(57)【要約】【課題】  筐体状をした本体部の内側に発熱体を収容している車載用制御装置において、車載用制御装置のレイアウト上の制約をなくし、発熱を筐体外に効率的に放熱することを可能にした車載用制御装置及び該車載用制御装置を搭載する車体を得ることを目的とする。【解決手段】  冷却域にその一端部が配置されているヒートパイプ９の他端部９ａと接続される熱交換用コクタ８を、本体部２に備えた。また、この本体部２を装着する装着部を車体に備えた。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部の内側に発熱体を収容している車載用制御装置において、
一端部が冷却域に配置されているヒートパイプの他端部を接続する熱交換用コクタを、上記本体部に備えたことを特徴とする車載用制御装置。
【請求項２】
上記ヒートパイプの一端部を配置する冷却域は、車体の低温部であることを特徴とする請求項１記載の車載用制御装置。
【請求項３】
上記熱交換用コネクタは、熱伝導性の高い素材からなり、その一部を上記本体部の内側に、他の一部を上記本体部の外側にそれぞれ露出させて該本体部の内外を仕切り、この外側に露出した部位が上記ヒートパイプの一端部との接続部を構成していることを特徴とする請求項１記載の車載用制御装置。
【請求項４】
上記熱交換用コネクタの一部は、上記発熱体の熱を導く熱伝導性体に接触させていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車載用制御装置。
【請求項５】
上記ヒートパイプは、両端部を除き、外表面を断熱材で被覆したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の車載用制御装置。
【請求項６】
車載用制御装置を装着する装着部を備えた車体において、上記装着部には、装着する上記車載用制御装置の熱交換用コネクタを接続するヒートパイプの端部を突出させていることを特徴とする車体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、本体部の内側に発熱体を収容している車載用制御装置および該車載用制御装置を搭載する車体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載用制御装置では、装置に実装されている各種発熱部品の発熱により車載用制御装置の筐体内が高温になるため、ファンなどを用いて筐体内の熱を外部へ放熱させている。上記構造は、車載用制御装置を構成する筐体にその内部の熱を外部へ放熱させるための風路を確保する必要があることから、開口部が形成されているが、この開口部から電気的なノイズが放射されるため放射ノイズが増大するとの問題がある。
【０００３】
また、車載用制御装置の放熱手段の別の例として、（ａ）熱伝導性の高い素材で作られ、上部が開口した箱状の基板収納体を設け、（ｂ）この基板収納体の内面に発熱部品接触部を形成し、（ｃ）前記基板収納体の内部に基板を収納すると共に、前記発熱部品接触部に前記基板上に取り付けられた発熱部品を接触させて取り付け、（ｄ）下部が開口した箱状の断熱性の蓋で前記基板収納体の上部を覆うように取り付け、（ｅ）前記基板収納体の底面部を車体の低温部に接触させて取り付けた構造の例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記の構成では、蓋部によって、発熱部品高温部の熱が車載用制御装置内に伝わることが防止される。また、一方で発熱部品の自己発熱が熱伝導効果が高い基板収納体に直接伝わり、該基板収納体の底部を経て車体の低温部で放熱される。これより、車載用制御装置の内部温度の上昇を防止することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６９２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の車載用制御装置は以上のように、車体低温部に車載用制御装置の底面を接触させることが構成上の要件となっているため、車載用制御装置の底面を車体低温部に接触させて取り付けることができない場合には、十分な放熱効果が得られないことがあるなどの課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、車載用制御装置のレイアウト上の制約をなくし、発熱を筐体外に効率的に放熱することを可能にした車載用制御装置および該車載用制御装置を搭載する車体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る車載用制御装置は、一端部が冷却域に配置されているヒートパイプの他端部を接続する熱交換用コクタを、発熱体を収容している本体部に備えたものである。
【０００９】
