特許 7492668 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-22

(45)【発行日】2024-05-30

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 13/02 20060101AFI20240523BHJP

   G01D 11/28 20060101ALI20240523BHJP

   B60K 35/00 20240101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

G01D13/02 101Z

G01D11/28 B

B60K35/00

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020162828

(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公開番号】P2022055417

(43)【公開日】2022-04-08

【審査請求日】2023-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】根本 昌幸

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－９１２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２５７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５６２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３２６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４０７４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ７／００－ ７／１２

Ｇ０１Ｄ １１／００－１３／２８

Ｂ６０Ｋ ３５／００－３７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透光性の透光部材と、
前記透光部材を支持するケース部材と、
前記透光部材と前記ケース部材とは溶着で接合される溶着部を有し、
前記透光部材は、遮光性の遮光層により形成される遮光領域と、前記遮光層の形成されない透光領域と、を有し、
前記溶着部は、前記透光領域に対応する箇所に形成され、
前記透光領域の前方に、前記透光領域がユーザーから視認されないように覆う覆い部材を有することを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記覆い部材は指針であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

透光性の透光部材と、
前記透光部材を支持するケース部材と、
前記透光部材と前記ケース部材とは溶着で接合される溶着部を有し、
前記透光部材は、遮光性の遮光層により形成される遮光領域と、前記遮光層の形成されない透光領域と、を有し、
前記溶着部は、前記透光領域に対応する箇所に形成され、
前記透光部材は、前記遮光層を有する文字板と、前記文字板と前記ケース部材との間に配置される導光部材とから構成されることを特徴とする表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表示装置に関するものであり、特に、車両に搭載する表示装置に関するものである。

【0002】

車両のインスツルメントパネルには、指針と文字板から構成されるスピードメータやタコメータ等を備えた表示装置が配置される。文字板は、中ケースの上に載置される。指針は、文字板の前面を回動するが、文字板が浮き上がると、浮き上がった文字板に引っ掛かり動かなくなる虞がある。そこで文字板は、指針の周辺及び指針の真下を種々の方法で中ケースに固定される。

【0003】

例えば特許文献１に開示されるように、文字板の指針下部を樹脂製の中ケースに形成されたフックで固定される。また、特許文献２に開示されるように、文字板の指針周辺をネジなどの固定具で中ケースに固定される。また、特許文献３に開示されるように、文字板の指針下部を文字板の裏面に貼付された両面テープなどにより中ケースに固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－００４３０３号公報

【文献】特開平９－１２６８２９号公報

【文献】特開２０１７－１５０８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、文字板をフックに固定する場合は、フックが削れてゴミが発生したり、ネジや両面テープを使う場合は、部品費等の費用が掛かるといった問題点があった。

【0006】

そこで、本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低コストで強固に文字板を固定することができる表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の表示装置は、透光性の透光部材１，６と、前記透光部材１，６を支持するケース部材３と、前記透光部材１，６と前記ケース部材３とは溶着で接合される溶着部Ｚ１，Ｚ２を有し、前記透光部材１，６は、遮光性の遮光層により形成される遮光領域１２と、前記遮光層の形成されない透光領域１２ｄと、を有し、前記溶着部Ｚ１，Ｚ２は、前記透光領域１２に対応する箇所に形成され、前記透光領域１２の前方に、前記透光領域１２がユーザーから視認されないように覆う覆い部材２２を有するすることを特徴とする。
また、透光性の透光部材１，６と、前記透光部材１，６を支持するケース部材３と、前記透光部材１，６と前記ケース部材３とは溶着で接合される溶着部Ｚ１，Ｚ２を有し、前記透光部材１，６は、遮光性の遮光層により形成される遮光領域１２と、前記遮光層の形成されない透光領域１２ｄと、を有し、前記溶着部Ｚ１，Ｚ２は、前記透光領域１２に対応する箇所に形成され、前記透光部材１，６は、前記遮光層を有する文字板１と、前記文字板１と前記ケース部材３との間に配置される導光部材６とから構成されることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１の実施形態を示す表示装置の正面図。

