KR970003158B1

KR970003158B1 - 내연기관용 점화장치

Info

Publication number: KR970003158B1
Application number: KR1019930009754A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 사와자키; 마사아키 다루야; 미쓰루 고이와
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1997-03-14
Anticipated expiration: 2013-05-31
Also published as: DE4319720A1; US5365909A; DE4319720C2

Abstract

내용없음.

Description

내연기관용 점화장치

제1도(a)는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도

제1도(b)는 제1도(a)의 A-A선 단면도

제2도는 제1도의 측면도

제3도는 제1도의 파워스위치가 하트싱크(heat sink)에 고착된 상태를 표시하는 평면도

제4도는 이 발명의 다른 실시예를 표시하는 평면도

제5도는 제4도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

제6도는 또다른 실시예를 표시하는 요부평면도

제7도는 제6도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

제8도는 제7도의 다른예를 표시하는 요부단면도

제9도는 종래의 내연기관용 점화장치의 부분단면도

제10도는 제9도의 크랭크각센서 본체의 평면도

제11도는 제10도의 측면도

제12도는 제10도의 커버를 제거한 평면도

제13도는 제10도의 파워스위치가 히트싱크에 고착된 상태의 평면도

제14도는 제 10도의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 크랭크각센서본체 20 : 점화코일

22 : 히트싱크 23 : 하이브리드 집적회로

24 : 파워트랜지스터 30 : 파워스위치

31 : 나사 35 : 도선

36 : 인서트 38 : 절연방열시트

41 : 몰드수지 42 : 리벳

이 발명은 엔진 크랭크의 회전각도를 검출하는 크랭크각센서본체와 점화코일의 1차 전류를 통전차단하는 파워스위치가 일체로 구성된 내연기관용 점화장치에 관한 것이다.

제9도는 종래의 내연기관용 점화장치의 한예를 표시하는 부분단면도, 제10도는 제9도의 요부평면도, 제11도는 제10도의 측면도이며, 1은 하우징, 2는 하우징(1)에 설치된 캡, 20은 하우징(1)에 설치된 점화코일, 3은 하우징(1)에 축지된 구동축으로 내연기관의 크랭크축(도시생략)에 동기하여 회전된다.

4는 점화코일(20)의 상면에 설치된 크랭크각센서본체와 파워스위치가 일체로된 유닛이며 자기센서인 제1 및 제2의 홀 IC센서(도시생략), 제1 및 제2의 자석(도시생략)이 각각 열경화성수지로 고정되어서 구성되어 있다.

5,15는 각각 구동축(3)에 블랭크(6)을 통하여 나사(7)로 고착되어 구동축(3)과 일체로 회전하는 자성재료로된 제1 및 제2의 베인(vane)이며, 이 원판상의 제1 및 제2의 베인(5)(15)은 크랭크각센서본체(4)와 함께 크랭크각센서를 구성하고 있으며 선단부에는 90˚의 각도간격으로 절곡부(5a)(15a)가 형성되어 있다.

이 절곡부(5a)(15a)는 홀 IC센서와 자석간에 형성된 제1 및 제2의 간극(8)(18)을 통과하게 되어 있다.

9는 구동축(3)의 선단부에 설치되어 구동축(3)과 일체로 회전하는 배전로터로서 캡(2)에 설치된 중심전극(10)에 미끄럼 접촉하는 로터전극(11)이 있다.

12는 캡(12)에 내연기관(도시생략)의 각 기통의 점화플러그(도시생략)에 대응하여 설치된 주변전극으로 로터전극(11)을 통하여 순화점화코일(도시생략)의 2차 전압이 배전되고 점화플러그가 착화된다.

제12도는 제10도에 표시한 커버(12)를 제거한 상태의 표시도, 제13도는 제12도의 크랭크각센서본체(4)에 접합된 히트싱크(heat sink)(22)의 평면도, 제14도는 제10도의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도이고, 23은 히트싱크(22)에 접착되고 점화코일(20)의 1차코일에 흐르는 1차전류를 제어하기 위한 하이브리드 직접회로(HIC로 약칭), 24는 히트싱크(22)에 절연판(40)을 통하여 접착되고 점화코일(20)의 1차코일에 흐르는 1차전류를 통전차단하는 파워트랜지스터, 50은 파워트랜지스터(24)에 일단 접속되고 타단이 인서트(선단은 커넥터에 접속되어 있다)(51)에 접속된 파워트랜지스터도선, 52는 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)의 표면에 피복되어 외력으로부터의 보호와 방열성향상을 위한 실리콘계수지이다.