この発明に係る車体は、車載用制御装置を装着する装着部に、装着する車載用制御装置の熱交換用コネクタと接続されるヒートパイプの一端部を突設させているものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、車載用制御装置の本体部に、該本体部内部の熱を集め、ヒートパイプと接続できる熱交換用コネクタを設けたので、車載用制御装置は配置場所に関係なく放熱できることからレイアウト上の制約が軽減され、組み立て性が向上する。そして、車載用制御装置取付け部の周囲温度が高温であっても効率的に車載用制御装置内の熱を放熱させることができる。また、車載用制御装置に放熱用の開口部を設ける必要がないため、放射ノイズ性能が向上する。
車体は車載用制御装置を装着する装着部を備え、この装着部に車載用制御装置を挿入することにより、熱交換コネクタが自動的に接続されるように、ヒートパイプの一端部が装着部内に突設させているので、車載用制御装置の放熱構成を簡単かつ確実に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明の実施の一形態を説明する。
図１において、車両に搭載されるナビゲータやオーディオ機器、その他電気機器類などの制御装置（以下、車両用制御装置という。）１は、筐体状をした本体部２の内側に発熱性電子部品、モータなどの発熱体７を収容している。本体部２はこの例では、天板２ａ、底板２ｂ、左右側板２ｃ、２ｄ、前後側板２ｅ、２ｆ（図１には前側板２ｅ図示せず。）の６つの板を組み合わせた直方体状の密閉容器を例示している。もちろん、本体部２の形態はこれに限るものではなく、内部に発熱体を有する筐体を広く包含する。
【００１２】
発熱体７は基板４上に固定されている。基板４は底板２ｂに固定された支持台５上に固定されている。基板４の左端部上面には車両信号用コネクタ６が固定されている。この車両信号用コネクタ６の左端部は左側板２ｃにはめ込まれている。天板２ａの内側の面、所謂天面には略全域にわたり熱伝導シート３が取り付けられている。
【００１３】
左側板２ｃを貫通するようにして、熱交換用コネクタ８が設けられている。熱交換用コネクタ８は、本体部２の内外を仕切っていて、その一部は本体部２の外側に露出し、他の一部である反対側は本体部２の内側に露出している。外側に露出した部位はヒートパイプの吸熱側と接触することで伝熱可能な接続状態を得る形状、この例では、断面形状がコの字状の凹部８ａを例示している。凹部８ａはこれに棒状のヒートパイプ端部が圧入されて接続される接続部を構成し、本体部２の外側に露出している。凹部８ａと反対側の凸状の部分は本体部２の内側に突出し露出している。この本体部２の内側に露出した凸状の部分は熱伝導シート３に接触し熱が伝導されるようになっている。
【００１４】
本体部２を構成する天板２ａ、底板２ｂ、左右側板２ｃ、２ｄ、前後側板２ｅ、２ｆは断熱性の高い材料からなり、外界の熱が本体部２の内部に伝わらないようにしてある。熱伝導シート３及び熱交換用コネクタ８は熱良導体からなり、発熱体７の熱が熱伝導シート３を介して熱交換用コネクタ８に効率よく伝わるようにしている。熱交換用コネクタ８の断面形状は図２（ａ）に示すように矩形でもよいし、図２（ｂ）に示すように円形でもよい。
図２（ａ）のように断面形状が矩形ならば接触面積を大きくとれる。図２（ｂ）のように断面形状が円形ならば接触面積を稼ぐために熱伝導シート３を凹状に変形させるのがよい。凹部８ａにはヒートパイプの端部が嵌入装着される。ヒートパイプは一般に円形の管であるので断面形状が円形なら、径を合わせるだけで市販品を使用できる利点がある。
【００１５】
ヒートパイプはその一端部が冷却域におかれ、その他端部が凹部８ａに圧入装着される。この冷却域は車両用制御装置１が作動状態にあるときの熱交換用コネクタ８の温度よりも低温な領域が選定、設定される。こうして、凹部８ａに装着されたヒートパイプの他端部よりもその一端部は低温な冷却域に配置されるので、ヒートパイプの機能により熱交換用コネクタ８を介して本体部２の内部が冷却される。
【００１６】
図３に例示するように、ヒートパイプ９は密閉した管の内部に少量の作動流体が真空封入されている。ヒートパイプ９の一端部９ｂつまり、図中の左端側を冷却域ＣＡに配置し、その反対側である他端部９ａつまり図中の右端側を冷却域よりも高温の加熱域ＨＡ（熱交換用コネクタ８の部位）におけば、加熱域ＨＡで作動流体が蒸発して蒸発潜熱の吸収により加熱域ＨＡの熱を奪う。管内の蒸気は冷却域ＣＡへ向けて移動する。この蒸気は冷却域で凝縮されて液化し作動流体となり、その際に蒸発潜熱を放出する。作動流体は加熱領域ＨＡへ移動する。こうして、加熱域ＨＡの熱を奪い、この奪った熱を冷却域ＣＡで放熱するという熱交換サイクルにより加熱域ＨＡが冷却される。
【００１７】
