JPS6017944B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はいくつかの点火装置へエネルギーを供給する被
トリガースイッチ装置を有するコンデンサ放電点火装置
に関する。

〔従来の技術〕

高度に発達した電子点火装置では、コンデンサを用いこ
れを比較的高電圧に充電した後、昇圧点火変圧器を通し
て急速に放電させて、その火花エネルギーを特定の点火
プラグに供給する。

この様なコンデンサ放電点火装置には、コンデンサを火
花レベルまで充電する為の直流−直流変換器と組合せた
電池式電源を用いてもよいし、或は、エンジンに結合さ
れて駆動される交流発電機を用い交流出力を発生させ、
これを整流してからコンデンサを充電するのに当てても
よい。コンデンサ放電点火装置等はいくつかのシリンダ
ーに対し個々の出力を有し、分配器等の必要性を無くす
る様、発展されて来た。

更に、かかる点火装置等は特殊なトリガ信号発生回路と
共に構成すれば、断続器接点の必要性が省けて有利であ
る。米国特許第３８０５７５計号「高度安定化装置を有
する点火装簿」（対応日本出願特公昭５６−１９４６９
号）では、速度によって意に反して点火時期が進むのを
防止する為、トリガ回路中にバイアス回路網を用いてい
る。

このバイアス回路絹はエンジン速度による点火角のいか
なる変化をも有効に打消する為、可変トリガ信号強度に
ほゞ対応した可変闇値電圧を発生している。更に、この
バイアス回路網によれば、点火進角機構の角度位置変化
、又は、エンジン速度の増加による急激な点火角の大き
な変化は本質的にない。その変化は高々毎分４０００〜
６０００回転の速度範囲の実用的な船外機では比較的問
題にならない程度の１′２度の飛びにしかならない。ト
リガ発生器は米国特許第３７１５６５び号の様に構成出
来る。第１のシリンダー中の第１の点火プラグに対する
遅角パルスすなわち第１極性トＩＪガパルス、および、
第２のシリンダー中の第２の点火プラグに対する進角パ
ルスすなわち第２極性トリガパルスは各トリガコィル又
は巻線の対向する端に接続された適当なスイッチ又は制
御装置により回路中に導入される。自己バイアス回路網
によりトリガ電圧は安定化され、更に自動点火進角を確
立する為の回転計（タコメータ）信号も得られる。前述
の米国特許第３８０５７５９号における自己バイアス回
路にはバイアス安定用のコンデンサが使用される。

このコンデンサは被制御整流素子のゲートに直列に接続
されて、必要なバイアス安定化電圧を与えるものである
。しかしこのような接続では被制御整流素子が不導適状
態のときにはバイアスコンデンサに充電された全電圧が
逆バイアス電圧としてゲート・カソード回路に印力０さ
れる。〔発明が解決しようとする問題点〕米国特許第斑
０５７５叫号（対応日本出願特公昭５６−１９４６ｙ号
）のバイアス装置は上記の様に高度に有意義な改良され
た結果を与える反面、バイアスコンデンサ両端に発生す
る電圧は通常の被制御整流素子のゲート・カソード逆耐
電圧の限界によりきびしく制限されることを出願人は見
出した。

従って、トリガ発生器が低クランキング回転数でも容易
にエンジンを始動させるだけの十分なトリガ信号を供給
する様構成されるとすると、トリガ電圧は最大エンジン
回転数で通常１００ボルト程度の比較的高いピークの信
号であることが外挿的に推定（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｅ
ｄ）される。このような推定トリガ信号（トリガ発生器
に負荷電流が殆ど流れないときを想定したトリガ信号）
を推定することは、エンジンが高回転の時のトリガ信号
の性質を明らかにするうえで必要である。何故ならトリ
ガ信号が被制御整流素子のトリガしきし、値を超えると
必ず整流素子は導通し電流が流れ、抵抗性の高負荷がト
リガ発生器にかかることになり、このため観測されるピ
ーク電圧は減圧し本来のトリガ信号波形は歪むからであ
る。推定トリガ信号すなわちトＩＪガ発生器が無負荷な
いいまそれに近い状態のトリガ信号は抵抗性の高負荷を
はずした状態でエンジンのフライホイールを機械的に回
転させることで容易に観測できる。この推定（ｅ幻ｒａ
ｐｏｌａにｄ）トリガパルスの先端の最も急峻な部分は
トリガパルス電圧のピークの１／３から２′３の間にあ
ることを出願人は見出した。

推定トリガパルスの先端の急峻な部分でトリガすること
に決定したのは最も正確な点火のタイミングを得るため
とシリンダー間の最も正確な点火角の関係を得る為であ
る。しかし、その場合逆バイアス安定化電圧は少くとも
３５ボルトの程度でなければならない。しかしながら、
被制御整流素子の典型的なゲート・カソード接合の逆電
圧阻止特性は一般に１２なし、し１５ボルト程度の比較
的低電圧レベルである。

従って、トリガ電圧が雲又はその附近にある期間中は、
被制御整流器ゲート・カソード接合はバイアスコンデン
サの全電圧を受ける。バイアスコンデンサの電圧が１２
ないし１５ボルトの範囲を超える時は、必ず接合は導通
し、逆電流がバイアスコンデンサから電荷を放電し、こ
れに応じて逆バイアス安定化電圧に減少が生ずる。〔問
題点を解決するための手段〕 本発明は特に、トリガ信号源と被制御スイッチ装置のゲ
ートとの直列回路にあるコンデンサバィアス電圧装置を
含む自己バイアス回路網を用いたトリガ回路網に関する
。

