JP2020120375A - 車両用通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信部からの熱を放熱する放熱部品を配置しながら全体の小型化を図る。【解決手段】通信モジュール１４と放熱部品１５とを熱伝導状態に設けた上で、その放熱部１５ｂを筐体４の高さ方向に沿って線形状で外部に露出するようにしたので、放熱部品１５をアンテナとして機能させることができる。これにより、放熱部品１５を配置しながら全体の小型化を図ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用通信装置に関する。

車両用通信装置として、例えば車両のルーフに設置するタイプや車両内に設置するタイプのものが提供されており、それらの小型化が要望されている。

特開２０１７−１５２８１０号公報

この種の車両用通信装置は密閉型であることから、筐体に内蔵された通信回路の発熱が問題となる。そこで、筐体内に放熱部品を設け、放熱部品を介して通信回路からの熱を外部に放熱することが行われている。

一方、近年、例えば車両のルーフに設置するタイプの車両用通信装置では、車々間通信や路車間通信の機能などを付加する多機能化が進みつつある。このような多機能化によって、筐体に内蔵された通信回路の発熱が増大し、筐体内はさらに高温になりやすくなっている。高温環境下では通信性能が低下する恐れがあることから、通信回路の冷却が大きな課題となっている。

特許文献１では、車両のルーフに設置するタイプの車両用通信装置において、筐体内に取り付けた放熱部品の一部を筐体の外部に露出させた上で、その放熱部品の上方に日よけ構造を設けることで、放熱部品の放熱性能を高めることを試みている。

しかしながら、特許文献１の放熱構造では、日光の照射の影響によりルーフが高温となると、車両用通信装置がルーフからの熱を受けて通信回路が高温になりやすい。
一方、例えばインストルメントパネル内に設置される車両用通信装置の場合は、フロントガラス直下に設置されており、フロントガラスを通して日光の照射の影響により通信回路が高温になりやすい。

このように車両用通信装置では通信回路が高温になりやすいことから、通信回路からの熱を放熱するための放熱部品が重要となるが、筐体内にはアンテナやアンテナの素子が配置されており、放熱部品を配置しながら全体の小型化を図ることは困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通信部からの熱を放熱する放熱部品を配置しながら全体の小型化を図ることができる車両用通信装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、筐体（４）には通信部（１４）が内蔵されており、その通信部（１４）と熱伝導状態に放熱部品（１５）が設けられている。この場合、放熱部品（１５）の放熱部（１５ｂ）が通信部（１４）のアンテナとして機能するので、放熱部品（１５）を配置しながら全体の小型化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、筐体（４）にはアンテナ（１７）が配置されており、放熱部品（１５）の放熱部（１５ｂ）はアンテナの素子として機能するので、放熱部品（１５）を配置しながら全体の小型化を図ることができる。

第１実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 車両用通信装置の背面図 車両の後部を示す斜視図 変形形態を示す車両用通信装置の縦断側面図（その１） 変形形態を示す車両用通信装置の縦断側面図（その２） 第２実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 変形形態を示す車両用通信装置の背面図 第３実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 車両用通信装置の背面図 第４実施形態に係る車両用通信装置を示す背面図 第５実施形態に係る車両用通信装置を示す背面図 第６実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 第７実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 車両用通信装置の背面図 第８実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図 第９実施形態に係る車両用通信装置を示す縦断側面図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図５を参照して説明する。この第１実施形態は、例えば車両のルーフに設置されるタイプの車両用通信装置に適用したことを特徴とする。この種の車両用通信装置としてアンテナ装置を挙げることができる。

図３に示すように車両１のルーフ２の後端の外面には車両用通信装置３が装着されている。この車両用通信装置３の筐体４は、車両走行時の空気抵抗を極力低減したり、外観のデザインを向上したりすることを目的として、車両の前方から後方にかけて流線型の所謂シャークフィン形状に形成されている。

図１に示すように筐体４は、地板５と一体化されたベース６にカバー７を取り付けて構成されており、内部に気密な閉鎖空間８が形成されている。カバー７は、アクリル樹脂等の電波透過性及び絶縁性を有する樹脂から形成されている。

地板５にはネジ部９が形成されていると共にルーフ２には孔部１０が形成されている。車両用通信装置３をルーフ２の所定位置に搭載した状態で、ボルト１２を円筒状のスペーサ１１を介してルーフ２の孔部１０を貫通させてからネジ部９に螺着することで車両用通信装置３がルーフ２に固定される。

