JP2017227603A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示部の搭載時に回路基板の素子を保護することができ、さらに表示部の強度を向上することができる車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置は、防御板210が回路基板と接触して固定されている複数の接触部216、回路基板と離間している離間部217、および画像表示パネル10の各取付部と接触して固定されている複数の支持部218を有する。そして回路基板と離間部217との間には、電子部品201が搭載されている。このように防御板210は、複数の取付部が固定されているので、画像表示パネル10の強度を向上することができる。これによって車両の走行の際に発生する振動によって、画像表示パネル10が損傷することを抑制することができる。【選択図】図4

Description

本発明は、車両に搭載されて、画像を表示する車両用表示装置に関する。
従来、車両用表示装置は、車速およびエンジン回転数を示す指針とともに、ディスプレイユニットが搭載されている。ディスプレイユニットには、各種の車両情報が表示される。ディスプレイユニットは、平板状であり、裏面からフレキシブルプリント基板(FPC)が引き出されている。そしてディスプレイユニットの裏側に配置された回路基板のFPCコネクタに接続され、回路基板と電気的に接続されている(たとえば特許文献1参照)。
特開2015−75327号公報
ディスプレイユニットの大形化が進み、車両の振動などによってディスプレイユニットの画面にゆがみが発生するおそれが高くなっている。
また従来、ディスプレイユニットを回路基板に固定するときは、接続部分、たとえばビス用ボスをディスプレイユニットの側部に設けて、回路基板と接続部分とが目視できるように配置している。しかしディスプレイユニットが大形化すると回路基板との接続部分をディスプレイユニットの裏側に配置して、接続部分の設置スペースを省スペース化することが望ましい。しかしながら、ディスプレイユニットの裏側に接続部分を設けると、回路基板に搭載する際に、接続部分が目視できないので、回路基板の素子と接続部分が接触するおそれがある。
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、表示部の搭載時に回路基板の素子を保護することができ、さらに表示部の強度を向上することができる車両用表示装置を提供することを目的とする。
本発明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。
本発明は、表示部(10)は、表面とは反対側の裏面(10a)から突出する複数の取付部(221)を有し、防御板(210)は、回路基板(60)と接触して固定されている複数の接触部(216,216a)、回路基板と離間している離間部(217)、および表示部の各取付部と接触して固定されている複数の支持部(218)を有し、回路基板と離間部との間には、電子部品(64,201)が搭載されている車両用表示装置である。
このような本発明に従えば、回路基板と表示部との間には、防御板が設けられている。そして防御板は、回路基板に固定されている。また防御板の支持部は、表示部の取付部と接触して固定されている。このように防御板は、複数の取付部が固定されているので、表示部の強度を向上することができる。
さらに回路基板と離間部との間には、電子部品が搭載されている。したがって電子部品を回路基板と表示部との間に配置されているが、防御板によって表示部側からの外力から保護することができる。したがって表示部を防御板に搭載するときに、表示部の取付部が回路基板の電子部品に接触することを防ぐことができる。これによって表示部の搭載時に表示部が電子部品に接触して、損傷することを抑制することができる。
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。
車両用表示装置の正面図。 図1のII−II切断面線で切断した断面図。 回路基板の正面図。 車両用表示装置の断面図。 防御板の正面図。 画像表示パネルの背面図。 組付け前の車両用表示装置の断面図。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図7を用いて説明する。第1実施形態の車両用表示装置100は、車両に搭載され、視認者が着座する座席と対向するインストルメントパネルに設置されている。車両用表示装置100は、図1に示すように、指針30が指示対象指標22aを指示することによりアナログ表示と、画像表示パネル10によりデジタル表示とを組み合わせたコンビネーションメータを構成しており、視認側へ向けて表示を行う。
