JP2010103371A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子制御装置において、発熱部品から発生する熱を外部に放熱可能であると共に、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させる
【解決手段】発熱部品3が実装されるプリント基板2と、該プリント基板2を収容する筐体4とを備える電子制御装置であって、上記筐体4に接触する接触領域5aと、該接触領域5aを支持すると共に上記プリント基板2にプレスフィット接続される脚部5bとを有し、上記発熱部品3から上記プリント基板2に伝熱された熱を上記プリント基板2から上記筐体4に伝熱するプレスフィット部品5を備える。
【選択図】図1
【解決手段】発熱部品3が実装されるプリント基板2と、該プリント基板2を収容する筐体4とを備える電子制御装置であって、上記筐体4に接触する接触領域5aと、該接触領域5aを支持すると共に上記プリント基板2にプレスフィット接続される脚部5bとを有し、上記発熱部品3から上記プリント基板2に伝熱された熱を上記プリント基板2から上記筐体4に伝熱するプレスフィット部品5を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、発熱部品が実装されたプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置に関するものである。
例えば四輪自動車や二輪自動車には、CPU(Central Processing Unit)やデバイスドライバ等の発熱部品が実装されたプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備え、四輪自動車や二輪自動車の搭載装置の電子制御を行う電子制御装置が設置されている。
このような電子制御装置では、プリント基板に実装された発熱部品を含む各種部品の良好な動作環境を得るために、発熱部品から発生する熱を外部に放熱する必要がある。
このような電子制御装置では、プリント基板に実装された発熱部品を含む各種部品の良好な動作環境を得るために、発熱部品から発生する熱を外部に放熱する必要がある。
例えば、特許文献1には、筐体(シールドケース)の一部で内部に向けて突出された筒状の突出部を形成し、当該突出部をプリント基板上の発熱部品に当接させることによって、発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている。
また、特許文献2には、発熱部品を放熱部材を介して筐体(カバー)に接し、筐体に固定された放熱部材を介して発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている(例えば、特許文献2の図6参照)。
また、特許文献3及び特許文献4には、発熱部品が実装されるプリント基板の領域に開口(貫通孔)を形成し、筐体の一部で内部に向けて突出された突出部を直接あるいはヒートシンクを介して発熱部品に接することによって、発熱部品から発生する熱を筐体に逃がす方法が開示されている。
特開平10−190263号公報
特開2006−86536号公報
特開2003−115681号公報
特開2006−294754号公報
しかしながら、特許文献1〜4のように、発熱部品に対して、筐体の一部、筐体に固定された放熱部材、あるいは筐体に固定されたヒートシンクが当接する場合には、電子制御装置の組立ての際に、筐体、放熱部材あるいはヒートシンクを介して発熱部品が押圧され、発熱部品にストレスがかかる。
また、例えば筐体の一部を発熱部品に直接当接させる場合には、発熱部品のストレス軽減や効率的な伝熱のために、発熱部品に筐体の一部を正確に当接させる必要がある。このため、電子制御装置の構成部材に高い寸法精度が要求される。
また、例えば筐体の一部を発熱部品に直接当接させる場合には、発熱部品のストレス軽減や効率的な伝熱のために、発熱部品に筐体の一部を正確に当接させる必要がある。このため、電子制御装置の構成部材に高い寸法精度が要求される。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電子制御装置において、発熱部品から発生する熱を外部に放熱可能であると共に、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第1の発明は、発熱部品が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置であって、上記筐体に接触する接触領域と、該接触領域を支持すると共に上記プリント基板にプレスフィット接続される脚部とを有し、上記発熱部品から上記プリント基板に伝熱された熱を上記プリント基板から上記筐体に伝熱するプレスフィット部品を備えるという構成を採用する。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記接触領域が熱伝導材を介して上記筐体に接触しているという構成を採用する。
第3の発明は、上記第1の発明において、上記接触領域が直接上記筐体に接触しているという構成を採用する。
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記プリント基板は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、上記発熱部品から発生する熱を上記プレスフィット部品の脚部に伝熱する伝熱経路を備えるという構成を採用する。
なお、本発明において「接触」とは、物と物とが直接触れることによって接続されている状態のみを示す意味ではなく、物と物とが他の物を介して接続されている状態を含むものとする。
本発明によれば、プレスフィット部品によって発熱部品からプリント基板に伝熱された熱が筐体に伝熱される。このため、発熱部品から発生する熱を外部に放熱することが可能となる。
