JP7440622B2

JP7440622B2 - 電子制御装置

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Publication number: JP7440622B2
Application number: JP2022518607A
Authority: JP
Inventors: 恵子上之; 義夫河合
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
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Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2024-02-28
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Description

本発明は、電子制御装置に関する。

高発熱部品を搭載した電子制御装置の冷却方法として、例えば、電動ファンや電動式の循環冷却水を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、電子制御装置に、ベーパーチャンバーと水冷を併用した冷却システムが記載されている。ヒートシンクをベーパーチャンバーとし、その上部に冷却水を通すためのカバーとなる筐体を設けている。

特開２０１９－１１３２２７号公報

特許文献１に開示されるような技術では、水冷により電子制御装置を冷却している。本発明の目的は、空冷による冷却性能を向上することができる電子制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の電子制御装置は、基板と、前記基板に実装される発熱体と、前記発熱体に接し、前記発熱体の熱を伝導する熱伝導材と、前記熱伝導材に接し、前記基板を覆う第１筐体部材と、前記第１筐体部材を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、吸気孔および排気孔を有し、前記排気孔は、前記第１筐体部材に対向する前記カバーの天面部において前記吸気孔より前記発熱体に近い位置に形成され、前記吸気孔は、前記カバーの側面部又は前記天面部において前記排気孔より前記発熱体から離れた位置に形成され、前記第１筐体部材の前記カバー側の面に、複数のフィンが設けられ、前記排気孔及び前記吸気孔は、隣接する前記フィンの間の溝に沿った位置に形成される。

本発明によれば、空冷による冷却性能を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置を示す全体図である。本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置の分解図である。本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置のカバーの概観図である。本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置の上面図である。本発明の第１の実施形態の変形例に関わる電子制御装置の上面図である。本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置の断面図の模式図である。本発明の第１の実施形態に関わる電子制御装置の断面図の模式図である。本発明の第２の実施形態に関わる電子制御装置の断面の模式図である。本発明の第２の実施形態の電子制御制御装置の効果を示す熱流体解析結果の表である。本発明の第３の実施形態に関わる電子制御装置のカバーの下面図である。本発明の第４の実施形態に関わる電子制御装置を示す全体図である。本発明の第４の実施形態に関わる電子制御装置の下面図とカバーの吸気孔の拡大図である。本発明の第５の実施形態に関わる電子制御装置の筐体の模式図である。本発明の第６の実施形態に関わる電子制御装置のカバー周辺の各種寸法を示す模式図である。本発明の第７の実施形態に関わる電子制御装置のカバーの孔の断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１～第７の実施形態に関わる電子制御装置の構成について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。これらの実施形態の目的は、前述した発明の目的の他、発熱部品の熱を動力を用いずに、自然対流によって放熱できる領域を拡大する冷却システムを提供することにある。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１～図６を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態の電子制御装置を示す全体図である。図２は、図１に示す本発明の電子制御装置の分解図である。該装置は、カバー１とフィン一体筐体３、複数の電子部品が搭載された回路基板６および筐体ケース４、から構成されている。

フィン一体筐体３は、フィンが形成された面を覆うように、カバー１で覆われている。
カバー１には、天面（フィン一体筐体３のフィンが形成されている面と平行な面）に、孔２が設けられている。図３は、孔付きカバー１の裏側（フィン一体筐体と相対する側）を示し、図４Ａはカバー１を透過させた、電子制御装置の上面図である。

カバー１には、孔(１)２、孔(２)８および孔(３)９が形成されている。孔(２)８および孔(３)９が形成されている位置は、カバー１と相対するフィン一体筐体のフィンの延伸方向（図４Ａに示すフィン一体筐体３の長手方向）と直角な側１０の、カバー１の側面、である。なお、カバー１は、例えば、アルミ製であり、孔(１)２、孔(２)８および孔(３)９は、例えば、レーザ加工等により形成される。

