JP2018122800A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示器とを接着した樹脂板の歪みと緩衝部材の引っ掛かりとを対策する構造を設けた車両用表示装置を提供する。【解決手段】 車両情報を表示面２１ａに表示する表示パネル２１と金属製のシールド部材２１１とを有する表示ユニット２０と、表示ユニット２０の表示面２１ａ側に接着され表示面２１ａを視認可能とする透光部２２１ａを有する表示板２２と、表示ユニット２０を制御する制御手段３１ａを実装し表示パネル２１に駆動信号を出力する回路基板３１と、回路基板３１上に配設され表示板２２を支持するケース体３４と、を備え、シールド部材２１１と回路基板３１のグランド電極との間に挟持される導電性の弾性部材３５を有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用表示装置に関し、例えば、回路基板を備えた車両用計器に好適である。

特許文献１に開示されるように、カバープレートと表示器とを光硬化型接着剤で接着した構造の車両用表示装置において、車両による振動を防止すると共に、車両内外の電子機器からの電磁波ノイズにより表示出力が誤動作することを防止する目的として、液晶表示パネルをシールド部材で覆い、シールド部材と回路基板との間に、弾性及び導電性の緩衝部材を挟持し、この緩衝部材を位置決め壁で所定位置に保持するものが知られている。

特開２０１６−３７１７３号公報

しかしながら、カバープレートに薄板状樹脂の表示板を適用した場合、部品の寸法バラツキによる僅かな高さ違いにより、表示板に歪みが生じ、表示板の見栄えが悪くなっていた。また、位置決め壁の内壁端面がエッジ形状であるため、緩衝部材の引っ掛かりや摩耗が生じるといった問題点があった。

そこで本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、薄板状樹脂の表示板と表示器とを接着した構造の車両用表示装置において、樹脂板の歪みと緩衝部材の引っ掛かりや摩耗を対策する構造を設けた車両用表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両用表示装置１は、車両情報を表示面２１ａに表示する表示パネル２１と金属製のシールド部材２１１とを有する表示ユニット２０と、前記表示ユニット２０の前記表示面２１ａ側に接着され前記表示面２１ａを視認可能とする透光部２２１ａを有する表示板２２と、前記表示ユニット２０を制御する制御手段３１ａを実装し前記表示パネル２１に駆動信号を出力する回路基板３１と、前記回路基板３１上に配設され前記表示板２２を支持するケース体３４と、を備え、前記シールド部材２１１と前記回路基板３１のグランド電極との間に挟持される導電性の弾性部材３５を有することを特徴とする。

また、前記弾性部材３５は、金属製であることを特徴とする。

また、前記弾性部材３５を前記回路基板３１上の所定位置に保持し、前記回路基板３１の面方向において前記シールド部材２１１又は前記回路基板３１との間に隙間部隙間部Ｈを有する位置決め壁３４３ａを有することを特徴とする。

また、前記位置決め壁３４３ａは、内壁端面に前記弾性部材３５の引っ掛かりを防止する面取部３４３ｂを有することを特徴とする。

また、前記位置決め壁３４３ａは、前記回路基板３１の面方向において前記隙間部Ｈの反対側が前記シールド部材２１１又は前記回路基板３１と当接していることを特徴とする。

また、前記表示ユニット２０は、前記回路基板３１の方へ突出したボス体２１ｂを有し、前記隙間部Ｈは、前記ボス体２１ｂと前記回路基板３１との隙間Ｉよりも小さいことを特徴とする。

また、前記ボス体２１ｂは、前記弾性部材３５の内側に位置することを特徴とする。

本発明は、薄板状樹脂の表示板と表示器とを接着した構造の車両用表示装置において、樹脂板の歪みと緩衝部材の引っ掛かりや摩耗を対策する構造を設けた車両用表示装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用表示装置の正面図。 図１に示す車両用表示装置のＡ−Ａ線の沿った断面図。 図２に示す車両用表示装置の分解図であり、上部ユニットを示す図。 図２に示す車両用表示装置の分解図であり、表示ユニットを示す図。 図２に示す車両用表示装置の分解図であり、回路基板ユニットを示す図。 図２に示す車両用表示装置の分解図であり、収容体を示す図。 同上実施形態の接地接続構造を示す断面図。 第２の実施形態の接地接続構造を示す断面図。

本発明の実施形態について図１乃至８を参照して説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱することなく種々の変更が可能である。

