JP7120467B2 - 車載用電子装置 - Google Patents

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この出願は、２０１９年０９月１２日に日本に出願された特許出願第２０１９－１６６４８４号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。

電子部品を備えた車載用電子装置に関し、特に、電子部品の温度上昇を抑制する技術に関する。

車両において、電子機器は、インストゥルメントパネルの内側に配置されるなど、直射日光の影響を受けにくい車室内の低温部位に配置される場合が多い。電子機器が車室内の低温部位に配置される場合、電子部品の温度が許容温度を越える心配は少ない。

しかし、電子部品を車両において、比較的高温になる部位に配置する必要があることもある。特許文献１では、屋根上に設置した車載用アンテナ装置において、内部に備えた回路部と筐体との間に熱伝導率が高い熱伝導部材を介在させることで、回路部の熱を筐体に伝熱させて外部へ放熱しやすくしている。

特開２０１４－５００３１号公報

回路部の熱を放熱しやすくする熱伝導部材を備えても、電子部品の温度が動作上限温度を超えてしまうこともある。

本開示は、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、電子部品の温度が動作上限温度を超えてしまうことを抑制できる車載用電子装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための１つの開示は、電子部品を備え、車両の上外板である前記車両の屋根板の下に断熱材を介して配置される車載用電子装置であって、前記電子部品を収容する筐体と、前記筐体よりも下側に配置されており、前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、前記筐体と直接あるいは伝熱部材を介して接しており、前記電子部品の直下に配置され、前記潜熱蓄熱材を貫通する伝熱経路部材と、を備え、前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するための他の１つの開示は、電子部品を備え、車両の屋根板の下に断熱材を介して配置される車載用電子装置であって、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、電子部品を収容し、かつ、開口を有する筐体本体と、潜熱蓄熱材を収容する容器と、を備え、容器が筐体本体の開口を塞いでおり、容器は、電子部品に対向する部分が、電子部品あるいは電子部品を固定する回路基板に、直接あるいは伝熱部材を介して接触しており、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するためのさらに他の１つの開示は、電子部品を備えた車載用電子装置であって、電子部品を収容する筐体と、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、を備え、潜熱蓄熱材は、筐体の外側に直接あるいは伝熱部材を介して接しており、筐体は、潜熱蓄熱材に直接あるいは伝熱部材を介して接している部分が金属製であり、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するためのさらに他の１つの開示は、電子部品を備えた車載用電子装置であって、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメントと、を備え、アンテナエレメントと潜熱蓄熱材とは、水平方向の位置が重ならない位置関係にあり、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するためのさらに他の１つの開示は、電子部品を備えた車載用電子装置であって、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメントと、を備え、アンテナエレメントは、車両の上外板の下に配置されており、アンテナエレメントの上側の上外板の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有し、潜熱蓄熱材はアンテナエレメントよりも下側に配置されており、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するためのさらに他の１つの開示は、電子部品を備えた車載用電子装置であって、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメントと、を備え、アンテナエレメントは、車両の上外板の下に配置されており、アンテナエレメントの上側の上外板の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有し、潜熱蓄熱材は、アンテナエレメントよりも上側であって、水平方向の位置がアンテナエレメントと重なっておらず、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。
上記目的を達成するためのさらに他の１つの開示は、電子部品を備えた車載用電子装置であって、電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材と、電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメントと、アンテナエレメントを収容するカバー部材と、を備え、アンテナエレメントは、車両の上外板の上に配置されており、潜熱蓄熱材は、上外板の下に配置されており、潜熱蓄熱材の相転移温度が、潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、電子部品の動作上限温度との間にある。

この車載用電子装置は、潜熱蓄熱材を備えている。潜熱蓄熱材の相転移温度は、夜間に到達する温度と電子部品の動作上限温度との間にある。したがって、昼間に、太陽熱が車両に照射されて車載用電子装置の温度が上昇していき、潜熱蓄熱材の温度が相転移温度に到達すると、車載用電子装置に加えられる熱エネルギーは、相転移のエネルギーとして使用される。

車載用電子装置に加えられる熱エネルギーの一部が相転移のエネルギーとして使用されるので、車載用電子装置が備える電子部品の温度が相転移温度以上になってしまうことが抑制される。この相転移温度は、電子部品の動作上限温度よりも低い温度であることから、電子部品の温度が動作上限温度を超えてしまうことが抑制される。

第１実施形態の車載用電子装置１００の断面図である。 第２実施形態の車載用電子装置２００の断面図である。 第３実施形態の車載用電子装置３００の断面図である。 第４実施形態の車載用電子装置４００の断面図である。 容器４２１の斜視図である。 第５実施形態の車載用電子装置５００の断面図である。 第６実施形態の車載用電子装置６００の断面図である。 第７実施形態の車載用電子装置７００の断面図である。 第８実施形態の車載用電子装置８００の断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態の車載用電子装置１００の断面図である。

