(57)【要約】【課題】伝熱構造を目的に応じて最適化することで、安価で高信頼性を確保し、同等な伝熱性能をより少ない占有領域で達成して小型化を図る。【解決手段】伝熱用突起部材３１を、放熱フィン１８が形成されているケース本体１１の材料とは異なった高熱伝導率の材料によって構成し、更に、伝熱と環境から受ける外力に対する内蔵部品への影響緩和とに分ける構造とする。【選択図】図２
2007216823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された回路基板をケースに収容した車載制御装置のケース収容構造であって、
前記ケースとは別部品として伝熱用突起部材が形成され、前記伝熱用突起部材の一方の端面がなす頂面には基板側弾性シート部材が、前記伝熱用突起部材の他方の端面がなす下底面にはケース側弾性シート部材が各々接合設置され、前記基板側弾性シート部材は前記回路基板の裏面に接合接触し、前記ケース側弾性シート部材は前記ケースの内面に接合接触し、前記伝熱用突起部が前記ケースを構成する材質より高熱伝導率の材料によって構成されていることを特徴とする車載制御装置のケース収容構造。
【請求項２】
前記ケース側弾性シート部材は、前記基板側弾性シート部材より弾性変形し易く構成され、前記ケース側弾性シート部材の前記伝熱用突起部材の前記下底面および前記ケースの前記内面との各々の接触面積が、前記基板側弾性シート部材の前記伝熱用突起部材の前記頂面および前記回路基板の前記裏面との各々の接触面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の車載制御装置のケース収容構造。
【請求項３】
前記ケース側弾性シート部材は、前記基板側弾性シート部材より熱伝導率が高い材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車載制御装置のケース収容構造。
【請求項４】
前記ケースは、前記基板側弾性シート部材が接合する前記内面を形成するケース壁部の外面側に、放熱フィンを一体形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車載制御装置のケース収容構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載される車載制御装置のケース収容構造に関し、特に、電子部品が実装された回路基板をケースに収容した車載制御装置のケース収容構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御式の内燃機関用制御装置等の車載制御装置は、電子部品が実装された回路基板を密閉構造のケースに収容したケース収容構造になっている。このような車載制御装置では、回路基板は、フィンを有するケースに、伝熱性を向上させた防振ゴムのような弾性部材によって接続した伝熱構造をもって収容されている。
【０００３】
最近の小型化のニーズから、発熱する電子部品が集約化され、回路基板の部品実装密度が高くなることにより、伝熱に関する機能が重視される傾向がある。回路基板がケースに収容された車載制御装置では、発熱する電子部品の集約化に伴い、片側からの伝熱構造では伝熱不足が生じるから、回路基板に実装された電子部品に対して両側に伝熱構造をとることで対応しているものがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−５６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路基板を収容するフィン付きケースは、回路基板を固定する機能の他に、車載制御装置を自動車の車体に固定する機能を有していることから、それらの機能を確保するために、各々に特化した材質を選定できない問題がある。また、生産性を考慮し、安価な車載制御装置となることも考慮されていた。よって、フィン付きケースの材質は、伝熱性に関しては、ある程度妥協した材質を選定せざるを得ない状態である。
【０００５】
また、伝熱性を向上させた弾性部材も、車載制御装置では、伝熱する機能の他に、車両走行等に伴う振動等からの回路基板の保護や、回路基板とケースとの寸法ばらつきの吸収、使用環境や動作、停止時等で発生する温度変化に伴う収縮、拡大による干渉問題を発生させないための熱変形吸収等の機械的な機能も必要である。弾性部材の伝熱機能と機械的な機能とは、寸法、仕様的には、相反しており、伝熱性を重視すると、弾性部材は、硬く薄いものである必要があり、機械的な機能を重視すると、厚く柔らかいものである必要がある。
【０００６】
