JP6468036B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱部材を適切に配置可能な電子制御装置を提供することにある。
筐体には、基板が固定される。発熱素子は、基板の筐体側の面に実装される。放熱部材は、発熱素子と筐体との間に設けられる。
筐体の基板側の面には、収容凹部、仕切壁部、周壁部、および、緩衝部が形成される。
収容凹部には、発熱素子が収容される。仕切壁部は、発熱素子を隔離する。周壁部は、収容凹部および仕切壁部を囲む。緩衝部は、収容凹部と周壁部との間に形成される。緩衝部は、収容凹部の底部より高く、周壁部より低く形成される。
第1態様では、筐体には、発熱素子以外の大型部品が収容される収容室が形成される。収容凹部の深さは、収容室の深さより浅い。
第2態様では、基板の筐体側の面には、外部との接続に用いられるコネクタが固定される。筐体の外壁部には、コネクタが配置される切欠が形成される。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。本実施形態の各図は、いずれも模式図であって、特徴部分の説明のため、適宜、縦横比等を変更したり、一部の部品の記載を省略したりしている。後述の実施形態に係る図面も同様である。
スイッチング素子21〜24は、制御部40からの制御信号に基づいてオンオフ作動が制御される。制御部40は、スイッチング素子21〜24のオンオフ作動を制御することにより、モータ101の駆動を制御する。本実施形態では、スイッチング素子21〜24は、いずれもMOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)であるが、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等としてもよい。
高電位側に接続されるスイッチング素子21、22の接続点は、電源リレー32およびコイル35を経由して、バッテリ102の正極と接続される。低電位側に接続されるスイッチング素子23、24の接続点は、シャント抵抗25を経由してバッテリ102の負極と接続される。
スイッチング素子21、23の接続点と、スイッチング素子22、24の接続点の間には、モータリレー33、および、モータ101が接続される。
本実施形態では、電源リレー32およびモータリレー33は、機械的に構成されるメカリレーである。
コンデンサ31は、例えばアルミ電解コンデンサであり、バッテリ102と並列に接続され、電荷を蓄えることにより、スイッチング素子21〜24への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
コイル35は、例えばチョークコイルであり、バッテリ102と電源リレー32との間に接続され、ノイズを低減する。
基板10は、2つの領域に分けられ、2点鎖線Lbの一方側の領域をパワー領域Rp、他方側の領域を制御領域Rcとする。
コンデンサ31、リレー32、33、および、コイル35は、発熱素子21〜25が実装される箇所とコネクタ15が固定される箇所との間の領域に実装される。
図1および図4に示すように、本実施形態では、周壁部52の一部が、外壁部51と一体に形成される。具体的には、放熱部70のコネクタ15と反対側、および、制御領域Rcと反対側に形成される周壁部52は、外壁部51と一体に形成される。
基板固定部61〜65は、同一の高さに形成され、基板10の第1面11と当接する。基板10の筐体50と当接する部分は、地絡防止のためにグランドと同電位となるような配線アートワークとしている。基板固定部61〜65には、基板固定ねじ19が螺着される。これにより、基板10は、筐体50に固定される。基板10が筐体50に固定された状態にて、発熱素子21〜25と筐体50とは離間している。
収容凹部71〜75と周壁部52との間には、緩衝部81〜85が形成される。緩衝部81〜85は、収容凹部71〜75の底部よりも高く、周壁部52よりも低く形成される。本実施形態では、緩衝部81〜85は、仕切壁部76との接続箇所を除き、周壁部52の内側の全周に亘って形成される。
なお、図1においては、基板10の第1面11側に実装される発熱素子21〜25および筐体50の形状を破線で記載しているが、煩雑になることを避けるため、仕切壁部76および緩衝部81〜85の記載を省略した。図7、図9および図11についても同様である。
また、発熱素子21〜25は、周壁部52および仕切壁部76で仕切られる1空間に1つずつ配置されるので、発熱素子21〜25間の磁界の干渉を防ぐことができる。
筐体50には、基板10が固定される。発熱素子21〜25は、基板10の筐体50側の面に実装される。放熱部材90は、発熱素子21〜25と筐体50との間に設けられる。
収容凹部71〜75には、それぞれ発熱素子21〜25が収容される。仕切壁部76は、発熱素子21〜25を隔離する。周壁部52は、収容凹部71〜75および仕切壁部76を取り囲む。
緩衝部81〜85は、収容凹部71〜75と周壁部52との間に形成される。緩衝部81〜85は、収容凹部71〜75の底部より高く、かつ、周壁部52より低く形成される。
本実施形態では、少なくとも1つの基板固定部65が、基板10の外縁から離間した箇所に形成される。これにより、基板10が反りにくくなり、スイッチング素子21〜24とシャント抵抗25とが当接するのを防ぐことができる。
収容凹部71〜75の深さは、収容室59の深さより浅い。
これにより、放熱部70の熱マスを確保することができるので、放熱効率が向上する。
基板10の筐体50側の面には、外部(本実施形態では、モータ101およびバッテリ102等)との接続に用いられるコネクタ15が固定される。これにより、コネクタ15の高さ分の筐体50の厚みを確保することができるので、熱マスを確保することができ、放熱効率が向上する。
本発明の第2実施形態を図7および図8に示す。
本実施形態の電子制御装置2は、基板固定部66の形成箇所が異なる以外は、上記実施形態と同様である。
本実施形態の電子制御装置2の基板固定部66は、周壁部52の角部であって、コネクタ15と反対側にて外壁部51と一体に形成される箇所に形成される。すなわち、上記実施形態と同様、周壁部52には、2つの基板固定部64、66が形成される。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第3実施形態を図9および図10に示す。
