(57)【要約】【課題】複数の回路基板を一のユニットとして構成させる場合であっても、これら基板に関する電気的接続工程が簡素化され得る内燃機関用点火コイルを提供する。【解決手段】実施形態に係る内燃機関用点火コイル１００は、第１端子群を配備したイグナイタ１８０と、第２端子群を配備したイオン電流検出素子１９０と、イグナイタ１８０及びイオン電流検出素子１９０が固定されるパッケージフレーム１１０と、を備えている。パッケージフレーム１１０は、一方面及びこれの裏面に相当する他方面が各々主面として与えられた板状部位１１３ｂ〜１１４ｂを具備し、一方面にイグナイタ１８０が配置され、他方面にイオン電流検出素子１９０が配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子群を配備した第１の回路パッケージと、第２端子群を配備した第２の回路パッケージと、前記第１の回路パッケージ及び前記第２の回路パッケージが固定されるパッケージフレームと、を備え、
前記パッケージフレームは、一方面及びこれの裏面に相当する他方面が各々主面として与えられた板状部位を具備し、前記一方面に第１の回路パッケージが配置され、前記他方面に第２の回路パッケージが配置される内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記パッケージフレームは、前記第１端子群又は前記第２端子群の少なくとも何れか一方の端子構成へ導通するコネクタ端子が設けられている請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記板状部位は、前記コネクタ端子を内部へ配列させた樹脂製コネクタ部位が一体化された構造とされている請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記板状部位は、少なくとも一対の側部部位を備え、前記第１の回路パッケージ又は前記第２の回路パッケージを前記側部部位によって挟持している請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火コイルに関し、特に、回路パッケージを用いる際に好適のものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００７−２７０７５６号公報（特許文献１）では、イグナイタ回路基板とイオン電流検出用回路基板を一の収容体へ格納させた電子素子が紹介されている。かかる電子素子の収容体は、底部構造へイグナイタ用回路基板を積層させ、その基板からオフセットさせた中層部へイオン電流検出用回路基板を配置させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、双方基板が対面的に接近して配置されるので、配線構造が複雑化し、同基板に関する電気的な接続工程が煩雑化してしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、複数の回路基板を一のユニットとして構成させる場合であっても、これら基板に関する電気的接続工程が簡素化され得る内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では次のような内燃機関用点火コイルの構成とする。即ち、第１端子群を配備した第１の回路パッケージと、第２端子群を配備した第２の回路パッケージと、前記第１の回路パッケージ及び前記第２の回路パッケージが固定されるパッケージフレームと、を備え、
前記パッケージフレームは、一方面及びこれの裏面に相当する他方面が各々主面として与えられた板状部位を具備し、前記一方面に第１の回路パッケージが配置され、前記他方面に第２の回路パッケージが配置されることとする。
【０００７】
好ましくは、前記パッケージフレームは、前記第１端子群又は前記第２端子群の少なくとも何れか一方の端子構成へ導通するコネクタ端子が設けられていることとする。
【０００８】
好ましくは、前記板状部位は、前記コネクタ端子を内部へ配列させた樹脂製コネクタ部位が一体化された構造とされていることとする。
【０００９】
好ましくは、前記板状部位は、少なくとも一対の側部部位を備え、前記第１の回路パッケージ又は前記第２の回路パッケージを前記側部部位によって挟持していることとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る内燃機関用点火コイルによると、機能毎に分別された複数の回路パッケージが準備され、その各々がパッケージフレームを挟んで個別に配置される。このため、パッケージフレームでは、配線と回路パッケージの端子群との接続箇所がパッケージ毎に整理され、当該端子群と配線との接続作業が容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの構成を説明する図。
