうち前記回転子の回転方向の後方側に位置す
   る一方の鉄心部分が他方より長く形成され、前記長い方
   のコイル巻回用鉄心部分に巻回された信号用コイルは軸
   線方向に変位し得るように該長い方のコイル巻回用鉄心
   部分の長さより短い軸線方向長さを有するようにして設
   けられていることを特徴とする内燃機関無接点点火装置
   用信号発電機。
2. （２）前記長い方のコイル巻回用鉄心部分に巻回された
   信号用コイルが一個のコイルからなっている実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の内燃機関無接点点火装置用
   信号発電機。
3. （３）前記長い方のコイル巻回用鉄心部分に巻回された
   信号用コイルが複数のコイルからなっている実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の内燃機関無接点点火装置用
   信号発電機。