JP2005282715A

JP2005282715A - 制御装置

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Publication number: JP2005282715A
Application number: JP2004097654A
Authority: JP
Inventors: Fumitada Suzuki; 文規鈴木; Akira Takagi; 章高木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13
Also published as: US20050219817A1; US7265978B2

Abstract

【課題】制御回路部の放熱性の高く小型化が図られる制御装置を提供する。
【解決手段】制御回路部５０が設置される固定プレート３０に冷却通路４０が形成されている。そのため、パワー素子５４をはじめとして複数の素子が搭載されている基板５１とボディ２０との間に設置されている固定プレート３０は冷却通路４０を流れるＡＴＦによって直接冷却される。したがって、制御回路部５０の放熱性を高めることができる。また、制御回路部５０の放熱性が高まることにより、制御回路部５０の基板５１に搭載する素子の実装密度を容易に高められる。したがって、制御回路部５０の小型化を図ることができる。発熱量の大きなパワー素子５４は、冷却通路４０の第一油路２５側の端部に近接して配置されている。そのため、パワー素子５４は、第一油路２５から冷却通路４０に流入した低温のＡＴＦにより冷却される。これにより、パワー素子５４の放熱性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置に関し、特に冷却用の流体通路を有する制御装置に関する。

制御装置は、発熱する素子が搭載されている基板を備えている。そのため、素子および素子が搭載された基板には放熱性能の確保が必要となる。基板および基板に搭載されている素子の放熱を図る技術として、例えば特許文献１に開示されている技術が公知である。
特開平１１−２５７４８３号公報

特許文献１に開示されている発明の場合、ボディに形成されている油路に制御回路部の周囲よりも低い温度の油を流している。これにより、素子および基板はプレートを介して油路を流れる油に放熱される。
しかしながら、近年では制御回路部のさらなら小型化が要求されている。そのため、制御回路部は素子の実装密度の向上が図られている。これにより、例えば電源などを制御するパワー素子などを備える制御回路部では、素子からの発熱が増大している。その結果、素子および素子が搭載されている基板のさらなる放熱性の確保が必要となっている。

そこで、本発明の目的は、制御回路部の放熱性の高く小型化が図られる制御装置を提供することにある。

請求項１記載の制御装置によると、ボディと基板を有する制御回路部との間に板部材が設置されている。板部材は、ボディの第一流体通路および第二流体通路に接続する第三流体通路を有している。第一流体通路を流れる流体は、制御回路部の周囲によりも温度が低く、板部材の第三流体通路を経由して第二流体通路へ流れる。これにより、ボディと制御回路部の基板との間に設置されている板部材は、第三流体通路を流れる流体により直接冷却される。したがって、制御回路部の放熱性を高めることができる。また、制御回路部の放熱性が高まることにより、実装密度の向上が容易である。したがって、体格の小型化を図ることができる。

請求項２記載の制御装置によると、発熱素子は板部材の第三流体通路の第一流体通路側と近接して配置されている。そのため、第一流体通路から流入した流体は、他の素子によって加熱されることなく発熱素子の近くを流れる。これにより、発熱素子は十分に放熱が図られる。したがって、制御回路部の放熱性を高めることができる。

請求項３記載の制御装置によると、板部材はボディ側にボディとともに第三流体通路を形成する溝部を有している。例えば引用文献１に開示されている発明の場合、ボディに油路が形成されている。そのため、油路の形状はボディの形状に依存する。したがって、油路を複雑な形状とすることは困難である。一方、請求項３記載の制御装置では、板部材はボディ側に溝部を有している。板部材はボディと別体であるため、溝部の形状はボディの形状に依存することなく任意に調整可能である。これにより、溝部は容易に発熱性の高い素子に近づけて配置される。したがって、制御回路部の放熱性を高めることができる。また、板部材のボディ側に溝部を形成することにより、板部材のボディ側は複雑な凹凸形状を有する。そのため、板部材のボディ側は表面積が拡大する。したがって、放熱性をさらに向上することができる。

