JP2005239133A - Overhead module for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用オーバヘッドモジュールに関し、詳しくは、炎天下放置時等に車両天井部に搭載された電子機器類を一定温度以下に保持する機構を備える車両用オーバヘッドモジュールに関する。 The present invention relates to a vehicle overhead module, and more particularly, to a vehicle overhead module including a mechanism for holding electronic devices mounted on a vehicle ceiling portion at a predetermined temperature or lower when left under a hot sun.
車両天井部に設置されるオーバヘッドモジュールに、近年、通信機器等の電子機器類を搭載することが検討されている。これら電子機器類は、車両運転時はもちろん、駐車時・放置時においても作動させる必要があるが、耐熱温度が低いことから(例えば、60〜70℃程度)、放置時の温度上昇が問題となる。特に、炎天下に放置された場合には、太陽の輻射熱により車両天井部が高温になり、車室内空気温度も高くなるために、オーバヘッドモジュールが高温となって、搭載機器の作動に悪影響を及ぼすおそれがある。 In recent years, it has been studied to mount electronic devices such as communication devices on an overhead module installed on a vehicle ceiling. These electronic devices need to be operated not only when driving a vehicle, but also when parked or left, but due to the low heat-resistant temperature (for example, about 60 to 70 ° C.), a rise in temperature when left is a problem. Become. In particular, when left in hot weather, the ceiling of the vehicle becomes hot due to the radiant heat of the sun, and the air temperature in the passenger compartment increases, which may cause the overhead module to become hot and adversely affect the operation of the mounted equipment. There is.
ここで、従来のオーバヘッドモジュールには、主にマップランプやサングラスケース等、耐熱温度が高いもの(通常、100℃以上)が搭載されてきた。このため、従来知られる技術は、コネクタ構造や配線に関するものが多く(例えば、特許文献1等)、熱対策に関するものはこれまで知られていない。また、他の車両用デバイスとして、特許文献2には、インナーミラーに関して背面に日射を防ぐ遮熱板を設けることが、特許文献3には通気口を設けることが記載されているが、これら技術では効果が十分ではない。
さらに、車両全体として日射による車室内温度上昇を抑える技術も多数提案され、例えば、特許文献4には、天井とフロントガラスとリアガラスとからなる屋根を中空の二重構造として、選択的に真空状態等とすることが開示されている。ところが、この構造は、オーバヘッドモジュールの温度上昇抑制を目的とするには大掛かりであり、コストが高いという問題がある。また、オーバヘッドモジュールに冷却装置を付設することも考えられるが、車両放置時に冷却のために動力 (例えばバッテリ)を使用することは好ましくない。
以上のように、従来のオーバヘッドモジュールは、これまで温度上昇を抑制できるような構成にはなっておらず、電子機器類を搭載することは難しかった。そこで、本発明は、電子機器類等の耐熱性の低い機器を搭載して、炎天下放置時といった特殊な環境下においても、これら機器を一定温度以下に保持することが可能であるとともに、構成が簡易で低コストな車両用オーバヘッドモジュールを提供することにある。 As described above, the conventional overhead module has not been configured so as to suppress the temperature rise so far, and it has been difficult to mount electronic devices. Therefore, the present invention is equipped with a device having low heat resistance such as electronic devices, and is capable of holding these devices at a certain temperature or lower even under a special environment such as when left in the sun. The object is to provide a simple and low-cost vehicle overhead module.
本発明請求項1記載の車両用オーバヘッドモジュールは、車室の天井部近傍にオーバヘッドモジュールケースを設置し、該オーバヘッドモジュールケース内において、搭載機器に近接させて蓄冷材を配設している。さらに、これら搭載機器と蓄冷材の周囲を覆うように配設した断熱部材を有している。 In the overhead module for a vehicle according to the first aspect of the present invention, an overhead module case is installed in the vicinity of the ceiling portion of the passenger compartment, and the regenerator material is disposed in the overhead module case in the vicinity of the mounted device. Furthermore, it has the heat insulation member arrange | positioned so that the circumference | surroundings of these mounted equipment and a cool storage material may be covered.
車両が炎天下に放置されると、天井からの熱によりオーバヘッドモジュール温度が搭載機器の許容温度を超えるおそれがある。このため、請求項1の構成では蓄冷材を機器に近接させて搭載機器の温度上昇を抑える。さらに、搭載機器と蓄冷材とを断熱部材で囲むことで、周りからの熱を最小限にする。これにより、搭載機器の温度を許容温度以下に維持することができ、動力を使用しないので、簡易な構成で、低コストなオーバヘッドモジュールを実現できる。
If the vehicle is left under the hot sun, the overhead module temperature may exceed the allowable temperature of the mounted equipment due to the heat from the ceiling. For this reason, in the structure of
請求項2記載の発明は、本発明の課題を解決するための他の発明で、車室の天井部近傍に設置したオーバヘッドモジュールケースに車室内に連通する空気導入口を設けるとともに、該オーバヘッドモジュールケース内の搭載機器の周囲を覆って機器を収容する閉空間を形成する断熱部材を配設する。さらに、該断熱部材に内外の温度に応じて開閉する開閉扉を設ける。 The invention according to claim 2 is another invention for solving the problems of the present invention. An overhead module case installed in the vicinity of a ceiling portion of the passenger compartment is provided with an air introduction port communicating with the passenger compartment, and the overhead module is provided. A heat insulating member that covers the periphery of the mounted device in the case and forms a closed space for storing the device is disposed. Further, the heat insulating member is provided with an opening / closing door that opens and closes according to the internal and external temperatures.
