(57)【要約】【課題】単に発熱部位に近接する凸部が筐体部材の内壁面側に形成された構造では、筐体部材外壁面側から大気中への放熱が十分に行われない。【解決手段】ケース１２，カバー１３等を接合してなる筐体内部の空間に収容される回路基板１１のうち、発熱する電子部品１４ｂを実装した回路基板１１の発熱部位に対向したケース１２において、発熱部位に近接する凸部２１と、その凸部の肉厚方向の位置でケース１２外壁面側に開口し側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きい凹部２２と、を有する放熱部２０を構成する。その放熱部２０の肉厚は、当該放熱部２０の周縁側よりも薄くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の筐体部材を接合してなる筐体内部の空間に、発熱する電子部品を実装した回路基板が収容された電子制御装置であって、
前記電子部品による回路基板の発熱部位に対向した筐体部材のうち少なくとも一つは、前記の発熱部位に対向した位置で内壁面側から突出し当該発熱部位に対し間隙を介して近接する凸部と、その凸部の肉厚方向の位置で外壁面側に開口され側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きい凹部と、を有する放熱部が形成され、その放熱部の肉厚が当該放熱部の周縁側よりも薄く、凹部における側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きいことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記の放熱部は、複数の発熱部位に対向した位置に形成され、複数の凸部を有することを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記の凹部内の底面と開口面との間に、当該底面から突出する放熱フィンを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内部の保護空間に回路基板が収容された車両の電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエンジンコントロールユニットや自動変速機用コントロールユニットなどの車両に搭載される電子制御装置は、複数の筐体部材を接合してなる筐体内部の保護空間（防水等が図られた空間）に、電子部品を実装した回路基板が収容された構造となっている。この回路基板には、コンデンサ等の電子部品の他に、演算処理装置（ＣＰＵ），半導体スイッチング素子等のように動作に応じて発熱する電子部品が実装されている。
【０００３】
このような回路基板においては、前記のように発熱する電子部品自体や、その電子部品の実装位置における回路基板裏面側が発熱部位となるため、その発熱部位の熱を筐体部材の内壁面に熱伝導させて、その筐体部材の外壁面から大気中へ放熱する構造により、当該発熱部位（特に電子部品）の高温化を抑制する手法が採用されている。このような構造の筐体としては、筐体部材の内壁面側における回路基板の発熱部位に対向した位置から突出し当該発熱部位に近接（間隙を介して近接）する凸部を形成したものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００３−２８９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のように発熱部位に近接する凸部が筐体部材の内壁面側に形成された構造は、発熱部位の熱を筐体部材側に熱伝導し易くした構造に過ぎず、筐体部材外壁面側から大気中への放熱が十分に行われない虞があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放熱性を向上させた電子制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電子制御装置は、前記の課題を解決すべく本願発明者の鋭意研究の末になされた技術的思想による創作であり、その一態様は、複数の筐体部材を接合してなる筐体内部の空間に、発熱する電子部品を実装した回路基板が収容された電子制御装置であって、前記電子部品による回路基板の発熱部位に対向した筐体部材のうち少なくとも一つは、前記の発熱部位に対向した位置で内壁面側から突出し当該発熱部位に対し間隙を介して近接する凸部と、その凸部の肉厚方向の位置で外壁面側に開口され側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きい凹部と、を有する放熱部が形成され、その放熱部の肉厚が当該放熱部の周縁側よりも薄く、凹部における側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きいことを特徴とするものである。