ヒートパイプ９の一端部９ｂが配置される冷却域ＣＡは、低温装置部例えば、ヒートシンク、カークーラー部、ラジエータ等低温度の環境を選択する。車両用制御装置１は高温な環境に配置される場合でも断熱材で覆われているので外部熱による影響はある程度は支障ない。内部熱はその場所から離れた任意の冷却域とヒートパイプ８でつながるので冷却される。ヒートパイプ８は一端部９ｂと他端部９ａとの間の中間部分は外部からの熱が及ばないように断熱材１０で覆われている。
【００１８】
このように、この実施の形態１では、車載用制御装置１の本体部２に熱交換用コネクタ８を設けたので、この熱交換用コネクタ８を介してヒートパイプ９を伝熱可能に接続し、冷却域とつなぐことで温度勾配により当該車載用制御装置１の配置場所に関係なく、車載用制御装置１の発生熱を冷却域に導いて冷却することができ、車載用制御装置の車両上でのレイアウト上の制約を軽減して効率的に車載用制御装置の熱を放熱することができる。よって、従来のように車載用制御装置の底面を車体低温部に接触させて取り付けることができない場合でも放熱可能である。熱交換用コネクタ８は本体部２の側板の内外を仕切る態様で設けられるので、本体部２に開口を形成する必要がなく、密閉を維持することができ、ファンを設ける場合のような放射ノイズや、騒音の害は生じない。本体部２には熱交換用コネクタ８が設けられているので、ヒートパイプと一体で工場出荷、在庫管理などする必要がなく、搬送、保管上も便利である。
【００１９】
ヒートパイプ９と熱交換用コネクタ８との接続を容易にするため、図４に示すように、凹部８ａは、図３に示したヒートパイプ９の他端部９ａと装着可能な圧入部として構成している。
図２（ａ）に示したように、凹部８ａの形状が矩形ならば、ヒートパイプの他端部９ａの形状及び大きさも、矩形凹部８ａの形状及び大きさに合わせるし、図２（ｂ）に示したように、凹部８ａの形状が円形ならば、ヒートパイプの他端部９ａの形状及び大きさも、円形の凹部８ａの形状及び大きさに合わせる。これにより、図４に示したように、ヒートパイプ９の一端部９ａを熱交換用コネクタ８に圧入することにより、両者は熱伝導可能な接触状態での接続がなされる。
【００２０】
図１、図４等に示したように、熱交換用コネクタ８の一部であって本体部２の内側での露出部は、熱良導体である熱伝導シート３に接触している。発熱体７の熱は本体部２の内部で対流、ふく射により熱伝導シート３に伝わり、さらに熱交換用コネクタ８からヒートパイプ９に伝わる。基板４には発熱体７のほかに別の発熱体が装着される場合もあるし、基板４自体が発熱する場合もある。その場合でも、これらの熱は上方に位置する熱伝導シート３により集められて熱交換用コネクタ８に伝わるので、熱伝導シート３は、熱源が多数ある場合に有効である。
【００２１】
図５に示したように、熱交換用コネクタ８と発熱体７とを熱良導体からなる熱伝導体１１でつなぐ構成とすることもできる。この場合は、発熱体７の熱は主として熱伝導体１１を介して伝熱により熱交換用コネクタ８に伝わり、さらに、ヒートパイプ９に伝わるので、発熱源の数が少なくかつ高温となる場合に、その特定された高温となる発熱源だけを効率よく冷却でき、周囲に熱の害が及ばない点に特徴がある。
【００２２】
熱伝導シート３、熱伝導体１１の何れを用いる場合であっても、発熱体７の温度上昇に伴い、熱伝導シート３或いは熱伝導体１１の温度が上昇し、熱交換用コネクタ８の温度が上昇すると、凹部８ａに接触しているヒートパイプ９の他端部９ａの温度も上昇し、内部の作動流体が気化して他端部９ａへ移動する。ヒートパイプ９の一端部９ｂは他端部９ａの温度よりも低温な冷却域に配置されているので、他端部９ａが強制的に冷却されることで、気化されていた作動流体は液化し、加熱側（吸熱側）である他端部９ａへ移動する。このようにして、ヒートパイプ９により車載用制御装置１内部の熱は放熱される。
【００２３】
本体部２を構成する部材を断熱材とし、ヒートパイプ９も断熱材１０で覆うことで、車載用制御装置１が仮に車体の高温部に取り付けられる場合であっても、ヒートパイプ９により車載用制御装置１の設置部位から離れた冷却域ＣＡに熱を導き、冷やすことができる。
【００２４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を説明する。車体上の車載用制御装置設置部位には、予め、車載用制御装置を装着する装着部を備える。この装着部は実施の形態１で説明した、車載用制御装置を装着するために設けられたものであって、熱交換用コネクタと接続されるヒートパイプの他端部が装着部内に突出して設けられている。
【００２５】
図６に示した断面形状がＬ字状をした装着部１２は車体の一部に設けられた部位を示し、ここに実施の形態１で説明した車載用制御装置１（本体部２）が装着される。この装着部１２は本体部２を乗せる平坦部１２ａと該平坦部１２ａの右端部から立ち上がる壁部１２ｂを有する。この壁部１２ｂにはヒートパイプ９が組み付けられていて、このヒートパイプ９の他端部９ａが該壁部１２ｂより平坦部１２ａの上方空間側に突出している。装着部１２に車載用制御装置１を取り付けるには、車載用制御装置１を平坦部１２に乗せて矢印Ｑで示す取り付け方向に移動させる。
