JP2009149211A - ナビゲーション装置用冷却装置および温度制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】冷却能力の高いナビゲーション装置用冷却装置を提供する。
【解決手段】ナビゲーションシステムＥＣＵ４０に結合される熱伝導部（放熱フィン１２、伝熱基板１３、伝熱シート１４）を備え、放熱フィン１２の一部がエアコンによって調整された調整風の流通路に配置する。熱伝導部がナビゲーションシステムＥＣＵ４０に結合されるので、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の内部の電子部品から生じた熱が、伝熱シート１４→伝熱基板１３→放熱フィン１２へと伝えられる。放熱フィン１２の一部は調整風の流通路に配置されているので、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０からの熱により温度上昇した放熱フィン１２が調整風によって冷却されることになる。その結果、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０が冷却されることになる。このように、エアコンによって調整された調整風を利用して冷却を行なうことから冷却能力が高い。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナビゲーション装置用冷却装置、および、そのナビゲーション装置用冷却装置を備えた温度制御システムに関する。

ナビゲーション装置内の電子部品を冷却する方法として、放熱用ファンを備え、その放熱用ファンによって筐体内を強制換気する方法が広く知られている。しかし、ナビゲーション装置の近年の高性能化、機能集約化によって、放熱用ファンを用いた冷却方法では冷却能力が不十分になりつつある。

そこで、空調装置から吹き出される空調風の一部を分岐させるエアダクトを設け、そのエアダクト内にナビゲーション用電子装置基板やＧＰＳアンテナを配置することが提案されている（たとえば特許文献１）。
特開２００２−５２９５７号公報

しかし、特許文献１に記載のものでは、空調風の一部を分岐させるエアダクトを設ける必要があるので、車両搭載性に問題が生じる可能性がある。そのため、特許文献１とは異なる構造によってナビゲーション装置内の電子部品を冷却する冷却装置が望まれていた。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、冷却能力の高いナビゲーション装置用冷却装置および温度制御システムを提供することにある。

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両に搭載されるナビゲーション装置内部の電子部品を冷却するナビゲーション装置用冷却装置であって、前記ナビゲーション装置に結合される熱伝導部を備え、その熱伝導部の一部が車室内温度調整装置によって調整された調整風の流通路に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、熱伝導部がナビゲーション装置に結合されるので、ナビゲーション装置内部の電子部品から生じた熱が熱伝導部に伝えられる。一方、この熱伝導部の一部は、調整風の流通路に配置されている。従って、車室内を冷房するための調整風が流通路を流通しており、調整風の温度が熱伝導部の温度よりも低い場合には、ナビゲーション装置からの熱により温度上昇した熱伝導部が調整風によって冷却されることになる。その結果、ナビゲーション装置が冷却されることになる。そして、この冷却装置は、車室内温度調整装置によって調整された調整風を利用して冷却を行なうことから冷却能力が高い。

請求項２は、前記熱伝導部が伝熱部材製のフィンを有しており、そのフィンの先端部が、前記流通路を形成するダクト内に配置されていることを特徴とする。このようにフィンを用いれば、ナビゲーション装置から伝達された熱を効率よく放熱することができる。

請求項３は、前記熱伝導部は伝熱部材製のダクト部を有しており、そのダクト部が前記調整風の流通路の一部を形成していることを特徴とする。このように流通路の一部を熱伝導部によって形成することとしてもよい。また、この場合にフィンをさらに設ければ、より効率よく放熱を行なうことができる。

請求項４は、前記熱伝導部は、前記ナビゲーション装置の筐体と結合する伝熱基板と、その伝熱基板と前記筐体との間に配置され、それら伝熱基板および筐体に密着する熱伝導性密着体とをさらに備え、前記フィンは、その伝熱基板に固定されていることを特徴とする。このようにすれば、フィンを容易に固定することができる。また、熱伝導性密着体が伝熱基板とナビゲーション装置の筐体との間に配置されていることから、ナビゲーション装置内の熱がフィンへ効率よく伝達される。

請求項５は、前記フィンが、空気流通方向に沿った流線型状であることを特徴とする。このようにすれば、調整風がフィンを通過する際に生じる風切り音が小さくなる。その結果、車室内の乗員が風切り音をうるさいと感じることも減少する。

請求項６は、前記フィンの表面に、前記調整風の流通方向に沿った凹凸形状が設けられていることを特徴とする。このようにすれば、フィンの表面積が増加するので、放熱効率が向上する。加えて、凹凸形状は調整風の流通方向に沿って設けられているので、凹凸形状が設けられることによって風切り音が大きくなることも抑制できる。