本発明によれば、電圧制限装置を接続し、バイアス電圧
のごく一部のみを逆電圧として被制御スイッチ装置に印
加する。この制限装置としては、バイアス電圧装置両端
に接続され中間タップを被制御スイッチに接続した電圧
分割器がよく、オフ期間中は上記被制御スイッチ装置の
入力に印加するバイアス電圧を制限し、これにより、印
加逆電圧をスイッチ装置のゲートが容易に阻止出来る低
レベルに制限し、したがって高い電圧レベルの、最適ト
リガすなわちバイアス電圧を発生しこれを使用すること
を可能にする。実用的で新規な回路では、バイアスコン
デンサを被制御スイッチ装置の接地、或はカソード側、
に接続する。

ゲートは適当なゲート抵抗およびダイオード回路網と直
列にトリガ信号源に接続される。一対の電圧分割抵抗を
直接にバイアスコンデンサと並列に接続する。これら電
圧分割抵抗はゲート、特にゲート抵抗の入力側、に接続
された共通の接点をもっている。本発明による実施例に
おいては、各々３シリンダーエンジン用に構成された一
対の基本点火装置を独自の方法で結合し、６シリンダー
エンジンを点火する。

三つの巻線信号源が二つの基本装置の交互のトリガを行
なう。これら各基本装置では３シリンダーからなる一つ
のグループにおいて各気筒を互いに１２００の関係で点
火させ、二つの基本装置間の点火は互いに６００の関係
をもつ。図面は本発明の好適な構成を示し、これらによ
り上記の利点、特徴およびその他以下の実施例の記述か
ら容易に理解できる事項が明確に図示されている。〔実
施例〕 第１、第２図において、６シリンダーエンジンは７で示
している様に各シリンダーの点火のための６つの個々の
点火プラグ１，２，３，４，５，６を有している。

点火プラグ１−６は第１の群８、第２の群９に分けられ
、各群間に連続的に点火がおこる様にし、更に適当な点
火変圧器群を経て互いに相似なコンデンサ放電点火装置
１０，１１に接続されている。第１図で、点火プラグの
番号は火花の生ずる順につけられている。群８の回路と
群９に対応する回路とは夫々同じ対応する素子からなり
、群９の素子にはダッシュを付して示されている。コン
デンサ１２は、エンジンに継合して駆動される交流発電
機１３により充電される。群８，９の両者の回路に共通
なトリガ発生器１４（パルス発生器）が、ダイオード制
御電子スイッチ回路１８およびこれにカスケ−ド‘こ接
続された結合回路１９を通して個々の放電回路１５，１
６，１７を選択的に作動させることにより、コンデンサ
１２の放電を制御し、点火プラグ１，３，５を適切な時
間間隔で点火させる。交流発電機１３は好ましくは高速
巻線２０と低速巻線２１を有する二重巻線の電源で、高
速および低速巻線はダイオード回路２２に接続されコン
デンサ１２の所望の高速、低速充電を行うものがよい。

関連する点火プラグー，３又は５へのコンデンサー２の
放電を制御するトリガ回路コンデンサ２３も又、抵抗ー
ダィオード回路網を通して交流発電機１３から充電され
る。点火禁止スイッチが閉じられると、ダイオード回路
２２は発電機巻線２０，２１の正の電圧出力を接地し、
全点火装置の動作を停止する。放電回路１５，１６，１
７はそれぞれ同一に構成されている。

放電回路１５は被制御整流器として示された放電制御電
子スイッチ素子２５を含み、これによりコンデンサー２
の正の側を点火プラグーに対応する点火変圧器２６の一
次巻線に接続する。整流器２５は、コンデンサ１２が適
切な時間関係で放電される様、トリガ信号発生器すなわ
ちパルス発生器１４により制御される。

本発明の実施例では、結合回路１９は結合変圧器２７を
有し、その二次巻線２８は被制御整流器２５のゲート・
カソード接合に接続されている。放電回路１６，１７は
結合回路１９の結合変圧器２９，３０‘こより放電回路
１５と同様に制御される。結合回路１９は各変圧器２７
，２９，３０を通して選択的に放電する共通の電源を形
成する共通コンデンサ２３（トリガ回路コンデンサ）を
含んでいる。

変圧器２７，２９，３０は電子スイッチ回路１８の付属
の各被制御整流器（被制御スイッチ装置）３１，３２，
３３を選択的にトリガすることにより、点火プラグ１，
３，′ ５への放電回路１５，１６，１７を点弧する。
点火プラグ群９の回路はプラグ群８と同機に構成されダ
ッシュのついた番号の素子により動作する。

変圧器２７はコンデンサ２３と被制御整流器３１の間に
接続された一次巻線３４を有する。

この一次巻線３４は適当な変圧器コア３５を通して二次
巻線２８に接続され、被制御整流器３１がオンにトリガ
される時、放電制御電子スイッチである被制御整流器２
５のゲートに適切なパルスを与える。整流器３１は、第
１図の波形図及び第２図の回路図に示されたようにトリ
ガ信号発生器１４の出力によってかわるがわる制御され
る。本発明はトリガ発生器１４に関し、特に放電回路１
５，１５′，１６，１６′，１７，１７′を連続的に附
勢させる為のダイオード制御電子スイッチ回路１８，１
８′に関する。

