JP5019309B2 - 車載電子機器の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、オーディオ装置やナビゲーション装置等の車載電子機器の冷却構造に関するものである。

例えばカーオーディオ用のアンプや、ナビゲーション装置等の車載電子機器は、その使用時に発熱するため、適切に冷却することが求められる。
このような車載電子機器は、例えば、運転席、助手席等の座席の下部に配置することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
車載電子機器は、座席の下部に配置する場合には、そのケース上面部等に放熱板を設けて、自然空冷によって放熱させることが一般的である。
特開２００２−２９３１８４号公報

しかし、車載電子機器は、座席の前後方向のスライド量を拡大して内装フロアのフルフラット化を図る場合のように、車両のユーティリティ向上のために例えばフロアパネルとフロアカーペットとの間などの密閉された空間部への収容が要求されることがある。この場合、自然放熱によって車載電子機器の十分な冷却を行うことは困難である。
本発明の課題は、車両外板と内装材との間に電子機器を収容しても適切な冷却を行うことができる車載電子機器の冷却構造を提供することである。

請求項１の発明は、車両外板と、前記車両外板の車室内側の面部と間隔を隔てて対向する内装材と、前記車両外板と前記内装材との間に形成される空間部内に配置される電子機器と、前記車室内の空気を前記空間部に導入する吸気ダクトと、前記空間部の空気を前記車室内に排出する排気ダクトとを備える車載電子機器の冷却構造であって、前記車両外板は、座席を車両の前後方向に移動可能に支持しかつ車幅方向に離間して並行に配置された一対のシートレールの下側に設けられ、車幅方向における位置が前記一対のシートレールの間に配置された車両のフロアパネルであり、前記吸気ダクトの前記車室内側の端部は、一方の前記シートレールの下部に配置されるとともに、前記シートレールをカバーするシートレールカバーと前記シートレールとの間隔を介して空気を吸入し、前記排気ダクトの前記車室内側の端部は、他方の前記シートレールの下部に配置されるとともに、前記シートレールをカバーするシートレールカバーと前記シートレールとの間隔を介して空気の排出を行なうことを特徴とする車載電子機器の冷却構造である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）車室内の空気を電子機器が収容される空間部に導入する吸気ダクトと、この空間部の空気を車室内に排出する排気ダクトとを設けることによって、電子機器を車両外板と内装材との間に形成される空間部内に配置した場合であっても、車室内の空気を循環させて電子機器を適切に冷却することができる。
（２）電子機器を一対のシートレールの間に配置し、吸気ダクト及び排気ダクトの端部をシートレールの下部に配置することによって、吸気ダクト及び排気ダクトの端部が邪魔になりにくく車室内の利便性を向上することができ、また、搭乗者に踏み付けられること等による損傷を防止できる。

本発明は、車両外板と内装材との間に電子機器を収容しても適切な冷却を行うことができる車載電子機器の冷却構造を提供するという課題を、電子機器であるオーディオアンプを、助手席の左右シートレールの間においてフロアパネルとフロアカーペットとの間に収容し、一方のシートレールの下部から車室内の空気を導入してオーディオアンプのパワーＩＣを冷却する放熱器に導入する吸気ダクトと、放熱器から出た空気を他方のシートレールの下部から車室内に排出する排気ダクトとを設けることによって解決した。

以下、本発明の車載電子機器の冷却構造の実施例であるオーディオアンプ冷却構造について説明する。
図１は、本実施例のオーディオアンプ冷却構造の分解斜視図である。
図２は、図１のオーディオアンプを上方側から見た平面図である。
図３は、図２のIII−III部矢視図である。
図４は、図２のIV−IV部矢視図である。
図５は、図２のＶ−Ｖ部矢視断面図である。
図６は、図２のVI−VI部矢視断面図である。
図７は、図２のVII−VII部矢視断面図である。
図８は、図２のVIII−VIII部矢視断面図である。
図９は、図２のIX−IX部矢視断面図である。