上記構成において、例えば、車室内空気温度が低い時に開閉扉を開けて、空気導入口から断熱部材内にこの低温空気を導入して、搭載機器を十分冷やしておく。駐車時には、開閉扉を閉め、断熱性を高めることで、断熱部材内空間の温度が上昇するのを抑制できる。このようにしても、炎天下放置時に、搭載機器を長時間低温に維持することができる。また、駐車中は動力を使用しないので、簡易な構成で、低コストなオーバヘッドモジュールを実現できる。 In the above configuration, for example, when the air temperature in the passenger compartment is low, the open / close door is opened, and this low-temperature air is introduced into the heat insulating member from the air introduction port, so that the mounted equipment is sufficiently cooled. At the time of parking, the temperature of the space in the heat insulating member can be prevented from rising by closing the open / close door and enhancing the heat insulating property. Even in this case, the on-board equipment can be kept at a low temperature for a long time when left under the hot sun. Further, since no power is used during parking, a low-cost overhead module can be realized with a simple configuration.
請求項3記載の発明では、前記搭載機器温度および車室内温度に基づいて前記断熱部材に設けた開閉扉を開閉する制御手段を設ける。 According to a third aspect of the present invention, there is provided control means for opening and closing the opening / closing door provided on the heat insulating member based on the temperature of the mounted device and the temperature in the passenger compartment.
制御手段は、搭載機器温度および車室内温度を直接または間接的に測定して、両者を比較し、車室内の方が温度が低い時に開閉扉を開けて、空気導入口から断熱部材内にこの低温空気を導入して、搭載機器を冷やす。このように、測定結果に基づいて開閉扉を開閉する、より適切な制御を行ない、搭載機器の温度上昇を抑制できる。 The control means directly or indirectly measures the temperature of the mounted equipment and the temperature in the vehicle interior, compares the two, opens the door when the temperature in the vehicle interior is lower, and opens the door from the air inlet into the heat insulating member. Introduce cold air to cool the equipment. In this manner, more appropriate control for opening and closing the door based on the measurement result can be performed, and the temperature rise of the mounted device can be suppressed.
請求項4記載の発明では、前記断熱部材に設けた開閉扉を形状記憶合金で構成し、所定温度で形状変化して開閉するようにしている。 According to a fourth aspect of the present invention, the open / close door provided on the heat insulating member is made of a shape memory alloy, and the shape is changed at a predetermined temperature to open and close.
制御手段の代わりに、形状記憶合金を利用して開閉扉を開閉させれば、動力が不要となるので、電力消費が抑制できる。 If the opening / closing door is opened and closed using a shape memory alloy instead of the control means, no power is required, so that power consumption can be suppressed.
請求項5記載の発明は、本発明の課題を解決するための他の発明で、車室の天井部近傍に設置したオーバヘッドモジュールケース内において、搭載機器の周囲を覆うように断熱部材を配設するとともに、該搭載機器に近接させてヒートパイプの入熱部を配置し、前記オーバヘッドモジュールケース外に配置したヒートパイプの放熱部に放熱する構成としている。
The invention according to
請求項1の蓄冷材に代えてヒートパイプを利用することもできる。機器に近接させたヒートパイプにより、オーバヘッドモジュールケース内に侵入する熱を車両低温部に導き、放熱することで搭載機器の温度上昇を抑えることができる。さらに、搭載機器と蓄冷材とを断熱部材で囲むことで、周りからの熱を最小限にする。これにより、搭載機器の温度を許容温度以下に維持することができ、動力を使用しないので、簡易な構成で、低コストなオーバヘッドモジュールを実現できる。
A heat pipe can be used instead of the cold storage material of
請求項6記載の発明では、前記ヒートパイプの放熱部に接して蓄冷材を配置したものである。 In invention of Claim 6, the cool storage material is arrange | positioned in contact with the thermal radiation part of the said heat pipe.
ヒートパイプの放熱部に蓄冷材を配置すれば、放熱が促進される。よって、これを利用して温度上昇の立ち上がりを抑えることができる。 If a cold storage material is arrange | positioned in the thermal radiation part of a heat pipe, thermal radiation will be accelerated | stimulated. Therefore, the rise of the temperature rise can be suppressed using this.
請求項7記載の発明では、前記蓄冷材の周囲を覆って閉空間を形成する断熱部材を配設し、該断熱部材に内外の温度に応じて開閉する開閉扉を設けている。 According to a seventh aspect of the present invention, a heat insulating member that covers the periphery of the cold storage material and forms a closed space is provided, and the heat insulating member is provided with an opening / closing door that opens and closes according to the internal and external temperatures.
ヒートパイプの放熱部に配置した蓄冷材を断熱部材内に収容し、例えば、車室内空気温度が低い時に開閉扉を開けることで蓄冷材を冷やしておくことができる。これにより、さらに効果的な冷却が可能となり、炎天下放置時に、搭載機器を長時間低温に維持することができる。 The regenerator material arranged in the heat radiating part of the heat pipe is accommodated in the heat insulating member, and for example, the regenerator material can be cooled by opening the door when the air temperature in the passenger compartment is low. As a result, more effective cooling is possible, and the on-board equipment can be kept at a low temperature for a long time when left under the hot sun.
