(57)【要約】【課題】  内燃機関点火装置に用いる１次電力入力部に関し、小型で低コスト且つ組み立て工数を低減し、信頼性の高い内燃機関点火装置を提供する。【解決手段】１次電流遮断等を制御する回路基板を配置し収容するコネクタ部と、点火コイル部を備えるにおいて、前記コネクタ部は難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部と、前記点火コイル部と前記回路基板にへ電力と点火信号を入力する金属端子と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板と、前記回路基板を装着する回路基板装着枠と、で構成され、前記回路基板は、パワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、周辺電子部品（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）と、で構成され、絶縁注型材で封止され、前記回路基板は、パワーデバイスの外形より大きな面積を有する収容部を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次電流遮断等を制御する回路基板を配置し収容するコネクタ部と、点火コイル部を備えるにおいて、前記コネクタ部は難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部と、前記点火コイル部と前記回路基板にへ電力と点火信号を入力する金属端子と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板と、前記回路基板を装着する回路基板装着枠と、で構成され、前記回路基板は、パワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、周辺電子部品（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）と、で構成され、絶縁注型材で封止され、前記回路基板は、パワーデバイスの外形より大きな面積を有する収容部を設けたことを特徴とする内燃機関点火装置とする。
【請求項２】
前記パワーデバイスは、突起を有し、当該突起の側面に回路基板面を接触させることで回路基板に固定されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関点火装置とする。
【請求項３】
前記回路基板装着枠は、前記回路基板を所定の装着位置に誘導させるテーパー形状を有する縁を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の内燃機関点火装置とする。
【請求項４】
前記回路基板装着枠は、前記回路基板をはめ込みにより装着固定するロック部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の内燃機関点火装置とする。
【請求項５】
前記回路基板は、前記回路基板の周辺電子部品実装面を前記回路基板装着枠の内底面と相向かいにして装着する際に、前記回路基板装着枠の内底面から前記回路基板の周辺電子部品実装面までの絶縁注型材の厚さを有害なクラックが発生しない程度に薄くできる距離で前記回路基板装着枠に装着することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の内燃機関点火装置とする。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５を２つ以上組み合わせたことを特徴とする内燃機関点火装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関点火装置に用いる１次電力入力部に関し、小型で低コスト且つ組み立て工数を低減し、信頼性の高い内燃機関点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時の自動車用内燃機関に用いられる内燃機関点火装置では内燃機関点火装置内部に１次電流遮断等を制御するパワースイッチング素子を内蔵することが不可欠となりつつある。この内燃機関点火装置には、１次電流遮断等を制御するパワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、パワーデバイスをサポートする周辺電子部品（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）を実装する回路基板をコネクタ部内に備えたものがあり、普及している。エンジンの小型化への要求から内燃機関点火装置とエンジン部品間隔が少なく、内燃機関点火装置全体を低背型にする必要に迫られている。図５は、従来の技術を適用した実施例を表す１次電力入力部の構造断面図を示す。図６は、従来の技術を適用した実施例を表す内燃機関点火装置の断面図を示す。
【０００３】
