JPS60156250A - 内燃機関無接点点火装置用多極磁石発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関無接点点火装置用多極磁石発電機に関
する。

（従来技術） 従来周知のこの種のものにおいては、点火信号発電機を
別に設けて点火信号を得ていたが、点火信号発電機はコ
ストが高く、かつ取付スペースを必要とするのみならず
、その取付にも位置決めを精度よく行なう必要があり、
工数を要していた。

そこで、特公昭４９−４６１６３号公報に示すように、
多数の突極を形成したコアの１つ飛びの２つの突極に信
号コイルもしくはコンデンサ充電コイルを分割して巻線
し、これらの分割巻線を巻数を同じにし、巻方向を変え
て直列接続すると共に、磁石回転子として、円周方向の
大部分には磁仕度化が表れるが、一部分には磁性変化が
ない部分が表れるようにしたものを用いて、磁石回転子
の１回転につき１回の点火火花を得るものが考えられて
いる。

また、従来実開昭５５−６２１７９号公報に記載される
ごとく、磁石回転子を軸方向に２段着磁し、点火信号用
突極を軸方向に２分割して、この各分割部に信号コイル
を分割して巻線し、これら分割信号コイルの差動出力に
よって、磁石回転子の１回転につき１回の点火火花を得
るものも劣えられている。

しかしながら、上述した従来のものでは、分割して巻線
した信号コイルもしくはコンデンサ充電コイルに発生す
る互いに逆極性の電圧でもって相殺して不要部分におけ
る出力電圧を零にするようにしているので、いずれも２
つの突極に信号コイルもしくはコンデンサ充電コイルを
分割して巻く必要があり、構造が複雑で、作業性が悪く
、高価になるという欠点があった。

（発明の目的） 本発明は上記の欠点を解消するため、半径方向にほぼ等
間隔で複数個突出するコアの各突極の一部分を数極分で
１組の点火用突極となし、この１組の点火用突極の外周
に対し、コンデンサ充電コイル等の点火電源コイルまた
は信号コイルを１つ巻線すると共に、磁石回転子を軸方
向に２段着磁して変則磁極列と整列磁極列とを形成し、
かつ点火用突極の磁極片は変則磁極列のみと対向させ、
他の突極の磁極片は双方の磁極列と対向させることによ
り、磁気回路構成で不要な部分における出力の発生を阻
止し、もって１組の点火用突極の外周に対し１つの信号
コイルもしくは点火電源コイルを巻くという簡単かつ安
価な構成で、１回転１発火が可能で、かつ出力コイルに
大きな出力が効果的に得られることを目的とする。

（実施例） 以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すもので、１は磁性体
よりなる碗状のロータ、２は１２極のリング状磁石、。

−ヶ１．）内周、固定、７あお。３は　ｉ磁気回路を形
成するコアで外径方向にほぼ等間隔で突出する１０個の
突極３ｂ〜３にと１つの点火用突極３ａとを有する。４
は点火用突極３ａの外周に巻線したコンデンサ充電コイ
ル、５はランプやパンテリ充電等に使用する出力コイル
で、残りの１０個の各突極３ｂ〜３にの各外周に巻線さ
れ互いに直列接続されている。そして、ロータ１および
磁石２は図示されていない内燃機関のクランクシャフト
に連結され回転駆動される。また、コア３は穴３１を介
して図示されていない内燃機関のクランクケースにネジ
締め等で固定されている。

ここで、磁石２は半径方向に着磁された円弧状の１２個
の等間隔（磁極１極当りの角度ピッチが３０°）の磁石
部分２ａ〜２１を円周方向につらねてリング状にすると
共に軸方向に２段に分割して第１．第２の磁極列２Ａ、
２Ｂを形成したものである。そして、第２図の磁石２の
展開図に示すように、第１の磁極列２Ａのうち５個の磁
石部分２ａ〜２ｅが連続してＮ極に着磁されており、残
りの７個の磁石部分２ｆ〜２１はＳ、　Ｎ極に交互に着
磁されている。また、第２の磁極列２Ｂは第１の磁極列
２Ａの交互に着磁された磁石部分２ｆ〜２βと同位相で
、Ｎ、Ｓ交互の極性で表れるようにすべての磁石部分２
ａ〜２１がＮ、　Ｓ極に交互に着磁されている。この磁
石２は１つのリング状の磁石によって形成することもで
きるが、複数個に分割された円弧状の磁石をリング状に
つらねて□構成するようにしてもよい。　。

