(57)【要約】【課題】点火コイルの出力エネルギーを大きくしても、スイッチングモジュールを安定動作させることができ、また、装置自体が大型化することもない内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】スイッチングモジュール１２の通電制御により、バッテリー電源３から一次コイル１１１への電流を制御し、鉄心１３を介して磁気結合する二次コイル１１２の誘起電力を制御し、放電ギャップに電気火花を発生させる内燃機関用点火装置１に対して、バッテリー電源３と一次コイル１１１との間にペルチェ素子１３を直列に接続し、このペルチェ素子１３における吸熱側の板面にスイッチングモジュール１２を取り付けることで、スイッチングモジュール１２より発生した熱をペルチェ素子１３で吸収し、大きな放熱板等を用いることなく、小型のまま安定動作できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン制御装置から出力される点火信号に応じて、点火コイルの一次コイルに流れる一次電流を通電・遮断制御するスイッチングモジュールを備え、鉄心を介して一次コイルと磁気結合した二次コイルに高電圧を発生させる内燃機関用点火装置において、
前記点火コイルの一次コイルと直列に接続され、一対の放熱板間に一次電流に応じた温度差が生ずるペルチェ素子を設け、
前記スイッチングモジュールを、前記ペルチェ素子の吸熱側に取り付けるようにしたことを特徴とする内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置から出力される点火信号に応じて、点火コイルの一次コイルに流れる一次電流を通電・遮断制御するスイッチングモジュールを備え、鉄心を介して一次コイルと磁気結合した二次コイルに高電圧を発生させる内燃機関用点火装置に関し、特に、装置の小型化及び信頼性の向上に有用な技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来より知られている内燃機関用点火装置は、エンジンの各気筒ごとに配置され、絶縁ケース内に、一次コイル、この一次コイルの外側に配設される二次コイル、この二次コイルおよび一次コイルを磁気的に結合する鉄心からなる点火コイルと、この点火コイルの一次コイルに流れる一次電流のオン・オフを制御するスイッチングモジュールと、を収容したユニット状に構成される。
【０００３】
点火コイルの出カエネルギーは、点火コイルに与えられた入カエネルギーに比例して出力されるもので、入カエネルギー（Ｅ）は、一次コイルのインダクタンス（Ｌ1）と一次コイルに流される電流（Ｉ）で決まり、その値は「Ｅ＝Ｌ1×Ｉ2÷２」で定義される。
【０００４】
そして、内燃機関用点火装置のスイッチングモジュールは、一次コイルに流れる一次電流の通電・遮断を制御するものであることから、点火コイルの出力エネルギーＥを大きくするために、一次コイルに流れる電流Ｉを大きくすると、スイッチングモジュールにも同じ電流Ｉが流れることとなり、スイッチングモジュール内に実装されているスイッチング素子の発熱量も大きくなる。
【０００５】
そのため、高温気中に内燃機関用点火装置が晒されて、装置外への放熱が円滑に行われない環境下で、高出力に対応するようにスイッチングモジュールが動作すると、スイッチングモジュールの自己発熱でスイッチングモジュ―ルの動作限界温度を超えてしまい、スイッチングモジユールが破壊に至ることがあった。特に、小型のスイッチングモジュールでは、熱容量も小さく、安定動作が難しい。一方、大型のスイッチングモジュールでは、熱容量に余裕がある反面、内燃機関用点火装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、アルミ板または銅板で成型された放熱板を用いて、スイッチングモジュールから発生した熱を効率良く放出するような構造を採用し、熱容量の小さな小型のスイッチングモジュールで安定動作させるようにした内燃機関用点火装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３９５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されている発明では、スイッチングモジュールの熱容量に応じた大きさの放熱板を設けて動作限界温度に達しないような放熱設計を行わなければならず、大型の放熱板が内燃機関用点火装置の小型化を困難にする可能性がある。