JP7709902B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

自動車等の車両には、例えば、エンジン制御用、モータ制御用等の電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されている。このような車載用の電子制御装置は、通常、発熱部品が搭載された回路基板を備えている。発熱部品は、例えば、電子回路等のように発熱量の多い電子部品である。上述した電子制御装置では、発熱部品や回路基板を保護するために、回路基板を筐体の内部に収容する必要がある。このため、発熱部品が発生する熱を如何に効率良く筐体の外部に逃がすかが重要になる。

特許文献１には、発熱部品の冷却構造として、筐体の金属板に向かって送風する冷却ファンを筐体の内部に設けるとともに、回路基板に搭載された発熱部品と筐体の金属板とを熱伝導体で接続した構造が記載されている。特許文献１に記載された技術では、本来の冷却ファンでは冷却しにくい箇所に発熱部品が配置されている場合でも、効率良く確実に発熱部品を冷却できるように、本来の冷却ファンとは別に筐体の内部に冷却ファンを増設している。

特開２０１２－２２７３５０号公報

特許文献１に記載された技術では、筐体の金属板と対向する状態で筐体の内部に冷却ファンを配置し、この冷却ファンからの風が金属板にぶつかるように送風している。このため、冷却ファンから送り出された空気の流れが金属板にぶつかって強制的に曲げられ、この影響でファン性能が低下し、発熱部品を効率良く冷却できない恐れがある。また、増設する冷却ファンは、筐体の吸気孔に取り付けられた本体の冷却ファンとは別に、筐体の内部に配置されている。このため、筐体の吸気孔から筐体内に塵埃などの異物が侵入し、この異物が冷却ファンによって巻き上げられて回路基板や発熱部品等の表面に付着し、電子制御装置の動作に悪影響を与える恐れがある。

本発明の目的は、ファン性能を低下させることなく、ファンの送風領域から離れた位置に配置された発熱部品を含む複数の発熱部品を効率良く冷却することができる電子制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、たとえば、特許請求の範囲に記載された構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一つを挙げるならば、第一のボスおよび第二のボスを含む複数のボスが内面に設けられた筐体と、筐体の内部空間に収容される回路基板と、回路基板上に搭載され、第一のボスを介して筐体と熱的に接続される第一の発熱部品と、回路基板上に搭載され、第二のボスを介して筐体と熱的に接続される第二の発熱部品と、筐体の外面に形成された複数の放熱フィンと、筐体の外面に搭載され、放熱フィンに向けて送風するファンと、を備える電子制御装置であって、筐体の内面には、回路基板側に突出する第一の凸部が設けられ、筐体において、第一の発熱部品の搭載位置直上部分の領域を第一の領域、第二の発熱部品の搭載位置直上部分の領域を第二の領域、ファンの送風方向における第一の領域とファンとの間の領域を第三の領域としたときに、第一の凸部の一端側は、第二のボスと接続する状態に配置され、第一の凸部の他端側は、第二の発熱部品が発生する熱を第三の領域へ輸送するように第三の領域に向かって延在している。

本発明によれば、ファン性能を低下させることなく、ファンの送風領域から離れた位置に配置された発熱部品を含む複数の発熱部品を効率良く冷却することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図である。 図１に示す電子制御装置の上面図である。 図２に示す電子制御装置のＩ－Ｉ線断面図である。 図２に示す電子制御装置のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図１に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。 第２実施形態に係る電子制御装置を図２のＩ－Ｉ線位置で断面した状態を示す図である。 第２実施形態に係る電子制御装置を図２のＩＩ－ＩＩ線位置で断面した状態を示す図である。 第２実施形態における伝熱部材の第１配置例を示す図である。 第２実施形態における伝熱部材の第２配置例を示す図である。 第３実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 図１０に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。 第４実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 第５実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 図１３に示す電子制御装置のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図１３に示す電子制御装置のＶ－Ｖ線断面図である。 図１３に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。 第６実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 第７実施形態に係る電子制御装置の上面図である。 図１８に示す電子制御装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電子制御装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示す電子制御装置の上面図である。また、図３は、図２に示す電子制御装置のＩ－Ｉ線断面図であり、図４は、図２に示す電子制御装置のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

図１～図４に示すように、電子制御装置１００は、筐体１と、回路基板３と、第一の発熱部品４ａと、第二の発熱部品４ｂと、複数の放熱フィン８と、ファン１０と、を備えている。

筐体１は、平面視四角形に形成されている。筐体１は、上部筐体１ａと下部筐体１ｂとによって構成されている。上部筐体１ａと下部筐体１ｂは、例えば、図示しないネジ等の締結部材により固定されている。上部筐体１ａと下部筐体１ｂは、筐体１の内部に所定の空間を形成するように組み付けられている。

図５は、図１に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。
図５に示すように、上部筐体１ａの下面には、第一のボス６ａと第二のボス６ｂと第一の凸部７aとが設けられている。上部筐体１ａの下面は、筐体１の内面に相当する。第一のボス６ａ、第二のボス６ｂおよび第一の凸部７ａは、いずれも上部筐体１ａの下面から回路基板３側に突出する状態で設けられている。上部筐体１ａは、好ましくは、アルミニウムやアルミニウム合金など、熱伝導性に優れた金属材料により形成されている。上部筐体１ａは、例えば、アルミダイキャストによって得られる鋳造品である。その場合は、上部筐体１ａをＡＤＣ１２によって形成することが望ましい。なお、上部筐体１ａは、アルミニウム等に限らず、例えば、鉄などの板金により形成することで低コスト化を図ることができ、あるいは樹脂材料等の非金属材料により形成することで軽量化を図ることもできる。下部筐体１ｂも同様に、アルミニウム等のほか、鉄などの板金、あるいは樹脂材料等の非金属材料により形成することができる。

