JPS5823013Y2 - 内燃機関用無接点点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関用無接点点火装置に関するもので、
常に強力な火花放電を確実に得ることを目的としたもの
である。

従来、内燃機関用点火装置は、ポイント式または無接点
式、および誘導放電型渣たは容量放電型を問わず、点火
コイルの１次巻線における誘起電圧がプラグに火花放電
を発生させることができる値に達したならば、またはこ
の１次巻線の誘起電圧がプラグに火花放電を発生させる
ことのできる値にある期間にその点火時期を設定してい
た。

すなわち、１次巻線における誘起電圧の値を検知し、こ
の値がプラグに火花放電を発生させることができる値に
達したならば、この達した時点を点火時期とするか、ま
たは、１次巻線における誘起電圧の値が火花放電を発生
させることのできる値にある期間内の適当な時期に機械
的な配置関係によりカムとかトリガコイルを利用して点
火動作を行なっていた。

それゆえ、各点火動作に利用される電力が、その時点に
おける点火コイルの発生最大電力であるとは限らず、必
ずしも点火コイルの発生電力を有効に利用しているとは
言い難かった。

このため、火花放電の強さの割には大きな点火コイルを
使用しなげればならず、点火装置全体としての効率を低
下させる大きな原因となっていた。

また、１次巻線に誘起される逆方向電力は全く利用する
ことがないので、これまた点火装置としての効率を低下
させる原因となっていた。

本考案は、上記従来例に卦ける欠点および不満点を解消
すべく考案されたもので、１次短絡電流の流通、遮断を
制御するトランジスタ回路のエミッタに、エミッタにコ
ンデンサを接続した第１のトランジスタをベースで接続
することによって１次短絡電流の変化に伴うトランジス
タ回路のエミッタ電位の変化を監視し、このトランジス
タ回路のエミッタ電位の変化に伴う第１のトランジスタ
のコレクタ電位の変化によってトランジスタ回路を遮断
して点火動作を行なうよう構成したものである。

以下、本考案の実施例を図面に従って説明する。

本考案による点火装置は、いわゆる誘導放電型点火装置
に属するもので、２次巻線Ｔ２にプラ゛グＰを接続した
点火コイルＴの１次巻線Ｔ１の順方向の誘起電圧が立ち
上り始めたならば、この誘起電圧に従った１次短絡電流
をトランジスタ回路ＴｒＣを通して１次巻線Ｔ１に流し
、この１次短絡電流の変化に伴うトランジスタ回路Ｔｒ
Ｃのエミッタ電位の変化を、トランジスタ回路の工□ツ
タに、そのエミッタにコンデンサＣ１を接続してそのベ
ースで接続された第１のトランジスタＴｒ１のコレクタ
電位の変化としてとらえ、この第１のトランジスタＴｒ
１のコレクタ電位が一定値に達した所で、トランジスタ
回路ＴｒＣを遮断して２次巻線Ｔ２に高電圧を誘起させ
、この高電圧によってプラグＰに火花放電を発生させる
ものである。

このような本考案による点火装置は、次の如き構成とな
っている。

１次巻線Ｔ１と並列に、１次短絡電流の導通遮断を制御
するトランジスタ回路ＴｒＣ（図示実施例の場合、この
トランジスタ回路ＴｒＣはダーリントン回路であるが、
これは」個のパワートランジスタであっても良い）と低
抵抗値である抵抗Ｒ３との直列回路と、１次巻線Ｔ１に
誘起される逆方向電圧の一部をコンデンサＣ２に充電す
る充電回路と、高抵抗値の抵抗Ｒ２と第１のトランジス
タＴｒ１とコンデンサＣ１との直列回路である１次短絡
電流の最大値時点を検出する回路と、そして逆方向姿勢
となったツェナーダイオードＺＤとダイオードＤ１との
直列回路である１次短絡電流遮断時におけるサージ電圧
からトランジスタ回路ＴｒＣを保護するサージ吸収回路
とを接続する。

