JP5228931B2 - Glow plug energization control device - Google Patents
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Description
本発明は、グロープラグへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置に関する。 The present invention relates to a glow plug energization control device that controls energization of a glow plug.
一般にディーゼル自動車等においては、外気の温度が低く、燃焼室内の温度が低い状態でエンジンを始動する場合、燃焼室内の空気を圧縮しても燃料着火温度まで達しないため、これを補助する目的から燃焼室内に突出するようにして、セラミックヒータ等を内蔵するグロープラグが設けられている。当該グロープラグは、エンジン始動時のみ通電され、エンジン始動後、グロープラグへの通電を終了する。 In general, in a diesel vehicle or the like, when the engine is started in a state where the temperature of the outside air is low and the temperature in the combustion chamber is low, the fuel ignition temperature is not reached even if the air in the combustion chamber is compressed. A glow plug containing a ceramic heater or the like is provided so as to protrude into the combustion chamber. The glow plug is energized only when the engine is started, and the energization of the glow plug is terminated after the engine is started.
ここで、グロープラグに電子制御装置から送信される制御信号に基づいて所望の電圧を車載の電源から通電するために、グロープラグ通電制御装置が設けられている。当該グロープラグ通電制御装置は、エンジンルームに設けられ、グロープラグ、電子制御装置および電源に電気的に接続される(たとえば、特許文献1参照。)。 Here, a glow plug energization control device is provided to energize a desired voltage from an in-vehicle power source based on a control signal transmitted from the electronic control device to the glow plug. The glow plug energization control device is provided in the engine room and is electrically connected to the glow plug, the electronic control device, and the power source (for example, see Patent Document 1).
また、グロープラグ通電制御装置内の電気回路は、バスバーまたはプリント基板に、グロープラグへの通電、非通電を切り替える複数のパワートランジスタ、電子制御装置から送信される制御信号に基づく通電信号を各パワートランジスタに適切なタイミングで送信する制御IC等の多数の電子素子が実装されてなる。 In addition, the electrical circuit in the glow plug energization control device has a bus bar or a printed circuit board with a plurality of power transistors for switching energization and deenergization to the glow plug, and energization signals based on control signals transmitted from the electronic control device. A large number of electronic elements such as a control IC that transmits to a transistor at an appropriate timing are mounted.
近年、ディーゼルエンジン等から排出される窒素酸化物量、または炭化水素量を低減するため、エンジンの圧縮比を下げることが要求されている。しかし、エンジンの圧縮比が下がることによって、燃料着火温度も低下するため、エンジンの燃焼安定性の低下が懸念される。そこで、エンジンの圧縮比を下げた場合におけるエンジンの燃焼安定性を向上させるため、エンジン始動後もグロープラグに通電し続けることによって、燃焼室内の温度を高温に保つことが求められている。このようにエンジン始動後もグロープラグに通電する制御方法は、アフターグローと呼ばれ、アフターグローを長時間実施することによって、燃焼安定性をさらに高めることを可能にするグロープラグ通電制御装置が求められている。 In recent years, in order to reduce the amount of nitrogen oxides or hydrocarbons discharged from a diesel engine or the like, it is required to lower the compression ratio of the engine. However, since the fuel ignition temperature also decreases as the compression ratio of the engine decreases, there is a concern that the combustion stability of the engine will decrease. Therefore, in order to improve the combustion stability of the engine when the compression ratio of the engine is lowered, it is required to keep the temperature in the combustion chamber at a high temperature by continuously energizing the glow plug even after the engine is started. A control method for energizing the glow plug even after the engine is started is called afterglow, and there is a need for a glow plug energization control device that can further enhance combustion stability by performing afterglow for a long time. It has been.
このようなアフターグローの要求により、発熱量の大きいパワートランジスタが所定の性能を発揮し続けるために、パワートランジスタの放熱性の向上が非常に重要となる。そこでパワートランジスタの放熱性を向上するために、パワートランジスタを含む回路部を金属製の放熱部材に接着剤で固定することが提案されている。 Due to such a demand for afterglow, a power transistor with a large amount of heat generation continues to exhibit a predetermined performance, so that it is very important to improve the heat dissipation of the power transistor. Therefore, in order to improve the heat dissipation of the power transistor, it has been proposed to fix the circuit portion including the power transistor to a metal heat dissipation member with an adhesive.
このように回路部をヒートシンクに取り付ける場合には、生産性を向上するために、回路部を他の構成部材、たとえば樹脂ケースとともに放熱部材に固定することが求められている。 Thus, when attaching a circuit part to a heat sink, in order to improve productivity, it is calculated | required that a circuit part is fixed to a heat radiating member with other structural members, for example, a resin case.
