JP2009036043A - イグナイタ及びこれを備える点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子に温度センサを搭載させつつ、装置の高コスト化又は大型化を回避させ得る、イグナイタ及びこれを備える点火装置を提供する。
【解決手段】複数の接続端子１１８と、温度センサ１１５ａを具備するスイッチング素子１１５と、スイッチング素子１１５を制御させる制御用ＩＣ１１７と、スイッチング素子１１５のコレクタ部に接合され且つ制御用ＩＣ１７７に接合されたヒートシンク１１４とを備えるイグナイタ１００であって、ヒートシンク１１４は、一体的に形成された伝達端子１１４ａを備え、伝達端子１１４ａを介して接続端子１１８に接続させる。これにより、イグナイタ１００の内部構造が簡素化され、イグナイタの低コスト化及びコンパクト化が図られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、点火コイルの一次電流を断続制御させるイグナイタ又はこれを備える点火装置に関し、特に、イグナイタの簡素化及びコンパクト化を図る際に用いて好適のものである。

内燃機関に用いられる点火装置は、気筒毎に設けられたプラグホールに装着され、それぞれの点火装置に内蔵されるイグナイタの指令に応じて点火プラグを放電させる。イグナイタは、スイッチング素子及び制御部を備え、ＥＣＵ（Engine Control Unit）から受信した入力信号に基づいてスイッチング素子の駆動信号を出力し、かかる駆動信号に応じてスイッチング素子を制御させ、点火装置に内蔵される点火コイルを駆動させる。

イグナイタは内部の回路構成が種々検討されており、例えば、特開平５−３２１８０８号公報（特許文献１）では、従来技術として、リードフレームを用いたイグナイタ（特許請求の範囲におけるイグナイタパッケージ）の技術が紹介されている。かかるイグナイタパッケージは、コレクタ端子（特許請求の範囲における伝達端子）が一体成形されたリードフレームと、アース端子及び入力端子（特許請求の範囲における伝達端子）とを備え、リードフレームには、パワートランジスタ（特許請求の範囲におけるスイッチング素子）と電流制限回路部（特許請求の範囲における制御部）とが、適宜な領域にレイアウトされている。

しかし、ＥＣＵの入力信号に応じてイグナイタを駆動させると、スイッチング素子では、通過電流が極めて高く、当該スイッチング素子の寄生抵抗に比例した熱量が発生する。かかる如く生じた熱量は、制御部を誤動作させ、又は、スイッチング素子の損壊を誘発させる原因とされる。また、スイッチング素子は、発熱量に応じて通過電流を飽和状態にさせる特性を有しており、これによって生じた通過電流の損失分が熱エネルギーに変換され、熱量の増加が更に加速されるとの問題も生じる。そこで、かかる問題を回避させるべく、制御部に温度センサを追加し、制御部の誤動作を防止させる技術、又は、スイッチング素子の危険温度を検出し当該スイッチング素子の駆動制限を行う技術等が開発されている。ここで、スイッチング素子の駆動制限を行う技術にあっては、スイッチング素子に温度センサを一体的に搭載させ、スイッチング素子のジャンクション温度を直接的に検出できる構成とするのが好ましい。

そこで、特開平８−３３５５２２号公報（特許文献２）では、スイッチング素子及び制御部及び温度センサの機能をワンチップに搭載させたインテリジェント型ＩＧＢＴの技術が紹介されている。インテリジェント型ＩＧＢＴは、ＩＧＢＴ（特許請求の範囲におけるスイッチング素子）と、電流検知回路及び電流制限回路及びサーマルシャットオフ回路（特許請求の範囲における制御部）と、温度検知回路（特許請求の範囲における温度センサ）とが同一のシリコン基板にワンチップ化されている。かかる温度センサは、例えば、シリコン基板内にＰ層及びＮ層を隣接させ、又は、ＩＧＢＴの表面にポリシリコン層を形成させることによりダイオードが形成され、当該ダイオードの温度依存性を利用してＩＧＢＴの温度を検出する。そして、かかる如く、温度センサがＩＧＢＴに一体的に搭載され、温度センサから出力された温度情報が制御部によって処理され、これにより、ＩＧＢＴ（スイッチング素子）は、適正な条件下での動作が行われる。また、特開平９−２０９８９２号公報（特許文献３）では、インテリジェント型ＩＧＢＴを適用させたイグナイタパッケージ及びこれを備える内燃機関用の点火装置に関する技術が紹介されている。