次に、以上の構成により生じる現象について断面図を用いて説明する。

図５は、本発明の電子制御装置について、フィンの延伸方向と平行な断面の模式図である。また、図６はフィンの延伸方向と直角な断面の模式図である。発熱部品７の熱は、放熱材１２を介してフィン一体筐体３へ放熱される。

詳細は後述するが、図５に示すように、電子制御装置は、少なくとも、回路基板６（基板）と、回路基板６に実装される発熱部品７（発熱体）と、発熱部品７に接し、発熱部品７の熱を伝導する放熱材１２（熱伝導材）と、放熱材１２に接し、回路基板６を覆うフィン一体筐体３（筐体）と、フィン一体筐体３を覆うカバー１と、を備える。カバー１は、吸気孔としての孔(２)８および孔(３)９、並びに排気孔としての孔(１)２を有する。孔(１)２は、孔(２)８および孔(３)９より発熱部品７（発熱体）に近い位置に形成される。
孔(２)８および孔(３)９は、孔(１)２より発熱部品７から離れた位置に形成される。

これにより、カバー１とフィン一体筐体３（筐体）の間の空間において自然対流が生じる。その結果、電子制御装置の冷却性能を向上することができる。また、カバー１（同一部材）に吸気孔（孔(２)８、孔(３)９）と排気孔（孔(１)２）を形成するため、孔の加工をまとめてすることができ、工数を低減することができる。

図６に示すように、フィン一体筐体３（筐体）のカバー１側の面には、複数のフィン５が設けられる。これにより、フィン一体筐体３の表面積が大きくなり、冷却性能をさらに向上することができる。

図５に示すように、排気孔としての孔(１)２は、フィン一体筐体３（筐体）に対向するカバー１の天面部に形成され、吸気孔としての孔(２)８および孔(３)９は、カバー１の側面部に形成される。吸気孔（孔(２)８、孔(３)９）は、Ｌ字状である。図３に示すように、吸気孔（例えば、孔(３)９）の入り口は、カバー１の側面部の先端面Ｓ１に位置する。
これにより、吸気孔と排気口の温度差が生じやすくなる。

図５、図６に示す放熱材１２は、できるだけ熱伝導率の高いものが好ましい。しかし、一方で、熱伝導率が高くなると放熱材１２は多くの場合は硬い材料となり、発熱部品７と回路基板との接合部の信頼性に影響を及ぼす。ここで選ぶ放熱材１２は、発熱部品７と回路基板との接合部の信頼性に影響を与えないレベルの硬度を備えた材料が好ましい。

熱せられたフィン一体筐体３の熱により、フィン一体筐体３とカバー１との間の空気１３へ熱の伝達が生じる。空気１３は、熱せられることにより密度が小さくなる。この結果、熱せられた空気１３は、カバー１の孔(１)２から、温度の低い外気へ流出していく。空気１３の外気への流出が起きると、代わって、孔(２)８および孔(３)９から、外部の冷たい空気が、吸い込まれる。吸い込み口となる孔(２)８、孔(３)９は、筐体外の環境に対して十分小さい。

よって、ベルヌイの定理により、孔(２)８、孔(３)９の入り口近傍では、圧力が小さくなり空気の流速は増大する。ベルヌイの定理とは、［圧力＋（流体の重量）/（重力加速度×２）×流速^２＝一定］で表される流体に関するエネルギー保存則である。

孔(２)８、孔(３)９から吸入した冷気は、それぞれの孔を通過した後にフィン５に沿ってカバー１とフィン一体筐体３の間を流れる。そして再び発熱部品７の熱により熱せられ、孔(１)２から排出される。この、孔(１)２からの排気、孔(２)８・孔(３)９からの吸気、という一連の空気の流れによって、カバー１とフィン一体筐体３との間には空気の対流が生じる。尚、孔(１)２からの排気が生じている間は、孔(２)８および孔(３)９からの冷気の吸い込みは、絶え間なく生じる。