内燃機関点火装置は、エンジン部のプラグホールの内側に配置される点火コイル部と、プラグホールの外側に配置される１次電流遮断等を制御する回路基板を配置し収容するコネクタ部とで構成され、コネクタ部がエンジンのＥＣＵと電気的に接続される。従来の内燃機関点火装置のコネクタ部１は図１に示す通り、難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部２と金属端子３と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板４と、回路基板４を装着する回路基板装着枠１４と、で構成されている。前記回路基板４は、１次電流の遮断等を制御する機能を有するパワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイス５と、パワーデバイス５をサポートする周辺電子部品６（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）が実装構成される。組み立てに際しては、先ず前記回路基板４を前記回路基板装着枠１４に装着し、コネクタ部１に設けられている金属端子３を回路基板４のスルーホール７に挿入する。また、機械的強度を持たせた接合をする為、金属端子３のスルーホール７より突出した部分を折り曲げ後、回路基板４と金属端子３を半田等の手法により電気的また機械的に接合固定している。さらに回路基板４は、装着不良を考慮して前記回路基板装着枠１４と回路基板４とのクリアランス８を設けている。またコイル部は、図２に示す通り、外装ケース１０と当該外装ケース１０内に珪素鋼鈑等で成形された鉄心１１と、１次ボビンに１次銅線を巻き廻した１次コイル１２と、２次ボビンに２次銅線を巻き廻した２次コイル１３が配置されている。次に前記回路基板４が装着されたコネクタ部１はコイル部と装着される。その後、絶縁注型材のエポキシ樹脂９を外装ケース１０内に注入して硬化させ、絶縁封止しする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、次のような問題が生じる。まず１番目の問題として、従来の内燃機関点火装置の構成では、前記コネクタ部１を高さを抑えた低背型にすることが難しかった。
【０００５】
２番目の問題として、回路基板４にパワーデバイス５を装着する際及び装着後、パワーデバイス５は、ズレ、浮き、傾きなどの装着不良を発生してしまう。
【０００６】
３番目の問題として、コネクタ部１に回路基板４を装着する際及び装着後、回路基板４は、ズレ、浮き、傾きなどの装着不良を発生してしまう。
【０００７】
４番目の問題点として、コネクタ部１の前記回路基板装着枠に回路基板４を装着する場合に、クリアランス８を小さく取る場合、回路基板４の装着は非常に精密性を要し、作業性の悪さ、装着精度向上の為工数の増加等が生じる。したがってクリアランス８を大きく取る必要があった。これよりコネクタ部１形状が大きくなり内燃機関点火装置の形状が大きくなってしまっていた。
【０００８】
５番目の問題として、回路基板４をコネクタ部１に装着後、接続部の冷熱衝撃衝撃に対する機械的接続性を向上させる為、金属端子３をスルーホール７に挿入後に行う折り曲げ応力により、回路基板４は、ズレ、浮き、傾きなどの装着不良を発生してしまう。
【０００９】
６番目の問題として、回路基板４が収容される前記回路基板装着枠の内底面と前記回路基板４の実装部品端面までの空間に厚いエポキシ樹脂９の層が出来ることにより、前記実装部品とエポキシ樹脂９の熱膨張係数差により経年劣化の熱衝撃後、回路基板装着枠内に有害なクラックが発生し基板内で電圧リークを引き起こし、内燃機関点火装置の性能の低下を生じさせる場合があった。
【００１０】
本発明において発明者は上記課題に鑑み、エンジン本体に設けられたプラグホールの外側に前記回路基板を搭載したコネクタ部が配置された内燃機関点火装置において、小型で低コスト且つ組み立て工数を低減し、信頼性の高い内燃機関点火装置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】
【００１１】
すなわち、請求項では、１次電流遮断等を制御する回路基板を配置し収容するコネクタ部と、点火コイル部を備えるにおいて、前記コネクタ部は難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部と、前記点火コイル部と前記回路基板にへ電力と点火信号を入力する金属端子と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板と、前記回路基板を装着する回路基板装着枠と、で構成され、前記回路基板は、パワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、周辺電子部品（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）と、で構成され、絶縁注型材で封止され、前記回路基板は、パワーデバイスの外形より大きな面積を有する収容部を設けたことを特徴とする内燃機関点火装置とする。
【００１２】
また請求項２では、前記パワーデバイスは、突起を有し、当該突起の側面に回路基板面を接触させることで回路基板に固定されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関点火装置とする。
