JP2016037173A

JP2016037173A - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP2016037173A
Application number: JP2014161660A
Authority: JP
Inventors: 洋志森山; Hiroshi Moriyama
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-03-22
Also published as: WO2016021571A1

Abstract

【課題】耐振動性が高いノイズ対策構造を設ける車両用表示装置を提供する。【解決手段】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の回路基板３１と、を備える車両用表示装置であって、シールド部材２１１と第１の回路基板３１のグランド電極との間に緩衝部材３５を挟持することで、シールド部材２１１を接地する。【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。

従来、液晶表示装置にあっては、車両情報を表示制御するためのコンピューターユニットを用いており、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、表示パネルやコンピューターユニットを覆うものが知られており、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１−１２２７３９号公報

しかしながら、液晶表示パネルを用いて車両情報を表示する表示装置においては、液晶表示パネルに金属製の固定枠やシールド部材が必要となり、限られた表示装置内のスペースに実装する上で組付け性など改善の余地があった。また、シールド部材等を接地する構造についても耐振動など考慮する必要があった。

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、耐振動性が高いノイズ対策構造を設ける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は、車両情報を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、
この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、を備える車両用表示装置であって、
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導電部材を挟持することで、
前記シールド部材を接地することを特徴とする。

また、前記導電部材を前記回路基板上の所定位置に保持されるように位置決め壁が設けられ、この位置決め壁と前記導電部材とは、前記回路基板の面方向において隙間を有することを特徴とする。

また、前記導電部材は、弾性体と、この弾性体の外周に巻きつけた導電フィルムと、
この導電フィルムにおける前記グランド電極及び前記シールド部材との対向面に取り付けられた導電性接着部材と、を設けることを特徴とする。

本発明は、耐振動性が高いノイズ対策構造を設ける車両用表示装置を提供する。

本発明の一実施形態に係る表示装置の概略平面図。図１に示す表示装置のＡ−Ａ線断面図。図２に示す表示装置の分解図であり、枠体を示す図。図２に示す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。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る表示装置（車両用表示装置）１は、図１に示す外形をなし、車両（例えば、自動二輪）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。なお、以下では、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、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）。

表示装置１は、図２に示すように、枠体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。なお、図３乃至図６は、図２のように表示装置１を組み付ける前の各構成１０，２０，３０，４０を示す図である。

枠体１０は、金属からなり、図２に示すように、表示ユニット２０を収容体４０に固定する。この場合、枠体１０は、表示ユニット２０や回路基板ユニット３０を収納した状態の収納体４０に対して、図３に示す形状から図２に示す形状へ枠体１０をかしめて変形させることによって固定する。

（表示ユニット２０）
表示ユニット２０は、図２、図４に示すように、表示器２１と、カバープレート２２と、透光層２３と、弾性部材２４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。この実施形態では、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するボス体２１ｂ（図２、図４）を有している。なお、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、またはノイズが、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。なお、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、伝熱また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。

カバープレート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、無機ガラス、樹脂からなり平板状に透明（有色透明も含む）に形成されている。遮光部２２１は、例えば、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と、後述するサーミスタ３３ａと表裏方向において対向する温度測定用窓部２２１ｂと、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。そして、図１において左側に位置する警告表示部２２１ｃと並んで、温度測定用窓部２２１ｂが位置している。

カバープレート２２の遮光部２２１の裏面側には、接着などにより緩衝部材２２ａが取り付けられている。この緩衝部材２２ａは、例えば、スポンジ状部材、樹脂ゴムなどからなり、ケース体３４の表側端部と当接する。この緩衝部材２２ａと後に説明する弾性部材２４とにより、カバープレート２２は、ケース体３４と極力、当接しないようになっている。この構成により、表示装置１の内部構造に振動が加わることを低減し、且つ、表示ユニット２０が収容体４０に枠体１０で固定される際に生じる歪みを低減する。

透光層２３は、カバープレート２２の裏面と、表示器２１の表示面２１ａとの間に充填されており、硬化後の光硬化型接着剤（例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤）から構成されている。カバープレート２２と表示器２１とは、光硬化型接着剤を挟んで重ね合わせた後に光を照射して接着剤を硬化させる手法（いわゆるオプティカルボンディング）により接着されている。