しかしながら、パワートランジスタを含む回路部を樹脂ケース等の構成部材とともに放熱部材に接着固定する際、回路部と放熱部材、および樹脂ケースと放熱部材とを接着固定する必要がある。そのため、放熱性を向上するために、厚みを精度良く管理する必要のあるパワートランジスタを含む回路部と放熱部材とを接着固定する接着剤の厚みが、比較的厚みの精度を必要としない樹脂ケースと放熱部材とを接着固定する接着剤の厚みの影響を受ける。具体的に、たとえば回路部と放熱部材とを接着固定する接着剤の厚みの最大公差に、樹脂ケースと放熱部材とを接着固定する接着剤の厚みの最大公差が加わることがある。このような場合には、接着剤がパワートランジスタの放熱性を妨げることとなり、回路部で発生する熱が該接着剤および放熱部材を介して外部へと放熱する放熱性が損なわれ、その結果、回路部内のパワートランジスタが所望の性能を発揮できなくなる虞がある。 However, when the circuit portion including the power transistor is bonded and fixed to the heat radiating member together with the structural member such as the resin case, it is necessary to bond and fix the circuit portion and the heat radiating member and the resin case and the heat radiating member. Therefore, in order to improve heat dissipation, the thickness of the adhesive that adheres and fixes the circuit part including the power transistor and the heat dissipation member that need to be managed with high precision is not required. And the thickness of the adhesive that adheres and fixes the heat dissipating member. Specifically, for example, the maximum tolerance of the thickness of the adhesive that bonds and fixes the resin case and the heat dissipation member may be added to the maximum tolerance of the thickness of the adhesive that bonds and fixes the circuit portion and the heat dissipation member. In such a case, the adhesive hinders the heat dissipation of the power transistor, and the heat dissipation that the heat generated in the circuit portion dissipates to the outside through the adhesive and the heat dissipation member is impaired. There is a possibility that the power transistor in the circuit unit cannot exhibit desired performance.
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、パワートランジスタを含む回路部と放熱部材とを接着する接着剤の厚みを精度良く管理し、パワートランジスタが所望の性能を発揮し続けることができるグロープラグ通電制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention accurately manages the thickness of the adhesive that bonds the circuit portion including the power transistor and the heat radiating member, and allows the power transistor to continue to exhibit the desired performance. An object is to provide a control device.
上記課題を解決するために、本発明であるグロープラグ通電制御装置は、電源からの電源供給により、グロープラグへの通電を切り替えるパワー部および電子制御装置が発する制御信号に基づくグロープラグへの通電信号を所定のタイミングでパワー部に伝達する制御部を有する回路部と、回路部と接着剤で接着固定され、接着剤を経由して回路部から伝達される熱を外部に放散する放熱部材と、回路部を支持するとともに放熱部材と接着固定される樹脂部材と、樹脂部材と放熱部材との間に設けられ、回路部と放熱部材との対向距離を調整する距離調整部材と、一端側が、回路部に設けられるリードと接合され、他端側が、樹脂部材に保持されるとともに、電源、電子制御装置、およびグロープラグと接続するターミナルとなって、電源、電子制御装置、およびグロープラグと回路部とを電気的に接続するバスバー部とを有し、前記回路部の第一主面が、対向する樹脂部材の第二主面と当接し、且つリードとバスバー部とは、第一主面と第二主面との当接面に垂直な方向に溶接されることにより、第一主面が第二主面とが密接していることを特徴とする。これにより、回路部は、バスバー部を介して樹脂部材に保持され、回路部は樹脂部材とともに放熱部材に接着固定されるため、セラミック基板等よりなる回路部を先に放熱部材に接着し、その後樹脂部材を放熱部材に接着する場合と比べて製造工程の工数を削減することができる。さらに、リードとバスバー部との溶接により、第一主面と第二主面とが互いに密接するように応力が加わるため、第一主面と第二主面との当接の信頼性が向上する。これにより、第一主面および第二主面の製造バラつきが回路部と放熱部材との間の接着剤の厚みに影響を及ぼすことがなく、パワー部の放熱性が担保される。よって、パワー部は所望の性能を発揮することができる。 In order to solve the above-described problems, a glow plug energization control device according to the present invention is configured to energize a glow plug based on a control signal generated by a power unit that switches energization to the glow plug and an electronic control device by supplying power from a power source. A circuit unit having a control unit that transmits a signal to the power unit at a predetermined timing; and a heat dissipation member that is bonded and fixed to the circuit unit with an adhesive and dissipates heat transmitted from the circuit unit via the adhesive to the outside. A resin member that supports the circuit portion and is bonded and fixed to the heat radiating member; a distance adjustment member that is provided between the resin member and the heat radiating member, and that adjusts a facing distance between the circuit portion and the heat radiating member ; It is joined to the lead provided in the circuit part, and the other end is held by the resin member and becomes a terminal connected to the power source, the electronic control device, and the glow plug, And a bus bar portion for electrically connecting the glow plug and the circuit portion, wherein the first main surface of the circuit portion is in contact with the second main surface of the opposing resin member, and the lead The bus bar portion is characterized in that the first main surface is in close contact with the second main surface by being welded in a direction perpendicular to the contact surface between the first main surface and the second main surface. . Thereby, the circuit part is held by the resin member via the bus bar part, and the circuit part is bonded and fixed to the heat dissipation member together with the resin member. Compared with the case where the resin member is bonded to the heat radiating member, the number of manufacturing steps can be reduced. Furthermore, since the stress is applied so that the first main surface and the second main surface are in close contact with each other by welding the lead and the bus bar portion, the reliability of the contact between the first main surface and the second main surface is improved. To do. Thereby, the manufacturing variation of a 1st main surface and a 2nd main surface does not affect the thickness of the adhesive agent between a circuit part and a heat radiating member, and the heat dissipation of a power part is ensured. Therefore, the power unit can exhibit desired performance.
