(57)【要約】【課題】電子装置の放熱性と軽量化の両立を図る。【解決手段】ＥＣＵ１には、ケース２に各種素子群１５（発熱部）が実装されたプリント基板１０が収容されている。ＥＣＵ１のケース２を、低比重の生分解性プラスチックを含む材料により形成し、生分解性プラスチックには、炭素を添加し、かつ架橋処理を行うことで熱伝導性を高めたポリ乳酸を用いる。これをもってケース２の軽量化を実現し、かつ熱伝導性を高めることにより、プリント基板１０に実装された各種素子群１５から発生する熱を、ケース２を介して効率よく放熱できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部を有するプリント基板と、
このプリント基板を収容し、前記プリント基板に伝熱可能な状態で接触するケースとを備え、
前記ケースのうち少なくとも前記プリント基板との接触部分を含む領域は、放熱材と生分解性プラスチックとを含んだ材料にて構成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記ケースの外面の少なくとも一部は、耐水性を有する保護層によっておおわれていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記放熱材は炭素繊維であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）はケース内にプリント基板を収容した構成となっている。プリント基板には各種電子部品が実装されており、その中にはパワートランジスタ等、発熱を伴うものも多くある。このため、ケースのうち放熱に関与する部分は金属材料によって形成されることが多かった。このような技術を開示するものとして、例えば、下記特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一部とは言え、ケースが金属材料によって形成され、所定の熱容量を付与するために相当程度に肉厚となっているため、軽量化の点では改善の余地があった。また、ケースにおける他の部分は合成樹脂材によって形成されるが、近年では廃棄に際して環境への配慮が要請されることから、こうした点も併せて検討されねばならない。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、放熱性に優れ、かつ環境に配慮しつつ軽量な電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子装置は、
発熱部を有するプリント基板と、
このプリント基板を収容し、前記プリント基板に伝熱可能な状態で接触するケースとを備え、
前記ケースのうち少なくとも前記プリント基板との接触部分を含む領域は、放熱材と生分解性プラスチックとを含んだ材料にて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この構成によれば、ケースの少なくとも一部を従来と比較して比重の小さい生分解性プラスチックによって形成できる為、環境に配慮しつつ、電子装置全体の軽量化に寄与できる。また、プリント基板の発熱部において発生した熱はケース中の放熱成分によって外部に放出されるため、放熱性を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例におけるＥＣＵの断面図
【図２】第２実施例におけるＥＣＵの断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１） 本発明の電子装置は、
前記ケースの外面の少なくとも一部は、耐水性を有する保護層によっておおわれている構成とすることが好ましい。
この構成によれば、耐水性に乏しい生分解性プラスチックを含むケースの外面に耐水性を有する保護層を形成することによってケースを防水することが可能となる。
（２） 本発明の電子装置は、
前記放熱材は炭素繊維である構成とすることが好ましい。
この構成によれば、電子装置のケースに放熱材として炭素繊維を加えることにより、熱伝導性が飛躍的に向上するため、ケースの放熱性を高めることが可能となる。
【００１０】
次に、本発明の電子装置を具体化した実施例１、２について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
＜実施例１＞
本実施例の電子装置に該当する自動車のＥＣＵ１（電子制御装置）はケース２を構成するカバー部３とベース部４を備え、ケース２の内部にはプリント基板１０が収容されている。また、ケース２内に収容されるプリント基板１０には、図１に示すように、自動車制御用のマイコンチップ１１、抵抗器１２、コンデンサ１３、パワートランジスタ１４等の各種素子群１５が実装されている。マイコンチップ１１及びパワートランジスタ１４の上部には各素子にて発生する熱を放熱する放熱フィン４０が取り付けられている。
