JP2016197078A - 電子装置 - Google Patents

電子装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016197078A
JP2016197078A JP2015077791A JP2015077791A JP2016197078A JP 2016197078 A JP2016197078 A JP 2016197078A JP 2015077791 A JP2015077791 A JP 2015077791A JP 2015077791 A JP2015077791 A JP 2015077791A JP 2016197078 A JP2016197078 A JP 2016197078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
substrate
heat sink
temperature sensor
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015077791A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6354641B2 (ja
Inventor
敏久 山本
Toshihisa Yamamoto
敏久 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2015077791A priority Critical patent/JP6354641B2/ja
Priority to DE102016205202.0A priority patent/DE102016205202B4/de
Priority to US15/090,195 priority patent/US9918387B2/en
Priority to CN201610210620.7A priority patent/CN106061195B/zh
Publication of JP2016197078A publication Critical patent/JP2016197078A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6354641B2 publication Critical patent/JP6354641B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20381Thermal management, e.g. evaporation control
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0496Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0207Cooling of mounted components using internal conductor planes parallel to the surface for thermal conduction, e.g. power planes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06Thermal details
    • H05K2201/062Means for thermal insulation, e.g. for protection of parts
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10151Sensor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10166Transistor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10409Screws

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

【課題】 安定した温度検出を可能とする電子装置を提供する。【解決手段】 電子装置1は、ヒートシンク20、基板30、発熱部品、温度センサ34、第1配線41および第2配線42を備える。基板30は、ヒートシンク20の支柱22に固定される。通電により発熱するスイッチング素子31は基板30の高温領域Hに実装され、温度を検出する温度センサ34は基板30の検出領域Sに実装される。第1配線41は、基板30の高温領域Hに設けられ、ヒートシンク20の支柱22に接続する。第2配線42は、第1配線41から離れて基板30の検出領域Sに設けられ、ヒートシンク20の支柱22及び温度センサ34に接続する。これにより、第1配線41から第2配線42に直接伝熱する熱量が少なくなると共に、第2配線42の温度がヒートシンク20と同様に安定する。【選択図】図3

Description

本発明は、電子装置に関する。
従来、通電により発熱する発熱部品、温度を検出する温度センサ、及び、マイコンなど、種々の電子部品が基板に実装された電子装置が知られている。マイコンは、温度センサが検出した温度と、発熱部品に通電する電流の積分値とに基づき、発熱部品の温度が許容温度の範囲内となるように通電を制御する。
