(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線および２次巻線が巻装されるボビンと、
該ボビンに挿入された鉄心と、
前記１次巻線に直列に接続されたスイッチング素子を含み、前記１次巻線に電流を供給制御して前記２次巻線に高電圧を発生させるパワーモジュールとを有し、
該パワーモジュールを前記鉄心上に設置して、該鉄心を前記パワーモジュールの放熱体としたことを特徴とする内燃機関の点火装置。
【請求項２】
前記ボビンには、前記１次巻線および前記２次巻線が同軸的に巻装されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置。
【請求項３】
前記鉄心は前記ボビン内に挿入された長短２つの中央辺が対向配置されて前記鉄心の中央部より一方の端部寄りに配置された空隙部を有する閉磁路形鉄心とし、前記パワーモジュールを長い前記中央辺上に設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の点火装置。
【請求項４】
前記鉄心に凹陥部を設け、該凹陥部に前記パワーモジュールを設置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はディストリビュータを使用しない内燃機関の点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディストリビュータを使用しない、いわゆる気筒別点火方式の点火装置として、例えば特開平５−３２１８０７号公報に記載されるものがある。この点火装置は、１次巻線および２次巻線によって構成された点火コイルと、この点火コイルが収納されるコイルケースと、１次巻線に電流を供給制御するスイッチング手段を構成するパワーモジュールを内蔵したコイルコネクタ部品とを具備している。このコイルコネクタ部品には、パワーモジュールとしてハイブリッド基板とパワートランジスタとが設けられ、このパワーモジュールから発生する熱を放熱する目的で、放熱板が設けられている。この放熱板は、パワーモジュールからの熱を効率よく吸収するために、パワーモジュールと接触して設けられている。また、コイルコネクタ部品が、放熱板の放熱効率を確保するために、点火コイルのモールド樹脂部分に埋没しないような位置に設けられている。
このため、点火装置全体の形状をみると、コイルコネクタ部品が点火コイルから突出したような配置になっている。特に、放熱板については、その全体が点火コイルから突出したような配置になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の点火装置では、パワートランジスタのジャンクション温度上昇を押さえるための放熱板を別途設けているため点火装置の小型化、軽量化が不十分であった。そこで、放熱板を別途設ける必要のない小型で軽量な点火装置の開発が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の点火装置は、１次巻線および２次巻線が巻装されるボビンと、このボビンに挿入された鉄心と、１次巻線に直列に接続されたスイッチング素子を含み、１次巻線に電流を供給制御して２次巻線に高電圧を発生させるパワーモジュールとを有し、
このパワーモジュールを鉄心上に設置して、この鉄心をパワーモジュールの放熱体としたものである。
【０００５】
【作用】
上記のように構成された内燃機関の点火装置においては、ボビンに挿入された鉄心がパワーモジュールの放熱体として機能する。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の一実施例である点火装置の点火コイルの鉄心部の斜視図である。図において、１は１次巻線および２次巻線が巻装される鉄心部であり、略Ｅ形状の２つの鉄心３，５を、それぞれの対応する３辺の端部を対向させて配置したものである。鉄心３の中央辺３ａは両側辺３ｂ，３ｃよりも長く設定されており、一方、鉄心５の中央辺５ａは両側辺５ｂ，５ｃよりも短く設定されている。そして、鉄心３の両側辺３ｂ，３ｃの端部はそれぞれ鉄心５の両側辺５ｂ，５ｃの端部と溶接され、鉄心３の中央辺３ａの端部は鉄心５の中央辺５ａの端部と空隙６を介して対向配置されている。なお、鉄心３と鉄心５の接合は点火装置の組み立て時に行うようにする。
【０００７】
７は鉄心３の中央辺３ａ上に設置されて点火コイルに電流を供給制御するパワーモジュールであり、回路基板９上にスイッチング素子としてのパワートランジスタチップ１１、チップ部品１３及び接続端子１５を設置した構成である。このように、パワーモジュール７を鉄心３の中央辺３ａ上に設置することによって鉄心３が放熱体として機能するので、別途放熱板を設けることなく効果的な放熱構造を実現できるのである。
なお、パワートランジスタチップ７は銅（Ｃｕ）やモリブデン（Ｍｏ）のヒートシンクを介して回路基板９に接続される場合もある。また、回路基板９にはアルミナもしはく窒化アルミニウムが用いられる。
【０００８】
なお、上述したように鉄心３の中央辺３ａを鉄心５の中央辺５ａよりも長く設定しているので、パワーモジュール７の設置面積が広くなり、中央辺３ａへの設置が容易になっている。このようにパワーモジュール７を鉄心３と鉄心５に架設することなく、鉄心３側にのみ設置することで装置の組み立てが容易になる。