【図2】図１中のＡ－Ａ線に沿った断面図。

【図3】図２中の矢視Ｙから見た図。

【図4】図２における本開示の第２の実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１乃至４に基づいて、本開示の表示装置を車両に搭載される車両用の表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。尚、本開示は、車両用の表示装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の表示装置に適用することができる。

【0010】

以下の説明において、「前面側」は、図１における手前側、及び図２における上側（文字板１側）であり視認者（運転者）に視認される側を意味する。「背（後）面側」は、図１における奥側、及び図２における下側（回路基板４側）を意味する。

【0011】

以下、本開示の第１の実施形態を説明する。
図１に示すように、表示装置１００は、少なくとも、車両の速度を表示するスピードメータ１０１と、エンジン回転数を表示するタコメータ１０２と、液晶表示器８などからなるデジタル表示部１０３と、車両の作動や警告を表示する複数のインジケータ１０４と、を表示する。

【0012】

図２に示すように、表示装置１００は、文字板（透光部材）１と、文字板１の前方に配置される指針２と、文字板１の背後に配置されるケース部材３と、ケース部材３の背後に配置される回路基板４と、回路基板４の前方に実装される光源５と、文字板１とケース部材３の間に配置される導光部材（透光部材）６と、を主に有する。

【0013】

文字板１は、例えば透明又は半透明の透光性の合成樹脂（例えば、アクリル又はポリカーボネート）からなる薄板状の板部材１１を母材とする。文字板１は、遮光層（遮光領域）１２と、スモーク層１３と、指針開口部１４と、を有する。

【0014】

遮光層１２は、板部材１１の表面に遮光性の黒色のインキが印刷形成されたものである。遮光層１２は、後述するレーザー光Ｌ１を透過しない。遮光層１２は、指標部１２ａと、透視窓部１２ｂと、インジケータ意匠部１２ｃと、指針開口透過部（透光領域）１２ｄと、を有する。

【0015】

指標部１２ａは、指針２が指示する目盛や数字等の意匠に遮光層１２が抜き印刷され形成される。指標部１２ａは、指針２の後述する指針指示部２１の回動軌跡に沿って形成される。透視窓部１２ｂは、液晶表示器８の表示部に対向する位置に略矩形状に遮光層１２が抜き印刷され形成される。インジケータ意匠部１２ｃは、ターンやハイビーム等の各種作動灯や燃料残量警告灯等の警告灯の意匠に遮光層１２が抜き印刷され形成される。

【0016】

指針開口透過部１２ｄは、図３，４に示すように、指針開口部１４の周辺に指針開口部１４の相似形状で遮光層１２が抜き印刷され形成される。第２の光源５２は真上に最も強い光を照射する。板部材１１の中にこの強い光が入射して文字板１の前面から出射されることを防止するため、指針開口透過部１２ｄは、第２の光源５２は真上に対向する位置には形成されないので、複数個所に形成される。指針開口透過部１２ｄは、遮光層１２が形成されないので、指針開口透過部１２ｄは、レーザー光Ｌ１を透過する透光領域１ｂとなる領域である。

【0017】

スモーク層１３は、板部材１１の表面に遮光層１２と同系色の黒色のスモークインキが印刷形成されたものである。スモーク層１３は、インジケータ意匠部１２ｃや指針開口透過部１２ｄに形成される。スモーク層１３は、スモークインキがカーボンブラックを含有すると、カーボンブラックがレーザー光Ｌ１を吸収するので、カーボンブラックを含有しない染料型のインキが好適である。

【0018】

また、中ケース部材３は、レーザーエネルギーの約３０％を吸収できれば発熱可能なので、スモーク層１３は、レーザー光Ｌ１を透過可能なもので有る必要があり、特に、光の透過率が３０％以上に形成されるものが好適である。指針開口部１４は、指針２の後述する指針軸部２２及び回動軸７１に対応して開けられた孔である。

【0019】

指針２は、透光性樹脂（例えば、ポリカーボネート）からなる指針指示部２１と、不透明な樹脂（例えば、ＡＢＳ）からなる指針軸部（覆い部材）２２と、を有する。指針２は、指針軸部２２が駆動本体７の回動軸７１に接続され、指標部１２ａを指針指示部２１にて指示する。駆動本体７は、可動磁石式駆動本体，ステッピングモータ等からなるものであり、回路基板４の背後に装着され、回動軸７１が前方に突出する。

