JP2020080339A

JP2020080339A - 制御ユニット

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Publication number: JP2020080339A
Application number: JP2018211905A
Authority: JP
Inventors: 坂本　博信; Hironobu Sakamoto; 博信坂本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2038-11-12
Also published as: JP7024690B2

Abstract

【課題】電子機器の昇温を抑制する。【解決手段】筐体は、長手方向を立てた状態でブラケットにより所定の部材に取り付けられ、所定の部材側の壁部の長手方向の下部に吸気口が形成されると共に長手方向の上部に排気口が形成され、制御装置は、吸気口と排気口との間に配置され、冷却ファンは、吸気口から吸入した空気が排気口から排出されるように送風し、電子機器は、長手方向において排気口より上に配置され、ブラケットは、壁部の外表面であって長手方向において排気口より上に配置され、ブラケットは、壁部を挟んで電子機器と整合しない位置に排気通路を有する。【選択図】図１０

Description

本発明は、制御ユニットに関し、詳しくは、制御装置と、筐体と、を備える制御ユニットに関する。

従来、この種のユニットとしては、制御装置（電気機器）と、筐体と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。制御装置は、車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置（コイルユニット）を制御する。筐体は、制御装置を収容している。このユニットは、制御装置と共に送電装置を筐体に収容した状態で、車両の駐車スペースの床部に埋め込まれている。

特開２０１６−７３０１８号公報

ところで、送電装置と制御装置とをそれぞれ別のユニットに収容するものにおいて、制御装置を収容する制御ユニットを屋外に設置された壁など所定の部材に立てて取り付ける場合、日差しなど外の環境の影響により内部の温度が上昇することがある。内部の温度上昇は、収容されている制御装置へ影響を与えるため、制御ユニット内を冷却することが望まれている。制御ユニット内を冷却する構造として、所定の部材側の壁部に吸気口と排気口を設け、内部の制御装置と熱交換した空気を排気口から外部へ排出する構造が考えられる。この構造では、排気口から排出された温度の高い空気は、主として上方へ移動していく。筐体内の排気口より上の位置に電子機器を配置している場合、こうした排気口からの排気により筐体を介して電子機器が加温され、電子機器の温度が上昇してしまう。

本発明の制御ユニットは、電子機器の昇温を抑制することを主目的とする。

本発明の制御ユニットは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の制御ユニットは、
車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置を制御する制御装置と、前記制御装置を収容する筐体と、
を備える制御ユニットであって、
前記筐体の空気を送風する冷却ファンと、
前記筐体に収容される電子機器と、
前記筐体を所定部材に取り付けるためのブラケットと、
を備え、
前記筐体は、長手方向を立てた状態で前記ブラケットにより所定の部材に取り付けられ、前記所定の部材側の壁部の前記長手方向の下部に吸気口が形成されると共に前記長手方向の上部に排気口が形成され、
前記制御装置は、前記吸気口と前記排気口との間に配置され、
前記冷却ファンは、前記吸気口から吸入した空気が前記排気口から排出されるように送風し、
前記電子機器は、前記長手方向において前記排気口より上に配置され、
前記ブラケットは、前記壁部の外表面であって前記長手方向において前記排気口より上に配置され、
前記ブラケットは、前記壁部を挟んで前記電子機器と整合しない位置に排気通路を有する、
ことを要旨とする。

