特許 7637236 車載用電子制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-18

(45)【発行日】2025-02-27

(54)【発明の名称】車載用電子制御装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20250219BHJP

   H05K 5/00 20250101ALI20250219BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 G

H05K7/20 B

H05K5/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023529472

(86)(22)【出願日】2022-02-02

(86)【国際出願番号】 JP2022004024

(87)【国際公開番号】W WO2022269978

(87)【国際公開日】2022-12-29

【審査請求日】2023-07-28

(31)【優先権主張番号】P 2021104710

(32)【優先日】2021-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上之 恵子

(72)【発明者】

【氏名】河合 義夫

(72)【発明者】

【氏名】秋葉 諒

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１６６２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４４０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０６７０８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２００６／０９８３６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１９３１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７１３３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０５Ｋ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板を収容する第１の筐体と、
前記第１の筐体を収容する第２の筐体と、
前記第１の筐体を支持するブラケットと、
を備え、
前記第２の筐体には、前記第２の筐体の外部と内部とを連通する連通部が設けられており、
前記ブラケットを用いて前記第１の筐体を前記第２の筐体に取り付けた状態で、前記第１の筐体の外表面と前記第２の筐体の内表面との間に隙間が形成され、
前記隙間は、前記第１の筐体の全周にわたって形成されており、
前記連通部は、前記第２の筐体の少なくとも２箇所に設けられており、
前記電子部品は、前記回路基板の一方側に配置された発熱部品と前記回路基板の他方側に配置されたコネクタ部品とを少なくとも含み、
前記２箇所のうち、１箇所に設けられる前記連通部は、前記コネクタ部品よりも前記発熱部品に近い位置に設けられ、他の１箇所に設けられる前記連通部は、前記発熱部品よりも前記コネクタ部品に近い位置に設けられており、
前記コネクタ部品よりも前記発熱部品に近い位置に設けられた前記連通部は、それぞれ第１の孔寸法Ｓ１を有する複数の通気孔によって構成され、
前記発熱部品よりも前記コネクタ部品に近い位置に設けられた前記連通部は、それぞれ第２の孔寸法Ｓ２を有する複数の通気孔によって構成され、
前記第１の孔寸法Ｓ１と前記第２の孔寸法Ｓ２は、
Ｓ１＞Ｓ２
の関係を満たす
車載用電子制御装置。

【請求項2】

前記２箇所は、互いに離れた場所に位置している
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【請求項3】

前記２箇所は、少なくとも１箇所が空気の流入側となり、少なくとも他の１箇所が空気の流出側となるように、互いに離れた場所に位置している
請求項２に記載の車載用電子制御装置。

【請求項4】

前記第２の筐体は多面体であり、
前記２箇所は、少なくとも１箇所が前記第２の筐体の第１の面であり、少なくとも他の１箇所が前記第２の筐体の、前記第１の面と異なる第２の面である
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【請求項5】

前記第１の面および前記第２の面は、互いに対向する状態に配置されている
請求項４に記載の車載用電子制御装置。

【請求項6】

前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を流れる空気の向きを直線状に整える整流部材を備える
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【請求項7】

前記整流部材は、放熱フィンによって構成されている
請求項６に記載の車載用電子制御装置。

【請求項8】

前記電子部品は、前記回路基板の一方側に配置された発熱部品と前記回路基板の他方側に配置されたコネクタ部品とを少なくとも含み、
前記整流部材は、前記発熱部品が配置されている側から前記コネクタ部品が配置されている側に向かって直線状に延伸している
請求項６または７に記載の車載用電子制御装置。

【請求項9】

前記第１の孔寸法Ｓ１と前記第２の孔寸法Ｓ２は、
Ｓ２／Ｓ１≦０．５
の関係を満たす
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【請求項10】

前記通気孔は、少なくとも一つの角を有する形状である
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【請求項11】

前記電子部品が発する熱を前記第１の筐体と前記第２の筐体との隙間部分に放出する放熱ピンを備える
請求項１に記載の車載用電子制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用電子制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車などの車両には、エンジン、パワーステアリング、ブレーキ、エアバッグなどを含む、様々な対象物を制御するために、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が搭載されている。車両に搭載される電子制御装置（以下、「車載用電子制御装置」ともいう。）は、電子部品を実装した回路基板を筐体の内部に収容した構造になっている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６―１４１１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、車載用電子制御装置は、エンジンルームに搭載されることが多い。一方で、近年においては、安全な運転支援や自動運転の実現に向けて、より多くの車載用電子制御装置が車両に搭載されている。また、車載用電子制御装置は、エンジンルームの他に、車室内に搭載される場合がある。

【0005】

しかしながら、車室内に車載用電子制御装置を搭載する場合は、運転者が誤って手足を車載用電子制御装置にぶつけるおそれがある。このような外部からの衝撃により車載用電子制御装置の筐体が損傷すると、運転支援や自動運転の安全性に支障をきたすおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、より安全性の高い運転支援や自動運転に寄与することができる車載用電子制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、たとえば、請求の範囲に記載された構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一つを挙げるならば、電子部品が実装された回路基板と、回路基板を収容する第１の筐体と、第１の筐体を収容する第２の筐体と、を備える車載用電子制御装置である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、より安全性の高い運転支援や自動運転に寄与することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【図2】図１に示す車載用電子制御装置のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図１に示す車載用電子制御装置のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】通気孔を円形に形成した例を示す図である。

【図5】比較形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【図6】第１実施形態に係る車載用電子制御装置によって実現される空気の流れを説明する図である。

