JP3512375B2 - 内燃機関点火用のイグナイタ - Google Patents
内燃機関点火用のイグナイタInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火コ
イルと共に共通ハウジングに内蔵されるイグナイタに関
する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関点火用のイグナイタ、すなわち
点火コイル一次電流を所定のタイミングで遮断し、点火
コイル二次側に接続した点火プラグに放電火花を飛ばす
ための回路装置は、最近では点火コイルと共に共通ハウ
ジング内に内蔵されるタイプのものが増えてきた。これ
により、車両ボンネット内の狭い作業空間での点火コイ
ルとイグナイタ間の配線作業が不要になり、消費電力上
の配線ロスも減り、故障要因も低下すると言う好ましい
結果が得られている。 【０００３】さらに、この点火コイルハウジングはその
一部（先端）に点火プラグをも取り付けられるようにな
っており、その結果、イグナイタは機関に極めて近接し
た位置に置かれることになる。 【０００４】一方、イグナイタ自体には、点火コイルの
一次巻線に接続し、当該一次電流を選択的に遮断、導通
させるパワートランジスタ単体や、これに加えて当該パ
ワートランジスタのスイッチングを制御する制御回路と
してのハイブリッドIC（混成集積回路素子）等の回路素
子が含まれ、パワートランジスタないしこれらの回路素
子は、その放熱のため、適当な金属板部材である放熱板
に熱結合の関係で搭載される。こうした基本構造におい
て、これらの回路素子を保護し、必要な電気的絶縁性を
保つために、少なくともパワートランジスタを含む回路
素子は、放熱板共々、適当なる樹脂によりモールド封止
される。 【０００５】図４にはそうしたイグナイタの従来におけ
る代表的構成例が示されている。図示しない点火コイル
一次巻線に接続されるパワートランジスタ13や、そのス
イッチング動作を制御する制御回路12、例えばハイブリ
ッドIC12は、適当な金属、例えば放熱効率の点で望まし
い銅製の放熱板11（一般にベース板と呼ばれる）の表裏
両主面の一方の主面上に、当該放熱板11に対して熱結合
の関係（一般には単なる接触関係）で搭載されている。
ハイブリッドIC12は上記のスイッチング機能の外、パワ
ートランジスタ12に流れる電流を制限する電流制限機能
や、点火コイル一次電流が連続通電状態になったときに
パワートランジスタ13を過熱から保護するために強制的
にオフ状態にするセルフシャットオフ機能を持つ場合も
多い。また、回路素子12，13の搭載部は、放熱量（吸熱
量）を増すため、放熱板周縁部に比べて厚みの厚い厚板
部14となっていることが多い。 【０００６】放熱板11の表裏両主面の中、回路素子12，
13が搭載されている面とは反対側の主面の少なくとも一
部（普通は殆どの部分）は空間に露出し、素子搭載面や
周縁部は回路素子12，13共々、適当なる樹脂、例えばエ
ポキシ樹脂により封止されている。このモールド樹脂19
の部分は、図を簡明にするため、ハッチング等を施さ
ず、あたかも透明なものとして示している（他の図面で
も同様）。 【０００７】モールド樹脂19内には先端が露出した複数
本の外部回路接続端子16も封止により固定され、これら
にはモールド樹脂19内でワイヤ17を介し、回路素子12の
所定の回路部分が電気的に導通している。放熱板11を電
気的な共通電位回路として用いる場合には、放熱板11の
一部も端子形状に加工され、その一部が突出する外部回
路接続端子15（放熱板端子と記す）となって、一般に図
示しない点火コイルの一次巻線に接続されたりする。他
の端子16も、図示しないハウジング内に収められた時、
車両側に設けられている制御回路及びバッテリの対応回
路端子等に接続される。 【０００８】しかるに、このように放熱板11や回路素子
12，13の全てを覆うのではなく、放熱板11の表裏両主面
の一方の少なくとも一部を露呈させながら他の部分をモ
ールド樹脂19により覆ったタイプのイグナイタは、「ハ
ーフモールド型」のイグナイタと呼ばれている。 【０００９】これに対し、図５に示すように、回路素子
共々、放熱板11の表裏両主面の双方をモールド樹脂19に
より覆った「フルモールド型」のイグナイタも提案され
ている。なお、以降の全図面中をも含めて、同一の符号
は同一ないし同様の構成要素を表し、既にその構成要素
についてなされた説明は、特に断らない限り、全ての図
中においてそのまま援用できるものとし、重複する説明
は避ける。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】こうしたイグナイタに
おいて最も問題となるのが、実使用環境下における熱サ
イクルによる物理的損傷である。先に少し述べたよう
に、このようなイグナイタは内燃機関に極めて近い位置
に置かれる。そのため、特に厳しい熱環境下に置かれ、
使用温度条件も一般に−30℃から 130℃に達し、さら
に、その範囲内で大幅な熱変化を受ける。従って、放熱
板11の材質とモールド樹脂19の材質の違いによる熱膨張
