(57)【要約】【課題】  放熱効率を向上し得る車両用電子制御装置およびその組付方法を提供する。【解決手段】  車両用電子制御装置２０では、プリント配線板２４と、発熱し得る発熱部品３２を含んで構成されこのプリント配線板２４と離隔してプリント配線板２４に電気的に接続されるコンポーネントキャリア３０と、このコンポーネントキャリア３０に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク４０と、このヒートシンク４０を表面に露出させてプリント配線板２４およびコンポーネントキャリア３０を収容するケース２１と、を備える。これにより、コンポーネントキャリア３０に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク４０はケース本体２２の表面に露出することから、当該ヒートシンク４０は、発熱部品３２から伝達された熱をケース２１の外気等の熱伝達媒体に直接、熱伝達することができ、放熱効率を向上することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板と、
発熱し得る電子部品を含んで構成され、前記プリント配線板と離隔して前記プリント配線板に電気的に接続される回路モジュールと、
前記回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材と、
前記放熱部材を表面に露出させて前記プリント配線板および前記回路モジュールを収容するケースと、
を備えることを特徴とする車両用電子制御装置。
【請求項２】
前記放熱部材は、その外側表面に凹部または凸部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用電子制御装置。
【請求項３】
前記放熱部材と前記回路モジュールの発熱し得る電子部品とは、直接接触していることを特徴とする請求項１または２記載の車両用電子制御装置。
【請求項４】
前記放熱部材は、銅からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用電子制御装置。
【請求項５】
前記回路モジュールの発熱し得る電子部品は、複数であり、前記放熱部材に対して当該複数の電子部品が分散するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用電子制御装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、その外側表面を車体に密着可能に当該車両に取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用電子制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用電子制御装置の組付方法であって、
前記プリント配線板に電気的に接続される前の前記回路モジュールに前記放熱部材を取り付ける第１工程と、
前記第１工程により取り付けられた前記回路モジュールの前記放熱部材を前記ケースに組み付ける第２工程と、
前記第２工程により前記ケースに組み付けられた回路モジュールに前記プリント配線板を電気的に接続する第３工程と、
を含むことを特徴とする車両用電子制御装置の組付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱し得る電子部品を備えた車両用電子制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発熱し得る電子部品を備えた車両用電子制御装置は、一般に、その放熱対策を可能とする構成を採っている。例えば、下記、特許文献１に開示されるように、相当な熱容量を擁するアルミニウム製のプレートに発熱し得る電子部品を実装したり、また当該プレートよりも大きな熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に当該プレートを熱伝達可能に取り付けて放熱を可能にしている。さらにプリント配線板に面実装される電子部品の場合には、バイアホールや放熱ゲルを介してケース等に放熱可能にしている。
【０００３】
ところで、本願出願人による特願２００３−３８８４２号の出願明細書等には、図６(A) および図６(B) に示されるような車両用電子制御装置１００が開示されている。なお、図６(A) には当該車両用電子制御装置１００の外観を示す斜視図、図６(B) には図６(A) に示す6B-6B 線による断面図、がそれぞれ示されている。
【０００４】
この車両用電子制御装置１００は、筐体としての箱型をなすケース本体１３０ａと蓋部１３０ｂとからなるアルミケース１３０を用いており、このアルミケース１３０内に、コンポーネントキャリア１３２やマイコン（マイクロコンピュータのこと）等の電子部品１３３が実装されるプリント配線板１３１を収容している。そして、アルミケース１３０の一側面に、連結ピン１３５によりプリント配線板１３１に電気的に接続されているコネクタ３４を設けることによって、このコネクタ３４を介して制御対象となる図略のアクチュエータ等と当該車両用電子制御装置１００とを電気的に接続可能に構成している。
【０００５】
