JPH0579444A - Non-contact ignition device - Google Patents
Non-contact ignition deviceInfo
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- JPH0579444A JPH0579444A JP23593791A JP23593791A JPH0579444A JP H0579444 A JPH0579444 A JP H0579444A JP 23593791 A JP23593791 A JP 23593791A JP 23593791 A JP23593791 A JP 23593791A JP H0579444 A JPH0579444 A JP H0579444A
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- switching element
- power switching
- ignition coil
- heat
- ignition
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は点火装置を高温になるイグニションコ
イル内部に内蔵した時の点火装置からの発熱を効率良く
放熱し、パワースイッチング素子の誤動作を防止する。
【構成】点火装置内蔵の点火コイルに、パワースイッチ
ング素子からの放熱を目的とする場所に放熱フィンを設
けている。イグニションコイル表面の放熱フィン面積
を、消費電力1Wに付空気中からの温度差を20℃以内
におさえる様な面積を確保する。
【効果】放熱フィンから必要最小放熱量を放熱できるの
で、パワースイッチング素子が誤動作せず、つねに安定
した動作を得ることができる。
(57) [Summary] [Object] The present invention efficiently dissipates heat generated from an ignition device when the ignition device is built into an ignition coil that becomes hot, and prevents malfunction of a power switching element. [Structure] A radiation fin is provided at a location intended to radiate heat from a power switching element in an ignition coil with a built-in ignition device. The area of the radiation fin on the surface of the ignition coil should be such that the power consumption is 1 W and the temperature difference from the air is 20 ° C. or less. [Effect] Since the minimum required amount of heat can be dissipated from the heat dissipating fins, the power switching element does not malfunction, and stable operation can always be obtained.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用点火装置に
係り、特にイグニションコイル一体モールディングされ
るパワースイッチング素子の放熱構造および必要最小放
熱量の具体的数値に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to a heat dissipation structure of a power switching element integrally molded with an ignition coil and specific numerical values of a minimum required heat dissipation amount.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の装置は、イグニションコイルの中
にモールディングされるパワースイッチング素子の放熱
構造が配慮不足であり、パワースイッチング素子の実用
最高温度をクリアーしていない構造となっていた。又、
必要最小放熱量の定義もしていなかった。2. Description of the Related Art In a conventional device, the heat dissipation structure of a power switching element molded in an ignition coil is insufficiently considered, and the structure does not satisfy the practical maximum temperature of the power switching element. or,
It also did not define the required minimum heat dissipation.
【0003】イグニションコイルの空いたスペースにパ
ワースイッチングモジュールを一体モールディングして
いた。パワースイッチング素子の最高温度(MAXジャ
ンクション温度)は150℃であり、周囲温度100℃
の時には、放熱温度は50℃以上の能力が必要である。A power switching module has been integrally molded in the empty space of the ignition coil. The maximum temperature of the power switching element (MAX junction temperature) is 150 ℃, and the ambient temperature is 100 ℃.
In the case of, the heat radiation temperature needs to be 50 ° C. or higher.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、イ
グニションコイルに一体モールディングされるパワース
イッチング素子の放熱構造に配慮がされておらず、パワ
ースイッチング素子のMAXジャンクション温度150
℃を超える事が予想される。又その放熱構造からみて、
空気中へ熱伝達のみに頼る放熱であるので、発生発熱量
を十分に放熱する放熱面積(フィン)をイグニションコ
イルのモールド部に設け、パワースイッチング素子のM
AXジャンクション温度を超えないようにし、これによ
り長寿命化し、高信頼性を得ることにある。The above prior art does not consider the heat dissipation structure of the power switching element integrally molded with the ignition coil, and the MAX junction temperature of the power switching element is 150.
