特開 2024-158823 車載用ディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158823

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】車載用ディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20241031BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20241031BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 304B

H05K7/20 B

G09F9/00 350Z

B60K35/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074378

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001487

【氏名又は名称】フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯田 友治

【テーマコード（参考）】

3D344

5E322

5G435

【Ｆターム（参考）】

3D344AA03

3D344AB01

3D344AC25

3D344AD02

5E322AA01

5E322AA03

5E322AB01

5E322EA10

5E322EA11

5E322FA04

5G435AA12

5G435AA18

5G435EE02

5G435EE13

5G435GG44

5G435LL17

(57)【要約】

【課題】車載用ディスプレイ装置の筐体小型化や部品点数削減を、冷却能力を損なうこと無しに実現する。
【解決手段】車載用ディスプレイ装置は、発熱素子が搭載された回路基板を収納し正面及び上面を有する筐体と、筐体の正面に接続されるディスプレイとを備える。筐体内の天井に放熱部が設けられ、放熱部と発熱素子との距離は一定距離以下である。筐体の上面は、ディスプレイと筐体との接続を補強する補強部材を有する。筐体は、筐体と、補強部材と、にわたって、櫛歯状のスリットを備えた放熱フィンを有する。筐体、放熱フィン及び補強部材が一体成形されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱素子が搭載された回路基板を収納し正面及び上面を有する筐体と、
前記筐体の前記正面に接続されるディスプレイと
を備え、
前記筐体は、前記筐体内の天井に、前記発熱素子との間隙が一定距離以下となる放熱部を有し、
前記上面は、前記ディスプレイと前記筐体との接続を補強する補強部材を有し、
前記筐体は、前記筐体と、前記補強部材と、にわたって、櫛歯状のスリットを備えた放熱フィンを有し、
前記筐体、前記放熱フィン及び前記補強部材は一体成形されている、
ことを特徴とする車載用ディスプレイ装置。

【請求項2】

前記補強部材は、
前記上面より高い位置にある頂部と、
前記正面から前記頂部にわたった面である第１の面と、
前記頂部から前記上面へわたって前記ディスプレイとは離れる方向に傾斜した面である第２の面と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項3】

前記放熱部の位置に応じて、前記櫛歯状のスリットの間隔が異なっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項4】

前記筐体の側面に、ネジ穴が設けられており、
前記ネジ穴は、前記筐体の内部空間に対向した箇所に設けられ、前記内部空間へと貫通していない穴である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項5】

前記発熱素子上に、熱伝導性を有する樹脂シート又はグリスが設置され、
前記放熱部と、前記発熱部と、の間隙の距離は、前記樹脂シート又はグリスの厚みと同じかそれより短いことを特徴とする、
請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項6】

前記筐体、前記放熱フィン及び前記補強部材は、放熱素材でダイカストにより一体成形されている、
請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項7】

自動車のセンタークラスターに埋め込まれる車載用ディスプレイ装置であることを特徴とする請求項１に記載の車載用ディスプレイ装置。

【請求項8】

車載用ディスプレイ装置の筐体であって、
上面と、ディスプレイが接続される正面とを有し、発熱素子が搭載された回路基板を収納する筐体本体と、
前記ディスプレイと前記筐体との接続を補強し前記上面に設けられた補強部材と、
前記筐体本体と、前記補強部材と、にわたって、櫛歯状のスリットを備えた放熱フィンと、
前記筐体本体内の天井に設けられ前記発熱素子との間隙が一定距離以下となる放熱部と
を有し、
前記筐体本体、前記放熱フィン及び前記補強部材が一体成形されている、
ことを特徴とする筐体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用ディスプレイ装置、例えば、自動車のセンタークラスターに埋め込まれる車載用ディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばカーナビゲーションやディスプレイオーディオのための車載用ディスプレイ装置がある。車載用ディスプレイ装置は、車載用電子装置の一例であるが、自動車のインストルメンタルパネルのセンタークラスターに埋め込まれる車載用電子装置は、一般に、部品を収容する筐体を有し、筐体に収容される部品として、発熱素子（典型的にはプロセッサ）を冷却するファンを有する（例えば特許文献１）。ファンに加えてヒートシンクを筐体に収容した車載用電子装置もある。

