WO2022064754A1

WO2022064754A1 - 電子制御ユニット

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Publication number: WO2022064754A1
Application number: PCT/JP2021/017669
Authority: WO
Inventors: 敬宏牧原
Original assignee: 愛三工業株式会社
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2022-03-31
Also published as: JP2022054810A

Abstract

移動体に搭載される電子制御ユニット（１）は、電子部品（１１，１２）を実装した回路基板（１５）と、回路基板１５を収容するケーシング（３）と、ケーシング（３）に形成され、ケーシング（３）の内側と外側を連通する複数の連通孔（２１．２２）と、ケーシング（３）の内側を通り、両端が連通孔（２１，２２）に接続される複数の連通路（２６）とを備える。連通路（２６）は、少なくとも一部が回路基板（１５）の投影面内を通って形成される。また、連通路（２６）は、少なくとも一部が回路基板（１５）の上に形成された発熱する電子部品（１１，１２）の投影面内を通って形成される。

Description

電子制御ユニット

　この明細書に開示される技術は、自動車等の車両に搭載される電装品を制御するための電子制御ユニットに関する。

　従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「電子制御ユニット」が知られている。このユニットは、電子部品を実装した回路基板と、回路基板を収容する金属製のケーシングと、ケーシングの上面開口部を閉塞する金属製の蓋部材と、ケーシングの側面開口部に配置される樹脂製のコネクタ部とを備え、ケーシング、蓋部材及びコネクタ部が、それぞれシール材を介して結合される。コネクタ部とケーシングとの結合部には、シール材が介在しない未シール部が設けられ、この未シール部には、ケーシングの内外を連通させる連通路が形成される。また、ケーシングには、未シール部と回路基板が収容される基板収容部とを仕切る防水壁が設けられる。この防水壁は、連通路を介してケーシングの内側に侵入した水滴が基板収容部へ流れないように堰き止める。また、ケーシングの外壁部には、冷却用の複数の放熱フィンが形成される。

特開２０１９-４１５５９号公報

　ところが、特許文献１に記載の電子制御ユニットでは、連通路を介してケーシングの内側に侵入した水滴が連通路を通過することでコネクタ部の近傍を冷却することができるものの、回路基板を、特には回路基板上の発熱する電子部品を冷却することはなく、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して回路基板を効果的に冷却することができなかった。

　この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して回路基板を効果的に冷却することを可能とした電子制御ユニットを提供することにある。

　（１）上記目的を達成するために、本発明の態様は、電子部品を実装した回路基板と、回路基板を収容するケーシングと、ケーシングに形成され、ケーシングの内側と外側を連通する複数の連通孔と、ケーシングの内側を通り、両端が連通孔に接続される複数の連通路とを備え、移動体に搭載される電子制御ユニットにおいて、連通路は、少なくとも一部が回路基板の投影面内を通って形成されることを趣旨とする。

　上記（１）の構成によれば、連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が、連通路を介して回路基板の投影面内、すなわち回路基板の近傍を移動することになる。この水滴は、回路基板の近傍の熱を奪って蒸発することになる。

　（２）上記目的を達成するために、上記（１）の構成において、連通路は、少なくとも一部が回路基板上に形成された発熱する電子部品の投影面内を通って形成されることが好ましい。

　上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成の作用に加え、連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が、連通路を介して回路基板上の発熱する電子部品の投影面内、すなわち発熱する電子部品の近傍を移動することになる。この水滴は、電子部品の近傍の熱を奪って蒸発することになる。

　（３）上記目的を達成するために、上記（１）又は（２）の構成において、ケーシングの内側にて回路基板に向かって突出して回路基板に接触する接触部を更に備え、少なくとも一つの連通路は、接触部を貫通することが好ましい。

　上記（３）の構成によれば、上記（１）又は（２）の構成の作用に加え、連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が、回路基板に接触する接触部を貫通する連通路を介して回路基板の近傍を移動することになる。この水滴は、接触部の上の回路基板の近傍の熱を奪って蒸発することになる。

