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- 第５回 点火系 その４ -

♪トランジスタのボリューム上げて　初めてふた～り♪

と、チェッカーズが歌ったのは１９８４年。
当時、すでにクルマの側面やトランクにはＥＦＩだとか、ＥＧＩ、ＰＧＭ-ＦＩなんて電子制御であることを高らかに謳ったエンブレムやステッカーが貼ってあった時代ですから、すでにトランジスターは様々な場面で使われていたはずです。
なので、ティーンエイジャーであったワタクシメには、トランジスタ ＝ トランジスターラジオという図式を理解することはできましたが、一般的な呼称ではありませんでした。
ですが古臭いそのラジオの呼び名は、むしろ新鮮でカッコよくさえ聞こえたものです。

では、トランジスタ ＝ トランジスターラジオの図式が成立していたのは、いつの頃なのでしょう？
気になったので、ちょっとググってみました。
Ｗｉｋｉｐｅｄｉａによると、それまでの真空管ラジオに変わってトランジスターラジオが普及したのは１９５０～６０年代だそうです。
となると、プレスリーとかビートルズをリアルタイムで聴いていた大々先輩にとっては、トランジスタ ＝ トランジスターラジオなのではなかったのかと思います。

ちなみに、世界で初めて自動車にトランジスターラジオを採用したのはクライスラーで、１９５５年のことだそうです。
さらにちなみに、１９８５年公開の映画「バック トゥ ザ フューチャー」でマーティンが戻った過去が１９５５年。
おおっ！　
チェーカーズが１９８４年、世界初の自動車用トランジスターラジオが１９５５年。
ナンとも奇妙な符合が・・・。

まっ、それはドーでもいい話ですが、もう一つドーでもいい話を。
最近では電子制御を自慢するクルマもありませんからすっかり聞かなくなりましたが、ＥＦＩは電子制御燃料噴射装置の略でトヨタが、ＥＧＩは電子制御ガソリン噴射装置で日産やマツダが使っています。ＰＧＭ-ＦＩはプログラムド フューエルインジェクションの略で、ホンダが使っていました。
聞かなくはなりましたが、各車の主要諸元表の燃料供給装置の欄には、ＥＦＩとかＥＧＩとかＰＧＭ-ＦＩとかのしっかり記述されています。
気になられたオッサンは各メーカーのＷｅｂサイトへＧＯです。

さて、今回の主人公はトランジスターです。
多くのオッサン方々はご存じだとは思いますが、最上段の写真がトランジスターです。
いわゆる半導体で、条件によって電気を流したり止めたりする電子部品です。
さてさて、このトランジスター、
今を遡ること三十有余年、ワタクシメが中学生であった頃、工作（技術という教科名だったと思うのですが・・・）の授業でトランジスターラジオを作ったことがあります。
たしかそのとき、ラジオの中に組み付けられたトランジスターは１個か２個であったと記憶しています。
ラジオには、それで十分なのですね。
で、時が流れること三十有余年。
昨年に発売されたインテルのＣＰＵ、Ｃｏｒｅ ⅰ７-５９６０Ｋ には２６億個のトランジスターが内蔵されているそうです。
まあ、生きた時間の長さを自覚しないわけではありませんが、１個→２，６００､０００，０００個という変化を鑑みると、これまで無為に過ごした時間の長さに嘆息せざるを得ません・・・（涙

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閑話休題。
ちょっと計算してみました。
１９７０年代に、ポイント式点火装置付の４気筒エンジンのクルマに乗ったオッサンが、片道３０分のマイカー通勤をしていたと想像してみてください。
交通状況によって大きく変わってしまうので、ここではその３０分間の平均エンジン回転数を、エイッやと２，５００ｒｐｍと仮定します。
１分間に２，５００回転ですから、４気筒エンジンの場合、コンタクトブレーカーは５，０００回断続を繰り返すことになります。
で、３０分間の片道で１５０，０００回、往復で３００，０００回の断続となります。
７０年代ですから、オッサンの会社は週休１日。
週６日の通勤で、１，８００，０００回の断続です。
法定６か月点検の間の２７週間ですと、４８，６００，０００回になります。
大きな数字になるであろうことは予想していましたが、実際に計算してみて、ちょっとビックリしました。
まさか、５千万回近くになろうとは・・・