また、コア３の各突極３ａ〜３にのうち、等間隔で設け
られた１０個の突極３ｂ〜３には磁石２の磁極角度ピッ
チと同じ３０°の角度間隔で設けられており、これら各
突極３ｂ〜３に先端の磁石２の磁極と対向する磁極片の
角度は、磁石２の磁極１極当りの角度θｐ＝３０°より
小さい１８゜程度の大きさにしである。また、点火用突
極３ａは他の各突極３ｂ〜３にの２極分で１つとなるよ
うにその両隣りの突極３ｂ、３にの中間部分に、これら
両突極３ｂ、’３ｋに対し４５°の角度ピッチで形成さ
れており、この点火用突極３ａ先端の磁石２の磁極と対
向する磁極片の角度θＣは、磁石２の磁極１極当りの角
度θｐ＝３０”より大きい５３°程度の大きさにしであ
る。

そして、コア３の積層鋼板の積厚は第１の磁極列２Ａの
軸方向寸法より若干小さく設定され、すべての突極３ａ
〜３にの各磁極片は第１図（Ｂ）に示すごとく、第１の
磁極列２Ａと対向する位置に配置されている。また、点
火用突極３ａ以外の他の突極３ｂ〜３にの各磁極片は、
端部の１枚の積層鋼板の外形端を第２の磁極列に向かっ
てＬ字状に折り曲げて第２の磁極列２Ｂまで延ばして、
つば部３Ａを形成することにより、第１図（Ｂ）に示す
ごと（第２の磁極列２Ｂとも対向するようにしである。

また、第１図（Ａ）中の矢印はロータｌの回転方向を示
す。

第３図は上記実施例における各部の波形を示し、（Ａ）
はコンデンサ充電コイル４に鎖交する磁束波形、（Ｂ）
はこのコイル４の発生電圧、（Ｃ）は後述する点火用コ
ンデンサの充電電圧、（Ｄ）は出力コイル５の１ボ一ル
分（突極３ｋに対応する部分）に鎮交する磁束波形、（
Ｅ）はこのコイル５の１ボ一ル分（突極３ｋに対応する
部分）の発生電圧を各々示す。

第４図は電気回路図で、１０．１３．１５は整流用ダイ
オード、１１は点火用コンデンサ、１２は点火コイルで
、１２ａばその１次コイル、１２ｂはその２次コイル、
１４は抵抗、１６は点火用サイリスク、１７は点火プラ
グを各々示す。

なお、本実施例の磁石２の第１の磁極列２Ａの着磁は連
続する同一磁極数が５極の場合を示しであるが、この極
数にすればコイル４に発生する電圧の第３図（Ｂ）図示
の正方向電圧Ｂｌと負方向電圧Ｂ２との間に適当な休止
部ができ条ため、正方向電圧Ｂ１の電機子反作用によっ
て負方向電圧Ｂ２が遅らされることが少なくなり、従っ
て、この負方向電圧Ｂ２によって決定される点火時期パ
ターンが漸進進角になるという優れた効果がある。

