(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣り合うものが異極性の少なくとも２個以上のポールピースを持ったロータと、該ロータの周辺に配置されたコ字状コアと、該ロータの回転方向に対しポールピースが初めに対向する側のコアの脚に巻装された発電コイルと、前記発電コイルに誘起された正方向電圧を充電する第１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、前記発電コイルに誘起された第１の負方向電圧にもとづくトリガ電圧を受けて導通し、前記第１のコンデンサの充電電荷をイグニッションコイルの１次側コイルを介して放電させる第１のスイッチング素子と、前記第２のコンデンサの充電電荷を所定の時定数で放電させる放電回路と、前記第２のコンデンサの充電時にターンオン状態とされ、かつ前記発電コイルに第２の負方向電圧が誘起された場合に、前記放電回路による放電時定数の間、前記第１のスイッチング素子に供給されるトリガ電圧をバイパスする第２のスイッチング素子とを備え、前記時定数経過後における前記発電コイルの第１の負方向電圧の誘起時に、前記第１のスイッチング素子にトリガ電圧を供給してこれを導通させることを特徴とする内燃機関の無接点点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火時期を機関回転数に応じて自動調整するための内燃機関の無接点点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型の２サイクルエンジン等に使用する無接点点火装置は、内燃機関の回転により駆動されるアルミ製のロータに、磁石とともにこれを挟んで二つのポールピースを埋設し、一対の脚を持つコアをロータに対向配置し、そのロータの回転方向に対しポールピースが最後に対向する側の前記脚に対し発電コイルを取り付けたものからなる。
【０００３】
そして、この無接点点火装置によれば、ロータを回転させたときに発電コイルに誘起された正方向電圧をコンデンサに充電し、一方、発電コイルに誘起された負方向電圧によりスイッチング素子を導通させて、前記コンデンサの充電電荷をイグニッションコイルに供給し、得られた高電圧を点火プラグに供給して火花を発生させ、シリンダ内の混合気に点火を行うようにしている。
【０００４】
ところが、このような内燃機関の無接点点火装置にあっては、発電コイルが、前記のようにポールピースが最後に対向する側の脚に設けられているため、この発電コイルに得られる負方向電圧の発生時間が短くなり、進角幅を大きくとれないという不都合があった。
【０００５】
これに対し、ロータの回転方向に対しポールピースが初めに対向する側のコアの脚に、そのロータの回転方向とは反対側に突出する突出部を一体に設けた無接点点火装置が提供され、これにより前記進角幅を大きくする方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにコアの脚に突出部を設けた従来の内燃機関の無接点点火装置にあっては、脚の先端部が突出しているために、磁性鋼板を打ち抜いた鉄心片を積層して鉄心を製作する場合に、磁性鋼板材料の歩留りが悪くなるとともに全体重量が嵩み、しかもエンジン側に広い取り付けスペースを用意する必要があり、加えて十分な進角幅を確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は前記のような問題を解消するものであり、簡単な構成にて大きな進角幅を確保できるとともに、小形化、軽量化、さらにはローコスト化を図ることができる内燃機関の無接点点火装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、本発明にかかる内燃機関の無接点点火装置は、互いに隣り合うものが異極性の少なくとも２個以上のポールピースを持ったロータと、該ロータの周辺に配置されたコ字状コアと、該ロータの回転方向に対しポールピースが初めに対向する側の前記コアの脚に巻装された発電コイルと、前記発電コイルに誘起された正方向電圧を充電する第１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、前記発電コイルに誘起された第１の負方向電圧にもとづくトリガ電圧を受けて導通し、前記第１のコンデンサの充電電荷をイグニッションコイルの１次側コイルを介して放電させる第１のスイッチング素子と、前記第２のコンデンサの充電電荷を所定の時定数で放電させる放電回路と、前記第２のコンデンサの充電時にターンオン状態とされ、かつ前記発電コイルに第２の負方向電圧が誘起された場合に、前記放電回路による放電時定数の間、前記第１のスイッチング素子に供給されるトリガ電圧をバイパスする第２のスイッチング素子とを設けて、前記時定数経過後における前記発電コイルの第１の負方向電圧の誘起時に、前記第１のスイッチング素子にトリガ電圧を供給してこれを導通させるようにしたものであり、この態様により、正方向電圧の直前に発電コイルに誘起される負方向電圧の発生時間を長くして、大きな進角幅を得られるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図に付いて説明する。