で、何故こんな計算をしたかと申せば、
高速で断続を繰り返すコンタクトブレーカーの接点は、断続と言えば優しく聞こえますが、厳しめに言えば接点同士が高速で衝突しているのです。
接点は金属で出来てはいるのですが、さすがに５千万回も衝突すれば擦り減ります。
擦り減れば接点の形も変わり、接触も悪くなる。
接触が悪くなれば電気抵抗が増え、一次電圧も低くなり、二次電圧の低下の原因となり、それはスパークプラグの火花を弱めることになる。
つまりエンジンのチョーシが悪くなる。
さらに、摩耗が大きくなると、下図のようにコンタクトブレーカーが接続しているときの位置がずれることになります。
となると、カムとの位相が変化することになり、点火タイミングがずれるのです。
当然、さらにエンジンのチョーシが悪くなる。

また、５千万回断続をする度に接点間にはバチッと火花が５千万回飛びます（閉じるときと開くときの両方で飛べば１億回）。
となれば、接点がコゲます。
コゲると接触が悪くなるわけで、電気を流さなきゃならないところで電気が流れなくなるとプラグにも火が飛ばず、エンジンのチョーシが悪くなる。

なので、この頃のクルマは、定期点検時にはコンタクトブレーカー接点の清掃と隙間調整が必須でした。

ここで、前回の続きにつながります。
きちんとメンテナンスしているお客さまなら問題はなくても、乗りっぱなしのお客さまからは不満がでる。

「おたくのクルマ乗ってるんだけどさァ・・・
距離乗ると、必ず調子悪くなるんだよね～ェ。
ドーにかナンないの？」

それを聞いたクライスラーのエンジニアが奮起しました。

コンタクトブレーカーの接点をどげんかせんとイカン。

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ようやく今回の主役、トランジスターの登場です。
トランジスターの外観はページ最上段にありますが、電気回路図上では右のようなマークで表されます。
外観写真で３本の足が出ているように、回路図上でも３本の端子が出ています。
その端子を、エミッタ、ベース、コレクタと呼びますが、学生ではないので特に覚えていただかなくても結構であります。
さて、そのトランジスターの働きです。
トランジスターには「スイッチング作用」と「増幅作用」の二つの働きがあるのですが、
チェッカーズの歌ったトランジスターラジオは増幅作用を、
クルマの点火装置ではスイッチング作用を使います。

では、そのスイッチング作用です。
の、前に下図のような電気回路をちょっと考えてみます。。 バッテリー、スイッチ、電球です。



電球には大きな電気が流れます。
となると、当然配線にも、スイッチにも大きな電気が流れます。
そのため、スイッチをＯＮ、ＯＦＦする度に、スイッチにはバチッ、バチッと火花が飛んでしまいます。
７０年代オッサンのデスビの中では、６か月の間に、このバチッバチッが５千万回繰り返されるわけですから、そりゃ接点が焼けるのも止むなしであります。
では、この回路にトランジスターを入れます。



いかがでしょうか。ご理解いただけましたでしょうか？
トランジスターのスイッチング作用とは、小さな電気で大きな電気を制御するモノです。
スイッチには小さな電気しか流れないので、ＯＮ、ＯＦＦに伴う火花は飛ばず（または火花が非常に小さい）、接点は焼けることがなくなります。
これを点火装置に組み込んでみると・・・
オオオッ！できました。。
見事に大きな電気がコンタクトブレーカーに流れないようになりました。
これで火花バチバチ問題は解決です。
この装置、セミトランジスター式点火装置と呼ばれます。
略してセミトラ。
１９７２年、クライスラーが発表し、１９７３年からすべての車種に適応していったそうです。
これにて、コンタクトブレーカー接点焼損の件は無事解決したわけです。
メデタシメデタシ・・・。

しかしッ！
まだ問題は残っています。
そう、摩耗問題です。
セミトラ採用によって、接点の焼損は防げても、相も変わらずコンタクトブレーカーは５千万回パチン、パチンと閉じたり開いたり。
さあ、エンジニア達は、どうやってこの問題を解決したのでしょう？
続きます。

続く