これらダイオード制御電子スイッチ回路は以下詳細に述
べるように被制御整流器３１，３２，３３，３１′，３
２′，３３′を点弧するためのトリガ信号を最適にバイ
アスしまた安定化するための装置を含んでいる。トリガ
発生器（パルス発生器）１４は一般に３つの別々の巻線
３６，３７，３８を有し、これら巻線は第２図に図式的
に示される様に、回転方向に調節可能な固定子３９上に
固定されている。固定子３９はエンジンの駆動軸４１に
直接結合された回転子４０のまわりに位置し、速度制御
が出釆る様、手で回転できる。巻線３６，３７，３８は
１／３回転（１２０ｏ）互いに離れている。図示の回転
子４川まＮ極４２、Ｓ極４３として示された一対の磁極
を有し、これら磁極は磁極間隙４４における第１の極性
の磁束の反転、および間隙４４の反対に位置する磁極間
隙４５における第２の極性の磁束の反転を生じせしめる
。ニつの巻線３６，３７，３８の各々には間隙４４の回
転に伴ってトリガ用被制御整流器３１，３２，３３の為
の三つの第１の極性のタイミングパルスを発生する。

又、三つの巻線３６，３７，３８の各々は間隙４５の回
転に伴い対応する三つの被制御整流器３１′，３２′，
３３′をトリガするニっの第２の反対の極性のタイミン
グパルスを発生する。巻線３６，３７，３８はその一端
を各々点火プラグ１，３，５に対するトリガ回路すなわ
ちダイオード制御電子スイッチ回路１８に接続しており
、又、以下で記述する様に、ｏｏ、１２０ｏ、２４０ｏ
のクランク軸角度での点火を与える。

巻線３６，３７，３８の他端は各々点火プラグ２，４，
６に対するトリガ回路すなわちダイオード制御電子スイ
ッチ回路１８′に同様に接続しており、６００、１８０
０、３０００のクランク軸角度での点火を与える。詳細
に述べると、間隙４４が適切な回転方向で回転し巻線３
６を通過する時、第３図に示される様に、トリガ用被制
御整流器３１に対するタイミングパルス４６が発生し、
この時点で、巻線３６の角度００と託した一端が他端に
対して正となる。

巻線３６の一端は点火プラグ１に対する被制御整流器３
１に通じている。別の点火プラグ４を点火する為の第２
の逆極性のタイミングパルスが逆極性の間隙４５が同一
回転方向に回転し同じ巻線３６を通過する時、１８０ｏ
おくれて発生され、この時点で巻線３６の他端は正とな
る。巻線３６の他端は被制御整流器３２′に通じており
、仮定した点火順序１，２，３，４，５，６に従って点
火プラグ４を点火する。他の巻線３７，３８も同様にし
て正負のパルスを発生する。巻線３６−３８の両端は、
点火プラグ１−６を所望の順序で点火する様、導線４７
，４８によって適切に接続されている。従って巻線３６
はプラグ１，４を、巻線３７はプラグ３，６を、巻線３
８はプラグ５，２を点火する様接続されている。

より詳細に述べると、三つの巻線の対向する端は電子ス
イッチ回路中の６つの異なる分岐回路を通して互いに接
続され、これら分岐回路は互いに同一なので、巻線３６
に対するものについてのみ述べる。

点火プラグ群８の点火プラグ１に対する被制御整流器３
１へトリガ信号を供給する巻線３６に対する分岐回路は
、直列に巻線３６、ダイオード４９、ゲート入力、抵抗
５０、被制御整流器３１のゲート・カソードの接合、共
通のアース線５１、制御整流器３１の点火を安定化する
為のバイアスコンデンサ５２、結合線５３、点火プラグ
群９に対するトリガ回路１８′の線５４、ダイオード５
５、巻線３６の１８０度端への復帰線４８からなる。

整流器３１のゲート・カソード接合はダイオードの様に
作用し、電流はゲートへ流れ込みカソードから流れ出る
が、その電圧降下は順方向バイアスダィオードーこ類似
している。逆方向への電流は逆方向バイアスダイオード
の様に、非常に高インピーダンスにさらされる。実際に
は、２つのバイアスコンデンサ５２及び５２′は、結合
線５３（第１図）および５１，５１′で示されるエンジ
ンブロックによる共通アース線とにより効果的に並列に
接続される。

出願人は、結合線５３を省略しても、６シリンダーエン
ジンは充分点火できるであろうことを見出した。この場
合、被制御整流器３１へトリガ信号を供給する巻線３６
に対する分岐回路は直列に巻線３６、ターィオ−ド４９
、抵抗５０、被制御整流器３１のゲート・カソード接合
、エンジンブロックアースへのアース線５１、アース線
５１′へのエンジンブロックアース、バイアスコンデン
サ５２′、線５４、ダイオード５５、巻線３６の１８０
度端への復帰線４８からなる。しかし、結合線５３を省
略すると、バイアスコンデンサ５２または５２′の一つ
が開回路状態となり、コンデンサあるいはその接続通路
が損傷を受けることがある。特に、損傷は開回路バイア
スコンデンサ、又は、その通路に依存する分岐回路によ
って点火される３シリンダーに生じやすい。出願人は、
毎分５０００回転の高回転数では、上記の欠陥により開
回路バイアスコンデンサに依存する３つのシＩＪンダー
の点火タイミングは５．５ｏ進角し、他の３つのシリン
ダーの点火タイミングは２０進角することを見出した。
エンジンの損傷は早期点火タイミングによって引起され
る過度のシリンダー圧力および温度によって容易におこ
る。更に、出願人は、断線又は開回路バイアスコンデン
サの状態においても、結合線５３を再接続すると、全て
の点火が正しいタイミングで生じることを見出した。又
、結合線５３の存在により、点火装置１０，１１は同一
のバイアス電圧で動作するようになり、この為、二つの
バイアスコンデンサに並列に入る正味の抵抗分の差異に
よるバイアス電圧差によりおこる如何なるタイミングの
いずれも打消される。本実施例は、６シリンダーエンジ
ンで２個のバイアスコンデンサ５２及び５２′ならびに
これら２つのコンデンサに接続される共通の結合線５３
を含み、また並列の抵抗５９一６０及び５９′−６０′
を含む特定の実施例に関するものである。この場合、コ
ンデンサ５２と５２′は並列に接続されるのでバイアス
電圧は同じになる。もし結合線５３を取り去ると、コン
デンサ５２は抵抗５９−６０とのみ並列になり、他方の
コンデンサ５２′は抵抗５９′−６０′とのみ並列にな
る。もしこれら抵抗５９一６０及び５９′−６０′が完
全にマッチしていないと、コンデンサ５２と５２′の各
々にまたがる電圧の間に僅かの差異が生じ、これにより
トリガのタイミングに僅かの差が生ずる。したがって、
結合線５３は２組の並列になっているコンデンサと抵抗
を同じようなバランス状態にさせることにより個々の抵
抗に僅かの差があってもこれによる影響を打消すように
したものである。以下の記述は、従って、バイアスコン
デンサ５２，５２′を並列に置く結合線５３の存在する
場合に基礎をおく。

