JP2012004216A

JP2012004216A - 電子制御装置

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Publication number: JP2012004216A
Application number: JP2010136106A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kondo; 充晃近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2012-01-05
Also published as: US20110304245A1

Abstract

【課題】放熱効率を高めることができる電子制御装置を実現する。
【解決手段】ＥＣＵ１０はパワートランジスタなどの発熱する電子部品が搭載された回路基板と、この回路基板が収容されたケース２０と、このケース２０の開口部を覆うカバー４０とを備える。カバー４０の裏面には発熱する電子部品の熱を放熱するための放熱部材が設けられており、両側面からは取付片４７が形成されている。カバー４０の表面の取付面４５は凸形状に形成されている。各取付片４７のボルト挿通孔にボルトを挿通し、エンジンルームの側壁５０の取付対象面５６に締結すると、カバー４０の取付面４５によって取付対象面５６が撓み、取付対象面５６の凹凸が取付面４５の凸形状に対応した形状に変形し、カバー４０の取付面４５と取付対象面５６との非接触部が減少することにより接触面積が増大して接触熱抵抗が小さくなる。
【選択図】図２

Description

この発明は、発熱する電子部品が収容された熱伝導性の外殻を備えており、車両の熱伝導性を有する取付対象面に押圧して取付けられる電子制御装置に関する。

従来、この種の電子制御装置として、車両に備えられたエンジンを制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)が知られている。図８は、従来のＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。

図８に示すように、従来のＥＣＵ８０は、パワートランジスタなどの発熱する電子部品が搭載された回路基板３０と、この回路基板３０を収容するケース２０と、このケース２０の開口部２７を覆う板状のカバー９０とを備える。ケース２０およびカバー９０は鉄などを主成分とする熱伝導性材料により形成されている。回路基板３０の表面３１には、クランク角センサやカム角センサなどの各種のセンサと接続するためのコネクタ３３が設けられている。

カバー９０の表面４１には、放熱部材４９が設けられている。放熱部材４９は、回路基板３０に設けられた発熱する電子部品と接触し、その電子部品から発生する熱をカバー９０に伝導させる。カバー９０の両側面４２，４３には複数の取付片４７が形成されており、各取付片４７にはボルト６０（図９）を挿通するためのボルト挿通孔４８が貫通形成されている。このように構成されたＥＣＵ８０は、各取付片４７に挿通されたボルト６０をエンジンルームの側壁に形成されたボルト孔に締結することにより固定される。

特開２００７−２０１２８３号公報（第３１段落、図１）。

図９（ａ），（ｂ）は、エンジンルームの側壁の縦断面図であり、（ｃ），（ｄ）は、ＥＣＵが側壁に取付けられた状態の縦断面図である。ＥＣＵを取付けるエンジンルームの側壁の取付面は完全に平面でない場合が多い。たとえば、図９（ａ）に示すように、側壁５０の取付対象面５６に凹部５１が形成されていたり、図９（ｂ）に示すように、凹部５１および凸部５２が形成されていたりする。側壁５０は鉄などを主成分とする熱伝導性材料により形成されている。

このため、そのような取付対象面５６にＥＣＵ８０を取付けると、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、ＥＣＵ８０のカバー９０の取付面４５と側壁５０との間に隙間Ｅが形成されるため、カバー９０の取付面４５と側壁５０との接触熱抵抗が大きくなるので、発熱する電子部品から発生した熱がカバー９０を介して側壁５０に伝導し難く、放熱効率が低いという問題がある。

そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、放熱効率を高めることができる電子制御装置を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、発熱する電子部品が収容された熱伝導性の外殻（２０，４０）を備えており、車両の熱伝導性を有する取付対象面（５６）に接触して取付けられる電子制御装置（１０）において、前記取付対象面に接触する取付面（４５）が凸形状に形成されているという技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子制御装置（１０）において、前記取付面（４５）が、前記取付対象面（５６）の凹凸高さ（Ｂ１，Ｂ２）以上の高さ（Ａ）を有する凸形状に形成されているという技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の電子制御装置（１０）において、前記取付面（４５）の長手方向に沿った断面が凸形状であるという技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の電子制御装置（１０）において、前記取付面（４５）の長手方向および短手方向に沿った各断面がそれぞれ凸形状であるという技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記取付面（４５）が、前記外殻（２０，４０）の高温部分の近傍に頂点を有する凸形状に形成されているという技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記取付面（４５）の裏面（４１）と前記電子部品との間には放熱部材（４９）が介在されているという技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記外殻（２０，４０）には、ボルト挿通孔（４８）が貫通形成された取付片（４７）が形成されており、前記ボルト挿通孔に挿通されたボルト（６０）を前記取付対象面（５６）に締結することにより前記取付対象面に押圧して取付けられるという技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記外殻（２０，４０）には、ボルト挿通孔が貫通形成された間接部材（７０）が取付けられており、前記ボルト挿通孔に挿通されたボルト（６０）を前記取付対象面（５６）に締結することにより前記取付対象面に押圧して取付けられるという技術的手段を用いる。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記外殻（２０，４０）は、前記電子部品が収容されたケース（２０）と、前記ケースの開口面（２７）を覆うカバー（４０）とを備えており、前記取付面が前記ケースの表面（２１）であるという技術的手段を用いる。

請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の電子制御装置（１０）において、前記外殻（２０，４０）は、前記電子部品が収容されたケース（２０）と、前記ケースの開口面（２７）を覆うカバー（４０）とを備えており、前記取付面（４５）が前記カバーの表面であることを特徴とする。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１ないし請求項１０に記載の発明によれば、電子制御装置の取付面が凸形状に形成されているため、電子制御装置を車両の取付対象面に接触させて取付ける際に、上記凸形状によって取付対象面を上記取付面の凸形状に対応した形状に撓ませることができるので、取付面および取付対象面の非接触部分が減少することにより接触面積を増大させることができる。
したがって、取付面および取付対象面の接触熱抵抗を小さくすることができるため、放熱効率を高めることができる。

特に、車両の取付対象面に凹凸が形成されている場合であっても、請求項２に記載の発明のように、電子制御装置の取付面を、車両の取付対象面の凹凸高さ以上の高さを有する凸形状に形成することにより、取付対象面を上記取付面の凸形状に対応した形状に撓ませることができるので、取付面および取付対象面の非接触部分が減少することにより接触面積を増大して放熱効率を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、取付面の長手方向に沿った断面が凸状であるため、取付面の凸形状の頂点と底部との間隔を大きくすることができる。
したがって、取付面の凸形状によって取付対象面を撓ませるときに、取付対象面に掛かる曲げ荷重を小さくすることができるため、取付けに必要な力を小さくすることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、取付面の長手方向および短手方向に沿った各断面がそれぞれ凸形状であるため、取付対象面を多方向から撓ませることができるので、取付面および取付対象面の接触面積が取付対象面の断面形状によって左右され難い。

請求項５に記載の発明によれば、取付面が、取付面内の高温部分の近傍に頂点を有する凸形状に形成されているため、高温部分の取付対象面との接触熱抵抗を最小にすることができるので、放熱効率をより一層高めることができる。

請求項６に記載の発明によれば、取付面の裏面と電子部品との間には放熱部材が介在されているため、電子部品から発生する熱を放熱部材から取付面を介して取付対象面に伝導させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、外殻の取付片のボルト挿通孔に挿通されたボルトを締結するという作業により、取付面の凸形状によって取付対象面を撓ませ、取付面および取付対象面の非接触部が減少することにより接触面積を増大させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、外殻に取付けられた間接部材のボルト挿通孔に挿通されたボルトを締結するという作業により、取付面の凸形状によって取付対象面を撓ませ、取付面および取付対象面の接触面積を増大させることができる。また、取付対象面が複数種類存在する場合であっても、取付対象面に対応した間接部材を用いることにより、外殻の形状を変更しなくても電子制御装置を取付対象面に取付けることができる。

請求項９に記載の発明によれば、外殻を構成するケースの表面側を取付対象面に取付けることにより、放熱効率を高めることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、外殻を構成するカバーの表面側を取付対象面に取付けることにより、放熱効率を高めることができる。