It is expected to exceed ℃. Seeing from its heat dissipation structure,
Since the heat radiation depends only on heat transfer into the air, a heat radiation area (fin) that sufficiently radiates the generated heat is provided in the mold part of the ignition coil, and the power switching element M
This is to prevent the temperature from exceeding the AX junction temperature, thereby prolonging the service life and obtaining high reliability.
【0005】上記従来技術は、パワースイッチング素
子のジャンクション温度と周囲温度差が具体的数値の定
義がされておらず、設計指針を与えていないという欠点
が有った。今回ジャンクション温度をMAX150℃保
証にするためには、イグニションコイルのモールド表面
から空気までの温度差が、イグニションコイル消費電力
1Wあたり、温度上昇20℃以内に抑えれば、それを満
足することで、具体的な設計指針を与えられる。The above-mentioned prior art has the drawback that the junction temperature of the power switching element and the ambient temperature difference are not defined as concrete numerical values and do not give design guidelines. In order to guarantee the junction temperature of MAX 150 ° C this time, if the temperature difference from the mold surface of the ignition coil to the air is kept within 20 ° C per 1W of ignition coil power consumption, it will be satisfied. Given specific design guidelines.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、イグニションコイルのパワースイッチング素子をモ
ールディングしている部分の外壁(プラスチック系部
材)をフィン状とする。この時、パワースイッチング素
子とHIC基板を搭載する鉄のベースをプラスチック系
部材のフィン側にしてモールディングする。パワースイ
ッチング素子は、鉄板のベースまでに、応力緩和板、絶
縁板等を積層にしてはんだ付され、熱の流れは、積層部
材、鉄ベースを流れ、モールディングエポキシ樹脂へと
伝わり、プラスチック系部材の放熱フィンへと伝わり、
空気中へと放熱される。In order to achieve the above object, the outer wall (plastic member) of the portion of the ignition coil that molds the power switching element is made fin-shaped. At this time, molding is performed with the iron base on which the power switching element and the HIC board are mounted on the fin side of the plastic member. The power switching element is soldered by stacking a stress relaxation plate, an insulating plate, etc. up to the base of the iron plate, and the heat flow is transmitted to the molding epoxy resin through the laminated member, the iron base, and the plastic type member. It is transmitted to the radiation fin,
Heat is dissipated into the air.
【0007】又、その放熱フィンの面積は、イグニショ
ンコイルの消費電力1W発熱に対して、45mm×45mm
の面積を確保する様にする。このことで、空気中へ1W
の発熱量を放熱した時に、パワースイッチング素子のジ
ャンクション部からプラスチック系部材表面までの温度
差が25℃以内になる。ゆえに、プラスチック系部材外
壁から25℃/Wの熱抵抗を有するパワースイッチング
素子1体イグニションコイルとなる。The area of the radiation fin is 45 mm × 45 mm for the power consumption of the ignition coil of 1 W.
To secure the area of. With this, 1W into the air
When the amount of heat generated is released, the temperature difference from the junction of the power switching element to the surface of the plastic member is within 25 ° C. Therefore, it becomes an ignition coil with one power switching element having a thermal resistance of 25 ° C./W from the outer wall of the plastic member.
【0008】1Wの放熱量が、フィンから充分に放熱で
きれば、プラスチック系部材外壁からパワースイッチン
グ素子までの熱抵抗が25℃/W程度になるとのCAE
シュミレーション解析によるものである。If the heat radiation amount of 1 W can be sufficiently radiated from the fins, the thermal resistance from the outer wall of the plastic member to the power switching element will be about 25 ° C./W CAE.
This is based on simulation analysis.
【0009】尚、従来イグニションコイルの外壁(パワ
ースイッチング素子がモールディングされている部分
の)面積は30mm×30mm積層しかなく、1Wの発熱量
は空気中へは放熱しきれず、パワースイッチング素子の
ジャンクション温度が、通常動作以外の動作時に150
℃を超えてしまう。The outer wall of the ignition coil (the portion where the power switching element is molded) has a laminated area of 30 mm × 30 mm, and the heat generation amount of 1 W cannot be dissipated into the air. However, 150 during normal operation
It exceeds ℃.
