制御装置
【課題】十分な放熱効果を発揮させつつ製造コストを低減するとともに品質の良い制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、同一方向に延びる複数の列に、発熱体が複数配列された電子基板を、筐体へ収納した状態で複数の列に対向し、複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、複数の凹部の相互間に複数の列と同一方向に延びる凸部と、を形成するため、筐体の体積を増加させて放熱効果を高めることができ、凹部に放熱シートを位置決めすることができ、更に、凸部の上にネジ穴を有するリブを形成しやすくできる。つまり、十分に放熱効果を発揮しつつ、コストが増加せず、かつ、品質を良くすることができる。
【解決手段】制御装置は、同一方向に延びる複数の列に、発熱体が複数配列された電子基板を、筐体へ収納した状態で複数の列に対向し、複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、複数の凹部の相互間に複数の列と同一方向に延びる凸部と、を形成するため、筐体の体積を増加させて放熱効果を高めることができ、凹部に放熱シートを位置決めすることができ、更に、凸部の上にネジ穴を有するリブを形成しやすくできる。つまり、十分に放熱効果を発揮しつつ、コストが増加せず、かつ、品質を良くすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置の構造の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被制御対象（例えば、モータ）を制御する制御装置は、モータを駆動させるために電流をオン・オフ制御する電子部品（例えば、ＭＯＳトランジスタ、又は、マイコンなど）を実装した電子基板と、この電子基板を備えた筐体により構成される。
【０００３】
制御装置が、高いトルクを出力するモータを制御する際は、ＭＯＳトランジスタによる電流のオン・オフ制御を頻繁に実行する必要があるため、ＭＯＳトランジスタが発熱してしまう。発熱したＭＯＳトランジスタの影響により、電子基板に配線されたパターンや電子基板に実装された電子部品の端子などがショートする虞があるため、種々の対策を講じている。
（第１の対策）
第１の対策として、例えば、図１に示す制御装置１ａのような構成がある。制御装置１ａは、蓋体２ａ、第１電子基板３ａ１、第２電子基板３ａ２、及び、筐体４ａから構成される。
【０００４】
蓋体２ａは、第１電子基板３ａ１及び第２電子基板３ａ２を覆って、筐体４ａとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【０００５】
第１電子基板３ａ１は、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４ａ側の面（−Ｚ側）にコンデンサ３０ａなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ａなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【０００６】
第２電子基板３ａ２は、アルミニウムをベースとした素材から成る第１層と、第１層の上面＋Ｚ側に熱伝導性及び絶縁性が優れている素材から成る第２層とを有する板状体であって、筐体４ａへ収納される状態において蓋体２ａ側の面に発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ａが実装され、実装されたＭＯＳトランジスタ３１ａの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【０００７】
筐体４ａは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、第１電子基板３ａ１及び第２電子基板３ａ２を平置き固定するとともに、それらを覆う蓋体２ａをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【０００８】
第２電子基板３ａ２は、第２電子基板３ａ１と固定する際に第２電子基板３ａ１との間に空間を形成するための固定柱ｘａを介設している。また、固定柱ｘａは、第２電子基板３ａ２に実装された電子部品と、第１電子基板３Ａ１に実装された電子部品とを電気的に接続可能にする電線の機能も備えている。
【０００９】
つまり、制御装置１ａは、ＭＯＳトランジスタを他の電子部品が実装された電子基板から離した位置に備えたことにより、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱によって、他の電子部品に関連するショートの発生を防ぐことができ、かつ、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすいアルミニウムを素材とする第１層を備えた第２電子基板３ａ２及び筐体４ａを備えることによってその熱を冷ませることができる。
（第２の対策）
第２の対策として、例えば、図３に示す制御装置１ｂのような構成がある。制御装置１ｂは、蓋体２ｂ、電子基板３ｂ、放熱シートｓｔｂ、及び、筐体４ｂから構成される。
【００１０】
蓋体２ｂは、電子基板３ｂを覆って、筐体４ｂとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【００１１】
電子基板３ｂは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において蓋体２ｂ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｂ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｂなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｂなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。また、筐体４ｂと固定される際に筐体４ｂが形成するボスｘｂ１を納めるボス穴ｘｂ３が形成されている。
【００１２】
放熱シートは、図２に示すように、薄いシート状を成しており、更に、その素材は、シリコンとフィラーとのから成るものであって、熱伝導性と絶縁性が優れている。つまり、放熱シートは、図２に示すようなシートを、図３に示す放熱シートｓｔｂのようなものに加工される。
【００１３】
筐体４ｂは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｂを平置き固定して、それを覆う蓋体２ｂをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００１４】
筐体４ｂは、電子基板３ｂを固定する際に、電子基板３ｂへ実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｂの裏側（−Ｚ側）の面と面接触するエリア４０ｂの上（＋Ｚ側）に放熱シートｓｔｂを備える。その際は、筐体４ｂは、エリア４０ｂのボスｘｂ１を放熱シートの第１固定穴ｘｂ２へ通して固定する。筐体４ｂは放熱シートｓｔｂを固定した状態で、その上（＋Ｚ側）へ電子基板３ｂを備える。その際は、放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２を貫通した筐体４ｂのボスｘｂ１を、電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３へ通して固定する。
【００１５】
つまり、制御装置１ｂは、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすい素材であるアルミニウムから成る筐体４ｂを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００１６】
また、ＭＯＳトランジスタが実装された電子基板３ｂの面の裏（−Ｚ側）面と、その面と面接触する筐体４ｂのエリア４０ｂとの間に、熱伝導性と絶縁性が優れている放熱シートｘｂ２を備えることによって、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱を素材がアルミニウムから成る筐体４ｂへ伝えることができるとともに、電子基板３ｂに実装された電子部品の端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第３の対策）
第３の対策として、例えば、図４に示す制御装置１ｃのような構成がある。制御装置１ｃは、蓋体２ｃ、電子基板３ｃ、放熱シートｓｔｃ、及び、筐体４ｃから構成される。
