JP2015142102A - Electronic control unit and electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic control unit capable of dissipating heat of heating components effectively without increasing the number of components, and to provide an electric power steering device including the same.SOLUTION: In a housing (an ECU base 40, a plate 50) for housing a circuit board 30 surface mounting a heating element, i.e., a FET31, heat dissipation parts 41, 51 for dissipating heat of the FET31 by coming into contact therewith, and correction parts 42, 52 for correcting the warp of the circuit board 30 are provided. The heat dissipation parts 41, 51 are brought into contact with the FET31 via a heat conductive member, i.e., TIM34, and insulating layers 41b, 51b. Furthermore, the correction parts 42, 52 are fixed by means of a screw 70 so as to press the circuit board 30 in the thickness direction via insulating layers 42b, 52b.

Description

本発明は、電子制御ユニットおよびそれを備える電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electronic control unit and an electric power steering apparatus including the same.

電動パワーステアリング装置は、トルクセンサ等の各種センサの検出信号に基づいて電動モータの駆動を制御する電子制御ユニット(ECU)を備える。電子制御ユニットは、パワー半導体素子(例えば、MOSFET)が実装された回路基板や、回路基板を収容するハウジングなどを備えるが、パワー半導体素子は通電時に高温となって発熱するため、このような発熱素子から発せられる熱をハウジングの外に放熱するような熱対策を講じる必要がある。   The electric power steering apparatus includes an electronic control unit (ECU) that controls driving of the electric motor based on detection signals of various sensors such as a torque sensor. The electronic control unit includes a circuit board on which a power semiconductor element (for example, MOSFET) is mounted, a housing that houses the circuit board, and the like. However, the power semiconductor element generates heat at a high temperature when energized. It is necessary to take heat countermeasures to dissipate the heat generated from the element to the outside of the housing.

発熱素子が発する熱を外部に放熱する方法として、例えば特許文献1に記載の技術がある。この技術は、発熱素子の熱をヒートシンクによって外部に放熱するものであり、発熱素子が実装された回路基板とヒートシンクとの間に、電気絶縁層と、その上に形成された伝熱用の金属箔層とを有する伝熱基板を介在したものである。ここでは、回路基板と伝熱基板の金属箔層とを半田によって接合している。   As a method for dissipating the heat generated by the heating element to the outside, for example, there is a technique described in Patent Document 1. This technology dissipates the heat of the heating element to the outside by a heat sink. Between the circuit board on which the heating element is mounted and the heat sink, an electrical insulating layer and a heat transfer metal formed thereon are provided. A heat transfer substrate having a foil layer is interposed. Here, the circuit board and the metal foil layer of the heat transfer board are joined by solder.

また、別の方法としては、例えば特許文献2に記載の技術がある。この技術は、回路基板の発熱素子実装部とは反対側と、発熱素子の回路基板とは反対側とにそれぞれヒートシンクを密着し、発熱素子の熱を、発熱素子の基板面側及びその反対側の両面から放熱するようにしたものである。   As another method, for example, there is a technique described in Patent Document 2. In this technology, a heat sink is closely attached to the side opposite to the heating element mounting portion of the circuit board and the side opposite to the circuit board of the heating element, and the heat of the heating element is transferred to the board surface side and the opposite side of the heating element. The heat is dissipated from both sides.

特開2011−165867号公報JP 2011-165867 A 特開2010−245174号公報JP 2010-245174 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術にあっては、回路基板とヒートシンクとの間に介装する伝熱基板が必要であり、構成部品の増加を招く。さらに、伝熱基板を回路基板に半田で接合するため、組立工数も多くなる。
また、上記特許文献2に記載の技術にあっては、回路基板にヒートシンクを密着させる構成であるが、回路基板が反ってしまった場合、密着力が変化して放熱性が悪化する。
そこで、本発明は、構成部品を増加することなく、効果的に発熱素子の熱を放熱させることができる電子制御ユニット、及びそれを備える電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
However, the technique described in Patent Document 1 requires a heat transfer board interposed between the circuit board and the heat sink, resulting in an increase in the number of components. Furthermore, since the heat transfer board is joined to the circuit board by soldering, the number of assembly steps increases.
Moreover, in the technique of the said patent document 2, although it is the structure which closely_contact | adheres a heat sink to a circuit board, when a circuit board warps, adhesive force will change and heat dissipation will deteriorate.
Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic control unit that can effectively dissipate the heat of the heating element without increasing the number of components, and an electric power steering apparatus including the electronic control unit.

発熱素子を含む電子部品が表面実装された回路基板と、
金属製のベースと金属製のカバーとで構成され、前記回路基板の周縁部を厚さ方向に挟持固定して当該回路基板を収容するハウジングと、を備え、
前記ベース及びカバーの少なくとも一方は、前記発熱素子と直接又は前記回路基板を挟んで対向する位置に、熱伝導性部材と絶縁層とを介して、前記発熱素子に直接又は前記回路基板を挟んで間接的に接触する放熱部を備え、
前記ベース及びカバーは、前記回路基板の反りを矯正するように、当該回路基板を、絶縁層を介して厚さ方向に押圧する矯正部を備え、
前記矯正部は、前記ベース及びカバーで前記基板を挟み込んでねじ締結により押圧することを特徴とする。
A circuit board on which electronic components including heating elements are surface-mounted,
A housing made of a metal base and a metal cover, and holding the circuit board by sandwiching and fixing the peripheral edge of the circuit board in the thickness direction,
At least one of the base and the cover is directly or indirectly sandwiched between the heating element and the heating element via a heat conductive member and an insulating layer at a position facing the heating element directly or across the circuit board. It has a heat dissipating part that makes contact indirectly,
The base and the cover include a correction portion that presses the circuit board in the thickness direction through an insulating layer so as to correct the warp of the circuit board.
The correction unit is characterized in that the substrate is sandwiched between the base and the cover and pressed by screw fastening.

