JPS6228706Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関用の容量放電型の無接点点
火装置における過回転防止回路に関するもので、
内燃機関の回転速度が設定された値を越えたなら
ば点火装置におけるサイリスタのトリガを停止さ
せ、これにより点火装置の点火動作を停止させて
内燃機関の回転速度を低下させることを目的とし
たものである。

内燃機関用の無接点点火装置における過回転防
止回路としては種々の方法および構成のものが考
えられている。

この無接点点火装置のうち、容量放電型の無接
点点火装置の電気的な過回転防止手段としては、
内燃機関の回転速度が設定された値を越えたなら
ば、点火装置の点火動作そのものを停止させてし
まう手段と、点火装置における点火時期を遅らせ
る手段とがある。

点火装置の点火動作そのものを停止させてしま
う手段の場合、内燃機関の回転速度を、発電コイ
ルまたはトリガコイルにおける内燃機関の速度に
比例した誘起電圧を監視し、この誘起電圧値が所
定値を越えたならば、これを適当な手段により検
知して、イグニツシヨンコイルの１次巻線の両端
子間を短絡するとか、コンデンサに充電された電
荷を上記１次巻線に放電するためのサイリスタの
トリガを不能にするとかしていた。

このように、内燃機関の回転速度が設定された
値を越えた際に、発電コイルまたはトリガコイル
の誘起電圧を監視して検知信号を出す場合、この
発電コイルまたはトリガコイルの誘起電圧を監視
するための回路構成が必要である。

従来、この監視のための回路構成は、発電コイ
ルの順方向電圧の一部またはトリガコイルの順方
向電圧の一部をコンデンサに充電し、内燃機関の
回転速度が設定された値を越えたならば、このコ
ンデンサに充電された電荷を所定の回路に放電し
て点火装置の点火動作を行なえないようにしてい
た。

このため、従来のこの種の回路においては、コ
ンデンサに充電される電圧を監視する何らかの手
段を必要とすると共に、コンデンサの充電電圧が
設定された値に達したならば、前記した監視手段
によつて作動する点火装置の点火を阻止する手段
をもつていなければならなかつた。

このため、過回転防止回路としての構成は当然
のこととして複雑なものとなり、場合によつては
極めて高価なものとなることがあつた。

また、多くの場合、内燃機関の回転速度を監視
するためのコンデンサには発電コイルまたはトリ
ガコイルの順方向電圧の一部が充電されるため
に、発電コイルまたはトリガコイルは、本来要求
される発電能力に加えて、このコンデンサに充電
できる電力をも発電することが要求されることに
なり、このためコイルのアンペアターンを増大さ
せてあげる必要があるので、使用される発電コイ
ルまたはトリガコイルとしては、過回転防止回路
をつけないものよりも大きい定格の大型でかつ高
価なものを使用することになつている。

このことは、回路全体としてみた場合、点火動
作能力そのものには何ら変化がないのであるか
ら、回路全体の電気的な効率は低下することにな
り、実質的には効率の悪いものとしていた。

本考案は、上記した従来例における欠点および
問題点を解消すべく考案されたもので、コンデン
サに充電される電荷が一定であり、このコンデン
サの放電回路の時定数が一定であれば、コンデン
サに充電された電荷の放電される時間が一定であ
るのに対し、トリガコイルにおける順方向電圧の
発生時期と逆方向電圧の発生時期との時間間隔は
内燃機関の回転速度が増大するに従つて短くなる
ことを利用したもので、以下、本考案の一実施例
を図面に従つて説明する。

本考案による過回転防止回路４が取付けられる
点火装置は、いわゆる容量放電型点火装置であつ
て、発電コイルGCの両端子間に、順方向姿勢と
なつた整流用のダイオードＤとサイリスタSCR
との直列回路を並列に挿入し、このサイリスタ
SCRのアノード・カソード間にコンデンサＣと
点火コイルＴの１次巻線T₁との直列回路を並列
に挿入し、サイリスタSCRのゲート・カソード
間にはこのサイリスタSCRを所定のタイミング
でトリガするためのトリガコイルTCが挿入され
ている。

