特開 2024-145651 車両に搭載された電子機器の配置構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145651

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】車両に搭載された電子機器の配置構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/06 20060101AFI20241004BHJP

   B60K 1/00 20060101ALI20241004BHJP

   B60R 5/04 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B60K11/06

B60K1/00

B60R5/04 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058096

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】小林 卓磨

(72)【発明者】

【氏名】中島 尚志

(72)【発明者】

【氏名】吉田 一揮

【テーマコード（参考）】

3D022

3D038

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D022BA05

3D022BA12

3D022BB01

3D022BC09

3D022BC18

3D038AA09

3D038AB01

3D038AC02

3D235AA02

3D235BB21

3D235CC13

3D235FF43

3D235HH02

3D235HH07

3D235HH16

(57)【要約】

【課題】車両に搭載された電子機器からの廃熱を有効に活用する。
【解決手段】電子機器の配置構造は、車両１に搭載された当該電子機器１２と、当該電子機器１２を冷却するための送風ファン１４と、車両１に設けられた収納ボックス３１と、を備える。さらに、送風ファン１４により送風され電子機器１２を冷却した空気を、収納ボックス３１内へ導入するためのダクト２１を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された電子機器と、
前記電子機器を冷却するための送風ファンと、
前記車両に設けられた収納ボックスと、
前記送風ファンにより送風され前記電子機器を冷却した空気を、前記収納ボックス内へ導入するためのダクトと、を備えた電子機器の配置構造。

【請求項2】

前記収納ボックスは、ラゲッジボードの下方へ設置された、発泡体より成るラゲッジアンダートレイである、請求項１に記載の電子機器の配置構造。

【請求項3】

前記収納ボックスは、前記車両の後部に設けられた荷室に設置されている、請求項１又は２に記載の電子機器の配置構造。

【請求項4】

前記収納ボックスは、前記ダクトが接続される開口部を有し、
前記開口部は、前記収納ボックスの側壁の下端部または底壁に設けられている、請求項１又は２に記載の電子機器の配置構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載された電子機器の配置構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、荷室に設置された電子機器を冷却した空気を車外へ排出する構造を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３９０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、発熱した電子機器を冷却した空気を車外へ排出する場合、電子機器からの廃熱を活用することができない。

【0005】

本発明の目的は、車両に搭載された電子機器からの廃熱を有効に活用することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る電子機器の配置構造は、車両に搭載された当該電子機器と、当該電子機器を冷却するための送風ファンと、車両に設けられた収納ボックスと、を備える。さらに、送風ファンにより送風され電子機器を冷却した空気を、収納ボックス内へ導入するためのダクトを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、車両に搭載された電子機器からの廃熱を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る電子機器の配置構造を備えた車両を、ダクトを通る鉛直面で切った断面図である。

【図2】図１の要部の拡大図である。

【図3】図１の要部の平面図である。

【図4】図１の要部の斜視図である。

【図5】図１の要部の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る車両に搭載された電子機器の配置構造について説明する。各図において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車両右方をＲＨ、車両左方をＬＨ、車両上方をＵＰ、車両下方をＤＮで示す。以下の説明における、前方、後方、右方、左方、上方、下方という用語は、特に断わりのない限り、車両を基準とした方向を意味する。また、図３～５では、サイドパネル７、後部シートＲ、ラゲッジボード３２の図示を省略している。なお、以下の説明では同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0010】

図１に示すように、本実施形態に係る電子機器の配置構造は、インバータユニット１１と、ダクト２１と、収納ボックス３１と、を有している。

【0011】

図１に示した例では、インバータユニット１１は、上下方向においてフロアパネル６と後部シートＲとの間に設置されている。インバータユニット１１は、電子機器であるインバータ１２を内蔵している。インバータ１２は、高電圧バッテリＢの直流電力を交流電力に変換する、例えば、消費電力１５００ＷのＤＣ－ＡＣインバータである。変換後の交流電力の電圧は、例えば、日本では１００Ｖ、北米では１２０Ｖ、欧州や中国などでは２２０～２４０Ｖである。ユーザは、得られた交流電力を利用して、例えば、電気ポッド、炊飯器等の家電製品を稼働することができる。また、当該交流電力は、災害時等における非常用、緊急用の電力として利用することができる。このようなシーンでは、高電圧バッテリＢを充電できない状況が想定されるため、当該交流電力をできるだけ有効に使用することが望ましい。インバータ１２は、電力変換のためのスイッチングにより発熱するため、冷却する必要がある。

