JP6023575B2

JP6023575B2 - 車両用計器装置

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Publication number: JP6023575B2
Application number: JP2012269629A
Authority: JP
Inventors: 員章近藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: JP2014115192A; US9969264B2; WO2014092096A1; US20150266380A1; CN104838239A; DE112013005885T5

Description

本発明は、指針式計器と液晶ディスプレイユニットとが並設される車両用計器装置に関する。

図３は、下記特許文献１に開示された車両用計器装置を示している。
この車両用計器装置１００は、車両のダッシュボードに配置される複合メータ（コンビネーションメータ）で、装置筐体１１０上に、速度計や回転計などの指針式計器（不図示）と、液晶ディスプレイユニット１２０とが並設される構造である。

装置筐体１１０の中央部には、ディスプレイ収容空間１１１が確保されている。ディスプレイ収容空間１１１は、液晶ディスプレイユニット１２０を組み込む空間である。この液晶ディスプレイユニット１２０は、多機能に動作させることができ、例えば、走行距離を示すオドメータや、燃費計や、ギヤポジションインジケータなどとして機能させることができる。

図３に示した装置筐体１１０において、符号１１２は指針式計器である速度計が配置される速度計配置部であり、符号１１３は指針式計器である回転計が配置される回転計配置部である。

即ち、図３に示した車両用計器装置１００は、液晶ディスプレイユニット１２０の両側にそれぞれ指針式計器が配置されるデザインになっている。

従来の車両用計器装置の場合、液晶ディスプレイユニットの動作を制御する電子回路や、指針式計器の動作を制御する電子回路は、いずれも共通の一枚の回路基板上に形成されることが多い。

特開２０１０−１８１４７８号公報

ところで、液晶ディスプレイユニットの動作を制御する電子回路の場合、画像データ処理用のＣＰＵを始めとして集積度の高い回路素子が使用されることが多いため、耐ノイズ性に対する信頼性を確保すると同時に高密度実装を実現する観点から、回路基板としては例えば４層以上の多層基板の使用が要求される。

一方、指針式計器の動作を制御する電子回路の場合は、液晶ディスプレイユニットの動作を制御する電子回路と比較すると、使用する回路素子の集積度が低く、耐ノイズ性や実装性を考慮しても、４層以上の多層基板は必要とならない。

従って、液晶ディスプレイユニットの動作を制御する電子回路と、指針式計器の動作を制御する電子回路とを、共通の一枚の回路基板上に形成する場合には、液晶ディスプレイユニット用の電子回路に対する要求を満足させる観点から、回路基板としては４層以上の多層基板が使用されるが、その回路基板は指針式計器用の電子回路に対しては過剰品質となって、車両用計器装置の高額化を招く要因となる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、指針式計器と液晶ディスプレイユニットとが並設される車両用計器装置において、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板が過剰品質になることを防止して、低コスト化を図ることのできる車両用計器装置を提供すること。

本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。

（１）指針式計器と液晶ディスプレイユニットとが並設される車両用計器装置であって、
前記液晶ディスプレイユニットの動作を制御するＬＣＤ制御用回路基板は、前記指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体で、正面視寸法が前記液晶ディスプレイユニットの正面視寸法と略同一に設定されると共に、前記液晶ディスプレイユニットの裏面に組み付けられ、
前記液晶ディスプレイユニットは、前記ＬＣＤ制御用回路基板と一体化した液晶表示ユニットとして前記指針式計器に並設されることを特徴とする車両用計器装置。
（２）上記（１）に記載の車両用計器装置において、
前記ＬＣＤ制御用回路基板は、前記液晶ディスプレイユニットとは反対側に位置する外表面に、外部回路と接続するための外部接続コネクタが備えられていることを特徴とする車両用計器装置。

（３）上記（２）に記載の車両用計器装置であって、
前記外部接続コネクタには、前記外部回路として、前記液晶表示ユニットの動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルとが接続されることを特徴とする車両用計器装置。

上記（１）の構成によれば、液晶ディスプレイユニットの動作を制御するＬＣＤ制御用回路基板は、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体である。従って、ＬＣＤ制御用回路基板としての回路基板には、耐ノイズ性に対する信頼性を確保すると同時に高密度実装を実現する上で有利な４層以上の多層基板を使用する場合でも、耐ノイズ性や実装性がＬＣＤ制御用回路基板ほど要求されない指針制御用回路基板としての回路基板には、例えば、３層以下の安価な回路基板を使用することができる。
従って、液晶ディスプレイユニットに並設される指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板が過剰品質になることを防止して、低コスト化を図ることができる。

