(57)【要約】【課題】エンジンルーム内に配置し、かつ、小型化された場合でも十分な放熱が可能で、信頼性の向上した内燃機関の制御装置を提供することにある。【解決手段】金属ケース１０は、放熱フィン１２と、第２の放熱部材１４を備える。内燃機関の制御に用いられる電子部品４０を搭載した基板３０は、金属ケース１０に固定される。第２の放熱部材１４は、電子部品の中で、発熱量の大きい電子部品４０に対して配置され、この発熱量の大きな電子部品に近接する側に対して遠ざかる側の断面積が大きくなる形状としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御に用いられる電子部品を搭載した基板と、放熱フィンを有するとともに前記基板が固定される金属ケースとを有する内燃機関の制御装置であって、
前記金属ケースは、一体的に成形された第２の放熱部材を備え、
前記第２の放熱部材は、前記電子部品の中で、発熱量の大きい電子部品に対して配置され、この発熱量の大きな電子部品に近接する側に対して遠ざかる側の断面積が大きくなる形状であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２の放熱部材は、前記基板に平行な方向における形状が台形状であり、その短辺側が前記発熱量の大きい電子部品に近接し、その長辺側が前記発熱量の大きい電子部品から遠ざかる側に配置されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２の放熱部材は、前記基板に垂直な方向における形状が台形状であり、その短辺側が前記発熱量の大きい電子部品に近接し、その長辺側が前記発熱量の大きい電子部品から遠ざかる側に配置されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記電子部品の中で、発熱量の大きい電子部品が取り付けられた位置における前記基板と、前記第２の放熱部材とに接触し、両者の間で、熱伝導する熱伝導部材を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関の制御装置において、
前記熱伝導部材は、前記金属ケースと一体的に成形され、前記基板方向に突出したボスと、前記基板と前記ボスを熱的に接触する放熱剤とからなることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２の放熱部材は、１個の前記発熱量の大きい電子部品に対して複数個設けられることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に係り、特に、高温環境に配置するに好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の制御装置は、内蔵する電子部品の自己発熱を筐体に伝導し、放熱フィンから放熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。フィンは、薄板状の形状で並列に放熱効率を考慮して配置し表面積を拡大し放熱させる構造が一般的である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３４１２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の制御装置は、従来、車室内に配置されるのが一般的であったが、最近、エンジンルーム内に配置するものが検討されつつある。エンジンルーム内は、車室内に比べて高温な環境であるため、内燃機関の制御装置からの放熱が重要となる。さらに、エンジンルーム内に配置するものにあって、最近では、小型化の要求も高まり、小型になると、放熱フィンの設置面積も限られるため、十分な放熱ができなくなる恐れも出てきている。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンルーム内に配置し、かつ、小型化された場合でも十分な放熱が可能で、信頼性の向上した内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の制御に用いられる電子部品を搭載した基板と、放熱フィンを有するとともに前記基板が固定される金属ケースとを有する内燃機関の制御装置であって、前記金属ケースは、一体的に成形された第２の放熱部材を備え、前記第２の放熱部材は、前記電子部品の中で、発熱量の大きい電子部品に対して配置され、この発熱量の大きな電子部品に近接する側に対して遠ざかる側の断面積が大きくなる形状としたものである。  
かかる構成により、エンジンルーム内に配置し、かつ、小型化された場合でも十分な放熱が可能で、信頼性を向上し得るものとなる。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第２の放熱部材は、前記基板に平行な方向における形状が台形状であり、その短辺側が前記発熱量の大きい電子部品に近接し、その長辺側が前記発熱量の大きい電子部品から遠ざかる側に配置されるものである。
【０００８】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記第２の放熱部材は、前記基板に垂直な方向における形状が台形状であり、その短辺側が前記発熱量の大きい電子部品に近接し、その長辺側が前記発熱量の大きい電子部品から遠ざかる側に配置されるものである。
【０００９】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記電子部品の中で、発熱量の大きい電子部品が取り付けられた位置における前記基板と、前記第２の放熱部材とに接触し、両者の間で、熱伝導する熱伝導部材を備えるようにしたものである。
