JP2002107149A - カーナビゲーションクーリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーナビゲーションの本体部を、省電力で長
時間にわたって冷房する。 【解決手段】 カーナビゲーションの本体部７０を収納
する冷却キャビネット１１の一外側面にスターリング冷
凍機１２１を取り付ける。冷却キャビネット１１内に設
けた吸熱板１１１に、この冷却キャビネットに開けた貫
通穴を通してスターリング冷凍機１２１の吸熱部１２１
ｃを連結する。スターリング冷凍機１２１の放熱部１２
１ｂからの放熱は、電動ファン１２２により車外に排出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に搭載する
カーナビゲーションの本体部の冷却に関し、特に準密閉
されたトランク内に収納するカーナビゲーションの本体
部を、スターリング冷凍機により冷却する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】今日では、静止衛星を利用した、いわゆ
る自動車用のナビゲーションシステム（以下「カーナビ
ゲーション」という。）が広く普及している。このカー
ナビゲーションは、通常、デスプレ部と操作部とは車室
のフロントパネルに設置され、受信部や記録媒体等を含
む本体部は車のトランクに収納している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、今日のカーナ
ビゲーションの性能の急激な進歩に伴ない、電子部品等
の集積度が高まり発熱量も増加している。このため、準
密閉されたトランク内で長時間カーナビゲーションを使
用すると、装置の許容温度を超え異常作動を生じること
がしばしば報告されている。特に、気温や日射量が高い
真夏にこの不具合が著しい。

【０００４】このような不具合を解決する手段として
は、トランクと車室を連通しカークーラの冷気によりト
ランク内を冷却することが考えられるが、十分な連通通
路を開ける改修は、自動車のスペースや構造上困難であ
る。さらに、いわゆるランキンサイクルの冷房機を別途
トランク内に設置することは、装置のサイズや消費電力
が大きくなる点で必ずしも有効な手段ではない。

【０００５】そこで本発明の目的は、上記不具合や問題
を解決するために、スターリング冷凍機を利用した小型
軽量な省電力のカーナビゲーションクーリング装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のカーナ
ビゲーションクーリング装置は、カーナビゲーションの
本体部を収納する冷却キャビネットとこれに連結するス
ターリング冷凍機とを備えている。この冷却キャビネッ
ト内には、スターリング冷凍機の一端部に設けた吸熱部
に連結した吸熱板と、このアウターケーシング内の温度
を計測する温度センサを備えている。そして、温度セン
サからの信号により、スターリング冷凍機を始動又は停
止することを特徴とする。

【０００７】ここで、スターリング冷凍機とは、外燃機
関であるスターリングエンジンを、外部から動力を与え
て吸熱機能を発揮する冷凍機としたものをいい、すでに
公知技術となっている。このスターリング冷凍機は、小
型、軽量、低電力かつ高効率をその特徴とするものであ
り、かかるスターリング冷凍機を利用することによって
はじめて、小型軽量な省電力のカーナビゲーションクー
リング装置の実現が可能になる。

【０００８】請求項２に記載のカーナビゲーションクー
リング装置は、カーナビゲーションの本体部を収納する
冷却キャビネットとこれに連結する冷凍機部とを備えて
いる。この冷凍機部は、アウターケーシングと、このア
ウターケーシングに収納されるスターリング冷凍機と電
動ファンとからなる。また、このアウターケーシング
は、空気の取り入れ口と排出口とを有しており、電動フ
ァンは、アウターケーシング内の空気をこの排出口から
排出する。一方、冷却キャビネット内には、スターリン
グ冷凍機の一端部に設けた吸熱部に連結した吸熱板と、
このアウターケーシング内の温度を計測する温度センサ
を備えている。そして、温度センサからの信号により、
スターリング冷凍機を始動又は停止することを特徴とす
る。

【０００９】このような電動ファンを備えることによ
り、トランク内の温度の上昇を防止することができる。
すなわち、スターリング冷凍機は、後述するように吸熱
部で熱を吸収する一方放熱部から熱を放熱する。したが
って、原理的には、この放熱により準密閉されたトラン
ク内の温度は上昇する。但し、スターリング冷凍機は低
電力で作動するため放熱部からの熱量は限られる一方、
トランク内の熱はトランクの広い表面等から外気へ伝達
するので、放熱部からの熱量はトランク内の温度をそれ
ほど程度上昇させない。また、真夏の炎天下においてト
ランク外表面に供給される日射熱量は、この放熱部から
の熱量よりはるかに多いために、この場合も放熱部から
の熱量はトランク内の温度をそれほどには上昇させな
い。

