JPS60135666A - 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
大部分には磁性変化が表われるが、一部分には磁性変化
がない部分が表わ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。

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、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つの点火用突極となし、この点火用突極にコンデンサ
充電コイル等の点火電源コイルまたは信号コイルを巻線
すると共に、磁石回転子の磁極１極当りの角度より点火
用突極の磁極片の角度の方を大きくすることにより、磁
石回転子の極性変化が表われる部分では隣接する異極性
の磁極間を点火用突極の磁極片で短絡して不要な部分に
おける出力の発生を阻止し、もって１つの点火用突極に
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発火が可能なことを目的とす
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実施例を示す多極磁石発電機の部
分断面の平面図で、■は磁性体よりなる碗状のロータ、
２は一部分２ａ〜２ｅでは同一極性（Ｎ極）が２極以上
連続するように変則着磁され、残りの部分２ｆ〜２Ｉ！
がＮ、Ｓ交互に着磁された１２極のリング状磁石でロー
タ１の内周に固定しである。３は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〜３ｋ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＠（磁極１極当りの角度θｐが３Ｏ°）の磁石
部分２ａ〜２Ｉ２を円周方向につらねてリング状になし
たものであり、そのうち５個の磁石部分２ａ〜２ｅの内
周面が連続してＮ極に着磁されており、残りの７１１１
の磁石部分２ｆ〜２Ｉｌの内周面はＳ、Ｎ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で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
。

また、第１図中の矢印はロータｌの回転方向を示す。

第２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ポ一ル
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３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はその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の着磁は連続する同一極数が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２図（Ｂ）図示の正方向電圧Ｂ！と負
方向電圧Ｂ２との間に適当な休止部ができるため、正方
向電圧Ｂｌ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Ｂ
２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５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の磁極１極当りの角度より広くし
であるため、コイル４には、磁石２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鎖交し、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２図（Ａ）に示す磁束変化が点火用
突極３ａに起こり、第２図（Ｂ）に示す電圧がコンデン
サ充電コイル４に発生する。

ここで、コイル４に第２図（Ｂ）のＢ、で示す正方向電
圧が発生すると、第３図のダイオード１Ｏ→コンデンサ
１１→点火コイル１２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エ１
は第２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２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
にしてサイリスタ１６が導通すると、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１２ａ−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。

上記構成において、第４図に基いて、磁石２の磁極１極
当りの角度θｐと点火用突極３ａ先端の磁極片角度θＣ
との関係の実験結果を説明する。

第４図（Ａ）は上記第１実施例における磁石発電機の要
部模式的平面図、第４図（Ｂ）はコンデンサ充電コイル
４のノイズを含む出力電圧波形図で、Ｓは信号電圧とし
て使用されるピーク値、Ｎはノイズ電圧のピーク値、第
３図は上記θｐとθＣとの比（θＣ／θｐ）に対するＳ
Ｎ比を示すものであって、この比（θＣ／θｐ）が大き
くなれば大きくなる程ＳＮ比はよくなり、サイリスタ１
６のゲート入力回路やコイルの出力電圧のピーク値にも
よるが、この比（θＣ／θｐ）が１．５１２２上であれ
ば１回転１発火として使用可能であり、巻線作業上量も
好ましいのは、この比（θＣ／θｐ）が１．７８前後で
あった。

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つの突起に分割巻き
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再分割部分に数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
ため、ロータ１の回転に伴なって、磁石の異極性の磁極
と対向するごとに磁束の流れる方向が切換ねる第２図（
Ｄ）に示すごとき磁束が３０’の位相差でもって順次流
れ、これら各突極３ｂ〜３ｊに巻線された出力コイル５
の各コイル部分に第２図（Ｅ）に示すごとき不連続の出
力電圧が３０°の位相差でもって順次発生し、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
値の高い連続的な出力電圧が発生し、ランプやバッテリ
充電等に充分な出力を供給することができる。