ここで、従来の電子制御装置について説明する。従来は、カバー１は存在せず、フィン一体筐体、電子部品を搭載した回路基板、筐体ケース、から構成される。発熱部品の熱は、中間部材となる放熱材を介してフィン一体筐体へ放熱される。さらに、フィン一体筐体へ放熱された熱はフィンを伝って筐体の面内方向へ拡げられる。しかし、筐体で拡げられる熱は、発熱部品との接触面積のせいぜい１～２．５倍程度。筐体の端部まで熱を広げることは難しく、発熱部品の接合部温度を最大定格温度以下に下げることは困難となる場合がある。そこで、例えば、ファンによる強制空冷が利用されている。電動ファンを用いることにより、筐体表面は冷やされる。これにより、発熱部品から放熱材を介して筐体へ放熱する熱量を増大させ、発熱部品の接合部温度を下げることが可能となる。

しかし、ファンには、コスト、サイズ、静音性、信頼性の観点で課題が有る。例えば、車室内に設置される電子制御装置においては、静音性は重要な検討項目である。ファンのモータ音やプロペラが回転する音は、どんなに微小であっても、人の耳には騒音として聞こえてしまう。また、ファンには寿命が存在する。一般的に、ファンの寿命は５～６年である。

さらにそれより早い段階で、異音が発生し始める。このような理由から、車載製品におけるファンの使用は容易ではなく、使用の際には極めて慎重になる必要がある。

本実施形態によれば、カバー１に設けた孔(１)２、孔(２)８、孔(３)９により、フィン一体筐体３とカバー１との間の空間で空気１３の対流を生じさせ、フィン一体筐体３の表面を冷却することが可能となる。フィン一体筐体３により熱せられた空気１３の温度が、カバー１の外気温度よりも高い間は、フィン一体筐体３とカバー１との間には連続的に自然対流が生じる。

このため、発熱体から放熱材１２を介してフィン一体筐体３へ放熱された熱は、空気１３の対流により冷却され、発熱体の接合部温度が上昇し続けることは無い。つまり、カバー１の孔の存在により、動力不要の冷却システムを実現する。この結果、冷却に用いる消費電力が不要であり、かつ、小型であって高発熱部品を組み込み可能な電子制御装置を実現する。さらに、高価な車載用ファンに比べて、孔付きカバーは低コストに作ることが可能であるため、低コストな冷却システムを持った電子制御装置の提供を実現する。

なお、本実施形態では、フィン５は板状である。図４Ｂに示すように、排気孔としての孔(２)、並びに吸気孔としての孔(２)８および孔(３)９は、隣接するフィン５の間の溝に沿った位置に形成される。詳細には、排気孔は、隣接するフィン５の間の溝の上に位置し、吸気孔及び排気孔の中心線は、１つの平面Ｓ２に含まれる。これにより、吸気孔から排気孔へ向かう空気の流れが良くなる。フィン５は、フィン一体筐体３（筐体）の長手方向に沿って設けられる。これにより、発熱部品７（発熱体）から離れた吸気孔（孔(２)８、孔(３)９）から供給される空気によりフィン５が冷却される。

（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態の電子制御装置の断面の模式図である。図１～６の第１の実施形態におけるフィン一体筐体内部に、ベーパーチャンバーを作り込み、フィン一体ベーパーチャンバー１４としている。換言すれば、フィン一体筐体（筐体）は、ベーパーチャンバーを有する。

ベーパーチャンバーとは、内部に作動液が封入されたヒートシンクであり、面内の微小な温度差によって、前記作動液が液体と気体の間で相変化を繰り返し、熱を広範囲に拡散する。

ベーパーチャンバーの性能の高さは既に良く知られているが、例えば熱伝導率の指標で評価すると、銅やアルミに比べて２ケタも高い熱伝導の能力を持つ。これにより、発熱体の接合部温度を一気に下げることが可能であり、パソコンやスマートフォンなどでは１０年以上前からヒートシンク材として採用されている。