この発明の第１実施形態に係るＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。（ａ）は図１に示すＥＣＵ１０の組立て後の端面図であり、（ｂ），（ｃ）はエンジンルームの側壁の縦断面図であり、（ｄ）は側壁に取付けられたＥＣＵの縦断面図である。（ａ）は図２（ａ）に示すＥＣＵ１０をエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図であり、（ｂ）はＥＣＵ１０を取付けるときの側壁５０における作用点を示す説明図である。第２実施形態に係るＥＣＵの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は正面図、（ｄ），（ｅ）は右側面図である。第３実施形態に係るＥＣＵの説明図であり、（ａ）はＥＣＵの縦断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＥＣＵ１０をエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図である。第４実施形態に係るＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。（ａ）は図６に示すＥＣＵをエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図であり、（ｂ）は側壁５０の縦断面図であり、（ｃ）は図６に示すＥＣＵを（ｂ）に示す側壁５０に取付けた状態の縦断面図である。従来のＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。（ａ），（ｂ）は、エンジンルームの側壁の縦断面図であり、（ｃ），（ｄ）は、ＥＣＵが側壁に取付けられた状態の縦断面図である。

〈第１実施形態〉
この発明に係る第１実施形態の電子制御装置について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、電子制御装置としてＥＣＵを例に挙げて説明する。図１は、この第１実施形態に係るＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。なお、図８，９に示した従来のＥＣＵおよび車両の側壁と同一の構成については同一の符号を用い、説明を省略する。

この実施形態のＥＣＵ１０は、ケース２０、回路基板３０およびカバー４０を備える。カバー４０は、図示しない取付部材により、表面４１が、ケース２０の相対向する側壁２２，２３の各下端２５，２６に当接した形態となるようにケース２０に取付けられる。このとき、回路基板３０のコネクタ３３はケース２０の端面２４に形成された開口部２７に収容される。

カバー４０の表面に形成された取付面４５は、その全体が円弧状に膨出した凸形状に形成されている。換言すると、取付面４５は、円柱の一部を中心軸と平行な線に沿って切断したときの切断面と反対側の外周形状に形成されている。カバー４０をその端面４４に平行に切断したときの断面形状は、端面４４と同一の凸形状である。

図２（ａ）は図１に示すＥＣＵ１０の組立て後の端面図であり、（ｂ），（ｃ）はエンジンルームの側壁の縦断面図であり、（ｄ）は側壁に取付けられたＥＣＵの縦断面図である。図２（ａ）に示すＥＣＵ１０の取付面４５の凸形状の高さＡは、エンジンルームの側壁５０においてＥＣＵ１０を取付ける面である取付対象面５６に形成された凹部の深さおよび凸形状の高さに基づいて決定する。

つまり、図２（ｂ）に示すように、エンジンルームの側壁５０に設定されている取付対象面５６に深さＢ１の凹部５１が形成されている場合は、取付面４５の高さＡが凹部５１の深さＢ１以上（Ａ≧Ｂ１）となるように取付面４５を形成する。また、図２（ｃ）に示すように、取付対象面５６に高さＢ２の凸部５２が形成されている場合は、取付面４５の高さＡが凸部５２の高さＢ２以上（Ａ≧Ｂ２）となるように取付面４５を形成する。

図３（ａ）は図２（ａ）に示すＥＣＵ１０をエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図であり、（ｂ）はＥＣＵ１０を取付けるときの側壁５０における作用点を示す説明図である。Ｐ１は、ＥＣＵ１０を側壁５０に取付けるときにおける取付面４５の頂点４６の作用点であり、Ｐ２は、カバー４０の取付片４７に挿通されたボルト６０を側壁５０に締結するときにおけるボルト６０の作用点である。

ＥＣＵ１０をエンジンルームの側壁５０における取付対象面５６にあてがい、取付片４７のボルト挿通孔４８と取付対象面５６に形成されたボルト孔（雌ネジ孔）とを一致させ、ボルト６０をボルト挿通孔４８に挿通し、ボルト孔にねじ込むと、ＥＣＵ１０の取付面４５の頂点４６が側壁方向への作用点Ｐ１となり、ねじ込まれるボルト６０がＥＣＵ方向への作用点Ｐ２となる。