상기 구성의 내연기관용 점화장치에 있어서는 내연기관의 크랭크회전에 의하여 구동축(3)이 회전하면, 이것과 일체적으로 고착된 제1 및 제2의 베인(5)(15)도 회전하고 절곡부(5a)(15a)가 제1 및 제2의 간격(8)(18)을 횡단할때마다 절곡부(5a)(15a)는 자석으로부터 제1 및 제2의 홀 IC센서를 향하여 지나는 자속을 차단하고, 제1 및 제2의 홀 IC센서에서는 구동축(3)의 회전에 따른 자속의 변화가 부여된다.

이 제1홀 IC센서에는 자속의 변화를 전기신호로 변환하고 이 전기신호는 컴퓨터에서 처리된 후에 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)로 구성된 파워스위치로 출력되며 그 결과 점화코일의 1차전류가 제어되고 점화시기에는 점화코일에 고압의 2차 전압이 발생한다. 이 2차 전압은 배전로터(9)의 회전에 수반하여 중심전극(10), 로터전극(11)을 통하여 주변전극(12)에 순차배전되고 각 기통의 점화플러그가 순차착화되어 내연기관은 계속 운전된다.

또 제2홀 IC센서에서는 자속변화를 전기신호로 변환하고 그 전기신호는 각 기통의 판별기능에 공급된다.

상기와 같이 구성된 종래의 내연기관용 점화장치에서는 파워스위치를 히트싱크(22)에 설치하는 경우 히트싱크(22)에 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)를 접착하고 그후 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)에 납땜한 도선을 크랭크각센서(4)와 각각 접속하고 다음에 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)의 표면보호 및 방열성을 위하여 비교적 부드러운 실리콘계의 수지(도시생략)로 피복하고 마지막에 커버(21)로 파워스위치를 밀폐하지 않으면 안된다. 또 상기와 상기 구성된 종래의 내연기관용 점화장치에서는 히트싱크(22)에 절연판(40), 1차 히트싱크(60)을 통하여 파워트랜지스터(24)에 접착하고 그후 파워트랜지스터 도선(50)을 인서트(51)에 용접에 의하여 접속한다.

또 마찬가지로 HIC(23)를 절연판을 통하여 히트싱크(22)에 접착하고 그후 HIC도선(53)을 인서트(54)에 용접에 의하여 접속한다.

그후, HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)의 표면을 실리콘계 수지(52)를 피복하고 마지막으로 커버(21)로 파워트랜지스터(24)와 HIC(23)으로 구성된 파워스위치를 밀폐하지 않으면 안된다. 또한 상기와 같이 구성된 종래의 내연기관용 점화장치에서는 파워트랜지스터(24)를 히트싱크(22)에 접착하는 경우에 파워트랜지스터(24)를 히트싱크(24)로부터 절연하는 절연판(40) 및 그 절연판(40)과 파워트랜지스터(24)의 열팽창계수차를 완화하기 위한 히트싱크(60)를 각각 양열전도성의 물질로 구성하고 히트싱크(22)에 접착할 필요가 있다. 또 마찬가지로 HIC(23)를 히트싱크(22)에 접착하고 그후 HIC도선(53)을 인서트(54)에 용접에 의하여 접속한다.

그후 HIC(23) 및 파워트랜지스터(24)의 표면을 실리콘계수지(52)로 피복하고 마지막으로 커버(21)로 트랜지스터(24)와 HIC(23)으로 구성된 파워스위치를 밀폐하지 않으면 안된다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이 부품점수가 많고 또 접속공정도 많아 그만큼 접속부의 신뢰성이 나쁘고 더욱이 조립작업성이 나쁘다는 과제가 있었다.

이 발명은 그와 같은 과제를 해소하기 위한 것으로서 부품점수가 삭감되는 동시에 접속부의 신뢰성이 향상되고 조립작업성이 향상되는 내연기관용 점화장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

이 발명의 청구항(1)에 의한 내연기관용 점화장치는 파워트랜지스터와 하이브리드 집적회로를 몰드패키지로 하여 파워스위치를 구성한 것이다.

또 이 발명의 청구항(2)에 의한 내연기관용 점화장치는 파워스위치를 파워트랜지스터와 하이브리드 집적회로를 몰드패키지로 구성하고 또 이 파워스위치를 패키지내에 스프링재에 의하여 히트싱크측으로 가압하여 수납한 것이다.