　（４）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成において、少なくとも一つの連通路は、その一端の連通孔から他端の連通孔へ向かって傾斜することが好ましい。

　上記（４）の構成によれば、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成の作用に加え、一端の連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が連通路の傾斜に沿って他端の連通孔へ流れ易くなる。

　（５）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成において、少なくとも一つの連通路は、その両端の連通孔から中央の最下点へ向かって傾斜し、最下点には連通孔が形成されることが好ましい。

　上記（５）の構成によれば、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成の作用に加え、両端の連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が連通路の傾斜に沿って最下点の連通孔へ流れ易くなる。

　（６）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（５）のいずれかの構成において、ケーシングの外壁には、複数の放熱フィンが形成され、連通路の少なくとも一部が、複数の放熱フィンを内包する領域の投影面内を通って形成されることが好ましい。

　上記（６）の構成によれば、上記（１）乃至（５）のいずれかの構成の作用に加え、連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴が、連通路を介して放熱フィンを内包する領域の投影面内、すなわち放熱フィンの近傍を移動することになる。この水滴は、放熱フィンの近傍の熱を奪って蒸発することになる。

　上記（１）の構成によれば、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して回路基板を効果的に冷却することができる。

　上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成の効果に加え、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して回路基板上の発熱する電子部品を効果的に冷却することができる。

　上記（３）の構成によれば、上記（１）又は（２）の構成の効果に加え、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して接触部上の回路基板を効果的に冷却することができる。

　上記（４）の構成によれば、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成の効果に加え、一端の連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴を他端の連通孔からケーシングの外へ排出し易くすることができ、ケーシングの内側に水滴が溜まり難くすることができる。

　上記（５）の構成によれば、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成の効果に加え、両端の連通孔からケーシングの内側に侵入した水滴を最下点の連通孔からケーシングの外へ排出し易くすることができ、ケーシングの内側に水滴が溜まり難くすることができる。

　上記（６）の構成によれば、上記（１）乃至（５）のいずれかの構成の効果に加え、ケーシングの内側に侵入する水滴を利用して放熱フィンを効果的に冷却することができ、ケーシングの放熱性を向上させることができる。

第１実施形態に係り、電子制御ユニットを示す斜視図。第１実施形態に係り、電子制御ユニットを示す分解斜視図。第１実施形態に係り、電子制御ユニットを示す図１のＡ－Ａ線断面図。第１実施形態に係り、ケーシングを示す平面図。第１実施形態に係り、ケーシングを示す図４のＢ－Ｂ線断面図。第１実施形態に係り、ケーシングを示す図４のＣ－Ｃ線断面図。第２実施形態に係り、ケーシングを示す平面図。第２実施形態に係り、ケーシングを示す図７のＤ－Ｄ線断面図。第３実施形態に係り、ケーシングを示す図６に準ずる断面図。第４実施形態に係り、ケーシングを示す図６に準ずる断面図。

　以下、電子制御ユニットを具体化したいくつかの実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
　第１実施形態の電子制御ユニットについて説明する。この実施形態の電子制御ユニットは、一例として、自動車に搭載される燃料ポンプを制御するための燃料ポンプコントローラ（ＦＰＣ）として使用される。

［電子制御ユニットの全体構成］
　図１に、この実施形態の電子制御ユニット１を斜視図により示す。図２に、同じく電子制御ユニット１を分解斜視図により示す。図３に、同じく電子制御ユニット１を、図１のＡ－Ａ線断面図により示す。図１～図３に示すように、この実施形態の電子制御ユニット１は、電子部品１１，１２を実装した回路基板１５と、回路基板１５を収容するケーシング３と、ケーシング３の上面開口部３ａを閉塞する蓋部材４とを備える。電子制御ユニット１は、この他、回路基板１５との間の配線を含むコネクタ部、ケーシング３と蓋部材４との間をシールするシール部材、蓋部材４をケーシング３に固定するクリップ等の部材を備えるが、それらの図示は便宜上省略する。