ところが、かかるインテリジェント型ＩＧＢＴは、制御部とＩＧＢＴとが同一のシリコンチップに形成されるので、ＩＧＢＴで生じた熱量が制御部に影響を及ぼし、当該制御部の誤動作を招くとの問題が残る。

そこで、特開２００６−０１９７００号公報（特許文献４）では、スイッチング素子の発熱による制御部の誤動作を防止させるイグナイタパッケージの技術が紹介されている。かかる技術は、感温素子（特許請求の範囲における温度センサ）を具備する第１の半導体素子（特許請求の範囲におけるスイッチング素子）と、当該第１の半導体素子を駆動させる第２の半導体素子（特許請求の範囲における制御部）と、第１の半導体素子を搭載させた第１リードフレームと、第２の半導体素子を搭載させた第２リードフレームとから成るイグナイタパッケージが記されている。そして、かかるイグナイタパッケージでは、第１リードフレームと第２リードフレームとが分離されているので、スイッチング素子と制御部との熱交換機能が低下する。これにより、制御部では、スイッチング素子の発熱に起因する誤動作から回避され、併せて、スイッチング素子のジャンクション温度を直接的に検出した制御を実現できる。
特開平５−３２１８０８号公報 特開平８−３３５５２２号公報 特開平９−２０９８９２号公報 特開２００６−０１９７００号公報

しかしながら、特許文献４のイグナイタパッケージでは、スイッチング素子及び制御部を複数のリードフレームにそれぞれ搭載させる構成とされるので、内部の構造及びレイアウトが複雑化され、装置の高コスト化及び大型化を招くとの問題が生じる。

また、上述したイグナイタパッケージに限らず、ヒートシンクに搭載されたスイッチング素子と当該ヒートシンクから隔離された領域に配置される制御部とから成るイグナイタにあっても、同様に、装置の高コスト化及び大型化を招くとの問題が生じる。

本発明は上記課題に鑑み、スイッチング素子に温度センサを搭載させつつ、装置の高コスト化又は大型化を回避させ得る、イグナイタ及びこれを備える点火装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では次のようなイグナイタの構成とする。すなわち、複数の接続端子と、温度センサを具備するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御させる制御部と、前記スイッチング素子の電源印加部に接合され前記スイッチング素子で発生した熱量を放熱させるヒートシンクとを備えるイグナイタにおいて、前記ヒートシンクは、前記制御部が更に接合され、前記複数の接続端子のうち少なくとも一つの接続端子に接続されているイグナイタとする。このとき、前記ヒートシンクは、一体的に形成された伝達端子を備え、前記伝達端子を介して前記複数の接続端子のうち少なくとも一つの接続端子に接続されるのが好ましい。また、前記ヒートシンクは、前記スイッチング素子又は前記制御部に印加する信号の印加電圧を制限させる保護抵抗を備えても良い。更に、前記ヒートシンクは、電源電圧に重畳されたサージ成分を抑制させる保護コンデンサを備えているのが好ましい。加えて、前記ヒートシンクは、当該ヒートシンクと前記制御部との間に積層される絶縁基板を備え、前記絶縁基板の熱伝達係数は、前記ヒートシンクの熱伝達係数より低値に設定されているのが、より好ましい構成とされる。

また、複数の接続端子と、前記複数の接続端子にそれぞれ接続される伝達端子を配列させたイグナイタパッケージとを備えるイグナイタにおいて、前記イグナイタパッケージは、温度センサを具備するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御させる制御部と、前記スイッチング素子の電源印加部及び前記制御部を接合させたリードフレームとを備えるイグナイタとしても良い。このとき、前記リードフレームは、少なくとも一つの前記伝達端子が一体的に形成されているのが好ましい。また、前記リードフレームは、前記スイッチング素子又は前記制御部に印加する信号の印加電圧を制限させる保護抵抗を備えているのが好ましい。更に、前記リードフレームは、電源電圧に重畳されたサージ成分を抑制させる保護コンデンサを備えているのが好ましい。加えて、前記リードフレームは、当該リードフレームと前記制御部との間に積層される絶縁基板を備え、前記絶縁基板の熱伝達係数は、前記リードフレームの熱伝達係数より低値に設定されているのが、より好ましい構成とされる。

更に、前記イグナイタと、前記イグナイタによって駆動される点火コイルとを備える点火装置とするのが、より好ましい構成とされる。

以上の如く、本発明に係るイグナイタ又はこれを備える点火装置では、スイッチング素子の温度状態を直接的に検出し、これに応じた駆動制御を実現しつつ、併せて、以下の効果を奏する。