【図２】実施の形態に係るコネクタ部の組立工程を説明する図。
【図３】実施の形態に係るコネクタ部の完成形態を説明する図。
【図４】実施の形態に係るコイル装置組立工程を説明する図（其の１）。
【図５】実施の形態に係るコイル装置組立工程を説明する図（其の２）。
【図６】他の例に係るコネクタ部の完成形態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る内燃機関用点火コイル（以下、単に点火コイルと呼ぶ）の構成を説明する図である。図１（ａ）に示す如く、点火コイル１００の主たる外観形状は、コネクタ部位１１１と、ケース構造部１２０及び１７０と、フランジ部１３０と、開口部１４０と、プラグブーツ２００とから成る。
【００１３】
フランジ部１３０は、ケース構造部１６０と一体に形成される樹脂構造とされ、内部に金属製ブッシュ１３１が設けられる。当該ブッシュ１３１は、筒状体を呈しており、其の両端がフランジ部１３０の樹脂構造肉厚方向へ露出している。かかるフランジ部１３０は、ブッシュ１３１へ挿通されたボルトによって、図示されない内燃機関のヘッドカバーに固定されることとなる。
【００１４】
本実施の形態に係るケース構造部１６０は、上部ケース構造部１２０と下部ケース構造部１７０とから構成される。これらの構造部は、何れも、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide），ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate），又は，ＰＡ６（Plyamide6）といった構造性樹脂材料に適したものが用いられる。
【００１５】
下部ケース構造部１７０は、擂鉢部１７１，高圧部１７２，及び，舌片部１７３といった形状が一体的に形成されている。擂鉢部１７１は、お椀型の殻状体を呈していて、その殻状体の開口縁部に舌片部１７３が形成され、当該殻状体の底部近傍に高圧部１７２が形成されている。この高圧部１７２は、殻状体の内部から軸方向に貫通穴が設けられ、ここに高圧端子または雑防抵抗１７２ａが嵌着されている。
【００１６】
図１（ｂ）に示す如く、高圧部１７２には、絶縁弾性体のプラグブーツ２００が挿設される。プラグブーツ２００は、その周囲にシール部２２０が配置されると共に、内部に雑防抵抗１７２ａとの連通路１７４が形成されている。かかる連通路１７４は、雑防抵抗１７２ａへ電気接続される金属スプリング２３０が配備され、この金属スプリング２３０の他端側は、図示されない点火プラグへ電気的に接続される。
【００１７】
上部ケース構造部１２０は、図示の如く、複数の曲面体から成り、この曲面体が内外の空間を隔絶するように機能する。これが下部ケース構造部１７０と組合されると、その内部には、適宜の内部空間が形成され、ケース構造部の一部には、内外を連通する開口部１４０が形成される。
【００１８】
コイルアセンブリＡＳＳは、鉄心１５０と、一次コイル１６１と、二次コイル１６２とから構成される。このうち、鉄心１５０は、中心鉄心１５１、外周鉄心１５２，この他，絶縁性の鉄心カバーを有している。中心鉄心１５１には、鉄心側から外方へ向かう順に、一次コイル１６１，二次コイル１６２が同軸的かつ積層的に配置される。かかる双方のコイルは、絶縁性のスプールが適宜に設けられ、その周辺で電気的な障害を招かぬよう工夫されている。
【００１９】
かかる構成を具備するコイルアセンブリＡＳＳは、フライバック式のトランスとされ、一次コイル１６１の通電変化に応じて二次コイル１６２と電磁気的に結合する。このとき、二次コイル１６２では、一次コイルとの巻数比に応じて、数ＫＶ程度の電位差を生じさせる。
【００２０】
コネクタ部位１１１は、パッケージフレーム１１０の構成のうち、外部へ露出する一部部位を担うものである。当該コネクタ部位１１１は、図示の如く、有底状の筒体とされ、当該底部に複数のコネクタ端子が配列されている。かかるコネクタ端子は、電源端子，ＧＮＤ端子，イオン電流検出端子，及び，信号端子を構成させている。コネクタ部位１１１は、図示されていないＥＣＵハーネスに接続され、互いの端子が各々電気的に接続される。このハーネスは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に接続されたものであって、適宜の電力，点火信号等を中継している。
【００２１】
パッケージフレーム１１０は、ケース構造部内へ配置される部位に、複数の回路パッケージを固定させている。本実施の形態では、第１の回路パッケージとしてイグナイタ１８０が用いられ、第２の回路パッケージとしてイオン電流を検出する機能（イオン電流検出素子１９０）が与えられている。
【００２２】