【０００９】
１７，１９及び２１，２３はそれぞれ鉄心３及び鉄心５の連結辺３ｄ，５ｄの両端部に設けられたボルト穴であり、鉄心３及び鉄心５をエンジンのシリンダヘッドなどにネジ止めするのに利用される。このように、鉄心３及び鉄心５をエンジンのシリンダヘッドなどに接続することによって、鉄心３及び鉄心５の放熱効率がさらに向上する。
【００１０】
図２は鉄心部１を含む点火装置の断面図であり、図１に示したものと同一部分には同一符号を付している。図において、２５は鉄心部１の中央辺３ａ，５ａが挿入されたボビン２４に巻装された１次巻線、２７は１次巻線２５の外周に隔壁２６を介して巻装された２次巻線である。２９は断面略コ字状のコイルケースであり、１次巻線２５及び２次巻線２７を収納している。３１はコイルケース２９の開口側に設けられたコネクタ部であり、このコネクタ部３１を介して点火制御を指令する電子制御ユニット（ＥＣＵ）とパワーモジュール７が接続され、電源部と１次巻線２５と２次巻線２７が接続される。
【００１１】
３３はパワーモジュール７を保護するために鉄心部１とボビン２４の隙間に充填されたシリコンゲル、３４はシリコンゲル３３が漏れるのを防止するためにコイルケース２９と鉄心部１の中央辺５ａとの隙間に充填された接着剤である。３５は１次巻線２５、２次巻線２７およびコネクタ部３１に充填された絶縁耐熱性のモールド樹脂である。上記のように構成された点火装置は、鉄心３，５に設けられたボルト穴１７，１９，２１，２３にボルトを挿入してエンジンのシリンダヘッドなどにネジ止めされる。
【００１２】
次に、電気的な接続関係を説明すると、コネクタ部３１を介してＥＣＵとパワーモジュール７が接続され、電源部（図示なし）と１次巻線２５と２次巻線２７が接続される。パワーモジュール７は１次巻線２５と、１次巻線２５は２次巻線２７とそれぞれ接続され、さらに２次巻線２７はプラグ（図示なし）への接続部３７と接続されている。さらに動作について概説すると、点火制御を指令するＥＣＵからの信号をパワーモジュール７で受けて１次巻線２５への電流を断続制御する。これによって、１次巻線と２次巻線の比に比例する高電圧が２次巻線に発生し、これを点火プラグ（図示なし）へ伝える。このとき、パワーモジュール７における発熱は鉄心３に伝達されて効果的に放熱され、パワートランジスタ１１のジャンクション温度の上昇を抑える。
【００１３】
本実施例においては、パワーモジュール７を１次巻線２５及び２次巻線２７が巻装される鉄心部１の中央辺３ａ上に設置したので、ボビン２４がパワーモジュール７のケースとしての機能を有することになり、別途パワーモジュール７用のケースを設ける必要がなく、点火装置がコンパクトになる。なお、パワーモジュール７を鉄心部１の両側辺３ｂ，３ｃのいずれか一方に設置してもよいが、この場合にはパワーモジュール７を保護するためのケースを別途設けるようにすればよい。
【００１４】
また、図３に示すように鉄心部１の中央辺３ａの表面に矩形状の凹陥部４１を設け、この凹陥部にパワーモジュール７の回路基板９を設置するようにすれば、ボビン２４とパワーモジュール７との隙間を小さくすることができ、点火装置をさらにコンパクトにすることができる。なお、図３において、図１と同一部分には同一符号を付している。後述する図４においても同様である。
【００１５】
また、上記の実施例の鉄心部１は略Ｅ形状の２つの鉄心３，５を、それぞれの対応する３辺を対向させて配置したものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、図４に示すように略Ｃ形状の鉄心５１，５３の開口側の辺の端部をそれぞれ対向して配置するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ボビンに挿入された鉄心をパワーモジュールの放熱体としたので、別途放熱板を設ける必要がなくなり、点火装置の小型化、軽量化が可能になる。また、ボビンがパワーモジュールのケースとしての機能を有するので、別途パワーモジュール用のケースを設ける必要がなく、点火装置がコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る点火装置の点火コイルの鉄心部の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の点火装置の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る点火装置の点火コイルの鉄心部の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る点火装置の点火コイルの鉄心部の斜視図である。
【符号の説明】
１  鉄心部
７  パワーモジュール
１１  パワートランジスタ
２４  ボビン
２５  １次巻線
２７  ２次巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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