このような車両用電子制御装置１００では、「コンポーネントキャリア」と称する、主に樹脂モールド材からなる電子部品の保持部材を備えている。即ち、図６(B) に示すように、当該車両用電子制御装置１００のコンポーネントキャリア１３２は、複数の大型部品を保持するための空洞を有するとともに、これら大型部品の回路配線として機能し、かつ接続用端子１４１によりプリント配線板１３１との電気的な接続も可能にする導電性の構造体が当該樹脂モールド材にインサート成形された構成を採っている。そして、このようなコンポーネントキャリア１３２により保持される大型部品には、電流ドライブ用のパワートランジスタ１２１やダイオード１２２等の他の電子部品に比べ発熱量の多い電子部品も存在し得る。そのため、このような場合には、パワートランジスタ１２１等から発せられる熱を、前述したようにケースやヒートシンク等に放熱をする必要が生じる。
【０００６】
そこで、図６(B) に示す車両用電子制御装置１００では、そのアルミニウム製のケース本体１３０ａとパワートランジスタ１２１あるいはダイオード１２２との間に、シリコーン系の高伝熱性の部材である放熱ゲル１６０、１６１を充填することによって、パワートランジスタ１２１やダイオード１２２からの発熱を当該放熱ゲル１６０、１６１を介してアルミケース１３０（ケース本体１３０ａ）に放熱可能な構成を採用している。
【特許文献１】特開２００１−２２３４８９号公報（第３頁、図１〜４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるような車両用電子制御装置によると、相当な熱容量を擁するアルミニウム製のプレートに発熱し得る電子部品を実装したものでは、このようなプレートでは放熱が十分でなかったり、また当該プレートよりも大きな熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に当該プレートを熱伝達可能に取り付けて放熱を可能にしているものでも当該プレートとケース等との間を広範囲に亘って密着させることが構造上困難なことが多い。そのため、放熱効率を向上し難いという技術的な課題がある。
【０００８】
また、プリント配線板に面実装される電子部品の場合にバイアホールや放熱ゲルを介してケース等に放熱可能にしているものでは、銅やアルミニウム等の金属材料よりも熱伝導特性の劣るプリント配線板を介在させざるを得ないことから、このような場合にも放熱効率を向上し難いという技術的な課題がある。
【０００９】
これらの技術的な課題は、アルミニウム製のプレートやプリント配線板を介在させることなく、直接または放熱ゲルを介して熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に接触させることで解決するようにも考えられる。ところが、発熱し得る電子部品とケース等との間にこのようなプレートを介在させていたものから、当該プレートを排除した構成を採ると、当該電子部品がケース等に接近する分、当該電子部品とプリント配線板との物理的な距離が大きくなるため、プリント配線板に実装された当該電子部品の機械的な安定性を欠いてしまうという新たな技術的な課題が発生する。
【００１０】
また、プリント配線板に面実装される電子部品の場合には、例えば、実装面の反対側に直接ケース等を接触させて放熱を可能にしても、面実装部品の設計思想上、面実装部品内の発熱部位を実装面側に偏らせてプリント配線板に放熱させるように設計されていることが多い。そのため、その反対側である非実装面の放熱を十分にしたとしても、放熱効率の向上を期待することは難しく、結局は実装面の十分な放熱が必要になる。
【００１１】
一方、本願出願人による図６に示す車両用電子制御装置１００では、アルミケース１３０とパワートランジスタ１２１やダイオード１２２との間に、高伝熱性の部材である放熱ゲル１６０、１６１を充填することによって、当該放熱ゲル１６０等を介してパワートランジスタ１２１等からの発熱をケース本体１３０ａに放熱可能な構成を採っている。ところが、このようなパワートランジスタ１２１等を保持するコンポーネントキャリア１３２自体は接続用端子１４１でプリント配線板１３１にハンダ付けされているだけである。
【００１２】
そのため、アルミケース１３０の高さ方向に対するプリント配線板１３１の組付誤差が原因となってケース本体１３０ａとパワートランジスタ１２１等との間隔にバラツキが生じ得ることから、これらの隙間に充填する放熱ゲル１６０等の充填量が不十分となる場合があり、このような場合には放熱効率を低下させるという技術的な課題がある。かかる課題は、放熱ゲル１６０等の充填量を増量すれば解決し得るが、一般に、量産ラインにおいて、このような間隔のバラツキに合わせて充填量を管理することは困難である一方、全てのものに対し充填量を増量すれば、適正な間隔を維持しているものには過剰に放熱ゲル１６０等を充填することとなり、製品コストの増加やひいては資源の浪費にもつながる。
【００１３】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、放熱効率を向上し得る車両用電子制御装置およびその組付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１記載の手段を採用する。この手段によると、プリント配線板と、発熱し得る電子部品を含んで構成されこのプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される回路モジュールと、この回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材と、この放熱部材を表面に露出させてプリント配線板および回路モジュールを収容するケースと、を備える。これにより、回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材はケースの表面に露出することから、当該放熱部材は、発熱し得る電子部品から伝達された熱をケースの外気等の、熱伝達媒体（熱伝達可能な流体、以下同じ）に直接、熱伝達することができる。また回路モジュールがプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される構成を採っていても、機械的に安定して放熱部材に熱伝達することができる。
