JP2020102564A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に実装された発熱部品の熱を効率的に外部に放熱できる電子制御装置を提供すること。【解決手段】電子制御装置（１０）は、発熱部品（５１〜５６）を含む電子部品及びコネクタ（１１、１２）が実装された回路基板（２０）と、この回路基板（２０）が収容されている袋状のケース（４０）と、このケース（４０）の内部に充填されており回路基板（２０）及び電子部品を封止している封止部材（１３）と、を有している、発熱部品（５１〜５６）には、ヒートシンク（３０）が取付けられている。このヒートシンク（３０）の放熱部（３２）は、ケース（４０）の壁面部（４６）に設けられた開口部（４１）から露出している。【選択図】図１

Description

本発明は、ケースに充填された封止部材を有する電子制御装置に関する。

車両に搭載される電子制御装置では、防水機能や防塵機能を確保するために、回路基板が封止されている。このような電子制御装置に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１の電子制御装置は、発熱部品を含む電子部品及びコネクタが実装された回路基板と、この回路基板が収容されている袋状のケースと、このケースの内部に充填されており回路基板及び前記電子部品を封止している封止部材と、から構成されている。

特開２０１５−４７９３１号公報

発熱部品が実装された回路基板は、ケースに収容されている。さらに、この回路基板は、ケース内部に充填された封止部材により封止されている。そのため、防水機能や防塵機能は高い。一方、発熱部品から発生した熱は、封止部材を介して、収容ケースから外部へ放熱されることとなる。ケース内部に封止部材が充填されていても、発熱部品から発生する熱を外部に効率的に放熱できることが望ましい。

本発明は、回路基板に実装された発熱部品の熱を効率的に外部に放熱できる電子制御装置の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、発熱部品を含む電子部品及びコネクタが実装された回路基板と、この回路基板が収容されている袋状のケースと、このケースの内部に充填されており前記回路基板及び前記電子部品を封止している封止部材と、を有している、電子制御装置において、
前記発熱部品には、ヒートシンクが取付けられており、
このヒートシンクの放熱部は、前記ケースの壁面部に設けられた開口部から露出している、ことを特徴とする電子制御装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記ケースと前記ヒートシンクとの間には、ガスケットが設けられている。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記ヒートシンクは、前記ケースの内面に取付け可能な取付部を有しており、
この取付部は、前記回路基板に対向する第１の対向面を有し、
前記放熱部は、前記回路基板に対向する第２の対向面を有し、
前記第１の対向面は、前記第２の対向面と共に、前記発熱部品に当接可能である。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記発熱部品は、前記発熱部品から発生する熱を拡散させるカバー部材により覆われており、
このカバー部材の外面は、前記ヒートシンクに当接している。

請求項１では、回路基板は、ケース内部に充填された封止部材により封止されている。回路基板に実装された発熱部品には、ヒートシンクが取付けられている。ヒートシンクの放熱部は、ケースの壁面に設けられた開口部から露出している。そのため、封止部材により封止されている回路基板を有する電子制御装置であっても、発熱部品から発生する熱は、ヒートシンクによって外部へ効率的に放熱される。

請求項２では、ケースとヒートシンクとの間には、ガスケットが設けられている。そのため、ケースとヒートシンク間の気密性が向上する。

請求項３では、ヒートシンクは、ケースの内面に取付け可能な取付部を有している。この取付部は、回路基板に対向する第１の対向面を有している。放熱部は、回路基板に対向する第２の対向面を有している。第１の対向面は、第２の対向面と共に、発熱部品に当接可能である。そのため、取付部がケースの外側に位置している場合と比較すると、発熱部品は、第２の対向面のみならず、第１の対向面にも当接可能である。受熱可能な面が広がるため、発熱部品の配置の自由度が高まる。

請求項４では、発熱部品は、発熱部品から発生する熱を拡散させるカバー部材により覆われている。このカバー部材の外面は、ヒートシンクに当接している。そのため、発熱部品から発生する熱をさらに効率的に外部に放熱できる。

