JP4427907B2

JP4427907B2 - Ignition device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4427907B2
Application number: JP2001023866A
Authority: JP
Inventors: 克彦小銭; 隆明臼田; 勝弘酒井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002227756A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用点火装置に関し、特に点火コイルの一次電流を断続する点火回路をポッティング樹脂でモールドした内燃機関用点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に内燃機関用点火装置の点火回路は、点火コイルの一次電流を断続するための回路であり、近年、この点火回路の回路基板および回路素子の固定、放熱および防水のため、回路基板および回路素子をケースに収容し、ポッティング樹脂を注入してモールドしたモールド点火回路が用いられるようになってきている。また最近では、搭載スペースの観点から小型化の要求を満たすために点火コイルとモールド点火回路とを一体化したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、内燃機関用点火装置は、高低温が繰り返し加わるような環境で使用されるため、回路基板および回路素子とポッティング樹脂との線膨脹係数の差により回路基板および回路素子には熱応力が生じる。その結果、温度変化によりポッティング樹脂からモールド点火回路の回路素子に対して大きな応力が働き、その応力により回路素子のはんだ接合部やワイヤボンディング部等の接合部が剥がれたり、クラック（crack）が入ることがあり、点火回路の故障の原因となる恐れがある。
【０００４】
上記の問題を解決するために、ポッティング樹脂にウレタン樹脂等の軟質樹脂を使用することが提案されている。この従来技術は、例えば図５に示すように、ポッティング樹脂４０として軟質樹脂を採用することで、ポッティング樹脂４０からモールド点火回路２０の回路素子２１に働く応力を小さくして回路素子２１の接合部の剥離やクラックを防止するものである。
【０００５】
しかしながら上記構成では、外部接続用のコネクタ３０のターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部を外部からの振動より保護することは困難である。この場合、コネクタのターミナル数が多いものであれば、コネクタ自身の強度が大きいためそれほど問題とはならないが、しかし、図５に示すように、例えば２ピンとターミナル数の少ないコネクタ３０においては、コネクタ自身の強度が弱いため耐振動性の上で問題となる。
【０００６】
そこで、例えば図６に示すように、ケース１０に収容したコネクタ３０の一部と回路基板２２とをねじ９０により固定したものが考えられる。しかしながら、この構成では、▲１▼コネクタ３０にねじ締め付け部を設ける必要があり、このため装置の体格が大型になる、▲２▼回路基板２２側にねじ締め付け部のための面積を確保する必要があり、小型化が困難である、▲３▼ねじ締め工程が必要であり、製造工数が増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためなされたものであり、応力を低減して回路素子の接合部の剥離やクラックを防止する内燃機関用点火装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、コネクタの耐振動性を向上する内燃機関用点火装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、小型化が可能な内燃機関用点火装置を提供することにある。
本発明のさらにまた他の目的は、製造工数を低減し、製造コストを低減可能な内燃機関用点火装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の内燃機関用点火装置によると、第１のポッティング樹脂が点火回路及びターミナルを収容するケース内に収容される回路素子全てをモールドし、回路素子に作用する応力を低減する。第１のポッティング樹脂よりも硬度が大きい第２のポッティング樹脂がターミナル及びこのターミナルと回路基板とが接合される接合部をモールドし、ターミナル及び接合部をコネクタに対して固定する。点火回路の回路素子が実装されている部分に軟質樹脂からなる第１のポッティング樹脂を充填することで、回路素子に作用する応力を低減して回路素子の接合部の剥離やクラックを防止し、コネクタのターミナルと回路基板とのはんだ接合部分に硬質樹脂からなる第２のポッティング樹脂を充填することで、ターミナルと回路基板とのはんだ接合部が外部からの振動より保護される。したがって、簡単な構成で部品点数を増加することなく、点火回路の耐久性および信頼性を向上することができる。さらに、はんだ接合部の接合不良を低減し、コネクタの耐振動性を向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による内燃機関用点火装置の主要部分を図１に示す。図５に示す従来例と同一構成部分に同一符号を付す。
【００１４】
第１実施例の内燃機関用点火装置は、図示しない点火コイルの一次電流を断続するための点火回路２０が絶縁性樹脂により形成されたケース１０に収容されている。点火回路２０は、パワートランジスタ、ならびに図示しないエンジン制御コンピュータから送られてくる点火信号に基づいて上記のパワートランジスタのオン／オフを制御するイグナイタを構成するＩＣ等の複数の回路素子２１を内蔵している。上記複数の回路素子２１は、プリント基板等の回路基板２２に搭載され、アッセンブリ化されている。
【００１５】
ケース１０の開口端部１１側には、エンジン制御コンピュータや図示しない電源と接続するためのコネクタ３０が組み付けられている。コネクタ３０には、真鍮等の銅系金属により形成したターミナル３１、３２がインサート成形され、各ターミナル３１、３２が点火回路２０の回路基板２２にはんだ接合により接続されている。
【００１６】
ケース１０の内部にはポッティング樹脂６０および５０が充填され、ポッティング樹脂６０および５０の内部に点火回路２０が埋設されている。第１のポッティング樹脂としてのポッティング樹脂６０はウレタン樹脂等の軟質樹脂からなり、ケース１０の反開口端部側、すなわち点火回路２０の回路素子２１が実装されている部分を覆っている。第２のポッティング樹脂としてのポッティング樹脂５０はエポキシ樹脂等の硬質樹脂からなり、ケース１０の開口端部１１側、すなわち点火回路２０の回路素子２１が実装されていない部分であり、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部を覆っている。