本実施例において、車両は、例えば乗用車等の自動車であって、シートレールに沿って車両の前後方向にスライドする図示しない助手席シートを備えたものである。
オーディオアンプ１は、助手席シートの下部において、フロアパネル１１０（図４参照）とフロアカーペット１２０（図３等参照）との間に形成される空間部内に収容される。
フロアパネル１１０は、車室の床面部を構成する車両外板であって、例えば鋼板をプレス加工して形成され、車両のモノコック構造の一部となっている。
フロアカーペット１２０は、フロアパネル１１０の上方に配置される内装材であって、例えば樹脂等によって形成された基材に、植毛処理を施したものである。フロアカーペット１２０は、フロアパネル１１０に対して間隔を隔てて対向して配置されている。

オーディオアンプ１は、基板１０、カバー２０、アンプブラケット３０、吸気ダクトブラケット４０、排気ダクトブラケット５０、吸気ダクト６０、排気ダクト７０を備えている。

基板１０は、オーディオアンプ１を構成する電子部品が実装されるものであって、平板状に形成され、ほぼ水平に配置されている。基板１０は、パワーＩＣ１１、放熱器１２を備えている。
パワーＩＣ１１は、オーディオ装置の図示しないヘッドユニットから出力される音声信号を増幅する素子を備え、オーディオアンプ１の使用時に発熱する冷却対象物である。
放熱器１２は、吸気ダクト６０から導入され排気ダクト７０へ排出される空気流との熱交換によって、パワーＩＣ１１を冷却する熱交換器（ヒートシンク）である。放熱器１２は、例えばアルミニウム合金等の熱伝導率が高い金属材料によって、車幅方向にほぼ沿って延在する筒状に形成されている。放熱器１２を車幅方向から見た横断面はほぼ矩形に形成され、その内部には、図６、図７に示すように、内壁から突き出して形成された複数の冷却フィン１２ａが形成されている。

また、放熱器１２は、その両端部に、吸気ファン１３、排気ファン１４をそれぞれ備えている。
吸気ファン１３は、放熱器１２の吸気ダクト６０側の端部に設けられ、吸気ダクト６０側から空気を吸引して放熱器１２内に導入する電動ファンである。
排気ファン１４は、放熱器１２の排気ダクト７０側の端部に設けられ、放熱器１２内の空気を吸引して排気ダクト７０側へ排出する電動ファンである。

カバー（ケース）２０は、基板１０の上部及び側部を覆って設けられ、下側に開口した箱状の部材であって、例えばダイキャスト等によって形成されている。カバー２０は、基板１０とほぼ平行に配置された矩形平板状の上面部２１を備え、上面部２１の前端部、後端部、側端部から、それぞれ下側に突き出して一体に形成された前面部２２、後面部２３、側面部２４を備えている。前面部２２には、図示しないハーネス類が結線されるコネクタＣが装着されている。
ここで、上面部２１の前端部は、前面部２２の上端部よりも車両前方側にひさし状に突き出して形成され、上方からの水の滴下等があった場合に、コネクタＣが濡れたり、ここからカバー２０の内部に水が浸入することを防止している。
また、カバー２０の車幅方向における両端部にそれぞれ設けられる側面部２４には、吸気ダクト６０及び排気ダクト７０が挿入される開口がそれぞれ形成されている。

アンプブラケット３０は、基板１０及びカバー２０の下側に設けられ、これらを車体のフロアパネル１１０に対して固定するものである。アンプブラケット３０は、例えば鋼板をプレス加工して、平面部３１、前側取付タブ３２、後側取付タブ３３を一体に形成したものである。
平面部３１は、基板１０とほぼ平行に配置された平板状の部分であって、基板１０の下面と隙間を隔てて対向し、カバー２０の下側の開口を実質的に閉塞する部分である。カバー２０は、その前面部２２、後面部２３、側面部２４それぞれの下端部において、平面部３１の上面部に当接した状態で固定されている。

