(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品が実装される、放熱性の向上を比較的簡単な構造により低コストで実現した放熱基板及びこれを収納する放熱ケースを提供する。【解決手段】電子部品ＥＣが実装される多層基板の内側の層に、１又は複数の層間伝熱層３３０を設けた放熱基板により、層間伝熱層３３０を介して電子部品ＥＣから発生する熱を放熱基板上で均一化しつつ外部へ放出することができるようする。さらに、層間伝熱層３３０の周縁部に延伸部３３５と上記基板の板面から層間伝熱層３３０に至る開口部とを設けた放熱基板を、延伸部３３５と接続すると共に上記開口部内の層間伝熱層３３０に伝熱突起部により接続して収納する放熱ケース４００を構成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装される多層基板の内側の層に、１又は複数の層間伝熱層を設け、前記層間伝熱層を介して前記電子部品から発生する熱を外部へ放出することを特徴とする放熱基板。
【請求項２】
前記層間伝熱層は、前記多層基板の側面側から前記層間伝熱層の周縁の一部乃至全部を延伸させた延伸部を備える請求項１に記載の放熱基板。
【請求項３】
前記層間伝熱層は前記多層基板を構成する中心の層乃至その近傍の層として構成される請求項１又は２に記載の放熱基板。
【請求項４】
前記多層基板の板面には、前記板面から前記層間伝熱層に向けて１又は複数の開口部が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放熱基板。
【請求項５】
前記層間伝熱層は導体から構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放熱基板。
【請求項６】
前記導体は銅又は銅を主成分とする合金である請求項５に記載の放熱基板。
【請求項７】
前記層間伝熱層は、前記電子部品を前記多層基板に実装するための回路パターンを構成する銅層と非接続される構造を有している請求項５又は６に記載の放熱基板。
【請求項８】
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の放熱基板を収納する放熱ケースであって、前記放熱ケースは、前記延伸部を介して前記基板からの熱を前記放熱ケース外に放熱することを特徴とする放熱ケース。
【請求項９】
前記放熱ケースは、収容部と蓋部とから構成され、前記収容部と前記蓋部とにより前記放熱基板の延伸部を挟み込む構造を有する請求項８に記載の放熱ケース。
【請求項１０】
請求項４乃至７の何れか１項に記載の放熱基板を収納する放熱ケースであって、前記放熱ケースからは、前記基板の開口部内の層間伝熱層に接するように伝熱突起部が設けられ、前記伝熱突起部を介して前記基板からの熱を前記放熱ケース外に放熱することを特徴とする放熱ケース。
【請求項１１】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の放熱基板を用いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の放熱基板を収容する放熱ケースを用いることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性の電子部品を実装する基板に関し、更に詳細には、上記基板の内側に層間伝熱層を設けることにより、上記発熱性の電子部品から発生する熱を、上記基板の層間伝熱層を介して外部へ放出することが可能な放熱基板及びこれを収納する放熱ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車のような高度な技術産業製品については、これらに関する産業技術の発展に伴い、当該技術産業製品に使用する機器の小型化の要請が高くなっている。そして、こうした要請に伴い、これら自動車などの技術産業製品に使用される電子部品や各種制御装置に用いられる基板には、更なる高集積化・高容量化が要求されている。
【０００３】
そして、上記の様な技術産業製品に用いられる電子部品や上記技術産業製品の各種制御装置に用いられる基板の高集積化・高容量化に当たっては、一般的な家電製品と比べて、これらの技術産業製品については、振動が多く高温の環境で使用される場合が多い等の特殊性を有しているために、機器の安全性の向上などの観点から、高い信頼性を確保する事が課題となっている。
【０００４】
そして、上記高い信頼性の確保のための課題のうち、とりわけ重視されるものの一つが、機器の放熱性の問題である。
【０００５】
すなわち、インバータ回路や電源回路のように、大電力を扱うパワー半導体等の電子部品を用いた電子回路では、回路基板が高温になり、このような発熱が、当該電子部品の機能を低下させたり、作動不良の原因となったりする場合が有る。
【０００６】
例えば、セラミック等からなる基板の熱変形による損傷等による絶縁不良や、半田接合面のクラックの発生などによる電子部品の動作不良といった不具合である。
【０００７】
そのため、上記の様に高集積化・高容量化された各電子部品から発生する熱を外部に迅速かつ円滑に放出できるようにすることを目的とした、電子部品を実装する基板からの高効率な放熱技術の開発が、従来から必要とされている。
【０００８】
こうした基板からの放熱技術の一例として、例えば、特開２００７−９６２５２号公報（特許文献１）に記載された技術が開示されている。