【００１５】
特許請求の範囲に記載の請求項２記載の手段を採用することによって、放熱部材は、その外側表面に凹部または凸部を備える。これにより、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。
【００１６】
特許請求の範囲に記載の請求項３記載の手段を採用することによって、放熱部材と回路モジュールの発熱し得る電子部品とは、直接接触している。これにより、当該電子部品と放熱部材との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べて、熱伝達を良好にすることができる。
【００１７】
特許請求の範囲に記載の請求項４記載の手段を採用することによって、放熱部材は、銅からなる。銅は、鉄やアルミニウム等に比べて熱伝導率の高いことから、放熱部材が鉄やアルミニウム等からなる場合に比較し熱伝導特性が向上することができる。これにより、放熱部材を銅製にすることによって、当該放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体による熱伝達を促進することができる。
【００１８】
特許請求の範囲に記載の請求項５記載の手段を採用することによって、回路モジュールの発熱し得る電子部品は、複数であり、放熱部材に対して当該複数の電子部品が分散するように配置されている。これにより、複数の発熱し得る電子部品を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源が偏りなく、ほぼ熱的な平坦化（均等化）や熱分散化が可能となる。
【００１９】
特許請求の範囲に記載の請求項６記載の手段を採用することによって、放熱部材は、その外側表面を車体に密着可能に当該車両に取り付けられる。これにより、ケースと放熱部材とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができる。当該車体を介してケースにも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース内に侵入することを防止することができる。
【００２０】
特許請求の範囲に記載の請求項７記載の手段を採用することによって、第１工程によってプリント配線板に電気的に接続される前の回路モジュールに放熱部材を取り付け、第２工程によって、第１工程により取り付けられた回路モジュールの放熱部材をケースに組み付け、第３工程によって、第２工程によりケースに組み付けられた回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続する。つまり、放熱部材が組み付けられた回路モジュールをケースに組み付けてから、当該回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続する。これにより、ケースに対する回路モジュールの組付位置が、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置よりも先に決まるので、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置の誤差（ケースの高さ方向や平面方向）がケースに対する回路モジュールの組付位置に影響を与えることがない。
【００２１】
即ち、このような工程順とは逆に、回路モジュールをプリント配線板に接続してから、当該回路モジュールをケースに組み付ける場合（第１工程→第３工程→第２工程、第３工程→第１工程→第２工程または第３工程→第２工程→第１工程）には、ケースに対する回路モジュールの組付位置が、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置よりも後に決まるので、プリント配線板上における回路モジュールの高さ方向または平面方向の接続位置の誤差が、ケースに組み付ける際の回路モジュールの位置に影響を与え、例えば、放熱部材の露出量や露出位置を左右する。そのため、放熱部材とケースとの間に予定外の隙間が形成されたり、また露出量の不足から外気等の熱伝達媒体との予定した接触量が得られなかったりする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明では、回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材はケースの表面に露出することから、当該放熱部材は、発熱し得る電子部品から伝達された熱をケースの外気に直接、熱伝達することができる。また回路モジュールがプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される構成を採っていても、機械的に安定して放熱部材に熱伝達することができる。したがって、プレートやプリント配線板等を介してケースに放熱していた場合に比べて放熱効率を向上することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。したがって、当該放熱部材による放熱量が増加するので、放熱効率をより向上することができる。