筐体１の一辺には、１つまたは複数のコネクタ９や不図示のイーサネット（登録商標）ターミナルが配置されている。本実施形態においては、一例として、筐体１の一辺に２つのコネクタ９が配置されている。コネクタ９は、図示しない外部装置と電気的に接続するためのコネクタ、すなわち外部接続用のコネクタである。筐体１には、コネクタ９を挿通するための挿通部１２が形成され、この挿通部１２を通してコネクタ９の一部が筐体１の外側に臨むように配置されている。挿通部１２は、コネクタ９を挿通可能な孔または切り欠きなどによって形成される。また、筐体１の上部筐体１ａには、挿通部１２を形成するための段付き部１４が一体に形成されている。段付き部１４は、上部筐体１ａの上面から突出する状態に形成されている。コネクタ９は、回路基板３に形成された配線パターン（図示せず）に接続されている。電子制御装置１００と外部装置（図示せず）との間では、コネクタ９やイーサネットターミナルを介して、電力の供給あるいは各種信号の送受信などが行われる。

回路基板３は、筐体１の内部空間に収容されている。筐体１の内部空間は、上部筐体１ａおよび下部筐体１ｂによって囲まれる空間である。上部筐体１ａのコーナー部には、回路基板３側に突出するボス２（図３、図４）が設けられている。ボス２は、上部筐体１ａと一体に形成されている。回路基板３は、図示しないネジにより筐体１のボス２に固定されている。回路基板３は、例えば、エポキシ樹脂等の有機材料により形成されるガラスエポキシ基板等によって構成される。回路基板３は、ＦＲ４(Flame Retardant Type 4)材料により形成することが好ましいが、金属材料を基材とするメタルコア基板等によって構成してもよい。回路基板３は、単層基板または多層基板とすることができる。

回路基板３には、マイクロコンピュータ等の半導体素子を含む発熱部品が複数搭載されている。複数の発熱部品は、回路基板３の上面に搭載され、半田等の接合材によって回路基板３に電気的かつ機械的に接続されている。本実施形態においては、回路基板３に搭載される複数の発熱部品の一例として、第一の発熱部品４ａおよび第二の発熱部品４ｂを挙げるが、回路基板３に搭載される発熱部品の個数は３個以上であってもよい。また、回路基板３には、図示しないコンデンサ等の受動素子も搭載される。さらに、回路基板３には、発熱部品４等とコネクタ９等とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）が形成されている。

第一の発熱部品４ａは、マイクロコンピュータやＣＰＵ（中央演算処理装置）等の半導体素子（半導体チップ）を樹脂で封止した半導体パッケージにより構成されている。第一の発熱部品４ａのパッケージ構造としてはＢＧＡ(Ball Grid Array)が好ましい。第一の発熱部品４ａの主要な放熱経路は、第一の発熱部品４ａの上面を経由する経路である。第一の発熱部品４ａは、発熱体である半導体素子の放熱を促すためのヒートスプレッダー等を有し、このヒートスプレッダー等が第一の発熱部品４ａの上面に露出する状態に配置されている。このため、第一の発熱部品４ａの放熱量は、半田ボールを経由して回路基板３へ放熱する経路よりも、ヒートスプレッダー等により上方に放熱する経路のほうが多くなる。

第一の発熱部品４ａ上には、第一の伝熱材５ａと第一のボス６ａとが設けられている。第一の伝熱材５ａとしては、グリース状、ジェル状、シート状など、さまざまな種類の材料を用いることができる。一般的に使用されている伝熱材はグリース状の熱伝導材であり、より具体的には、接着性を有する熱硬化樹脂や、低弾性を有する半硬化樹脂等である。第一の伝熱材５ａには、金属、カーボン、セラミック等により形成された、熱伝導性が良好なフィラーが含有されている。第一の伝熱材５ａは、回路基板３の熱による変形や振動、および製造時の公差に対して変形可能な柔軟性を有する材料によって形成することが好ましい。具体的には、例えば、セラミックフィラーが含有されたシリコン系樹脂を用いた半硬化樹脂により第一の伝熱材５ａを形成することが好ましい。第一の伝熱材５ａは、上述したヒートスプレッダー上に所定の厚みで積層されることにより、第一の発熱部品４ａと第一のボス６ａとを熱的に接続している。第一のボス６ａは、第一の発熱部品４ａの外形にあわせて四角形に形成されている。また、第一のボス６ａは、筐体１の厚み方向（高さ方向）において、第一の発熱部品４ａと上部筐体１ａとのギャップを埋めるために、上部筐体１ａの下面に凸状に設けられている。これにより、第一の発熱部品４ａが発生する熱は、第一の伝熱材５ａおよび第一のボス６ａを介して、筐体１の上部筐体１ａに伝えられる。また、上部筐体１ａに伝えられた第一の発熱部品４ａの熱は、ファン１０から放熱フィン８間に送風されることによる対流熱伝達により、筐体１の外部に放出されるように構成されている。

第二の発熱部品４ｂは、第一の発熱部品４ａと同様にマイクロコンピュータやＣＰＵ等の半導体素子を樹脂で封止した半導体パッケージにより構成されている。第一の発熱部品４ａのパッケージ構造としてはＢＧＡが好ましい。第二の発熱部品４ｂは、第一の発熱部品４ａと同様に、ヒートスプレッダー等を有している。このため、第二の発熱部品４ｂの主要な放熱経路は、第二の発熱部品４ｂの上面を経由する経路である。