このように、ハウジングに放熱部を形成し、これを発熱素子や回路基板の発熱素子実装部とは反対側の面に密着させることで発熱素子の熱を放熱する。このとき、ハウジングに形成された矯正部によって回路基板の反りを矯正し、発熱素子と熱伝導性部材との密着にムラが生じるのを防止する。矯正部は回路基板をハウジングで挟み込んでねじ固定する。これにより、放熱性を安定させることができる。また、矯正部はねじによって固定されるので、温度環境の変化によって回路基板に反る力に変化が生じても、安定して回路基板を矯正できる。さらに、発熱素子及び回路基板と放熱部との間、並びに発熱素子及び回路基板と矯正部との間に絶縁層を設けるので、絶縁性を確保することができる。したがって、万が一、放熱部や矯正部が発熱素子や回路基板に接触した場合であっても、電気ショートを起こさず、安定した動作を維持することができる。   In this way, the heat radiating portion is formed in the housing, and the heat is radiated from the heat generating element by bringing it into close contact with the surface of the heat generating element or the circuit board opposite to the heat generating element mounting portion. At this time, the warp of the circuit board is corrected by the correction portion formed in the housing, and unevenness in the close contact between the heating element and the heat conductive member is prevented. The straightening unit is fixed with screws by sandwiching the circuit board with the housing. Thereby, heat dissipation can be stabilized. In addition, since the correction part is fixed with screws, the circuit board can be stably corrected even if the force that warps the circuit board changes due to a change in temperature environment. Furthermore, since the insulating layer is provided between the heat generating element and the circuit board and the heat radiating part, and between the heat generating element and the circuit board and the correcting part, it is possible to ensure insulation. Therefore, even if the heat radiating part or the correcting part is in contact with the heat generating element or the circuit board, an electric short circuit does not occur and a stable operation can be maintained.

また、上記において、矯正部には、回路基板と矯正部との間に弾性部材を備え、前記矯正部は、弾性部材及び回路基板の押圧力を規制するための間座が形成されていることが好ましい。これにより、回路基板を適切に押圧することができるとともに、効果的に回路基板を矯正することができる、さらに、ねじの締め付けによってハウジングや回路基板が変形し、発熱素子と熱伝導性部材との密着にムラが生じるのを防止し、放熱性を安定させることができる。
また、上記において、弾性部材は、熱伝導性材料を含んで構成されることが好ましい。これにより、回路基板と矯正部との間の弾性部材に放熱機能を持たせることができる。
Moreover, in the above, the correction part is provided with an elastic member between the circuit board and the correction part, and the correction part is formed with a spacer for restricting the pressing force of the elastic member and the circuit board. Is preferred. As a result, the circuit board can be properly pressed and the circuit board can be effectively corrected. Further, the housing and the circuit board are deformed by tightening the screws, and the heating element and the heat conductive member are It is possible to prevent unevenness in adhesion and stabilize heat dissipation.
Moreover, in the above, it is preferable that an elastic member is comprised including a heat conductive material. As a result, the elastic member between the circuit board and the correction portion can have a heat dissipation function.

また、上記において、絶縁層は、ベース及びカバーに形成されていることが好ましい。このように、ハウジング側に表面処理により絶縁層を形成することで、絶縁層を介装させた状態での電子制御ユニットの組付けを容易に行うことができる。 さらにまた、上記において、熱伝導性部材は、絶縁性材料を含んで構成されていることが好ましい。これにより、発熱素子及び回路基板と放熱部との間の熱伝導性部材に絶縁機能を持たせることができる。   In the above, the insulating layer is preferably formed on the base and the cover. Thus, by forming the insulating layer on the housing side by surface treatment, the electronic control unit can be easily assembled with the insulating layer interposed. Furthermore, in the above, it is preferable that the heat conductive member includes an insulating material. Thereby, the heat conductive member between the heat generating element and the circuit board and the heat radiating portion can be provided with an insulating function.

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、ステアリングホイールから伝達される操舵トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部で検出した操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御する上記の何れかの電子制御ユニットと、を備える。このように、放熱性と絶縁性とを両立した電子制御ユニットを備えるので、電動モータを安定して動作させることができ、適切な操舵補助制御を行うことができる。   According to another aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus that includes a torque detection unit that detects a steering torque transmitted from a steering wheel, and an electric motor that generates a steering assist torque according to the steering torque detected by the torque detection unit. A motor, and any one of the electronic control units that controls driving of the electric motor. As described above, since the electronic control unit having both heat dissipation and insulation properties is provided, the electric motor can be stably operated, and appropriate steering assist control can be performed.

本発明の電子制御ユニットでは、発熱素子が実装された回路基板を収容するハウジングに放熱部及び矯正部を形成するので、構成部品を増加することなく、回路基板の反りを矯正して効果的に発熱素子が発生する熱を放熱させることができる。また、矯正部で回路基板をハウジングに固定することで、確実な矯正ができ、安定した放熱性を確保できる。また、発熱素子及び回路基板と放熱部との間、並びに回路基板と矯正部との間に絶縁層を設けるので、放熱性に加えて絶縁性も確保することができる。   In the electronic control unit of the present invention, since the heat radiating portion and the correction portion are formed in the housing that houses the circuit board on which the heating element is mounted, the warp of the circuit board is corrected effectively without increasing the number of components. Heat generated by the heating element can be dissipated. In addition, by fixing the circuit board to the housing by the correction unit, it is possible to perform a correct correction and secure a stable heat dissipation. In addition, since the insulating layer is provided between the heat generating element and the circuit board and the heat radiating portion, and between the circuit board and the correction portion, it is possible to ensure insulation in addition to the heat radiating property.