請求項４記載の制御装置によると、第三流体通路は板部材において発熱素子のボディ側を経由する。すなわち、第三流体通路は発熱素子のボディ側に配置される。これにより、発熱素子は第三流体通路を流れる流体によって冷却される。したがって、放熱性をさらに向上することができる。
請求項５記載の制御装置によると、板部材はボディ方向へ突出するフィンを有している。これにより、フィンは第三流体通路に突出する。そのため、板部材の放熱面積が増大する。したがって、放熱性をさらに向上することができる。また、ボディと別体の板部材に溝を形成することにより、フィンなどの複雑な形状を容易に形成することができる。

請求項６記載の制御装置によると、発熱素子のボディ側を経由した第三流体通路は他の素子を経由することなく第二流体通路へ接続する。これにより、発熱素子の放熱によって加熱された流体は、他の素子の近くを流れない。そのため、発熱素子以外の他の素子の放熱性が低下することはない。したがって、制御回路部全体の放熱性を高めることができる。また、ボディと別体の板部材に第三流体通路を形成する溝を形成することにより、溝の形状を自由に変更可能である。これにより、基板に搭載される素子の配置に応じて、板部材の溝の形状を任意に変更することができる。

以下、本発明の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による制御装置を図１から図３に示す。図１に示す制御装置１０は、オートマチックトランスミッション（以下、オートマチックトランスミッションを「ＡＴ」と省略する。）に設置されている。制御装置１０は、例えば図示しない係合要素を切り換える図示しない電磁弁の制御などＡＴ全体の制御を実行する。本実施形態の場合、制御装置１０はＡＴのコントロールバルブに設置されている。制御装置１０は、ボディ２０、板部材としての固定プレート３０、および制御回路部５０などを備えている。ボディ２０は、ボディハウジング２１、セパレートプレート２２およびセパレートプレート２３を有している。セパレートプレート２２はボディハウジング２１の制御回路部５０とは反対側に設置されている。セパレートプレート２３は、ボディハウジング２１と固定プレート３０との間に設置されている。セパレートプレート２３は、ボディハウジング２１と固定プレート３０との間をシールする。ボディハウジング２１は、セパレートプレート２２とは反対側に突出する台座部２４を有している。セパレートプレート２３は、台座部２４に設置される。固定プレート３０および制御回路部５０は、例えばねじ止め、溶接あるいは接着などによりボディ２０に固定されている。なお、固定プレート３０および制御回路部５０とボディ２０との固定はこれらの方法に限らず適用可能である。

ボディ２０を構成するボディハウジング２１、セパレートプレート２２およびセパレートプレート２３は、第一流体通路としての第一油路２５、および第二流体通路としての第二油路２６を有している。ボディハウジング２１、セパレートプレート２２およびセパレートプレート２３は、例えばアルミダイカストや鉄などの金属で形成されている。本実施形態の場合、第一油路２５および第二油路２６には流体としてのＡＴＦが流れる。オイルクーラから供給されるＡＴＦは、制御回路部５０の周囲よりも温度が低い。なお、流体は、例えばエンジンの冷却水など流動性を有する液体であればＡＴＦに限らず適用することができる。第一油路２５は、一方の端部が図示しないオイルクーラに接続している。また、第二油路２６は、一方の端部が例えば図示しないコントロールバルブの油圧回路に接続している。

固定プレート３０は、例えばアルミダイカストや鉄などの金属で形成されている。固定プレート３０は、ボディ２０側に溝部３１を有している。固定プレート３０は、溝部３１によりボディ２０のセパレートプレート２３との間に第三流体通路としての冷却通路４０を形成する。冷却通路４０は、一方の端部が第一油路２５のオイルクーラとは反対側の端部に接続している。また、冷却通路４０は、第一油路２５と反対側の端部が第二油路２６のコントロールバルブの油圧回路とは反対側の端部に接続している。固定プレート３０に形成されている溝部３１のボディ２０側をセパレートプレート２３で覆うことにより、固定プレート３０とセパレートプレート２３との間には冷却通路４０が形成される。

