JP2002299873A

JP2002299873A - 電子制御装置

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Publication number: JP2002299873A
Application number: JP2001105555A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Oguri; 小栗　　隆雅; Yoshiharu Saito; 義治斉藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-11
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP4400001B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱性及び耐ノイズ性を確保しつつ、低コスト
化を図ることができる電子制御装置を提供する。【解決手段】プリント基板５上にコネクタ６が載置され
る。コネクタ６から延びるコネクタピン６ｂがプリント
基板５の配線パターンに接続される。上部カバー３及び
下部カバー４からなるケース２内にプリント基板５及び
コネクタピン６ｂが収納される。プリント基板５には、
コネクタ近傍に発熱素子７が配置されている。上部カバ
ー３には、コネクタピン６ａを囲むように設けられるピ
ン囲み部３ａと、発熱素子７に近接するように設けられ
る素子近接部３ｂとが段差状に一体形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱素子を含む電
子部品をプリント基板に実装し、そのプリント基板をケ
ース内に収納した電子制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用ＥＣＵにおいては、制御
回路を構成するための電子部品がプリント基板に実装さ
れ、同プリント基板が筐体（ケース）内に収納されてい
る。また、電子部品は、モータやソレノイドバルブ等の
アクチュエータを駆動するための発熱素子（パワートラ
ンジスタ）を含み、この発熱素子からは熱が発生する。
そのため、図１１に示すように、ＥＣＵ３１では、プリ
ント基板３２において発熱素子３３をケース３４の壁面
近傍に実装し、その発熱素子３３の発する熱をプリント
基板３２を介してケース壁面に逃がすようにしている。
この構成により、ＥＣＵ３１における放熱性能が確保さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発熱素子３
３は、プリント基板３２に形成された配線３５を介して
コネクタ３６に接続されている。そして、発熱素子３３
からの駆動電流を配線３５及びコネクタ３６を介してア
クチュエータ（図示せず）に供給することにより、同ア
クチュエータが駆動されるようになっている。よって、
発熱によるエネルギー損失や、アクチュエータの応答性
を考えた場合、発熱素子３３とコネクタ３６との間の配
線３５を短くすることが理想的となる。

【０００４】ところが、従来では、発熱素子３３をケー
ス３４の壁面近くに配置することを考慮してプリント基
板設計（アートワーク）を行っているため、発熱素子３
３とコネクタ３６間の配線３５が長くなる。その結果、
プリント基板３２の面積を有効に利用することができ
ず、プリント基板３２やそれを収納するケース３４の大
型化を招いてしまう。

【０００５】なお、図１１においては、表面実装用の発
熱素子３３を用いる場合の配置例を示すものであった
が、図１２のＥＣＵ３７のように、挿入実装用の発熱素
子３８を用いる場合も同様に、ケース３４の壁面近傍に
発熱素子３８が実装される。つまり、ＥＣＵ３７におい
て、発熱素子３８がヒートシンク３９に取り付けられ、
そのヒートシンク３９がケース３４壁面に配置されてい
る。この場合も、発熱素子３８とコネクタ３６間の配線
３５が長くなる。

【０００６】また、自動車用ＥＣＵにおいては、コネク
タに外部機器（アクチュエータやセンサ等）が接続され
るため、コネクタ外部から侵入しコネクタピンにて放射
される外来ノイズが問題となることがある。特に、ＥＣ
Ｕの高機能化を受けてコネクタピンが多くなる場合に
は、ノイズによる回路誤動作等の問題が顕著になる。こ
の対策として、図１３に示すように、アルミ板等のシー
ルド板４０をコネクタ３６に固定する技術が知られてい
るが、このシールド板４０を用いる場合、その部品費や
組み付け費等のコストが増大してしまう。

【０００７】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、放熱性や耐ノイ
ズ性を確保しつつ、低コスト化を図ることができる電子
制御装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、プリント基板には、コネクタ近傍に発熱素子が
実装されるので、発熱素子とコネクタとの間の配線が短
くなり、プリント基板の面積が有効に利用できる。これ
により、プリント基板及びそれを収納するケースの小型
化が可能となる。また、ケースには、コネクタピンを囲
むよう設けられるピン囲み部と、発熱素子に近接するよ
う設けられる素子近接部とが段差状に一体形成される。
この場合、発熱素子の発する熱がケースの素子近接部に
放出され、電子制御装置における放熱性能が確保でき
る。さらに、コネクタピンはピン囲み部にて囲まれるの
で、コネクタピンにて放射されるノイズが遮断される。
つまり、ケースに一体的に形成したピン囲み部が、ノイ
ズ対策のためのシールド板の役割を果たす。よって、シ
ールド板を別途設ける必要はなく、その部品費や組み付
け費等のコストを削減することができる。以上のことか
ら、放熱性や耐ノイズ性を確保しつつ、低コスト化を図
ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、発熱素子とケ
ースの素子近接部との間に挟み込んで放熱シートを配置
した。これにより、発熱素子から発する熱が放熱シート
及びケースの素子近接部を介して外部に放出される。こ
うして発熱素子から外部への放熱経路が形成されること
により放熱性がより一層向上する。

