JP2010103371A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子制御装置において、発熱部品から発生する熱を外部に放熱可能であると共に、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させる
【解決手段】発熱部品３が実装されるプリント基板２と、該プリント基板２を収容する筐体４とを備える電子制御装置であって、上記筐体４に接触する接触領域５ａと、該接触領域５ａを支持すると共に上記プリント基板２にプレスフィット接続される脚部５ｂとを有し、上記発熱部品３から上記プリント基板２に伝熱された熱を上記プリント基板２から上記筐体４に伝熱するプレスフィット部品５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発熱部品が実装されたプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置に関するものである。

例えば四輪自動車や二輪自動車には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やデバイスドライバ等の発熱部品が実装されたプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備え、四輪自動車や二輪自動車の搭載装置の電子制御を行う電子制御装置が設置されている。
このような電子制御装置では、プリント基板に実装された発熱部品を含む各種部品の良好な動作環境を得るために、発熱部品から発生する熱を外部に放熱する必要がある。

例えば、特許文献１には、筐体（シールドケース）の一部で内部に向けて突出された筒状の突出部を形成し、当該突出部をプリント基板上の発熱部品に当接させることによって、発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている。

また、特許文献２には、発熱部品を放熱部材を介して筐体（カバー）に接し、筐体に固定された放熱部材を介して発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている（例えば、特許文献２の図６参照）。

また、特許文献３及び特許文献４には、発熱部品が実装されるプリント基板の領域に開口（貫通孔）を形成し、筐体の一部で内部に向けて突出された突出部を直接あるいはヒートシンクを介して発熱部品に接することによって、発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている。
特開平１０−１９０２６３号公報 特開２００６−８６５３６号公報 特開２００３−１１５６８１号公報 特開２００６−２９４７５４号公報

しかしながら、特許文献１〜４のように、発熱部品に対して、筐体の一部、筐体に固定された放熱部材、あるいは筐体に固定されたヒートシンクが当接する場合には、電子制御装置の組立ての際に、筐体、放熱部材あるいはヒートシンクを介して発熱部品が押圧され、発熱部品にストレスがかかる。
また、例えば筐体の一部を発熱部品に直接当接させる場合には、発熱部品のストレス軽減や効率的な伝熱のために、発熱部品に筐体の一部を正確に当接させる必要がある。このため、電子制御装置の構成部材に高い寸法精度が要求される。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電子制御装置において、発熱部品から発生する熱を外部に放熱可能であると共に、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、発熱部品が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置であって、上記筐体に接触する接触領域と、該接触領域を支持すると共に上記プリント基板にプレスフィット接続される脚部とを有し、上記発熱部品から上記プリント基板に伝熱された熱を上記プリント基板から上記筐体に伝熱するプレスフィット部品を備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記接触領域が熱伝導材を介して上記筐体に接触しているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記接触領域が直接上記筐体に接触しているという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記プリント基板は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、上記発熱部品から発生する熱を上記プレスフィット部品の脚部に伝熱する伝熱経路を備えるという構成を採用する。

なお、本発明において「接触」とは、物と物とが直接触れることによって接続されている状態のみを示す意味ではなく、物と物とが他の物を介して接続されている状態を含むものとする。

本発明によれば、プレスフィット部品によって発熱部品からプリント基板に伝熱された熱が筐体に伝熱される。このため、発熱部品から発生する熱を外部に放熱することが可能となる。
また、プレスフィット部品は、脚部がプリント基板にプレスフィット接続されており、発熱部品との接触がない。このため、本発明によれば、プレスフィット部品を介して発熱部品に押圧力が作用することがなく、発熱部品にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィット部品によって筐体に発熱部品から発生する熱を伝熱することによって、筐体の一部を発熱部品に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置の構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本発明によれば、電子制御装置において、発熱部品から発生する熱をプリント基板の外部に放熱し、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る電子制御装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の電子制御装置１の一部を模式的に示した断面図である。この図に示すように電子制御装置１は、プリント基板２と、発熱部品３と、筐体４と、プレスフィットバスバー５（プレスフィット部品）とを備えている。

プリント基板２は、配線パターンが形成された多層配線基板であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やデバイスドライバといった発熱部品３を含む複数の電子部品が実装されている。
また、プリント基板２は、プレスフィットバスバー５を設置するための複数のスルーホール２１を備えている。