또한 이 발명의 청구항(3)에 의한 내연기관용 점화장치는 크랭크각센서부와 파워스위치부를 수납하는 패키지와 몰드성형시 파워스위치의 도선과 커넥터에 일단이 접속된 인서트의 타단을 접속하여 몰드성형한 것이다.

이 발명의 청구항(4)에 의한 내연기관용 점화장치는 파워스위치를 탄성이 있는 절연방열시트를 통하여 히트싱크에 고착한 것이다.

이 발명에 있어서는 파워스위치를 단일화함으로써 부품점수가 감소하고 조립작업성이 향상된다.

또 이 발명에서는 파워스위치를 단일화함으로써 부품점수가 감소되고 또 스프링재를 사용함으로써 파워스위치는 히트싱크측으로 확실하게 가압되어 파워스위치의 열이 히트싱크에 전도된다.

또한 이 발명에 있어서는 파워스위치를 단일화함으로써 부품점수가 감소하고 접속공정이 적기 때문에 접속부의 신뢰성이 향상되는 동시에 조립작업성이 향상되고 또 이 파워스위치를 인서트성형하여 크랭크각센서본체의 프레임과 일체화함으로써 방수성이 확보된다. 그리고 또한 이 발명에 있어서는 상기와 같이 부품점수 및 접속공정이 감소하는 동시에 히트싱크와 파워스위치간에 탄성이 있는 절연방열시트를 개재시킴으로써 절연방열시트는 파워스위치와 히트싱크의 면조도(粗度), 평면도를 흡수하고 절연을 유지하면서 양호한 열전도를 얻게 된다.

다음은 이 발명의 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도(a)는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 평면도, 제1도(b)는 제1도(a)의 A-A선단면도, 제2도는 제1도(a)의 측면도이며 제9도∼제14도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

이 도면에서, 30은 파워트랜지스터와 HIC를 미리 몰드패키지하여 구성한 파워스위치로 이 파워스위치(30)은 제3도에 표시한 바와 같이 나사(31)에 의하여 히트싱크(22)에 고착되어 있다

이와 같이 구성된 내연기관용 점화장치에서는 히트싱크(22)에 열전도성이 좋은 절연시트를 통하여 파워스위치(30)를 나사(31)를 사용하여서 고착하고 그후 크랭크각센서(4)와 히트싱크(22)의 접착제를 사용한 접착 및 돌기부(32)를 히트싱크(22)의 구멍(33)으로 관통한 후의 용착에 의하여 크랭크각센서(4)와 파워스위치(30)가 일체화된다.

또한 상기 실시예에서는 크랭크각센서로서 홀효과형 센서장치에 대하여 설명하였으나, 물론 이에 한정되는 것이 아니고 예컨대 포토다이오드를 사용한 광학적 센서장치라도 된다. 또, 파워스위치는 파워트랜지스터와 HIC를 몰드한 것에 대하여 설명하였으나, 물론 이것에 한정되는 것이 아니고 파워트랜지스터칩, 모로리식 IC 및 칩상저항 등을 리드프레임에 부착한 것을 몰드한 멀티칩 몰드형의 것도 포함된다.

다음은 이 발명의 다른 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제4도는 이 발명의 다른 실시예를 표시하는 평면도, 제5도는 제4도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며 제9도 내지 제14도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙여서 그 설명은 생략한다.

도면에서, 30은 패키지(37)내에 수납되어 파워트랜지스터와 HIC를 미리 몰드패키지 하여 구성한 파워스위치, 38은 히트싱크(22)와 파워스위치(30) 사이에 개재하는 절연방열시트, 39는 파워스위치(30)와 패키지(37)간에 개재하여 파워스위치(30)를 히트싱크(22)측으로 가압하는 스프링재, 34는 패키지(37)를 덮는 커버, 35는 파워스위치(30)의 도선으로 인서트(36)에 접속된다.

이와 같이 구성된 내연기관용 점화장치에서는 패키지(37)에 스프링재(39)를 놓고 그후 이 스프링재(39)상에 파워스위치(30)를 놓는다.

다음에 절연방열시트(38)를 통하여 패키지(37)에 히트싱크(22)를 접착제를 사용하여 접착하고 또 크랭크각센서본체(4)의 저면에 형성된 돌기부(도시생략)를 히트싱크(22)의 구멍(33)에 관통한 후 용착한다.

그후 도선(35)과 인서트(36)을 용접접속한 후 커버(34)로 패키지(37)를 폐쇄한다.