【0012】

図２及び図３に示した例では、インバータユニット１１は、箱形のケース１３を有している。ケース１３の内部には、インバータ１２と、送風ファン１４と、が収容されている。ケース１３の下面には、ケース１３の内部と外部とを連通する吸気口１５が設けられている。ケース１３の後側側面の下部には、ダクト２１と接続する排気口１６が設けられている。なお、図示されたケース１３は、直方体状の形状を有するが、ケース１３の形状は、特に限定されず、内部にインバータ１２と送風ファン１４とを収容でき、かつ、吸気口１５及び排気口１６を設けることができる形状から任意に選択することができる。

【0013】

送風ファン１４は、ケース１３の内部に収容され、インバータ１２の下方に配置されている。送風ファン１４は、羽根車と、羽根車を回転させるモータと、を備える。送風ファン１４は、羽根車の回転により吸気口１５から外部の空気を吸引し、吸引した空気をインバータ１２に送風してインバータ１２を冷却する。モータは、ハーネス接続部１７を通して供給される電気により駆動する。なお、インバータ１２は、インバータ１２が発する熱を空気中に放出させるための冷却フィンを備えていてもよい。冷却フィンは、送風ファン１４から送風される空気により、冷却される。冷却フィンの形状及び配置は、特に限定されない。冷却フィンは、例えば、インバータ１２の底面における送風ファン１４を囲む領域に突設されてもよい。

【0014】

吸気口１５は、ケース１３の下面の略中央に設けられた、円形の開口である。吸気口１５は、インバータ１２を冷却するための空気を、ケース１３の外部からケース１３の内部へと取り込む。吸気口１５の形状及び配置は、図示したものに限定されない。吸気口１５は、複数の円孔やスロット等から構成されてもよい。

【0015】

排気口１６は、ケース１３の後側側面の下部に設けられた、矩形状の開口である。排気口１６は、送風ファン１４により送風されインバータ１２を冷却した空気を、ケース１３の外部に排気する。排気口１６は、後述するダクト２１のダクト接続口２２に接続されている。排気口１６の形状及び配置は、図示したものに限定されない。排気口１６は、複数の円孔やスロット等から構成されてもよい。

【0016】

図示した例では、ケース１３の左側面に、２つのハーネス接続部１７が設けられている。ハーネス接続部１７には、高電圧バッテリＢから延びるハーネス（不図示）が接続される。

【0017】

ダクト２１は、図２～５に示すように、インバータユニット１１と収納ボックス３１との間に配置され、排気口１６と収納ボックス３１の開口部３４とを接続している。ダクト２１は、ダクト接続口２２と、ダクト排気口２３と、を有している。ダクト２１は、前側のダクト接続口２２と後側のダクト排気口２３とが連通した、断面略矩形状の筒体である。ダクト２１の材料は、特に限定されず、金属や樹脂（繊維強化樹脂を含む）であってもよい。

【0018】

ダクト接続口２２は、図５に示すように、下面延出部２２ａと、上面延出部２２ｂと、を有している。下面延出部２２ａは、ダクト接続口２２の下壁の前縁から前方に延出している。上面延出部２２ｂは、ダクト接続口２２の上壁の前縁から上方に延出している。ダクト接続口２２の下壁から上面延出部２２ｂの上端までの上下方向寸法は、排気口１６の上下方向寸法よりも大きい。ダクト接続口２２をケース１３の排気口１６に接続する際は、下面延出部２２ａを排気口１６内部に挿入しつつ、ケース１３の排気口１６の外側に上面延出部２２ｂを突き当てる。これにより、排気口１６とダクト接続口２２とを適正な位置で当接させて接続することができ、排気口１６とダクト接続口２２との間での排気の漏出を抑制することができる。ダクト２１の断面形状および断面積、並びにダクト接続口２２と排気口１６との接続部の構成は、図示したものに限定されない。接続部は、例えば、ダクト接続口２２と排気口１６との間に樹脂製パッキン等のシール部材を配置して、気密性をさらに高めてもよい。

【0019】

ダクト排気口２３は、収納ボックス３１の開口部３４に挿入されて固定されている。ダクト排気口２３を開口部３４に接続する際は、ダクト排気口２３を開口部３４内部に挿入することで、ダクト排気口２３の外周面と開口部３４の内周面とを当接させて接続する。これにより、ダクト排気口２３と開口部３４との間での排気の漏出を抑制することができる。本実施形態のダクト２１の前後方向中央部から後側の部分は、図２に示すように、ダクト排気口２３に向かうに従って上側に位置するように傾斜し、ダクト排気口２３が最も高い位置に位置するよう形成されている。なお、ダクト２１のルート形状は、図示したものに限定されず、例えば、ダクト２１の前後方向中央部とダクト排気口２３との間に、最も高い位置に位置する部分（以下、最高部と称する）を設けてもよい。即ち、最高部から前方及び後方に向かうに従って下側に位置するように傾斜してもよい。この場合、収納ボックス３１側からみたときに、開口部３４の奥のダクト２１が上り傾斜となるため、収納ボックス３１内部の液体や物体が開口部３４を介してダクト２１内部へと侵入することを抑制することができる。