特許文献1に記載の電子装置は、基板に実装された温度センサの周囲の基板に切欠溝を設けることで、発熱部品から発せられた熱が温度センサに伝わることを抑制している。
特開2007−263636号公報
しかしながら、特許文献1に記載の電子装置の基板は、温度センサに接続する配線が基板に設けられた箇所を残した状態で切欠溝が設けられている。そのため、仮に、温度センサに接続する配線が、発熱部品が実装される領域に連続して延びている場合、発熱部品から発せられた熱が、その配線を通じて温度センサに直接伝わるおそれがある。
また、特許文献1に記載の電子装置は、温度センサの周囲に設けた切欠溝により、基板が大型化する。そのため、この電子装置を小型化した場合、基板に切欠溝を設けることが困難になることが懸念される。
さらに、特許文献1に記載の電子装置は、温度センサの周囲に設けた切欠溝により、基板の剛性が低下する。そのため、この電子装置を振動などが伝わる環境などで使用した場合、切欠溝を起点として基板に亀裂が生じるおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、安定した温度検出を可能とする電子装置を提供することを目的とする。
本発明の電子装置は、ヒートシンク、基板、発熱部品、温度センサ、第1配線および第2配線を備える。基板は、ヒートシンクの支柱に固定される。通電により発熱する発熱部品は基板の高温領域に設けられ、温度を検出する温度センサは基板の検出領域に実装される。第1配線は、基板の高温領域に設けられ、ヒートシンクの支柱に接続する。第2配線は、第1配線から離れて基板の検出領域に設けられ、ヒートシンクの支柱及び温度センサに接続する。
これにより、第1配線の熱はヒートシンクに吸収され、第1配線から第2配線に直接伝熱する熱量が少なくなる。また、ヒートシンクに接続する第2配線は、ヒートシンクと同様に温度が安定する。したがって、電子装置は、第2配線に接続する温度センサにより、安定した温度検出をすることができる。
本発明の第1実施形態による電子装置が用いられる電動パワーステアリング装置の駆動装置の断面図である。 図1のII−II線の断面図である。 図2のIII部分の表層配線の模式図である。 図2のIII部分の内層配線の模式図である。 図3及び図4のV−V線の断面図である。 比較例の電子装置の表層配線の模式図である。 図6のVII−VII線の断面図である。 (A)は第1実施形態の温度センサの検出温度を示すグラフであり、(B)は比較例の温度センサの検出温度を示すグラフである。 本発明の第2実施形態による電子装置が備える基板の表層配線の模式図である。
以下、本発明の複数の実施形態による電子装置を図面に基づいて説明する。なお、1枚の図面に実質的に同一の構成が複数箇所に記載されている場合、その一部のみに符号を付すものとする。また、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1から図5に示す。本実施形態による電子装置1は、車両の電動パワーステアリング装置の操舵アシストトルクを発生する駆動装置2に用いられるものである。
図1に示すように、駆動装置2は、モータ部3、及び、そのモータ部3の駆動を制御する電子装置1を備える。
以下、モータ部3の構成、電子装置1の構成、電子装置1の特徴的構成の順に説明する。
(モータ部の構成)
モータ部3は、ステータ4及びロータ5を備えている。ステータ4は、円筒状に形成され、軸方向の一端がフレームエンド6に固定され、他端がヒートシンク20に固定されている。ステータ4のスロットにはコイル7が巻かれている。
ロータ5は、ステータ4の径方向内側に円筒状に形成され、ステータ4に対し相対回転可能に設けられている。ロータ5の中心に固定されたシャフト8は、出力端9側がフレームエンド6に設けられた軸受10に回転可能に支持され、他端がヒートシンク20に設けられた軸受11に回転可能に支持されている。
モータ部3は、電子装置1からコイル7に通電されると、ステータ4が回転磁界を発生し、ロータ5とシャフト8が軸周りに回転する。
(電子装置1の構成)
図1及び図2に示すように、電子装置1は、ヒートシンク20、基板30、及びその基板30に実装された電子部品等を備えている。基板30と電子部品は、カバー50によって覆われている。
ヒートシンク20は、ヒートシンク本体21、及びヒートシンク本体21から基板30側へ延びる複数の支柱22を一体に有する。ヒートシンク20は、例えばアルミニウム等から鋳造又は切削等により形成され、電子部品が通電時に発生する熱を吸収するものである。また、ヒートシンク20は、図示していない車両のバッテリの負極に電気的に接続されている。
基板30は、多層基板であり、ヒートシンク20の複数の支柱22に形成されたねじ穴23にそれぞれ螺合する複数のねじ24により、ヒートシンク20に固定されている(図5参照)。
基板30のヒートシンク20側には、MOSFETなどのスイッチング素子31、シャント抵抗32、位置センサ33、温度センサ34及びマイコン35等の電子部品が実装されている。また、基板30には、モータ部3のコイル7から延びるモータ線71が接続されている。
本実施形態のスイッチング素子31およびシャント抵抗32など、通電により熱を発生する電子部品はいずれも、特許請求の範囲に記載の「発熱部品」の一例に相当するものである。