図１は本発明の内燃機関の無接点点火装置における発電部の構成を示す概念図である。同図において、１は内燃機関のクランク軸に固定されているロータで、このロータ１には、磁石２とともに、これを挟むポールピース３、４が埋設されている。磁石２はポールピース３、４をそれぞれＮ極およびＳ極に着磁するように、これらに磁気的および機械的に結合されている。
【００１０】
また、内燃機関の固定側にはコ字状のコア５が取り付けられており、このコア５の二つの脚５ａ、５ｂの先端が微小間隙を介してロータ１の外周面に臨んでいる。そして、ロータ１の回転方向に対しポールピース３、４が初めに対向する側の脚ｂに、発電コイル６が着装されている。
【００１１】
図２は無接点点火装置の点火制御回路を示す。同図において、発電コイル６の二つの出力端子Ｔ１、Ｔ２間には、ダイオード７および充放電用の第１のコンデンサ８をそれぞれ介して、イグニッションコイル９の１次側コイル９ａが接続されている。また、このイグニッションコイル９の２次側コイル９ｂに点火プラグ１０が接続されている。
【００１２】
また、発電コイル６の出力端子Ｔ１にはダイオード７を介して第１のスイッチング素子としてのサイリスタ１１のアノードが接続され、このサイリスタ１１のカソード・ゲート間には抵抗１３が接続されている。また、サイリスタのカソードはダイオード１２を介して発電コイル６の出力端子Ｔ２に接続されている。
【００１３】
サイリスタ１１のゲートと発電コイル６の出力端子Ｔ２との間にツェナダイオード１４が接続され、さらに、イグニッションコイル９の１次側コイル９ａの両端には、第１のコンデンサ８を介して、コンデンサ８と１次側コイル９ａの発振用のダイオード１５が接続されている。
【００１４】
また、前記発電コイル６の出力端子Ｔ１、Ｔ２間には、抵抗１６、第２のコンデンサ１７、抵抗１８および前記ダイオード１２からなる第２のコンデンサ１７充電用の直列回路が接続され、その第２のコンデンサ１７には、これとともに放電用の時定数回路を構成する抵抗１９、２０が、図示のように並列接続されている。
【００１５】
前記抵抗２０の両端は第２のスイッチング素子としてのサイリスタ２１のゲート・カソード間に接続され、アノードは発電コイル６の出力端子Ｔ２に接続されている。なお、抵抗１８、２０の一方の端子間には逆流防止用のダイオード２３が接続され、他方の端子は共にサイリスタ２１のカソード接続されている。またサイリスタ２１のカソードおよび発電コイル６の出力端子Ｔ１間には、サイリスタ１１のゲートおよびカソードを側路するダイオード２２と抵抗２４とが直列接続されている。
【００１６】
さらに、サイリスタ１１とダイオード１２の接続中点と、ダイオード２３のアノードとが直接接続されている。
【００１７】
次に動作を説明する。機関の低速運転域では、ロータ１の回転も低速であり、このとき発電コイル６に得られる誘起電圧は、図３中の曲線Ｒに示すごとくなり既述したように、正方向電圧▲２▼がダイオード７→第１のコンデンサ８→イグニッションコイル９の１次側コイル９ａにかかって、第１のコンデンサ８に充電が行われる。同時に、抵抗１６→第２のコンデンサ１７→抵抗１８→ダイオード１２の経路にも電流が流れ、第２のコンデンサ１７に充電が行われる。また、抵抗１６、１９を介してサイリスタ２１のゲートにもトリガ電流が印加され、サイリスタ２１はターンオン状態となる。
【００１８】
第２のコンデンサ１７の電荷は、これとともに放電回路を形成する抵抗１９、２０を通って放電され、その放電時定数は機関回転数が低速でも第２の負方向電圧▲３▼が発生している間、サイリスタ２１をターンオンし続ける大きさに選ばれている。
【００１９】
次に、発電コイル６に第２の負方向電圧▲３▼が誘起されるが、前記放電時定数によってサイリスタ２１はターンオン状態を保持しているため、その負方向電流はサイリスタ２１のアノード・カソード→抵抗２４→ダイオード２２の経路を流れる。従って、ツェナーダイオード１４はブレークオーバせず、サイリスタ１１に供給されるトリガ電圧がバイパスされることとなり、このサイリスタ１１はターンオンし得ない。また、このとき第２のコンデンサ１７の残留電荷は抵抗１９、２０を通る経路で放電されてしまう。
【００２０】