請求項8記載の発明は、本発明の課題を解決するための他の発明で、車室の天井部近傍に設置したオーバヘッドモジュールケースは、少なくとも車室内空間に面する一部を放熱部材で構成する。この放熱部材にオーバヘッドモジュールケース内の搭載機器を密接配置するとともに、前記搭載機器の前記天井部側を覆うように断熱部材を配設している。
The invention according to
炎天下放置時においても、車両ルーフに近い天井部側の温度に比べて車室内温度がより低く、熱はルーフ側から車室内側へ流れることに着目し、搭載機器の天井側を断熱し、室内側への放熱を促進する構造とすることで搭載機器の温度上昇を抑制することができる。このようにしても、炎天下放置時に、搭載機器を長時間低温に維持することができ、また、動力を使用しないので、簡易な構成で、低コストなオーバヘッドモジュールを実現できる。 Even when left in the sun, paying attention to the fact that the temperature in the vehicle compartment is lower than the temperature on the ceiling side near the vehicle roof and heat flows from the roof side to the vehicle interior side. By adopting a structure that promotes heat radiation to the inside, an increase in temperature of the mounted device can be suppressed. Even in this case, when left under the hot sun, the mounted device can be kept at a low temperature for a long time, and since no power is used, a low-cost overhead module can be realized with a simple configuration.
請求項9記載の発明は、本発明の課題を解決するための他の発明で、車室の天井部近傍に設置したオーバヘッドモジュールケース内において、搭載機器の前記天井部側を覆うように断熱部材を配設するとともに、前記オーバヘッドモジュールケース外に配置した放熱部材と前記搭載機器とを熱伝導部材で接続してある。 The invention according to claim 9 is another invention for solving the problems of the present invention, and in the overhead module case installed in the vicinity of the ceiling portion of the passenger compartment, the heat insulating member is covered so as to cover the ceiling portion side of the mounted device. And a heat radiating member arranged outside the overhead module case and the mounted device are connected by a heat conducting member.
放熱部材をオーバヘッドモジュールケースの一部とする代わりに、オーバヘッドモジュールケースと別体として外部に配置することもできる。例えば、より低温の車室下部空間内に放熱部材を配置し、熱伝導部材を介して放熱する構成とすれば、より効果的に搭載機器の温度上昇を抑えることができる。よって、搭載機器の温度を許容温度以下に維持する効果が高く、動力を使用しないので、簡易な構成で、低コストなオーバヘッドモジュールを実現できる。 Instead of making the heat dissipating member a part of the overhead module case, it can be arranged outside the overhead module case. For example, if the heat dissipating member is disposed in the cooler lower compartment space and the heat is dissipated through the heat conducting member, the temperature rise of the mounted device can be more effectively suppressed. Therefore, since the effect of maintaining the temperature of the mounted device below the allowable temperature is high and no power is used, an overhead module with a simple configuration and low cost can be realized.
請求項10記載の発明では、前記断熱部材を貫通して前記搭載機器に接続する接続部材を備え、前記接続部材の前記貫通部から前記接続部までの少なくとの一部に密接させて放熱部材を配設している。 The invention according to claim 10 includes a connection member that penetrates through the heat insulating member and connects to the mounted device, and is in close contact with at least a part of the connection member from the through portion to the connection portion. Is arranged.
接続部材に密接させて放熱部材を配設し、接続部材の放熱を促進することで、より効果的に温度上昇を抑えることができる。 An increase in temperature can be suppressed more effectively by disposing the heat dissipating member in close contact with the connecting member and promoting heat dissipation of the connecting member.