【０００９】
上記特許文献１に開示された技術は、防水性を確保しつつ絶縁基板の割れの恐れのない接続構造で熱抵抗を安定に低減しパワーモジュール等を構成するインバータを小型化し、パワー素子の絶縁基板を小型化し組立ての容易な構造を提供することを目的としている。
【００１０】
そのため、上記特許文献１に開示された技術では、主面に冷却液を流すための溝を形成した放熱基板に、絶縁基板に配線導体を形成した配線基板を、上記溝を塞ぐように接合して成る液冷却式回路基板において、平面透視して溝に沿った縁辺を有する配線導体を形成するとともに配線導体の溝に沿った縁辺を溝の内側に位置させた構造が提案されている。
【００１１】
また、他の放熱技術の例として、例えば特開２０１２−９９７８２号公報（特許文献２）に記載された技術が開示されている。
【００１２】
上記特許文献２に開示された技術は、アルミニウム（Ａｌ）及び銅（Ｃｕ）からなったベースの向上された放熱機能により、電子部品の高集積化と高容量化による高出力用金属基板の提供が可能である放熱基板を提供することを目的としている。
【００１３】
そのため、上記特許文献２に開示された技術では、一定の厚さの銅層と銅層の上下表面に備えた陽極酸化絶縁層と銅層及び陽極酸化絶縁層の間に備えたアルミニウム層をさらに含む構造の放熱基板を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−９６２５２号公報
【特許文献２】特開２０１２−９９７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記特許文献１に記載された構造では、基板が厚くなる事により重量が増加し、更に、冷却液を循環させるための循環路を形成した上で、その循環路に冷却液をポンプ等で循環させる必要があることから、構造が複雑化しており、コスト的に不利益が生ずる。
【００１６】
また、上記特許文献２に記載された技術では、熱伝導率の異なる銅と上下のアルミニウム層を必須の構成要素として用いており、それぞれの層の厚みを設計して放熱特性を事前に決めていることから、構造が複雑で、通常の多層基板に比較して製作容易性に劣るという欠点がある。
【００１７】
そのため、本発明は、上記のような不利益や欠点を解消し、電子部品が実装される基板について、放熱性の向上を、比較的単純な構造により低コストで実現することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明は、電子部品が実装される多層基板の内側の層に、１又は複数の層間伝熱層を設け、前記層間伝熱層を介して前記電子部品から発生する熱を外部へ放出することを特徴とする放熱基板を提供する。
【００１９】
また、上記課題の解決は、前記層間伝熱層は、前記多層基板の側面側から前記層間伝熱層の周縁の一部乃至全部を延伸させた延伸部を備える事により、或いは、前記層間伝熱層は前記多層基板を構成する中心の層乃至その近傍の層として構成される事により、或いは、前記多層基板の板面には、前記板面から前記層間伝熱層に向けて１又は複数の開口部が設けられている事により、或いは、前記層間伝熱層は導体から構成される事により、或いは、前記導体は銅又は銅を主成分とする合金である事により、或いは、前記層間伝熱層は、前記電子部品を前記多層基板に実装するための回路パターンを構成する銅層と非接続される構造を有している事により、更に効果的に達成される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために本発明は、前記記載のいずれかの放熱基板を収納する放熱ケースであって、前記放熱ケースは、前記延伸部を介して前記基板からの熱を前記放熱ケース外に放熱することを特徴とする放熱ケースを提供する。
【００２１】
また、上記課題の解決は、前記放熱ケースは、収容部と蓋部とから構成され、前記収容部と前記蓋部とにより前記放熱基板の延伸部を挟み込む構造を有する事により、或いは、前記放熱ケースからは、前記基板の開口部内の層間伝熱層に接するように伝熱突起部が設けられ、前記伝熱突起部を介して前記基板からの熱を前記放熱ケース外に放熱することにより、更に効果的に達成される。
【００２２】
また、上記放熱基板乃至これを用いた放熱ケースを電動パワーステアリング装置に用いることにより、上記パワーステアリング装置に用いられる制御装置の放熱性の向上をより低コストで実現し、有用性を更に向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
上記の様な構成からなる本発明は、基板の内側に伝熱を目的とした層間伝熱層を設けている。そして、上記層間伝熱層は、銅などの導体で形成し、上記基板上に実装される電子部品の発熱量などに応じて、上記基板の内側の領域の全域又は必要な程度の領域に、板状の層として形成するものである。そのため、このような構造を採用することによって、前記基板の上面乃至下面又はその双方に実装された電子部品からの発熱を、基板内に均一に伝導し拡散することが可能である。従って、前記基板における、発熱領域や発熱量の偏在等を原因とした基板の熱変形や歪みを、効果的に、かつ、未然に防止することが可能である。
【００２４】
