WO2020174934A1

WO2020174934A1 - 電子制御装置

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Publication number: WO2020174934A1
Application number: PCT/JP2020/001808
Authority: WO
Inventors: 雅夫堀江
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
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Filing date: 2020-01-21
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Abstract

異物の混入を抑制することが可能な電子制御装置を提供する。電子制御装置は、発熱部品を備えた制御基板７と、制御基板７を収容する筐体と、筐体内に設けられ、基板を支持する支持部材４と、支持部材４における制御基板７を支持する面とは反対側の面に設けられた放熱フィン３と、放熱フィン３に対して放熱フィン３の延伸方向とは交差する方向に設けられ、放熱フィン３に対して送風する空冷ファンと、制御基板７と空冷ファンとの間に設けられ、支持部材４から制御基板７側に延びる壁部２１と、壁部２１の天端に設けられた配線通路２２と、配線通路２２に敷設され、空冷ファンと制御基板７とを電気的に接続する配線２０と、筐体を覆い、配線通路２２にはめ込まれた突起部４２を有するカバーと、を有する。

Description

\¥02020/174934 1 卩（：17 2020/001808

明細書

発明の名称：電子制御装置

技術分野

[0001 ] 本開は、電子制御装置に関する。

背景技術

[0002] 車両に搭載される車両制御装置のような電子制御装置では、電子制御装置内の集積回路の高性能化などに伴い、発熱量が増大している。このため、発熱量の増大に対応した放熱性の向上が課題となっている。この課題に対して、例えば、自然空冷から、ファンなどの送風機を用いた強制空冷への転換が図られている。

[0003] 特許文献 1 には、集積回路を実装したプリント基板を内蔵した筐体装置に、冷却用のファンを取り付けた技術が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 0 5 _ 8 5 9 0 8号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005] 電子制御装置に対して送風機を設けた場合、送風機を制御するために、集積回路を備えた基板と送風機とを配線を介して互いに電気的に接続する必要がある。この場合、送風機による風によってゴミなどの異物が、配線を敷設する配線路を介して基板に混入する恐れがある。

[0006] 特許文献 1 に記載の技術では、プリント基板への異物の混入ついては考慮されていない。

[0007] 本開示の目的は、基板への異物の混入を抑制することが可能な電子制御装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本開示の一実施態様に従う電子制御装置は、発熱部品を備えた基板と、前 \¥02020/174934 2 卩（：170?2020/001808

記基板を収容する筐体と、前記筐体に設けられ、前記基板を支持する支持部材と、前記支持部材における前記基板を支持する面とは反対側の面に設けられたフィンと、前記フィンの延伸方向とは交差する方向に設けられ、前記フィンに対して送風する送風機と、前記基板と前記送風機との間に設けられ、前記支持部材から前記基板側に延びる壁部と、前記壁部の天端に設けられた溝と、前記溝に敷設され、前記送風機と前記基板とを電気的に接続する配線と、前記筐体を覆い、前記溝にはめ込まれた突起部を有するカバーと、を有する。

発明の効果

［0009］本開示によれば、基板への異物の混入を抑制することが可能になる。

図面の簡単な説明

［0010］［図 1］本開示の実施例に係る電子制御装置の外観を模式的に示す斜視図である

［図 2］図 1の線よりも後方部分を示す部分斜視図である。

［図 3］図 1の八八線に沿った断面図である。

［図 4］図 2の領域巳を拡大した拡大斜視図である。

［図 5］図 4の〇〇線に沿った断面図である。

［図 6］図 4の〇〇線に沿った断面斜視図である。

［図 7］出口付近の拡大図である。

［図 8］入口付近の拡大図である。

発明を実施するための形態

［001 1］以下、本開示の実施例について図面を参照して説明する。以下では、互いに直交する 3方向を X方向、丫方向および方向とし、上下方向を方向としている。

［0012］図 1は、本開示の実施例に係る電子制御装置の外観を模式的に示す斜視図である。図 1 に示す電子制御装置としては、車両（図示せず）に搭載され、車両の各部を制御する車両制御装置を想定しているが、別の用途に使用されてもよい。 \¥02020/174934 3 卩（：170?2020/001808