この本発明の制御ユニットでは、筐体の空気を送風する冷却ファンと、筐体に収容される電子機器と、筐体を所定部材に取り付けるためのブラケットと、を備える。筐体は、長手方向を立てた状態でブラケットにより所定の部材に取り付けてられており、所定の部材側の壁部の長手方向の下部に吸気口が形成されると共に長手方向の上部に排気口が形成されている。制御装置は、吸気口と排気口との間に配置されている。冷却ファンは、吸気口から吸入した空気が排気口から排出されるように送風する。したがって、吸気口から排気口へ送風される空気で制御装置を空冷することができる。電子機器は、長手方向において排気口より上に配置されている。ブラケットを、壁部の外表面であって長手方向において排気口より上に配置し、ブラケットの壁部を挟んで電子機器と整合しない位置に排気通路を設ける。排気口から排出される外気温より温度が高い空気は、主として上方へ抜けて排気通路を流通する。排気通路は、電子機器と壁部を挟んで電子機器と整合しない位置に配置されているから、電子機器が筐体を介して排気口からの排気で加温されることを抑制できる。この結果、電子機器の昇温を抑制できる。

こうした本発明の制御ユニットにおいて、前記電子機器は、前記送電装置と無線通信を実行する無線装置としてもよい。

本発明の一実施例としての制御ユニット２０を含む給電システム１０の構成の概略を示す構成概略図である。本発明の一実施例としての制御ユニット２０の側面の概略を示す概略図である。制御ユニット２０を図２におけるＡ方向から視た概略を示す概略図である。制御ユニット２０を図２におけるＢ方向から視た概略を示す概略図である。制御ユニット２０の要部を図２のＣ方向から視た概略を示す概略図である。制御ユニット２０の要部を図２のＤ方向から視た概略を示す概略図である。制御ユニット２０の要部を図５のＡＡ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。制御ユニット２０の要部を図５のＢＢ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。ケース２４内の空気の流れの概略を説明するための説明図である。主としてケース２４内の空気の流れの概略を説明するための説明図である。ケース２４から排気された空気の流れの概略を説明するための説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての制御ユニット２０を含む給電システム１０の構成の概略を示す構成概略図である。図２は、本発明の一実施例としての制御ユニット２０の側面の概略を示す概略図である。図３は、制御ユニット２０を図２におけるＡ方向から視た概略を示す概略図である。図４は、制御ユニット２０を図２におけるＢ方向から視た概略を示す概略図である。図４では、説明の都合上、図２、図３の壁Ｗの記載を省略している。図５は、制御ユニット２０の要部を図２のＣ方向から視た概略を示す概略図である。図６は、制御ユニット２０の要部を図２のＤ方向から視た概略を示す概略図である。図７は、制御ユニット２０の要部を図５のＡＡ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。図８は、制御ユニット２０の要部を図５のＢＢ線で切断した断面の概略を示す断面概略図である。

給電システム１０は、図１に示すように、受電装置１２と、送電装置１４と、制御ユニット２０と、を備える。

受電装置１２は、図１に示すように、モータやバッテリ（いずれも図示せず）を有する車両１に搭載されている。受電装置１２は、送電装置１４から送電される電力を非接触で受電してその電力で車両１に搭載されるバッテリを充電するよう構成されており、フェライトコア上に配置された受電コイルや、受電コイルと共に共振回路を構成するコンデンサなどを備えている。

送電装置１４は、図１に示すように、駐車場等の車両１の停車スペースの地面に埋め込まれている。送電装置１４は、受電装置１２に対して非接触で電力を送電する装置として構成されており、フェライトコア上に配置された送電コイルや、送電コイルと共に共振回路を構成するコンデンサや、家庭用電源２などの所定周波数の交流電力を送電コイルに供給するための複数の電力機器を備えている。

制御ユニット２０は、図２〜図８に示すように、制御装置２２と、無線装置２５と、ケース２４と、冷却ファン３２と、ブラケットＢＣＫ１、ＢＣＫ２と、を備え、屋外の駐車場等の車両１の停車スペース付近に設置された壁ＷにブラケットＢＣＫ１、ＢＣＫ２により取り付けられている。制御装置２２や無線装置２５、冷却ファン３２は、ケース２４に収容されている。

制御装置２２は、図１に例示した送電装置１４を制御するコントローラとして、制御基板上に制御用の各種素子（制御基板、素子は図示せず）が搭載されて構成されている。制御装置２２は、図２〜図４に示すように、後述する壁部２６の吸気口２８と排気口３０との間に配置されている。