【００１７】
蓋体２ｃは、電子基板３ｃを覆って、筐体４ｃとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【００１８】
電子基板３ｃは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４ｃ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｂ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｂなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｃなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。また、ＭＯＳトランジスタ３１ｃは、直方体から成るパッケージが垂直より３０％程度傾くような状態で電子基板３１ｃへ実装される。
【００１９】
放熱シートｓｔｃは、前述したように図２に示す薄いシート状のものを、図４に示す、長方形状の放熱シートを山折して加工される。
【００２０】
筐体４ｃは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｃを空間が形成されるように、つまり、電子基板３ｃが２階のエリアとなるように収納するように構成されるとともに、その電子基板３ｃを覆う蓋体２ｂをネジにより固定するネジ穴などを備えている。更に、ＭＯＳトランジスタ３１のパッケージが電子基板３ｃにおいて、傾いて実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｃと、面接触する山部４０ｃを形成している。なお、山部４０ｃは筐体４ｃと同様にアルミニウムをベースとした素材から成り、山折加工された放熱シートｓｔｃをその山部４０ｃへ位置決めできるようにリブｘｃを形成している。
【００２１】
筐体４ｃは、電子基板３ｃを収納して蓋体２ｃにより閉じられる際は、電子基板３ｃを２階のエリアとなるように収納した際に、ＭＯＳトランジスタ３１ｃと面接触する山部４０ｃとの間に、山折加工された放熱シートｓｔｃを挟む。
【００２２】
つまり、制御装置１ｂは、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすいアルミニウムの素材から成る筐体４ｃを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００２３】
また、ＭＯＳトランジス３１ｃのパッケージの面をアルミニウムから成る山部４０ｃの面へ、放熱シートｓｔｃを挟んで接触させることによって、ＭＯＳトランジスタ３１ｃが発生させた熱をアルミニウムから成る山部４０ｃ及び筐体４ｃへ伝えることができるとともに、電子基板３ｃ実装されたＭＯＳトランジスタの端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第４の対策）
第４の対策として、例えば、図５に示す制御装置１ｄのような構成がある。制御装置１ｄは、ステアリングモータ２ｄ、電子基板３ｄ、放熱シートｓｔｄ、及び、筐体４ｄから構成される。
【００２４】
ステアリングモータ２ｄは、電子基板３ｄを覆って、筐体４ｄとネジにより固定するネジ穴などを備えた板状体と片軸の３相モータから構成される。
【００２５】
電子基板３ｄは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態においてステアリングモータ２ｄ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｄ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｄなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｄなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【００２６】
放熱シートは、前述した放熱シートであり、図２に示すようなシートを、図５に示す放熱シートｓｔｄのようなものに加工される。
【００２７】
筐体４ｄは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｄを平置き固定して、それを覆うステアリングモータ２ｄをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００２８】
筐体４ｄは、電子基板３ｄを固定する際に、電子基板３ｄへＭＯＳトランジスタ３１ｄが実装された面と面接触するエリア４０ｄの上（＋Ｚ側）に放熱シートｓｔｄを備える。筐体４ｄは放熱シートｓｔｄを備えた状態で、その上（＋Ｚ側）へ電子基板３ｄを備える。
【００２９】
つまり、制御装置１ｄは、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが発生させた熱が伝わりやすい素材のアルミニウムから成る筐体４ｄを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００３０】
また、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが実装された電子基板３ｄの面と、その面と面接触する筐体４ｄのエリア４０ｄとの間に、熱伝導性と絶縁性が優れている放熱シートｓｔｄを備えることによって、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが発生させた熱を素材であるアルミニウムから成る筐体４ｄへ伝えることができるとともに、電子基板３ｄに実装された電子部品の端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第５の対策）
第５の対策として、例えば、図６に示す放熱フィン１ｅを前述した制御装置１ａ、制御装置１ｂ、制御装置１ｃ及び制御装置１ｄの夫々の筐体へ備えた構成がある。
【００３１】
これによれば、放熱フィン１ｅの空気と触れる面積が増えるため、定常的に発生する各制御装置の熱を放熱させることができる。
【００３２】
このように、ＭＯＳトランジスタなどの発熱体が発する熱を、制御装置において備えた放熱シートにより放熱する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００８-１９２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかし、上記のような制御装置を採用すると、コストが増加するとともに品質が低下するという問題が発生する。
【００３５】
各対策を講じた制御装置における問題を具体的に説明する。第１対策においては、第２電子基板３ａ２及び、固定柱ｘａの製造コストが増加するという問題が発生する。
【００３６】
第２対策においては、筐体４ｂの放熱シートｓｔｂを固定するボスｘｂ１、放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２、及び電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３を一定の規格を維持して製造することが難しいという品質の問題が発生する。
【００３７】
つまり、筐体４ｂが放熱シートｓｔｂ及び電子基板３ｂを納めて蓋体２ｂを塞いだ際に、電子基板３ｂと放熱シートｓｔｂと筐体４ｂのエリア４０ｂを、放熱効果を高めるために密着させなければならないため、そのボスｘｂ１の高さを放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２の厚さに応じた高さより少し高くし、かつ、電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３の深さをその少し高くした分の深さにしなければならず、造型が難しく、品質を維持できないという問題が発生する。
【００３８】
第３対策においては、直方体のパッケージから成るＭＯＳトランジスタ３１ｃを、そのパッケージが垂直より３０％程度傾くような状態で電子基板３１ｃへ実装させなければならず通常の実装と異なる実装が必要となり、かつ、このＭＯＳトランジスタ３１ｃと面接触する山部４０ｃを形成しなければならないため製造コストが増加してしまうという問題が発生する。
【００３９】
第４対策においては、筐体４ｄが備える電子基板３ｄを固定してネジ止めするリブ４１ｄを一定の規格を維持して製造することが難しいという品質の問題が発生する。
【００４０】