なお、図２の拡大図に示すように、プリント基板２は、レーザビア２２やベアホール２３等を経由して発熱部品３の実装領域から上記スルーホール２１に接続される伝熱経路２４を備えている。
この伝熱経路２４は、金属配線等で形成された熱伝導率の高い経路であり、プリント基板２の他の部位よりも熱伝導率が高くなっており、発熱部品３から発生する熱を効率的にプレスフィットバスバー５の後述する脚部５ｂに伝熱するものである。

図１に戻り、発熱部品３は、上述のようにＣＰＵ（Central Processing Unit）やデバイスドライバといった通電されることによって発熱する部品であり、複数のリード３ａによってプリント基板２と電気的及び物理的に接続されている。

筐体４は、プリント基板２を内部に収容するものであり、筐体４とプリント基板２との位置関係を固定する不図示の支持機構を有している。
そして、このような支持機構によってプリント基板２が支持されることによって、プリント基板２の部品実装面（表裏面）と筐体４とが一定距離離間された状態となる。
また、筐体４は、下方からプリント基板２に向けて突出する突出部４ａを備えており、当該突出部４ａがプレスフィットバスバー５と接するように構成されている。
なお、筐体４は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属材料をプレス加工、切削加工、あるいはダイカスティングすることによって形成される。

そして、本実施形態の電子制御装置１は、プレスフィットバスバー５を備えている。
プレスフィットバスバー５は、銅やステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料によって形成された部材であり、図３の拡大斜視図に示すように、一定幅の板部材がコの字形状に湾曲された形状を有し、筐体４に対して接触する接触領域５ａ（接触領域）と、プリント基板２とプレスフィット接続する脚部５ｂとを有している。
なお、図１に示すように、本実施形態の電子制御装置１は、プリント基板２の発熱部品３の実装面と反対側の面側（下側）に接触領域５ａが配置されるようにプレスフィットバスバー５がプリント基板２に対してプレスフィット接続されている。

接触領域５ａは、プレスフィットバスバー５における脚部５ｂと脚部５ｂとの間の部位から構成されており、本実施形態の電子制御装置１においては、筐体４の突出部４ａに対してグリス６（熱伝導材）を介して接している。

脚部５ｂは、プリント基板２に対してプレスフィット接続するための接続部５ｃを有している。この接続部５ｃは、プリント基板２のスルーホール２１よりも僅かに幅広く形状設定され、径方向への伸縮が可能とされた部位である。そしてプレスフィットバスバー５は、接続部５ｃがプリント基板２のスルーホール２１に圧入されることによってプリント基板２に対してプレスフィット接続される。
このようなプレスフィットバスバー５は、プリント基板２に対してプレスフィット接続されていることから、力を加えてプリント基板２の厚さ方向に移動させることで、プリント基板２に対して位置調節を行うことができる。そして、接続部５ｃは、プレスフィットバスバー５のプリント基板２に対する位置調整範囲を確保するために、プリント基板２の厚さ距離よりも長く形成されている。
なお、図２においては、接続部５ｃがいわゆるアイレッド型とされているが、シグマ型、Ｍ型あるいは丸型等の他の型とされていても構わない。

このような構成を有する電子制御装置１においては、発熱部品３から発生する熱は、プリント基板２からプレスフィットバスバー５を介して筐体４に伝熱されて放熱される。

以上のような本実施形態の電子制御装置１によれば、プレスフィットバスバー５によって発熱部品３からプリント基板２に伝熱された熱が筐体４に伝熱される。このため、発熱部品３から発生する熱を外部に放熱することが可能となる。
また、プレスフィットバスバー５は、脚部５ｂがプリント基板２にプレスフィット接続されており、発熱部品３との接触がない。このため、本実施形態の電子制御装置１によれば、プレスフィットバスバー５を介して発熱部品３に押圧力が作用することがなく、発熱部品３にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィットバスバー５によって筐体４に発熱部品３から発生する熱を伝熱することによって、筐体４の一部を発熱部品３に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置１の構成部材（例えば筐体４）の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本実施形態の電子制御装置１によれば、発熱部品３から発生する熱をプリント基板２の外部に放熱し、発熱部品３にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。

また、本実施形態の電子制御装置１によれば、プレスフィットバスバー５がグリス６を介して筐体４と接している。このため、プレスフィットバスバー５と筐体４との位置関係を正確に合わせなくとも、グリス６の量等を調節することでプレスフィットバスバー５と筐体４とを接することができる。
さらに、グリス６等の柔軟な熱伝導材を介してプレスフィットバスバー５と筐体４とが接することによって、筐体４からプレスフィットバスバー５への力がグリス６の変形によって吸収される。このため、プレスフィットバスバー５を介してプリント基板２にかかるストレスを低減させることができる。