【００１３】
また請求項３では、前記回路基板装着枠は、前記回路基板を所定の装着位置に誘導させるテーパー形状を有する縁を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の内燃機関点火装置とする。
【００１４】
また請求項４では、前記回路基板装着枠は、前記回路基板をはめ込みにより装着固定するロック部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の内燃機関点火装置とする。
【００１５】
また請求項５では、前記回路基板は、前記回路基板の周辺電子部品実装面を前記回路基板装着枠の内底面と相向かいにして装着する際に、前記回路基板装着枠の内底面から前記回路基板の周辺電子部品実装面までの絶縁注型材の厚さを有害なクラックが発生しない程度に薄くできる距離で前記回路基板装着枠に装着することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の内燃機関点火装置とする。
【００１６】
また請求項６では、請求項１乃至請求項５を２つ以上組み合わせたことを特徴とする内燃機関点火装置とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記解決手段を用いることにより、低背型のコネクタ部を備えた小型で低コスト且つ組み立て工数を低減し、信頼性の高い内燃機関点火装置を供給することが出来る。すなわち、請求項によると、コネクタ部は難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部と、前記点火コイル部と前記回路基板にへ電力と点火信号を入力する金属端子と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板と、前記回路基板を装着する回路基板装着枠と、で構成され、前記回路基板は、パワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、周辺電子部品（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）と、で構成され、絶縁注型材で封止され、前記回路基板は、パワーデバイスの外形より大きな面積を有する収容部を設けたことで、コネクタ部１を高さを抑えた低背型にでき、内燃機関点火装置全体を低背型にする内燃機関点火装置を供給することが出来る。
【００１８】
また請求項２に係る発明の構成によれば、パワーデバイスの突起の側面と回路基板の面を接触させることでパワーデバイスのズレ、浮き、傾きなどの装着不良が無くなる為、作業性の向上、修復工数の低減が可能となり、高信頼性且つ低コストな内燃機関点火装置を提供することが出来る。
【００１９】
また請求項３に係る発明の構成によれば、１次電流遮断等を制御するパワースイッチング素子をモールドしたパワーデバイスと、パワーデバイスをサポートする周辺電子部品１０６（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）を実装する回路基板は、コネクタ部のテーパー形状を有する縁により所定の装着位置に誘導されことにより、回路基板のズレ、浮き、傾きなどの装着不良が無くなり、またコネクタ部の回路基板装着枠と回路基板とのクリアランスを最小限に抑えることで作業性の向上、修復工数の低減が可能となり、また高信頼性且つ低コストな内燃機関点火装置を提供することが出来る。
【００２０】
また請求項４に係る発明の構成によれば、回路基板をコネクタ部に装着する際に、回路基板がコネクタ部のロック部に確実に装着保持されることにより、イグナイタアッセンブリのズレ、浮き、傾きなどの装着不良が無くなる為、作業性の向上、修復工数の低減が可能となり、高信頼性且つ低コストな内燃機関点火装置を提供することが出来る。
【００２１】
また請求項５に係る発明の構成によれば、回路基板が収容されるコネクタ部の内底面と前記回路基板の実装部品端面までの無駄な空間を最小限にすることにより、エポキシ樹脂層が適度な厚さになる為、冷熱衝撃に対する応力集中が無くなり、高信頼性の内燃機関点火装置を提供することができる。
【００２２】
また請求項６に係る発明の構成によれば、請求項１乃至請求項６を２つ以上組み合わせたことで、高信頼性の内燃機関点火装置を提供することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施例を図１乃至図４に沿って説明する。図１は、本発明の技術を適用した実施例を表す１次電力入力部の構造断面図を示す。図２は、図３のＡ−Ａ断面図を示す。図３は、回路基板を装着前のコネクタ部の上面図を示す。図４は、本発明の技術を適用した実施例を表す内燃機関点火装置の断面図を示す。
【００２４】