第二の発熱部品４ｂ上には、第二の伝熱材５ｂと第二のボス６ｂとが設けられている。第二の伝熱材５ｂは、第二の発熱部品４ｂと第二のボス６ｂとを熱的に接続している。第二の伝熱材５ｂの詳細については、前述した第一の伝熱材５ａと同様であるため、説明を省略する。第二のボス６ｂは、第二の発熱部品４ｂの外形にあわせて四角形に形成されている。また、第二のボス６ｂは、筐体１の厚み方向において、第二の発熱部品４ｂと上部筐体１ａとのギャップを埋めるために、上部筐体１ａの下面に凸状に設けられている。これにより、第二の発熱部品４ｂが発生する熱は、第二の伝熱材５ｂおよび第二のボス６ｂを介して、筐体１の上部筐体１ａに伝えられる。

なお、第一の発熱部品４ａおよび第二の発熱部品４ｂのうち、少なくとも一方の発熱部品が有する半導体素子は、ギガビットイーサネット用ＩＣ(integrated circuit)やメモリＩＣ、電源ＩＣ等の半導体素子であってもよい。また、第一の発熱部品４ａおよび第二の発熱部品４ｂのうち、少なくとも一方の発熱部品のパッケージ構造は、例えば、ＱＦＰ(Quad Flat Package)やＱＦＮ(Quad Flat Non-leaded package)などでもよい。すなわち、第一の発熱部品４ａや第二の発熱部品４ｂのパッケージ構造は、特定の構造に限定されない。

第一の凸部７aは、上部筐体１ａの下面に凸形状の突起部として形成されている。ここで、第一の凸部７ａの配置について、図２および図５を参照しながら説明する。第一の凸部７ａは、複数の放熱フィン８と交差する方向（図２の左右方向）に直線的に長く延在している。第一の凸部７ａの長手方向において、第一の凸部７aの一端側は、図５に示すように第二のボス６ｂと接続する状態に配置されている。言い換えると、第一の凸部７ａの一端側は第二のボス６ｂと連続する位置に配置されている。第一の凸部７ａの他端側は、ファン１０と第一の発熱部品４ａとの間の領域に向かって延伸している。前述の通り、第一の凸部７aはダイキャスト等の鋳造により上部筐体１ａに一体に形成される。ただし、第一の凸部７aを上部筐体１ａとは別部材、例えばヒートパイプやベーパチャンバ、ＣｕやＡｌ等の高熱伝導率な金属材料からなる部材として作製し、この部材を上部筐体１ａに取り付けるようにしてもよい。

複数の放熱フィン８は、上部筐体１ａの上面に形成されている。上部筐体１ａの上面は、筐体１の外面に相当する。放熱フィン８は、上部筐体１ａを鋳造品によって構成する場合に、上部筐体１ａと一体に形成される。ただし、放熱フィン８を上部筐体１ａとは別部材として作製して上部筐体１ａに取り付けるようにしてもよい。この点は、第一のボス６ａおよび第二のボス６ｂについても同様である。

ファン１０は、空冷用のファンであり、図１のＦ方向に送風する。ファン１０は、上部筐体１ａの上面に搭載されている。このため、筐体１の内部で塵埃等の異物がファン１０の送風によって巻き上げられるおそれがない。上述した第一の凸部７ａは、上部筐体１ａの厚み方向において、ファン１０と反対側に配置されている。このため、第一の凸部７ａをどのような形状または配置にしても、第一の凸部７ａの存在がファン１０からの送風を妨げることはない。ファン１０は、コネクタ９が配置される筐体１の一辺に寄せて配置されている。具体的には、ファン１０は、段付き部１４に隣接する位置に配置されている。これにより、ファン１０は、コネクタ９の近傍に配置されている。このようにコネクタ９の近傍にファン１０を配置することにより、コネクタ９とファン１０を容易に配線することができると共に、配線の長さを短くすることができる。上部筐体１ａの上面に形成された複数の放熱フィン８のうち、一部の放熱フィン８は、ファン１０の搭載位置と干渉しないように、他の放熱フィン８よりも短く形成されている。また、ファン１０の送風方向Ｆには複数の放熱フィン８が配置されている。これらの放熱フィン８は、ファン１０の送風方向Ｆに沿って配置されている。このため、ファン１０から送り出された空気は、放熱フィン８間を流れる。

ファン１０は、冷媒である空気を循環させるための冷媒循環装置と見なすことができる。ファン１０は、好ましくは、遠心ファンまたはブロワファンである。遠心ファンまたはブロワファンであるファン１０は、吸い込んだ空気をファン内部で９０°曲げて排気するように構成される。このため、上部筐体１ａの上面にファン１０を密着させて搭載することにより、電子制御装置１００の低背化に寄与することができる。ただし、ファン１０は、遠心ファンやブロワファンに限らず、例えば軸流ファンでもよい。その場合は、軸流ファンから放熱フィン８間に空気を送り出せるよう、上部筐体１ａの上面との間に適度な隙間を設けて軸流ファンを搭載するとよい。

ここで、上部筐体１ａを複数の領域に分けて定義する。上部筐体１ａは、図２～図４に示すように、第一の領域Ａと、第二の領域Ｂと、第三の領域Ｃとを有する。これらの領域は、第一の発熱部品４ａ、第二の発熱部品４ｂ、ファン１０の搭載位置および送風方向によって分けられている。具体的には、第一の領域Ａは、第一の発熱部品４ａの搭載位置直上部分の領域である。第一の領域Ａに存在する放熱フィン８は、ファン１０から送り出される空気によって冷却される。つまり、第一の領域Ａは、強制空冷によって放熱されるように構成されている。第二の領域Ｂは、第二の発熱部品４ｂの搭載位置直上部分の領域である。第二の領域Ｂに存在する放熱フィン８は、主に自然空冷によって放熱されるように構成されている。第三の領域Ｃは、ファン１０の送風方向Ｆ（図１）における第一の領域Ａとファン１０との間の領域である。