また、回路基板に実装された電子部品に対して両側に伝熱構造をとると、回路基板のケース収容構造が複雑になり、高価な伝熱構造を有した車載制御装置になる。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、伝熱機能、固定機能、機械的な機能等の各機能に対して最適な構造として、これら各機能を高度に両立し、小型軽量、安価で、高信頼性の車載制御装置のケース収容構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明による車載制御装置のケース収容構造は、電子部品が実装された回路基板をケースに収容した車載制御装置のケース収容構造であって、前記ケースとは別部品として伝熱用突起部材が形成され、前記伝熱用突起部材の一方の端面がなす頂面には基板側弾性シート部材が、前記伝熱用突起部材の他方の端面がなす下底面にはケース側弾性シート部材が各々接合設置され、前記基板側弾性シート部材は前記回路基板の裏面に接合接触し、前記ケース側弾性シート部材は前記ケースの内面に接合接触し、前記伝熱用突起部が前記ケースを構成する材質より高熱伝導率の材料によって構成されている。
【０００９】
本発明による車載制御装置のケース収容構造は、好ましくは、前記ケース側弾性シート部材は前記基板側弾性シート部材より弾性変形し易く構成され、前記ケース側弾性シート部材の前記伝熱用突起部材の前記下底面および前記ケースの前記内面との各々の接触面積が、前記基板側弾性シート部材の前記伝熱用突起部材の前記頂面および前記回路基板の前記裏面との各々の接触面積より大きい。
【００１０】
本発明による車載制御装置のケース収容構造は、好ましくは、前記ケース側弾性シート部材が前記基板側弾性シート部材より熱伝導率が高い材料により構成されている。
【００１１】
本発明による車載制御装置のケース収容構造は、好ましくは、前記ケースは、前記基板側弾性シート部材が接合する前記内面を形成するケース壁部の外面側に、放熱フィンを一体形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるケース収容構造によれば、伝熱機能、固定機能、機械的な機能等の各機能を受け持つ要素が分離され、各機能に対して最適な構造に設定でき、集約化された電子部品からも最適な構造で伝熱できることから、集約化された部品実装の懸案項目がなくなり、高い吸振性能も確保でき、寸法ばらつきを回路基板に負担を掛けることなく吸収し、熱等による変形も吸収できることから、高信頼性を有する車載制御装置を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による車載制御装置のケース収容構造の実施形態を、図を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明による車載制御装置のケース収容構造の概略構成を示している。図１（ａ）において、１０はケースを、２０は電子部品を実装されるプリント回路基板を、３０は伝熱構造体を各々示している。
【００１４】
伝熱構造体３０は、図１（ｂ）に示されているように、ケース１０とは別部品として構成された伝熱用突起部材３１と、伝熱用突起部材３１の一方の端面がなす頂面３１Ａに接合設置される基板側弾性シート部材３２と、伝熱用突起部材３１の他方の端面なす下底面３１Ｂに接合設置されるケース側弾性シート部材３３との積層体により構成されている。
【００１５】
図２は、本発明による車載制御装置のケース収容構造の一実施形態の詳細を示している。なお、図２において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて説明する。
【００１６】
プリント回路基板２０は、導体パターン（図示省略）が形成されたプリント配線板２１に、ＣＰＵチップ等の電子部品２２を実装し、外部との電気的な接続のための電気コネクタ２３にリード線２４によって電気的に接続されている。
【００１７】
プリント回路基板２０は、ケース１０に形成された基板取付座部１５にねじ１６等によって固定されている。
【００１８】
ケース１０は、上方開放ボックス型のケース本体１１と、ケース本体１１の上方開放部を塞ぐようにねじ１２によってケース本体１１にねじ止めされたカバー部材１３とにより構成され、ケース内空間１４を画定している。
【００１９】
ケース本体１１は、アルミ合金等のダイキャスト製のものであり、基板取付座部１５を一体形成され、基板取付座部１５にねじ１６によってプリント回路基板２０を固定している。これにより、プリント回路基板２０はケース内空間１４に配置収容される。