［車載用電子装置１００が収容されている部分の構成］
車載用電子装置１００は車両２の屋根板３の内側に配置されている。屋根板３は上外板の一例である。上外板は、車両２の上外面を形成する板であって、上方から太陽光が直接照射される板である。

車室天井の内張りシート４に穴５が形成されており、その穴５に車載用電子装置１００は収容されている。穴５の形状はたとえば矩形である。内張りシート４は、車室の天井を形成する部材であり、車両２の内装材の１つである。車載用電子装置１００の下面は、内張りシート４の下面とほぼ同じ位置にある。内張りシート４は、車室の天井の形状を維持できる硬さの板を備え、その板の車室側に、布など、金属よりも断熱性の高い材質すなわち断熱材が積層された構成である。

内張りシート４に形成された穴５は、内張りシート４を厚さ方向に貫通している。ただし、この穴５に収容ケース６が連結している。収容ケース６は、側壁部６ａと上壁部６ｂとを備えた構成であり、下側には開口するが上側は上壁部６ｂにより塞がれている構造である。

収容ケース６は、その形状を維持するための板材と、その板材の車室側に積層された断熱材とを備えた構成である。収容ケース６の車室側表面の材質は、内張りシート４の車室側表面の材質と同じとすることができる。また、内張りシート４を屋根板３側へ凹ませて収容ケース６を構成してもよい。

リインフォースメント７が屋根板３から離隔している部分は、収容ケース６の側壁部６ａを貫通している。リインフォースメント７において収容ケース６の内部にある部分に、車載用電子装置１００が支持されている。なお、リインフォースメント７とは別の部材、たとえば、収容ケース６などに車載用電子装置１００が固定されてもよい。

［車載用電子装置１００の構成］
車載用電子装置１００は筐体本体１１を備えている。筐体本体１１内には、回路基板１２、電子部品１３などが収容されている。筐体本体１１は樹脂製である。筐体本体１１の形状は、有底かつ上方に開口する箱形状である。また、筐体本体１１の上面視の形状は、たとえば、矩形とすることができる。

回路基板１２は、ガラスエポキシ樹脂などの樹脂製である。回路基板１２の下面に電子部品１３が固定されている。回路基板１２は、筐体本体１１にビスなどにより固定されている。電子部品１３は、たとえば、車載無線機の回路としての機能を備えたＩＣである。図示の便宜上、電子部品１３を１つの横長の形状で示しているが、空間的に離隔した複数の電子部品１３が回路基板１２に固定されていてもよい。電子部品１３は、電子回路素子と呼べるものを含むことができる。電子部品１３は、回路基板１２にはんだにより固定されている。電子部品１３には、動作上限温度が定められている。動作上限温度は、カタログなどにより確認することができる。たとえば、電子部品１３の動作上限温度は、７０℃、８０℃などである。

筐体蓋部１４は、筐体本体１１の開口を塞ぐ形状である。筐体本体１１と筐体蓋部１４とにより、１つの筐体１５が構成される。筐体蓋部１４は、回路基板１２を介して電子部品１３に対向する部分が、筐体蓋部１４の他の部分よりも電子部品１３側に突き出た形状である。この部分を筐体蓋部１４の凸部１４ａとする。

筐体蓋部１４の凸部１４ａは、伝熱シート１６を介して回路基板１２に接触している。アルミニウムなどをダイカストにより製造することにより、このような形状の筐体蓋部１４を製造することができる。筐体蓋部１４は、電子部品１３の熱を潜熱蓄熱部２０へ伝える伝熱経路の一部を構成する。したがって、筐体蓋部１４は、金属製など、熱伝導性のよい材料製である。

伝熱シート１６は、空気よりも熱伝導性がよい材料製であって、かつ、押圧により変形可能な材料製である。たとえば、伝熱シート１６は、シリコン製とすることができる。また、伝熱シート１６として、非シリコン製のものを用いることもできる。なお、伝熱シート１６に代えて伝熱グリスを用いてもよい。

回路基板１２には、電子部品１３の熱を回路基板１２の反対側に伝えやすくするため、回路基板１２を厚さ方向に貫通する複数のビアホールが備えられている。

筐体蓋部１４の上面には伝熱シート１７を介して潜熱蓄熱部２０が配置されている。伝熱シート１７は、伝熱シート１６と同様、空気よりも熱伝導性がよい材料製であって、かつ、押圧により変形可能な材料製である。伝熱シート１７は、伝熱シート１６と同じ材質のものを用いてもよいし、伝熱シート１６とは別の材質のものを用いてもよい。伝熱シート１７は伝熱部材の一例である。伝熱シート１７に代えて伝熱グリスを伝熱部材として用いてもよい。

