JPS60189589A - エンジン稼動時間計測装置 - 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】 弦員欠厭 本発明は、エンジンの稼動時間をエンジン駆動時に通電
される機器における通電時間を積算することによって計
測するエンジン稼動時間計測装置に関する。

従」Ｕ支尤− 一般に、走行距離計をもたない特殊自動車のエンジンま
たは汎用エンジンなどにあって、その点火系における通
電時間を正確に積算計測してエンジンの稼動時間を知る
ことはエンジンの定期的な保守２点検などをなすうえで
必要である。

普通、電気負荷に対する通電時間を積算計測するものと
して水銀電気量計が用いられている。この種の水銀電気
量計にあっては、第１図に示すように、両端から電極１
，２がそれぞれ引き出された密閉されたガラス管３内に
水銀４と電解液５とを封入し、水銀４の電気分解による
電解液５の移動量にしたがって通電時間を積算的に計測
することができるように構成されている。すなわち、電
極１，２間に抵抗Ｒを介して直流電圧Ｅ（または交流電
圧をダイオードにより整流させた電圧）を印加すると、
その＋側では水銀４が電解液５中に溶は込み、−側から
電解液５中の水銀イオンが析出されるようになり、その
結果電解液５が図中矢印Ｖで示すように一側から＋側へ
移動する。その移動量はファラデーの法則により通電電
気量に比例するから、通電電流Ｉを一定に保持させてお
けばガラス管３中における電解液５の移動量によって通
電時間を知ることができるようになる。その場合、通電
をストップしても電解液５の位置がそのまま保持され、
断続的な通電を行なわせても通算の通電時間を積算する
ことができるようになる。

具体的には、第２図↓こ示すように、ＡＢＣ樹脂などか
らなる時間表示目盛６のついたケース７内にガラス管３
を設置するようにしている。図中、８゜９は各電極１，
２からそれぞれ引き出された端子である。

このようなフルスケールの時間目盛６が予め規定された
水銀電気量計では、それが数μＡ程度の微少電流によっ
ても電解液５が移動するものであるため、通電電流Ｉが
多少でも変動すると電解液５の移動速度が変化して表示
時間と実際の通電時間とが異なるものになってしまう。

したがって、印加電圧Ｅを一定としたうえで抵抗Ｒによ
りフルスケール時間に応じた一定電流が供給されるよう
に通電電流Ｉを制限するべく回路定数を設定するように
する必要がある（印加電圧が交流の場合にあってもダイ
オードにより半波整流された電流の平均値としてみれば
一定である）。

そのため従来では、第３図に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ
２の分圧点にツェナダイオードＺＤを接続して印加電圧
Ｅの数％程度の多少の変動を吸収させることができるよ
うにしているが、このような手段では印加電圧Ｅが大幅
に異なる場合に対処することができず、またパルス的な
電圧にも対処することができるものではない。

しかしてこのような従来の水銀電気量計では、それを用
いて例えばエンジンの点火装置における通電時間を計測
する場合、点火方式や機種などによって水銀電気量計へ
の印加電圧の値がそれぞれ異なり、かつその印加電圧が
エンジンの回転数によって大幅な電圧変動をきたすパル
ス状電圧となるために、通電時間を正確に計測させるこ
とができないものになっている。また、エンジン駆動時
に通電される機器としては直流または交流用のものや定
格電流が大幅に異なるものがあり、同一の回路構成では
その通電時間を計測することができないものになってい
る。

Ｉ〕グ 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特に水銀
電気量計を用いてエンジン駆動時に通電される多種多様
な機器における通電時間を同一の回路構成によって正確
に測定することができるようにしたエンジン稼動時間計
測装置を提供するものである。

１１叉 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

本発明によるエンジン稼動時間計測装置にあっては、第
４図に示すように、エンジンの点火装置１０における一
次コイルＰＣに並列に接続された順方向のダイオードＤ
およびコンデンサＣからなる回路と、そのコンデンサＣ
に並列接続された定電流回路１１および水銀電気量計１
２からなる回路とによって構成されている。またその定
電流回路１１はＦＥＴおよびそのゲートｇ・ソースＳ間
に接続された可変抵抗Ｒからなり、ＦＥＴのドレインｄ
側をダイオードＤとコンデンサＣとの間に接続するとと
もにそのソースＳ側を抵抗Ｒに接続し、抵抗Ｒによって
制限された電流をゲートｇ側に帰還させるようにしてい
る。なお点火装置ＩＯにあって、図中ＳＣは二次コイル
を、またＳＰは点火プラグを、ＣＰはエンジンの回転に
同期してオン、オフするコンタクト接点を、Ｃｄは火花
消去用のコンデンサを、Ｂはバッテリをそれぞれ示して
いる。またその点火装置１０は、バッテリをもたないマ
グネト点火方式をとるものであってもよい。

