JP7115148B2

JP7115148B2 - 車両用計器

Info

Publication number: JP7115148B2
Application number: JP2018160742A
Authority: JP
Inventors: 紘太郎道口
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: JP2020034402A

Description

本発明は、車両用計器に関する。

従来、車両の速度等を表示する表示モジュールを有する回路基板と、回路基板を収めた筐体と、フィンと、送風機とを含む車載用表示装置が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、従来の車両用表示装置は、回路基板の冷却を図るものではない上、回路基板の背面側に配置されるハーネス等の障害物が送風機に近接し、送風機による吸排気を妨げてしまい、送風機によって送られる空気からフィンへの伝熱が効率的に行われない可能性があった。

また、従来の車両用表示装置では、特に、運搬中に、人体又は障害物が送風機に接触して、人体、障害物又は送風機が損傷してしまう可能性があった。

特開２０１０－１８１８０９号公報

そこで、本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、回路基板の冷却を効率的にできるとともに、外部からの接触から送風機を防護できる車両用計器を提供することを目的とする。

（１）上記のような課題を解決するため、本発明に係る車両用計器は、表示装置を制御する回路基板を収めたケースを備えた車両用計器であって、前記回路基板は、前記表示装置の背面に、送風機に近接するヒートシンクを有し、前記ケースは、前記送風機及び前記ヒートシンクを露出する第１開口部と、前記送風機を覆い、通気孔を有する防護部と、を備える。また、前記ケースは、前記第１開口部とは異なる位置に配置された第２開口部を有し、前記回路基板は、前記送風機から延びる配線に接続する配線コネクタを、前記第２開口部に対応する位置に有する。さらに、前記ヒートシンクは、前記配線の位置を規制するノッチを有する。
（２）上記（１）において、前記ヒートシンクは、複数の突条から構成されるフィンを有し、前記突条は、水平方向に延在し、鉛直方向に並んでいる。
（３）上記（１）または（２）のいずれかにおいて、前記防護部は、側部に、排気窓部を有する。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記防護部は、上部に、水分の透過を遮蔽する遮蔽部を有する。

本発明によれば、回路基板の冷却を効率的にできるとともに、外部からの接触から送風機を防護できる車両用計器を提供できる。

本実施形態に係る車両用計器の正面図である。車両用計器を背面側から見た斜視図である。車両用計器を背面側から見た分解斜視図である。冷却ユニットを背面側から見た斜視図である。背面ケースを正面側から見た斜視図である。図２におけるＡ部詳細図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。なお、以下、特に説明のない限り、車両用計器１において、車両用計器１が装着される車両の運転者に対向する側（車両の後方側）を正面側とし、その反対側（車両の前方側）を背面側とする。

（車両用計器１の全体構造）
まず、図１から図６を参照しながら本実施形態に係る車両用計器１の全体構造を説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用計器１の正面図である。図２は、車両用計器１を背面側から見た斜視図である。図３は、車両用計器１を背面側から見た分解斜視図である。図４は、冷却ユニット８０を背面側から見た斜視図である。図５は、背面ケース５１を正面側から見た斜視図である。図６は、図２におけるＡ部詳細図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両用計器１は、例えば、自動車等の車両の運転席より前方のダッシュボードにおいて、ユーザ（運転者）が視認可能なように、ユーザと対面して設けられる。車両用計器１は、車両のパラメータ（例えば、車速、エンジン回転数）等を表示する。なお、通常、車両用計器１の下方には、操舵軸が設けられる。

図１から図３に示すように、車両用計器１は、表示板１０と、表示装置２０と、表示板１０及び表示装置２０の正面側に配置される保護カバー３０（「見返し」ともいう。）と、表示板１０の背面側に配置され、表示装置２０を制御する回路基板４０と、回路基板４０を収めるケース５０と、を備えている。なお、車両用計器１は、適宜、表示板１０の正面側に配置され、ケース５０内に収められた計器（不図示）によって作動する揺動自在な指針（不図示）を有している。
そして、表示板１０における表示領域１０Ｖ及び表示装置２０の表示画面２０Ｖに表示される表示画像は、車両用計器１に対向するユーザから視認できるようになっている。

（表示板１０）
表示板１０は、例えば、合成樹脂等で形成された薄板状のものである。表示板１０は、ケース５０の正面側において、例えば、クリップ、ボルト等の適宜の係止手段によってケース５０に係止される。
表示板１０は、表示装置２０の表示画面２０Ｖが配置された位置に対応する位置に、表示画面２０Ｖを正面側に露出する開口を有している。