ベーパーチャンバー筐体の材料は、例えばアルミや銅、ステンレス鋼、樹脂など複数存在する。基本構造は、重ね合わせた２枚の板の外周を接合し、板の間の空間に作動液が注入された筐体、である。作動液には、例えば水やアルコールなどを用いる。前記作動液は筐体の材料によって変えることになる。

ベーパーチャンバー筐体の製造方法は、例えば筐体がアルミ製である場合、金型を用いた鋳造（ダイカスト）により２枚の板を製作する。あるいは、プレス加工により製作し、フィンの部分は押出加工により製作することも可能である。

車載用として用いる場合の課題の一つがベーパーチャンバー筐体自体の強度である。気圧の高低差や温度の高低差にも耐えうるデバイスとするため、ベーパーチャンバー筐体はある程度の厚みが必要である。あるいは、ベーパーチャンバー内部の空間に補強用の柱を設ける、ことにより強度を保つことも可能である。また、ベーパーチャンバーの２枚の板の接合部の強度も課題の一つとなる。接合強度が低いと内部の作動液がリークし、機能を果たさなくなってしまう。そこで、例えば、ロウ付けやレーザ溶接、摩擦攪拌接合、などにより高強度の接合を得る。

ここで、ベーパーチャンバーの課題ともなる特徴について述べる。ベーパーチャンバーの高い熱拡散能力を維持し続けるために重要なことの一つが、ベーパーチャンバーの面内方向に微小なりとも温度差を確保し続けることである。高発熱部品を搭載した制御装置の場合、ベーパーチャンバーへの最大の熱容量を超えるほどの熱が流入すると、ベーパーチャンバー全体の温度は均一となる。

ベーパーチャンバーは、微小な温度差による作動液の相変化によって熱を拡散するため、温度差が無ければ熱輸送能力が低下してしまう。そこで、発熱量の極めて高い電子制御装置においては、ベーパーチャンバーとその熱を放熱するための電動ファンなどの動力を併用することがある。但し、前記してきたように、ファンの使用には静音性や機械的な信頼性などの課題もあるため、使用できない場合がある。

本実施形態によれば、フィン一体筐体にベーパーチャンバーを内蔵し、フィン一体ベーパーチャンバー１４とし、それを孔付きカバーで覆うことにより、ベーパーチャンバーの能力を発揮させた動力不要の高冷却システムを実現する。

図８は、発熱部品の発熱に対するベーパーチャンバーの効果を確認するために、３パターンの冷却システムについて行った熱流体解析結果である。３パターンとは、（ｉ）ヒートシンクとなる筐体を、フィン一体ベーパーチャンバーとした場合、（ｉｉ）通常のフィン一体筐体にファンを併用した場合、（ｉｉｉ）本発明構造であるフィン一体ベーパーチャンバーに孔付きカバーを併用した場合、である。

（ｉ）のフィン付きベーパーチャンバー筐体の場合、発熱部品Ｂの接合部温度を最大定格温度以下に抑えることができなかった。一方、（ｉｉ）の通常のフィン一体筐体＋ファンの冷却効果は高く、発熱部品Ｂの接合部温度は最大定格温度に対して十分低減することが可能となった。本発明構造である（ｉｉｉ）のフィン一体ベーパーチャンバー筐体＋孔付きカバーの場合、（ｉｉ）のファン併用には及ばないものの、すべての発熱部品の接合部温度を最大定格温度以下に抑えることが可能となった。これは、高熱伝導性を持つベーパーチャンバーと孔付きカバーを併用したことに因る。

