JPS6032384Y2 - 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、誘導放電型の特にスノーモービル用に開発さ
れた内燃機関用無接点点火装置に関するもので、内燃機
関の低速回転時にはその点火時期を進角させるが、内燃
機関の回転速度が定常回転速度範囲に達するころは点火
時期を進角させて大きな加速力がでないようにすること
を目的とするものである。 通常、内燃機関用点火装置は、内燃機関の回転速度の上
昇に従って点火時期が進角し、これによって加速性能が
高められるようになっている。 所が、スノーモービルの場合、その特殊な使用環境のた
め、上記した特性をもつ点火装置を使用すると、内燃機
関の定常回転速度範囲時における加速力が強すぎて安定
した運転が得られないばかりでなく危険であった。 本考案は、上記した特殊な使用環境で運転されるスノー
モービル用の点火装置として開発されたもので、イグニ
ションコイルの１次巻線に誘起される逆方向電圧を利用
して、内燃機関の回転速度の定常値に達しない低速域で
は点火時期を回転速度の上昇に従って進角させるように
し、反対に定常速度よりもやや低い回転速度以上では点
火時期を回転速度の上昇に従って遅角させるようにした
ものである。 以下、本考案の一実施例を図面に従って説明する。 本考案は、イグニションコイルＴの１次巻線の両端子間
に、１次短絡電流の導電・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２個のトランジスタを使用したダーリントン回
路となっているが、これは１個のトランジスタであって
も良い）をそのコレクタとエミッタとで挿入し、このト
ランジスタ回路Ｔｒｃのコレクタ・ベース間にベース抵
抗としての抵抗Ｒ２を挿入し、またトランジスタ回路Ｔ
ｒＣのベース・エミッタ間にこのトランジスタ回路Ｔｒ
Ｃのターンオフを制御する自己トリガ方式のサイリスタ
５ＣＲ２を挿入して点火回路の主体を構威し、前記イグ
ニションコイルＴの１次巻線の両端子間に逆方向姿勢と
なったダイオードＤ４と抵抗Ｒ１゜とそしてコンデンサ
Ｃ２とを直列接続した遅角回路を挿入し、さらに抵１１
２に接続されたコンデンサＣ２のマイナス側電極を抵抗
Ｒ１３を介してサイリスタ５ＣＲ２のゲートに接続して
構成されている。 サイリスタ５ＣＲ２のゲート回路としては種々のものが
考えられるが、前記したコンデンサＣ２に充電された逆
電圧の放電回路を形成する必要があることから、図示実
施例の場合、サイリスタ５ＣＲ２のゲート・カソード間
には、順方向となった温度補償用のダイオードＤ３と抵
抗Ｒ９との直列回路と、抵抗Ｒ１ｏとＲ１１との直列回
路とを並列に挿入した構成となっている。 なお、トランジスタ回路ＴｒＣのコレクタとサイリスタ
５ＣＲ２のゲートとの間に挿入された抵抗Ｒ７とＲ８と
の直列回路は、サイリスタ５ＣＲ２のトリが時点、すな
わち点火時点を設定するためのものである。 また、抵抗Ｒ３１と並列に接続されたサーミスタｈは、
この抵抗Ｒ１１とＲ１゜とがコンデンサＣ２の放電回路
を形成することになるので、この放電回路の温度補償を
するためのものである。 本考案の基本的構成は上記の如きものとなっているので
、その点火動作は下記の如く行なわれる。 すなわち、図示省略したフライホイールが回転して、イ
グニションコイルＴの１次巻線に順方向電圧が誘起され
ると、この誘起電圧に従って抵抗Ｒ２を通ってトランジ
スタ回路ＴｒＣのベースに電流が流入し、トランジスタ
回路ＴｒＣを導通させる。 このトランジスタ回路ＴｒＣのターンオンによってイグ