また、本発明では、前記層間伝熱層に、前記層間伝熱層の外縁を前記基板の側面から突出して構成した延伸部を設ける構成とすることも可能であり、さらに、前記層間伝熱層に対して、前記基板の上面乃至下面又はその双方の板面から開口部を形成する構成とすることも可能である。そのため、上記層間伝熱層から前記基板外へ、前記延伸部乃至前記開口部を介して、電子部品から発生した熱を効果的に放射乃至伝導することが可能であり、また、特に発熱が多い部分を有する基板の領域に対して、前記層間伝熱層を設けた場合には、前記層間伝熱層の延伸部乃至開口部を介して、熱を基板の外部へ効果的に放射乃至伝導することも可能である。
【００２５】
さらに、本発明では、上記放熱基板を収容するための、前記基板の形態に対応した放熱ケースを設け、前記放熱ケースを介して前記放熱基板からの熱を更に効率的に外部環境へ放射乃至伝導することが可能である。
【００２６】
以上のように、本発明の前記放熱基板とこれ用いた放熱ケースによれば、電子部品からの熱を基板外へ効率的に放出することが可能となる。したがって、例えば、これらを自動車等の技術産業製品や、これに用いる伝導パワーステアリング装置の制御装置等に使用した場合には、これらに使用される電子部品が実装される基板の放熱性能を改善することが可能であり、従来別個に構成されていた比較的低い発熱の制御基板と比較的高い発熱のパワー基板とを１枚の基板として集約化した場合であっても、発熱による問題の発生を防止することも可能である。このため、本発明によれば、電子部品が実装される基板の放熱性の向上を通じて、これらが用いられる技術産業製品の信頼性や安全性の向上を、比較的単純な構造により、かつ、低コストで実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る放熱基板を備えた電動パワーステアリング装置の基本構造を示した図である。
【図２】上記電動パワーステアリング装置の制御系の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る放熱基板の概要を示す側断面図であり、（Ａ）は延伸部を形成した場合の側断面図であり、（Ｂ）はさらに開口部を形成した場合の側断面図である。
【図４】本発明の放熱基板とこれを収納する放熱ケースの概要を示す側断面図であり、（Ａ）は放熱基板に延伸部を形成したものを放熱ケースに収納した場合の側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の構成を採用した場合の伝熱経路を説明する側断面図である。
【図５】本発明の放熱基板とこれを収納する放熱ケースの概要を示す側断面図であり、（Ａ）は基板に更に開口部を形成したものを、放熱ケース内に伝熱突起部を形成したものの内部に収納した場合の側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の構成を採用した場合の伝熱経路を説明する側断面図である。
【図６】本発明の放熱基板とこれを収納する放熱ケースの概要を示す斜視図である。
【図７】本発明の放熱基板とこれを収納する放熱ケースの別の実施形態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の放熱基板とこれを収納する放熱ケースとを、車載用電動パワーステアリング装置の制御装置である電子コントロールユニット（ＥＣＵ）に用いた場合を例として、本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
ここで、上記電動パワーステアリング装置は、車両のステアリング機構に電動モータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与するものであり、当該電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機構を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力として付与するようになっている。
【００３０】
そして、このような電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。
【００３１】
かかるフィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）と電動モータ電流検出値との差が小さくなるように電動モータ印加電圧を調整するものであり、電動モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティ（Ｄｕｔｙ）の調整で行っている。
【００３２】
上記の電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構３の減速ギア、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ９及び操舵角θを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２００が減速機構３の減速ギア（ギア比ｎ）を介してコラム軸２に連結されている。
【００３３】
そして、上記の電動パワーステアリング装置を制御する制御装置であるコントロールユニット（ＥＣＵ）１０は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）を基幹部品として構成され、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
【００３４】