【０００８】
これにより、発熱部位に近接した凸部に対し発熱部位の熱が熱伝導し易くなり、その熱伝導された熱は薄肉構造の放熱部の凹部や放熱部の周縁側から放熱される。
【発明の効果】
【０００９】
以上示したように本発明によれば、発熱部位の熱が筐体部材側に熱伝導し易く、かつ筐体部材の外壁面側への熱伝導もし易くなり、放熱性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における電子制御装置の一例を示す分解斜視図（下方側からの斜視図）。
【図２】本実施形態における電子制御装置の一例を示す分解斜視図（上方側からの斜視図）。
【図３】実施例１による放熱部２０の概略説明図（図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図）。
【図４】実施例２による放熱部２０の概略説明図（図１のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図）。
【図５】実施例３による放熱部２０の概略説明図。
【図６】実施例４による放熱部２０の概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の電子制御装置は、複数の筐体部材を接合してなる筐体内部の空間に、発熱する電子部品を実装した回路基板を収容したものであり、各筐体部材のうち電子部品による回路基板の発熱部位（電子部品自体や、その電子部品の実装位置における回路基板裏面側）に対向した筐体部材のうち少なくとも一つに対し、発熱部位に近接する凸部を形成するだけでなく、その凸部の肉厚方向の位置で外壁面側に開口し側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きい凹部を形成して放熱部を構成したものであり、その放熱部の肉厚を当該放熱部の周縁側よりも薄くしたものである。
【００１２】
前記のように薄肉構造の放熱部によれば、発熱部位の熱を筐体部材の外壁面側へ熱伝導し易くなる。これを換言すると、筐体部材の放熱部を薄肉構造にしながら当該放熱部の周縁側を厚肉構造にすることができるため、前記の熱伝導性により放熱性を向上させながらも、筐体部材において所望の強度を確保し易くなる。また、発熱部位の熱は少なからず放熱部の周縁側にも熱伝導し得るが、この周縁側が厚肉構造であれば、当該周縁側での熱を蓄えることができる容量が大きくなり、熱集中を抑制できる。
【００１３】
また、凹部の側壁がテーパー状であるため、その凹部に熱伝導した熱が放射状に放熱されることになる。さらに、この凹部の外周側に空気流（例えば電子制御装置がエンジンルーム内に設置されている場合にはファン等による空気流）が発生していれば、発生している場合、例えば単なる凹形状の窪みでは当該窪み内全体（側壁面や底面角部等）には空気流が届き難いものの、前記のようなテーパー状の側壁であれば当該側壁面に沿った流れが起こり易く、これにより対流が生じ凹部内全体に空気流が届いて効果的に放熱できる可能性がある。側壁のテーパー角については特に限定されるものではないが、例えば凹部の開口面に対して４５°程度に設定することが挙げられる。
【００１４】
さらに、放熱部は、発熱部位毎に形成しても良く、複数の発熱部位に対して一つの放熱部を形成しても良いが、それら発熱部位の形状，大きさに応じて、凹部，凸部の形状，大きさを設定することが好ましい。例えば、発熱部位が平板状の電子部品や当該電子部品の実装位置における回路基板裏面側の場合には、その発熱部位における放熱部と対向する側の表面が平坦状となるため、放熱部における凸部の先端側に対し平坦状の面（以下、平坦状近接面）を形成して、発熱部位に対して均一に近接させることが好ましい。この平坦状近接面は、発熱部位における凸部と対向する面と同等の大きさにしたり、同等以上に大きくすることが挙げられる。
【００１５】
さらにまた、形状（厚さ，大きさ等）の異なる発熱する電子部品が複数隣接して実装された発熱部位に対して一つの放熱部を形成する場合、単に一対の凸部，凹部を有するものに限定されることはなく、例えば複数の凸部を有する放熱部を形成しても良い。このように複数の凸部を有する放熱の場合、例えば放熱部における発熱部位に対向する側は、各凸部により段差状に形成することが挙げられる。また、各凸部の先端側には、各電子部品の形状に合わせた平坦状近接面をそれぞれ形成することが挙げられる。具体例としては、前記の複数隣接して実装される電子部品の高さが異なる場合には、それら各高さに合わせて段差状に位置するように各々の平坦状近接面を形成し、凹部の底面も段差状にすることが挙げられる。
【００１６】