【００１０】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記熱伝導部材は、前記金属ケースと一体的に成形され、前記基板方向に突出したボスと、前記基板と前記ボスを熱的に接触する放熱剤とからなるものである。
【００１１】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記第２の放熱部材は、１個の前記発熱量の大きい電子部品に対して複数個設けられるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンルーム内に配置し、かつ、小型化された場合でも十分な放熱が可能で、信頼性を向上し得るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す底面図である。図２は、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図３は、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、各図において、同一符号は、同一部分を示している。
【００１４】
図１の底面図に示すように、金属ケース１０の底面側には、フィン形状の第１の放熱部材１２Ａ，…，１２Ｇと、ブロック状の第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂが、一体的に形成されている。金属ケース１０は、例えば、アルミ製であり、第１の放熱部材１２及び第２の放熱部材１４は、ダイキャスト製法等により金属ケース１０に一体的に形成されている。金属ケース１０には、コネクタ２０が取り付けられている。
【００１５】
第１の放熱部材１２Ａ，…，１２Ｇは、従来から用いられている放熱フィンである。放熱フィンは、薄板状の形状で並列に配置されている。
【００１６】
第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂは、後述する発熱量の大きな電子部品４０からの放熱のために、設けられている。第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの平面方向（図２で後述する電子部品４０が搭載される基板３０の面と平行な方向）の形状は、台形となっている。第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの短辺側が、破線で示す電子部品４０の投影面内で、電子部品４０に熱的に接触し、電子部品４０から離れる側に、長辺側が位置している。第２の放熱部材１４Ａと、第２の放熱部材１４Ｂの間には、空間が設けられている。
【００１７】
次に、図２により、本実施形態の制御装置の全体構成について説明する。
【００１８】
基板３０は、内燃機関を電気的に制御するために電子部品や、パターンにより構成された回路を有する。基板３０に搭載された電子部品４０は、発熱量が他の電子部品等に比べて大きな部品である。電子部品４０は、例えば、電源ＩＣや駆動用ＩＣであり、その内部に半導体スイッチング素子を内蔵するものである。半導体スイッチング素子により電流をスイッチングする動作を繰り返すため、その発熱量が他の電子部品に比べて大きくなっている。
【００１９】
基板３０は、外部との電気的な接続をするためのコネクタ２０とはんだにより接続されている。また、コネクタ２０及び基板３０は、金属ケース１０にネジ５２により固定されている。また、基板３０を覆うように、金属ケース１０にカバー６０がネジ５４により固定されている。ケース１０とカバー６０の間には、取り付け環境により異なるが、通常防水性、防塵性及び防錆能力を確保するための防水用接着剤６２が設けられている。
【００２０】
電子部品４０の底面（基板３０と接触する面）には、放熱のための金属板が埋め込まれている。また、基板３０の、電子部品４０が搭載される位置には、複数の金属柱３２が埋め込まれている。金属柱３２は、いわゆるビアホールなどにより形成される。また、図示は省略しているが、基板３０の両面であって、金属柱３２の両端部と接触する位置には金属板が形成されている。基板３０の上面側の金属板は、電子部品４０の底面側の金属板と接触している。電子部品４０の発熱は、電子部品４０の底面側の金属板から、基板３０の上面側の金属板，金属柱３２を介して、基板３０の下面側の金属板に伝達される。
【００２１】
また、金属ケース１０の内面側であって、電子部品４０の搭載位置に対応する位置には、電子部品４０の方向に突出するようにして、一体的にボス１６が形成されている。ボス１６の上面は、放熱剤７０を介して、基板３０の下面側の金属板に接触している。放熱剤７０としては、熱伝導シートや、熱伝導接着剤を用いている。したがって、基板３０の下面側の金属板に伝達された電子部品４０の熱は、放熱剤７０およびボス１６を介して、第２の放熱部材１４Ａに伝達される。
【００２２】
次に、図３により、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの断面形状について説明する。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面，すなわち、基板３０と垂直方向の断面図である。
【００２３】
図３に示すように、第２の放熱部材１４Ａは、電子部品４０に近接する側の高さが、電子部品４０から遠ざかる方向の厚さよりも薄くなっている。すなわち、第２の放熱部材１４Ａは、電子部品４０から遠ざかるほど厚くなっている。第２の放熱部材１４Ｂも、第２の放熱部材１４Ａと同一の形状となっている。
【００２４】