【図7】通気孔を四角形に形成した例を示す図である。

【図8】通気孔を三角形に形成した例を示す図である。

【図9】通気孔を五角形に形成した例を示す図である。

【図10】第１実施形態に係る車載用電子制御装置の第１変形例を説明する図である。

【図11】第１実施形態に係る車載用電子制御装置の第２変形例を説明する図である。

【図12】第２実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【図13】図１２に示す車載用電子制御装置のＣ－Ｃ断面図である。

【図14】図１２に示す車載用電子制御装置のＤ－Ｄ断面図である。

【図15】第２実施形態に係る車載用電子制御装置の第１変形例を説明する図である。

【図16】第２実施形態に係る車載用電子制御装置の第２変形例を説明する図である。

【図17】第３実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【図18】第３実施形態に係る車載用電子制御装置の変形例を説明する図である。

【図19】第４実施形態に係る車載用電子制御装置を示す断面図である。

【図20】第５実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【図21】第６実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書および図面において、実質的に同一の機能または構成を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0011】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。また、図２は、図１に示す車載用電子制御装置のＡ－Ａ断面図であり、図３は、図１に示す車載用電子制御装置のＢ－Ｂ断面図である。車載用電子制御装置は、ガソリンや軽油などの液体燃料を用いて走行する車両に搭載される電子制御装置に限らず、例えば、水素を燃料に用いて走行する車両、ハイブリッドタイプの車両、電気自動車などの車両に搭載される電子制御装置にも広く適用可能である。また、車載用電子制御装置が制御する対象物は、特定の対象物に限定されるものではない。

【0012】

以降の説明では、車載用電子制御装置の各部の形状や位置関係などを明確にするために、車載用電子制御装置の厚み方向（高さ方向）をＺ方向とし、このＺ方向に直交する二軸方向のうち、一方の方向をＸ方向、他方の方向をＹ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する方向である。

【0013】

図１～図３に示すように、第１実施形態に係る車載用電子制御装置１００は、回路基板１０と、回路基板１０を収容するインナーケース１１と、インナーケース１１を収容するアウターケース１２と、を備えている。

【0014】

（回路基板１０）
回路基板１０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂を基材に用いたリジット基板であるプリント配線基板によって構成されている。回路基板１０は、片面だけに配線パターンが形成されていてもよいし、両面に配線パターンが形成されていてもよい。回路基板１０は、Ｚ方向から見て矩形（長方形または正方形）をなす基板である。回路基板１０には、電子部品の一例として、発熱部品１５とコネクタ部品１６とが実装されている。また、回路基板１０には、発熱部品１５とコネクタ部品１６の他にも、図示しないスイッチング素子、抵抗素子、コンデンサ、ダイオードなどの電子部品が実装される。発熱部品１５とコネクタ部品１６は、回路基板１０の一方の基板面１０Ａを共通の実装面として、回路基板１０に実装されている。つまり、発熱部品１５とコネクタ部品１６は、回路基板１０の同一の面に実装されている。また、発熱部品１５とコネクタ部品１６は、回路基板１０の基板面１０Ａに形成された配線パターン（図示せず）を介して電気的に接続されている。

【0015】

発熱部品１５は、例えばマイコンと呼ばれるＣＰＵ(Central Processing Unit)やＧＰＵ(Graphics Processing Unit)等の演算回路が内蔵された電子部品である。発熱部品１５は、ＩＣ（集積回路）チップや半導体チップなどのプロセッサを有し、数百ＭＨｚ～数ＧＨｚの処理速度で動作する高機能部品である。このような高機能部品は、高速で演算処理を行うために、多くの熱を発生する。つまり、発熱部品１５は、発熱する電子部品である。回路基板１０には、発熱部品１５の他にも電子部品（例えば、ダイオードなど）が実装されるが、発熱量は、演算機能を有する電子部品が多い。このため、本明細書では、演算機能を有する電子部品を発熱部品と定義する。発熱部品１５は、マイコンと呼ばれるものに限らず、例えば、マイコンと通信するメモリでもよい。高機能部品である発熱部品１５は、いずれも消費電力が非常に高く、数十Ｗに至る場合もある。

【0016】

発熱部品１５は、表面実装型の電子部品である。発熱部品１５は、Ｙ方向において回路基板１０の一方側（図３の左側）に配置されている。本実施形態においては、一例として、１つの回路基板１０に２つの発熱部品１５が実装されている。２つの発熱部品１５は、Ｘ方向に所定の間隔をあけて配置されている。回路基板１０に実装される発熱部品１５の個数は１つでもよいし３つ以上でもよい。

【0017】

コネクタ部品１６は、Ｙ方向において回路基板１０の他方側（図３の右側）に配置されている。具体的には、コネクタ部品１６は、Ｙ方向において発熱部品１５が実装される側とは反対側となる、回路基板１０の端部に実装されている。コネクタ部品１６は、回路基板１０が生成する電気信号を外部の機器に送信したり、外部の機器が生成する電気信号を回路基板１０で受信したりするためのコネクタ部品である。車載用電子制御装置１００と電気信号をやり取りする上記外部の機器としては、例えば、車載用電子制御装置１００以外の車載用電子制御装置、カメラ、センサ、アクチュエータなどが考えられる。コネクタ部品１６には、図示しないハーネスが接続される。ハーネスは、回路基板１０と外部の機器とを電気的に接続するための配線束である。ハーネスは、電気的な接続をとるための導体である金属の線材を、絶縁体である保護被膜によって覆った構造になっている。ハーネスは、アウターケース１２に設けられた引き出し部（図示せず）を通して、アウターケース１２の外部に引き出される。このため、コネクタ部品１６は、ハーネスを介してアウターケース１２の外部に熱を逃がす機能を有する。本実施形態においては、一例として、１つの回路基板１０に２つのコネクタ部品１６が実装されている。２つのコネクタ部品１６は、Ｘ方向に所定の間隔をあけて配置されている。回路基板１０に実装されるコネクタ部品１６の個数は１つでもよいし３つ以上でもよい。

