JPH11214875A - 電子部品収容ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワートランジスタやインテリジェント・パ
ワースイッチ等の発熱電子部品を搭載した、防水性能の
高い電子部品収容ユニットを提供する。 【解決手段】 電子回路基板１６を収容すると共に、該
電子回路基板１６と電気的に接続され、上記電子回路基
板と離間して配設されるＩＰＳ４４の配設面を有する取
付ブロック１１ａが内壁面に形成された筐体１０の取付
ブロック１１ａに対応する筐体外壁に、ネジ１３によっ
てブラケット２０を固定し、ＩＰＳ４４によって発生し
た熱を取付ブロック１１ａ、ブラケット２０を介して筐
体１０の外部に放熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワートランジス
タやインテリジェント・パワースイッチ（以下、「ＩＰ
Ｓ」とする。）等の発熱電子部品を収容する電子部品収
容ユニットに関する。

【０００２】

【関連する背景技術】従来、コンデンサや抵抗、トラン
ジスタからなる車載電子部品は、電子部品収容ユニット
内に収容され、当該ユニットは、ヒューズ等が内蔵され
た電気接続箱内部に組み込まれていた。その為、ユニッ
ト内の電子部品は筐体で二重に囲繞されているため、電
気接続箱がたとえエンジンルーム内に配設されていて
も、ユニット内へ水分が侵入するおそれはなかった。
又、従来、車載電子部品に占める発熱電子部品の割合は
少なかったため、電子部品の総発熱量も小さく、電子部
品収容ユニットを、発熱体であるヒューズ等を内蔵した
電気接続箱に組み込んでも熱的な問題は起こらなかっ
た。

【０００３】しかしながら、近年、車両に種々の走行制
御用アクチュエータが搭載されるようになり、これに伴
ってこれらを駆動制御するための電子部品も電子部品収
容ユニット内に収容されるようになった。これらの電子
部品の中には、パワートランジスタやＩＰＳ等のスイッ
チング素子が含まれる。これらは一般に能動素子と呼ば
れ、使用中にかなり発熱する性質を有する。従って、電
子部品収容ユニット内部の発熱量が従来のユニットと比
較して格段に大きくなり、従来のようにユニットを電気
接続箱内部に組み込む構成が採れなくなることがある。
そのため、電子部品収容ユニットを単体で車体に搭載す
るとともに、ユニット内部の発熱を効率良く放熱するこ
とが必要となった。例えば、単体で車体に搭載される従
来の電子部品収容ユニット４０は、図７に示すように、
上部が開口した金属製のケース４１と、該ケースに防水
パッキンを介して密嵌される蓋体（図示せず）等から構
成される。ケース内壁の底面には電子部品回路基板４３
が載置され、内壁の一側面には回路基板に電気的に接続
されたＩＰＳ４４が複数個（図中では、４個）ネジ止め
固定されている。ＩＰＳ４４によって発生した熱は金属
ケース４１が外気によって自然空冷されることで放熱さ
れる。ケース４１の側壁には電子部品収容ユニット４０
を車体に取り付けるための孔４１ａが穿設され、車体側
ブラケット４５に図示しない防水パッキンを介してネジ
止め固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】金属ケースを自然空冷
するだけでは、ＩＰＳ４４によって発生した熱を十分に
放熱させることができず、ＩＰＳ４４が過剰に温度上昇
して破損してしまったり、回路基板上の電子部品が高熱
により破損することがある。又、ユニット取付用の孔４
１ａは金属製のケース４１の側壁を貫通しているので、
防水パッキンを介在させただけでは、ユニット外部から
内部への水分の侵入を完全に防止することができない。
特に、電子部品収容ユニット４０をエンジンルーム内に
搭載した場合、ユニット内部への水分侵入が起こりやす
い。

【０００５】尚、このような電子部品の発熱を放熱する
構造は、特開昭６３−２８４８９６号公報により公知で
あるが、これはマザーボード上に配設された複数の高発
熱体の夫々にスプリングを介して冷却パイプを接触さ
せ、高発熱体の発熱を放熱するものであり、冷却パイプ
の支持構造やスプリングの配置構造が複雑となり実用的
でない。