本発明の実施形態によれば、フィン一体ベーパーチャンバーと孔付きカバーの併用により、高冷却システムを実現する。

発熱部品７から放熱材１２を介し、フィン一体ベーパーチャンバーへ伝達された熱は、ベーパーチャンバーの面内方向に広範囲に拡げられる。広範囲とは、フィン一体ベーパーチャンバー１４の全体である。通常のフィン一体筐体と比べて、熱伝導面積が大幅に広がるため、発熱部品７からの放熱量が大幅に増大する。

さらに、カバー１の孔によってカバー１とフィン一体ベーパーチャンバーとの間に起こされた空気の対流により、フィン一体ベーパーチャンバーの表面は冷やされる。これにより、ベーパーチャンバーの面内方向には温度差ができ、ベーパーチャンバーの熱拡散能力を持続させることが可能となる。その結果、発熱部品７からの放熱量を増大させ、発熱部品７の接合部温度を大幅に下げることが可能となる。つまり、第１の実施形態の電子制御装置よりもさらに高いレベルの冷却システムを持った電子制御装置を提供することが可能となる。

その結果、カバー１とフィン一体ベーパーチャンバー１４の間の空気の自然対流によりベーパーチャンバー内の作動液の相変化が促進されることで、電子制御装置の静音性を確保しつつ冷却性能をさらに向上することができる。

なお、フィン一体ベーパーチャンバー１４は、フィン一体筐体とベーパーチャンバーが一体化されているため、フィンとベーパーチャンバーの相乗効果により冷却性能が良好となる。また、部品点数を低減することもできる。

（第３の実施形態）
カバー１の孔の位置は複数考えられる。図９は、第１～第２の実施形態とは孔の位置が異なるカバーの裏側（フィン一体筐体と相対する側）の概観図である。本実施形態では、カバー１の同一面上（ここでは天面）に排気となる孔(１５ or １６ or １７)、吸気となる孔(１５ or １６ or １７)を形成する。熱源により近い位置に設置した孔が排気孔、熱源からより遠い位置に設置した孔が吸気孔となる。

本実施形態では、排気孔及び吸気孔は、カバー１の厚み方向に対して、平行もしくは角度を有して形成される。吸気孔は、カバー１の天面部に形成される。これにより、例えば、排気孔及び吸気孔の加工が容易となる。

カバー１とフィン一体筐体３との間で、暖められた空気１３が排気孔から流出し、上昇気流によってカバー１の天面から離れた上部（空間）へ登っていく。代わって、カバー１の天面から離れた上部より冷たい空気が押し出され、カバー１の天面に形成された吸気孔より流入する。この一連のサイクルにより、空気１３の自然対流が生じる。ここで、排気孔は熱源となる発熱部品の真上ではなく、ずらした位置の方が、空気の対流が発熱部品の真上に位置する筐体表面に効率よく当たり、冷却効果を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、電子制御装置の下面および側面から外気を取り込むことが不可能な場合でも、カバー１の天面のみを使って空気の排気、吸気を行うことが可能となる。これにより、設置の制約の無い電子制御装置を提供することが可能となる。

（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態を示す電子制御装置の概観図である。フィン一体筐体３のフィンの延伸方向に対して直角となる面１８、面１９の長さを－Ｚ方向に長く伸ばした構造としている。図１１は図１０の電子制御装置を裏側から見た概観図と、面１９の先端部分の拡大図である。面１８と面１９のそれぞれの内部には吸気孔となる孔を複数形成している。

図１０に示すように、電子制御装置は、フィン一体筐体３（筐体）に嵌合する筐体ケース４を備え、カバー１の側面部の先端面は、筐体ケース４の底面Ｓ３よりもカバー１の天面部から離れている。

本実施形態によれば、吸気孔の入り口を延長し、筐体から離すことにより、より低い温度の空気を吸い込むことが可能となる。また、吸気孔と排気孔での空気の温度差を拡大するため、圧力差が大きくなる。エネルギー保存則により空気の流速の差も拡大し、対流の速度が大きくなる。この結果、冷却効果の高い電子制御装置の提供が可能となる。