また、上記（１）の構成によれば、液晶ディスプレイユニットは、ＬＣＤ制御用回路基板と一体化した液晶表示ユニットとして指針式計器に並設されるため、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板は、液晶ディスプレイユニットの動作を制御する回路を含まない単純な回路基板として単独で設計することができ、指針制御用回路基板の設計を容易にすることができる。また、液晶ディスプレイユニット１０の共用も図り易い。

上記（２）の構成によれば、外部接続コネクタが装備されているＬＣＤ制御用回路基板の外表面は、液晶ディスプレイユニットとは反対側に位置する面で、外部に露出している面である。従って、外部接続コネクタは外部に露出した状態に装備されており、外部回路への接続が容易にできる。

上記（３）の構成によれば、液晶表示ユニットの動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルとは、いずれも、ＬＣＤ制御用回路基板の外表面の外部接続コネクタに接続されるため、それぞれのケーブルの接続作業を容易にすることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明による車両用計器装置によれば、指針式計器と液晶ディスプレイユニットとが並設される車両用計器装置において、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板が過剰品質になることを防止して、低コスト化を図ることができる。

図１は本発明に係る車両用計器装置の一実施形態における液晶表示ユニットの斜視図である。図２は図１に示した液晶表示ユニットの展開図である。図３は従来の車両用計器装置の斜視図である。

以下、本発明に係る車両用計器装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る車両用計器装置の一実施形態における液晶表示ユニットの斜視図、図２は図１に示した液晶表示ユニットの展開図である。

この一実施形態の車両用計器装置１は、車両のダッシュボードに配置されるコンビネーションメータで、不図示の装置筐体上に、不図示の指針式計器と、液晶ディスプレイユニット１０とが並設される。

不図示の指針式計器としては、例えば、速度計や回転計などがある。

本実施形態の場合、液晶ディスプレイユニット１０の裏面には、ＬＣＤ制御用回路基板２０が着脱可能に取り付けられる。ＬＣＤ制御用回路基板２０は、液晶ディスプレイユニット１０の動作を制御する基板であり、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体に形成されている。また、本実施形態の場合、液晶ディスプレイユニット１０は、ＬＣＤ制御用回路基板２０と一体化した液晶表示ユニット３０として、指針式計器に並設される。

以下、液晶表示ユニット３０の構成部品について、詳述する。
液晶ディスプレイユニット１０は、画像を表示する表示面１１ａを有した液晶ディスプレイパネル１１と、該液晶ディスプレイパネル１１の裏面側及び外周を覆う箱型のＬＣＤケース１５と、このＬＣＤケース１５の裏面を覆う金属製の底板１６と、液晶ディスプレイパネル１１の周囲を覆う金属製のベゼル１８と、を備えている。

液晶ディスプレイパネル１１の裏面には、図示していないが、液晶を照明するバックライトが配置されている。箱型のＬＣＤケース１５は、樹脂製である。このＬＣＤケース１５は、バックライトの外側から液晶ディスプレイパネル１１の裏面を覆う底壁部１５ａ（図２参照）と、液晶ディスプレイパネル１１の外周を覆う側壁部１５ｂ（図１参照）と、を備えている。

底板１６は、図２に示すように、ＬＣＤケース１５の底壁部１５ａを覆っている。

ＬＣＤケース１５の底壁部１５ａには、ＬＣＤ制御用回路基板２０を取り付けるための２つの取付孔１５１と、２つの位置決めピン１５２と、２つの係止爪１５３と、が装備される。これらの取付孔１５１、位置決めピン１５２、係止爪１５３は、いずれも、底板１６に形成された切欠１６１から外方に露出する。

２つの取付孔１５１は、ＬＣＤ制御用回路基板２０をねじ止めするための孔で、雌ねじが形成されている。２つの取付孔１５１は、ＬＣＤケース１５の矩形の底面の一方の対角に装備されている。

２つの位置決めピン１５２は、太径のボス部１５２ａの中心に細径のピン本体１５２ｂを突設した構造で、ＬＣＤケース１５の矩形の底面の他方の対角に装備されている。それぞれの位置決めピン１５２は、ＬＣＤ制御用回路基板２０に貫通形成された位置決め孔２５２にピン本体１５２ｂを挿通することで、ＬＣＤ制御用回路基板２０を位置決めする。