本実施形態の電子制御ユニットが搭載される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of the electric power steering apparatus by which the electronic control unit of this embodiment is mounted. コントローラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a controller. 電子制御ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an electronic control unit. 電子制御ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an electronic control unit. 電子制御ユニットの組立状態を示す図である。It is a figure which shows the assembly state of an electronic control unit. 電子制御ユニットの断面図を示す図である。It is a figure which shows sectional drawing of an electronic control unit. 放熱部の断面図である。It is sectional drawing of a thermal radiation part. 矯正部の断面図である。It is sectional drawing of a correction part. 矯正部の別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a correction part.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の電子制御ユニットが搭載される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
図中、符号1はステアリングホイールであり、運転者からこのステアリングホイール1に作用される操舵力はステアリングシャフト2に伝達される。ステアリングホイール1に伝達された操舵力は、減速ギヤ3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を介してタイロッド6に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a basic structure of an electric power steering apparatus on which the electronic control unit of this embodiment is mounted.
In the figure, reference numeral 1 denotes a steering wheel, and the steering force applied to the steering wheel 1 from the driver is transmitted to the steering shaft 2. The steering force transmitted to the steering wheel 1 is transmitted to the tie rod 6 via the reduction gear 3, the universal joints 4A and 4B, and the pinion rack mechanism 5, and steers steered wheels (not shown).

ステアリングシャフト2には、ステアリングホイール1に付与されてステアリングシャフト2に伝達された操舵トルクTsを検出するトルクセンサ7が設けられている。また、減速ギヤ3には、操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ8が連結されている。ここで、電動モータ8は3相ブラシレスモータである。
コントローラ10には、バッテリー(図示せず)から電力が供給されるとともに、イグニションキー(図示せず)を経てイグニションキー信号IGN(図2参照)が入力される。コントローラ10は、トルクセンサ7で検出した操舵トルクTsと車速センサ9で検出した車速Vとに基づいて操舵補助指令値の演算を行い、演算した操舵補助指令値に基づいて電動モータ8に供給する電流を制御する。
The steering shaft 2 is provided with a torque sensor 7 that detects a steering torque Ts that is applied to the steering wheel 1 and transmitted to the steering shaft 2. The reduction gear 3 is connected to an electric motor 8 that generates a steering assist force for the steering system. Here, the electric motor 8 is a three-phase brushless motor.
Electric power is supplied to the controller 10 from a battery (not shown), and an ignition key signal IGN (see FIG. 2) is input via an ignition key (not shown). The controller 10 calculates a steering assist command value based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 7 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 9, and supplies the steering assist command value to the electric motor 8 based on the calculated steering assist command value. Control the current.

コントローラ10は、主としてマイクロコンピュータで構成されるが、その構成を示すと図2に示すようになる。コントローラ10は、制御演算装置11と、ゲート駆動回路12と、モータ駆動部13と、遮断装置14とを備える。
制御演算装置11は、操舵トルクTs及び車速Vの他に、電流検出回路15で検出した3相のモータ電流ia〜icと、ロータ位置検出回路17で検出した電動モータ8の回転位置θとを入力し、これらに基づいて電動モータ8の電流指令値を演算する。制御演算装置11は、演算した電流指令値をゲート駆動回路12に出力する。
The controller 10 is mainly composed of a microcomputer, and its configuration is as shown in FIG. The controller 10 includes a control arithmetic device 11, a gate drive circuit 12, a motor drive unit 13, and a cutoff device 14.
In addition to the steering torque Ts and the vehicle speed V, the control arithmetic unit 11 calculates the three-phase motor currents ia to ic detected by the current detection circuit 15 and the rotational position θ of the electric motor 8 detected by the rotor position detection circuit 17. Based on these, the current command value of the electric motor 8 is calculated based on these. The control arithmetic device 11 outputs the calculated current command value to the gate drive circuit 12.

ここで、電動モータ8には、ホールセンサ等の回転センサ16が取り付けられており、ロータ位置検出回路17は、回転センサ16からの回転信号RTに基づいて回転位置θを検出するようになっている。
また、イグニションキーからのイグニション信号IGNはイグニション電圧モニタ部18及び電源回路部19に入力され、電源回路部19から制御演算装置11に、電源電圧Vddと装置停止用となるリセット信号RSとが入力されるようになっている。
Here, a rotation sensor 16 such as a Hall sensor is attached to the electric motor 8, and the rotor position detection circuit 17 detects the rotation position θ based on the rotation signal RT from the rotation sensor 16. Yes.
The ignition signal IGN from the ignition key is input to the ignition voltage monitor unit 18 and the power supply circuit unit 19, and the power supply voltage Vdd and the reset signal RS for stopping the device are input from the power supply circuit unit 19 to the control arithmetic unit 11. It has come to be.

ゲート駆動回路12は、入力した電流指令値等に基づいてゲート駆動信号を形成し、これをFETのブリッジ構成で成るモータ駆動部13に出力する。モータ駆動部13は、パワー半導体素子であるFETTr1〜Tr6で構成されるインバータ回路である。このモータ駆動部13は、非常停止用の遮断装置14を経て電動モータ8を駆動する。ここで、遮断装置14は、2相を遮断するリレー接点141及び142で構成されている。   The gate drive circuit 12 forms a gate drive signal based on the input current command value and the like, and outputs it to the motor drive unit 13 having a FET bridge configuration. The motor drive unit 13 is an inverter circuit including FETs Tr1 to Tr6 that are power semiconductor elements. The motor drive unit 13 drives the electric motor 8 via an emergency stop interrupting device 14. Here, the interruption | blocking apparatus 14 is comprised by the relay contacts 141 and 142 which interrupt | block two phases.

なお、ここでは、遮断装置14を、接点式のリレーを用いた構成としているが、これに代えて半導体式のリレーを用いることもできる。この場合、電動モータ8の各相に半導体リレーを介挿する。
図3及び図4は、コントローラ10を構成する電子制御ユニット(ECU)の分解斜視図である。
Here, the breaking device 14 is configured to use a contact-type relay, but a semiconductor-type relay can be used instead. In this case, a semiconductor relay is inserted in each phase of the electric motor 8.
3 and 4 are exploded perspective views of an electronic control unit (ECU) constituting the controller 10.