（第５の実施形態）
フィン一体筐体３または、フィン一体ベーパーチャンバー１４のフィンの形状は、カバーと平行となる面の所定の方向へ延伸する形状以外にも考え得る。図１２に示すように、筐体の上面に対して鉛直方向に延伸する、例えばピン形状のフィンでも良い。すなわち、フィンは柱状でも良い。これにより、表面積がさらに大きくなり、冷却性能をさらに向上することができる。なお、ピンの形状は、円柱、角柱に限定されず、種々の形状を採用することができる。

本実施形態によれば、ピン形状のフィンの場合、空気の自然対流によって生じた風が当たるフィンの面積が大きくなる。この結果、放熱効果を向上させた電子制御装置の提供が可能となる。

（第６の実施形態）
カバー１に形成する排気孔および吸気孔は、その孔径が小さすぎても大きすぎても冷却効果を向上させることが難しい。図１３に示すように、前記カバー１に形成された孔の直径をＺ３、カバーとフィンの距離をＺ１、フィンの高さをＺ２としたときに、Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たし、さらに、０＜Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２であることが望ましい。つまり、孔の径を、孔の外部の空間よりも十分に小さく形成する。

換言すれば、図１３に示すように、少なくとも、吸気孔としての孔(２)８および孔(３)９の直径をＺ３、カバー１とフィン５との間の距離をＺ１、フィン５の高さをＺ２としたときに、Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たす。また、０＜Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たすことが好ましい。

この結果、ベルヌイの定理により、孔の出入口近傍の流速を増大することが可能となり、空気１３の自然対流が活発に起きる。この結果、自然対流による冷却効果を向上させることが可能となる。

（第７の実施形態）
カバー１に形成する孔の形状は、図１４に示すように、丸もしくは角を有する形状とすることが望ましい。換言すれば、排気孔としての孔(１)２及び吸気孔としての孔(２)８および孔(３)９の断面の形状は、円形又は多角形である。

例えば、丸の形状の場合は、空気が孔を通過する際の音の発生の懸念が無い、静音性を保った電子制御装置の提供が可能となる。

一方、孔の形状を、角を有する形状とした場合、孔を通過した後の空気の対流は乱流となる。自然対流の乱流では、流体の粘性を表すレイノルズ数が増大する。乱流のレイノルズ数は、流体の特性を表すヌセルト数に比例関係を持つ。ヌセルト数とは流体の熱伝達率と熱伝導率の比であり、熱伝達率に比例する。よって、自然対流のレイノルズ数が増大し乱流となると、流体の熱伝達率が増大する。この結果、フィン一体筐体３あるいはフィン一体ベーパーチャンバー１４の表面の熱の空気への熱伝達量が増大し、さらに冷却効果を向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。

（１）．基板に実装される発熱体と、前記発熱体と中間部材を介して熱的に接触する筐体と、前記筐体を覆うようにカバーを備え、前記カバーは、上面もしくは側面に形成された吸気孔および排気孔を有し、前記排気孔は熱源により近い位置に形成され、前記吸気孔は熱源から離れた位置に形成された、電子制御装置。