潜熱蓄熱部２０は、容器２１内に、潜熱蓄熱材２２が収容された構成である。容器２１は、空気よりも熱伝導性がよい材質製である。容器２１も伝熱部材の一例である。容器２１は、たとえばアルミニウム製である。容器２１は、潜熱蓄熱材２２が収容された後に密閉構造とされる。容器２１は、たとえば、１つの面が開口する２つの箱型部材をそれぞれプレス成形により作成し、その後、２つの箱型部材を組み合わせたものに潜熱蓄熱材２２を収容し、２つの箱型部材をろう付けで貼り合わせることで形成することができる。

容器２１の形状は、扁平形状である。つまり、容器２１の形状は、厚さ方向長さよりも、縦方向および横方向の長さの方が長い形状である。なお、縦方向は、厚さ方向と直交する平面における１つの方向であり、横方向は、その平面内において縦方向と直交する方向である。以下、厚さ方向と直交する平面を水平面とし、水平面に平行な方向を水平方向とする。水平面は、厚さ方向に直交する平面であって、必ずしも、鉛直方向に直交する平面である必要はない。

容器２１の形状をこの形状とすることで、潜熱蓄熱材２２の必要な収容量を確保しつつ、車載用電子装置１００全体の厚さ方向長さが長くなってしまうことを抑制できる。容器２１の上面視の形状は、筐体本体１１の上面視の形状と略同じ形状とすることができる。このようにすれば、潜熱蓄熱部２０を設けたことにより、車載用電子装置１００の上面視の形状が大きくなってしまうことを防止でき、かつ、車載用電子装置１００の厚さ方向長さを短くすることができる。

潜熱蓄熱材２２は、相転移温度が、夜間に到達する温度と電子部品１３の動作上限温度との間になっている。使用される地域にもよるが、夜間には通常は４０℃以下には温度が低下する。電子部品１３の動作上限温度が７０℃であれば、相転移温度を４０℃よりも高く７０℃よりは低い温度（たとえば６０℃など）にすればよい。

潜熱蓄熱材２２は、たとえば、パラフィンを含む材料により構成することができる。パラフィンは分子量を制御することにより、相転移温度を調整することができる。潜熱蓄熱材２２の材料は、パラフィン系に限られず、無機塩系など、他の材料であってもよい。また、パラフィン系、無機塩系の潜熱蓄熱材２２は、固体－液体間の相転移をする。固体－液体間の相転移をする潜熱蓄熱材２２であれば、夜間には凝固し、相転移温度に到達すると融解することになる。

なお、固相から別の固相へ相転移する潜熱蓄熱材２２を使用してもよい。固相－固相間の相転移により蓄熱する潜熱蓄熱材２２としては、ポリエチレングリコール共重合架橋結合体、Ｆｅ－Ｃｏ合金などがある。

［第１実施形態のまとめ］
車載用電子装置１００は、屋根板３のすぐ下に配置されているため、昼間は高温になる可能性もある。しかし、車載用電子装置１００は、潜熱蓄熱材２２を備えている。潜熱蓄熱材２２は、夜間には凝固する相転移温度になっている。したがって、昼間に、太陽熱が車両２に照射されて車載用電子装置１００の温度が上昇していき、潜熱蓄熱材２２の温度が相転移温度に到達すると、車載用電子装置１００に加えられる熱エネルギーは、相転移のエネルギーとして使用される。

潜熱蓄熱材２２は、容器２１、伝熱シート１７、筐体蓋部１４、伝熱シート１６、回路基板１２を通る伝熱経路により電子部品１３との間で熱が伝わる。これら伝熱経路を構成する部材は、熱伝導性がよい部材であるので、潜熱蓄熱材２２と電子部品１３との間は熱が伝わりやすい。

そのため、車載用電子装置１００に加えられる熱エネルギーが潜熱蓄熱材２２の相転移のエネルギーとして使用されることで、電子部品１３の温度上昇も抑制される。潜熱蓄熱材２２の相転移温度は、電子部品１３の動作上限温度よりも低い温度である。よって、炎天下の駐車放置時など、電子部品１３の温度が動作上限温度を超えそうな状況下においても、電子部品１３の温度が動作上限温度を超えてしまうことが抑制される。なお、潜熱蓄熱材２２の必要量は、炎天下の駐車放置時など、電子部品１３の温度が高温になる状況を想定して決定する。

加えて、車載用電子装置１００は、潜熱蓄熱材２２を備えることで熱容量が増加する。よって、電子部品１３の温度が動作上限温度に到達するまでに必要な熱量が多くなり、これによって、電子部品１３の温度が動作上限温度に到達しにくくすることもできる。

また、潜熱蓄熱材２２により電子部品１３が動作上限温度を超えてしまうことを抑制するので、顕熱蓄熱のみにより電子部品１３の温度上昇を抑制する場合よりも、車載用電子装置１００を小型化できる。よって、屋根板３の下に内張りシート４から下方に突き出ないようにして車載用電子装置１００を配置することが容易になる。