つまり、回路部と放熱部材との間に設けられる距離調整部材により、回路部と放熱部材との対向距離を調整、管理する。これにより、回路部と放熱部とを接着固定する接着剤の厚みを、上記対向距離によって決定することができるため、回路部を支持する樹脂部材と放熱部材との接着固定時の公差、およびその他設計上のバラつきの影響を受けない。したがって、精度良く接着剤の厚みが管理されることにより、回路部から接着剤を介して放熱部材へと至る放熱性が担保され、パワー部が所望の性能を発揮することができる。 That is, the distance adjustment member provided between the circuit portion and the heat dissipation member adjusts and manages the facing distance between the circuit portion and the heat dissipation member. Thereby, since the thickness of the adhesive for bonding and fixing the circuit portion and the heat radiating portion can be determined by the facing distance, the tolerance at the time of bonding and fixing between the resin member supporting the circuit portion and the heat radiating member, and others Unaffected by design variations. Therefore, by accurately controlling the thickness of the adhesive, heat dissipation from the circuit portion to the heat dissipation member via the adhesive is ensured, and the power portion can exhibit desired performance.
本発明は、距離調整部材は、放熱部材に当接することが好ましい。これにより、樹脂部材と放熱部材との対向距離を、距離調整部材のみで調整、管理することが可能となる。 In the present invention, the distance adjusting member is preferably in contact with the heat radiating member. Thereby, it becomes possible to adjust and manage the facing distance between the resin member and the heat radiating member only by the distance adjusting member.
本発明は、距離調整部材と樹脂部材または回路部とが一体に形成されることが好ましい。これにより、グロープラグ通電制御装置の部品点数を削減することができる。 In the present invention, it is preferable that the distance adjusting member and the resin member or the circuit portion are integrally formed. Thereby, the number of parts of the glow plug energization control device can be reduced.
本発明は、距離調整部材は、樹脂部材に当接する。これにより、樹脂部材と放熱部材との対向距離を、距離調整部材のみで調整、管理することが可能となる。 In the present invention, the distance adjusting member abuts on the resin member. Thereby, it becomes possible to adjust and manage the facing distance between the resin member and the heat radiating member only by the distance adjusting member.
本発明は、距離調整部材と放熱部材とが一体に形成されることが好ましい。これにより、グロープラグ通電制御装置の部品点数を削減することができる。 In the present invention, it is preferable that the distance adjusting member and the heat radiating member are integrally formed. Thereby, the number of parts of the glow plug energization control device can be reduced.
本発明は、距離調整部材が、回路部を位置決めすることが好ましい。これにより、回路部は樹脂部材の所定の位置に確実に取り付けられる。 In the present invention, it is preferable that the distance adjusting member positions the circuit portion. Thereby, a circuit part is reliably attached to the predetermined position of a resin member.
本発明は、グロープラグ通電制御装置の製造方法であって、放熱部材に接着剤を塗布した後に、距離調整部材を回路部または放熱部材に当接させる当接工程と、当接工程と並行して、所定の圧力を加えて樹脂部材と放熱部材、および回路部と放熱部材とをそれぞれ接着固定する接着工程とを少なくとも有することを特徴とするグロープラグ通電制御装置の製造方法である。 The present invention is a method for producing a grayed Ropuragu electrification control apparatus, after an adhesive is applied to the heat radiating member, a contact step of abutting the length adjusting member to the circuit unit or the heat radiating member, in parallel with the abutting step A glow plug energization control device manufacturing method comprising at least a bonding step in which a predetermined pressure is applied to bond and fix the resin member and the heat dissipation member, and the circuit portion and the heat dissipation member, respectively.
つまり、当接工程において、距離調整部材を回路部または放熱部材に当接させることで、回路部と放熱部材との間の対向距離が決定されるので、前工程で塗布する接着剤の厚みを上記対向距離を鑑みて設定することにより、接着剤の厚みは、上記対向距離によって決定されるため、接着剤の厚みの精度が向上する。これにより、回路部で発生する熱が、厚みが精度良く管理された接着剤および放熱部材を経由して効率良く外部に放散されるため、パワー部が所望の性能を発揮し続けることが可能なグロープラグ通電制御装置を製造することができる。 That is, in the abutting step, the facing distance between the circuit portion and the heat radiating member is determined by bringing the distance adjusting member into contact with the circuit portion or the heat radiating member. By setting in view of the facing distance, since the thickness of the adhesive is determined by the facing distance, the accuracy of the thickness of the adhesive is improved. As a result, the heat generated in the circuit part is efficiently dissipated to the outside through the adhesive and the heat radiating member whose thickness is accurately controlled, so that the power part can continue to exhibit the desired performance. A glow plug energization control device can be manufactured.