上記構成において、ロータ１が回転すると、コンデンサ
充電コイル４の突極３ａは出力コイル５１の各突極３ｂ
〜３にのほぼ２極分が１極となるように設定してあり、
かつその磁極片が磁石２の第１の磁極列２Ａのみと対向
すると共にこの磁極列２Ａの磁極Ａ極当りの角度より広
くしであるため、コイル４には、第１の磁極列２Ａの同
一極性が２極以上連続する磁極に対向した時だけ有効磁
束が鎮交し、Ｎ、Ｓ交互に極性変化がある部分ではこれ
ら隣接する磁極同志が幅の広い磁極片で短絡されるので
、有効磁束にはならず、従って、第３図（Ａ）に示す磁
束変化が点火用突極３ａに起こり、第３図（Ｂ）に示す
電圧がコンデンサ充電コイル４に発生ずる。ここで、コ
イル４に第３図（Ｂ）のＢ、で示す正方向電圧が発生す
ると、第４図のダイオード１０→コンデンサ１１→点火
コイルの１次コイル１２ａ→ダイオード１３−アース−
コイル４の回路で点火用コンデンサ１１は第３図（Ｃ）
のように充電される。更に、ロータ１が回転してコイル
４に第３図（Ｂ）のＢ２で示す負方向電圧が発生すると
、アース−抵抗１４−ダイオード１５−コイル４の回路
で電流が流れ、抵抗１４の端子間電圧、即ち、点火用サ
イリスク１６のゲート・カソード間電圧が所定値になる
とサイリスタ１６が導通する。このようにしてサイリス
ク１６が導通ずると、コンデンサ１１に充電されている
電荷がサイリスク１６一点火コイル１２の１次コイル１
２ａ→コンデンサ１１の回路で急激に放電され、点火コ
イル１２の２次コイル１２ｂに高電圧が発生し、点火プ
ラグ１７に点火する。

以上の動作を繰り返してロータ１の１回転につき１発火
の無接点点火装置を得ることができる。

ここで、従来の特公昭４９−４６１６３号公報に示され
るごときのものでは、１つ飛びの２つの突極に分割巻き
したコイルに発生する互いに逆極性の電圧でもって相殺
して不要部分における出力電圧を零にするようにしてい
るので、このコイルをコンデンサ充電コイルに使用する
場合、高速回転域でコイルの両分側部分に数ＫＶの大き
な無負荷電圧が発生してコイルが絶縁破壊する恐れがあ
るが、本実施例のごとく隣接する異極性の磁極間を点火
用突極３ａの磁極片で短絡して不要な部分における出力
電圧の発生を阻止することにより、コンデンサ充電コイ
ル４が無負荷電圧により絶縁破壊することはない。

また、点火用突極３ａ以外の他の突極３ｂ〜３にの各１
つの磁極片は磁石２の磁極角度θｐより小さくしである
と共に、各つば部３Ａによって、第１．第２の磁極列２
Ａ、２Ｂの双方と対向するようになっているため、第１
の磁極列２Ａの磁極と第２の磁極列２Ｂの磁極とが同一
になる部分と突極３ｂ〜３にの磁極片が対向する位置で
は、すべてが出力コイル５の有効磁束となり、第１．第
２の磁極列２Ａ、２Ｂの磁極が異極になる部分と突極３
ｂ〜３にの磁極片が対向する位置では、この対向する磁
極片によって第１．第２の磁極列２Ａ、２Ｂ間の醤［極
が短絡される。ここで、第１゜第２の磁極列２Ａ、２Ｂ
間の磁極が異なる部分は、第１の磁極列２Ａの同一極性
が連続する磁石部分２ａ〜２ｅの間に１極飛びに形成さ
れることになるため、出力コイル５の各突極３ｂ〜３に
のｌ極当りにはロータｌの回転に伴って常に磁束変化が
生じ、従って、出力コイル５の各突極３ｂ〜３にのｌ極
当りには、第３図（Ｄ）のようなフラ・ノクス変化がロ
ータｌの１回転３６０°に対し３０’の位相差でもって
順次起こり、これら各突極３ｂ〜３ｋに巻線された出力
コイル５の各コイル部分に第３図（Ｅ）のような電圧が
ロータ１の１回転３６０°に対し３０°の位相差でもっ
て順次発生する。

以上のように点火用突極３ａのために第１の磁極列２Ａ
に同−磁極部を多く設けても、出力コイル５の各コイル
部分に磁束変化を常に起こすことができ、比較的大きな
出力を取ることができる。

従って、出力コイル５の端子間にはこれらの電圧が加算
された波高値が非富に高い連続的な出力電圧が発生し、
ランプやバッテリ充電等に必要かつ充分な出力を供給す
ることがきる。