【００２４】
請求項３の発明では、当該電子部品と放熱部材との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べ、熱伝達を良好にすることができる。したがって、当該放熱部材に熱伝達され易くなるので、このような電子部品と放熱部材との直接接触によっても放熱効率をより向上することができる。
【００２５】
請求項４の発明では、放熱部材を銅製にすることによって、当該放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体による熱伝達を促進することができる。したがって、これによっても放熱効率をより向上することができる。
【００２６】
請求項５の発明では、複数の発熱し得る電子部品を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源が偏りなく、ほぼ熱的な平坦化（均等化）や熱分散化が可能となる。したがって、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体に対して当該放熱部材の部位に偏りなく全体的に熱伝達できるので、これによっても放熱効率をより向上することができる。
【００２７】
請求項６の発明では、ケースと放熱部材とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができる。当該車体を介してケースにも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース内に侵入することを防止することができる。したがって、このような車体への取り付けによっても放熱効率をより向上することができる。また、これらの異物による当該車両用電子制御装置の故障や誤動作等も防止することができる。
【００２８】
請求項７の発明では、放熱部材が組み付けられた回路モジュールをケースに組み付けてから、当該回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続することによって、ケースに対する回路モジュールの組付位置を容易に管理することができるので、放熱部材とケースとの間の隙間や、外気等の熱伝達媒体との接触量を、予定量に設定することができる。よって、請求項１〜６のいすれか一項に記載の車両用電子制御装置としての各作用・効果をより確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の車両用電子制御装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１(A) および図１(B) に示すように、本実施形態に係る車両用電子制御装置２０は、主に、ケース２１（ケース本体２２、裏蓋２３）、プリント配線板２４、コネクタ２６、コンポーネントキャリア３０、ヒートシンク４０等から構成されている。なお、図１(A) には、車両用電子制御装置２０の外観を示す斜視図、図１(B) には、ケース本体２２、ヒートシンク４０、コンポーネントキャリア３０、プリント配線板２４および裏蓋２３に分解した状態を示す説明図が、それぞれ示されている。
【００３０】
図１(A) に示すように、車両用電子制御装置２０は、その外観からは、図６を参照して説明した従来の車両用電子制御装置１００とほぼ同様の外形を呈しているように見える。ところが、図１(B) に示すように、車両用電子制御装置２０では、ケース本体２２に放熱窓２２ａが形成されており、この放熱窓２２ａから、コンポーネントキャリア３０に取り付けられたヒートシンク４０がケース２１（ケース本体２２）の表面に露出している点が従来の車両用電子制御装置１００と相違する。以下、この点を中心に説明する。
【００３１】
まず、ケース２１の構成について説明する。図１(B) に示すように、ケース２１は、ケース本体２２と裏蓋２３とから構成されている。ケース本体２２は、プリント配線板２４およびコンポーネントキャリア３０を収容可能な蓋のない開口された箱形状を有するとともに、十分な熱容量を擁するように、例えばアルミダイキャストにより形成されている。
【００３２】
このケース本体２２の上面には、放熱窓２２ａが形成されている。この放熱窓２２ａは、後述するヒートシンク４０をケース２１（ケース本体２２）の表面に露出させるために形成されている。そのため、放熱窓２２ａは、コンポーネントキャリア３０に取り付けられるヒートシンク４０の平面形状の外形輪郭よりも僅かに大きな相似形に形成されている。
【００３３】
また、このケース本体２２の一側面には、コネクタ２６を外側に突出可能にする切欠部２２ｂが形成されている。このコネクタ２６は、前述した車両用電子制御装置１００のコネクタ１３４と同様に、車両用電子制御装置２０により制御される図略のアクチュエータ等と当該車両用電子制御装置２０とを電気的に接続可能にするもので、プリント配線板２４の回路パターン等と図略の接続ピンにより電気的に接続されている。
【００３４】