【００２０】
ケース本体１１の底壁（ケース壁部）１７の外面１７Ａ側には複数個の放熱フィン１８が一体形成されている。
【００２１】
ケース本体１１とカバー部材１３の間には、取付環境等によって異なるが、通常、防水性を確保するためのシール部材１９が配置されている。
【００２２】
伝熱用突起部材３１は、銅合金等、ケース本体１１を構成する材質より高熱伝導率の材料によって構成されている。つまり、伝熱用突起部材３１は、ケース本体１１とは異種材料により構成されている。伝熱用突起部材３１は、切頭四角錐形状をなし、下底面３１Ｂの面積が頂面３１Ａの面積より大きくなっている。
【００２３】
基板側弾性シート部材３２は、シリコーンゴム等、伝熱性を向上させたゴム状弾性材料により構成され、伝熱用突起部材３１の頂面３１Ａの全面に接合設置（貼合）され、全面をもってプリント回路基板２０の裏面（電子部品２２の実装面とは反対の面）２０Ａ、特に、電子部品２２の配置位置の対応する部位に接合接触している。基板側弾性シート部材３２は、比較的硬くて薄く、伝熱性が比較的よいものとして構成されている。つまり、基板側弾性シート部材３２は、ケース側弾性シート部材３３の熱伝導率より高い熱伝導率になるように設定されている。
【００２４】
ケース側弾性シート部材３３は、シリコーンゴム等、伝熱性を向上させたゴム状弾性材料により構成され、伝熱用突起部材３１の下底面３１Ｂの全面に接合設置（貼合）され、全面をもってケース本体１１の底壁１７がなす内面１７Ｂに接合接触している。ケース側弾性シート部材３３は、基板側弾性シート部材３２に比して軟らかくて厚く、基板側弾性シート部材３２より弾性変形し易し構成されている。
【００２５】
上述の構造により、ケース側弾性シート部材３３の伝熱用突起部材３１の下底面３１Ｂおよびケース本体１１の内面１７Ｂとの各々の接触面積が、基板側弾性シート部材３２の伝熱用突起部材３１の頂面３１Ａおよびプリント回路基板２０の裏面２０Ａとの各々の接触面積より大きい。
【００２６】
また、基板側弾性シート部材３２が接合する内面１７Ｂを形成するケース壁部である底壁１７の外面１７Ａ側に、放熱フィン１８が一体形成されていることになる。
【００２７】
上述の構成によれば、プリント回路基板２０の電子部品２２の熱は、専ら、基板側弾性シート部材３２、伝熱用突起部材３１、ケース側弾性シート部材３３を伝わってケース本体１１に至り、放熱フィン１８を含むケース本体１１の外表面よりケース外に効率よく放熱される。
【００２８】
伝熱用突起部材３１とケース本体１１とが別部材で、異種材料により構成されているから、伝熱性と機械的特性のそれぞれに特化した構造を採用することができる。つまり、伝熱用突起部材３１とケース本体１１を、各々、伝熱機能、固定機能を含む機械的な機能の各機能に対して最適な構造として構成することができる。
【００２９】
換言すると、伝熱機能を最適化するために放熱フィン１８を有するケース本体１１と、ケース本体１１とプリント回路基板２０とを接続するために設けられる伝熱用突起部材３１を、互いに材質の異なるもので形成することより、所要の機械的な機能を確保したうえで、伝熱性を高めることができる。
【００３０】
ケース側弾性シート部材３３は、基板側弾性シート部材３２より弾性変形し易く構成されているから、高い防振性能（ケース本体１１よりプリント回路基板２０に伝わる振動の減衰性能がよいこと）を示し、寸法ばらつき、熱変形の吸収も良好に行い、機械的な特性を良好に確保することができる。
【００３１】
このことにより、ケース側弾性シート部材３３は、基板側弾性シート部材３２に比して熱伝導率が低いが、ケース側弾性シート部材３３の伝熱用突起部材３１の下底面３１Ｂおよびケース本体１１の内面１７Ｂとの各々の接触面積が、基板側弾性シート部材３２の伝熱用突起部材３１の頂面３１Ａおよびプリント回路基板２０の裏面２０Ａとの各々の接触面積より大きいことにより、基板側弾性シート部材３２と同等の熱伝導性を確保される。
【００３２】
つまり、伝熱特性を低下させないために、プリント回路基板２０側に設けられて伝熱用突起部材３１とプリント回路基板２０との間に使用される、伝熱性を向上させた弾性材料による基板側弾性シート部材３２は、薄く、伝熱性をより向上させることで、硬い弾性材料を使用する。
【００３３】
これに対し、ケース本体１１側に設けられて伝熱用突起部材３１とケース本体１１との間に使用される、伝熱性を向上させた弾性材料によるケース側弾性シート部材３３は、厚く、振動減衰と、ある程度の寸法ばらつき及び熱変形の吸収できる特性を確保できる程度の柔らかい伝熱性のやや劣る弾性材料を使用する。