実施例１による電子制御装置の斜視図である。 図１に示された電子制御装置の分解斜視図である。 図３（ａ）は、図２に示されたヒートシンクの下面図である。図３（ｂ）は、図１の３（ｂ）−３（ｂ）線断面図である。 図４（ａ）は、実施例２による電子制御装置の斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の４（ｂ）−４（ｂ）線断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｕｐは上、Ｄｎは下、Ｒは右、Ｌは左を示している。
＜実施例１＞

図１には、例えば、車両に搭載された燃料噴射装置を制御するための電子制御装置１０が示されている。この電子制御装置１０は、制御用コネクタ１１及び駆動用コネクタ１２が実装された回路基板２０と、この回路基板２０に実装された電子部品から発生する熱を放出するヒートシンク３０と、回路基板２０を収容しているケース４０と、このケース４０の内部に充填されており回路基板２０を封止している封止部材１３と、を有している。

図１及び図２を参照する。回路基板２０の上面２１には、制御用コネクタ１１の後方に配置された制御回路２３と、駆動用コネクタ１２の後方に配置された駆動回路２２と、が実装されている。

駆動回路２２は、前側に配置された第１の発熱部品５１〜第３の発熱部品５３と、後側に配置された第４の発熱部品５４〜第６の発熱部品５６と、から構成されている。第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６は、同一の形状及び大きさを呈している。前側に配置された３つの発熱部品５１〜５３と、後側に配置された３つの発熱部品５４〜５６との間には、３つの第１の貫通穴２６が設けられている。

制御回路２３は、ＣＰＵ２４（電子部品）により構成されている。制御用コネクタ１１と駆動用コネクタ１２との間には、電解コンデンサ２５、２５（電子部品）が配置されている。

ヒートシンク３０は、アルミダイカスト製であり、複数のフィン３１からなり外部に露出可能な放熱部３２と、放熱部３２の周縁に設けられケース４０に対して取付可能な取付部３３と、を有している。取付部３３の上面３４には、５つの第１のねじ穴３５が設けられている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。ヒートシンク３０のなかの、回路基板２０に対向する対向面６０には、回路基板２０の上面２１に当接可能な第１の支持部７１〜第８の支持部７８が設けられている。

第１の支持部７１〜第５の支持部７５は、柱状を呈し、対向面６０の縁に設けられている。なお、対向面６０の前端中央に設けられた支持部を第１の支持部７１とし、時計回りの順に、第２の支持部７２〜第５の支持部７５とする。

中央の第１の支持部７１と、右側の第２の支持部７２との間には、第６の支持部７６〜第８の支持部７８が設けられている。第６の支持部７６〜第８の支持部７８は、対向面６０の前端６０ａから後端６０ｂに亘って設けられている。第６の支持部７６〜第８の支持部７８には、それぞれ、第２のねじ穴３９が設けられている。

対向面６０は、放熱部３２（図１参照）の外部に露出する面と反対側の本体面６１（第２の対向面６１）と、この本体面６１を囲う外周面６２（第１の対向面６２）と、を有している。外周面６２は、取付部３３のなかの、回路基板２０に対向する面ともいえる。外周面６２は、本体面６１と共に、第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６に当接可能である。

図２を参照する。ケース４０は、前方に開口した袋状を呈している。詳細には、ケース４０は、回路基板２０の下面２７と対向する底部４２と、底部４２の左縁から上方に延びている左壁部４３と、底部４２の右縁から上方に延びている右壁部４４と、底部４２の後縁から上方に延びている後壁部４５と、回路基板２０の上面２１を覆う天板部４６（壁面４６）と、を有している。

天板部４６には、開口部４１が設けられている。この開口部４１は、ヒートシンク３０の放熱部３２の外形に沿って形成されている。さらに、開口部４１の縁には、５つの第２の貫通穴４７が設けられている。