電子制御ユニット20は、モータ駆動部13を構成するFETTr1〜Tr6等が実装されている回路基板30と、回路基板30を収容するECUハウジング(ECUベース40とプレート(カバー)50)とを備える。
回路基板30はFR−4等を基材とした樹脂製であり、回路基板30の表面には、発熱素子であるFET31が、半田によって実装されている。ここで、FET31は、モータ駆動用のFETTr1〜Tr6や、遮断装置14として半導体リレーを用いたときのリレー用のFETなどである。
The electronic control unit 20 includes a circuit board 30 on which FETs Tr1 to Tr6 and the like constituting the motor drive unit 13 are mounted, and an ECU housing (ECU base 40 and plate (cover) 50) that accommodates the circuit board 30.
The circuit board 30 is made of resin with FR-4 or the like as a base material, and a FET 31 that is a heating element is mounted on the surface of the circuit board 30 by solder. Here, the FET 31 is a FET Tr1 to Tr6 for driving a motor, a relay FET when a semiconductor relay is used as the interrupting device 14, or the like.

また、この回路基板30のFET31が実装されていない箇所には、矯正部固定ねじ70が通る複数の貫通孔34が形成されて、その周囲に、ボンドや両面テープ等の接着部材により弾性部材32が固定されている。弾性部材32は、回路基板30の両面に、回路基板30を挟んで対向する位置に固定されている。さらに、回路基板30の周縁部には、回路基板30をECUベース40に取り付けるための取付ねじ60(図5参照)がねじ込まれる複数の貫通孔33が形成されている。   In addition, a plurality of through holes 34 through which the correction portion fixing screw 70 passes are formed in a portion of the circuit board 30 where the FET 31 is not mounted, and the elastic member 32 is formed around the periphery by an adhesive member such as a bond or a double-sided tape. Is fixed. The elastic member 32 is fixed to both sides of the circuit board 30 at positions facing each other with the circuit board 30 interposed therebetween. Furthermore, a plurality of through holes 33 into which mounting screws 60 (see FIG. 5) for attaching the circuit board 30 to the ECU base 40 are screwed are formed in the peripheral portion of the circuit board 30.

ECUベース40は、開口部を有する箱型状の部材であり、その開口部に回路基板30を取り付け可能となっている。ECUベース40は、例えばアルミダイカストで形成されている。
ECUベース40の底部には、回路基板30を取り付けた状態でFET31と直接または回路基板30を介して対向する位置に、開口部側に突出する放熱部41が形成されている。放熱部41は、回路基板30側の端部に、回路基板30と平行の平面である放熱面41aを備える。
The ECU base 40 is a box-shaped member having an opening, and the circuit board 30 can be attached to the opening. The ECU base 40 is formed by, for example, aluminum die casting.
At the bottom of the ECU base 40, a heat radiating part 41 protruding toward the opening is formed at a position facing the FET 31 directly or via the circuit board 30 with the circuit board 30 attached. The heat dissipating part 41 includes a heat dissipating surface 41 a that is a plane parallel to the circuit board 30 at the end on the circuit board 30 side.

また、ECUベース40の底部には、回路基板30を取り付けた状態で弾性部材32と対向する位置に、開口部側に突出する矯正部42が形成されている。この矯正部42は、回路基板30側の端部に、回路基板30と平行の平面である矯正面42aを備えるとともに、矯正面42aの中央部から突出し、端面に矯正部固定ねじ70がねじ込まれるねじ穴42cが形成された間座42dを備える。
これら放熱面41a及び矯正面42a、間座42dには、それぞれ絶縁層が形成されている。その絶縁層は、アルマイト処理やフッ素コーティングにより形成する。
In addition, a correction portion 42 that protrudes toward the opening is formed at the bottom of the ECU base 40 at a position facing the elastic member 32 with the circuit board 30 attached. The correction portion 42 includes a correction surface 42a that is a plane parallel to the circuit board 30 at an end portion on the circuit board 30 side, protrudes from a center portion of the correction surface 42a, and a correction portion fixing screw 70 is screwed into the end surface. A spacer 42d having a screw hole 42c is provided.
An insulating layer is formed on each of the heat radiation surface 41a, the correction surface 42a, and the spacer 42d. The insulating layer is formed by alumite treatment or fluorine coating.

さらに、ECUベース40の周縁部には、回路基板30の貫通孔33に対応する位置に、取付ねじ60がねじ込まれるねじ孔43が形成されている。
プレート50は、ECUベース40の開口部を塞ぐようにECUベース40に固定される板状の金属性の部材である。プレート50には、回路基板30を取り付けたECUベース40に固定された状態で、FET31と直接または回路基板30を介して対向する位置に、回路基板30側に突出する放熱部51が形成されている。放熱部51は、回路基板30側の端部に、回路基板30と平行の平面である放熱面51aを備える。
Further, a screw hole 43 into which the mounting screw 60 is screwed is formed at a peripheral portion of the ECU base 40 at a position corresponding to the through hole 33 of the circuit board 30.
The plate 50 is a plate-like metallic member that is fixed to the ECU base 40 so as to close the opening of the ECU base 40. The plate 50 is provided with a heat radiating portion 51 protruding toward the circuit board 30 at a position facing the FET 31 directly or via the circuit board 30 in a state of being fixed to the ECU base 40 to which the circuit board 30 is attached. Yes. The heat dissipating part 51 includes a heat dissipating surface 51 a that is a plane parallel to the circuit board 30 at the end on the circuit board 30 side.