巻線３６によって発生するタイミングパルス４６がコン
デンサ５２上のバイアス電圧に打勝つに十分大きくなり
、同時にダイオード４９，５５の順方向電圧降下および
被制御整流器３１のゲート・カソード接合のダイオード
性電圧降下が生ずると、分岐回路にゲートトリガ電流が
流れ始めることが出釆る。

コンデンサ２３が充電されていたと仮定すると、被制御
整流器３１はその非常に低いゲートトリガ閥値電流に到
達するや否や、コンデンサ２３の放電をトリガする。こ
れは第３図のトリガコィル出力の図の点５６′において
生ずる。出力図上、点５６′から５６″にわたる期間、
ゲート・カソード接合を通過する巻線３６からの引続く
ゲート電流パルスはバイアスコンデンサ５２を充電し、
自己バイアス電圧を生じさせる。本発明においては、こ
の自己バイアス電圧の一部のみを被制御整流器のゲート
回路に印加する。点５６′から５６″までのゲート・カ
ソード接合を流れるゲート電流パルスの形は、パルスが
４６′で示す形をとる様、トリガパルス４６を負荷によ
り低下させられる。被制御整流器３１上のゲート電圧を
表わす実線５６はゲート電流によりや）上方向に凸で、
最大ピーク値＋１．０ボルトをもち、点５６′，５６″
は約十０．６ボルトである。但し、第３図によれば、実
線５６は直線で示してあるが、実際にはわずかに上向き
に０．４ボルト（１．０−０．６＝０．４）だけふくら
む。しかしながら、第３図の全対のスケールからは、そ
の程度のふくらみはほとんど直線で示される。コンデン
サ５２，５２′は前述の説明および同じ出願人による米
国特許第斑０５７５９号に従って、被制御整流器３１，
３１′，３２，３２′，３３，３３′のゲート回路の連
続的な導通により充電される。

特に、第３図をみると、トリガ信号発生器１４の無負荷
トリガパルス４６は時間、即ちクランク軸角度と共に描
かれている。

本点火装置を船外機の内燃機関に適用する場合、トリガ
発生器１４は実用的には点線のパルス４６の最大電圧５
７を抵抗性低負荷状態で毎分６０００回転において１３
５ボルト出す様設計される。ここで第３図のパルス波形
について説明すると、抵抗性低負荷状態たとえば本願発
明の場合の被制御整流器が不導適状態のときはトリガ発
生器１４の出力パルスは点線４６のようになる。この出
力パルスのレベルはトリガ発生器１４の負荷の大４・に
従って変化する。もし低い抵抗性負荷がトリガ発生器に
つながると、トリガ発生器の出力電流があまり流れない
ため波形は無負荷時とあまり変らず点線４６で示した波
形となる。これは従前の記載で推定（ｅ幻ｒａｐｏｌａ
ｔｅｄ）トリガパルスと称して説明したものと同じであ
る。そして抵抗性の高負荷がつながれるとトリガ発生器
１４の巻線を流れる負荷電流により電圧は大きく降下し
トリガ発生器の出力電圧ピークは下がり、その波形は点
線４６で示したものから大きく歪む。第３図の実線５６
はトリガ発生器１４の出力パルスが抵抗を介して被制御
整流器のゲ−ト・カソード接合に加わりその接合が導適
している場合のゲート・カソード電圧を示している。ト
リガ点５６′はパルスの先端にもつてくるのが望ましく
、この部分は永久磁石式発電機の場合、一般に正弦波形
をとる。点６６′のレベルは最大電圧値５７の１／３と
２／３の間に設定するのが望ましく、かつ好ましい。接
線５７′で示される様に、これはトリガレベルをパルス
の先端部の最急峻部、ｄｖ／ｄｔの最大部、にそって置
き、この部分でパルスは比較的直線的である。通常、ト
リガレベルは最大電圧５７の約１／３に設定される。こ
の為には、コンデンサ５２が最大電圧の約１′３の逆バ
イアス電圧を与える事、即ち、今仮定している最大値１
３５ボルトの点火装置では、コンデンサ５２は４５ボル
トより少し低い所にまで充電される事が要求される。分
岐回路における各種のダイオードでの電圧降下と被制御
整流器のトリガ関値を考慮して実際のトリガレベルを４
５ボルトにまで上げる。本発明以前では、コンデンサ５
２の逆方向バイアス電圧は全部、被制御整流器３１の様
な各被制御整流器のゲート・カソード接合の逆方向に印
加されていた。しかし、点火装置その他で用いられてい
る通常の被制御整流器３１は約１２−１５ボルトの逆方
向電圧の存在で破壊するゲート・カソード接合を有し、
この為、その電圧以上になると、逆方向電流がカソード
からゲートへ流れ込み、これらを相互接続する回路中を
流れる。これにより、勿論、コンデンサ５２上の自己バ
イアス電荷はとり去られる。すなわち本願発明以前、例
えば前述の米国特許第３８０５７５叫号ではコンデンサ
はゲート・カソード接合に直列に接続され、その全充電
々圧を逆方向電圧としてゲート・カソード間に印加して
いる。したがって、逆方向電圧が約１２−１５ボルト（
逆方向降伏電圧）以上に上昇すると、電流が被制御整流
器２９のゲート・カソードを通って逆方向に流れる。こ
れにより電流は、コンデンサからアースへ、さらにゲー
ト・カソード接合を通り、またこの接合のゲートからコ
ンデンサに戻り、コンデンサは放電し、即ちその電荷を
流出し、亀術は無くなる。本願において、上記の理由か
ら本願発明者はバイアスコンデンサは１７ボルト以上の
電圧を充電することができないことを発見し、このよう
な結果を避けるために分圧回路を設けることにより全逆
方向バイアス電圧の被制御整流器への印加を制限してい
る。