（２）．前記筐体は、前記カバーと対向する面にフィンを一体で備えフィン一体筐体とした（１）に記載の電子制御装置。

（３）．前記筐体は、前記フィンと一体に形成されたベーパーチャンバーを備える（１）に記載の電子制御装置。

（４）．前記カバーの孔の位置は、カバーの上面と側面，もしくはカバーの上面のみに形成されている（１）もしくは（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（５）．前記フィン一体筐体のフィン形状は，筐体の上面に対して平行となる所定の方向に延伸する形状であり、前記カバーの孔は、フィンの同一延伸線上の２ヶ所以上の異なる位置に形成される（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（６）．前記フィン一体筐体のフィン形状は、筐体の上面に対して鉛直方向に延伸する形状であり、前記カバーの孔の一部または全部は、（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（７）．前記カバーに形成された孔の直径をＺ３、カバーとフィンの距離をＺ１、フィンの高さをＺ２としたときに、Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たす（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（８）．前記カバーの孔の直径Ｚ３は、０＜Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２である（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（９）．前記カバーの孔の形状は、丸もしくは角を有する形状である（１）もしくは（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（１０）．前記カバーの孔は、カバーの厚み方向に対して、平行もしくは角度を有して形成されている（１）もしくは（２）、もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（１１）．前記カバーの孔は、側面視および上面視においてフィンの突起とは重ならない位置に形成されている（２）もしくは（３）に記載の電子制御装置。

（１）－（１１）によれば、循環冷却水や電動ファンなどの動力を使用せずに空気の自然対流による高冷却性能を提供することを可能とする。自然対流は、筐体を覆うように設けたカバーに作り込んだ吸気孔および排気孔により発生させる。このため、流量および流速を予め設計することが可能であり、使用途中で冷却性能の変化が極めて小さい信頼性の高い冷却システムを実現する。また、動力を使用しないため、故障や騒音などの課題を解決し、さらに小型化・低コスト化を実現する。

１カバー
２孔(１)
３フィン一体筐体
４筐体ケース
５フィン
６回路基板
７発熱部品
８孔(２)
９孔(３)
１０フィンの延伸方向に直角
１１フィンの延伸方向に平行
１２放熱材
１３空気
１４フィン一体ベーパーチャンバー
１５孔(４)
１６孔(５)
１７孔(６)
１８フィン一体筐体３のフィンの延伸方向に対して直角な面(１)
１９フィン一体筐体３のフィンの延伸方向に対して直角な面(２)
２０孔(７)

Claims

基板と、
前記基板に実装される発熱体と、
前記発熱体に接し、前記発熱体の熱を伝導する熱伝導材と、
前記熱伝導材に接し、前記基板を覆う第１筐体部材と、
前記第１筐体部材を覆うカバーと、を備え、
前記カバーは、吸気孔および排気孔を有し、
前記排気孔は、前記第１筐体部材に対向する前記カバーの天面部において前記吸気孔より前記発熱体に近い位置に形成され、
前記吸気孔は、前記カバーの側面部又は前記天面部において前記排気孔より前記発熱体から離れた位置に形成され、
前記第１筐体部材の前記カバー側の面に、複数のフィンが設けられ、
前記排気孔及び前記吸気孔は、隣接する前記フィンの間の溝に沿った位置に形成される
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記第１筐体部材は、
前記発熱体から前記熱伝導材を介して熱が伝わるベーパーチャンバーを有する
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記フィンは板状である
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記フィンは柱状である
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記吸気孔の直径をＺ３、前記カバーと前記フィンとの間の距離をＺ１、前記フィンの高さをＺ２としたときに、Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たす
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記吸気孔の直径をＺ３、前記カバーと前記フィンとの間の距離をＺ１、前記フィンの高さをＺ２としたときに、０＜Ｚ３≦Ｚ１＋Ｚ２の関係を満たす
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記排気孔及び前記吸気孔の断面の形状は、
円形又は多角形である
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記排気孔は、
隣接する前記フィンの間の溝の上に位置し、
前記吸気孔及び前記排気孔の中心線は、
１つの平面に含まれる
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記吸気孔は、
前記カバーの側面部に形成され、
前記吸気孔の入り口は、
前記カバーの前記側面部の先端面に位置する
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記吸気孔は、
Ｌ字状である
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項９に記載の電子制御装置であって、
前記第１筐体部材に嵌合する第２筐体部材を備え、
前記カバーの前記側面部の前記先端面は、
前記第２筐体部材の底面よりも前記カバーの天面部から離れている
ことを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記フィンは、
前記第１筐体部材の長手方向に沿って設けられる
ことを特徴とする電子制御装置。