【0003】

また、車載用ディスプレイ装置として、ディスプレイと筐体の接続を補強する補強部材を有する装置が知られている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－１４９９８３号公報

【特許文献2】特開２０２０－１６０１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車載用ディスプレイ装置が埋め込まれるセンタークラスターの仕様又はその他の理由から、冷却能力を損なうこと無しに車載用ディスプレイ装置の筐体小型化や部品点数削減を実現することが望まれ得る。

【0006】

本発明の目的は、車載用ディスプレイ装置の筐体小型化や部品点数削減を、冷却能力を損なうこと無しに実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

車載用ディスプレイ装置は、発熱素子が搭載された回路基板を収納し正面及び上面を有する筐体と、筐体の正面に接続されるディスプレイとを備える。筐体内の天井に放熱部が設けられ、放熱部と発熱素子との距離は一定距離以下である。筐体の上面は、ディスプレイと筐体との接続を補強する補強部材を有する。筐体は、筐体と、補強部材と、にわたって、櫛歯状のスリットを備えた放熱フィンを有する。筐体、放熱フィン及び補強部材が一体成形されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、車載用ディスプレイ装置の筐体小型化や部品点数削減を、冷却能力を損なうこと無しに実現することができる。上述した以外の課題、構成及び効果は以下の実施の形態の説明により明らかにされる。例えば、以下の実施の形態に係る車載用ディスプレイ装置は、自動車のセンタークラスターに埋め込まれる車載用ディスプレイ装置として好適な装置であるが、本発明は、自動車のセンタークラスターに埋め込まれる車載用ディスプレイ装置以外の車載用ディスプレイ装置に適用されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る車載用ディスプレイ装置の分解斜視図。

【図2】ディスプレイ固定部品のヒートケースへの取り付けを示す図。

【図3】ディスプレイのディスプレイ固定用部品への取り付けを示す図。

【図4】ヒートケースとＰＣＢとの対応を示す図。

【図5】車載用ディスプレイ装置の上面図。

【図6】図５に記載の車載用ディスプレイ装置のＡ－Ａ断面図の一部。

【図7】一変形例に係るヒートケースの側面図。

【図8】車載用ディスプレイ装置の側面図。

【図9】ヒートケースの側面に設けられたネジ穴を示す図。

【図10】ヒートケース内にネジが貫通した場合の課題の説明図。

【図11】発熱素子とヒートケースの高さとの関係の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通符号を使用し、同種の要素を区別して説明する場合には、参照符号を使用することがある。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係る車載用ディスプレイ装置の分解斜視図である。

【0012】

車載用ディスプレイ装置１００は、ヒートケース１０２、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１０３、下側カバー１０４及びディスプレイ１０１を備える。ヒートケース１０２と下側カバー１０４がＰＣＢ１０３を挟み、下側カバー１０４の下からネジ２９０でＰＣＢ１０３がヒートケース１０２に対し固定される。結果として、ヒートケース１０２と下側カバー１０４で筐体７０が構成される。

【0013】

ヒートケース１０２は、直方体状のケースに放熱フィン５０及び補強リブ１３０が備えられた構成を有する。補強リブ１３０は、補強部材の一例であり、ディスプレイ１０１とヒートケース１０２との接続を補強するリブである。放熱フィン５０は、ヒートケース１０２と、補強リブ１３０と、にわたって、櫛歯状のスリット１１１（左右方向に並んだスリット１１１）を有する。スリット１１１は、ヒートケース１０２の正面から後方へと延びており、故に、前後方向の長さを有する。スリット１１１の長さは均一でもよいが、各スリット１１１の長さは、ＰＣＢ１０３の構成に応じた長さでよい。ヒートケース１０２は、放熱フィン５０及び補強リブ１３０がダイカストにより一体成形されている。

