(57)【要約】【課題】複数の点火用コンデンサに蓄積された電荷を確実に同期放電して高い点火エネルギを発生させる。【解決手段】整流信号の電荷を充電すると共に、一端が第１結合ダイオードを介して点火用トランスの２次側巻線に接続された２個の点火用コンデンサと、整流信号の電荷を充電すると共に、一端が各々の第２結合ダイオードを介して点火用トランスの１次側巻線に接続され、かつ、他端が点火用コンデンサの他端に共通接続された２個の充電・昇圧用コンデンサと、各点火用コンデンサの他端と点火用トランスの１次側巻線との間に各々介挿された２個の回路開閉手段と、各々の回路開閉手段に並列接続されたサージ吸収用ダイオードと、充電・昇圧用コンデンサの電圧Ｖａに基づいて回路開閉手段を閉状態とする２個のトリガ回路とを具備する。【選択図】　　　図１
2004125250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火用トランスを介して点火プラグに高電圧及び放電電流を供給する点火装置であって、
交流信号を整流して整流信号を発生させるＮ個の整流信号発生手段と、
各整流信号発生手段毎に設けられ、整流信号発生手段から供給された整流信号の電荷を充電すると共に、一端が第１結合ダイオードを介して点火用トランスの２次側巻線に接続されたＮ個の点火用コンデンサと、
該点火用コンデンサに対応して設けられ、前記整流信号の電荷を充電すると共に、一端が各々の第２結合ダイオードを介して点火用トランスの１次側巻線に接続され、かつ、他端が前記点火用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個の充電・昇圧用コンデンサと、
前記各点火用コンデンサの他端と前記点火用トランスの１次側巻線との間に各々介挿されたＮ個の回路開閉手段と、
各々の回路開閉手段に並列接続されたサージ吸収用ダイオードと、
各回路開閉手段毎に設けられ、該充電・昇圧用コンデンサの電圧Ｖａに基づいて回路開閉手段を閉状態とすると共に、基準電位端が各点火用コンデンサの他端及び各充電・昇圧用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個のトリガ回路とを具備し、
互いに共通接続された前記点火用コンデンサの他端と充電・昇圧用コンデンサの他端とトリガ回路の基準電位端とは、各回路開閉手段毎に互いに分離されていることを特徴とする点火装置。
【請求項２】
整流信号発生手段は、複数のブロッキング発振回路と、各ブロッキング発振回路の出力を各々に昇圧する複数の昇圧トランスと、各昇圧トランスの出力を整流して整流信号を出力する整流ダイオードとから成ることを特徴とする請求項１記載の点火装置。
【請求項３】
回路開閉手段はサイリスタであることを特徴とする請求項１または２記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガスタービン等のエンジンを点火させる点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−２１０３５９号公報には、ブロッキング発振回路の出力を整流して点火用コンデンサに印加することにより電荷を蓄積し、当該点火用コンデンサの充電電圧が所定値を越えた時点で、上記充電電圧に基づく高電圧を点火プラグに印加して放電させる点火装置が開示されている。このような点火装置においては、点火プラグにおける点火エネルギ（すなわち放電エネルギ）は、点火用コンデンサに充電される電荷量によって規制される。
【０００３】
そして、このような点火装置において点火エネルギを増加させるための従来の手段としては、ブロッキング発振回路及び点火用コンデンサ等から成る電荷蓄積用回路を複数個設け、各点火用コンデンサと点火プラグとの接続／非接続をコントロールするスイッチ回路を単一のトリガ回路で駆動することにより同期動作させる構成が採用されている。以下の特許文献には、従来の点火装置について記載されている。
なお、本出願人は、ストアードエネルギーが小さく、かつ、点火周期の早い点火装置を特願２００１−１９４８４８号として出願している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２１０３５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火エネルギを増加させた上記点火装置では、トリガ回路でスイッチ回路を単一の駆動する構成を採用しているため、トリガ回路に不具合が発生すると点火不能状態に陥るという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、複数の点火用コンデンサに蓄積された電荷を確実に同期放電して高い点火エネルギを発生させることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の手段として、点火用トランスを介して点火プラグに高電圧及び放電電流を供給する点火装置であって、
