JP2586057Y2 - 内燃機関の無接点点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、いわゆるコンデンサ
充放電式の内燃機関の接点点火装置に関し、特に、内燃
機関の逆転を防止することができる内燃機関の無接点点
火装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の始動する際、または、正転し
ていた際に重負荷が加わって停止しようとしている場合
などに、物理的に逆転させようとする力が発生し、内燃
機関が逆転に至ることがある。

【０００３】すなわち、従来より提供されている内燃機
関の無接点点火装置は、内燃機関が上記のような原因で
逆転すると、正転時と略同じ点火動作を行うため、その
逆転が継続されてしまうことがある。

【０００４】従って、従来の内燃機関の無点火点火装置
を装備した小形作業機等では、例えばチェンソーなどに
おいては、人身事故等を惹き起こすのを防止する必要か
ら、内燃機関の上記逆転を防止する技術の提案が望まれ
ている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】一方、点火時期を進角
制御して物理的逆転を緩和させたり、逆転時に点火用主
サイリスタをトリガするトリガ電流を側路させて、その
点火用主サイリスタの導通を禁止することで逆転を防止
する点火装置などが提供されるに及んでいるが、内燃機
関のアイドリング回転よりやや上回る回転域になると、
再び点火動作を行ってしまうという問題点があった。

【０００６】また、別途逆転防止回路を付加するように
したものも提案されているが、正回転時にても逆転防止
回路の動作の影響を受け、中・高速回転域で失火してし
まうという問題があった。また、これをなくそうと、機
関のクランクシャフトに同期して回転する磁石およびロ
ータの磁極などの形状を改良したりして、正転時におい
ても失火しないようにしたものが提供されるに及んでい
るが、通常のロータに比べコストが上昇するなどの問題
点があった。

【０００７】この考案は上記のような従来の問題点に着
目してなされたものであり、ロータ磁極の形状を改良せ
ずに、機関の逆転を防止でき、また、正回転時において
も点火性能に影響を与えることがない、簡素かつ低コス
トの内燃機関の無接点点火装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この考案にかかる内燃機
関の無接点点火装置は、点火用充放電コンデンサの充電
を制御する第２のスイッチング素子と、エキサイタコイ
ルの負の誘起電圧を充電する点火制御用コンデンサと、
該点火制御用コンデンサの充電電圧を所定レベルに抑制
するツェナーダイオードとを設けて、上記点火制御用コ
ンデンサ，該点火制御用コンデンサと上記第２のスイッ
チング素子のゲートとの間に接続された抵抗および上記
ツェナーダイオードにより形成した時定数回路により、
上記第２のスイッチング素子の導通時間を設定するよう
にしたものである。

【０００９】

【作用】この考案における内燃機関の無接点点火装置
は、まず正転時において、エキサイタコイルの正の誘起
電圧を充電する点火用充放電コンデンサの充電制御を第
２のスイッチング素子により行い、この第２のスイッチ
ング素子を正の誘起電圧発生直前の第１の負の誘起電圧
をツェナーダイオードで抑制される電圧レベルまで充電
される点火制御用コンデンサの放電電荷により行い、こ
の放電を点火制御用コンデンサと抵抗とで決まる時定数
で行わせ、次に誘起する正の誘起電圧が発生したときで
も、第２のスイッチング素子の導通状態を維持させて、
上記点火用充放電コンデンサが上記エキサイタコイルの
正の誘起電圧を充電させる。

【００１０】そして、トリガコイルの正の誘起電圧で第
１のスイッチング素子をトリガして導通させ、上記点火
用充放電コンデンサの電荷をイグニッションコイルに供
給して、点火動作を可能とし、正回転を継続可能にす
る。

【００１１】また、逆転時においては、上記エキサイタ
コイルおよびトリガコイルに誘起する電圧が反転し、正
転時とは逆となるため、上記エキサイタコイルで誘起さ
れる第１の正の誘起電圧が発生しても、第２のスイッチ
ング素子は導通状態でないため点火用充放電コンデンサ
には電荷は充電されない。