本発明の実施例を示す図１乃至図３において、内燃機関点火装置のコネクタ部１０１は難燃性絶縁樹脂材により成形される１次電力入力部１０２と金属端子１０３と、１次コイルの電流をスイッチング制御する回路基板１０７と、回路基板１０７を装着するためのテーパー形状の縁１０９を有する回路基板装着枠１１７と、で構成されている。前記回路基板１０７には、１次入力電流をスイッチングするパワースイッチング素子をモールドした突起１０４を有するパワーデバイス１０５、前記金属端子１０３とパワーデバイス１０５と前記パワーデバイス１０５をサポートする周辺電子部品１０６（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）とを電気的に固定接続される。また前記回路基板装着枠１１７には、前記回路基板１０７をはめ込みにより装着固定するロック部１１０と最小のクリアランス１１１を設け、さらに前記回路基盤１０７にパワーデバイス１０５の外形より大きな面積を有する収容部１０７が設けられている。
【００２５】
組み立てに際しては、先ずパワーデバイス１０５の前記突起１０４の側面に回路基板１０７の面を接触させることで回路基板１０４へ収容し、前記周辺電子部品１０６（コンデンサ、抵抗、ダイオード等）も電気的に接続固定する。次に前記回路基板１０７は、テーパー形状を有する縁１０９により所定の装着位置に最小のクリアランス１１１で誘導される。前記回路基板１０７は、ズレ、浮き、傾きなどの装着不良無く、回路基板１０７の端部はコネクタ部１０１の前記ロック部１１０により確実に装着し保持される。次にコネクタ部１０１に設けられている金属端子１０３を回路基板１０７のスルーホール１０８に挿入する。また、機械的強度を持たせた接合をする為、金属端子１０３のスルーホール１０８より突出した部分を折り曲げ後、回路基板１０４と金属端子１０３を半田等の手法により電気的また機械的に接合固定している。このように前記回路基板１０４を前記回路基板装着枠１１７に装着する。
【００２６】
以上のようにして、回路基板１０７はロック部１１０に確実に装着保持されていることにより、金属端子１０３の折り曲げ応力に対する回路基板１０７のズレ、浮き、傾きなどの装着不良が無くなり、確実に回路基板１０７とコネクタ部１０１及び金属端子１０３とを電気的且つ機械的により接合される。
【００２７】
またコイル部は、図４に示す通り、外装ケース１１３と当該外装ケース１１３内に珪素鋼鈑等で成形された鉄心１１４と、１次ボビンに１次銅線を巻き廻した１次コイル１１５と、２次ボビンに２次銅線を巻き廻した２次コイル１１６が配置されている。次に前記回路基板１０７が装着されたコネクタ部１０１はコイル部と装着される。その後、絶縁注型材のエポキシ樹脂１１２を外装ケース１１３内に注入して硬化させ、絶縁封止しする。その際、回路基板１０７が収容される前記回路基板装着枠１１７の内底面と前記回路基板１０７の実装部品端面までの、エポキシ樹脂１１２の厚さを経年劣化の熱衝撃後、回路基板装着枠１１７内で有害なクラックが発生しない程度に薄くした。
【００２８】
なお、上述した前記回路基板１０７と前記金属端子１０３との電気的及び機械的接合手段は、スルーホール１０８以外での接合でも可能である。金属端子１０３を回路基板１０７に電気的機械的に固定し接続できる方法であれば、如何様にでも使用可能である。
【００２９】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当該点火装置が必要なあらゆるエンジンに使用できるものであり、サイズにおいても用途に応じて適宜拡大縮小して使用できるものであることはいうまでもなく、この発明の精神に基づき当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の技術を適用した実施例を表す１次電力入力部の構造断面図。
【図２】図３のＡ−Ａ断面図。
【図３】回路基板を装着前のコネクタ部の上面図。
【図４】本発明の技術を適用した実施例を表す内燃機関点火装置の断面図。
【図５】従来の技術を適用した実施例を表す１次電力入力部の構造断面図。
【図６】従来の技術を適用した実施例を表す内燃機関点火装置の断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１      コネクタ部
２      １次電力入力部
３      金属端子
４      回路基板
５      パワーデバイス
６      周辺電子部品
７      スルーホール
８      クリアランス
９      エポキシ樹脂
１０    外装ケース
１１    鉄心
１２    １次コイル
１３    ２次コイル
１４    回路基板装着枠
１０１  コネクタ部
１０２  １次電力入力部
１０３  金属端子
１０４  突起
１０５  パワーデバイス
１０６  周辺電子部品
１０７  回路基板
１０８  スルーホール
１０９  テーパー形状を有する縁
１１０  ロック部
１１１  クリアランス
１１２  エポキシ樹脂
１１３  外装ケース
１１４  鉄心
１１５  １次コイル
１１６  ２次コイル
１１７  回路基板装着枠
【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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