(57)【要約】【課題】電子制御装置における回路基板上に散在して配置されている発熱を伴う電子部品を、効率的に冷却することができる車載用電子制御装置の放熱装置を提供する。【解決手段】放熱を必要する少なくとも１つ以上の電子部品２を有する電子回路と、この電子回路を実装する回路基板１と、この回路基板１を装着し、前記電子部品の熱を、外気へ放熱するための筐体３とを備えた車載用電子制御装置の放熱装置において、空気流れ方向Ａに沿って幅が平行で、前記電子部品２がその下流側に対応するような第１の流路を形成する第１の放熱部材４と、この第１の放熱部材４の上流側に連結し空気流れ方向に沿って幅が漸次狭くなる第２の流路とを形成する第２の放熱部材５とを、前記筐体３の反回路基板側がわ面に一体に形成した。【選択図】図１
2008186956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱を必要する少なくとも１つ以上の電子部品を有する電子回路と、この電子回路を実装する回路基板と、この回路基板を装着し、前記電子部品の熱を、外気へ放熱するための筐体とを備えた車載用電子制御装置の放熱装置において、
空気流れ方向に沿って幅が平行で、前記電子部品がその下流側に対応するような第１の流路を形成する第１の放熱部材と、この第１の放熱部材の上流側に連結し空気流れ方向に沿って幅が漸次狭くなる第２の流路とを形成する第２の放熱部材とを、前記筐体の反回路基板側がわ面に一体に形成したことを特徴とする車載用電子制御装置の放熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用電子制御装置の放熱装置において、
前記第２の流路の上流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って平行な第３の流路を形成する第３の放熱部材を設けたことを特徴とする車載用電子制御装置の放熱装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用電子制御装置の放熱装置において、
前記第１の流路の下流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って幅が漸次広くなる第４の流路を形成する第４の放熱部材を設けたことを特徴とする車載用電子制御装置の放熱装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の車載用電子制御装置の放熱装置において、
前記放熱部材は、板状体であることを特徴とする車載用電子制御装置の放熱装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の車載用電子制御装置の放熱装置において、
前記放熱部材は、断面が半円筒体であることを特徴とする車載用電子制御装置の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置の放熱装置に係り、更に詳しくは、車載用の電子制御装置の放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、特に半導体チップを冷却する冷却装置として、導入流路の断面積を徐々に狭くして、その下流側を冷却流路部に接続し、この冷却流路部の上流側に、発熱部品を対応して配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２５３６６号公報（段落００２７−００２９．図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載用の電子制御装置は、多機能化と性能向上のために、発熱を伴う電子部品がその回路基板上に散在して配置されている。
【０００５】
一方、車載用の電子制御装置は、特に、近年はエンジンルーム内への実装が求められている背景から、気密性が必要であり、電子部品に直接外気を導くための開口部を設けることは困難である。また、小型軽量化、低コスト化の要求を満たすためには、強制空冷のためのファンを設置することも困難である。
【０００６】
したがって、電子制御装置内の発熱を伴う電子部品の熱を、筐体へ一度伝えた後に、筐体から外気へ放熱するという手段をとる必要があり、筐体から外気への熱伝達率の向上が必要であるが、前述した回路基板上に散在して配置されている発熱を伴う電子部品を、効率的に冷却する方策が要求されている。
【０００７】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、電子制御装置における回路基板上に散在して配置されている発熱を伴う電子部品を、効率的に冷却することができる車載用電子制御装置の放熱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】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明は、放熱を必要する少なくとも１つ以上の電子部品を有する電子回路と、この電子回路を実装する回路基板と、この回路基板を装着し、前記電子部品の熱を、外気へ放熱するための筐体とを備えた車載用電子制御装置の放熱装置において、空気流れ方向に沿って幅が平行で、前記電子部品がその下流側に対応するような第１の流路を形成する第１の放熱部材と、この第１の放熱部材の上流側に連結し空気流れ方向に沿って幅が漸次狭くなる第２の流路とを形成する第２の放熱部材とを、前記筐体の反回路基板側がわ面に一体に形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記第２の流路の上流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って平行な第３の流路を形成する第３の放熱部材を設けたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、第３の発明は、第２の発明において、前記第１の流路の下流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って幅が漸次広くなる第４の流路を形成する第４の放熱部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記放熱部材は、板状体であることを特徴とする。
【００１２】