【0014】

ヒートケース１０２の正面にディスプレイ１０１が接続される。具体的には、図２に示すように、ヒートケース１０２の正面にディスプレイ固定用部品３００がネジ３０１で取り付けられ、図３に示すように、ディスプレイ固定用部品３００にディスプレイ１０１がネジ４０１で取り付けられる。

【0015】

車載用ディスプレイ装置１００が自動車のダッシュボードに埋め込まれた場合、ディスプレイ１０１は、センタークラスターに実質的に面一でよく、ディスプレイ１０１以外の部分（具体的には筐体７０）は、自動車内から視認不可にセンタークラスターに埋め込まれてよい。

【0016】

図４は、ヒートケース１０２とＰＣＢ１０３との対応を示す図である。

【0017】

ＰＣＢ１０３には、複数の発熱素子７０２が設けられる（ＰＣＢ１０３に設けられる発熱素子７０２は一つでもよい）。

【0018】

ヒートケース１０２内の天井２２０には、発熱素子７０２に対向した位置毎に、放熱部７０５が設けられる。本実施形態では、発熱素子７０２Ａ～７０２Ｅがあり、それらの発熱素子７０２Ａ～７０２Ｅに対応する放熱部７０５Ａ～７０５Ｅが、天井２２０に設けられている。発熱素子７０２と放熱部７０５は１：１でなくてよい。すなわち、一つの発熱素子７０２に二つ以上の放熱部７０５が設けられてもよいし、二つ以上の発熱素子７０２に一つの放熱部７０５が設けられてもよい。

【0019】

放熱部７０５は、天井２２０に設けられた凸部（発熱素子７０２に近い又は接触する凸部）、又は、天井２２０に設けられた凹部（発熱素子７０２の周囲を覆うように発熱素子７０２に近い又は接触する凹部）である。

【0020】

図５は、車載用ディスプレイ装置１００の上面図であり、図６は、図５に記載の車載用ディスプレイ装置１００のＡ－Ａ断面図の一部である。図５及び図６を参照して、放熱部７０５と発熱素子７０２との関係の例を説明する。

【0021】

放熱部７０５Ａと発熱素子７０２Ａとの間隙は、一定距離以下である。ここで言う「一定距離」は、ゼロでもよい。しかし、本実施形態では、発熱素子７０２Ａの表面に放熱グリス７０１（又は放熱シート）が塗布され、塗布された放熱グリス７０１（又は放熱シート）がヒートケース１０２の放熱部７０５Ａに接触して放熱されるようになっており、このような接触が確実になされるため、放熱部７０５Ａと発熱素子７０２Ａとの間隙の「一定距離」は、放熱グリス７０１（又は放熱シート）の厚みと同じかそれより短いことが望ましい。放熱グリスは、熱伝導性を有するグリスであり、放熱シートは、熱伝導性を有する樹脂シートである。なお、ＰＣＢ１０３上の部品のうち放熱不要な部品とヒートケース１０２内の天井２２０との間には、部品から天井２２０まで閾値以上の間隙が設けられてよい。

【0022】

以上のように、車載用ディスプレイ装置１００は、発熱素子７０２が搭載されたＰＣＢ１０３（回路基板の一例）を収納し正面及び上面を有する筐体７０と、筐体７０の正面に接続されるディスプレイ１０１とを備える。筐体７０は、ヒートケース１０２（筐体本体の一例）を有する。ヒートケース１０２それ自体が筐体７０として構成されてもよい。ヒートケース１０２は、ヒートケース１０２内の天井２２０に放熱部７０５を有し、放熱部７０５と発熱素子７０２との間隙の距離は、一定距離以下である。ヒートケース１０２は、ディスプレイ１０１とヒートケース１０２との接続を補強する補強リブ１３０（補強部材の一例）を有する。ヒートケース１０２は、ヒートケース１０２と、補強リブ１３０と、にわたって、櫛歯状のスリット１１１を備えた放熱フィン５０を有する。ヒートケース１０２、放熱フィン５０及び補強リブ１３０が一体成形されている。