このように構成されるコントロールユニット１０では、トルクセンサ９で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって電動モータ２００に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良く、電動モータ２００に連結されたレゾルバ等の回転位置センサから操舵角を取得することも可能である。
【００３５】
また、上記コントロールユニット１０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１５が接続されており、車速ＶｅｌはＣＡＮ１５から受信することも可能である。また、コントロールユニット１０には、ＣＡＮ１５以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ１６も接続されている。
【００３６】
コントロールユニット１０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。
【００３７】
そこで、図２を参照してコントロールユニット１０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ９で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ１５からの）車速Ｖｅｌは、電流指令値演算部２１０に入力される。電流指令値演算部２１０は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｅｌに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２００に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部２２０Ａを経て電流制限部２３０に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部２２０Ｂに入力され、モータ２００側からフィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部２５０に入力される。そうすると、ＰＩ制御部２５０で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部２６０に入力され、更にモータ駆動部としてのインバータ回路２７０を介してモータ２００がＰＷＭ駆動される。なおここで、モータ２００の電流値Ｉｍはモータ電流検出器２８０で検出され、減算部２２０Ｂにフィードバックされる。また、インバータ回路２７０は駆動素子としてＦＥＴが用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。
【００３８】
また、加算部２２０Ａには補償信号生成部２４０からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部２４０は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）２４３と慣性２４２を加算部２４４で加算し、その加算結果に更に収れん性２４１を加算部２４５で加算し、加算部２４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
【００３９】
次に本発明に係る放熱基板とこれを収納する放熱ケースについて、図３から図７迄を参照して説明する。なお、上記図面においては、同一又は類似する構造又は機能を有する部材には、同一又は類似する番号を付している場合が有り、共通の部材や要素については一部の表示や説明を省略する場合が有る。また、本発明の理解を容易にするために、電子部品と基板の大きさ並びに放熱ケース等との比率や図面の縮尺は、実際のものとは適宜変更して表現する場合が有る。
【００４０】
図３は、本発明の放熱基板の概要を示す側面図であり、同図３では、基板中央部を省略して表している。本発明の放熱基板３００は、図３（Ａ）に示すように、基板３１０の内側に、層間伝熱層３３０を上記基板３１０の上面と下面との間に板状の層として設けることを基本構成としたものである。
【００４１】
そして、上記のうち基板３１０は、その上面乃至下面又はその上下双方の面に電子部品ＥＣを実装するための、薄い銅層３１３などによる回路パターンが形成されたものであり、上記基板は図３（Ａ）に記載したように多層からなる基板３１０の他に、単一の層からなる単層の基板であっても良い。なお、上記図３では図面上の上側が基板の上面側に対応し、図面上の下側が基板の下面側に対応している。
【００４２】
また、上記層間伝熱層３３０は、上記基板３１０の内側に設けられる熱伝導率の高い材料（良熱伝導体）からなる熱伝導を目的とした、上述のような板状の形成体であり、上記良熱伝導体は、高熱伝導性のエンジニアリングプラスティック等、又は、銅やその合金などの導体で構成しても良い。
【００４３】
そして、上記層間伝熱層３３０は、上記基板３１０の内側の層として設けられ、その位置は、基本的には上記基板の厚さ方向に対して中間の位置（多層基板の場合なら中心の層乃至その近傍の層）になるように設けられるが、必ずしもこれに限定されるものではない。そのため、上記基板の上面に上記電子部品ＥＣが実装され下面には実装されていない場合には、上記中間の位置よりも上記基板の上面側の位置寄りに設けるなどの構成を採り、上記電子部品ＥＣからの発熱を伝導しやすいように配置することも可能である。