【００１７】
以上のように構成した第１実施例においては、点火回路２０の回路素子２１が実装されている部分に軟質樹脂からなるポッティング樹脂６０が充填されているので、ポッティング樹脂６０が回路素子２１の応力緩和手段として作用し、点火回路２０の回路素子２１に働く応力を低減して回路素子２１の接合部の剥離やクラックを防止する。しかも、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部分に硬質樹脂からなるポッティング樹脂５０が充填されているので、ポッティング樹脂５０がコネクタ３０の固定手段として作用し、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部が外部からの振動より保護される。したがって、簡単な構成で部品点数を増加することなく、点火回路２０の耐久性および信頼性を向上することができる。さらに、はんだ接合部の接合不良を低減し、コネクタ３０の耐振動性を向上することができる。
【００１８】
（第２実施例）
第２実施例を図２に示す。図１に示す第１実施例と同一構成部分に同一符号を付す。
【００１９】
第２実施例においては、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部よりも下部分に軟質樹脂からなるポッティング樹脂６０が充填されている。このような構成の第２実施例においても、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部分に硬質樹脂からなるポッティング樹脂５０が充填されているので、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部が外部からの振動より保護され、上記はんだ接合部の接合不良を低減し、コネクタ３０の耐振動性を向上することができる。
【００２０】
（第１参考例）
第１参考例を図３に示す。図１に示す第１実施例と同一構成部分に同一符号を付す。
【００２１】
第１参考例においては、点火回路２０およびコネクタ３０の一部がケース１０に収容されている。ケース１０の内部にはポッティング樹脂８０および７０が充填され、ポッティング樹脂８０および７０の内部に点火回路２０が埋設されている。ポッティング樹脂８０はウレタン樹脂等の軟質樹脂からなり、点火回路２０の回路素子２１が実装されている部分、ならびにターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部を覆っている。連結部材としてのポッティング樹脂７０はエポキシ樹脂等の硬質樹脂からなり、ケース１０の開口端部１１側、すなわち点火回路２０の回路基板２２、ケース１０およびコネクタ３０を結合している。
【００２２】
以上のように構成した第１参考例においては、点火回路２０の回路素子２１が実装されている部分に軟質樹脂からなるポッティング樹脂８０が充填されているので、ポッティング樹脂８０が回路素子２１の応力緩和手段として作用し、点火回路２０の回路素子２１に作用する応力を低減して回路素子２１の接合部の剥離やクラックを防止する。しかも、回路基板２２、ケース１０およびコネクタ３０をポッティング樹脂７０が結合しているので、ポッティング樹脂７０が応力逃がし手段として作用し、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部に加わる応力をポッティング樹脂７０からケース１０に逃がし、ターミナル３１、３２が折れることや回路基板２２とのはんだ接合部が接合不良となることから保護される。したがって、簡単な構成で部品点数を増加することなく、点火回路２０の耐久性および信頼性を向上することができる。さらに、はんだ接合部の接合不良を低減し、相手コネクタによる捩れやコネクタ３０の耐振動性を向上することができる。さらにまた、コネクタ３０や回路基板２２にねじ締め付け部を設ける必要がないので、装置を小型にすることができる。さらにまた、ねじ締め工程の必要がなくなるので、製造工数および製造コストが低減される。
【００２３】
（第２参考例）
第２参考例を図４に示す。図３に示す第１参考例と同一構成部分に同一符号を付す。
【００２４】
第２参考例においては、応力逃がし手段としての固定部材１７０は絶縁性樹脂からなり、ケース１０の開口端部１１側に配設され、点火回路２０の回路基板２２、ケース１０およびコネクタ３０を結合するようにポッティング樹脂８０で接着されている。固定部材１７０の下部分にはポッティング樹脂８０が充填されている。
【００２５】
このような構成の第２参考例においても、回路基板２２、ケース１０およびコネクタ３０を固定部材１７０が結合しているので、ターミナル３１、３２と回路基板２２とのはんだ接合部に加わる応力を固定部材１７０からケース１０に逃がし、ターミナル３１、３２が折れることや回路基板２２とのはんだ接合部が接合不良となることから保護される。したがって、はんだ接合部の接合不良を低減し、相手コネクタによる捩れやコネクタ３０の耐振動性を向上することができる。さらに、コネクタ３０や回路基板２２にねじ締め付け部を設ける必要がないので、装置を小型にすることができる。さらにまた、ねじ締め工程の必要がなくなるので、製造工数および製造コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例による内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【図３】本発明の第１参考例による内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【図４】本発明の第２参考例による内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【図５】従来の内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【図６】従来の他の内燃機関用点火装置の主要部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ケース
２０点火回路
２１回路素子
２２回路基板
３０コネクタ
３１、３２ターミナル
５０ポッティング樹脂（第２のポッティング樹脂、固定手段）
６０ポッティング樹脂（第１のポッティング樹脂、応力緩和手段）
７０ポッティング樹脂（連結部材、応力逃がし手段）
８０ポッティング樹脂（応力緩和手段）