前側取付タブ３２は、平面部３１の前方側に突き出して形成され、アンプブラケット３０をフロアパネル１１０に締結する図示しないボルトが挿入されるボルト穴が設けられている。前側取付タブ３２は、車幅方向に離間して例えば一対が設けられ、そのフロアパネル１１０への取付面は、平面部３１よりも低い位置に配置されている。
後側取付タブ３３は、平面部３１の後方側に突き出して形成され、アンプブラケット３０をフロアパネル１１０の上面部に固定されたクロスメンバ１１１（図４参照）に締結する図示しないボルトが挿入されるボルト穴が設けられている。後側取付タブ３３は、車幅方向に離間して例えば一対が設けられ、平面部３１の後端部を上方側へ折り曲げて形成された面部の上端部から後方側へ突き出して形成されることによって、そのクロスメンバ１１１への取付面は、平面部３１よりも高い位置に配置されている。
これらの前側取付タブ３２及び後側取付タブ３３は、図４に示すように平面部３１をフロアパネル１１０から離間した状態で支持している。

さらに、アンプブラケット３０は、スペーサ（脚部）３４を備えている。スペーサ３４は、上端部が平面部３１に固定され、下端部がフロアパネル１１０に固定されたほぼ円柱状の部材であって、例えば樹脂材料をインジェクション成型して形成されている。スペーサ３４は、車幅方向に離間して例えば一対が設けられている。

吸気ダクトブラケット４０、排気ダクトブラケット５０は、それぞれカバー２０の上面部２１に沿わせて配置されたほぼ平板状の部材であって、例えば鋼板をプレス加工して形成されている。吸気ダクトブラケット４０及び排気ダクトブラケット５０は、それぞれ吸気ダクト６０及び排気ダクト７０を支持するものである。
吸気ダクトブラケット４０は、その一部がカバー２０の上面部２１における車幅方向右側の領域に重ねて配置され、他部がカバー２０の車幅方向右側の端部からひさし状に張り出して形成されている。
同様に、排気ダクトブラケット５０は、その一部がカバー２０の上面部２１における車幅方向左側の領域に重ねて配置され、他部がカバー２０の車幅方向左側の端部からひさし状に張り出して形成されている。

吸気ダクト６０は、フロアカーペット１２０の上方側から車室内の空気を導入し、カバー２０の内部に供給する管路であって、例えば樹脂材料をインジェクション成型して形成されている。吸気ダクト６０は、水平部６１、吸気塔部６２を備えている。
水平部６１は、ほぼ水平方向に延在する筒状の部分であって、その一方の端部が吸気ファン１３に隣接して配置されるとともに、他方の端部は吸気塔部６２の下端部に接続されている。また、この水平部６１は、その主要部分が、カバー２０の側面部２４から突き出した状態で、吸気ダクトブラケット４０がカバー２０からひさし状に突き出した部分の下側に配置され、複数の箇所において吸気ダクトブラケット４０にビス等によって固定されている。さらに、水平部６１は、その下面部に、内部に浸入した水等が排出される水抜き孔６１ａ（図９参照）が形成されている。

吸気塔部６２は、ほぼ上下方向に延在する筒状の部分であって、その下端部において水平部６１と連通し、上端部はフロアカーペット１２０に形成された開口を介してフロアカーペット１２０の上面側に突き出して配置されている。また、吸気塔部６２は、放熱器１２に対して車両前後方向における位置が前方側にずらして配置され、その結果、水平部６１の中間部分は、車両の前後方向及び車幅方向に対してそれぞれ傾斜して延在している。

吸気塔部６２は、上方側から見た形状がほぼ矩形状に形成され、その上面部が閉塞されるとともに、前面部及び後面部の上端部に、吸気用の開口６３が形成されている。吸気塔部６２の上面部は、上方から滴下する水等が開口６３から吸気塔部６２内に入ることを防止するため、車両の前後方向における中央部が低くなるように相互に傾斜して配置された一対の平面によって構成されている。
また、開口６３は、吸入する空気中のダスト等を濾過するために図示しないネット状の防塵フィルタが装着されている。

排気ダクト７０は、カバー２０内の空気を、フロアカーペット１２０の上方側に排出する管路であって、例えば樹脂材料をインジェクション成型して形成されている。排気ダクト７０は、水平部７１、排気塔部７２を備えている。
水平部７１は、ほぼ水平方向に延在する筒状の部分であって、その一方の端部が排気ファン１４に隣接して配置されるとともに、他方の端部は排気塔部７２の下端部に接続されている。また、この水平部７１は、その主要部分が、カバー２０の側面部２４から突き出した状態で、排気ダクトブラケット５０がカバー２０からひさし状に突き出した部分の下側に配置され、複数の箇所において排気ダクトブラケット５０にビス等によって固定されている。さらに、水平部７１は、その下面部に、内部に浸入した水等が排出される水抜き孔７１ａ（図９参照）が形成されている。