本発明に係るイグナイタでは、スイッチング素子又は制御部を構成する回路素子が一枚のヒートシンク上に搭載されているので、筐体の回路格納部に配される接続端子のレイアウトが簡略化され、これにより、イグナイタの内部構造が簡素化され、イグナイタの低コスト化及びコンパクト化が図られる。

また、本発明を適用させたイグナイタパッケージでは、スイッチング素子又は制御部を構成する回路素子が一枚のリードフレーム上に搭載されているので、イグナイタパッケージの内部構造が簡素化され、装置の低コスト化及びコンパクト化が実現される。

更に、本発明に係るイグナイタでは、ヒートシンク又はリードフレームと制御部との間に絶縁基板が設けられているので、スイッチング素子から伝達される熱量が低減され、これにより、制御部の誤動作を抑制できる。

加えて、本発明に係る点火装置では、装置の低コスト化及びコンパクト化が図られ、且つ、点火プラグの適切な点火動作を実現できる。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図２は本実施の形態に係る点火装置の構成が示されている。図示の如く、点火装置１０は、イグナイタ１００と点火コイル２００とケース部３００とから構成されている。イグナイタ１００は、ケース部３００の上部にレイアウトされ、点火コイル２００の一次コイルに適宜に配線され点火コイル２００を駆動させる。点火コイル２００は、中心鉄芯２１０と一次コイル２２０と二次コイル２３０とから構成され、相互誘導によって高電圧を励起させ、図示されない点火プラグへ当該高電圧を印加させる。ケース部３００は、イグナイタ１００及び点火コイル２００を格納させ、熱硬化性樹脂によってモールドされる。そして、イグナイタ１００は、車載バッテリーの電源電圧を印加させた後に急遮断させ、これにより、点火装置１０では、点火コイル２００の二次コイル２３０に高電圧が励起され、図示されない点火プラグの電極間に放電を生じさせる。

図１には、本実施の形態に係るイグナイタの構成が示されている。図示の如く、イグナイタ１００は、筐体部１１０とヒートシンク１１４とスイッチング素子１１５と絶縁基板１１６と制御用ＩＣ１１７（特許請求の範囲における制御部）と複数の接続端子１１８とから構成される。

複数の接続端子１１８は、導電性の板体から形成され、電源用接続端子１１８ａとコレクタ用接続端子１１８ｂと信号用接続端子１１８ｃとアース用接続端子１１８ｄとから構成される。かかる複数の接続端子１１８は、筐体部１１０に内包された状態にて一体的に固定され、当該筐体部１１０の適宜な部分で露出されている。

筐体部１１０は、コネクタ部１１１と嵌合部１１２と回路格納部１１３とから構成され、ＰＰＳ等といった難燃性の熱硬化性樹脂から成る。コネクタ部は、電源用接続端子１１８ａと信号用接続端子１１８ｃとアース用接続端子１１８ｄとが内部で露出した状態で配列され、ＥＣＵ（Engine Control Unit）に設けられたハーネスに接続される。このとき、電源用接続端子１１８ａでは車載バッテリーから供給される電源が印加され、信号用接続端子１１８ｃではＥＣＵから出力された入力信号が印加され、アース用接続端子１１８ｄではグランドへと接地される。嵌合部１１２は、矩形体の側面に溝部が形成され、点火装置１０のケース部３００に嵌合される。回路格納部１１３は、上部に開口部を有する箱型に形成され、ヒートシンク１１４とスイッチング素子１１５と絶縁基板１１６と制御用ＩＣ１１７を格納させている。図示の如く、回路格納部１１３では、電源用接続端子１１８ａとコレクタ用接続端子１１８ｂと信号用接続端子１１８ｃとアース用接続端子とが露出された状態で配列される。また、回路格納部１１３の外壁部では、電源用接続端子１１８ａとコレクタ用接続端子１１８ｂとが突出した状態で露出されている。即ち、電源用接続端子１１８ａは、コネクタ部１１１と回路格納部１１３の内部と回路格納部１１３の外壁部との三箇所で露出され、コレクタ用接続端子１１８ｂは、回路格納部１１３の内部と回路格納部１１３の外壁部との両端で露出され、信号用接続端子１１８ｃ及びアース用接続端子１１８ｄは、コネクタ部１１１と回路格納部１１３の内部との両端で露出される。そして、回路格納部１１３の外壁部で露出された電源用接続端子１１８ａとコレクタ用端子１１８ｂとは、一次コイル２２０のコイル巻線に接続される。