【0018】

（インナーケース１１）
インナーケース１１は、回路基板１０を収容可能な第１の空間２１を内部に有する中空のケースである。インナーケース１１は、第１の筐体に相当する。インナーケース１１は多面体であり、より具体的には六面体（直方体）である。インナーケース１１は、好ましくは、金属製のケースである。インナーケース１１を構成する金属は、好ましくは、アルミニウム、またはアルミニウムを主材とする合金である。ただし、インナーケース１１を構成する材料は金属に限らず、樹脂であってもよい。また、インナーケース１１は、一部が金属製で、他の部分が樹脂製であってもよい。

【0019】

インナーケース１１は、主として、インナーケース本体２２と、インナーケース蓋体２３とによって構成されている。インナーケース本体２２は、Ｚ方向の一方（図２および図３の上方）を開口した断面Ｕ字形の構造体である。インナーケース蓋体２３は、インナーケース本体２２の開口寸法よりも大きな外形寸法を有する板状の構造体である。上述した第１の空間２１は、インナーケース本体２２の開口をインナーケース蓋体２３で塞ぐことにより、実質的に密閉された空間となっている。インナーケース本体２２とインナーケース蓋体２３は、例えば図示しないネジ等によって結合される。インナーケース本体２２の内側には段付き部２４が形成されている。回路基板１０は、段付き部２４に回路基板１０を載せた状態で、例えば図示しないネジ等によりインナーケース本体２２に取り付けられている。また、回路基板１０は、一方の基板面１０Ａがインナーケース蓋体２３と対向するように配置されている。

【0020】

インナーケース１１は、複数のブラケット３０によってインナーケース１１の第１の空間２１内に支持されている。本実施形態においては、一例として、４つのブラケット３０によってインナーケース１１を支持している。４つのブラケット３０は、Ｘ方向でインナーケース１１を挟み込むように配置されている。各々のブラケット３０は、Ｌ字形に形成されている。ブラケット３０は、図２に示すように、第１の取付片３１と第２の取付片３２とを一体に有する。第１の取付片３１は、アウターケース１２の内側の底面に固定状態で取り付けられている。第２の取付片３２は、インナーケース本体２２の側面に固定状態で取り付けられている。このように複数のブラケット３０を用いてインナーケース１１をアウターケース１２に取り付けた状態では、インナーケース１１の外表面とアウターケース１２の内表面との間に隙間が形成されている。この隙間は、多面体であるインナーケース１１の全周にわたって形成されている。

【0021】

（アウターケース１２）
アウターケース１２は、インナーケース１１を収容可能な第２の空間２５を内部に有する中空のケースである。アウターケース１２は、第２の筐体に相当する。アウターケース１２は、多面体であり、より具体的には六面体（直方体）である。アウターケース１２は、多面体であるインナーケース１１の全面を囲むように配置されている。これにより、インナーケース１１は、アウターケース１２によって機械的に保護されている。アウターケース１２は、好ましくは、金属製のケースである。アウターケース１２を構成する金属は、好ましくは、アルミニウム、またはアルミニウムを主材とする合金である。ただし、アウターケース１２を構成する材料は金属に限らず、樹脂であってもよい。また、アウターケース１２は、一部が金属製で、他の部分が樹脂製であってもよい。

【0022】

アウターケース１２は、主として、アウターケース本体２６と、アウターケース蓋体２７とによって構成されている。アウターケース本体２６は、Ｚ方向の一方（図２および図３の上方）を開口した断面Ｕ字形の構造体である。アウターケース蓋体２７は、アウターケース本体２６の開口寸法よりも大きな外形寸法を有する板状の構造体である。上述した第２の空間２５は、アウターケース本体２６の開口をアウターケース蓋体２７で塞ぐことにより、実質的に密閉された空間となっている。アウターケース本体２６とアウターケース蓋体２７は、例えば図示しないネジ等によって結合される。

【0023】

ここで本実施形態においては、一例として、車載用電子制御装置１００が図２および図３に示す向き（姿勢）で車両に搭載される場合を想定して、アウターケース１２が有する６つの面を次のように定義する。まず、Ｚ方向の一方を向いて配置される面を上面１２Ａとし、Ｚ方向の他方を向いて配置される面を下面１２Ｂとする。また、Ｘ方向およびＹ方向を配置される４つの面をそれぞれ側面１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆとする。上面１２Ａの面積は、個々の側面１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆの面積よりも広く、かつ、下面１２Ｂの面積と同じである。なお、車載用電子制御装置１００は、アウターケース１２の相対向する２つの側面を天地方向に向けて車両に搭載することも可能である。また、車載用電子制御装置１００は、水平面に対して斜めの姿勢で車両に搭載することも可能である。

【0024】

アウターケース１２には、連通部３５，３６が設けられている。連通部３５は、アウターケース１２の外部と内部とを連通する部分であり、連通部３６も、アウターケース１２の外部と内部とを連通する部分である。連通とは、空間的につながるという意味である。つまり、連通部３５，３６は、アウターケース１２の外部の空間とアウターケース１２の内部の空間（第２の空間２５）とをつなぐ部分である。連通部３５，３６は、アウターケース１２の外部の空間とアウターケース１２の内部の空間との間で空気の入れ換えが行われるよう、アウターケース１２の少なくとも２箇所に設けることが好ましい。また、連通部３５，３６が設けられる２箇所は、アウターケース１２の外部の空間とアウターケース１２の内部の空間との間で空気の入れ換えがよりスムーズに行われるよう、互いに離れた場所に位置していることが好ましい。

