特許 7516907 計器箱

(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】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】計器箱

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20240709BHJP

   G01D 11/24 20060101ALI20240709BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20240709BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 U

G01D11/24 B

B60K35/23

H05K9/00 H

H05K7/20 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020107413

(22)【出願日】2020-06-23

(65)【公開番号】P2022003657

(43)【公開日】2022-01-11

【審査請求日】2023-04-17

(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】石橋 亮一

【審査官】石坂 博明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０５１９２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１３３５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５５４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７４２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１２６８８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ９／００

Ｇ０１Ｄ １１／２４

Ｂ６０Ｋ ３５／２３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集積回路素子を有する回路基板と、
前記集積回路素子の天面に貼付された熱伝導部材と、
前記熱伝導部材と接し前記回路基板を覆うシールドケースと、を備えた計器箱であって、
前記集積回路素子は、その一辺に設けられたクロック信号ピンと、前記一辺に隣接する他の一辺に設けられたデータバス信号ピンとを備え、
前記熱伝導部材は前記集積回路素子の前記一辺及び前記他の一辺から所定距離離間させて前記天面に貼付されており、
前記一辺から前記熱伝導部材までの距離を第１の距離とし、前記他の一辺から前記熱伝導部材までの距離を第２の距離としたとき、前記第１の距離は８ｍｍであり、前記第２の距離は４ｍｍである、計器箱。

【請求項2】

前記回路基板は揮発性メモリを有し、
前記クロック信号ピン及び前記データバス信号ピンの各々は前記集積回路素子と前記揮発性メモリとが通信する配線に接続されるピンである、請求項１に記載の計器箱。

【請求項3】

前記揮発性メモリはＤＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）でデータを転送する、請求項２に記載の計器箱。

【請求項4】

前記シールドケースは、前記熱伝導部材の貼付箇所を示す目印部を有する、請求項１－３の何れか１項に記載の計器箱。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、放熱器を兼ねるシールドケースを備えた計器箱に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の計器箱として特許文献１に開示されたものがある。この計器箱は、放熱性と磁気シールド性を有するケースに回路基板を収容している。

【0003】

また、放熱性と磁気シールド性を有するケースが特許文献２に開示されている。このケースは、回路基板に設けられた制御集積回路をケースに接触させることにより放熱性を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－９６７９９号公報

【文献】特開平７－７９０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の発明者は、特許文献１に特許文献２の構造を適用することで、回路基板に設けられたマイクロコントローラなどの制御集積回路が発する熱がケースに伝達しやすくなることから、放熱性が高まると考えた。しかしながら、本開示の発明者は、前述した特許文献１に特許文献２の構造を採用すると、ケースがアンテナとなって、外来ノイズがケースを介して制御集積回路に伝わりやすくなることも認識した。

【0006】

本開示は、放熱器を兼ねるシールドケースを備えた計器箱において、耐ノイズ性を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

１つの側面では、本開示の計器箱は、
集積回路素子を有する回路基板と、
前記集積回路素子の天面に貼付された熱伝導部材と、
前記熱伝導部材と接し前記回路基板を覆うシールドケースと、を備えた計器箱であって、
前記集積回路素子は、その一辺に設けられたクロック信号ピンと、前記一辺に隣接する他の一辺に設けられたデータバス信号ピンとを備え、
前記熱伝導部材は前記集積回路素子の前記一辺及び前記他の一辺から所定距離離間させて前記天面に貼付されており、
前記一辺から前記熱伝導部材までの距離を第１の距離とし、前記他の一辺から前記熱伝導部材までの距離を第２の距離としたとき、前記第１の距離は８ｍｍであり、前記第２の距離は４ｍｍである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、放熱器を兼ねるシールドケースを備えた計器箱において、耐ノイズ性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示のヘッドアップディスプレイの外観を示す斜視図。

【図2】上ケースを外した状態のヘッドアップディスプレイを上方から見た平面図。

【図3】ヘッドアップディスプレイを下方から見た平面図。

【図4】図３のＡ－Ａ断面図。

【図5】回路基板の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の計器箱の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ１を添付図面に基づいて説明する。以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１から図５における定義の「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に対応する。

【0011】

ヘッドアップディスプレイ１は、自動車等の車両に搭載される。ヘッドアップディスプレイ１は、表示器２と、平面鏡３と、凹面鏡４と、ケース５と、回路基板６、から主に構成される。