つまり、筐体４ｄにおいて、ＭＯＳトランジスタ３１ｄが実装された電子基板３ｄの実装面を筐体４ｄ側（−Ｚ側）にして、電子基板３ｄを収納した際に、電子基板３ｄに実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｄのパッケージ面が筐体４ｄのエリア４０ｄの面に、放熱シートｓｔｄを挟んだ状態で面接触させる必要があるため、筐体４ｄに備わる、電子基板３ｄを固定してネジ止めするリブ４１ｄの高さは、ＭＯＳトランジスタ３１ｄの厚さ以上のものを必要とし、そのリブ４１ｄは平面のエリア４０ｄにおいて相応の高さを形成させなければならず、つまり、リブ４１ｄは、小さく細長いリブ４１ｄを形成させなければならず、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという鋳造方法においては、小さく細長い型へは、そのアルミニウムが流れ込みにくいため、造型が難しく品質を維持できないという問題が発生する。
【００４１】
第５対策においては、放熱フィン１ｅは、空気と触れる面積が増えるため、定常的に発生する制御装置の熱を放熱させやすいという効果はあるが、特定のタイミングでのみ発生する制御装置の熱を放熱させやすいという効果はないため、熱が特定のタイミングでのみ発生した場合の電子部品の端子などのショートを防ぐことができないという品質の問題が発生する。
【００４２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な放熱効果を発揮させつつ製造コストを低減するとともに品質の良い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】
【００４３】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、被制御対象を制御する制御装置であって、電子基板と、前記電子基板の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列された複数の発熱体と、前記電子基板を収納する筐体と、を備え、前記筐体は、前記電子基板を収納した状態で前記複数の列に対向し、前記複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、前記複数の凹部の相互間に、前記複数の列と同一方向に延びる凸部と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記被制御対象は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータであり、前記発熱体は、トランジスタであることを特徴とする。
【００４５】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の制御装置において、前記筐体は、鋳造して形成されるものであり、前記凸部の上に突出し、前記電子基板を固定するためのリブ、をさらに備えることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、前記筐体は、金属で構成されるものであり、熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シート、をさらに備え、前記放熱シートは、前記筐体が前記電子基板を収納した状態で、前記凹部と前記発熱体とにより挟まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
請求項１ないし４の発明によれば、制御装置は、同一方向に延びる複数の列に、発熱体が複数配列された電子基板を、筐体へ収納した状態で複数の列に対向し、複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、複数の凹部の相互間に複数の列と同一方向に延びる凸部と、を形成するため、筐体の体積を増加させて放熱効果を高めることができる。
【００４８】
請求項２の発明によれば、前記制御装置は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータを制御し、発熱体は、トランジスタである。従って、筐体の体積を増やしているため、ステアリングモータが特定のタイミングのみで発生させる熱を効果的に放熱させることができる。
【００４９】
請求項３の発明によれば、前記制御装置において、筐体は、鋳造されるものであり、凸部の上に、電子基板を納めて筐体へ固定するためのネジ穴を有するリブが形成されるため、筐体の放熱効果を高めることができるとともに、鋳造する際のリブの形成がし易く、一定の規格を維持して製造することができる。
【００５０】
請求項４の発明によれば、更に、制御装置は、筐体が鋳造して形成されるものであり、凸部の上に突出し、電子基板を固定するためのリブ、をさらに備えるため、凸部の上にネジ穴を有するリブを形成しやすくできる。
【００５１】
請求項５の発明によれば、更に、制御装置は、筐体が金属で構成されるものであり、熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シートをさらに備え、放熱シートは、筐体が電子基板を収納した状態で、凹部と発熱体とにより挟まれるため、凹部に放熱シートを位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、制御装置を表す図である。
【図２】図２は、放熱シートを表す図である。
【図３】図３は、制御装置を表す図である。
【図４】図４は、制御装置を表す図である。
【図５】図５は、制御装置を表す図である。
【図６】図６は、放熱フィンを表す図である。
【図７】図７は、制御装置を表す図である。
【図８】図８は、制御装置を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、図中においては三次元の直交座標軸（ＸＹＺ）を付し、説明において適宜この座標軸を用いて方向を示すこととする。
【００５４】
＜代表の形態＞
（制御装置）
代表の形態における発明は、図７及び図８に示す車両に搭載された制御装置１であり、ステアリングを制御するステアリング３相モータを被制御対象とする。制御装置１は、ステアリング３相モータを制御することによって、ドライバーのハンドル操舵力をアシストする。その機能を発揮するための種々の電子部品を備え、例えば、制御用の演算を実行するマイコン、その機能を発揮するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ、演算のワーキングエリアとなるＲＡＭ、ステアリング３相モータを電気的に制御するＭＯＳトランジスタ、及び、入出力信号を制御するＩ／Ｆなどである。
【００５５】
更に、制御装置１は、蓋体２、電子基板３、放熱シートｓｔ、及び、筐体４から構成される。
【００５６】
ユーザのハンドル操舵力をアシストするときとは、当然ユーザがステアリングを操作するときであり、特に、車両を駐車するときなどはステアリングを頻繁に操作するため、制御装置１は、頻繁にステアリングモータを制御してその操舵力をアシストする。一方で、ユーザは車両を一定車速（例えば、２５ｋｍ）以上で走行させる場合には、駐車するときほどステアリングを操作しないため、制御装置１は頻繁にステアリングモータを制御することはない。つまり、制御装置１が備える、ステアリング３相モータを電気的に制御する６つのＭＯＳトランジスタは、その特定のタイミングで発熱する。そこで、制御装置１はこの発熱を抑えつつ、コストの増加を抑え、かつ、品質を良くするための構成を備えている。
（蓋体）
ステアリングモータ２は、電子基板３を覆って、筐体４とネジにより固定するネジ穴などを備える板状体と片軸の３相モータから構成される。
（電子基板）
電子基板３は、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４側（−Ｚ側）の面にコンデンサ３０及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１などが実装され、実装されたコンデンサ３０などの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【００５７】
ＭＯＳトランジスタ３１は、ステアリングモータを駆動させるために、マイコンなどの他の電子部品と協働して、電流をオン・オフ制御する電子部品である。このＭＯＳトランジスタ３１の電子基板３への実装は、ＭＯＳトランジスタ３１がマイコンにより制御されると発熱するため、他の電子部品から離すとともに、電子基板３の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列される。つまり、ＭＯＳトランジスタ３１、ＭＯＳトランジスタ３２及びＭＯＳトランジスタ３３から構成される１列（第１列）が電子基板３において配列（実装）され、この列に並行するように、ＭＯＳトランジスタ３４、ＭＯＳトランジスタ３５及びＭＯＳトランジスタ３６から構成される１列（第２列）が配列（実装）される。