　電子制御ユニット１は、ケーシング３の中に回路基板１５が収容され、コネクタ部はケーシング３と蓋部材４との間に設けられる。蓋部材４はシール材を介してケーシング３に結合され、クリップによりケーシング３に固定される。このように構成された電子制御ユニット１は、車両（ボディ）に取り付けられ、ワイヤハーネス（図示略）によりコネクタ部を介して燃料ポンプ（図示略）に電気的に接続される。図１～図３における電子制御ユニット１の上下は、同ユニット１が車両に取り付けられた配置状態を示す。

［回路基板の構成］
　回路基板１５は、燃料ポンプを制御するための制御回路を構成する。回路基板１５には、ＩＣ、トランジスタ、コイル及びコンデンサ等の電子部品１１，１２等が実装される。ここで、図２、図３に示す平面視で正方形の電子部品１１はＩＣに相当し、高温に発熱し得る。

［ケーシングの構成］
　図４に、ケーシング３を平面図により示す。図５に、ケーシング３を図４のＢ－Ｂ線断面図により示す。図６に、ケーシング３を図４のＣ－Ｃ線断面図により示す。ケーシング３は、金属製（本実施形態では、例えばアルミニウム製）の略直方体形状をなし、平面視で長手方向に伸びる一対の長側壁３ｂと、短手方向に伸びる一対の短側壁３ｃと、底壁３ｄと、それら長側壁３ｂ、短側壁３ｃ及び底壁３ｄで囲まれた基板収容部３ｅと、上面開口部３ａとを備える。ケーシング３の外壁、すなわち底壁３ｄの下面には、長手方向に沿って伸びる熱交換用の複数の放熱フィン５が形成される。基板収容部３ｅは、回路基板１５を収容する空間である。上面開口部３ａは、ケーシング３の上面全域に開口し、蓋部材４により閉塞される。基板収容部３ｅには、回路基板１５を支持するために、底壁３ｄから回路基板１５に向かって上方へ突出して回路基板１５に接触する台状をなす接触部６が設けられる。図３に示すように、回路基板１５は、その一部が、接触部６の上にて放熱グリス１７を介して接着され、固定される。

　図１～図６に示すように、ケーシング３には、ケーシング３の内側と外側を連通する複数の連通孔２１，２２が形成される。この実施形態で、これら連通孔２１，２２は、相対向する短側壁３ｃにて、それぞれ底壁３ｄに沿って並ぶように形成される。また、ケーシング３には、その内側を通り、両端が連通孔２１，２２に接続される複数の連通路２６が形成される。この実施形態で、これら連通路２６は、ケーシング３の底壁３ｄにて、長手方向に伸びるように平行に形成されると共に、溝状に形成される。この実施形態では、図６に示すように、ケーシング３の上端面３ｆが水平に配置され、底壁３ｄと複数の連通路２６が上端面３ｆと平行をなすように形成される。この実施形態では、図６に示す配置状態において、複数の連通路２６は水平方向に伸びる。

　この実施形態では、図４に示すように、これら連通路２６の全部が回路基板１５の投影面内を通るように形成される。ここで、「これら連通路２６の全部が回路基板１５の投影面内を通るように形成される」とは、「平面視において複数の連通路２６の全部が回路基板１５と上下に重なるように配置されて形成される」ことを意味する。以下において「投影面内を通過する」の解釈は、上記に準ずる。また、これら連通路２６の一部は、回路基板１５の上に形成された発熱する電子部品１１，１２の投影面内を通って形成される。更に、複数の連通路２６の一部は、接触部６を貫通して設けられる。高温に発熱する電子部品１１は、接触部６の投影面内に配置される。加えて、連通路２６の全部が、複数の放熱フィン５を内包する領域の投影面内を通って形成される。各連通路２６は、平面視で隣り合う二つの放熱フィン５の間に配置される。

