JP5016963B2 - 移動車輌用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動車輌の内部に用いられる移動車輌用表示装置に関する。

移動車輌などに設置する表示装置は、近年のＩＴ化による情報通信技術の飛躍的進歩により、情報提供システムとして拡大している。拡大により情報サービスも高度化し、より見易く、より速く、より多くの情報を表示させる必要がある。しかしながら、移動車輌用表示装置が設置される場所は、公共性の高い列車や船舶、航空機など環境仕様が非常に過酷であり、移動車輌特有の長期的・短期的振動がランダムに加わる環境であったり、乗客などによる人為的衝撃を受け易い環境であったするばかりか、車輌内の壁面内の極狭スペースに設置しなけれならず、装置外形・厚みの制約が厳しく、且つ装置内の発熱が増加傾向にあるにもかかわらず、熱の逃げ場がない状態にある。

このような移動車輌における過酷な設置環境仕様に対し、従来は、装置フレームの材料選定や、複数の部材を用いて耐振補強や冷却効率を試作機などによりカット＆トライで繰る返し検証し対策していた。

このような移動車輌用表示装置の内部に備えられる表示器モジュールの構成としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特開２００５−１２１８９７号公報

ところで、最近、表示装置に用いられる液晶モニター（表示部）のサイズの大型化（１５”→１７”ワイド）が望まれている。この場合、表示装置本体の外形寸法は、設置場所等の制約により、現状と同じ寸法とし、一方では、表示部のみを大型化する必要がある。

この場合問題となるのは、表示部を表示装置本体に内部に取り付ける実装構造の小型化と薄型化であり、また、表示装置本体の外殻と表示部の間の隙間が少なくなることにより、表示部の熱の放熱である。

本発明の目的は、表示部の取り付け実装構造を小型化，薄型化できる移動車輌用表示装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、移動車輌内に設置する移動車輌用表示装置であって、一枚板を折り曲げ加工され、四角形状に成形されるとともに、少なくとも下面側に切り欠き部が形成された前フレームと、一枚板を折り曲げ加工され、その中央部に、前記前フレームの前記切り欠き部に嵌めあう凸部を有する裏面カバーとを備え、前記前フレームの前記切り欠き部に、前記裏面カバーの前記凸部を嵌めあわせた後ねじ固定されるとともに、前記前フレームと前記裏面カバーとの間に形成される空間内に表示器モジュールが収納されるようにしたものである。
かかる構成により、表示部の取り付け実装構造を小型化，薄型化できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記裏面カバーは、前記凸部の側面に形成された孔を備え、前記孔に、前記表示器モジュールと接続されるコネクタが配置されるものである。
かかる構成により、装置裏面カバーより外部ケーブルがはみ出ることはなく、外部ケーブル余長を吸収しやすいものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記表示器モジュールは表示部を備え、前記表示部はバックライトを備え、前記前フレームは、前記表示部の前記バックライトの位置に形成されたバックライト引き抜き孔を備え、前記裏面カバーは、前記表示器モジュールの制御基板の位置に対応して設けられた保守孔を備え、さらに、前記バックライト引き抜き孔及び前記保守孔を同時に覆うＬ型形状の保守カバーを備えるようにしたものである。
かかる構成により、定期的なバックライトの交換や、画像や入出力データーをバックアップするためのメモリやＳＤカードなどの保守交換作業を容易に実現できる。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記表示器モジュールは、表示器本体と、この表示器本体の上下面を挟み込み固定して密着状態に取り付けられた一括実装プレートを備え、前記表示器モジュールを、前記前フレームの内側に固定することで、前記前フレームと前記一括実装プレートとの間に、前記表示器本体を挟み込み保持するようにしたものである。
かかる構成により、表示器の中で高発熱する上下を横方向に内臓されているバックライトをプレートで上下より密着させ排熱伝導効率を高くしている。