【００１０】したがって、トランク内の温度の上昇によ
って、スターリング冷凍機の冷却効率は殆ど変化せず、
密閉された冷却キャビネット内の熱を十分吸熱し得る
が、トランクが狭い場合や、トランク内の温度の上昇自
体を望まない場合には、放熱部からの熱を電動ファンで
トランク外に排出すれば、トランク内の温度の上昇を防
止することができる

【００１１】

【発明の実施の形態】まず最初に、図１に請求項２に記
載したカーナビゲーションクーリング装置を取り付けた
状態を示す。カーナビゲーションクーリング装置１は、
車の後部トランク３０の床３１に脱着可能に置かれてい
る。また、後述するスターリング冷凍機からの排熱空気
を排出する排気ダクト２が、床３１に開けた穴３１ａを
貫通して車外まで伸びている。カーナビゲーションクー
リング装置１には、アンテナ４０で受信した衛星からの
電波がケーブル４１を経由して伝達され、シガレットプ
ラグから取り出した電力がケーブル５０を介して供給さ
れる。さらに、カーナビゲーションクーリング装置１か
らの出力は、ケーブル６０を経由して車のフロントパネ
ルに設けたデスプレ部／操作部に送られる。

【００１２】次に、図２及び３に請求項２に記載したカ
ーナビゲーションクーリング装置の横断面構造と縦断面
構造とをそれぞれ示す。カーナビゲーションクーリング
装置１は、全体として矩形の形状となっており、大別す
るとカーナビゲーション本体部７０を収納する冷却キャ
ビネット１１とこれに連結した冷凍機部１２とから構成
されている。冷凍機部１２は、アウターケーシング１２
３と、このアウターケーシングのほぼ中央部に収納され
る横置きにしたスターリング冷凍機１２１と、このアウ
ターケーシングの一コーナ部に収納される電動ファン１
２２とからなる。なお、請求項１に記載のカーナビゲー
ションクーリング装置は、上記冷凍機部１２からアウタ
ーケーシング１２３と電動ファン１２２を取り除いた場
合に該当する。

【００１３】さて、アウターケーシング１２３は、仕切
板１３により冷却キャビネット１１と区画されており、
このアウターケーシングとこの仕切板とこの冷却キャビ
ネットは耐熱合成樹脂材から一体成形されている。アウ
ターケーシング１２３の側壁にはスターリング冷凍機１
２１を挟んで、空気の取り入れ口１２３ａと排出口１２
３ｂとが設けてあり、この空気の取り入れ口１２３ａに
は、防塵用のフイルタ１２７が被せてある。

【００１４】スターリング冷凍機１２１は、円筒形の本
体部１２１ａと、その一端に連接された径の小さい円柱
形の吸熱部１２１ｃと、これらの間に設けられた円筒リ
ング状の放熱部１２１ｂとから構成される。本体部１２
１ａは、リニアモータで駆動するピストンとデスプレサ
を有し、密閉した圧縮ヘリウムを交互に圧縮膨張させ
て、吸熱部１２１ｃから吸熱し、放熱部１２１ｂから放
熱する。なお、スターリング冷凍機１２１には、リニア
モータを駆動させるため、直流電源を交流電気に変換す
るインバータが組み込まれている。

【００１５】電動ファン１２２は、駆動モータ１２２ａ
と、単段軸流式のファン１２２ｂと連結軸１２２ｃとで
構成される。駆動モータ１２２ａは、作動温度が過昇し
ないように冷却キャビネット１１内に置かれ、仕切板１
３に開けた穴を貫通する連結軸１２２ｃによりファン１
２２ｂを回転させる。また、ファン１２２ｂは、円筒ダ
クト１２４に覆われており、このファンの上流側でこの
円筒ダクトに設けた流入口１２４ａから空気を吸込み、
アウターケーシング１２３の排出口１２３ｂまで連がる
この円筒ダクトの終端口からこのアウターケーシング内
の空気を流出する。そして、この流出空気は、図１に示
したダクト２を経由して車外に排出される。

【００１６】このようにして、スターリング冷凍機１２
１の放熱部１２１ｂからの放熱によって暖められたアウ
ターケーシング１２３内の空気は外部に放出され、アウ
ターケーシング１２３内及びトランク３０内の空気温度
の過昇を防止する。