請求項７は、前記フィンの色が黒色であることを特徴とする。このようにすれば、フィンの熱輻射率が高くなることから、フィンからの放熱効率がさらに向上する。

ところで、上記熱伝導部を調整風の流通路に配置すると、熱伝導部の放熱や吸熱によって調整風の温度が変化してしまい、吹き出し口から吹き出される調整風の温度が所望の温度とならない可能性がある。そこで、次の請求項８の温度制御システムを用いることが好ましい。

その請求項８は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のナビゲーション装置用冷却装置と、前記熱伝導部よりも前記調整風の流通方向下流側に配置され、前記調整風の温度を検出する温度センサと、その温度センサによって検出された温度に基づいて車室内温度の調整を行う車室内温度調整装置とを含むことを特徴とする温度制御システムである。

このようにすれば、高い冷却能力でナビゲーション装置を冷却しつつ、且つ、車室内の温度を精度よく制御できる。なお、極低温下でナビゲーション装置が起動した場合であっても、調整風が温風とされれば、その温風の熱が熱伝導部によりナビゲーション装置に伝達されるので、ナビゲーション装置内の電子装置が迅速に暖められる。また、内部の電子装置が迅速に暖められるだけでなく、液晶ディスプレイを一体的に備えている場合にはその液晶ディスプレイも迅速に暖められる。

一般に、液晶ディスプレイは極低温では応答性が低下するが、上述のように、調整風が温風とされることにより液晶ディスプレイが迅速に暖められるので、迅速に応答性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された温度制御システム１の構成を概略的に示す図である。この温度制御システム１は、冷却装置１０と、温度センサ２０と、車室内温度調整装置３０とを備えている。なお、この車室内温度調整装置３０はエアコンと呼ばれることが一般的であるので、本明細書でも、以下、エアコン３０という。

冷却装置１０は、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の内部に収容された電子部品を冷却するためのものである。なお、本実施形態において、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０とは、経路案内等、ナビゲーションシステムの機能を実現するための複数の電子部品を備えたものであり、鉄等の金属製の筐体に全体が収容されている。

また、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０に隣接してディスプレイ部４２が配置されている。このディスプレイ部４２は液晶ディスプレイを有しており、その液晶ディスプレイに道路地図等が表示される。これらナビゲーションシステムＥＣＵ４０およびディスプレイ部４２からなるナビゲーションシステムは、いわゆるビルトイン型であり、ディスプレイ部４２はダッシュボード５０に埋め込まれた状態となっている。そして、ダッシュボード５０においてディスプレイ部４２の直上となる部分には、エアコン３０によって調整された調整風の吹き出し口５２が形成されている。

冷却装置１０は冷却部ダクト１１を備えている。この冷却部ダクト１１は、樹脂等の熱伝導率の低い材料製であり、図１、２から分かるように角筒形状をしている。また、この冷却部ダクト１１は軸方向の両側が貫通している。なお、図２は、図１のII矢視図である。

この冷却部ダクト１１は、調整風の流通路となる調整風ダクトの一部を構成するものであり、エアコン３０の構成部材であるエアコンダクト３２と連結されている。エアコンダクト３２内を流通してきた調整風は冷却部ダクト１１を通り、吹き出し口５２から車室内に吹き出される。

上記冷却部ダクト１１に、複数枚（本実施形態では７枚）の放熱フィン１２が固定されている。これら複数枚の放熱フィン１２は、互いに同一形状、同一の材質、同一色であり、形状は平板矩形状、材質は鉄等の熱伝導率の高い材質、色はつや消しされた黒色である。つや消しされた黒色としているのは熱輻射効率を高くするため、および、吹き出し口５２に近い位置に配置されているので、車室内の乗員から見えにくくするためである。

上記複数枚の放熱フィン１２は互いに平行且つ等間隔に配置されており、いずれも、冷却部ダクト１１の軸方向に平行になる向きで冷却部ダクト１１の底板１１ａ（ナビゲーションシステムＥＣＵ４０に対向する板）に固定されている。

また、上記放熱フィン１２は、冷却部ダクト１１の底板１１ａを貫通している。従って、放熱フィン１２は、上下方向の一方の端部が冷却部ダクト１１内に位置している一方で、他方の端部が冷却部ダクト１１から突き出している。なお、放熱フィン１２と冷却部ダクト１１とは、たとえば、インサート成型によって一体化されている。

上記放熱フィン１２の冷却部ダクト１１から突き出している側の端部は、伝熱基板１３に溶接等によって固定されている。伝熱基板１３は、放熱フィン１２よりも厚みのある矩形状の平板であり、この伝熱基板１３も、鉄等の熱伝導率の高い材質である。

伝熱基板１３は、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の筐体の上面に配置されるが、伝熱基板１３とナビゲーションシステムＥＣＵ４０の筐体との間には、伝熱シート１４が配置されている。この伝熱シート１４は、たとえば、熱伝導性シリコンゴム製であり、伝熱基板１３に密着しているとともに、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の筐体にも密着している。この伝熱シート１４は、請求項の熱伝導性密着体に相当するものである。