率差、ひいてはそれに基づく熱応力は、モールド樹脂19
のクラックや放熱板11との間の隙間を招き易い。クラッ
クないし隙間が生ずると、回路素子の湿潤による動作不
良が生じたり、そうでなくてもクラックや隙間が大きく
なるに連れ、熱応力で素子ないしワイヤ17に加わる機械
的ストレスも大きくなって行き、接触不良や断線を招き
兼ねない。 【００１１】もちろん、従来からもこの点には種々設計
的配慮がなされている。例えば放熱板11には銅が選ばれ
ることが多いが、その線膨張率は16×10-6／℃であるの
で、モールド樹脂19としては、これに近い線膨張率のも
の、例えば13×10-6／℃から15×10-6／℃のエポキシ樹
脂を選ぶようにする等されている。 【００１２】しかし、放熱板11として選ばれた銅の線膨
張率は実用温度範囲で一定値であるが、モールド樹脂19
として選ばれたエポキシ樹脂のそれは一定にはならな
い。その結果、使用時の冷熱環境の繰り返しによる熱ス
トレスがやはり無視し得ないものになり、モールド樹脂
19のクラックや、放熱板11とモールド樹脂19の接触部分
での隙間の発生は避け得ない。 【００１３】一方で、製作工程における位置決め等のた
めに、放熱板11の両主面に直交する周縁部に、図４に示
すように、モールド樹脂19を突き抜ける周縁部突起18を
設けることもある。これがあると、意図はしていなくて
も、機械的なストレスに抵抗し、ズレを防ぐ力がある程
度は生ずる。しかし逆に、この突起18がモールド樹脂19
を突き抜けて外部に出て行く部分で却って隙間ができ易
くもなっている。放熱板11に放熱板端子15等、やはりモ
ールド樹脂19を突き抜ける突起と看做せるような部分が
設けられていると、この部分がモールド樹脂19の外に出
て行く部分で隙間が生じ易い。 【００１４】これに対し、図５に示すようなフルモール
ド型のイグナイタでは、完全に全ての回路素子12，13の
部分と放熱板11の殆ど全ての部分がモールド樹脂19によ
り取り囲まれているので、仮に放熱板11の表裏両主面上
のモールド樹脂の厚みがほぼ等しければ、比較的熱応力
に強く、ズレの発生の少ない構造になっていると言え
る。 【００１５】しかし、そのようにすると全体の厚みが厚
くなり過ぎ、点火コイルコイルと共に同一ハウジングに
内蔵した時、筐体サイズが大きくなり、車両実装上、望
ましくない。そのため、どうしても一方の側の樹脂厚み
は薄くされがちで、そうなると熱バランスは崩れ、やは
りクラックの発生や隙間の発生は抑えがたい。 【００１６】さらに、何より問題なのは、放熱板11を介
しての放熱性が著しく劣ってしまうことである。むしろ
これの方が致命的で、ハーフモールド型と同程度の放熱
量を期待しようとすると、放熱板の厚さをより厚くする
か、面積的に大面積化せねばならず、点火コイルまで含
めて小型な装置構造を提供しうようとする上で益々の障
害となってしまう。 【００１７】本発明はこのような従来の実情に鑑み、少
なくとも最も基本的な機能である放熱板による回路素子
の「放熱」と言う機能を損ない、装置の小型化の支障に
もなるフルモールド型は絶対に採用し得ないとする前提
条件の下、本質的に小型化に向き、放熱特性に優れると
言う利点を持つハーフモールド型の欠点、すなわち、放
熱板の空間露出部分が多く、モールド樹脂との接触界面
が多いためにクラックや隙間の発生を招きやすいと言う
欠点を解消ないし緩和し、熱サイクルに良く耐え、長期
にわたり高い信頼性をもって使用できるハーフモールド
型イグナイタの提供を図ったものである。 【００１８】 【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、内燃機関の点火コイルと共に共通ハウ
ジングに内蔵されるイグナイタであって、上記点火コイ
ルの一次回路に接続され、点火コイルの一次電流を選択
的に遮断、導通させるパワートランジスタを少なくとも
含む回路素子に接触してその放熱を図る金属製の放熱板
があり、かつ、この金属製放熱板の表裏両主面の中、上
記の回路素子を搭載している搭載面と対向する主面の少
なくとも一部は露呈させるが、当該搭載面及び周縁部は
回路素子共々、モールド樹脂により覆うことでハーフモ
ールド型とするイグナイタにおいて、熱ストレスの分
散、モールド樹脂の変形自由度の抑制を図り、下記構成
を有するイグナイタを提案する。 【００１９】すなわち、本発明イグナイタでは、上記し
た金属製放熱板の両主面の少なくとも一方にモールド樹
脂と接する凸部または凹部、あるいは凸部と凹部を複数
個設ける。これにより、モールド樹脂の放熱板主面と直
交する垂直方向の熱膨張収縮による熱ストレスを分散
し、当該方向のモールド樹脂の変形自由度を抑制するこ
とができる。 【００２０】 【発明の実施の形態】図１には本発明に従って構成され
たハーフモールド型イグナイタの望ましい一実施形態が
示されている。既に述べたように、図４，５に即して説
明した所と同じ説明の適用できる部分ないし構成要素に
ついては再度の説明を省略し、専ら相違部分について述
べる。 【００２１】図４に即して説明した従来例と最も異なる