排気塔部７２は、ほぼ上下方向に延在する筒状の部分であって、その下端部において水平部７１と連通し、上端部はフロアカーペット１２０に形成された開口を介してフロアカーペット１２０の上面側に突き出して配置されている。また、排気塔部７２は、放熱器１２に対して車両前後方向における位置が前方側にずらして配置され、その結果、水平部７１の中間部分は、車両の前後方向及び車幅方向に対してそれぞれ傾斜して延在している。

排気塔部７２は、上方側から見た形状がほぼ矩形状に形成され、その上面部が閉塞されるとともに、前面部及び後面部の上端部に、排気用の開口７３が形成されている。排気塔部７２の上面部は、吸気ダクト６０の吸気塔部６２と同様に、車両の前後方向における中央部が低くなるように相互に傾斜して配置された一対の平面によって構成されている。
また、開口７３は、吸気ダクト６０の開口６３と同様に、図示しない防塵フィルタが装着されている。

また、上述した吸気ダクト６０の吸気塔部６２、及び、排気ダクト７０の排気塔部７２は、図３に示すように、左右のシートレール１３０の下部にそれぞれ配置されている。
シートレール１３０は、図示しない助手席シートを車両の前後方向にスライド可能に支持するものであって、車幅方向に離間して一対が設けられ、これらは並行して配置されている。

また、シートレール１３０の両側部には、シートレールカバー１３１が設けられている。
シートレールカバー１３１は、シートレール１３０の側面部をカバーするものであって、例えば樹脂材料をインジェクション成型して形成されている。シートレールカバー１３１は、シートレール１３０に対して間隔を隔てて配置され、吸気塔部６２及び排気塔部７２は、この間隔を介して空気の吸入及び排出を行う。

本実施例においては、オーディオアンプ１の使用時に、吸気ファン１３及び排気ファン１４に通電し、これらを駆動することによって、車室内から吸気ダクト６０を経由して放熱器１２の内部に導入され、その後排気ダクト７０を経由して車室内に放出される空気流が形成される。放熱器１２は、この空気流によって強制空冷され、その側面に装着されたパワーＩＣ１１は、発生する熱を放熱器１２側に伝達することによって冷却される。