かくして、第２の負方向電圧▲３▼が得られる時点では、サイリスタ１１はトリガされず、第１のコンデンサ８からイグニッションコイル９への点火電圧の供給がなされない。
【００２１】
次に、第１の負方向電圧▲１▼が発電コイル６に誘起されると、第２のコンデンサ１７にはこのとき既に電荷がなく、サイリスタ２１がオフとなっているため、ツェナーダイオード１４がブレークオーバし、サイリスタ１１のゲート・カソードにツェナーダイオード１４を介して負方向電流が流れる。このときサイリスタ１１がターンオンする。このため、第１のコンデンサ８の電荷がサイリスタ１１のアノード・カソード→ダイオード１２→イグニッションコイル９の１次側コイル９ａの経路で放電され、イグニッションコイル９の２次側コイル９ｂには高電圧が誘起され、この高電圧により点火プラグ１０に火花を発生させる。このときのサイリスタ１１のトリガタイミングは図３（ａ）のθ１で、第１のコンデンサ８の充放電電圧波形およびタイミングは図３（ｂ）に示すごとくなる。
【００２２】
同様に、機関が高速域で運転される場合にも、前記の誘起電圧Ｒより遅れた誘起電圧Ｓが得られるが、このとき点線で示す遅れの大きい第２の負方向電圧▲３▼'でなく、電機子反作用の影響を受けない第１の負方向電圧▲１▼'でサイリスタ１１をトリガするため、機関が高速運転域で点火タイミングが遅れるという問題を解消できるものである。なお、このときのサイリスタ１１のトリガタイミングは図３（ａ）のθ２に示す通りである。
【００２３】
ところで、本発明では、発電コイル６を、ロータ１の回転方向に対しポールピース３、４が初めに対向する側の脚５ｂに取り付けている。こうすることで、発電コイル６には早い時点から第１の負方向電圧▲１▼'が誘起され、脚５ｂを通る磁束の増加に伴ってその第１の負方向電圧▲１▼'のレベルが第２の負方向電圧▲３▼'のレベルより高くなり、また、その磁束の減少に伴って、その負方向電圧▲１▼'のレベルが低くなっていく。
【００２４】
従って、この発電コイル６に誘起される第１の負方向電圧▲１▼'の発生時間は、その発電コイル６を脚５ａに設けた場合に比べて、例えば１〜２．０倍程度まで伸びて長くなる。この結果、その第１の負方向電圧▲１▼'の発生時間が長くなる分だけ点火時の進角幅を大きくすることが可能となる。従って、図３に示すように低速から高速までの点火タイミングのコントロールを最適化できる。
【００２５】
また、脚５ｂに発電コイル６を設けた場合には、従来のように脚先端に突出部を設ける必要がなくなり、磁性鋼板の歩留りの悪化や重量増加といった不都合を回避できるほか、取り付けスペースの確保が容易となり、ローコスト化が可能になるといった利点が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば発電コイルに誘起された第１の負方向電圧にもとづくトリガ電圧を受けて導通し、第１のコンデンサの充電電荷をイグニッションコイルの１次側コイルを介して放電させる第１のスイッチング素子と、第２のコンデンサの充電電荷を所定の時定数で放電させる放電回路と、前記第２のコンデンサの充電時にターンオン状態とされ、かつ前記発電コイルに第２の負方向電圧が誘起された場合に、前記放電回路による放電時定数の間、前記第１のスイッチング素子に供給されるトリガ電圧をバイパスする第２のスイッチング素子とを設けて、前記時定数経過後における前記発電コイルの第１の負方向電圧の誘起時に、前記第１のスイッチング素子にトリガ電圧を供給してこれを導通させるようにしたので、発電コイルに誘起される負方向電圧の発生時間を長くして、コアの脚を長く延ばすことなく、大きな進角幅を得ることができ、従って、低速から高速までの点火タイミングのコントロールを最適化でき、これを簡単かつローコストな構成にて実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による内燃機関の無接点点火装置の発電部を示す要部の構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態による内燃機関の無接点点火装置の無接点点火制御回路を示す回路図である。
【図３】図２に示す回路各部の電圧波形図である。
【符号の説明】
１    ロータ
３、４    ポールピース
５    コア
６    発電コイル
８    第１のコンデンサ
９    イグニッションコイル
１１    サイリスタ（第１のスイッチング素子）
１７    第２のコンデンサ
１９、２０    抵抗（放電回路）
２１    サイリスタ（第２のスイッチング素子）
【図１】
0004482712.tif 000002
【図２】
0004482712.tif 000003
【図３】
0004482712.tif 000004