１７０固定部材（応力逃がし手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to an ignition device for an internal combustion engine in which an ignition circuit that interrupts a primary current of an ignition coil is molded with potting resin.
[0002]
[Prior art]
In general, an ignition circuit of an ignition device for an internal combustion engine is a circuit for intermittently connecting a primary current of an ignition coil. In recent years, a circuit board and a circuit element are used for fixing, heat dissipation, and waterproofing of the circuit board and circuit element of the ignition circuit. A mold ignition circuit is used which is housed in a case and molded by injecting potting resin. Recently, in order to satisfy the demand for miniaturization from the viewpoint of mounting space, there is an integrated ignition coil and mold ignition circuit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the ignition device for an internal combustion engine is used in an environment where high and low temperatures are repeatedly applied, thermal stress is generated in the circuit board and the circuit element due to a difference in coefficient of linear expansion between the circuit board and the circuit element and the potting resin. . As a result, a large stress acts on the circuit element of the mold ignition circuit from the potting resin due to the temperature change, and the stress causes the joints such as solder joints and wire bonding parts of the circuit elements to peel off or cracks occur. May cause failure of the ignition circuit.
[0004]
In order to solve the above problems, it has been proposed to use a soft resin such as a urethane resin for the potting resin. For example, as shown in FIG. 5, this prior art employs a soft resin as the potting resin 40, thereby reducing the stress acting on the circuit element 21 of the mold ignition circuit 20 from the potting resin 40. This prevents peeling and cracks.
[0005]
However, in the above configuration, it is difficult to protect the solder joints between the terminals 31 and 32 of the connector 30 for external connection and the circuit board 22 from external vibration. In this case, if the connector has a large number of terminals, the strength of the connector itself is large, so that this is not a problem. However, as shown in FIG. Since its own strength is weak, it becomes a problem in terms of vibration resistance.
[0006]
Therefore, for example, as shown in FIG. 6, it is conceivable that a part of the connector 30 accommodated in the case 10 and the circuit board 22 are fixed by screws 90. However, in this configuration, (1) it is necessary to provide a screw tightening portion on the connector 30, which increases the size of the device, and (2) it is necessary to secure an area for the screw tightening portion on the circuit board 22 side. There is a problem that it is difficult to reduce the size, and (3) a screw tightening process is required, which increases the number of manufacturing steps.