画像表示パネル10は、車両用表示装置100の表面の三分の1を占めるように大型であり、たとえばトラックなどの大型乗用車に好適である。これにより、車両用表示装置100に対して視認側に位置する視認者は、表示される情報を知覚することができる。表示される情報としては、例えば車両の速度、エンジン回転数、燃料残量、エンジン冷却水の水温、電動モータの電流値、その他車両の異常等の車両の状態が挙げられる。その他、表示される情報としては、例えば警報、道路情報、視界補助情報、電子メール等の各種情報が挙げられる。
このような車両用表示装置100は、画像表示パネル10、表示板20、指針30、加飾部材40、およびケース本体部50等を備えている。画像表示パネル10は、表示部であって、表面を有する平板状に構成される。画像表示パネル10は、視認側へ向けて画像を表示するパネル状の表示素子であり、装置の略中央に配置されている。本実施形態では、画像表示パネル10は、たとえば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、TFT)を用いた液晶パネルであって、2次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルが用いられる。
表示板20は、一般的に文字板とも呼ばれており、中央に画像表示パネル10を配置するための開口が形成されている。ここで表示板20は、例えばポリカーボネイト樹脂またはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材の視認側の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的に又は全体的に施されて、平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよい。表示板20の薄く形成されているため、表示板20は弾性変形可能となっている。
表示板20は、図2にも示すように、表示面22、および表示面22の裏側に設けられた裏面24を有している。表示面22は、表示板20において視認側を向く表面であり、上述の印刷により、指標22a,22bが形成されている。指標22a,22bとしては、指針30の指示の対象となる指示対象指標22a、および指針30とは無関係に独立して表示を行う独立指標22bが設けられている。
指示対象指標22aは、円周状に形成された目盛および文字からなり、透光性を有している。指示対象指標22aは、指針30の指示により、例えば車両の速度、エンジン回転数等を表示することができる。独立指標22bは、表示板20に複数設けられ、例えば方向指示器の作動状況を示すマーク、ヘッドランプの向きを示すマーク、その他警告等を示すマーク等となっており、透光性を有している。なお、図1において独立指標22bの図示が一部省略されている。こうして表示面22は、視認側への表示を行う。
表示板20は、指示対象指標22aに囲まれた貫通穴部26を有している。貫通穴部26には、表示面22と裏面24との間を貫通する貫通穴26aが設けられている。貫通穴26aには、指針30の回転軸36が挿通されている。また貫通穴部26には、貫通穴26aの縁から貫通穴26aの中心に向かって突出する引っかけ爪26bが設けられている。貫通穴26aは、引っかけ爪26bの突出方向の寸法が突出方向と垂直な方向よりも僅かに長い略円形状を呈している。
また本実施形態において表示板20は、表示面22と裏面24との間を貫通する一対のピン穴28を有している。一対のピン穴28は、表示板20の外周部であって貫通穴部26を挟んだ両側に、1つずつ設けられている。
指針30は、表示板20に対応して複数設けられている。特に本実施形態では、表示板20に1つずつ設けられている。各指針30は、ボス部32およびボス部32から延びる針状部34を有しており、表示板20よりも視認側に配置されている。各指針30は、ボス部32と連結されている回転軸36の周りに回動可能となっており、針状部34により指示対象指標22aを指示する。
加飾部材40は、たとえば合成樹脂により、円環状に形成されている。加飾部材40は、表示板20よりも視認側に、指示対象指標22aを外周側から囲んで配置されている。詳細は図示しないが、加飾部材40は、たとえば、ケース本体部50の外周部から視認側に突出したカバー部材90と、ケース本体部50との間に挟まれること等により、ケース本体部50に対して保持されている。