筐体４の内部に形成された閉鎖空間８には配線基板１３が配置されている。地板５の下面には配線基板１３と接続された図示しないソケットが取付けられており、そのソケットに図示しない通信装置からのケーブルに接続されたソケットを連結することで車両用通信装置３と通信装置とが電気的に接続される。

配線基板１３には、例えば車々間通信回路を構成する通信モジュール１４が搭載されている。通信モジュール１４が通信部に相当する。通信モジュール１４は耐熱温度が例えば８５℃であることから、耐熱温度を超えないように放熱する必要がある。そのため、閉鎖空間８に放熱部品を配置して通信モジュール１４の熱を放熱しなければいけないが、筐体４内に放熱部品を配置しようとすると車両用通信装置３が大形化して意匠性が損なわれる恐れがある。

また、放熱部品を配置した上でアンテナを配置することになり、アンテナ特性を確保するために放熱部品を避けてアンテナを適切に配置する必要がある。そのため、車両用通信装置３の部品点数の増加や構造が複雑化して全体の大形化につながる。

このような事情から、通信モジュール１４に金属製の放熱部品１５を熱伝導状態に設け、その放熱部品１５の一部を筐体４の外部に露出させてアンテナとして機能させるようにした。
即ち、放熱部品１５は、伝熱部１５ａと放熱部１５ｂとからなるＬ字形状をなしている。放熱部品１５の伝熱部１５ａは、配線基板１３の裏面において通信モジュール１４の搭載部位に対向して配置されている。配線基板１３と放熱部品１５との間には例えば絶縁性を有する放熱ゲル１６が介在されており、通信モジュール１４と放熱部品１５とは熱伝導状態に設けられている。

図２に示すように放熱部品１５の放熱部１５ｂは、筐体４の後面の高さ方向に沿って線形状で外部に露出している。放熱部１５ｂは、意匠性の観点からカバー７の外面と面一に設けられているが、突出するようにしても良い。カバー７の外面が壁面に相当する。

さて、本実施形態では、放熱部品１５を通信モジュール１４と電気的に接続することで車々間通信用のアンテナとして機能させている。このため、放熱部１５ｂにおいて筐体４の高さ方向の実効寸法は、車々間通信システムの使用周波数帯である７１５〜７２５ＭＨｚの中心周波数である７２０ＭＨｚの電波を送受信可能な長さとなるように設定されている。

車両用通信装置３の通信モジュール１４の動作状態では通信モジュール１４が発熱して高温となるが、通信モジュール１４に熱伝導状態に設けられた放熱部品１５の放熱部１５ｂが筐体４の外部に露出しているので、通信モジュール１４で発生する熱を放熱部１５ｂから外部に効率よく放熱することができる。

ところで、上述したように放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の外部に露出しているものの、車両１に日光が照射された状態ではルーフ２が高温となることから、筐体４内の温度が上昇して通信モジュール１４の温度上昇が懸念される。

しかしながら、本実施形態では、放熱部１５ｂを筐体４の外面の高さ方向に沿って設けるようにしたので、放熱部１５ｂによる放熱効率を高めて通信モジュール１４の温度上昇を抑制することができる。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
通信モジュール１４と放熱部品１５とを熱伝導状態に設けた上で、その放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の高さ方向に沿って線形状で外部に露出するようにしたので、放熱部品１５をアンテナとして機能させることがきる。これにより、放熱部品１５を配置しながら全体の小型化を図ることができる。

尚、図４に示すように放熱部品１５の伝熱部１５ａを通信モジュール１４の上面側と放熱ゲル１６を介して熱伝導状態に設けても良いし、通信モジュール１４の上面側と下面側の両方に熱伝導状態に設けるようにしても良い。
また、図５に示すように放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の内面の高さ方向に沿って放熱ゲル１６を介して熱伝導状態で設けるようにしてもよい。この場合、筐体４の内面が壁面に相当する。

放熱部品１５を車々間通信用のアンテナとして機能させるのに代えて、路車間通信用や携帯電話システム通信用のアンテナとして機能させるようにしても良い。例えば携帯電話システム接続用のアンテナの使用周波数は７００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚであることから、通信対象によりアンテナとして機能させる放熱部１５ｂの長さは適宜設定される。
筐体４内に導波器や反射器を配置するようにしても良い。

（第２実施形態）
第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。この第２実施形態は、放熱部品１５を通信モジュール１４のアンテナの素子として機能させることを特徴とする。

放熱部品１５は車々間通信用の通信モジュール１４とは電気的に接続されておらず、第１実施形態のようにアンテナとしては機能しない。
即ち、車々間通信用のアンテナ１７は、筐体４内において放熱部品１５の放熱部１５ｂに対して筐体４の前後方向の直線上となる位置に配置されており、放熱部１５ｂが通信モジュール１４のアンテナの素子として機能するようになっている。