【0020】

表示装置１００は、指針２と指標部１２ａとにより、アナログ式のスピードメータ１０１及びタコメータ１０２を構成する。指針軸部２２は、指針開口透過部１２ｄがユーザーから視認されないように覆うように形成される。

【0021】

ケース部材３は、白色の合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）からなる。ケース部材３は、前面３ａに文字板１が載置される。後面３ｂにケース部材３に設けられるフックなどにより回路基板４が固定される。ケース部材３は、前面側に導光体６や液晶表示器８を収納する。

【0022】

ケース部材３は、アナログ照明室３１と、指針照明室３２と、有する。アナログ照明室３１は、指標部１２ａに対応して文字板１の背後に形成される空間である。アナログ照明室３１は、回路基板４上に指標部１２ａを背後から照明する第１の光源５１が設けられる。指針照明室３２は、指針２の指針軸部２２に対応して形成される文字板１の背後に形成される空間である。

【0023】

指針照明室３２は、中央に駆動本体７の回動軸７１が配置され、回動軸７１の周りの回路基板４上に指針２を背後から照明する第２の光源５２が設けられる。指針照明室３２は、文字板１の指針開口透過部１２ｄと対向した位置に、文字板１の裏面と密着配置する対向部３３を有する。

【0024】

回路基板４は、例えばＦＲ－４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ－４）等の平板状のガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質配線基板からなり、電子部品が前記配線パターンに導通接続（配置）される。電子部品は、例えば指針２を駆動する駆動本体７や、第１の光源５１，５２や、複数個のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ４１や、抵抗や，コンデンサ等がある。

【0025】

ＩＣチップ４１は、薄板矩形のマイクロチップであり、回路基板４の背面側に実装される。ＩＣチップ４１は、マイクロコンピュータとして機能するものがあり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ），ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有し、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から車速、エンジン回転数、各種車両情報、ナビゲーション情報などを取得し、取得した情報に基づきＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行し、駆動本体７，第１の光源５１，５２，液晶表示器８らを駆動・制御する。

【0026】

ＩＣチップ４１は、ＧＤＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：描画制御コントローラ）として機能するものがあり、ＩＣチップ４１から出力された制御信号に基づいて、液晶表示器８に画像を表示させる。

【0027】

光源５は、回路基板４の前面側に実装される。光源５は、例えば所定の色の表面実装型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からなる。光源５は、それぞれ複数の第１の光源５１と、第２の光源５２と、を有する。第１の光源５１は、指標部１２ａを背後から照明し発光させる。第２の光源５２は、指針２を背後から照明し発光させる。また、光源５は図示しないが、複数のインジケータ意匠部１２ｃの背後にもそれぞれ配置されこれらを発光させる。

【0028】

導光体６は、透明又は光拡散材料を含有する透光性の合成樹脂（例えば、アクリル）からなる。導光体６は、アナログ照明室３１の文字板１の背後に形成される空間の指標部１２ａに対応する位置に、文字板１の背後に密着して配置される。導光体６は、ケース部材３に支持される。導光体６は、第１の光源５１の光を受光し、文字板１へ照射する。

【0029】

液晶表示器８は、文字板１の透視窓部１２ｂの背後に配置される。液晶表示器８は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを透過照明するバックライトユニットと、液晶表示パネル，バックライトユニットを収納する金属ケースと、を備えている。液晶表示器８は、ＴＦＴ型カラーＬＣＤセルの前後面に偏光部材を貼着したものであり、走行距離計，燃費消費計，時刻等の各種車両情報を画像にて表示する表示部が設けられている。表示部は、透視窓部１２ｂから視認者に視認可能となる。

【0030】

このように形成されることにより、文字板１とケース部材３とはレーザー溶着により接合される。レーザー光Ｌ１は、図２に示すように、指針２を回動軸７１に装着する前（指針２を破線で示す）に、文字板１の前面側から指針開口透過部１２ｄに向けて照射される。すると、レーザー光Ｌ１は、スモーク層１３，板部材１１を透過しケース部材３の対向部３３に照射される。すると、ケース部材３は、レーザー光Ｌ１を吸収し、発熱し溶融する。そして、対向部３３が凝固すると第１の溶着部Ｚ１が形成され、文字板１と対向部３３とが接合される。