のは、まず、放熱板11の両主面に直交する周縁部に沿っ
て周縁部凸部21が設けられていることである。図示の場
合は放熱板11が矩形をしているので、その長辺である対
向二辺に沿って適当な間隔で飛び飛びに各辺あたり四つ
程、設けられている。この周縁部凸部21は、樹脂モール
ドされた後、当該モールド樹脂19から突出しない長さに
選ばれる。 【００２２】また、放熱板11の矩形短辺の対向する二辺
に沿っては複数個の周縁部凹部22がやはり適当な間隔で
設けられている。もっとも、隣接する周縁部凸部21，21
の間の部分が周縁部凹部22であると捕らえても良いし、
逆に隣接する周縁部凹部22，22の間の部分が周縁部凸部
21になっていると捕らえても構わない。 【００２３】長辺に沿って設けられている周縁部凸部21
ないし隣接凸部間の凹部は、モールド樹脂19と鍵状に噛
み合う関係となって、冷熱サイクルによって発生する熱
応力に抵抗する力を発揮し、主として放熱板11の主面と
平行な水平一軸方向（便宜的にこちらをＸ軸方向とす
る）に沿うモールド樹脂19の熱膨張収縮による熱ストレ
スを分散し、当該Ｘ軸方向のモールド樹脂19の変形自由
度を抑制して「ズレ」の発生を抑える。 【００２４】短辺に沿って設けられている周縁部凹部22
ないし隣接凹部22，22間の周縁部凹部21は、これもモー
ルド樹脂19と鍵状に噛み合う関係となって、冷熱サイク
ルによって発生する熱応力に抵抗する力を発揮し、放熱
板11の主面と平行な水平軸方向であって上記のＸ軸方向
に直交するＹ軸方向に沿うモールド樹脂19の熱膨張収縮
による熱ストレスを主として分散し、当該Ｙ軸方向のモ
ールド樹脂19の変形自由度を抑制して「ズレ」の発生を
抑える。 【００２５】従って、図示のように放熱板11の長辺に沿
っても短辺に沿っても周縁部凸部21や凹部22が設けられ
ていれば、ベクトル関係により、結局、水平面内方向の
どの方向に対しても印加され得る熱応力に対し、抵抗力
を発揮することができる。 【００２６】ここで一般的に、周縁部凸部21がモールド
樹脂19から突出しないことは重要である。外部に露呈す
る部分でモールド樹脂19との接触界面を作らないので、
そこからクラックが拡大したり、湿潤したりする恐れが
そもそもないからである。換言すれば、端子15，16や位
置決め突起18等はモールド樹脂19を突き抜けねばならな
くても、その界面に生じ得る隙間の発生を未然に抑止す
る力を、樹脂19を突き抜けない凸部21が生成する。な
お、周縁部凸部21ないし周縁部凹部22の数や配置は任意
であって、数が少なくても、あるいは周縁部の一部のみ
にであっても、それらがない従来例に比せば十分大きな
効果を挙げる事ができる。 【００２７】この実施形態ではさらに、本発明の趣旨に
従い、放熱板11の周縁部にのみではなく、主面部にも凸
部または凹部あるいは凸部と凹部が設けられている。回
路素子12，13が搭載されている搭載面には適当な間隔で
適当な個所に面部凹部32が設けられ、また、これと対抗
する面部にも、面部凹部33が設けられている。これら凹
部32，33の配置、形状、個数は任意であるが、図示の場
合、回路素子12，13の搭載されている面側の面部凹部32
は、パワートランジスタ13の周囲を囲むように適当な間
隔で五つ程設けられた、平面形状は円形のもので、対向
面側の面部凹部33は、放熱板11の周辺に沿ってぐるりと
回る溝33になっている。逆に、これら溝33の周囲の部分
は面部凸部となっていると見ることもできる。 【００２８】いずれにしても、このように放熱板11の主
面に凹部32，33ないし凸部を設けると、主として当該放
熱板主面と直交する方向、すなわち先掲のＸ，Ｙ軸方向
に直交するＺ軸方向に沿うモールド樹脂の熱膨張収縮に
よる熱ストレスを分散し、当該方向のモールド樹脂の変
形自由度を抑制することができて、クラックの発生を抑
止することができる。但し、場合によっては先掲の周縁
部凸部21や凹部22を設けず、面部凹部32，33ないし面部
凸部を設けるのみでも、従来例に比せば遥かに高い熱応
力抵抗力を得ることができることもある。 【００２９】図２は、本発明の他の実施形態を示してい
る。図１に示す実施形態に認められない特徴は、放熱板
11にあって回路素子12，13を搭載する部分に回路素子収
容凹部が設けられ、この凹部内に回路素子12，13が収め
られている点である。すなわち、図２(D1)に示すよう
に、パワートランジスタ13はその厚みの殆どの部分を収
める収容凹部内に収められて、放熱板11の主面から突出
する部分は殆どない。同様に制御回路を構成するハイブ
リッドIC12等の回路素子も、図２(D2)に示すように、そ
の厚みの殆どを収める収容凹部内に収められ、やはり放
熱板11の主面から突出する部分は殆どない。 【００３０】このような構造になっていると、回路素子
12，13に直接に熱的、機械的ストレスが加わるのをそも
そも防げる。また、放熱板主面とモールド樹脂との接触
部分をより平らにし得ることを意味し、熱応力が結果と
して広い面積部分に万遍なく分散されることに役立つ。
その結果、クラックの発生抑止に効果があり、何よりも