（放熱シート）
放熱シートは、前述した放熱シートであり、図２に示すようなシートを、図７に示す長方形の第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２に加工される。第１放熱シートｓｔ１は、筐体４に形成された第１凹部４６へ備えられる。第２放熱シートｓｔ２は、筐体４に形成された第２凹部４７へ備えられる。
【００５８】
また、第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２の大きさは、ＭＯＳトランジスタ３１が発する熱を放熱させるとともにアルミニウムから成る筐体４との電気的接触を絶縁させる機能を発揮させる必要があるため、最低、第１放熱シートｓｔ１は第１列の領域と同等以上の大きさで、第２放熱シートｓｔ２も第２列の領域と同等以上の大きさに加工されている。
（筐体）
筐体４は、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３を平置き固定して、その状態で筐体４へ被さる蓋体２をネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００５９】
筐体４は、電子基板３を収納した状態で、ＭＯＳトランジスタ３１〜３６により構成される複数の列（第１列、及び、第２列）に対向し、その複数の列と同一方向に延びる複数の凹部（第１凹部４６及び第２凹部４７）を形成する。
【００６０】
更に、筐体４は、複数の凹部の相互間に、複数の列と同一方向に延びる凸部（第１凸部４１、第２凸部４２、第３凸部４３、第４凸部４４及び第５凸部４５）が形成される。
【００６１】
つまり、筐体４において、凹部と凸部は一体不可分の関係にあり、並列に形成される溝状の凹部間に、必然的に、山脈状の凸部（第３凸部４３及び第４凸部４４）が形成される。
【００６２】
また、筐体４において、非凹部間、つまり、凹部と対向して他の凹部が形成されない側にも、凸部（第１凸部４１、第２凸部４２及び第５凸部４５）が形成される。
【００６３】
また、筐体４において、第１凹部４６の大きさは、第１放熱シートｓｔ１が収まる大きさに形成される。つまり、第１凹部４６は、筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列が収まる大きさに形成される。更に、第１凹部４６の深さは筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列のＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、第１凹部４６に備えた第１放熱シートｓｔ１と面接触できるような深さに形成されている。
【００６４】
従って、第１放熱シートｓｔ１を筐体４へ備えた際の位置決めができる。
【００６５】
また、筐体４において、第２凹部４７の大きさは、第２放熱シートｓｔ２が収まる大きさに形成される。つまり、第２凹部４７は、筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列が収まる大きさに形成される。更に、第２凹部４７の深さは筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列のＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、第２凹部４７に備えた第２放熱シートｓｔ２面と面接触できるような深さに形成されている。
【００６６】
従って、第２放熱シートｓｔ２を筐体４へ備えた際の位置決めができる。
【００６７】
また、筐体４において、第３凸部４３の頂上（＋Ｚ側）に電子基板３を固定してネジ止めするための、ネジ穴を有するリブ４０が形成される。リブ４０の高さは、第３凸部４３の高さを併せて、ＭＯＳトランジスタ３１が実装された電子基板３を収納できるように、かつ、ＭＯＳトランジスタのパッケージ面と放熱シート面とが面接触できるようにするために、ＭＯＳトランジスタ３１の厚さ以上のものが必要となる。つまり、リブ４０の高さは、従来のリブ４１ｅよりも第３凸部４３の高さ分低い。
【００６８】
なお、このような凹部、凸部、リブを形成する筐体４は、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという方法によって鋳造される。
【００６９】
つまり、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという鋳造方法においては、細かい造型に応じた型へは、そのアルミニウムが流れ込みにくいため、造型が難しく品質を維持できないという問題が発生するが、リブ４０は、従来の小さく細長いリブ４１ｅよりも短いため、リブ４０に応じた型へはそのアルミニウムは流れ込み易く、造型しやすく品質の維持が可能になる。
（制御装置の組立）
制御装置１の組立方法を図７及び図８に基づいて説明する。筐体４は、第１放熱シートｓｔ１並びに第２放熱シートｓｔ２、電子基板３の順にそれらが収納されるとともにネジによって固定され、これを蓋体２によって塞がれて、ネジによって固定される。更に、以降においてこの組立方法をより詳細に説明する。
【００７０】
まず、第１放熱シートは、第１凸部４１、第２凸部４２、第３凸部４３、第４凸部４４、及び、筐体４の壁面により形成された第１凹部４６へ収納される。また、第２放熱シートは、第３凸部４３、第４凸部４４、第５凸部及び筐体４の壁面により形成された第２凹部４７へ収納される。
【００７１】
次に、第１列及び第２列が筐体４側（−Ｚ側）へ配列（実装）された電子基板３を、第１列及び第２列を構成するＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、筐体４の第１凹部及び第２凹部に収納された第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２の面へ、面接触するように収納される。つまり、これらが面接触した状態において、第１列及び第２列の近傍は、筐体４の凸部４１、凸部４２、凸部４３、凸部４４並びに凸部４５及び壁面により囲まれる。
【００７２】
次に、電子基板３を筐体４へ収納させた状態で、蓋体２によって塞いで更にネジによって固定する。これで、制御装置１の組立が完成する。
【００７３】
このように、制御装置１が組立られると、第１列及び第２列を構成する各ＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、各凹部の底面に備わる各放熱シート面と面接触し、更に、第１列及び第２列の近傍に筐体４の凸部や壁面が位置するため、つまり、第１列及び第２列近傍における放熱機能を備える筐体４の体積が大きくなるため、各ＭＯＳトランジスタが電気的に制御される際の電気的接触を絶縁しつつ、その際に発する熱を筐体４へ放熱させるとともに、特定のタイミングのみ発生するその熱を効果的に冷ますことができる。
【００７４】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では他の実施の形態について説明する。
【００７５】
また、上記実施の形態では、車両に搭載されるステアリングモータを被制御対象とする制御装置を代表の実施の形態として説明したが、ＭＯＳトランジスタのような発熱体を備えている車両、電車若しくは航空機における制御装置、家電、製造装置又は実験装置などにおいて、上記実施の形態で説明した構成を適用しても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 制御装置
２ ステアリングモータ
３ 電子基板
４ 筐体
３０ コンデンサ
３１ トランジスタ
３２ トランジスタ
３３ トランジスタ
３４ トランジスタ
３５ トランジスタ
３６ トランジスタ
４０ リブ
４１ 凸部
４２ 凸部
４３ 凸部
４４ 凸部
４５ 凸部
４６ 凹部
４７ 凹部
４８ 凹部
ｓｔ１ 放熱シート
ｓｔ２ 放熱シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置の構造の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被制御対象（例えば、モータ）を制御する制御装置は、モータを駆動させるために電流をオン・オフ制御する電子部品（例えば、ＭＯＳトランジスタ、又は、マイコンなど）を実装した電子基板と、この電子基板を備えた筐体により構成される。