【0023】

これにより、筐体７０の小型化及び部品点数の削減を、ディスプレイ１０１と筐体７０との接続の強度及び冷却能力を損なうこと無しに実現することができる。具体的には、ヒートケース１０２が、筐体本体としての役割と、放熱フィン５０を有するヒートシンクとしての役割と、ディスプレイ１０１の筐体７０への接続の補強部材としての役割とを担い、発熱素子７０２からの間隙の距離が一定距離以下となる放熱部７０５がヒートケース１０２内に備えられる。これにより、ヒートシンクや補強部材といった部品を別々に用意する必要が無く、冷却能力を損なうこと無しに部品点数の削減と筐体７０の小型化を実現することができる。なお、放熱フィン５０の形状としては、櫛歯状のスリット１１１で構成された形状に限らず、例えば、そのような形状に代えて又は加えて、蛇腹状や剣山状といった他の形状が採用されてもよい。

【0024】

放熱フィン５０及び補強リブ１３０が一体成形されたヒートケース１０２はダイカストにより製造される。ダイカストによる形状の自由度を利用して、複数の役割を担うヒートケース１０２の強度を確保する形状とすることができる。

【0025】

ヒートケース１０２、放熱フィン５０及び補強リブ１３０は、放熱素材（例えば、熱抵抗値が所定値以下の素材）でダイカストにより一体成型される。このため、冷却能力の向上が期待される。例えば、放熱素材として、典型的には、アルミニウムが採用され、故に、アルミダイカストによりヒートケース１０２が成形されてよい。アルミニウムに代えてマグネシウムといった他種の素材が採用されてよい。

【0026】

補強リブ１３０に代えて他の補強部材が採用されてもよく、また、補強リブ１３０には、必ずしも、スリット１１１が形成されないでもよいが、補強部材が補強リブ１３０であり、補強リブ１３０からスリット１１１が形成されることは、ヒートケース１０２の成形を容易にすることに貢献する。なお、補強リブ１３０からスリット１１１が形成された場合、スリット１１１のうち、補強リブ１３０の範囲に、補強強度の向上を目的として何らかの部材が埋められてもよい。また、図１～図４において、補強リブ１３０は、ヒートケース１０２の左右方向にわたって長いリブであり、複数のスリット１１１が形成されている。

【0027】

また、補強リブ１３０の形状は、図１～図４に例示の形状に限らないでよい。例えば、一変形例では、図７に例示の補強リブ１５０が採用されてもよい。しかし、図１～図４に例示の形状を持つ補強リブ１３０が採用されることで、補強強度の向上と、また、ダイカストにおいて金型からの抜けやすさの向上とが期待される。具体的には、補強リブ１３０は、頂部と、第１の面と、第２の面とを有する。頂部は、ヒートケース１０２の上面よりも高い位置に設けられる。第１の面は、ヒートケース１０２の正面から頂部にわたった面（例えば、ヒートケース１０２の正面と面一の面）である。第２の面は、頂部からヒートケース１０２の上面にわたってディスプレイ１０１とは離れる方向に傾斜した面（つまり、頂部から上面側且つ後方へと延びた面（斜め下へと延びた面））である。補強リブ１３０の頂部は、筐体７０とディスプレイ１０１との接続を補強するために必要な高さがあればよく、筐体７０とディスプレイ１０１を接続したときに、補強リブ１３０の頂部から、筐体７０の底面までがディスプレイ１０１の２／３程度を覆うことができればよい。例えば、ディスプレイ１０１の大きさを８インチから１２．３インチと想定した場合、補強リブ１３０の高さ（ヒートケース１０２の上面と補強リブ１３０の頂部との距離）は、１２～５０ｍｍでよい。