回路素子の物理的保護機能が高まる。従って、このこと
のみでも一つの発明として成立する。もちろん、これま
で述べてきた周縁部凸部21や凹部22、面部凹部32，33
（溝33）を設ける構成と任意に組み合わせることで、よ
り熱応力耐性は高まる。 【００３１】図３は、さらに他の本発明実施形態を示し
ている。同様にこれまで説明していない特徴部分につい
てのみ説明すると、一般に放熱板11の回路素子12，13を
搭載する部分は放熱板11の周縁部に比べて厚みの厚い厚
板部14となっていることを有効に利用している。これは
放熱量を高め、またある場合には機械的強度を増すため
でもあるが、このように素子搭載部14に厚みがあるのな
らば、この厚板部14の周縁側面に主面と平行な方向に凹
む周縁凹部34を設けることができる。その数や配置は任
意であるが、望ましくは図示するように、周縁凹部34は
当該厚板部14の周縁側面に沿って伸びる溝とするのが良
い。数は一本に限らず、平行に複数本、設けても良い。 【００３２】このような周縁凹部34は、モールド樹脂19
の放熱板主面と平行な水平方向のみならず、これと直交
する垂直方向の熱膨張収縮による熱ストレスをも分散す
るのに共に効果があり、これら両方向（結局はＸ，Ｙ，
Ｚの全方向）のモールド樹脂19の変形自由度を抑制す
る。もちろん、この図３に示す実施形態は、図１，２を
即して開示した構造と組み合わせることができる。 【００３３】以上、本発明の望ましい実施形態に即して
説明したが、本発明の趣旨に従う任意の改変は自由であ
る。また、放熱板11の材料とモールド樹脂19の材料は、
好ましくは銅とエポキシのように、線膨張率差の少ない
材料関係であるが、本発明がこれを直接に既定するもの
ではない。逆に、本発明により熱応力抵抗力が増した結
果、材料の選択範囲が増したとも言える。 【００３４】但し、本発明で言う凸部とか凹部は、放熱
板の表面加工をした程度の粗面や意図的な「傷」により
形成される凹凸の範囲を越え、明瞭に視認でき、明らか
にプレス成形や機械加工成形により作られたことが分か
る大きさの凹凸である。凸部の高さ、凹部の深さも、少
なくともmmオーダは必要である。放熱板主面の粗面加工
程度では効果が極めて乏しい。 【００３５】 【発明の効果】本発明によると、放熱効率が良く、小型
にし得る利点はあるが、点火コイルと同一筐体内に収め
られ、内燃機関の近くに配置されたときの厳しい熱環境
下ではクラックを起こしやすいハーフモールド型イグナ
イタの欠点を大幅に緩和ないし解消し、実用に耐える優
れたイグナイタを提供することができる。
イルと共に共通ハウジングに内蔵されるイグナイタに関
する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関点火用のイグナイタ、すなわち
点火コイル一次電流を所定のタイミングで遮断し、点火
コイル二次側に接続した点火プラグに放電火花を飛ばす
ための回路装置は、最近では点火コイルと共に共通ハウ
ジング内に内蔵されるタイプのものが増えてきた。これ
により、車両ボンネット内の狭い作業空間での点火コイ
ルとイグナイタ間の配線作業が不要になり、消費電力上
の配線ロスも減り、故障要因も低下すると言う好ましい
結果が得られている。 【０００３】さらに、この点火コイルハウジングはその
一部（先端）に点火プラグをも取り付けられるようにな
っており、その結果、イグナイタは機関に極めて近接し
た位置に置かれることになる。 【０００４】一方、イグナイタ自体には、点火コイルの
一次巻線に接続し、当該一次電流を選択的に遮断、導通
させるパワートランジスタ単体や、これに加えて当該パ
ワートランジスタのスイッチングを制御する制御回路と
してのハイブリッドIC（混成集積回路素子）等の回路素
子が含まれ、パワートランジスタないしこれらの回路素
子は、その放熱のため、適当な金属板部材である放熱板
に熱結合の関係で搭載される。こうした基本構造におい
て、これらの回路素子を保護し、必要な電気的絶縁性を
保つために、少なくともパワートランジスタを含む回路
素子は、放熱板共々、適当なる樹脂によりモールド封止
される。 【０００５】図４にはそうしたイグナイタの従来におけ
る代表的構成例が示されている。図示しない点火コイル
一次巻線に接続されるパワートランジスタ13や、そのス
イッチング動作を制御する制御回路12、例えばハイブリ
ッドIC12は、適当な金属、例えば放熱効率の点で望まし
い銅製の放熱板11（一般にベース板と呼ばれる）の表裏
両主面の一方の主面上に、当該放熱板11に対して熱結合
の関係（一般には単なる接触関係）で搭載されている。
ハイブリッドIC12は上記のスイッチング機能の外、パワ
ートランジスタ12に流れる電流を制限する電流制限機能
や、点火コイル一次電流が連続通電状態になったときに
パワートランジスタ13を過熱から保護するために強制的
にオフ状態にするセルフシャットオフ機能を持つ場合も
多い。また、回路素子12，13の搭載部は、放熱量（吸熱
量）を増すため、放熱板周縁部に比べて厚みの厚い厚板
部14となっていることが多い。 【０００６】放熱板11の表裏両主面の中、回路素子12，