なお、図2に示すように、本実施形態では、基板30の所定の箇所に、複数個のスイッチング素子31などが纏めて配置される高温領域Hが形成されている。
基板30に実装された複数個のスイッチング素子31は、モータ部3に電力を供給するための三相インバータ回路を構成するものと、コネクタ36からその三相インバータ回路に供給される電力を遮断可能なスイッチとして機能するものとが実装されている。シャント抵抗32は、三相インバータ回路を構成するスイッチング素子31に流れる電流の計測に用いられる。
位置センサ33は、モータ部3のシャフト8の端部に設けられた磁石12の磁界を検出することで、ロータ5の位置を検出する。マイコン35は、位置センサ33により検出されたロータ5の位置、及び、操舵アシストトルクに必要な電流量に応じてスイッチング素子31をオン、オフし、インバータ回路からコイル7への通電を制御する。
温度センサ34は、基板30の温度を検出し、その信号をマイコン35へ伝送する。マイコン35は、温度センサ34により検出された温度と、スイッチング素子31等の電子部品に通電する電流の積分値とに基づき、それらの電子部品の温度が許容温度の範囲内となるように通電量を制御する。
(電子装置1の特徴的構成)
続いて、本実施形態の電子装置1の特徴的構成を図3から図5を参照して説明する。
図3は、図2のIII部分の基板30の外層を模式的に示したものであり、図4は、図2のIII部分の基板30の内層の一つを模式的に示したものである。図5は、図3及び図4のV−V線の断面を模式的に示したものである。なお、図3及び図4では、ヒートシンク20の支柱22の位置を破線で示している。
上述したように、基板30には、スイッチング素子31などが纏めて実装された高温領域Hが形成されている。本実施形態では、この高温領域Hに設けられた複数の配線を総称して第1配線41と称する。第1配線41は、多層基板30の外層及び内層に設けられ、スルーホール411等を通じて電気的に接続している。基板30のヒートシンク20側の外層に設けられた第1配線41は、ヒートシンク20の複数の支柱22、及びねじ24の頭部に当接している。そのため、基板30の外層及び内層に設けられた第1配線41は、ヒートシンク20に電気的に接続している。
また、スイッチング素子31などが発する熱は、第1配線41からヒートシンク20の複数の支柱22を経由し、ヒートシンク本体21へ吸熱される。この場合でも、ヒートシンク20は、十分な熱容量を有しているので、温度の変化が小さく、温度が安定している。
また、基板30に温度センサ34が実装される検出領域Sには第2配線42が設けられている。温度センサ34の一方の端子341は第2配線42に電気的に接続し、他方の端子342はマイコン35へ延びる配線351に電気的に接続している。
第2配線42も、多層基板30の外層及び内層に設けられ、スルーホール431等を通じて電気的に接続している。基板30のヒートシンク20側の外層に設けられた第2配線42は、ヒートシンク20の所定の支柱22、及びねじ24の頭部に当接している。そのため、基板30の外層及び内層に設けられた第2配線42は、ヒートシンク20に電気的に接続している。
基板30の全ての層において、第1配線41と第2配線42とはいずれも離れて設けられている。即ち、基板30の全ての層において、第1配線41と第2配線42との間には、基板30を形成する樹脂が介在するスリット40が形成されている。このスリット40により、第1配線41と第2配線42との間の熱抵抗が大きくなり、高温領域Hに設けられる第1配線41から第2配線42へ熱が伝わり難いものとなる。
また、第2配線42は、ヒートシンク20の所定の支柱22に当接しているので、ヒートシンク20と同様に、温度の変化が小さく、温度が安定したものとなっている。
なお、第1配線41と第2配線42とはいずれも、ヒートシンク20の所定の支柱22に接続している。即ち、第1配線41と第2配線42とは、基板30においてスリット40を挟んで離れて設けられ、ヒートシンク20を介して接続している。
図4及び図5に示すように、基板30の所定の内層には、第3配線43が設けられている。第3配線43は、一端がスルーホール431を通じて温度センサ34の端子341に接続され、他端が第1配線41に接続している。第3配線43は、基板30の内層を蛇行して設けられている。これにより、仮に、基板30とヒートシンク20とを固定するねじ24に緩みが生じ、第2配線42とヒートシンク20の支柱22とが電気的に接続されなくなった場合でも、第3配線43により温度センサ34の通電が維持される。また、第3配線43は基板30の内層を蛇行しているので、第1配線41から第3配線43を伝わる熱は、基板30を形成する樹脂に放熱される。そのため、第1配線41から温度センサ34へ伝わる熱量は小さいものとなる。
続いて、高温領域Hに実装されたスイッチング素子31などが発する熱の伝わる経路について、図5を参照して説明する。
上述した第1配線41と第2配線42との間に介在するスリット40の熱抵抗をR1、支柱22およびねじ24と第1配線41との間の接触による熱抵抗をR2とすると、R1>R2である。したがって、図5の矢印Aに示すように、高温領域Hの熱は、第1配線41からヒートシンク20の支柱22およびねじ24を経由し、ヒートシンク本体21へ吸熱される。また、図5の矢印Bに示すように、ヒートシンク20の温度変化は第2配線42を通じて温度センサ34に伝わる。一方、第1配線41からスリット40を介して第2配線42へ伝熱する熱量は小さいものとなる。