【００１０】具体的には、請求項３のように、コネクタ
近傍に複数の発熱素子を一列に配置し、その発熱素子の
配置方向に沿ってケースの素子近接部を延設すると、発
熱素子を多数用いる場合にも放熱性を確保することがで
きる。

【００１１】また、請求項４のように、複数の発熱素子
に共通に放熱シートを設けると、部品点数を削減する上
で好ましいものとなる。さらに、請求項５のように、プ
リント基板にて発熱素子が実装される部位の裏側に、複
数の発熱素子に共通に放熱シートを配設すると、プリン
ト基板の裏側から発熱素子の熱を放出することができ、
電子制御装置の放熱性能を向上させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を車載エンジンを
制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）に具体化した実
施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形
態におけるＥＣＵ１の外観を示す斜視図であり、図２
は、図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。また、図
３は、筐体（ケース）２を取り外した状態でのＥＣＵ１
の斜視図である。

【００１３】図１及び図２に示すように、ＥＣＵ１は、
ケース２を構成する上部カバー３及び下部カバー４と、
ケース２内に収納されるプリント基板５と、ケース２の
側面（図２の左側面）に配置されるコネクタ６とを備え
る。

【００１４】図２及び図３に示すように、コネクタ６
は、四角板状をなすプリント基板５の縁部に載置されて
おり、コネクタ側面６ａから延びる複数のコネクタピン
６ｂがプリント基板５に形成された配線パターン（例え
ば、図３に示す配線８）に接続されている。このコネク
タ６により、プリント基板５に形成される電気回路と、
外部機器（センサやアクチュエータ等）とが電気的に接
続される。

【００１５】図３に示すように、プリント基板５には、
複数の発熱素子７が表面実装されている。これら複数の
発熱素子７は、アクチュエータ（モータやソレノイドバ
ルブ等）を駆動するためのパワートランジスタであり、
プリント基板５におけるコネクタ近傍にてコネクタ側面
６ａに沿って一列に配置されている。このように、コネ
クタ６の近くに発熱素子７を配置することにより、発熱
素子７とコネクタピン６ｂとを接続する配線８が短くな
り、プリント基板５の面積が有効に利用されるようにな
っている。また、複数の発熱素子７の上には、長方形の
板状をなす１枚の放熱シート１１が発熱素子７の配置方
向に沿って設置されている。

【００１６】本実施の形態において、ケース２を構成す
る上部カバー３及び下部カバー４（図１，図２参照）
は、アルミダイカストにて成形されている。なお、ケー
ス２の成形は、ダイカスト成形ではなくプレス加工にて
行ってもよい。

【００１７】次に、上部カバー３の構成について詳述す
る。図１及び図２に示すように、上部カバー３は、コネ
クタピン６ｂを囲むよう設けられたピン囲み部３ａと、
発熱素子７に近接するよう設けられた素子近接部３ｂ
と、発熱素子７以外の電子部品を収納するよう設けられ
た部品収納部３ｃとを有する。ピン囲み部３ａは、図２
に示すように、コネクタピン６ｂの上方よりプリント基
板５側に落とし込んだ形状となっており、このピン囲み
部３ａと素子近接部３ｂとは段差状に一体形成されてい
る。この素子近接部３ｂは、プリント基板５における発
熱素子７の実装位置に対応して、コネクタ側面６ａに沿
って（図２では、紙面直交方向に）延設されている。そ
して、上部カバー３の素子近接部３ｂと発熱素子７との
間に配置される放熱シート１１を介して複数の発熱素子
７の熱が上部カバー３へ放出される。

【００１８】また、部品収納部３ｃは、プリント基板５
からの高さがピン囲み部３ａと同じ高さとなるよう形成
されている。この部品収納部３ｃに対応するプリント基
板５上に、発熱素子７よりも背の高い電子部品（図示し
ないアルミ電解コンデンサや大気圧センサ等）が実装さ
れるようになっている。さらに、ピン囲み部３ａにてコ
ネクタピン６ｂを囲むことにより、コネクタ外部から侵
入しコネクタピン６ｂにて放射される外来ノイズが遮断
され、同ノイズによる回路の誤動作が防止される。