第５図に、定電流回路１１に用いられるＦＥＴの静特性
の例を示す。Ｎチャンネル接合型のものでは、図示のよ
うな定電流特性を有している。すなわち、この特性をも
ったものでは、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが数Ｖを
こすと定電流領域に入り、耐圧の最大定格である５０Ｖ
程度まで持続する。ドレイン電流Ｉｄはゲート・ソース
間電圧ｖｇｓ　＜バイアス電圧）の値によって変化する
が、ＦＥ、Ｔによる特性上のバラツキもあり、通常はＶ
ｇｓ＝ｏのときのドレイン電流Ｉｄの大きさでランク分
けされており、ドレイン電流Ｉｄは０．６〜５ｍＡ程度
のオーダとなっている。しかして、ゲート・ソース間電
圧■ｇＳを負方向に大きくしてバイアスを深くしていけ
ばドレイン電流Ｉｄが減っていくので、ＦＥＴのゲート
ｇ・ソースＳ間に接続された抵抗Ｒの値を適当に選定す
ることによって必要とされる定電流値を得ることができ
るようになる。

その際、水銀電気量計１２が必要とする定電流値はフル
スケール時間によって異なるが、例えば１００時間のオ
ーダによるフルスケール時間によってエンジン稼動時間
を計測する場合に数１０μＡ程度の定電流を必要とする
とき、Ｖ　ｇ　ｓ　＝　Ｏのときの数ｍＡオーダのドレ
イン電流Ｉｄの値からゲートｇ・ソースＳ間の抵抗Ｒを
大きくしてドレイン電流Ｉｄを数１０μＡオーダのもの
にするととができる。したがって、水銀電気量計１２が
必要とする定電流に応じて抵抗Ｒの値を選定したうえで
、コンデンサＣに数７以上５０Ｖ以下の電圧が蓄えられ
ていれば、水銀電気量計１２には常に一定の電流■が供
給されて電解液５が一定の速度で移動することになり、
点火装置１０における一次コイルＰＣに発生するパルス
状の電圧が大幅に変動してもその通電時間が正確に積算
計測されるようになる。

なお、定電流回路１１として定電流ダイオードを使用す
ることも考えられるが、その場合定電流ダイオードの定
格値には幅があるために必要とする定電流値を確実に得
られるという保証がなく、また定格値を選別しても温度
変化に対する電流変動の補償が困難であるから適当では
ない。その点定電流素子にＦＥＴを用いたものでは、前
述のようにそのゲートｇ・ソースＳ間における抵抗Ｒの
値を適宜調整することにより希望する定電流値を容易に
得ることができるようになる。また温度補償の問題にあ
っても、ゲートｇ・ソースＳ間の抵抗Ｒとしてサーミス
タなどの適当な温度特性をもった抵抗素子を用いること
で容易に対処することができるようになる。

また、エンジンの回転にともなって点火装置１０の一次
コイルＰＣには第６図に示すような＋側成分と一側成分
とをもった繰返し波形による電圧が発生する。その繰返
しの周期は、当然エンジンの回転に同期している。その
−側の鋭い波形部分が点火火花を生じさせるもので、普
通３００■程度になる。＋側の波形部分は点火方式によ
って異なるが、波高値で１０数Ｖ程度となる。このよう
な−次コイルＰＣの発生電圧を本発明によるエンジン稼
動時間計測装置に加えると、ダイオードＤによって一側
の電圧が阻止されてコンデンサＣには＋側の電圧が充電
される。ここで重要なことは、水銀電気量計１２に通電
される電流すなわちコンデンサＣの放電電流は数ｌＯμ
Ａときわめて小さいため、−次コイルＰＣに発生する＋
側の電圧が幅の狭いパルス状の波形であってもコンデン
サＣは波高値で充電されるので、その放電電流が間欠的
になることがなく、したがって水銀電気量計１２に通電
される電流が常に一定となる。結局、−次コイルＰＣに
発生する＋側電圧の波高値が数Ｖ〜５０Ｖ程度の持続す
る電圧であれば、コンデンサＣに数Ｖ〜５０Ｖ程度が充
電されて水銀電気量計１２に一定電流が供給されること
になるから、本発明によるエンジン稼動時間計測装置へ
の印加電圧としては直流電圧でも交流電圧でもよく、ま
たパルス電圧であってもよいものとなる。なお、−次コ
イルＰＣに発生する一側の３００ｖ程度の電圧はダイオ
ードＤにより阻止されるために点火時のエネルギが何ら
弱められることはない。ただし、ダイオードＤの逆方向
耐電圧として３００ｖを大きく上まわるものが必要であ
る。

