JP2005158997A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱による影響を受けやすい部品を保護し、かつ小型化された電子制御装置を提供すること。
【解決手段】 取付け時において平面が鉛直方向に沿って配置される基板３と、基板３上に設けられた非耐熱性のフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７と、基板３上に設けられ起動後に発熱するコイル５とを備え、コイル５が、フィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７の上方に配置されている。また、フィルムコンデンサ６は、コイル５と電解コンデンサ７との間に介在するように配置され、電解コンデンサ７は、基板３の隅角部３ｂに配置され、コイル５は、基板３の隅角部３ａに配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンルームに取付けられる電子制御装置に関し、特に直噴インジェクタに用いられる電子制御装置に関する。

従来の電子制御装置においては、昇圧コイル、フィルムコンデンサ及び電解コンデンサが設けられたものが採用されている。ここで、コイルは電子制御装置を起動させて作動したとき発熱する発熱部品である一方、フィルムコンデンサ及び電解コンデンサは耐熱性に優れておらず、熱の影響を受けると寿命が短くなる非耐熱性部品である。したがって、これら非耐熱性部品が発熱部品による熱の影響を回避できるように対策を施した提案がなされている。例えば、電源装置として、ケース内に仕切りを設けて樹脂を注入する領域及び樹脂を注入しない領域にケースを区画し、樹脂を注入する領域に放熱を必要とする電子部品を埋設し、樹脂を注入しない領域に放熱を必要としない電子部品を配置したものがある（特許文献１参照）。
実用新案登録第２６０２６１２号公報（第２，３頁、第１，２図）

従来の電子制御装置においては、昇圧コイル、電解コンデンサ及びフィルムコンデンサは、基板上で電流が流れる順、すなわち昇圧コイル、電解コンデンサ、フィルムコンデンサの順に隣接して設置されるため、昇圧コイルに隣接した電解コンデンサに昇圧コイルからの熱が直近で伝達されることとなり、電解コンデンサが熱の影響を受けて電解コンデンサ自体の寿命を短くしてしまうことが問題となっている。
また、エンジンルームの省スペース化に伴い電子制御装置の小型化が要求されており、その対策を容易に行うことが望まれている。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、熱による影響を受けやすい部品を保護し、かつ小型化された電子制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明に係る電子制御装置（例えば実施形態における電子制御装置１）は、基板（例えば実施形態における基板３）と、前記基板上に設けられ矩形体に形成されたフィルムコンデンサ（例えば実施形態におけるフィルムコンデンサ６）と、前記基板上に設けられた非耐熱性の電解コンデンサ（例えば実施形態における電解コンデンサ７）と、前記基板上に設けられた発熱部品であるコイル（例えば実施形態における昇圧コイル５）とを備え、前記フィルムコンデンサは、前記コイルと前記電解コンデンサとの間に介在するように配置され、前記電解コンデンサ及び前記コイルは、前記基板の隅角部に配置されていることを特徴とする。

コイルを基板の隅角部に配置することで、基板の隅角部の外縁には空間が形成されるため、空間を有する隅角部の外縁を切除して基板の面積の縮小化を図ることが可能である。また、電解コンデンサも同様に、空間を有する隅角部の外縁を切除して基板の面積の縮小化を図ることが可能である。
一方、矩形体に形成されたフィルムコンデンサを基板の隅角部に配置した場合、基板の隅角部の外縁を切除できないため、基板の面積の縮小化を図ることができない。したがって、フィルムコンデンサを基板の面積の縮小化に寄与しないコイルと電解コンデンサとの間に介在するように配置すればよい。
また、電解コンデンサは一般に熱による影響を受けやすいため、フィルムコンデンサをコイルと電解コンデンサとの間に介在するように配置することで、コイルから電解コンデンサへ伝達される熱をフィルムコンデンサによって遮蔽する。その結果、コイルからの熱の影響を受けても電解コンデンサの寿命が短くなりにくい。

また、本発明に係る電子制御装置において、前記基板は、取付け時において平面が鉛直方向に沿って配置され、前記コイルは、前記電解コンデンサの上方に配置されていることを特徴とする。

取付け時において平面が鉛直方向に沿って基板が配置されることで、コイル及び電解コンデンサを基板に設ける際、それらが鉛直上下方向に配置され得る。また、電子制御装置を起動してコイルが発熱したとき、コイルの熱が鉛直上方に放出される。そこで、その基板上でコイルを電解コンデンサの上方に配置することで、コイルが発熱しても、コイルの下方に配置された電解コンデンサに熱が伝達されにくくなるため、コイルからの熱の影響を受けても電解コンデンサの寿命が短くなりにくい。