【0010】[0010]
【作用】イグニションコイルの表面から放熱される熱量
は、自然対流による空気中への熱伝達を考慮すると、次
式により求まる。The amount of heat radiated from the surface of the ignition coil can be calculated by the following equation in consideration of heat transfer into the air by natural convection.
【0011】 Q=hAΔT(W) …(数1) h:熱伝達係数 A:放熱版の面積 ΔT:温度差 したがって、熱伝達係数、温度差が同じ場合、放熱板の
面積Aを大きくすれば放熱量を大きくすることができ
る。Q = hAΔT (W) (Equation 1) h: Heat transfer coefficient A: Heat sink area ΔT: Temperature difference Therefore, if the heat transfer coefficient and temperature difference are the same, the area A of the heat sink is increased. The amount of heat radiation can be increased.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図4により
説明する。イグニションコイル1は、1次巻線9と2次
巻線10を有し、1次巻線9は一方をバッテリーからの
電源に他端をイグニションコイル駆動用のパワースイッ
チング素子2(ダーリントントランジスタタイプとMO
S−FETタイプの2通りを有する)に接続されてい
る。また、イグニションコイル1の2次巻線10に発生
した2次電圧はスパークプラグ11に導かれる。図3に
示す点火装置(イグナイタと称す)は、図3の様にパワ
ースイッチング素子2とハイブリッド(HyIC)IC
7上に搭載された電流制限回路から成るが、本発明では
先ず、前記パワースイッチング素子2と前記HyIC7
を金属ベース6上に搭載し、ALワイヤ4で超音波ボン
ディングし、その後Siゲル5を被せる。俗にイグナイ
タと呼ばれる前記点火装置をイグニションコイル1に図
2に示される様な位置関係で設置し、前記イグニション
コイル1と供にエポキシ樹脂を封入し一体モールディン
グする。その際、前記イグニションコイルの外部端子と
前記点火装置との電気的接続のため、放熱性および長寿
命化をねらい、Niワイヤ又はリードフレームにて接続
した後、1体モールディングする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The ignition coil 1 has a primary winding 9 and a secondary winding 10. One of the primary windings 9 is a power source from a battery and the other is a power switching element 2 for driving an ignition coil (of a Darlington transistor type). MO
S-FET type). Further, the secondary voltage generated in the secondary winding 10 of the ignition coil 1 is guided to the spark plug 11. The ignition device (referred to as an igniter) shown in FIG. 3 has a power switching element 2 and a hybrid (HyIC) IC as shown in FIG.
The current limiting circuit is mounted on the power switching device 2 and the HyIC 7 in the present invention.
Is mounted on the metal base 6, ultrasonically bonded with the AL wire 4, and then covered with the Si gel 5. The ignition device, commonly called an igniter, is installed in the ignition coil 1 in a positional relationship as shown in FIG. 2, and an epoxy resin is enclosed together with the ignition coil 1 and integrally molded. At that time, since the external terminals of the ignition coil are electrically connected to the ignition device, a single wire is molded after connecting with an Ni wire or a lead frame for the purpose of heat dissipation and longer life.