交流信号を整流して整流信号を発生させるＮ個の整流信号発生手段と、
各整流信号発生手段毎に設けられ、整流信号発生手段から供給された整流信号の電荷を充電すると共に、一端が第１結合ダイオードを介して点火用トランスの２次側巻線に接続されたＮ個の点火用コンデンサと、
該点火用コンデンサに対応して設けられ、前記整流信号の電荷を充電すると共に、一端が各々の第２結合ダイオードを介して点火用トランスの１次側巻線に接続され、かつ、他端が前記点火用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個の充電・昇圧用コンデンサと、
前記各点火用コンデンサの他端と前記点火用トランスの１次側巻線との間に各々介挿されたＮ個の回路開閉手段と、
各々の回路開閉手段に並列接続されたサージ吸収用ダイオードと、
各回路開閉手段毎に設けられ、該充電・昇圧用コンデンサの電圧Ｖａに基づいて回路開閉手段を閉状態とすると共に、基準電位端が各点火用コンデンサの他端及び各充電・昇圧用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個のトリガ回路とを具備し、
互いに共通接続された前記点火用コンデンサの他端と充電・昇圧用コンデンサの他端とトリガ回路の基準電位端とは、各回路開閉手段毎に互いに分離されているという構成を採用する。
【０００８】
第２の手段として、上記第１の手段において、整流信号発生手段は、複数のブロッキング発振回路と、各ブロッキング発振回路の出力を各々に昇圧する複数の昇圧トランスと、各昇圧トランスの出力を整流して整流信号を出力する整流ダイオードとから成るという構成を採用する。
【０００９】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、回路開閉手段はサイリスタであるという構成を採用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる点火装置の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本点火装置の回路構成を示す回路図である。この図において、符号１Ａ、１Ｂはブロッキング発振回路、２Ａ、２Ｂは昇圧トランス、３Ａ、３Ｂは整流ダイオード、４Ａ、４Ｂは充電用抵抗器、５Ａ、５Ｂは点火用コンデンサ、６Ａ、６Ｂは充電・昇圧用コンデンサ、７Ａ、７Ｂはトリガ回路、８Ａ、８Ｂは点火用サイリスタ、９Ａ、９Ｂは第１結合ダイオード、１０Ａ、１０Ｂは第２結合ダイオード、１１は点火用トランス、１２は点火プラグ、１３Ａ、１３Ｂはサージ吸収用ダイオードである。これら各構成要素のうち、ブロッキング発振回路１Ａ、１Ｂ、昇圧トランス２Ａ、２Ｂ、整流ダイオード３Ａ、３Ｂは、各々に整流信号発生器ＳＡ、ＳＢ（整流信号発生手段）を構成している。
【００１２】
これら構成要素のうち、ブロッキング発振回路１Ａ、昇圧トランス２Ａ、充電用抵抗器４Ａ、点火用コンデンサ５Ａ、充電・昇圧用コンデンサ６Ａ、トリガ回路７Ａ、点火用サイリスタ８Ａ、第１結合ダイオード９Ａ、第２結合ダイオード１０Ａ及びサージ吸収用ダイオード１３Ａはユニット回路Ａを構成し、ブロッキング発振回路１Ｂ、昇圧トランス２Ｂ、充電用抵抗器４Ｂ、点火用コンデンサ５Ｂ、充電・昇圧用コンデンサ６Ｂ、トリガ回路７Ｂ、点火用サイリスタ８Ｂ、第１結合ダイオード９Ｂ、第２結合ダイオード１０Ｂ及びサージ吸収用ダイオード１３Ｂはユニット回路Ｂを構成している。本点火装置は、同一に構成された１対のユニット回路Ａ及びユニット回路Ｂ（すなわちＮ＝２）に点火用トランス１１及び点火プラグ１２を組み合わせることによって構成されている。
【００１３】
ユニット回路Ａにおいて、ブロッキング発振回路１Ａは、所定周期のインパルス状交流信号を発振するものであり、出力端が昇圧トランス２Ａの１次巻線に接続されている。昇圧トランス２Ａの２次巻線の片端は、整流ダイオード３Ａのアノード端に接続され、当該整流ダイオード３Ａのカソード端は充電用抵抗器４Ａの片端、充電・昇圧用コンデンサ６Ａの片端、トリガ回路７Ａの比較電圧端及び第２結合ダイオード１０Ａのアノード端に共通接続されている。充電用抵抗器４Ａの他端は、点火用コンデンサ５Ａの片端及び第１結合ダイオード９Ａのアノード端に共通接続されている。また、昇圧トランス２Ａの２次巻線の他端は、点火用コンデンサ５Ａの他端、充電・昇圧用コンデンサ６Ａの他端、トリガ回路７Ａの基準電位端及び点火用サイリスタ８Ａのカソード端に共通接続されている。