【0025】

本実施形態においては、一例として、アウターケース１２の２箇所に連通部３５，３６が設けられている。具体的には、連通部３５，３６が設けられる２箇所が互いに離れた場所に位置するよう、連通部３５は、アウターケース１２の側面１２Ｅに設けられ、連通部３６は、アウターケース１２の側面１２Ｆに設けられている。側面１２Ｅと側面１２Ｆは、一方が空気の流入側となり、他方が空気の流出側となるように、互いに離れた場所に位置している。また、側面１２Ｅと側面１２Ｆは、Ｙ方向で互いに対向する状態に配置されている。

【0026】

図１および図３から分かるように、側面１２Ｅに設けられた連通部３５は、コネクタ部品１６よりも発熱部品１５に近い位置に設けられている。これに対して、側面１２Ｆに設けられた連通部３６は、発熱部品１５よりもコネクタ部品１６に近い位置に設けられている。連通部３５は、複数の通気孔３５ａによって構成され、連通部３６は、複数の通気孔３６Ａによって構成されている。複数の通気孔３５Ａは、マトリクス状の配列で密に配置され、複数の通気孔３６Ａも、マトリクス状の配列で密に配置されている。個々の通気孔３５Ａ，３６Ｂは、例えばレーザ加工、プレス加工等によって円形に形成されている（図４参照）。また、複数の通気孔３５Ａは、Ｘ方向において側面１２Ｅのほぼ全域に形成され、複数の通気孔３６Ａは、Ｘ方向において側面１２Ｆのほぼ全域に形成されている。また、Ｚ方向においては、連通部３５および連通部３６は、互いに同じ位置に配置されるとともに、アウターケース１２の下面１２Ｂ側よりも上面１２Ａ側に近い位置に配置されている。これにより、連通部３５および連通部３６は、回路基板１０上で主たる熱源となる発熱部品１５に近い位置に寄せて配置されている。なお、連通部３５，３６については、例えばアウターケース１２の側面１２Ｅ，１２Ｆにそれぞれ開口部（図示せず）を形成し、この開口部を塞ぐように金網などの網目状部材（図示せず）あるいはパンチングプレート（図示せず）などを溶接等によってアウターケース１２に固定することにより形成することも可能である。

【0027】

上述した第１実施形態に係る車載用電子制御装置１００においては、回路基板１０をインナーケース１１に収容したうえで、インナーケース１１をアウターケース１２に収容している。つまり、車載用電子制御装置１００は、回路基板１０をインナーケース１１とアウターケース１２とによって二重に取り囲んだ構造、すなわち二重筐体構造を有している。このため、回路基板１０とインナーケース１１とを、アウターケース１２によって機械的に保護することができる。したがって、例えば車載用電子制御装置１００を車室内に搭載する場合に、運転者や同乗者などが誤って手足を車載用電子制御装置１００にぶつけてしまっても、その衝撃がインナーケース１１に直接加わることがない。よって、外部からの衝撃にともなうインナーケース１１の損傷を有効に回避することができる。また、発熱部品１５やコネクタ部品１６が実装された回路基板１０は、アウターケース１２の第２の空間２５内でインナーケース１１により保護されるため、発熱部品１５等の電子部品によって実現される車載用電子制御装置１００の制御機能を損なうおそれがない。したがって、より安全性の高い運転支援や自動運転に寄与することができる車載用電子制御装置１００を提供することが可能となる。

【0028】

また、上述した二重筐体構造は、上述した機械的な保護機能の他にも、インナーケース１１を塵埃等から保護する機能や、車両に対する車載用電子制御装置１００の取り付けを容易にする機能も有する。

【0029】

また、二重筐体構造は、運転席の足下や助手席の足下、ダッシュボードの奥、トランクルームなどの車室内に搭載される車載用電子制御装置に適用することが好ましいが、これに限らず、エンジンルームに搭載される車載用電子制御装置に適用してもよい。つまり、二重筐体構造を有する車載用電子制御装置は、車室内および車室外のいずれに搭載される車載用電子制御装置にも適用可能である。

【0030】

さらに、上述した第１実施形態に係る車載用電子制御装置１００においては、アウターケース１２に連通部３５，３６を設けた構成を採用している。このため、インナーケース１１をアウターケース１２に収容した場合の、放熱性能の低下を抑制することができる。以下、詳しく説明する。

【0031】

図５は、比較形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。
図５に示すように、比較形態に係る車載用電子制御装置２００においては、発熱部品１５およびコネクタ部品１６を実装した回路基板１０をインナーケース１１に収容し、このインナーケース１１をアウターケース１２に収容している。このため、インナーケース１１をアウターケース１２によって機械的に保護したり、塵埃等から保護したり、車載用電子制御装置２００の取り付けを容易にしたりする効果は、上記第１実施形態と同様に得られる。このため、比較形態に係る車載用電子制御装置２００は、一つの実施形態となり得る。

【0032】

ただし、比較形態に係る車載用電子制御装置２００では、アウターケース１２に連通部が設けられていない。このため、仮にアウターケース１２の外部に実線の矢印で示すような空気の流れが生じていても、アウターケース１２の外部から内部に空気が流れ込んだり、アウターケース１２の内部から外部に空気が流れ出たりすることがない。したがって、アウターケース１２の内部では、空気の対流が起こりにくい状況になっている。

【0033】

一方、第１実施形態に係る車載用電子制御装置１００では、アウターケース１２に連通部３５，３６が設けられている。このため、アウターケース１２の外部から内部に空気が流れ込んだり、アウターケース１２の内部から外部に空気が流れ出したりする。したがって、アウターケース１２の内部では、空気の対流が起こりやすい状況になっている。