第５図は本発明の第２実施例を示すもので、前記第１実
施例に対し、点火用突極３ａが他の９個の各突極３ｂ〜
３ｊの３極分で１つとなるようにその両隣りの突極３ｂ
、３ｊの中間部分に、これら両突極３ｂ、３ｊに対し６
０”の角度ピッチで形成されており、この点火用突極３
ａ先端の磁極片の角度θＣを、磁石２の磁極１極当りの
角度θｐ＝３０°より大きい４１．１°程度の大きさに
すると共に、磁石２の１２個の磁石部分２ａ〜２βのう
ち３個の磁石部分２Ｃ２ａ、２ｂの内周面を連続してＳ
極に着磁し、それに続＜５（ｆｌｉｔの磁石部分２０〜
２ｇの内周面を連続してＮ極に着磁し、残りの３個の磁
石部分２ｉ〜２ｋをＳ、Ｎ極交互に着磁したものである
。

第６図は上記第２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に鎮交する磁束波形、（
Ｂ）はこのコイル４の発生電圧、（Ｃ）は点火用コンデ
ンサ１１の充電電圧、（Ｄ）は出力コイル５の１ポ一ル
分（突極３ｊに対応する部分）に鎖交する磁束波形、（
Ｅ）はこのコイル５の１ボ一ル分（突極３ｊに対応する
部分）の発生電圧を各々示す。また、電気回路は第３図
の第１実施例と同様なものが用いである。

ここで、第２実施例の着磁はＳ極が３極連続した後、Ｎ
極が５極連続する例を示しであるが、この極数にすれば
、コイル４に鎖交する磁束が反転することによりコイル
４に大きな正方向出力電圧が発生してコンデンサ充電電
圧を容易に高くでき、かつコイル４に発生する電圧の第
６図（Ｂ）図示の正方向電圧８皿と負方向電圧Ｂ２の間
に適当な休止部ができるため、正方向電圧Ｂｌ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。

上記第２実施例の構成において、第７図に基づいて、磁
石２の磁極１極当りの角度θｐと点火用突極３ａの先端
の磁極片角度θＣとの関係の実験結果を説明する。第７
図（Ａ）は上記第２実施例における磁石発電機の要部模
式的平面図、第７図（Ｂ）はコンデンサ充電コイル４の
ノイズを含む出力電圧波形図で、Ｓは信号電圧として使
用されるピーク値、Ｎはノイズ電圧のピーク値、第３図
は上記θｐとθＣとの比（θＣ／θｐ）に対するＳＮ比
を示すものであって、この比〈θＣ／θｐ）が１．３７
程度でＳＮ比が最もよくなり、サイリスタ１６のゲート
入力回路やコイル４の出力電圧のピーク値にもよるが、
この比（θＣ／θｐ）が１〜１．８の範囲であれば１回
転１発火として使用可能であり、好ましいのは、この比
（θＣ／θｐ）カ月、３〜１．７の範囲であった。

なお、上述した各実施例では、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、上述した各実施例では、連続する同−極数部がＮ
極５極とした例およびＳ極３極の後に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極とちらだけでも良く、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
してもよい。

また、上述した各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、第８図および第９図に示す第３．
第４実施例のように、点火用突極３ａに、サイリスタ１
６（第３図）に点火信号を供給する信号コイル６を巻線
し、他の２つの突極３ｊ、３ｋ（第８図）または３ｉ、
３ｊ（第９図）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１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ク１６に供給する必要が
ないため、第３図において、ダイオード１５の回路を省
略し、サイリスタ１６のゲートに信号コイル６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、第１０図および第１１図に示す第５および第６実
施例のように、コア２に２つの点火用突極３ａ、３ａ’
を形成し、これら両突極３ａ、３ａ′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、第１２図および第１３図に示す第７および第８
実施例のように、コア３に内燃機関の気筒数に対応させ
て複数（図では２つ）の点火用突極３ａ、３ａ′を形成
し、これら各突極３ａ、３ａ′に各気筒に対応するコン
デンサ充電コイル４゜４′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。（第１２図および第１
３図は■型２気筒内燃機関の例を示す。）なお、上述し
た各実施例においは、磁石２の磁極ピッチと出力コイル
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、上述した各実施例においては、本発明をコンデン
サ放電式の点火装置に適用したが、点火電源コイルの発
生出力をトランジスタにより直接断続して点火コイルに
高電圧を誘起させるトランジスタ式の点火装置にも本発
明を適用することができる。

