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公開番号2020195124
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201203
出願番号2019115605
出願日20190621
発明の名称電子装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H01Q 1/32 20060101AFI20201106BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電子部品の温度上昇を抑制することができる電子装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置10は、車両100の天井であるルーフ板金11の表面には抑制部材として、低放射率を有する表面を有するニッケル板13または遮光部材80が設けられる。ニッケル板13の表面に太陽熱が照射されても、筐体33内への熱の影響を少なくすることができる。したがって太陽から車両100に照射される熱による電子部品31の温度上昇を抑制することができる。また電子部品31の量は、アルミカバー37および熱拡散シート34を含む伝熱部材40によってルーフ板金11に伝わるので、ルーフ板金11から放熱することができる。したがって電子部品31の発熱による温度上昇を抑制することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
電子部品(31)が実装される回路基板(32)と、
前記回路基板を収容する筐体(33)と、
前記筐体の表面または表面から離間して設けられ、前記筐体に向けて照射される日光による前記電子部品の温度上昇を抑制する抑制部材と、を含む電子装置。
続きを表示(約 1,900 文字)【請求項2】
前記電子部品と前記筐体の内面とを熱的に結合する伝熱部材(40)をさらに含む請求項1に記載の電子装置。
【請求項3】
前記抑制部材は、低放射率の表面を有する板状部材(13)である請求項1または2に記載の電子装置。
【請求項4】
前記筐体は、車両(100)の天井(11)の車室内側に設けられ、
前記板状部材は、前記天井の表面であって前記筐体と対向する位置に設けられる請求項3に記載の電子装置。
【請求項5】
前記筐体は、車両(100)の天井(11)の車室内側に設けられ、
前記板状部材は、前記天井に形成された開口(50)にはめ込み可能であり、前記筐体と対向する位置に設けられる請求項3に記載の電子装置。
【請求項6】
前記板状部材の前記筐体とは反対側の面に配置され、前記板状部材から突き出し、アンテナ部材(22)を収容する突起部(21)をさらに備え、
前記電子部品は、前記アンテナ部材を介して外部と無線通信を行う無線通信回路である請求項4または5に記載の電子装置。
【請求項7】
前記板状部材は、前記筐体が前記天井に投影する投影領域の全てを覆うように設けられる請求項4〜6のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項8】
前記天井の前記車室内側に設けられ、前記電子部品と前記筐体の内面とを熱的に結合する伝熱部材(40)と前記天井とを熱的に結合し、前記伝熱部材からの熱を前記天井に拡散する熱拡散シート(34)をさらに含み、
前記熱拡散シートは、前記筐体が前記天井に投影する投影領域を全て覆うように設けられる請求項4〜7のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項9】
前記天井の前記車室内側に設けられ、前記電子部品と前記筐体の内面とを熱的に結合する伝熱部材(40)と前記天井とを熱的に結合し、前記伝熱部材からの熱を前記天井に拡散する熱拡散シート(34)をさらに含み、
前記熱拡散シートは、前記筐体が前記天井に投影する投影領域を全て覆い、かつ前記板状部材と前記天井との接触領域よりは狭い領域に設けられる請求項4〜7のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項10】
前記抑制部材は、前記筐体の表面から離間し、前記日光を遮ることによって生じる影の領域が前記筐体の表面の少なくとも一部を覆うための遮光部材(80)である請求項1または2に記載の電子装置。
【請求項11】
前記筐体は、車両(100)の天井(11)の車室内側に設けられ、
前記遮光部材は、前記天井の表面であって前記筐体と対向する位置に設けられる請求項10に記載の電子装置。
【請求項12】
前記車両の前記天井から上方に突き出して前記遮光部材と前記天井の表面との間に配置され、アンテナ部材(22)を収容する突起部(21)をさらに備え、
前記電子部品は、前記アンテナ部材を介して外部と無線通信を行う無線通信回路である請求項11に記載の電子装置。