凹部において、放熱フィン（例えば凹部底面から突出するピン状の放熱フィン）を設けた場合には、放熱表面積を大きくすることができ、より放熱し易くなる。この放熱フィンの形状は、特に限定されるものではないが、例えば凹部内で開口面から突出しないように設けることにより、筐体の外観性を良好にしたり、電子制御装置のサイズを大きくせずに放熱性の向上を図ることができる。
【００１７】
前記の放熱部と発熱部位との間の間隙（クリアランス）に弾性放熱材を介在させることにより、発熱部位の熱が筐体部材へ熱伝導し易くなる。前記の弾性放熱材としては、電子制御装置の分野で利用されているものであれば適用可能であり、例えばシリコン系の樹脂材料から成りゲル状で弾性を有する放熱材が挙げられる。また、前記のように弾性を有する他に、例えば接着性を有し間隙に介在して位置ズレが起こらないようにしたものや、耐環境性を有し放熱性を長期間保持できるようにしたものを適用することが好ましい。
【００１８】
筐体部材に適用する材料は、特に限定されるものではないが、放熱部を有する筐体部材においては、熱伝導率の高い材料を適用することが好ましい。例えば、放熱部が形成される筐体部材においては、金属材料（アルミニウム，鉄等）を型成形法，鋳造法（ダイカスト等）により所望の形状に一体成形して成るものが挙げられる。また、筐体部材の表面からの熱放射率を高める目的で、例えば筐体表面に薄膜の絶縁処理（例えば、アルマイト等の表面処理，カチオン電着等の塗装処理）を施しても良い。
【００１９】
＜電子制御装置の構成例＞
以下に、本実施形態に係る電子制御装置を、自動車のエンジンコントロールユニットに適用した一例について、図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１，図２を参照して、複数の筐体部材（後述するケース１２，カバー１３等）を接合して成る筐体内部の空間に回路基板１１を収容した電子制御装置１０の基本構成について説明する。なお、ここでの説明においては、便宜上、図１の上下方向、つまり回路基板１１の肉厚方向を装置１０自体の上下方向として説明することがあるが、これは、車載状態での鉛直方向に必ずしも対応するものではなく、例えば車両搭載状態が縦置き姿勢の場合、図１の装置１０の上下方向が自動車の前後方向に沿うものとなる。
【００２０】
この電子制御装置１０は、車体側に取り付けられる略板状のケース１２と略箱状のカバー１３とを液密に接合（シール材を介して接合）してなる筐体と、この筐体内部の保護空間に収容され電子部品１４ａ，１４ｂを実装した回路基板１１と、により大略構成されており、図示していないが、エンジンルーム等に搭載され、車体側への取付面となるケース１２のブラケット２３，２４の底面において、車体側に取り付けられるものである。なお、車体側への取付面は、この実施形態ではケース１２の底面と平行に構成されているが、車体側への取付部（ブラケット２３，２４）の形状等によってはケース１２の底面に対して傾斜する場合もある。
【００２１】
各構成要素について具体的に説明すると、回路基板１１は、その上方側（カバー１３側）には、コンデンサ，コイル等のような、比較的発熱しない、もしくは例えばヒートシンク等の特段の放熱処置を必要としない低発熱の電子部品１４ａが実装され、下方側（ケース１２側）には演算処理装置，トランジスタ，ＩＣ等の比較的発熱し易い電子部品（以下、発熱性電子部品）１４ｂが実装された、いわゆるプリント配線基板であり、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる板材の表裏面あるいはその内部に配線回路パターンが形成され、この配線回路パターンに電子部品１４ａ，発熱性電子部品１４ｂが半田等によりそれぞれ電気的に接続されている。
【００２２】
また、回路基板１１の周縁側の一部には、外部のコネクタとそれぞれ接続される３つの第１，第２，第３接続口１６，１７，１８を有するコネクタ１５が取り付けられている。このコネクタ１５は、その接続先に応じて３つに分割された各接続口１６，１７，１８が取付基部１５ａを介して一体化されたものであって、この取付基部１５ａを介して回路基板１１に固定（例えば複数のビス等により固定）されている。このコネクタ１５は、取付基部１５ａによって連結された一連の接続口１６，１７，１８が、ケース１２とカバー１３との間に形成される空間である窓部１３ａを介して外部へと臨むようになっていて、ここにおいて車両側のコネクタと接続される。この取付基部１５ａの外周側には、ケース１２を所定位置に案内して固定するための案内溝１５ｂが形成され、ケース１２の底壁１２ａの周縁部の一部に立設された位置決め突部１２ｃ（詳細後述）と嵌合する。
【００２３】
コネクタ１５には、回路基板１１上の配線回路パターンに電気的に接続された複数の雄型端子１６ａ，１７ａ，１８ａが設けられており、これらの雄型端子１６ａ，１７ａ，１８ａが図外のコネクタに収容される複数の雌型端子と接続されることで、当該図外のコネクタ（雌型端子）に接続されるセンサー類やポンプ等の所定の機器と電気的に接続されることとなる。