なお、言うまでもないが、点火コイルＴの２次
巻線T₂には点火プラグＰが接続されている。

この一般的な容量放電型点火装置の点火動作
は、下記の如く行なわれる。

永久磁石を埋設したフライホイール（図示省
略）が回転して発電コイルGCに順方向電圧が誘
起されると、この発電コイルGCに誘起された順
方向電圧は、発電コイルGC→ダイオードＤ→コ
ンデンサＣ→１次巻線T₁→発電コイルGCの経路
でコンデンサＣに図示した極性で充電される。

このコンデンサＣへの充電が完了した後、適当
な時期に、トリガコイルTCに順方向電圧である
トリガ電圧が誘起され、このトリガ電圧によりサ
イリスタSCRがターンオンするので、コンデン
サＣに充電されている電荷は、このターンオンし
たサイリスタSCRを通つて１次巻線T₁に急激に
放電される。

このコンデンサＣにおける充電電圧の１次巻線
T₁を通しての放電によつて、２次巻線T₂には高
電圧が誘起され、これによつてプラグＰに火花放
電が発生して点火動作が行なわれるわけである。

本考案による過回転防止回路Ａは、上記した如
き構成および動作の点火回路に組付けられるもの
で、内燃機関の回転速度が設定された値を越えた
ならば、サイリスタSCRをトリガ不能にさせる
サイリスタSCRの一種のゲート回路として構成
されたものである。

すなわち、サイリスタSCRのゲート・カソー
ド間に挿入されたトリガコイルTCと並列に、ツ
エナーダイオードZD₂と逆方向姿勢となつたダイ
オードD₂と抵抗R₃，R₄の分圧回路との直列回路
と、サイリスタSCR₁を接続し、前記分圧回路の
分圧点とトリガコイルTCにおける順方向電圧発
生時におけるマイナス側端子との間に、逆方向姿
勢となつたダイオードD₁と充電電圧限を設定す
るためのツエナーダイオードZD₁を並列に接続し
たコンデンサC₁との直列回路を挿入し、このコ
ンデンサC₁のプラス側電極を調整用の抵抗R₂を
介してサイリスタSCR₁のゲートに接続して構成
されている。

なお、サイリスタSCR₁のゲート・カソード間
に挿入されたダイオードD₃と抵抗R₁との直列回
路はサイリスタSCR₁の温度補償を兼ねた動作安
定用のものであり、同様に抵抗R₄と並列に接続
されたコンデンサC₂は、サイリスタSCR₁のオ
ン・オフ切替時におけるトリガコイルTCからサ
イリスタSCR₁への雑音信号のバイパス用コンデ
ンサとして作用するものである。

本考案回路は、上記の如き構成となつているの
で、トリガコイルTCにおける順方向電圧＋ｖの
誘起に先立つ時点t₁（第２図参照）にトリガコイ
ルTCに誘起される逆方向電圧−ｖが、トリガコ
イルTC→ダイオードD₁→コンデンサC₁→抵抗R₃
→ダイオードD₂→ツエナーダイオードZD₂→トリ
ガコイルTCの経路でコンデンサC₁に図示した極
性で充電される。

このコンデンサC₁に充電されるトリガコイル
TCにおける、第２図斜線で図示した、逆方向電
圧分△Ｖは、抵抗R₃とR₄との分圧比によつてほ
ぼ決定されることは言うまでもないが、最終的に
は、コンデンサC₁に並列接続されたツエナーダ
イオードZD₁のツエナー電圧Vz₁以上の電圧値お
よびツエナーダイオードZD₂のツエナー電圧Vz₂
以下の電圧値がカツトされた状態で充電される。

すなわち、ツエナーダイオードZD₁は、コンデ
ンサC₁に充電される電荷の量の最大値を内燃機
関の回転速度の増大にかかわらず一定に保持すべ
く作用し、ツエナーダイオードZD₂は、負荷の変
動によりトリガコイルTCの誘起電圧波形が低い
電圧値部分で大きく乱れることが知られている
が、この乱れた波形の電圧をそのままコンデンサ
C₁に充電したのでは、コンデンサC₁の放電時定
数が変化してしまうため、このコンデンサC₁の
放電時定数の変化を防止すべく、乱れたトリガコ
イルTCの低電圧波形部分をカツトするためのも
のである。

いづれにせよ、両ツエナーダイオードZD₁，
ZD₂は、その動作は異なるにせよ、コンデンサC₁
の放電時定数を一定に保つという作用効果に関し
ては同一目的をもつものである。