13が搭載されている面とは反対側の主面の少なくとも一
部（普通は殆どの部分）は空間に露出し、素子搭載面や
周縁部は回路素子12，13共々、適当なる樹脂、例えばエ
ポキシ樹脂により封止されている。このモールド樹脂19
の部分は、図を簡明にするため、ハッチング等を施さ
ず、あたかも透明なものとして示している（他の図面で
も同様）。 【０００７】モールド樹脂19内には先端が露出した複数
本の外部回路接続端子16も封止により固定され、これら
にはモールド樹脂19内でワイヤ17を介し、回路素子12の
所定の回路部分が電気的に導通している。放熱板11を電
気的な共通電位回路として用いる場合には、放熱板11の
一部も端子形状に加工され、その一部が突出する外部回
路接続端子15（放熱板端子と記す）となって、一般に図
示しない点火コイルの一次巻線に接続されたりする。他
の端子16も、図示しないハウジング内に収められた時、
車両側に設けられている制御回路及びバッテリの対応回
路端子等に接続される。 【０００８】しかるに、このように放熱板11や回路素子
12，13の全てを覆うのではなく、放熱板11の表裏両主面
の一方の少なくとも一部を露呈させながら他の部分をモ
ールド樹脂19により覆ったタイプのイグナイタは、「ハ
ーフモールド型」のイグナイタと呼ばれている。 【０００９】これに対し、図５に示すように、回路素子
共々、放熱板11の表裏両主面の双方をモールド樹脂19に
より覆った「フルモールド型」のイグナイタも提案され
ている。なお、以降の全図面中をも含めて、同一の符号
は同一ないし同様の構成要素を表し、既にその構成要素
についてなされた説明は、特に断らない限り、全ての図
中においてそのまま援用できるものとし、重複する説明
は避ける。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】こうしたイグナイタに
おいて最も問題となるのが、実使用環境下における熱サ
イクルによる物理的損傷である。先に少し述べたよう
に、このようなイグナイタは内燃機関に極めて近い位置
に置かれる。そのため、特に厳しい熱環境下に置かれ、
使用温度条件も一般に−30℃から 130℃に達し、さら
に、その範囲内で大幅な熱変化を受ける。従って、放熱
板11の材質とモールド樹脂19の材質の違いによる熱膨張
率差、ひいてはそれに基づく熱応力は、モールド樹脂19
のクラックや放熱板11との間の隙間を招き易い。クラッ
クないし隙間が生ずると、回路素子の湿潤による動作不
良が生じたり、そうでなくてもクラックや隙間が大きく
なるに連れ、熱応力で素子ないしワイヤ17に加わる機械
的ストレスも大きくなって行き、接触不良や断線を招き
兼ねない。 【００１１】もちろん、従来からもこの点には種々設計
的配慮がなされている。例えば放熱板11には銅が選ばれ
ることが多いが、その線膨張率は16×10-6／℃であるの
で、モールド樹脂19としては、これに近い線膨張率のも
の、例えば13×10-6／℃から15×10-6／℃のエポキシ樹
脂を選ぶようにする等されている。 【００１２】しかし、放熱板11として選ばれた銅の線膨
張率は実用温度範囲で一定値であるが、モールド樹脂19
として選ばれたエポキシ樹脂のそれは一定にはならな
い。その結果、使用時の冷熱環境の繰り返しによる熱ス
トレスがやはり無視し得ないものになり、モールド樹脂
19のクラックや、放熱板11とモールド樹脂19の接触部分
での隙間の発生は避け得ない。 【００１３】一方で、製作工程における位置決め等のた
めに、放熱板11の両主面に直交する周縁部に、図４に示
すように、モールド樹脂19を突き抜ける周縁部突起18を
設けることもある。これがあると、意図はしていなくて
も、機械的なストレスに抵抗し、ズレを防ぐ力がある程
度は生ずる。しかし逆に、この突起18がモールド樹脂19
を突き抜けて外部に出て行く部分で却って隙間ができ易
くもなっている。放熱板11に放熱板端子15等、やはりモ
ールド樹脂19を突き抜ける突起と看做せるような部分が
設けられていると、この部分がモールド樹脂19の外に出
て行く部分で隙間が生じ易い。 【００１４】これに対し、図５に示すようなフルモール
ド型のイグナイタでは、完全に全ての回路素子12，13の
部分と放熱板11の殆ど全ての部分がモールド樹脂19によ
り取り囲まれているので、仮に放熱板11の表裏両主面上
のモールド樹脂の厚みがほぼ等しければ、比較的熱応力
に強く、ズレの発生の少ない構造になっていると言え
る。 【００１５】しかし、そのようにすると全体の厚みが厚
くなり過ぎ、点火コイルコイルと共に同一ハウジングに
内蔵した時、筐体サイズが大きくなり、車両実装上、望
ましくない。そのため、どうしても一方の側の樹脂厚み
は薄くされがちで、そうなると熱バランスは崩れ、やは
りクラックの発生や隙間の発生は抑えがたい。 【００１６】さらに、何より問題なのは、放熱板11を介
しての放熱性が著しく劣ってしまうことである。むしろ
これの方が致命的で、ハーフモールド型と同程度の放熱
量を期待しようとすると、放熱板の厚さをより厚くする
か、面積的に大面積化せねばならず、点火コイルまで含