２つの係止爪１５３は、２つの位置決めピン１５２により液晶ディスプレイユニット１０の裏面にＬＣＤ制御用回路基板２０を位置決めした時に、ＬＣＤ制御用回路基板２０の縁に係合して、該ＬＣＤ制御用回路基板２０を仮止めする。

底板１６の中央には、液晶ディスプレイユニット１０とＬＣＤ制御用回路基板２０とを電気的に接続するためのＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)１９が引き出されている。このＦＰＣ１９は、液晶ディスプレイユニット１０から導出していて、先端１９ａは、ＦＰＣコネクタ４２によりＬＣＤ制御用回路基板２０に接続される。

ＦＰＣ１９の底板１６上に敷設される部位１９１は、粘着性の取り付けテープ１７０と押さえ爪１５７とで、底板１６に面接触した状態に固定される。本実施形態の場合、ＦＰＣ１９の底板１６上に敷設される部位１９１には、電子部品１９２が搭載されている。

ＦＰＣ１９の先端１９ａは、底板１６の外側に張り出しており、図２に示すように、液晶ディスプレイユニット１０に隣接する状態に平面状に敷き並べたＬＣＤ制御用回路基板２０上のＦＰＣコネクタ４２に接続される。底板１６の外側に張り出したＦＰＣ１９の部位１９３は、ＬＣＤ制御用回路基板２０を液晶ディスプレイユニット１０の裏面に取り付けた際に、図２の破線Ｌ１の位置でＦＰＣ１９の底板１６上に敷設される部位１９１の上に折り返される。即ち、底板１６の外側に張り出しＦＰＣ１９の部位１９３は、ＦＰＣ１９の底板１６上に敷設される部位１９１の上に折り重なる形態で、液晶ディスプレイユニット１０とＬＣＤ制御用回路基板２０との間に収容される。

ベゼル１８は、金属板のプレス成形品で、図１に示すように、液晶ディスプレイパネル１１の表示面１１ａの周囲を縁取る前縁枠部１８１と、ＬＣＤケース１５の側壁部１５ｂの外側を覆う外周枠部１８２と、を備えている。

ベゼル１８の外周枠部１８２のうち、ＦＰＣ１９の折り返し部１９ｂと対向する位置には、図１に示すように、ＦＰＣ覆い部１８２ａが設けられている。このＦＰＣ覆い部１８２ａは、ＦＰＣ１９の折り返し部１９ｂの外側を覆うように、周囲の外周枠部１８２よりも、液晶ディスプレイユニット１０の厚さ方向（図１の矢印Ｘ１側）に長く形成されている。

ＬＣＤ制御用回路基板２０は、４層以上の多層基板２１に、図２に示すように、液晶ディスプレイユニット１０の動作を制御する各種の電子部品４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅと、ＦＰＣコネクタ４２と、外部接続コネクタ４３と、を搭載したものである。

本実施形態の場合、ＬＣＤ制御用回路基板２０は、その正面視寸法が前記液晶ディスプレイユニット１０の正面視寸法と略同一に設定されている。即ち、図２において、液晶ディスプレイユニット１０の幅寸法Ｗ１とＬＣＤ制御用回路基板２０の幅寸法Ｗ２とは略等しく設定されている。また、図２において、液晶ディスプレイユニット１０の長さ寸法Ｈ１とＬＣＤ制御用回路基板２０の長さ寸法Ｈ２とは、略等しく設定されている。

多層基板２１に搭載される各種の電子部品４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅの内、電子部品４１ａは、ＣＰＵであり、液晶ディスプレイユニット１０とは反対側に位置する多層基板２１の外表面２１ａに搭載されている。電子部品４１ｂは、ＬＣＤドライバであり、液晶ディスプレイユニット１０側に位置する多層基板２１の内表面２１ｂに搭載されている。

多層基板２１に搭載されるＦＰＣコネクタ４２は、液晶ディスプレイユニット１０の裏面に導出されたＦＰＣ１９の先端１９ａを接続するコネクタである。ＦＰＣコネクタ４２は、多層基板２１の内表面２１ｂに搭載されている。