［電子制御ユニットの作用及び効果］
　以上説明したように、この実施形態の電子制御ユニット１の構成によれば、ケーシング３の短側壁３ｃに複数の連通孔２１，２２が設けられるので、それら連通孔２１，２２を介してケーシング３の内側を調圧することができる。具体的には、ケーシング３の内側の圧力を大気圧と同程度に保つことができ、内側が負圧になることを防止することができる。

　ここで、ケーシング３の内側には、複数の連通孔２１，２２を介して水滴が侵入することがある。この実施形態では、複数の連通路２６が、ケーシング３の底壁３ｄにて回路基板１５の投影面内を通って形成されると共に、各連通路２６の両端が連通孔２１，２２に接続される。従って、各連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴は、連通路２６を介して回路基板１５の投影面内、すなわち回路基板１５の近傍を移動することになる。例えば、電子制御ユニット１が車両の振動に伴って振動することで、連通路２６に入った水滴は、連通路２６に沿って回路基板１５の下方を移動することになる。この水滴は、ケーシング３の内側の熱を奪って蒸発することになる。このため、ケーシング３の内側に侵入する水滴を利用して回路基板１５を効果的に冷却することができる。しかも、ケーシング３の内側に侵入した水滴を、回路基板１５や電子部品１１，１２に接触させることなく、各連通孔２１，２２を介してケーシング３の外へ排出することができる。

　しかも、この実施形態の構成によれば、連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴が、連通路２６を介して回路基板１５の上の発熱する電子部品１１，１２の投影面内、すなわち発熱する電子部品１１，１２の近傍を移動することになる。この水滴は、電子部品１１，１２の近傍の熱を奪って蒸発することになる。このため、ケーシング３の内側に侵入する水滴を利用して回路基板１５の上の発熱する電子部品１１，１２を効果的に冷却することができる。

　また、この実施形態の構成によれば、連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴が、回路基板１５に接触する接触部６を貫通する連通路２６を介して回路基板１５の近傍を移動することになる。この水滴は、接触部６の上の回路基板１５の近傍の熱を奪って蒸発することになる。このため、ケーシング３の内側に侵入する水滴を利用して、接触部６の上の回路基板１５、特に高温に発熱する電子部品１１を効果的に冷却することができる。

　更に、この実施形態の構成によれば、ケーシング３の外壁、すなわち底壁３ｄの下面に複数の放熱フィン５が形成される。そして、これら放熱フィン５を内包する領域の投影面内を通って複数の連通路２６が形成される。従って、連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴が、連通路２６を介して放熱フィン５を内包する領域の投影面内、すなわち放熱フィン５の近傍を移動することになる。この水滴は、放熱フィン５の近傍の熱を奪って蒸発することになる。このため、ケーシング３の内側に侵入する水滴を利用して放熱フィン５を効果的に冷却することができ、ケーシング３の放熱性を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
　第２実施形態の電子制御ユニットについて説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、第１実施形態と同一に構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

［ケーシングの構成］
　この実施形態では、ケーシング３の構成、特には接触部６に関する構成の点で第１実施形態と異なる。図７に、この実施形態のケーシング３を平面図により示す。図８に、この実施形態のケーシング３を図７のＤ－Ｄ線断面図により示す。この実施形態では、連通路２６が接触部６を貫通する部分では、連通路２６が接触部６の上面まで連続し、その上面に開いている。

　従って、この実施形態の構成によれば、前記実施形態の作用及び効果に加え、接触部６にて連通路２６を移動する水滴により、接触部６に接触する回路基板１５を、放熱グリス１７を介して直接的に冷却することができる。

＜第３実施形態＞
　第３実施形態の電子制御ユニットについて説明する。

［ケーシングの構成］
　この実施形態では、ケーシング３の構成、特には連通路２６に関する構成の点で前記各実施形態と異なる。図９に、この実施形態のケーシング３を図６に準ずる断面図により示す。この実施形態では、電子制御ユニット１が車両に取り付けられた配置状態において、図９に示すように、全ての連通路２６が、その一端の連通孔２１から他端の連通孔２２へ向かって水平方向に対して傾斜するように形成される。