図１にて説明したように、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの平面方向（図２で後述する電子部品４０が搭載される基板３０の面と平行な方向）の形状は、台形であり、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの短辺側が、破線で示す電子部品４０の投影面内で、電子部品４０に熱的に接触し、電子部品４０から離れる側に、長辺側が位置している。そして、図３にて説明したように、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂは、電子部品４０から遠ざかるほど厚くなる台形状である。
【００２５】
したがって、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂは、電子部品４０に近接する側の断面積が、電子部品から遠ざかる位置における断面積よりも小さい。熱容量についてみると、電子部品４０に近接する側の熱容量が、電子部品４０から遠ざかる側の熱容量よりも小さく、電子部品４０から遠ざかるほど、熱容量が大きくなっている。このため、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂは、電子部品４０に近い側よりも、電子部品４０から遠ざかった方が温度が低くなる。したがって、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂの中では、電子部品４０に近い側から、遠ざかる方向に熱勾配が生じ、電子部品４０の発熱は、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂによって効果的に放熱され、電子部品４０の発熱量が大きくても、効果的に放熱・冷却することができる。
【００２６】
なお、以上の説明では、第２の放熱部材１４Ａと、第２の放熱部材１４Ｂの間には、空間が設けられているが、空間を設けずに、第２の放熱部材１４Ａと、第２の放熱部材１４Ｂとを連結した形状とすることもできる。第２の放熱部材１４Ａと、第２の放熱部材１４Ｂの間には、空間が設けられている場合には、この間を冷却風が流れ、冷却効率が向上するが、両者を一体化した場合でも、内部の温度勾配により、従来の放熱フィンよりは冷却効率を向上できるものである。
【００２７】
また、第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂは、図１に示す状態及び図３に示す状態の２方向において台形状としているが、いずれか一方のみで台形状としてもよいものである。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、発熱量の大きな電子部品に対しては、従来の放熱フィンとは別の放熱部材を設け、この放熱部材を台形状として、内部に熱勾配を生じさせることで、効果的に放熱できる。したがって、内燃機関の制御装置を、エンジンルーム内に配置し、しかも、小型化された場合も、十分な放熱が可能で、内燃機関の制御装置の信頼性を向上することができる。
【００２９】
次に、図４を用いて、本発明の他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成について説明する。  
図４は、本発明の他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部底面図である。なお、図３において、図１〜図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００３０】
本実施形態では、金属ベース１０Ａに設ける第２の放熱部材として、図１に示した第２の放熱部材１４Ａ，１４Ｂに加えて、さらに、第２の放熱部材１４Ｃ，１４Ｄを設け、４個の放熱部材としたことにある。このように、第２の放熱部材の個数を増加することで、さらに、放熱効率を向上することができる。
【００３１】
次に、図５を用いて、本発明のその他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成について説明する。  
図５は、本発明のその他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部底面図である。なお、図５において、図１〜図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】
本実施形態では、金属ベース１０Ｂに設ける第２の放熱部材として、図４に示したように、４個の放熱部材１４Ａ’，１４Ｂ’，１４Ｃ’，１４Ｄ’を設けると共に、それぞれの放熱部材には、スリットＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤを設けている。スリットＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤを設けることで、放熱部材１４Ａ’，１４Ｂ’，１４Ｃ’，１４Ｄ’の表面積を大きくでき、さらに、さらに、放熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す底面図である。
【図２】本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部底面図である。
【図５】本発明のその他の実施形態による内燃機関の制御装置の構成を示す要部底面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…金属ケース
１２…放熱フィン
１４…第２の放熱部材
２０…コネクタ
３０…基板
４０…電子部品
６０…カバー
【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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