【００４４】
また、上記層間伝熱層３３０は、基本的には、上記基板３１０の板面を上面から見た場合の板面の形状と同一の形状を有しており、これにより、上記基板３１０に実装された電子部品ＥＣから発生する熱を基板全体に均一に拡散し、上記基板全体を利用した熱の放射を図ることが可能である。但し、本発明では、必ずしもこれに限らず、上記基板３１０に実装される電子部品ＥＣの実装密度の高い場所、又は、上記電子部品ＥＣのうちでもＦＥＴなどの高発熱性のものが実装される場所の下部付近の領域のみに、上記層間伝熱層３３０を形成する構成とすることも可能である。そのため、そのような構成とした場合には、必要な程度に上記層間伝熱層３３０の形成量を抑制することが可能であり、それによってさらに低コストに、基板からの熱の拡散を図ることも可能である。
【００４５】
また、上記基板３１０には上記のように、薄い銅層３１３などによる回路パターンが形成され、更に、スルーホールＴＨが形成されている場合もある。そのため、上記層間伝熱層３３０が導体から構成される場合には、上記層間伝熱層３３０は、これらとは非接続に形成される。すなわち、これら銅層３１３等と接触しないように形成され、これらとの間で、絶縁性を確保できるように構成されている。
【００４６】
また、本実施形態では、上記層間伝熱層３３０は、上記基板の板面の側面、すなわち、上記基板３１０の上下の板面に対して垂直な側面側に、前記側面側から上記層間伝熱層３３０の周縁の一部を延伸して上記側面から突出するように形成させた延伸部３３５を有している。
【００４７】
上記延伸部３３５は、上記層間伝熱層３３０から外部への熱の伝導を更に容易に行うことを目的とするものである。そのため、上記延伸部３３５を通じて、上記層間伝熱層３３０からの熱の放射を拡大することが可能であり、更に、後述するように本発明の放熱ケースと組み合わせた場合には、上記基板３１０からの熱の放出を更に効果的に行うことが可能である。
【００４８】
また、上記延伸部３３５は、上記層間伝熱層３３０の周縁の一部を延伸して形成することにより、上記基板３１０の側面から突出するように形成されるが、上記延伸の程度や場所は、放熱効率を考慮して、最適な形態を決定することが可能である。そのため、上記基板３１０の側面全域に上記延伸部３３５を設けても良いし、上記基板３１０上に実装される電子部品ＥＣの実装密度の高い場所、又は、上記電子部品ＥＣのうちでも高発熱性のものが実装される場所に近い側面側等の、一部の領域に限定して設けることも可能である。
【００４９】
また、本発明においては、図３（Ｂ）に断面を示したように上記基板３１０に対し開口部３８０を設けることにより、更に、上記基板３１０からの放熱効率を向上させることが可能である。
【００５０】
すなわち、上記図３（Ｂ）は、本発明の別の実施形態である放熱基板３５０を示したものである。上記放熱基板３５０は、上記放熱基板３３０と基本的な構成は同様であるが、上記放熱基板３５０の場合には、上記基板３１０の板面に上記板面から上記層間伝熱層３３０に向けて開口部３８０が設けられている。
【００５１】
上記開口部３８０は上記基板３１０の板面から上記層間伝熱層３３０に向けて形成された円形状の穴であり、本発明では、このように開口部３８０を設けることにより、上記層間伝熱層からの熱の放射を促進し、上記基板３１０からの放熱を上記層間伝熱層３３０を介して上記開口部３８０から更に効率的に行う構造を採用している。
【００５２】
また、上記開口部３８０は上記基板３１０の板面に対して１又は複数設けることが可能であり、上記開口部３８０を設ける基板の板面も、上記基板３１０の上面又は下面、若しくは、上記図３（Ｂ）に記載した放熱基板３５０に例示したように、上記基板３１０の上下の板面双方に設けることも可能である。
【００５３】
また、上記開口部３８０の大きさは上記放熱基板３５０に例示したように、上記電子部品ＥＣ１つが上記基板３１０に実装される場合の基板の板面方向への投影面積程度から、更に大きいものでも良く、形態も上記放熱基板３５０に例示したように必ずしも円形でなくても良く、上記基板３１０上に形成された回路パターンの空隙の形状等に応じて、任意の形態を選択することが可能である。
【００５４】
そして、上記開口部３８０を設ける位置は、上記基板３１０に実装される電子部品ＥＣ等の発熱量等を考慮して決定することが可能であり、上記発熱性の電子部品ＥＣの近傍に一又は複数の開口部を設けるようにしても良い。また、後述するように、上記開口部に対する形態適合性を有する伝熱突起部を構成した本発明の放熱ケースと組み合わせて使用した場合には、更に基板からの放熱効率を向上させることが可能である。
【００５５】
次に、本発明の上記放熱基板を収納する放熱ケースについて説明する。本発明の上記放熱ケースは、上述したような放熱基板と放熱ケースとを、例えば図４等に図示したように機能的に組み合わせることによって、基板に実装された電子部品ＥＣから発生する熱を、更に効率的に基板の外部へ放熱するものである。
【００５６】
上記図４は、上述したような放熱基板のうち、上記層間伝熱層３３０に延伸部３３５を形成したものを放熱ケースに収納した場合を例示した側断面図である。
【００５７】