トランジスタ回路ＴｒＣのコレクタ・ベース間には高抵
抗値の抵抗Ｒ１とベースを有する第２のトランジスタＴ
ｒ２との直列回路が挿入されており、この第２のトラン
ジスタＴｒｚのベースは、１次巻線Ｔ１における逆方向
誘起電圧の一部を充電スるコンデンサＣ２のプラス側電
極に接続され、またこの第２のトランジスタＴｒ２のベ
ースにはカソードを１次巻線Ｔ１の一方の端子に接続し
たシリコン制御整流器５ＣＲ（以下、単にサイリスタＳ
ＣＲと呼ぶ）のアノードが接続されている。

また、第１のトランジスタＴｒ１のベースはトランジス
タ回路ＴｒＣの工□ツタに接続され、また第１のトラン
ジスタＴｒ１のコレクタはサイリスタＳＣＲのゲートに
接続されている。

図示実施例の場合、このサイリスタＳＣＲのゲートには
抵抗Ｒ７が挿入されているが、これはサイリスタＳＣＲ
のトリガ動作を安定化させるためのものである。

サラに、第１のトランジスタＴｒ１のエミッタ、すなわ
ちコンデンサＣ１の一方の電極は、抵抗Ｒ４を介してツ
ェナーダイオードＺＤのアノードに接続されている。

なお、図示実施例の場合、コンデンサＣ２への充電回路
は、逆方向姿勢となったダイオードＤ３をコンデンサＣ
２に直列接続し、このコンデンサＣ２とダイオードＤ３
との直列回路と並列にコンデンサＣ２への充電電圧を設
定する抵抗Ｒ５を接続し、この並列回路と直列に逆方向
姿勢となったダイオードＤ２を接続した構成となってい
る。

また、図示実施例の場合、トランジスタ回路ＴｒＣのベ
ースと１次巻線Ｔ１の一方の端子との間に逆方向姿勢と
なったダイオードＤ４と抵抗Ｒ６との直列回路が挿入さ
れているが、この直列回路は、１次巻線Ｔ１に誘起され
た逆方向電圧に従ってトランジスタ回路ＴｒＣを通して
逆方向電流を流すことによって点火装置のプリスパーク
を防止するためのものである。

本考案は、上記の如き構成となっているが、次に本考案
による点火装置の動作を順に追って説明する。

内燃機関の作動に従って図示省略したフライホイールが
回転すると、１次巻線Ｔ１に順方向電圧に先立って逆方
向電圧が誘起される。

この順方向電圧に先立って誘起された逆方向電圧は、１
次巻線Ｔ１→ダイオードＤ３→コンデンサＣ２→ダイオ
ードＤ２→１次巻線Ｔ１の経路を経てコンデンサＣ２に
その一部が充電されると同時に、１次巻線Ｔ１→コンデ
ンサＣ１→抵抗Ｒ４→ンエナーダイオードＺＤ→１次巻
線Ｔ１の経路を経てコンデンサＣ１にその一部が充電さ
れ、そしてその大部分は抵抗Ｒ６とダイオードＤ４とか
らなる過回転防止回路によりトランジスタ回路ＴｒＣを
経てグロー防止電流として流れる。

コンデンサＣ２に充電された逆方向電圧は、第２のトラ
ンジスタＴｒ２のベースをプラスにバイアスするために
、第２のトランジスタＴｒ２はトリガされ、いつでもタ
ーンオンできる状態となる。

また、コンデンサＣ１に充電された逆方向電圧は、コン
デンサＣ１→抵抗Ｒ３→第１のトランジスタＴｒ１のベ
ース→第１のトランジスタＴｒ１のエミッタ→コンデン
サＣ１の経路を経て放電され、第１のトランジスタＴｒ
ｚをいつでもターンオンできるようトリガする。