固定プレート３０は、矩形状であり、長手方向の全長が台座部２４よりも大きい。そのため、固定プレート３０は、長手方向の両端部が台座部２４から外側へ突出する。これにより、固定プレート３０とボディハウジング２１との間には空間が形成される。固定プレート３０には、板厚方向に貫く導電部材３２が設置されている。導電部材３２は、固定プレート３０の長手方向の両端部に配置されている。そのため、導電部材３２のボディハウジング２１側の端部は、固定プレート３０とボディハウジング２１との間に形成される空間に突出する。

制御回路部５０は、固定プレート３０のボディ２０とは反対側の面に設置されている。制御回路部５０は、基板５１、複数の素子、配線部材としてのボンディングワイヤ５２およびカバー５３などを有している。基板５１は、例えば伝熱性の接着剤などにより固定プレート３０に固定されている。基板５１は、電子回路を形成する図示しない配線を有している。基板５１には、複数の素子が搭載されている。素子には、作動時の発熱が大きな発熱素子としてのパワー素子５４が含まれる。パワー素子５４は、例えば電源または図示しない電磁弁を駆動するソレノイドドライバなどを制御する。

図２に示すように、基板５１には基板５１に形成されている図示しない配線と接続する複数のパッド５５が設置されている。各パッド５５は、それぞれボンディングワイヤ５２を経由して導電部材３２に電気的に接続している。また、導電部材３２のボンディングワイヤ５２と反対側の端部は、それぞれ配線部材１１と電気的に接続している。図１に示すように、導電部材３２は固定プレート３０とボディハウジング２１との間に形成される空間に突出している。そのため、導電部材３２と配線部材１１とは、固定プレート３０とボディハウジング２１との間の空間において接続される。これにより、基板５０の周囲において各パッド５５と配線部材１１とを接続する場合と比較して、必要な容積が低減される。その結果、制御装置１０の小型化が図られる。基板５１は、カバー５３により覆われている。

次に、固定プレート３０について詳細に説明する。
固定プレート３０の溝部３１は、固定プレート３０のボディ２０側の面からボディ２０と反対側に窪んで形成されている。溝部３１は、図３に示すように固定プレート３０を略螺旋状に旋回して形成されている。なお、固定プレート３０に形成する溝部３１の形状は任意に設定してよい。固定プレート３０をボディ２０のセパレートプレート２３に設置したとき、固定プレート３０の溝部３１とセパレートプレート２３により冷却通路４０が形成される。このとき、冷却通路４０は、一方の端部が第一油路２５に接続し、他方の端部が第二油路２６に接続する。これにより、図示しないオイルクーラから供給されたＡＴＦは、第一油路２５を経由して冷却通路４０に流入する。冷却通路４０を通過したＡＴＦは、第二油路２６を経由してコントロールバルブの油圧回路へ排出される。

制御回路部５０は、図１に示すように固定プレート３０のボディ２０とは反対側に設置されている。固定プレート３０に制御回路部５０を設置したとき、制御回路部５０の基板５１に搭載されているパワー素子５４は冷却通路４０の第一油路２５側の端部近傍に位置する。すなわち、固定プレート３０の溝部３１により形成される冷却通路４０は、制御回路部５０のパワー素子５４のボディ２０側において第一油路２５と接続している。これにより、発熱量の大きなパワー素子５４は、第一油路２５から冷却通路４０に流入した温度の低いＡＴＦにより冷却される。

第１実施形態では、制御回路部５０が設置される固定プレート３０に冷却通路４０が形成されている。そのため、パワー素子５４をはじめとして複数の素子が搭載されている基板５１とボディ２０との間に設置されている固定プレート３０は冷却通路４０を流れるＡＴＦによって直接冷却される。したがって、制御回路部５０の放熱性を高めることができる。また、制御回路部５０の放熱性が高まることにより、制御回路部５０の基板５１に搭載する素子の実装密度を容易に高められる。したがって、制御回路部５０の小型化を図ることができる。

