CN115135080A

CN115135080A - 电子控制装置

Info

Publication number: CN115135080A
Application number: CN202111370078.9A
Authority: CN
Inventors: 佐胁敬法
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-09-30
Also published as: JP7494138B2; US20220312630A1; JP2022148748A; US12052845B2

Abstract

本发明提供一种电子控制装置，在电子控制装置的电路基板上，在安装有连接器的面上安装有发热部件。收纳电路基板的金属制的壳体具有与电路基板的安装有发热部件的面对置的对置面。在壳体的对置面上设置有向安装了发热部件的面突出的第一翅片。第一翅片在电路基板的厚度方向上与发热部件重叠。

Description

电子控制装置

技术领域

本发明涉及电子控制装置，其具备将发热部件的热量释放到外部的形状的壳体。

背景技术

在车辆中，作为发动机控制单元、自动变速器用控制单元而搭载有电子控制装置。电子控制装置具备安装有电子部件的电路基板。在电子部件中包含运算处理装置(CPU)、半导体开关元件等那样根据动作而发热的发热部件。在日本特开2013-197405号公报中，公开了将发热部件发出的热量经由收纳电路基板的框体排放到大气中的技术。

日本特开2013-197405号公报的电子控制装置的框体具备由金属材料一体地构成的箱状的壳体、以及覆盖收纳于壳体中的电路基板的罩。在壳体上，在与发热部件对置的位置形成有散热部。散热部与周围的部位相比为薄壁状。散热部具有从壳体内侧向发热部位突出的凸部、以及在该凸部的厚度方向的位置向壳体外侧开口的凹部。

发热部件的热量容易传递到接近发热部件的凸部，传递到凹部的热量从薄壁构造的散热部的凹部、散热部的周缘散热。

发明内容

发明要解决的课题

然而，如上所述，在壳体的外表面，在凸部的厚度方向的位置设置有凹部。通过设置凹部，能够提高散热性并且使壳体的厚度固定。在将壳体的厚度设定为固定时，也能够确保金属制的壳体的成型性。但是，若在壳体的外表面形成凹部，则壳体的外表面的形状变得复杂，用于成型出壳体的模具的制造成本也变高。期望一种壳体的外表面简单且还具备散热性的电子控制装置。

本发明的课题在于提供一种电子控制装置，其具备外表面为简单的结构且散热性高的金属制的壳体。

电子控制装置的壳体具有与电路基板的一个面对置的对置面。在壳体的对置面设置有向电路基板的一个面突出的第一翅片。第一翅片在电路基板的厚度方向上与高发热部件重叠。因此，从高发热部件产生的热量传递到位于高发热部件的正下方的第一翅片，并经由第一翅片从壳体向外部散热。

此外，第一翅片为薄板状，第一翅片的末端面的面积小。如专利文献1那样，若设置末端面具有规定的大小的凸部，则为了维持成型性而必须在相反面设置凹部。另一方面，第一翅片为薄板状。为了维持金属制的壳体的成型性，不需要在形成有第一翅片的对置面41的相反面形成与第一翅片对应的凹部。相反面为平面，壳体的外形变得简单。

由此，能够构成具备外表面为简单的结构且散热性高的壳体的电子控制装置。

优选的是，在壳体的对置面设置有向电路基板的一个面突出的第二翅片。在沿着电路基板的厚度方向观察时，第二翅片位于高发热部件与低发热部件之间。在以使壳体内的空气对流的方式将壳体与电路基板的间隔设定为规定的尺寸的情况下，从高发热部件发出的热量通过对流而朝向低发热部件流动。因此，通过在高发热部件与低发热部件之间设置第二翅片，能够遮挡高温的空气。能够抑制低发热部件被加热。

附图说明

图1是实施例的电子控制装置的分解立体图。

图2是能够收纳图1所示的电路基板的壳体的立体图。

图3是沿着图1所示的电路基板的厚度方向俯视观察的电路基板和壳体的俯视图。

图4是沿着图1所示的连接器的插入方向观察的电子控制装置中包含高发热部件的部位的剖视图。

图5是对形成于图3所示的壳体的第二翅片的作用进行说明的图。

具体实施方式

以下，根据附图对实施例进行说明。

<实施例>

在图1中示出了能够应用于发动机控制单元等的电子控制装置10。电子控制装置10具备：安装有电子部件的电路基板30；收纳电路基板30的金属制的壳体40；以及组装于壳体40并覆盖电路基板30的罩20。为了便于说明，将电路基板30的厚度方向设为上下方向。图中，Up指上方，Dn指下方。此外，上下方向未必与车载的电子控制装置10的状态对应。