無線装置２５は、送電装置１４と無線による通信を行なう装置として構成されている。無線装置２５は、図７、図８に示すように、無線通信を行なう無線本体２５ａと、無線本体２５ａを制御する無線制御基板２５ｂと、を備える。無線装置２５は、図２、図３、図８に示すように、仕切り板３３により制御装置２２や冷却ファン３２と別の空間に収容されている。

ケース２４は、図２〜図４に示すように、全体として扁平状に樹脂により形成されており、長手方向Ｌｄが立てられた状態でブラケットＢＣＫ１、ＢＣＫ２により壁Ｗに取り付けられている。ケース２４は、底面を構成する壁部２６と、壁部２６と共に制御装置２２を収容する空間を形成する蓋体２７と、を備える。壁部２６には、長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８が形成されており、長手方向Ｌｄの上部に排気口３０が形成されている。ケース２４の長手方向Ｌｄの下面には、図１〜図４に示すように、図１に例示する家庭用電源２からの配線や送電装置１４からの配線を接続する複数のコネクタＣが取り付けられている。

冷却ファン３２は、図８に示すように、壁部２６の排気口３０に取り付けられており、ケース２４内の空気が排気口３０からケース２４外へ排出されるように送風する。

ブラケットＢＣＫ１、ＢＣＫ２は、図２に示すように、壁部２６の外表面と壁Ｗとに取り付けられている。ブラケットＢＣＫ１は、図４に示すように、長手方向Ｌｄにおいて排気口３０より上方に配置されている。ブラケットＢＣＫ１には、図５〜図７に示すように、扁平な筒状部材ＴＢの中央部に邪魔板ＢＢを取り付けれることにより、壁部２６を挟んで無線装置２５と整合しない位置に排気通路Ｅａ１、Ｅａ２が形成されている。ブラケットＢＣＫ２は、長手方向Ｌｄにおいて吸気口２８より下方に配置されている。

次に、こうして構成された実施例の制御ユニット２０における空気の流れの概略を説明する。図９は、主としてケース２４内の空気の流れの概略を説明するための説明図である。図１０は、ケース２４から排気された空気の流れの概略を説明するための説明図である。図中、太線矢印は、空気の流れを模式的に示している。

実施例の制御ユニット２０では、図９に例示するように、ケース２４の壁部２６の長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８が形成されており、長手方向Ｌｄの上部に排気口３０が形成されており、排気口３０に冷却ファン３２が取り付けられている。したがって、吸気口２８から導入した空気は、冷却ファン３２による送風で、上方へ向かって流れながら制御装置２２を冷却して、排気口３０から排出される。

排気口３０から排出される排気は、制御装置２２と熱交換して外気より高温となっている。そのため、排気口３０から排出される排気は、図１０に例示するように、主として上方へ流れ、排気通路Ｅａ１、Ｅａ２へ直接流れたり、筒状部材ＴＢの中央部の邪魔板ＢＢで方向を曲げられて排気通路Ｅａ１、Ｅａ２へ流れていく。排気通路Ｅａ１、Ｅａ２は、壁部２６を挟んで無線装置２５と整合しない位置に形成されているから、壁部２６を介して排気で無線装置２５に高温の空気があたることを抑制することができ、無線装置２５が壁部２６を介して排気口３０からの排気で加温されることを抑制できる。したがって、無線装置２５の昇温を抑制できる。