本発明の電子制御装置によれば、基板の隅角部の外縁を切除して基板の面積の縮小化が可能であるので、基板を備えた電子制御装置を小型化することができる。
また、コイルからの熱の影響を受けても電解コンデンサの寿命が短くなりにくいので、熱の影響を受けやすい電解コンデンサをコイルによる熱から保護することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明を適用した電子制御装置を示す図である。なお、この電子制御装置は、直噴インジェクタに用いられるドライバユニットである。
電子制御装置１は、ベース２と、基板３と、カバー４とを備えている。この電子制御装置１は、図１に示す矢印の方向が上側となるように、図示しないエンジンルームに取付けられる。
ベース２は基板３を設置する平板であり、その各隅角部には、カバー４を取付けるための孔２ａが設けられている。

基板３には、コイルとしての昇圧コイル５と、フィルムコンデンサ６と、電解コンデンサ７とが設置されている。なお、フィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７は、いずれもコンデンサとして機能するものである。これらコンデンサは、耐熱性を有していない、すなわち非耐熱性の部品である。特に電解コンデンサ７は、周囲温度が上昇すると電解コンデンサ７自体の寿命が著しく低下する性質を有している。
ここで、基板３の平面図を図２に示す。基板３は、図２に示す矢印の方向が上側となるように、電子制御装置１に取付けられる。すなわち、この基板３は、電子制御装置１をエンジンルームに取付けたとき、その平面が鉛直方向に沿うように電子制御装置１に配置されることとなる。
また、基板３の各隅角部３ａ〜３ｄは、外縁を切除された形状となっている。

昇圧コイル５は、その外形が八角柱状に形成されており、基板３の右上側に配置されている。この昇圧コイル５は、基板３の隅角部３ａの外縁に平面視した八角形の一辺が沿うように配置されている。
フィルムコンデンサ６は、その外形が矩形体に形成されており、基板３の右側かつ昇圧コイル５の下側に配置されている。また、電解コンデンサ７は、その外形が円柱状に形成されており、２個の電解コンデンサ７ａ，７ｂとして基板３の右下側に並列配置されている。これら電解コンデンサ７ａ，７ｂは、基板３の隅角部３ｂの外縁に沿うように配置されている。したがって、フィルムコンデンサ６は、昇圧コイル５と電解コンデンサ７との間に介在するように配置されている。

また、基板３には、７個のトランジスタ８と、６個のトランジスタ９と、コネクタ１０とが設置されている。
トランジスタ８は、２個の大型のトランジスタ８ａ，８ｂと、５個の小型のトランジスタ８ｃ〜８ｇとからなり、基板３の上側に並列して設けられている。これらトランジスタ８には、それぞれカバー４に取付けるための孔８ｈ〜８ｎが設けられている。
トランジスタ９は、２個の大型のトランジスタ９ａ，９ｂと、４個の小型トランジスタ８ｃ〜８ｆとからなり、基板３の下側に並列して設けられている。これらトランジスタ９には、それぞれカバー４に取付けるための孔９ｇ〜９ｌが設けられている。
コネクタ１０は、基板３の左側に設けられている。カバー４に取付ける２個の貫通孔１０ａが設けられている。
なお、基板３には、これら孔８ｈ〜８ｎ、孔９ｇ〜９ｌ及び貫通孔１０ａにネジを取付けできるように、孔８ｈ〜８ｎ、孔９ｇ〜９ｌ及び貫通孔１０ａの下部にそれぞれ作業用孔３ｅが設けられている。

カバー４は、基板３及び基板３に設置された各構成部品を覆うような形状とされている。このカバー４の表面には、フィン４ａ〜４ｃが形成されている。これらフィン４ａ〜４ｃは、カバー４に覆われた基板３上の各構成部品の配置に対応して長さが設定されており、したがってフィン４ａ，４ｂはフィン４ｃよりも長くなっている。
また、カバー４の左側には、コネクタ１０に対応した開口部４ｄが設けられている。また、カバー４の中央には、水の浸入を防止する撥水フィルタを有した換気孔４ｅが設けられている。また、カバー４の表面には、エンジンルームに取付けるための３個のネジ孔４ｆ〜４ｈが設けられている。また、カバー４の各隅角部には、ベース２に取付けるための孔４ｉが設けられている。
上記のような構成からなる電子制御装置１を組立てる際、各構成部品が取付けられた基板３をカバー４にネジで取付け、カバー４に各構成部品を固定した後、カバー４をベース２に取付ける。なお、基板３に取付けられた各構成部品をカバー４に固定する際、昇圧コイル５、フィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７が接着剤によってカバー４に接着され、トランジスタ８，９がネジによって固定される。