第一の領域Ａは、ファン１０の送風方向Ｆに位置している。このため、第一の領域Ａは、第二の領域Ｂに比べて放熱効果が高い。電子制御装置１００の放熱効率を高めるには、第一の発熱部品４ａの発熱量は、第二の発熱部品４ｂの発熱量よりも多いことが好ましい。

前述した第一の凸部７aの配置について、領域に言い換えて記述すると、次のようになる。まず、第一の凸部７ａの一端側は、第二の領域Ｂと隣接する位置に配置されている。また、第一の凸部７ａの他端側は、第三の領域Ｃに向かって延在している。つまり、第一の凸部７ａは、第二の領域Ｂから第三の領域Ｃに向かって延伸している。これにより、第二の発熱部品４ｂが発生する熱は、第一の凸部７aを通して第三の領域Ｃへと輸送される。したがって、第一の凸部７ａを通して第三の領域Ｃへ輸送された第二の発熱部品４ｂの熱については、ファン１０から第三の領域Ｃに向かって送り出される空気を利用した対流熱伝達によって積極的に放熱することが可能である。

さらに、第三の領域Ｃは、ファン１０の送風方向Ｆにおいて、ファン１０と第一の領域Ａとの間、すなわち第一の領域Ａよりも上流側に位置している。このため、ファン１０から送り出される空気は、第一の発熱部品４ａの熱を奪って温められる前の冷えた状態、すなわち冷風のまま第三の領域Ｃに供給される。したがって、第二の発熱部品４ｂの直上に位置する第二の領域Ｂと、ファン１０からの送風（冷風）を受ける第三の領域Ｃとの間では温度勾配が大きくなり、この温度勾配によって第一の凸部７ａにおける熱移動が促進される。よって、第二の発熱部品４ｂの熱を筐体１の外部に効率良く放出することができる。一方、第一の発熱部品４ａの直上に位置する第一の領域Ａには、ファン１０から送り出される空気が供給される。よって、第一の発熱部品４ａの熱を効率良く筐体１の外部に放出することができる。

なお、図２においては、第二の領域Ｂから第三の領域Ｃへの熱輸送を効率的に行うための好ましい例として、第一の凸部７ａの他端側が第三の領域Ｃを横切る状態に配置されているが、これに限らず、第一の凸部７ａの他端は第三の領域Ｃ内に配置されていてもよいし、第三の領域Ｃの手前に配置されていてもよい。すなわち、第一の凸部７ａは、第二の発熱部品４ｂが発生する熱を第三の領域Ｃへ輸送するように第三の領域Ｃに向かって延在していればよい。第一の凸部７ａの他端を第三の領域Ｃの手前に配置した場合は、第一の凸部７ａが第三の領域Ｃに存在せず、第三の領域Ｃの直下で回路基板３上に空き領域が確保される。このため、回路基板３上において、第一の発熱部品４ａを動作させるために必要な電子部品（たとえば、背の高い部品など）を、上記空き領域を利用して第一の発熱部品４ａの近くに配置することができる。

また、図２においては、第一の凸部７ａを直線状に形成しているが、これに限らず、コンデンサ等の背が低い電子部品と干渉しないように第一の凸部７ａを部分的に曲げて形成してもよい。また、上部筐体１ａの下面を基準とした第一の凸部７ａの突出寸法を部分的に大きくまたは小さくしてもよい。

複数の放熱フィン８は、前述の通り上部筐体１ａの上面に形成されている。各々の放熱フィン８は、ファン１０の送風方向Ｆと直交する方向に一定の間隔で配置されている。放熱フィン８は、ファン１０から第一の領域Ａへ向けて送風が可能な直線状の流路を形成することが好ましい。このため、本実施形態においては、各々の放熱フィン８は、ファン１０の送風方向Ｆと平行に形成されている。これにより、ファン１０から送り出された空気は、第三の領域Ｃおよび第一の領域Ａを順に通過するように、放熱フィン８に沿ってスムーズに流れる。このため、ファン性能を低下させることなく、第一の発熱部品４ａを冷却することができる。

なお、放熱フィン８の形状やサイズは、図１および図２に示す形状およびサイズに限らず、任意に変更可能である。放熱フィン８の形状等の変更例については後段でも詳しく述べる。ここで、ファン１０からの送風によって強制空冷される領域を強制空冷領域Ｄとし、第二の発熱部品４ｂの搭載位置を囲む領域でかつ自然空冷される領域を自然空冷領域Ｅとする。そうした場合、強制空冷領域Ｄは、第一の領域Ａおよび第三の領域Ｃを含む領域となり、自然空冷領域Ｅは、第二の領域Ｂを含む領域となる。

強制空冷領域Ｄにおける放熱フィン８の間隔は、自然空冷領域Ｅにおける放熱フィン８の間隔と同じか、それよりも狭いことが好ましい。その理由は次のとおりである。
まず、強制空冷領域Ｄにおける放熱フィン８の間隔を狭くすると、放熱フィン８による放熱面積が広く確保されるため、強制空冷領域Ｄでの放熱量を増やすことができる。これに対し、自然空冷領域Ｅにおける放熱フィン８の間隔を狭くすると、自然対流による空気が放熱フィン８の奥側（上部筐体１ａの上面に近い側）に入り込みにくくなる。このため、強制空冷領域Ｄおよび自然空冷領域Ｅの両方で効率良く放熱するには、強制空冷領域Ｄにおける放熱フィン８の間隔を、自然空冷領域Ｅにおける放熱フィン８の間隔と同じか、それよりも狭くするとよい。