これらのパッケージは、適宜の機能的回路（第１の回路または第２の回路）が内蔵されており、当該機能的回路に樹脂製構造体が被覆形成されている。かかる樹脂製構造体は、回路基板に沿った板状の角柱体なので、その表面にフラットな主面（第１の主面または第２の主面）が各々形成される。かかるパッケージは、其の一辺に複数の端子が一群となって配備され、其の端子を介して適宜の配線・端子へ電気的接続が施される。以下では、イグナイタ１８０へ配備される端子群を第１端子群と呼び、イオン電流検出素子１９０へ配備される端子群を第２端子群と呼ぶ。
【００２３】
イグナイタ１８０は、一次コイル１６１の通電制御機能を担う素子で、リードフレーム上にパワートランジスタ及び制御ＩＣ等が搭載されている。制御ＩＣは、ＥＣＵから点火信号が入力されると、これに応じてパワートランジスタを通電状態へ切り替える。このパワートランジスタは、通電経路が一次コイル１６１へ直列接続されており、その通電電流を断続的に切り替えることで、コイルアセンブリＡＳＳの昇圧動作を誘発させる。
【００２４】
イオン電流検出素子１９０は、一次コイル通電時にコンデンサへ電荷を蓄積させ、放電後のプラグギャップ間に其の電荷の開放電流を生じさせる。かかる電流は、シリンダ内のラジカル成分に応じて現れ方が変化するので、燃焼状態等を解析するに有用な情報が含まれている。イオン電流検出素子１９０は、この電流を検出してアンプによって増幅させ、イオン電流信号として適宜の端子から出力する。
【００２５】
図１（ｂ）に示す如く、イグナイタ１８０及びイオン電流検出素子１９０は、ケース構造部１２０，１７０の内部空間へ収容配置される。同様に、コイルアセンブリＡＳＳについても、その内部空間へ配置される。これらのコンポーネントは、全て、点火コイルの頭部へ内蔵され、内部空間へ充填されるエポキシ樹脂等（樹脂構造体の一部）によって含浸・固定されることとなる。
【００２６】
図２は、パッケージフレーム１１０の組立工程が示されている。図２（ａ）に示す如く、パッケージフレーム１１０は、コネクタ部位１１１と、第１連接体１１４と、第２連接体１１３とが一体的な構造とされている。かかる構造は、上述の如く、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide），又は，ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate），といった構造性樹脂材料に適したものが用いられる。
【００２７】
第１連接体１１４は、一対の側部部位１１４ａと、これを両側で支持する板状部位１１４ｂとから成る。特に、板状体１１４ｂは、端子中継部が適宜にインサート成型されており、一端の辺から複数の端子端部が配列されている。かかる端子１１４ｃは、イグナイタ１８０の配線に必要とされるもので、パワートランジスタへ配線する為の端子、制御ＩＣへ配線する為の端子が配備される。
【００２８】
第２連接体１１３は、第１連接体と同様、一対の側壁１１３ａと、これを両側で支持する板状体１１３ｂとから成る。板状体１１３ｂにあっても、端子中継部が適宜にインサート成型され、イオン電流検出素子１９０の配線に必要な端子端部１１３ｃが配備される。
【００２９】
パッケージフレーム１１０には、これらの端子１１３ｃ，１１４ｃの他、コイルアセンブリＡＳＳへ配線するための内部端子１１５ａ〜１１５ｃが配備されている。かかる端子は、端部にスリットが設けられ、コイルアセンブリＡＳＳの端子との電気的な接続が溶接レスにて行われる。
【００３０】
イグナイタ１８０は、その主面１８１ｂが板状体１１４ｂに沿うよう、第１連接体１１４へ搭載される（図２（ｂ））。また、イオン電流検出素子１９０は、その主面１９１ｂが板状体１１３ｂに沿うよう第２連接体１１３へ搭載される（図２（ｃ））。本実施の形態では、双方の連接体が直角関係とされているところ、これに応じて、双方パッケージの主面についても直角に近い角度でレイアウトされる（図３参照）。
【００３１】
図４（ａ）に示す如く、パッケージフレーム１１０は、双方のパッケージ１８０，１９０を伴って、コイルアセンブリＡＳＳへ装着される。当該パッケージフレーム１１０は、双方パッケージが適宜の角度有しているので、コイルアセンブリＡＳＳの周囲に沿って程よく組み合わさる。このため、図４（ｂ）に示す如く、第１の中間体ＭＰ１は、同アセンブリＡＳＳとの間に無用なスペースを形成させることなく、構造同士の組付けがコンパクトになされる。
【００３２】
第１の中間体ＭＰ１は、上部ケース構造部１２０が組付けられ、イグナイタ１８０及びイオン電流検出素子１９０が其のケース構造部１２０へ収容される（図５（ａ），図５（ｂ））。この製作された第２の中間体ＭＰ２は、上部ケース構造部１２０の開口，パッケージフレーム１１０の第２連接部に設けられた開口を経由して、ケース内外を連通する経路が設けられる。以下では、かかる連続的な開口の構成を開口部１４０と呼ぶ。