さらに、このケース本体２２の内側四隅には、収容されるプリント配線板２４の支持を可能にするポスト２２ｃが形成されている。これらのポスト２２ｃには、後述するボルト２８に螺合可能なねじ孔が形成されている（図４(A) 参照）。これにより、当該ボルト２８により、裏蓋２３とともにプリント配線板２４を共締め可能にしている。
【００３５】
一方、裏蓋２３は、ケース本体２２の開口部を閉塞可能な矩形平板状に形成される板状部材で、例えばアルミニウムや鉄等から成形されている。この裏蓋２３は、ケース本体２２とともにケース２１を構成するもので、ケース本体２２の開口部を塞ぐようにしてボルト２８によりケース本体２２にねじ止めされる（図４(A) 参照）。そのため、この裏蓋２３の四隅には、当該ボルト２８の貫通を可能にする取付孔２３ａが形成されている。
【００３６】
次に、コンポーネントキャリア３０およびヒートシンク４０の構成を図１、図２を参照して説明する。なお、図２(A) にはコンポーネントキャリア３０の平面図、図２(B) には図２(A) に示す2B方向矢視によるコンポーネントキャリア３０の側面図が、それぞれ示されている。
【００３７】
コンポーネントキャリア３０は、図６(B) を参照して説明した従来の車両用電子制御装置１００のコンポーネントキャリア１３２とほぼ同様に構成されている。即ち、図２(A) 〜(C) に示すように、コンポーネントキャリア３０は、主に、樹脂モールド材、図略の構造体等により構成される樹脂モールド部３１からなり、複数の大型の電子部品（発熱部品３２）を保持するための空洞を有するとともに、これら電子部品の回路配線として機能しかつ接続端子３３によりプリント配線板２４との電気的な接続も可能にする導電性の構造体を樹脂モールド部３１にインサート成形された構成を採っている。なお、このようなコンポーネントキャリア３０の回路配線による回路等については、本願出願人による特願２００３−３８８４２号の出願明細書等に詳述されている。
【００３８】
これにより、例えば、図略のコンデンサやコイルあるいはパワートランジスタ、ダイオード等の電子部品が当該構造体の回路配線に接続された状態で樹脂モールド部３１に内装されることによってＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の回路モジュールをプリント配線板２４とは別個に構成することを可能にしている。また、このような電子部品のうち、パワートランジスタ、ダイオード等のように、発熱し得る電子部品は発熱部品３２として、そのパッケージの背面がコンポーネントキャリア３０（樹脂モールド部３１）の上面に一致、または当該上面より上側に突出するように樹脂モールド部３１に実装されている。
【００３９】
なお、図１(A) を参照して説明したように、車両用電子制御装置２０では、次に説明するヒートシンク４０が当該コンポーネントキャリア３０の上面に取り付けられるとともに、この取り付けられたヒートシンク４０がケース本体２２の放熱窓２２ａから表面に露出可能に構成される。そのため、本実施形態のコンポーネントキャリア３０では、図２(B) 、(C) に示すように、プリント配線板２４にハンダ付け等される接続端子３３の長さを、図６(B) に示す車両用電子制御装置１００のものよりも長く設定することによって、当該コンポーネントキャリア３０とプリント配線板２４とを離隔させてヒートシンク４０の露出を可能にしている。
【００４０】
また、図１や図２に示すコンポーネントキャリア３０の例では、当該コンポーネントキャリア３０は接続端子３３を介してプリント配線板２４に電気的に接続されるとともに、プリント配線板２４に機械的にも取り付けられるように構成しているが、例えば、コンポーネントキャリア３０の樹脂モールド部３１に取付ステーを形成し、この取付ステーをケース本体２２にねじ止めするような構成や、この取付ステーをケース本体２２のポスト２２ｃまで延長してプリント配線板２４や裏蓋２３とともにボルト２８による共締めを可能にする構成を採っても良い。
【００４１】
このように構成することにより、コンポーネントキャリア３０の取付位置を当該取付ステーの組付精度により管理でき、さらにコンポーネントキャリア３０に取り付けられたヒートシンク４０の放熱窓２２ａに対する位置も当該取付ステーの組付精度により管理することができる。そのため、後述するように、ケース本体２２の放熱窓２２ａに対するヒートシンク４０の位置ずれ等を防止することが可能となる。また、このようにコンポーネントキャリア３０がプリント配線板２４と離隔してプリント配線板２４にハンダ付けされる構成を採っていても、機械的に安定してヒートシンク４０に熱伝達することができる。
【００４２】
図１(B) に示すように、ヒートシンク４０は、例えば、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等から成形されており、ケース本体２２の放熱窓２２ａから外部に露出されることにより、発熱部品３２から発せられる熱を外部で接触する外気等の熱伝達媒体（例えば、空気、冷却ガス、水等）に対して熱伝達可能に構成されている。即ち、このヒートシンク４０は、矩形平板状に形成される厚肉の板状部材からなり、コンポーネントキャリア３０に実装される発熱部品３２の取付孔３２ａに対応する位置に、取付孔４０ａが形成されている。一方で、コンポーネントキャリア３０の樹脂モールド部３１には、発熱部品３２の取付孔３２ａに挿通されるボルト４５に螺合可能なナットが内装されている。
【００４３】