以上説明したように、第１実施形態においては、上部筐体１ａの下面に第一の凸部７ａが設けられている。そして、第一の凸部７ａの一端側は第二のボス６ｂと接続する状態に配置され、第一の凸部７ａの他端側は、第二の発熱部品４ｂが発生する熱を第三の領域Ｃに輸送するように、第二の領域Ｂから第三の領域Ｃに向かって延在している。これにより、ファン１０の送風領域（強制空冷領域Ｄ）に配置された第一の発熱部品４ａと、ファン１０の送風領域から離れた位置に配置された第二の発熱部品４ｂの両方を、ファン性能を低下させることなく、効率良く冷却することができる。また、ファン１０の送風領域から離れた位置に配置された第二の発熱部品４ｂを効率良く冷却できるようになることで、回路基板３上における第二の発熱部品４ｂの配置の自由度を高めることができる。

また、第１実施形態において、第一の発熱部品４ａと第一のボス６ａは、第一の伝熱材５ａによって接続され、第二の発熱部品４ｂと第二のボス６ｂは、第二の伝熱材５ｂによって接続されている。これにより、第一の発熱部品４ａが発生する熱を、第一の伝熱材５ａおよび第一のボス６ａを介して、効率良く上部筐体１ａに伝えることができる。同様に、第二の発熱部品４ｂが発生する熱を、第二の伝熱材５ｂおよび第二のボス６ｂを介して、効率良く上部筐体１ａに伝えることができる。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係る電子制御装置を図２のＩ－Ｉ線位置で断面した状態を示す図であり、図７は、第２実施形態に係る電子制御装置を図２のＩＩ－ＩＩ線位置で断面した状態を示す図である。
図６および図７に示すように、第２実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第１実施形態の構成（図３、図４）と比較して、回路基板３と第一の凸部７ａとの間に伝熱部材１１が設けられている点が異なる。伝熱部材１１は、第一の凸部７ａと回路基板３とを熱的に接続する部材である。回路基板３の上面には、レジスト等によって覆われていない金属部分が露出し、この金属部分に伝熱部材１１が接触している。

伝熱部材１１は、前述した伝熱材５と同様にグリース状の熱伝導材によって構成してもよいし、スポンジ材の周りに導電性の不織布が巻かれたガスケット等によって構成してもよい。伝熱部材１１は、熱伝導性に加えて柔軟性（弾性）を有していることが好ましい。伝熱部材１１が柔軟性を有することにより、第一の凸部７ａと回路基板３の両方に伝熱部材１１を確実に密着させることができる。また、回路基板３の熱による変形や振動、および製造時の公差を、伝熱部材１１の変形によって吸収することができる。

伝熱部材１１は、図８に示すように、第一の凸部７ａの長手方向に沿って線状に連続して形成されていてもよいし、図９に示すように、第一の凸部７ａの長手方向に間隔をあけて点状に形成されていてもよい。伝熱部材１１を線状に形成する構成では、回路基板３と第一の凸部７ａに対する伝熱部材１１の接触面積を広く確保することができる。このため、回路基板３の熱を効率良く第一の凸部７ａに伝えることができる。伝熱部材１１を点状に形成する構成では、回路基板３の実装密度の都合によって伝熱部材１１を小さいパーツに分ける必要がある場合でも柔軟に対応することができる。伝熱部材１１の幅は、上記の接触面積を広く確保するうえでは第一の凸部７ａの幅と同じであることが好ましい。ただし、伝熱部材１１の幅は、第一の凸部７ａの幅より狭くてもよい。伝熱部材１１の幅とは、第一の凸部７ａの短手方向における伝熱部材１１の寸法をいい、第一の凸部７ａの幅とは、第一の凸部７ａの短手方向の寸法をいう。

なお、図９において、第一の凸部７ａの長手方向における伝熱部材１１の間隔は、一定の間隔でもよいし、場所によって異なっていてもよい。また、第一の凸部７ａの長手方向に並ぶ各々の伝熱部材１１のサイズも、一定のサイズでもよいし、場所によって異なっていてもよい。

第２実施形態においては、第一の凸部７ａと回路基板３との間に伝熱部材１１を設けることにより、第一の発熱部品４ａおよび第二の発熱部品４ｂを除く、他の発熱部品（不図示）および回路基板３上の熱が、伝熱部材１１を通して第一の凸部７ａに伝導しやすくなる。よって、電子制御装置１００の放熱性を向上させることができる。また、回路基板３の熱による変形や振動、および製造時の公差を、伝熱部材１１の変形によって吸収することができる。このため、高い信頼性を有する電子制御装置１００を提供することができる。

＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る電子制御装置の上面図であり、図１１は、図１０に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。
図１０および図１１に示すように、第３実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第１実施形態の構成（図２、図５）と比較して、第一の凸部７ａの形状が異なる。第一の凸部７ａの長手方向において、第一の凸部７ａの一端側（図１１の左側）は第二のボス６ｂの２つの辺に接続する状態で配置されている。また、第一の凸部７ａは、第一のボス６ａと干渉しないように、第二の領域Ｂから第三の領域Ｃに向かって徐々に幅が狭くなるように形成されている。また、第一の凸部７ａの他端側は、上述した第１実施形態と同様に、第二の領域Ｂから第三の領域Ｃに向かって延在している。また、第一の凸部７ａの他端側は、第三の領域Ｃを横切る状態に配置されている。

第３実施形態においては、第一の凸部７ａの一端側を第二のボス６ｂの２つの辺に接続するように配置することにより、上述した第１実施形態の構成に比べて、第二の発熱部品４ｂの熱を第二のボス６ｂから第一の凸部７ａに効率良く伝えることができる。また、第一の凸部７ａの一端側を幅広に形成しているため、第１実施形態の構成に比べて、第一の凸部７ａの面積が広くなる。このため、第二の発熱部品４ｂの熱を第三の領域Ｃへ輸送する際の熱抵抗が低くなる。したがって、第二の発熱部品４ｂの熱を第一の凸部７ａを通して第三の領域Ｃへ輸送しやすくなる。よって、電子制御装置１００の放熱性を向上させることができる。