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明の車両用オーバヘッドモジュールの第1の実施形態を示す図で、図1(a)のように、本実施形態のオーバヘッドモジュールは、車室天井部の近傍に装着されるオーバヘッドモジュール本体(以下、OHM本体と称する)1を備え、OHM本体1内の搭載機器として、図1(b)に示すような各種電子機器105を搭載してなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a vehicle overhead module according to the present invention. As shown in FIG. 1 (a), the overhead module according to the present embodiment is mounted in the vicinity of the ceiling of a passenger compartment. A main body (hereinafter referred to as an OHM main body) 1 is provided, and various
図1(a)において、OHM本体1は、外側ケース101と断熱ケース102および断熱プレート103とからなるオーバヘッドモジュールケース、OHMステー104、オーバヘッドモジュールケース内に収容される電子機器105、蓄冷材ケース107内に保持される蓄冷材106よりなる。オーバヘッドモジュールケースは、上端開口の容器状の外側ケース101内に、ほぼ同形状の断熱ケース102を嵌合固定し、これらケース101、102の開口部を閉鎖するように断熱プレート103を覆着してなり、車両屋根C1の内張りC2に空けられた穴に嵌め込まれて、OHMステー104によって車両屋根C1の内壁面に固定されている。
1A, an OHM
断熱ケース102は、外側ケース101の内壁面に密着するように設置され、断熱部材である断熱ケース102と断熱プレート103とで囲まれる密閉空間の内部に電子機器105を収容している。断熱ケース102内に収容される電子機器105は、従来は車室天井付近に設置していない耐熱温度が低いデバイスであり、例えば、図1(b)では、白線認識用カメラ105aとレンズ105b、カメラ用制御回路105c、通信モジュール105dとアンテナ105eを、断熱プレート103に密接させて配置している。
The
このような電子機器105をOHM本体1内に搭載することで、例えば、通信モジュール105dの基板とアンテナ105eを一体化し、かつアンテナを車両屋根C1近傍の通信に有利な位置に配置できる利点がある。断熱ケース102は、外側ケース101よりも前後方向の長さがやや短く形成してあり、耐熱温度が高いデバイス(ここでは、マップランプ108)は、断熱ケース102の前方の外側ケース101内に置かれている。これは、本発明の構成による温度上昇抑制効果が得られる部位を限定することで、必要な部位に、より長時間効果を与えるための工夫である。
By mounting such an
蓄冷材ケース107は、断熱プレート103の下面に接して設けられる偏平形状の密閉ケースで、その内部に蓄冷材106が充填されている。蓄冷材106は、従来公知のものを使用することができる。蓄冷材の種類は、顕熱を利用するタイプのものであれば、質量あたりの熱容量が大きい水が適す。また、潜熱を利用するタイプのものがあり、顕熱を利用するタイプの蓄冷材に比べて熱容量が大きい特徴を有する。具体的には、無機水和塩系、有機物化合物系の潜熱型蓄冷材があり、これら潜熱型蓄冷材の融点を作動温度域に合わせて選択すると、さらに効果的である。例えば、OHM温度を65°C以下に保持したい場合には、それより少し温度の低い50〜60°Cに融点を持つもの、例えば、酢酸ナトリウム水和物(CH3COONa・3H2O)、パラフィン(CxHy)等を選択するとよい。
The cool
上記構成の車両用オーバヘッドモジュールの作動について説明する。従来の熱対策がなされないオーバヘッドモジュールの場合、車両走行中は、空調により車室内空気温度が低いため、オーバヘッドモジュールも上限温度以下に保たれている。しかしながら、車両が炎天下に放置されると、太陽の輻射熱によって屋根が加熱されるため、天井からの熱によりオーバヘッドモジュールの温度も上昇し、電子機器類の上限温度に達してしまう不具合がある。そこで、本実施の形態では、車両屋根C1の内側に装着したOHM本体1内に、断熱部材(断熱ケース102および断熱プレート103)で囲まれた状態で電子機器105を収容し、屋根C1側からの熱の侵入を最小限にできる。さらに、断熱部材内部において、蓄冷材106を電子機器105と密着配置したので、断熱部材内部の温度が上昇した場合には、蓄冷材106の効果により電子機器105の温度上昇を抑えることができる。これにより、電子機器105の温度を上限温度(例えば、65°C)以下に保ち、作動の異常等を防止できる。
The operation of the vehicle overhead module configured as described above will be described. In the case of an overhead module in which conventional heat countermeasures are not taken, the air temperature of the passenger compartment is low due to air conditioning while the vehicle is running, so the overhead module is also kept below the upper limit temperature. However, if the vehicle is left under the hot sun, the roof is heated by the radiant heat of the sun, so that the temperature of the overhead module rises due to the heat from the ceiling and reaches the upper limit temperature of the electronic devices. Therefore, in the present embodiment, the
なお、電子機器105用の電源として、通常の車載バッテリを使用せず、図2に本発明の第2の実施形態として示すように、断熱部材内に配したセカンドバッテリ109を使用することもできる。ここでは、断熱プレート103と電子機器105の間、蓄冷材106と設置位置の一部にセカンドバッテリ109を載せている。これにより、車両駐車時の電源が容易に確保できる。太陽電池その他の補助電源を使用することもできる。
In addition, as a power source for the
上記第1の実施形態では、図3(a)に模式的に示すように、蓄冷材106と電子機器105の全体を覆う断熱ケース110を設けて、全体を断熱部材で囲う構成としたが、蓄冷材106と電子機器105を部分的に断熱部材で囲う構成としてもよい。例えば、図3(b)に示す第3の実施形態では、蓄冷材106と電子機器105の頂面と側面を覆う断熱ケース111を配しており、底面側には断熱部材を配していない。電子機器105搭載の都合によっては、このように、上部側のみに断熱部材を設置することもでき、高温となりやすい車両屋根C1側を断熱ケース111で覆うことで、必要な効果を得ることができる。
In the first embodiment, as schematically shown in FIG. 3A, a