第１図に示す本発明の実施例では、この分圧回路として
独立な電圧分割回路網６８が、自己バイアスコンデンサ
５２と各被制御整流器のゲート回路の間に示されている
が、各回路絹５８は抵抗５９，６０を有し、これらは直
接コンデンサ５２に並列に接続されている。

抵抗５９の一端は共通のアース５１に接続され、第２の
抵抗６０は線５４′を経てコンデンサ５２と結合線５３
に接続されている。抵抗５９と６０の間の接点６１はゲ
ート抵抗５０の入力側に接続されている。抵抗５９は、
従って、抵抗５０と並列で、抵抗５０は被制御整流器３
１のゲート・カソード接合と直列である。巻線３６の出
力が零、又は、整流器３１を点弧する上記の極性と逆極
性の時、コンデンサ５２の全電圧は分割回路５８に印加
されるが、分割回路５８はこの電圧を分圧して抵抗５９
両端の電圧を被制御整流器３１のゲート・カソード接合
の逆方向破壊レベル以下に減少させる。

例えば、その爽型的な値は１０から１２ボルトである。
同じ値の電圧がゲート回路に現われ、特に、ゲート抵抗
５０と直列のゲート・カソード接合に現われる。この電
圧はゲート・カソード接合が逆方向破壊レベルよりも以
下であるので、本質的に抵抗５０を適して電流は流れず
、抵抗５０間に電圧降下は生じない。従って、ゲート・
カソード接合間に全１０−１２ボルトが逆バイアスゲー
ト電圧として現われる。第３図の各曲線と、第１図にお
ける各点の電圧波形との関係を述べると、第３図の電圧
波形は巻線３６によって発生し、それに薮擁される回路
にまたがり巻線３６の両端に現われるものが示されてい
る。実線５６は、被制御整流器３１のゲート・カソード
接合にまたがる電圧である。したがって、電流が流れな
いときは電圧波形は正確に正弦波特性を示し、また電圧
は巻線３６の両側で同じで、また同様な電圧がそれに直
列な回路の両端に現われる。第１図における巻線３６の
電流経路は、ダイオード４９から′点６１に達し、抵抗
５９と抵抗６０の２路に分れ復帰線５３からダイオード
５５を経て巻線３６に戻る。

その電圧は被制御整流器３１とその関連バイアスコンデ
ンサ５２のための回路にまたがって印加される。この電
圧波形は、第３図において、左側の端から出発して立上
る。電流が被制御整流器３１のゲート・カソードを通っ
て流れる以前は、電流が抵抗５９及び６０を通って流れ
るために、小さな抵抗負荷が存在する。電圧は、接続点
６１及び被制御整流器３１のゲートにも現われるが、こ
の電圧が第３図の点５６′迄上昇すると、ゲート・カソ
ードを通って導通が生じ、電流は比較的大きなパルスと
して、巻線３６から抵抗５０を経て流れ、このような電
流が流れている間は、トリガ発生器１４の出力電圧波形
は細い点線４６′のようになる。点線の電圧波形部分４
６は、抵抗５０と被制御整流器３１のゲート・カソード
を通って流れる電流が存在しなかったならば現われるで
あろう所の電圧波形である。

この電圧波形は、第３図のように負のレベルから出発す
るが、それは被制御整流器３１を，トリガする半サイク
ル中に充電されるコンデンサ５２のバイアスが巻線３６
の出力に対して反対極性となっているためである。コン
デンサ６２は不要な過渡現象的信号を抑制する目的で、
被制御整流器３１のゲート・カソード接合に並列になる
様撒かれている。

パルストリガ電流に対するその効果は非常に４・さく無
視しうる。電圧分割回路網５８は、従って、パルス信号
４６の発生している間トリガ回路に大きい影響を与えず
、被制御整流器３１のゲート・カソード接合間に加わる
逆電圧を可成り減少させ、これにより、本質的にコンデ
ンサ５２によるゲート・カソード接合への放電を除去す
る。