[0013] 図 1 に示す電子制御装置 1 0 0は、筐体 1 と、筐体 1 を覆うカバー 2とを有する。筐体 1は、例えば、八0（3 1 2のようなアルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料で形成される。また、筐体 1は、鉄などの板金または樹脂材料等の非金属材料で形成されてもよい。

カバー 2は、筐体 1の上面の少なくとも一部を覆う。カバー 2は、例えば、鉄などの板金または樹脂材料等の非金属材料で形成される。

[0014] また、筐体 1は、放熱フィン 3と、放熱フィン 3を支持する支持部材 4とを有する。支持部材 4は、 X V平面と略平行に設けられる。放熱フィン 3は、筐体 1内の熱を放熱するためのフィンであり、支持部材 4の下面から略方向下向きに延びている。放熱フィン 3は、複数あり、略 X方向に沿って並設されている。放熱フィン 3および支持部材 4は、例えば、八0 0 1 2のようなアルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料で形成される。放熱フィン 3 および支持部材 4は、ダイキャスト等の錶造法を用いて筐体 1 と一体成型されてもよいし、筐体 1 とは別に成型されてもよい。

[0015] また、筐体 1 には、筐体 1 に収容されたコネクタ 1 1 を露出する露出部 5 が形成されている。露出部 5の位置は、特に限定されないが、図の例では、露出部 5は、筐体 1の前面に形成されている。露出部 5は、孔または切欠きである。コネクタ 1 1は、外部装置（図示せず）と接続し、電子制御装置 1 0 0は、コネクタ 1 1 を介して、外部装置との間で電力や種々の信号の送受信を行うことができる。

[0016] 図 2は、図 1の八八線よりも後方部分を示す部分斜視図であり、図 3は、図 1の八八線で切った断面を前方から見た断面図である。図 2では、カバー 2を取り外した状態の電子制御装置 1 0 0が示されている。

[0017] 図 2および図 3に示すように電子制御装置 1 0 0は、ファンホルダ 6と、制御基板 7とを有する。ファンホルダ 6および制御基板 7は、筐体 1 に収容される。

[0018] ファンホルダ 6は、空冷ファン 8を支持する。空冷ファン 8は、制御基板

7を冷却するための風を発生させる送風機である。ファンホルダ 6およびそ \¥02020/174934 4 卩（：170?2020/001808

れに支持された空冷ファン 8は、放熱フィン 3の側面側に設けられる。図の例では、ファンホルダ 6は、筐体 1の後部に設けられ、放熱フィン 3は、ファンホルダ 6よりも筐体 1の前面側に設けられる。空冷ファン 8としては、例えば、軸流ファンまたは遠心ファンなどを用いることができる。

また、空冷ファン 8の代わりに、ファンを使用しない送風機が用いられてもよい。

[0019] ファンホルダ 6が支持する空冷ファン 8は、 1つでもよいし、複数でもよい。図の例では、ファンホルダ 6は、 3つの空冷ファン 8を支持している。

3つの空冷ファン 8は、略 X方向に並設されている。

[0020] 制御基板 7は、 1つまたは複数の発熱部品 4 1 （図 5参照）を備える基板である。発熱部品は、熱が生じる部品であり、例えば、集積回路などの半導体素子である。また、制御基板 7は、コンデンサのような受動素子などの種々の電子部品（不図示）、および、電子部品をコネクタ 1 1 と接続する接続配線パターン（不図示）などを備える。制御基板 7は、例えば、エポキシ樹脂等の有機材料で形成される。制御基板 7は、単層基板でもよいし、多層基板でもよい。

[0021 ] 放熱フィン 3を支持する支持部材 4は、制御基板 7を支持する部材としても機能している。制御基板 7は、放熱フィン 3を支持する支持部材 4の上面に、支持部材 4を挟んで放熱フィン 3の上方に位置するように設けられる。制御基板 7には、ファンホルダ 6に支持された空冷ファン 8と配線 2 0を介して電気的に接続するための接続部であるコネクタ 1 2が設けられている。コネクタ 1 2は、図の例では、制御基板 7の上面に設けられている。