第１の実施形態に係る車両用表示装置１は、図１に示す外形をなし、車両（例えば、自動四輪）に搭載され、所定の計測量（車両速度など）を表示する計器装置として構成されている。尚、以下では、車両用表示装置１の構成の理解を容易にするために、各部材に対して、車両用表示装置１の表示側を「表」、その反対側を「裏」として、各部材を適宜説明する（図２の両端矢印参照）。

車両用表示装置１は、図２に示すように、上部ユニット１０と、表示ユニット２０と、回路基板ユニット３０と、収容体４０と、を備える。尚、図３乃至６は、図２のように車両用表示装置１を組み付ける前の各構成１０，２０，３０，４０を示す図である。

（上部ユニット１０）
上部ユニット１０は、図２，３に示すように、見返し部材１１と、透過パネル１２と、を備える。

見返し部材１１は、黒色のＰＰ（ポリプロピレン）樹脂などの不透過性の合成樹脂からなり、図１乃至３に示すように筒状に形成され、内側にシボが設けられた立壁１１ａで文字板２２の外周を覆い、表示面２１ａや警告表示部２２１ｃを露出し、それ以外の所要領域を隠蔽する。また、見返し部材１１は、収納体４０とで文字板２２とケース体３４とを挟持し、収納体４０の収容体突起４４ｂに見返し係止片１１ｂが係止されることで固定される。立壁１１ａのシボ面は、表示面２１ａや警告表示部２２１ｃからの照明の映り込みを防止している。

透過パネル１２は、透明のＰＭＭＡ（アクリル）樹脂などの透過性の合成樹脂からなり、図２，３に示すように、見返し部材１１の見返し突起１１ｃに透過パネル係止片１２ａが係止されることで固定されて前面を覆うものである。

（表示ユニット２０）
表示ユニット２０は、図２，４に示すように、表示器２１と、文字板２２と、透光層２３と、を備える。

表示器２１は、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）からなり、所定の計測量（例えば、車両速度）を報知するための画像を表示面２１ａに表示する。第１の実施形態では、表示器２１として汎用のモジュール化された液晶ディスレイが採用されており、表示器２１は、裏側に向かって突出し、ネジ切孔（図示せず）を要する４個の金属製のボス体２１ｂ（図２，４）を有している。尚、表示器２１は、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）などであってもよい。

また、表示器２１には、裏面に金属性の板状のシールド部材２１１と、回路基板２１２が設けられる。シールド部材２１１は、後述する導電経路にて接地することによって、静電気又はノイズが、周辺の電子部品に悪影響を及ぼさないようにグランドへ導くことができ、表示器２１の裏面を覆うように設けられる。尚、表示器２１は、液晶ディスプレイの駆動回路やバックライトを有しており、これら電子部品が発する熱をシールド部材２１１によって、伝熱又は放熱する作用も期待できる。回路基板２１２は、ＴＦＴの駆動信号を送信するための配線パターンが形成されている。

文字板２２は、表示器２１の表側に位置し、透明板２２０と、遮光部２２１と、を有する。

透明板２２０は、例えば、透明のＰＣ（ポリカーボネート）樹脂等の透過光性樹脂からなり約０．５ｍｍの厚さの薄板平面状に形成されている。遮光部２２１は、透明板２２０の裏面に形成された遮光性印刷層からなる。透明板２２０の裏面には、遮光部２２１が形成されていない部分があり、その部分により、表示器２１の表示面２１ａを透視可能とする窓部２２１ａが形成されている。

また、遮光部２２１の一部には、いわゆる抜き文字状に所定の警告情報を報知するためのアイコン、記号などからなる警告表示部２２１ｃが形成されている。つまり、警告表示部２２１ｃは一部が透光性を有している。図１に示すように、窓部２２１ａは矩形状に形成され、警告表示部２２１ｃは窓部２２１ａの両隣りに位置している。

また、文字板２２の遮光部２２１の裏面側には、黒色の両面接着テープ２２ａが取り付けられている。この両面接着テープ２２ａは、ケース体３４の表側端部と当接する。この構成により、表示器２１に振動が生じても、文字板２２がケース体３４から浮き上がることを防止し、文字板２２に生じる歪みを低減する。

透光層２３は、透明光学粘着（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）シートから構成されており、文字板２２の裏面と、表示器２１の表示面２１ａとの間に隙間なく重ね合わされて、接着されている。

（回路基板ユニット３０）
回路基板ユニット３０は、図２，５に示すように、第１回路基板３１（回路基板）と、第２回路基板３２と、これらの回路基板を保持するケース体３４と、コイルバネ３５（弾性部材）と、を備える。第１，第２回路基板３１，３２は、各々、プリント配線が形成された基板に各種電子部品が実装されたプリント回路板からなる。

