(57)【要約】【課題】何らかの原因で故障が生じた場合に電気的に分離して、エンジンをストップさせることなく、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができるパワースイッチユニットを提供する。【解決手段】エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイル８に流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタ３および回路素子４を、一つの半導体チップ２内に備え、一次コイル８に接続されるコレクタ端子７を備える内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１において、特に、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを半田９により接続し、この半田９を、パワースイッチユニット１が備える溝１０に配設して構成した。【選択図】図２
2009203852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタおよび回路素子を、一つの半導体チップ内に備えるとともに、前記一次コイルに接続される外部端子を備えた内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットにおいて、
前記外部端子と前記パワートランジスタとが半田により接続された、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットが、
前記半田が配設される溝を備え、
この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされた、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関用点火コイルに使用されるパワースイッチユニットに関し、何らかの原因で故障が生じた場合に電気的に分離して、エンジンをストップさせることなく、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用点火コイルは、エンジンの各気筒ごとに配置されるもので、絶縁ケース内に、少なくとも一次コイル、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コイル−鉄心組立体が収容され、さらに、このコイル−鉄心組立体における一次コイルに一端が接続される外部端子（コレクタ端子）と、一次コイルに流れる一次電流を制御しているパワートランジスタおよび回路素子とを備えるパワースイッチユニットが収容されて、続いて、絶縁樹脂が充填されて硬化することで構成されている。そして、一般に、他のエンジン部品などから要求される寸法的制限が厳しく、小型化が求められている。また、使用温度条件が氷点下３０℃〜１３０℃であるなど、過酷な熱環境をもたらすため、従来から、絶縁ケース内に収容されるパワースイッチユニットに対し、十分な耐久性を保証するための様々な設計的配慮が検討されている。
【０００３】
ここで、図５〜図７に示す通り、従来の内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット、例えば、１チップ型のパワースイッチユニット１は、一次コイル８に流れる一次電流の通電・非通電をオン・オフにより制御するパワートランジスタ３と、一次コイル８に流れる一次電流を制限する回路素子４とが一つの半導体チップ２内に展開されて構成されている。パワートランジスタ３は、一の外部端子であるベース端子６を介してエンジン制御装置に接続され、他の外部端子であるエミッタ端子５を介してアースに接続され、さらに他の外部端子であるコレクタ端子７を介して一次コイル８に接続されている。
また、回路素子４は、パワートランジスタ３に流れる電流を制限してパワートランジスタ３を保護するものであり、パワートランジスタ３のベースとエミッタとの間に配置されている。
このようなパワースイッチユニット１に係る発明が、例えば、下記特許文献１、下記特許文献２等にて提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２４８５２９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７７３２号公報
【０００４】
なお、自動車等のエンジンシステムは、内燃機関用点火コイルまたはパワースイッチユニット１自体が動作不良を起こした場合、これらがエンジンの各気筒ごとに配置されているので、エンジンは不調となるものの、運転状態を維持することが可能で、退避走行ができる状態が保たれて、エンジンストップによる危険な状態が回避されるよう構築されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の１チップ型のパワースイッチユニット１は、パワートランジスタ３自体が何らかの異常によりショート（故障）した場合、上記した回路素子４の保護機構が働くことがないので、連続通電状態となってエンジンが不調となるほか、最悪の場合、連続通電状態による異常発熱によって車輌ヒューズを溶断させてしまう。そうすると、エンジンシステムは、車輌ヒューズが通常１系統であるために、エンジンストップを引き起こす可能性があるという問題がある。すなわち、１つの気筒に配置される内燃機関用点火コイルまたはパワースイッチユニット１の故障により、エンジンシステム全体がストップし、退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥る可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、何らかの原因で故障が生じた場合にも、車輌ヒューズが溶断される前に自ら電気的に分離することにより、エンジンをストップさせることなく、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができるパワースイッチユニット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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットは、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタおよび回路素子を、一つの半導体チップ内に備えるとともに、前記一次コイルに接続される外部端子を備えた内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットにおいて、前記外部端子と前記パワートランジスタとが半田により接続された、ことを特徴とする。
【０００８】
そして、上記パワースイッチユニットが、半田が配設される溝を備え、この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされることが、好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタおよび回路素子を、一つの半導体チップ内に備えるとともに、一次コイルに接続される外部端子を備えた内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットにおいて、外部端子とパワートランジスタとを半田により接続したので、パワースイッチユニットが何らかの原因で故障して異常発熱しても、この発熱により半田が溶解するため、外部端子とパワートランジスタとの接続が外れ、一次コイルへの通電が遮断されて、エンジンが不調となっても車輌ヒューズを溶断させてしまうことがなくなり、エンジンシステム全体がストップすることがなくなって、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる。
【００１０】
また、上記パワースイッチユニットが、半田が配設される溝を備え、さらに、この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされるので、この溝が、半田が溶解した場合に半田が流れる経路となって、外部端子とパワートランジスタとの接続が外れて一次コイルへの通電が遮断されやすくなるため、車輌ヒューズを溶断させてしまうことが確実になくなって、エンジンシステム全体がストップすることがなくなり、自動車等のエンジンシステムの安全を確実に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットがモールドされた際の外観を示す概略正面図、図２は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの内部構造を示す概略正面図、図３は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの回路の概要を示す説明図、図４は、図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。なお、図５〜図７に従来例として示した部分と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００１２】