ＬＣＤ制御用回路基板２０は、多層基板２１の内表面２１ｂが液晶ディスプレイユニット１０の裏面と対向するように、液晶ディスプレイユニット１０の裏面に組み付けられる。

液晶ディスプレイユニット１０の裏面において、ＬＣＤ制御用回路基板２０上のＦＰＣコネクタ４２と対向する位置には、規制リブ１５８が突設されている。この規制リブ１５８は、ＬＣＤケース１５の底壁部１５ａに一体形成されている。この規制リブ１５８は、ＦＰＣ１９の先端１９ａのＦＰＣコネクタ４２への接続が不完全の場合には、ＬＣＤ制御用回路基板２０を液晶ディスプレイユニット１０の裏面に組み付けた際にＦＰＣコネクタ４２と干渉して、ＬＣＤ制御用回路基板２０の組み付けを不能にすると共に、接続不良を検知させる。

多層基板２１に搭載される外部接続コネクタ４３は、外部回路と接続するためのコネクタである。この外部接続コネクタ４３は、多層基板２１の外表面２１ａに搭載されている。また、この外部接続コネクタ４３には、外部回路として、液晶表示ユニット３０の動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルと、ＧＮＤケーブルとが接続される。

多層基板２１には、液晶ディスプレイユニット１０の裏面に固定するための手段として、２つの取付孔２５１と、２つの位置決め孔２５２と、２つの係止用切欠２５３とが装備されている。

２つの取付孔２５１は、液晶ディスプレイユニット１０の裏面の取付孔１５１に対応する孔で、取付孔１５１に螺着する雄ねじを挿通可能な孔である。

２つの位置決め孔２５２は、液晶ディスプレイユニット１０の裏面の位置決めピン１５２に対応する孔である。２つの位置決め孔２５２は、位置決めピン１５２のピン本体１５２ｂが挿通することで、位置決めを果たす。

２つの係止用切欠２５３は、液晶ディスプレイユニット１０の裏面の係止爪１５３が係合する部位である。

また、本実施形態の場合、多層基板２１の内表面２１ｂには、アース端子６１が装備されている。このアース端子６１は、金属製で、基端が多層基板２１上の接地用パターン（ＧＮＤパターン）の上に半田付けされている。アース端子６１は、ＬＣＤ制御用回路基板２０を液晶ディスプレイユニット１０に組み付けた際に、金属製のベゼル１８の底板１６に弾性接触するＬＣＤ接地部を有している。

本実施形態のアース端子６１は、ＬＣＤ制御用回路基板２０を液晶ディスプレイユニット１０に組み付けた際に、筐体接触部が底板１６に弾性接触して、底板１６とＧＮＤパターン２３とを導通状態にする。

本実施形態の場合、アース端子６１が半田付けされる多層基板２１上のＧＮＤパターンは、外部接続コネクタ４３を介して外部のＧＮＤケーブルに接続される。ＧＮＤパターンの敷設長をできるだけ短くするために、本実施形態では、ＧＮＤパターンを、外部接続コネクタ４３に近接する位置に設けている。

ＬＣＤ制御用回路基板２０を液晶ディスプレイユニット１０の裏面に組み付ける作業は、次の手順で行う。

まず、図２に示すように、液晶ディスプレイユニット１０の裏面とＬＣＤ制御用回路基板２０とを平面状に敷き並べて、ＦＰＣ１９の先端１９ａをＬＣＤ制御用回路基板２０の内表面２１ｂのＦＰＣコネクタ４２に接続する。

次いで、図２の破線Ｌ１の位置でＦＰＣ１９を折り返して、ＬＣＤ制御用回路基板２０の内表面２１ｂを、液晶ディスプレイユニット１０の裏面に重ねる。その時、液晶ディスプレイユニット１０の位置決めピン１５２と、ＬＣＤ制御用回路基板２０の位置決め孔２５２とを位置合わせすることで、図１に示すように、液晶ディスプレイユニット１０の係止爪１５３が、ＬＣＤ制御用回路基板２０の係止用切欠２５３に係合して、ＬＣＤ制御用回路基板２０が液晶ディスプレイユニット１０の裏面に仮止めした状態になる。

次いで、ＬＣＤ制御用回路基板２０の取付孔２５１に挿通させた雄ねじを液晶ディスプレイユニット１０の取付孔１５１にねじ込むことで、ＬＣＤ制御用回路基板２０が液晶ディスプレイユニット１０の裏面に固定され、液晶表示ユニット３０として組立が完了した状態になる。

