JPS6131370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、石油等の流体燃料の燃焼装置に用
いる点火装置に、特にLC共振方式のキヤパシタ
放電型点火装置に関するものである。

電源からチヨークコイルを通じてキヤパシタに
充電し、このキヤパシタの充電電荷を、サイリス
タ等のスイツチング装置を通じて点火トランスの
１次線輪に与え、その２次線輪に接続された点火
装置に於て火花放電を発生させる型の、LC共振
を利用する倍電圧重畳方式のキヤパシタ放電型点
火装置は、既に知られている（たとえば、実開昭
50−109775、特開昭51−72570公報を参照された
い）。これらの従来方式に於て、点火電極で放出
される火花エネルギーを点火に充分な程度に保
ち、かつ点火放電音（スイツチング装置のオン−
オフによる断続音）を減小させるために、これが
人の可聴周波領域のだいたい上限である15KHz
を超える程度に上げるために、スイツチング装置
のオン−オフ周期を短かくすると、スイツチング
装置をはさんで発生する電圧が好ましくない程度
に上昇するなどのストレスが回路を構成する各素
子に作用するので、信頼性の極めて高い従つて高
価なものを用いなければならなくなるという問題
がある。

この発明は上記問題を解決することを目的とす
るものであつて、次に図示された実施例によつて
説明する。

端子１と２とは、図示しない交流電源（たとえ
ば100V、60Hz）の接続される電源入力端子であ
る。端子１と２との間に、チヨークコイル３とキ
ヤパシタ４とダイオード５とが直列に接続されて
いる。このキヤパシタ４が、点火トランス６と１
次線輪７とサイリスタ８との直列回路で分路され
ている。点火トランス６の２次線輪９には、点火
電極１１が接続されこの点火電極１１に、後述す
る振動吸収のためのインピーダンス素子（たとえ
ば低抗器）１０が並列に設けられている。上記サ
イリスタ８のゲートとカソードとの間に、抵抗器
１２とダイオード１３とキヤパシタ１４とが並列
に設けられている。サイリスタ８のゲートはさら
に、ダイオー１６を介して、自身のアノードに接
続され、また抵抗器１５を介して、端子２に接続
されている。

次に、上述の構成を持つ装置の動作について述
べる。

端子１と２とにAC電圧（たとえば100V、60
Hz）が印加されると、端子１側が＋極性にある
間、その電圧が零値から上昇し、ピーク値に達す
る間に、チヨークコイル３−キヤパシタ４−ダイ
オードを通じて、キヤパシタ４の充電電流が流
れ、電源電圧のピーク値にほぼ等しい電圧まで、
キヤパシタ４が充電される。

電源電圧がピーク値を過ぎると、キヤパシタ４
に充電された電荷が、充電時と逆向きに、チヨー
クコイル３−端子１−電源−端子２−抵抗器１５
−キヤパシタ１４のコースをとつて、放電し始め
る。キヤパシタ１４は容量が極めて小さい値であ
るから、短時間後に、サイリスタ８のトリガ電圧
まで充電されて、サイリスタ８をターンオフす
る。そこで、キヤパシタ４の残留電荷が、点火ト
ランス６の１次線輪７−サイリスタ８のコースに
よつて、極めて短い時間で放電し、２次線輪９に
高電圧が誘起され、点火電極１１で火花放電が始
まる。インピーダンス素子１０のインピーダンス
が極めて大きいから、火花放電の行なわれる間、
この素子１０には、電流がほとんど流れない。

サイリスタ８のターンオンされるのに伴なつ
て、キヤパシタ１４に充電された電荷もダイオー
ド１６−サイリスタ８のコースで放電される。

さて、サイリスタ８のターンオンによつて放電
の始まるキヤパシタ４の充電電荷は、キヤパシタ
４−点火トランス６−サイリスタ８−キヤパシタ
４の向きの１回の放電電流では、消費し切れない
で、キヤパシタ４に逆向きの充電が行なわれ、そ
の充電電圧によつて、サイリスタ８がターンオフ
される。キヤパシタ４のこの逆向きの充電は、キ
ヤパシタ４の容量と点火トランス７のＬとの主と
してLC定数による自由振動電流の源となる。即
ち、ダイオード１３−ダイオード１６のコースを
とつて、逆向き点火トランス６の１次線輪７に電
流が流れ、点火電極１１で逆向きの火花放電が行
なわれる。この火花放電で消費しきれなかつた電
荷がキヤパシタ４に充電（元の極性で）される。

このときの電流に対する１次線輪７の逆起電力
によつて、キヤパシタ４と１次線輪７の接続部が
極めて低い電位までさげられるので、電源からチ
ヨークコイル３を通じてキヤパシタ４に電源電圧
のピーク値のほぼ２倍の電圧が与えられる。この
電圧によるキヤパシタ４の充電はほとんど瞬時に
終り、前と同様にチヨークコイル３−電源−抵抗
器１５を通つて、抵抗器１５とキヤパシタ１４と
の時定数に従つて、キヤパシタ１４が充電され、
サイリスタ８が再びターンオフされる。その後、
電源電圧が端子１側で＋極性である間、サイリス
タ８がオン−オフを繰返し、点火トランス６の点
火電極１１で火花放電が断続的に行なわれる。