このトリガコイルTCにおける誘起電圧Vtは、
内燃機関の回転速度に比例して増大するものであ
るから、ツエナー電圧Vz₁，Vz₂を適当に設定す
ることによつて内燃機関の回転速度が通常回転に
なれば、コンデンサC₁に充電される電荷△ｖ
は、内燃機関の回転速度の増大に関係なく常に一
定となる。

コンデンサC₁に充電された電荷△ｖは、逆方
向電圧−ｖが最大となる時点t₃から、コンデンサ
C₁→抵抗R₂→サイリスタSCR₁のゲート→サイリ
スタSCR₁のカソード→抵抗R₄→コンデンサC₁の
経路を経て放電される。

それゆえ、このコンデンサC₁の放電期間、す
なわちコンデンサC₁の容量と、抵抗R₂およびR₄
の抵抗値とによつて決定される時間後の時点t₅ま
での間、サイリスタSCR₁はトリガできる状態に
保持されるわけである。

このため、何らかの原因によつてこの時点t₃か
らt₅までのコンデンサC₁の放電期間内にトリガコ
イルTCに順方向電圧＋ｖが誘起されるようなこ
とがあると、サイリスタSCR₁はトリガし、サイ
リスタSCRのゲート・カソード間を短絡するこ
とになる。

所で、前記した如く、コンデンサC₁に充電さ
れる電圧は、内燃機関の回転速度が所定値以上に
なつたならば、内燃機関の回転速度の変化に関係
なく常に一定となるため、その放電時間すなわち
時点t₃からt₅けでの時間は一定であるのに対し、
トリガコイルTCにおける逆方向電圧−ｖの誘起
時点t₁と順方向電圧＋ｖの誘起時点t₂とは、内燃
機関の回転速度が増大するに従つてその間隔が短
かくなる。

すなわち、かりに時点t₁を不動とした場合、時
点t₂で誘起されていた順方向電圧＋ｖは、内燃機
関の回転速度の増大に従つてその誘起される時点
を時点t₁に近づけていく。

このように、コンデンサC₁の放電時間が、内
燃機関の回転速度に関係なく一定であるのに対
し、逆方向電圧−ｖの発生時点t₁と順方向電圧＋
ｖの発生時点とは内燃機関の回転速度の増大に従
つて、相当にその間隔を縮めるように移動するも
のであるから、内燃機関が過回転となる直前の回
転速度の時における順方向電圧＋v′の発生時点t₄
を知り、この順方向電圧＋v′の発生時点t₄よりも
わずかながら遅れた時点t₅でコンデンサC₁の放電
が終了するようにコンデンサC₁の放電回路の回
路定数を設定しておく。

このように、コンデンサC₁の放電時間を設定
しておくと、内燃機関の回転速度が通常回転速度
範囲にある限り、コンデンサC₁の放電が完了し
た時点t₅以後に順方向電圧＋ｖが誘起されるの
で、この順方向電圧＋ｖによつてサイリスタ
SCR₁がトリガされることがなく、よつて、サイ
リスタSCRはこの順方向電圧＋ｖによりトリガ
され、点火動作が行なわれる。

この状態から、何らかの原因によつて、内燃機
関の回転速度が増大して過回転となる前の設定さ
れた値に達すると、この内燃機関の回転速度の増
大に従つて徐々に時点t₁に近づいていた順方向電
圧＋ｖの発生時点が時点t₄でついにコンデンサC₁
の放電が完了する時点t₅よりも早い時点となり、
このため、コンデンサC₁の放電によつてトリガ
できる状態にあるサイリスタSCR₁のアノード・
カソード間に順方向電圧＋v′が印加されることに
なる。

このため、サイリスタSCR₁はトリガされ、順
方向電圧＋v′がなくなるまで導通状態を維持す
る。

このサイリスタSCR₁のトリガによつて、サイ
リスタSCRはそのゲートとカソードとを短絡さ
れるので、トリガ不能となり、これにより点火回
路は点火動作を行なうことができなくなつて、内
燃機関の回転速度は、それ以上上昇することがで
きず低下する。

このようにして、点火回路の点火動作が行なわ
れないことによつて内燃機関の回転速度が低下す
ると、この内燃機関の回転速度の低下によつて、
再びコンデンサC₁の放電完了時点t₅に対して順方
向電圧＋ｖの発生時点が遅れることなり、これに
よつて点火回路は点火動作を行なえる状態に復帰
する。