ニつの被制御整流器３１，３２，３３に付随する三つの
独立な電圧分割器５８はバイアスコンデンサ５２と並列
な単一の抵抗ブリーダーと等価である。

抵抗値を適切に選択することにより、所望電圧分割比及
び適当なブリーダー抵抗の両方をうる。典型的な分割比
は最大エンジン回転数において逆方向ゲート電圧を約１
０−１２ボルトに制限する様にし、等価的ブリーダー抵
抗値はトリガ閥値レベルがトリガパルス４６の先頭部の
急峻な部分にくる様に（第３図で言えば５６′の点）バ
イアス電圧を確立する様選定する。この結果を生むバイ
アス電圧の最低値は一般に最低価格のバイアスコンデン
サの使用を可能にする。従って、トリガ閥値は通常トリ
ガパルスの急峻部の低い方の端附近に設定する。これは
有効な自己バイアスを維持する為の便利な方法で、その
結果第３図の軌跡５６により典型的に示された被制御整
流器３１のゲート・カソード接合上にトリガ信号が現わ
れる。

ゲート電圧の軌跡５６はアースに対し示されており、無
負荷の場合のトリガパルスは点線４６で示されている。
負荷のある場合のトリガパルスは細かい点線４６′で示
されている。点線で示した上方突出部をもつ電圧パルス
４６は無負荷時にトリガ信号発生器の発生するものであ
る。電圧パルス４６′は、トリガ電流が流れた場合のパ
ルス波形を示す。２つの曲線４６及び４６′の波形のす
その方の部分は無負荷時のトリガパルス及び負荷時のト
リガパルスの両者に対して同じである、第３図では２点
鎖線の曲線に対して２つの番号４６，４６′が付けてあ
る。

これら２つの曲線は、点５６′及び５６″において、点
線４６（トリガ発生器から流れる電流が小さいか殆どな
い場合を示す）と点線４６′（かなりの電流が流れる場
合を示す）に分岐する。上部の点線４６は、トリガ点５
６の位置をどこに選定したらよいかを示すための波形で
、エンジン運転中に回路に現われる実際のピーク電圧を
示すものではない。毎分６００批団転の無負荷トリガパ
ルス４６はゲート電圧５６上に重畳されて示されている
。

自己バイアスコンデンサ５２が約一４５ボルトの負電圧
で充電されていると仮定すると、正味の有効閥値電圧は
や）大きくなり、通常約１．８ボルトとなる（被制御整
流器３１のゲート・カソード接合の所要０．６ボルト順
方向トリガ電圧、プラス、ゲート回路のトリガ通路にお
ける二つの直列ダイオード４９，５５の各々の０．６ボ
ルト順方向電圧降下）。コンデンサ５２の充電電圧は負
バイアスとなるが、船外機の点火装置として、例えばエ
ンジン高回転時にピーク電圧約１３５ボルトの無負荷パ
ルス電圧が発生するとすると、このトリガパルスの立上
りの急峻な点にトリガ点（パル全対の１′３〜２′３の
高さの点）を設定するためにはトリガパルスの基底辺は
約一４５ボルトがよい。また上述の１．８ボルトは、回
路中のいくつかのダイオードの関値電圧である。

この１．８ボルトは、コンデンサによる負電圧にかかわ
らず一定であるが、それは１．８ボルトは回路中のいく
つかのダィオー日こ印加する必要のある電圧であるから
である。例えば、被制御整流器３１の導通のためには、
ダイオード４９と５５及び整流器３１のゲート・カソー
ド接合により形成されるダイオードがあり各ダイオード
は、順方向の導通を生じさせるために通常０．６ボルト
の順方向電圧が必要である。したがって、コンデンサ５
２の負電圧が−４５ボルト以外の場合でも、整流器３１
にトリが電流を流すには、このレベル迄波形が上昇しな
ければならない。従って、トリガパルス４６の発生の寸
前にコンデンサ５２と電圧分割器５８はゲート・カソー
ド接合間に負の１２ボルトを確立する。−１２ボルトは
被制御整流器３１の逆降伏電圧レベル（通常１２〜１５
ボルト）より少し低いレベルに保ちｔ負電圧が印加され
ているとき被制御整流器３１を必要な期間非導適状態に
維持するためである。この電圧は、コンデンサ５２の電
圧の一部分であり、抵抗５９と６０からなる分圧器５８
の抵抗５９で作られる。トリガパルス４６は−４６．２
ボルトの等価バイアスレベルから−１２ボルトのレベル
まで上昇し、ここでゲートは保持される。第３図の波形
の上昇に示されるように波形は底部（４６，４６′で共
通に示される）から立上る。巻線３６の正の半サイクル
の出力を発生すると、これはゲートに印加され、正弦波
形に沿って上昇することになる。この波形の基底のレベ
ルは一４６．２ボルトであるが、これはコンデンサ５２
の一４５ボルトと、コンデンサ５２と巻線３１の間に直
列のダイオードの逆バイアスとの合計である。巻線３６
に発生する正万向の出力電圧は−４５ボルトのバイアス
電圧に抗して上昇するのでこの電圧は、巻線３６の発生
する正弦波に沿って次第に上昇し、一１２ボルトに達す
ることになる。トリガパルス４６が増加を続けるに従い
、ゲート上の電圧は第３図実線に沿って上昇を続ける。
被制御整流器３１のゲート上の電圧が通常のトリガ電圧
である約０．６ボルトの正電圧に迄上昇すると、ゲート
・カソード接合は導適する。導適するゲート回路は、ト
リガパルス４６が最大値に達し、０．６ボルトレベルに
迄減少する迄、ゲート電圧を約０．６から１．０ボルト
に制限する。それ以後、トリガパルスは−１２ボルトレ
ベルまで軌跡５６によって示される様に減少する。上述
のように点線の波形部分４６は、巻線３６から電流が流
れない時の巻線の出力である。しかし、実際には電流が
流れるので実際の出力電圧は点線４６に沿うことなく、
細かい点線４６′に沿って変る。一方被制御整流器のゲ
ート電圧は、第３図の実線５６で示されるが、トリガパ
ルス電圧が５６′（０．６ボルト）に達してゲート回路
が導通し、さらに再びトリガパルス電圧が点５６″迄減
少して導通が止むまで、ゲート回路にはかなりの電流が
流れるので、ゲート電圧は図示で略直線５６で示される
実際は０．６〜１．０ボルトに途中がふくれた波形とな
り、この電圧に制限されることになる。従って、巻線３
６上の負荷はトリガ直前では主に直列接続された電圧分
割抵抗５９，６０の抵抗である。