【0028】

なお、補強リブ１３０は、ディスプレイ１０１側の天面（図８に示した矢印部）又はその他の部位に一定の荷重がかかってもディスプレイ１０１が外れないよう接続を補強する。補強リブ１３０が大きいと、ヒートケース１０２の体積表面積がより大きく、故に、一層の冷却能力（放熱効果）の向上が期待される。

【0029】

また、図８は、車載用ディスプレイ装置１００の側面図であるが、ヒートケース１０２の側面には、車載用ディスプレイ装置１００をセンタークラスター内に固定するために挿入されるネジのネジ穴８０１が設けられている。ネジ穴８０１は、一つでもよいが、典型的には複数のネジ穴８０１、例えば、二つのネジ穴８０１Ａ及び８０１Ｂが設けられる。

【0030】

ネジ穴８０１Ａは、第１のネジ穴の一例であり、図９に示す通り、ヒートケース１０２の側面の平面視においてスリット１１１に対向しておらずヒートケース１０２の内部空間に対向した箇所に設けられたネジ穴である。ネジ穴８０１Ａは、ヒートケース１０２の内部空間へと貫通していない穴（例えば、ヒートケース１０２の側面とヒートケース１０２の内壁との距離Ｄ（図１０参照）よりも短い穴）である。なぜなら、ネジ穴８０１Ａに代えて、図１０に示す比較例のように、ヒートケース１０２の内部空間へと貫通した貫通孔としてのネジ穴８０１Ｘが採用されると、ネジ９０がネジ穴８０１Ｘを通る際にヒートケース１０２（例えばアルミニウム）から出た切りくずがＰＣＢ１０３に落ちることが起こり得るからである。

【0031】

一方、ネジ穴８０１Ｂは、ヒートケース１０２の側面の平面視においてスリット１１１に対向した箇所に設けられたネジ穴である。ネジ穴８０１Ｂは、スリット１１１へと非貫通の穴でもよいが、スリット１１１へと貫通した貫通孔でもよい。なぜなら、ネジ９０がネジ穴８０１Ａを通る際にヒートケース１０２の切りくずが出ても、その切りくずは、スリット１１１の底（つまり、ヒートケース１０２の上面）に落ちヒートケース１０２内（例えばＰＣＢ１０３）に落ちることは無いためである。

【0032】

なお、ＰＣＢ１０３には、上述したように発熱素子７０２が設けられているが、発熱素子７０２（例えば主要な発熱素子７０２Ａ）からの熱は、放射上に伝わる。このため、図１１に示すように、冷却能力の向上の観点から、発熱素子７０２上のヒートケース高さ（体積）を、高く確保すること（例えば高さＨ又はそれ以上の高さを確保すること）が望ましい。「発熱素子７０２上のヒートケース高さ」は、発熱素子７０２の最上部からヒートケース１０２の上面１１００までの高さでよい。

【0033】

同様に、冷却能力の向上の観点から、発熱素子７０２に対向（発熱素子７０２上）のスリット１１１の間隔は、発熱素子７０２以外の箇所に対向のスリット１１１の間隔よりも密であることが望ましい。発熱素子７０２毎に上述の放熱部７０５が設けられているため、放熱部７０５に対向のスリット１１１の間隔は、放熱部７０５以外の箇所に対向のスリット１１１の間隔よりも密であることが望ましいと表現することもできる。また、スリット１１１の間隔の違いは、このような例に限らない。放熱部７０５の位置に応じて、櫛歯状のスリット１１１の間隔が異なっていてよい。

【0034】

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、かかる構成の削除に限らず、構成の置き換えや追加も可能である。

【符号の説明】

【0035】

５０：放熱フィン、７０：筐体、１００：車載用ディスプレイ装置、１０１：ディスプレイ、１３０：補強リブ、７０２：発熱素子、７０５：放熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】