【請求項13】
前記遮光部材は、前記筐体が前記天井に投影する投影領域の全てを覆うように設けられる請求項11または12に記載の電子装置。
【請求項14】
前記天井の前記車室内側に設けられ、前記電子部品と前記筐体の内面とを熱的に結合する伝熱部材(40)と前記天井とを熱的に結合し、前記伝熱部材からの熱を前記天井に拡散する熱拡散シート(34)をさらに含み、
前記熱拡散シートは、前記筐体が前記天井に投影する投影領域を全て覆い、かつ前記遮光部材が前記天井に投影する投影領域よりは狭い領域に設けられる請求項11〜13のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項15】
前記遮光部材は、前記車両の走行による空気抵抗を低減する形状を有する請求項11〜14のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項16】
前記遮光部材は、少なくとも一部が前記車両の他の部材の外表面を形成する請求項11〜15のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項17】
前記抑制部材は、前記遮光部材と、前記遮光部材の表面に設けられる低放射率の表面を有する板状部材と含む請求項10〜16のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項18】
前記板状部材は、金属材料からなる請求項3〜9、17のいずれか1つに記載の電子装置。
【請求項19】
前記板状部材の表面は、低放射率を有する塗料が塗布されている請求項3〜9、17いずれか1つに記載の電子装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、内部に電子部品を備え、日光が照射される環境に配置される電子装置に関する。
続きを表示(約 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、車両の屋根などの車両の上部に備えられ、アンテナを収容する突起部を有するアンテナ装置が開示されている(たとえば特許文献1参照)。アンテナ装置が備える回路部は、性能を維持するために放熱できるようになっていることが好ましい。
【0003】
特許文献1では、回路部を突起部の中に設け、さらに車両の上部のルーフ表面からも離間した位置に回路部を設けている。これによって回路部の熱を突起部内の空間に逃がすことができる。これによって回路部の温度上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2014−50031号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の構造では、太陽から突起部に照射される熱が突起部の内部に伝わり、突起部内の温度が上昇することになり、回路部が備える電子部品も温度上昇するという問題がある。
【0006】
そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、電子部品の温度上昇を抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【0008】
ここに開示された電子装置は、電子部品(31)が実装される回路基板(32)と、回路基板を収容する筐体(33)と、筐体の表面または表面から離間して設けられ、筐体に向けて照射される日光による電子部品の温度上昇を抑制する抑制部材と、を含む。
【0009】
このような電子装置に従えば、筐体の表面には抑制部材が設けられる。抑制部材は、日光による電子部品の温度上昇を抑制するための部材である。したがって、電子装置を、抑制部材が筐体よりも日光が到来する側になる姿勢で使用することで、太陽から筐体に照射される熱による電子部品の温度上昇を、抑制部材により抑制することができる。
【0010】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【図面の簡単な説明】
【0011】
第1実施形態のアンテナ装置10の取付構造を示す断面図。
アンテナ装置10が取り付けられた車両100を示す斜視図。
第2実施形態のアンテナ装置10Aの取付構造を示す断面図。
第3実施形態の電子装置30Aを示す断面図。
第4実施形態のアンテナ装置10Bを示す断面図。
第4実施形態の他の例のアンテナ装置10Cを示す断面図。
第4実施形態の他の例の遮光部材80を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【0013】
(第1実施形態)
本開示の第1実施形態に関して、図1および図2を用いて説明する。本実施形態の車載用アンテナ装置10は、外部の装置と通信するための送受信機である。車載用アンテナ装置10は、電子装置であって、たとえば自動運転に必要な電波による通信を行う。