トリガ入力パルス４６が−１２ボルトレベルから正方向
に増加を続けるに従い、前期トリガ負荷が駆動されアー
ス電位以上となり、ついに十０．６ボルトのゲートトリ
ガ閥値レベルが確立される。即ち、被制御整流器３１の
ゲート・カソード間の導通以前は、僅かな電流が巻線３
６から抵抗５９と６０の並列回路を通って流れる。これ
ら抵抗の接続点６１の電圧は、ゲートを通って電流が流
れない時のゲートにおける電圧でもあり、この電圧は第
３図の正弦波出力の増加に従って増加する。この電圧は
トリガ点５６が０．６ボルトであるからアース電位に達
するのはその少し手前である。トリガの瞬間では、ゲー
ト電流は比較的低く１０から５０マイクロアンペアの程
度である。ゲートトリガが閥値に到達すると、ゲート・
カソード接合抵抗がゲート入力抵抗５川こ抵抗の一部と
して付加され、ゲート・カソード接合抵抗が可成り減少
する為に、ゲート電流はトリガパルス４６の増加と共に
急速に、通常１５ミリアンベアのレベルまで、増加する
。即ち、トリガ前の回路の状態は、前述のように電流が
抵抗５９と６０を流れている。トリガ後はゲート・カソ
ード接合が回路における電流通路となり、電流は直接被
制御整流器３１のゲート・カソード回路を通ってアース
に流れる。したがって、電流は必要なトリガを与えるた
めに整流器３１のゲート・カソード接合を通って増加す
る。さらに、この接合はダイオードと同様であり、ダイ
オード接合の抵抗は一旦導通が始まると急激に減少する
。ゲート・カソード接合もしたがって同様な特性をもつ
ており、抵抗が急激に減少する。この結果、巻線３６か
ら抵抗５０及び低抵抗ゲート・カソード回路を通る電流
パルスは被制御整流器３１を完全に駆動し、同時にコン
デンサ５２を充電する。抵抗５０とゲート・カソ−ド接
合を流れる巻線３６により供給される電流パルスはバイ
アスコンデンサ５２を充電する様働く。このパルスはコ
ンデンサ５２を所望のバイアス電圧レベルに迄充電し続
けるのを助ける。他の整流器３２，３３，３１′，３２
′，３３′の各々に対する回路も同様に各々点火プラグ
２一６を点火すべく回路中に持続される。上記の様に、
プラグ１の点火の後１８０度で、磁極間隙４５が巻線３
６に接近し、反対極性のパルスを発達させ、これが点火
プラグ群９の同一の分岐回路を通して結合され、放電回
路１６′の被制御整流器２５＾への結合変圧器２９′を
経て点火プラグ４を点火する様、整流器３２′を附勢す
る。しかし、動作においては、巻線３６がシリンダー１
を点火すべくパルス４６を発生した後、回転子は回転を
続け間隙４４が巻線３６と３７間の死空間を運動し反対
側の間隙４５が巻線３８に接近する。

上記パルス４６の形成後６０度に於て間隙４５が巻線３
８を通過すると、図示の様に、巻線３８の６０度端に於
て正の電圧をもった電圧パルスが誘起される。巻線３８
は、その６０度機が点火プラグ２のトリガ回路に電力を
供聯合する様、接続されている。特に、巻線３８の６０
度端は整流器３１′の分岐回路中の線４８を経て接続さ
れている。この分岐回路は整流器３１について先に述べ
たものと同様のもので、特に相互接続線４８、ダイオー
ド４９′、ゲート抵抗５０′、被制御整流器３１′のゲ
ート・カソード接合、共通アース線５１′、君羊９に対
する自己バイアスコンデンサ５２′、点火プラグ群８に
対する分岐回路内の復帰線５４′とダイオード５５′へ
接続する共通の復帰線５３、および巻線３８の２４０度
端則ち他端へ戻る相互接続線４７からなっている。従っ
て、点火プラグ１の点火後６０度において、巻線３８が
同様のパルスを発し整流器３１′を点弧する。これによ
りコンデンサ２３′がカスケード‘こ放電し、放電回路
１５′の被制御整流器２５′を点弧し、コンデンサ１２
′が放電して点火プラグ２を点火する。整流器３１′の
安定化動作を与える自己バイアスコンデンサ５２′によ
り、先に点火プラグ１について述べたのと同様の回路動
作が行なわれる。パルスの無い時のコンデンサバィァス
電圧は先述の様に電圧分割回路網を通して被制御整流器
３１′のゲートに印加され、ゲート・カソード接合電圧
を逆方向破壊電圧レベル以下に制限する。本装置は特に
３シリンダーや６シリンダー構成の船外機用の多気筒エ
ンジンに適している。従って、第１図で破線で囲って示
して６シリンダーエンジンへの適用に関連して示される
様に、独立なユニット６３，６４により一対の基本３シ
リンダー点火装置が容易に構成出来る。６シリンダー工
ンジンは一対の単位３シリンダー点火装置で構成され、
両点火装置は単一のトリガ発生器１４の巻線３６，３７
，３８のそれぞれの両端で相互接続される。