（５）上記（４）において、好ましくは、前記表示器モジュールは、その表面に貼り付けられた熱伝導シートを備え、前記一括実装プレートは、前記熱伝導シートを介して、前記表示器モジュールに接触して取り付けられるものである。
かかる構成により、安価な熱伝導シートの貼り付けにより、伝熱効率をあげることができ、また、バックライトの発熱体などは冷却効果がバックライト全体として均一に働かないと寿命い影響されやすいため、バックライト付近の熱伝導シートにより、寿命低下を防止できる。

（６）上記（４）において、好ましくは、前記裏面カバーの前記凸部は、前記表示器モジュールの前記一括実装プレートに接触して取り付けられるものである。
かかる構成により、プレートからの排熱を更に外気に効率よく逃がして、効率よく放熱できるものとなる。

（７）上記（６）において、好ましくは、前記裏面カバーの前記凸部と、前記表示器モジュールの前記一括実装プレートとの間に設けられた第２の熱伝導シートを備えるようにしたものである。
かかる構成により、プレートからの排熱を更に外気に効率よく逃がして、効率よく放熱できるものとなる。

（８）上記（４）において、好ましくは、前記表示器モジュールは、前記一括実装プレートに取り付けられた取っ手を備えるものである。
かかる構成により、外ラインで組んだモジュールをより安全に、スムーズにマテハンすることができ、また、修理時にも容易に取り外して、極狭スペース設置場所での作業ではなく、別場所での修理をすることが可能となり、より安全、スムーズな作業を実現できる。

（９）上記（１）において、好ましくは、前記前フレームに対して、前記表示器モジュールと、前記裏面カバーは、同一方向に組立可能である。
かかる構成により、表示装置の製作上における高効率組み立てを実現でき、製作工数の低減が可能となる。

本発明によれば、表示部の取り付け実装構造を小型化，薄型化できる。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の構成について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による移動車輌用表示装置の外観構成について説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の外観構成を示す斜視図である。なお、図１は正面側斜視図であり、図２は背面側斜視図である。

図１に示す前フレーム１は、一枚板を、四角形状になるように、４つ面を折り曲げ加工して形成される。前フレームの正面板１Ａには、孔部７が形成されている。孔部７は、枠抜き加工により形成される。移動車輌用表示装置の実装完了状態では、図１に示すように、孔部７から表示部の表示画面８が露出するようになっている。

前フレーム１の上側板１Ｂは、正面板１Ａと同一平面の状態から、図１に示すように、垂直に背面側に折り曲げられる。また、図１では、図示されていないが、上側板１Ｂと平行な状態で、下側に位置する下側板も、正面板１Ａと同一平面の状態から、垂直に背面側に折り曲げられる。上側板１Ｂには、凹部（切り欠き部）１ＢＡが、枠抜き加工により予め形成されている。また、下側板にも、上側板１Ｂと同様に、凹形状部（切り欠き部）が、枠抜き加工により予め形成されている。

上側板１Ｂ及び下側板の折り曲げ加工後、前フレーム１の右側面板１Ｄは、正面板１Ａと同一平面の状態から、図１に示すように、垂直に背面側に折り曲げられる。このとき、右側面板１Ｄは、上側板１Ｂと下側板の端面と接触する位置まで折り曲げられる。さらに、右側面板１Ｄの一部であって、上側板１Ｂ及び下側板から突出している本体取り付け板１Ｅは、再度、正面板１Ａと平行になるまで、垂直に折り曲げられる。なお、前フレーム１の左側面板についても、右側面板１Ｄと同様に折り曲げ加工される。図１では、左側面板の側の、本体取り付け板１Ｇの一部が図示されている。

後述するように、前フレーム１の内部であって、表示画面８の上辺側と下辺側には、液晶表示部の表示用の照明光源であるバックライトが収納される。そこで、右側面板１Ｄの上側と下側には、バックライト引き抜き孔１１が、予め枠抜き加工により形成されている。なお、図１に示す状態では、バックライト引き抜き孔１１Ａ，１１Ｂは、後述のＬ型保守カバー（図２のカバー３）により、覆われている。