本発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。 The configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明における実施形態のグロープラグ通電制御装置6およびその周辺の電装品よりなるグロープラグ通電制御システムの構成を示す模式図である。グロープラグ通電制御システムは、図1に示すように、主として、エンジン1、キースイッチ2、バッテリー等の電源3、グロープラグ4a,4b,4c,4d、電子制御装置5、およびグロープラグ通電制御装置6から構成される。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a glow plug energization control system including a glow plug
本実施形態のエンジン1は、四気筒(図示せず)を備え、キースイッチ2がオンされると、グロープラグ通電制御装置6は、電子制御装置5が発する制御信号に基づいてグロープラグ4a〜4dへの通電、非通電を制御する。
The
グロープラグ4a〜4dは各々、図略の四つの気筒の各燃焼室内に突出して設けられる。グロープラグ4a〜4dにはセラミックヒータ等が内蔵されており、当該セラミックヒータ等が通電により加熱されて、燃焼室内が昇温される。なお、本実施形態において、エンジン1の圧縮比は15〜17となるように設計してある。
The glow plugs 4a to 4d are provided so as to protrude into the combustion chambers of four cylinders (not shown). The glow plugs 4a to 4d incorporate a ceramic heater or the like, and the ceramic heater or the like is heated by energization to raise the temperature in the combustion chamber. In the present embodiment, the compression ratio of the
電子制御装置5には、電源3の電圧と燃焼室の温度とキースイッチ2のオン/オフ信号等の車両情報が伝えられる。そして、電子制御装置5に集約される車両情報に基づいて、グロープラグ4a〜4dへの通電、非通電を判断し、通電する場合には、所定のタイミング、たとえば周波数が数10HzのPWM制御にて制御信号を間欠的にグロープラグ通電制御装置6に出力する。
Vehicle information such as the voltage of the power source 3, the temperature of the combustion chamber, and the on / off signal of the
グロープラグ通電制御装置6は、キースイッチ2がオンされると電子制御装置5の制御信号に基づいて、グロープラグ4a〜4dに通電する。具体的には、エンジン1始動前、燃焼室内の温度が低く、燃焼室内の昇温が必要な場合には、電子制御装置5の制御信号に基づいて、電源3からグロープラグ4a〜4dにたとえば実効電圧11Vを印加する。エンジン1始動後には、アフターグローを10分以上実行することで、燃焼室内をたとえば900℃の高温に保ち、エンジン1の燃焼安定性を向上させることが好ましい。具体的に、アフターグロー制御でグロープラグ4a〜4dに通電する場合、たとえば実効電圧14Vを印加して20〜30分程度燃焼室内を900℃に保つ。そして、キースイッチ2がオフされると、グロープラグ通電制御装置6は、グロープラグ4a〜4dへの通電を終了する。
The glow plug
以下、グロープラグ通電制御装置6の構造を図面に基づいて説明する。
Hereinafter, the structure of the glow plug
図2は、グロープラグ通電制御装置6の上面の外観図であり、図3は、その下面の外観図である。
2 is an external view of the upper surface of the glow plug
グロープラグ通電制御装置6は、電源3からの電源供給により、グロープラグ4a〜4dへの通電を切り替えるパワー部および電子制御装置が発する制御信号に基づく前記グロープラグ4a〜4dへの通電信号を所定のタイミングで前記パワー部に伝達する制御部を有するマルチチップモジュール(本発明請求項に記載の回路部に相当)と、前記マルチチップモジュールと接着剤で接着固定され、前記接着剤を経由して前記マルチチップモジュールから伝達される熱を外部に放散するヒートシンク11(本発明請求項に記載の放熱部材に相当)と、前記マルチチップモジュールを支持するとともに前記ヒートシンク11と接着固定されるハウジング10(本発明請求項に記載の樹脂部材に相当)と、前記ハウジング10と前記ヒートシンク11との間に設けられ、前記マルチチップモジュールと前記ヒートシンク11との対向距離を調整する距離調整部材と、を有してなる。
The glow plug
図2、3に示すように、樹脂製のハウジング10は、ケース状の金属製のヒートシンク11に収容されている。ハウジング10は、PPS,PBT等の硬質樹脂からなる全体で枠状を呈する四つの側部10a、10b,10c、10dと、上方の開口部を塞ぐ蓋部10eによって外郭が構成される。側部10aの外面からは、側部10aの外面に向かって右から順に、電源3とグロープラグ通電制御装置6とを接続するための第一コネクタ部101、グロープラグ4a、4bと後述する第二バスバー部22とを接続するための第二コネクタ部102、グロープラグ4c、4dと第二バスバー部22とを接続するための第三コネクタ部103、および電子制御装置5と後述する第三バスバー部23とを接続するための第四コネクタ部104がそれぞれ突出して設けられている。これらコネクタ部101〜104とハウジング10とは一体的に成形されるとともに、バスバー部20の各ターミナルを収容している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ヒートシンク11は、図3および図4に示されるように、二面が開口する箱状の箱部11aと、当該箱部11aの底面外側から直上に突出し連成する複数の矩形のフィン11bとからなる。
ヒートシンク11は熱伝導率が200W/(m・K)以上の金属、たとえばアルミ、またはその合金よりなり、ハウジング10を接着固定して収容している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