【0014】
本実施形態の車載用アンテナ装置10は、図2に示すように、車両100のルーフ板金11に取り付けられる。ルーフ板金11は、車両100の天井部分を構成する金属板である。車載用アンテナ装置10は、シャークフィン型のアンテナ装置10として知られている。以下、車載用アンテナ装置10を、単にアンテナ装置10と示す。
【0015】
アンテナ装置10は、図1に示すように、アンテナ部20および装置本体30を含んで構成される。アンテナ部20は、車両100のルーフ板金11の上面に取り付けられる。装置本体30は、ルーフ板金11の下面側、すなわち車室内に設けられる。アンテナ部20と装置本体30とは、ルーフ板金11に形成された貫通孔11aを介して、コネクタ12によって電気的に接続される。貫通孔11aの周囲は、図示しない防水構造によってルーフ板金11にかかる雨水などが車室内に浸水することを禁止している。
【0016】
アンテナ部20は、突起部21およびアンテナ部材22を有する。突起部21は、アンテナ部20の外殻を構成し、内部にアンテナ部材22を収容する。突起部21は、樹脂材料からなり、走行による空気抵抗を減ずる流線形状に形成され、たとえばシャークフィン状に形成されている。突起部21は、ルーフ板金11の表面とニッケル板13を介して設けられる。ニッケル板13に関しては、後述する。
【0017】
アンテナ部材22は、絶縁性を有する板部材の表面に銅箔がパターニングされている。パターニングされた銅箔は、アンテナとして機能する。アンテナ部材22は、例えば5.9GHz帯を使用電波の周波数とする車々間通信用のアンテナを形成する。アンテナ部材22は、装置本体30に電気的に接続される。
【0018】
装置本体30は、電子部品31、回路基板32、筐体33、熱拡散シート34および断熱部材35を含んで構成される。装置本体30の取付構造として、ルーフ板金11と車室内の天井を構成するライナー14との間の空間に装置本体30が設けられる。
【0019】
筐体33は、直方体状であって、内部に電子部品31および回路基板32を収容する。筐体33は、樹脂ケース36とアルミカバー37によって構成される。樹脂ケース36は、樹脂材料からなり、中空の直方体状であって、6面のうち1面が開放されている。したがって樹脂ケース36は、いわゆるバスタブ形状である。
【0020】
アルミカバー37は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、樹脂ケース36の開放部分を覆うように設けられる。アルミカバー37は、絞り加工によって成型されており、ビスやフックなどを用いた嵌合などで樹脂ケース36に対し固定されている。
【0021】
筐体33は、アルミカバー37が上側、すなわちルーフ板金11側に位置するように配置される。筐体33は、熱拡散シート34を介してルーフ板金11の下面に設けられる。筐体33は、ルーフ板金11に対して高熱伝導率の接着剤による接着や高熱伝導グリスを介して固定されている。
【0022】
熱拡散シート34は、熱導電率の優れる材料、たとえばグラファイトからなり、ルーフ板金11とアルミカバー37とを熱的に結合する。熱的に結合とは、ルーフ板金11とアルミカバー37とを断熱材や空気などの低熱伝導素材を介さずに、ルーフ板金11とアルミカバー37との間で伝熱しやい部材で機械的に結合していることである。熱拡散シート34は、アルミカバー37に伝熱された熱量をさらに車両100のルーフ板金11に伝熱するため、また、より熱を拡散するために設けられる。熱拡散シート34は、筐体33がルーフ板金11に投影する投影領域の少なくとも高温部位を覆うように設けられ、本実施形態では熱拡散シート34は投影領域の全て覆うように設けられる。装置本体30は、直方体状であるので、アルミカバー37が投影領域とほぼ同じになる。したがって熱拡散シート34は、アルミカバー37の全域を覆うように配置される。より好ましくは、熱拡散シート34は、期待放熱量から算出される面積を確保するためアルミカバー37よりも一般的に大きく形成される。熱拡散シート34は、ルーフ板金11やアルミカバー37の間の熱抵抗を極力低減するため、たとえば銅メッシュに粘着剤を含浸させた両面テープなどで実現される。また熱拡散シート34は、たとえば面方向への伝熱性に優れる材料として、カーボングラファイトを用いてもよい。また熱拡散シート34は、ルーフ板金11の曲率に合わせたアルミ絞り板金によって実現してもよい。
【0023】