なお、図１１においては、第一の凸部７ａの一端側を第二のボス６ｂの２つの辺に接続するように配置しているが、これに限らず、第一の凸部７ａの一端側を第二のボス６ｂの３つの辺または４つの辺に接続するように配置してもよい。また、第一の凸部７ａの形状は、第一の凸部７ａの一端側が第二のボス６ｂの２辺以上に接続し、かつ、第一の凸部７ａの他端側が第一のボス６ａと干渉しない形状であれば、どのような形状であってもよい。また、電子制御装置１００の放熱性を向上させるうえでは、第一の凸部７ａはサイズが大きいほど好ましい。

＜第４実施形態＞
図１２は、第４実施形態に係る電子制御装置の上面図である。
図１２に示すように、第４実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第１実施形態の構成（図２）と比較して、複数の放熱フィン８の向きが異なる。以下、詳しく説明する。

まず、上部筐体１ａの上面に形成された複数の放熱フィン８のうち、第一の領域Ａ側に配置された放熱フィン８ａは、上記第１実施形態と同様にファン１０の送風方向に沿う向きに配置されている。これに対し、第二の領域Ｂ側に配置された放熱フィン８ｂは、第一の領域Ａ側に配置された放熱フィン８ａと異なる角度で配置されている。また、第二の領域Ｂの近傍に配置された放熱フィン８ｂは、ファン１０の送風領域である強制空冷領域Ｄに向けて、放熱フィン８ａとは異なる角度で配置されている。また、第二の領域Ｂの近傍に配置された放熱フィン８ｂを含めて、自然空冷領域Ｅに配置された放熱フィン８ｂは、ファン１０の送風方向Ｆ（図１）と直交する向きに配置されている。言い換えると、図１２において、第一の領域Ａ側に配置された放熱フィン８ａは縦向きに配置され、第二の領域Ｂ側に配置された放熱フィン８ｂは横向きに配置されている。

第４実施形態においては、第二の領域Ｂの近傍に配置された放熱フィン８ｂを、第三の領域Ｃを含む強制空冷領域Ｄに向けて、放熱フィン８ａとは異なる角度で配置することにより、第二の発熱部品４ｂから上部筐体１ａに伝えられた熱の分布が放熱フィン８ｂに沿って強制空冷領域Ｄ側に広がる。このため、第二の発熱部品４ｂの熱を効率良く強制空冷領域Ｄへ輸送することができる。また、第二の領域Ｂの近傍に配置された放熱フィン８ｂや強制空冷領域Ｄと隣り合う位置に配置された放熱フィン８ｂを含めて、自然空冷領域Ｅに配置されたすべての放熱フィン８ｂを、図１２に示すように、一様に横向きに配置することにより、自然空冷領域Ｅに搭載された発熱部品（第二の発熱部品４ｂを含む）の放熱性を向上させることができる。

なお、図１２においては、自然空冷領域Ｅに配置されたすべての放熱フィン８ｂを横向きに配置しているが、これに限らず、第二の領域Ｂの近傍に配置された放熱フィン８ｂのみを横向きに配置してもよいし、強制空冷領域Ｄと隣り合う位置に配置された放熱フィン８ｂのみを横向きに配置してもよい。また、放熱フィン８ｂの向きは、ファン１０の送風方向Ｆと直交する向きに限らず、放熱フィン８ｂが強制空冷領域Ｄに向かって形成されていればよい。

＜第５実施形態＞
図１３は、第５実施形態に係る電子制御装置の上面図である。また、図１４は、図１３に示す電子制御装置のＩＶ－ＩＶ線断面図であり、図１５は、図１３に示す電子制御装置のＶ－Ｖ線断面図である。また、図１６は、図１３に示す電子制御装置が備える上部筐体の下面図である。
図１３～図１６に示すように、第５実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第１実施形態の構成（図１～図５）と比較して、筐体１に第二の凸部７ｂが設けられている点が異なる。第二の凸部７ｂは、上部筐体１ａの下面に設けられている。また、第二の凸部７ｂは、上部筐体１ａの下面から回路基板３側に突出する状態で設けられている。すなわち、第二の凸部７ｂは、上部筐体１ａの下面に凸形状の突起部として形成されている。第二の凸部７ｂは、図１６に示すように直角に曲がった形状、すなわちＬ字形に形成されている。

第二の凸部７ｂの一端側は、第二のボス６ｂと接続する状態に配置されている。言い換えると、第二の凸部７ｂは、第二のボス６ｂと連続する位置に配置されている。また、第一の凸部７ａの一端側は、第二のボス６ｂの一辺に接続しており、これと反対側に位置する第二のボス６ｂの他辺に第二の凸部７ｂの一端が接続されている。つまり、第一の凸部７ａの一部と第二の凸部７ｂの一部は、第二のボス６ｂを介して連続するように配置されている。これにより、第二の発熱部品４ｂから第二のボス６ｂへと伝えられる熱を、第一の凸部７ａと第二の凸部７ｂの両方に逃がすことができる。

第二の凸部７ｂの他端側は、ファン１０の送風方向（図１）において第一の領域Ａの下流側まで延在している。これにより、ファン１０からの送風によって第二の凸部７ｂの他端側を直接、冷却することができる。また、第二の凸部７ｂの他端は、第三の領域Ｃおよび第一の領域Ａと比べて、ファン１０から遠い位置に配置されている。また、図１３に示すように、第二の凸部７ｂにおけるファン１０との最接近点とファン１０との距離Ｌ１は、第一の凸部７ａにおけるファン１０との最接近点とファン１０との距離Ｌ２よりも長くなっている。これにより、ファン１０から空気を送り出した場合に、第一の凸部７ａの他端側を第二の凸部７ｂの他端側よりも優先的に冷却することができる。また、図１４に示すように、ファン１０の送風方向Ｆにおいて、第一の凸部７ａと第一のボス６ａとは第一の間隔Ｇ１をあけて配置され、第二の凸部７ｂと第一のボス６ａとは第二の間隔Ｇ２をあけて配置されている。これにより、第一の凸部７ａおよび第二の凸部７ｂを通して強制空冷領域に輸送される第二の発熱部品４ｂの熱と、強制空冷領域内で第一の領域Ａに搭載される第一の発熱部品４ａの熱との干渉を抑制することができる。