底部４２の外面には、３つの第３の貫通穴４９が設けられている。左壁部４３と、右壁部４４には、前後方向に延びて回路基板２０の挿入をガイド可能なガイド部４３ａ、４４ａ（右側のガイド部４４ａのみが図示されている）が設けられている。

図２及び図３（ｂ）を参照する。電子制御装置１０の製造方法について説明する。

最初に、ヒートシンク３０の取付部３３の上面３４に、ガスケット１４を取り付ける（矢印（１）参照）。

次に、ガスケット１４が取付けられたヒートシンク３０を、ケース４０の内側から開口部４１に組み付ける（矢印（２）参照）。ヒートシンク３０の放熱部３２が開口部４１から露出した状態のまま（図１参照）、ねじ１５でヒートシンク３０を固定する。ねじ１５は、開口部４１の縁に設けられた第２の貫通穴４７を貫通して、第１のねじ穴３５に締結される。

次に、第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６等の電子部品が実装された回路基板２０をケース４０の左右のガイド部４３ａ、４４ａに差し込む（矢印（３）参照）。

次に、ねじ１５で回路基板２０及びヒートシンク３０を固定する。ねじ１５は、ケース４０の底部４２に設けられた第３の貫通穴４９と、回路基板２０に設けられた第１の貫通穴２６とを貫通して、第２のねじ穴３９に締結される。さらに、３つのねじ１５を、ラベル１６（図３（ｂ）参照）により塞ぐ。

最後に、回路基板２０が収容されたケース４０の内部の隙間を埋めるように、溶融した樹脂材をケース４０に流し込む。樹脂材として、例えば、エポキシ樹脂や、ウレタン樹脂が採用できる。ケース４０の内部に充填された樹脂材が硬化することにより、封止部材１３（図１参照）が形成される。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。ヒートシンク３０の取付部３３は、ケース４０の内側に位置している。取付部３３の上面３４は、ケース４０の内面４０ａに当接している。第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６は、本体面６１及び外周面６２の双方に当接している。

第１の発熱部品５１及び第４の発熱部品５４は、第６の支持部７６と第７の支持部７７との間に位置している。第２の発熱部品５２及び第５の発熱部品５５は、第７の支持部７７と第８の支持部７８との間に位置している。第３の発熱部品５３及び第６の発熱部品５６は、第８の支持部７８と第２の支持部７２との間に位置している。

実施例１の効果を説明する。

図１及び図２を参照する。電子制御装置１０は、袋状のケース４０内に配置された回路基板２０が封止部材１３により封止されることにより構成されている。この回路基板２０には、駆動回路２２が実装されている。駆動回路２２を構成する第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６には、ヒートシンク３０が取付けられている。ヒートシンク３０の放熱部３２は、ケース４０の天板部４６に設けられた開口部４１から露出している。そのため、第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６から発生する熱は、ヒートシンク３０によって外部へ放熱される。

加えて、ヒートシンク３０の取付部３３の上面３４とケース４０の内面４０ａとの間には、ガスケット１４が設けられている。そのため、ケース４０とヒートシンク３０間の気密性が向上する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。ヒートシンク３０の取付部３３は、ケース４０の内側に位置している。外周面６２は、本体面６１と共に、第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６に当接可能である。即ち、。第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６は、本体面６１内のみならず、外周面６２内も含めた面のなかに配置できる。したがって、第１の発熱部品５１〜第６の発熱部品５６の配置の自由度が高まる。

＜実施例２＞
図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照する。電子制御装置１０Ａの回路基板２０に実装された３つの発熱部品５１Ａ〜５３Ａは、発熱部品５１Ａ〜５３Ａから発生する熱を拡散させるカバー部材８０により覆われている。カバー部材８０は、金属製であり、３つの発熱部品５１Ａ〜５３Ａ全体を覆う天板部８１と、この天板部８１の周縁から回路基板２０のに向かって延びて発熱部品を囲っている４つの側面部８２と、を有している。