上記放熱ケース４００は上記放熱基板を収納するために当該基板に設けられた延伸部分３３５等の形態に適合するように構成された放熱ケースである。そして、本実施形態の場合には、上記放熱ケース４００は蓋体４３０と箱体４５０とから形成されており、上記蓋体４３０の末端部４３５と上記箱体４５０の末端部４５５とで、上記層間伝熱層３３０に形成された延伸部３３５を挟み込むことにより一体的な構造になるように、相互に適合した構成を有している。
【００５８】
また、上記放熱ケース４００は、上記放熱基板を収納するために、アルミニウムやダイカスト等の良熱伝導性の金属材料、又は樹脂等により形成されたものであり、一定の形態を維持できる程度の強度を有し、場合によっては防振防塵機能を有する物であっても良い。
【００５９】
そして、上記放熱ケース４００の上記箱体４５０と蓋体４３０の形態は特に限定を設けるものではないが、基本的には、これら箱体４５０と蓋体４３０とを併せて、上記放熱基板に接続される入出力用の（ここでは図示しない）コネクタ部分等が上記放熱ケース内外とで連通できるように構成しつつ、全体的には一つの閉局面を作るような形態を有している。また、上記箱体４５０と蓋体４３０とは、それぞれの周縁部分（４５５、４３５）を合わせることにより、内部に上記コネクタ部分等を除いて閉空間を形成できるようになっている。そして、上記周縁部分には、上記箱体４５０と蓋体４３０とを接続するためのネジ止め用の穴やカシメ手段若しくは圧入等のための接続手段が設けられており、上記接続手段により、上記閉空間を維持できるようになっているため、上記放熱基板は、上記閉空間の内部に収納することが可能である。
【００６０】
また、上記図４に示した放熱ケース４００の場合には、上記箱体４５０の周縁部分４５５と蓋体４３０の周縁部分４３５とは、共に、上記放熱基板に形成された延伸部３３５を上下から挟み込むようにして固定できるように形成されている。本発明では、このように形成することにより、上記放熱ケース４００と放熱基板とを一体化し、放熱基板からの熱を放熱ケース４００に伝導し、これにより外部環境へ放熱できるように機能的に構成されている。そして、上記の様な挟み込みによる固定手段については特に限定を設けるものではないが、例えば、上記延伸部３３５を上記箱体４５０の周縁部分４５５又は蓋体４３０の周縁部分４３５、若しくは、その双方の周縁部分（４５５，４３５）に圧入固定するものであっても良い。或いはまた、上記放熱基板の延伸部３３５を上記放熱ケース４００の箱体４５０に固定した後で、上記延伸部３３５と面接触するように蓋体４３０を別に設けた固定手段によって固定しても良いし、上記箱体４５０と上記放熱基板の延伸部３３５と上記蓋体４３０とを共通のネジ等により同時に一括して固定するものであっても良い。
【００６１】
また、上記放熱基板の放熱ケース４００への固定は、上記放熱基板の層間伝熱層３３０の延伸部３３５に固定用の穴を開けてこれを介して行っても良く、その場合には、上記基板の固定と上記基板から放熱ケース４００への熱伝導経路の形成とを同時に行うことができる。但し、上記放熱基板の放熱ケース４００への固定は、上記の手段に限られるものではない。そのため、上記延伸部３３５が形成された形態や場所に応じて、上記延伸部３３５とは別に放熱基板上に放熱ケース４００と係合する固定手段等を設けて、別途上記放熱基板と放熱ケース４００との固定を行うことも可能である。
【００６２】
上記のように構成される放熱ケース４００に上記放熱基板を収納した場合には、図４（Ｂ）に示したように、上記放熱基板からの熱を更に効率的に外部へ放出することが可能である。
【００６３】
すなわち、上記図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示したような放熱基板を放熱ケース４００に収納した場合の熱伝導の経路を図示したものである。ここで、図中に鎖線で示した太字の矢印は伝熱経路を示している。
【００６４】
同図４（Ｂ）で示したように、基板上の電子部品ＥＣから発生した熱は、基板３１０やスルーホールＴＨを介して、本発明に係る層間伝熱層３３０に伝導される。そして、上記層間伝熱層３３０に伝導された熱は、更に、上記層間伝熱層３３０の延伸部３３５に伝導され、そうして伝導された熱は、上記延伸部３３５から放射されて放熱ケース４００内に放熱されたり、上記延伸部３３５から上記放熱ケース４００の箱体４５０及び蓋体４３０の周縁部（４５５，４３５）を介して外部環境へ放熱されたりすることになる。なお、この際、上記放熱ケース４００に別途ヒートシンク等を接続して放熱効率を向上させても良い。
【００６５】
また、上記放熱基板について、更に、開口部３８０を形成している場合には、上記放熱ケースに、上記開口部３８０に接するように伝熱突起部を形成し、放熱効率をさらに向上させることも可能である。
【００６６】
図５（Ａ）は、そのように放熱基板に更に開口部３８０を形成したものについて、これを収納するための放熱ケース５００内に上記開口部に対応する伝熱突起部５８０を形成し、上記開口部３８０と上記伝熱突起部５８０とを熱伝導可能に熱的に接続させて、放熱ケース５００内部に収納した場合の側断面図である。
【００６７】
上記放熱ケース５００の基本的な構成は上述した放熱ケース４００と同様であるが、放熱ケース５００の内部に、上記放熱基板に形成された開口部３８０に対応する位置に伝熱突起部５８０が設けられている点が異なっている。
【００６８】