図4に、上記構成による効果を示す。本発明を適応しない従来の構成では、炎天下放置時間と電子機器105近傍の温度(OHM温度)の関係は、点線で示すようになり、炎天下放置開始とともに温度が急激に上昇し、上限温度を超える。これに対し、断熱部材と蓄冷材106を用いた本発明の構成では、実線で示されるように、断熱ケース102内の温度上昇が抑制される。その結果、制限温度に達するまでの時間を長くすることができるので、簡易な構成で、冷却用の動力等を使用することなく、電子機器105が搭載可能であり、炎天下放置による作動への影響を抑制できる。
FIG. 4 shows the effect of the above configuration. In the conventional configuration to which the present invention is not applied, the relationship between the standing time in the hot sun and the temperature in the vicinity of the electronic device 105 (OHM temperature) is shown by a dotted line, and the temperature rapidly increases with the start of the hot standing and exceeds the upper limit temperature. . On the other hand, in the configuration of the present invention using the heat insulating member and the
図5(a)、(b)に本発明の第4の実施形態を示す。図5(b)は、本実施形態の車両用オーバヘッドモジュールの概略構成を示す模式的な図で、OHM本体1は、車両屋根C1とその内張りC2の間に配設される断熱ケース112と、断熱ケース112内に搭載される電子機器105を有している。断熱ケース112は電子機器105全体を覆って密閉空間を形成しており、車両前面および後面側に複数の開閉扉113を有している。また、オーバヘッドモジュールケースとしての車両屋根の内張りC2には、複数の開閉扉113に対応する位置に複数の空気導入口114が設けられ、車両前部側の空気導入口114近傍には、空気を循環させるためにファン115が設置されている。これら複数の開閉扉113とファン115の駆動は、制御手段2によって制御される。駆動源として、上記図2に示したセカンドバッテリ109を、断熱ケース112の近傍に設置することもできる。
5A and 5B show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5B is a schematic diagram showing a schematic configuration of the vehicle overhead module of the present embodiment. The OHM
制御手段2は、断熱ケース112内外の温度に応じて開閉扉113を開閉することにより、電子機器105を所定温度以下に維持する。例えば、車両走行時には、図7のように空調により車室内温度が25°C程度と低いので、図5(a)のように、開閉扉113を開くとともに、ファン115を回して、空気導入口114から断熱ケース112内に冷却空気を取り込む。これにより、断熱ケース112内に冷却空気の流れができ、OHM温度を低温に維持できる。車両放置時には、日射により車両屋根C1温度が上昇するので、開閉扉113を閉じて冷却空気を閉じ込めるとともに、周りから侵入する熱量を最小限に抑える。この効果により、炎天下放置の際にも、一定時間、上限温度(例えば、65°C)以下に保持できる。
The control means 2 maintains the
なお、図6に本発明の第5の実施形態として示すように、開閉扉113を形状記憶合金で構成し、温度変化に応じて自動開閉するようにしてもよい。この場合例えば、40°C以下で開閉扉113が閉じ、40°C以上で開くように構成することで、効果的に電子機器105の温度上昇を抑制することができる。さらに、断熱ケース112内に上記第1の実施形態で使用した蓄冷材を設置し、その上に電子機器105を搭載すれば、冷却効果がより向上する。
As shown in FIG. 6 as a fifth embodiment of the present invention, the
次に、制御手段2による開閉扉113の制御方法の他の例を示す。上記図7では車両走行中に開閉扉113を開き、駐車時に開閉扉113を閉にする制御方法としたが、図示しない温度センサで、断熱ケース112内の電子機器105の温度(OHM温度)と車室内温度(車内空気温度)を測定し、比較することにより、開閉扉113の開閉を制御してもよい。このアルゴリズムを図8に示す。図8において、まず、ステップ101でOHM温度Toを測定し、ステップ102で車内空気温度Trを測定して、ステップ103で測定結果を比較する。そして、OHM温度が高い場合は(To>Tr)、ステップ104に進んで開閉扉113を開け、電子機器105を冷却する。温度差がないか、逆に、車内空気温度が高い場合は(To≦Tr)、開閉扉113を閉めて、断熱ケース112内を断熱する。
Next, another example of a method for controlling the
こうすることにより、温度に応じて開閉扉113を開閉し、より細かな制御が可能になる。例えば、夜間に車内空気温度が下がってきた時に、開閉扉113を閉めたままにしておくと、図9のようにOHM温度の方が車内空気温度より高くなってしまう。そこで、これを回避するために、車内空気温度が低い時は、開閉扉113を開ける。その結果、電子機器105を冷却し、図10のようにOHM温度を低く維持することができる。
By doing so, the
図11、12に本発明の第6の実施形態を示す。図11は、本実施形態の車両用オーバヘッドモジュールの概略構成を示す模式的な図で、OHM本体1は、車両屋根C1とその内張りC2の間に配設される断熱ケース110と、断熱ケース110内に搭載される電子機器105を有している。オーバヘッドモジュールケースとしての断熱ケース110は電子機器105全体を覆って密閉空間を形成している。また、本実施形態では、電子機器105の冷却にヒートパイプを用いており、断熱ケース110内において、電子機器105をヒートパイプ入熱部301上に搭載している。電子機器105の熱はヒートパイプ輸送部302を介して、車両の低温部に設置される放熱部から放熱される。
11 and 12 show a sixth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the vehicle overhead module according to the present embodiment. The OHM
ここで、ヒートパイプの原理を簡単に説明する。ヒートパイプは、密閉容器内に少量の液体(作動液)を真空封入し、内壁に毛細管構造を備えたものである。ヒートパイプの入熱部301が加熱されると、(1)入熱部301で作動液が蒸発(蒸発潜熱の吸収)、(2)低温部である放熱部に蒸気が移動、(3)蒸気が放熱部で凝縮(蒸発潜熱の放出)、(4)凝縮した液が毛細管現象で入熱部301に還流する、という一連の相変化が連続的に生じ、熱が素早く移動する。このようにヒートパイプは動力を用いずに、熱量を輸送できると言う特徴があり、本発明の特殊な状況下(動力を使用できない、近くに低温部がない)に好適に使用されて、高い冷却効果を示す。