[0022] また、支持部材 4には、制御基板 7と空冷ファン 8 （ファンホルダ 6）との間に設けられ、支持部材 4の上面から制御基板 7側に延びる壁部 2 1が設けられている。壁部 2 1の天端（上部）には、配線 2 0を敷設するための溝である配線通路 2 2が形成され、壁部 2 1の側面には、配線通路 2 2と連通する連通口 2 3および 2 4が形成されている。連通口 2 3および 2 4は、本実施例では、切欠きであるが、孔でもよい。 \¥02020/174934 5 卩（：170?2020/001808

[0023] 連通口 2 3は、壁部 2 1の制御基板 7側の壁面と配線通路 2 2とを連通する第 1の連通口であり、連通口 2 4は、壁部 2 1の空冷ファン 8側の壁面と配線通路 2 2とを連通する第 2の連通口である。本実施例では、配線 2 0は空冷ファン 8に予め接続されており、空冷ファン 8から連通口 2 4、配線通路 2 2、連通口 2 3を介してコネクタ 1 2まで敷設される。このため、連通口 2 4を入口 2 4、連通口 2 3を出口 2 3と呼ぶこともある。図では、配線 2 0が敷設された状態が示されているが、出口 2 3からコネクタ 1 2までの配線 2 0は便宜上省略している。また、配線 2 0は空冷ファン 8に予め接続されていなくてもよい。

[0024] 本実施例のように空冷ファン 8が複数設けられる場合、コネクタ 1 2および出口 2 3は、空冷ファン 8ごとに設けられてもよい。この場合、各出口 2 3は、対応する空冷ファン 8と接続された配線 2 0が敷設され、各コネクタ 1 2は、対応する空冷ファン 8の配線 2 0と接続する。なお、配線 2 0は、空冷ファン 8ごとに複数設けられてもよい。本実施例では、配線 2 0は、空冷ファン 8ごとに 4本、合計で 1 2本敷設されている。入口 2 4は、複数の空冷ファン 8に対して共用されてもよい。

[0025] コネクタ 1 2および出口 2 3は、空冷ファン 8と同様に略 X方向に沿って並設されることが望ましい。また、空冷ファン 8を設ける間隔であるファンピッチ 1 と、コネクタ 1 2を設ける間隔であるコネクタピッチ 2と、出口 2 3を設ける間隔である出ロピッチ 3とは、互いに略等しいことが望ましい。

[0026] 図 4は、図 2の領域巳を拡大した拡大斜視図であり、図 5は、図 4の〇〇線に沿った縦断面図であり、図 6は、図 4の〇〇線に沿った断面斜視図である。

[0027] 図 4〜図 6に示されたように、制御基板 7の下面に発熱部品 4 1が形成される。また、制御基板 7の下面には、発熱部品 4 1 と接続された熱伝導材（不図示）が形成され、発熱部品 4 1は、その熱伝導材を介して支持部材 4と接続されている。放熱フィン 3は、制御基板 7の下方に設けられる。より具 \¥02020/174934 6 卩（：170?2020/001808

体的には、放熱フィン 3は、支持部材 4の下面における制御基板 7の下方に位置する箇所から下方に向かって延びている。

[0028] 発熱部品 4 1で発生した熱は、熱伝導材を介して支持部材 4に伝わり、支持部材 4の下面に形成された放熱フィン 3によって大気中に放熱される。また、空冷ファン 8は、回転することにより、筐体 1の背面に設けられた空気取入口（図示せず）から空気を取り込んで放熱フィン 3に対して送風する。空冷ファン 8からの風は、図 5および図 6の矢印で示した送風方向ドに流れ、互いに隣接する放熱フィン 3の間を通り、発熱部品 4 1で発生した熱と共に筐体 1の前面から排気される。このとき、カバー 2は、空冷ファン 8からの風が筐体 1の上面から漏れることを抑制する機能を果たす。送風方向ドは、本実施例では、丫方向と略平行である。

[0029] 発熱部品 4 1は、制御基板 7の上面に設けられてもよい。この場合、発熱部品 4 1で発生した熱を制御基板 7の下面に伝達する熱伝導構造を制御基板 7に設けることが望ましい。熱伝導構造としては、例えば、配線パターン、サーマルビアおよびスルーホールなどが挙げられる。