第１回路基板３１は、表示器２１の裏側に位置し、表示器２１と電気的に接続されている。具体的には、第１回路基板３１の基板裏面にはコネクタ（図示せず）が実装されており、このコネクタと、表示器２１の裏面側に設けられた可撓性基板（図示せず）によって、第１回路基板３１と表示器２１とは電気的に接続されている。可撓性基板は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）などを適用でき、この場合、第１回路基板３１と回路基板２１２とにコネクタ接続されている。

また、図２に示すように、第１回路基板３１の表側には警告表示部２２１ｃを照明する光源３１ｂが実装されている。光源３１ｂは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からなり、車両用表示装置１の表裏方向において警告表示部２２１ｃと対向する位置に設けられ、表側に向けて光を出射する。

また、第１回路基板３１には、車両用表示装置１の動作を制御する制御手段３１ａ（マイクロコンピュータなどの駆動制御回路）が実装されている（例えば、基板の裏側に実装されている）。この制御手段３１ａは、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）（図示せず）と電気的に接続されており、ＥＣＵから取得した車両に関する各種情報に基づいて、表示器２１に車両速度などを示す画像を表示させる。また、例えば、光源３１ｂも制御手段３１ａの制御のもとで発光動作を行う。

第２回路基板３２は、第１回路基板３１の裏側に位置し、第１回路基板３１と電気的に接続されている。具体的には、第１回路基板３１の裏側に実装されたコネクタ（図示せず）と、第２回路基板３２の表側に実装されたコネクタ（図示せず）とが接続されていることで両者は電気的に接続されている。

また、第２回路基板３２には、各種電子部品の他、収容体４０の裏側へ露出し、車両用表示装置１と外部とを接続するための外部接続用コネクタ（図示せず）が実装されている。この外部接続用コネクタは、第２回路基板３２の裏側に実装されており、収容体４０の底部４１（図２，６）に設けられた開口部（図示せず）から車両用表示装置１の外部に露出している。この外部接続用コネクタにより、車両用表示装置１はＥＣＵなどの外部装置と接続可能になっている。

ケース体３４は、白色のＰＰなどの樹脂から不透明に形成され、第１，第２回路基板３１，３２を保持する。具体的には、第１回路基板３１は、図２，５に示すように、ネジＳ１などの固定手段によりケース体３４に裏側から固定されている。第２回路基板３２は、ケース体３４に形成され、裏側に向かって突出するボス体３４１に、ネジＳ２などの固定手段によりケース体３４に固定されている。ボス体３４１は、第１回路基板３１の基板に形成された開口部３１０を通過して、第１回路基板３１の表側から裏側へと到っている。このようなボス体３４１に固定された第２回路基板３２は、第１回路基板３１の裏側に位置する。このようにして、第１，第２回路基板３１，３２は、ケース体３４に固定されている（保持されている）。

また、ケース体３４は、表示器２１を収納する凹部３４３と、光源３１ｂが発した光を文字板２２へと導くライトガイド３４４と、を有して形成されている。凹部３４３は、図２に示すように、凹状に形成されており、表示器２１を裏側から覆い、表示面２１ａ以外の部分を概ね囲むように表示器２１を収納する。表示面２１ａの法線方向において、表示器２１と凹部３４３の間には隙間部Ｇが形成されており、表示器２１と凹部３４３とは当接しない。したがって、表示器２１は、文字板２２に透光層２３を介して、宙吊り状に支持されることになる。

ライトガイド３４４は、図２に示すように、凹部３４３に隣接して形成される筒状部であり、光源３１ｂが発した光を文字板２２側へ反射して導く。例えば、ライトガイド３４４は、光源３１ｂと、その表側に位置する警告表示部２２１ｃとを結ぶ線を囲むように形成されている。光源３１ｂが発した光は、このように形成されたライトガイド３４４の内面で効率的に反射されつつ文字板２２へと到達し、警告表示部２２１ｃを照明し発光させる。

また、ケース体３４は、側壁部３４５と、フランジ部３４６と、を有する。側壁部３４５は、ケース体３４の外周側に向かう面を有する壁部である。側壁部３４５には、動作時の表示器２１などから発生する熱を逃がすための放熱孔（図示せず）が複数、形成されている。