【００１４】
第１結合ダイオード９Ａのカソード端は、ユニット回路Ｂの第１結合ダイオード９Ｂのカソード端と共に点火用トランス１１の２次巻線の片端に接続され、第２結合ダイオード１０Ａのカソード端は、ユニット回路Ｂの第２結合ダイオード１０Ｂのカソード端と共に点火用トランス１１の１次巻線の片端に接続されている。点火用トランス１１の１次巻線の他端は、ユニット回路Ａの点火用サイリスタ８Ａのアノード端、ユニット回路Ｂの点火用サイリスタ８Ｂのアノード端及び点火プラグ１２の片端に共通接続されている。この一方、点火用トランス１１の２次巻線の他端は、点火プラグ１２の他端に接続されている。
【００１５】
また、ユニット回路Ａにおける点火用サイリスタ８Ａのゲート端は、トリガ回路７Ａの出力端に接続され、一方、ユニット回路Ｂにおける点火用サイリスタ８Ｂのゲート端は、トリガ回路７Ｂの出力端に接続されている。さらに、ユニット回路Ａにおいて、点火用サイリスタ８Ａのカソード端にはサージ吸収用ダイオード１３Ａのアノード端が接続され、同じく点火用サイリスタ８Ａのアノード端には、サージ吸収用ダイオード１３Ａのカソード端が接続されている。一方、ユニット回路Ｂにおいて、点火用サイリスタ８Ｂのカソード端にはサージ吸収用ダイオード１３Ｂのアノード端が接続され、同じく点火用サイリスタ８Ｂのアノード端には、サージ吸収用ダイオード１３Ｂのカソード端が接続されている。
【００１６】
次に、このように構成された点火装置の動作について、図２をも参照して詳しく説明する。
【００１７】
各ユニット回路Ａ，Ｂにおいて、各ブロッキング発振回路１Ａ，１Ｂは上記交流信号を連続的に発振しており、したがって各昇圧トランス２Ａは、昇圧した交流信号を各整流ダイオード３Ａ、３Ｂにそれぞれ供給し、この結果、各整流ダイオード３Ａ、３Ｂは、各充電用抵抗器４Ａ，４Ｂの片端、各充電・昇圧用コンデンサ６Ａ，６Ｂの片端、各トリガ回路７Ａ，７Ｂの比較電圧端及び各第２結合ダイオード１０Ａ，１０Ｂのアノード端に交流信号を整流した信号（整流信号）として供給する。
【００１８】
この整流信号は、図２（ａ）に示すように、各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂが「ＯＮ」する度に電圧が徐々に上昇する鋸歯状波となる。すなわち、各トリガ回路７Ａ，７Ｂは、整流信号の電圧Ｖａ（整流電圧）を内部の基準電圧と比較し、整流電圧Ｖａが基準電圧を越えると、出力端の電位を変化させて各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂを「ＯＦＦ」状態から「ＯＮ」状態に遷移させる。そして、各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂが「ＯＮ」する度に各点火用コンデンサ５Ａ、５Ｂ及び各充電・昇圧用コンデンサ６Ａ，６Ｂは瞬時に放電するので、整流信号すなわち整流電圧Ｖａは、この各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂの「ＯＮ」動作に同期した鋸歯状のレベル変化を繰り返す。
【００１９】
また、各充電・昇圧用コンデンサ６Ａ，６Ｂに蓄積された電荷は、各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂが「ＯＮ」する度に、第２結合ダイオード１０Ａ，１０Ｂ、点火用トランス１１の１次巻線１１ａ及び各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂから成る電流経路を流れる放電電流として放電される。そして、点火用トランス１１の２次巻線１１ｂには、この放電電流によって高電圧Ｖｐが誘起されると共に、各点火用コンデンサ５Ａ、５Ｂの電荷が第１結合ダイオード９Ａ，９Ｂを介して流れ込むことになる。この結果、各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂの「ＯＮ」動作に同期した放電が点火プラグ１２において発生する。
【００２０】