上記伝熱基板１３と伝熱シート１４は、それら伝熱基板１３および伝熱シート１４を貫通するボルト５４によってナビゲーションシステムＥＣＵ４０の筐体に固定されている。

上述の構成を有する冷却装置１０において、放熱フィン１２、伝熱基板１３、伝熱シート１４が請求項の熱伝導部として機能し、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０にて発生した熱は、伝熱シート１４、伝熱基板１３、放熱フィン１２の順に伝達される。放熱フィン１２は先端部が冷却部ダクト１１内に配置されているので、エアコン３０が作動して車室内を冷却するための温度の低い調整風が冷却部ダクト１１内を流通すると、その調整風によって放熱フィン１２が冷却される。その結果、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０が冷却されることになる。このようにエアコン３０によって調整された調整風を利用して冷却を行なえば、高い冷却能力でナビゲーションシステムＥＣＵ４０を冷却することができる。

しかしながら、冷却部ダクト１１は調整風が車室内へ吹き出される直前に設けられているので、放熱フィン１２の冷却によって調整風の温度が上昇してしまい、車室内へ所望の温度の調整風が吹き出されない可能性がある。

そこで、本実施形態では、放熱フィン１２よりも吹き出し口５２側における調整風の温度を測定するために温度センサ２０を備えている。この温度センサ２０によって検出された温度はエアコンＥＣＵ３４に供給される。

エアコンＥＣＵ３４は、温度センサ２０から供給される温度とユーザにより設定された目標温度とに基づいて調整風の温度を制御する。放熱フィン１２からの放熱によって調整風の温度が上昇した場合には、温度センサ２０によって検出される温度が上昇することから、エアコンＥＣＵ３４は、温度センサ２０によって検出された温度と目標温度との差に応じて、冷却部ダクト１１に入る調整風の温度を低下させる制御を行うことになる。その結果、調整風を利用することにより高い冷却能力でナビゲーションシステムＥＣＵ４０を冷却しつつも、車室内の温度を精度よく制御することができる。

また、エアコンＥＣＵ３４とナビゲーションシステムＥＣＵ４０とは車内ＬＡＮなどにより互いに信号の送受信が可能となっている。なお、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０には、エアコンＥＣＵ３４以外の外部機器からの外部情報も入力される。

ナビゲーションシステムＥＣＵ４０は、そのナビゲーションシステムＥＣＵ４０の処理負荷状態を示す信号および現在位置がトンネルであるか否かを示す現在位置情報をエアコンＥＣＵ３４に送信する。エアコンＥＣＵ３４は、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の処理負荷状態に基づいてそのナビゲーションシステムＥＣＵ４０の発熱量を推測しつつ、その推測した発熱量に応じて調整風の温度を低下させる。また、エアコンＥＣＵ３４は、現在位置がトンネル内である場合であって、冷房を行なっている場合には、調整風の温度を所定温度だけ低下させる。

なお、上述の冷却装置１０を用いると、極低温下で起動したナビゲーションシステムを迅速に暖めることもできる。すなわち、極低温下でナビゲーションシステムが起動した場合に、調整風として温風を流通させれば、その温風の熱が放熱フィン１２、伝熱基板１３、伝熱シート１４の順に伝達されてナビゲーションシステムＥＣＵ４０が暖められるので、迅速に、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０が暖められることになる。

加えて、本実施形態のように、ディスプレイ部４２がナビゲーションシステムＥＣＵ４０に隣接して設けられている場合には、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０からの熱でディスプレイ部４２も迅速に暖められることになる。従って、ディスプレイ部４２に備えられている液晶ディスプレイの応答性も迅速に向上する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

たとえば、前述の実施形態では、冷却部ダクト１１は、樹脂等の熱伝導率の低い材料製であったが、冷却部ダクトも金属等の熱伝導率の高い材料製としてもよい。ここで、冷却部ダクトを放熱フィン１２と同じ材料とすれば、冷却部ダクトと放熱フィン１２とを一体成形することもできる。

図３および図４は、冷却部ダクト６１と放熱フィン６２とを一体成形した冷却装置６０の例を示す図である。冷却部ダクト６１および放熱フィン６２は、いずれも熱伝導率の高い材料製であり、冷却部ダクト６１にも熱伝導率の高い材料を用いる場合には、図３、４に示すように、冷却部ダクト６１の底板６１ａ以外の部分にも放熱フィン６２を設けることができる。なお、冷却部ダクト６１が熱伝導率の高い材料である場合には、放熱フィンを省略することもできる。

また、前述の実施形態では、冷却装置１０はナビゲーションシステムＥＣＵ４０の直上に配置されていたが、エアコンダクトがナビゲーションシステムＥＣＵ４０の側方に位置している場合には、そのエアコンダクトの位置に合わせて、図５に示すように、冷却装置１０をナビゲーションシステムＥＣＵ４０の側方に配置してもよい。