Here, the principle of the heat pipe will be briefly described. The heat pipe is a container in which a small amount of liquid (working fluid) is sealed in a sealed container and a capillary structure is provided on the inner wall. When the
ヒートパイプ構成の一例を図13に示す。図13(a)は、板状およびシート状のヒートパイプを利用した例であり、ヒートパイプ入熱部301が板状となっているので、その上に電子機器105を載せることができ、熱伝導により冷却できる。図13(b)は、パイプ状のヒートパイプを利用した例であり、円管状ヒートパイプの片側に空冷フィン303を設置して入熱部301となしたもので、断熱ケース110内の空気を冷やし、間接的に電子機器105を冷やす。ヒートパイプ輸送部302は、曲げ加工が容易なシート状(図13(a))、円管状(図13(b))が適している。また輸送部302が高温の場所を通る場合は、熱の侵入を防ぐために、断熱材を設置することが望ましい。
An example of the heat pipe configuration is shown in FIG. FIG. 13A is an example using plate-like and sheet-like heat pipes. Since the heat pipe
ヒートパイプの放熱部は入熱部301と同様の形状を有する。車両のボデーに放熱する場合は、図13(a)のように板状およびシート状がよい。外気に直接放熱する場合は、図13(b)のように空冷フィン303を設置するとよい。放熱部を設置する車両の低温部は、アンテナ部401、ピラー部402、フェンダー部403、ドアミラー部404、アンダーフロア部405がある(図12参照)。車両の各部温度を測定した結果例を示すと、外気温度35°C、日射量1000W/m2の条件下で、アンテナ部401(60°C)、ピラー部402(70°C)、フェンダー部403(60°C)、ドアミラー部404(50°C)、アンダーフロア部405(40°C)である。低温部の温度が低いほど、ヒートパイプの熱輸送能力も大きくなるので、必要な放熱量に合わせて低温部を選択するのがよい。
The heat radiating part of the heat pipe has the same shape as the
このように、断熱ケース110内に電子機器105を収容して屋根C1側からの熱の侵入を最小限にするとともに、ヒートパイプを用いて放熱することで、電子機器105の温度上昇を抑えることができる。よって、炎天下放置時の電子機器105の温度を上限温度(例えば、65°C)以下に保ち、作動の異常等を防止する同様の効果が得られる。
As described above, the
その他、自励振動相変化型のヒートパイプを利用することで、熱輸送能力を向上させることができる。この自励振動相変化型のヒートパイプは、搭載姿勢の影響がない、熱輸送密度が大きいといった特徴を有する。 In addition, heat transport capability can be improved by using a self-excited vibration phase change type heat pipe. This self-excited vibration phase change type heat pipe has the characteristics that there is no influence of the mounting posture and the heat transport density is large.
図14に本発明の第7の実施形態を示す。本実施形態の車両用オーバヘッドモジュールの基本構成は、上記第6の実施形態と同様であり、OHM本体1は、車両屋根C1とその内張りC2の間に配設される断熱ケース110と、断熱ケース110内に搭載される電子機器105を有している。電子機器105は、断熱ケース110内において、ヒートパイプ入熱部301上に搭載され、ヒートパイプ入熱部301は、ヒートパイプ輸送部302によって断熱ケース112内のヒートパイプ放熱部304に連結している。断熱ケース112は、上記図5の第4の実施形態と同様の構成で、電子機器105全体を覆って密閉空間を形成するとともに、車両前面および後面側に複数の開閉扉113を有している。また、車両屋根の内張りC2には、複数の開閉扉113に対応する位置に複数の空気導入口114が設けられ、車両前部側の空気導入口114近傍には、空気を循環させるためにファン115が設置されている。これら複数の開閉扉113とファン115の駆動は、図示を略す制御手段によって制御される。また、断熱ケース112内には、ヒートパイプ放熱部304に密接して蓄冷材106が配設されている。
FIG. 14 shows a seventh embodiment of the present invention. The basic configuration of the vehicle overhead module of the present embodiment is the same as that of the sixth embodiment, and the OHM
上記構成において、制御手段は、断熱ケース112内外の温度に応じて開閉扉113を開閉して蓄冷材106を冷却する。蓄冷材106を用いることで、放熱効果を高め、温度上昇の立ち上がりを抑える。具体的には、まず車両走行時には、図15のように空調により車室内温度が、例えば25°C前後と低いので、図14(a)のように、開閉扉113を開くとともにファン115を回して、空気導入口114から断熱ケース112内に冷却空気を取り込む。これにより、断熱ケース112内に冷却空気の流れができ、蓄冷材106を十分冷却することができる。この時、断熱ケース110内では、ケース外から侵入する熱をヒートパイプ入熱部301、ヒートパイプ輸送部302を介して、断熱ケース112内のヒートパイプ放熱部304から蓄冷材106に放熱している。よって、効率よい冷却が可能で、電子機器105を所定温度以下に維持することができる。
In the above configuration, the control means opens and closes the
一方、車両放置時には、日射により車両屋根C1温度が上昇するので、図14(b)のように、開閉扉113を閉じて冷却空気を閉じ込めるとともに、周りから侵入する熱量を最小限に抑える。断熱ケース112内の蓄冷材106は十分冷却されているので、断熱ケース110、112内に侵入してきた熱量をこの蓄冷材106で吸熱することができる。このように、断熱ケース110、112と蓄冷材106の効果により、炎天下放置の際にも、一定時間、上限温度(例えば、65°C)以下に保持できる(図15参照)。
On the other hand, when the vehicle is left unattended, the temperature of the vehicle roof C1 rises due to solar radiation. Therefore, as shown in FIG. 14B, the