ケース本体部50は、指針30および加飾部材40とは、表示板20を挟んだ反対側に配置されている。ケース本体部50は、ケース52並びにケース52に収容された回路基板60、ステッピングモータ62、および照明素子64等を有している。ケース52は、たとえばポリプロピレン樹脂またはABS樹脂等の遮光性の合成樹脂により形成されている。
回路基板60は、たとえばガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂により平板状に形成され、たとえばケース52と締結されている。回路基板60は、制御回路などの電子部品201を搭載すると共に、画像表示パネル10、ステッピングモータ62および照明素子64等を保持している。ステッピングモータ62は、制御回路により制御されることで、回転軸36を介して指針30を回動させる。
照明素子64は、電子部品であって、たとえば発光ダイオード素子であり、回路基板60上に複数配置されている。各照明素子64は、制御回路を通じて電源と接続されることで視認側の表示板20へ向けて照明光を発する。より詳細に、各照明素子64は、各指標22a,22bに個別に対応して配置されており、制御回路により各照明素子64の点灯および消灯が個別に制御される。
ここで各指標22a,22bは、上述の透光性により、対応する照明素子64からの照明光を透過することで、表示を行う透過部を構成している。したがって、対応する照明素子64が点灯していれば、指標22a,22bは表示状態となる一方、対応する照明素子64が消灯していれば、指標22a,22bは視認側からの視認が比較的困難である非表示状態となる。
以下では、一対の表示板20のうち視認側からみて左方に位置する表示板20に対応する箇所について説明する。他方の表示板20に対応する箇所についても同様であるため、説明を省略する。
前述の個別の点灯および消灯を実現するために、ケース52は、各指標22a,22bに個別に対応して、複数の照明筒部53を有している。各照明筒部53のうち独立指標22bに対応する照明筒部53は、たとえば表示板20の板厚方向に沿って、延伸する矩形筒状に形成されている。各照明筒部53のうち指示対象指標22aに対応する照明筒部53は、たとえば表示板20の板厚方向に沿って延伸する円環状の外筒部および円環状の内筒部に挟まれることにより、ドーナツ筒状に形成されている。
回路基板60上の各照明筒部53の内壁よりも内側に対応する範囲には、前述の照明素子64が配置されている。照明筒部53の基板側端部には導光穴53aが開けられており、照明筒部53は、照明素子64からの照明光を視認側へ導光する。照明筒部53の視認側端部53bは、滑らかな平面状に形成されている対向面55aとして対向面部55の一部を構成している。このような視認側端部53bに囲まれた範囲に、指標22a,22bは配置されているのである。
ケース本体部50のケース52における対向面部55は、表示板20の裏面24と対向している。対向面部55は、互いに同じ高さまで視認側に突出した複数の対向面55aにより構成されている。対向面55aは、滑らかな平面状に延設されており、対向面55aが形成されない一部分が照明筒部53の内周穴として回路基板60側に凹むような形態となっている。
また、ケース52は、表示板20のうち指示対象指標22aが形成された箇所よりも外周側において、表示板20の各ピン穴28に合わせた箇所に、対向面55aから表示板20の板厚方向に沿って視認側に突出する突出ピン56を一対有している。各突出ピン56の断面積は、各ピン穴28の断面積よりも小さく形成されており、各突出ピン56が各ピン穴28に挿入された状態となっている。
図1および図2に示すように、各突出ピン56および各ピン穴28は、視認側からカバー部材90に覆われることで、隠されている。なお、カバー部材90よりも視認側にたとえばアクリルガラス等の透光部材が配置されているが、図1および2では図示を省略している。
また、回路基板60およびケース52は、指針30の回転軸36を挿通する挿通部57を有している。ケース52の挿通部57は、一部が表示板20よりも視認側に突出し、貫通穴26aよりも一回り小さい円筒状に形成されている。ケース52の挿通部57において引っかけ爪26bと対向する箇所には、挿通部57の外周側表面から内周側に向かって貫通して開けられた引っかけ穴58aが設けられている。引っかけ爪26bは、引っかけ穴58aの内部に受け入れられた状態となっていることで、ケース52は、貫通穴部26を引っかける引っかけ部58を有している。具体的に引っかけ部58では、引っかけ穴58aの内周壁が視認側から引っかけ爪26bを覆うことで、引っかけ爪26bの視認側への移動が規制されている。