また、プレート50には、回路基板30を取り付けたECUベース40に固定された状態で、弾性部材32と対向する位置に、回路基板30側に突出する矯正部52が形成されている。この矯正部52は、回路基板30側の端部に、回路基板30と平行の平面である矯正面52aを備えるとともに、その中央部に矯正部固定ねじ70がねじこまれる貫通孔52cを備える。
これら放熱面51a及び矯正面52aには、それぞれ絶縁層が形成されている。その絶縁層は、アルマイト処理やフッ素コーティングにより形成する。
The plate 50 is formed with a correction portion 52 that protrudes toward the circuit board 30 at a position facing the elastic member 32 in a state of being fixed to the ECU base 40 to which the circuit board 30 is attached. The straightening portion 52 includes a straightening surface 52a that is a plane parallel to the circuit board 30 at an end portion on the circuit board 30 side, and a through hole 52c into which the straightening portion fixing screw 70 is screwed.
An insulating layer is formed on each of the heat radiation surface 51a and the correction surface 52a. The insulating layer is formed by alumite treatment or fluorine coating.

さらに、プレート50の周縁部には、ECUベース40のねじ孔に対応する位置に、取付ねじ60がねじ込まれる貫通孔53が形成されている。
そして、回路基板30を取り付けたECUベース40に対し、回路基板30の上からプレート50を取り付け、図5に示すように取付ねじ60によって固定した後に矯正部固定ねじ70によって矯正部42,52で回路基板30を固定することで電子制御ユニット20が完成する。
Further, a through hole 53 into which the mounting screw 60 is screwed is formed at a peripheral portion of the plate 50 at a position corresponding to the screw hole of the ECU base 40.
Then, the plate 50 is attached from above the circuit board 30 to the ECU base 40 to which the circuit board 30 is attached, and is fixed with the fixing screws 60 as shown in FIG. The electronic control unit 20 is completed by fixing the circuit board 30.

図6は、電子制御ユニット20の組付け状態を示す図であり、(a)は正面図、(b)はA−A断面図、(c)はB−B断面図である。
電子制御ユニット20の組付け状態では、図6(b)に示すように、回路基板30に実装されたFET31は、ECUベース40に形成された放熱面41aとプレート50に形成された放熱面51aとによって、回路基板30の厚さ方向両側から挟まれた状態となっている。このとき、FET31と放熱部41との間、及びFET31と放熱部51との間に、それぞれグリース状またはシート状の熱伝導性材料(TIM)を介在させる。
6A and 6B are views showing the assembled state of the electronic control unit 20, wherein FIG. 6A is a front view, FIG. 6B is an AA cross-sectional view, and FIG. 6C is a BB cross-sectional view.
In the assembled state of the electronic control unit 20, as shown in FIG. 6B, the FET 31 mounted on the circuit board 30 includes a heat radiating surface 41 a formed on the ECU base 40 and a heat radiating surface 51 a formed on the plate 50. Therefore, the circuit board 30 is sandwiched from both sides in the thickness direction. At this time, a grease-like or sheet-like thermally conductive material (TIM) is interposed between the FET 31 and the heat dissipation part 41 and between the FET 31 and the heat dissipation part 51, respectively.

すなわち、図7に図6(b)のα部の拡大図を示すように、回路基板30の上面(ECUベース40側の面)にFET31が実装されている場合、FET31の上面に、絶縁層41bが形成された放熱面41aを、TIM34を介して密着させる。また、回路基板30のFET31とは反対側の面には、絶縁層51bが形成された放熱面51aを、TIM34を介して密着させる。   That is, when the FET 31 is mounted on the upper surface of the circuit board 30 (the surface on the ECU base 40 side) as shown in FIG. The heat radiating surface 41a on which 41b is formed is brought into close contact via the TIM 34. Further, a heat radiating surface 51a on which an insulating layer 51b is formed is adhered to the surface of the circuit substrate 30 opposite to the FET 31 via the TIM 34.

また、図6(c)に示すように、回路基板30においてFET31が実装されていない箇所は、ECUベース40に形成された矯正面42aとプレート50に形成された矯正面52aとによって、弾性部材32を介して回路基板30の厚さ方向両側から挟まれた状態となっている。
すなわち、図8に図6(c)のβ部の拡大図を示すように、回路基板30の上面(ECUベース40側の面)には接着部材32aによって弾性部材32が固定されており、回路基板30は、この弾性部材32を介して絶縁層42bが形成された矯正面42aによって下方向(プレート50側)に押圧される。
Further, as shown in FIG. 6C, the portion where the FET 31 is not mounted on the circuit board 30 is an elastic member by a correction surface 42a formed on the ECU base 40 and a correction surface 52a formed on the plate 50. The circuit board 30 is sandwiched from both sides in the thickness direction via 32.
That is, as shown in the enlarged view of the β portion of FIG. 6C in FIG. 8, the elastic member 32 is fixed to the upper surface of the circuit board 30 (the surface on the ECU base 40 side) by the adhesive member 32a. The substrate 30 is pressed downward (on the plate 50 side) by the correction surface 42a on which the insulating layer 42b is formed via the elastic member 32.

また、同様に、回路基板30の下面(プレート50側の面)には、回路基板30の上面に固定された弾性部材32と回路基板30を挟んで対向する位置に、接着部材32aによって弾性部材32が固定されており、回路基板30は、この弾性部材32を介して絶縁層52bが形成された矯正面52aによって上方向(ECUベース40側)に押圧される。   Similarly, the elastic member 32a is attached to the lower surface (the surface on the plate 50 side) of the circuit board 30 at a position facing the elastic member 32 fixed to the upper surface of the circuit board 30 with the circuit board 30 interposed therebetween. 32 is fixed, and the circuit board 30 is pressed upward (ECU base 40 side) by the correction surface 52a on which the insulating layer 52b is formed via the elastic member 32.