ニションコイルＴの１次巻線には１次短絡電流が流れる
。 この１次短絡電流は、イグニションコイルＴにおける１
次巻線の誘起電圧の増大に従って増大するが、同様に抵
抗Ｒ７を通ってサイリスタ５ＣＲ２のゲートに流入する
電流も増大し、ついにはサイリスタ５ＣＲ２のゲート電
位をトリガ電圧まで上昇させてサイリスタ５ＣＲ２をト
リガする。 サイリスタ５ＣＲ２のトリガによってトランジスタ回路
ＴｒＣのベース・エミッタ間は短絡されることになり、
これによってトランジスタ回路ＴｒＣはターンオフして
１次短絡電流を急激に遮断する。 このトランジスタ回路ＴｒＣを流れていた１次短絡電流
の遮断によって、イグニションコイルＴの２次巻線には
高電圧が誘起され、これによってプラグに火花放電が発
生して点火動作が行なわれる。 なお、図示実施例の場合、外装型イグニションを使用し
た場合を示しているので、１次短絡電流の遮断による点
火動作の形態が多少異なったものとなる。 すなわち、トランジスタ回路ＴｒＣがターンオフすると
、この充分に大きくなった電流はダイオードＤ６を通っ
て点火コイルＴ１、Ｔ２の１次巻線に急激に流れこみ、
これによって点火コイルＴ１．Ｔ２の２次巻線に高電圧
を発生してそれぞれのプラグＰ１、Ｒ２に火花放電を発
生させる。 このようにして点火動作が行なわれるのであるが、内燃
機関の回転速度がまだ充分に上昇していないうちは、イ
グニションコイルＴの１次巻線に誘起される逆方向電圧
がまた大きくないと共に順方向電圧の発生し始める時点
から点火時点までの時間が長いので、コンデンサＣ２に
充電された逆電圧は点火動作に影響を与えることなく極
めて短時間で放電を完了してしまう。 このため、内燃機関の回転速度が定常速度よりやや低め
の回転速度に達するまでは、本考案による点火回路は通
常の点火回路と同様に内燃機関の回転速度の増大に従っ
て点火時期を進角させる。 この状態から、回転速度が増大して定常回転速度範囲に
近づくと、回転速度の増大に従ってコンデンサＣ２に充
電される逆方向電圧の値も増大し、これによって、この
コンデンサＣ２に充電された逆方向電圧の放電時間も長
くなること、および点火時期が充分進角して順方向電圧
発生時点から点火時点までの時間幅が小さくなったこと
とによって、サイリスタ５ＣＲ２はコンデンサＣ２の放
電°が完了するまでトリガできない状態となり、このた
め点火時期は遅角され始めることになる。 このコンデンサＣ２の放電による点火時期の遅角は、内
燃機関の回転速度が上昇すればするほど大きく作用する
ことになる。 すなわち、本考案回路の点火時期特性は、第２図に示す
如く、横軸に回転速度Ｎ Ｃｒｐｍ）をそして縦軸に電
気角θ

〔０〕をとると、イ曲線の如き特性曲線を描くこ
とになる。 すなわち、定常速度Ｎ２範囲よりもわずかに低い程度の
速度Ｎ□（実際は約３０００ （ｒｐｍ）程度）までは
点火時期は回転速度の上昇に従って進角し続け、この回
転速度対、で内燃機関として進角できる限度程度まで進
角される。 それゆえ、この回転速度Ｎ１の時に内燃機関は最も高い
馬力を出すことになる。 この回転速度Ｎ１を越えると、コンデンサＣ２の放電動
作の影響により点火時期は除々に遅角し、約５５００〜
６５００ Ｃｒｐｍ’）の範囲にある定常回転速度では
、内燃機関としてあまり大きな馬力を出せない程度の点
火時期まで遅角される。 このような本考案の点火時期特性に対し、従来の点火回
路の点火時期特性は、第２図の口曲線の如くなる。 スノーモービルの場合、車体の速度が上昇すればするほ