【００２４】
ケース１２は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料によって略板状、より詳しくは周縁がわずかに立ち上がる浅い箱状に一体形成されたものである。具体的には、ほぼ矩形状の底壁１２ａの外周縁（各側辺）に側壁１２ｂが立設され、全体が上方へ開口するように構成されている。底壁１２ａの外周縁側には、取付基部１５ａの案内溝１５ｂに案内されて嵌合する位置決め突部１２ｃが形成されている。側壁１２ｂの四隅には、カバー１３を取付固定するためのカバー固定部２８が形成され、これら各カバー固定部２８には上下方向に貫通する貫通孔２８ａが設けられている。
【００２５】
また、底壁１２ａの内壁面側であってケース１２に回路基板１１が取付固定された状態における発熱性電子部品１４ｂに対向する位置から突出した凸部２１と、その凸部２１の肉厚方向の位置で外壁面側に開口した穴であって側壁がテーパー状で底面積よりも開口面積が大きい凹部２２と、を有する放熱部２０が形成されている。この放熱部２０の肉厚は、その放熱部２０の周縁側よりも薄く形成されている。また、凸部２１と発熱性電子部品１４ｂとの間に、所定の間隙（例えば、１ｍｍ以下、もしくは数ｍｍ程度のクリアランス）が確保されるように形成される。
【００２６】
回路基板１１の取付固定は、ケース１２の底壁１２ａの内壁面側の周縁部に立設された基板固定部１９を介して行われる。この基板固定部１９は、その上端部に、回路基板１１を支持する平坦状の支持面１９ａが構成されていて、これら各支持面１９ａには、回路基板１１の固定に供する図外のビスが螺合する雌ねじ穴１９ｂが形成されている。ビスが各雌ねじ穴１９ｂに螺着されることによって、回路基板１１が各基板固定部１９に支持された状態でケース１２に固定されることとなる。
【００２７】
また、ケース１２における側壁１２ｂの外側部には、電子制御装置１０の車体（図示省略）への取付に供する一対のブラケット２３，２４が一体に設けられている。これらブラケット２３，２４には、上下方向に貫通する貫通孔２３ａ，側方に開口する切欠溝２４ａがそれぞれ設けられていて、これら貫通孔２３ａ，切欠溝２４ａを挿通するボルト等によって、車体側への取付が行われる。
【００２８】
カバー１３は、金属材料に比べて軽量かつ低コストで所定の合成樹脂材料によって略箱状に一体成形されたものであり、回路基板１１及びコネクタ１５の上方を覆う上壁部２５と、上記の窓部１３ａを除く上壁部２５の周縁の三方を囲う側壁２６と、を有している。側壁２６におけるケース１２のカバー固定部２８と対向する位置には、締結固定部２７が形成されている。これら各締結固定部２７には、カバー固定部２８の貫通孔２８ａの下方から挿通される図外のボルトが螺合する雌ねじ穴２７ａが形成され、ボルトが各雌ねじ穴２７ａにそれぞれ螺着されることによって、カバー１３が各カバー固定部２８に支持された状態でケース１２に固定されることとなる。
【００２９】
ケース１２の上側の周縁部とカバー１３の下側の周縁部との接合部分、ケース１２の上側の周縁部とコネクタ１５の下側の周縁部との接合部分、更にはコネクタ１５の外周部と窓部１３ａの内周縁部との接合部分は、それぞれ、防水性を確保するために、シール剤を介して液密に接合されている。詳しくは図示していないが、これらの接合部分には、その一方にシール溝１２ｄが形成されるとともに、他方に突条が設けられ、この突条がシール溝１２ｄに隙間をもって入り込むことで、シール溝１２ｄと突条との隙間に充填されるシール剤の長さ、いわゆるシール長を十分に確保して、所期のシール性が得られるように構成されている。ここで、シール剤としては、流動性を有するシール剤であれば特に具体的な構成は限定されるものではなく、例えばエポキシ系やシリコーン系、アクリル系など、電子制御装置１０の仕様や要求に応じて適宜に選択することができる。
【００３０】
上述したように、この装置１０においては、回路基板１１の一端に、側方へ開口するコネクタ１５が取り付けられた構造となっている。この関係で、カバー１３は、基板の肉厚方向の寸法（高さ）が異なる回路基板１１とコネクタ１５のそれぞれに応じた段付形状をなしている。具体的には、回路基板１１及びコネクタ１５を挟んでケース１２と対向するカバーの上壁部２５には、ケース１２の取付面１９に平行な上段部２９と下段部３０とが設けられている。コネクタ１５の上方を覆う上段部２９は、回路基板１１の上方を覆う下段部３０に対して、基板厚さ方向の寸法が大きく設定されている。そして、このように高さの異なる上段部２９と下段部３０とを滑らかに繋ぐ傾斜壁部３１が設けられている。この傾斜壁部３１は、ケース１２の底壁１２ａに対して所定の傾斜角度、具体的にはほぼ４５度の傾斜角度で平坦に傾斜しており、従って、上段部２９や下段部３０に対しても同じ傾斜角度で傾斜している。また、傾斜壁部３１には、肉厚方向に貫通して形成される通気孔（図示省略）を保護するための防護壁３２が設けられる。通気孔は、防水性及び通気性の双方を併せ持つゴアテックス（登録商標）などの薄膜状の通気防水膜が取り付けられたものであって、防護壁３２により、例えば洗車時等に高温・高圧の水が通気防水膜へ直接吹き付けられないように保護される。