前述の様に、これら巻線は点火プラグ群８，９を所望の
如く交互に点火する様接続される。３シリンダーエンジ
ンの場合は一個の単位点火装置と伴にトリガ発生器を変
更して設計される。

即ち、トリガ発生器は３つのトリガ巻線３６，３７，３
８がＹ結線され、その中性点をトリガ共通線としてとり
出しバイアスコンデンサに接続する。特に、３シリンダ
ー系を作るには第１図の回路を次の様に修正すればよい
だろう。点火プラグ群８と点火装置１０および介在する
昇圧点火変圧器、交流発電機１３、トリガ発生器１４、
トリガ巻線３６，３７，３８の０、１２０、２４０度端
への相互接続線４７はそのま）にし、他の装置を省略す
る。

トリガコィル３６，３７，３８の１８０、３００、６０
度端はトリガ発生器１４内で結合させ、トリガ発生器か
らの中性、即ち共通線、を結合線５３としても働くバイ
アスコンデンサ５２に接続する。この様な３シリンダー
エンジンの為のトリガ分岐回路の一例を第４図に示す。

トリガ発生器巻線６６，６７，６８は各々上述の第１図
の巻線３６，３７，３８をＹ結線したものに相当する。
トリガ中性、ないし共通線、は７２で示されるバイアス
コンデンサに接続されている。分割抵抗Ｔ０，７１は第
１図の抵抗６０，５９に各々対応し、ダイオード７７，
７３は各々ダイオード４９，６５に対応する。被制御整
流器７４は被制御整流器３１に、ゲート抵抗７５はゲー
ト抵抗５０に、抑圧コンデンサ７６はコンデンサ６２に
対応する。点火装置６９は第１図の被制御整流器３１の
ァノード以後に接続された全要素に対応する。バイアス
コンヂンサ７２は巻線６６，６７，６８からのゲート電
流パルスの総和によって充電される。バイアスコンデン
サ７２の電圧は直列の抵抗７０，７１および二つの巻線
６７，６８に付随する直列的抵抗によってトリガ電圧の
最大値の約１／３にまで下る。ダイオード７３は３シリ
ンダーの場合必須ではないが、ダイオード７７に印加さ
れるかもしれない大きい逆蟹圧パルスを敬除さ、更に、
ダイオード７７，７３として安価なものの使用が許容さ
れる。

ダイオード７３は第１図に示された６シリンダーの場合
には望ましく、第１図ではダイオード５５を例として用
いて説明した。〔発明の効果〕 この様に本発明によれば比較的高電圧に耐えうる自己バ
イアス信号装置と結合した比較的高電圧トリガ信号源装
置を作成する為の信頼性のある比較的簡単な方法を提供
する一方、同時に比較的中篤な逆破壊ゲート電圧を有す
る被制御整流器のゲート・カソード接合に適用される比
較的中鷺な電圧の逆ゲート・バイアス装置を作成する為
の方法をも提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は６シリンダーエンジンに対する本発明の一実施
例の回路図である。 第２図はトリガ発生器を簡単に図式化したものである。
第３図は一つのトリガパルス信号を示すグラフである。
第４図は３シリンダーエンジンの内一つのシリンダーに
対する実施例の部分的回路図である。１一６・・・・・
・点火プラグ、１２・・・・・・トリガコンデンサ、１
３・・・・・・交流発電機、１４・・・・・・トリガ信
号発生器、１８，１８′・・・・・・ダイオード制御電
子スイッチ回路、２５・・・・・・放電制御電子スイッ
チ、３１，３２，３３・・・・・・被制御整流器、３６
，３６，３７……巻線、３９……固定子、４０…・・・
回転子、４９……ダイオード、５２……バイアスコンデ
ンサ、５３・・・・・・結合線、５４′・・・・・・結
合線、５８・・・・・・電圧分割回路、６３，６４・・
・・・・単位点火装置。 第２図 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンデンサに充電された電気エネルギを昇圧トラン
   スを通じて点火プラグに放電するようにした内燃機関用
   コンデンサ放電式点火装置であつて：（イ） 点火プラ
   グに接続されて前記点火プラグを点火する放電回路、（
   ロ） 内燃機関と結合され、かつ前記内燃機関により駆
   動され、前記内燃機関の回転速度に応じた値の出力パル
   スを所定のタイミングで出力するパルス発生器、（ハ）
   前記放電回路と前記パルス発生器との間に接続され、
   前記パルス発生器よりの出力パルスに応答して前記放電
   回路を作動させる電子スイツチ回路、とを有するものに
   おいて；前記電子スイツチ回路はさらに、（ａ） 前記
   放電回路に接続され、前記パルス発生器からの出力パル
   スに基づくトリガ電圧に応答して前記放電回路を作動さ
   せる被制御半導体スイツチング素子と、（ｂ） 前記パ
   ルス発生器と前記半導体スイツチング素子の一端との接
   続点と、前記半導体スイツチング素子の一端との接続点
   と、前記半導体スイツチング素子の他端との間に接続さ
   れ、前記パルス発生器の出力パルスの値に応じかつ該出
   力パルスと逆極性の電圧を充電するバイアスコンデンサ
   を有するととに、前記バイアスコンデンサに並列に接続
   され、前記バイアスコンデンサの端子電圧を分割し、前
   記半導体スイツチング素子が不導通時には前記分割され
   た電圧が前記半導体スイツチング素子に加わるようにす
   る電圧分割回路を含み、前記半導体スイツチング素子に
   加わるトリガ電圧値を前記内燃機関の回転速度にかかわ
   らず実質的に一定に維持しかつ制限するバイアス回路と
   を備えて成ることを特徴とするコンデンサ放電式点火回
   路。