　従って、この実施形態の構成によれば、前記実施形態の作用及び効果に加え、一端の連通孔２１からケーシング３の内側に侵入した水滴が、連通路２６の傾斜に沿って他端の連通孔２２へ流れ易くなる。このため、一端の連通孔２１からケーシング３の内側に侵入した水滴を他端の連通孔２２からケーシング３の外へ排出し易くすることができ、ケーシング３の内側に水滴を溜まり難くすることができる。

＜第４実施形態＞
　第４実施形態の電子制御ユニットについて説明する。

［ケーシングの構成］
　この実施形態では、ケーシング３の構成、特には連通路２６に関する構成の点で前記各実施形態と異なる。図１０に、この実施形態のケーシング３を図６に準ずる断面図により示す。この実施形態では、電子制御ユニット１が車両に取り付けられた配置状態において、図１０に示すように、全ての連通路２６が、その両端の連通孔２１，２２から中央の最下点へ向かって傾斜するように形成され、最下点には連通孔２３が形成される。

　従って、この実施形態の構成によれば、前記実施形態の作用及び効果に加え、両端の連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴が連通路２６の傾斜に沿って最下点の連通孔２３へ流れ易くなる。このため、両端の連通孔２１，２２からケーシング３の内側に侵入した水滴を最下点の連通孔２３からケーシング３の外へ排出し易くすることができ、ケーシング３の内側に水滴が溜まり難くすることができる。

　なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

　（１）前記第３及び第４の実施形態では、全ての連通路２６を傾斜するように形成したが、一部の連通路を傾斜するように形成することもできる。

　（２）前記各実施形態において、連通路２６の数や大きさ、深さは一例であり、適宜変更することができる。

　この開示技術は、自動車等の車両に搭載される電装品を制御するための電子制御ユニットに適用できる。

１　電子制御ユニット
３　ケーシング
４　蓋部材
５　放熱フィン
６　接触部
１１　電子部品
１２　電子部品
１５　回路基板
２１　連通孔
２２　連通孔
２３　連通孔
２６　連通路

Claims

　電子部品を実装した回路基板と、
　前記回路基板を収容するケーシングと、
　前記ケーシングに形成され、前記ケーシングの内側と外側を連通する複数の連通孔と、
　前記ケーシングの内側を通り、両端が前記連通孔に接続される複数の連通路と
を備え、移動体に搭載される電子制御ユニットにおいて、
　前記連通路は、少なくとも一部が前記回路基板の投影面内を通って形成される
ことを特徴とする電子制御ユニット。
　請求項１に記載の電子制御ユニットにおいて、
　前記連通路は、少なくとも一部が前記回路基板上に形成された発熱する前記電子部品の投影面内を通って形成される
ことを特徴とする電子制御ユニット。
　請求項１又は２に記載の電子制御ユニットにおいて、
　前記ケーシングの内側にて前記回路基板に向かって突出して前記回路基板に接触する接触部を更に備え、
　少なくとも一つの前記連通路は、前記接触部を貫通する
ことを特徴とする電子制御ユニット。
　請求項１乃至３のいずれかに記載の電子制御ユニットにおいて、
　少なくとも一つの前記連通路は、その一端の前記連通孔から他端の前記連通孔へ向かって傾斜する
ことを特徴とする電子制御ユニット。
　請求項１乃至３のいずれかに記載の電子制御ユニットにおいて、
　少なくとも一つの前記連通路は、その両端の前記連通孔から中央の最下点へ向かって傾斜し、前記最下点には前記連通孔が形成される
ことを特徴とする電子制御ユニット。
　請求項１乃至５のいずれかに記載の電子制御ユニットにおいて、
　前記ケーシングの外壁には、複数の放熱フィンが形成され、
　前記連通路の少なくとも一部が、複数の前記放熱フィンを内包する領域の投影面内を通って形成される
ことを特徴とする電子制御ユニット。