表示板20とケース本体部50のケース52とは、接着されている。表示板20の裏面24と、ケース本体部50の対向面部55との間に、接着されている接着部72および接着されていない接着規制帯80を備えている。接着部72は、裏面24と対向面部55との間に部分的に配置され、表示板20とケース本体部50とを接着している。接着部72は、接着力を有する接着剤により構成されている。
次に、画像表示パネル10の配置に関して説明する。画像表示パネル10は、図1および図3に示すように、車両用表示装置100の中央に配置されており、車両用表示装置100の表面の三分の1を占めるほどの大きさを有する。また画像表示パネル10は、上下方向において車両用表示装置100の上端から下端まで延びて配置されている。
図3では、画像表示パネル10が積層される前の回路基板60を簡略化して示しており、回路基板60には照明素子64が実装されている。図3に仮想線で示す2つの仮想円は、指針30が回転する領域に対応している。また図3に仮想線で示す長方形は、車両用表示装置100が配置される領域である。回路基板60には、画像表示パネル10を制御するための電子部品201、たとえば表示制御ICなどが実装されている。
図4に示すように、回路基板60には防御板210を介して、画像表示パネル10が配置される。換言すると、回路基板60と画像表示パネル10との間には、防御板210が配置されている。防御板210は、板状であって、図4に示すように画像表示パネル10および回路基板60にねじ部材211によって固定されている。回路基板60には、防御板210および画像表示パネル10を固定するために、複数の貫通孔212が形成されている。
防御板210は、画像表示パネル10の裏面10aおよび外周を覆うサイズである。防御板210は、導電性を有する金属、たとえばアルミニウムからなる。防御板210は、たとえば金属板をプレス成形することによって、所望の形状に変形して製造される。防御板210は、図7に示すように、複数の貫通孔212が形成されている。
防御板210は、中央に開口213が形成されている。また図4に示すように、画像表示パネル10と電子部品201とは、接続部214によって電気的に接続される。接続部214は、たとえばFPCによって実現される。接続部214は、開口213を挿通している。換言すると、接続部214を挿通するために、回路基板60に開口213が形成されている。
また防御板210は、本体部215、接触部216、離間部217、支持部218および壁部219を有する。接触部216は、防御板210のうち回路基板60に接触している部分である。接触部216は、板状の本体部215に複数設けられている。複数の接触部216のうち四隅に設けられている接触部216を脚部216aと称する。脚部216aは、図7に示すように、本体部215を回路基板60から離間させるように回路基板60側に突出するとともに、側方に突出するように設けられる。脚部216aには貫通孔212が形成されており、回路基板60の対応する位置にも貫通孔212が形成されている。脚部216aの貫通孔212および回路基板60の脚部216a用の貫通孔212を挿通するようにねじ部材211が設けられて、回路基板60に防御板210がねじ部材211によって固定される。また脚部216aと回路基板60とが接触する部分には、接地電極220が設けられている。したがって脚部216aは、接地電極220に接触した状態でねじ部材211で固定される。
また画像表示パネル10には、図6および図7に示すように、裏面10aから突出する複数の取付部221をする。図6に示すように、複数の取付部221の内、図6の右側の2つの取付部221には、凹部222または凸部223がそれぞれ形成されている。また残り2つの取付部221である図6の左側の2つの取付部221には、凹部222が形成されている。凸部223は、図6および図7に示すように、凹部222と一体となるように形成されている。これによって凸部223の強度を向上している。
複数の接触部216のうち脚部216a以外の接触部216は、図7に示すように、本体部215の中央に回路基板60側に凹となるように形成されている。複数の接触部216のうち脚部216aを除く接触部216は、図4に示すように、取付部221と接触して固定される部分となるので支持部218として機能する。支持部218には貫通孔212が形成されており、回路基板60の対応する位置にも貫通孔212が形成されている。
図6および図7に示すように、取付部221と支持部218とは、対向するように配置される。そして取付部221の凹部222は、ねじ部材211の先端が挿入される部分であり、凸部223は防御板210および回路基板60の貫通孔212に挿通して、位置決めするための位置決めピンとして機能する。