キヤパシタ４に充電される電荷は、点火動作の
初期すなわち電源電圧のピーク直後が最大で、電
源電圧が零値に近づくに従つて低下し、電源電圧
の＋極性が端子２側に移るとともに、点火動作が
停止する。従つて電源電圧が商用周波数たとえば
60Hzの正弦波電圧であれば、＋側のピークからゼ
ロまでの約1/4周期＝１／６０秒×１／４＝0.00417秒に
亘つ てサイリスタ８のオン−オフが行なわれ、残りの
約3/4周期に亘つて、サイリスタの動作が停止す
る。サイリスタ８がこの1/4周期の間に60回オン
−オフするとすれば、その周波数（繰返し率）は
60／（１／６０×１／４）＝14400／秒＝約14.4KHzであ
る。

点火電極１１での放電状態は、点火に大エネル
ギーを要する初期に最大エネルギーが放出され、
主に火花放電電流維持のための後続放電では放出
エネルギーが次第に低下して、理想的な形をと
る。

抵抗器１５とキヤパシタ１４とで形成される時
定数を調整して、サイリスタ８のスイツチング周
期を小さくし、点火電極１１での火花放電音周波
数を可聴周波数上限より高めることによつて、キ
ヤパシタ４と点火トランス６との諸定数に従う振
動電圧が電源電圧によつて、加算重畳されて行な
うキヤパシタ４の充電量が、電源電圧のピークの
経過後にサイリスタ８のスイツチングを行なわせ
ることで減少される。

以上では、点火電極１１で比較的安定した状態
で行なわれる正常な火花放電について述べたが、
次に、点火電極１１での異常な状態について考え
る。たとえば、点火電極１１が開放されている
（火花放電が発生しない状態にある）場合には、
インピーダンス素子１０が設けられてないとすれ
ば、キヤパシタ４に充電される電荷のエネルギー
は、主に点火トランス６の鉄損と、１次線輪７お
よび２次線輪９の銅損と、２次線輪９と点火電極
１１までの接続配線損失すなわち漏洩キヤパシタ
ンスと漏洩抵抗とで消費されることになるが、配
線損失以外は極めて低損失である（意図的に）か
ら、キヤパシタ４に重畳印加される電圧は、配線
損失に影響されるところが大きく、点火装置の設
計に見込むことが困難である。これに対して、図
示のインピーダンス素子１０として、たとえば５
−10MΩの高抵抗器を選定すると、配線損失が安
定化され、点火装置の設計が容易になると同時
に、点火電極１１の開放されているとき、キヤパ
シタ４の充電電圧の異常電圧の異常上昇が回避さ
れる。点火電極１１で正常火花放電の行なわれて
いる間、火花放電路が極めて低いインピーダンス
を示すから、インピーダンス素子１０にはほとん
ど電流が流れないので、この部分でのエネルギー
消費は無視できる。

以上に詳述したように、この発明によれば、
AC電源電圧のピークをすぎた時点から、その電
源周波数周期の1/4の間、可聴周波数上限を超え
る周波数（繰返り率）でサイリスタのオン−オフ
スイツチング動作を行なわせて、火花放電音と
して感知される雑音を減少し、しかも回路構成素
子に異常な電圧等のストレスが与えられることの
ない、安定で安価な点火装置が奴られる。さら
に、点火電極１１に並列にインピーダンス素子を
設けることによつて、いつそう安定化された点火
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例とする点火装置の回路構
成図である。 図に於て、１，２……電源入力端子、３……チ
ヨークコイル、４，１４……キヤパシタ、５，１
３，１６……ダイオード、６……点火トランス、
７……１次線輪、８……サイリスタ、９……２次
線輪、１０……インピーダンス素子、１１……点
火電極、１２，１５……抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源とチヨークコイルとキヤパシタと第
   １のダイオードの直列接続された前記キヤパシタ
   の充電回路と、前記キヤパシタと点火トランスの
   １次線輪と第２のダイオードと逆並列接続された
   スイツチング装置との、直列接続された前記キヤ
   パシタの放電回路と、前記交流電源がピークを経
   過したのち、零点に達するまでの間、前記スイツ
   チング装置に所定回数の動作を行なわせるため
   の、前記第１のダイオードを分路する少なくとも
   ２本の抵抗器による直列回路の接続点を前記スイ
   ツチング装置の制御端子に接続した制御回路から
   成る点火装置。 ２ 交流電源とチヨークコイルとキヤパシタと第
   １のダイオードの直列接続された前記キヤパシタ
   の充電回路と、前記キヤパシタと点火トランスの
   １次線輪と、第２のダイオードと逆並列接続され
   たスイツチング装置との直列接続された前記キヤ
   パシタの放電回路と、前記交流電源がピークを経
   過したのち、零点に達するまでの間、前記スイツ
   チング装置に所定回数の動作を行なわせるため
   の、前記第１のダイオードを分路する少なくとも
   ２本の抵抗器による直列回路の接続点を、前記ス
   イツチング装置の制御端子に接続した制御回路
   と、前記点火トランスの２次線輪に接続される点
   火電極に並列に設けられたインピーダンス素子と
   から成る点火装置。