【0012】

ヘッドアップディスプレイ１は、表示器２が出力した表示光Ｌを、リレー光学系を構成する平面鏡３及び凹面鏡４で反射し、車両のウインドシールドに照射する。車両の搭乗者（主に運転者）は、車両のウインドシールドに反射した表示光Ｌの虚像を車両前方の実風景に重ねて視認することができる。

【0013】

表示器２は、例えば液晶表示器である。表示器２は、バックライトユニットと、液晶表示パネルを有する。バックライトユニットは、光源基板、レンズ、光源基板を放熱するヒートシンク等を備える。表示器２は、液晶表示パネルの背面をバックライトユニットによって照らすことで液晶表示パネルが表示した画像を表す表示光Ｌを出射する。液晶表示パネルが表示する画像は、例えば、車両の走行速度情報や車両警告情報、経路案内情報などの車両情報を数字や図表によって表したものである。なお、表示器２は、画像表示器であればよく、例えば、有機ＥＬ表示器、あるいはスクリーンに投影するプロジェクタなどであってもよい。

【0014】

平面鏡３は、表示器２から出力された表示光Ｌを凹面鏡４に向けて反射する反射鏡である。

【0015】

凹面鏡４は、平面鏡３が反射した表示光Ｌをウインドシールドに向けて反射する凹面鏡である。

【0016】

ケース５は、表示器２と、平面鏡３と、凹面鏡４と、回路基板６を収容する計器箱である。ケース５は、上ケース５１と、下ケース５２と、透光性カバー５３と、シールドケース５４から主に構成される。

【0017】

ケース５は、上ケース５１と下ケース５２を組み合わせることで第１収容部５２ａを形成する。第１収容部５２ａには、表示器２と、平面鏡３と、凹面鏡４が収容される。また、この第１収容部５２ａは、表示光Ｌの光路となる。

【0018】

ケース５は、下ケース５２の裏面５２ｂとシールドケース５４を組み合わせることで第２収容部５２ｃを形成する。第２収容部５２ｃには、回路基板６が収容される。

【0019】

上ケース５１は、表示光Ｌを第１収容部５２ａからケース５の外部に出射するための出射口となる開口部５１１が形成された樹脂製のケースである。

【0020】

下ケース５２は、金属製のケースである。下ケース５２の第１収容部５２ａ側には、表示器２と、平面鏡３と、凹面鏡４をそれぞれが載置され、ねじ等で固定されている。また、下ケース５２の第２収容部５２ｃ側には、回路基板６が載置され、ねじ等で固定されている。

【0021】

透光性カバー５３は、アクリル樹脂やポリカーボネートなどの透光性樹脂を薄さ約０．５ｍｍのフィルム状にしたものである。透光性カバー５３は、開口部５１１を覆うように上ケース５１に接着固定される。

【0022】

シールドケース５４は、金属製のケースである。シールドケース５４は、下ケース５２に載置された回路基板６を覆うことで磁気シールドとしての機能を持つ。

【0023】

回路基板６は、表示器２に画像を表示させる制御回路基板である。回路基板６のシールドケース５４に対向する面には、集積回路素子６１と、揮発性メモリ６２が設けられている。

【0024】

集積回路素子６１は、例えば、表面実装型のグラフィックコントローラである。集積回路素子６１は、クロック信号ピン（第１ピン）Ｐ１、アドレス・コマンド信号ピン（第２ピン）Ｐ２、データバス信号ピン（第３ピン）Ｐ３を有し、これら第１ピンＰ１～第３ピンＰ３が揮発性メモリ６２と通信可能に配線されている。

【0025】

揮発性メモリ６２は、例えば、ＤＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）方式でデータを転送するＤＤＲＳＤＲＡＭである。揮発性メモリ６２は、集積回路素子６１が演算したデータを一時的に格納するワークメモリである。この揮発性メモリ６２には、例えば、車両情報を数字や図表によって表した画像データなどが一時的に格納される。なお、揮発性メモリ６２は、ＤＤＲ１、ＤＤＲ２、ＤＤＲ３などの様々なＤＤＲ方式でデータを記憶する揮発性メモリを用いてもよい。