【００３３】
かかる開口部１４０は、エポキシ樹脂２０１の投入口として用いられ、これが熱硬化されると、コイルアセンブリＡＳＳ，イグナイタ１８０，及び，イオン電流検出素子１９０の周囲に樹脂形成領域が与えられる。これらのコンポーネントは、エポキシ樹脂２０１による樹脂形成領域に内包され、互いに固定された状態とされる（図５（ｃ），図５（ｄ））。
【００３４】
図３に戻り、パッケージフレーム１１０について具体的に説明する。パッケージフレーム１１０は、上述の如く、板状部位１１４ｂ及びこれに分枝する板状部位１１３ｂを具有する。また、同フレーム１１０は、インサート配線に導通する複数の端子１１４ｃ，１１３ｃを具備する。
【００３５】
このうち、板状部位１１４ｂは、配線をインサート成形させた板状体なので、表面積が比較的大きい主面を表裏に持つ。本実施の形態では、イグナイタ１８０が配される主面を一方面と呼び、イオン電流検出素子１９０が配される主面を他方面と呼ぶ。これらの主面は、言うまでもなく、板状体の板厚方向に関する表裏の関係を形成している。
【００３６】
端子１１４ｃに導通するインサート配線は、イグナイタ１８０の機能構築に必要とされるもので、これが板状部位１１４ｂへ集約されることとなる。また、端子１１３ｃに導通するインサート配線は、イオン電流検出素子１９０の機能構築に必要とされるもので、これが板状部位１１３ｂへ集約されることとなる。即ち、双方の配線は、パッケージが固定される位置に対応して、個別的且つ集約的に配置される。このため、双方の配線に対応する各端子は、これに応じて、位置的な区別がされるように配置される。
【００３７】
上述の如く、本実施の形態に係る点火コイル１００によると、機能毎に分別された双方の回路パッケージが準備され、その各々がパッケージフレーム１１０の板状体を挟んで個別に配置される。このため、パッケージフレームでは、配線と回路パッケージの端子群との接続箇所がパッケージ毎に整理され、当該端子群と配線との接続作業が容易に行われる。
【００３８】
また、当該パッケージフレーム１１０は、先の配線へ導通するコネクタ端子ｔ１が設けられる。かかるコネクタ端子ｔ１は、イグナイタ１８０の端子群及びイオン電流検出素子１９０の端子群へ導通され、適宜の配線が施される。これによれば、パッケージフレーム１１０は、一のユニットにてコネクタ端子ｔ１の配線構成をも集約させ、部品点数の削減に寄与することとなる。
【００３９】
更に、本実施の形態では、板状部位１１４ｃに樹脂製のコネクタ部位１１１が一体化され、このコネクタ部位１１１へコネクタ端子ｔ１なる端子群を適宜に配列させている。かかる例では、コネクタ端子のみならず、ＥＣＵハーネスとの接続構造が一体構成とされるので、更なる部品削減効果に貢献できる。加えて、かかるパッケージフレームは、複数の回路機能及びコネクタ構造を事前に組立ててワンユニット化させている為、その後のアセンブル工程を非常に容易なものとさせる。
【００４０】
更に、本実施の形態では、第１連接体１１４に一対の側部部位１１４ａが設けられ、この側部部位１１４ａによってイグナイタ１８０のパッケージ側部が挟持固定される。同様に、第２連接体１１３は、一対の側壁１１３ａが一体形成され、この側部部位１１３ａによってイオン電流検出素子１９０のパッケージ側部が挟持固定される。これによれば、各回路パッケージとパッケージフレーム１１０とが強固に固定されるので、これによって成るユニット体は、配線等の棄損を招く危険度も低く、結果として品質向上に資するものとなる。
【００４１】
尚、本実施の形態によって特許請求の範囲に記載の発明を説明してきたが、本発明は、かかる記載によって限定されるものでなく、その技術的思想の範囲に基づいて適宜拡張・改変が可能であることは言うまでもない。例えば、コネクタ端子ｔ１の配線状態については、イグナイタ１８０の端子群及びイオン電流検出素子１９０の双方の端子群へ導通されても良く、その何れか一方のパッケージ端子群へ導通されるものであっても良い。
【００４２】
また、本実施の形態では、双方のパッケージの配置が略直角とされているが、図６に示す如く、双方のパッケージが平行関係となるように、これらパッケージをパッケージフレーム１１０へ固定させても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１００  内燃機関用点火コイル，  １８０  イグナイタ（第１の回路パッケージ），  １９０  イオン電流検出素子（第２の回路パッケージ），  １１０  パッケージフレーム，  １１３ｂ〜１１４ｂ  板状部位。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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