ヒートシンク１１４は、導電性材料が板体に形成され、接続端子１１８と略同形状の伝達端子１１４ａが一体的に形成されている。そして、ヒートシンク１１４は、伝達端子１１４ａを介してコレクタ用接続端子１１８ｃに接続され、回路格納部１１３の内部に格納される。また、ヒートシンク１１４には、当該ヒートシンク１１４と制御用ＩＣ１１７との間に絶縁基板１１６が積層され、且つ、スイッチング素子１１５が接合され、当該スイッチング素子１１５が駆動されて発生した熱量をヒートシンク１１４の表面から放熱させる。上述の如く、ヒートシンク１１４には、制御用ＩＣ１１７を搭載させた絶縁基板１１６が積層され、絶縁基板１１６によって、当該ヒートシンク１１４と制御用ＩＣ１１７とを電気的に且つ熱的に遮断させる。即ち、本実施の形態では、接続端子１１８上にスイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７等の回路素子を別途設けることなく、イグナイタ１００を構成する全ての回路素子がヒートシンク１１４に搭載可能とされるので、接続端子１１８のレイアウトが短略化され、イグナイタ１００の内部構造の簡素化が図られる。尚、本実施の形態では伝達端子１１４ａを介してヒートシンク１１４とコレクタ用端子１１８ｂとを接続させているが、これに限らず、伝達端子１１４ａを省略し、アルミワイヤーを用いてヒートシンク１１４とコレクタ用端子１１８ｂとを接続させても良い。

スイッチング素子１１５は、大電流を通過させ得るパワー素子が選択され、本実施の形態ではＩＧＢＴが採用される。尚、スイッチング素子１１５は、これに限らず、ＭＯＳＦＥＴ又はバイポーラトランジスタ等を採用させても良い。スイッチング素子１１５には、一次コイルで昇圧された電位が印加されるコレクタ部（特許請求の範囲における電源印加部）と、制御用ＩＣ１１７で生成された駆動信号が印加されるゲート部と、入力信号に応じてスイッチング素子１１５の通過電流を出力させるエミッタ部とが設けられる。また、コレクタ部にはヒートシンク１１４が半田溶着され、ゲート部にはアルミワイヤーＷ３を介して制御用ＩＣ１１７に接続され、エミッタ部にはアルミワイヤーＷ４を介してアース用接続端子１１８ｄに接続される。かかるスイッチング素子１１５は、ゲート部に駆動信号が印加されると、コレクタ部の印加電圧に応じた電流をエミッタ部から出力させる。更に、スイッチング素子１１５には、ダイオードから成る温度センサ１１５ａを備え、アルミワイヤーＷ１及びＷ２が接続されている。かかる温度センサ１１５ａは、特開平８−３３５５２２に開示される如く、シリコン基板内にダイオードを構成させても良く、シリコン基板表面にポリシリコン層を形成させても良い。そして、温度センサ１１５ａで検出された温度情報は、アルミワイヤーＷ１及びＷ２を介して、制御用ＩＣ１１７へと伝送される。

絶縁基板１１６は、熱伝達係数がヒートシンク１１４の熱伝達係数より低値に設定されたセラミック製基板から成り、銅又はアルミの薄膜配線１１６ａが形成されている。かかる絶縁基板１１６には、制御用ＩＣ１１７が積層されている。また、薄膜配線１１６ａは、アルミワイヤーＷｄ及びＷ４を介して、スイッチング素子１１５とアース用接続端子１１８ｄとを導通させる。

制御用ＩＣ１１７は、ドライブ回路又は温度判定回路等が構成されたハイブリッド回路とされ、アルミワイヤーＷ１乃至Ｗ４に接続されたスイッチング素子１１５を適宜に制御させる。かかるドライブ回路は、ＥＣＵから印加された入力信号に応じてスイッチング素子１１５を駆動させる駆動信号を出力させる。温度判定回路は、コンパレータによって構成され、入力端子側に接続された基準電圧と温度センサ１１５ａの出力値とを比較させ、当該温度センサ１１５ａの出力値に応じてスイッチング素子１１５の駆動を制限させる。制御用ＩＣ１１７を構成するそれぞれの回路は、半導体基板に構成させたワンチップ回路とさせても良く、他の絶縁基板上にそれぞれの回路を構成させた混成回路とさせても良い。かかる構成により、制御用ＩＣ１１７は、スイッチング素子１１５を所定周波数にて動作させ、点火コイル２００を駆動させると共に、スイッチング素子１１５の温度上昇を検知し、スイッチング素子の熱暴走又は温度上昇に起因する損壊を防止させる。尚、温度センサ１１５ａを具備するスイッチング素子１１５の制御回路については、特開平８−３３５７０９号公報又は特開２０００−２９９６３４号公報にて詳細に記載されている。