本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１は、図１〜図３に示す通り、１チップ型のパワースイッチユニット１であって、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイル８に流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタ３および回路素子４を、一つの半導体チップ２内に備えるとともに、パワートランジスタ３のコレクタ３１に半田９により接続されるコレクタ端子７を備えているものである。
【００１３】
特に、図２および図４に示す通り、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９は、パワースイッチユニット１が備える溝１０に配設されている。また、図１に示す通り、この溝１０は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１がモールドされる際、その一部が外観に現れる構成である。
【００１４】
ここで、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１において、パワートランジスタ３が何らかの原因で損傷を受け、故障した場合について説明する。
【００１５】
パワートランジスタ３が損傷を受け、ショート状態となると、パワースイッチユニット１は、一次コイル８に一次電流を流し続けるという連続通電状態となる。連続通電状態となったパワースイッチユニット１は発熱し、ある温度に達すると、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が溶解し始める。溶解した半田９は、パワースイッチユニット１が備える溝１０に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出す。これにより、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７との接続が外れ、パワースイッチユニット１から一次コイル８への通電が遮断される。すなわち、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１は、パワートランジスタ３が損傷を受け、ショート状態となると、エンジンシステム全体から自ら電気的に分離するので、車輌ヒューズを溶断することがなくなり、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることがなくなる。
【００１６】
したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１は、１チップ型のパワースイッチユニット１であって、特に、コレクタ端子７が、パワートランジスタ３のコレクタ３１に半田９により接続されたので、パワートランジスタ３が損傷を受け、ショート状態となって、一次コイル８に一次電流を流し続けるという連続通電状態となった場合でも、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が溶解し始め、ついには、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７との接続を外すことになるため、一次コイル８への通電を遮断することができ、エンジンシステム全体から電気的に分離することができる。そして、車輌ヒューズが溶断されることがなくなるので、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることを防ぐことができる。
【００１７】
特に、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が、パワースイッチユニット１が備える溝１０に配設されるとともに、この溝１０の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされたので、パワートランジスタ３が故障し、一次コイル８に一次電流を流し続けるという連続通電状態となっても、異常発熱によりパワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が溶解し始め、溶解した半田９が、配設された溝１０に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出すため、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７との接続を確実に外して、一次コイル８への通電を遮断することが可能となる。したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１は、エンジンシステム全体から自ら電気的に分離して、車輌ヒューズを溶断することがなくなり、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることを確実に防ぐことができる。
【００１８】
なお、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１は、回路素子４の何らかの異常を原因として、パワースイッチユニット１が異常発熱した場合にも、異常発熱によりパワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が溶解し、溶解した半田９が、配設された溝１０に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出すため、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７との接続を確実に外し、一次コイル８への通電を遮断して、エンジンシステム全体から確実に電気的に分離することが可能となる。
【００１９】
以上、本発明の一実施形態を詳述したが、本発明は上記一実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２０】
例えば、上記一実施形態では、パワートランジスタ３のコレクタ３１とコレクタ端子７とを接続している半田９が、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット１が備える溝１０に配設されている例を説明したが、内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットが異常発熱した場合に、半田が溶解して、パワートランジスタのコレクタとコレクタ端子との接続が外れる構成であれば、望ましい実施形態となる。例えば、内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットに、溝の代わりに、パワートランジスタのコレクタとコレクタ端子との接続を確実に外すことができるような、溶解した半田を溜めることができる凹部を配設してもよい。そうすると、パワースイッチユニット外部に半田が流れ出すことがないので、内燃機関用点火コイルを構成する他の部品等への影響を与える恐れ等を考慮する必要もなくなって、容易に内燃機関用点火コイルにおけるパワースイッチユニットとして適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットがモールドされた際の外観を示す概略正面図である。
【図２】本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの内部構造を示す概略正面図である。
【図３】本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの回路の概要を示す説明図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【図５】従来のパワースイッチユニットがモールドされた際の外観を示す概略正面図である。
【図６】従来のパワースイッチユニットの内部構造を示す概略正面図である。
【図７】従来のパワースイッチユニットの回路の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    パワースイッチユニット
２    半導体チップ
３    パワートランジスタ
３１  パワートランジスタのコレクタ
４    回路素子
５    エミッタ端子
６    ベース端子
７    コレクタ端子
８    一次コイル
９    半田
１０  溝
【図１】
2009203852.tif 000003
【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】
2009203852.tif 000008
【図７】
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