さらに、第５の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記放熱部材は、断面が半円筒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車載用の電子制御装置の放熱効率を向上させることができるので、電子制御装置をより高い環境温度下、および／または、より大きな発熱条件下まで使用することができる。その結果、車載用の電子制御装置の作動条件が拡大し、その性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の実施の形態を図面を用いて説明する。  図１及び図２は、本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第１の実施の形態を示すもので、図１は平面図、図２はその正面図である。これらの図において、１は回路基板、２は、回路基板１上に実装された電子回路に接続する電子部品で、この電子部品は発熱体であり、放熱の対象部品となる。この電子部品２は電気回路の構成上、回路基板１上に散在して実装されている。この例では、図１の左右方向の両側に位置する電子部品２は、空気の流れ方向Ａに対して回路基板１上の下流側に、また、図１の左右方向の中間に位置する電子部品２は、空気の流れ方向Ａに対して回路基板１上の上流側に、配置されている。
【００１５】
３は筐体で、この筐体の裏面側には、回路基板１がシート又は接着材等の熱伝導体１６を介してねじにより固定されている。筐体３上には、放熱を必要とする電子部品のための放熱部材が一体に形成されている。この成形は、例えばアルミダイキャストあるいはアルミダイキャストを機械加工することで製作できる。
【００１６】
放熱部材はこの例では、隣り合う２つを一組として、外気が通流できる流路を形成する平坦な板状の放熱フィンで構成されている。具体的には、図１に示す回路基板１の左右方向及び空気流れ方向Ａの中間部に位置する電子部品２に対しては、空気流れ方向Ａに沿って幅が平行で、電子部品２がその下流側に対応するような第１の流路を形成する第１の放熱フィン４，４と、この第１の放熱部材４，４の上流側に連結し空気流れ方向Ａに沿って幅が漸次狭くなる第２の流路とを形成する第２の放熱フィン５，５と、この第２の放熱フィン５，５の上流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って平行な第３の流路を形成する第３の放熱フィン６，６と、第１の放熱フィン４，４の下流側部に、その幅が空気流れ方向Ａに沿って幅が漸次広くなる第４の流路を形成する第４の放熱フィン７，７と、この第４の放熱フィン７，７の下流側部に、その幅が空気流れ方向Ａに沿って平行な第５の流路を形成する第５の放熱フィン８，８とを、筐体３の反回路基板側がわ面に一体に形成している。
【００１７】
また、図１に示す回路基板１の左右方向の両側及び空気流れ方向Ａの下流部に位置する電子部品２に対しては、空気流れ方向Ａに沿って幅が平行で、電子部品２がその下流側に対応するような第１の流路を形成する第１の放熱フィン９，９と、この第１の放熱フィン９，９の上流側に連結し空気流れ方向Ａに沿って幅が漸次狭くなる第２の流路とを形成する第２の放熱フィン１０，１０と、この第２の放熱フィン１０，１０の上流側部に、その幅が空気流れ方向に沿って平行な第３の流路を形成する第３の放熱フィン１１，１１とを、筐体３の反回路基板側がわ面に一体に形成している。
【００１８】
上述した第３の放熱フィン６，６及び第３の放熱フィン１１，１１は、それぞれ第２の放熱フィン５，５及び第２の放熱フィン１０，１０によって形成される第２の流路への空気の導入を良好にさせる機能を有している。また、第４の放熱フィン７，７及び第５の放熱フィン８，８によって、流路幅を下流に向かうに従って再び広く形成しているのは、流路幅の狭い部位が続くことによって、逆に空気の流通抵抗となり、流速が低下することを防止するためのものである。つまり、発熱部品２の熱を受熱した空気を速やかに下流側に移動させる機能を発揮させるためのものである。
【００１９】
上述した筐体１は、自動車に搭載されるが、その際、放熱フィンの方向が、自動車に搭載時に期待できる空気等の流体の流れ方向Ａと略同方向となるように配置される。
【００２０】
次に、上述した本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第１の実施の形態を、図１及び図２を用いて説明する。  
搭載した自動車の走行により、空気等の流体の流れが、図１に示すようにＡ方向（図１の下から上方向）に発生する。この空気流は、第３の放熱フィン６，６及び１１，１１間の第３の流路にそれぞれ導入された後、第２の放熱フィン５，５及び１０，１０間の空気流れ方向Ａに沿って幅が漸次狭くなる第２の流路で、その速度が増加されて、第１の放熱フィン４，４及び９，９間の空気流れ方向Ａに沿って幅が平行で、電子部品２が対応して位置する第１の流路を通過し、筐体３の上壁面に伝達されている電子部品からの熱を、吸収し下流側に流出する。これにより、電子部品の熱を最も受ける筐体３の部位を効率的にかつ積極的に冷却し、放熱効率を向上する。
【００２１】
上述したように、放熱フィンの形状は、一組の放熱フィンのペアが形成する流路の中心を通り、流路を形成するフィンと並行な仮想的な面に対して対称となっている。このように、フィン形状を流路の中心を通る面に対して対称とすることで、流路形状が非対称な場合よりも流路幅変更前後の幅の差をより大きくできるため、より大きな流速を得られる。また、流路を形成する２つの放熱フィン周りの流速が最大となる位置を一致させることができるため、非対称な流路による冷却効果の向上よりも大きな冷却効果を得られる。その結果、電子制御装置をより高い環境温度下、および／または、より大きな発熱条件下まで使用することができ、車載用の電子制御装置の作動条件が拡大し、その性能を向上させることができる。
【００２２】
なお、上述の実施の形態においては、第１の放熱フィン４，４及び９，９によって形成される第１の流路毎の最大流速位置と発熱を生じる電子部品２の位置とが一致するように、電子部品の位置または流路形状を決定し、流路毎の電子部品２を１個とすることで、その熱源を分散できると同時に、電子部品２を最大流速位置と一致させることで各電子部品２の熱を効率よく放熱できるように構成したが、２つ以上の電子部品２を１つの流路内の最大流速位置に対応配置するように構成することも可能である。
【００２３】