この状態から、フライホイールの回転が進んで、１次巻
線Ｔｌに順方向電圧が誘起され始めると、この順方向電
圧により第２のトランジスタＴｒｚがターンオンし、ト
ランジスタ回路ＴｒＣのベースにベース電流を流入させ
てトランジスタ回路ＴｒＣをターンオンする。

トランジスタ回路ＴｒＣのターンオンによって、このト
ランジスタ回路ＴｒＣを通って１次巻線Ｔ１に１次短絡
電流が流れ始めると同時に、第１のトランジスタＴｒ１
のベースにもベース電流が流入して第１のトランジスタ
Ｔｒｘはターンオンする。

第１のトランジスタＴｒｘのターンオンによってコンデ
ンサＣ１には順方向電圧が充電されることになるが、こ
のコンデンサＣ１における充電電圧は、第１のトランジ
スタＴｒ１が導通状態にあることから、抵抗Ｒ３におけ
る電圧降下分に等しい値となり、コンデンサＣ１のプラ
ス側電極（第１のトランジスタＴｒ１のエミッタに接続
された側の電極）の電位はトランジスタ回路ＴｒＣのエ
ミッタと同電位となっている。

この状態、すなわち、コンデンサＣ１のプラス側電極と
トランジスタ回路ＴｒＣのエミッタとが同電位となって
いるのは１次巻線Ｔ１における順方向電圧が増大してい
る期間すなわち１次短絡電流が増大している期間であっ
て、この１次短絡電流が最大値に達した後、減少し始め
たとたん、すなわちトランジスタ回路ＴｒＣのエミッタ
の電位が下降し始めたとたんに、コンデンサＣＩのプラ
ス側電極と同電位である第１のトランジスタＴｒ１のエ
ミッタ電位は、トランジスタ回路ＴｒＣのエミッタすな
わち第１のトランジスタＴｒ１のベースの電位よりも高
電位となり、このため、第１のトランジスタＴｒ１はそ
のエミッタとベースとの電位差によりターンオフする。

この第１のトランジスタＴｒｌのターンオフによって、
第１のトランジスタＴｒｌのコレクタに尖頭状となった
高い電圧の過渡電圧（サージ電圧）が発生し、サイリス
タＳＣＲのゲートにトリガパルスとして印加される。

このトリガパルスとしてのサージ電圧がゲートに印加さ
れることにより、サイリスタＳＣＲはターンオンし、第
２のトランジスタＴｒｚのベースをマイナスに引き落す
ため、第２のトランジスタＴｒ２はターンオフし、この
第２のトランジスタＴｒｚのターンオフによってトラン
ジスタ回路ＴｒＣはベース電流が遮断されてターンオフ
して１次短絡電流を遮断し、プラグＰに火花放電を発生
させる。

このようにして、本考案による点火装置の点火動作は行
なわれるわけであるが、トランジスタ回路ＴｒＣがター
ンオフした瞬間に発生するサージ電圧は、ツェナーダイ
オードＺＤをブレイクダウンさせダイオードＤ１を経て
吸収されるので、トランジスタ回路ＴｒＣはこのサージ
電圧から充分に保護されることになる。

なお、上記した点火動作は、本考案装置の基本的な点火
動作を説明したものであって、よりくわしく説明するな
らば、上記した点火動作は、始動時を含む低速動作時に
おいて行なわれ、機関の速度が増大して通常速度範囲と
なると、１次巻線Ｔ１に誘起される順方向電圧の立ち上
がり速度が速くなり、この順方向電圧の立ち上がり速度
が速くなることと、実際に誘起される順方向電圧の値そ
のものが大きくなることとにより、第１のトランジスタ
Ｔｒ１のコレクタ電位の上昇も早くなり、この上昇した
第１のトランジスタＴｒ１のコレクタ電位により、第１
のトランジスタＴｒ１のターンオフに先立ってサイリス
タＳＣＲがターンオンして点火動作が行なわれるように
なる。