フランジ部３４６は、側壁部３４５の表側の端部からケース体３４の外周側に向かって突出するように形成されている部分であり、収容体４０に形成された後述する段部４４ａに嵌められる。これにより、ケース体３４は、収容体４０に表側から載置されるように配置される。

コイルバネ３５は、ステンレス等の金属製の圧縮コイルバネからなり、図２，５，７に示すにように、コイルバネ３５は表示器２１と第１回路基板３１との間に介在して設けられる。また、コイルバネ３５は、凹部３４３に形成された位置決め壁３４３ａによって、第１回路基板３１の面方向の大凡の位置を保持できる。

また、コイルバネ３５は、圧縮変形することで、表示器２１と第１回路基板３１とに対して当接状態を維持できるので、シールド部材２１１と第１回路基板３１のグランド電極との導電状態を保つことができる。尚、表示器２１は上記のように宙吊り状に設けられることや、文字板２２を突き上げて浮き上がらせない程度の小さなテンションにて当接状態とすることが望ましく、通常、設計が困難であるが、圧縮コイルバネは荷重−たわみ特性が線形関係のため設計し易い。尚、ステンレスに限らず、より電気特性に優れる銅合金等の金属も適用できる。また、コイルバネ３５だけでなく、中空の合成ゴムなどを代替して適用することもできる。

位置決め壁３４３ａは、コイルバネ３５の外径寸法より僅かに大きい内径を形成している。仮に、表示器２１と第１回路基板３１とが、外圧や熱変形によって、異なる動きを生じてしまった場合であっても、コイルバネ３５と位置決め壁３４３ａとの隙間によって、コイルバネ３５が伸縮変形し易いので、表示器２１などに余計な押し圧負荷を加えることなく、導電状態を保持できる。

収容体４０は、図２，６に示すように、例えば黒色のＡＢＳ（アクリロニトリル ブタジエン スチレン）などの樹脂から遮光性を有して形成されている。また、収容体４０は、前述した底部４１と、底部４１の端部から表側に向かって立つ壁部４２と、を有し、表側に向かって開口する箱状に形成されている。つまり、収容体４０は、壁部４２の表側端部に囲まれる開口部４３を有する。このように形成された収容体４０の内部に回路基板ユニット３０は配置される。

また、壁部４２の表側端部には、開口部４３の外周側に突出する突出部４４が設けられている。突出部４４の開口部４３側には、開口部４３を囲む段部４４ａが形成されている。段部４４ａの外面に設けられた収容体突起４４ｂが、見返し係止片１１ｂに嵌まることで、ケース体３４は収容体４０に配置される。このようにして、回路基板ユニット３０は収容体４０の内部に位置する。

斯かる車両用表示装置１は、車両情報を表示する表示器２１と、シールド部材２１１とを有する表示ユニット２０と、この表示ユニット２０を制御する制御手段３１ａを実装し表示パネル２０に駆動信号を出力する第１回路基板３１と、を備え、シールド部材２１１と第１回路基板３１のグランド電極との間にコイルバネ３５を挟持することで、シールド部材２１１を接地する。

従って、シールド部材２１１の接地構造を得るために、位置決め壁３４３ａ内に載せるだけで良いため、組付け性が良好である。また、弾性を有するコイルバネ３５によって、車両が振動しても、接地状態を保持できるため、ノイズによる悪影響を防止できる。また、この場合、第１回路基板３１のグランド電極（グランド接続された銅箔パターン）と、接地したシールド部材２１１との間に、制御手段３１ａが設けられるため、ノイズ影響を低減した状態で表示器２１を駆動できる。また、表示器２１が発する熱はシールド部材２１１からコイルバネ３５へ伝わり第１回路基板３１側へ伝熱され放熱されることで、局所的な温度上昇による電子部品の破損を抑止できる。

また、コイルバネ３５を第１回路基板３１上の所定位置に保持されるように位置決め壁３４３ａが設けられ、この位置決め壁３４３ａとシールド部材２１１とは、第１回路基板３１の面方向において隙間部Ｈを有することによって、位置決め壁３４３ａにより表示器２１などに余計な押し圧負荷を加えることなく、導電状態を保持できる。

また、図７に示すように、例えば位置決め壁３４３ａの内壁端面が破線のエッジ形状部３４３ｃであった場合は、組立時や車両の振動等によりコイルバネ３５が斜めになると、エッジ形状部３４３ｃにコイルバネ３５が引っ掛かり、位置決め壁３４３ａとシールド部材２１１の間にコイルバネ３５の一部が挟まれる。これにより、コイルバネ３５が第１回路基板３１から離れて導電状態を保持できなくなったり、表示器２１を適切なテンションで保持できなくなったりする虞があった。更に、コイルバネ３５がゴム製であった場合は、エッジ形状部３４３ｃによりゴムが摩耗するといった虞もあった。