[0030] 壁部 2 1は、支持部材 4における制御基板 7よりも空冷ファン 8側に設けられ、支持部材 4から制御基板 7側に延びる。図の例では、支持部材 4における空冷ファン 8側の端辺近傍に設けられている。壁部 2 1は、支持部材 4 と一体成型されてもよいし、支持部材 4とは別に成型されてもよい。壁部 2 1の壁面 3 1は、方向と略平行でもよいし、方向に対して傾斜していてもよい。壁部 2 1の空冷ファン 8側の壁面 3 1は、図 5に示されたように、下方に向かうほど制御基板 7に近づく方向に傾斜していることが望ましい。この場合、空冷ファン 8からの風を効率よく放熱フィン 3に導くことが可能になる。

[0031 ] 壁部 2 1の天端に形成された配線通路 2 2は、空冷ファン 8から放熱フィン 3に向かう方向、つまり空冷ファン 8の送風方向ドとは略直交する略 X方向に沿って形成される。配線通路 2 2の内壁面 3 2の少なくとも一方は、配線通路 2 2の底面に近づくほど配線通路の幅が狭くなる方向に傾斜していても \¥02020/174934 7 卩（：170?2020/001808

よい。図の例では、配線通路 2 2の空冷ファン 8側の内壁面 3 2が傾斜している。

[0032] 配線通路 2 2の入口 2 4から入口 2 4に最も近い出口 2 3までの長さ 1_は、配線通路 2 2の幅の最大値よりも十分に長いことが望ましい。例えば、配線通路 2 2の幅の最大値よりも 5倍以上長い。

[0033] カバー 2における配線通路 2 2と対向する位置には、配線通路 2 2に向かって凸形状となる突起部 4 2が形成されている。突起部 4 2は、配線通路 2 2にはめ込まれている。このとき、突起部 4 2は、配線通路 2 2に敷設された配線 2 0を押圧してもよい。配線 2 0は、樹脂などの弾性材料で被覆され、突起部 4 2による押圧によって配線 2 0の被覆が変形してもよい。突起部 4 2は、配線通路 2 2に沿って形成されてもよい。

[0034] 出口 2 3の配線通路 2 2と接する角部 4 3と、入口 2 4の配線通路 2 2と接する角部 4 4とは、配線 2 0の太さ以上の曲率半径を有する凸形状の曲面で形成されてもよい。配線 2 0の太さは、具体的には、 1本の配線の直径である。出口 2 3および入口 2 4は、配線通路 2 2が延びる略 X方向に対して略直交する略丫方向に沿って形成される。

[0035] 図 7は、出口 2 3付近の拡大図である。図 7に示すように出口 2 3は、壁部 2 1 に設けられた切欠きである。カバー 2が設けられた状態における、突起部 4 2と配線通路 2 2の出口 2 3で構成される開口 5 1の面積は、出口 2 3に敷設された 4本の配線 2 0の外接断面積の総和と略等しいことが望ましい。

[0036] 図 8は、入口 2 4付近の拡大図である。図 8に示すように入口 2 4は、壁部 2 1 に設けられた切欠きである。カバー 2が設けられた状態における、突起部 4 2と配線通路 2 2の入口 2 4で構成される開口 5 2の面積は、入口 2 4に敷設された 1 2本の配線 2 0の外接断面積の総和と略等しいことが望ましい。

[0037] 以上説明したように、本開示は以下の事項を含む。

[0038] 本開示の一態様に係る電子制御装置（1 0 0）は、発熱部品（4 1）を備 \¥02020/174934 8 卩（：170?2020/001808

えた基板（7）と、基板を収容する筐体（1）と、筐体（1）内に設けられ、基板を支持する支持部材

（4）と、支持部材における基板を支持する面とは反対側の面に設けられたフィン（3）と、フィンの側面側に設けられ、フィンに対して送風する送風機（8）と、基板と送風機との間に設けられ、支持部材から基板側に延びる壁部（2 1）と、壁部の天端に設けられた溝（2 2）と、溝に敷設され、送風機と基板とを電気的に接続する配線（2 0）と、筐体（1）を覆い、溝にはめ込まれた突起部（4 2）を有するカバー（2）と、を有する。