なお、ヒートシンク11は、熱伝導率の高い材料であれば、アルミ以外にも、たとえば、銅、鉄、およびその合金によって構成してもよい。ヒートシンク11の底面内側には、後述するマルチチップモジュールとヒートシンク11とを接着固定するための接着剤Aが一部塗布される平面Xと、ハウジング10とヒートシンク11とを接着固定するための接着剤Bが塗布される溝状の平面Yとが存在する。
The
図5は、図2のハウジング10の蓋部10eを一部切り取った状態を示す図面である。以後簡単のため、本実施形態において、図5中、グロープラグ通電制御装置6の厚み方向で且つ紙面から手前に向かう方向を上方、その逆方向を下方とする。
FIG. 5 is a view showing a state in which the
ハウジング10の側部10a〜10dによって四方を囲まれる空間には、側部10a、10cと平行に橋絡部10fが形成されている。グロープラグ通電制御装置6の電気回路を構成するバスバー部20がインサート成形により成形され、バスバー部20は側部10a〜10dおよび橋絡部10fによって保持されている。
In a space surrounded on all sides by the
図6は、インサート成形前のバスバー部20上面の外観を示したものであり、バスバー部20は、電源3に接続される第一バスバー部21、各グロープラグ4a〜4dに接続される第二バスバー部22、および電子制御装置5に接続される第三バスバー部23とからなる。第三バスバー部23は、電子制御装置5からの制御信号を伝達するライン、故障検出するためのライン、および電源3、グランドに接続されるラインで構成される。上記バスバー部20は、図7に示すマルチチップモジュール30と電気的に接続されている。
FIG. 6 shows the external appearance of the upper surface of the
図7は、マルチチップモジュール30内部の模式図であり、図8は、図5に示されるハウジング10の裏面図である。
FIG. 7 is a schematic view of the inside of the
図7および図8に示すように、マルチチップモジュール30は、矩形箱状を呈し、内部には、一つのリードフレーム31と四つのパワー部32、および一つの制御部33が設けられ、エポキシ樹脂等のモールド樹脂35でモールドされている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
図7中、リードフレーム31は、銅等の金属よりなり、二本の電源用リード31aと一枚のプレート31bとで構成される。プレート31bは、矩形の板状を呈し、電源用リード31aは、屈曲してバスバー部20の一端側にそれぞれ接合されている。四つのパワー部32および制御部33はそれぞれプレート31b上に半田付けによって接合されている。
In FIG. 7, the lead frame 31 is made of a metal such as copper, and includes two power supply leads 31a and one
パワー部32は、MOSFETよりなり、パワー用リード32aおよび第二バスバー部22を介してグロープラグ4a〜4dに電気的に接続される。具体的には、図9に示すように、各パワー部32は、スイッチング素子である3端子プレーナ型のMOSFETよりなる。パワー部32は、プレート31bに固定される面から上方に向かって、ドレイン321、ゲート322、ソース323の順に端子が配置される。ドレイン321はリードフレーム31に半田付け等によって接合固定され、両者が電気的に接続されている。ゲート322は制御部33とワイヤーボンディングよって電気的に接続されており、制御信号に基づいて制御部33からゲート322にゲート電圧が加えられる。ソース323は四本のパワー用リード32aの一端側にそれぞれワイヤーボンディングにより電気的に接続されている。そして、パワー用リード32aの他端側は、第二バスバー部22の一端側と接合されており、パワー部32と第二バスバー部22とが電気的に接続されている。このような構成により、電源3からリードフレーム31に供給される電流は、パワー部32のスイッチングにより、所定のタイミングでグロープラグ4a〜4dに通電される。
The
制御部33は、パワー部32とそれぞれワイヤーボンディングによって電気的に接続され、電子制御装置5から送られてくる制御信号に基づいて、四つの各パワー部32に位相をずらして信号を伝達することで、所定のタイミングで四つのパワー部32のスイッチングを制御する。
The
また、マルチチップモジュール30には、内部のリードフレーム31と外部の第一バスバー部21とを電気的に接続する電源用リード31a、内部のパワー部32と第二バスバー部22とを電気的に接続する四本のパワー用リード32a、および内部の制御部33と外部の第三バスバー部23とを電気的に接続する八本の制御用リード33aが、モールド樹脂35から外側に突出して設けられている。ここで、電源用リード31a、パワー用リード32a、制御用リード33aは、本発明請求項に記載のリードに相当する。
The
電源用リード31aは、矩形箱状のモールド樹脂35の側方からハウジング10の側部10aに向かって突出して、電源3に接続する第一バスバー部21の一端側にそれぞれ抵抗溶接されている。パワー用リード32aも、電源用リード31aと同様、側部10aに向かって突出して、グロープラグ4a〜4dに接続する第二バスバー部22の一端側にそれぞれ抵抗溶接されている。また、制御用リード33aは、モールド樹脂35の側方から側部10cに向かって突出する制御用リード33aは、電子制御装置5に接続する第三バスバー部23の一端側にそれぞれ抵抗溶接されている。そして、マルチチップモジュール30は、各リード31a、32a、33aと、バスバー部20との接合により、ハウジング10に支持されている。
The
図10は、図5のA−A断面図であり、ハウジング10内に収容された各構造部を示す図面である。図10に示すように、ハウジング10の橋絡部10fには、下方に突出する二本の略円柱状の突起部40(本発明請求項に記載の距離調整部材に相当)が橋絡部10fと一体に形成されており、該突起部40の端面は、ヒートシンクの平面Xと直接当接している。また、ハウジング10に支持されるマルチチップモジュール30は、突起部40により、橋絡部10fに位置決めされている。なお、図10に示されるマルチチップモジュール30の上面30a(本発明請求項に記載の第一主面に相当する。)は、対向する橋絡部10fの下面100f(本発明請求項に記載の第二主面に相当する。)と当接し、各リード31a、32a、33aとバスバー部20とを、上面30aと橋絡部10fの下面100fとが当接する当接面に垂直な方向に溶接することによって、上面30aと下面100fとを密接させることが好ましい。これにより、上面30aおよび下面100fの当接状態の製造バラつきが低減され、突起部40の端面と平面Xとの当接状態のバラつきも低減される。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5 and shows the respective structural parts accommodated in the