そこで、位置決め壁３４３ａの内壁端面に斜面形状の面取部３４３ｂを有することによって、コイルバネ３５の引っ掛かりを防止することができ、常に正規状態を維持できる。尚、面取部３４３ｂは曲面形状であってもよい。

従来、文字板２２と表示器２１を接着固定しない仕様においては、表示器２１はボス体２１ｂを第１回路基板３１に接地し、第１回路基板３１の裏側からネジ（図示せず）で固定し、表示器２１の固定及びグラウンドをしていた。本実施形態の表示器２１は、このような仕様における表示器２１を流用しているためボス体２１ｂを有する。しかしながら、車両の振動などにより表示器２１が裏面側へ動こうとした場合に、金属製のボス体２１ｂが第１回路基板３１に接触すると異音を生じる虞がある。

そこで、ボス体２１ｂと第１回路基板３１との間に隙間部Ｈよりも僅かに大きい隙間部Ｉを設けた。これにより、ボス体２１ｂが第１回路基板３１に接触する前に、表示器２１が位置決め壁３４３ａに接触するので異音を防止することができる。尚、位置決め壁３４３ａは樹脂製であるため、表示器２１との異音は無視できる程度に小さくすることができる。

また、位置決め壁３４３ａは、第１回路基板３１側と当接しているため、表示器２１が車両の振動等により裏面側へ動こうとしても、位置決め壁３４３ａがストッパーとなり、文字板２２と表示器２１の接着面に過剰なはがし力が生じることを防止することができる。

本発明の第２の実施形態は、図８に示すように、ボス体２１ｂは、コイルバネ３５の内側に位置される。これにより、ボス体２１ｂがコイルバネ３５の案内棒の役目をすることができ、車両の振動等によりコイルバネ３５が斜めに傾き難くなる。更に、第１回路基板３１のコイルバネ３５の接地面が不要となるので、ボス体２１ｂの下の第１回路基板３１のスペースを有効活用することができ、実装面積も増加することができる。

また、位置決め壁３４３ａの第１回路基板３１に当接している内壁端面に斜面形状の面取部３４３ｄを有することによって、車両の振動等により位置決め壁３４３ａの底面と第１回路基板３１との間に隙間が生じた場合でもコイルバネ３５の引っ掛かりを防止することができる。

尚、本発明の車両用表示装置１を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

本発明は、車両用表示装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用計器に適用できる。

２０ 表示ユニット
２１ 表示パネル
２１ａ 表示面
２１１ シールド部材
２１ｂ ボス体
２２ 表示板（文字板）
２２１ａ 透光部（窓部）
３１ 回路基板（第１回路基板）
３１ａ 制御手段
３４ ケース体
３４３ａ 位置決め壁
３４３ｂ 面取部
３５ コイルバネ（弾性部材）
Ｈ 隙間部
Ｉ 隙間部（隙間）

Claims (7)

1. 車両情報を表示面に表示する表示パネルと金属製のシールド部材とを有する表示ユニットと、
   前記表示ユニットの前記表示面側に接着され前記表示面を視認可能とする透光部を有する表示板と、
   前記表示ユニットを制御する制御手段を実装し前記表示パネルに駆動信号を出力する回路基板と、
   前記回路基板上に配設され前記表示板を支持するケース体と、
   を備え、
   前記シールド部材と前記回路基板のグランド電極との間に挟持される導電性の弾性部材を有することを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記弾性部材は、金属製であることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記弾性部材を前記回路基板上の所定位置に保持し、前記回路基板の面方向において前記シールド部材又は前記回路基板との間に隙間部を有する位置決め壁を有することを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の車両用表示装置。
4. 前記位置決め壁は、内壁端面に前記弾性部材の引っ掛かりを防止する面取部を有することを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
5. 前記位置決め壁は、前記回路基板の面方向において前記隙間部の反対側が前記シールド部材又は前記回路基板と当接していることを特徴とする請求項３、４のいずれかに記載の車両用表示装置。
6. 前記表示ユニットは、前記回路基板の方へ突出したボス体を有し、前記隙間部は、前記ボス体と前記回路基板との隙間よりも小さいことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の車両用表示装置。
7. 前記ボス体は、前記弾性部材の内側に位置することを特徴とする請求項６に記載の車両用表示装置。

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