放熱部品１５を導波器としても機能させる場合は、放熱部品１５の高さ方向の長さをアンテナ１７よりも短く設定し、反射器としても機能させる場合はアンテナ１７よりも長く設定する。放熱部品１５を導波器として機能させる場合は、車両の後方への指向性を高めることができ、反射器として機能させる場合は、前方への指向性を高めることができる。放熱部品１５とアンテナ１７との間の前後方向の距離の代表値は、電波の波長をλとするとλ／４であるが、それ以外に設定しても良い。

このような実施形態によれば、放熱部品１５を反射器や導波器等のアンテナの素子として機能させるようにしたので、放熱部品１５を配置しながら全体の小型化を図ることができる。

尚、図７に示すように筐体４の後面の高さ方向に沿って複数の放熱部１５ｂを設けるようにしても良い。このような構成によれば、放熱部品１５を反射器や導波器として機能させる場合に反射器や導波器の特性を制御することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。この第３実施形態は、放熱部品１５の放熱部１５ｂの放熱性能を高めたことを特徴とする。
図８及び図９に示すように、放熱部品１５の放熱部１５ｂは、その上端が筐体４の前方に折り曲げられて筐体４の上面に沿って延びる副放熱部１５ｂ１を有している。

このような実施形態によれば、放熱部品１５の放熱部１５ｂは、筐体４の前方に沿って延びる副放熱部１５ｂ１を有しているので、意匠性を損なうことなく放熱部品１５の放熱性能を高めることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図１０を参照して説明する。この第４実施形態は、放熱部品１５の放熱部１５ｂを面形状に形成したことを特徴とする。
図１０に示すように放熱部品１５の放熱部１５ｂは、筐体４の後面に例えば三角形の面形状に形成されている。

このような実施形態によれば、放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の後面に面形状に形成したので、意匠性を損なうことなく放熱部１５ｂの放熱性能を高めることができる。
尚、放熱部１５ｂの面形状は三角形に限定されることなく、多角形や円形であっても良いし、複数の面形状から形成しても良い。

（第５実施形態）
第５実施形態について図１１を参照して説明する。この第５実施形態は、放熱部品１５の放熱部１５ｂを枠形状に形成したことを特徴とする。
図１１に示すように放熱部品１５の放熱部１５ｂは、筐体４の後面に高さ方向に沿って多角形の枠形状に形成されている。

このような実施形態によれば、放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の後面に多角形の枠形状に形成したので、意匠性を損なうことなくアンテナ１７から放射される電波の後方への透過性を高めることができる。
尚、放熱部１５ｂは多角形の枠形状に限定されることなく円形の枠形状であっても良いし、複数の枠形状から形成しても良い。

（第６実施形態）
第６実施形態について図１２を参照して説明する。この第６実施形態は、反射器や導波器用のバランサーを配置したことを特徴とする。

図１２に示すように放熱部品１５をアンテナとして機能させる場合は、筐体４内に導波器１８を配置した上で、その導波器１８の前方となる位置にバランサー１９を配置した。このバランサー１９は、放熱部品１５の放熱部１５ｂから放射されて導波器１８を通過する電波の放射特性を調整するために設けられる。

このような実施形態によれば、筐体４内に導波器１８に対応してバランサー１９を配置するようにしたので、導波器１８の特性を調整することができる。
尚、放熱部品１５を反射器として機能させる場合は、筐体４内にアンテナを配置し、その前方となる位置にバランサー１９を配置する。

（第７実施形態）
第７実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。この第７実施形態は、放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の側面に設けたことを特徴とする。
図１４に示すように、放熱部品１５の放熱部１５ｂは筐体４の側面の高さ方向に沿って面形状で外部に露出している。この場合、筐体４の側面が壁面に相当する。

このような実施形態によれば、放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の側面の高さ方向に沿って外部に露出するように設けたので、放熱部１５ｂの面積を大幅に拡大して放熱性能を高めることができる。

（第８実施形態）
第８実施形態について図１５を参照して説明する。この第８実施形態は、筐体４の後面を後方に膨出形成したことを特徴とする。

筐体４の形状は空気抵抗の低減や外観のデザインの向上のために日々改善されており、筐体４の形状が変化することが予想される。特に筐体４の後面は空気抵抗の低減を図るために後方に突出した部位が設けられることが予想される。
図１５に示すように筐体４の後面に後方に突出した膨出部２０が形成されている場合は、放熱部品１５の放熱部１５ｂを膨出部２０の外面の高さ方向に沿って外部に露出させる。