以上のように、ECUハウジングを構成するECUベース40とプレート50とで、回路基板30の周縁部の一部を厚さ方向に挟持し、取付ねじ60で固定する。このとき、ECUベース40の放熱部41とプレート50の放熱部51とによって、TIM34を介してFET31及び回路基板30を挟みこみ、回路基板30の両面からFET31の熱を放熱するようにする。
さらに、ECUベース40の間座42dの端面を、プレート50の放熱面52aに当接させた状態で、矯正部固定ねじ70をねじ込んで固定する。このとき、放熱面42aと52aとの間に所定の隙間が生じる。この隙間で回路基板30が弾性部材32を介して両面から押圧される。放熱面42aと、放熱面52aとの間の隙間は、回路基板の反りが矯正される程度に設定する。
As described above, a part of the peripheral edge of the circuit board 30 is sandwiched in the thickness direction by the ECU base 40 and the plate 50 constituting the ECU housing, and is fixed by the mounting screw 60. At this time, the heat radiation part 41 of the ECU base 40 and the heat radiation part 51 of the plate 50 sandwich the FET 31 and the circuit board 30 via the TIM 34 so that the heat of the FET 31 is radiated from both surfaces of the circuit board 30.
Further, the correction portion fixing screw 70 is screwed and fixed in a state where the end surface of the spacer 42 d of the ECU base 40 is in contact with the heat radiating surface 52 a of the plate 50. At this time, a predetermined gap is generated between the heat radiation surfaces 42a and 52a. The circuit board 30 is pressed from both sides through the elastic member 32 in this gap. The gap between the heat radiation surface 42a and the heat radiation surface 52a is set to such an extent that the warping of the circuit board is corrected.

すなわち、例えば図7に示すように、回路基板30の上面(ECUベース40側の面)にFET31が実装されている場合には、FET31の上面に、ECUベース40に形成された放熱部41の放熱面41aを、TIM34を介して密着させる。これにより、FET31の熱をFET31の上面からTIM34を介してECUベース40へ逃がすことができる。   That is, for example, as shown in FIG. 7, when the FET 31 is mounted on the upper surface of the circuit board 30 (the surface on the ECU base 40 side), the heat radiation portion 41 formed on the ECU base 40 is formed on the upper surface of the FET 31. The heat radiating surface 41 a is brought into close contact with the TIM 34. Thereby, the heat of the FET 31 can be released from the upper surface of the FET 31 to the ECU base 40 via the TIM 34.

また、同時に、FET31の下面(回路基板30のFET31実装部とは反対側の面)には、プレート50に形成された放熱部51の放熱面51aを、TIM34を介して密着させる。これにより、FET31の上面からの放熱と同時に、回路基板30の下面からもTIM34を介してプレート50にFET31の熱を逃がすことができる。
このように、FET31の両面からFET31の熱を効率的に放熱することができる。
At the same time, the heat radiation surface 51 a of the heat radiation portion 51 formed on the plate 50 is brought into close contact with the lower surface of the FET 31 (the surface opposite to the FET 31 mounting portion of the circuit board 30) via the TIM 34. As a result, heat from the FET 31 can be released from the lower surface of the circuit board 30 to the plate 50 via the TIM 34 simultaneously with heat radiation from the upper surface of the FET 31.
Thus, the heat of the FET 31 can be efficiently radiated from both sides of the FET 31.

また、回路基板30を収容するECUハウジング(ECUベース40及びプレート50)に放熱部41,51を形成するので、新たに放熱部品を追加する必要がなく、電子制御ユニット20の構成部品の増加を防止することができる。さらに、放熱機構を実現する際に半田接合等を必要としないため、組立工数が少なくてすむ。
また、ECUベース40の放熱部41及びプレート50の放熱部51の回路基板30側表面には、それぞれ絶縁層41b,51bを形成する。そのため、万が一、放熱部41,51がFET31や回路基板30に接触した場合であっても、電気ショートを起こさず、動作を維持することができる。
Further, since the heat radiating portions 41 and 51 are formed in the ECU housing (ECU base 40 and plate 50) that accommodates the circuit board 30, there is no need to add new heat radiating components, and the number of components of the electronic control unit 20 can be increased. Can be prevented. Furthermore, since no solder joint or the like is required when realizing the heat dissipation mechanism, the number of assembly steps can be reduced.
Insulating layers 41b and 51b are formed on the surface of the heat radiating portion 41 of the ECU base 40 and the heat radiating portion 51 of the plate 50 on the circuit board 30 side, respectively. Therefore, even if the heat radiating portions 41 and 51 are in contact with the FET 31 or the circuit board 30, the operation can be maintained without causing an electrical short circuit.

ところで、本実施形態のように、FET31やFET31が実装された回路基板30に、TIM34を介して放熱面41a,51aを密着させて放熱する構造である場合、回路基板30に反りが発生すると、FET31及び回路基板30と放熱面41a,51aとの間の間隔にばらつきが生じ、FET31及び回路基板30と放熱部41,51との密着力が変化してしまう。   By the way, when the circuit board 30 is warped in the case where the heat dissipation surfaces 41a and 51a are in close contact with the circuit board 30 on which the FET 31 or the FET 31 is mounted and the heat radiation surfaces 41a and 51a are in close contact via the TIM 34 as in the present embodiment, Variations occur in the distances between the FET 31 and the circuit board 30 and the heat radiation surfaces 41a and 51a, and the adhesion between the FET 31 and the circuit board 30 and the heat radiation parts 41 and 51 changes.