めて小型な装置構造を提供しうようとする上で益々の障
害となってしまう。 【００１７】本発明はこのような従来の実情に鑑み、少
なくとも最も基本的な機能である放熱板による回路素子
の「放熱」と言う機能を損ない、装置の小型化の支障に
もなるフルモールド型は絶対に採用し得ないとする前提
条件の下、本質的に小型化に向き、放熱特性に優れると
言う利点を持つハーフモールド型の欠点、すなわち、放
熱板の空間露出部分が多く、モールド樹脂との接触界面
が多いためにクラックや隙間の発生を招きやすいと言う
欠点を解消ないし緩和し、熱サイクルに良く耐え、長期
にわたり高い信頼性をもって使用できるハーフモールド
型イグナイタの提供を図ったものである。 【００１８】 【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、内燃機関の点火コイルと共に共通ハウ
ジングに内蔵されるイグナイタであって、上記点火コイ
ルの一次回路に接続され、点火コイルの一次電流を選択
的に遮断、導通させるパワートランジスタを少なくとも
含む回路素子に接触してその放熱を図る金属製の放熱板
があり、かつ、この金属製放熱板の表裏両主面の中、上
記の回路素子を搭載している搭載面と対向する主面の少
なくとも一部は露呈させるが、当該搭載面及び周縁部は
回路素子共々、モールド樹脂により覆うことでハーフモ
ールド型とするイグナイタにおいて、熱ストレスの分
散、モールド樹脂の変形自由度の抑制を図り、下記構成
を有するイグナイタを提案する。 【００１９】すなわち、本発明イグナイタでは、上記し
た金属製放熱板の両主面の少なくとも一方にモールド樹
脂と接する凸部または凹部、あるいは凸部と凹部を複数
個設ける。これにより、モールド樹脂の放熱板主面と直
交する垂直方向の熱膨張収縮による熱ストレスを分散
し、当該方向のモールド樹脂の変形自由度を抑制するこ
とができる。 【００２０】 【発明の実施の形態】図１には本発明に従って構成され
たハーフモールド型イグナイタの望ましい一実施形態が
示されている。既に述べたように、図４，５に即して説
明した所と同じ説明の適用できる部分ないし構成要素に
ついては再度の説明を省略し、専ら相違部分について述
べる。 【００２１】図４に即して説明した従来例と最も異なる
のは、まず、放熱板11の両主面に直交する周縁部に沿っ
て周縁部凸部21が設けられていることである。図示の場
合は放熱板11が矩形をしているので、その長辺である対
向二辺に沿って適当な間隔で飛び飛びに各辺あたり四つ
程、設けられている。この周縁部凸部21は、樹脂モール
ドされた後、当該モールド樹脂19から突出しない長さに
選ばれる。 【００２２】また、放熱板11の矩形短辺の対向する二辺
に沿っては複数個の周縁部凹部22がやはり適当な間隔で
設けられている。もっとも、隣接する周縁部凸部21，21
の間の部分が周縁部凹部22であると捕らえても良いし、
逆に隣接する周縁部凹部22，22の間の部分が周縁部凸部
21になっていると捕らえても構わない。 【００２３】長辺に沿って設けられている周縁部凸部21
ないし隣接凸部間の凹部は、モールド樹脂19と鍵状に噛
み合う関係となって、冷熱サイクルによって発生する熱
応力に抵抗する力を発揮し、主として放熱板11の主面と
平行な水平一軸方向（便宜的にこちらをＸ軸方向とす
る）に沿うモールド樹脂19の熱膨張収縮による熱ストレ
スを分散し、当該Ｘ軸方向のモールド樹脂19の変形自由
度を抑制して「ズレ」の発生を抑える。 【００２４】短辺に沿って設けられている周縁部凹部22
ないし隣接凹部22，22間の周縁部凹部21は、これもモー
ルド樹脂19と鍵状に噛み合う関係となって、冷熱サイク
ルによって発生する熱応力に抵抗する力を発揮し、放熱
板11の主面と平行な水平軸方向であって上記のＸ軸方向
に直交するＹ軸方向に沿うモールド樹脂19の熱膨張収縮
による熱ストレスを主として分散し、当該Ｙ軸方向のモ
ールド樹脂19の変形自由度を抑制して「ズレ」の発生を
抑える。 【００２５】従って、図示のように放熱板11の長辺に沿
っても短辺に沿っても周縁部凸部21や凹部22が設けられ
ていれば、ベクトル関係により、結局、水平面内方向の
どの方向に対しても印加され得る熱応力に対し、抵抗力
を発揮することができる。 【００２６】ここで一般的に、周縁部凸部21がモールド
樹脂19から突出しないことは重要である。外部に露呈す
る部分でモールド樹脂19との接触界面を作らないので、
そこからクラックが拡大したり、湿潤したりする恐れが
そもそもないからである。換言すれば、端子15，16や位
置決め突起18等はモールド樹脂19を突き抜けねばならな
くても、その界面に生じ得る隙間の発生を未然に抑止す
る力を、樹脂19を突き抜けない凸部21が生成する。な
お、周縁部凸部21ないし周縁部凹部22の数や配置は任意
であって、数が少なくても、あるいは周縁部の一部のみ
にであっても、それらがない従来例に比せば十分大きな
効果を挙げる事ができる。 【００２７】この実施形態ではさらに、本発明の趣旨に
従い、放熱板11の周縁部にのみではなく、主面部にも凸