したがって組み付ける際には、まず、支持部218の貫通孔212および回路基板60の支持部218用の貫通孔212を挿通するように凸部223が配置される。これによって回路基板60、防御板210および画像表示パネル10が位置決めされる。そして支持部218の貫通孔212および回路基板60の支持部218用の貫通孔212を挿通するようにねじ部材211が設けられて、ねじ部材211の先端が凹部222内に配置されて、回路基板60に画像表示パネル10がねじ部材211によって固定される。
このように固定された状態では、防御板210は、回路基板60と離間している離間部217を有している。そして回路基板60と離間部217との間には、電子部品201が搭載されている。このような電子部品201を搭載するスペースを確保するために、脚部216aおよび支持部218の形状および寸法が決定される。
また防御板210は、図5および図7に示すように、周縁部209から画像表示パネル10側に突出する壁部219を有する。そして壁部219は、画像表示パネル10の側面10bと接触している。したがって組み付ける際に、壁部219によって画像表示パネル10が案内されて、画像表示パネル10が位置決めがされる。壁部219は、図4に示すように、組み付けた状態で画像表示パネル10の表面よりも突出しないように寸法が設定される。
以上説明したように本実施形態の車両用表示装置100は、防御板210が回路基板60と接触して固定されている複数の接触部216、回路基板60と離間している離間部217、および画像表示パネル10の各取付部221と接触して固定されている複数の支持部218を有する。そして回路基板60と離間部217との間には、電子部品201が搭載されている。このように防御板210は、複数の取付部221が固定されているので、画像表示パネル10の強度を向上することができる。これによって車両の走行の際に発生する振動によって、画像表示パネル10が損傷することを抑制することができる。また本実施形態のように画像表示パネル10が大型の場合には、防御板210による補強が特に好適である。これによって画像表示パネル10による表示ムラの発生、および画像表示パネル10の変形による異音発生を抑制することができる。
さらに回路基板60と離間部217との間には、電子部品201が搭載されている。したがって電子部品201を回路基板60と画像表示パネル10との間に配置されているが、防御板210によって画像表示パネル10側からの外力から保護することができる。したがって画像表示パネル10を防御板210に搭載するときに、画像表示パネル10の取付部221が回路基板60の電子部品201に接触することを防ぐことができる。これによって画像表示パネル10の搭載時に画像表示パネル10が電子部品201に接触して、損傷することを抑制することができる。
また本実施形態では、画像表示パネル10と電子部品201とを電気的に接続する接続部214をさらに含む。そして防御板210は、接続部214が挿通している開口213が形成されている。これによって画像表示パネル10の裏面10aに配置されている電子部品201と、回路基板60の対向する位置に配置されている電子部品201とを、開口213を挿通する接続部214によって接続することができる。したがって防御板210が画像表示パネル10と回路基板60との接続の妨げにならない。これによって画像表示パネル10と回路基板60との間に、接続部214を収容し、小型化に寄与することができる。
さらに本実施形態では、防御板210は、導電性を有する金属からなる。そして回路基板60は、接地電極220を有し、脚部216aが回路基板60の接地電極220に配置されている。これによって防御板210を接地電極220と電気的に接続することができる。
また防御板210は、導電性を有するので、ノイズをシールドするノイズシールド板として機能する。これによって回路基板60および画像表示パネル10との間で、互いにノイズが影響を与えることを抑制することができる。
また本実施形態では、ねじ部材211は、回路基板60の貫通孔212、防御板210の貫通孔212を挿通しており、ねじ部材211の先端が凹部222内に配置されている。このようなねじ部材211によって、回路基板60、防御板210および画像表示パネル10を固定することができる。また凸部223は、防御板210の貫通孔212を挿通して画像表示パネル10と防御板210とを位置決めしている。これによって凸部223によって位置決め後に、ねじ部材211によって固定することができる。したがって位置合わせの作業を効率化することができる。