加えて、第１実施形態では、車載用電子装置１００よりも上方および側方が、断熱材を備えた収容ケース６により囲われている。これにより、車載用電子装置１００に加えられる太陽熱を低減できる。これによっても、電子部品１３の温度上昇を抑制できる。

また、車載用電子装置１００は、屋根板３の下に配置されており、筐体１５が潜熱蓄熱部２０の下側に位置する。よって、筐体１５は潜熱蓄熱部２０よりも車室に近い位置にあることになる。この配置により、電子部品１３の熱を、車室に効率よく放熱できる。

また、筐体１５は、潜熱蓄熱部２０と接している部分である筐体蓋部１４が金属製である。この構成により、潜熱蓄熱部２０を筐体１５の外に設置しても、電子部品１３と潜熱蓄熱部２０との間の熱伝達が効率よく行われるようになる。一方、筐体本体１１は樹脂製であるので、筐体１５の全体を金属製にするよりも筐体１５を軽量化することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

図２に第２実施形態の車載用電子装置２００の断面図を示す。車載用電子装置２００は、第１実施形態の車載用電子装置１００と同様、図１に示した収容ケース６に収容される。

車載用電子装置２００は、車載用電子装置１００とは異なり、筐体蓋部１４を備えていない。代わりに、容器２２１が筐体蓋部１４の役目も持つ。潜熱蓄熱部２２０は、この容器２２１の内部に、第１実施形態と同じ潜熱蓄熱材２２が収容された構成である。

容器２２１は、容器２１と同様、２つの箱型部材をプレス成形し、潜熱蓄熱材２２を収容した後に、２つの箱型部材を貼り合わせることで形成することができる。容器２２１は、周縁部２２１ａを備えている。周縁部２２１ａは、筐体本体１１の上端面の全部と接触する形状であって、かつ、筐体本体１１から水平方向には突き出さない形状である。容器２２１の材料は、第１実施形態の容器２１と同じである。

容器２２１において、周縁部２２１ａを除く部分が収容部２２１ｂである。収容部２２１ｂに潜熱蓄熱材２２が収容される。収容部２２１ｂは、電子部品１３に対向する部分が突出部２２１ｃになっている。突出部２２１ｃは、収容部２２１ｂの他の部分よりも電子部品１３の側に突き出している。突出部２２１ｃの下端は、伝熱シート１６、回路基板１２を介して電子部品１３に接している。

この第２実施形態の車載用電子装置２００によれば、容器２２１が筐体蓋部としても機能するので、第１実施形態の筐体蓋部１４が不要になる。この構成により、車載用電子装置２００の厚さ方向長さを短くすることができる。

＜第３実施形態＞
図３に第３実施形態の車載用電子装置３００の断面図を示す。車載用電子装置３００は、構成は車載用電子装置１００と同じである。車載用電子装置１００との違いは、収容されている位置である。

車載用電子装置３００は、ガーニッシュ８と屋根板３との間に配置されている。ガーニッシュ８は、内張りシート４の一部に代えて設けられている。したがって、ガーニッシュ８も内装材の一例である。

ガーニッシュ８は、たとえば、オーバーヘッドコンソールが備えるケース部分である。ガーニッシュ８は樹脂製である。ガーニッシュ８と車載用電子装置３００が備える筐体本体１１とは、伝熱シート１８を介して接している。

ガーニッシュ８と屋根板３の間には収容ケース３０６も配置されている。収容ケース３０６は第１実施形態で説明した収容ケース６と同様、車載用電子装置３００を収容するものである。収容ケース３０６は、断熱材、または、断熱材と形状維持用の板材とにより構成されている。

第３実施形態のように、車載用電子装置３００をガーニッシュ８と屋根板３の間に配置すれば、車室から車載用電子装置３００が見えなくなるので、車室の美観が向上する。

＜第４実施形態＞
図４に第４実施形態の車載用電子装置４００の断面図を示す。車載用電子装置４００は、第３実施形態の車載用電子装置３００と同様、屋根板３とガーニッシュ８の間に配置されている。

車載用電子装置４００は、これまでの実施形態と同じ筐体本体１１を備えている。ただし、車載用電子装置４００では、筐体本体１１は下側に開口している。また、車載用電子装置４００では、電子部品１３は、回路基板１２の上側であって、かつ、回路基板１２の上面の中央に固定されている。

筐体蓋部４１４は、第１実施形態の筐体蓋部１４と同じく、金属製など、熱伝導性のよい材料製である。また、筐体蓋部４１４は、第１実施形態の筐体蓋部１４と同様、筐体本体１１の開口を塞いでいる。ただし、電子部品１３が回路基板１２の中央に固定されていることに対応して、筐体蓋部４１４の凸部４１４ａは、筐体蓋部４１４の中央部に形成されている。凸部４１４ａの先端は伝熱シート１６を介して回路基板１２に接触している。筐体蓋部４１４と筐体本体１１とにより筐体４１５が構成される。