部または凹部あるいは凸部と凹部が設けられている。回
路素子12，13が搭載されている搭載面には適当な間隔で
適当な個所に面部凹部32が設けられ、また、これと対抗
する面部にも、面部凹部33が設けられている。これら凹
部32，33の配置、形状、個数は任意であるが、図示の場
合、回路素子12，13の搭載されている面側の面部凹部32
は、パワートランジスタ13の周囲を囲むように適当な間
隔で五つ程設けられた、平面形状は円形のもので、対向
面側の面部凹部33は、放熱板11の周辺に沿ってぐるりと
回る溝33になっている。逆に、これら溝33の周囲の部分
は面部凸部となっていると見ることもできる。 【００２８】いずれにしても、このように放熱板11の主
面に凹部32，33ないし凸部を設けると、主として当該放
熱板主面と直交する方向、すなわち先掲のＸ，Ｙ軸方向
に直交するＺ軸方向に沿うモールド樹脂の熱膨張収縮に
よる熱ストレスを分散し、当該方向のモールド樹脂の変
形自由度を抑制することができて、クラックの発生を抑
止することができる。但し、場合によっては先掲の周縁
部凸部21や凹部22を設けず、面部凹部32，33ないし面部
凸部を設けるのみでも、従来例に比せば遥かに高い熱応
力抵抗力を得ることができることもある。 【００２９】図２は、本発明の他の実施形態を示してい
る。図１に示す実施形態に認められない特徴は、放熱板
11にあって回路素子12，13を搭載する部分に回路素子収
容凹部が設けられ、この凹部内に回路素子12，13が収め
られている点である。すなわち、図２(D1)に示すよう
に、パワートランジスタ13はその厚みの殆どの部分を収
める収容凹部内に収められて、放熱板11の主面から突出
する部分は殆どない。同様に制御回路を構成するハイブ
リッドIC12等の回路素子も、図２(D2)に示すように、そ
の厚みの殆どを収める収容凹部内に収められ、やはり放
熱板11の主面から突出する部分は殆どない。 【００３０】このような構造になっていると、回路素子
12，13に直接に熱的、機械的ストレスが加わるのをそも
そも防げる。また、放熱板主面とモールド樹脂との接触
部分をより平らにし得ることを意味し、熱応力が結果と
して広い面積部分に万遍なく分散されることに役立つ。
その結果、クラックの発生抑止に効果があり、何よりも
回路素子の物理的保護機能が高まる。従って、このこと
のみでも一つの発明として成立する。もちろん、これま
で述べてきた周縁部凸部21や凹部22、面部凹部32，33
（溝33）を設ける構成と任意に組み合わせることで、よ
り熱応力耐性は高まる。 【００３１】図３は、さらに他の本発明実施形態を示し
ている。同様にこれまで説明していない特徴部分につい
てのみ説明すると、一般に放熱板11の回路素子12，13を
搭載する部分は放熱板11の周縁部に比べて厚みの厚い厚
板部14となっていることを有効に利用している。これは
放熱量を高め、またある場合には機械的強度を増すため
でもあるが、このように素子搭載部14に厚みがあるのな
らば、この厚板部14の周縁側面に主面と平行な方向に凹
む周縁凹部34を設けることができる。その数や配置は任
意であるが、望ましくは図示するように、周縁凹部34は
当該厚板部14の周縁側面に沿って伸びる溝とするのが良
い。数は一本に限らず、平行に複数本、設けても良い。 【００３２】このような周縁凹部34は、モールド樹脂19
の放熱板主面と平行な水平方向のみならず、これと直交
する垂直方向の熱膨張収縮による熱ストレスをも分散す
るのに共に効果があり、これら両方向（結局はＸ，Ｙ，
Ｚの全方向）のモールド樹脂19の変形自由度を抑制す
る。もちろん、この図３に示す実施形態は、図１，２を
即して開示した構造と組み合わせることができる。 【００３３】以上、本発明の望ましい実施形態に即して
説明したが、本発明の趣旨に従う任意の改変は自由であ
る。また、放熱板11の材料とモールド樹脂19の材料は、
好ましくは銅とエポキシのように、線膨張率差の少ない
材料関係であるが、本発明がこれを直接に既定するもの
ではない。逆に、本発明により熱応力抵抗力が増した結
果、材料の選択範囲が増したとも言える。 【００３４】但し、本発明で言う凸部とか凹部は、放熱
板の表面加工をした程度の粗面や意図的な「傷」により
形成される凹凸の範囲を越え、明瞭に視認でき、明らか
にプレス成形や機械加工成形により作られたことが分か
る大きさの凹凸である。凸部の高さ、凹部の深さも、少
なくともmmオーダは必要である。放熱板主面の粗面加工
程度では効果が極めて乏しい。 【００３５】 【発明の効果】本発明によると、放熱効率が良く、小型
にし得る利点はあるが、点火コイルと同一筐体内に収め
られ、内燃機関の近くに配置されたときの厳しい熱環境
下ではクラックを起こしやすいハーフモールド型イグナ
イタの欠点を大幅に緩和ないし解消し、実用に耐える優
れたイグナイタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明イグナイタの望ましい一実施形態におけ
る概略構成図である。 【図２】本発明イグナイタの他の実施形態における概略