弾性部材２４は、図２、図４に示すように、カバープレート２２の側周部を覆うように設けられている。断面形状に着目すると、弾性部材２４は略コの字状をなし、カバープレート２２の端部（図２、図４における左右端部）を挟むように設けられている。弾性部材２４は、カバープレート２２と枠体１０との間、及び、カバープレート２２と収容体４０との間に介在し、表示装置１の外部から水（雨水など）が侵入することを防止する防水パッキンとして機能する。

（回路基板ユニット３０）
回路基板ユニット３０は、図２、図５に示すように、第１の回路基板３１と、第２の回路基板３２と、第３の回路基板３３と、これらの回路基板を保持するケース体３４と、緩衝部材（導電部材）３５と、を備える。第１〜第３の回路基板３１〜３３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の回路基板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の回路基板３１の基板裏面にはコネクタ（図示しない）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（図示しない）によって、第１の回路基板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））、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などを適用でき、この場合、第１の回路基板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の回路基板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、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の回路基板３１には、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の回路基板３２は、第１の回路基板３１の裏側に位置し、第１の回路基板３１と電気的に接続されている。具体的には、第１の回路基板３１の裏側に実装されたコネクタ（図示せず）と、第２の回路基板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。

第２の回路基板３２には、各種電子部品の他、収容体４０の裏側へ露出し、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の回路基板３２の裏側に実装されており、収容体４０の底部４１（図２、図６）に設けられた開口部（図示せず）から表示装置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、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。

第３の回路基板３３は、図２、図５に示すように、第１の回路基板３１の表側に位置し、且つ、表示器２１よりも表示装置１の端部側（図２における左端部側）に位置する。第３の回路基板３３は、第１の回路基板３１とケーブルなどの接続手段により電気的に接続されている。

第３の回路基板３３には、各種電子部品の他、サーミスタ３３ａが表側に実装されている。サーミスタ３３ａは、表示装置１の表裏方向において温度計測用窓部２２１ｂと対向する位置に設けられ、表示装置１の周辺温度の変化に応じて変化する抵抗値（信号）を出力する。温度計測用窓部２２１ｂは、カバープレート２２のうち遮光部２２１が無い部分により形成されているため透光性を有する。このため、温度計測用窓部２２１ｂを透過した外光により生じる温度変化がサーミスタ３３ａに伝わるようになっている。例えば、サーミスタ３３ａから出力された抵抗値に基づいて、制御手段３１ａが表示装置１の周囲温度を表示器２１に表示させたり、周囲温度が所定の閾値よりも高くなったと判別した場合には表示器２１の表示輝度を下げて、表示器２１などが温度上昇により破損することを防止したりする。

ケース体３４は、ポリプロピレン（Polypropylene）などの樹脂から不透明に形成され
（例えば白色）、第１〜第３の回路基板３１〜３３を保持する。
具体的には、第１の回路基板３１は、図２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の回路基板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部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。ボス部３４１は、第１の回路基板３１の基板に形成された開口部３１０を通過して、第１の回路基板３１の表側から裏側へと到っている。このようなボス部３４１に固定された第２の回路基板３２は、第１の回路基板３１の裏側に位置する。第３の回路基板３３は、温度測定用窓部２２１ｂの裏側に設けられた、凹状の配設空間３４２内に位置し、表側からネジＳ３などの固定手段によりケース体３４に固定されている。このようにして、第１〜第３の回路基板３１〜３３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、図２、図５に示すように、表示器２１を収納する凹部３４３と、光源３１ｂが発した光をカバープレート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（図２参照）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、カバープレート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が発した光をカバープレート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カバープレート２２へと到達し、警告表示部２２１ｃを照明する。

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（図示しない）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。

緩衝部材３５は、図７に示すにように、表示器２１と第１の回路基板３１との間に介在して設けられ、弾性体３５１と、導電フィルム３５２と、導電性粘着材（導電性接着部材）３５３とからなる。緩衝部材３５は、凹部３４３に形成された位置決め壁３４３ａによって、第１の回路基板３１の面方向の大凡の位置を保持できる。

弾性体３５１は、ポリウレタンフォームからなる発泡体を適用でき、圧縮変形することで、表示器２１と第１の回路基板３１とに対して当接状態を維持できる。しかしながら、表示器２１は上記のように宙吊り状に設けられることや、液晶表示に影響を与えないように、例えば、１ニュートン以下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、発泡体だけでなく、他のスポンジ状部材や、中空の合成ゴムなどを代替して適用することもできる。