ところで、以上が本点火装置の概要動作であるが、本点火装置では、各ユニット回路Ａ，Ｂの各トリガ回路７Ａ，７Ｂのうち何れか一方が作動すると、他方が追従して作動する。すなわち、各点火用サイリスタ８Ａ、８Ｂは、ほぼ同時に「ＯＮ」して点火プラグ１２を放電させる。
【００２１】
例えば、ユニット回路Ａのトリガ回路７Ａが作動して点火用サイリスタ８Ａが「ＯＮ」すると、当該「ＯＮ」時のラッシュ電流がサージ吸収用ダイオード１３Ａ、１３Ｂを介してユニット回路Ｂ側に流れる。そして、このラッシュ電流によってＡユニット回路Ｂの充電・昇圧用コンデンサ６Ｂに瞬時に電荷が充電され、この結果、ユニット回路Ｂの整流電圧Ｖａが瞬時に上昇してトリガ回路７Ｂがトリガ回路７Ａに追従して作動する。図２（ｂ）は点火用サイリスタ８Ａの端子間電圧を示しており、図２（ｃ）は、点火用サイリスタ８Ｂの端子間電圧を示している。これらの図に示すように、各点火用サイリスタ８Ａ，８Ｂの端子間電圧は、当該点火用サイリスタ８Ａ，８Ｂが「ＯＮ」する度にラッシュ電流によって大きく変動する。
【００２２】
すなわち、ユニット回路Ａのトリガ回路７Ａが作動して点火用サイリスタ８Ａが「ＯＮ」すると点火プラグ１２に放電が生じるため、ユニット回路Ｂの点火用サイリスタ８Ｂのアノード端側の電位が急峻に負電位となる。そして、サージ吸収用ダイオード１３Ｂが「ＯＮ」し、共通接続された点火用コンデンサ５Ｂの他端、充電・昇圧用コンデンサ６Ｂの他端及びトリガ回路７Ｂの基準電位端の電位が急峻に負電位となる。この結果、充電・昇圧用コンデンサ６Ｂの端子間電圧が急峻に上昇するので、トリガ回路７Ｂが追従的に作動して点火用サイリスタ８Ｂが「ＯＮ」する。したがって、点火プラグ１２には、ユニット回路Ａの点火用コンデンサ５Ａの電荷とユニット回路Ｂの点火用コンデンサ５Ｂの電荷とがほぼ同時に流れ込み、高い点火エネルギを発生させる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、点火用トランスを介して点火プラグに高電圧及び放電電流を供給する点火装置であって、交流信号を整流して整流信号を発生させるＮ個の整流信号発生手段と、各整流信号発生手段毎に設けられ、整流信号発生手段から供給された整流信号の電荷を充電すると共に、一端が第１結合ダイオードを介して点火用トランスの２次側巻線に接続されたＮ個の点火用コンデンサと、該点火用コンデンサに対応して設けられ、前記整流信号の電荷を充電すると共に、一端が各々の第２結合ダイオードを介して点火用トランスの１次側巻線に接続され、かつ、他端が前記点火用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個の充電・昇圧用コンデンサと、各点火用コンデンサの他端と前記点火用トランスの１次側巻線との間に各々介挿されたＮ個の回路開閉手段と、各々の回路開閉手段に並列接続されたサージ吸収用ダイオードと、各回路開閉手段毎に設けられ、該充電・昇圧用コンデンサの電圧Ｖａに基づいて回路開閉手段を閉状態とすると共に、基準電位端が各点火用コンデンサの他端及び各充電・昇圧用コンデンサの他端に共通接続されたＮ個のトリガ回路とを具備し、各点火用コンデンサの他端と充電・昇圧用コンデンサの他端とトリガ回路の基準電位端とは互いに分離されているので、任意の充電・昇圧用コンデンサの電圧Ｖａが上昇して当該充電・昇圧用コンデンサの対応するトリガ回路が作動することにより当該トリガ回路に対応する回路開閉手段が閉状態になると、当該閉時のラッシュ電流によってサージ吸収用ダイオードを介して他の充電・昇圧用コンデンサに瞬時に電荷が充電される。すなわち、任意のトリガ回路が回路開閉手段を閉状態にすると、他のトリガ回路は、この任意のトリガ回路に追従して各々に対応する回路開閉手段を閉状態にする。したがって、複数の点火用コンデンサに蓄積された電荷を確実に同期放電して高い点火エネルギを発生させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態における各部波形を示す模式図である。
【符号の説明】
ＳＡ、ＳＢ……整流信号発生器（整流信号発生手段）
１Ａ、１Ｂ……ブロッキング発振回路
２Ａ、２Ｂ……昇圧トランス
３Ａ、３Ｂ……整流ダイオード
４Ａ、４Ｂ……充電用抵抗器
５Ａ、５Ｂ……点火用コンデンサ
６Ａ、６Ｂ……充電・昇圧用コンデンサ
７Ａ、７Ｂ……トリガ回路
８Ａ、８Ｂ……点火用サイリスタ
９Ａ、９Ｂ……第１結合ダイオード
１０Ａ、１０Ｂ……第２結合ダイオード
１１……点火用トランス
１２……点火プラグ
１３Ａ、１３Ｂ……サージ吸収用ダイオード
【図１】
2004125250.tif 000003
【図２】
2004125250.tif 000004