本体取り付け板１Ｅには、移動車輌用表示装置を移動車両に取り付けるための装置取り付け孔４Ａ，４Ｂが、予め枠抜き加工により形成されている。

次に、図２に示すように、前フレーム１の背面には、裏面カバー２が６箇所の固定ネジ６により取り付けられる。裏面カバー６は、一枚板を折り曲げ加工して形成される。裏面カバー６は、一枚板の中央部が凸形状となる凸部５が形成されるように、折り曲げ加工される。凸部５は、前フレーム１の上側板１Ｂの凹部（切り欠き部）１ＢＡに嵌め込まれ、裏面カバー２と前フレーム１とが密閉に近い状態になる。凸部５の垂直曲げ面５Ａには、孔が枠抜き加工により形成されている。この孔からは、装置の受電となる受電コネクター９、外部通信用コネクター１０が突出しており、外部ケーブルが接続できる。さらに、裏面カバー２の左右２カ所に、装置内の保守品を保守するための孔（図３の孔１４）が設けられている。図２に示す状態では、この保守用の孔は、Ｌ型保守カバー３Ａ，３Ｂによって覆われている。Ｌ型保守カバー３Ａ，３Ｂは、第１の面と第２の面の断面形状がＬ型であり、例えば、第１の面は、裏面カバー２の保守用の孔を覆い、また、第２の面は、前述の前フレーム１のバックライト引き抜き孔１１Ａ，１１Ｂを覆うものであり、１つのＬ型保守カバー３Ａによって、同時に２カ所の孔を覆う構造となっている。Ｌ型保守カバー３Ａ，３Ｂは、ネジにより、裏面カバー２に固定される。また、裏面カバー６の左右両端部の上下には、前フレーム１の装置取り付け孔４Ａ，４Ｂに対応した位置に、孔が枠抜き加工により形成されている。

以上説明したように、本実施形態では、裏面カバー２は、中央に凸部５を有するように折り曲げ加工されているため、材料の断面係数が増加し、強度が向上する。また、前フレーム１及び裏面カバー２は、前フレーム１の凹部に、裏面カバー２の凸部５を嵌め込む構造であるため、材料の断面係数が増加し、強度が向上するので、耐振性と耐衝撃性が向上する。さらに、前フレーム１及び裏面カバー２は、それぞれ一枚板を折り曲げ加工して形成されるので、製造コストを低減できる。

なお、裏面カバー２の凸部５は、上端から下端まで貫通するように形成されているが、例えば、下側半分にだけ形成するようにしてもよいものである。この場合でも、裏面カバー２の強度を向上させることができる。しかも、この凸部には、コネクタが配置されるが、凸部が下半分だけとすることで、コネクタの上部には、裏面カバーが存在するため、車両にて発生した水滴等が、コネクタに接触するのを防止できる。

次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による移動車輌用表示装置の組立工程について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の組立工程を説明するための分解斜視図である。図４は、図３の要部拡大図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。

図３に示すように、本実施形態の移動車輌用表示装置は、前フレーム１と、透明強化カバー８と、内部実装モジュール１５と、裏面カバー２と、保守カバー３Ａ，３Ｂとから構成される。

前フレーム１の外形寸法は、例えば、縦３００ｍｍ×横４５０ｍｍ（本体取り付け板１Ｅの寸法を含む）×奥行き５０ｍｍである。それに対して、内部実装モジュール１５は、従来の１５インチの液晶モニターから１７インチのワイドモニターにすることで、縦２５０ｍｍ×横３２０ｍｍから、縦２５８ｍｍ×横４００ｍｍと大型化し、前フレーム１と内部実装モジュール１５との間の隙間寸法がかなり狭くなっている。