上記伝熱突起部５８０は、上記放熱基板に設けられた開口部３８０に対して、上記放熱ケース５００の内部に突起を形成し、当該突起の先端を平面状に形成して、上記突起の先端部分が上記開口部内３８０に露出して形成されている層間伝熱層３３０に面接触により接するように構成されているものである。本発明では、上記伝熱突起部５８０をこのように形成することにより、基板３１０に形成された開口部３８０内に露出している層間伝熱層３３０からの熱を上記伝熱突起部５８０に直接伝熱し、これを介して放熱ケース５００に伝導させ、上記放熱ケース５００から外部への放熱を効率的に行えるようになっている。
【００６９】
そのため、上記伝熱突起部５８０は、上記放熱ケース５００の蓋体５３０又は箱体５５０の内側、若しくはその双方の内側に、上記放熱ケース５００内部に収容される放熱基板の開口部３８０の基板板面上の位置と、上記蓋体５３０又は箱体５５０の内側から放熱基板の開口部３８０内の層間伝熱層３３０までの距離に合わせて形成されている。
【００７０】
また、上記伝熱突起部５８０の材質は、基本的には上記放熱ケース５００の材質と同じで良いが、上記放熱ケース５００と上記伝熱突起部５８０の製造容易性等を考慮して、異なる材料で形成したり、同一の材料であっても同時に形成せずに別体として形成し後から組み合わせるものとしても良い。
【００７１】
また、上記伝熱突起部５８０は基本的には上記放熱基板から上記放熱ケース５００への熱伝導に用いられるが、上記伝熱突起部５８０の先端部分と上記開口部３８０から露出している層間伝熱層３３０の一部にネジ止め用の穴等を形成し、上記基板３１０と上記放熱ケース５００との接続に用いることも可能である。すなわち、基板３１０上の上面と下面の対応する位置に開口部３８０を設け、下面側の開口部３８０に上記放熱ケースの箱体５５０から伝熱突起部５８０を形成し、上面側の開口部３８０には蓋体５３０からは上記位置迄伝熱突起を設けず、代わりにそこからネジ等を挿入して、上記放熱基板を箱体５５０に固定できるようにしても良い。
【００７２】
図５（Ｂ）は、以上のように形成される図５（Ａ）に示した放熱ケース５００と放熱基板との間の熱伝導の流れを図示したものである。なお、ここで、図中に鎖線で示した太字の矢印は、図４（Ｂ）の場合と同様に、伝熱経路を示すものである。
【００７３】
同図５（Ｂ）で示したように、基板上の電子部品ＥＣから発生した熱は、基板３１０やスルーホールＴＨを介して本発明に係る層間伝熱層３３０に伝導され、上記層間伝熱層３３０の延伸部３３５から放熱ケース５００内部に放熱されたり上記放熱ケース５００の箱体５５０及び蓋体５３０の周縁部（５５５，５３５）を介して外部へ放熱されたりする。そして、本実施形態の場合には、これに加えて、上記放熱基板に形成された開口部３８０の内側に露出した層間伝熱層３３０に対して、上記放熱ケース５００の内部から伝熱突起部５８０が形成されているため、上記伝熱突起部５８０を介して、上記層間伝熱層３３０からの放熱が行われることになる。したがって、上記放熱ケース５００に設けられた上記伝熱突起部５８０によって、上記放熱基板からの放熱を更に効果的に行うことが可能である。
【００７４】
図６は、上記のように構成される放熱基板と放熱ケースとについて、更に別の構成例を斜視図により示したものである。
【００７５】
上記図６に記載した例では、放熱基板６００は概ね四辺形状の基板３１０をベースに構成され、基板３１０の四隅の位置に層間伝熱層３３０から延伸された延伸部３３５が形成されており、上記延伸部３３５には、上記基板６００を放熱ケース６５０を構成する蓋体６５０Ａと箱体６５０Ｂとの間にねじ６５４により固定するための穴が設けられている。なお、上記基板６００では、上記基板３１０上に実装される電子部品ＥＣと上記基板上に形成される回路パターンとは省略して表現している。
【００７６】
また、上記放熱基板６００には、上記基板の周縁の一部にコネクタ６０３が形成されており、上記基板３１０上に形成される電子回路と外部の電気機器等とを電気的に結合できるようになっている他、上記基板３１０の上側には円形状の開口部３８０が４つ、下側には円形状の開口部３８０（図示しない）が１つ設けられており、上記開口部３８０の内側には層間伝熱層３３０が露出している。
【００７７】
また、上記放熱ケース６５０は全体的には上記放熱基板６００を内部に収納可能な箱型形状を有しており、これを構成する蓋体６５０Ａは、その周縁部寄りに、上記蓋体６５０Ａを上記放熱基板６００の上側から上記箱体６５０Ｂと共に一体化して固定するためのねじ６５４を通す穴が形成されている。そして、上記蓋体６５０Ａの内側には、上記図６中に内部構造の一部を鎖線で表したように、伝熱突起部５８０が４つ形成されており、上記４つの伝熱突起部５８０の先端が平面状に形成されて、上記放熱基板６００に設けられた４つの開口部３８０の内側に露出した上記層間伝熱層３３０に面接触できるように構成されている。
【００７８】
また、上記放熱ケース６５０の箱体６５０Ｂは上記放熱ケース６５０の下側部分を構成するものであり、上記放熱ケース６５０の周縁部分の内側寄りには、上記箱体６５０Ｂを上記放熱基板６００の下側から上記蓋体６５０Ａと共に一体化して固定するためのねじ６５４を通す穴が形成された伝熱係止部６５６が形成されている。そして、上記伝熱係止部６５６は、上記放熱基板６００を放熱ケース６５０に係止する目的とともに、上記放熱基板６００に形成された延伸部３３５からの熱を放熱ケース６５０に伝導することを目的とするため、上記延伸部３３５と同等の大きさを有する相似形に形成されている。
【００７９】