このように構成することによって、コンポーネントキャリア３０の上面にヒートシンク４０を載せ、さらにボルト４５を、ヒートシンク４０の取付孔４０ａと発熱部品３２の取付孔３２ａとに挿通させてねじ締め方向にボルト４５を回すことにより、発熱部品３２にヒートシンク４０をねじ止めすることが可能となる。これにより、発熱部品３２とヒートシンク４０とを直接接触させることができるので、発熱部品３２とヒートシンク４０との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べ、熱伝達を良好にすることができる。したがって、発熱部品３２から発せられる熱がヒートシンク４０に熱伝達され易くなるので、放熱効率をより向上することができる。
【００４４】
このように、発熱部品３２から発せられる熱をヒートシンク４０に効率良く伝達させるためには、発熱部品３２とヒートシンク４０とを密着させて両者が直接接触する範囲を拡大させることが望ましいが、広範な密着が困難な場合には、両者間にシリコーン系の高伝熱性の放熱ゲルを介在させても良い。これにより、密着できない両者の隙間に放熱ゲルを介在させることができるので、当該隙間に放熱ゲルが存在しない場合に比べて熱伝達効率を向上させることが可能となる。
【００４５】
また、図１(B) に示すように、コンポーネントキャリア３０では、５個の発熱部品３２を樹脂モールド部３１により保持しているが、これらが一箇所に集中して配置されることのないように、発熱部品３２を分散させて配置している。そのため、複数の発熱部品３２を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源に偏りがなく、ほぼ熱的な平坦化や熱分散化を可能にすることができる。これにより、ヒートシンク４０に接触する外気等の熱伝達媒体に対してヒートシンク４０の部位に偏りなく全体的に熱伝達できるので、放熱効率をより向上することができる。
【００４６】
続いて、上述したケース本体２２、ヒートシンク４０、コンポーネントキャリア３０、プリント配線板２４および裏蓋２３を組み上げて車両用電子制御装置２０を完成させる、車両用電子制御装置２０の組付工程（組付方法）を図３および図４に基づいて説明する。なお、図３(A) にはコンポーネントキャリア３０にヒートシンク４０を取り付ける第１工程、図３(B) にはヒートシンク４０の取り付けられたコンポーネントキャリア３０をケース本体２２に組み付ける第２工程、図３(C) にはケース本体２２に組み付けられたコンポーネントキャリア３０をプリント配線板２４にハンダ付けする第３工程、図４(A) にはケース本体２２に裏蓋２３を組み付ける第４工程、図４(B) には組付完了後の車両用電子制御装置２０、がそれぞれ示されている。
【００４７】
まず図３(A) に示す第１工程では、プリント配線板２４に電気的に接続される前のコンポーネントキャリア３０にヒートシンク４０を取り付ける作業が行われる。即ち、発熱部品３２等の電子部品が組み付けられたコンポーネントキャリア３０の上面にヒートシンク４０を直接載せて、ヒートシンク４０の取付孔４０ａと発熱部品３２の取付孔３２ａとにボルト４５を通した後、当該ボルト４５をねじ締め方向に回す。これにより、樹脂モールド部３１に内装された図略のナットと当該ボルト４５とがねじ締結されるため、コンポーネントキャリア３０の発熱部品３２とヒートシンク４０とを密着させることが可能となる。なお、このボルト４５は、全ての発熱部品３２に対応してねじ止めされるので、全ての発熱部品３２とヒートシンク４０とを密着可能にすることができる。
【００４８】
なお、ヒートシンク４０が取り付けられたコンポーネントキャリア３０と、ヒートシンク４０が取り付けられていないコンポーネントキャリア３０とを区別するため、以下「コンポーネントキャリア３０’」と表記する。なお、この図３(A) に示す第１工程は、特許請求の範囲に記載の「第１工程」に相当し得るものである。
【００４９】
次の図３(B) に示す第２工程では、第１工程により取り付けられたコンポーネントキャリア３０’のヒートシンク４０をケース本体２２に組み付ける作業が行われる。即ち、コンポーネントキャリア３０’にねじ止めされたヒートシンク４０を、ケース本体２２の放熱窓２２ａを介してケース本体２２の表面に露出させることにより、ケース本体２２の表面とヒートシンク４０の表面とが段差のない、ほぼ同一の面を形成するように、コンポーネントキャリア３０’をケース本体２２に取り付ける。この取り付けは、例えば、ケース本体２２とコンポーネントキャリア３０’との間にエポキシ樹脂系の接着剤を介在させることにより両者を固定したり、また前述したようにコンポーネントキャリア３０に形成された図略の取付ステーをケース本体２２にねじ止めしたりすることによって行われる。
【００５０】
このように本実施形態では、次の第３工程等によって、コンポーネントキャリア３０’とプリント配線板２４とがハンダ付けされる前に、本第２工程によりコンポーネントキャリア３０’をケース本体２２に組み付ける。これにより、ケース本体２２に対するコンポーネントキャリア３０’の組付位置、つまり放熱窓２２ａから露出させるヒートシンク４０の位置（露出量や露出位置）を、プリント配線板２４に対するコンポーネントキャリア３０’のハンダ付けによる組付位置よりも先に決めることができる。即ち、放熱窓２２ａから露出させるヒートシンク４０の組付位置をコンポーネントキャリア３０’の組付位置やその組付誤差によって管理することが可能となる。なお、この図３(B) に示す第２工程は、特許請求の範囲に記載の「第２工程」に相当し得るものである。