第５実施形態においては、上部筐体１ａの下面に第二の凸部７ｂを設けることにより、第二の発熱部品４ｂの熱を逃がすための放熱経路が増加する。さらに、第二の凸部７ｂの他端側はファン１０の送風によって冷やされる。このため、第二の領域Ｂの近傍に位置する第二の凸部７ｂの一端と強制空冷領域に位置する第二の凸部７ｂの他端との間では温度勾配が大きくなり、この温度勾配によって第二の凸部７ｂにおける熱移動が促進される。よって、第二の発熱部品４ｂの熱を効率良く強制空冷領域側に輸送することができる。

なお、第二の凸部７ｂは、第一の凸部７aと同様にダイキャスト等の鋳造により上部筐体１ａと一体に形成されているが、これに限らず、第二の凸部７ｂを上部筐体１ａとは別部材、例えばヒートパイプやベーパチャンバ、ＣｕやＡｌ等の高熱伝導率な金属材料からなる部材として作製して、この部材を上部筐体１ａに取り付けるようにしてもよい。

＜第６実施形態＞
図１７は、第６実施形態に係る電子制御装置の上面図である。
図１７に示すように、第６実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第５実施形態の構成（図１３）と比較して、上部筐体１ａの上面に形成された複数の放熱フィン８のうち、ファン１０の送風方向に配置された放熱フィン８の向きが異なる。
具体的には、ファン１０の送風方向に配置された複数の放熱フィン８のうち、所定の放熱フィン８ｃは、ファン１０の送風領域（強制空冷領域Ｄ）を第二の領域Ｂ側に拡張するように、ファン１０の送風方向に対して傾斜している。また、ファン１０の送風方向と直交する方向で隣り合う放熱フィン８ｃ間の間隔は、ファン１０から離れるにつれて徐々に大きくなっている。また、個々の放熱フィン８ｃに着目すると、放熱フィン８ｃの一端は第三の領域Ｃに配置され、放熱フィン８ｃの他端は、放熱フィン８ｃ自体の傾きによって放熱フィン８ｃの一端よりも自然空冷領域側（図１７の右側）に配置されている。

第６実施形態においては、ファン１０の送風方向に配置された放熱フィン８ｃの傾きにより、ファン１０の送風領域が第二の領域Ｂ側に拡張されるため、より広い範囲を対象に筐体１を強制空冷することができる。また、ファン１０の送風領域に配置される第二の凸部７ｂの面積が増えるため、上述した第５実施形態と比べて、自然空冷領域に搭載されている発熱部品（第二の発熱部品４ｂを含む）の熱を効率良く強制空冷領域Ｄに輸送することができる。また、放熱フィン８ｃは、ファン１０の送風口近傍に位置する第三の領域Ｃから角度をつけて斜めに形成されている。このため、ファン１０から放熱フィン８ｃ間に送り出された空気の多くを、第一の発熱部品４ａの搭載位置直上部分から逸れた位置に流すことができる。これにより、ファン１０の送風方向において第一の領域Ａよりも下流側には、第一の発熱部品４ａの熱を奪って温められた空気だけではなく、ファン１０から送り出された冷えた状態の空気を流すことができる。したがって、ファン１０からの送風によって第二の凸部７ｂの他端側を効率良く冷却することができる。また、第二の凸部７ｂを通して強制空冷領域Ｄに輸送される第二の発熱部品４ｂの熱と、強制空冷領域Ｄ内で第一の領域Ａに搭載される第一の発熱部品４ａの熱との干渉を抑制することができる。

＜第７実施形態＞
図１８は、第７実施形態に係る電子制御装置の上面図であり、図１９は、図１８に示す電子制御装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
図１８および図１９に示すように、第７実施形態に係る電子制御装置１００は、上述した第１実施形態の構成（図２、図４）と比較して、筐体１の上部筐体１ａに第三の凸部７ｃが設けられている点が異なる。第三の凸部７ｃは、放熱フィン８と共に上部筐体１ａの上面に設けられている。第三の凸部７ｃは、上部筐体１ａの厚み方向において、第一の凸部７ａと反対側に突出している。上部筐体１ａの上面を基準とする第三の凸部７ｃの突出寸法は、放熱フィン８の突出寸法と同一に設定されている。また、第三の凸部７ｃは、第二の領域Ｂの近傍から第三の領域Ｃの手前まで延在している。より具体的には、第三の凸部７ｃの長手方向において、第三の凸部７ｃの一端（図１８の右端）は、第一の凸部７ａの一端とほぼ同じ位置に配置され、第三の凸部７ｃの他端は、ファン１０の送風を阻害しないように第三の領域Ｃの直近に配置されている。また、第三の凸部７ｃは、第一の凸部７ａに沿って形成されている。なお、第三の凸部７ｃの方向や形状は図１８および図１９に示す例に限らず、必要に応じて変更可能である。例えば、第三の凸部７ｃの突出寸法を放熱フィン８の突出寸法よりも大きく設定することにより、第三の凸部７ｃによる熱輸送の効率を高めてもよい。