突起部40は、マルチチップモジュール30のモールド樹脂35の厚みよりも長く形成されている。
The
以下、突起部40の奏する効果を述べる前に、グロープラグ通電制御装置6の製造方法を記す。
Hereinafter, a method for manufacturing the glow plug
図11に示すように、まず、ハウジング10にマルチチップモジュール30を取り付ける。マルチチップモジュール30のモールド樹脂35には、その長手方向の側面の中央部分に、厚み方向に沿って係合部35aが形成されており、該係合部35aと突起部40とが係合することによって、マルチチップモジュール30は、橋絡部10fに位置決めされる。その後、各リード31a、32a、33aとバスバー部20とを接触させながら大電流を通電することで、各リード31a、32a、33aとバスバー部20とをそれぞれ抵抗溶接する。
As shown in FIG. 11, first, the
続いて、接着工程にて、ヒートシンク11の内面に、二種類の接着剤を塗布する。ヒートシンク11の内面のうち、マルチチップモジュール30とヒートシンク11とを接着固定する平面Xには、たとえばCY−52−333(東レ株式会社製)等の接着剤Aをマルチチップモジュール30の底面30bと等しい面積に一様に塗布する。一方、ハウジング10の側部10a〜10dとヒートシンク11とを接着固定する平面Yには、放熱性の高い接着剤、たとえばSE1714(東レ株式会社製)等の接着剤Bを塗布する。なお、平面Xおよび平面Yはともに、凹凸のない平滑面である。このとき、図12(a)に示すように、ヒートシンク11上に実際に塗布される接着剤A、Bの厚みをそれぞれt1、t2とする。ここで、t1、t2は、製品毎に塗布される接着剤A、B全体の厚みの平均値である。
Subsequently, two types of adhesives are applied to the inner surface of the
そして、接着剤Aおよび接着剤Bが塗布されたヒートシンク11にハウジング10を収容するとともに、平面Xおよび平面Yにそれぞれマルチチップモジュール30の底面30b、およびマルチチップモジュール30を間接的に支持する側部10a〜10dの端面をそれぞれ接着固定する。上記接着工程と並行して行なわれる当接工程では、所定の圧力、たとえば10〜50Nを加え、突起部40の端面はヒートシンク11の平面Xに接着剤A、Bを介さずに当接させる。上記所定の圧力が加わることにより、当接工程後、図12(b)接着剤A、Bの厚みの平均値は、t1´、t2´となる。
The
その後、ハウジング10の側部10a〜10dで囲まれた空間内の電気回路を防水、防湿するために、ゲル状シリコン系樹脂または良熱伝導性を有する充填剤含有シリコン樹脂、またはエポキシ樹脂またはゲル(図示せず)を充填し、最後に蓋部10eによってハウジング10を水密に封止する。以上の製造工程により、ハウジング10とヒートシンク11とが接着固定されたグロープラグ通電制御装置6が完成する。
Thereafter, in order to waterproof and moisture-proof the electric circuit in the space surrounded by the
上述の当接工程において、橋絡部10fから下方に向かって、マルチチップモジュール30の厚みよりも長く突出する突起部40の端面は、ヒートシンク11の平面Xに直接当接する。これにより、マルチチップモジュール30内のパワー部32の放熱性を確保するために高精度の管理を必要とする接着剤Aの厚みを精度良く管理することができる。
In the above-described abutting step, the end surface of the protruding
具体的には、上記接着工程および当接工程において、ハウジング10に支持されたマルチチップモジュール30をヒートシンク11に接着固定する際、突起部40がヒートシンク11の平面Xに当接する。すなわち、ヒートシンク11の平面Xとマルチチップモジュール30の底面30bとの対向距離の平均値をDとすると、対向距離Dは、突起部40の長さからマルチチップモジュール30の厚さを減じた値として、構造から一義的に決まる。このように、突起部40を設けることで対向距離Dを決定することにより、少なくとも平面Xとマルチチップモジュール30の底面30bとの間に塗布される接着剤Aの厚みt1が対向距離Dよりも大きければ、当接工程後の接着剤Aの厚みt1´は対向距離Dに等しくなる。よって、接着剤Aの厚みt1´は接着工程時において加わる圧力のバラつき、温度等の影響を受けることがないため、精度良く管理される。
Specifically, when the
さらに詳しくは、接着工程時に塗布する接着剤Aの厚みt1、および接着剤Bの厚みt2に関して、それぞれ50μm程度の公差±d1、±d2を考慮し、接着剤Aの厚みの狙い値T1を、T1>D+d1と設定する。このように、接着剤Aの厚みの狙い値T1が、T1>D+d1の関係を満たすことにより、マルチチップモジュール30の底面30bとヒートシンク11の平面Xとが確実に接着され、且つ接着後の接着剤Aの厚みt1´は、対向距離Dに準拠する。なお、突起部40の長さも成形時に寸法公差±d3が発生するが、構造体である突起部40の寸法公差d3は、組付け時の圧力、温度、塗布量等の様々な要因が絡み合って発生する上記の公差d1、d2と比べて管理が容易であり、対向距離Dは接着剤A、Bの厚みと比べて精度良く管理することができる。したがって、マルチチップモジュール30とヒートシンク11とは、対向距離Dに準じた厚みt1´の接着剤Aによって確実に接着固定されることから、厚みt1´のバラつきを抑制することが可能となる。以上より、マルチチップモジュール30内の特に、アフターグローのために長時間、たとえば20〜30分グロープラグ4a〜4dに通電する場合にも、パワー部32で発生する熱は、接着剤Aを介してヒートシンク11に効率よく伝達される。よって、パワー部32は所望の性能を発揮し続けることができる。