【０００３】
制御装置が、高いトルクを出力するモータを制御する際は、ＭＯＳトランジスタによる電流のオン・オフ制御を頻繁に実行する必要があるため、ＭＯＳトランジスタが発熱してしまう。発熱したＭＯＳトランジスタの影響により、電子基板に配線されたパターンや電子基板に実装された電子部品の端子などがショートする虞があるため、種々の対策を講じている。
（第１の対策）
第１の対策として、例えば、図１に示す制御装置１ａのような構成がある。制御装置１ａは、蓋体２ａ、第１電子基板３ａ１、第２電子基板３ａ２、及び、筐体４ａから構成される。
【０００４】
蓋体２ａは、第１電子基板３ａ１及び第２電子基板３ａ２を覆って、筐体４ａとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【０００５】
第１電子基板３ａ１は、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４ａ側の面（−Ｚ側）にコンデンサ３０ａなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ａなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【０００６】
第２電子基板３ａ２は、アルミニウムをベースとした素材から成る第１層と、第１層の上面＋Ｚ側に熱伝導性及び絶縁性が優れている素材から成る第２層とを有する板状体であって、筐体４ａへ収納される状態において蓋体２ａ側の面に発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ａが実装され、実装されたＭＯＳトランジスタ３１ａの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【０００７】
筐体４ａは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、第１電子基板３ａ１及び第２電子基板３ａ２を平置き固定するとともに、それらを覆う蓋体２ａをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【０００８】
第２電子基板３ａ２は、第２電子基板３ａ１と固定する際に第２電子基板３ａ１との間に空間を形成するための固定柱ｘａを介設している。また、固定柱ｘａは、第２電子基板３ａ２に実装された電子部品と、第１電子基板３Ａ１に実装された電子部品とを電気的に接続可能にする電線の機能も備えている。
【０００９】
つまり、制御装置１ａは、ＭＯＳトランジスタを他の電子部品が実装された電子基板から離した位置に備えたことにより、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱によって、他の電子部品に関連するショートの発生を防ぐことができ、かつ、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすいアルミニウムを素材とする第１層を備えた第２電子基板３ａ２及び筐体４ａを備えることによってその熱を冷ませることができる。
（第２の対策）
第２の対策として、例えば、図３に示す制御装置１ｂのような構成がある。制御装置１ｂは、蓋体２ｂ、電子基板３ｂ、放熱シートｓｔｂ、及び、筐体４ｂから構成される。
【００１０】
蓋体２ｂは、電子基板３ｂを覆って、筐体４ｂとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【００１１】
電子基板３ｂは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において蓋体２ｂ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｂ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｂなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｂなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。また、筐体４ｂと固定される際に筐体４ｂが形成するボスｘｂ１を納めるボス穴ｘｂ３が形成されている。
【００１２】
放熱シートは、図２に示すように、薄いシート状を成しており、更に、その素材は、シリコンとフィラーとのから成るものであって、熱伝導性と絶縁性が優れている。つまり、放熱シートは、図２に示すようなシートを、図３に示す放熱シートｓｔｂのようなものに加工される。
【００１３】
筐体４ｂは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｂを平置き固定して、それを覆う蓋体２ｂをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００１４】
筐体４ｂは、電子基板３ｂを固定する際に、電子基板３ｂへ実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｂの裏側（−Ｚ側）の面と面接触するエリア４０ｂの上（＋Ｚ側）に放熱シートｓｔｂを備える。その際は、筐体４ｂは、エリア４０ｂのボスｘｂ１を放熱シートの第１固定穴ｘｂ２へ通して固定する。筐体４ｂは放熱シートｓｔｂを固定した状態で、その上（＋Ｚ側）へ電子基板３ｂを備える。その際は、放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２を貫通した筐体４ｂのボスｘｂ１を、電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３へ通して固定する。
【００１５】
つまり、制御装置１ｂは、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすい素材であるアルミニウムから成る筐体４ｂを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００１６】
また、ＭＯＳトランジスタが実装された電子基板３ｂの面の裏（−Ｚ側）面と、その面と面接触する筐体４ｂのエリア４０ｂとの間に、熱伝導性と絶縁性が優れている放熱シートｘｂ２を備えることによって、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱を素材がアルミニウムから成る筐体４ｂへ伝えることができるとともに、電子基板３ｂに実装された電子部品の端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第３の対策）
第３の対策として、例えば、図４に示す制御装置１ｃのような構成がある。制御装置１ｃは、蓋体２ｃ、電子基板３ｃ、放熱シートｓｔｃ、及び、筐体４ｃから構成される。
【００１７】
蓋体２ｃは、電子基板３ｃを覆って、筐体４ｃとネジにより固定するネジ穴などを備えた箱体である。
【００１８】
電子基板３ｃは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４ｃ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｂ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｂなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｃなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。また、ＭＯＳトランジスタ３１ｃは、直方体から成るパッケージが垂直より３０％程度傾くような状態で電子基板３１ｃへ実装される。
【００１９】
放熱シートｓｔｃは、前述したように図２に示す薄いシート状のものを、図４に示す、長方形状の放熱シートを山折して加工される。
【００２０】
筐体４ｃは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｃを空間が形成されるように、つまり、電子基板３ｃが２階のエリアとなるように収納するように構成されるとともに、その電子基板３ｃを覆う蓋体２ｂをネジにより固定するネジ穴などを備えている。更に、ＭＯＳトランジスタ３１のパッケージが電子基板３ｃにおいて、傾いて実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｃと、面接触する山部４０ｃを形成している。なお、山部４０ｃは筐体４ｃと同様にアルミニウムをベースとした素材から成り、山折加工された放熱シートｓｔｃをその山部４０ｃへ位置決めできるようにリブｘｃを形成している。