【００１９】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。（１）プリント基板５には、コネクタ近傍に発熱素子７
が実装されるので、発熱素子７とコネクタ６との間の配
線８が短くなり、プリント基板５の面積が有効に利用で
きる。これにより、プリント基板５及びケース２の小型
化が可能となる。また、上部カバー３において、ピン囲
み部３ａと素子近接部３ｂとを段差状に形成し素子近接
部３ｂをプリント基板５側に近接させることにより、発
熱素子７の発する熱が上部カバー３の素子近接部３ｂに
放出され、ＥＣＵ１における放熱性能が確保できる。さ
らに、上部カバー３に一体形成したピン囲み部３ａが、
ノイズ対策のためのシールド板の役割を果たすので、図
１３のようにシールド板４０を別途設ける必要はなく、
シールド板４０の部品費や組み付け費等のコストを削減
することができる。以上のことから、放熱性や耐ノイズ
性を確保しつつ、低コスト化を図ることができる。

【００２０】（２）発熱素子７と上部カバー３の素子近
接部３ｂとの間に挟み込んで放熱シート１１を配置する
ことにより、発熱素子７から発する熱が放熱シート１１
及び上部ケース３の素子近接部３ｂを介して外部に放出
される。こうして発熱素子７から外部への放熱経路が形
成されることにより放熱性がより一層向上する。

【００２１】（３）複数の発熱素子７をコネクタ近傍に
て一列に配置し、発熱素子７が配置する方向に沿って上
部カバー３の素子近接部３ｂを延設したので、発熱素子
７を多数用いる場合にも放熱性を確保することができ
る。

【００２２】（４）複数の発熱素子７に共通に放熱シー
ト１１を配置したので、発熱素子７毎に放熱シートを設
けるものと比較して、部品点数が減り製造コストを低減
することができる。

【００２３】（５）エンジンを制御するためのＥＣＵ１
では、アクチュエータを駆動するための発熱素子７（パ
ワートランジスタ）が多数用いられる。また、コネクタ
６を介して接続される外部機器も多数ある。よって、上
記のように、エンジン制御用のＥＣＵ１に本発明を適用
すると、放熱性や耐ノイズ性を向上でき、実用上好まし
いものとなる。

【００２４】なお、上記以外に次の形態にて具体化でき
る。上述した上部カバー３への放熱に加え、下部カバー
４への放熱を行うようにしてもよく、その具体例を以下
に説明する。

【００２５】図４及び図５に示すＥＣＵ２１では、下部
カバー４において、発熱素子７の真下となる部位に肉厚
部４ａが形成され、同肉厚部４ａとプリント基板５との
間に放熱シート１２が配置されている。放熱シート１２
は、発熱素子７と上部カバー３との間に配置する放熱シ
ート１１と同一形状であり、放熱シート１１の真下とな
る位置に配置されている。このＥＣＵ２１のように、プ
リント基板５において、発熱素子７が実装される部位の
裏側に放熱シート１２を配設すると、発熱素子７にて発
生した熱をプリント基板５及び放熱シート１２を通して
下部カバー４へ放出することができ、放熱性能を向上す
ることができる。

【００２６】また、図６及び図７に示すＥＣＵ２２は、
４枚の放熱シート１１，１２，１３，１４を用いて具体
化している。詳しくは、ＥＣＵ２２において、上部カバ
ー３への放熱を行うために放熱シート１１，１３が用い
られ、下部カバー４への放熱を行うために放熱シート１
２，１４が用いられている。放熱シート１１は、上記実
施の形態と同様に発熱素子７の上に配置され、放熱シー
ト１３は、プリント基板５上において発熱素子７より内
側（図６の右側）に配置されている。放熱シート１１〜
１４は同一形状であり、放熱シート１３は放熱シート１
１と並行に配置され、放熱シート１２，１４は放熱シー
ト１１，１３の真下となる位置に配置されている。ま
た、図６に示すように、上部カバー３の素子近接部３ｂ
は、発熱素子７及び放熱シート１１，１３の厚さを考慮
して階段状に形成されている。そして、素子近接部３ｂ
と発熱素子７との間に放熱シート１１が介在され、素子
近接部３ｂとプリント基板５との間に放熱シート１３が
介在されている。このように、４枚の放熱シート１１，
１２，１３，１４を用いて上部カバー３及び下部カバー
４への放熱を行うと、ＥＣＵ２２の放熱性能を向上させ
る上で好ましいものとなる。