【0031】

尚、レーザー光Ｌ１は、ＹＡＧレーザーや、ダイオードレーザーや、ファイバーレーザーや、赤外線レーザー等である。レーザー光Ｌ１は、遮光層１２に照射されると、遮光層１２が焦げる虞があるので、遮光層１２と第１の溶着部Ｚ１との間には隙間Ｇが設けられる。

【0032】

このように、レーザー溶着により文字板１とケース部材３とを接合することにより、両面テープ等で接着する場合に比べ、強い接合強度で文字板１とケース部材３とを接合することができ、且つ、接合工程の時間短縮が可能である。

【0033】

また、このように、遮光層１２と同系色の黒色のスモークインキであるスモーク層１３により、指針開口透過部１２ｄを目立たなくすることができる。

【0034】

本開示の第２の実施形態を図４に示す。前述した第１の実施形態と同一部分、均等部箇所については同一符号を付して説明する。

【0035】

本開示では、導光体６は、文字板１の指針開口透過部１２ｄとケース部材３の対向部３３との間に配置される延出部６１を有する。

【0036】

このように形成されることにより、導光体６とケース部材３とはレーザー溶着により接合される。レーザー光Ｌ２は、図４に示すように、指針２を回動軸７１に装着する前（指針２を破線で示す）に、文字板１の前面側から指針開口透過部１２ｄに向けて照射される。延出部６１が無い箇所のレーザー光Ｌ２は、スモーク層１３，板部材１１を透過しケース部材３の対向部３３に照射される。すると、ケース部材３は、レーザー光Ｌ２を吸収し、発熱し溶融する。そして、対向部３３が凝固すると第１の溶着部Ｚ１が形成され、文字板１と対向部３３とが接合される。

【0037】

延出部６１が有る箇所のレーザー光Ｌ２は、スモーク層１３，板部材１１、延出部６１を透過しケース部材３の対向部３３に照射される。すると、ケース部材３は、レーザー光Ｌ２を吸収し、発熱し溶融する。そして、対向部３３が凝固すると第２の溶着部Ｚ２が形成され、導光体６と対向部３３とが接合される。

【0038】

このように、従来、導光体６をケース部材３に固定する際にケース部材３にフックを設けていたが、レーザー溶着により導光体６とケース部材３とを接合することにより、該フック構造を廃止することができる。

【0039】

尚、本開示の表示装置１００を上記した実施形態の構成にて例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【0040】

例えば、実施形態では、第１の溶着部Ｚ１や第２の溶着部Ｚ２は指針開口部１４の周りに形成されていたが、指針開口透過部１２ｄに相当するレーザー光Ｌ１，Ｌ２の透過する透光領域を、指標部１２ａの外側に形成してもよい。その場合、指針開口透過部１２ｄをユーザーから視認されないように覆う指針軸部２２に相当する覆い部材を、指標部１２ａを加飾する周知のリング部材等であったり、指標部１２ａ以外を遮蔽する周知の見返し部材等で形成してもよい。

【0041】

また、実施形態では、指針開口透過部１２ｄが複数個所に形成されていたため、途切れたリング状に形成されていたが、指針開口透過部１２ｄが第２の光源５２の真上にも形成され略円状に形成される場合は、リング状に形成されてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ 文字板（透光部材）
１１ 板部材
１２ 遮光層（遮光領域）
１２ａ 指標部
１２ｂ 透視窓部
１２ｃ インジケータ意匠部
１２ｄ 指針開口透過部（透光領域）
１３ スモーク層
１４ 指針開口部
２ 指針
２１ 指針指示部
２２ 指針軸部（覆い部材）
３ ケース部材
３ａ 前面
３ｂ 後面
３１ アナログ照明室
３２ 指針照明室
３３ 対向部
４ 回路基板
４１ ＩＣチップ
５ 光源
５１ 第１の光源
５２ 第２の光源
６ 導光部材（透光部材）
６１ 延出部
７ 駆動本体
７１ 回動軸
８ 液晶表示パネル
１００ 表示装置
１０１ スピードメータ
１０２ タコメータ
１０３ デジタル表示部
１０４ インジケータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】