また、プレスフィット部品は、脚部がプリント基板にプレスフィット接続されており、発熱部品との接触がない。このため、本発明によれば、プレスフィット部品を介して発熱部品に押圧力が作用することがなく、発熱部品にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィット部品によって筐体に発熱部品から発生する熱を伝熱することによって、筐体の一部を発熱部品に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置の構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本発明によれば、電子制御装置において、発熱部品から発生する熱をプリント基板の外部に放熱し、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
また、プレスフィット部品は、脚部がプリント基板にプレスフィット接続されており、発熱部品との接触がない。このため、本発明によれば、プレスフィット部品を介して発熱部品に押圧力が作用することがなく、発熱部品にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィット部品によって筐体に発熱部品から発生する熱を伝熱することによって、筐体の一部を発熱部品に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置の構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本発明によれば、電子制御装置において、発熱部品から発生する熱をプリント基板の外部に放熱し、発熱部品にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明に係る電子制御装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の電子制御装置1の一部を模式的に示した断面図である。この図に示すように電子制御装置1は、プリント基板2と、発熱部品3と、筐体4と、プレスフィットバスバー5(プレスフィット部品)とを備えている。
図1は、本実施形態の電子制御装置1の一部を模式的に示した断面図である。この図に示すように電子制御装置1は、プリント基板2と、発熱部品3と、筐体4と、プレスフィットバスバー5(プレスフィット部品)とを備えている。
プリント基板2は、配線パターンが形成された多層配線基板であり、CPU(Central Processing Unit)やデバイスドライバといった発熱部品3を含む複数の電子部品が実装されている。
また、プリント基板2は、プレスフィットバスバー5を設置するための複数のスルーホール21を備えている。
また、プリント基板2は、プレスフィットバスバー5を設置するための複数のスルーホール21を備えている。
なお、図2の拡大図に示すように、プリント基板2は、レーザビア22やベアホール23等を経由して発熱部品3の実装領域から上記スルーホール21に接続される伝熱経路24を備えている。
この伝熱経路24は、金属配線等で形成された熱伝導率の高い経路であり、プリント基板2の他の部位よりも熱伝導率が高くなっており、発熱部品3から発生する熱を効率的にプレスフィットバスバー5の後述する脚部5bに伝熱するものである。
この伝熱経路24は、金属配線等で形成された熱伝導率の高い経路であり、プリント基板2の他の部位よりも熱伝導率が高くなっており、発熱部品3から発生する熱を効率的にプレスフィットバスバー5の後述する脚部5bに伝熱するものである。
図1に戻り、発熱部品3は、上述のようにCPU(Central Processing Unit)やデバイスドライバといった通電されることによって発熱する部品であり、複数のリード3aによってプリント基板2と電気的及び物理的に接続されている。
筐体4は、プリント基板2を内部に収容するものであり、筐体4とプリント基板2との位置関係を固定する不図示の支持機構を有している。
そして、このような支持機構によってプリント基板2が支持されることによって、プリント基板2の部品実装面(表裏面)と筐体4とが一定距離離間された状態となる。
また、筐体4は、下方からプリント基板2に向けて突出する突出部4aを備えており、当該突出部4aがプレスフィットバスバー5と接するように構成されている。
なお、筐体4は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属材料をプレス加工、切削加工、あるいはダイカスティングすることによって形成される。
そして、このような支持機構によってプリント基板2が支持されることによって、プリント基板2の部品実装面(表裏面)と筐体4とが一定距離離間された状態となる。
また、筐体4は、下方からプリント基板2に向けて突出する突出部4aを備えており、当該突出部4aがプレスフィットバスバー5と接するように構成されている。
なお、筐体4は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属材料をプレス加工、切削加工、あるいはダイカスティングすることによって形成される。
そして、本実施形態の電子制御装置1は、プレスフィットバスバー5を備えている。
プレスフィットバスバー5は、銅やステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料によって形成された部材であり、図3の拡大斜視図に示すように、一定幅の板部材がコの字形状に湾曲された形状を有し、筐体4に対して接触する接触領域5a(接触領域)と、プリント基板2とプレスフィット接続する脚部5bとを有している。
なお、図1に示すように、本実施形態の電子制御装置1は、プリント基板2の発熱部品3の実装面と反対側の面側(下側)に接触領域5aが配置されるようにプレスフィットバスバー5がプリント基板2に対してプレスフィット接続されている。
プレスフィットバスバー5は、銅やステンレス鋼等の熱伝導率の高い材料によって形成された部材であり、図3の拡大斜視図に示すように、一定幅の板部材がコの字形状に湾曲された形状を有し、筐体4に対して接触する接触領域5a(接触領域)と、プリント基板2とプレスフィット接続する脚部5bとを有している。
なお、図1に示すように、本実施形態の電子制御装置1は、プリント基板2の発熱部品3の実装面と反対側の面側(下側)に接触領域5aが配置されるようにプレスフィットバスバー5がプリント基板2に対してプレスフィット接続されている。
接触領域5aは、プレスフィットバスバー5における脚部5bと脚部5bとの間の部位から構成されており、本実施形態の電子制御装置1においては、筐体4の突出部4aに対してグリス6(熱伝導材)を介して接している。