以上説明した本実施例によると、以下の効果を得ることができる。
（１）車室内の空気をオーディオアンプ１のパワーＩＣ１１を収容するカバー２０内に導入し、パワーＩＣ１１を冷却する放熱器１２内に供給する吸気ダクト６０と、放熱器１２から出た空気を車室内に排出する排気ダクト７０とを設け、吸気ファン１３及び排気ファン１４で空気を循環させることによって、オーディオアンプ１をフロアパネル１１０とフロアカーペット１２０との間に形成される空間部内に配置した場合であっても、車室内の空気を循環させて強制空冷を図ることによってパワーＩＣ１１を適切に冷却することができる。
これによって、オーディオアンプ１をフロアパネル１１０とフロアカーペット１２０との間に配置することが可能となり、車室内床部のフルフラット化を実現することができ、取付レイアウトの自由度が向上する。また、オーディオアンプ１を人目につかずかつ邪魔にならない位置に装着することが可能となるから、車室内の意匠性及び利便性が向上する。
さらに、助手席下部への足入れ性を向上させたり、助手席下部に靴入れや小物入れ等を設置することも可能となる。
（２）オーディオアンプ１を左右のシートレール１３０の間に配置し、吸気ダクト６０の吸気塔部６２、排気ダクト７０の排気塔部７２を左右のシートレール１３０の下部にそれぞれ配置することによって、吸気塔部６２及び排気塔部７２が車室内において邪魔になりにくく車室内の利便性を向上することができ、また、これらが搭乗者に踏みつけられたり、その上から荷物等を載せられて破損することを防止できる。
（３）カバー２０をダイキャストによって箱状に形成し、その内部に基板１０を収容することによって、搭乗者の踏付け等による荷重が加わっても基板１０にストレスがかからず、基板１０を保護することができる。
（４）吸気ダクトブラケット４０、排気ダクトブラケット５０をカバー２０からひさし状に突き出して形成し、その下側に吸気ダクト６０の水平部６１及び排気ダクト７０の水平部７１を配置しているから、搭乗者の踏付け等による荷重から吸気ダクト６０及び排気ダクト７０を保護することができる。
（５）カバー２０は、コネクタＣの上側における上面部２１をひさし状に突き出して形成されているから、フロアカーペット１２０から滲み出した水が滴下した場合であっても、コネクタＣの濡れやカバー２０内への水の浸入等を防止できる。
（６）吸気ダクト６０の吸気塔部６２、及び、排気ダクト７０の排気塔部７２の上面部は、車両前後方向における中間部が低くなるように斜面を組み合わせた構成とすることによって、シートレール１３０から水が滴下した場合であっても、水が開口６３，７３から吸気ダクト６０、排気ダクト７０内に浸入しにくい。また、仮にこれらに水が浸入した場合であっても、水抜き孔６１ａ，７１ａから排出されるから、吸気ダクト６０、排気ダクト７０内に水が溜まらず、カバー２０内に水が浸入することを防止できる。
（７）吸気ダクト６０の開口６３及び排気ダクト７０の開口７３は、防塵フィルタを備えているから、車室内の空気に同伴して浮遊するダスト等がオーディオアンプ１のカバー２０内に導入されることを防止できる。
（８）基板１０を支持するダイキャスト製のカバー２０を、板金製のアンプブラケット３０を介してフロアパネル１１０に固定することによって、これらを経由した固体熱伝導によっても放熱器１２の熱を自然放熱させることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例において、電子機器は例えばオーディオアンプであったが、本発明はこれに限らず、例えば、ナビゲーション装置やアンプ内蔵のウーハスピーカ等の冷却が必要な他の電子機器についても適用することができる。
（２）実施例において、車両外板はフロアパネルであり、内装材はフロアカーペットであったが、本発明はこれに限らず、例えばラゲッジルームの床面部や側部において車両の外板と内装材との間に形成される空間部に電子機器を収容する場合にも適用することができる。

本発明の車載用電装品冷却構造の実施例であるオーディオアンプ冷却構造の分解斜視図である。 図１のオーディオアンプを上方側から見た平面図である。 図２のIII−III部矢視図である。 図２のIV−IV部矢視図である。 図２のＶ−Ｖ部矢視断面図である。 図２のVI−VI部矢視断面図である。 図２のVII−VII部矢視断面図である。 図２のVIII−VIII部矢視断面図である。 図２のIX−IX部矢視断面図である。

符号の説明

１ オーディオアンプ
１０ 基板
１１ パワーＩＣ
１２ 放熱器
１３ 吸気ファン
１４ 排気ファン
２０ カバー
３０ アンプブラケット
４０ 吸気ダクトブラケット
５０ 排気ダクトブラケット
６０ 吸気ダクト
７０ 排気ダクト
１１０ フロアパネル
１２０ フロアカーペット
１３０ シートレール

Claims (1)

1. 車両外板と、
   前記車両外板の車室内側の面部と間隔を隔てて対向する内装材と、
   前記車両外板と前記内装材との間に形成される空間部内に配置される電子機器と、
   前記車室内の空気を前記空間部に導入する吸気ダクトと、
   前記空間部の空気を前記車室内に排出する排気ダクトと
   を備える車載電子機器の冷却構造であって、
   前記車両外板は、座席を車両の前後方向に移動可能に支持しかつ車幅方向に離間して並行に配置された一対のシートレールの下側に設けられ、車幅方向における位置が前記一対のシートレールの間に配置された車両のフロアパネルであり、
   前記吸気ダクトの前記車室内側の端部は、一方の前記シートレールの下部に配置されるとともに、前記シートレールをカバーするシートレールカバーと前記シートレールとの間隔を介して空気を吸入し、
   前記排気ダクトの前記車室内側の端部は、他方の前記シートレールの下部に配置されるとともに、前記シートレールをカバーするシートレールカバーと前記シートレールとの間隔を介して空気の排出を行なうこと
   を特徴とする車載電子機器の冷却構造。
   

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