ど一般に走行に対する抵抗が減少するものであるから、
定常運転速度に達するまでは大きな加速、すなわち馬力
を要求されるが、定常速度に達したならば大きな馬力は
必要なく、むしろ馬力が大きいとスリップを引き起して
危険である。 それゆえ、口曲線の如き点火時期特性をもつ従来の点火
装置は、スピードが増大するに従って馬力が大きくなる
動作をするのでスノーモービルには極めて不適当となる
わけである。 所で、第１図に示した実施例は、本考案回路が第２図の
イ曲線に示した点火時期特性を確実に得ることができる
ように、その始動特性を向上させるため、始動用の点火
回路を付は加えたものである。 すなわち、本考案の回路とは別に、トランジスタ回路Ｔ
ｒＣのベース・エミッタ間にサイリスタ５ＣＲ２を挿入
し、このサイリスタ５ＣＲ２と並列に、順方向姿勢のダ
イオードＤ２とコンデンサＣ１との直列回路と、抵抗Ｒ
５とＲ６との直列回路を接続し、ダイオードＤ２のカソ
ードすなわちコンデンサＣ１のプラス側電極を抵抗Ｒ３
からフレーナー製ＮゲートサイリスタＰＵＴを経てサイ
リスタ５ＣＲ１のゲートに接続し、前記分圧回路である
抵抗Ｒ５とＲ６との接続点を２個のダイオードを直列接
続したダイオード回路況を経てブレーナ型Ｎゲートサイ
リスクＰＵＴのゲートに接続し、さらにこのブレーナ型
ＮゲートサイリスタＰＵＴのゲートを抵坊Ｂ４を経てサ
イリスタＳＣＲ□のカソードに接続して構成される点火
回路を付は加えている。 この点火回路を付は加えるため、トランジスタ回路Ｔｒ
Ｃのエミッタには極めて小さな抵抗値の抵抗Ｒ１が接続
され、またサイリスタ５ＣＲ２のカソードには逆方向姿
勢のツェナーダイオードｚＤが接続されている。 なお、ダイオードＤ□およびＤ６は図示実施例が外装イ
グニション型であるために電流方向規制のために設けた
ものであり、またダイオードＤ５はいわゆるフライホイ
ールダイオードと呼ばれるものと同一の作用すなわち、
ブリスパーク防止を目的として設けられたものである。 この始動用点火回路の動作を簡単に説明する。 なお、この始動用として示された点火回路の詳細は本考
案出願人の昭和ｒＲ−７月１９日付で出願した昭和５坪
特許願第８８０１０号に示されている。 イグニションコイルＴの１次巻線に順方向電圧が立ち上
がると、この誘起電圧に従って抵抗Ｒ２を通ってトラン
ジスタ回路ＴｒＣにベース電流が流入するので、トラン
ジスタ回路ＴｒＣはターンオンする。 このトランジスタ回路ＴｒＣへのベース電流の流入と同
時にダイオードＤ２を通ってコンデンサＣ１に順方向電
圧が図示した極性で充電されると共に抵抗Ｒ５、Ｒ６の
分圧回路にも電流が流れる。 順方向電圧の充電によってコンデンサＣ□のプラス側電
極すなわち点Ａの電位は上昇するが、誘起電圧が最大値
となる時点を過ぎない限り、この点Ａの電位はトランジ
スタ回路Ｔｒｃのベースよりも高い電位となることがで
きない。 所が、誘起電圧が下降し始めると点Ａの電位がトランジ
スタ回路ＴｒＣのベース電位よりも高くなると共にこの
ベース電位と一緒にその電位を下降させる点Ｂの電位も
下降し、ついには点Ｂの電位は点Ａの電位よりも下がる
。 このためブレーナ型ＮゲートサイリスクＰＵＴのアノー
ドに対してゲートがマイナスにバイアスされることにな
り、これによってブレーナ型ＮゲートサイリスタＰＵＴ
はトリガされ、コンデンサＣ１に充電されている電荷を
サイリスタＳＣＲ□のゲートに放電するので、サイリス
タ５ＣＲ１はトリガしトランジスタ回路ＴｒＣをターン
オフして点火動作を行なう。 このように、内燃機関の回転速度がサイリスタ５ＣＲ２