【0034】

ここで、第１実施形態においては、アウターケース１２の側面１２Ｅに連通部３５が設けられ、その側面１２Ｅに対向する側面１２Ｆに連通部３６が設けられている。また、連通部３５は発熱部品１５に近い位置に設けられ、連通部３６はコネクタ部品１６に近い位置に設けられている。このため、連通部３５が設けられた側面１２Ｅは、空気の流入側となり、連通部３６が設けられた側面１２Ｆは、空気の流出側となる。その理由は、次のとおりである。

【0035】

回路基板１０上では、図３に示すように、発熱部品１５がＹ方向の一方（図３の左側）に寄せて配置され、コネクタ部品１６がＹ方向の他方（図３の右側）に寄せて配置されている。また、発熱部品１５は、多くの熱を発生するのに対して、コネクタ部品１６は、図示しないハーネスを通して外部に熱を放出する。このため、発熱部品１５が配置されている側は相対的に高温になり、コネクタ部品１６が配置されている側は相対的に低温になる。このため、図６に破線の矢印で示すように、アウターケース１２の内部では、発熱部品１５が配置されている側から、コネクタ部品１６が配置されている側へと向かう空気の流れ、すなわち対流が発生する。このとき、アウターケース１２の外部の空気は、連通部３５を通してアウターケース１２の内部に流れ込む。また、アウターケース１２の内部の空気は、連通部３６を通してアウターケース１２の外部に流れ出す。したがって、連通部３５が設けられた側面１２Ｅは、空気の流入側となり、連通部３６が設けられた側面１２Ｆは、空気の流出側となる。

【0036】

このように、相対向する２つの側面１２Ｅ，１２Ｆのうち、一方の側面１２Ｅが空気の流入側、他方の側面１２Ｆが空気の流出側となることにより、アウターケース１２の内部に生じる空気の対流を促進することができる。このため、例えば車載用電子制御装置１００を車室内に配置する場合でも、発熱部品１５を主たる熱源として発生する熱を、インナーケース１１の外表面から空気の流れに乗せてアウターケース１２の外部へと逃がすことができる。したがって、回路基板１０に実装される電子部品、特に、発熱部品１５の温度上昇を抑えることができる。発熱部品１５の温度上昇を抑えることは、発熱部品１５に内蔵されるＣＰＵ等の機能を正常に維持すること、ひいては運転支援や自動運転の安全性を高めることに寄与する。

【0037】

また、連通部３５は発熱部品１５側に位置し、連通部３６はコネクタ部品１６側に位置している。このため、アウターケース１２の内部に生じる空気の流れを更に加速させることができる。以下、この原理について説明する。

【0038】

まず、コネクタ部品１６は、外部と電気的に連結するハーネスを介して、アウターケース１２の外部に熱を放出する。このため、コネクタ部品１６は、回路基板１０に実装される電子部品の中で最も温度が低い部品となり、アウターケース１２の内部でも最も温度が低い部位となる。一方、消費電力が高い高機能電子部品である発熱部品１５は、コネクタ部品１６から遠い位置に実装されることが多い。ここで、熱伝導の基本原理により、個体における熱は、温度の高い側から低い側へ向かって移動する。よって、インナーケース１１においては、発熱部品１５からコネクタ部品１６へ向かって熱が移動する。また、単位時間に単位面積を通過する熱量である熱流束は、個体における温度差が大きいほど増大する。よって、発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差が大きいほど熱流束は増大することになる。一方、空気は、圧力の高い側から低い側へ、つまり温度の高い側から低い側へ向かって流れる。また、空気が流れる速度は、圧力差や温度差が大きいほど増大する。したがって、発熱部品１５側に連通部３５を設け、コネクタ部品１６側に連通部３６を設けることにより、アウターケース１２の内部に生じる空気の流れを更に加速させることができる。これにより、熱の移動量が増大するため、車載用電子制御装置１００の放熱性能を高めることができる。その結果、インナーケース１１を機械的に保護することと、車載用電子制御装置１００の放熱性能を確保することを、両立させることができる。

【0039】

また、アウターケース１２の内部では、発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差により、連通部３５から連通部３６に向かって空気が直線状に流れる。このため、アウターケース１２の内部を空気が流れるときの速度の低下を抑え、アウターケース１２の内部に効率的に風を通すことができる。

【0040】

また、連通部３６から流れ出た空気の一部は、アウターケース１２の外側を回り込んで連通部３５に達し、この連通部３５からアウターケース１２の内部に流れ込む。このため、アウターケース１２の内部と外部には、連通部３５および連通部３６によって空気の循環路が形成される。したがって、アウターケース１２の内外に存在する空気の熱交換を促進することができる。

【0041】

なお、第１実施形態においては、通気孔３５Ａ，３６Ａの形状を円形（真円）としたが、連通部を構成する通気孔の形状は多角形でもよい。一例を挙げると、通気孔３５Ａの形状は、図７に示すように四角形でもよし、図８に示すように三角形でもよいし、図９に示すように五角形でもよい。また、図示はしないが、通気孔３５Ａの形状は、楕円形、星形、十字形、スリット形状などでもよい。このような孔形状は、通気孔３６Ａにも適用可能である。また、通気孔３５Ａと通気孔３６Ａを互いに異なる形状としてもよい。