なお、２段着磁を行う例は実開昭５５−６２１７９号公
報に示すようなものがあるが、これは点と信号用の磁気
回路を軸方向回路にして、差動巻妾続した２つのコイル
で点火信号を得るものであ　１す、本実施例のように径
方向磁気回路で、点火時期の要求仕様等により第１の磁
極列２Ａの連続する同一極数を多くした時に出力の低下
を少なくするため、軸方向磁極を短絡するものとは大き
く異なる。（高回転時に点火時期が遅角しないようにす
るためには、第１の磁極列２Ａの連続する同一極数を増
して第３図（Ｂ）で示すコイル４の正方向出力Ｂ１と負
方向出力Ｂ２との間隔を広くしなければならない。） 第５図は本発明の第２実施例を示すもので、コア３の積
層鋼板の積厚を、点火用突極３ａ部分のみ少なくし、点
火用突極３ａの磁極片が第１の磁極列２Ａのみと対向し
、それ以外の他の突極３ｂ〜３にの各磁極片が第１．第
２の磁極列２Ａ、２Ｂの双方に対向するようにしたもの
である。

なお、上述した実施例では、１２極を基本にした実施例
を示したが、１２極以外の多極磁石発電機でも同様に実
施できる。

また、上述した実施例では、第１磁極列２Ａの連続する
同−極数部がＮ極５極とした例を示しているが、点火時
期パターン、コンデンサ電圧の要求値等により極数を変
えることができ、また連続して同極に着磁する部分はＮ
、Ｓ極どちらだけでも良く、更に連続して着磁する同極
の極数の組合せを変えるようにしてもよく、さらに、第
１．第２の磁極列２Ａ、２Ｂの上下関係を入れ替えるよ
うにしてもよい。

また、上述した実施例は信号コイルレス多極磁石発電機
の場合を示したが、点火用突極３ａに、サイリスタ１６
（第４図）に点火信号を供給する信号コイルを巻線し、
他の２つの突極３ｊ、３ｋにコンデンサ充電コイル４を
和動巻きするようにしてもロータｌの１回転につき１回
点火火花を発生させることができる。この場合、コンデ
ンサ充電コイル４の負方向電圧をサイリスタ１６に供給
する必要がないため、第４図において、ダイオード１５
の回路を省略し、サイリスク１６のゲートに信号コイル
の一端を接続すると共に、サイリスタ１６のカソード側
を直接アースするようにすればよい。

また、コア３に２つの点火用突極を形成し、これら両突
極にコンデンサ充電コイル４を和動巻きすれば、コンデ
ンサ充電電圧を倍増させることができる。

さらに、コア３に内燃機関の気筒数に対応させて複数の
点火用突極を形成し、これら各突極に各気筒に対向する
コンデンサ充電コイルを巻線して、各気筒ごとに第３図
図示の点火回路を用いるようにすれば、多気筒用内燃機
関にも本発明を適用できる。

なお、上述した実施例においては、磁石２の磁極ピンチ
と出力コイル５を巻線した各突極のピッチとを一致させ
たが、出力コイル５により３相出力を得る場合などにお
いては、磁石２の磁極ピンチと出力コイルを巻線した各
突極のピンチとを電気角で（２／３）πずらずようにし
てもよい。

また、上述した実施例においては、コア３の連続する突
極２つ分で１つの点火用突極３ａを形成したが、コア３
の連続する突極３つ分で１つの点火用突極３ａを形成す
るようにしてもよく、さらには、第６図に示す第３実施
例のごとく、隣接する２つの突極３ａｌ１３ａ２よりな
る１組の点火用突極の外周に、この２つの突極３ａ、３
ｂにまたがって１つのコンデンサ充電コイル４（または
信号コイル）を巻線したものにも本発明を通用すること
ができる。この第３実施例においては、１組の点火用突
極３ａ＋＋３８２が、第１の磁極列２人の同一極性が２
極以上連続する部分に対向したときだけ、両突極３ａ　
ＩＩ　３ｂ２を通る磁束の方向が同一であることによっ
て、コイル４に有効磁束が鎖交し、Ｎ、　Ｓ交互に極性
変化がある部分では、両突極３ａｌ、３ａ２を通る磁束
の方向が互いに逆であることによって、これらの互いに
逆方向の磁束が相殺し合ってコイル４に実質的な有効磁
束が鎖交しないようにして、前記第１実施例と同等な出
力電圧をコイル４に発生させるようにしたものである。