以上説明した実施例の制御ユニット２０を含む給電システム１０によれば、冷却ファン３２と、無線装置２５と、ブラケットＢＣＫ１と、を備え、ケース２４を、長手方向Ｌｄを立て状態でブラケットＢＣＫ１により壁Ｗに取り付け、ケース２４の壁部２６の長手方向Ｌｄの下部に吸気口２８を形成すると共に長手方向Ｌｄの上部に排気口３０を形成し、制御装置２２を、吸気口２８と排気口３０との間に配置し、冷却ファン３２を、吸気口２８から吸入した空気が排気口３０から排出されるように送風し、無線装置２５を、長手方向Ｌｄにおいて排気口３０より上に配置し、ブラケットＢＣＫ１を、壁部２６の外表面であって長手方向Ｌｄにおいて排気口３０より上に配置し、ブラケットＢＣＫ１に壁部２６を挟んで無線装置２５と整合しない位置に排気通路Ｅａ１、Ｅａ２を設けることにより、無線装置２５の昇温を抑制できる。

実施例の制御ユニット２０では、ブラケットＢＣＫ１に２つの排気通路Ｅａ１、Ｅａ２が設けられている。しかしながら、排気通路は、少なくとも１つ設けられていればよく、３つ以上の排気通路をもっていても構わない。

実施例の制御ユニット２０では、無線装置２５が長手方向Ｌｄにおいて排気口３０より上に配置されている。しかしながら、長手方向Ｌｄにおいて排気口３０より上に配置する装置としては、無線装置２５に限定されるものではなく、熱により影響を受ける電子機器であれば如何なるものとしても構わない。

実施例の制御ユニット２０では、冷却ファン３２をケース２４内に収容し、排気口３０に配置している。しかしながら、冷却ファン３２を、吸気口２８から吸入した空気が排気口３０から排出されるように送風可能な位置に配置すればよいから、ケース２４内の外側で排気口３０の近傍に配置してもよいし、ケース２４内の排気口３０より吸気口２８に寄った位置に配置してもよい。

実施例の制御ユニット２０では、ケース２４は、壁部２６と蓋体２７との２つの部材を備えているが、壁部２６と蓋体２７とが一つの部材となった一体型のものとしてもよい。

実施例の制御ユニット２０は、駐車場等の壁Ｗに取り付けられているが、壁Ｗに取り付けるものに限定したもではなく、所定の部材に長手方向Ｌｄを立てた状態で取り付けられていればよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、制御装置２２が「制御装置」に相当し、ケース２４が「筐体」に相当し、冷却ファン３２が「冷却ファン」に相当し、無線装置２５が「電子機器」に相当し、ブラケットＢＣＫ１が「ブラケット」に相当し、排気通路Ｅａ１が「排気通路」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、制御ユニットの製造産業などに利用可能である。

１車両、２家庭用電源、１０給電システム、１２受電装置、１４送電装置、２０制御ユニット、２２制御装置、２４ケース、２５無線装置、２５ａ無線本体、２５ｂ無線制御基板、２６壁部、２７蓋体、２８吸気口、３０排気口、３２冷却ファン、３３仕切り板、ＢＣＫ１，ＢＣＫ２ブラケット、Ｅａ１，Ｅａ２排気通路。

Claims

車載される受電装置に対して非接触で電力を送電する送電装置を制御する制御装置と、前記制御装置を収容する筐体と、
を備える制御ユニットであって、
前記筐体の空気を送風する冷却ファンと、
前記筐体に収容される電子機器と、
前記筐体を所定部材に取り付けるためのブラケットと、
を備え、
前記筐体は、長手方向を立てた状態で前記ブラケットにより所定の部材に取り付けられ、前記所定の部材側の壁部の前記長手方向の下部に吸気口が形成されると共に前記長手方向の上部に排気口が形成され、
前記制御装置は、前記吸気口と前記排気口との間に配置され、
前記冷却ファンは、前記吸気口から吸入した空気が前記排気口から排出されるように送風し、
前記電子機器は、前記長手方向において前記排気口より上に配置され、
前記ブラケットは、前記壁部の外表面であって前記長手方向において前記排気口より上に配置され、
前記ブラケットは、前記壁部を挟んで前記電子機器と整合しない位置に排気通路を有する、
制御ユニット。