ここで、ヒートシンク20は、十分な熱容量を有しているので、温度の変化が小さい。したがって、温度センサ34の検出する温度は、変化が小さく、安定したものとなる。
ここで、比較例の電子装置100について説明する。
図6及び図7に示すように、比較例では、高温領域Hに設けられた配線400と、温度センサ34が実装される検出領域Sに設けられた配線400とが一体に形成されている。なお、多層基板30の全ての層において、高温領域Hの配線400と検出領域Sの配線400とは連続したものとなっている。
この比較例の電子装置100において、高温領域Hに実装されたスイッチング素子31などが発する熱の伝わる経路について、図7を参照して説明する。
上述した配線400の熱抵抗をR3とし、支柱22およびねじ24と第1配線41との間の接触による熱抵抗をR2とする。このとき、上述した配線400は連続したものであるので接触による熱抵抗は無い。これに対し、第1配線41と支柱22およびねじ24との間には接触による熱抵抗が存在する。そのため、R3<R2である。したがって、図7の矢印Cに示すように、高温領域Hの熱は、配線400を通じて温度センサ34が実装される検出領域Sに直接伝わる。温度センサ34は、その検出領域Sの配線の温度を検出する。
なお、図7の矢印Dに示すように、配線を伝わる熱の一部は、ヒートシンク20の複数の支柱22およびねじ24を経由し、ヒートシンク本体21へ吸熱される。しかし、配線とヒートシンク20の支柱22との接触面の熱抵抗R2は、配線400の熱抵抗R3より大きいので、比較例では、高温領域Hから配線400を通じて温度センサ34に直接伝わる熱量が大きいものとなる。したがって、温度センサ34の検出する温度は、変化が大きいものとなる。
次に、本実施形態の温度センサ34と比較例の温度センサ34の検出温度について説明する。
図8(A)は、本実施形態の電子装置1が備えるスイッチング素子31の通電のON,OFFと温度センサ34が検出する温度との関係を示したものである。一方、図8(B)は、比較例の電子装置1が備えるスイッチング素子31の通電のON,OFFと温度センサ34が検出する温度との関係を示したものである。
図8(A)に示すように、本実施形態の電子装置1において、スイッチング素子31への通電を、時刻t1からt2の間にONし、時刻t2からt3の間にOFFし、時刻t3からt4の間にONし、時刻t4以降にOFFした。このとき、温度センサ34の検出温度は、時刻t1からt2の間に緩やかに上昇し、時刻t2からt3の間に緩やかに下降し、時刻t3からt4の間に緩やかに上昇し、時刻t4以降緩やかに下降した。ここで、本実施形態の温度センサ34が検出した温度の高低差をαとする。
一方、図8(B)に示すように、比較例の電子装置100において、スイッチング素子31への通電を、時刻t11からt12の間にONし、時刻t12からt13の間にOFFし、時刻t13からt14の間にONし、時刻t14以降にOFFした。このとき、温度センサ34の検出温度は、時刻t11からt12の間に急激に上昇し、時刻t12からt13の間に急激に下降し、時刻t13からt14の間に急激に上昇し、時刻t4以降急激に下降した。ここで、比較例の温度センサ34が検出した温度の高低差をβとする。
図8の(A)、(B)に示すように、本実施形態の温度センサ34が検出した温度の高低差αは、比較例の温度センサ34が検出した温度の高低差βよりも小さいものである。したがって、本実施形態の温度センサ34は、比較例の温度センサ34に比べ、高温領域Hの温度変化による影響が小さく、安定した温度検出をすることが可能である。
本実施形態の電子装置1は、次の作用効果を奏する。
(1)本実施形態では、基板30の高温領域Hに設けられる第1配線41は、ヒートシンク20の支柱22に接続する。また、基板30の検出領域Sに設けられる第2配線42は、第1配線41から離れて設けられ、ヒートシンク20の支柱22及び温度センサ34に接続する。
これにより、通電により発熱したスイッチング素子31等の熱は、第1配線41を経由してヒートシンク20に放熱され、第1配線41から第2配線42に直接伝熱する熱量が少なくなる。ヒートシンク20は、十分な熱容量を有するので、温度変化が小さい。そのため、そのヒートシンク20に接続される第2配線42は、ヒートシンク20と同様に温度変化が小さく、温度が安定する。したがって、電子装置1は、温度センサ34により安定した温度を検出することが可能である。その結果、電子装置1のマイコン35は、基板30に実装された電子部品の温度が許容温度の範囲内となるように、通電を制御することができる。
また、本実施形態の電子装置1は、先行技術文献として示した特許文献1に記載の電子装置のように温度センサの周囲に切欠溝を設けていない。そのため、本実施形態の電子装置1は、特許文献1に記載の電子装置のように基板の剛性が低下することなく、また、基板が大型化することもない。したがって、本実施形態の電子装置1は、基板30の剛性を維持しつつ、基板30を小型化することが可能である。
(2)本実施形態では、基板30の高温領域Hに設けられる第1配線41と、基板30の検出領域Sに設けられる第2配線42とは、基板30の表層および内層において離れている。