のトリガすることのできない値である始動時において点
火動作を行なうサイリスタＳＣＲ□を使用した点火回路
は、イグニションコイルＴの誘起電圧が最大値となる時
点よりも遅れた時点にその点火時点をもつものであるた
めに、内燃機関の回転速度が上昇してサイリスタ５ＣＲ
２がトリガできる値に達すると同時に点火時期は第２図
へ部分に示される如く一気に進角されることになり、こ
のため始動時から低速時における点火時期の進角特性は
、イ曲線に示す如く、極めて良好な曲線を描くことがで
きることになる。 なお、この点火時期特性曲線に関してもう少し詳しく説
明すると、例えば回転速度Ｎ１で進角上限まで進角させ
なくて良い場合には、本実施例のような特別な始動用の
点火回路を設ける必要はないが、二曲線に示す如く、定
常回転速度範囲における遅角量が不足し勝ちとなる傾向
があると共に定常回転速度に達するまでに充分な加速性
能を得るこができなくなるという欠点がある。 以上の説明から明らかな如く、本考案回路は、内燃機関
の回転速度が定常運転範囲になった時点には大きな馬力
を発揮できないようにすると共にこの定常運転速度に達
する以前すなわち低い回転速度時に大きな馬力を出せる
ようにしであるのでスノーモービルの如く、車体と雪面
との間に大きな摩擦抵抗のある低速時に大きな馬力を発
揮することができまた車体と雪面との間の摩擦抵抗が小
さくなる高速時には小さな馬力しか出せないようにして
いるのでスノーモービルを良好にかつ安全に駆動させる
ことができ、またその動作も安定したものであるので長
期間安定した動作を得ることができる等スノーモービル
用の点火装置として優れた作用効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による回路のより望ましい回路構成を示
す電線結線図である。 第２図は点火特性曲線図である。 符号の説明、Ｔ□、Ｔ□、Ｔ２・・・・・・イグニショ
ンコイル、Ｐ□、Ｒ２・・・・・・プラグ、ＴｒＣ・・
・・・・トランジスタ回路、５ＣＲ１，５ＣＲ２・・・
・・・サイリスタ、ＤＣ，、、、、、ダイオード回路、
Ｄ・・・・・・ツェナーダイオード、Ｔｈ・・・・・・
サーミスタ、ＰＩＪＴ′−・・・・・ブレーナ型Ｎゲー
トサイリスタ、Ｃ１，Ｃ２・・・・・・コンデンサ、Ｄ
□、Ｄ２゜Ｄ３．Ｄ２、■・・・・・・ダイオード、Ｒ
□、 Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１゜Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ
９，Ｒ１゜、Ｒ１１，Ｒ１゜、Ｒ１３・・・・・・抵抗
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２次巻線にプラグを接続したイグニションフィルＴの１
   次巻線の両端子間にトランジスタ回路ＴｒＣを挿入し、
   該トランジスタ回路ＴｒＣのコレクタ・ベス間に抵１２
   を挿入し、また前記トランジスタ回路ＴｒＣのベース・
   エミッタ間に、ゲート・カソード間に抵抗Ｒ１（、Ｒ１
   １から成る自己トリガ方式のゲート回路を有するサイリ
   スタ５ＣＲ２を挿入し、前記イグニションコイルＴの１
   次巻線と並列に逆方向姿勢となったダイオードＤ、と抵
   抗Ｒ□２とコンドンサＣ２との直列回路を接続し、該コ
   ンデンサＣ２の抵抗Ｒ□２に接続されたマイナス側電極
   を抵抗Ｒ□３を介して前記サイリスタ５ＣＲ２のゲート
   に接続して成る内燃機関用無接点点火装置。