装置の内部実装は、最初に、前フレーム１に、内部実装モジュール１５に内蔵された表示器本体を保護するための透明強化カバー８を矢印１６の方向に挿入し、取り付ける。次に、内部実装モジュール１５を、同じ矢印の方向に挿入し、取り付ける。次に、裏面カバー２を、同じ矢印の方向から前フレーム１にはめ込み、裏面カバー取り付けネジ６で固定する。最後に、保守カバー３Ａ，３Ｂを、同じ矢印の方向から保守カバー差込部１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ差し込み、ネジで固定する。

以上のように、本実施形態の内部実装品の組み立て方向は、全て、矢印１６の方向であり、同方向であるため、容易に組み立てられる。内部実装モジュール１５は、一括実装プレート（図４の一括実装プレート１９）に全て実装されモジュールと完成しているため、装置を組み込む作業とは別に外段取りとして別作業者がパラに組み立てすることができる。

なお、図４に示すように、バックライト１８Ａ，１８Ｂの給電ケーブル４０は、一括実装プレート１９の端部に形成された切り欠き部２８Ａ，２８Ｂを経由して、インバータ基板２１に接続されている。

次に、図５を用いて、本実施形態による移動車輌用表示装置の部品である内部実装モジュール１５の組立工程について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の部品である内部実装モジュールの組立工程を説明するための分解斜視図である。なお、図１〜図４と同一符号は、同一部分を示している。

内部実装モジュール１５は、表示装置本体１７と、一括実装プレート１９と、取っ手２０Ａ，２０Ｂと、インバータ基板２１と、制御基板２３と、インバータカバー２２とから構成される。

内部実装モジュール１５の実装は、表示装置本体１７の上下面に一括実装プレート１９を挟み込み、密着状態に取り付ける。次に、一括実装プレート１９の上に、表示器のバックライト１８へ給電するインバータ基板２１と、表示装置を制御する制御基板２３を、固定する。一括実装プレート１９には、予め、基板取り付けスタット２５が取り付けられており、インバータ基板２１と制御基板２３とは、このスタット２５にネジ固定される。更に、インバータ基板２１には、高圧のための保護とインバータ基板２１に実装された発熱素子を冷却するために用いられる、インバータカバー２２を取り付ける。最後に、モジュール１５の取り付け性、及び保守員の分解性を考慮し、一括プレート１９の両サイド端に取っ手２０を取り付ける。

図３にて述べたように、内部実装モジュールの組み立て方向も、矢印２６の方向であり、全て同方向であるため、容易に組み立てすることができる。

表示器本体１７には、その上側と下側に、それぞれ、発熱体であるバックライト１８Ａ，１８Ｂが横向きに実装されている。バックライトの保守交換時には、矢印１２の方向に、引き抜くことができる。図３にて説明したように、前フレーム１の両サイド面には、バックライト引き抜き孔１１Ａ，１１Ｂが設けられており、装置を組み立て後、あるいは装置設置後も裏面カバー２を外すことなく、バックライトの保守交換可能となる。

バックライト１８Ａ，１８Ｂの給電ケーブルは、図示は省略したが、一括実装プレート１９の端部に形成された切り欠き部２８Ａ，２８Ｂを経由して、インバータ基板２１に接続されている。したがって、バックライトの保守交換時は、図３に示した保守カバー３Ａを外し、裏面カバー２に設けられた両側の保守エリア部１４Ａからインバータ基板２１の上下にあるコネクタを外すことにより、バックライトとインバターが切り離れ、バックライト１８Ａ，１８Ｂが、引き抜き可能となる。

また、もう片方の保守カバー３Ｂを外すと、裏面カバー２の保守エリア部１４Ｂには、制御基板２３に実装された制御基板保守品２９にアクセスすることが可能となる。保守品２９は、例えば、画像バックアップデータを記憶するメモリやＳＤカードである。