また、上記放熱ケース６５０の箱体６５０Ｂには、上記箱体６５０Ｂの底面の内側表面から上方に伝熱突起部５８０が１つ設けられており、上記伝熱突起部５８０が上記放熱基板６００の底面側に設けられた１つの（図示しない）開口部３８０の内側に露出した上記層間伝熱層３３０に接触できるように構成されている。なお、上記箱体６５０Ｂの外側面には、上記放熱ケース６５０を外部の装置に取り付けるための外部支持体６０５も設けられている。
【００８０】
上記のように構成される、図６に示した放熱基板６００と放熱ケース６５０とは、上述のように、ねじ６５４を介して一体的に接続され、上記放熱基板６００からの熱は、上記放熱基板６００の板面全体及び延伸部３３５並びに開口部３８０を介して、上記放熱ケース６５０に伝わり、これにより上記放熱ケース６５０から外部環境に放出される。
【００８１】
そのため、本発明によれば、基板に実装される電子部品から発生する熱の放出を上記放熱基板及びこれを収納する放熱ケースにより、比較的簡単な構造により低コストで実現することが可能である。
【００８２】
なお、上述した本発明の実施形態は、本発明の構成例を示したものであり、本発明は上記に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で様々な形態を採用することも可能である。そのため、例えば、図７に側断面図を示したように、本発明の放熱基板について、層間伝熱層３３０を複数設けることも可能である。
【００８３】
上記図７に示した例は、本発明の放熱基板を構成する上記層間伝熱層を離間した２つの層（３３０Ａ、３３０Ｂ）として設けたものである。この場合には、上記２つの層間伝熱層（３３０Ａ、３３０Ｂ）は基板３１０内の厚さ方向に対して中心付近の領域に相互に離間して配置されており、上記基板の上下面に実装された電子部品ＥＣに更に近接して配置することが可能であり、伝熱のための断面積も増加させることが可能である。そのため、このような構成を採用することにより、更に効果的な伝熱が可能である。
【００８４】
また、上記図７Ｂに示したように、上記２層に構成した層間伝熱層（３３０Ａ、３３０Ｂ）に対して、基板３１０の板面から開口部３８０を形成することも可能である。
【００８５】
そしてその場合、上記のように２層により構成される層間伝熱層（３３０Ａ、３３０Ｂ）に対する開口部３８０は、上記層間伝熱層のそれぞれの直近の基板３１０の板面から当該層間伝熱層に対して形成される。そのため、上記図７Ｂに示した構成例の場合には、上記基板３１０の下側の層間伝熱層３３０Ｂに対しては、基板３１０の下側の面から上記下側の層間伝熱層３３０Ｂに対して開口部３８０が形成され、上記基板３１０の上側の層間伝熱層３３０Ａに対しては、基板３１０の上側の面から上記上側の層間伝熱層３３０Ａに対して開口部３８０が形成される。
【００８６】
そのため、上記のように開口部３８０が形成された放熱基板を収納する放熱ケース７００は、上側の開口部３８０に対しては、蓋体７３０の内側に形成された伝熱突起部７８０により上記開口部３８０内に露出する層間伝熱層３３０Ａからの熱が伝導され、下側の開口部３８０に対しては、箱体７５０の内側に形成された伝熱突起部７８０により上記開口部３８０内に露出する層間伝熱層３３０Ｂからの熱が放熱ケース７００を通して外部環境に伝導されることになる。そのため、本発明では、上記のような構成によっても、電子部品ＥＣから発生する熱を、上記放熱基板及び放熱ケースにより効果的に外部環境に放出し、基板の発熱による問題を解消することが可能である。
【００８７】
１          ハンドル
２          コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
３          減速機構
４ａ  ４ｂ  ユニバーサルジョイント
５          ピニオンラック機構
６ａ  ６ｂ  タイロッド
７ａ  ７ｂ  ハブユニット
８Ｌ  ８Ｒ  操向車輪
９          トルクセンサ
１０        コントロールユニット
１１        イグニションキー
１２        車速センサ
１３        バッテリ
１４        舵角センサ
１５        ＣＡＮ
１６        非ＣＡＮ  
２１０  電流指令値演算部
２３０  電流制御部
２４０  補償信号生成部
２５０  ＰＩ制御部
２６０  ＰＷＭ制御部
２７０  インバータ回路
２８０  モータ電流検出器
３００  ３５０  放熱基板
３１０  基板
３１３  銅層
３３０  層間伝熱層
３３５  延伸部
３８０  開口部
４００  ５００  放熱ケース
４３０  ５３０  ６５０Ａ  蓋体
４３５  ５３５  蓋体周縁部
４５０  ５５０  ６５０Ｂ  箱体
４５５  ５５５  箱体周縁部
５８０  ７８０  伝熱突起部
６０３  コネクタ
６０５  外部支持体
６５４  ねじ
６５６  伝熱係止部
ＥＣ  電子部品
ＴＨ  スルーホール
【図１】
2016157715.tif 000003
【図２】
2016157715.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016157715.tif 000006
【図５】
2016157715.tif 000007
【図７】
2016157715.tif 000008
【図６】
2016157715.tif 000009