More specifically, with respect to the thickness t1 of the adhesive A applied during the bonding process and the thickness t2 of the adhesive B, the tolerance values ± d1 and ± d2 of about 50 μm are taken into consideration, and the target value T1 of the thickness of the adhesive A is determined. Set T1> D + d1. Thus, when the target value T1 of the thickness of the adhesive A satisfies the relationship of T1> D + d1, the
なお、接着工程において塗布される接着剤Bの厚みt2および当接工程後の接着剤Bの厚みt2´は、上記製造工程において、突起部40がヒートシンク11の平面Xに当接すると同時に側部10a〜10dの端面とヒートシンク11の平面Yとが接着固定可能な厚みで、尚且つ該厚みが当接工程において突起部40とヒートシンク11の平面Xとの当接に干渉しない値に設定することを必要とする。
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の実施形態に適用することが出来る。
Note that the thickness t2 of the adhesive B applied in the bonding process and the thickness t2 ′ of the adhesive B after the contacting process are the same as the side part at the same time that the
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not construed as being limited to such an embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the spirit of the present invention. .
たとえば、上記実施形態では突起部40をハウジング10の橋絡部10fと一体に形成したが、図13に示すように、突起部40をヒートシンク11と一体的に形成し、該突起部40の端面をハウジング10の橋絡部10fの下面100fに当接させてもよい。同様にして、図14に示すように、マルチチップモジュール30のモールド樹脂35と一体にL字状の突起部40を形成し、該突起部40の端面がヒートシンク11の平面Xに当接させてもよい。以上のように、突起部40は、マルチチップモジュール30の底面30bと平面Xとの対向距離を決定しさえすれば、その形状に特に制限はない。また、接着後の接着剤Aの厚みt1´も対向距離Dによって決まる範囲であれば、突起部40の本数、突出位置にも特に制限はない。
For example, in the above embodiment, the
また、接着後の接着剤Aの厚みt1´が対向距離Dによって決まるのであれば、突起部40の端面とヒートシンク11の内面とが当接する平面と、接着剤Aが塗布される平面Xとが同一平面上になくてもよい。たとえば、図15に示すように、突起部40の端面とヒートシンク11の内面とが当接する平面を、接着剤Aが塗布される平面Xより窪んだ凹部11c内とし、突起部40を該凹部11cに嵌合してヒートシンク11に対する突起部40の取り付け位置を位置決めする。突起部40は凹部11cの底面に当接することで、マルチチップモジュール30の底面30bとヒートシンク11の平面Xとの間に介在する接着剤Aの厚みt1´が自ずと決まるため、30b接着剤Aの厚みt1´の製造工程におけるバラつきが低減される。よって、パワー部32所望の性能を発揮し続けることができる。
Further, if the thickness t1 ′ of the adhesive A after bonding is determined by the facing distance D, a plane where the end face of the
またさらに、上記実施形態では、グロープラグ通電制御装置6の電気回路を主としてバスバー部20とマルチチップモジュール30で構成したが、バスバー部20に代えて、セラミック基板(図示せず)の下面にマルチチップモジュール30を実装し、且つ該セラミック基板をハウジング10が支持する構成のグロープラグ通電制御装置6であっても上記実施形態と同様の効果が得られる。
Furthermore, in the above embodiment, the electric circuit of the glow plug
上記実施形態では、図8に示すように、モールド樹脂35の長手方向の側面の中央部分に、厚み方向に沿って係合部35aを形成して、該係合部35aと突起部40とを係合してマルチチップモジュール30の位置決めを行なったが、図16に示すように、モールド樹脂35の長手方向に垂直な側面の中央部分に係合部35aを形成し、該係合部35aと突起部40とを係合させて、マルチチップモジュール30の位置決めを行なってもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 8, the engaging
以上の他、請求項に規定する範囲内であれば、グロープラグ通電制御装置6の構造は、適宜変更可能である。
In addition to the above, the structure of the glow plug
1…エンジン
2…キースイッチ
3…電源
4a,4b,4c,4d…グロープラグ
5…電子制御装置
6…グロープラグ通電制御装置
10…ハウジング(樹脂部材)
10a,10b,10c,10d…側部
10e…蓋部
10f…橋絡部
100f…下面(第二主面)
101…第一コネクタ部
102…第二コネクタ部
103…第三コネクタ部
104…第四コネクタ部
11…ヒートシンク(放熱部材)
11a…板部
11b…フィン
11c…凹部
20…バスバー部
21…第一バスバー部
312…突出部
22…第二バスバー部
23…第三バスバー部
30…マルチチップモジュール
30a…上面(第一主面)
30b…底面
31…リードフレーム
31a…電源用リード
31b…プレート
32…パワー部
32a…パワー用リード
321…ドレイン
322…ゲート
323…ソース
33…制御部
33a…制御用リード