加えて、特許文献１に記載の発明では、放熱板を取り付けるための特殊な構造も必要となるため、製造コストが高くなる上に、製造時の作業性も低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、点火コイルの出力エネルギーを大きくしても、スイッチングモジュールを安定動作させることができ、また、装置自体が大型化することもない内燃機関用点火装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジン制御装置から出力される点火信号に応じて、点火コイルの一次コイルに流れる一次電流を通電・遮断制御するスイッチングモジュールを備え、鉄心を介して一次コイルと磁気結合した二次コイルに高電圧を発生させる内燃機関用点火装置において、前記点火コイルの一次コイルと直列に接続され、一対の放熱板間に一次電流に応じた温度差が生ずるペルチェ素子を設け、前記スイッチングモジュールを、前記ペルチェ素子の吸熱側に取り付けるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、前記点火コイルの一次コイルと直列に接続され、一対の放熱板間に一次電流に応じた温度差が生ずるペルチェ素子を設け、前記スイッチングモジュールを、前記ペルチェ素子の吸熱側に取り付けるようにしたので、スイッチングモジュールより発生した熱はペルチェ素子の吸熱作用によって吸収され、スイッチングモジュールが高温になることを効果的に回避できることから、大きな放熱板等を設けて装置を大型化することなくスイッチングモジュールの安定動作を実現でき、装置の信頼性を高められる。しかも、一次コイルを流れる一次電流に応じてペルチェ素子の冷却効果が働くので、ペルチェ素子に対する特別な温度制御機能等を設けることなく、スイッチングモジュールの発熱度合いに応じた適切な冷却をペルチェ素子で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る内燃機関用点火装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る内燃機関用点火装置１は、図１に示すように、エンジンコントロールユニット２からの点火制御信号に応じて、点火コイル１１の一次コイル１１１に流れる一次電流の通電・遮断を制御するスイッチング素子をモジュール化したスイッチングモジュール１２を備える。このスイッチングモジュール１２の通電制御により、バッテリー電源３から一次コイル１１１への電流を制御し、鉄心１３を介して磁気結合する二次コイル１１２の誘起電力を制御し、放電ギャップに電気火花を発生させる。
【００１５】
さらに、バッテリー電源３と点火コイル１１の一次コイル１１１との間には、電流に応じた温度差が一対の放熱板間に生ずるペルチェ素子１３を直列に接続し、通電の向きに応じて定まる吸熱側の板面にスイッチングモジュール１２を取り付け、ケース１４内に収容する（図２を参照）。なお、スイッチングモジュール１２をペルチェ素子１３に取り付ける方法は特に限定されるものではなく、機械的な着脱構造をペルチェ素子１３とスイッチングモジュール１２に設けるようにしても良いし、熱伝導性・耐熱性に優れたシリコーン接着剤を用いてペルチェ素子１３にスイッチングモジュール１２を接着しても良い。
【００１６】
上記のように構成した内燃機関用点火装置１においては、スイッチングモジュール１２より発生した熱はペルチェ素子１３の吸熱作用によって吸収され、スイッチングモジュール１２が高温になることを効果的に回避できる。よって、大きな放熱板等を設けて装置を大型化することなくスイッチングモジュール１２の安定動作を実現でき、内燃機関用点火装置１の信頼性を高めることができる。
【００１７】
しかも、ペルチェ素子１３を一次コイル１１１と直列に接続することにより、一次コイル１１１を流れる電流が小さくてスイッチングモジュール１２の発熱量が小さいときは、ペルチェ素子１３の放熱板間に生ずる温度差も小さくなり、一方、一次コイル１１１を流れる電流が大きくてスイッチングモジュール１２の発熱量が大きいときは、ペルチェ素子１３の放熱板間に生ずる温度差も大きくなる。すなわち、一次コイル１１１を流れる一次電流に応じてペルチェ素子１３の冷却効果が働くので、ペルチェ素子１３に対する特別な温度制御機能等を設けることなく、スイッチングモジュール１２の発熱度合いに応じた適切な冷却をペルチェ素子１３で行うことが可能となる。
【００１８】
なお、ペルチェ素子１３は、素子自体の放熱量も小さくないため、スイッチングモジュール１２が取り付けられる吸熱側での温度低下を上回る温度上昇が放熱側に生ずることとなり、放熱側の冷却が不十分だと吸熱側の冷却効果が低下する可能性もある。このように、ペルチェ素子１３による冷却効果を上回るスイッチングモジュール１２の発熱が予想されるような場合には、ペルチェ素子１３の放熱側に放熱板を介在させて放熱面積を大きくしたり、ペルチェ素子１３の放熱側をケース１４から露出させるように配置するなど、公知既存の冷却手法を適用することで、スイッチングモジュール１２の安定動作を実現できる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【００２０】
１      内燃機関用点火装置
１１    点火コイル
１１１  一次コイル
１１２  二次コイル
１１３  鉄心
１２    スイッチングモジュール
１３    ペルチェ素子
１４    ケース
２      エンジン制御装置
３      バッテリー電源
【図１】
2011122487.tif 000003
【図２】
2011122487.tif 000004