以上の如く、本実施の形態に係るイグナイタ１００又はこれを備える点火装置１０では、スイッチング素子１１５の温度状態を直接的に検出し、これに応じた駆動制御を実現しつつ、併せて、以下の効果を奏する。

即ち、本実施の形態に係るイグナイタ１００では、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７を構成する回路素子が一枚のヒートシンク１１４上に搭載されているので、回路格納部１１３に配される接続端子１１８のレイアウトが簡略化され、これにより、イグナイタ１００の内部構造が簡素化され、イグナイタ１００のコンパクト化が図られる。

また、本実施の形態に係るイグナイタ１００では、ヒートシンク１１４と制御用ＩＣ１１７との間に絶縁基板１１６が設けられているので、スイッチング素子１１５から伝達される熱量が低減され、これにより、制御用ＩＣ１１７の誤動作を抑制できる。

更に、本実施の形態に係る点火装置１０では、装置の低コスト化及びコンパクト化が図られ、且つ、点火プラグの適切な点火動作を実現できる。

尚、図３には、本実施の形態を適用させた他のイグナイタの構成が示されている。尚、図３及び図４では、イグナイタ１００で説明した同一部分について同一符号を付し、便宜的に説明を省略する。図示の如く、他の実施の形態に係るイグナイタ１００’は、図２で説明したヒートシンク１１４及びスイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の替わりに、これらの構成をワンパッケージ化させたイグナイタパッケージ１２０が置換えられている。かかるイグナイタパッケージ１２０は、導電性材から成る伝達端子が配列され、筐体部１１０に設けられた複数の接続端子１１８にそれぞれ接続される。具体的には、電源用接続端子１１８ａが伝達端子１２２ａに接続され、コレクタ用接続端子１１８ａが伝達端子１２２ｂに接続され、信号用接続端子１１８ｃが伝達端子１２２ｃに接続され、アース用接続端子１１８ｄが伝達端子１２２ｄに接続される。

図４には、イグナイタパッケージの内部構造が示されている。図示の如く、本実施の形態に係るイグナイタパッケージ１２０は、枠体部１２１とリードフレーム１２２と伝達端子１２２ａ乃至１２２ｄとスイッチング素子１１５と絶縁基板１１６と制御用ＩＣ１１７とから構成される。尚、前述の如く、スイッチング素子１１５は温度センサ１１５ａを具備し、制御用ＩＣ１１７は温度センサ１１５ａから送られる温度情報に基づいてスイッチング素子１１５の動作を制限させる。

枠体部１２１は、ＰＰＳ等の熱硬化性樹脂から成り、内部空間を具備する略直方体状に形成されている。かかる枠体部１２１は、リードフレーム１２２スイッチング素子１１５と絶縁基板１１６と制御用ＩＣ１１７とを格納させると共に、伝達端子１２２ａ乃至１２２ｄを枠体部１２１の外部に臨ませた状態にて配列させている。そして、枠体部１２１の内部空間には、シリコン樹脂またはエポキシ樹脂が含侵され、内部に配置される回路素子の絶縁状態を維持させている。

リードフレーム１２２は、熱伝達係数が絶縁基板１１６の熱伝達係数より高値に設定された導電性材の板体から成り、伝達端子１１２ｂと一体的に形成されている。また、リードフレーム１２２には、スイッチング素子１１５のコレクタ部が接合され、更に、絶縁基板１１６を搭載させた制御用ＩＣ１１７が積層されている。そして、図示の如く、スイッチング素子１１５と制御用ＩＣ１１７と絶縁基板１１６とは、アルミワイヤーＷ１乃至Ｗ３及びアルミワイヤーＷａ乃至Ｗｄによって適宜に配線され、前述したイグナイタ１００と同様の回路構成とされている。

以上の如く、本実施の形態に係るイグナイタ１００’又はこれを備える点火装置１０では、スイッチング素子１１５の温度状態を直接的に検出し、これに応じた駆動制御を実現しつつ、併せて、以下の効果を奏する。