【００５１】
続く図３(C) に示す第３工程では、第２工程によりケース本体２２に組み付けられたコンポーネントキャリア３０’にプリント配線板２４を電気的に接続する作業が行われる。即ち、コンポーネントキャリア３０’の接続端子３３がプリント配線板２４の所定の取付孔ににハンダ付けされる。このとき、プリント配線板２４の四隅の取付孔２４ａは、それぞれケース本体２２の四隅のポスト２２ｃのねじ孔に位置合わせされるので、次の第４工程で裏蓋２３とともにボルト２８によりポスト２２ｃに共締め可能となる。これにより、コンポーネントキャリア３０’に実装された発熱部品３２等の電子部品や構造体の回路配線が、プリント配線板２４の配線パターンと電気的に接続されるので、コンポーネントキャリア３０’は、車両用電子制御装置２０において、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の回路モジュールとして機能可能になる。なお、この第３工程は、特許請求の範囲に記載の「第３工程」に相当し得るものである。
【００５２】
図４(A) に第４工程では、ケース本体２２に裏蓋２３を組み付ける作業が行われる。即ち、図３に示す第１工程から第３工程によりコンポーネントキャリア３０’およびプリント配線板２４が組み付けられたケース本体２２のポスト２２ｃのねじ孔に、裏蓋２３の取付孔２３ａに挿通されたボルト２８が挿入される。このとき当該ボルト２８は、プリント配線板２４の取付孔２４ａにも挿通されているので、当該ボルト４５をねじ締め方向に回すことによって、ポスト２２ｃにプリント配線板２４と裏蓋２３とを共締めすることが可能となる。また、前述したようにコンポーネントキャリア３０に取付ステーが形成されており、この取付ステーがプリント配線板２４や裏蓋２３とともに共締め可能に構成されている場合には、当該取付ステーもプリント配線板２４や裏蓋２３とともにボルト２８によって共締めされる。この第４工程が終了すると、車両用電子制御装置２０の組付が完了して、図４(B) に示すような車両用電子制御装置２０が完成する。
【００５３】
このように図３および図４に示す組付工程を経ることにより、第１工程によって、プリント配線板２４にハンダ付けされる前のコンポーネントキャリア３０にヒートシンク４０をねじ止めし、第２工程によって、第１工程により取り付けられたコンポーネントキャリア３０’のヒートシンク４０をケース本体２２に組み付け、第３工程によって、第２工程によりケース本体２２に組み付けられたコンポーネントキャリア３０’にプリント配線板２４をハンダ付けする。つまり、ヒートシンク４０がねじ止めされたコンポーネントキャリア３０’をケース本体２２に組み付けてから（第２工程）、当該コンポーネントキャリア３０’にプリント配線板２４をハンダ付けする。
【００５４】
これにより、ケース本体２２に対するコンポーネントキャリア３０’の組付位置が、プリント配線板２４に対するコンポーネントキャリア３０’のハンダ付けによる組付位置よりも先に決まるので、プリント配線板２４に対するコンポーネントキャリア３０’のハンダ付け位置による誤差（ケース本体２２の高さ方向や平面方向）がケース本体２２に対するコンポーネントキャリア３０’の組付位置に影響を与えることがない。
【００５５】
即ち、前述したような工程順（第１工程→第２工程→第３工程）とは逆に、コンポーネントキャリア３０’をプリント配線板２４にハンダ付けしてから、当該コンポーネントキャリア３０’をケース本体２２に組み付ける場合（第１工程→第３工程→第２工程、第３工程→第１工程→第２工程または第３工程→第２工程→第１工程）には、ケース本体２２に対するコンポーネントキャリア３０’の組付位置が、プリント配線板２４に対するコンポーネントキャリア３０’のハンダ付け位置よりも後に決まる。
【００５６】
そのため、プリント配線板２４上におけるコンポーネントキャリア３０’の高さ方向または平面方向の位置に、そのハンダ付け位置のバラツキによって生じ得る誤差が含まれることになるので、当該誤差が、ケース本体２２に組み付ける際のコンポーネントキャリア３０’の位置に影響を与えてしまう。その結果、例えば、ヒートシンク４０の露出量や露出位置を左右するため、ヒートシンク４０とケース本体２２との間に予定外の隙間が形成されたり、また露出量の不足から外気等の熱伝達媒体との予定した接触量が得られなかったりし得る。
【００５７】
これに対し、本実施形態に係る工程順（第１工程→第２工程→第３工程）では、ヒートシンク４０が組み付けられたコンポーネントキャリア３０’をケース本体２２に組み付けてから、当該コンポーネントキャリア３０’にプリント配線板２４をハンダ付けすることによって、ケース本体２２に対するコンポーネントキャリア３０’の組付位置を容易に管理することができる。したがって、ヒートシンク４０とケース本体２２との間の隙間や、外気等の熱伝達媒体との接触量を予定量に設定することが可能となる。
【００５８】