【０００６】又、実開平４−７８４号公報には、車載コ
ントロールユニットの樹脂製ケースに金属板を鋳込み、
当該金属板のケース内側端部を回路基板に取付け、当該
金属のケース外側端部を車体に取付けることにより、ケ
ース内部の発熱を金属板を介してケース外部に放熱す
る、車載コントロールユニットの放熱構造が開示されて
いる。しかし、このような構造は、樹脂製ケースに金属
板を鋳込む作業に手間がかかり、ケースのコストがかさ
む。又、ユニットをエンジンルームに配設した場合、ケ
ースの樹脂部と金属板との隙間から水分がケース内部に
進入し、電子部品のショートなどの故障を引き起こし易
い。

【０００７】本発明の目的は、トランジスタやＩＰＳ等
の発熱電子部品を搭載した、防水性能の高い電子部品収
容ユニットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成すべ
く本発明に係る電子部品収容ユニットは、電子回路基板
を収容すると共に、該電子回路基板と電気的に接続さ
れ、電子回路基板と離間して配設される発熱電子部品の
配設面を有する取付ブロックが内壁面に形成された筐体
と、取付ブロックに対応する筐体外壁に取り付けられ、
該筐体外壁からの熱を、該筐体を固定する固定壁に伝達
するブラケットと、取付ブロックに対応する筐体外壁に
係合してブラケットを筐体に固定し、発熱電子部品から
発生する熱を取付ブロックを介してブラケットに伝達す
る締結具とからなることを特徴としている。

【０００９】パワートランジスタやＩＰＳ等の電子部品
からの発熱は、締結具、ブラケットを介して効率良く放
熱される。又、本発明の請求項２に係る電子部品収容ユ
ニットは、締結具がネジからなり、取付ブロックに対応
する筐体外壁にはネジと螺合する有底のネジ孔が筐体外
壁から取付ブロックに亘って穿設されていることを特徴
としている。

【００１０】電子部品収容ユニットの密閉性を確保でき
るので、ユニットをエンジンルーム等に搭載しても水分
がユニット内に侵入せず、電子部品が破損するおそれが
ない。更に、本発明の請求項３に係る電子部品収容ユニ
ットは、ブラケットにヒートパイプが取り付けられてい
ることを特徴としている。

【００１１】パワートランジスタやＩＰＳ等の電子部品
からの発熱がより効率良く放熱される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る電子部品収容ユニットについて説明す
る。本発明の一実施形態に係る電子部品収容ユニット１
は、図４に示すように電子部品を収容する筐体１０と、
筐体１０を車体に取り付けるブラケット２０、このブラ
ケット２０を筐体１０に固定するネジ１３等から構成さ
れる。

【００１３】筐体１０は樹脂製及び金属製のいずれであ
っても良く、図１及び図４に示すように上部のみが開口
するケース１１と、ケース１１の開口部を防水パッキン
（図示せず）を介して密封する蓋体１２とから構成され
る。ケース１１は、略正方形の底面１１ｄとその四周を
取り囲む側壁１１ｅ〜１１ｈと、側壁の内壁に形成され
た発熱電子部品配設用の取付ブロック１１ａとからな
る。

【００１４】ケース１１の取付ブロック１１ａは、ケー
ス１１の隣り合う側壁１１ｅ、１１ｆの内壁に２箇所づ
つ形成された断面四角形の突出部を形成し、その３つの
側面には発熱電子部品であるＩＰＳ４４が面接触するよ
うに配設されている。ＩＰＳ４４は夫々、図３に示すよ
うに、放熱板を兼ねる取付フランジを有しており、その
取付フランジに穿設された取付孔４４ａを介してネジで
取付ブロック１１ａの各側面にネジ止め固定されてい
る。

【００１５】ケース１１の底壁には、図１に示すように
電子回路基板１６が載置され、基板１６の回路パターン
の一部にＩＰＳ４４から延出する端子脚が夫々半田付け
され、両者の電気的な接続を保っている。尚、電子回路
基板１６は図示しない端子に接続される電線及びコネク
タを介してケース外部の、ワイヤーハーネスから分岐す
る配線コネクタ（いずれも図示せず）と電気的に接続し
ている。

【００１６】ケース１１の外部側壁面には、図１及び図
３に示すように、内壁面に形成される取付ブロック１１
ａに対応した位置に有底のネジ孔１１ｃが穿設されてい
る。このネジ孔１１ｃには熱伝導性に優れたネジ（締結
具）１３が螺合するようになっており、ネジ１３を介し
て後述するブラケット２０をケース１１に取り付けるこ
とができる。尚、雌ネジ孔１１ｃは、図３に示すように
取付ブロック１１ａの表面近傍まで穿設されるが貫通せ
ず、上述の通り有底のネジ孔である。