【0013】前記イグニションコイルの外壁は一般にプ
ラスチック系部材を用いているが、前記点火装置の前記
金属ベース6側を前記プラスチック系部材側になる様に
し、かつ前記プラスチック系部材を放熱を目的とし、放
熱フィン形状とする。その際その放熱フィン形状は前記
イグニションコイル1の消費電力1Wにつき、周囲空気
と前記点火装置との温度が20℃以内になる様な面積を
確保する。熱量Q=hAΔT(W)であるので、今Q=
1(W),h=25W/m2K(自然対流)、温度上昇2
0℃=ΔTを代入すると、放熱板面積A=0.002m
2 となり、よって45×45mmとなる。上式はあくまで
も発熱量1(W)についての結論であるから、発熱量が
増えるとAも増加しなければいけない。The outer wall of the ignition coil is generally made of a plastic material, but the metal base 6 side of the ignition device is made to be the plastic material side, and the plastic material is used for heat dissipation. Radiating fin shape. At that time, the shape of the radiating fin secures an area such that the temperature of the ambient air and the ignition device is within 20 ° C. per 1 W of power consumption of the ignition coil 1. Since the heat quantity Q = hAΔT (W), Q =
1 (W), h = 25 W / m 2 K (natural convection), temperature rise 2
Substituting 0 ° C = ΔT, the heat sink area A = 0.002 m
2 and thus 45 × 45 mm. Since the above formula is a conclusion about the heat generation amount 1 (W), A must be increased as the heat generation amount increases.
【0014】一方、前記点火装置の前記パワースイッチ
ング素子2のジャンクション部から前記イグニションコ
イル1外壁までの温度差は、放熱フィンと前記金属ベー
ス6下面とが極近接していたとしても、その間にエポキ
シ樹脂が介在するので、前記イグニションコイル1の消
費電力が1Wの場合24℃前後となる。これはCAEシ
ミュレーションで解析した値である。ゆえに、エンジン
室内最高温度100℃を考えた場合、前記パワースイッ
チング素子2のジャンクション最高温度150℃以内に
するためには、温度上昇が50℃以下ではならなくな
る。前記発熱量が1W有った場合、まず、前記パワース
イッチング素子2のジャンクション部から前記イグニシ
ョンコイル1の外壁までの温度差24℃と、前記イグニ
ションコイル1の外壁に設けた放熱フィン根本温度から
周囲空気までの温度差20℃を足し合わせると44℃と
なり、前記パワースイッチング素子2の最高温度150
℃以内を満足し、よって前記イグニションコイル1が誤
動作せず、常に安定した火花をエンジンに供給すること
ができる。On the other hand, the temperature difference from the junction portion of the power switching element 2 of the ignition device to the outer wall of the ignition coil 1 is such that even if the heat radiation fin and the lower surface of the metal base 6 are very close to each other, the epoxy is provided therebetween. Since resin is present, the power consumption of the ignition coil 1 is about 24 ° C. when the power consumption is 1 W. This is the value analyzed by CAE simulation. Therefore, in consideration of the engine room maximum temperature of 100 ° C., in order to keep the junction maximum temperature of the power switching element 2 within 150 ° C., the temperature rise must be 50 ° C. or less. When the amount of heat generation is 1 W, first, the temperature difference from the junction of the power switching element 2 to the outer wall of the ignition coil 1 is 24 ° C., and the temperature of the radiation fins provided on the outer wall of the ignition coil 1 is the ambient temperature. When the temperature difference up to the air of 20 ° C is added, it becomes 44 ° C, and the maximum temperature of the power switching element 2 is 150 ° C.
It is possible to supply a stable spark to the engine without satisfying the condition that the temperature is within the range of 0 ° C., so that the ignition coil 1 does not malfunction.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によれば、イグニションコイルか
らパワースイッチング素子の発熱を効率良く放熱し、か
つ、その放熱面積と必要最小放熱量を具体的数値で定義
しているので、設計指針が明確である。According to the present invention, the heat generated by the power switching element is efficiently dissipated from the ignition coil, and the heat dissipating area and the minimum required heat dissipating amount are defined by specific numerical values. Is.
【0016】又、パワースイッチング素子のジャンクシ
ョン温度も、通常動作時における温度が150℃以内で
あるので、パワースイッチング素子が誤動作することが
無く、よってイグニションコイルが誤動作しない。Also, since the junction temperature of the power switching element is 150 ° C. or less during the normal operation, the power switching element does not malfunction, and thus the ignition coil does not malfunction.