そして、ボルト６０のねじ込みを進めると、取付対象面５６を形成する側壁５０が取付面４５になじむように凹形状に撓む。このとき、取付対象面５６に凹凸が存在する場合であっても、取付面４５の押圧力によって凹凸が強制的に補正され、取付面４５に対応した形状５３に変化する。そしてさらに、ボルト６０のねじ込みを進めると、取付面４５および取付対象面５６が密着し、取付面４５および取付対象面５６間の非接触部が減少することにより接触面積が増大するため、接触熱抵抗が小さくなる。

上述したように、第１実施形態のＥＣＵ１０を用いれば、取付面４５が凸形状に形成されているため、ＥＣＵ１０をエンジンルームの取付対象面５６に押圧して取付ける際に、上記凸形状によって取付対象面５６を撓ませることができるので、取付面４５および取付対象面５６の非接触部が減少することにより接触面積を増大させることができる。
したがって、取付面４５および取付対象面５６の接触熱抵抗を小さくすることができるため、放熱効率を高めることができる。

また、図２（ｃ）に示したように、取付対象面５６に凹凸が形成されている場合であっても、ＥＣＵ１０の取付面４５を取付対象面５６の凹凸高さＢ１，Ｂ２以上の高さＡを有する凸形状に形成することにより、取付対象面５６を撓ませることができるので、取付面４５および取付対象面５６の非接触部が減少することにより接触面積を増大して放熱効率を高めることができる。

〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態について図を参照して説明する。図４はＥＣＵの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ），（ｃ）は正面図、（ｄ），（ｅ）は右側面図である。

図４（ａ）に示すように、同じ側面から突出形成された一対の取付片４７に貫通形成されたボルト挿通孔４８の間隔をαとし、両側面から突出形成された一対の取付片４７に貫通形成されたボルト挿通孔４８の間隔をβとする。このαおよびβの比は、取付面４５の奥行きおよび横幅の比（縦横比）に対応する。
そして、β＞αの場合、つまり、αが短手方向でβが長手方向である場合は、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、カバー４０を長手方向に沿って切断した場合の縦断面のみが凸形状、つまり、取付面４５が正面側から見た場合に凸形状になるようにカバー４０を形成する。

また、β＜αの場合、つまり、αが長手方向でβが短手方向である場合は、図４（ｃ），（ｅ）に示すように、カバー４０を長手方向に沿って切断した場合の縦断面のみが凸形状、つまり、取付面４５が側面側から見た場合に凸形状になるようにカバー４０を形成する。このように、長手方向に沿って切断したときに取付面４５が凸形状になるようにカバー４０を形成すれば、凸形状の頂点と底部の間隔を大きくすることができる。
したがって、取付面４５の凸形状によって取付対象面５６を撓ませるときに、取付対象面５６に掛かる曲げ荷重を小さくすることができるため、取付けに必要な力を小さくすることができる。

また、取付面４５の長手方向および短手方向に沿った各断面がそれぞれ凸形状となるようにカバー４０を形成することもできる。この取付面４５を用いれば、取付対象面５６を多方向から撓ませることができるので、取付面４５および取付対象面５６の接触面積が取付対象面５６の断面形状によって左右され難い。

〈第３実施形態〉
次に、この発明の第３実施形態について図を参照して説明する。図５（ａ）はＥＣＵの縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＥＣＵ１０をエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図である。

パワートランジスタなどの発熱する電子部品は、必ずしも回路基板３０の中央に搭載される訳ではない。このような場合、高温部分、つまり、発熱が集中する部位（以下、発熱集中部位という）は、図中で符号Ｆで示すようにカバー４０の中央から偏った箇所に存在する。そこで、取付面４５が発熱集中部位Ｆの近傍に頂点４６を有する凸形状となるようにカバー４０を形成する。

このように取付面４５を形成することにより、発熱集中部位Ｆの取付対象面５６との接触熱抵抗を最小にすることができるので、放熱効率をより一層高めることができる。

〈第４実施形態〉
次に、この発明の第４実施形態について図を参照して説明する。図６は、ＥＣＵの構成を示す分解斜視図である。図７（ａ）は図６に示すＥＣＵをエンジンルームの側壁５０に取付けた状態の縦断面図であり、（ｂ）は側壁５０の縦断面図であり、（ｃ）は図６に示すＥＣＵを（ｂ）に示す側壁５０に取付けた状態の縦断面図である。