【００２７】上記図６及び図７に示すＥＣＵ２２は、上
部カバー３の素子近接部３ｂとプリント基板５との間に
介在する放熱シート１３を、プリント基板５における発
熱素子７の内側（図６の右側）に配置している。これに
対し、図８及び図９に示すＥＣＵ２３は、素子近接部３
ｂとプリント基板５との間に介在する放熱シート１３
を、プリント基板５における発熱素子７の外側（コネク
タ６側）に配置している。このＥＣＵ２３では、プリン
ト基板５において発熱素子７とコネクタピン６ｂとの間
に放熱シート１３が介在することとなり、発熱素子７へ
の放射ノイズを確実に遮断することができる。

【００２８】また、図６及び図７のＥＣＵ２２や図８及
び図９のＥＣＵ２３は、４枚の放熱シート１１〜１４を
用いていたが、放熱性能が確保される範囲内であれば、
周囲環境などの条件に応じて放熱シートの数を減らすこ
とも可能である。

【００２９】なお、上記各実施の形態における放熱シー
ト１１〜１４は、ケース２及びプリント基板５間での振
動伝達を和らげる緩衝材としての役割を有しており、自
動車に搭載されるＥＣＵにおいては、放熱性に加え、車
両運転時の振動も考慮して放熱シートの数や大きさを検
討するとよい。

【００３０】上記各実施の形態におけるＥＣＵ１，２
１，２２，２３は、上部カバー３において、ピン囲み部
３ａと同じ高さの部品収納部３ｃを形成するものであっ
たが、これに限定するものではない。例えば、発熱素子
７と同程度の厚さの電子部品のみをプリント基板５に実
装するものでは、図１０に示すように、薄型のＥＣＵ２
４として実現できる。つまり、図１０のＥＣＵ２４にお
いて、上部カバー２５のピン囲み部２５ａ以外の部位を
プリント基板５に近接させることにより、ＥＣＵ２４の
薄型化が図られている。なお、上部カバー２５における
発熱素子７上の部位が素子近接部２５ｂに相当する。こ
の場合、発熱素子７の熱が放熱シート１１を通して上部
カバー２５の素子近接部２５ｂに放出されるとともに、
コネクタピン６ｂからの放射ノイズがピン囲み部２５ａ
により遮断される。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態におけるＥＣＵの外観を示す
斜視図。

【図２】ＥＣＵの要部断面図。

【図３】ケースを取り外した状態のＥＣＵの斜視図。

【図４】別の実施形態におけるＥＣＵの要部断面図。

【図５】別の実施形態におけるケースを取り外した状態
のＥＣＵの斜視図。

【図６】別の実施形態におけるＥＣＵの要部断面図。

【図７】別の実施形態におけるケースを取り外した状態
のＥＣＵの斜視図。

【図８】別の実施形態におけるＥＣＵの要部断面図。

【図９】別の実施形態におけるケースを取り外した状態
のＥＣＵの斜視図。

【図１０】別の実施形態におけるＥＣＵの要部断面図。

【図１１】従来のＥＣＵにおける発熱素子の配置例を示
す斜視図。

【図１２】従来のＥＣＵにおける発熱素子の配置例を示
す斜視図。

【図１３】従来のＥＣＵにおけるシールド板の配置を示
す斜視図。

【符号の説明】

１…電子制御装置（ＥＣＵ）、２…ケース、３…ケース
を構成する上部カバー、３ａ…ピン囲み部、３ｂ…素子
近接部、４…ケースを構成する下部カバー、５…プリン
ト基板、６…コネクタ、６ｂ…コネクタピン、７…発熱
素子、１１，１２，１３，１４…放熱シート、２１，２
２，２３，２４…ＥＣＵ、２５…ケースを構成する上部
カバー、２５ａ…ピン囲み部、２５ｂ…素子近接部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E322 AA04 AB11 EA06 EA07 FA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板上にコネクタを載置すると
ともに、コネクタから延びるコネクタピンをプリント基
板の配線パターンに接続し、該プリント基板及びコネク
タピンをケース内に収納した電子制御装置において、前記プリント基板には、コネクタ近傍に発熱素子を実装
し、前記ケースには、前記コネクタピンを囲むピン囲み部
と、発熱素子に近接する素子近接部とを段差状に一体形
成したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の電子制御装置におい
て、前記発熱素子とケースの素子近接部との間に挟み込んで
放熱シートを配置したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の電子制御装置に
おいて、コネクタ近傍に複数の発熱素子を一列に配置し、その発
熱素子の配置方向に沿って前記ケースの素子近接部を延
設したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】請求項３に記載の電子制御装置におい
て、前記放熱シートは、前記複数の発熱素子に共通に設けた
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項５】請求項３に記載の電子制御装置におい
て、前記プリント基板にて発熱素子が実装される部位の裏側
に、前記複数の発熱素子に共通に放熱シートを設けたこ
とを特徴とする電子制御装置。