JPH0579444A - 無接点点火装置 - Google Patents
無接点点火装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- power switching
- ignition coil
- heat
- ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
た全体図である。
【図２】図１の側面図である。
【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。
グナイタの拡大図である。
【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。
を用いた回路図である。
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。
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。
Claims (3)
- 【請求項１】１次２次巻線をモールドケース内に配置し
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。 - 【請求項２】請求項１の無接点点火装置において、パワ
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。 - 【請求項３】請求項１の無接点点火装置において、温度
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593791A JPH0579444A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 無接点点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23593791A JPH0579444A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 無接点点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579444A true JPH0579444A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=16993438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23593791A Pending JPH0579444A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 無接点点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0579444A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427357A1 (de) * | 1993-08-13 | 1995-03-02 | Hitachi Ltd | Elektronische verteilerartige Zündvorrichtung |
| 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/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427357A1 (de) * | 1993-08-13 | 1995-03-02 | Hitachi Ltd | Elektronische verteilerartige Zündvorrichtung |
| DE4427357C2 (de) * | 1993-08-13 | 1998-04-02 | Hitachi Ltd | Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Herstellungsverfahren |
| US5628297A (en) * | 1995-04-24 | 1997-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition apparatus for internal combustion engine |
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