（表示装置２０）
表示装置２０は、車両のパラメータ等を表示するものである。表示装置２０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等である。表示装置２０は、表示画面２０Ｖを有するパネルと、パネルに電気信号を供給して表示画面２０Ｖへの表示を制御する駆動回路と、パネル及び駆動回路に電力を供給する電源回路等を備えたモジュールである。表示装置２０は、表示画面２０Ｖが、表示板１０に設けられた開口から正面側に露出するように、ケース５０の内部に設けられている。
駆動回路及び電源回路は、適宜、回路基板４０に実装されている。

（保護カバー３０）
保護カバー３０は、正面視において、ケース５０及び表示板１０と略同等の大きさを有する枠状のものである。保護カバー３０は、例えば、遮光性を有する合成樹脂で形成されている。

保護カバー３０は、適宜、表示板１０の外周縁を取り囲むように環状に形成された外窓枠３１と、外窓枠３１の内側において橋渡しされた境界窓枠３２を有している。そして、外窓枠３１及び境界窓枠３２によって区画された窓枠領域は、表示画面２０Ｖ及び表示領域１０Ｖに対応して配置されている。

保護カバー３０は、外窓枠３１の外周縁に、ケース５０に設けられた被係合部に係合する複数の係合部を有している。そして、保護カバー３０は、ケース５０との間に表示板１０及び回路基板４０を挟むようにして、ケース５０に対して係合している。

（回路基板４０）
回路基板４０は、表示板１０の背面側に配置され、表示装置２０を制御するものである。なお、回路基板４０は、適宜、表示板１０の正面側に配置される揺動自在な指針の動作を制御する回路を含んでいてもよい。

図３に示すように、回路基板４０は、略中央に、表示装置２０のモジュールを貫通するように有しており、表示装置２０の正面側にある表示画面２０Ｖ（図１参照）は回路基板４０の正面側に露出し、表示装置２０の背面は回路基板４０の背面側に露出している。

回路基板４０は、ビス等でケース５０に係止されている。

回路基板４０は、車体側に配置された電源、車載通信バス等から回路基板４０に接続するためのハーネス用のハーネスコネクタ４１を有している。

また、回路基板４０は、送風機７０から延びる配線７５に接続する配線コネクタ４２を、背面ケース５１の配線コネクタ用開口部５０ｃ（第２開口部）に対応する位置に有している。これにより、回路基板４０をケース５０に収めた後でも、送風機７０の配線７５を回路基板４０に接続できる。
なお、回路基板４０は、背面ケース５１に支持された発音部材（スピーカ）から延びる配線に接続する発音部材用配線コネクタを、背面ケース５１の配線コネクタ用開口部５０ｃに対応する位置に有してもよい。これにより、回路基板４０をケース５０に収めた後でも、発音部材の配線を回路基板４０に接続できる。

（ケース５０）
ケース５０は、図３に示すように、例えば、合成樹脂で一体成形される箱状の容器である。ケース５０は、主に、計器（不図示）、表示装置２０、回路基板４０等を収容できる空間を内部に有している。そして、ケース５０は、内部に収容される回路基板４０等を支持する機能及び回路基板４０等を外部から保護する機能等を有している。

ケース５０は、板状の回路基板４０と略平行になるように設けられる背面壁及び背面壁の外周縁に沿って外周縁の全周に亘って正面側へ立設される周壁を有する背面ケース５１と、背面壁に対向して設けられる正面壁を有する正面ケース５２と、を備えている。背面ケース５１は、外縁に複数のフック受け部５１ａを有しており、正面ケース５２はフック受け部５１ａに対応する複数のフック部５２ａを有している、そして、背面ケース５１のフック受け部５１ａと正面ケース５２のフック部５２ａとが互いに係合し合うことにより、ケース５０は、内部に、表示装置２０及び回路基板４０等を収容可能な空間を形成している。

背面ケース５１は、回路基板４０において表示装置２０が配置された位置に対応する位置に、ヒートシンク６０及び送風機７０を背面側に突出させた状態で露出するヒートシンク用開口部５０ａ（第１開口部）を有している。これにより、特に、表示装置２０の駆動回路及び電源回路に搭載された回路素子から伝熱した回路基板４０の熱を、送風機７０を利用して、ヒートシンク６０を介して、ケース５０の外に、効率良く排熱できる。