【0026】

集積回路素子６１の天面（シールドケース５４と対向する面）と、シールドケース５４との間には、熱伝導部材６３が貼付されている。熱伝導部材６３は、例えば、シリコーン製の熱伝導シートである。この熱伝導部材６３は、下ケース５２の裏面５２ｂとシールドケース５４を組み合わせることで第２収容部５２ｃを形成する際に、集積回路素子６１の天面とシールドケース５４に接触して、集積回路素子６１の熱をシールドケース５４に伝わりやすくなり、放熱性を高める。熱伝導部材６３は、シリコーン系の熱伝導シートに限らず、非シリコーン系の熱伝導シートであってもよい。

【0027】

ここで、集積回路素子６１の天面の全領域に熱伝導部材６３が貼付される構成とした場合、シールドケース５４を介して外来ノイズが熱伝導部材６３に伝達し、さらに集積回路素子６１が揮発性メモリ６２と通信するための第１ピンＰ１～第３ピンＰ３を通る信号に悪影響を及ぼす可能性があることを、出願人は認識した。特に、揮発性メモリ６２がＤＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）方式でデータを転送するＤＤＲＳＤＲＡＭのような６ＧＢ／秒を超える高速通信の場合においては、通信エラーを生じさせる虞があることを、出願人は認識した。さらに、揮発性メモリ６２に、車両情報を数字や図表によって表した画像データなどが一時的に格納される場合においては、通信エラーによって車両情報が誤って画像表示器２に表示される虞があり、このような通信エラーを抑制することが重要であることを、出願人は認識した。

【0028】

上述した課題を解決するため、第１ピンＰ１～第３ピンＰ３から第１の距離Ｗ１、第２の距離Ｗ２離間させた集積回路素子６１の天面の領域のみに熱伝導部材６３を貼付するように構成した。これにより、放熱性を維持しつつ耐ノイズ性が向上することができる。

【0029】

具体的には、第１ピンＰ１～第３ピンＰ３がある辺から少なくとも４ｍｍ以上、好ましくは８ｍｍ離間した位置に熱伝導部材６３を貼付することで放熱性を維持しつつ耐ノイズ性が向上することができる。言い換えれば、第１ピンＰ１～第３ピンＰ３がある辺から少なくとも４ｍｍ以内（好ましくは８ｍｍ以内）の天面領域には熱伝導部材６３を貼付しない。本開示例では、第１ピンＰ１及び第２ピンＰ２がある辺から８ｍｍ（第１の距離Ｗ１）離間し、且つ、第３ピンＰ３がある辺から４ｍｍ（第２の距離Ｗ２）離間し、且つ、第１ピンＰ１～第３ピンＰ３がない辺から１ｍｍ以内となる領域に熱伝導部材６３を貼付している。

【0030】

また、熱伝導部材６３は、少なくとも集積回路素子６１の天面の面積の２５％以上の範囲に貼付されることが好ましい。集積回路素子６１の天面の面積の２５％以上の範囲において熱伝導部材６３と集積回路素子６１が接触していれば、集積回路素子６１が発した熱が熱伝導部材６３を介してシールドケース５４に十分伝わり放熱性は十分に担保される。

【0031】

以上のように構成することで、シールドケース５４を介して外来ノイズが熱伝導部材６３に伝達し、さらに集積回路素子６１が揮発性メモリ６２と通信するための第１ピンＰ１～第３ピンＰ３を通る信号に悪影響を及ぼすことがない。

【0032】

なお、熱伝導部材６３を適切な位置に貼付するにあたって、シールドケース５４の集積回路素子６１と対向する面にケガキ線などの目印部を形成することが好ましい。目印部はシールドケース５４でなく集積回路素子６１の天面に形成してもよい。また、目印部は、ケガキ線に限らず、印刷などによって領域を色分けするものであってもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ ヘッドアップディスプレイ
２ 表示器
３ 平面鏡
４ 凹面鏡
５ ケース（計器箱）
５１ 上ケース
５１１ 開口部
５２ 下ケース
５２ａ 第１収容部
５２ｂ 裏面
５２ｃ 第２収容部
５３ 透光性カバー
５４ シールドケース
６ 回路基板
６１ 集積回路素子
６２ 揮発性メモリ
６３ 熱伝導部材
Ｐ１ 第１ピン
Ｐ２ 第２ピン
Ｐ３ 第３ピン
Ｗ１ 第１の距離（所定距離）
Ｗ２ 第２の距離（所定距離）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】