이에 따라 크랭크각센서본체(4)와 파워스위치(30)는 히트싱크(22)를 통하여 일체화 된다. 또한 상기 실시예에서는 크랭크각센서로서 홀효과형 센서장치에 대하여 설명하였으나, 물론 이에 한정되는 것이 아니고 예컨대 포토다이오드를 사용한 광학적 센서장치라도 된다. 또, 파워스위치는 파워트랜지스터와 HIC를 몰드한 것에 대하여 설명하였으나, 물론 이것에 한정되는 것이 아니고 파워트랜지스터칩, 모로리식 IC 및 칩상저항 등을 리드프레임에 부착한 것을 몰드한 멀티칩 몰드형의 것도 포함된다.

다음은 이 발명의 또다른 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제6도는 이 발명의 또다른 실시예를 표시하는 요부평면도, 제7도는 제6도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 제9도 내지 제14도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙여 그 설명은 생략한다.

도면에서, 30은 파워트랜지스터와 HIC를 미리 몰드패키지하여 구성한 파워스위치, 38은 히트싱크(22)와 파워스위치(30)간에 개재하는 유연하고 탄력을 가지며 열전도성이 양호한 절연방열시트, 35는 파워스위치(30)의 도선, 36은 선단이 도선(35)에 접속된 인서트, 31은 파워스위치(30)를 절연방열시트(38)을 통하여 히트싱크(22)에 고착하기 위한 나사, 41은 몰드수지이다.

이와 같이 구성된 내연기관용 점화장치에서는 파워스위치(30)의 도선(35)을 인서트(36)에 용접한 상태에서 파워스위치(30)를 인서트성형하여 파워스위치(30)의 주위가 몰드수지(41)로 피복된 크랭크각센서본체(4)의 프레임(크랭크각센서가 내장되어 있음)이 형성된다. 이후 이 파워스위치(30)를 탄성이 있는 절연방열시트(38)를 끼운 상태로 히트싱크(22)에 나사(31)를 사용하여 고착함으로써 파워스위치(30)와 일체인 크랭크각센서본체(4)가 히트싱크(22)와 일체화되고 제어유닛이 제조된다.

그리고 파워스위치(30)와 히트싱크(22)간에 탄성이 있는 절연방열시트(38)를 개재시켰으므로 절연방열시트(38)는 파워스위치(30)의 이면과 히트싱크(22)의 표면의 양면의 면조도(粗度)를 흡수하고 절연을 유지하면서 파워스위치(30)에서 발생한 열은 효율적으로 히트싱크(22)에 전도된다.

또, 히트싱크(22)는 파워스위치(30)와 절연방열시트(38)을 통하여 면접촉하는 동시에 크랭크각센서본체(4)의 프레임과도 면접촉하지만 절연방열시트(38)는 파워스위치(30)측 및 프레임측의 평면차를 흡수하고 히트싱크(22)와, 파워스위치(30) 및 프레임간에 틈이 발생하는 일은 없다.

제8도는 이 발명의 또다른 실시예의 다른 예를 표시하는 요부단면도이며, 파워스위치(30)를 절연방열시트(38)를 낀 상태에서 히트싱크(22)에 리벳(42)을 사용하여 고착하고 있는 점이 다르다.

그리고 상기 실시예에서는 크랭크각센서본체(4)에 내장된 크랭크각센서와 파워스위치를 몰드수지로 피복하고 프레임을 몰드성형한 내연기관용 점화장치에 관하여 설명하였는데, 프레임내에 수납케이스를 형성하고 이 수납케이스내에 몰드패키지된 파워스위치를 수납하고 이때 파워스위치를 탄성이 있는 절연방열시트를 통하여 히트싱크에 고착한 것이라도 이 발명을 적용할 수 있다.

또 상기 각 실시예에서는 크랭크각센서본체(4)에 홀효과형 센서가 내장된 크랭크각센서장치에 관하여 설명하였는데, 물론 이에 한정되지 않으며 예를 들면 포트다이오드를 사용한 광학장치에도 적용할 수 있다.

또한 파워스위치에는 파워트랜지스터칩, 모로리식 IC 및 칩모양의 저항을 리드프레임에 설치한 것을 몰드한 멀티칩 모듈형도 포함된다.