上記の構成からなる電子制御装置が起動すると、各構成部品が作動する。このとき、昇圧コイル５が発熱する。この昇圧コイル５から発生した熱は、空気に伝達されて上方に放出される。このとき、基板３上において昇圧コイル５がフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７の上方に設置されているため、昇圧コイル５から空気に放出された熱がフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７に伝達されにくい。また、フィルムコンデンサ６を昇圧コイル５と電解コンデンサ７との間に介在するように配置することで、昇圧コイル５から電解コンデンサ７へ伝達される熱をフィルムコンデンサ６によって遮蔽するため、昇圧コイル５から空気に放出された熱がさらにフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７に伝達されにくくなる。ただし、昇圧コイル５、フィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７は接着剤によってカバー４に接着されているため、昇圧コイル５から発生した熱の一部はカバー４を介して伝達される。しかしながら実際には、昇圧コイル５が電子制御装置１の起動して発熱しても、フィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７の温度は昇圧コイル５の温度より低くなる。特に電解コンデンサ７の温度は、電解コンデンサ７の許容温度付近において昇圧コイル５の温度より約１０℃低くなり、電解コンデンサ７の許容温度を超えない状態を維持することができる。したがって、昇圧コイル５からの熱の影響を受けても電解コンデンサ７の寿命が短くなりにくい。

また、昇圧コイル５を基板３の隅角部３ａに配置することで、隅角部３ａの外縁に空間が形成されるため、空間を有する隅角部３ａの外縁を切除して基板３の面積の縮小化を図ることが可能である。また、電解コンデンサ７も同様に、基板３の隅角部３ｂに配置することで、隅角部３ｂの外縁に空間が形成されるため、空間を有する隅角部３ｂの外縁を切除して基板３の面積の縮小化を図ることが可能である。
一方、矩形体に形成されたフィルムコンデンサ６を隅角部３ａまたは隅角部３ｂに配置した場合、隅角部３ａまたは隅角部３ｂの外縁に空間が形成されないため、隅角部３ａまたは隅角部３ｂの外縁を切除できない。その結果、基板３の面積の縮小化を図ることができなくなる。したがって、フィルムコンデンサ６を基板３の面積の縮小化に寄与しない昇圧コイル５と電解コンデンサ７との間に介在するように配置すればよい。

上記の構成によれば、昇圧コイル５からの熱の影響を受けてもフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７の寿命が短くなりにくいので、熱の影響を受けやすいフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７を昇圧コイル５の熱から保護することができる。
また、基板３の隅角部３ａ〜３ｄの外縁を切除して基板３の面積の縮小化が可能であるので、基板３を備えた電子制御装置１を小型化することができる。

なお、昇圧コイル５は、基板３の隅角部３ａ〜３ｄに空間を有するように配置されればよいため、八角柱状ではなく例えば円柱状または多角形状に形成されたものであってもよい。
また、電解コンデンサ７は、基板３の隅角部３ａ〜３ｄに空間を有するように配置できれば、電子制御装置の機能に応じて設置する個数を増減させてもよい。
また、上記実施の形態はエンジンルームに配置する電子制御装置１について説明しているが、電子制御装置１を車室内に配置した場合においても上記実施の形態と同様に、熱の影響を受けやすいフィルムコンデンサ６及び電解コンデンサ７を昇圧コイル５の熱から保護することができる。

本発明における電子制御装置を構成するベース、基板、カバーの組立斜視図である。 本発明における電子制御装置に設置される基板の平面図である。

符号の説明

１ 電子制御装置
３ 基板
５ 昇圧コイル（コイル）
６ フィルムコンデンサ
７ 電解コンデンサ

Claims (2)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられ矩形体に形成されたフィルムコンデンサと、
   前記基板上に設けられた非耐熱性の電解コンデンサと、
   前記基板上に設けられた発熱部品であるコイルとを備え、
   前記フィルムコンデンサは、前記コイルと前記電解コンデンサとの間に介在するように配置され、
   前記電解コンデンサ及び前記コイルは、前記基板の隅角部に配置されていることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記基板は、取付け時において平面が鉛直方向に沿って配置され、
   前記コイルは、前記電解コンデンサの上方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。

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