【００１２】
カバー部３は、下方へ開口する箱状に形成され、第１構成体８Ａとその外面を覆う第２構成体９Ａ（保護層）とを二色成形によって一体化した状態で構成されている。第１構成体８Ａはポリ乳酸を主成分とした生分解性プラスチックにて構成されている。本実施例では熱伝導性を高める為に、第１構成体の成形時において放熱材としての炭素（炭素粉末あるいは炭素繊維）が結合剤と共に添加される。その結果、炭素繊維がポリ乳酸中で網目状に結合（架橋処理）した構造が得られている。
【００１３】
第２構成体９Ａは低比重のアルミニウム合金製の金属薄板により構成されている。第１構成体８Ａであるポリ乳酸は耐水性が劣ることから、カバー部３を構成する材料として単体で用いることはせず、図１に示すように、第１構成体８Ａを第２構成体９Ａである金属薄板にて覆うことにより防水が図られている。但し、第２構成体９Ａは一定の強度を確保するのに必要な最終限度の肉厚に留めてあり、ケース２の軽量化を阻害しないようにしてある。
【００１４】
ベース部４は図１に示すように、プリント基板１０の直下に隣接して配されてケース２の下面を構成し、カバー部３の下面を塞ぐことができるように形成されている。ベース部４もカバー部３同様に第１構成体８Ｂと、第２構成体９Ｂとを二色成形によって一体化に形成されている。従来、ベース部４に放熱性が高く高比重である銅合金等の金属が用いられてきたが、第１構成体８Ｂ及び第２構成体９Ｂからなるベース部４は従来の金属製の放熱部材並みの熱伝導性を有し、かつ低比重であることから軽量性にも優れる。なお、ベース部４は隣接するプリント基板１０に実装された各種素子群１５からの発熱を放熱する部材であるため、ベース部４の第１構成体８Ｂにおける炭素添加量をカバー部３のそれ（第１構成体８Ａ）に比べて増やすことにより、熱伝導性をできるだけ高めておくのが望ましい。
【００１５】
カバー部３には、ＥＣＵ１と外部の配線（図示しない）とを接続するためプラスチック製のコネクタ２０が取り付けられている。図１に示す通り、コネクタ２０はカバー部３に設けられたコネクタ用窓に嵌め込まれており、コネクタ用窓より露出している部分に外部から他のコネクタが接続可能となっている。また、コネクタから引き出された配線２８は、プリント基板２０に転写されている導電路に半田付けによって接続されている。なお、コネクタ２０は石油由来のプラスチックであるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる。
【００１６】
また、カバー部３の天井面には、プリント基板１０に実装された各種素子群１５から発生する熱がこもらないように通気口２４を有する通気口パーツ２１が取り付けられている。図１に示すように通気口パーツ２１はカバー部３に設けられた取付け穴より嵌めこみが可能である。通気口パーツ２１もコネクタ２０同様に石油由来のプラスチックであるＰＢＴからなる。通気口２４は通気口パーツ２１の中央部を貫通して複数設けられており、空気は透過させるが、水は透過させない性質を持つフィルタ２３が通気口２４をケース２の内側から覆っている。このフィルタ２３により、ケース２内に水が進入するのを防ぐことができる。また、通気口パーツ２１の挿入方向（後方）の先端部には内外方向に弾性変形可能である係止爪２５が設けられている。これら係止爪２５か取付け穴の孔縁に弾性係止することによって、通気口パーツ２１全体の取り付けがなされる。
【００１７】
次に、実施例１の作用効果を説明する。
【００１８】
ＥＣＵ１における発熱源は、プリント基板１０に実装された各種素子群１５であるが、その中でも特にマイコンチップ１１及びパワートランジスタ１４からの発熱が大部分を占める。マイコンチップ１１はプリント基板１０に裏面全面が直に接していることから、マイコンチップ１１からの発熱は、プリント基板１０を介してベース部４から放熱される。この場合、ベース部４は共に放熱性の高い第１構成体８Ｂ及び第２構成体９Ｂによって構成されているため、効率よく放熱される。パワートランジスタ１４については、接続端子はプリント基板１０に接続しているものの、発熱部分はプリント基板１０に直に接していない為、ベース部４からの放熱は必ずしも十分ではない。マイコンチップ１１もそうであるが、パワートランジスタ１４の直上には放熱フィン４０が配されているため、パワートランジスタ１４で発生する熱は、ベース部４からの放熱に加え放熱フィン４０を介してケース２内に放熱されることになる。しかしながら、空気の粘性は高いため、上述したケース２内に放熱された熱についてはケース２内にこもる虞がある。
【００１９】