構成図である。 【図３】本発明イグナイタのさらに他の一実施形態にお
ける概略構成図である。 【図４】従来の代表的なハーフモールド型イグナイタの
概略構成図である。 【図５】従来の代表的なフルモールド型イグナイタの概
略構成図である。 【符号の説明】 11 放熱板 12 制御回路（ハイブリッドIC） 13 パワートランジスタ 14 素子搭載部（厚板部） 15 放熱板端子 16 外部回路接続端子 17 接続ワイヤ 18 周縁部突起 19 モールド樹脂 21 周縁部凸部 22 周縁部凹部 32 面部凹部 33 面部凹部（溝） 34 周縁凹部（溝）
る概略構成図である。 【図２】本発明イグナイタの他の実施形態における概略
構成図である。 【図３】本発明イグナイタのさらに他の一実施形態にお
ける概略構成図である。 【図４】従来の代表的なハーフモールド型イグナイタの
概略構成図である。 【図５】従来の代表的なフルモールド型イグナイタの概
略構成図である。 【符号の説明】 11 放熱板 12 制御回路（ハイブリッドIC） 13 パワートランジスタ 14 素子搭載部（厚板部） 15 放熱板端子 16 外部回路接続端子 17 接続ワイヤ 18 周縁部突起 19 モールド樹脂 21 周縁部凸部 22 周縁部凹部 32 面部凹部 33 面部凹部（溝） 34 周縁凹部（溝）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−339927（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−172145（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−335450（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−87035（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02P 15/00
H01F 38/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃機関の点火コイルと共に共通ハウジ
ングに内蔵されるイグナイタであって、上記点火コイル
の一次回路に接続され、該点火コイルの一次電流を選択
的に遮断、導通させるパワートランジスタを少なくとも
含む回路素子に接触してその放熱を図る金属製の放熱板
があり、かつ、該金属製放熱板の表裏両主面の中、上記
回路素子を搭載している搭載面と対向する主面の少なく
とも一部は露呈させるが、該搭載面及び周縁部は該回路
素子共々、モールド樹脂により覆うことでハーフモール
ド型とするイグナイタにおいて； 上記放熱板の上記両主面の少なくとも一方に上記モール
ド樹脂と接する凸部または凹部、あるいは凸部と凹部を
複数個設けたこと； を特徴とするイグナイタ。
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|---|---|---|---|
| JP2000238022A JP3512375B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 内燃機関点火用のイグナイタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238022A JP3512375B2 (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 内燃機関点火用のイグナイタ |
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|---|---|
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| JP3512375B2 true JP3512375B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18729791
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP2006287088A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Hanshin Electric Co Ltd | 内燃機関用点火コイル |
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| JP6086257B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2017-03-01 | トヨタ自動車株式会社 | リアクトルユニット |
-
2000
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| JP2002048044A (ja) | 2002-02-15 |
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