FET31とECUベース40との間、及びFET31とプレート50との間にそれぞれ介装されているTIM34は、その厚さが増加すると、熱抵抗が増加し、放熱性が悪化してしまう。
また、逆にTIM34の厚さが薄すぎると、絶縁性が悪化したり、FET31とECUベース40、回路基板30とプレート50が接触してショートを生じ、信頼性を損なう恐れがある。
そのため、FET31とECUベース40との間、及びFET31とプレート50との間の間隔を、それぞれ適切な範囲に管理する必要がある。
When the thickness of the TIM 34 interposed between the FET 31 and the ECU base 40 and between the FET 31 and the plate 50 is increased, the thermal resistance is increased and the heat dissipation is deteriorated.
On the other hand, if the thickness of the TIM 34 is too thin, the insulation may deteriorate, or the FET 31 and the ECU base 40 and the circuit board 30 and the plate 50 may come into contact with each other to cause a short circuit and impair reliability.
Therefore, it is necessary to manage the intervals between the FET 31 and the ECU base 40 and between the FET 31 and the plate 50 within appropriate ranges.

そこで、本実施形態では、ECUベース40とプレート50とに、回路基板30を挟んで対向する矯正部42,52を設け、矯正部42及び52によって回路基板30のFET31が実装されていない箇所を厚さ方向両側から押圧することで、回路基板30の反りを矯正する。また、矯正面42aと矯正面52aとの間に間座42dを設け、さらに、ねじ70で固定することにより、回路基板30とECUベース40及びプレート50との距離を一定に保てるので、TIM34の厚さを所定の厚さに管理できるので、FET31及び回路基板30とTIM34との密着にムラが生じるのを防止し、安定した放熱性を実現することができる。   Therefore, in the present embodiment, the ECU base 40 and the plate 50 are provided with correction portions 42 and 52 that are opposed to each other with the circuit board 30 interposed therebetween, and the portions where the FET 31 of the circuit board 30 is not mounted by the correction portions 42 and 52. The warp of the circuit board 30 is corrected by pressing from both sides in the thickness direction. Further, by providing a spacer 42d between the correction surface 42a and the correction surface 52a and fixing with a screw 70, the distance between the circuit board 30, the ECU base 40 and the plate 50 can be kept constant. Since the thickness can be controlled to a predetermined thickness, it is possible to prevent unevenness in the close contact between the FET 31 and the circuit board 30 and the TIM 34, and to realize stable heat dissipation.

また、ECUベース40の矯正部42及びプレート50の矯正部52の回路基板30側表面にも、それぞれ絶縁層42b,52bを形成する。そのため、万が一、矯正部42,52がFET31や回路基板30に接触した場合であっても、電気ショートを起こさず、動作を維持することができる。
以上のように、本実施形態では、回路基板30の反りを矯正して固定する矯正機構を持たせることで、FET31と回路基板30とをECUベース40とプレート50とで挟み込み、FET31の両面から放熱を行う構造において、FET31の熱を効率良く、安定的に逃がすことができる。また、ECUベース40及びプレート50の回路基板30に対向する側に絶縁層を形成するため、放熱性と絶縁性とを両立させることができる。
Insulating layers 42b and 52b are also formed on the circuit board 30 side surfaces of the correction part 42 of the ECU base 40 and the correction part 52 of the plate 50, respectively. Therefore, even if the correction parts 42 and 52 are in contact with the FET 31 or the circuit board 30, the operation can be maintained without causing an electrical short circuit.
As described above, in the present embodiment, by providing a correction mechanism that corrects and fixes the warp of the circuit board 30, the FET 31 and the circuit board 30 are sandwiched between the ECU base 40 and the plate 50, and both sides of the FET 31 are placed. In the structure that dissipates heat, the heat of the FET 31 can be released efficiently and stably. Further, since the insulating layer is formed on the ECU base 40 and the plate 50 on the side facing the circuit board 30, both heat dissipation and insulating properties can be achieved.

(変形例)
上記実施形態においては、回路基板30の反りを矯正する矯正機構として、ECUベース40(矯正部43)とプレート50(矯正部53)との間に所定の隙間を設け、その隙間で、弾性部材32を介して回路基板30を挟み込む場合について説明したが、図9に示すように、ECUベース40(矯正部43)とプレート50(矯正部53)とによって、回路基板30を直接挟み込むようにしてもよい。これにより、弾性部材32を追加することなく、回路基板30の矯正機構を実現することができる。
(Modification)
In the above embodiment, as a correction mechanism for correcting the warp of the circuit board 30, a predetermined gap is provided between the ECU base 40 (correction part 43) and the plate 50 (correction part 53), and the elastic member Although the case where the circuit board 30 is sandwiched via 32 has been described, as shown in FIG. 9, the circuit board 30 is directly sandwiched between the ECU base 40 (correction section 43) and the plate 50 (correction section 53). Also good. Thereby, the correction mechanism of the circuit board 30 can be realized without adding the elastic member 32.

また、上記実施形態においては、図3及び図4に示すように、弾性部材32の断面形状を中心部に孔を有する円形とする場合について説明したが、外形が四角形であってもよい。また、弾性部材32は、金属性または金属+樹脂性の部材とし、回路基板30に表面実装により固定するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG.3 and FIG.4, although the case where the cross-sectional shape of the elastic member 32 was made into the circle | round | yen which has a hole in the center part, the external shape may be a rectangle. The elastic member 32 may be a metal or metal + resin member, and may be fixed to the circuit board 30 by surface mounting.

さらに、上記実施形態においては、矯正部43,53に矯正面43a,53aを形成し、面接触により回路基板30の反りを矯正する場合について説明したが、点接触や線接触であってもよい。
また、上記実施形態においては、弾性部材32を、熱伝導性材料を含む弾性部材(弾性TIM)とし、放熱機能を持たせることもできる。
また、その際には回路基板30の、矯正部43,53が接触する箇所について、放熱部42,52の場合と同様に絶縁層を形成し、矯正面43a,53aの絶縁層を省略してもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the correction surfaces 43a and 53a were formed in the correction | amendment parts 43 and 53 and the case where the curvature of the circuit board 30 was corrected by surface contact was demonstrated, point contact and line contact may be sufficient. .
Moreover, in the said embodiment, the elastic member 32 can be made into the elastic member (elastic TIM) containing a heat conductive material, and can also have a heat dissipation function.
In this case, an insulating layer is formed on the circuit board 30 where the correction parts 43 and 53 are in contact with each other as in the case of the heat radiation parts 42 and 52, and the insulating layers of the correction surfaces 43a and 53a are omitted. Also good.