このような実施形態によれば、筐体４の後面に後方に突出する膨出部２０が設けられた構成において、膨出部２０の外面の高さ方向に沿って放熱部品１５の放熱部１５ｂを設けるようにしたので、筐体４の形状が変化した場合であっても、それに追従して放熱部品１５の放熱性能を維持することが可能となる。

（第９実施形態）
第９実施形態について図１６を参照して説明する。この第９実施形態は、車両内に設置するタイプの車両用通信装置に適用したことを特徴とする。この種の車両用通信装置として例えばＴＣＵ（Telematics Communication Unit）を挙げることができる。

図１６に示すように車両用通信装置３の筐体４は、下側筐体４ａに上側筐体４ｂを一体化した箱状をなしている。下側筐体４ａと上側筐体４ｂとの間には配線基板１３が位置決め状態で挟持されている。車両用通信装置３は例えばインストルメントパネル内のフロントガラス直下に設置されており、フロントガラスを通して日光の照射の影響を受けやすくなっている。

配線基板１３には通信モジュール１４が搭載されており、その通信モジュール１４に放熱部品１５の伝熱部１５ａが放熱ゲル１６を介して熱伝導状態で設けられている。放熱部品１５の放熱部１５ｂは、筐体４の内面に沿って線形状をなしており、その筐体４の内面に放熱ゲル１６を介して熱伝導状態で設けられている。放熱部品１５は通信モジュール１４と電気的に接続されており、放熱部１５ｂがアンテナとして機能する。

このような実施形態によれば、通信モジュール１４からの熱を外部に放熱する放熱部品１５の放熱部１５ｂをアンテナとして機能させることができるので、放熱部品１５を配置しながら全体の小型化を図ることができる。

尚、上記各実施形態と同様に、放熱部品１５の放熱部１５ｂを筐体４の外部に露出したり、放熱部１５ｂを面形状や枠形状に形成したりしても良い。
放熱部品１５の放熱部１５ｂを導波器や反射器等のアンテナの素子として機能させるようにしても良い。

（その他の実施形態）
放熱部品１５の放熱部１５ｂを水平方向に設けることで、アンテナやアンテナの素子として機能させるようにしても良い。
第１〜第８実施形態における筐体４の形状はシャークフィン形状に限定されることなく、箱状や半球形状としても良い。
放熱部品としてヒートパイプを用いたり、高熱伝導性樹脂に金属メッキを施した部品を用いたりしても良い。
アンテナの素子は１本に限定されることなく複数本を配置するようにしても良い。

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は車両、３は車両用通信装置、４は筐体、１４は通信モジュール（通信部）、１５は放熱部品、１５ｂは放熱部、１５ｂ１は副放熱部、１７はアンテナ、１９はバランサー、２０は膨出部である。

Claims (10)

1. 車両（１）に設置される筐体（４）と、
   前記筐体に内蔵された通信部（１４）と、
   前記通信部と熱伝導状態に設けられた放熱部品（１５）と、を備え、
   前記放熱部品は、前記通信部のアンテナとして機能する放熱部（１５ｂ）を有している車両用通信装置。
2. 車両（１）に設置される筐体（４）と、
   前記筐体に内蔵された通信部（１４）と、
   前記通信部のアンテナ（１７）と、
   前記通信部と熱伝導状態に設けられた放熱部品（１５）と、を備え、
   前記放熱部品は、前記アンテナの素子として機能する放熱部（１５ｂ）を有している車両用通信装置。
3. 前記アンテナの素子の特性を調整するバランサーを備えた請求項２に記載の車両用通信装置。
4. 前記放熱部は、前記筐体の壁面に沿って設けられている請求項１から３の何れか一項に記載の車両用通信装置。
5. 前記放熱部は、前記壁面の高さ方向に沿って設けられている請求項４に記載の車両用通信装置。
6. 前記放熱部は、線形状である請求項１から５の何れか一項に記載の車両用通信装置。
7. 前記放熱部は、面形状である請求項１から５の何れか一項に記載の車両用通信装置。
8. 前記放熱部は、枠形状である請求項１から５の何れか一項に記載の車両用通信装置。
9. 前記筐体は、後面に後方に突出した膨出部（２０）を有し、
   前記放熱部は、前記膨出部の壁面の高さ方向に沿って設けられている請求項１から８の何れか一項に記載の車両用通信装置。
10. 前記放熱部は、前記筐体の上面に沿った副放熱部（１５ｂ１）を有している請求項１から９の何れか一項に記載の車両用通信装置。

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