（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磁極を配置し、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つの点火用突極となし、この点火用突極に点火電源
コイルまたは信号コイルを巻線すると共に、磁石回転子
の磁極当りの角度より点火用突極の磁極片の角度の方を
大きくしたから、磁石回転子の磁性変化が表われる部分
では隣接する異極性の磁極間を点火用突極の磁極型で短
絡して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つの点火用突極に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。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、第８図乃至第１３図は本発明発電機の
第１乃至第８実施例をそれぞれ示す部分断面平面図、第
２図および第６図は上記第１実施例および第２実施例の
それぞれの作動説明に供する各部波形図、第３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４図＜
Ａ）および第７図（Ａ）は上記第１実施例および第２実
施例のそれぞれにおける要部模式平面図、第４図（Ｂ）
および第７図（Ｂ）は上記第１実施例および第２実施例
におけるコイル４のそれぞれの出力電圧波形図、第４図
（Ｃ）および第７図（Ｃ）は上記第１実施例および第２
実施例におけるそれぞれの磁極角度比（θＣ／θｐ）に
対するＳＮ比特性図である。 １．２・・・磁石回転子を構成するロータと磁石、２ａ
、２ｊ！・・・磁石部分、３ａ、３ａ′・・・点火用突
極、３ｂ〜３ｋ・・・他の突極、４，４゛・・・点火電
源コイルをなすコンデンサ充電コイル、５・・・出力コ
イル、６・・・信号コイル。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 第２図 を −シー 第３図 第４図 ｒＡ） Ｆ 第５図 第６図 第７図 （Ａ） ｒ 鳴。 一１Ａ第１０図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１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、これら各突極の一部分を、数極分で１つの
   点火用突極となるようにしたコアと、この点火用突極に
   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
   たステータと、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配置した多数の
   磁極を有する磁石回転子とからなり、前記磁石の磁極１
   極当りの角度θｐより前記点火用突極先端の前記磁石の
   磁極に対向する磁極片の角度θＣの方を大きく設定して
   なる内燃機関無接点点火装置用多極磁石発電機。 （２）前記点火用突極は前記他の突極の２極分で１つと
   なしである特許請求の範囲第１項記載の内燃機関無接点
   点火装置用多極磁石発電機。 （３）前記両角度の比（θｐ／θＣ）を１．５以上とな
   した特許請求の範囲第２項記載の内燃機関無接点点火装
   置用多極磁石発電機。 （４）前記両角度の比（θｐ／θＣ）を１．７８程度と
   なした特許請求の範囲第２項記載の内燃機関無接点点火
   装置用多極磁石発電機。 （５）前記点火用突極は他の突極の３極分で１つとなし
   てあり、前記磁石回転子の磁極は３極以上が連続して同
   一極性で表われるようになしである特許請求の範囲第１
   項記載の内燃機関無接点点火装置用多極磁石発電機。 （６）前記両角度の比（θｐ／θＣ）を１〜１．８の範
   囲となした特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無接点
   点火装置用多極磁石発電機。 （７）前記両角度の比（θｐ／θＣ）を１．３〜１．７
   の範囲となした特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無
   接点点火装置用多極磁石発電機。 （８）前記両角度の比（θｐ／θＣ）を１．３７程度と
   なした特許請求の範囲第５項記載の内燃機関無接点点火
   装置用多極磁石発電機。