【００１７】図４に示すブラケット２０は金属製であ
り、水平部と垂直部とからなるＬ字型の板部材２０ａ
と、同じく水平部と垂直部とからなる逆Ｌ字型の板部材
２０ｂとが垂直部の縁部で直角に折曲して形成した形状
を有する。夫々の板部材２０ａ、２０ｂの水平部外表面
には各中央長手方向に沿って熱伝達用のマイクロ（小
型）ヒートパイプ２０ｃ、２０ｄが夫々ロー材により接
合されて配置されている。又、板部材２０ｂの垂直部
は、上端が板部材２０ａのそれより上方に突出し、更に
折曲しており、当該折曲部には筐体１０を車体に取り付
けるための取付孔２０ｆが形成されている。ブラケット
２０の夫々の水平部には各ヒートパイプ２０ｃ、２０ｄ
を挟んで上下各２箇所に、ブラケット２０を筐体１０に
固定するネジ挿通孔２０ｅが穿設されている。

【００１８】ネジ１３は熱伝導性に優れる金属製であ
り、ネジ１３をブラケットの取付孔２０ｅを介して突起
部１１ａのネジ孔１１ｃに螺合したとき、突起部１１ａ
に集熱したＩＰＳ４４の熱がブラケット２０に効率良く
伝達するのに十分な長さを有する。尚、金属ネジの代わ
りに熱伝導率の良い材料でできたネジを使用しても良
い。

【００１９】次に、かかる構成による作用について説明
する。ＩＰＳ４４の発熱による熱はケース１１の取付ブ
ロック１１ａとＩＰＳ４４との当接面から取付ブロック
内部に集熱される。ＩＰＳ４４は電子回路基板１６に直
接固定されていないので、ＩＰＳ４４の熱が回路基板上
の電子部品に必要以上に伝達することはない。続いて、
取付ブロック内部の熱は取付ネジ１３を介してケース外
壁に面接触したブラケット２０のネジ孔２０ｅ近傍に伝
達する。

【００２０】そして、ネジ孔２０ｅ近傍の熱は、ブラケ
ット２０の水平部から垂直部を経由して、並びにブラケ
ット２０に密着したマイクロヒートパイプ２０ｄを介し
て車体側に伝達される。これにより、ＩＰＳ４４によっ
て発生した熱は効率良く車体側に伝わる。上述の通り、
本発明の一実施形態に係る構成によると、ＩＰＳ４４で
発生した熱を単に電子部品収容ユニット１０の自然空冷
に頼るだけでなく、車体に積極的に伝熱することで放熱
することができる。

【００２１】又、ケース外壁の取付孔１１ｃはケース１
１を貫通していないので、取付孔１１ｃを介してユニッ
ト内部に水分が侵入することもない。更に、取付ブロッ
ク１１ａには３方向からＩＰＳ４４を取り付けることが
できるので、ケース１１へのＩＰＳ４４の高密度実装を
可能にする。尚、上述の実施形態とは異なり、ケース１
１の取付ブロック１１ａに形成された３つの発熱電子部
品取付面にＩＰＳ４４を固定するに当たって、図５に示
すように断面Ｕ字型の、バネ性があり腐食しない熱伝導
性部材、例えば、ステンレスからなる固定具３０をＩＰ
Ｓ周囲に嵌合しても良い。固定具３０の両端には折曲部
３０ａが形成され、取付ブロック１１ａの基部両側に形
成された断面Ｌ字型の溝部１１ｆと係合し、固定具３０
を取付ブロック１１ａにしっかりと保持する。固定具３
０には更に、各側面に内方に折り曲げられた可撓性の舌
部３０ｂが形成され、固定具３０を取付ブロック１１ａ
に係合させたとき、舌部３０ｂは、その弾性力によりＩ
ＰＳ４４を夫々、しっかりと保持する。

【００２２】以上の構成を採ることにより、ＩＰＳ４４
の熱は図６に示すように固定具３０の舌部３０ｂから折
曲部３０ａを介して取付ブロック１１ａに螺合したネジ
１３の先端近傍に伝達されるので、ＩＰＳ４４の取付ブ
ロック１１ａとの当接面及び固定具３０との当接面との
両面からネジ１３に伝熱することができ、より放熱効果
を高めることができる。

【００２３】又、ＩＰＳ４４をケースの取付ブロック１
１ａに取り付けるに際してネジ締めを必要としないの
で、ＩＰＳ４４の取付位置に制約を受けず、且つ取付け
作業がし易くなり、作業効率が向上する。更には、ＩＰ
Ｓ４４から延出する端子脚に半田を実装した後、ＩＰＳ
４４を取付ブロック１１ａに固定する際、ネジ締めで生
じる応力によってＩＰＳ４４の端子脚の半田が剥離する
ことがない。