[0007]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that reduces stress and prevents peeling and cracking of a joint portion of a circuit element.
[0008]
Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine ignition device that improves the vibration resistance of a connector.
Still another object of the present invention is to provide an internal combustion engine ignition device that can be miniaturized.
Still another object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can reduce the number of manufacturing steps and the manufacturing cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the internal combustion engine ignition device of the first aspect of the present invention, the first potting resin molds all the circuit elements accommodated in the case accommodating the ignition circuit and the terminal, thereby reducing the stress acting on the circuit elements. To do. A second potting resin having a hardness higher than that of the first potting resin molds the terminal and a joint where the terminal and the circuit board are joined , and fixes the terminal and the joint to the connector. By filling the portion where the circuit element of the ignition circuit is mounted with the first potting resin made of a soft resin, the stress acting on the circuit element is reduced to prevent peeling and cracking of the junction of the circuit element, By filling the solder joint portion between the terminal of the connector and the circuit board with the second potting resin made of hard resin, the solder joint portion between the terminal and the circuit board is protected from vibration from the outside. Therefore, the durability and reliability of the ignition circuit can be improved without increasing the number of parts with a simple configuration. Further, it is possible to reduce the bonding failure of the solder joint portion and improve the vibration resistance of the connector.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a main part of an internal combustion engine ignition device according to a first embodiment of the present invention. The same components as those in the conventional example shown in FIG.
[0014]
In the internal combustion engine ignition device of the first embodiment, an ignition circuit 20 for interrupting a primary current (not shown) of an ignition coil is accommodated in a case 10 formed of an insulating resin. The ignition circuit 20 includes a power transistor and a plurality of circuit elements 21 such as an IC constituting an igniter for controlling on / off of the power transistor based on an ignition signal sent from an engine control computer (not shown). ing. The plurality of circuit elements 21 are mounted and assembled on a circuit board 22 such as a printed circuit board.
[0015]
A connector 30 for connecting to an engine control computer or a power source (not shown) is assembled on the open end 11 side of the case 10. The connector 30 is insert-molded with terminals 31 and 32 formed of copper-based metal such as brass, and the terminals 31 and 32 are connected to the circuit board 22 of the ignition circuit 20 by soldering.
[0016]
The case 10 is filled with potting resins 60 and 50, and the ignition circuit 20 is embedded in the potting resins 60 and 50. The potting resin 60 as the first potting resin is made of a soft resin such as urethane resin and covers the side opposite to the opening of the case 10, that is, the portion where the circuit element 21 of the ignition circuit 20 is mounted. The potting resin 50 as the second potting resin is made of a hard resin such as an epoxy resin, and is a portion where the circuit element 21 of the ignition circuit 20 is not mounted on the opening end 11 side of the case 10. And a solder joint between the circuit board 22 and the circuit board 22.
[0017]
In the first embodiment configured as described above, the potting resin 60 made of a soft resin is filled in the portion of the ignition circuit 20 where the circuit element 21 is mounted. Acts as a relaxing means, reduces stress acting on the circuit element 21 of the ignition circuit 20, and prevents peeling and cracking of the joint portion of the circuit element 21. Moreover, since the potting resin 50 made of hard resin is filled in the solder joints between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22, the potting resin 50 acts as a fixing means for the connector 30, and the terminals 31 and 32 and the circuit board are connected. The solder joint part with 22 is protected from the vibration from the outside. Therefore, the durability and reliability of the ignition circuit 20 can be improved without increasing the number of parts with a simple configuration. Further, it is possible to reduce the bonding failure of the solder joint portion and improve the vibration resistance of the connector 30.
[0018]
(Second embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. The same components as those in the first embodiment shown in FIG.
[0019]
In the second embodiment, a potting resin 60 made of a soft resin is filled below the solder joint between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22. Also in the second embodiment having such a configuration, the potting resin 50 made of a hard resin is filled in the solder joint portion between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22. The solder joint portion is protected from vibration from the outside, the joint failure of the solder joint portion can be reduced, and the vibration resistance of the connector 30 can be improved.
[0020]
(The first reference example)
A first reference example is shown in FIG. The same components as those in the first embodiment shown in FIG.