[0039] この場合、送風機と基板とを電気的に接続する配線を敷設した溝にカバーの突起部がはめ込まれる。したがって、溝に形成される隙間を配線と突起部とによって小さくすることが可能になるため、送風機からの風によってゴミなどの異物が溝を介して基板に混入することを抑制することが可能になる。また、シール部材および弾性部材などによる補助部品を用いなくても異物の混入を抑制することが可能になるため、コストや部品点数の増加を抑制することが可能になる。

[0040] また、突起部は、配線を押圧した状態で溝にはめ込まれている。このため、配線と突起部との間に形成される隙間を小さくすることが可能になるため、異物の基板への混入をより確実に抑制することが可能になる。

[0041 ] また、突起部は、溝に沿って形成される。このため、隙間が小さくなる領域を長くすることが可能になるため、異物の基板への混入をより確実に抑制することが可能になる。

[0042] また、溝は、送風機からフィンへ向かう方向に対して略直交した方向に延びる。このため、送風機からの風が溝に流入することを抑制することが可能になるため、異物の基板への混入をより確実に抑制することが可能になる。

[0043] また、溝の内壁面（3 2）の少なくとも一方は、溝の底面に近づくほど溝の幅 0«）が狭くなる方向に傾斜している。このため、溝に配線を敷設しやすくすることが可能になる。

[0044] また、壁部は、基板側の側面と溝とを連通し、配線が敷設された第 1の連 \¥02020/174934 9 卩（：170?2020/001808

通口（2 3）を有し、第 1の連通口は、溝が延びる方向とは略直交した方向に延びる。このため、第 1の連通口と溝とが接する部分における流路抵抗を高くすることが可能になるため、異物が基板へ混入することをより確実に抑制することが可能になる。

[0045] また、第 1の連通口の溝と接する角部（4 3）は、配線の直径以上の曲率半径を有する凸形状の曲面で形成される。このため、配線を角部に沿って敷設することが可能になるため、配線に係る負荷を軽減することが可能になる

[0046] また、第 1の連通口は、切欠きで形成され、突起部が溝にはめ込まれた状態における、第 1の連通口の溝側の開口の面積は、第 1の連通口に敷設された配線の外接断面積と略等しい。このため、第 1の連通口から風が溝に流入することを抑制することが可能になるため、異物の基板への混入をより確実に抑制することが可能になる。

[0047] また、送風機は、複数あり、第 1の連通口は、送風機ごとに設けられ、基板は、送風機ごとに、当該送風機と配線を介して電気的に接続する接続部（ 1 2）を有し、送風機、第 1の連通口および接続部は、略同一の方向に沿って略同じ間隔で配置される。このため、各送風機と接続する各配線を同じ長さに揃えることが可能になる。したがって、予め配線を接続した一種類の送風機を用いて、複数の送風機を備える電子制御装置を組み立てることが可能になるため、組み立て時の作業不良の低減と作業効率の向上とを図ることが可能になる。

[0048] また、壁部は、送風機側の側面と溝とを連通し、配線が敷設された第 2の連通口（2 4）を有し、第 2の連通口は、溝が延びる方向とは略直交した方向に延びる。このため、第 2の連通口と溝とが接する部分における流路抵抗を高くすることが可能になるため、異物が基板へ混入することをより確実に抑制することが可能になる。

[0049] また、第 2の連通口の溝と接する角部（4 4）は、配線の直径以上の曲率半径を有する凸形状の曲面で形成される。このため、配線を角部に沿って敷 \¥0 2020/174934 10 卩（：170? 2020 /001808

設することが可能になるため、配線に係る負荷を軽減することが可能になる

[0050] また、第 2の連通口は、切欠きで形成され、突起部が溝にはめ込まれた状態における、第 2の連通口の溝側の開口の面積は、第 2の連通口に敷設された配線の断面積と外接略等しい。このため、第 2の連通口から風が溝に流入することを抑制することが可能になるため、異物の基板への混入をより確実に抑制することが可能になる。