【００２６】
凹部８ａとヒートパイプ９の他端部９ａとは予め互いの位置関係が、本体部２の左側板２ｃを壁部１２ｂに当接させときに、本体部２の凹部８ａにヒートパイプ９の他端部９ａが装着されるように位置が定めてあるので、平坦部１２ａ上をスライドさせて目視で凹部８ａと他端部９ａとの位置を合わせて組み付けることができる。図６において、装着部１２に、紙面を貫く方向について本体部２の位置を定めて矢印Ｑの向きに案内する案内手段を設ければ上記のように目視で位置合わせする必要がないので組み立て易くなる。
【００２７】
この案内手段は、図６における紙面を貫く方向上、つまり図７に示す左右方向で本体部２を間にして挟むように対向して平坦部１２ａ上に設けた２つの突条部１８ａ、１８ｂで構成することができる。かかる２つの突条部１８ａ、１８ｂからなる案内手段により本体部２を両側から挟み、或いは突条部１８ａ、１８ｂの何れか１つだけを設けて本体部２をこれに押し当てつつスライドさせることにより凹部８ａに他端部９ａを容易に位置合わせして両者を圧入接続することができる。
【００２８】
この案内手段に案内されて本体部２が装着部に装着されるときに、該装着部に設けられたヒートパイプの一端部９ｂが熱交換用コネクタ８と嵌合接続されるように、これら案内手段（突条部１８ａ、１８ｂ）、熱交換用コネクタ８（凹部８ａ）、ヒートパイプ９（他端部９ａ）相互の位置関係、大きさが定めてある。案内手段としては、ここでは突条部１８ａ、１８ｂを例示したが、これに限らない。取り付け方向Ｑを規制する手段を包含する。
【００２９】
図８に示す例では、車載用制御装置１の装着部を、取り付け方向Ｑの手前側だけが開口し、奥側に突き当て用の壁部を構成した箱形の容器１３を以って装着部及び案内手段を構成した例である。容器１３は車体の一部として構成されている。
この例では、図９に示すように容器１３を座席１４の下部に設置した。ヒートパイプ９の一端部９ｂは、該座席１４の直下に位置する車体下面に配置し、該一端部９ｂに多数の冷却フィン１５を設けて冷却されるようにしている。車両が走行すれば冷却フィン１５に風があたるので一層の冷却性能を得る。こうして、一端部９ｂを車体上の冷却域に配置し車載用制御装置１を冷却する。
【００３０】
図１０に示す例では、車載用制御装置１の装着部を、図９の例に準じた容器１４で構成し、運転席の前部に配置している。ヒートパイプ９の一端部９ｂはラジエータ１６の前部、走行時に風を受ける空冷冷却域に配置することで放熱効果を上げる。
【００３１】
図１１に示した例はヒートパイプ９の一端部９ｂをヒートシンク１７に接続することでヒートシンク１７を以って構成される冷却域で車載用制御装置の熱を放熱させる。ヒートシンク１７は車体上の適宜の低温部に配置する。以上に述べたほか、ヒートパイプの冷却域としては車体上の水冷冷却装置、クーラー、その他の低温部を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】車載用制御装置の断面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢印断面図であり、図２（ａ）は断面矩形の凹部をもつ熱交換用コネクタの断面図、図２（ｂ）は断面円形の熱交換用コネクタの断面図である。
【図３】ヒートパイプの断面図である。
【図４】ヒートパイプと接続された車載用制御装置の断面図である。
【図５】車載用制御装置の断面図である。
【図６】本体部が装着部に装着される様子を説明した部分断面図である。
【図７】取り付け方向Ｑ上、手前側からみた装着部上の本体部を説明した図である。
【図８】箱形の装着部に装着される本体部を示した部分断面図である。
【図９】本体部及びヒートパイプの車体上の配置を説明した部分断面図である。
【図１０】本体部及びヒートパイプの車体上の配置を説明した部分断面図である。
【図１１】本体部及びこれに接続されるヒートシンクを説明した斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
２  本体部、８  熱交換用コネクタ、９  ヒートパイプ、９ａ  他端部、９ｂ  一端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006013134.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006013134.tif 000011
【図１０】
2006013134.tif 000012
【図１１】
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