これにより、第1配線41から第2配線42へ直接伝わる熱量を少なくすることが可能である。
(3)本実施形態では、第1配線41と第2配線42とは、ヒートシンク20の支柱22を経由して電気的に接続している。
これにより、スイッチング素子31等の電子部品とヒートシンク20との導通、及び、温度センサ34とヒートシンク20との導通を維持することが可能である。
(4)本実施形態では、第1配線41と第2配線42との間に形成されるスリット40は、ヒートシンク20の支柱22に対応する位置に設けられる。
これにより、第1配線41とヒートシンク20との導通、及び、第1配線42とヒートシンク20との導通を維持することが可能である。
(5)本実施形態では、ヒートシンク20の支柱22と第1配線41とが接続し、且つ、ヒートシンク20の支柱22と第2配線42とが接続する箇所で、ヒートシンク20の支柱22と基板30とを固定するねじ24を備える。
これにより、第1配線41とヒートシンク20と第2配線42とを、電気的及び機械的に接続することが可能である。
(6)本実施形態では、第3配線43は、基板30の内層を蛇行して設けられ、温度センサ34の端子341と第1配線41とを電気的に接続する。
これにより、温度センサ34の端子341は、第3配線43から第1配線41を経由して、スリット40が位置する支柱22とは別の場所のヒートシンク20の支柱22に電気的に接続する。そのため、仮に、基板30とヒートシンク20とを固定するねじ24に緩みが生じ、第2配線42とヒートシンク20とが電気的に接続されなくなった場合でも、ヒートシンク20と温度センサ34との導通を維持し、温度センサ34による温度検出を行うことが可能である。
また、第3配線43は、基板30の内層を蛇行して設けられているので、第3配線43を伝わる熱は、基板30を形成する樹脂に放熱される。そのため、第1配線41から温度センサ34へ伝わる熱量を少なくすることが可能である。
(7)本実施形態では、第1配線41は、第2配線42が接続するヒートシンク20の支柱22と同じ支柱22に接続すると共に、その支柱22とは異なる場所の支柱22にも接続している。
これにより、仮に、基板30とヒートシンク20の支柱22とを固定するねじ24に緩みが生じ、第2配線42とヒートシンク20とが電気的に接続されなくなった場合でも、第2配線42は、第3配線43と第1配線41を経由し、別の場所の支柱22からヒートシンク20と電気的に接続を維持することが可能である。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図9に示す。第2実施形態では、基板30の表層に第3配線43が設けられている。第3配線43は、一端が第2配線42に接続され、他端が第1配線41に接続している。第3配線43は、基板30の表層を蛇行して設けられている。
基板30の表層に第3配線を設ける場合、第3配線43は、基板30の表層にヒートシンク20の支柱22が当接する領域から離して配置することが好ましい。また、第3配線43は、基板30の表層にねじ24の頭部が当接する領域から離して配置することが好ましい。これにより、ねじ24の軸力によって第3配線43が切れることを防ぐことができる。
第2実施形態においても、仮に、基板30とヒートシンク20とを固定するねじ24に緩みが生じ、第2配線42とヒートシンク20の支柱22とが電気的に接続されなくなった場合でも、第3配線43により温度センサ34の通電が維持される。また、第3配線43は基板30の表層を蛇行しているので、第1配線41から第3配線43を伝わる熱は、基板30を形成する樹脂に放熱される。そのため、第1配線41から温度センサ34へ伝わる熱量を少なくすることが可能である。
(他の実施形態)
上述した実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動装置2に用いられる電子装置1について説明した。これに対し、他の実施形態では、電子装置1は、電動パワーステアリング装置の駆動装置2に限らず、種々の装置の制御に用いることが可能である。
上述した実施形態では、モータ部3と一体に構成される電子装置1について説明した。これに対し、他の実施形態では、電子部品は、モータ部3とは別部材として構成されるものでもよく、又は、モータ以外の種々の装置を制御するものであってもよい。
上述した実施形態では、通電により熱を発生する発熱部品として、スイッチング素子31およびシャント抵抗32などを例にして説明した。これに対し、他の実施形態では、発熱部品は、チョークコイル、コンデンサ、リレー等、通電により熱を放出する種々の電子部品が相当する。
上述した実施形態では、4層の多層基板30を例にして説明した。これに対し、他の実施形態では、基板は単層基板でもよく、又は、4層以外の多層基板であってもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
1 ・・・電子装置
20・・・ヒートシンク
22・・・支柱
30・・・基板
31・・・スイッチング素子(発熱部品)
32・・・シャント抵抗(発熱部品)
34・・・温度センサ
41・・・第1配線
42・・・第2配線
H ・・・高温領域
S ・・・検出領域

Claims (7)

  1. ヒートシンク(20)と、
    前記ヒートシンクが有する支柱(22)に固定される基板(30)と、