導電フィルム３５２は、銅やニッケルなどを含有したポリイミドフィルムを適用でき、弾性体３５１の外周に巻きつけて設けられ、少なくとも表示器２１のシールド部材２１１面の対向箇所から、第１の回路基板３１のグランド電極の対向箇所までの導電経路を形成する。

導電性粘着材３５３は、表示器２１のシールド部材２１１面と、第１の回路基板３１のグランド電極との各対向箇所に貼り付けられ、例えば、導電性アクリル系の両面粘着材を適用できる。この導電性粘着材３５３は、仮に弾性体３５１の経年変化などで収縮してしまった場合であっても、導電フィルム３５２とともに、シールド部材２１１と第１の回路基板３１のグランド電極との導電状態を保つことができる。なお、導電性粘着材３５３は、導電性で硬化型の接着剤を代替することもできる。

なお、位置決め壁３４３ａは、緩衝部材３５の外径寸法より大きい空間を形成している。仮に、表示器２１と、第１の回路基板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、緩衝部材３５と位置決め壁３４３ａとの隙間によって、緩衝部材３５が変形しやすくでき、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、例えばＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）などの
樹脂から遮光性を有して形成されている（例えば黒色）。
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に前述したケース体３４のフランジ部３４６が嵌まることで、ケース体３４は収容体４０に配置される。つまり、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の回路基板３１と、を備え、シールド部材２１１と第１の回路基板３１のグランド電極との間に緩衝部材３５を挟持することで、シールド部材２１１を接地する。

従って、液晶表示パネルのシールド部材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、弾性を有する緩衝部材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の回路基板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が発する熱についてシールド部材２１１、緩衝部材３５や第１の回路基板３１側へ伝熱することで、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、緩衝部材３５を第１の回路基板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と緩衝部材３５とは、第１の回路基板３１の面方向において隙間を有することによって、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、緩衝部材３５は、弾性体３５１と、この弾性体３５１の外周に巻きつけた導電フィルム３５２と、この導電フィルム３５２における第１の回路基板３１のグランド電極及びシールド部材２１１との対向面に取り付けられた導電性粘着材３５３と、を設けることによって、弾性体３５１による押し圧力が足りない場合であっても、シールド部材２１１と第１の回路基板３１のグランド電極との導電状態を保つことができる。

なお、本発明の車両用表示装置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。

１ …表示装置
１０ …枠体
２０ …表示ユニット
２１ …表示器
２１ａ…表示面
２１ｂ…ボス体
２１１ …シールド部材
２１２ …回路基板
２２ …カバープレート
２２ａ…緩衝部材
２２０ …透明板
２２１ …遮光部
２２１ａ…窓部
２２１ｂ…温度測定用窓部
２２１ｃ…警告表示部
２３ …透光層
２４ …弾性部材
３０ …回路基板ユニット
３１ …第１の回路基板（回路基板）
３１ａ…制御手段
３１ｂ…光源
３１０ …開口部
３２ …第２の回路基板
３３ …第３の回路基板
３３ａ…サーミスタ
３４ …ケース体
３４１ …ボス部
３４２ …配設空間
３４３ …凹部
３４３ａ…位置決め壁
３４４ …ライトガイド
３４５ …側壁部
３４６ …フランジ部
３５ …緩衝部材（導電部材）
３５１ …弾性体
３５２ …導電フィルム
３５３ …導電性粘着材（導電性接着材）
４０ …収容体
４１ …底部
４２ …壁部
４３ …開口部
４４ …突出部
４４ａ…段部

Claims

車両情報を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、
この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、を備える車両用表示装置であって、
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導電部材を挟持することで、
前記シールド部材を接地することを特徴とする車両用表示装置。
前記導電部材を前記回路基板上の所定位置に保持されるように位置決め壁が設けられ、この位置決め壁と前記導電部材とは、前記回路基板の面方向において隙間を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
前記導電部材は、弾性体と、この弾性体の外周に巻きつけた導電フィルムと、
この導電フィルムにおける前記グランド電極及び前記シールド部材との対向面に取り付けられた導電性接着部材と、を設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。