【図1】イグニションコイルに1体モールディングされ
た全体図である。FIG. 1 is an overall view of one body molded on an ignition coil.
【図2】図1の側面図である。FIG. 2 is a side view of FIG.
【図3】パワースイッチング素子を内蔵(搭載)したイ
グナイタの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an igniter incorporating (installing) a power switching element.
【図4】ダーリントンタイプのパワースイッチング素子
を用いた回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram using a Darlington type power switching element.
1…イグニションコイル、2…パワースイッチング素
子、3…放熱フィン、4…ALワイヤ、5…Siゲル、
6…ハウジングベース、7…HyIC基板、8…点火用
イグナイタ、9…イグニションコイル1次巻線、10…
イグニションコイル2次巻線、11…スパークプラグ。1 ... Ignition coil, 2 ... Power switching element, 3 ... Radiating fin, 4 ... AL wire, 5 ... Si gel,
6 ... Housing base, 7 ... HyIC substrate, 8 ... Ignition igniter, 9 ... Ignition coil primary winding, 10 ...
Ignition coil secondary winding, 11 ... Spark plug.
Claims (3)
た点火コイルにおいて、パワースイッチング素子を金属
等の高熱伝導体にはんだ付けし、このプラスチック系部
材のモールドケース内に熱伝導される構造で装着し、こ
のモールドケースの外気にふれる部分をフィン状にし、
パワースイッチング素子で発熱する熱量をモールドケー
ス内は熱伝導で、モールドケースの外側では、少なくと
も自然対流による熱伝達で放熱する構造とし、イグニシ
ョンコイル駆動パワースイッチング素子を有することを
特徴とする無接点点火装置。1. An ignition coil having primary and secondary windings arranged in a mold case, wherein a power switching element is soldered to a high thermal conductor such as metal so that heat is conducted into the mold case of the plastic member. It is attached with a structure, and the part of this mold case that touches the outside air is made into a fin shape,
Non-contact ignition characterized by having an ignition coil drive power switching element with a structure in which the amount of heat generated by the power switching element is conducted inside the molded case and is radiated outside the molded case by heat transfer by at least natural convection. apparatus.
ースイッチング素子を取り囲むモールドケースから放熱
するフィン形状−面積は、イグニションコイル消費電力
1Wについて温度上昇を20℃以内に抑えることを特徴
とする無接点点火装置。2. The contactless ignition device according to claim 1, wherein the fin shape and area for radiating heat from the mold case surrounding the power switching element suppresses the temperature rise within 20 ° C. for 1 W of ignition coil power consumption. Non-contact ignition device.
上昇を20℃以内におさえるフィン形状の表面積は、自
然対流における熱伝達を考慮すると45mm×45mm以上
必要であることを特徴とする無接点点火装置。3. The contactless igniter according to claim 1, wherein the surface area of the fin shape for keeping the temperature rise within 20 ° C. is required to be 45 mm × 45 mm or more in consideration of heat transfer in natural convection. Contact ignition device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593791A JPH0579444A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Non-contact ignition device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593791A JPH0579444A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Non-contact ignition device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579444A true JPH0579444A (en) | 1993-03-30 |
Family
ID=16993438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23593791A Pending JPH0579444A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Non-contact ignition device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0579444A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427357A1 (en) * | 1993-08-13 | 1995-03-02 | Hitachi Ltd | Electronic distributor-like ignition device |
| US5628297A (en) * | 1995-04-24 | 1997-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition apparatus for internal combustion engine |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP23593791A patent/JPH0579444A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427357A1 (en) * | 1993-08-13 | 1995-03-02 | Hitachi Ltd | Electronic distributor-like ignition device |
| DE4427357C2 (en) * | 1993-08-13 | 1998-04-02 | Hitachi Ltd | Ignition device for an internal combustion engine and manufacturing method |
| US5628297A (en) * | 1995-04-24 | 1997-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition apparatus for internal combustion engine |
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