【００１２】このため、トリガコイルの第１の正の誘起
電圧が発生したときは、第１のスイッチング素子がトリ
ガされ導通状態になるものの、点火動作はしない。次
に、エキサイタコイルの負の誘起電圧が発生すると、正
転時同様点火制御用コンデンサに電荷が充電され、第２
のスイッチング素子がトリガされ、次に誘起するエキサ
イタコイルの第２の正の誘起電圧が発生している間、導
通状態が維持される。

【００１３】従って、上記点火用充放電コンデンサがエ
キサイタコイルの第２の正の誘起電圧を充電する。そし
て、トリガコイルの次に発生する第２の正の誘起電圧が
誘起すると、第１のスイッチング素子がトリガされて導
通し、上記点火用充放電コンデンサの電荷がイグニッシ
ョンコイルに供給され、点火動作が行われる。

【００１４】しかし、この時の点火タイミングは上死点
後約４５〜５０°であるため、点火プラグでは火花放電
されるが、排気ポートが開きかける状態となるため、シ
リンダー内では燃焼が起らない。従って、点火動作は行
われるが、機関は回転動作を継続することがない。つま
り逆回転はしないのである。

【００１５】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図について説明
する。図２はこの考案の内燃機関の無接点点火装置を示
す一部切欠正面図、図１はこの考案における無接点点火
装置の回路図、図３は内燃機関の正転時における図２の
回路各部の電圧波形図、図４は内燃機関の逆転時におけ
る図２の回路各部の電圧波形図である。 図２におい
て、まず、１は内燃機関のクランクシャフトに同期して
回転する磁石３および磁極２をアルミダイキャストによ
り埋設したロータ、５はロータ１に対して図示のように
対向配置され、エキサイタコイル６とトリガコイル７と
をそれぞれ巻装配置したコアである。

【００１６】また、図１において、８は後述する点火用
充放電コンデンサの充電を制御する第２のスイッチング
素子で、この実施例ではサイリスタが用いられている。
１０はエキサイタコイル６の正の誘起電圧を充電する点
火用充放電コンデンサ、１１は一次コイル１１ａおよび
二次コイル１１ｂからなるイグニッションコイルであ
る。

【００１７】また、１２は点火用充放電コンデンサ１０
が充電した電荷を、イグニッションコイル１１の一次コ
イル１１ａに供給する第１のスイッチング素子で、この
実施例ではサイリスタが用いられている。１３は点火プ
ラグである。

【００１８】さらに、１６は後述するツェナーダイオー
ドや抵抗とともに上記第２のスイッチング素子８の導通
を制御する点火制御用コンデンサ、１７は点火制御コン
デンサ１６が充電する電荷の充電電圧を抑制するツェナ
ーダイオードである。

【００１９】また、２２は第１のスイッチング素子１２
が温度によって誤動作をしないようにする温度補償用の
負性抵抗特性のサーミスタ、９，１５，１８，２３，２
５，２６は整流用ダイオード、１４，１９，２０，２
１，２４は抵抗で、図示のようにそれぞれ配線接続され
ている。

【００２０】なお、点火制御用コンデンサ１６、抵抗１
９、第２のスイッチング素子８であるサイリスタのゲー
ト・カソードおよびツェナーダイオード１７にて時定数
回路が構成されている。

【００２１】次に、この実施例の無接点点火装置の動作
を、図３および図４に示す回路各部の電圧波形図を用い
て説明する。まず、内燃機関の正転時においては、エキ
サイタコイル６およびトリガコイル７はそれぞれ図３
（ａ），（ｂ）に示した電圧Ｖ_ｅ ，Ｖ_ｔ を誘起す
る。

【００２２】そして、エキサイタコイル６が第１の負の
誘起電圧Ｖ_１ を発生すると、抵抗１４→ダイオード１
５→点火制御用コンデンサ１６およびツェナーダイオー
ド１７→ダイオード１８の経路で電流が流れ、点火制御
用コンデンサ１６がツェナーダイオードで抑制された電
圧レベルＶ_ｚ まで充電される。

【００２３】この点火制御用コンデンサ１６と抵抗１９
で決定される時定数Ｃ_１６Ｒ_１９（図３（ｄ）に示す点
火制御用コンデンサ１６の充放電電圧Ｖ_１６）で、抵抗
１９→第２のスイッチング素子８であるサイリスタのゲ
ート・カソードおよび抵抗２０の経路で放電し、上記第
２のスイッチング素子８であるサイリスタがトリガされ
て、図３（ｅ）に示すトリガ電圧Ｖ_ｇｔのｔ_１ の期間
トリガしつづける。

【００２４】従って、エキサイタコイル６の正の誘起電
圧Ｖ_２ が発生すると、第２のスイッチング素子８であ
るサイリスタが導通状態にあるので、第２のスイッチン
グ素子８であるサイリスタのアノード・カソード→ダイ
オード９→点火用充放電コンデンサ１０→イグニッショ
ンコイル１１の一次コイル１１ａの経路で電流が流れ、
点火用充放電コンデンサ１０が充電される。

【００２５】そして、トリガコイル７が正の誘起電圧Ｖ
_２´ を発生すると、抵抗２４→ダイオド２３→第１の
スイッチング素子１２であるサイリスタのゲート・カソ
ード、抵抗抵２１およびサーミスタ２２の経路で電流が
流れ、第１のスイッチング素子１２であるサイリスタが
トリガされる。

【００２６】このため、点火用充放電コンデンサ１０が
充電していた電荷が、スイッチング素子１２であるサイ
リスタのアノード・カソード→イグニッションコイル１
１の一次コイル１１ａの経路で放電（図３（ｃ）に示す
点火用充放電コンデンサ１１の充放電電圧Ｖ_１０）する
こととなる。

【００２７】これによって、二次コイル１１ｂに高電圧
が発生し、点火プラグ１３で火花放電し、点火動作を行
う。なお、この時の点火タイミング（トリガタイミン
グ）は、定常の点火タイミング（上死点前約３０°）で
あるため、正回転が継続されるものである。

【００２８】次に、内燃機関の逆転時においては、エキ
サイタコイル６およびトリガコイル７はそれぞれ図４
（ａ），（ｂ）に示した電圧Ｖｅ ，Ｖ_ｔ の反転し
た、正転時とは逆の電圧を誘起する。

【００２９】そして、エキサイタコイル６に第１の正の
誘起電圧Ｖ_４ が発生しても、第２のスイッチング素子
８であるサイリスタが導通状態になっていないため、点
火用充放電コンデンサ１０には電荷が充電されず、トリ
ガコイル７の第１の正の誘起電圧Ｖ_４´ が発生する
と、第１のスイッチング素子１２であるサイリスタがト
リガし導通状態となるが、上記点火用充放電コンデンサ
１０に電荷が充電されていないため、点火動作に至らな
い。なお、この時の点火タイミング（トリガタイミン
グ）は定常の点火タイミング（上死点前約３０°）であ
るが、上記したように点火動作をしないため逆回転はし
ないのである。

【００３０】次に上記エキサイタコイル６の負の誘起電
圧Ｖ₅´が発生すると、正転時同様に点火制御用コンデ
ンサ１６に電荷が充電され、この電荷の放電で第２のス
イッチング素子８を図４（ｅ）のトリガ電圧Ｖ_ｇｔのｔ
_２ 期間トリガしつづけ、導通状態を維持する。

【００３１】そして、エキサイタコイル６の第２の正の
誘起電圧Ｖ_６ が発生すると、第２のスイッチング素子
８が導通状態であるため、点火用充放電コンデンサ１０
が充電される。

【００３２】また、トリガコイル７の第２の正の電圧Ｖ
６´ が発生すると、第１のスイッチング素子１２であ
るサイリスタがトリガされるので、点火用充放電コンデ
ンサ１０の電荷が、正転時同様、イグニッションコイル
１１の一次コイル１１ａに供給され、二次コイル１１ｂ
に高電圧が発生して、点火プラグ１３で火花放電し、点
火動作が行われる。

【００３３】なお、ここで、この時の点火タイミング
（トリガタイミング）は定常の点火タイミングより遥か
に遅れた上死点後約４５〜５０°であるため、点火プラ
グでは火花放電による点火動作をするが、排気ポートが
開きかける状態となるため、シリンダー内では燃焼が起
らない。従って、点火動作は行われるが、機関は回転動
作をすることができないので、逆回転はしないのであ
る。