この対策として、ケース２内に熱がこもらないように、カバー部３に通気口２４を設けるとともに、次のような対策を講じている。すなわち、本実施例においては、カバー部３についても、ベース部４と同様に放熱性の高い第１構成体８Ａ及び第２構成体９Ａにて構成することで、カバー部３自体を放熱材として機能させ、ケース２内にこもる熱に対する放熱性を高めている。
【００２０】
以上、本実施例によれば、低比重で放熱性の高い第１構成体８をベース部４及びカバー部３からなるケース２に用いることにより、従来のベース部４に用いられる金属部材並みの放熱性を維持しつつ、ＥＣＵ１のケース２において大幅な軽量化が可能となる。また、ケース２の外面を第２構成体９により覆うことでケース２に防水機能を付与できる。その場合において、第２構成体９Ａ，９Ｂは必要最小限の肉厚に留めてあるため、重量増は最小限度に抑制されている。
【００２１】
また、ケース２は生分解性を有する第１構成体８にて形成されているため、廃棄の際、培地等に埋入させておくことで生分解が可能である。これによりＥＣＵ１の中のプリント基板１０及び各種素子群１５のみを容易に回収して再利用することが可能となる。
【００２２】
＜実施例２＞
図２には、本実施例の電子装置に該当する自動車のＥＣＵ１の断面図が示されている。上述した実施例１との相違点は、マイコンチップ１１及びパワートランジスタ１４に放熱フィン４０を形成していない点、及びパワートランジスタ１４に放熱部材４１を接触させてカバー部３への放熱経路を形成するようにした点である。
【００２３】
すなわち、第１構成体８と同じ材料で構成される放熱部材４１を、プリント基板の装着後においてカバー部の内壁に取り付けるようにし、プリント基板１０に実装されているパワートランジスタ１４の上面全面にばね力をもって接触できるようにしている。
【００２４】
なお、放熱部材４１はアルミニウム合金等の熱伝導性に優れる金属材料によって形成するようにしてもよい。また、図示はしないが、マイコンチップ１１に対しても上記と同様の放熱構造を適用するようにすることが可能であるのは勿論である。
【００２５】
実施例２によれば、発熱の激しいパワートランジスタ１４からの熱を、放熱部材４１を用いることで、空気による伝熱に比較して高い伝熱機能を得ることができるため、ケース２内に熱がこもりにくく、放熱効率をより一層高めることが可能となる。
【００２６】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、ケースを生分解性プラスチックであるポリ乳酸（ＰＬＡ）を主成分として成形しているが、これに制限されることなく、生分解性プラスチックと石油由来のプラスチックとの混合物を用いて成形しても良い。
（２）上記実施例では、生分解性プラスチックとして炭素繊維を含有するポリ乳酸（ＰＬＡ）を用いたが、これに制限されることなく、他にもポリカプロラクトン（ＰＬＣ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、変性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カゼイン、変性澱粉等を用いることができる。
（３）上記実施例では、保護層をアルミニウム合金としたが、これに制限されることなく、他の金属材料も適用できる。
（４）上記実施例では、ケースを生分解性プラスチックと保護層（第２構成体）により形成したが、生分解性プラスチックのみで形成しても良い。
（５）上記実施例では、ケースを生分解性プラスチック及び保護層（第２構成体）の二色成形により形成したが、生分解性プラスチックを基板として、保護層材料を蒸着やスパッタリング、メッキなどにより成膜して構成しても良い。
（６）上記実施例では、プリント基板にマイコンチップ、抵抗器、コンデンサ及びパワートランジスタを実装したが、これに制限されることなく、その他のＩＣチップやインダクタ、リアクトル、圧電素子等の受動素子、ダイオード、サイリスタ、ＬＤ、ＬＥＤ等の能動素子を実装しても良い。
（７）上記実施例では、１枚のプリント基板をケース内に収容し、電子装置を構成したが、複数枚のプリント基板をケース内に収容し、電子装置を構成しても良い。
（８）上記実施例では、電子装置にプリント基板とケースからなるＥＣＵ（電子制御装置）を例示したが、プリント基板とケースからなるＰＤＵ（動力駆動装置）、ジョイントボックス等にも適用できる。
（９）放熱フィン、コネクタ及び通気孔パーツを生分解性プラスチックにて形成しても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１…ＥＣＵ（電子装置）
２…ケース
８…第１構成体（生分解性プラスチック）
９…第２構成体（保護層）
１０…プリント基板
１５…各種素子群（発熱部）
【図１】
2014082290.tif 000003
【図２】
2014082290.tif 000004