図３は、本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第２の実施の形態を示す平面図である。この図において、図１及び図２の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、図１及び図２に示す実施の形態における第２の放熱フィン５，５と第３の放熱フィン６，６、及び第２の放熱フィン１０，１０と第３の放熱フィン１１，１１とを、それぞれ内側に湾曲する放熱フィン１２，１２に構成したものである。
【００２４】
この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様に、空気の取込性がさらに良好になり、電子部品の熱を最も受ける筐体３の部位を効率的にかつ積極的に冷却し、放熱効率を向上させることができる。その結果、電子制御装置をより高い環境温度下、および／または、より大きな発熱条件下まで使用することができ、車載用の電子制御装置の作動条件が拡大し、その性能を向上させることができる。
【００２５】
なお、上述の実施の形態においては、第１の放熱フィン４，４及び９，９の空気導入側の放熱フィンを、内側に湾曲する放熱フィン形状にしたが、第１の放熱フィン４，４及び９，９の空気流出側の放熱フィンを、内側に湾曲する放熱フィン形状にすることも可能である。
【００２６】
図４及び図５は、本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第３の実施の形態を示すもので、図４は平面図、図５はその正面図である。これらの図において、図１及び図２の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、電子制御装置の筐体３上に、電子部品２に対応するように半円筒状の放熱部材１３，１４をそれぞれ設けたものである。図４における左側の放熱部材１３は、その内側に、空気導入側から流出側に向かって、径の大きい第１の半円筒状の流路１３ａと、径が空気流れ方向に漸次狭くなる第２の半円筒状の流路１３ｂと、径の小さい第３の半円筒状の流路１３ｃとで構成されている。
【００２７】
また、図４における右側の放熱部材１４は、その内側に、空気導入側から流出側に向かって、径の大きい第１の半円筒状の流路１４ａと、径が空気流れ方向に漸次狭くなる第２の半円筒状の流路１４ｂと、径の小さい第３の半円筒状の流路１４ｃと、径が空気流れ方向に漸次広くなる第４の半円筒状の流路１４ｄと、径の大きい第５の半円筒状の流路１４ｅと構成されている。
【００２８】
各半円筒状の流路内の形状は、半円筒流路を完全な円筒流路としたときの中心軸に対して対称であることが好ましい。発熱する各電子部品２の位置は、電子部品２の位置を筐体３に投影したときに、流速が最大となる位置と一致するように実装することが好ましい。  この実施の形態では、流路毎に電子部品２を１個配置したが、１つの流路に２つ以上の電子部品２を配置してもよい。
【００２９】
この実施の形態によれば、流路形状を半円筒状の形状とすることで、流路上面に構造体ができ、３次元的に流路幅（断面）を変化させることができるため、より大きな流速変化を得ることができ、放熱効率をさらに向上させることができる。
【００３０】
図６及び図７は、本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第４の実施の形態を示すもので、図６は平面図、図７はその正面図である。これらの図において、図１及び図２の符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。  
この実施の形態は、流路形状を、平面視上、非対称に構成したものであり、具体的には流路を形成する一対の放熱フィンの内の一方の放熱フィンを、平面視直線状の放熱フィン１５とし、この放熱フィン１５を、筐体３上に一体に設けたものである。
【００３１】
この実施の形態によれば、流路形状は非対称であっても、流路幅の変化によって流速を大きくできるため、前述した実施の形態と同様に、電子部品の熱を最も受ける筐体３の部位を効率的にかつ積極的に冷却し、放熱効率を向上させることができる。その結果、電子制御装置をより高い環境温度下、および／または、より大きな発熱条件下まで使用することができ、車載用の電子制御装置の作動条件が拡大し、その性能を向上させることができる。
【００３２】
また、この実施の形態によれば、複数の放熱フィン列の両端のように、外観上の制約から平坦な面とする必要があるような場合に、有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第１の実施の形態の正面図である。
【図３】本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図５】図４に示す本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第３の実施の形態の正面図である。
【図６】本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図７】図６に示す本発明の車載用電子制御装置の放熱装置の第４の実施の形態の正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          回路基板
２          電子部品
３          筐体
４          第１の放熱フィン
５          第２の放熱フィン
６          第３の放熱フィン
７          第４の放熱フィン
８          第５の放熱フィン
９          第１の放熱フィン
１０        第２の放熱フィン
１１        第３の放熱フィン
１２        放熱フィン
１３        半円筒状の放熱部材
１４        半円筒状の放熱部材
１５        放熱フィン
１６        熱伝導体
【図１】
2008186956.tif 000003
【図２】
2008186956.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008186956.tif 000006
【図５】
2008186956.tif 000007
【図６】
2008186956.tif 000008
【図７】
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