断熱部材35は、筐体33の外部に設けられ、筐体33と車室内とを断熱する。断熱部材35は、断熱シート38およびグラスウール部39と含んで構成される。断熱シート38は、断熱性に優れる材料からなり、シート状であって、筐体33および熱拡散シート34を覆うように設けられる。断熱シート38は、たとえば不織布基材の両面テープを、樹脂ケース36の下面側からルーフ板金11側に積層されており、ニッケル板13と略同一の大きさからそれ以上の大きさが選択される。断熱シート38は、少なくとも樹脂ケース36を除く熱拡散シート34の外形と同一以上とすることで放熱効率を向上させることが可能である。さらに好ましくは、断熱シート38は、図示するように樹脂ケース36を包含し空隙なく貼付することが好ましい。
【0024】
グラスウール部39は、断熱性に優れる材料であるグラスウールからなり、断熱シート38とライナー14との間を埋めるように設けられる。グラスウール部39は、ライナー14とルーフ板金11との間で形成される空間を埋めることでルーフ板金11が受けた日射熱量が樹脂ケース36や熱拡散シート34に影響しないよう空気遮蔽を目的に配置しているおり、放射熱を遮断する目的で表裏にアルミシートを配すればより断熱効果が期待できる。たとえばグラスウール部39に換えて、グラスウール部39と他の空間とを仕切るリブ状の仕切りを用いてもよい。このような仕切によっても閉塞空間を形成してもグラスウール部39と同様の効果を奏することができる。
【0025】
回路基板32は、いわゆるプリント基板であり、絶縁性を有する基材の表面および裏面に所定の配線パターンが形成されている。回路基板32は、筐体33内に図示しないビスなどの固定部材で固定されている。回路基板32の表面および裏面には、電子部品31の伝熱経路としての伝熱パターンが形成されている。伝熱パターンは、伝熱性に優れる材料、たとえば銅箔が用いられる。したがって伝熱パターンと配線パターンとは、同じ材料で構成される。また回路基板32には、図示しない複数のバイヤホールが形成されている。バイヤホールは、円筒部分が銅箔で形成され、伝熱性に優れる材料、たとえばはんだが充填されればさらに伝熱効果が期待できる。これによって表面の伝熱パターンと裏面の伝熱パターンとを熱的に結合している。また表面の配線パターンと裏面の配線パターンとを、所定の配線経路で電気的に結合している。
【0026】
電子部品31は、種々の電子回路素子を含み、回路基板32の表面および裏面に複数実装されている。電子部品31は、通電すると発熱する発熱素子も含む。発熱素子は、たとえば複数のICにより構成されるモジュール構造の一部に1個から数個配置されている。複数の電子部品31は、回路基板32にはんだ固定され、配線パターンによって所定の関係で電気的に接続されている。
【0027】
所定の電子部品31は、アンテナ部材22と電気的に接続され、アンテナ部材22を介して外部と無線通信を行う無線通信回路の少なくとも一部をなすものである。本実施形態では、電子部品31として、送信信号を増幅するパワーアンプを含んでいる。それ以外にも、電子部品31として、たとえば受信信号を増幅するローノイズアンプ、給電ラインを送信側及び受信側のいずれかに切り替えるスイッチ、送信側のバンドパスフィルタ、および受信側のバンドパスフィルタを含む構成としても良い。電子部品31は、車両100に搭載される車両用制御装置と有線によって電気的に接続されている。
【0028】
回路基板32とアルミカバー37とは熱的に結合されている。回路基板32とアルミカバー37との接続部分には、たとえば伝熱部材40として伝熱シートまたは伝熱グリスが設けられている。また回路基板32の伝熱パターンとの接続部分が、アルミカバー37との接続部分となる。このように伝熱部材40で空気層が介在しないように配置されて、回路基板32とアルミカバー37との伝熱通路が形成されている。
【0029】
電子部品31の発熱した熱は、回路基板32の基材、バイヤホールの円筒銅箔部および円筒部を介して、アルミカバー37に放熱される。アルミカバー37は、伝熱性に優れるので、アルミカバー37の熱が熱拡散シート34に伝わる。熱拡散シート34の熱は、ルーフ板金11に伝わり、ルーフ板金11から外部に放熱される。これによって電子部品31の発熱した熱が、外部に放熱されることになる。
【0030】
次に、ニッケル板13に関して説明する。ニッケル板13は、ルーフ板金11の上側の表面に設けられる。ニッケル板13は、筐体33の表面から離間して設けられる。ルーフ板金11は車体デザインにより3次元的な曲率が異なるので、ニッケル板13はルーフ板金11に積層するように同様の形状を有する。ニッケル板13は、たとえば銅メッシュ両面テープでルーフ板金11に粘着固定される。ニッケル板13は、ルーフ板金11の表面であって装置本体30と対向する位置に設けられる。ニッケル板13は、本実施形態では一辺が500mmの正方形状に形成される。ニッケル板13の形状は、円板状であってもよく、他の形状であってもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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