【００２１】
筐体４ｃは、電子基板３ｃを収納して蓋体２ｃにより閉じられる際は、電子基板３ｃを２階のエリアとなるように収納した際に、ＭＯＳトランジスタ３１ｃと面接触する山部４０ｃとの間に、山折加工された放熱シートｓｔｃを挟む。
【００２２】
つまり、制御装置１ｂは、ＭＯＳトランジスタが発生させた熱が伝わりやすいアルミニウムの素材から成る筐体４ｃを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００２３】
また、ＭＯＳトランジス３１ｃのパッケージの面をアルミニウムから成る山部４０ｃの面へ、放熱シートｓｔｃを挟んで接触させることによって、ＭＯＳトランジスタ３１ｃが発生させた熱をアルミニウムから成る山部４０ｃ及び筐体４ｃへ伝えることができるとともに、電子基板３ｃ実装されたＭＯＳトランジスタの端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第４の対策）
第４の対策として、例えば、図５に示す制御装置１ｄのような構成がある。制御装置１ｄは、ステアリングモータ２ｄ、電子基板３ｄ、放熱シートｓｔｄ、及び、筐体４ｄから構成される。
【００２４】
ステアリングモータ２ｄは、電子基板３ｄを覆って、筐体４ｄとネジにより固定するネジ穴などを備えた板状体と片軸の３相モータから構成される。
【００２５】
電子基板３ｄは、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態においてステアリングモータ２ｄ側（＋Ｚ側）の面にコンデンサ３０ｄ及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１ｄなどが実装され、実装されたコンデンサ３０ｄなどの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【００２６】
放熱シートは、前述した放熱シートであり、図２に示すようなシートを、図５に示す放熱シートｓｔｄのようなものに加工される。
【００２７】
筐体４ｄは、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３ｄを平置き固定して、それを覆うステアリングモータ２ｄをネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００２８】
筐体４ｄは、電子基板３ｄを固定する際に、電子基板３ｄへＭＯＳトランジスタ３１ｄが実装された面と面接触するエリア４０ｄの上（＋Ｚ側）に放熱シートｓｔｄを備える。筐体４ｄは放熱シートｓｔｄを備えた状態で、その上（＋Ｚ側）へ電子基板３ｄを備える。
【００２９】
つまり、制御装置１ｄは、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが発生させた熱が伝わりやすい素材のアルミニウムから成る筐体４ｄを備えることによってその熱を冷ませることができる。
【００３０】
また、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが実装された電子基板３ｄの面と、その面と面接触する筐体４ｄのエリア４０ｄとの間に、熱伝導性と絶縁性が優れている放熱シートｓｔｄを備えることによって、ＭＯＳトランジスタ３０ｄが発生させた熱を素材であるアルミニウムから成る筐体４ｄへ伝えることができるとともに、電子基板３ｄに実装された電子部品の端子やパターンなどがその筐体と接触してショートしないようにできる。
（第５の対策）
第５の対策として、例えば、図６に示す放熱フィン１ｅを前述した制御装置１ａ、制御装置１ｂ、制御装置１ｃ及び制御装置１ｄの夫々の筐体へ備えた構成がある。
【００３１】
これによれば、放熱フィン１ｅの空気と触れる面積が増えるため、定常的に発生する各制御装置の熱を放熱させることができる。
【００３２】
このように、ＭＯＳトランジスタなどの発熱体が発する熱を、制御装置において備えた放熱シートにより放熱する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００８-１９２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかし、上記のような制御装置を採用すると、コストが増加するとともに品質が低下するという問題が発生する。
【００３５】
各対策を講じた制御装置における問題を具体的に説明する。第１対策においては、第２電子基板３ａ２及び、固定柱ｘａの製造コストが増加するという問題が発生する。
【００３６】
第２対策においては、筐体４ｂの放熱シートｓｔｂを固定するボスｘｂ１、放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２、及び電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３を一定の規格を維持して製造することが難しいという品質の問題が発生する。
【００３７】
つまり、筐体４ｂが放熱シートｓｔｂ及び電子基板３ｂを納めて蓋体２ｂを塞いだ際に、電子基板３ｂと放熱シートｓｔｂと筐体４ｂのエリア４０ｂを、放熱効果を高めるために密着させなければならないため、そのボスｘｂ１の高さを放熱シートｓｔｂの第１固定穴ｘｂ２の厚さに応じた高さより少し高くし、かつ、電子基板３ｂの第２固定穴ｘｂ３の深さをその少し高くした分の深さにしなければならず、造型が難しく、品質を維持できないという問題が発生する。
【００３８】
第３対策においては、直方体のパッケージから成るＭＯＳトランジスタ３１ｃを、そのパッケージが垂直より３０％程度傾くような状態で電子基板３１ｃへ実装させなければならず通常の実装と異なる実装が必要となり、かつ、このＭＯＳトランジスタ３１ｃと面接触する山部４０ｃを形成しなければならないため製造コストが増加してしまうという問題が発生する。
【００３９】
第４対策においては、筐体４ｄが備える電子基板３ｄを固定してネジ止めするリブ４１ｄを一定の規格を維持して製造することが難しいという品質の問題が発生する。
【００４０】
つまり、筐体４ｄにおいて、ＭＯＳトランジスタ３１ｄが実装された電子基板３ｄの実装面を筐体４ｄ側（−Ｚ側）にして、電子基板３ｄを収納した際に、電子基板３ｄに実装されたＭＯＳトランジスタ３１ｄのパッケージ面が筐体４ｄのエリア４０ｄの面に、放熱シートｓｔｄを挟んだ状態で面接触させる必要があるため、筐体４ｄに備わる、電子基板３ｄを固定してネジ止めするリブ４１ｄの高さは、ＭＯＳトランジスタ３１ｄの厚さ以上のものを必要とし、そのリブ４１ｄは平面のエリア４０ｄにおいて相応の高さを形成させなければならず、つまり、リブ４１ｄは、小さく細長いリブ４１ｄを形成させなければならず、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという鋳造方法においては、小さく細長い型へは、そのアルミニウムが流れ込みにくいため、造型が難しく品質を維持できないという問題が発生する。
【００４１】
第５対策においては、放熱フィン１ｅは、空気と触れる面積が増えるため、定常的に発生する制御装置の熱を放熱させやすいという効果はあるが、特定のタイミングでのみ発生する制御装置の熱を放熱させやすいという効果はないため、熱が特定のタイミングでのみ発生した場合の電子部品の端子などのショートを防ぐことができないという品質の問題が発生する。
【００４２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な放熱効果を発揮させつつ製造コストを低減するとともに品質の良い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】
【００４３】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、被制御対象を制御する制御装置であって、電子基板と、前記電子基板の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列された複数の発熱体と、前記電子基板を収納する筐体と、を備え、前記筐体は、前記電子基板を収納した状態で前記複数の列に対向し、前記複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、前記複数の凹部の相互間に、前記複数の列と同一方向に延びる凸部と、を備えることを特徴とする。
【００４４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記被制御対象は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータであり、前記発熱体は、トランジスタであることを特徴とする。