なお、上記図6の第5の実施形態と同様に、断熱ケース112の開閉扉113を形状記憶合金で構成し、温度変化に応じて自動開閉するようにしてもよい。この場合例えば、40°C以下で開閉扉113が閉じ、40°C以上で開くように構成することで、効果的に電子機器105の温度上昇を抑制することができる。
As in the fifth embodiment of FIG. 6, the opening /
次に、制御手段による開閉扉113の制御方法の他の例を示す。上記図15では車両走行中に開閉扉113を開き、駐車時に開閉扉113を閉にする制御方法としたが、図示しない温度センサで、断熱ケース112内の蓄冷材106の温度(蓄冷材温度)と車室内温度(車内空気温度)を測定し、比較することにより、開閉扉113の開閉を制御してもよい。このアルゴリズムを図16に示す。図16において、まず、ステップ201で蓄冷材温度Toを測定し、ステップ202で車内空気温度Trを測定して、ステップ203で測定結果を比較する。そして、蓄冷材温度が高い場合は(To>Tr)、ステップ204に進んで開閉扉113を開け、蓄冷材106を冷却する。温度差がないか、逆に、車内空気温度が高い場合は(To≦Tr)、開閉扉113を閉めて、断熱ケース112内を断熱する。
Next, another example of the method for controlling the
こうすることにより、温度に応じて開閉扉113を開閉し、より細かな制御が可能になる。例えば、夜間に車内空気温度が下がってきた時に、開閉扉113を閉めたままにしておくと、蓄冷材温度の方が車内空気温度より高くなってしまう。そこで、これを回避するために、車内空気温度が低い時は、開閉扉113を開ける。その結果、電子機器105を冷却し、OHM温度を低く維持することができる。
By doing so, the
図17に本発明の第8の実施形態を示す。図17(a)は、本実施形態の車両用オーバヘッドモジュールの概略構成を示す図で、図17(b)にそのA−A断面図、図17(c)にそのB−B断面図を示す。図18はその車載図である。OHM本体1は、オーバヘッドモジュールケースとしての外側ケース101と、外側ケース101内に配設した断熱ケース501と、断熱ケース501内に搭載される電子機器105を有している。OHM本体1は、外側ケース101の上端開口縁部に固定した複数のステー104によって車両屋根C1の裏壁面に固定されるとともに、車両屋根の内張りC2に設けた開口部C21に嵌め込まれて、該開口部C21から車室C内に突き出している。従って、OHM本体1の上面は、車両屋根C1と内張りC2の間のルーフ内側空気A1に、OHM本体1の下面は、車室内気A2に接している(図18参照)。
FIG. 17 shows an eighth embodiment of the present invention. FIG. 17A is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle overhead module of the present embodiment. FIG. 17B is a sectional view taken along the line AA, and FIG. 17C is a sectional view taken along the line BB. . FIG. 18 is an in-vehicle view. The OHM
断熱ケース501は下端開口の箱状で、電子機器105全体を覆うように外側ケース101下端面上に配置され、その内部に密閉空間を形成している。断熱ケース501内に搭載される電子機器105は、熱対策を必要とする機器であり、ここでは室内監視カメラ105fとレンズ105gを例として示している。耐熱温度の高い機器(例えば、室内ランプ108aやスイッチ108b等)は、外側ケース101内において断熱ケース501の外側に配設されている。
The
断熱ケース501は、上面および側面が断熱部材502(具体的には、ウレタンフォーム、真空断熱材等)で覆われ、内部の電子機器105を日射Rから遮断するようになっている。一方、断熱ケース501とともに密閉空間を形成する外側ケース101の下端面の一部は、放熱部材である放熱板505で構成されている。放熱板505は、具体的にはアルミニウム製プレート等の熱伝導性の良好な金属プレートからなり、図17(b)、(c)に示すように、放熱板505上に電子機器105および電子機器105に接続する接続部材としての配線504を密着配置することで、放熱性を向上させる。この際、熱伝導をよくするための伝熱グリスや伝熱シートを用いることが望ましい。一方、電子機器105の上面側には、断熱ケース501頂面503との間には空間が設けられている。配線504は金具506によって放熱板505に固定されており、さらにグロメット507を通じて断熱ケース501の外へ導出され、車両屋根C1の内側に設けられたハーネスC4に接合される。
The
次に本実施形態のオーバヘッドモジュールの作用効果を説明する。図18において、車両Cが炎天下に放置されると日射Rのエネルギ(一般に1000W/m2程度に達すると言われている)によって、車両C上部が加熱される。車室内温度もウインドウC3を通じた日射によってダッシュボードなどが加熱されて昇温するが、日射が当たらない車両下面C5から放熱されるため車両屋根C1程には高温にならない。従って、熱は車両C上部から下部へ向かって流れる。そのため、車両C上部ほど温度が高く、例えばルーフ内側空気A1が100℃、車室内気A2上部が80℃、車室内気A2下部が60℃となる。 Next, the function and effect of the overhead module of this embodiment will be described. In FIG. 18, when the vehicle C is left under the sun, the upper part of the vehicle C is heated by the energy of solar radiation R (generally said to reach about 1000 W / m 2 ). The vehicle interior temperature also rises as the dashboard and the like are heated by solar radiation through the window C3, but the heat is dissipated from the lower surface C5 of the vehicle that is not exposed to solar radiation. Therefore, heat flows from the upper part of the vehicle C toward the lower part. Therefore, the temperature is higher at the upper part of the vehicle C. For example, the roof inner air A1 is 100 ° C., the upper part of the vehicle interior air A2 is 80 ° C., and the lower part of the vehicle interior air A2 is 60 ° C.