【００３４】また、点火制御用コンデンサ１６の充電電
圧レベルを抑制するツェナーダイオード１７は、エキサ
イタコイル６に誘起する正・負両誘起電圧が、内燃機関
の回転の上昇とともに上昇する。

【００３５】そこで、内燃機関が中・高速回転、つまり
１周期の時間が短くなって、上記時定数Ｃ_１６Ｒ_１９に
よって放電する点火制御用コンデンサ１６の充放電電圧
Ｖ₁₆´が、エキサイタコイル６の次の周期の第１の正の
誘起電圧Ｖ_４ の発生までオーバーラップしないよう
に、点火制御用コンデンサ１６の充電電圧レベルを抑制
する。

【００３６】つまり、ツェナーダイオード１７がない場
合、特に、逆転時においてエキサイタコイル６に誘起す
る負の誘起電圧が内燃機関の回転の上昇とともに上昇す
るので、点火制御コンデンサ１６の充放電電圧Ｖ_１６´
がエキサイタコイル６の次の周期の第１の正の誘起電圧
Ｖ_４ 発生までオーバーラップしてしまう。

【００３７】これにより、第２のスイッチング素子８を
導通させてしまい、点火用充放電コンデンサ１０が第１
の正の誘起電圧で電荷を充電し、上記定常の点火タイミ
ングで点火動作を行い、逆転を継続することになってし
まう。この考案では、かかる従来の問題をツェナーダイ
オード１７により解消している。

【００３８】なお、正転時においては上記オーバーラッ
プは何等点火動作には支障を来さないものである。

【００３９】

【考案の効果】以上のように、この考案によれば、点火
用充放電コンデンサの充電を制御する第２のスイッチン
グ素子と、エキサイタコイルの負の誘起電圧を充電する
点火制御用コンデンサと、該点火制御用コンデンサの充
電電圧を所定レベルに抑制するツェナーダイオードとを
設けて、上記点火制御用コンデンサ，該点火制御用コン
デンサと上記第２のスイッチング素子のゲートとの間に
接続された抵抗および上記ツェナーダイオードにより形
成された時定数回路により、上記第２のスイッチング素
子の導通時間を設定するように構成したので、ロータ磁
極の形状の改良をすることなく、確実に内燃機関の逆転
を防止できるとともに、正転時の点火動作および点火性
能に悪影響を与えるのを防止でき、かかる利点を簡素か
つ低コストにて得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による内燃機関の無接点点
火装置の一部を示す回路図である。

【図２】この考案の内燃機関の無接点点火装置を一部破
断して示す正面図である。

【図３】内燃機関の正転時における図１の回路各部の電
圧波形を示すタイミングチャートである。

【図４】内燃機関の逆転時における図１の回路各部の電
圧波形を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ ロータ ６ エキサイタコイル ７ トリガコイル ８ 第２のスイッチング素子 １０ 点火用充放電コンデンサ １１ イグニッションコイル １２ 第１のスイッチング素子 １６ 点火制御用コンデンサ １７ ツェナーダイオード １９ 抵抗

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトの回転に同
   期して回転する磁石および磁極を有するロータと、該ロ
   ータに対向配置され、かつエキサイタコイルとトリガコ
   イルとをそれぞれ巻装配置したコアと、上記エキサイタ
   コイルの正の誘起電圧を充電する点火用充放電コンデン
   サと、上記トリガコイルの正の誘起電圧が所定のトリガ
   レベルに達したときにトリガされて導通し、上記点火用
   充放電コンデンサの電荷をイグニッションコイルに供給
   する第１のスイッチング素子とを備えた内燃機関の無接
   点点火装置において、上記点火用充放電コンデンサの充
   電を制御する第２のスイッチング素子と、上記エキサイ
   タコイルの負の誘起電圧を充電する点火制御用コンデン
   サと、該点火制御用コンデンサの充電電圧を所定レベル
   に抑制するツェナーダイオードと、上記点火制御用コン
   デンサ，該点火制御用コンデンサと上記第２のスイッチ
   ング素子のゲートとの間に接続された抵抗および上記ツ
   ェナーダイオードから形成されて、上記第２のスイッチ
   ング素子の導通時間を設定する時定数回路とを設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の無接点点火装置。