【００４５】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の制御装置において、前記筐体は、鋳造して形成されるものであり、前記凸部の上に突出し、前記電子基板を固定するためのリブ、をさらに備えることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、前記筐体は、金属で構成されるものであり、熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シート、をさらに備え、前記放熱シートは、前記筐体が前記電子基板を収納した状態で、前記凹部と前記発熱体とにより挟まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
請求項１ないし４の発明によれば、制御装置は、同一方向に延びる複数の列に、発熱体が複数配列された電子基板を、筐体へ収納した状態で複数の列に対向し、複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、複数の凹部の相互間に複数の列と同一方向に延びる凸部と、を形成するため、筐体の体積を増加させて放熱効果を高めることができる。
【００４８】
請求項２の発明によれば、前記制御装置は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータを制御し、発熱体は、トランジスタである。従って、筐体の体積を増やしているため、ステアリングモータが特定のタイミングのみで発生させる熱を効果的に放熱させることができる。
【００４９】
請求項３の発明によれば、前記制御装置において、筐体は、鋳造されるものであり、凸部の上に、電子基板を納めて筐体へ固定するためのネジ穴を有するリブが形成されるため、筐体の放熱効果を高めることができるとともに、鋳造する際のリブの形成がし易く、一定の規格を維持して製造することができる。
【００５０】
請求項４の発明によれば、更に、制御装置は、筐体が鋳造して形成されるものであり、凸部の上に突出し、電子基板を固定するためのリブ、をさらに備えるため、凸部の上にネジ穴を有するリブを形成しやすくできる。
【００５１】
請求項５の発明によれば、更に、制御装置は、筐体が金属で構成されるものであり、熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シートをさらに備え、放熱シートは、筐体が電子基板を収納した状態で、凹部と発熱体とにより挟まれるため、凹部に放熱シートを位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、制御装置を表す図である。
【図２】図２は、放熱シートを表す図である。
【図３】図３は、制御装置を表す図である。
【図４】図４は、制御装置を表す図である。
【図５】図５は、制御装置を表す図である。
【図６】図６は、放熱フィンを表す図である。
【図７】図７は、制御装置を表す図である。
【図８】図８は、制御装置を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、図中においては三次元の直交座標軸（ＸＹＺ）を付し、説明において適宜この座標軸を用いて方向を示すこととする。
【００５４】
＜代表の形態＞
（制御装置）
代表の形態における発明は、図７及び図８に示す車両に搭載された制御装置１であり、ステアリングを制御するステアリング３相モータを被制御対象とする。制御装置１は、ステアリング３相モータを制御することによって、ドライバーのハンドル操舵力をアシストする。その機能を発揮するための種々の電子部品を備え、例えば、制御用の演算を実行するマイコン、その機能を発揮するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ、演算のワーキングエリアとなるＲＡＭ、ステアリング３相モータを電気的に制御するＭＯＳトランジスタ、及び、入出力信号を制御するＩ／Ｆなどである。
【００５５】
更に、制御装置１は、蓋体２、電子基板３、放熱シートｓｔ、及び、筐体４から構成される。
【００５６】
ユーザのハンドル操舵力をアシストするときとは、当然ユーザがステアリングを操作するときであり、特に、車両を駐車するときなどはステアリングを頻繁に操作するため、制御装置１は、頻繁にステアリングモータを制御してその操舵力をアシストする。一方で、ユーザは車両を一定車速（例えば、２５ｋｍ）以上で走行させる場合には、駐車するときほどステアリングを操作しないため、制御装置１は頻繁にステアリングモータを制御することはない。つまり、制御装置１が備える、ステアリング３相モータを電気的に制御する６つのＭＯＳトランジスタは、その特定のタイミングで発熱する。そこで、制御装置１はこの発熱を抑えつつ、コストの増加を抑え、かつ、品質を良くするための構成を備えている。
（蓋体）
ステアリングモータ２は、電子基板３を覆って、筐体４とネジにより固定するネジ穴などを備える板状体と片軸の３相モータから構成される。
（電子基板）
電子基板３は、絶縁性を有する板状体であって、筐体へ収納される状態において筐体４側（−Ｚ側）の面にコンデンサ３０及び発熱体である電子部品、つまり、ＭＯＳトランジスタ３１などが実装され、実装されたコンデンサ３０などの電子部品間を電気的に接続するパターンが配線されている。
【００５７】
ＭＯＳトランジスタ３１は、ステアリングモータを駆動させるために、マイコンなどの他の電子部品と協働して、電流をオン・オフ制御する電子部品である。このＭＯＳトランジスタ３１の電子基板３への実装は、ＭＯＳトランジスタ３１がマイコンにより制御されると発熱するため、他の電子部品から離すとともに、電子基板３の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列される。つまり、ＭＯＳトランジスタ３１、ＭＯＳトランジスタ３２及びＭＯＳトランジスタ３３から構成される１列（第１列）が電子基板３において配列（実装）され、この列に並行するように、ＭＯＳトランジスタ３４、ＭＯＳトランジスタ３５及びＭＯＳトランジスタ３６から構成される１列（第２列）が配列（実装）される。
（放熱シート）
放熱シートは、前述した放熱シートであり、図２に示すようなシートを、図７に示す長方形の第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２に加工される。第１放熱シートｓｔ１は、筐体４に形成された第１凹部４６へ備えられる。第２放熱シートｓｔ２は、筐体４に形成された第２凹部４７へ備えられる。
【００５８】
また、第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２の大きさは、ＭＯＳトランジスタ３１が発する熱を放熱させるとともにアルミニウムから成る筐体４との電気的接触を絶縁させる機能を発揮させる必要があるため、最低、第１放熱シートｓｔ１は第１列の領域と同等以上の大きさで、第２放熱シートｓｔ２も第２列の領域と同等以上の大きさに加工されている。
（筐体）
筐体４は、アルミニウムをベースとした素材から成る土台であって、電子基板３を平置き固定して、その状態で筐体４へ被さる蓋体２をネジにより固定するネジ穴などを備えている。
【００５９】
筐体４は、電子基板３を収納した状態で、ＭＯＳトランジスタ３１〜３６により構成される複数の列（第１列、及び、第２列）に対向し、その複数の列と同一方向に延びる複数の凹部（第１凹部４６及び第２凹部４７）を形成する。
【００６０】
更に、筐体４は、複数の凹部の相互間に、複数の列と同一方向に延びる凸部（第１凸部４１、第２凸部４２、第３凸部４３、第４凸部４４及び第５凸部４５）が形成される。
【００６１】
つまり、筐体４において、凹部と凸部は一体不可分の関係にあり、並列に形成される溝状の凹部間に、必然的に、山脈状の凸部（第３凸部４３及び第４凸部４４）が形成される。
【００６２】
また、筐体４において、非凹部間、つまり、凹部と対向して他の凹部が形成されない側にも、凸部（第１凸部４１、第２凸部４２及び第５凸部４５）が形成される。
【００６３】
また、筐体４において、第１凹部４６の大きさは、第１放熱シートｓｔ１が収まる大きさに形成される。つまり、第１凹部４６は、筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列が収まる大きさに形成される。更に、第１凹部４６の深さは筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列のＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、第１凹部４６に備えた第１放熱シートｓｔ１と面接触できるような深さに形成されている。