【0042】

通気孔３５Ａの形状を、例えば多角形、星形、十字形などのように、少なくとも一つの角を有する形状とした場合は、通気孔３５Ａを通過する空気の流れが、通気孔３５Ａの近傍で乱流になりやすい。通気孔３５Ａの近傍で空気の流れが乱流になると、アウターケース１２の内部を流れる空気の速度が高まる。このため、インナーケース１１の外表面から効率よく熱を逃がすことができる。したがって、車載用電子制御装置１００の放熱性能を向上させることが可能となる。

【0043】

また、第１実施形態においては、アウターケース１２の６つの面のうち、側面１２Ｅに連通部３５を設け、側面１２Ｆに連通部３６を設けているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、アウターケース１２の側面１２Ｃに連通部３７を設け、側面１２Ｃに対向する側面１２Ｄに連通部３８を設けてもよい。

【0044】

また、図１１に示すように、アウターケース１２の側面１２Ｅの１箇所に連通部３５－１を設け、他の１箇所に連通部３５－２を設けてもよい。連通部３５－１は、Ｘ方向で側面１２Ｅの一端側に設けられ、連通部３５－２は、Ｘ方向で側面１２Ｅの他端側に設けられている。また、連通部３５－１は、一方の発熱部品１５の近傍に配置され、連通部３５－２は、他方の発熱部品１５の近傍に配置されている。このようにアウターケース１２の側面１２Ｅにおいて、発熱部品１５の近傍のみに連通部３５－１，３５－２を設けた場合でも、側面１２Ｅ全体に連通部３５を設けた場合と同等の放熱効果を得ることが可能である。また、発熱部品１５の近傍のみに連通部３５－１，３５－２を設けた場合は、側面１２Ｅ全体に連通部３５を設けた場合に比較して、インナーケース１１を塵埃等から保護する効果を高めることができる。なお、図示はしないが、アウターケース１２の側面１２Ｆにも２箇所に分けて連通部（図示せず）を設けてもよいし、側面１２Ｆ全体に連通部を設けてもよい。

【0045】

＜第２実施形態＞
図１２は、第２実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。また、図１３は、図１２に示す車載用電子制御装置のＣ－Ｃ断面図であり、図１４は、図１２に示す車載用電子制御装置のＤ－Ｄ断面図である。

【0046】

図１２～図１４に示すように、第２実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｂは、上述した第１実施形態に係る車載用電子制御装置１００（図１～図３参照）と比較して、整流部材４１を備える点が異なる。整流部材４１は、インナーケース１１とアウターケース１２との間（隙間部分）を流れる空気の向きを直線状に整える部材である。整流部材４１は、Ｙ方向と平行に配置された複数の板状部によって構成されている。整流部材４１を構成する複数の板状部は、図１３に示すように、Ｘ方向に所定の間隔で並んでいる。

【0047】

整流部材４１は、Ｚ方向においてアウターケース蓋体２７と対向する位置に配置されている。整流部材４１を構成する材料は樹脂でよいし、金属でもよい。整流部材４１を金属で構成する場合は、整流部材４１を放熱フィンとして機能させることができる。放熱フィンとしての整流部材４１は、熱伝導率が高く、かつ、耐腐食性に優れる金属であるアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成することが好ましい。また、整流部材４１は、車載用電子制御装置１００の部品点数を削減するために、インナーケース１１と一体に構成することが好ましい。本実施形態では、インナーケース蓋体２３と整流部材４１とを一体構造にしている。この場合、インナーケース蓋体２３と整流部材４１は同じ金属材料によって構成され、これらの一体構造物がヒートシンクとして機能する。

【0048】

整流部材４１は、発熱部品１５が配置されている側からコネクタ部品１６が配置されている側へ向かって直線状に延伸している。また、連通部３５が設けられた側面１２Ｅと連通部３６が設けられた側面１２Ｆは、整流部材４１の延伸方向であるＹ方向で互いに対向する状態に配置されている。

【0049】

一方、インナーケース１１の内部には、伝熱部材４５が設けられている。伝熱部材４５は、発熱部品１５が発生する熱をインナーケース１１に伝える部材である。伝熱部材４５は、例えば熱伝導性樹脂によって構成され、より具体的にはＴＩＭ（Thermal Interface Material）によって構成される。伝熱部材４５は、発熱部品１５とインナーケース蓋体２３との間に挟み込まれている。また、伝熱部材４５は、発熱部品１５とインナーケース蓋体２３の両方に密着している。このように伝熱部材４５を配置することにより、発熱部品１５が発生する熱を効率よくインナーケース蓋体２３に伝え、このインナーケース蓋体２３を介してインナーケース１１の外部に熱を逃がすことができる。

【0050】

上記構成からなる車載用電子制御装置１００Ｂにおいては、連通部３５を通してアウターケース１２の内部に流れ込んだ空気が、インナーケース１１とアウターケース１２との間を流れるときに、その空気の向きが整流部材４１によって整えられる。これにより、アウターケース１２の内部では、整流部材４１の延在方向であるＹ方向に沿って空気が直線状に流れる。このため、連通部３５を通してアウターケース１２の内部に流れ込む空気を、該空気の速度の低下を小さく抑えながら、連通部３６へと到達させることができる。

【0051】

また、整流部材４１は、発熱部品１５が配置されている側からコネクタ部品１６が配置されている側へ向かって直線状に延伸している。このため、整流部材４１によって整流される空気の流れる方向は、Ｙ方向に沿う一定の方向であり、かつ、発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差によってインナーケース１１の外表面に生じる熱伝導の方向と同一である。