【0020】

収納ボックス３１は、ラゲッジボックスとも称され、図１～図５に示すように、荷室３の下部に設置されている。荷室３は、ラゲッジルームとも称され、車両１の後部に設けられ、後部シートＲの後方に形成された空間である。収納ボックス３１は、前後方向において後部シートＲとリアエンドパネル８との間に配置され、左右方向において両側のサイドパネル７の間に配置されている。収納ボックス３１は、箱状のラゲッジアンダートレイ３３で構成されている。

【0021】

ラゲッジアンダートレイ３３は、荷室３においてフロアパネル６の上方に配置されている。ラゲッジアンダートレイ３３は、上方に開口した有底箱型容器であり、その上方には、板状のラゲッジボード３２が配置されている。ラゲッジボード３２は、ラゲッジアンダートレイ３３の後述する側壁３６の上端に載置され、ラゲッジアンダートレイ３３の開口を上方から覆っている。ユーザはラゲッジボード３２を開閉することにより、物体をラゲッジアンダートレイ３３内部に容易に出し入れすることができる。ラゲッジボード３２は樹脂製であり、ラゲッジボード３２とラゲッジアンダートレイ３３とにより、閉じた収納空間が形成される。

【0022】

ラゲッジアンダートレイ３３は、平板状の底壁３５と、底壁３５の周縁部から上方に延びる側壁３６とを備えている。前側の側壁３６の下端部には、ダクト排気口２３が接続される開口部３４が設けられている。開口部３４は、底壁３５に設けられていてもよい。ラゲッジアンダートレイ３３は、発泡体で構成されている。発泡体は、特に限定されず、公知の発泡体を用いることができる。発泡体は発泡プラスチックであってもよく、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等であってもよい。発泡体の発泡径、密度、独立気泡率等は、特に限定されない。また、ダクト排気口２３と開口部３４との接続部の構成は、図示したものに限定されない。例えば、ダクト排気口２３と開口部３４との間に樹脂製パッキン等のシール部材を配置して、ダクト排気口２３と開口部３４との気密性をさらに高めてもよい。なお、ラゲッジアンダートレイ３３の形状は、特に限定されず、開口部３４を設けることができる形状から任意に選択することができる。

【0023】

図３に例示するジャンクションボックス１８は、電源供給、分配、電圧の切り替え等を行う。ジャンクションボックス１８は、後部シートＲの下方、インバータユニット１１より前方、かつ、後部シートＲのシートレールＳＲの間に配置されている。また、ジャンクションボックス１８は、カバー４とブラケット５との間に収容される。

【0024】

カバー４は、図５及び図６に示すように、インバータユニット１１と、ダクト２１の一部と、ジャンクションボックス１８と、を上方から覆った状態で、ブラケット５に固定されている。即ち、カバー４とブラケット５との間に、インバータユニット１１と、ダクト２１の一部と、ジャンクションボックス１８と、が収容されている。当該ダクト２１の一部は、ダクト接続口２２の排気口１６への突き当て部分を含む。これにより、カバー４及びブラケット５は、車両後突時の衝突荷重からインバータユニット１１やジャンクションボックス１８等を保護する。さらに、カバー４及びブラケット５は、後部シートＲの下方、かつ、シートレールＳＲの間に配置されている。ブラケット５は、フロアパネル６にボルトＢＴにより固定され、シートレールＳＲは、ホルダーＨを介してフロアパネル６に固定されている。シートレールＳＲ間の領域は、フロアパネル６において相対的に強い剛性を有するため、車両後突時の衝突荷重から、カバー４とブラケット５との間に収容された機器を保護することができる。

【0025】

カバー４は、図示した例では、高張力鋼板をプレス成形することで形成されており、上面部４ａと、上面部４ａの前側の側面である前面部４ｂと、前面部４ｂの下縁から前方に一体に延出する第１延出部４ｃと、を有する。さらに、カバー４は、上面部４ａの後縁から後方に一体に延出する第１後方部４ｅと、第１後方部４ｅの下縁から左右方向に延出する第２延出部４ｄと、第１後方部４ｅの後縁の中央部分から後方に一体に延出する第２後方部４ｆと、を有する。第１延出部４ｃ、第２延出部４ｄは、カバー４をブラケット５にボルトＢＴで固定するためのボルト孔を有する。なお、カバー４の材料は、特に限定されず、例えば、鋼以外の金属や樹脂（繊維強化樹脂を含む）等であってもよい。