また、第１実施形態では、固定プレート３０のボディ２０側に冷却通路４０を形成する溝部３１を設置している。そのため、溝部３１は、固定プレート３０のボディ２０側を加工することにより、自由な形状に形成可能である。これにより、制御回路部５０の素子の配置に合わせて溝部３１の形状は容易かつ自由に変更される。したがって、冷却通路４０を発熱の大きなパワー素子５４の近傍に容易に配置でき、制御回路部５０の放熱性を高めることができる。また、固定プレート３０の溝部３１によって冷却通路４０を形成することにより、固定プレート３０のボディ２０側は複雑な凹凸形状を有する。そのため、固定プレート３０のボディ２０側は表面積が拡大する。したがって、放熱性をさらに高めることができる。

さらに、第１実施形態では、自由度の高まった溝部３１の配置により、パワー素子５４の近傍に冷却通路４０の第一油路２５側の端部が配置される。そのため、第一油路２５を経由してオイルクーラから流入した温度の低いＡＴＦは、冷却通路４０へ流入してすぐにパワー素子５４の近傍を通過する。これにより、パワー素子５４は温度の低いＡＴＦにより冷却される。したがって、制御回路部５０の放熱性をさらに高めることができる。

（第２、第３、第４実施形態）
本発明の第２、第３、第４実施形態による制御装置の固定プレートをそれぞれ図４、図５または図６に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２、第３、第４実施形態では、冷却通路を形成する溝部の形状が第１実施形態と異なる。

第２実施形態の場合、図４に示すように溝部３１は基板に搭載されたパワー素子５４の近傍において複雑な形状の変形部３３を有している。これにより、冷却通路４０はパワー素子５４のボディ２０側において流路が長くなる。そのため、ＡＴＦはパワー素子５４近傍の冷却通路４０を長期間流れる。これにより、パワー素子５４の放熱性が高められる。したがって、制御回路部５０の放熱性をさらに高めることができる。

また、第２実施形態では、溝部３１の形状が複雑化することにより、パワー素子５４の近傍において冷却通路４０を形成する固定プレート３０の表面積が拡大する。したがって、制御回路部５０の放熱性を高めることができる。さらに、第２実施形態では、固定プレート３０のボディ２０側に溝部３１を形成している。そのため、複雑な形状の変形部３３は容易に形成することができる。
なお、溝部は図４に示すように単純に折り返す形状に限らず、迷路状のさらに複雑な形状としてもよい。

第３実施形態の場合、図５に示すように固定プレート３０は基板５１に搭載されたパワー素子５４のボディ２０側にフィン３４を有している。フィン３４は、溝部３１を形成する固定プレート３０の壁面からボディ２０側へ突出している。そのため、フィン３４は、冷却通路４０の内部に突出する。フィン３４は、パワー素子５４のボディ２０側に位置している。第３実施形態では、固定プレート３０にフィン３４を形成することにより、パワー素子５４の近傍における固定プレート３０の表面積が拡大する。したがって、制御回路部５０の放熱性を高めることができる。さらに、第３実施形態では、固定プレート３０のボディ２０側に溝部３１を形成している。そのため、複雑な形状のフィン３４は容易に形成することができる。

第４実施形態の場合、図６に示すように固定プレート３０は第一溝部３５および第二溝部３６を有している。第一溝部３５は、上述の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態と同様に第一油路２５に接続する端部から第二油路２６に接続する端部まで固定プレート３０を周回している。一方、第二溝部３６は、第一油路２５に接続する端部から第二油路２６に接続する端部までを短絡している。第二溝部３６は、パワー素子５４のボディ２０側を経由している。固定プレート３０に第一溝部３５および第二溝部３６を形成することにより、冷却通路４０は第一油路２５から第二油路２６までの間に分岐した二つの通路を有する。