表示器本体１７には、上部に表示器制御基板３０が実装されている。なお、図示は省略したが、表示器制御基板３０と、制御基板２３を接続する表示器インターフェースケーブルは、一括実装プレート１９の端部に形成された孔２６を介して、接続される。

次に、図６及び図７を用いて、本実施形態による移動車輌用表示装置における冷却構造について説明する。
図６は、図２のＡ−Ａ断面図である。図７は、図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１〜図４と同一符号は、同一部分を示している。

表示装置本体において、主たる発熱部品は、バックライト１８Ａ，１８Ｂと、インバータ基板２１と、表示装置制御基板２３と、表示器制御基板３０とである。

最初に、図６を用いて、バックライト１８Ａ，１８Ｂと、表示器制御基板３０の冷却構造について説明する。

表示器本体１７及び表示器制御基板３０と、一括実装プレート１９との間には、熱伝導シート３１が設けられており、表示器本体１７と一括実装プレート１９、及び表示器制御基板３０と一括実装プレート１９とは、熱的に接触しており、密着力と排熱能力が向上されている。また、一括実装プレート１９と、裏面カバー２との間には、熱伝導シート３２が設けられており、一括実装プレート１９と裏面カバー２とは、熱的に接触しており、密着力と排熱能力が向上されている。

表示器本体１７の発熱体である上下バックライト１８Ａ，１８Ｂの発熱は、表示パネル保護カバー８を通過し、矢印３３方向に直接排熱される。また、上下バックライト１８Ａ，１８Ｂの発熱は、熱伝導シート３１を介して、一括実装プレート１９に伝熱される。表示器制御基板３０の発熱は、熱伝導シート３１を介して、また、表示器本体１７と一括実装プレート１９の間の空間から、矢印３５方向に、一括実装プレート１９に伝熱される。一括実装プレート１９に伝わって熱は、前フレーム１に伝わり、装置正面から放熱されたり、熱伝導シート３２を介して、裏面カバー２に伝わり、装置背面から、矢印３４方向に放熱される。

バックラライト１８Ａ，１８Ｂは、均一に排熱しなければバックライト寿命の短命化を招くことになる。それに対して、本実施形態のように、バックライト１８Ａ，１８Ｂを全て覆う一括実装プレート１９や熱伝導シート３１を用いることで、均一排熱が可能となる。例えば、バックラライト１８Ａ，１８Ｂの近傍の位置の表示器本体１７の表面温度が４０度のとき、バックラライト１８Ａとバックラライト１８Ｂの中央部（表示画面の中央部）付近の位置における表示器本体１７の表面温度は３０度程度であり、１０度の温度ばらつきがある。しかも、や熱伝導シート３１，３２を用いないで放熱したとき、表示器本体１７の平均温度は３７度程度である。それに対して、表示器本体１７の裏面に熱伝導シート３１を貼り付けると、温度ばらつきは２度まで低減できる。その上で、熱伝導シート３１，３２により裏面カバー２から放熱することで、表示器本体１７の平均温度を３５度程度まで低減できる。すなわち、温度ばらつきも少なくでき、さらに、補熱性も向上する。

次に、図７を用いて、インバータ基板２１と表示装置制御基板２３との冷却構造について説明する。

インバータ基板２１と表示装置制御基板２３との発熱は、裏面カバー２との間の空間を経て、裏面カバー２から矢印３４方向に装置背面から、放熱される。また、インバータ基板２１と表示装置制御基板２３との発熱は、一括実装プレート１９に伝わり、熱伝導シート３２を介して、裏面カバー２に伝わり、装置背面から、矢印３４方向に放熱される。