    前記基板に実装され、通電により発熱する発熱部品(31,32)と、
    前記基板に実装され、温度を検出する温度センサ(34)と、
    前記基板に前記発熱部品が実装される高温領域(H)に設けられ、前記ヒートシンクの前記支柱に接続する第1配線(41)と、
    前記基板に前記温度センサが実装される検出領域(S)に前記第1配線から離れて設けられ、前記ヒートシンクの前記支柱および前記温度センサに接続する第2配線(42)と、を備えることを特徴とする電子装置。
  2. 前記第1配線と前記第2配線との間には、前記基板を形成する樹脂が介在するスリット(40)が形成され、
    前記スリットは、前記ヒートシンクの前記支柱に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記基板は、多層基板であり、
    前記第1配線と前記第2配線とは、前記基板の表層および内層において離れていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子装置。
  4. 前記第1配線は前記発熱部品に電気的に接続し、
    前記第2配線は前記温度センサに電気的に接続し、
    前記第1配線と前記第2配線とは、前記ヒートシンクの前記支柱を経由して電気的に接続していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電子装置。
  5. 前記ヒートシンクの前記支柱と前記基板とを固定するねじ(24)を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電子装置。
  6. 前記基板の表層または内層を蛇行して設けられ、前記温度センサの端子(341)と前記第1配線とを電気的に接続する第3配線(43)を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電子装置。
  7. 前記第1配線は、前記第2配線が接続する前記ヒートシンクの前記支柱と同じ前記支柱に接続すると共に、その支柱とは異なる場所の支柱にも接続していることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電子装置。
JP2015077791A 2015-04-06 2015-04-06 電子装置 Active JP6354641B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015077791A JP6354641B2 (ja) 2015-04-06 2015-04-06 電子装置
DE102016205202.0A DE102016205202B4 (de) 2015-04-06 2016-03-30 Elektronische einheit
US15/090,195 US9918387B2 (en) 2015-04-06 2016-04-04 Electronic unit
CN201610210620.7A CN106061195B (zh) 2015-04-06 2016-04-06 电子单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015077791A JP6354641B2 (ja) 2015-04-06 2015-04-06 電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016197078A true JP2016197078A (ja) 2016-11-24
JP6354641B2 JP6354641B2 (ja) 2018-07-11

Family

ID=56937655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015077791A Active JP6354641B2 (ja) 2015-04-06 2015-04-06 電子装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9918387B2 (ja)
JP (1) JP6354641B2 (ja)
CN (1) CN106061195B (ja)
DE (1) DE102016205202B4 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023504716A (ja) * 2019-12-05 2023-02-06 ヴァレオ システム テルミク 特に車両用の流体加熱装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10128723B2 (en) * 2015-07-07 2018-11-13 Milwaukee Electric Tool Corporation Printed circuit board spacer
JP7017145B2 (ja) * 2016-11-23 2022-02-08 日本電産株式会社 モータ及び電動パワーステアリング装置
WO2018186172A1 (ja) * 2017-04-03 2018-10-11 シャープ株式会社 電子機器
JP7160012B2 (ja) * 2019-10-03 2022-10-25 株式会社デンソー 電子制御装置