[0051 ] 上述した本開示の実施形態は、本開示の説明のための例示であり、本開示の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本開示の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本開示を実施することができる。

符号の説明

[0052] 1 :筐体、 2 :カバー、 3 :放熱フィン、 4 :支持部材、 5 :露出部、 6

: ファンホルダ、 7 :制御基板、 8 :空冷ファン、 1 1〜 1 2 : コネクタ、

2 0 :配線、 2 1 :壁部、 2 2 :配線通路、 2 3 :連通口（出口）、 2 4 : 連通口（入口）、 3 1 :壁面、 3 2 :内壁面、 4 1 :発熱部品、 4 2 :突起部、 4 3〜 4 4 :角部、 5 1〜 5 2 :開口、 1 0 0 :電子制御装置

Claims

\¥02020/174934 11 卩（：170?2020/001808 請求の範囲

[請求項 1 ] 発熱部品を備えた基板と、

前記基板を収容する筐体と、

前記基板を支持する支持部材と、

前記支持部材における前記基板を支持する面とは反対側の面に設けられたフインと、

前記フィンの側面側に設けられ、前記フィンに対して送風する送風機と、

前記基板と前記送風機との間に設けられ、前記支持部材から前記基板側に延びる壁部と、

前記壁部の天端に設けられた溝と、

前記溝に敷設され、前記送風機と前記基板とを電気的に接続する配線と、

前記筐体を覆い、前記溝にはめ込まれた突起部を備えたカバーと、を有する電子制御装置。

[請求項 2] 前記突起部は、前記配線を押圧した状態で前記溝にはめ込まれている、請求項 1 に記載の電子制御装置。

[請求項 3] 前記突起部は、前記溝に沿って形成される、請求項 1 に記載の電子制御装置。

[請求項 4] 前記溝は、前記送風機から前記フィンへ向かう方向に対して略直交した方向に延びる、請求項 1 に記載の電子制御装置。

[請求項 5] 前記溝の内壁面の少なくとも一方は、当該溝の底面に近づくほど前記溝の幅が狭くなる方向に傾斜している、請求項 1 に記載の電子制御装置。

[請求項 6] 前記壁部は、前記基板側の側面と前記溝とを連通し、前記配線が敷設された第 1の連通口を有し、

前記第 1の連通口は、前記溝が延びる方向とは略直交した方向に延びる、請求項 1 に記載の電子制御装置。 \¥0 2020/174934 12 卩（：170? 2020 /001808

[請求項 7] 前記第 1の連通口の前記溝と接する角部は、前記配線の直径以上の曲率半径を有する凸形状の曲面で形成される、請求項 6に記載の電子制御装置。

[請求項 8] 前記第 1の連通口は、切欠きで形成され、

前記突起部が前記溝にはめ込まれた状態における、前記第 1の連通口の前記溝側の開口の面積は、前記第 1の連通口に敷設された配線の外接断面積と略等しい、請求項 6に記載の電子制御装置。

[請求項 9] 前記送風機は、複数あり、

前記第 1の連通口は、前記送風機ごとに設けられ、

前記基板は、前記送風機ごとに、当該送風機と前記配線を介して電気的に接続する接続部を有し、

前記送風機、前記第 1の連通口および前記接続部は、略同一の方向に沿って略同じ間隔で配置される、請求項 6に記載の電子制御装置。

[請求項 10] 前記壁部は、前記送風機側の側面と前記溝とを連通し、前記配線が敷設された第 2の連通口を有し、

前記第 2の連通口は、前記溝が延びる方向とは略直交した方向に延びる、請求項 1 に記載の電子制御装置。

[請求項 1 1 ] 前記第 2の連通口の前記溝と接する角部は、前記配線の直径以上の曲率半径を有する凸形状の曲面で形成される、請求項 1 〇に記載の電子制御装置。

[請求項 12] 前記第 2の連通口は、切欠きで形成され、

前記突起部が前記溝にはめ込まれた状態における、前記第 2の連通口の前記溝側の開口の面積は、前記第 2の連通口に敷設された配線の外接断面積と略等しい、請求項 1 〇に記載の電子制御装置。