即ち、イグナイタパッケージ１２０では、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７を構成する回路素子が一枚のリードフレーム１２２上に搭載されているので、イグナイタパッケージ１２０の内部構造が簡素化され、これに応じて、イグナイタパッケージ１２０のコンパクト化が図られる。

従って、本実施の形態に係るイグナイタ１００’では、かかる如くイグナイタパッケージ１２０のコンパクト化が図られるので、これに応じて、当該イグナイタ１００’のコンパクト化も実現される。

また、本実施の形態に係るイグナイタ１００’では、リードフレーム１２２と制御用ＩＣ１１７との間に絶縁基板１１６が設けられているので、スイッチング素子１１５から伝達される熱量が低減され、これにより、制御用ＩＣ１１７の誤動作を抑制できる。

更に、本実施の形態に係る点火装置１０では、装置の低コスト化及びコンパクト化が図られ、且つ、点火プラグの適切な点火動作を実現できる。

本実施例では、前述したイグナイタ１００の変形例について説明する。尚、同図にあっても、実施の形態にて説明した同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。図５を参照すると、実施例１に係るイグナイタ２００の構成が示されている。かかるイグナイタ２００は、実施の形態の絶縁基板１１６の替わりに、新たな絶縁基板２１６が置換えられている。図示の如く、絶縁基板２１６は、制御用ＩＣ１１７及び保護コンデンサ２０１を搭載させ、薄膜銅線２１６ａ及び２１６ｂが蒸着されている。

保護コンデンサ２０１は、薄膜銅線２１６ａの一端及び薄膜銅線２１６ｂの一端に介挿され、各々の端部で半田溶着される。また、薄膜銅線２１６ａの他端はアルミワイヤーＷｄを介してアース用接続端子１１８ｄに接続され、薄膜銅線２１６ｂの他端はアルミワイヤーＷａに接続される。かかる如く、絶縁基板２１６を具備するヒートシンク１１４では、電源用接続端子１１８ａとアース用接続端子１１８ｄとの間に保護コンデンサ２０１を備える回路が形成され、これにより、電源電圧に重畳されたサージ成分が抑制され、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の動作の安定化が実現される。

上述の如く、本実施例に係るイグナイタ２００では、保護コンデンサ２０１を追加的に搭載させる場合であっても、ヒートシンク１４４がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御部１１７の保護機能を具備させつつイグナイタ２００のコンパクト化が実現される。

また、図６には、本実施例を適用させたイグナイタパッケージの構成が示されている。尚、同図では、イグナイタパッケージ１２０で説明した同一部分について同一符号を付し、便宜的に説明を省略する。図示の如く、イグナイタパッケージ２２０は、図３で説明したイグナイタ１００’に用いられ、イグナイタパッケージ１２０の替わりにイグナイタパッケージ２２０が置換えられている。

かかるイグナイタパッケージ２２０は、リードフレーム２２２に変更が加えられている。具体的に説明すると、リードフレーム２２２には、保護コンデンサ２２４を搭載させた絶縁基板２２３が積層されており、アルミワイヤーＷａ’及びＷｄ’が追加されている。従って、本実施例では、伝達端子１２２ａ及び１２２ｄを介して、電源用接続端子１２２ａとアース用端子１１８ｄとの間に保護コンデンサ２２４を備える回路が形成されるので、これにより、電源電圧に重畳されたサージ成分が抑制され、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の動作の安定化が実現される。

上述の如く、イグナイタパッケージ２２０を適用させたイグナイタ１００’では、保護コンデンサ２２４を追加的に搭載させる場合であっても、リードフレーム２２２がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の保護機能を具備させつつイグナイタ２００のコンパクト化が実現される。

本実施例では、前述したイグナイタ１００の更なる変形例について説明する。尚、同図にあっても、実施の形態にて説明した同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。図７を参照すると、実施例２に係るイグナイタ３００の構成が示されている。かかるイグナイタ３００は、実施例１の絶縁基板２１６の替わりに、新たな絶縁基板３１６が置換えられている。図示の如く、絶縁基板３１６は、制御用ＩＣ１１７及び保護抵抗３０１を搭載させ、薄膜銅線１１６ａ及び３１６ｂが蒸着されている。