また、磁石２はリング状のものを用いなくとも、特公昭
４９−４６１６３号公報のものと同様に、各磁極列２Ａ
、２Ｂの磁石部分に対応して、円弧　Ｉ状の磁石を等間
隔でロータ１の内周面に配置固定て、点火用突極を第１
の磁極列のみと対向させると共に、それ以外の他の突極
を第１．第２の磁極列の双方に対向させたから、磁石回
転子の第１の磁極列の磁性変化が表われる部分では隣接
する異極性の磁極と数極分で１組をなす点火用突極とを
利用して磁気回路構成により不要な部分における出力電
圧の発生を阻止し、同一極性が連続して表われる部分で
は点火用突極に有効磁束が流れて出力を発生させること
ができ、これによって、基本的には１組の点火用突極の
外周に対し１つの点火電源コイルもしくは信号コイルを
巻くという作業性のよい構成で安価に、磁石回転子の１
回転につき１回点火させることができるという優れた効
果がある。

さらに、点火用以外の他の突極の磁極片を第１゜第２の
磁極列の双方に対向させたから、出力コイルの各究極の
ｌ極当りにはロータの回転に伴なって常に磁束変化が生
じ、従って、１回転１点火とするために、第１の磁極列
に連続して同一極性が゛　表われるものを用いたにもか
かわらず、出力コイルに必要かつ充分な出力が得られる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明発電機の第１実施例を示す底面図
、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）図示のＡ−Ａ線に沿う縦
断面図、第２図は上記第１実施例における磁石の展開図
、第３図は上記第１実施例の作動説明に供する各部波形
図、第４図は上記第１実施例を適用する点火装置の電気
回路図、第５図および第６図は本発明発電機の第２およ
び第３実施例をそれぞれ示す縦断面図および底面図であ
る。 １．２・・・磁石回転子を構成するロータと磁石、２　
ａ　〜２　ｊ！　・・・磁石部分、２Ａ、２Ｂ−・・第
１．第２の磁極列、３ａ・・・点火用突極、３ａｌ、３
ａ２・・・１組の点火用突極を構成する突極、３ｂ〜３
ｋ・・・他の突極、４・・・点火電源コイルをなすコン
デンサ充電コイル、５川出力コイル。 代理人弁理士　岡　部　隆 第　６　図 手続補正書 昭和５９年ＩＯ月２Ｃ日 特許庁長官　殿 ■事件の表示 ３　？ｉｌｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 愛欠１県刈谷ｉ親和町１丁目１番地 （４２６）日本電装株式会社 代表者　戸田窓台 ４代　理　人 〒４４８　愛欠Ｊ県メリ谷市昭和町１丁目１番地５補正
の対象 するようにしてもよい。 また、上述した実施例においては、本発明をコンデンサ
放電式の点火装置に適用したが、点火電源コイル （発明の効果） 以上述べたように本発明においては、多極磁石回転子の
円周方向の一部分には少なくとも２極以上が連続して同
一極性で表われるように第１の磁極列を配置すると共に
、この第１の磁極列のＮ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半径方向に複数個はぼ等間隔で突出した突極を有すると
   共に、これら各突極の連続する一部分を、数極分で１組
   の点火用突極となすと共に、この点火用突極の磁極片の
   軸方向長さよりそれ以外の他の突極の磁極片の軸方向長
   さを長くしたコアと、この１組の点火用突極の外周に対
   し１つ巻線された点火電源コイルまたは信号コイルと、
   前記点火用突極以外の他の突極に巻線した出力コイルと
   を備えたステークと、 前記点火用突極とそれ以外の他の突極との双方の磁極片
   に対向し、円周方向の一部分には少なくとも２極以上が
   連続して同一極性で表れ円周方向の残余の磁極がＮ、Ｓ
   交互の極性で表れるように多極配置された第１磁極列と
   、前記点火用突極以外の他の突極のみと対向し、前記第
   １の磁極列のＮ、Ｓ交互に極性変化が表れる部分と同位
   相で円周方向のすべての磁極がＮ、Ｓ交互の極性で表れ
   るように多極配置された第２の磁極列とを有する磁石回
   転子とを備える内燃機関無接点点火装置用多極磁石発電
   機。