【００３４】
このことにより、伝熱用突起部材３１とケース本体１１との間の伝熱性能が低下する現象を解消するために、伝熱用突起部材３１のプリント回路基板２０側の接触面積よりも、伝熱用突起部材３１のケース本体１１側の接触面積を大きくする構造とし、接触面積によって、伝熱性能の低下分を補填する構造とする。
【００３５】
なお、プリント回路基板２０側の接触面積は小さくてよいから、伝熱用突起部材３１によってプリント回路基板２０の有効実装領域を低減することが、最小限に止められる。
【００３６】
伝熱用突起部材３１のプリント回路基板２０側の接触面積よりも、伝熱用突起部材３１のケース本体１１側の接触面積を大きくする構造は、伝熱用突起部材３１を切頭錐体形状にする以外に、図３に示されているように、伝熱用突起部材３１のケース本体１１側の端部に凹部４１に形成し、ケース本体１１にはケース側弾性シート部材３３を挟んで凹部４１が嵌合する凸部４２を形成し、凹部４１と凸部４２の嵌合部の周部にもケース側弾性シート部材３３が存在するようにして接触面積の拡大を図ることができる。なお、この構造においては、空気逃げ用溝４３が設けられる。
【００３７】
この実施形態では、図２に示されている実施形態よりも、伝熱用突起部材３１のケース本体１１との接触面積を、図２に示されている実施形態のものと同等の接触面積を確保しながら伝熱用突起部材３１の外形形状を小さくすることができる。
【００３８】
また、図４に示されているように、ケース本体１１に凹部４４を形成し、この凹部４４に、伝熱用突起部材３１の端部がケース側弾性シート部材３３を挟んで嵌合する構造でもよい。この場合も、凹部４４と伝熱用突起部材３１の端部との嵌合部の周部にもケース側弾性シート部材３３が存在するようにして接触面積の拡大を図ることができる。
【００３９】
したがって、この実施形態でも、図２に示されている実施形態よりも、伝熱用突起部材３１のケース本体１１との接触面積を、図２に示されている実施形態のものと同等の接触面積を確保しながら伝熱用突起部材３１の外形形状を小さくすることができ、しかも、伝熱用突起部材３１の形状を簡素化できる。
【００４０】
以上、説明したように、伝熱性を現状技術と同等の構造（片面伝熱構造）で成立させることができるため、より厳しい環境下への適用や温度保証を下げた部品の採用により、安価で高信頼性の内燃機関用制御装置を構築できる。また、従来技術と同等の伝熱性能を少ない基板との接触面積で達成することができ、より実装面積を確保することができるから、小型化を達成することもできる。また、放熱特性に特化していることから、発熱部品の集約化、伝熱用突起部材のプリント回路基板との接触面積の縮小による電子部品実装面積拡大を図ることができ、小型化を達成することができる。また、寸法ばらつき及び熱変形を基板に最小限の影響で吸収することができることから高信頼性を確保することができる。
【００４１】
これらにより、伝熱機能、固定機能、機械的な機能等の各機能に対して最適な構造として、これら各機能を高度に両立し、小型軽量、安価で、高信頼性の車載制御装置のケース収容構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、本発明による車載制御装置のケース収容構造の概略構成を示す斜視図、（ｂ）はそれの要部の拡大分解斜視図。
【図２】本発明による車載制御装置のケース収容構造の一つの実施形態を詳細に示す縦断面図。
【図３】本発明による車載制御装置のケース収容構造の他の実施形態を詳細に示す要部の縦断面図。
【図４】本発明による車載制御装置のケース収容構造の他の実施形態を詳細に示す要部の縦断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ケース
１１  ケース本体
１２  ねじ
１３  カバー部材
１４  ケース内空間
１５  基板取付座部
１６  ねじ
１７  底壁（ケース壁部）
１８  放熱フィン
１９  シール部材
２０  プリント回路基板
２１  プリント配線板
２２  電子部品
２３  電気コネクタ
２４  リード線
３０  伝熱構造体
３１  伝熱用突起部材
３２  基板側弾性シート部材
３３  ケース側弾性シート部材
４１  凹部
４２  凸部
４３  空気逃げ用溝
４４  凹部
【図１】
2007216823.tif 000003
【図２】
2007216823.tif 000004
【図３】
2007216823.tif 000005
【図４】
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