すなわち、機関の速度が増大すると点火時期が進角され
ることになるわけである。

このように、本考案装置は、１次巻線Ｔｌにおける順方
向電圧に先立って誘起される従来は全く利用されていな
かった逆方向電圧を利用して、第２のトランジスタＴｒ
２および第１のトランジスタＴｒ１をトリガしておくの
で、１次巻線Ｔ１に順方向電圧が立ち上がり始めると、
すみやかに第２のトランジスタＴｒ２、トランジスタ回
路ＴｒＣそして第１のトランジスタＴｒ１がターンオン
し、１次短絡電流が流れる。

また、トランジスタ回路ＴｒＣの遮断は、サイリスタＳ
ＣＲのターンオンによって第２のトランジスタＴｒ２の
ベースをマイナスに引き落すことによって達成している
ので、その動作が確実である。

そして何よりも、特に低速時に訃いて点火時期は、１次
短絡電流が最大値となった直後となるので、強力な火花
放電を得ることができ、１次巻線Ｔ１における誘起電力
を極めて効率良く利用しているものとなっている。

このことは、内燃機関の始動回転速度を大幅に低下させ
ることができると共に、使用される点火コイルＴも小型
のもので良く、さらに従来の点火装置のように点火時期
を調整する必要が全くなくなるという効果を生み出して
いる。

以上の説明から明らかな如く、本考案は極めて電気的な
効率が良く、このため強力な火花放電を得ることができ
ると共に各電気部品の定格を下げることができ、また点
火時期の調整が全く不要であるので取付けおよび取扱い
が極めて容易となる等多くの優れた作用効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

図は本考案装置の電気結線要領図である。 符号の説明、Ｔ・・・点火コイル、Ｔ１・・・１次巻線
、Ｔ２・・・２次巻線、Ｐ・・・プラグ、ＴｒＣ・・・
トランジスタ回路、Ｔｒｌ、Ｔｒ２・・・トランジスタ
、ＳＣＲ・・・サイリスタ、ＺＤ・・・ツェナーダイオ
ード、Ｃ１゜Ｃ２・・・コンデンサ、Ｄｌ、Ｄ２．Ｄ３
．Ｄ４・・・ダイオード、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５，Ｒ６゜Ｒ７・・・抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２次巻線Ｔ２にプラグＰを接続した点火コイルＴの１次
   巻線Ｔ１と並列に、トランジスタ回路ＴｒＣと低抗値の
   抵抗Ｒ３との直列回路と、前記１次巻線Ｔ１に誘起され
   る逆方向電圧の一部をコンデンサＣ２に充電する充電回
   路と、高抵抗値の抵抗Ｒ２と第１のトランジスタＴｒ１
   とコンデンサＣ１との直列回路と、逆方向姿勢となった
   ツェナーダイオードＺＤとダイオードＤ１との直列回路
   とを接続し、前記トランジスタ回路ＴｒＣのコレクタ・
   ベース間に高抵抗値の抵抗Ｒ１とベースを前記コンデン
   サＣ２のプラス側電極に接続した第２のトランジスタＴ
   ｒ２との直列回路を挿入し、該第２のトランジスタＴ
   ｒ ２のベースにアノードを接続したシリコン制御整流
   器ＳＣＲのカソードを前記１次巻線Ｔ１の一方の端子に
   接続し、前記第１のトランジスタＴ ｒ １のベースを
   前記トランジスタ回路ＴｒＣのエミッタに接続すると共
   に該第１のトランジスタＴｒ１のコレクタを前記シリコ
   ン制御整流器ＳＣＲのゲートに接続し、さらに前記第１
   のトランジスタＴｒ１のエミッタを抵抗Ｒ４を介して前
   記ツェナーダイオードＺＤのアノードに接続して成る内
   燃機関用無接点点火装置。