本実施形態の電子制御装置3の周壁部52には、3つの基板固定部64、65、66が形成される。
このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。
本発明の第3実施形態を図11に示す。
本実施形態の電子制御装置4の周壁部52には、第3実施形態の3つの基板固定部64〜66に加え、さらにもう1つの基板固定部67が形成される。基板固定部67は、周壁部52の角部であって、制御領域Rcと反対側の外壁部51と一体に形成される箇所に形成される。
このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。
(ア)発熱素子
上記実施形態では、発熱素子は、スイッチング素子およびシャント抵抗である。他の実施形態では、発熱素子は、スイッチング素子またはシャント抵抗の一方であってもよいし、基板に実装されるスイッチング素子およびシャント抵抗以外の部材としてもよい。
上記実施形態では、電源リレーおよびモータリレーが機械式リレーである。他の実施形態では、電源リレーおよびモータリレーの少なくとも一方をMOSFETやIGBT等の半導体素子としてもよい。この場合、半導体素子で構成される電源リレーおよびモータリレーを「発熱素子」とみなし、基板の第1面に実装し、放熱部材を介して筐体に放熱させることが望ましい。
上記実施形態では、放熱部を囲む周壁部の一部は、筐体の外縁に形成される外壁部と一体に形成される。他の実施形態では、周壁部の全体は、外壁部とは別途に形成されていてもよい。また、上記実施形態では、周壁部と外壁部との高さが同じである。他の実施形態では、基板固定部の高さが同じであれば、基板固定部以外の箇所における周壁部の高さと外壁部の高さとは異なっていてもよい。
上記実施形態では、放熱部は、略矩形に形成される。他の実施形態では、放熱部を矩形以外の形状の領域としてもよい。
上記実施形態では、基板の筐体側の面に、発熱素子に加え、コンデンサ、リレー、および、コイルが実装され、筐体と反対側の面にマイコンおよびカスタムICが実装される。他の実施形態では、発熱素子以外の電子部品は、基板のどちら側の面に実装してもよい。同様に、コネクタは、基板の筐体側の面に固定されるが、筐体と反対側の面に固定してもよい。
また、上記実施形態では、基板は、パワー領域と制御領域とに分割される。他の実施形態では、基板は、パワー領域と制御領域とに分割されていなくてもよい。
上記実施形態では、電子制御装置は、モータの駆動を制御するものであり、ハーネス等でモータと接続される。他の実施形態では、電子制御装置をモータと一体に形成してもよい。上記実施形態では、電子制御装置は、電動パワーステアリング装置に用いられる。他の実施形態では、電子制御装置は、電動パワーステアリング装置に限らず、他の装置のモータの駆動を制御するのに用いてもよいし、モータ以外の装置の制御に用いてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・基板
21〜24・・・スイッチング素子(発熱素子)
25・・・シャント抵抗(発熱素子)
50・・・筐体
52・・・周壁部
61〜67・・・基板固定部
70・・・放熱部 71〜75・・・収容凹部
76・・・仕切壁部 81〜85・・・緩衝部
90・・・放熱部材
Claims (6)
- 基板(10)と
前記基板が固定される筐体(50)と、
前記基板の前記筐体側の面(11)に実装される複数の発熱素子(21〜25)と、
前記発熱素子と前記筐体との間に設けられる放熱部材(90)と、
を備え、
前記筐体の前記基板側の面には、前記発熱素子が収容される収容凹部(71〜75)、前記発熱素子を隔離する仕切壁部(76)、前記収容凹部および前記仕切壁部を囲む周壁部(52)、ならびに、前記収容凹部と前記周壁部との間に形成される緩衝部(81〜85)が形成され、
前記緩衝部は、前記収容凹部の底部より高く、かつ、前記周壁部より低く形成され、
前記筐体には、前記発熱素子以外の大型部品(31、32)が収容される収容室(59)が形成され、
前記収容凹部の深さは、前記収容室の深さより浅いことを特徴とする電子制御装置。 - 前記基板の前記筐体側の面には、外部との接続に用いられるコネクタ(15)が固定されることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 基板(10)と
前記基板が固定される筐体(50)と、
前記基板の前記筐体側の面(11)に実装される複数の発熱素子(21〜25)と、
前記発熱素子と前記筐体との間に設けられる放熱部材(90)と、
を備え、
前記筐体の前記基板側の面には、前記発熱素子が収容される収容凹部(71〜75)、前記発熱素子を隔離する仕切壁部(76)、前記収容凹部および前記仕切壁部を囲む周壁部(52)、ならびに、前記収容凹部と前記周壁部との間に形成される緩衝部(81〜85)が形成され、
前記緩衝部は、前記収容凹部の底部より高く、かつ、前記周壁部より低く形成され、
前記基板の前記筐体側の面には、外部との接続に用いられるコネクタ(15)が固定され、
前記筐体の外壁部(51)には、前記コネクタが配置される切欠(511)が形成されることを特徴とする電子制御装置。 - 前記筐体には、前記基板と当接し、固定部材(19)により前記基板が固定される複数の基板固定部(61〜67)が形成され、
複数の前記基板固定部は、高さが等しく、かつ、前記基板が前記筐体に固定された状態にて、前記発熱素子が前記筐体と離間する高さに形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記周壁部には、少なくとも2つの前記基板固定部(64〜67)が形成されることを特徴とする請求項4に記載の電子制御装置。
- 前記周壁部に形成される少なくとも1つの前記基板固定部(65)は、前記基板の外縁から離間した箇所に形成されることを特徴とする請求項4または5に記載の電子制御装置。
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