車載用電子装置４００が備える潜熱蓄熱部４２０は、これまでの実施形態で示した容器２１とは異なる形状の容器４２１を備えている。図５に、容器４２１の斜視図を示す。容器４２１は、上方に開口している。また、容器４２１は、水平方向の中央、すなわち、電子部品１３や筐体蓋部４１４の凸部４１４ａの直下となる位置に伝熱柱部４２３を備えている。伝熱柱部４２３は角柱形状である。また、容器４２１には、４つの円柱部４２４も形成されている。円柱部４２４は、容器４２１を筐体蓋部４１４に固定するためのボルトが挿し通される部分である。

この構成を備える容器４２１は、伝熱柱部４２３および円柱部４２４を備えた形状が一体成形される。伝熱柱部４２３は、容器４２１の底部に連結しているが、容器４２１の底部と伝熱柱部４２３は同一部材であるので、伝熱柱部４２３が容器４２１を貫通していると見ることもできる。伝熱柱部４２３は、電子部品１３の熱を、伝熱柱部４２３の下方にある車室に放熱するための伝熱経路部材である。

容器４２１において、伝熱柱部４２３および円柱部４２４が形成されている部分を除いた収容空間には潜熱蓄熱材２２が収容される。容器４２１の下面は伝熱シート１８を介してガーニッシュ８と接している。

［第４実施形態での電子部品１３の温度上昇抑制作用］
このように構成された車載用電子装置４００では、電子部品１３の直下に配置された伝熱柱部４２３が、潜熱蓄熱材２２が収容された容器４２１を貫通している。したがって、電子部品１３の熱の一部は、いずれも熱伝導性のよい伝熱シート１６、筐体蓋部４１４、伝熱シート１７、伝熱柱部４２３、伝熱シート１８を介して、車室に露出するガーニッシュ８まで伝達される。よって、電子部品１３の熱を相対的に温度が低い車室に効率的に放熱することができる。

さらに、伝熱柱部４２３は、容器４２１と一体となっているので、車載用電子装置４００の組み立て作業性が向上する。

加えて、車載用電子装置４００も潜熱蓄熱材２２を備えている。潜熱蓄熱材２２は、伝熱シート１７、筐体蓋部４１４、伝熱シート１６、回路基板１２が伝熱経路になって電子部品１３との間で熱の移動が可能になっている。そして、伝熱シート１７、筐体蓋部４１４、伝熱シート１６は、熱伝導性が高い部材である。また、回路基板１２には、回路基板１２を厚さ方向に貫通する複数のビアホールが備えられているため、回路基板１２も厚さ方向に熱を効率よく伝達する。これらにより、電子部品１３の熱は、効率よく潜熱蓄熱材２２にも伝達される。よって、車載用電子装置４００でも、潜熱蓄熱材２２によって、電子部品１３の温度が動作上限温度を超えてしまうことが抑制される。

＜第５実施形態＞
図６に第５実施形態の車載用電子装置５００の断面図を示す。車載用電子装置５００は、第４実施形態の車載用電子装置４００と同様、屋根板３とガーニッシュ８の間に配置されている。

車載用電子装置５００は、これまでの実施形態と同様の樹脂製の筐体本体１１を備えている。筐体本体１１の下側は、部分的に開口する開口部１１ａを有している。筐体本体１１の開口部１１ａから内側に潜熱蓄熱部２０が設けられる。

さらに車載用電子装置５００では、図６に示すように、潜熱蓄熱材２２および容器２１よりも回路基板１２のほうが車幅方向の長さが長い。具体的には、図６において、回路基板１２の右側の端は、容器２１の右側の端よりも右側に突出するように配置されている。一方、回路基板１２の左側の端は、容器２１の左側の端とほぼ同じ位置である。

電子部品１３は、回路基板１２の上側であって、かつ、回路基板１２の上面に固定されている。本実施形態の回路基板１２には、アンテナエレメント１３ａがさらに設けられる。アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２の下側であって、かつ、回路基板１２の下面の端に固定されている。アンテナエレメント１３ａは、電波の送信および受信の少なくとも一方をするための電子素子である。

アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２に別部品として取付け、回路基板１２から突出した構成である。これによって容器２１や筐体本体１１の影響によるアンテナ性能の劣化を低減できる。アンテナ性能の劣化は、容器２１および筐体本体１１からの電波の反射によるアンテナ放射パターン性能やアンテナ入力端での反射係数（リターンロス）性能の劣化を意味している。アンテナエレメント１３ａのグラウンドは、回路基板１２上に形成し、そのサイズはアンテナエレメント１３ａの動作周波数の波長λの１／４以上とすることが必要である。

回路基板１２上にλ／４以上のアンテナグラウンドが形成できない場合は、アンテナエレメント１３ａと金属の容器２１とを高周波的に導通させ、容器２１をアンテナグラウンドとしてもよく、アンテナエレメント１３ａとリインフォースメント７とを高周波的に導通させリインフォースメント７をアンテナグラウンドとして使用してもよい。

さらに回路基板１２上にλ／４以上のアンテナグラウンドが形成できた場合でも、前述のように、回路基板１２と容器２１とを高周波的に導通させたり、容器２１とリインフォースメント７を高周波的に導通させたりすることは、アンテナ性能を安定させるうえで好適であり実施してもよい。

本実施形態のアンテナエレメント１３ａは、車室内にある通信機器との電波の送受信用である。したがってアンテナエレメント１３ａは、たとえばＷｉＦｉ（登録商標）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信規格に基づいて電波を送受信する。

アンテナエレメント１３ａの車室側の投影領域には、電波を透過しにくい材料、たとえば容器２１および潜熱蓄熱材２２が配置されていない。したがってアンテナエレメント１３ａと潜熱蓄熱部２０との位置関係において、鉛直方向に見て水平方向にずれた位置に配置されている。アンテナエレメント１３ａと潜熱蓄熱材２２とは、水平方向の位置が重ならない。

このように本実施形態では、アンテナエレメント１３ａの下側には潜熱蓄熱部２０が配置されていない。したがって、潜熱蓄熱部２０の容器２１によって、車室内の通信機器とアンテナエレメント１３ａとが送受信する電波が遮られることを防ぐことができる。

＜第６実施形態＞
図７に第６実施形態の車載用電子装置６００の断面図を示す。車載用電子装置６００は、第４実施形態の車載用電子装置４００と同様、屋根板３とガーニッシュ８の間に配置されている。アンテナエレメント１３ａの上側の屋根板３の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有する。透過部は、電波を１００％透過する必要はなく、一般的に電波透過部材と表現される範囲であれば、部分的に電波が遮蔽されるものであってもよい。たとえば、アンテナエレメント１３ａが送受信する電波を９０％以上透過する材質であれば、透過部として使うことができる。本実施形態では、屋根板３が樹脂材料から構成され、屋根板３全体が透過部として機能する。

車載用電子装置６００は、これまでの実施形態と同じ樹脂製の筐体本体１１を備えている。また車載用電子装置６００も、筐体本体１１は下側に開口している。電子部品１３は、回路基板１２の上側に複数固定されている。またアンテナエレメント１３ａも、回路基板１２の上側に固定されている。

本実施形態のアンテナエレメント１３ａは、車外にある通信機器との電波の送受信用である。したがってアンテナエレメント１３ａは、たとえば全地球測位システム（Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）、並びにＩＰネットワークおよび携帯電話網等の電気通信事業者によって提供される公衆通信ネットワークに用いられる電波を送受信する。

アンテナエレメント１３ａの上側の投影領域には、電波を透過しにくい材料、たとえば金属製の屋根板３および潜熱蓄熱部２０が配置されていない。アンテナエレメント１３ａと潜熱蓄熱部２０との位置関係において、図７に示すように、潜熱蓄熱部２０はアンテナエレメント１３ａよりも下側であって、鉛直方向に見て水平方向に重複した位置に配置されている。

このように本実施形態では、アンテナエレメント１３ａの下側に潜熱蓄熱部２０が配置されている。そしてアンテナエレメント１３ａの上側には、電波を透過する樹脂製の屋根板３が配置されている。したがって潜熱蓄熱部２０の容器２１によって、車外の通信設備とアンテナエレメント１３ａとが送受信する電波が遮られることを防ぐことができる。

＜第７実施形態＞
図８に第７実施形態の車載用電子装置７００の断面図を示す。車載用電子装置７００は、第４実施形態の車載用電子装置４００と同様、屋根板３とガーニッシュ８の間に配置されている。アンテナエレメント１３ａの上の屋根板３の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有する。本実施形態では、屋根板３が樹脂材料から構成され、屋根板３全体が透過部として機能する。

車載用電子装置７００は、これまでの実施形態と同様の筐体本体１１を備えている。筐体本体１１の上側は、部分的に開口する開口部１１ａを有している。筐体本体１１の開口部１１ａから内側に潜熱蓄熱部２０が設けられる。

さらに車載用電子装置７００では、図８に示すように、潜熱蓄熱材２２および容器２１よりも回路基板１２が大きい。具体的には、回路基板１２の右側の端は、容器２１の右側の端よりも右側に突出するように配置されている。

電子部品１３は、回路基板１２の下面に固定されている。アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２の上側であって、かつ、回路基板１２の上面の端に固定されている。