脚部5bは、プリント基板2に対してプレスフィット接続するための接続部5cを有している。この接続部5cは、プリント基板2のスルーホール21よりも僅かに幅広く形状設定され、径方向への伸縮が可能とされた部位である。そしてプレスフィットバスバー5は、接続部5cがプリント基板2のスルーホール21に圧入されることによってプリント基板2に対してプレスフィット接続される。
このようなプレスフィットバスバー5は、プリント基板2に対してプレスフィット接続されていることから、力を加えてプリント基板2の厚さ方向に移動させることで、プリント基板2に対して位置調節を行うことができる。そして、接続部5cは、プレスフィットバスバー5のプリント基板2に対する位置調整範囲を確保するために、プリント基板2の厚さ距離よりも長く形成されている。
なお、図2においては、接続部5cがいわゆるアイレッド型とされているが、シグマ型、M型あるいは丸型等の他の型とされていても構わない。
このようなプレスフィットバスバー5は、プリント基板2に対してプレスフィット接続されていることから、力を加えてプリント基板2の厚さ方向に移動させることで、プリント基板2に対して位置調節を行うことができる。そして、接続部5cは、プレスフィットバスバー5のプリント基板2に対する位置調整範囲を確保するために、プリント基板2の厚さ距離よりも長く形成されている。
なお、図2においては、接続部5cがいわゆるアイレッド型とされているが、シグマ型、M型あるいは丸型等の他の型とされていても構わない。
このような構成を有する電子制御装置1においては、発熱部品3から発生する熱は、プリント基板2からプレスフィットバスバー5を介して筐体4に伝熱されて放熱される。
以上のような本実施形態の電子制御装置1によれば、プレスフィットバスバー5によって発熱部品3からプリント基板2に伝熱された熱が筐体4に伝熱される。このため、発熱部品3から発生する熱を外部に放熱することが可能となる。
また、プレスフィットバスバー5は、脚部5bがプリント基板2にプレスフィット接続されており、発熱部品3との接触がない。このため、本実施形態の電子制御装置1によれば、プレスフィットバスバー5を介して発熱部品3に押圧力が作用することがなく、発熱部品3にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィットバスバー5によって筐体4に発熱部品3から発生する熱を伝熱することによって、筐体4の一部を発熱部品3に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置1の構成部材(例えば筐体4)の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本実施形態の電子制御装置1によれば、発熱部品3から発生する熱をプリント基板2の外部に放熱し、発熱部品3にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
また、プレスフィットバスバー5は、脚部5bがプリント基板2にプレスフィット接続されており、発熱部品3との接触がない。このため、本実施形態の電子制御装置1によれば、プレスフィットバスバー5を介して発熱部品3に押圧力が作用することがなく、発熱部品3にかかるストレスを低減させることが可能となる。
また、プレスフィットバスバー5によって筐体4に発熱部品3から発生する熱を伝熱することによって、筐体4の一部を発熱部品3に対して直接当接させる必要がなくなり、電子制御装置1の構成部材(例えば筐体4)の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
したがって、本実施形態の電子制御装置1によれば、発熱部品3から発生する熱をプリント基板2の外部に放熱し、発熱部品3にかかるストレスを低減させ、さらに構成部材の個々に対する寸法精度の要求レベルを低減させることが可能となる。
また、本実施形態の電子制御装置1によれば、プレスフィットバスバー5がグリス6を介して筐体4と接している。このため、プレスフィットバスバー5と筐体4との位置関係を正確に合わせなくとも、グリス6の量等を調節することでプレスフィットバスバー5と筐体4とを接することができる。
さらに、グリス6等の柔軟な熱伝導材を介してプレスフィットバスバー5と筐体4とが接することによって、筐体4からプレスフィットバスバー5への力がグリス6の変形によって吸収される。このため、プレスフィットバスバー5を介してプリント基板2にかかるストレスを低減させることができる。
さらに、グリス6等の柔軟な熱伝導材を介してプレスフィットバスバー5と筐体4とが接することによって、筐体4からプレスフィットバスバー5への力がグリス6の変形によって吸収される。このため、プレスフィットバスバー5を介してプリント基板2にかかるストレスを低減させることができる。
また、本実施形態の電子制御装置1によれば、プリント基板2は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、発熱部品3から発生する熱をプレスフィットバスバー5の脚部5bに伝熱する伝熱経路24を備える。
このため、発熱部品3から発生する熱をプリント基板2を介して効率的にプレスフィットバスバー5に伝熱することが可能となる。
このため、発熱部品3から発生する熱をプリント基板2を介して効率的にプレスフィットバスバー5に伝熱することが可能となる。
なお、本実施形態の電子制御装置1においては、筐体4の突出部4aにプレスフィットバスバー5の接触領域5aを接する構成について説明した。
しかしながら、図4に示すように、プレスフィットバスバー5の脚部5bを伸ばし、突出部4aを備えない筐体4に対して接触領域5aを接することもできる。
プレスフィットバスバー5の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー5の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。
しかしながら、図4に示すように、プレスフィットバスバー5の脚部5bを伸ばし、突出部4aを備えない筐体4に対して接触領域5aを接することもできる。