CN114034887B (zh) * 2021-09-28 2024-04-26 重庆渝智辰电力科技有限公司 一种室外电力设备检测装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353385A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Yaskawa Electric Corp サーボドライブ装置
JP2005278339A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Denso Corp ヒートシンクを有する電子回路装置
JP2009040314A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Denso Corp 車両システム
JP2011216806A (ja) * 2010-04-02 2011-10-27 Denso Corp 電子回路装置
JP2014154745A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Denso Corp 電子制御ユニット

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6058012A (en) * 1996-08-26 2000-05-02 Compaq Computer Corporation Apparatus, method and system for thermal management of an electronic system having semiconductor devices
JP3555742B2 (ja) 1998-09-17 2004-08-18 株式会社デンソー 電子回路装置
JP4016271B2 (ja) * 2003-03-26 2007-12-05 株式会社デンソー 両面冷却型半導体モジュール
JP2005033924A (ja) * 2003-07-14 2005-02-03 Honda Motor Co Ltd 電動機および電動機を搭載した電動パワーステアリング装置
JP4351592B2 (ja) * 2004-07-15 2009-10-28 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機
DE102005013762C5 (de) * 2005-03-22 2012-12-20 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Elektronisches Gerät und Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Leistungshalbleiters
TWI269631B (en) * 2005-12-12 2006-12-21 Habor Precise Ind Co Ltd Cooling system of electric equipment
JP4952015B2 (ja) 2006-03-28 2012-06-13 株式会社明電舎 電子機器ユニットの温度監視方法
JP4909961B2 (ja) * 2008-09-02 2012-04-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動パワーステアリング用制御装置
JP2010245174A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Denso Corp 電子制御ユニット及びその製造方法
WO2011104072A2 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lampe mit zumindest einer lichtquelle und einem elektronischen betriebsgerät
EP2564115B1 (en) * 2010-04-26 2015-03-25 Xicato, Inc. Led-based illumination module attachment to a light fixture
JP5338804B2 (ja) * 2010-12-28 2013-11-13 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5549611B2 (ja) * 2011-01-20 2014-07-16 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置
JP5710995B2 (ja) * 2011-02-01 2015-04-30 本田技研工業株式会社 半導体装置
US9099901B2 (en) * 2011-05-11 2015-08-04 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus
JP5692056B2 (ja) * 2011-12-28 2015-04-01 株式会社デンソー 多層プリント基板
JP2013220708A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱媒体加熱装置およびそれを備えた車両用空調装置