また、本実施形態の電子制御装置１によれば、プリント基板２は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、発熱部品３から発生する熱をプレスフィットバスバー５の脚部５ｂに伝熱する伝熱経路２４を備える。
このため、発熱部品３から発生する熱をプリント基板２を介して効率的にプレスフィットバスバー５に伝熱することが可能となる。

なお、本実施形態の電子制御装置１においては、筐体４の突出部４ａにプレスフィットバスバー５の接触領域５ａを接する構成について説明した。
しかしながら、図４に示すように、プレスフィットバスバー５の脚部５ｂを伸ばし、突出部４ａを備えない筐体４に対して接触領域５ａを接することもできる。
プレスフィットバスバー５の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー５の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。

また、本実施形態の電子制御装置１においては、筐体４の突出部４ａを下方からプリント基板２に向けて突出させ、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａが発熱部品３の下側に配置される構成について説明した。
しかしながら、図５に示すように、筐体４の突出部４ａを上方からプリント基板２に向けて突出させ、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａを発熱部品３の上側に配置されていても良い。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図６は、本実施形態の電子制御装置１Ａの一部を模式的に示した断面図である。この図に示すように、本実施形態の電子制御装置１Ａにおいては、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａが筐体４の突出部４ａに直接接している。

このような本実施形態の電子制御装置１Ａによれば、プレスフィットバスバー５と筐体４とが直接接しているため、グリス等の熱伝導材を介してプレスフィットバスバー５を筐体４に接する場合と比較して、熱抵抗を減少させることができ、より効率的に放熱を行うことが可能となる。

なお、本実施形態の電子制御装置１Ａにおいては、筐体４の突出部４ａにプレスフィットバスバー５の接触領域５ａを接する構成を採用した。
しかしながら、図７に示すように、プレスフィットバスバー５の脚部５ｂを伸ばし、突出部４ａを備えない筐体４に対して接触領域５ａを直接接することもできる。
プレスフィットバスバー５の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー５の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。

また、本実施形態の電子制御装置１Ａにおいては、筐体４の突出部４ａを下方からプリント基板２に向けて突出させ、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａが発熱部品３の下側に配置される構成について説明した。
しかしながら、図８に示すように、筐体４の突出部４ａを上方からプリント基板２に向けて突出させ、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａを発熱部品３の上側に配置しても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る電子制御装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、プレスフィットバスバー５が、一定幅の板部材がコの字形状に湾曲された形状を有する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、プレスフィットバスバー５の接触領域５ａが他の部位よりも幅広に形状設定されていても良い。また、接触領域５ａが発熱部品３を囲うような箱型形状を有していても良い。
また、さらに多数（例えば４つ）の脚部５ｂを備え、プレスフィットバスバー５を安定化させるようにしても良い。

本発明の第１実施形態における電子制御装置の一部を模式的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置が備えるプリント基板の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置が備えるプレスフィットバスバーの拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置の変形例であり、プレスフィットバスバーの脚部を伸ばし、突出部を備えない筐体に対して接触領域を接した構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置の変形例であり、筐体の突出部を上方からプリント基板に向けて突出させ、プレスフィットバスバーの接触領域を発熱部品の上側に配置した構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態における電子制御装置の一部を模式的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置の変形例であり、プレスフィットバスバーの脚部を伸ばし、突出部を備えない筐体に対して接触領域を接した構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態における電子制御装置の変形例であり、筐体の突出部を上方からプリント基板に向けて突出させ、プレスフィットバスバーの接触領域を発熱部品の上側に配置した構成を示す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ……電子制御装置、２……プリント基板、２１……スルーホール、２２……レーザビア、２３……ベアホール、２４……伝熱経路、３……発熱部品、４……筐体、４ａ……突出部、５……プレスフィットバスバー（プレスフィット部品）、５ａ……接触領域、５ｂ……脚部、６……グリス（熱伝導材）

Claims (4)

1. 発熱部品が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置であって、
   前記筐体に接触する接触領域と、該接触領域を支持すると共に前記プリント基板にプレスフィット接続される脚部とを有し、前記発熱部品から前記プリント基板に伝熱された熱を前記プリント基板から前記筐体に伝熱するプレスフィット部品を備えることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記接触領域が熱伝導材を介して前記筐体に接触していることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記接触領域が直接前記筐体に接触していることを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
4. 前記プリント基板は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、前記発熱部品から発生する熱を前記プレスフィット部品の脚部に伝熱する伝熱経路を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の電子制御装置。
   
   
   

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