背面ケース５１は、ヒートシンク用開口部５０ａの周縁に、互いに間隔を空けて配置され、ヒートシンク６０を背面ケース５１に係合するためのビス等の係合部材６２と係合する被係合部５３を有している。

また、背面ケース５１は、適宜、車体側に配置された電源、車載通信バス等から回路基板４０に接続するためのハーネス用のハーネスコネクタ４１を挿通自在な、ハーネスコネクタ用開口部５０ｂを有している。

さらに、背面ケース５１は、ヒートシンク用開口部５０ａ（第１開口部）とは異なる位置に配置された配線コネクタ用開口部５０ｃ（第２開口部）を有している。配線コネクタ用開口部５０ｃは、回路基板４０において配線コネクタ４２が配置された位置に対応する位置に配置されている。

また、背面ケース５１は、配線コネクタ用開口部５０ｃに対応する位置に、配線コネクタ用開口部５０ｃを開閉可能な、すなわち、回路基板４０に設けられた配線コネクタ４２を覆った状態と露出した状態との間で揺動自在な蓋５０ｄを有している。これにより、回路基板４０をケース５０に収めた後でも、蓋５０ｄを開けることで、一時的に、配線コネクタ４２を露出させて、送風機７０の配線７５を配線コネクタ４２に接続でき、蓋５０ｄを閉めることでケース５０内への塵芥の侵入を抑制できる。

背面ケース５１は、配線コネクタ用開口部５０ｃの周縁から回路基板４０に向けて正面側に立設する区画壁５４を有している。区画壁５４は、区画壁５４における正面側の端部から背面側に切り欠かれた、配線７５の位置を規制するための第２ノッチ５５を有している。そして、送風機７０の配線７５は、図２、図５及び図６に示すように、第２ノッチ５５に引っ掛かるようにして配置されている。これにより、第１ノッチ６５と協働して、車両が振動しても、その振動によって配線７５が揺れることを抑制できる。また、回路基板４０をケース５０に収めた後であっても、配線７５を配線コネクタ４２に接続できる。

正面ケース５２は、回路基板４０における表示装置２０が配置された位置に対応する位置に、表示装置用開口（不図示）を有している。
また、正面ケース５２は、適宜、正面側に突出する計器部材（不図示）を有している。
正面ケース５２は、表示板１０、保護カバー３０及び回路基板４０を、例えば、クリップ、ボルト等の適宜の係止手段によって係止している。

（冷却ユニット８０）
車両用計器１は、ヒートシンク６０と、送風機７０と、を含む冷却ユニット８０を備えている。
図４は、冷却ユニット８０を背面側から見た斜視図である。
図４に示すように、ヒートシンク６０と送風機７０とは、送風機７０における翼７４の回転軸７３に沿う方向において、重なるように配置された状態で、送風機７０を貫通するビス等の係合部材７２をヒートシンク６０に設けられた被係合部６３に係合することにより、互いに係合されている。

また、冷却ユニット８０は、背面ケース５１に設けられた被係合部５３（図３参照）に係止される係合部材６２を備えている。

係合部材６２は、図３及び図４に示すように、ヒートシンク６０の正面側からヒートシンク６０を貫通して、背面ケース５１の被係合部５３に係合されるようになっている。なお、係合部材６２は、背面ケース５１の背面側から、背面ケース５１を貫通し、ヒートシンク６０に設けた被係合部（不図示）に係合されるようになっていてもよい。このように、冷却ユニット８０は、ヒートシンク６０と送風機７０とが組み立てられて、ユニット化されているので、ケース５０に対して簡単に取り付けられるとともに、回路基板４０をケース５０に収めた後から、冷却ユニット８０をケース５０のヒートシンク用開口部５０ａに取り付けることができる。

（ヒートシンク６０）
ヒートシンク６０は、主に、表示装置２０から伝熱した回路基板４０の熱を放熱するものであり、回路基板４０の背面側に配置されている。

ヒートシンク６０は、熱伝導率の高い（熱抵抗の小さい）材料、例えば、アルミニウム、鉄、銅等の金属で形成されており、表面積を高めるため、板状の基体６４から背面側に立設する複数の突条で構成されたフィン６１を有している。

ヒートシンク６０は、ケース５０の外部から内部への塵芥の侵入を極力防ぐため、背面ケース５１のヒートシンク用開口部５０ａの周縁に対して、ヒートシンク６０の基体６４によってヒートシンク用開口部５０ａを塞ぐようにして、気密的に取り付けられている。