이상 설명한 바와 같이, 이 발명의 내연기관 점화장치에 의하면 파위스위치를 파워트랜지스터와 HIC를 몰드패키지하여 구성함으로써 부품점수가 삭감되는 동시에 조립작업성이 향상되고 또한 접속부중 파워트랜지스터 등의 칩측 접속이 몰드내부에 있으므로 접속부의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또 이 발명의 내연기관용 점화장치에 의하면 파워트랜지스터와 HIC를 몰드패키지하여서 파워스위치를 구성함으로써 부품점수가 삭감되는 동시에 조립작업성이 향상되는 효과가 있다. 또 패키지에는 파워스위치를 히트싱크측에 가압하는 스프링재를 수납하였으므로 파워스위치에서 발생한 열은 확실하게 히트싱크에 전달되고 방열되는 효과가 있다. 또한 이 발명에 의한 내연기관용 점화장치에 의하면 파워트랜지스터와 HIC를 몰드패키지하여서 파워스위치를 구성함으로써 부품점수가 삭감되고 접속공정이 축소되어 조립작업성 및 접속부의 신뢰성이 향상되고 또 이 파워스위치를 인서트성형하여 크랭크각센서본체의 프레임과 일체화함으로써 방수성이 확보된다.

그리고 또한 이 발명의 내연기관용 점화장치에 의하면 상기와 같은 효과를 얻을 수 있는 동시에 히트싱크와 파워스위치간에 탄성이 있는 절연방열시트를 개재시킴으로써 파워스위치와 히트싱크의 면조도를 흡수하고, 파워스위치와 히트싱크는 절연방열시트를 통해 밀접되어 파워스위치에서 발생한 열은 효율적으로 히트싱크에 열전도된다.

또 절연방열시트는 파워스위치측 및 프레임측의 평면차를 흡수하며, 히트싱크와 파워스위치 및 프레임간에 틈이 발생하지 않아 파워스위치에서 발생한 열이 효과적으로 히트싱크에 열전도되는 효과도 있다.

Claims

크랭크의 회전각도를 검출하는 크랭크각센서본체와, 점화코일의 1차코일로 흐르는 전류는 단속통전하여 파워트랜지스터 및 하이브리드 집적회로로된 파워스위치가 일체로 구성된 기구를 사용한 내연기관용 점화장치에 있어서, 상기 파워스위치는 상기 파워트랜지스터와 상기 하이브리드 집적회로가 몰드패키지되어서 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
크랭크축의 회전각을 검출하고 제어컴퓨터에 크랭크회전각 정보를 출력하는 크랭크각센서부와, 제어컴퓨터로부터의 신호에 따라 점화코일의 1차코일 통전전류를 단속하는 파워트랜지스터 및 그 파워트랜지스터의 동작을 제어하는 하이브리드 집적회로로된 파워스위치부와, 상기 크랭크각센서부 및 파워스위치부를 수납하는 패키지와, 상기 파워스위치가 고착되는 히트싱크로 구성된 기구를 구비한 내연기관용 점화장치에 있어서, 상기 파워스위치는 상기 파워드랜지스터와 상기 하이브리드 집적회로가 몰드패키지되어서 구성되어 있는 동시에 상기 패키지에 수납된 스프링재에 의하여 상기 히트싱크측으로 가압되도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
크랭크축의 회전각을 검출하고 제어컴퓨터에 크랭크회전각 정보를 출력하는 크랭크각센서부와, 제어컴퓨터로부터의 신호에 따라 점화코일의 1차코일 통전전류를 단속하는 파워트랜지스터 및 그의 파워트랜지스터의 동작을 제어하는 하이브리드 집적회로를 몰드패키지한 파워스위치부와, 상기 크랭크각센서부 및 파워스위치부를 수납하는 패키지와, 상기 파워스위치가 고착되는 히트싱크로된 기구를 구비한 내연기관용 점화장치에 있어서, 상기 크랭크각센서부 및 상기 파워스위치부를 수납하는 상기 패키지를 몰드성형시 상기 패키지에 설치된 커넥터에 일단이 접속된 인서트의 타단과 상기 파워스위치의 도선을 접속한 후에 상기 몰드성형을 실시한 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
크랭크각의 회전각을 검출하여 제어컴퓨터에 크랭크회전각 정보를 출력하는 크랭크각센서부와, 제어컴퓨터로부터의 신호에 따라 점화코일의 1차코일 통전전류를 단속하는 파워트랜지스터 및 그의 파워트랜지스터의 동작을 제어하는 하이브리드 집적회로를 몰드패키지한 파워스위치부와, 상기 크랭크각센서부 및 파워스위치부를 수납하는 패키지와, 상기 파워스위치가 고착되는 히트싱크로 구성된 기구를 구비한 내연기관용 점화장치에 있어서, 상기 히트싱크에 고착된 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.