また、上記実施形態においては、ECUベース40側の矯正部42に、間座42dが一体に形成されているが、別部品であっても良い。
また、上記実施形態においては、ECUベース40とプレート50の両方に放熱部41,51を形成する場合について説明したが、何れか一方のみでもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the spacer 42d is integrally formed in the correction | amendment part 42 by the side of ECU base 40, another component may be sufficient.
Moreover, in the said embodiment, although the case where the thermal radiation parts 41 and 51 were formed in both ECU base 40 and the plate 50 was demonstrated, only any one may be sufficient.

1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…減速ギヤ、4A,4B…ユニバーサルジョイント、5…ピニオンラック機構、6…タイトロッド、7…トルクセンサ、8…電動モータ、9…車速センサ、10…コントローラ、11…制御演算装置、12…ゲート駆動回路、13…モータ駆動部、14…遮断装置、15…電流検出回路、16…回転センサ、17…ロータ位置検出回路、18…IGN電圧モニタ部、19…電源回路部、20…電子制御ユニット、30…回路基板、31…FET、32…弾性部材、33…貫通孔、34…貫通孔、35…TIM、40…ECUベース、41…放熱部、41a…放熱面、41b…絶縁層、42…矯正部、42a…矯正面、42b…絶縁層、42c…ねじ孔、42d…間座、43…ねじ孔、50…プレート、51…放熱部、51a…放熱面、51b…絶縁層、52…矯正部、52a…矯正面、52b…絶縁層、52c…貫通孔、53…貫通孔、60…取付ねじ、70…矯正部固定ねじ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Reduction gear, 4A, 4B ... Universal joint, 5 ... Pinion rack mechanism, 6 ... Tight rod, 7 ... Torque sensor, 8 ... Electric motor, 9 ... Vehicle speed sensor, 10 ... Controller 11 control controller 12 gate drive circuit 13 motor drive unit 14 interrupting device 15 current detection circuit 16 rotation sensor 17 rotor position detection circuit 18 IGN voltage monitor unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Power supply circuit part, 20 ... Electronic control unit, 30 ... Circuit board, 31 ... FET, 32 ... Elastic member, 33 ... Through-hole, 34 ... Through-hole, 35 ... TIM, 40 ... ECU base, 41 ... Heat dissipation part, 41a ... Radiating surface, 41b ... Insulating layer, 42 ... Straightening part, 42a ... Straightening surface, 42b ... Insulating layer, 42c ... Screw hole, 42d ... Spacer, 43 ... Screw hole 50 ... Plate, 51 ... Heat radiating part, 51a ... Heat radiating surface, 51b ... Insulating layer, 52 ... Correcting part, 52a ... Correcting surface, 52b ... Insulating layer, 52c ... Through hole, 53 ... Through hole, 60 ... Mounting screw, 70 ... Screw fixing screw

Claims (6)

発熱素子を含む電子部品が表面実装された回路基板と、
金属製のベースと金属製のカバーとで構成され、前記回路基板の周縁部を厚さ方向に挟持固定して当該回路基板を収容するハウジングと、を備え、
前記ベース及びカバーの少なくとも一方は、前記発熱素子と直接又は前記回路基板を挟んで対向する位置に、熱伝導性部材と絶縁層とを介して、前記発熱素子に直接又は前記回路基板を挟んで間接的に接触する放熱部を備え、
前記ベース及びカバーは、前記回路基板の反りを矯正するように、当該回路基板を、絶縁層を介して厚さ方向に押圧する矯正部を備え、
前記矯正部は、前記ベース及びカバーで前記基板を挟み込んでねじ締結により押圧することを特徴とする電子制御ユニット。
A circuit board on which electronic components including heating elements are surface-mounted,
A housing made of a metal base and a metal cover, and holding the circuit board by sandwiching and fixing the peripheral edge of the circuit board in the thickness direction,
At least one of the base and the cover is directly or indirectly sandwiched between the heating element and the heating element via a heat conductive member and an insulating layer at a position facing the heating element directly or across the circuit board. It has a heat dissipating part that makes contact indirectly,
The base and the cover include a correction portion that presses the circuit board in the thickness direction through an insulating layer so as to correct the warp of the circuit board.
The electronic control unit, wherein the correction unit sandwiches the substrate with the base and the cover and presses the substrate by screw fastening.
前記回路基板と前記矯正部との間に弾性部材を備え、前記矯正部は、前記弾性部材及び前記回路基板の押圧力を規制するための間座を、前記ベース又は前記カバーの少なくとも一方の有することを特徴とする請求項1に記載の電子制御ユニット。   An elastic member is provided between the circuit board and the correction part, and the correction part has a spacer for restricting the pressing force of the elastic member and the circuit board at least one of the base or the cover. The electronic control unit according to claim 1. 前記弾性部材は、熱伝導性材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項2に記載の電子制御ユニット。   The electronic control unit according to claim 2, wherein the elastic member includes a heat conductive material. 前記絶縁層は、前記ベース及びカバーに形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子制御ユニット。   The electronic control unit according to claim 1, wherein the insulating layer is formed on the base and the cover. 前記熱伝導性部材は、絶縁性材料を含んで構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子制御ユニット。   The electronic control unit according to claim 1, wherein the heat conductive member includes an insulating material. ステアリングホイールから伝達される操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部で検出した操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御する前記請求項1〜6の何れか1項に記載の電子制御ユニットと、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A torque detector for detecting a steering torque transmitted from the steering wheel;
An electric motor that generates a steering assist torque according to the steering torque detected by the torque detector;
An electric power steering apparatus comprising: the electronic control unit according to any one of claims 1 to 6 that controls driving of the electric motor.
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