フィン６１は、各突条が同じ向きに延在した状態で、各突条が互いに所定の間隔を置いて並べられて形成されている。本実施形態においては、フィン６１の各突条は、水平方向に延在し、鉛直方向に並んでいる。これにより、ヒートシンク６０の上方又は下方にハーネス等の障害物がある等して空間が狭い場合であっても、送風機７０から送られた空気を、ヒートシンク６０にできる限り広い面積で接触させつつ、抵抗の少ない状態でフィン６１の向きに沿って流すことができ、ヒートシンク６０を効率的に放熱できる。なお、ヒートシンク６０の上方又は下方に障害物がなく、十分な空間がある場合、フィン６１の各突条は、鉛直方向に同じ向きに延在してもよい。この場合、フィン６１の各突条の向きが、下方から上方に向けて上昇する熱の流れに沿うので、ヒートシンク６０をより効率的に放熱できる。

ヒートシンク６０は、背面ケース５１の被係合部５３に対して係合する係合部材６２を貫通させる貫通孔６４ａを有している。

ヒートシンク６０は、表示装置２０の背面側に、放熱シート６６を介して配置されている。表示装置２０の背面と放熱シート６６とは全面的に接しており、放熱シート６６とヒートシンク６０とは全面的に接している。これにより、ケース５０内に回路基板４０が気密的に収められていても、表示装置２０の熱を含む回路基板４０の熱を、放熱シート６６を介して、ヒートシンク６０に伝達でき、ヒートシンク６０からケース５０の外にあるヒートシンク６０の周囲の空気へ放熱できるので、表示装置２０を含む回路基板４０の熱を効率良く放熱できる。

ヒートシンク６０は、基体６４の周縁から中心方向に切り欠かれた、第１ノッチ６５を有している。そして、送風機７０の配線７５は、図４に示すように、ヒートシンク６０の背面側から正面側に亘って、第１ノッチ６５を通ってから折れ曲がり、そこから、回路基板４０の背面側に沿って、配線コネクタ用開口部５０ｃに至るように位置決めされる。これにより、ケース５０のヒートシンク用開口部５０ａをヒートシンク６０の基体６４で塞いだ状態を極力保ったまま、配線をケース５０の外部から内部に導くことができ、ケース５０の外部から内部への塵芥の侵入を極力防ぐことができる。また、配線７５の位置を規制でき、車両が振動しても、その振動によって配線７５が揺れることを抑制できる。

（送風機７０）
送風機７０は、ヒートシンク６０による放熱効果を高めるため、ヒートシンク６０の近傍の空気を流動させるものである。送風機７０は、いわゆる、ファンモータであり、例えば、翼７４の回転軸７３の方向から吸い込み、回転軸７３の方向に送風可能な軸流ファンである。送風機７０は、本体枠７１と、本体枠７１に支持された回転軸７３と、回転軸７３と一体となって回転する翼７４と、回転軸７３をロータとして回転させる電動機（不図示）と、回路基板４０と電動機とを繋ぐ配線７５と、備えている。

送風機７０は、送風機７０からの排気流がヒートシンク６０に向かうように、ヒートシンク６０の背面側に配置されている。具体的には、送風機７０は、ヒートシンク６０の背面側に設けられた被係合部６３に対して、送風機７０の背面側から貫通した係合部材７２を係合することによって取り付けられる。これにより、送風機７０が送風機７０の背面側から吸気した空気は、送風機７０の正面側に排出されてヒートシンク６０に接触し、フィン６１の突条の延在方向である水平方向に偏向して流れるようになっている。よって、送風機７０により、ヒートシンク６０をより効率的に放熱できる。

なお、送風機７０は、回転翼の半径方向から空気を吸い込み、軸方向から排出するものであってもよい。そして、送風機７０の構造又は種類は、送風機７０の周辺において空気の流れを妨げ得る障害物の配置状況により、適宜選択できる。送風機７０による空気の流路にヒートシンク６０が配置されるようにすれば、送風機７０とヒートシンク６０の位置関係は、上述の関係に限らない。

（防護部９０）
ここで、車両用計器１は、送風機７０を防護する防護部９０を備えている。
防護部９０は、枠状に形成されており、背面ケース５１に設けられたヒートシンク用開口部５０ａを跨ぎ、背面ケース５１より背面側に突出したヒートシンク６０及び送風機７０を避けるように、背面ケース５１より背面側に突出して、ヒートシンク用開口部５０ａの周縁における上部及び下部に支持されて橋渡しされている。なお、防護部９０は、ヒートシンク用開口部５０ａの周縁に対して固定されるか、着脱自在に取り付けられてよく、ヒートシンク６０の基体６４の周縁に固定されるか、着脱自在に取り付けられていてもよい。