保護抵抗３０１は、薄膜銅線３１６ｂの途中経路に介挿され半田溶着される。また、薄膜銅線３１６ｂの一端はアルミワイヤーＷｅを介して制御用ＩＣ１１７に接続され、薄膜銅線３１６ｂの他端はアルミワイヤーＷａに接続される。かかる如く、制御基板３１６を具備するヒートシンク１１４では、電源用接続端子１１８ａと制御用ＩＣ１１７との間に保護抵抗３０１を備える回路が形成され、これにより、スイッチング素子１１５又は制御部１１７に印加する信号の印加電圧が制限され、当該印加電圧の急上昇を抑制しスイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の保護が図られる。

上述の如く、本実施例に係るイグナイタ３００では、保護抵抗３０１を追加的に搭載させる場合であっても、ヒートシンク１１４がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の保護機能を具備させつつイグナイタ３００のコンパクト化が実現される。

また、図８には、本実施例を適用させたイグナイタパッケージの構成が示されている。尚、同図では、イグナイタパッケージ１２０で説明した同一部分について同一符号を付し、便宜的に説明を省略する。図示の如く、イグナイタパッケージ３２０は、図３で説明したイグナイタ１００’に用いられ、イグナイタパッケージ１２０の替わりにイグナイタパッケージ３２０が置換えられている。

かかるイグナイタパッケージ３２０は、リードフレーム３２２に変更が加えられている。具体的に説明すると、リードフレーム３２２には、保護抵抗３２４を搭載させた絶縁基板３２３が追加されており、当該保護抵抗３２４は、アルミワイヤーＷａ及びＷｅによって適宜に配線されている。従って、本実施例では、伝達端子１２２ａ及び１２２ｃを介して、電源用接続端子１２２ａと信号用接続端子１１８ｃとの間に保護抵抗３２４を備える回路が形成され、これにより、スイッチング素子１１５又は制御部１１７に印加する信号の印加電圧が制限され、当該印加電圧の急上昇を抑制しスイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の保護が図られる。

上述の如く、イグナイタパッケージ３２０を適用させたイグナイタ１００’では、保護抵抗３２４を追加的に搭載させる場合であっても、リードフレーム３２２がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の保護機能を具備させつつイグナイタ２００のコンパクト化が実現される。

本実施例では、前述したイグナイタ１００の更なる変形例について説明する。尚、同図にあっても、実施の形態にて説明した同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。図９を参照すると、実施例３に係るイグナイタ４００の構成が示されている。かかるイグナイタ４００は、実施の形態の絶縁基板１１６の替わりに、新たな絶縁基板４１６が置換えられている。図示の如く、絶縁基板２１６は、制御用ＩＣ１１７及び保護コンデンサ４０１及び保護抵抗４０２を搭載させ、薄膜銅線４１６ａ乃至４１６ｃが蒸着されている。尚、保護コンデンサ４０１及び保護抵抗４０２は、実施例１及び実施例２にて説明したものと同様の作用効果を奏するものである。従って、保護コンデンサ４０１によって、電源電圧に重畳されたサージ成分が抑制され、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の動作の安定化が実現される。また、保護抵抗４０２によって、スイッチング素子１１５又は制御部１１７に印加する入力信号の印加電圧を制限させ、当該印加電圧の急上昇を抑制しスイッチング素子１１５又は制御部１１７の保護が図られる。

上述の如く、本実施例に係るイグナイタ４００では、保護コンデンサ４０１及び保護抵抗４０２を追加的に搭載させる場合であっても、ヒートシンク１１４がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の保護機能及び動作の安定機能を具備させつつ、イグナイタ４００のコンパクト化が実現される。

また、図１０には、本実施例を適用させたイグナイタパッケージの構成が示されている。図示の如く、イグナイタパッケージ４２０は、図３で説明したイグナイタ１００’に用いられ、イグナイタパッケージ１２０の替わりにイグナイタパッケージ４２０が置換えられている。

かかるイグナイタパッケージ４２０は、リードフレーム４２２に変更されている。具体的に説明すると、リードフレーム４２２には、保護コンデンサ及び保護抵抗の機能を具備する保護回路４２４を搭載させた絶縁基板４２３が積層されており、アルミワイヤーＷａ及びＷａ’及びＷｅが追加配線されている。従って、本実施例では、伝達端子１２２ａ及び１２２ｃを介して、電源用接続端子１１８ａと信号用接続端子１１８ｃとの間に保護抵抗を備える回路が形成され、これにより、スイッチング素子１１５又は制御部１１７に印加する入力信号の印加電圧が制限され、これにより、当該印加電圧の急上昇を抑制しスイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の保護が図られる。また、伝達端子１２２ａ及び１２２ｄを介して、電源用接続端子１２２ａとアース用接続端子１１８ｄとの間に保護コンデンサを備える回路が形成されるので、スイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７に印加する入力信号の印加電圧が制限され、これにより、当該印加電圧の急上昇を抑制しスイッチング素子１１５又は制御用ＩＣ１１７の保護が図られる。