[0021]
In the first reference example , the ignition circuit 20 and a part of the connector 30 are accommodated in the case 10. Potting resins 80 and 70 are filled in the case 10, and the ignition circuit 20 is embedded in the potting resins 80 and 70. The potting resin 80 is made of a soft resin such as urethane resin and covers a portion where the circuit element 21 of the ignition circuit 20 is mounted and a solder joint between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22. The potting resin 70 as a connecting member is made of a hard resin such as an epoxy resin, and connects the opening end 11 side of the case 10, that is, the circuit board 22 of the ignition circuit 20, the case 10, and the connector 30.
[0022]
In the first reference example configured as described above, the potting resin 80 made of a soft resin is filled in the portion where the circuit element 21 of the ignition circuit 20 is mounted. Acting as a relaxation means, the stress acting on the circuit element 21 of the ignition circuit 20 is reduced, and peeling and cracking of the joint portion of the circuit element 21 are prevented. Moreover, since the potting resin 70 is coupled to the circuit board 22, the case 10 and the connector 30, the potting resin 70 acts as a stress relief means, and stress applied to the solder joints between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22. The case is released from the potting resin 70 to the case 10, and the terminals 31 and 32 are broken and the solder joints with the circuit board 22 are protected from poor bonding. Therefore, the durability and reliability of the ignition circuit 20 can be improved without increasing the number of parts with a simple configuration. Further, it is possible to reduce the bonding failure of the solder joint portion and improve the twisting due to the mating connector and the vibration resistance of the connector 30. Furthermore, since it is not necessary to provide a screw tightening part in the connector 30 or the circuit board 22, the apparatus can be reduced in size. Furthermore, since there is no need for a screw tightening process, manufacturing man-hours and manufacturing costs are reduced.
[0023]
( Second reference example )
A second reference example is shown in FIG. The same components as those in the first reference example shown in FIG.
[0024]
In the second reference example , the fixing member 170 as a stress relief means is made of an insulating resin and is disposed on the opening end 11 side of the case 10 to couple the circuit board 22 of the ignition circuit 20, the case 10 and the connector 30. In this way, it is bonded with a potting resin 80. A potting resin 80 is filled in the lower portion of the fixing member 170.
[0025]
Also in the second reference example having such a configuration, since the fixing member 170 couples the circuit board 22, the case 10, and the connector 30, the stress applied to the solder joint between the terminals 31 and 32 and the circuit board 22 is fixed. It is protected from the escape from the member 170 to the case 10, the terminals 31 and 32 being broken, and the solder joints with the circuit board 22 being poorly joined. Therefore, it is possible to reduce the bonding failure of the solder joint portion and improve the twisting due to the mating connector and the vibration resistance of the connector 30. Furthermore, since it is not necessary to provide a screw fastening part in the connector 30 or the circuit board 22, the apparatus can be reduced in size. Furthermore, since there is no need for a screw tightening process, manufacturing man-hours and manufacturing costs are reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an internal combustion engine ignition device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an internal combustion engine ignition device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of an internal combustion engine ignition device according to a first reference example of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of an internal combustion engine ignition device according to a second reference example of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional internal combustion engine ignition device.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of another conventional ignition device for an internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
10 Case 20 Ignition circuit 21 Circuit element 22 Circuit board 30 Connector 31, 32 Terminal 50 Potting resin ( second potting resin, fixing means)
60 potting resin ( first potting resin, stress relaxation means)
70 Potting resin (connecting member, stress relief means)
80 Potting resin (stress relaxation means)
170 Fixing member (stress relief means)

Claims

An ignition coil;
An ignition circuit having a circuit element mounted on the circuit board and contact circuit board, to interrupt the primary current of the ignition coil,
Wherein the circuit board and electrically connected to the terminal of the connector to supply power to the ignition circuit,
A case for accommodating the ignition circuit and the terminal;
A first potting resin that molds all the circuit elements housed in the case and reduces stress acting on the circuit elements ;
A second potting resin having a hardness higher than that of the first potting resin, wherein the terminal and a joint portion where the terminal and the circuit board are joined are molded, and the terminal and the joint portion are used as the connector. A second potting resin to be fixed to
An ignition device for an internal combustion engine comprising: