JP7311987B2

JP7311987B2 - 車載機器ユニット

Info

Publication number: JP7311987B2
Application number: JP2019051898A
Authority: JP
Inventors: 隼太三松
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: JP2020152215A

Description

本発明は、車両に搭載する車載機器ユニットに関する。

直流電力を交流電力に変換するインバータからは、他の電気部品に影響をおよぼす電磁ノイズが周囲に放出される可能性があり、周囲に放出される電磁ノイズの低減が望まれている。従来、このような電磁ノイズを発する車載機器の全面を電磁遮蔽部材で密閉するような方策がとられていた。

また、特許文献１には、主回路部および制御回路部をそれぞれ格納する第１および第２の筐体を備え、主回路部と制御回路部の間に電磁遮蔽材を配し、第１および第２の筐体と電磁遮蔽材との接合部をラビリンス構造とすることが記載されている。

特許第４３８３９８１号公報

しかしながら、電磁ノイズを発する車載機器の全面を電磁遮蔽部材で密閉すると、車載機器の冷却効果が低減してしまうという問題が生じてしまう。また、複雑なラビリンス構造を設ける場合、構成部品の形状が複雑になるという問題があった。

そこで、本発明は、簡易な構成で車載機器から生じる電磁ノイズの遮蔽性を向上するとともに、車載機器の空冷効率の低下を抑制することが可能な車載機器ユニットを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車載機器ユニットは、車両の車体に搭載され、電子部品を有する車載機器と、前記車載機器を冷却するための冷却ファンと、前記車載機器が発した電磁波を反射する反射部材と、を備え、前記反射部材は、前記車載機器の上面に対向する上面部と、前記上面部の左右方向に一対設けられ、前記上面部から前記車載機器の下面側へと近接するに連れて、前記車載機器から離隔するように延伸する廂部とを有し、前記冷却ファンは、前記反射部材によって覆われる位置に配置され、前記廂部の一方および前記車体によって吸気口が形成され、前記廂部の他方および前記車体によって排気口が形成される。

また、前記反射部材は、前記車載機器の前記下面と対向する下面部と、前記下面部から前記車載機器の上面側へと近接するに連れて、前記車載機器から離隔するように延伸する返し部とをさらに有してもよい。
また、前記廂部の下端は、前記返し部の上端よりも低い位置に設けられてもよい。
また、前記吸気口および前記排気口の断面積が前記冷却ファンの断面積と同等以上であってもよい。

また、前記車載機器は、インバータであってもよい。

本発明によれば、簡易な構成で車載機器から生じる電磁ノイズの遮蔽性を向上するとともに、車載機器の冷却効率の低下を抑制することが可能となる。

車両の側面図である。車両（車体）の後部側の斜視図である。車載機器ユニットを説明するための説明図である。変形例を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１００の側面図である。ここでは、車両１００として、エンジン１０２とモータ１０４を駆動源とするハイブリッド車を例に挙げて説明する。図１に示すように、車両１００には、エンジン１０２、モータ１０４、および、バッテリ１０６が搭載される。エンジン１０２は、車体１００ａの前後方向（図１中、左右方向）の前方側に配され、エンジン１０２の後方にモータ１０４が配置される。バッテリ１０６は、車体１００ａの後方側に配される。

車両１００は、要求トルクなどの走行状態に応じ、モータ１０４に優先してエンジン１０２で走行したり、エンジン１０２に優先してモータ１０４で走行したり、モータ１０４とエンジン１０２とを併用して走行したりする。

また、車両１００には、電子部品を有する車載機器１０８が設けられている。車載機器１０８は、例えば、バッテリ１０６から出力される直流電力を商用周波数の交流電力（電圧１００Ｖ）に変換して配線用差込接続器（コンセント）に供給する商用電源用のインバータである。

また、車体１００ａには、所謂スマートキー１１０の検出を行うスマートキーセンサ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが設けられている。スマートキーセンサ１１０ａは車体１００ａの前方に設けられ、スマートキーセンサ１１０ｂは車体１００ａの後方に設けられ、スマートキーセンサ１１０ｃは車室１００ｂ内に設けられている。

スマートキーセンサ１１０ａ、１１０ｂは、スマートキー１１０に設けられた開錠ボタンおよび施錠ボタンの操作を検出している。また、スマートキーセンサ１１０ｃは、スマートキー１１０が車室内に存在しているか否かを検出し、スマートキー１１０が車室内に存在する場合にのみ、エンジン等の走行用動力源の始動を許可可能としている。

図２は、車両１００（車体１００ａ）の後部側の斜視図である。図２に示すように、車両１００は、所謂ハッチバック車であって、車室１００ｂの後部座席１００ｃの背面側にラゲージスペース（収容部）１１２が設けられている。ラゲージスペース１１２の上方から後方に亘って、ラゲージスペース１１２を開口する開口部１１４が形成されている。跳ね上げ式のリアゲート（開閉ドア、リアハッチドア）１１６は、不図示のヒンジ機構によって図２中、両矢印の方向に回転し、開口部１１４を開閉可能となっている。

また、ラゲージスペース１１２への荷物の出し入れがしやすいように、ラゲージスペース１１２には、床面を覆う板状のラゲージボード１１２ａが配置されている。そして、このラゲージボード１１２ａの下には、車載機器１０８が収納されている車載機器ユニット１０８ａが配置される。

図３は、車載機器ユニット１０８ａを説明するための説明図である。図３（ａ）は、車載機器ユニット１０８ａの左右方向の概略断面図を示す。図３（ａ）に示すように、車載機器１０８は、ブラケット１１８ｂ上に固定配置される。ブラケット１１８ｂは、車載機器１０８の左右方向に一対配置される。そして、ブラケット１１８ｂは、ボルト１１８ａによって車体１００ａに締結される。

また、車載機器１０８は、電磁波を反射する部材からなる反射部材１２０によって形成される収容空間１２２に収容される。本実施形態において、車載機器ユニット１０８ａは、ラゲージスペース１１２に設けられるため、反射部材１２０自体を強度の高い部材によって構成することが好ましい。これにより、車載機器ユニット１０８ａの上部に荷重がかかったとしても、車載機器ユニット１０８ａが損傷することを抑制することができる。例えば、反射部材１２０の材質として、鉄を用いることができる。

また、図３（ｂ）に示すように、反射部材１２０の前面側および後面側に２つずつ設けられた足部１２０ｄがそれぞれボルト１１８ｃによってブラケット１１８ｂに締結される。ブラケット１１８ｂは、例えば、鉄によって形成される。

反射部材１２０は、上面部１２０ａ、廂部１２０ｂ、側面部１２０ｃとを有している。反射部材１２０の上面部１２０ａは、車載機器１０８の上面と対向するように設けられている。また、廂部１２０ｂは、上面部１２０ａの左右方向に一対設けられている。そして廂部１２０ｂは、反射部材１２０の上面部１２０ａから車載機器１０８の下面側へと近接するに連れて、車載機器１０８から離隔するように延伸する。

また、側面部１２０ｃは、上面部１２０ａの前後方向に一対設けられている。側面部１２０ｃは、反射部材１２０の上面部１２０ａから鉛直下方へ延伸する。そして、上面部１２０ａの前方向に設けられた側面部１２０ｃは、車載機器１０８の前側面に対向し、上面部１２０ａの後方向に設けられた側面部１２０ｃは、車載機器１０８の後側面に対向するように設けられている。

また、廂部１２０ｂの下部には、廂部１２０ｂ、側面部１２０ｃ、および、車体１００ａで囲われる吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂが形成される。吸気口１２４ａは、車載機器ユニット１０８ａの左側に設けられ、排気口１２４ｂは、車載機器ユニット１０８ａの右側に設けられている。そして、車体１００ａに形成されたケーブル孔１２６および吸気口１２４ａを介して、ケーブル１２８ａ、１２８ｂが収容空間１２２に導入される。そして、ケーブル１２８ａ、１２８ｂは、接続部１３０を介して車載機器１０８に接続される。ケーブル１２８ａは、バッテリ１０６から出力された直流電力を車載機器１０８に供給する。また、ケーブル１２８ｂは、車載機器１０８で変換された交流電力を出力する。ケーブル１２８ｂから出力された交流電力は、車室１００ｂ内に設けられた不図示の配線用差込接続器に供給される。

上記のようにして電力の変換が行われる際には、車載機器１０８が発熱するため、車載機器ユニット１０８ａには、車載機器１０８を冷却するためのファン１３２が設けられている。具体的には、ファン１３２よって吸気口１２４ａから吸気された空気は、車載機器１０８へと誘導される。このようにして、空気を誘導して、車載機器１０８が冷却される。そして、車載機器１０８を冷却した後の空気は、ファン１３２によって、排気口１２４ｂから排気される。また、電力の変換が行われる際には、車載機器１０８からは、電磁ノイズが生じる。

電磁ノイズは、反射において生じる反射損失によって、反射のたびにそのエネルギー強度が減衰する。一方、車載機器１０８から発せられた電磁ノイズが反射を介さずに車室１００ｂ内へ直接到達すると、他の電気部品に影響をおよぼすおそれがある。例えば、電磁ノイズの影響で、車室１００ｂに設けられているスマートキーセンサ１１０ｃによって、スマートキー１１０を検出することができず、エンジン等の走行用動力源の始動が実行できない場合や、キー閉じ込みが起きる場合がある。

本実施形態では、反射部材１２０を設けることによって、電磁ノイズが車室内に到達するような場合であっても、電磁ノイズが少なくとも１回以上反射した後に車室１００ｂ内へ到達することとなる。これにより、電磁ノイズのエネルギー強度の減衰を促進し、車載機器１０８から発せられた電磁ノイズによって他の電気部品に影響がおよぶことを抑制している。

例えば、車載機器１０８から上方向に発せられた電磁ノイズは、上面部１２０ａによって下方向へ向かって反射される。また、車載機器１０８から右方向または左方向に発せられた電磁ノイズは、廂部１２０ｂによって下方向へ向かって反射される。

このように、上面部１２０ａおよび廂部１２０ｂによって電磁ノイズの進行方向が下向きに反射されることとなる。また、車載機器１０８から発せられた電磁ノイズが反射部材１２０のいずれにも反射されずに吸気口１２４ａまたは排気口１２４ｂに到達したとしても電磁ノイズは車体１００ａによって反射される。以上のように、上記のような反射部材１２０を有する車載機器ユニット１０８ａでは、車載機器１０８から発せられた電磁ノイズが反射を介さずに車室１００ｂ内へ直接到達することがない。

また、電磁ノイズの伝搬する距離が長くなるにつれて、電磁ノイズのエネルギー強度は減衰する性質を持つ。上記したように、廂部１２０ｂは、反射部材１２０の上面部１２０ａから車載機器１０８の下面側へと近接するに連れて、車載機器１０８から離隔するように延伸するため、廂部１２０ｂによって、吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂは車載機器１０８から離れた位置に配置される。これにより、電磁ノイズが吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂに到達するまでの間の距離を長くすることができるので、車載機器ユニット１０８ａは、電磁ノイズが吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂに到達した際の電磁ノイズの強度を低下させることも可能となる。

さらに、吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂを備えることにより、車載機器１０８を効果的に冷却することも可能となる。なお、空気が効率よく流通するために、吸気口１２４ａおよび排気口１２４ｂの断面積は、少なくともファン１３２の断面積と同等程度であることが好ましい。

図４は、変形例を説明するための説明図である。変形例における車載機器ユニット２０８ａは、反射部材１２０として、ブラケット１１８ｂに返し部２２０が設けられていること以外、上記実施形態の車載機器ユニット１０８ａの構成と同じである。返し部２２０はブラケット１１８ｂと同じ材質で形成され、例えば、鉄で形成される。

返し部２２０は、車載機器１０８の下面と対向するブラケット１１８ｂ（下面部）から車載機器１０８の上面側へと近接するに連れて、車載機器１０８から離隔するように延伸する。車載機器１０８から吸気口１２４ａまたは排気口１２４ｂの方向へ向かって発せられた電磁ノイズは、返し部２２０によって反射される。そのため、変形例においては、電磁ノイズが少なくとも２回以上反射した後に車室１００ｂ内へ到達することとなる。これにより、電磁ノイズのエネルギー強度の減衰を大きく促進し、車載機器１０８から発せられた電磁ノイズによって他の電気部品に影響がおよぶことを抑制することができる。なお、空気が効率よく流通するために、返し部２２０と廂部１２０ｂとの間の断面積は、少なくともファン１３２の断面積と同等程度であることが好ましい。

また、車載機器ユニット２０８ａの外から、金属棒や指等によって高電圧部である接続部１３０へ直接接触することを防止するように、返し部２２０を設ければ、安全性を高めることが可能となる。例えば、廂部１２０ｂの下端が、返し部２２０の上端よりも低い位置となるように、廂部１２０ｂおよび返し部２２０の長さや角度を設定することが好ましい。

上記のような実施形態および変形例によれば、反射部材１２０を用いることによって、簡易な構成で車載機器１０８から生じる電磁ノイズの遮蔽性を向上するとともに、車載機器１０８の空冷効率の低下を抑制することが可能となる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態および変形例について説明したが、本発明は上述した実施形態および変形例に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

また、上記実施形態および変形例では、車載機器１０８として、インバータを用いる場合を示したが、車載機器１０８は電子部品を有する機器であればよい。例えば、車載機器１０８として、交流電力を直流電力に変換するコンバータを用いてもよい。

また、上記実施形態および変形例では、車載機器ユニット１０８ａ、２０８ａがラゲージスペース１１２に設けられる場合を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、車載機器ユニット１０８ａ、２０８ａは、車両１００に搭載されればよく、例えば、座席の下部に車載機器ユニット１０８ａ、２０８ａを設けてもよい。

また、上記実施形態および変形例では、反射部材１２０として鉄を用いる場合を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、反射部材１２０は、少なくとも電磁波を反射可能であればよく、例えばアルミ等の鉄以外の金属部材を用いてもよい。

また、上記実施形態および変形例では、左右対称に形成された反射部材１２０を用いる場合を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ケーブル１２８ａ、１２８ｂの配線に干渉しないように、反射部材１２０の形状を変更してもよい。

また、上記実施形態および変形例では、ケーブル１２８ａおよびケーブル１２８ｂを車載機器１０８の左側に接続する場合を示したが、ケーブル１２８ａおよびケーブル１２８ｂを車載機器１０８の左右それぞれに接続してもよい。また、ケーブル孔１２６が収容空間１２２内に配されるように、車載機器ユニット１０８ａ、２０８ａを配置してもよい。

また、上記実施例では、反射部材１２０が上面部１２０ａ、廂部１２０ｂ、側面部１２０ｃを有する場合を示し、変形例では反射部材１２０が更に返し部２２０を有する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、反射部材１２０は、電磁ノイズを反射させる部材を更に有してもよい。

また、上記変形例では、返し部２２０がブラケット１１８ｂから延伸するように設けられる場合を示したが、返し部２２０をブラケット１１８ｂと別部材としてもよい。この場合、返し部２２０は、少なくとも、車載機器の下面側に固定配置され、車載機器の上面側へと近接するに連れて、車載機器から離隔するように延伸する形状を有すればよい。

本発明は、車両に搭載する車載機器に利用できる。

１００車両
１００ａ車体
１００ｂ車室
１０８車載機器
１０８ａ車載機器ユニット
１１８ｂブラケット（下面部）
１２０反射部材
１２０ａ上面部
１２０ｂ廂部
１２０ｃ側面部
２２０返し部

Claims

車両の車体に搭載され、電子部品を有する車載機器と、
前記車載機器を冷却するための冷却ファンと、
前記車載機器が発した電磁波を反射する反射部材と、
を備え、
前記反射部材は、前記車載機器の上面に対向する上面部と、前記上面部の左右方向に一対設けられ、前記上面部から前記車載機器の下面側へと近接するに連れて、前記車載機器から離隔するように延伸する廂部とを有し、
前記冷却ファンは、前記反射部材によって覆われる位置に配置され、
前記廂部の一方および前記車体によって吸気口が形成され、
前記廂部の他方および前記車体によって排気口が形成される車載機器ユニット。
前記反射部材は、前記車載機器の前記下面と対向する下面部と、前記下面部から前記車載機器の上面側へと近接するに連れて、前記車載機器から離隔するように延伸する返し部とをさらに有する請求項１に記載の車載機器ユニット。
前記廂部の下端は、前記返し部の上端よりも低い位置に設けられる請求項２に記載の車載機器ユニット。
前記吸気口および前記排気口の断面積が前記冷却ファンの断面積と同等以上である請求項１から３のいずれか一項に記載の車載機器ユニット。
前記車載機器は、インバータである請求項１から４のいずれか一項に記載の車載機器ユニット。