本実施形態によれば、列車などの移動車両内に設置する過酷な環境仕様に対し、耐久性や信頼性の高い表示装置を実現すると共に、相反する製品の原価低減を同時に実現できる。

本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置の組立工程を説明するための分解斜視図である。 図３の要部拡大図である。 本発明の一実施形態による移動車輌用表示装置に用いる内部実装モジュールの組立工程を説明するための分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１…前フレーム
２…裏カバー
３…保守カバー
４…取付け孔
５…裏カバー凹凸曲げ部
６…裏カバー取付けネジ
７…表示パネル枠抜き部
８…表示パネル保護カバー
９…受電用コネクター
１０…外部通信用コネクター
１１…表示器バックライト引抜き孔
１３…保守カバー差込部
１４…保守エリア部
１５…表示器モジュール
１７…表示器本体
１８…バックライト部
１９…内部実装一括プレー
２０…モジュール取っ手
２１…インバータ基板
２２…インバータカバー
２３…制御基板
２４…表示器本体取付け部
２５…基板取付け部
２７…孔
２８…切り欠き部
２９…制御基板保守品
３０…表示器制御基板
３１，３２…熱伝導シート

Claims (9)

1. 移動車輌内に設置する移動車輌用表示装置であって、
   一枚板を折り曲げ加工され、四角形状に成形されるとともに、少なくとも下面側に切り欠き部が形成された前フレームと、
   一枚板を折り曲げ加工され、その中央部に、前記前フレームの前記切り欠き部に嵌めあう凸部を有する裏面カバーとを備え、
   前記前フレームの前記切り欠き部に、前記裏面カバーの前記凸部を嵌めあわせた後ねじ固定されるとともに、前記前フレームと前記裏面カバーとの間に形成される空間内に表示器モジュールが収納されることを特徴とする移動車輌用表示装置。
2. 請求項１記載の移動車輌用表示装置において、
   前記裏面カバーは、前記凸部の側面に形成された孔を備え、
   前記孔に、前記表示器モジュールと接続されるコネクタが配置されることを特徴とする移動車輌用表示装置。
3. 請求項１記載の移動車輌用表示装置において、
   前記表示器モジュールは表示部を備え、
   前記表示部はバックライトを備え、
   前記前フレームは、前記表示部の前記バックライトの位置に形成されたバックライト引き抜き孔を備え、
   前記裏面カバーは、前記表示器モジュールの制御基板の位置に対応して設けられた保守孔を備え、
   さらに、前記バックライト引き抜き孔及び前記保守孔を同時に覆うＬ型形状の保守カバーを備えることを特徴とする移動車輌用表示装置。
4. 請求項１記載の移動車輌用表示装置において、
   前記表示器モジュールは、表示器本体と、この表示器本体の上下面を挟み込み固定して密着状態に取り付けられた一括実装プレートを備え、
   前記表示器モジュールを、前記前フレームの内側に固定することで、前記前フレームと前記一括実装プレートとの間に、前記表示器本体を挟み込み保持することを特徴とする移動車輌用表示装置。
5. 請求項４記載の移動車輌用表示装置において、
   前記表示器モジュールは、その表面に貼り付けられた熱伝導シートを備え、
   前記一括実装プレートは、前記熱伝導シートを介して、前記表示器モジュールに接触して取り付けられることを特徴とする移動車輌用表示装置。
6. 請求項４記載の移動車輌用表示装置において、
   前記裏面カバーの前記凸部は、前記表示器モジュールの前記一括実装プレートに接触して取り付けられることを特徴とする移動車輌用表示装置。
7. 請求項６記載の移動車輌用表示装置において、
   前記裏面カバーの前記凸部と、前記表示器モジュールの前記一括実装プレートとの間に設けられた第２の熱伝導シートを備えることを特徴とする移動車輌用表示装置。
8. 請求項４記載の移動車輌用表示装置において、
   前記表示器モジュールは、前記一括実装プレートに取り付けられた取っ手を備えることを特徴とする移動車輌用表示装置。
9. 請求項１記載の移動車輌用表示装置において、
   前記前フレームに対して、前記表示器モジュールと、前記裏面カバーは、同一方向に組立可能であることを特徴とする移動車輌用表示装置。

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