【００１７】さて、冷却キャビネット１１内には、スタ
ーリング冷凍機１２１の一端部に設けた吸熱部１２１ｃ
が仕切板１３に設けた穴１３ａを貫通して突出してお
り、この吸熱部の先端に熱伝導性の良いアルミ材からな
る円盤形状の吸熱板１１１が連結してある。そして、冷
却キャビネット１１内には、温度センサ１１２を備えて
いる。

【００１８】温度センサ１１２は冷却キャビネット１１
内の温度を感知し、その温度信号をケーブル１１２ａを
介してスターリング冷凍機１２１に装着したコネクタ１
２５に伝える。コネクタ１２５には、温度信号が所定の
温度以上になるとスターリング冷凍機１２１と伝導ファ
ン１２２を作動させ、所定の温度以下になると停止させ
る制御回路が組み込まれている。さらに、この制御回路
は、スターリング冷凍機１２１の故障等により冷却キャ
ビネット１１内の温度が許容値以上になると、ケーブル
６０を介して警告灯を点滅させドライバに通知する。

【００１９】なお、冷却キャビネット１１は、図３に示
すように上部ケース１１３と下部ケース１１４とからな
り、この上部ケースは一端に設けたジョイント１４によ
り、上方に開閉可能になっている。したがって、上部ケ
ース１１３を開閉するだけで、カーナビゲーション本体
部７０の保守点検が可能であり、さらには、冬場のよう
に外気温度が低く、カーナビゲーション本体部７０の温
度過昇の心配がない時には、この上部ケースを開放して
おくことにより、カーナビゲーションクーリング装置１
の電源を切ることもできる。また、上部ケース１１３と
下部ケース１１４は、水平フランジ１１３ａ、１１４ａ
により閉鎖時の密閉性を確保している。また、冷却キャ
ビネット１１内には、通気穴を多数有するラック１１５
が設けてあり、カーナビゲーションの本体部７０をこの
ラックに設置する。そして、仕切板１３の冷凍機部１２
側表面には、全面に耐熱性の合成樹脂からなる断熱部材
１２６が張着してあり、この冷凍機部で発生する熱が冷
却キャビネット１１内に伝わるのを防止している。

【００２０】なお、冷却キャビネット１１と冷凍機部１
２は、横方向に連結した場合に限らず、この冷却キャビ
ネットの下に冷凍機部１２を縦方向に連結する構成とす
ることも可能である。

【００２１】

【発明の効果】スターリング冷凍機を利用した小型軽量
で省電力のクーリング装置により、カーナビゲーション
本体部を効率的に冷却し、温度過昇による不具合を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カーナビゲーションクーリング装置の取り付け
状態を示す説明図である。

【図２】カーナビゲーションクーリング装置の構造を示
した横拡大断面図である。

【図３】カーナビゲーションクーリング装置の構造を示
した縦拡大断面図である。

【符号の説明】

１ カーナビゲーションクーリング装置 １１ 冷却キャビネット １１１ 吸熱板 １１３ 温度センサ １２ 冷凍機部 １２１ スターリング冷凍機 １２１ｂ 放熱部 １２１ｃ 吸熱部 １２２ 電動ファン １２３ アウタケーシング １２３ａ 空気取り入れ口 １２３ｂ 排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーナビゲーションの本体部を収納する冷
   却キャビネットとこれに連結するスターリング冷凍機と
   を備え、 上記冷却キャビネット内には、上記スターリング冷凍機
   の一端部に設けた吸熱部に連結した吸熱板と、このアウ
   ターケーシング内の温度を計測する温度センサを備え、 上記温度センサからの信号により、上記スターリング冷
   凍機を始動又は停止することを特徴とするカーナビゲー
   ションクーリング装置。
2. 【請求項２】カーナビゲーションの本体部を収納する冷
   却キャビネットとこれに連結する冷凍機部とを備え、 上記冷凍機部は、アウターケーシングと、このアウター
   ケーシングに収納されるスターリング冷凍機と電動ファ
   ンとからなり、 上記アウターケーシングは、空気の取り入れ口と排出口
   とを有し、 上記電動ファンは、上記アウターケーシング内の空気を
   上記排出口から排出し、 上記冷却キャビネット内には、上記スターリング冷凍機
   の一端部に設けた吸熱部に連結した吸熱板と、このアウ
   ターケーシング内の温度を計測する温度センサを備え、 上記温度センサからの信号により、上記スターリング冷
   凍機を始動又は停止することを特徴とするカーナビゲー
   ションクーリング装置。