このように、本考案による過回転防止回路Ａ
は、トリガコイルTCに誘起される，これまで全
く利用されることのなかつた逆方向電圧−ｖを利
用して動作するものであるから、この過回転防止
回路Ａを設けたからといつて、点火回路の通常の
電気的動作の効率が低下するというようなことは
全くない。

また、本考案回路の過回転防止動作は、内燃機
関の回転速度にほぼ比例して増大するトリガコイ
ルの誘起電圧Vtを監視するのではなく、内燃機
関の速度の増大に伴つて短縮するトリガコイル
TCにおける逆方向電圧−ｖの発生時点と順方向
電圧＋ｖ発生時点との時間間隔の短縮動作を利用
しているので、電圧監視のための回路およびこの
監視回路からの指令により実際の過回転防止を行
なう回路を必要としないので、回路構成を極めて
簡単なものとすることができる。

さらに、コンデンサC₁に充電される逆方向電
圧分△ｖは、ツエナーダイオードZD₁により、そ
の上限が規制されると共に、トリガコイルTCに
誘起される電圧Vtの低電圧領域に発生し易い乱
れをも遮断するので、常に安定した一定値とな
り、このため正確な過回転防止動作を得ることが
できる。

以上の説明から明らかな如く、本考案は、その
回路構成を極めて簡単なものとすることができ、
また正確なそして確実な過回転防止動作を得るこ
とができ、さらに今まで全く利用されていなかつ
たトリガコイルTCにおける逆方向誘起電圧を利
用するので、本考案回路のための特別な電源を新
設する必要がないばかりでなく、むしろ点火回路
全体の電気効率を大幅に高めることができ、また
さらに、サイリスタSCRのゲート回路として構
成されたので、すでに製作されているこの種の点
火回路にも簡単に取付けることができる等多くの
優れた作用効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による過回転防止回路の一実施
例を接続した容量放電型点火回路を示す回路図で
ある。第２図は、本考案回路の動作を説明するた
めの電圧波形線図で、第２図ａはトリガコイルに
おける誘起電圧波形を、第２図ｂはコンデンサの
放電電圧波形を示すものである。 符号の説明、GC……発電コイル、Ｔ……点火
コイル、T₁……１次巻線、T₂……２次巻線、Ｐ
……プラグ、Ｃ，C₁，C₂……コンデンサ、
SCR，SCR₁……サイリスタ、Ｄ，D₁，D₂，D₃…
…ダイオード、TC……トリガコイル、R₁，R₂，
R₃，R₄……抵抗、ZD₁，ZD₂……ツエナーダイオ
ード、Ａ……過回転防止回路、Vt……トリガ電
圧、−ｖ……逆方向電圧、△ｖ……充電電圧分、＋
ｖ，＋v′……順方向電圧、Vz₁，Vz₂……ツエナー
電圧、t₁，t₂，t₃，t₄，t₅……時点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発電コイルGCに誘起された順方向電圧をコン
   デンサＣに充電し、該コンデンサＣに充電された
   電荷をトリガコイルTCにより所定タイミングで
   トリガされるサイリスタSCRを通して点火コイ
   ルＴにおける１次巻線T₁に放電することによつ
   て点火コイルＴの２次巻線T₂に接続されたプラ
   グＰに火花放電を発生させる容量放電型点火回路
   に接続される過回転防止回路であつて、前記サイ
   リスタSCRのゲート・カソード間に、トリガコ
   イルTCと、ツエナーダイオードZD₂と逆方向姿
   勢となつたダイオードD₂と抵抗R₃，R₄の分圧回
   路との直列回路と、サイリスタSCR₁とを並列に
   挿入接続し、前記サイリスタSCRのカソードに
   接続されたトリガコイルTCの端子と前記分圧回
   路の分圧点との間に逆方向姿勢となつたダイオー
   ドD₁と充電電圧制限用のツエナーダイオードZD₁
   を並列に接続したコンデンサC₁との直列回路を
   挿入し、該コンデンサC₁のプラス側電極を抵抗
   R₂を介してサイリスタSCR₁のゲートに接続して
   成る内燃機関用無接点点火装置における過回転防
   止回路。