さらに本実施形態では、防御板210は、周縁部209から表示部側に突出する壁部219を有する。そして壁部219は、画像表示パネル10の側面10bと接触している。これによって防御板210と画像表示パネル10とを組み付けるときに、壁部219によって画像表示パネル10を案内することができる。これによって画像表示パネル10と防御板210との位置合わせの作業を効率化することができる。
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
前述の第1実施形態では、防御板210は、導電性を有する金属から形成されているが、このような材料に限るものではない。防御板210は、たとえば樹脂から形成してもよい。
前述の第1実施形態では、表示部として機能する画像表示パネル10は、指針30とともに配置されているが、このような構成に限るものではない。たとえば車両用表示装置100の全域が画像表示パネル10によって構成してもよい。
前述の第1実施形態では、防御板210には、接続部214が挿通する開口213が形成されているが、このような構成に限るものではない。防御板210を複数に分割して、回路基板60に部分的に防御板210を配置し、分割した防御板210の間の部分に接続部214を挿通させてもよい。また防御板210に開口213を形成せずに、画像表示パネル10の端部から接続部214を引き出して、防御板210の側部から回り込ませて、回路基板60の電子部品201と画像表示パネル10とを接続してもよい。
前述の第1実施形態では、回路基板60に接触している部分が支持部218として機能しているが、このような構成に限るものではない。接触部216と支持部218とを別体に構成してもよい。またねじ部材211は、回路基板60を挿通せずに、支持部218と取付部221とをねじ部材211によって固定してもよい。
10…画像表示パネル(表示部) 10a…裏面 10b…側面
60…回路基板 64…照明素子(電子部品) 100…車両用表示装置
201…電子部品 209…周縁部 210…防御板 211…ねじ部材
212…貫通孔 213…開口 214…接続部 215…本体部
216…接触部 216a…脚部 217…離間部 218…支持部
219…壁部 220…接地電極 221…取付部 222…凹部 223…凸部

Claims (5)

  1. 車両に搭載され、画像を表示する車両用表示装置(100)であって、
    画像を表示する表面を有する平板状の表示部(10)と、
    電子部品(64,201)が搭載されている回路基板(60)と、
    前記表示部と前記回路基板との間に設けられ、前記回路基板に固定されている板状の防御板(210)と、を含み、
    前記表示部は、前記表面とは反対側の裏面(10a)から突出する複数の取付部(221)を有し、
    前記防御板は、前記回路基板と接触して固定されている複数の接触部(216,216a)、前記回路基板と離間している離間部(217)、および前記表示部の前記各取付部と接触して固定されている複数の支持部(218)を有し、
    前記回路基板と前記離間部との間には、前記電子部品が搭載されている車両用表示装置。
  2. 前記表示部と前記電子部品とを電気的に接続する接続部(214)をさらに含み、
    前記防御板は、前記接続部が挿通している開口(213)が形成されている請求項1に記載の車両用表示装置。
  3. 前記防御板は、導電性を有する金属からなり、
    前記回路基板は、接地電極(220)を有し、
    少なくとも1つの前記接触部(216a)は、前記回路基板の前記接地電極に配置されている請求項1または2に記載の車両用表示装置。
  4. 前記回路基板、前記防御板および前記表示部を固定するねじ部材(211)をさらに含み、
    前記回路基板および前記防御板には、複数の貫通孔(212)が形成されており、
    前記各取付部には、凹部(222)または凸部(223)がそれぞれ形成されており、
    前記凸部は、前記防御板の前記貫通孔を挿通して前記表示部と前記防御板とを位置決めしており、
    前記ねじ部材は、前記回路基板の前記貫通孔、前記防御板の前記貫通孔を挿通しており、前記ねじ部材の先端が前記凹部内に配置されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用表示装置。
  5. 前記防御板は、周縁部(209)から前記表示部側に突出する壁部(219)を有し、
    前記壁部は、前記表示部の側面(10b)と接触している請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両用表示装置。
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