防護部９０は、背面視において、略矩形状となっており、外形状が、送風機７０の外形状より大きくなっている。そして、防護部９０は、送風機７０と重なるように配置されている。
また、防護部９０は、側面視において、アルファベットの略Ｃ形状となっている。

そして、防護部９０は、側部に、ヒートシンク６０を臨む排気窓部９２を形成している。排気窓部９２は、防護部９０において、フィン６１の突条が延在する方向に設けられている。これにより、障害物の存在により、ヒートシンク６０の上方及び下方の空間が狭くても、送風機７０からの排気を、フィン６１の突条が延在する方向となる側方向（水平方向）に排出して排熱できる。また、これにより、送風機７０からヒートシンク６０のフィン６１に沿って水平方向に排気される空気が排気窓部９２をくぐるようにして横方向に排気されて、防護部９０が空気の流路を妨げないので、ヒートシンク６０を効率的に放熱できる。

防護部９０は、送風機７０を覆い、空気を流通自在な通気孔９１を有している。通気孔９１は、空気の流れを円滑にするため、エッジに丸めや面取りがなされていることが好ましい。通気孔９１は、防護部９０が橋渡しされる方向に、上部から下部にかけて細長いスリット状となっている。これにより、防護部９０に所定の剛性を保持させたまま、送風機７０による空気の流れを大きく遮ることなく、送風機７０に障害物が接触することを抑制できる。

防護部９０は、上部に、水分の透過を遮蔽する遮蔽部（不図示）を有していてもよい。この遮蔽部には、前述の通気孔９１は形成されていない。これにより、遮蔽部が屋根の役割をするので、車両用計器１の近傍で結露等によって生じた水滴が、重力により、防護部９０の上部から、防護部９０を伝って、ヒートシンク６０に到達することを抑制できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る車両用計器１は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変化が可能である。

本発明の車両用計器１によれば、表示装置２０を制御する回路基板４０を収めたケース５０を備えた車両用計器１であって、回路基板４０は、表示装置２０の背面に、送風機７０に近接するヒートシンク６０を有し、ケース５０は、送風機７０及びヒートシンク６０を露出する第１開口部（ヒートシンク用開口部）５０ａと、送風機７０を覆い、空気を流通自在な通気孔９１を有する防護部９０と、を備えるので、送風機７０からヒートシンク６０を経て排出される空気の流量を確保してヒートシンク６０の排熱ができることから、回路基板４０の冷却を効率的にできるとともに、外部からの接触から送風機７０を防護できる。

１車両用計器
１０表示板
１０Ｖ表示領域
２０表示装置
２０Ｖ表示画面
３０保護カバー
３１外窓枠
３２境界窓枠
４０回路基板
４１ハーネスコネクタ
４２配線コネクタ
５０ケース
５０ａヒートシンク用開口部（第１開口部）
５０ｂハーネスコネクタ用開口部
５０ｃ配線コネクタ用開口部（第２開口部）
５０ｄ蓋
５１背面ケース
５２正面ケース
５３被係合部
５４区画壁
５５第２ノッチ
６０ヒートシンク
６１フィン
６２係合部材
６３被係合部
６４基体
６４ａ貫通孔
６５第１ノッチ
６６放熱シート
７０送風機
７１本体枠
７２係合部材
７３回転軸
７４翼
７５配線
８０冷却ユニット
９０防護部
９１通気孔
９２排気窓部

Claims

表示装置を制御する回路基板を収めたケースを備えた車両用計器であって、
前記回路基板は、前記表示装置の背面に、送風機に近接するヒートシンクを有し、
前記ケースは、
前記送風機及び前記ヒートシンクを露出する第１開口部と、
前記第１開口部とは異なる位置に配置された第２開口部と、
前記送風機を覆い、通気孔を有する防護部と、を備え、
前記回路基板は、前記送風機から延びる配線に接続する配線コネクタを、前記第２開口部に対応する位置に有し、
前記ヒートシンクは、前記配線の位置を規制するノッチを有する、
ことを特徴とする車両用計器。
前記ヒートシンクは、複数の突条から構成されるフィンを有し、
前記突条は、水平方向に延在し、鉛直方向に並んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
前記防護部は、側部に、排気窓部を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の車両用計器。
前記防護部は、上部に、水分の透過を遮蔽する遮蔽部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用計器。