本実施形態のアンテナエレメント１３ａは、車室内にある通信機器および車外にある通信機器との電波の送受信用である。したがってアンテナエレメント１３ａの上側の投影領域には、電波を透過しにくい材料、たとえば金属製の屋根板３および潜熱蓄熱部２０が配置されていない。またアンテナエレメント１３ａの車室側の投影領域には、電波を透過しにくい材料、たとえば容器２１および潜熱蓄熱材２２が配置されていない。アンテナエレメント１３ａと潜熱蓄熱部２０との位置関係において、図８に示すように、鉛直方向に見て水平方向にずれた位置に配置されている。

このように本実施形態では、アンテナエレメント１３ａの上側および下側には、電波を妨げる部材が配置されていない。したがって潜熱蓄熱部２０によって、車室内の通信機器および車外の通信設備とアンテナエレメント１３ａとが送受信する電波が遮られることを防ぐことができる。

また本実施形態では、アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２の上面に配置されているが上面に限るものではなく、下面に配置してもよく、両面のそれぞれにアンテナエレメント１３ａを配置してもよい。

＜第８実施形態＞
図９に第８実施形態の車載用電子装置８００の断面図を示す。車載用電子装置８００は、上側の一部が屋根板３よりも上方に突出し、下側はガーニッシュ８よりも上側に配置されている。屋根板３の一部は、開口する挿通穴３ａが形成されており、ガーニッシュ８の上の空間と車外の空間が挿通穴３ａを介して連通する。

電子部品１３は、回路基板１２の上側に固定されている。またアンテナエレメント１３ａも、回路基板１２の上側に固定されている。

回路基板１２の大きさは、図９に示すように、挿通穴３ａの開口面積よりも小さく、挿通穴３ａの上側、換言すると屋根板３の上側に位置している。したがってアンテナエレメント１３ａは、屋根板３の上側に位置している。アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２から屋根板３の上側に突出し、車外と電波の送受信が容易となる位置に配置される。

車載用電子装置８００は、これまでの実施形態にける筐体本体１１を備えていない。本実施形態の車載用電子装置８００は、筐体本体１１に換えて、電子部品１３およびアンテナエレメント１３ａを収容するインナーケース２４とアウターケース２５とを備える。インナーケース２４は、挿通穴３ａの上側を覆うカバー部材である。アウターケース２５は、インナーケース２４のさらに外側を覆うカバー部材である。インナーケース２４およびアウターケース２５は、電波を透過する材料からなり、たとえば樹脂材料から構成される。

アウターケース２５は、防塵および防水効果を有するように、屋根板３の上面に接着材２５ａなどによって封止固定される。インナーケース２４の外表面と、アウターケース２５の内表面との間は、隙間が設けられている。この隙間は、空気による断熱効果を有する大きさに設定される。隙間は、対流が起こりにくいよう、たとえば２０ｍｍ以下に設定される。

潜熱蓄熱部２０は、図９に示すように、屋根板３の下側に配置される。また容器２１の左右方向の外側は断熱性を有する断熱材４６によって覆われている。また容器２１の下面は、伝熱シート１７を介してガーニッシュ８と接している。

このように構成された車載用電子装置８００では、電子部品１３の直下に配置された伝熱柱部２３が、潜熱蓄熱材２２が収容された容器２１に接している。したがって、電子部品１３の熱の一部は、伝熱柱部２３および容器２１を介して、車室に露出するガーニッシュ８まで伝達される。よって、電子部品１３の熱を相対的に温度が低い車室に効率的に放熱することができる。

このように本実施形態では、アンテナエレメント１３ａの下側に潜熱蓄熱材２２が配置されている。そしてアンテナエレメント１３ａの上側には、電波を透過する樹脂製のインナーケース２４およびアウターケース２５が配置されている。したがって潜熱蓄熱部２０および屋根板３によって、車外の通信設備とアンテナエレメント１３ａとが送受信する電波が遮られることを防ぐことができる。

また本実施形態では、アンテナエレメント１３ａは、潜熱蓄熱部２０の上側に配置されているが、上側に重ならなくてもよく、水平方向にずれて配置されてもよい。

また前述の第５～第８実施形態では、アンテナエレメント１３ａは別部品であったが、このような構成に限るものではない。アンテナエレメント１３ａは、回路基板１２上にパターンとして形成しても良い。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、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できる。

＜変形例１＞
実施形態では、潜熱蓄熱材２２は、回路基板１２を介して電子部品１３に接触する配置となっていた。しかし、潜熱蓄熱材２２を回路基板１２の電子部品１３と同じ側に配置してもよい。この場合、潜熱蓄熱材２２を電子部品１３に直接あるいは伝熱シート等を介して接触させる。