ここで、特に熱対策を行わない場合(本発明構成でない場合)、OHM本体1内に置かれた電子機器105は、ルーフ内側空気A1に直接さらされる上、車室内気A2との間は外側ケース101で遮断される。このため、電子機器105の温度は、ほぼルーフ内側空気A1温度と同じ温度まで昇温し、例えば電子機器105の上限温度を比較的高い85℃とした場合でも、上限温度を越えてしまうことになる。この時の温度上昇の様子を図19に示す。
Here, when no heat countermeasure is particularly taken (when the present invention is not configured), the
次に、本実施形態の構成を採用した場合について説明する。図17において、電子機器105の上面側(ルーフ内側空気A1に接する側)には、断熱部材502で覆われた断熱ケース501が設けられているため熱抵抗が大きい。これに対し、電子機器105の下面側には放熱板505が密着して設けられているため熱抵抗が小さくなる。これにより、図19に示すように、電子機器105の温度は、放熱板505が接する車室内気A2とほとんど同じ温度まで低下する。このように、本発明構成を用いた場合は、車室内気A2の温度(例えば、80℃)までに温度上昇を抑えることができる。
Next, a case where the configuration of the present embodiment is adopted will be described. In FIG. 17, the heat resistance is large because the
なお、電子機器105には、電源や電気信号のやりとりのための配線504が必要となる。図17において、配線504はグロメット507を通じてルーフ内側空気A1雰囲気中に出て、ルーフ内に設けられたハーネスC4に接続されている。ハーネスC4は車両屋根C1直下に置かれているため高温となり、その熱が配線504を伝わって断熱ケース501内に入り電子機器105を加熱するおそれがある。この対策として本実施形態では、グロメット507から電子機器105へ接続する間において、配線504を放熱板505に密着させることで、配線504を伝わる熱を、放熱板505を通じて車室内気A2へ放熱している。従って、配線504を通じて熱が電子機器105に伝わることを防止することができ、電気配線を有する場合においても、図19に示したものと同様の効果が得られる。
Note that the
図20に本発明の第9の実施形態を示す。例えばOHM本体1の意匠上の問題や内部の各部材の配置の関係などで電子機器105の直下に放熱板505を設けることができない場合には、別の部分に放熱板505を設けることもできる。例えば、図示するように、外側ケース101の電子機器105直下位置から離れた一部を放熱板505aで構成し、電子機器105との間をヒートパイプ等の高熱伝導部材508で連結する構成としてもよい。さらに、図21に本発明の第10の実施形態として示すように、OHM本体1の外部に放熱板505を設けることもできる。図21において、放熱板505bは車両C下部のより低温の部位に配置され、電子機器105との間を高熱伝導部材508aで連結する構成としてある。この場合、より低温の車両下面C5に近いところに放熱板505bを設けることになるため、温度低減効果が大きくなる。
FIG. 20 shows a ninth embodiment of the present invention. For example, when the
なお、放熱板505はOHM本体1の一部に設けるだけでなく、OHM本体1の外側ケース101全体を高熱伝導部材(例えば、アルミニウム)で製作することで放熱板の働きをさせてもよい。また、前記実施形態では、電気配線による伝熱への対応策について説明したが、この方法は、電気配線に限られるものではなく、空気配管、油配管等の電子機器105に接続されるいずれの部材に適用してもよい。その他、熱伝導のよい部材が断熱部材502を突き抜けて断熱ケース501内部の機器に接続する構造がある場合には、上記方法により同様の効果が得られる。さらには、図22に本発明の第11の実施形態として示すように、電子機器105用の放熱板505cをその直下にのみ配置し、これとは別に、配線504用の放熱板505dをその直下に設ける構成としてもよい。
In addition, the
なお、上記実施の形態では、電子機器105として、白線認識用カメラ105aとレンズ105b、カメラ用制御回路105c、通信モジュール105dとアンテナ105e、室内監視カメラ105fとレンズ105gを示したが、これに限定されるものではなく、その他の通信モジュール(ETC、VICS、G−BOOKのような携帯電話のインフラを利用したデータ通信、カーナビゲーションシステム用機器等)、ナイトビュー用赤外線カメラ、侵入センサ(カメラで撮影して画像認識するものや、超音波式、電波式等)、レインセンサ等の種々の機器が搭載可能である。
In the above embodiment, the white
1 オーバヘッドモジュール本体
101 外側ケース
102 断熱ケース(断熱部材)
103 断熱プレート(断熱部材)
104 ステー
105 電子機器
106 蓄冷材
2 制御手段
301 ヒートパイプ入熱部
302 ヒートパイプ輸送部
304 ヒートパイプ放熱部
501 断熱ケース
502 断熱部材
504 配線(接続部材)
505 放熱板(放熱部材)
508 熱伝導部材
DESCRIPTION OF
103 Insulation plate (insulation member)
DESCRIPTION OF
505 Heat dissipation plate (heat dissipation member)
508 Heat conduction member
Claims (10)
A connecting member that penetrates the heat insulating member and connects to the mounted device is provided, and a heat radiating member is disposed in close contact with at least a part of the connecting member from the penetrating portion to the connecting portion. The vehicle overhead module according to any one of 9.
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