【0026】

ブラケット５は、図示した例では、高張力鋼板をプレス成形することで形成されており、矩形板状の板状部５ａと、ボルト孔を有するブラケット延出部５ｂと、を有する。板状部５ａは、前後方向及び左右方向に広がる面を有し、略中央部に開口５ｃを有する。開口５ｃは、インバータ１２を冷却するための空気をブラケット５の下方から取り入れて、上述の吸気口１５に導くための開口である。ブラケット延出部５ｂは、板状部５ａの四隅から下方及び左右方向に一体に延出している。ブラケット５は、ブラケット延出部５ｂのボルト孔にボルトＢＴを挿通して締結することで、フロアパネル６に固定される。なお、ブラケット５の材料は、特に限定されず、例えば、鋼以外の金属や樹脂（繊維強化樹脂を含む）等であってもよい。また、開口５ｃの形状は円形に限定されず、任意の形状を取り得る。

【0027】

フロアパネル６は、車室２の床面及び荷室３の底面を形成する鋼製のパネルである。フロアパネル６の材料は、特に限定されず、例えば、鋼以外の金属や樹脂（繊維強化樹脂を含む）等であってもよい。

【0028】

次に、図２を参照して、本実施形態に係る電子機器の配置構造における空気の流れを説明する。送風ファン１４の駆動により、ブラケット５の下方から開口５ｃを介して空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、吸気口１５を介してケース１３の内部に取り込まれる。取り込まれた空気は、インバータ１２に当てられてインバータ１２と熱交換する。これにより、インバータ１２は冷却され、空気は昇温して排気口１６から排気される。排気された空気はダクト２１へと導入され、ダクト２１を通り、開口部３４を介して収納ボックス３１へと送風される。収納ボックス３１内へ流入した空気は、収納ボックス３１の内部で対流し、収納ボックス３１自体、及び収納ボックス３１内の空気を温める。これにより、収納ボックス３１内に収納された物体を温めることができる。また、開口部３４はラゲッジアンダートレイ３３の側壁３６の下端部に設置されているため、収納ボックス３１内の空気を下側から温めるとともに、収納ボックス３１内で空気を対流循環させて、収納された物体を効率良く温めることができる。さらに、ラゲッジアンダートレイ３３は発泡体より構成されているため、収納ボックス３１内部の熱が外部へ放散しにくい。収納ボックス３１内の空気は、収納ボックス３１の隙間、例えばラゲッジボード３２とラゲッジアンダートレイ３３の側壁３６の上端との隙間から徐々に収納ボックス３１外の荷室３に漏出するが、漏出空気は荷室３内ですぐに拡散する。このため、荷室３より前方の車室２が温められることが抑制される。

【0029】

本実施形態の電子機器の配置構造は、車両１に搭載された電子機器であるインバータ１２と、インバータ１２を冷却するための送風ファン１４と、車両１に設けられた収納ボックス３１と、を備えている。さらに、送風ファン１４により送風されインバータ１２を冷却した空気を、収納ボックス３１内へ導入するためのダクト２１を備えている。この配置構造によれば、インバータ１２の廃熱で収納ボックス３１内を温めることができるため、廃熱の有効利用が可能となる。

【0030】

本実施形態の収納ボックス３１は、ラゲッジボード３２の下方へ設置された、発泡体より成るラゲッジアンダートレイ３３で構成されている。このため、ラゲッジアンダートレイ３３内部の保温性が高く、より短時間でラゲッジアンダートレイ３３内部の空気を温めることができ、さらに、温めたラゲッジアンダートレイ３３内部の空気をより長時間保温することができる。これにより、インバータ１２の廃熱をより一層有効に利用することが可能になる。

【0031】

本実施形態の収納ボックス３１は、車両１の後部に設けられた荷室３に設置されている。これにより、収納ボックス３１から漏出する空気が車室２内に拡散することが抑制されるため、荷室３より前方の車室２が過度に温められることを抑制することができる。

【0032】

本実施形態の収納ボックス３１には、ダクト２１が接続される開口部３４が設けられており、開口部３４は、収納ボックス３１の底壁３５または側壁３６の下端部に設けられている。これにより、収納ボックス３１内の空気を対流循環させることができ、収納ボックス３１内部を効率良く温めることができる。

【0033】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0034】

上記実施形態では、電子機器としてインバータを例にとって説明したが、電子機器がＤＣＤＣコンバータ等であった場合でも、本発明を適用できることは勿論である。

【符号の説明】

【0035】

１ 車両
３ 荷室
１２ 電子機器（インバータ）
１４ 送風ファン
２１ ダクト
３１ 収納ボックス
３２ ラゲッジボード
３３ ラゲッジアンダートレイ
３４ 開口部
３５ 底壁
３６ 側壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】