図６に示すように、この実施形態のＥＣＵ１０を構成するカバー４０には取付片４７が形成されていないが、図７（ａ）に示すように、ＥＣＵ１０は、間接部材である１組のブラケット７０を備える。各ブラケット７０は、縦断面がＬ字形状に形成されており、各水平部７１には、ボルト挿通孔がそれぞれ貫通形成されている。また、各ブラケット７０の垂直部７２の裏面が、ケース２０およびカバー４０の側面にそれぞれ固着されている。

上記のように、この実施形態のＥＣＵ１０は、間接部材であるブラケット７０を用いて側壁５０に取付ける構成であるため、ＥＣＵ１０の異なる大きさ毎に取付片４７を有する専用のカバー４０を製造する必要がないので、製造コストを低減することができる。

また、図７（ｂ）に示す例では、側壁５０の取付対象面５６の一端が屈曲している。その屈曲部分は、傾斜部５４および水平部５５から構成されており、ボルト６０を締結するボルト孔は、水平部５５に形成されている。このため、ＥＣＵ１０の両端においてボルト６０を締結する高さが異なる。そこで、図７（ｃ）に示すように、一方のブラケット７０は、垂直部７２が短く、水平部７１が長く形成されており、ボルト６０を水平部５５のボルト孔に締結できるようになっている。

このように、側壁５０の取付対象面５６が平坦でなく屈曲している場合は、その屈曲している形状に対応させてブラケット７０を製造すれば、ＥＣＵ１０を取付対象面５６に取付けることができる。
つまり、取付対象面５６が複数種類存在する場合であっても、取付対象面５６に対応したブラケット７０を用いることにより、カバー４０の形状を変更しなくてもＥＣＵ１０を取付対象面５６に取付けることができる。

〈他の実施形態〉
（１）発熱する電子部品が回路基板３０の表面３１に搭載されている場合は、放熱部材４９をケース２０の裏面に上記発熱する電子部品と接触するように設け、ケース２０の表面２１を凸形状に形成し、ケース２０の両側壁２２，２３から取付片４７を形成した構造に設計し、ケース２０の表面２１を取付対象面５６に押圧して取付けることもできる。

（２）前述の各実施形態では、取付面４５が全体が円弧状に膨出した凸形状である場合を説明したが、取付対象面５６の形状に対応させて取付面４５の一部が円弧状に膨出した凸形状に形成することもできる。
（３）前述の各実施形態では、エンジンルームの側壁に取付けるＥＣＵについて説明したが、エンジンルーム以外の壁に取付けるＥＣＵについても本願発明を適用することができる。

１０・・ＥＣＵ（電子制御装置）、２０・・ケース（外殻）、３０・・回路基板、
４０・・カバー（外殻）、４５・・取付面、４７・・取付片、４８・・ボルト挿通孔、
５０・・側壁、５６・・取付対象面。

Claims

発熱する電子部品が収容された熱伝導性の外殻を備えており、車両の熱伝導性を有する取付対象面に接触して取付けられる電子制御装置において、
前記取付対象面に接触する取付面が凸形状に形成されていることを特徴とする電子制御装置。
前記取付面が、前記取付対象面の凹凸高さ以上の高さを有する凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記取付面の長手方向に沿った断面が凸形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
前記取付面の長手方向および短手方向に沿った各断面がそれぞれ凸形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
前記取付面が、前記外殻の高温部分の近傍に頂点を有する凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記取付面の裏面と前記電子部品との間には放熱部材が介在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記外殻には、ボルト挿通孔が貫通形成された取付片が形成されており、
前記ボルト挿通孔に挿通されたボルトを前記取付対象面に締結することにより前記取付対象面に押圧して取付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記外殻には、ボルト挿通孔が貫通形成された間接部材が取付けられており、
前記ボルト挿通孔に挿通されたボルトを前記取付対象面に締結することにより前記取付対象面に押圧して取付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記外殻は、前記電子部品が収容されたケースと、前記ケースの開口面を覆うカバーとを備えており、
前記取付面が前記ケースの表面であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の電子制御装置。
前記外殻は、前記電子部品が収容されたケースと、前記ケースの開口面を覆うカバーとを備えており、
前記取付面が前記カバーの表面であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の電子制御装置。