したがって、本発明ではエンジンの点火装置１０におけ
る一次コイルＰＣから必要な電圧をとり出すのみならず
、その他エンジン駆動時に交流電圧を発生するチャージ
コイルやランプコイルなどから電圧をとり出すようにし
てもよく、またバッテリ搭載のエンジンでバッテリ電圧
をそのまま利用するようにしてもよい。なお、ジーゼル
エンジンでは点火系はないが、その始動用および予熱用
にバッテリを搭載しているのが普通である。さらに、＋
側電圧の波高値が５０Ｖを越えることがないように外部
抵抗を付加するようにすれば、電灯や動力の交流１００
ｖや２００ｖの電源でも使用することができるとともに
、ＣＤＩ方式による点火装置の場合のように正負ともに
高電圧が発生する点火コイルなどにも適用することがで
きるようになる。

なお、水銀電気量計１２はその通電時間の計測媒体に液
体を使用しているために振動に弱いものとなっている。

したがって、このような水銀電気量計１２を振動するエ
ンジン部分などに直接設置して通電時間を計測させるに
は不向なものになっている。そのため、第７図に示すよ
うに、水銀４と電解液５とが封入されたガラス管３をケ
ース１３内に防振材１４を介してガラス管３がケース１
３に接触することがないようにフローティング状態に設
置した防振構造をとるようにしている。また、ケース１
３の上面にはその内部に収納されたガラス管３に対応し
て透明な窓１５が設けられているとともに、その窓枠部
分に時間表示目盛６をつけて表示面が形成されるように
なっている。その場合特に窓１５を設けることなく、ケ
ース１３自体を透明材料を用いて形成するようにしても
よい。さらに、ケース１３の下面から端子１６，１７が
引き出されており、それらの端子］、、６．１７とガラ
ス管３両端における電極１，２との各間が細くて柔軟な
リード線１８によってそれぞれ接続されている。各リー
ド線１８にはそれぞれたるみを持たせて、ケース１３の
振動がそのリード線１８を通してガラス管３に伝わるこ
とがないようにしている。防振材１４としては、振動吸
収性に優れた例えば透明なゲル状シリコンゴムが適当で
ある。またシリコンゴムは電食がなく、誘電特性および
耐コロナ、耐アーク性などの電気的特性に優れ、またそ
れらの特性が温度や湿度の変化に対して安定であるとと
もに、耐熱耐寒性および耐候性などに優れているために
、水銀電気量計１２に何ら電気的な影響を与えることが
ない。また水銀電気量計１２の設置箇所が制限されるこ
とがなくなり、特にエンジン部分に水銀電気量計１２を
設置するような場合に最適となる。また第８図に示すよ
うに、水銀電気量計１２をそのままケース２０内に防振
材１４を介してフローティング状態に設置するとともに
、その各電極１，２からそれぞれ引き出されたリード線
１８をたるませてケース２０側の各端子１６．１７にそ
れぞれ接続させるようにしてもよい。この場合にはケー
ス２０の上面にその内部に収納された水銀電気量計に対
応して透明な窓１５を設けるか、または少なくともその
ケース２０の上面を透明材料によって形成するようにす
ればよい。

以上、本発明によるエンジン稼動時間計測装置にあって
は、水銀電気量計を用いてエンジン駆動時に通電される
多種多様な機器における通電時間を計測してエンジンの
稼動時間を計測させる際、印加電圧に大幅な電圧変動が
あっても、また直流。

交流機器の如何を問わず、さらに印加電圧がパルス状の
ものにあっＣも適用が可能となり、通電時間を精度良く
計測することができるという優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は水銀電気量計の基本的な構成詮示す電気回路図
、第２図（ａ）、（ｂ）は従来の水銀電気量計を示す平
面図および正面図、第３図は従来の水銀電気量計におけ
る回路構成を示す電気的結線図、第４図は本発明による
エンジン稼動時間計測装置の一実施例を示す電気的結線
図、第５図は同実施例に用いられるＦＥＴの静特性を示
す特性図、第６図は点火装置の一次コイルに発生する電
圧の特性図、第７図（ａ）、（ｂ）は水銀電気量計をフ
ローティング状態にしたときの構成例を示す平面図およ
び正面図、第８図（ａ）、（ｂ）は同じく他の構成例を
示す平面図および正面図である。 １．２・・・電極　３・・・ガラス管　４・・・水銀　
５・・電解液　６・・・時間表示目盛　８，９・・・端
子　１０・・・点火装置　１１・・・定電流回路　１２
・・水銀電気量計　１３，２０・・・ケース　１４・・
・防振材　１５・・・窓　１６．１７・・・端子　１８
・・・リード線出願人代理人　鳥井　清 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 り了 第８図 ｔＯノ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの駆動時に通電される機器から電圧をとり
   出して定電流化する回路と、その定電流により通電時間
   を計測する水銀電気量計とによって構成されたエンジン
   稼動時間計測装置。 ２、エンジンの駆動時に通電される機器からとり出され
   た電圧を定電流化する回路に、ゲート−ソー入間の抵抗
   値を可変にすることができるＦＥＴを用いたことを特徴
   とする前記第１項の記載によるエンジン稼動時間計測装
   置。