以上に説明した液晶表示ユニット３０は、例えば、走行距離を示すオドメータや、燃費計や、ギヤポジションインジケータなどとして機能させることができる。

以上に説明した本実施形態の車両用計器装置１では、液晶ディスプレイユニット１０の動作を制御するＬＣＤ制御用回路基板２０は、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体である。従って、ＬＣＤ制御用回路基板２０としての回路基板には、耐ノイズ性に対する信頼性を確保すると同時に高密度実装を実現する上で有利な４層以上の多層基板を使用する場合でも、耐ノイズ性や実装性がＬＣＤ制御用回路基板２０ほど要求されない指針制御用回路基板としての回路基板には、例えば、３層以下の安価な回路基板を使用することができる。

従って、液晶ディスプレイユニット１０に並設される指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板が過剰品質になることを防止して、低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態の車両用計器装置１では、液晶ディスプレイユニット１０は、ＬＣＤ制御用回路基板２０と一体化した液晶表示ユニット３０として指針式計器に並設されるため、指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板は、液晶ディスプレイユニット１０の動作を制御する回路を含まない単純な回路基板として単独で設計することができ、指針制御用回路基板の設計を容易にすることができる。また、液晶ディスプレイユニット１０の共用も図り易い。

また、ＬＣＤ制御用回路基板２０の正面視寸法を液晶ディスプレイユニット１０の正面視寸法と略同一とすることにより、最小正面視寸法での液晶表示ユニット３０とすることができ、車両用計器装置１への組付性（スペース性）を有利にでき、かつ、その寸法内で最大の電子部品実装面積を確保できる。

また、本実施形態の車両用計器装置１では、外部接続コネクタ４３が装備されているＬＣＤ制御用回路基板２０の外表面（多層基板２１の外表面２１ａ）は、液晶ディスプレイユニット１０とは反対側に位置する面で、外部に露出している面である。従って、外部接続コネクタ４３は外部に露出した状態に装備されており、外部回路への接続が容易にできる。

また、本実施形態の車両用計器装置１では、液晶表示ユニット３０の動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルとは、いずれも、ＬＣＤ制御用回路基板２０の外表面の外部接続コネクタ４３に接続されるため、それぞれのケーブルの接続作業を容易にすることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る車両用計器装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［３］に簡潔に纏めて列記する。

［１］指針式計器と液晶ディスプレイユニット（１０）とが並設される車両用計器装置（１）であって、
前記液晶ディスプレイユニット（１０）の動作を制御するＬＣＤ制御用回路基板（２０）は、前記指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体で、正面視寸法が前記液晶ディスプレイユニット（１０）の正面視寸法と略同一に設定されると共に、前記液晶ディスプレイユニット（１０）の裏面に組み付けられ、
前記液晶ディスプレイユニット（１０）は、前記ＬＣＤ制御用回路基板（２０）と一体化した液晶表示ユニット（３０）として前記指針式計器に並設されることを特徴とする車両用計器装置（１）。

［２］上記［１］に記載の車両用計器装置（１）において、
前記ＬＣＤ制御用回路基板（２０）は、前記液晶ディスプレイユニット（１０）とは反対側に位置する外表面に、外部回路と接続するための外部接続コネクタ（４３）が備えられていることを特徴とする車両用計器装置（１）。

［３］上記［２］に記載の車両用計器装置（１）であって、
前記外部接続コネクタ（４３）には、前記外部回路として、前記液晶表示ユニット（３０）の動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルとが接続されることを特徴とする車両用計器装置（１）。

１車両用計器装置
１０液晶ディスプレイユニット
２０ＬＣＤ制御用回路基板
３０液晶表示ユニット
４３外部接続コネクタ

Claims

指針式計器と液晶ディスプレイユニットとが並設される車両用計器装置であって、
前記液晶ディスプレイユニットの動作を制御するＬＣＤ制御用回路基板は、前記指針式計器の動作を制御する指針制御用回路基板とは別体で、正面視寸法が前記液晶ディスプレイユニットの正面視寸法と略同一に設定されると共に、前記液晶ディスプレイユニットの裏面に組み付けられ、
前記液晶ディスプレイユニットは、前記ＬＣＤ制御用回路基板と一体化した液晶表示ユニットとして前記指針式計器に並設されることを特徴とする車両用計器装置。
請求項１に記載の車両用計器装置において、
前記ＬＣＤ制御用回路基板は、前記液晶ディスプレイユニットとは反対側に位置する外表面に、外部回路と接続するための外部接続コネクタが備えられていることを特徴とする車両用計器装置。
請求項２に記載の車両用計器装置であって、
前記外部接続コネクタには、前記外部回路として、前記液晶表示ユニットの動作に必要な信号を送る信号ケーブルと、給電を行う電源ケーブルとが接続されることを特徴とする車両用計器装置。