【００２４】尚、本発明の実施形態と異なり取付ブロッ
ク１１ａをケース内壁の側面に設けずにケース底面に設
け、これに対応するケース外側底部からケース取付用の
ネジ孔を穿設しても良い。又、取付ブロック１１ａは少
なくとも１つ形成してあれば良く、取付ブロック１１ａ
の形状も断面四角形のブロック形状だけでなく断面三角
形又は断面多角形のブロック形状であっても良い。

【００２５】更に、ネジ１３の代わりにピンを筐体１０
の外壁から取付ブロック１１ａに相当する部分に圧入す
ることで、筐体１０にブラケット２０を固定しても良
い。尚、本発明に係る実施形態と異なり、本発明を工作
機械の制御装置、ビル空調の制御装置、プラント設備の
制御装置等に利用できることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
部品収容ユニットは、電子回路基板を収容すると共に、
該電子回路基板と電気的に接続され、電子回路基板と離
間して配設される発熱電子部品の配設面を有する取付ブ
ロックが内壁面に形成された筐体と、取付ブロックに対
応する筐体外壁に取り付けられ、該筐体外壁からの熱
を、該筐体を固定する固定壁に伝達するブラケットと、
取付ブロックに対応する筐体外壁に係合してブラケット
を筐体に固定し、発熱電子部品から発生する熱を取付ブ
ロックを介してブラケットに伝達する締結具とから構成
されているので、パワートランジスタやＩＰＳ等の電子
部品からの発熱を、締結具、ブラケットを介して効率良
く放熱することができる。又、これらの発熱電子部品を
ユニット内に高密度実装することができる。

【００２７】更に、本発明の請求項２に係る電子部品収
容ユニットは、締結具がネジからなり、取付ブロックに
対応する筐体外壁にはネジと螺合する有底のネジ孔が筐
体外壁から取付ブロックに亘って穿設されているので、
電子部品収容ユニットの密閉性を確保することができ、
ユニットをエンジンルーム等に搭載しても水分がユニッ
ト内に侵入せず、電子部品が破損するおそれがない。

【００２８】更に又、本発明の請求項３に係る電子部品
収容ユニットは、ブラケットにヒートパイプが取り付け
られているので、パワートランジスタやＩＰＳ等の電子
部品からの発熱をより効率良く放熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品収容ユニッ
ト１の一部を示す斜視図である。

【図２】ＩＰＳ４４を取り付けた本発明の一実施形態に
係る電子部品収容ユニット１の一部を示す詳細斜視図で
ある。

【図３】図２のIII-III線における詳細断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る電子部品収容ユニッ
ト１と車体取付用ブラケット２０との取付け状態を示す
斜視図である。

【図５】固定具３０を用いた本発明の別の実施形態に係
る電子部品収容ユニット１の部分的な詳細斜視図であ
る。

【図６】固定具３０を用いた本発明の別の実施形態に係
る電子部品収容ユニット１の部分的な詳細断面図であ
る。

【図７】従来の電子部品収容ユニット４０の一部を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ 電子部品収容ユニット １０ 筐体 １１ａ 取付ブロック １１ｃ 取付孔 １３ ネジ ２０ ブラケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路基板を収容すると共に、該電子
   回路基板と電気的に接続され、上記電子回路基板と離間
   して配設される発熱電子部品の配設面を有する取付ブロ
   ックが内壁面に形成された筐体と、 上記取付ブロックに対応する筐体外壁に取り付けられ、
   該筐体外壁からの熱を、該筐体を固定する固定壁に伝達
   するブラケットと、 上記取付ブロックに対応する筐体外壁に係合して上記ブ
   ラケットを上記筐体に固定し、上記発熱電子部品から発
   生する熱を上記取付ブロックを介してブラケットに伝達
   する締結具とからなることを特徴とする電子部品収容ユ
   ニット。
2. 【請求項２】 上記締結具はネジからなり、上記取付ブ
   ロックに対応する筐体外壁には上記ネジと螺合する有底
   のネジ孔が上記筐体外壁から上記取付ブロックに亘って
   穿設されていることを特徴とする、請求項１に記載の電
   子部品収容ユニット。
3. 【請求項３】 上記ブラケットにはヒートパイプが取り
   付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電
   子部品収容ユニット。