＜変形例２＞
収容ケース６、３０６の屋根板３に対向する面に、ニッケル、アルミニウムなどを主体とする低放射率の材料製の板を配置してもよい。

＜変形例３＞
伝熱柱部４２３を容器４２１とは別体で構成してもよい。また、伝熱柱部４２３の形状を円柱形状など、角柱形状とは異なる形状とすることもできる。

＜変形例４＞
実施形態では、車載用電子装置１００、２００、３００、４００は、屋根板３の下に配置されていた。しかし、車載用電子装置が配置される位置は、トランク上板の下であってもよい。また、アンテナなど、屋根板３から突き出す構造物が車両２に取り付けられる場合、その構造物の上外板の下に配置されてもよい。

＜変形例５＞
実施形態では、容器２１は伝熱シート１７を介して筐体蓋部１４に接触していた。しかし、容器２１が筐体蓋部１４に直接接触していてもよい。また、筐体１５の全体を金属製としてもよい。

Claims (11)

1. 電子部品（１３）を備え、車両の上外板（３）である前記車両の屋根板の下に断熱材（６）を介して配置される車載用電子装置であって、
   前記電子部品を収容する筐体（１５）と、
   前記筐体よりも下側に配置されており、前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
   前記筐体と直接あるいは伝熱部材を介して接しており、前記電子部品の直下に配置され、前記潜熱蓄熱材を貫通する伝熱経路部材（４２３）と、を備え、
   前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
2. 電子部品（１３）を備え、車両の屋根板の下に断熱材（６）を介して配置される車載用電子装置であって、
   前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
   前記電子部品を収容し、かつ、開口を有する筐体本体（１１）と、
   前記潜熱蓄熱材を収容する容器（２２１）と、を備え、
   前記容器が前記筐体本体の開口を塞いでおり、
   前記容器は、前記電子部品に対向する部分（２２１ｃ）が、前記電子部品あるいは前記電子部品を固定する回路基板（１２）に、直接あるいは伝熱部材を介して接触しており、
   前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
3. 電子部品（１３）を備えた車載用電子装置であって、
   前記電子部品を収容する筐体（１５）と、
   前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、を備え、
   前記潜熱蓄熱材は、前記筐体の外側に直接あるいは伝熱部材を介して接しており、
   前記筐体は、前記潜熱蓄熱材に直接あるいは前記伝熱部材を介して接している部分が金属製であり、
   前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
4. 前記車載用電子装置は、車両の上外板（３）の下に断熱材（６）を介して配置されている、請求項３に記載の車載用電子装置。
5. 前記車載用電子装置は、
   前記上外板である前記車両の屋根板の下に前記断熱材を介して配置されており、
   前記電子部品を収容する筐体（１５）を備え、
   前記筐体が前記潜熱蓄熱材よりも下側に配置されている、請求項１，２または４に記載の車載用電子装置。
6. 前記潜熱蓄熱材を収容する容器（４２１）を備え、
   前記伝熱経路部材は前記容器と一体になっている、請求項１に記載の車載用電子装置。
7. 電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメント（１３ａ）をさらに含む請求項１～６のいずれか１つに記載の車載用電子装置。
8. 電子部品（１３）を備えた車載用電子装置であって、
   前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
   電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメント（１３ａ）と、を備え、
   前記アンテナエレメントと前記潜熱蓄熱材とは、水平方向の位置が重ならない位置関係にあり、
   前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
9. 電子部品（１３）を備えた車載用電子装置であって、
   前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
   電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメント（１３ａ）と、を備え、
   前記アンテナエレメントは、車両の上外板（３）の下に配置されており、
   前記アンテナエレメントの上側の前記上外板の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有し、
   前記潜熱蓄熱材は前記アンテナエレメントよりも下側に配置されており、
   前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
10. 電子部品（１３）を備えた車載用電子装置であって、
    前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
    電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメント（１３ａ）と、を備え、
    前記アンテナエレメントは、車両の上外板（３）の下に配置されており、
    前記アンテナエレメントの上側の前記上外板の少なくとも一部は、電波を透過する透過部を有し、
    前記潜熱蓄熱材は、前記アンテナエレメントよりも上側であって、水平方向の位置が前記アンテナエレメントと重なっておらず、
    前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。
11. 電子部品（１３）を備えた車載用電子装置であって、
    前記電子部品と、直接あるいは伝熱部材を介して接触している潜熱蓄熱材（２２）と、
    電波の送信および受信の少なくとも一方をするためのアンテナエレメント（１３ａ）と、
    前記アンテナエレメントを収容するカバー部材（２４，２５）と、を備え、
    前記アンテナエレメントは、車両の上外板（３）の上に配置されており、
    前記潜熱蓄熱材は、前記上外板の下に配置されており、
    前記潜熱蓄熱材の相転移温度が、前記潜熱蓄熱材が使用される状況下で夜間に到達する温度と、前記電子部品の動作上限温度との間にある、車載用電子装置。

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