【0052】

ここで、熱移動量Ｑは、熱流束ｑと熱伝導面積Ａとの積で表すことができる。熱流束ｑは、発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差によって増大する。熱伝導面積Ａは、空気の流れが生じなければ面積が広がらずに一定であるが、空気の流れが生じると面積の広がりに応じて増大する。したがって、アウターケース１２内に流れ込んだ空気を整流部材４１によって整流した場合は、熱流束ｑと熱伝導面積Ａの両方が増大する。その結果、熱移動量Ｑが大幅に増大する。よって、インナーケース１１の内部に生じる熱を、アウターケース１２の外部に効率よく排出することができる。また、車載用電子制御装置１００Ｂの放熱性能を高めて、発熱部品１５の温度上昇を抑制することができる。

【0053】

また、整流部材４１は、複数の板状部からなる放熱フィンによって構成されている。このため、発熱部品１５を主たる熱源として発生する熱を、整流部材４１の表面から第２の空間２５に放出させることができる。そして、第２の空間２５に放出させた空気を、整流部材４１によって整流される空気の流れに乗せてアウターケース１２の外部に逃がすことができる。よって、車載用電子制御装置１００Ｂの放熱性能を、より一層高めることができる。

【0054】

なお、第２実施形態においては、整流部材４１の延伸方向であるＹ方向で互いに対向する２つの側面１２Ｅ，１２Ｆのうち、側面１２Ｅに連通部３５を設け、側面１２Ｆに連通部３６を設けているが、これに限らず、例えば図１５に示す車載用電子制御装置１００Ｃのように、側面１２Ｃに連通部３７を設け、これに対向する側面１２Ｄに連通部３８を設けてもよい。図１５に示す車載用電子制御装置１００Ｃでは、アウターケース１２の内部に流れ込んだ空気が整流部材４１に整流されることにより、温度の高い発熱部品１５側から温度の低いコネクタ部品１６側に向かう空気の流れが形成される。一方、アウターケース１２の側面１２Ｃに設けられる連通部３７と他の側面１２Ｄに設けられる連通部３８は、図１２に示す構成とは異なり、整流部材４１の延伸方向で対向していない。このため、図１５に示す車載用電子制御装置１００Ｃは、図１２に示す車載用電子制御装置１００Ｂと比べると、アウターケース１２の内部を流れる空気の速度は低下する。しかしながら、整流部材４１によって整流される空気の流れる方向は、Ｙ方向に沿う一定の方向であり、かつ、発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差によってインナーケース１１の外表面に生じる熱伝導の方向と同一である。したがって、上記同様の原理で熱移動量を増大させ、車載用電子制御装置１００Ｃの放熱性能を高めることができる。このような効果は、例えば図１６に示す車載用電子制御装置１００Ｄのように、側面１２Ｄに連通部３８を設け、これと隣り合う側面１２Ｆに連通部３６を設けた場合、あるいは図示はしないが、側面１２Ｃに連通部３７を設け、これに隣り合う側面１２Ｆに連通部３６を設けた場合にも得られる。

【0055】

また、第２実施形態においては、インナーケース１１の上面に整流部材４１を配置しているが、これに限らず、インナーケース１１の下面に整流部材４１を配置してもよい。また、第２実施形態においては、インナーケース１１の一つの面に整流部材４１を配置しているが、これに限らず、例えばインナーケース１１の上面および下面に整流部材４１を配置するなど、インナーケース１１の複数の面に整流部材４１を配置してもよい。また、整流部材４１は、インナーケース１１に代えてアウターケース１２に配置してもよい。ただし、整流部材４１を放熱フィンとして機能させるうえでは、発熱部品１５の熱が伝わりやすいインナーケース１１に整流部材４１を配置することが好ましい。

【0056】

＜第３実施形態＞
図１７は、第３実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。
図１７に示すように、第３実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｅは、上述した第２実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｂ（図１２～図１４参照）と比較して、整流部材４１を備える点は共通するが、連通部を設ける位置が異なる。具体的には、車載用電子制御装置１００Ｅを車両に搭載するにあたって、アウターケース１２の上面１２Ａ側を天面側、アウターケース１２の下面１２Ｂ側を地面側として、車載用電子制御装置１００Ｅを設置する場合を想定して、アウターケース１２の上面１２Ａに連通部４６を設け、これに対向する下面１２Ｂに連通部４７を設けている。連通部４６および連通部４７は、それぞれ複数の通気孔によって構成されている。この点は、他の実施形態でも同様である。

【0057】

連通部４６は、連通部４７よりも狭い面積で形成されている。具体的には、連通部４６は、上面１２Ａの面積の半分よりも狭い面積、より具体的には上面１２Ａの面積の１／３以下の面積で形成されている。また、連通部４６は、Ｘ方向において上面１２Ａの中間部に設けられるとともに、整流部材４１の延伸方向であるＹ方向に長い帯状に形成されている。これに対し、連通部４７は、下面１２Ｂの面積の半分よりも広い面積、より具体的には下面１２Ｂのほぼ全域に形成されている。

【0058】

上記構成からなる車載用電子制御装置１００Ｅにおいては、アウターケース１２の上面１２Ａに連通部４６を設けるととともに、アウターケース１２の下面１２Ｂに連通部４７を設けている。このため、アウターケース１２の外部で地面側から天面側へ向かう空気の流れを利用して、アウターケース１２の内部に効率よく空気を取り込むことができるとともに、取り込んだ空気をアウターケース１２の外部に効率よく排出することができる。このため、高い放熱性能を有する車載用電子制御装置１００Ｅを実現することができる。

【0059】

また、連通部４６を連通部４７よりも狭い面積で形成することにより、連通部４６を連通部４７と同等の面積で形成する場合に比較して、空気中に浮遊する塵埃等がアウターケース１２内に侵入しにくくなる。このため、インナーケース１１を塵埃等から保護する機能を高めることができる。