なお、ケース本体２２の放熱窓２２ａと、この放熱窓２２ａから露出するヒートシンク４０との間に隙間が形成される場合には、この隙間にシリコーン系の高伝熱性の放熱ゲルを介在させても良い。これにより、当該隙間に放熱ゲルが存在しない場合に比べて、ヒートシンク４０からケース本体２２への熱伝達効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、ケース本体２２の放熱窓２２ａから露出するヒートシンク４０の外側表面を車体に密着可能に当該車両に取り付けても良い。これにより、ケース本体２２とヒートシンク４０とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができるため、当該車体を介してケース本体２２にも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース２１（ケース本体２２）内に侵入することを防止することができる。したがって、このような車体への取り付けによっても放熱効率をより向上することができ、またこれらの異物による車両用電子制御装置２０の故障や誤動作等も防止することができる。
【００６０】
以上説明したように本実施形態に係る車両用電子制御装置２０によると、プリント配線板２４と、発熱し得る発熱部品３２を含んで構成されこのプリント配線板２４と離隔してプリント配線板２４に電気的に接続されるコンポーネントキャリア３０と、このコンポーネントキャリア３０に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク４０と、このヒートシンク４０を表面に露出させてプリント配線板２４およびコンポーネントキャリア３０を収容するケース２１（ケース本体２２および裏蓋２３）と、を備える。これにより、コンポーネントキャリア３０に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク４０はケース本体２２の表面に露出することから、当該ヒートシンク４０は、発熱し得る発熱部品３２から伝達された熱をケース２１の外気等の熱伝達媒体に直接、熱伝達することができる。またコンポーネントキャリア３０がプリント配線板２４と離隔してプリント配線板２４に電気的に接続される構成と採っていても、機械的に安定してヒートシンク４０に熱伝達することができる。したがって、放熱効率を向上することができる。
【００６１】
なお、本実施形態に係る車両用電子制御装置の他の例として、図５に示すように、放熱部材として、フィン７２を形成したヒートシンク７０を上述したヒートシンク４０の代わりにケース本体２２の放熱窓２２ａから露出させる構成を採っても良い。即ち、前述した車両用電子制御装置２０では、放熱部材としてその外側表面が平坦なヒートシンク４０を用いたが、図５に示すように、放熱部材として、外側表面に凹部または凸部が形成されたもの、例えば、フィン付きのヒートシンク７０を備えた車両用電子制御装置５０であっても良い。これにより、複数のフィン７２により形成される凹部や凸部によって、ヒートシンク７０の外側表面の表面積が増加するので、ヒートシンク７０に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。したがって、ヒートシンク７０による放熱量が増加するので、このような凹部や凸部のないヒートシンク４０に比べて放熱効率をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用電子制御装置の構成等を示す図で、図１(A) は、車両用電子制御装置の外観を示す斜視図、図１(B) は、ケース、ヒートシンク、コンポーネントキャリア、プリント配線板および裏蓋に分解した状態を示す説明図である。
【図２】本実施形態の車両用電子制御装置を構成するコンポーネントキャリアの外観等を示す図で、図２(A) は平面図、図２(B) は図２(A) に示す2B方向矢視による側面図、図２(C) は斜視図である。
【図３】本実施形態の車両用電子制御装置の組付工程を示す説明図で、図３(A) はコンポーネントキャリアにヒートシンクを取り付ける第１工程、図３(B) は第１工程によりヒートシンクの取り付けられたコンポーネントキャリアをケースに組み付ける第２工程、図３(C) は第２工程によりケースに組み付けられたコンポーネントキャリアをプリント配線板にハンダ付けする第３工程、をそれぞれ示すものである。
【図４】本実施形態の車両用電子制御装置の組付工程を示す説明図で、図４(A) は第１工程から第３工程によりコンポーネントキャリアおよびプリント配線板が組み付けられたケース本体に裏蓋を組み付ける第４工程、図４(B) は組付完了後の車両用電子制御装置を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る車両用電子制御装置の他の例を示す斜視図である。
【図６】従来の車両用電子制御装置を示す図で、図６(A) は外観図、図６(B) は図６(A) に示す6B-6B 線による断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２０、５０…車両用電子制御装置
２１…ケース
２２…ケース本体
２２ａ…放熱窓
２２ｂ…切欠部
２２ｃ…ポスト
２３…裏蓋
２４…プリント配線板
２６…コネクタ
３０、３０’…コンポーネントキャリア（回路モジュール）
３１…樹脂モールド部
３２…発熱部品（発熱し得る電子部品）
３３…接続端子
４０、７０…ヒートシンク（放熱部材）
７２…フィン（凹部または凸部）
【図１】
2005251861.tif 000003
【図２】
2005251861.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005251861.tif 000007
【図６】
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