また、前述の実施形態では、放熱フィン１２は平板矩形状であった。従って、放熱フィン１２の厚さは一定であったが、図６に示すように、調整風の流通方向に沿った断面形状が流線形状となる放熱フィンを用いてもよい。このようにすれば、調整風が放熱フィンを通過する際に生じる風切り音が小さくなる。従って、放熱フィンが吹き出し口に付近に配置されていたとしても、車室内の乗員が風切り音をうるさいと感じることも減少する。

また、放熱フィンに、調整風の流通方向に沿った凹凸形状を設けてもよい。図７は、その凹凸形状を設けた放熱フィンの一例を示す図である。このように、調整風の流通方向に沿った凹凸形状を放熱フィンに設けると、放熱フィンの表面積が増加するので、放熱効率および吸熱効率が向上する。また、凹凸形状は調整風の流通方向に沿って設けられているので、凹凸形状が設けられることによって風切り音が大きくなることも抑制できる。なお、図６に示したような流線形状の放熱フィンに、調整風の流通方向に沿った凹凸形状を設けてもよい。また、前述の図３、図４に示すように、冷却部ダクト６１からも放熱／吸熱が行なわれる場合、冷却部ダクト６１に調整風の流通方向に沿った凹凸形状を設けてもよい。

また、前述の実施形態では、放熱フィン１２は、一方の端部が伝熱基板１３に固定されていたが、放熱フィン１２の一方の端部が、ナビゲーションシステムＥＣＵ４０の筐体を貫通していてもよい。

また、前述の実施形態の伝熱シート１４に代えてジェル状の伝熱材料を用いてもよい。

本発明が適用された温度制御システム１の構成を概略的に示す図である。 図１のII矢視図である。 冷却部ダクト６１と放熱フィン６２とを一体成形した冷却装置６０の例を示す図である。 図１のＩＶ矢視図である。 冷却装置１０がナビゲーションシステムＥＣＵ４０の側方に配置された例を示す図である。 調整風の流通方向に沿った断面形状が流線形状である放熱フィンの一例を示す斜視図である。 調整風の流通方向に沿った凹凸形状を設けた放熱フィンの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１：温度制御システム、 １０：冷却装置、 １１：冷却部ダクト、 １１ａ：底板、 １２：放熱フィン、 １３：伝熱基板、 １４：伝熱シート（熱伝導性密着体）、 ２０：温度センサ、 ３０：車室内温度調整装置（エアコン）、 ３２：エアコンダクト、 ３４：エアコンＥＣＵ、 ４０：ナビゲーションシステムＥＣＵ、 ４２：ディスプレイ部、 ５０：ダッシュボード、 ５２：吹き出し口、 ５４：ボルト、 ６０：冷却装置、 ６１：冷却部ダクト、 ６２：放熱フィン

Claims (8)

1. 車両に搭載されるナビゲーション装置内部の電子部品を冷却するナビゲーション装置用冷却装置であって、
   前記ナビゲーション装置に結合される熱伝導部を備え、その熱伝導部の一部が車室内温度調整装置によって調整された調整風の流通路に配置されていることを特徴とするナビゲーション装置用冷却装置。
2. 前記熱伝導部は伝熱部材製のフィンを有しており、そのフィンの先端部が、前記流通路を形成するダクト内に配置されていることを特徴とするナビゲーション装置用冷却装置。
3. 前記熱伝導部は伝熱部材製のダクト部を有しており、そのダクト部が前記調整風の流通路の一部を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーション装置用冷却装置。
4. 前記熱伝導部は、前記ナビゲーション装置の筐体と結合する伝熱基板と、その伝熱基板と前記筐体との間に配置され、それら伝熱基板および筐体に密着する熱伝導性密着体とをさらに備え、
   前記フィンは、その伝熱基板に固定されていることを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション装置用冷却装置。
5. 前記フィンが、前記調整風の流通方向に沿った流線型状であることを特徴とする請求項２または４に記載のナビゲーション装置用冷却装置。
6. 前記フィンの表面に、前記調整風の流通方向に沿った凹凸形状が設けられていることを特徴とする請求項２、４、５のいずれか１項に記載のナビゲーション装置用冷却装置。
7. 前記フィンの色が黒色であることを特徴とする請求項２、４乃至６のいずれか１項に記載のナビゲーション装置用冷却装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のナビゲーション装置用冷却装置と、
   前記熱伝導部よりも前記調整風の流通方向下流側に配置され、前記調整風の温度を検出する温度センサと、
   その温度センサによって検出された温度に基づいて車室内温度の調整を行う車室内温度調整装置とを含むことを特徴とする温度制御システム。

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