【0060】

なお、第３実施形態の変形例としては、図１８に示すように、アウターケース１２の上面１２Ａの１箇所に連通部４６－１を設け、他の１箇所に連通部４６－２を設けてもよい。連通部４６－１は、発熱部品１５が配置されている側に設けられ、連通部４６－２は、コネクタ部品１６が配置されている側に設けられている。また、各々の連通部４６－１，４６－２は、Ｘ方向に長い帯状に形成されている。このようにアウターケース１２の上面１２Ａの２箇所に分けて連通部４６－１，４６－２を設けた場合でも、上記同様の効果を得ることができる。

【0061】

＜第４実施形態＞
図１９は、第４実施形態に係る車載用電子制御装置を示す断面図である。
図１９に示すように、第４実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｆは、上述した第２実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｂ（図１２～図１４参照）と比較して、連通部３５を構成する通気孔３５Ａの孔寸法Ｓ１と連通部３６を構成する通気孔３６Ａの孔寸法Ｓ２との大小関係に特徴がある。本明細書において、連通部を複数の通気孔によって構成する場合の、個々の通気孔の孔寸法は、通気孔の開口面積で規定されるものとする。例えば、通気孔３５Ａの形状が円形であれば、通気孔３５Ａの孔寸法Ｓ１はπｒ２で規定される。ｒは、通気孔３５Ａの半径である。

【0062】

第４実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｆでは、通気孔３５Ａの孔寸法Ｓ１と通気孔３６Ａの孔寸法Ｓ２とが、Ｓ１＞Ｓ２の関係を満たしている。また、第４実施形態においては、より好ましい態様として、通気孔３５Ａの孔寸法Ｓ１と通気孔３６Ａの孔寸法Ｓ２とが、Ｓ２／Ｓ１≦０．５の関係を満たしている。

【0063】

第４実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｆにおいては、空気の流出側に形成された通気孔３６Ａの孔寸法Ｓ２が、空気の流入側に形成された通気孔３５Ａの孔寸法Ｓ１よりも小さい。このため、各々の通気孔３６Ａを通してアウターケース１２の外部に流出する空気の速度を増大し、アウターケース１２の外部で空気の対流を促すことができる。また、アウターケース１２の外部で空気の対流が促されることに伴い、各々の通気孔３５Ａを通してアウターケース１２の内部に流入する空気の速度も増大する。そして、アウターケース１２内に流入する空気の速度が増大することにより、インナーケース１１の外表面から空気への熱伝達率が増大する。このため、車載用電子制御装置１００Ｆの放熱性能を向上させることができる。このような効果は、Ｓ２／Ｓ１≦０．５の関係を満たすことによって、より顕著なものとなることが、本発明者が実施したシミュレーションによって確認されている。

【0064】

＜第５実施形態＞
図２０は、第５実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。
第５実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｇは、上述した第２実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｂ（図１２～図１４参照）と比較して、放熱フィンにより構成された整流部材４１に代えて、放熱ピン５０が設けられている。放熱ピン５０は、発熱部品１５を主たる熱源として発生する熱をインナーケース１１とアウターケース１２との隙間部分（第２の空間２５）に放出するもので、例えばアルミニウムなどの金属または合金によって構成されている。放熱ピン５０は、インナーケース蓋体２３に複数のピンをマトリクス状に配置した構成となっている。

【0065】

上記構成からなる車載用電子制御装置１００Ｇは、複数のピンの集合体である放熱ピン５０の存在により、空気への熱伝達面積を増大させることができる。このため、車載用電子制御装置１００Ｇの放熱性能を向上させることができる。

【0066】

＜第６実施形態＞
図２１は、第６実施形態に係る車載用電子制御装置を斜め方向から見た透視図である。
図２１に示すように、第６実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｈは、上述した第２実施形態に係る車載用電子制御装置１００Ｂ（図１２～図１４参照）と比較して、整流部材４１を備える点は共通するが、連通部を設ける位置が異なる。具体的は、アウターケース１２の上面１２Ａの１箇所に連通部４８－１を設け、他の１箇所に連通部４８－２を設けている。つまり、アウターケース１２の一つの面を対象に、アウターケース１２の２箇所に連通部４８－１，４８－２を設けている。アウターケース１２の一つの面に設ける連通部の数は２つ以上であってもよい。また、連通部を設ける面は、アウターケース１２の下面１２Ｂでもよい。

【0067】

その場合、少なくとも１箇所は空気の流入側となり、少なくとも他の１箇所が空気の流出側となるように、連通部４８－１，４８－２を互いに離れた場所に設けることが好ましい。図２１に示す車載用電子制御装置１００Ｈでは、図示しない発熱部品１５とコネクタ部品１６との温度差によってアウターケース１２内に空気の流れ、すなわち対流が発生することから、発熱部品１５が配置されている側に連通部４８－１を設け、コネクタ部品１６が配置されている側に連通部４８－２を設けている。これにより、アウターケース１２の一つの面にのみ連通部４８－１，４８－２を設けた場合でも、アウターケース１２の内部に直線的な空気の流れを形成し、車載用電子制御装置１００Ｇの放熱性能を高めることができる。

【0068】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0069】

１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ…車載用電子制御装置、１０…回路基板、１５…発熱部品（電子部品）、１６…コネクタ部品（電子部品）、１１…インナーケース（第１の筐体）、１２…アウターケース（第２の筐体）、１２Ａ…上面、１２Ｂ…下面、１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ…側面、３５，３５－１，３５－２，３６，３７，３８，４６，４６－１，４６－２，４７，４８－１，４８－２…連通部、３５Ａ，３６Ａ…通気孔、４１…整流部材（放熱フィン）、５０…放熱ピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】