【００３１】
次に、このような本実施形態の電子制御装置１０における放熱部の実施例を説明する。
【００３２】
＜実施例１＞
実施例１は、回路基板１１の下方側に実装されている各発熱性電子部品１４ｂに対して各々の放熱部２０を構成したものである。図３に示すように、放熱部２０は、回路基板１１の下方側に実装されている各発熱性電子部品１４ｂに対向する位置で、それら各発熱性電子部品１４ｂに対し間隙（図３中では距離ａの間隙）を介して近接するように、それぞれ形成されている。各放熱部２０の上方側の凸部２１の先端側には、発熱性電子部品１４ｂの下方側に位置する面と同様の形状の平坦状近接面２１ａがそれぞれ形成され、この平坦状接合面２１ａと発熱性電子部品１４ｂとの間の間隙に、シリコン系樹脂材料から成る弾性放熱材３３が各々介在している。この放熱部２０の下方側の凹部２２の側壁は、凹部２２の開口面に対するテーパー角θが４５°のテーパー状に形成されている。このように凸部２１，凹部２２が形成された放熱部２０は、放熱部２０の周縁部２０ａの肉厚ｂよりも，薄い肉厚ｃとなるように薄肉構造となっている。
【００３３】
このような放熱部２０を構成した電子制御装置１０において、発熱性電子部品１４ｂが発熱した場合、その熱が弾性放熱材３３を介して凸部２１に熱伝導し、凹部２２または周縁部２０ａを介して大気中へ放熱される。凹部２２による放熱においては、側壁２２ａがテーパー状であるため放射状に放熱されることとなる。また、エンジンルーム内の空気流等によって凹部２２内に対流が生じ易く、凹部２２内の熱の澱みが抑制される。
【００３４】
＜実施例２＞
実施例２は、回路基板１１の下方側で隣接して実装されている複数の発熱性電子部品１４ｂに対して複数の凸部２１を有する放熱部２０を構成したものである。図４に示すように、互いに隣接し形状の異なる２つの発熱性電子部品１４ｂに対向する位置で、各発熱性電子部品１４ｂに対し間隙を介して近接するように、複数の凸部２１を有する放熱部２０が形成されている。図４では、各発熱性電子部品の肉厚が異なるため、放熱部２０においても形状の異なる凸部２１がそれぞれ形成されており、放熱部２０の上方側が段差状（符号２０ｂで示す段差）となっている。また、各凸部２１には、各発熱性電子部品１４ｂの下方側に位置する面に応じた形状の平坦状近接面２１ａがそれぞれ形成されている。これら２つの平坦状接合面２１ａと各発熱性電子部品１４ｂとの間の間隙には、弾性放熱材３３が各々介在している。
【００３５】
このような放熱部２０を構成した電子制御装置１０においても、実施例１と同様に、凹部２２または周縁部２０ａを介して大気中へ放熱される。
【００３６】
＜実施例３＞
実施例３は、回路基板１１の上方側に発熱性電子部品１４ｂが実装されている場合であって、その発熱性電子部品１４ｂの位置における下方側の発熱部位に対して放熱部２０を構成したものである。図５に示すように、回路基板１１の上方側に実装されている発熱性電子部品１４ｂの位置の下方側（裏面側）の発熱部位１４ｃに対向し、その発熱部位１４ｃに対し間隙を介して近接するように放熱部２０が形成されている。放熱部２０の上方側の凸部２１の先端側には、発熱部位の下方側の面に応じた形状の平坦状近接面２１ａが形成され、その平坦状接合面２１ａと発熱部位１４ｃとの間の間隙には弾性放熱材３３が介在している。
【００３７】
このような放熱部２０を構成した電子制御装置１０においても、実施例１と同様に、凹部２２または周縁部２０ａを介して大気中へ放熱される。
【００３８】
＜実施例４＞
実施例４は、凹部２２の内部に放熱フィンを設けた放熱部を構成したものである。図６に示すように、凹部２２内において、凹部２２の底面から開口面方向に突出したピン状の放熱フィン２０ｃが形成された構成であって、実施例１と同様に、凹部２２または周縁部２０ａを介して大気中へ放熱される他に、放熱フィン２０ｃを介しても大気中に放熱される。
【００３９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００４０】
１０…電子制御装置
１１…回路基板
１２…ケース
１３…カバー
１４ａ，１４ｂ…電子部品
２０…放熱部
２１…凸部
２２…凹部
３３…放熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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