ヒートシンク３０Ａは、ケース４０の外面４０ｂよりも上方側に位置しケース４０の開口部４１から露出している放熱部３２Ａと、ケース４０の外面４０ｂよりも下方側の基部３６と、を有している。放熱部３２Ａの周縁には、取付部３３Ａが設けられている。取付部３３Ａは、ケース４０の外側に位置している。取付部３３Ａの下面３３ａは、ケース４０の外面４０ｂに当接している。基部３６の下面３６ａは、天板部８１の上面８１ａと当接している。この天板部８１の内面８１ｂと、発熱部品５１Ａ〜５３Ａとの間には、隙間が設けられている。回路基板２０とカバー部材８０とに囲われた領域は、封止部材１３で埋められている。

その他の実施例１と同一の構成については、符号を流用すると共に説明を省略する。実施例２は、実施例１の効果に加えて、以下の効果も有する。

３つの発熱部品５１Ａ〜５３Ａは、発熱部品５１Ａ〜５３Ａから発生する熱を拡散させるカバー部材８０により覆われている。そのため、発熱部品５１Ａ〜５３Ａから発生する熱を効率よく伝熱させて外部に放熱し、局所的に高温になる領域が生じることを抑制できる。

加えて、天板部８１の上面８１ａは、ヒートシンク３０Ａの基部３６に当接している。そのため、発熱部品５１Ａ〜５３Ａから発生する熱をさらに効率的に外部に放熱できる。

加えて、ヒートシンク３０の取付部３３は、ケース４０の外部に位置している。そのため、電子制御装置１０Ａを製造する際、ヒートシンク３０のケース４０に対する取付け作業が容易となる。

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例１及び実施例２に限定されるものではない。

本発明の電子制御装置は、二輪車に好適である。

１０…電子制御装置
１１…制御用コネクタ
１２…駆動用コネクタ
１３…封止部材
１４…ガスケット
１５…ねじ
２０…回路基板
２２…駆動回路
２３…制御回路
３０…ヒートシンク
３１…フィン
３２…放熱部
３３…取付部
３４…（取付部の）上面
３５…第１のねじ穴
３６…基部
３７…（取付部の）下面
３８…（基部の）下面
４０…ケース、４０ａ…内面、４０ｂ…外面
４１…開口部
４２…底部
４３…左壁部、４３ａ…ガイド部
４４…右壁部、４４ａ…ガイド部
４５…後壁部
４６…天板部（壁面部）、４６ａ…外面
４７…第２の貫通穴、４９…第３の貫通穴
５１〜５６…第１の発熱部品〜第６の発熱部品
６０…対向面
６１…本体面（第２の対向面）
６２…外周面（第１の対向面）
７１〜７８…第１の支持部〜第８の支持部
７９…第２のねじ穴
８０…カバー部材
８１…天板部
８２…側面部

Claims (4)

1. 発熱部品を含む電子部品及びコネクタが実装された回路基板と、この回路基板が収容されている袋状のケースと、このケースの内部に充填されており前記回路基板及び前記電子部品を封止している封止部材と、を有している、電子制御装置において、
   前記発熱部品には、ヒートシンクが取付けられており、
   このヒートシンクの放熱部は、前記ケースの壁面部に設けられた開口部から露出している、ことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記ケースと前記ヒートシンクとの間には、ガスケットが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記ヒートシンクは、前記ケースの内面に取付け可能な取付部を有しており、
   この取付部は、前記回路基板に対向する第１の対向面を有し、
   前記放熱部は、前記回路基板に対向する第２の対向面を有し、
   前記第１の対向面は、前記第２の対向面と共に、前記発熱部品に当接可能である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記発熱部品は、前記発熱部品から発生する熱を拡散させるカバー部材により覆われており、
   このカバー部材の外面は、前記ヒートシンクに当接している、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子制御装置。

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