第７実施形態においては、上部筐体１ａに第三の凸部７ｃを設けることにより、第一の凸部７ａのみを設けた場合に比べて、第二の発熱部品４ｂの熱を第三の領域Ｃへ輸送するための断面積が大きくなる。これにより、第二の発熱部品４ｂの熱を第三の領域Ｃへ輸送する際の熱抵抗が低減するため、電子制御装置１００の放熱性を向上させることができる。また、第三の凸部７ｃは、第二の領域Ｂの近傍から第三の領域Ｃの手前まで延在しているが、第三の領域Ｃには設けられていない。このため、ファン１０の送風に悪影響を与えることなく（ファン性能を低下させることなく）、第三の凸部７ｃによる熱輸送が可能である。したがって、第一の発熱部品４ａの放熱性を維持したまま第二の発熱部品４ｂの放熱性を向上させことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。たとえば、上述した実施形態では、本発明の内容を理解しやすいように詳細に説明しているが、本発明は、上述した実施形態で説明したすべての構成を必ずしも備えるものに限定されない。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る。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、これを削除し、または他の構成を追加し、あるいは他の構成に置換することも可能である。

１…筐体、３…回路基板、４ａ…第一の発熱部品、４ｂ…第二の発熱部品、５ａ…第一の伝熱材、５ｂ…第二の伝熱材、６ａ…第一のボス、６ｂ…第二のボス、７ａ…第一の凸部、７ｂ…第二の凸部、７ｃ…第三の凸部、８，８ａ，８ｂ，８ｃ…放熱フィン、９…コネクタ、１０…ファン、１１…伝熱部材、１００…電子制御装置、Ａ…第一の領域、Ｂ…第二の領域、Ｃ…第三の領域、Ｆ…送風方向、Ｇ１…第一の間隔、Ｇ２…第二の間隔

Claims (15)

1. 第一のボスおよび第二のボスを含む複数のボスが内面に設けられた筐体と、
   前記筐体の内部空間に収容される回路基板と、
   前記回路基板上に搭載され、前記第一のボスを介して前記筐体と熱的に接続される第一の発熱部品と、
   前記回路基板上に搭載され、前記第二のボスを介して前記筐体と熱的に接続される第二の発熱部品と、
   前記筐体の外面に形成された複数の放熱フィンと、
   前記筐体の外面に搭載され、前記放熱フィンに向けて送風するファンと、
   を備える電子制御装置であって、
   前記筐体の内面には、前記回路基板側に突出する第一の凸部が設けられ、
   前記筐体において、前記第一の発熱部品の搭載位置直上部分の領域を第一の領域、前記第二の発熱部品の搭載位置直上部分の領域を第二の領域、前記ファンの送風方向における前記第一の領域と前記ファンとの間の領域を第三の領域としたときに、
   前記第一の凸部の一端側は、前記第二のボスと接続する状態に配置され、
   前記第一の凸部の他端側は、前記第二の発熱部品が発生する熱を前記第三の領域へ輸送するように前記第三の領域に向かって延在している
   電子制御装置。
2. 前記第一の凸部の一端側は、前記第二のボスの少なくとも２つの辺に接続するように配置されている
   請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記筐体の内面には、前記回路基板側に突出する第二の凸部がさらに設けられ、
   前記第二の凸部の一端側は、前記第二のボスと接続する状態で配置され、
   前記第二の凸部の他端側は、前記ファンの送風方向において前記第一の領域の下流側まで延在している
   請求項１に記載の電子制御装置。
4. 前記第一の凸部の一部と前記第二の凸部の一部は、前記第二のボスを介して連続するよう配置されている
   請求項３に記載の電子制御装置。
5. 前記第二の凸部における前記ファンとの最接近点と前記ファンとの距離は、前記第一の凸部における前記ファンとの最接近点と前記ファンとの距離よりも長い
   請求項３に記載の電子制御装置。
6. 前記ファンの送風方向において、前記第一の凸部と前記第一のボスとは第一の間隔をあけて配置され、前記第二の凸部と前記第一のボスとは第二の間隔をあけて配置されている
   請求項３に記載の電子制御装置。
7. 前記第一の凸部と前記回路基板とを熱的に接続する伝熱部材をさらに備える
   請求項１に記載の電子制御装置。
8. 前記筐体の外面に形成された複数の放熱フィンのうち、前記ファンの送風方向に配置された所定の放熱フィンが、前記ファンの送風領域を前記第二の領域側に拡張するように、前記ファンの送風方向に対して傾斜している
   請求項１に記載の電子制御装置。
9. 前記筐体には、前記第一の凸部と反対側に突出する第三の凸部が設けられ、
   前記第三の凸部は、前記第二の領域の近傍から前記第三の領域の手前まで延在している
   請求項１に記載の電子制御装置。
10. 前記第一の発熱部品の発熱量は、前記第二の発熱部品の発熱量よりも多い
    請求項１に記載の電子制御装置。
11. 前記筐体の一辺には外部接続用のコネクタが配置され、
    前記ファンは前記コネクタの近傍に配置されている
    請求項１に記載の電子制御装置。
12. 前記ファンは、遠心ファンまたはブロワファンである
    請求項１に記載の電子制御装置。
13. 前記第一の発熱部品と前記第一のボスは、第一の伝熱材によって接続され、
    前記第二の発熱部品と前記第二のボスは、第二の伝熱材によって接続されている
    請求項１に記載の電子制御装置。
14. 前記筐体の外面に形成された複数の放熱フィンのうち、前記第二の領域の近傍に配置された放熱フィンは、前記ファンの送風領域に向けて、前記第一の領域側に配置された放熱フィンとは異なる角度で配置されている
    請求項１に記載の電子制御装置。
15. 前記第二の領域の近傍に配置された放熱フィンは、前記ファンの送風方向と直交する向きに配置されている
    請求項１４に記載の電子制御装置。