第二溝部３６により形成される冷却通路４０は、基板５１に搭載されているパワー素子５４以外の素子のボディ２０側を経由することなく第一油路２５と第二油路２６とを接続する。そのため、第一油路２５から第二溝部３６により形成される冷却通路４０に流入したＡＴＦは、パワー素子５４のボディ２０側だけを経由して第二油路２６へ排出される。これにより、パワー素子５４の放熱によって加熱されたＡＴＦが他の素子の近傍を流れ、他の素子の放熱を妨げることはない。したがって、制御回路部５０全体の放熱を促進することができる。
第４実施形態では、第二溝部３６は第一溝部３５に比較して断面積が小さな絞り部３７を有している。これにより、ＡＴＦの大部分は第一溝部３５を経由し、パワー素子５４以外の素子、および制御回路部５０全体の放熱を確保することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による制御装置を図７に示す。なお、第１実施形態と同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第５実施形態では、図７に示すように制御装置１０は板部材を構成する流路形成プレート６１および固定プレート６２を有している。流路形成プレート６１および固定プレート６２は、セパレートプレート２３のボディハウジング２１とは反対側に積層されて設置されている。流路形成プレート６１は、冷却通路４０に対応する部位が通路部６３として板厚方向に打ち抜かれている。そのため、流路形成プレート６１の板厚方向の端部をセパレートプレート２３および固定プレート６２で覆うことにより、通路部６３の形状に対応する冷却通路４０が形成される。

第４実施形態では、制御装置１０は冷却通路４０を形成する流路形成プレート６１を有している。そのため、流路形成プレート６１の通路部６３の形状を変更することにより、複雑な形状の冷却通路４０は容易に形成される。したがって、基板５１の素子の配置に合わせて容易に冷却通路４０を形成することができ、制御回路部５０の放熱を高めることができる。

以上、説明した複数の実施形態では、それぞれ個別の実施形態として制御装置に適用する例について説明した。しかし、複数の実施形態を組み合わせて制御装置に適用してもよい。

図２のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。本発明の第１実施形態による制御装置を示す概略図である。本発明の第１実施形態による制御装置の固定プレートをボディ側から見た概略図である。本発明の第２実施形態による制御装置の固定プレートをボディ側から見た概略図である。本発明の第３実施形態による制御装置の固定プレートをボディ側から見た概略図である。本発明の第４実施形態による制御装置の固定プレートをボディ側から見た概略図である。本発明の第５実施形態による制御装置の固定プレートを示す断面図である。

符号の説明

１０制御装置、２０ボディ、２５第一油路（第一流体通路）、２６第二油路（第二流体通路）、３０固定プレート（板部材）、３１溝部、３４フィン、４０冷却通路（第三流体通路）、５０制御回路部、５１基板、５４パワー素子（発熱素子）、６１流路形成プレート（板部材）、６２固定プレート（板部材）

Claims

流体が流れる第一流体通路および第二流体通路を有するボディと、
前記ボディに設置され、一方の端部が前記第一流体通路に接続し他方の端部が前記第二流体通路に接続し前記第一流体通路から前記第二流体通路へ前記流体が流れる第三流体通路を有する板部材と、
前記板部材の前記ボディと反対側の面に設置されている基板、および前記基板に搭載されている素子を有する制御回路部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記制御回路部は前記基板に搭載されている発熱素子を有し、
前記発熱素子は、前記第三流体通路の前記第一流体通路側に近接して配置されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記板部材は、前記ボディ側に前記ボディとともに前記第三流体通路を形成する溝部を有することを特徴とする請求項１または２記載の制御装置。
前記第三流体通路は、前記板部材において前記基板に搭載されている発熱素子の前記ボディ側を経由することを特徴とする請求項３記載の制御装置。
前記板部材は、前記発熱素子の前記ボディ側において前記ボディ方向へ突出するフィンを有することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
前記発熱素子の前記ボディ側を経由した前記第三流体通路は、前記基板に搭載されている他の素子を経由することなく前記第二流体通路へ接続することを特徴とする請求項４または５記載の制御装置。