JP6248418B2 (ja) * 2013-05-29 2017-12-20 アイシン精機株式会社 車両の後輪操舵装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353385A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Yaskawa Electric Corp サーボドライブ装置
JP2005278339A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Denso Corp ヒートシンクを有する電子回路装置
JP2009040314A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Denso Corp 車両システム
JP2011216806A (ja) * 2010-04-02 2011-10-27 Denso Corp 電子回路装置
JP2014154745A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Denso Corp 電子制御ユニット

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023504716A (ja) * 2019-12-05 2023-02-06 ヴァレオ システム テルミク 特に車両用の流体加熱装置
JP7466644B2 (ja) 2019-12-05 2024-04-12 ヴァレオ システム テルミク 特に車両用の流体加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106061195B (zh) 2019-07-09
DE102016205202B4 (de) 2020-08-06
JP6354641B2 (ja) 2018-07-11
DE102016205202A1 (de) 2016-10-06
CN106061195A (zh) 2016-10-26
US9918387B2 (en) 2018-03-13
US20160295681A1 (en) 2016-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6354641B2 (ja) 電子装置
US9985504B2 (en) Electronic apparatus
JP6597362B2 (ja) 電子制御ユニット、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6582568B2 (ja) 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6509359B2 (ja) 一体型電動パワーステアリング装置、及びその製造方法
JP5039171B2 (ja) 電動式駆動装置およびその電動式駆動装置を搭載した電動式パワーステアリング装置
JP5126277B2 (ja) 電動装置
JP5970668B2 (ja) 電動式パワーステアリング用パワーモジュールおよびこれを用いた電動式パワーステアリング駆動制御装置
JP6294195B2 (ja) 電力変換装置
JP6146380B2 (ja) 電子装置
JP2016034204A (ja) 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2019080471A (ja) 負荷駆動装置
JP5572608B2 (ja) モータ駆動装置
JP2016036245A (ja) 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2011200022A (ja) 電動式駆動装置およびそれを搭載した電動式パワーステアリング装置
JP2015123846A (ja) 電子制御ユニット、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6390089B2 (ja) インバータ一体型モータ
JP2016123237A (ja) モータユニット
JPWO2016174704A1 (ja) 制御装置
JP2018061363A (ja) モータ駆動装置、モータシステム及び電動パワーステアリング装置
JP2018148688A (ja) 駆動装置
JP2018011385A (ja) モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
EP3806294A1 (en) Motor device
JP6870711B2 (ja) 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5832576B2 (ja) インバータ一体型回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180528

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6354641

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250