プレスフィットバスバー5の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー5の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。
また、本実施形態の電子制御装置1においては、筐体4の突出部4aを下方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aが発熱部品3の下側に配置される構成について説明した。
しかしながら、図5に示すように、筐体4の突出部4aを上方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aを発熱部品3の上側に配置されていても良い。
しかしながら、図5に示すように、筐体4の突出部4aを上方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aを発熱部品3の上側に配置されていても良い。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図6は、本実施形態の電子制御装置1Aの一部を模式的に示した断面図である。この図に示すように、本実施形態の電子制御装置1Aにおいては、プレスフィットバスバー5の接触領域5aが筐体4の突出部4aに直接接している。
このような本実施形態の電子制御装置1Aによれば、プレスフィットバスバー5と筐体4とが直接接しているため、グリス等の熱伝導材を介してプレスフィットバスバー5を筐体4に接する場合と比較して、熱抵抗を減少させることができ、より効率的に放熱を行うことが可能となる。
なお、本実施形態の電子制御装置1Aにおいては、筐体4の突出部4aにプレスフィットバスバー5の接触領域5aを接する構成を採用した。
しかしながら、図7に示すように、プレスフィットバスバー5の脚部5bを伸ばし、突出部4aを備えない筐体4に対して接触領域5aを直接接することもできる。
プレスフィットバスバー5の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー5の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。
しかしながら、図7に示すように、プレスフィットバスバー5の脚部5bを伸ばし、突出部4aを備えない筐体4に対して接触領域5aを直接接することもできる。
プレスフィットバスバー5の形状を変化させることは容易であるため、上述のようにプレスフィットバスバー5の形状を筐体の形状に適するように変化させることが可能である。よって、筐体の形状に関わらず電子制御装置にプレスフィットバスバーを設置することができる。
また、本実施形態の電子制御装置1Aにおいては、筐体4の突出部4aを下方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aが発熱部品3の下側に配置される構成について説明した。
しかしながら、図8に示すように、筐体4の突出部4aを上方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aを発熱部品3の上側に配置しても良い。
しかしながら、図8に示すように、筐体4の突出部4aを上方からプリント基板2に向けて突出させ、プレスフィットバスバー5の接触領域5aを発熱部品3の上側に配置しても良い。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る電子制御装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、プレスフィットバスバー5が、一定幅の板部材がコの字形状に湾曲された形状を有する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、プレスフィットバスバー5の接触領域5aが他の部位よりも幅広に形状設定されていても良い。また、接触領域5aが発熱部品3を囲うような箱型形状を有していても良い。
また、さらに多数(例えば4つ)の脚部5bを備え、プレスフィットバスバー5を安定化させるようにしても良い。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、プレスフィットバスバー5の接触領域5aが他の部位よりも幅広に形状設定されていても良い。また、接触領域5aが発熱部品3を囲うような箱型形状を有していても良い。
また、さらに多数(例えば4つ)の脚部5bを備え、プレスフィットバスバー5を安定化させるようにしても良い。
1,1A……電子制御装置、2……プリント基板、21……スルーホール、22……レーザビア、23……ベアホール、24……伝熱経路、3……発熱部品、4……筐体、4a……突出部、5……プレスフィットバスバー(プレスフィット部品)、5a……接触領域、5b……脚部、6……グリス(熱伝導材)
Claims (4)
- 発熱部品が実装されるプリント基板と、該プリント基板を収容する筐体とを備える電子制御装置であって、
前記筐体に接触する接触領域と、該接触領域を支持すると共に前記プリント基板にプレスフィット接続される脚部とを有し、前記発熱部品から前記プリント基板に伝熱された熱を前記プリント基板から前記筐体に伝熱するプレスフィット部品を備えることを特徴とする電子制御装置。 - 前記接触領域が熱伝導材を介して前記筐体に接触していることを特徴とする請求項1記載の電子制御装置。
- 前記接触領域が直接前記筐体に接触していることを特徴とする請求項1記載の電子制御装置。
- 前記プリント基板は、自らの他の部位に対して熱伝導率が高く、前記発熱部品から発生する熱を前記プレスフィット部品の脚部に伝熱する伝熱経路を備えることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の電子制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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- 2008-10-24 JP JP2008274793A patent/JP2010103371A/ja active Pending
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