(电路基板)

电路基板30是矩形形状的印刷布线基板，在例如由玻璃环氧树脂等构成的板材的表背面或其内部形成有布线电路图案(未图示)。布线电路图案与电子部件电连接。

具体而言，在电路基板30的下表面31(一个面、壳体40侧的面)安装有作为容易发热的电子部件(运算处理装置、晶体管、IC等)的多个(例如4个)高发热部件51～54、和作为与高发热部件相比不发热的电子部件(电容器、线圈等)的多个(例如3个)低发热部件56～58。此外，在电路基板30的上表面32(另一个面、罩20侧的面)也安装有电子部件，但省略电子部件的图示以及说明。

在电路基板30形成有：定位孔33，其相对于壳体40确定电路基板30的位置；以及贯通孔35，其能够供用于将电路基板30相对于壳体40固定的螺钉34贯通。

(连接器)

在电路基板30的下表面31的长边方向的一边的边缘处安装有面向外部的第一连接器60和第二连接器70。第一连接器60和第二连接器70能够分别与车辆侧的连接器(未图示)连接。

第一连接器60具备：第一端子61，其与电路基板30的布线电路图案电连接；以及第一基部62，其支承第一端子61。第一基部62呈板状，与电路基板30的下表面31垂直地配置。

第二连接器70具备：第二端子71，其与电路基板30的布线电路图案电连接；以及第二基部(未图示)，其支承第二端子71。第二基部呈板状，与电路基板30的下表面31垂直地配置。

(罩)

罩20是与金属材料(铝压铸制造)相比轻量且低成本的钣金制品。在罩20形成有：定位孔21，其相对于壳体40决定罩20的位置；以及贯通孔，其能够供用于相对于壳体40而固定罩20的螺钉22贯通。

(壳体)

参照图1和图2。壳体40是铝等热传导性优异的金属制造(铝压铸)，呈向上方敞开的箱状。详细而言，壳体40由以下部分一体地构成：与电路基板30的下表面31对置的板状的主体部41；能够支承第一连接器60的第一基部62和第二连接器70的第二基部的支承部42；连接主体部41与支承部42的连接部43；以及能够包围电路基板30的壁部44。在配置第一连接器60以及第二连接器70的部位未设置壁部44。

在壳体40内部的四角与第一连接器60及第二连接器70相反一侧的边缘的中央，设置有支承电路基板30的支承面45。在各支承面45上形成有能够与用于固定电路基板30的螺钉34紧固的内螺纹孔45a。在壁部44形成有能够与用于固定罩20的螺钉22紧固的内螺纹孔44a。

在支承部42形成有能够供第一连接器60的第一基部62以及第二连接器70的第二基部插入的槽42a、42a。支承部42位于比主体部41靠下方(以电路基板30的厚度方向为基准而远离电路基板30的方向)的位置。换言之，支承部42、连接部43、主体部41相互呈台阶状连接。

(第一翅片和第二翅片)

壳体40的主体部41具有与电路基板30的下表面31(安装有高发热部件51～54的面)对置的对置面41。在壳体40的对置面41，与主体部41一体地形成有向电路基板30的一个面突出的薄板状的第一翅片81～83和第二翅片91～93。

在以电路基板30的厚度方向(上下方向)为基准时，第一翅片81～83以及第二翅片91～93的高度均相等。在以第一连接器60和第二连接器70的插入方向(参照箭头L)为基准时，第一翅片81～83均设定得比第二翅片91～93长。

在以第一连接器60以及第二连接器70的宽度方向(参照箭头W)为基准时，第一翅片81～83以及第二翅片91～93的厚度均相等。第一翅片81～83以及第二翅片91～93在宽度方向(参照箭头W)上相邻。

(第一翅片的位置)

图3是沿着电路基板30的厚度方向俯视的、电路基板30和壳体40的俯视图。在电路基板30的厚度方向上，第一翅片81与高发热部件51、52重叠。第一翅片82与发热部件53重叠。第一翅片82从对置面41跨台阶部地形成。第一翅片82的长度在第一翅片81～83中最长。第一翅片83与高发热部件54重叠。