上述の如く、イグナイタパッケージ４２０を適用させたイグナイタ１００’では、保護抵抗及び保護コンデンサの機能を具備する回路素子を追加的に搭載させる場合であっても、リードフレーム４２２がコンパクトに構成され、これにより、スイッチング素子１１５及び制御用ＩＣ１１７の保護機能及び動作安定機能を具備させつつ、イグナイタ１００’のコンパクト化が実現される。

以上の如く記された実施の形態はあくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明はこれに限らず他の実施の形態を適用させることが可能である。例えば、本実施の形態では、点火コイル部をプラグホールへ嵌入させるペン型点火装置として説明しているが、これに限らず、本発明に係るイグナイタは、点火コイルをプラグホールの外部にレイアウトさせたタイプの点火装置に適用させても良い。

実施の形態に係るイグナイタの構成を示す図 実施の形態に係る点火装置の構成を示す図 実施の形態に係る他のイグナイタの構成を示す図 実施の形態に係るイグナイタパッケージの内部構造を示す図 実施例１に係るイグナイタの構成を示す図 実施例１に係るイグナイタパッケージの内部構造を示す図 実施例２に係るイグナイタの構成を示す図 実施例２に係るイグナイタパッケージの内部構造を示す図 実施例３に係るイグナイタの構成を示す図 実施例３に係る他のイグナイタパッケージの内部構造を示す図

符号の説明

１０ 点火装置
１００ イグナイタ
１１４ ヒートシンク
１１４ａ 伝達端子
１１５ スイッチング素子
１１５ａ 温度センサ
１１６ 絶縁基板
１１７ 制御用ＩＣ
１１８ 複数の接続端子
１２０ イグナイタパッケージ
１２２ リードフレーム

Claims (11)

1. 複数の接続端子と、温度センサを具備するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御させる制御部と、前記スイッチング素子の電源印加部に接合され前記スイッチング素子で発生した熱量を放熱させるヒートシンクとを備えるイグナイタにおいて、
   前記ヒートシンクは、前記制御部が更に接合され、前記複数の接続端子のうち少なくとも一つの接続端子に接続されていることを特徴とするイグナイタ。
2. 前記ヒートシンクは、一体的に形成された伝達端子を備え、前記伝達端子を介して前記複数の接続端子のうち少なくとも一つの接続端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
3. 前記ヒートシンクは、前記スイッチング素子又は前記制御部に印加する信号の印加電圧を制限させる保護抵抗を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイグナイタ。
4. 前記ヒートシンクは、電源電圧に重畳されたサージ成分を抑制させる保護コンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のイグナイタ。
5. 前記ヒートシンクは、当該ヒートシンクと前記制御部との間に積層される絶縁基板を備え、
   前記絶縁基板の熱伝達係数は、前記ヒートシンクの熱伝達係数より低値に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のイグナイタ。
6. 複数の接続端子と、前記複数の接続端子にそれぞれ接続される伝達端子を配列させたイグナイタパッケージとを備えるイグナイタにおいて、
   前記イグナイタパッケージは、温度センサを具備するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御させる制御部と、前記スイッチング素子の電源印加部及び前記制御部を接合させたリードフレームとを備えることを特徴とするイグナイタ。
7. 前記リードフレームは、少なくとも一つの前記伝達端子が一体的に形成されることを特徴とする請求項６に記載のイグナイタ。
8. 前記リードフレームは、前記スイッチング素子又は前記制御部に印加する信号の印加電圧を制限させる保護抵抗を備えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のイグナイタ。
9. 前記リードフレームは、電源電圧に重畳されたサージ成分を抑制させる保護コンデンサを備えることを特徴とする請求項６乃至請求項８に記載のイグナイタ。
10. 前記リードフレームは、当該リードフレームと前記制御部との間に積層される絶縁基板を備え、
    前記絶縁基板の熱伝達係数は、前記リードフレームの熱伝達係数より低値に設定されていることを特徴とする請求項６乃至請求項９に記載のイグナイタ。
11. 請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載のイグナイタと、前記イグナイタによって駆動される点火コイルとを備えることを特徴とする点火装置。

Images