【００６４】
従って、第１放熱シートｓｔ１を筐体４へ備えた際の位置決めができる。
【００６５】
また、筐体４において、第２凹部４７の大きさは、第２放熱シートｓｔ２が収まる大きさに形成される。つまり、第２凹部４７は、筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列が収まる大きさに形成される。更に、第２凹部４７の深さは筐体４が電子基板３を収納した状態で第１列のＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、第２凹部４７に備えた第２放熱シートｓｔ２面と面接触できるような深さに形成されている。
【００６６】
従って、第２放熱シートｓｔ２を筐体４へ備えた際の位置決めができる。
【００６７】
また、筐体４において、第３凸部４３の頂上（＋Ｚ側）に電子基板３を固定してネジ止めするための、ネジ穴を有するリブ４０が形成される。リブ４０の高さは、第３凸部４３の高さを併せて、ＭＯＳトランジスタ３１が実装された電子基板３を収納できるように、かつ、ＭＯＳトランジスタのパッケージ面と放熱シート面とが面接触できるようにするために、ＭＯＳトランジスタ３１の厚さ以上のものが必要となる。つまり、リブ４０の高さは、従来のリブ４１ｅよりも第３凸部４３の高さ分低い。
【００６８】
なお、このような凹部、凸部、リブを形成する筐体４は、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという方法によって鋳造される。
【００６９】
つまり、高熱で溶かされたアルミニウムを所定の型へ流し込むという鋳造方法においては、細かい造型に応じた型へは、そのアルミニウムが流れ込みにくいため、造型が難しく品質を維持できないという問題が発生するが、リブ４０は、従来の小さく細長いリブ４１ｅよりも短いため、リブ４０に応じた型へはそのアルミニウムは流れ込み易く、造型しやすく品質の維持が可能になる。
（制御装置の組立）
制御装置１の組立方法を図７及び図８に基づいて説明する。筐体４は、第１放熱シートｓｔ１並びに第２放熱シートｓｔ２、電子基板３の順にそれらが収納されるとともにネジによって固定され、これを蓋体２によって塞がれて、ネジによって固定される。更に、以降においてこの組立方法をより詳細に説明する。
【００７０】
まず、第１放熱シートは、第１凸部４１、第２凸部４２、第３凸部４３、第４凸部４４、及び、筐体４の壁面により形成された第１凹部４６へ収納される。また、第２放熱シートは、第３凸部４３、第４凸部４４、第５凸部及び筐体４の壁面により形成された第２凹部４７へ収納される。
【００７１】
次に、第１列及び第２列が筐体４側（−Ｚ側）へ配列（実装）された電子基板３を、第１列及び第２列を構成するＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、筐体４の第１凹部及び第２凹部に収納された第１放熱シートｓｔ１及び第２放熱シートｓｔ２の面へ、面接触するように収納される。つまり、これらが面接触した状態において、第１列及び第２列の近傍は、筐体４の凸部４１、凸部４２、凸部４３、凸部４４並びに凸部４５及び壁面により囲まれる。
【００７２】
次に、電子基板３を筐体４へ収納させた状態で、蓋体２によって塞いで更にネジによって固定する。これで、制御装置１の組立が完成する。
【００７３】
このように、制御装置１が組立られると、第１列及び第２列を構成する各ＭＯＳトランジスタのパッケージ面が、各凹部の底面に備わる各放熱シート面と面接触し、更に、第１列及び第２列の近傍に筐体４の凸部や壁面が位置するため、つまり、第１列及び第２列近傍における放熱機能を備える筐体４の体積が大きくなるため、各ＭＯＳトランジスタが電気的に制御される際の電気的接触を絶縁しつつ、その際に発する熱を筐体４へ放熱させるとともに、特定のタイミングのみ発生するその熱を効果的に冷ますことができる。
【００７４】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では他の実施の形態について説明する。
【００７５】
また、上記実施の形態では、車両に搭載されるステアリングモータを被制御対象とする制御装置を代表の実施の形態として説明したが、ＭＯＳトランジスタのような発熱体を備えている車両、電車若しくは航空機における制御装置、家電、製造装置又は実験装置などにおいて、上記実施の形態で説明した構成を適用しても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１ 制御装置
２ ステアリングモータ
３ 電子基板
４ 筐体
３０ コンデンサ
３１ トランジスタ
３２ トランジスタ
３３ トランジスタ
３４ トランジスタ
３５ トランジスタ
３６ トランジスタ
４０ リブ
４１ 凸部
４２ 凸部
４３ 凸部
４４ 凸部
４５ 凸部
４６ 凹部
４７ 凹部
４８ 凹部
ｓｔ１ 放熱シート
ｓｔ２ 放熱シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御対象を制御する制御装置であって、
電子基板と、
前記電子基板の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列された複数の発熱体と、
前記電子基板を収納する筐体と、
を備え、
前記筐体は、
前記電子基板を収納した状態で前記複数の列に対向し、前記複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、
前記複数の凹部の相互間に、前記複数の列と同一方向に延びる凸部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記被制御対象は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータであり、
前記発熱体は、トランジスタであることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の制御装置において、
前記筐体は、鋳造して形成されるものであり、前記凸部の上に突出し、前記電子基板を固定するためのリブ、
をさらに備えることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、
前記筐体は、金属で構成されるものであり、
熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シート、
をさらに備え、
前記放熱シートは、前記筐体が前記電子基板を収納した状態で、前記凹部と前記発熱体とにより挟まれることを特徴とする制御装置。
【請求項１】
被制御対象を制御する制御装置であって、
電子基板と、
前記電子基板の基板面に、同一方向に延びる複数の列に配列された複数の発熱体と、
前記電子基板を収納する筐体と、
を備え、
前記筐体は、
前記電子基板を収納した状態で前記複数の列に対向し、前記複数の列と同一方向に延びる複数の凹部と、
前記複数の凹部の相互間に、前記複数の列と同一方向に延びる凸部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記被制御対象は、車両に搭載されるステアリングを制御するステアリングモータであり、
前記発熱体は、トランジスタであることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の制御装置において、
前記筐体は、鋳造して形成されるものであり、前記凸部の上に突出し、前記電子基板を固定するためのリブ、
をさらに備えることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置において、
前記筐体は、金属で構成されるものであり、
熱伝導性と絶縁性とを備えた放熱シート、
をさらに備え、
前記放熱シートは、前記筐体が前記電子基板を収納した状態で、前記凹部と前記発熱体とにより挟まれることを特徴とする制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９８９５１（Ｐ２０１１−１９８９５１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３０３６（Ｐ２０１０−６３０３６）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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