(第二翅片的位置)

第二翅片91位于高发热部件51与低发热部件56之间。第二翅片91比低发热部件56长(以箭头L方向为基准)。第二翅片91从对置面41跨连接部43地形成。第二翅片92位于高发热部件53与低发热部件57之间。第二翅片92比低发热部件57长(以箭头L方向为基准)。第二翅片93位于高发热部件54与低发热部件58之间。第二翅片93比低发热部件58长(以箭头L方向为基准)。

参照图4。壳体40的对置面41a与电路基板30的下表面31之间的间隔D被设定为使壳体40内的空气对流。一般情况下，对流的流体和与该流体接触的物体之间存在温度差时的热流量由以下的公式求出。

热流量(W)＝物体表面积(m²)×对流热传导率(W/m²k)×(物体的表面温度(k)-流体温度(k))。

根据空气的热传导率h、电路基板30的下表面31的表面积S、电路基板30的表面积温度Ts、在壳体40内对流的空气的温度Tq、以及电路基板30的散热电力Qe，通过将上述的公式进行了变形所得的公式(1)求出从电路基板30的下表面31到壳体40的间隔D。

【数学式1】

(实施例的效果)

(基于翅片的壳体的成型性的高度)

参照图2和图3。电子控制装置10的壳体40具有与电路基板30的下表面31对置的对置面41。在壳体40的对置面41上设置有向电路基板30的一个面突出的第一翅片81～83。第一翅片81～83在电路基板30的厚度方向上与高发热部件51～54重叠。因此，从高发热部件51～54产生的热量传递到位于高发热部件51～54的正下方的第一翅片81～83，并经由第一翅片81～83从壳体40的主体部41向外部散热。

第一翅片81～83为薄板状，第一翅片81～83的末端面的面积小。如专利文献1那样，在设置末端面具有规定的大小的凸部时，为了维持成型性而必须在相反面设置凹部。另一方面，第一翅片81～83为薄板状。不需要为了维持金属制的壳体40的成型性，在形成有第一翅片81～83的对置面41的相反面41b(参照图4，壳体的外表面)形成与第一翅片81～83对应的凹部。相反面41b为平面，壳体40的外形变得简单。

由此，能够构成具备相反面41b为简单的结构且散热性高的壳体40的电子控制装置10。

(基于第二翅片的隔热效果)

此外，在壳体40的对置面41设置有向电路基板30的一个面突出的第二翅片91～93。沿着电路基板30的厚度方向观察时(参照图3)，第二翅片91位于高发热部件51与低发热部件56之间。第二翅片92位于高发热部件53与低发热部件57之间。第二翅片93位于高发热部件54与低发热部件58之间。

在以使壳体40内的空气对流的方式设定间隔D(参照图4)的尺寸的情况下，从高发热部件51～54发出的热量朝向低发热部件56～58流动。因此，通过在高发热部件51～54与低发热部件56～58之间设置第二翅片91～93，能够遮挡高温的空气。能够抑制低发热部件56～58被加热。

(第一翅片的长度)

参照图3。此外，第一翅片81～83的长度比第二翅片91～93中的任一个的长度都长。因此，能够提高第一翅片的散热性。

只要可获得本发明的作用和效果，本发明并不限定于实施例。

Claims

1.一种电子控制装置，其具有：

电路基板；

连接器，其安装于所述电路基板的一个面并且面向外部；

发热部件，其安装于安装有所述连接器的所述一个面；

金属制的壳体，其收纳所述电路基板；以及

罩，其组装于所述壳体，并覆盖所述电路基板，

所述壳体具有与所述电路基板的所述一个面对置的对置面，在所述壳体的所述对置面上设置有向所述电路基板的所述一个面突出的第一翅片，

所述第一翅片在所述电路基板的厚度方向上与所述发热部件重叠。

2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其中，

在所述壳体的所述对置面上设置有向所述电路基板的所述一个面突出的第二翅片，

在沿着所述电路基板的厚度方向观察时，所述第二翅片位于所述发热部件与发热比所述发热部件低的低发热部件之间。

3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其中，

所述第一翅片的长度比所述第二翅片的长度长。