35…モールド樹脂
35a…係合部
40…突起部40
DESCRIPTION OF
10a, 10b, 10c, 10d ...
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
30b ... Bottom 31 ... Lead
Claims (8)
前記回路部と接着剤で接着固定され、前記接着剤を経由して前記回路部から伝達される熱を外部に放散する放熱部材と、
前記回路部を支持するとともに前記放熱部材と接着固定される樹脂部材と、
前記樹脂部材と前記放熱部材との間に設けられ、前記回路部と前記放熱部材との対向距離を調整する距離調整部材と、
一端側が、前記回路部に設けられるリードと接合され、他端側が前記電源、前記電子制御装置、および前記グロープラグと接続するターミナルとなって、前記電源、前記電子制御装置、および前記グロープラグと前記回路部とを電気的に接続するバスバー部とを有し、
前記回路部の第一主面は、対向する前記樹脂部材の第二主面と当接し、且つ前記リードと前記バスバー部とは、前記第一主面と前記第二主面との当接面に垂直な方向に溶接されることにより、前記第一主面が前記第二主面とが密接していることを特徴とするグロープラグ通電制御装置。 A circuit unit having a power unit that switches energization to the glow plug by power supply from a power source and a control unit that transmits an energization signal to the glow plug based on a control signal generated by the electronic control unit to the power unit at a predetermined timing When,
A heat dissipation member that is bonded and fixed to the circuit portion with an adhesive, and dissipates heat transmitted from the circuit portion via the adhesive to the outside.
A resin member that supports the circuit portion and is bonded and fixed to the heat dissipation member;
A distance adjusting member provided between the resin member and the heat radiating member, and adjusting a facing distance between the circuit portion and the heat radiating member ;
One end side is joined to a lead provided in the circuit unit, and the other end side is a terminal connected to the power source, the electronic control unit, and the glow plug, and the power source, the electronic control unit, and the glow plug A bus bar portion that electrically connects the circuit portion,
The first main surface of the circuit portion is in contact with the second main surface of the resin member that is opposed, and the lead and the bus bar portion are contact surfaces of the first main surface and the second main surface. A glow plug energization control device , wherein the first main surface is in close contact with the second main surface by welding in a direction perpendicular to the first main surface .
前記当接工程と並行して、所定の圧力を加えて前記樹脂部材と前記放熱部材、および前記回路部と前記放熱部材とをそれぞれ接着固定する接着工程と
を少なくとも有することを特徴とするグロープラグ通電制御装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the glow plug electricity supply control device as described in any one of Claims 1 thru | or 7, Comprising: After apply | coating the said adhesive agent to the said heat radiating member, the said distance adjustment member is attached to the said resin member or the said heat radiating member. An abutting step for abutting;
In parallel with the abutting step, a bonding step of applying a predetermined pressure to bond and fix the resin member and the heat radiating member, and the circuit portion and the heat radiating member, respectively.
Method of manufacturing features and to Heidelberg Ropuragu electrification control apparatus to have at least a.
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