(57)【要約】【課題】ケース１７内に発熱部品１０を有し、その発熱部品１０で発生する熱をうまくケース１７外へ排出することで、発熱部品１０の温度上昇を抑えることのできる車両用表示装置を提供する。【解決手段】電源ＩＣ１０の近くにスピーカー２１を配置するとともに、スピーカー２１で音声情報を出力するとき以外のときに、人間の耳には聞こえない低い周波数でスピーカー２１を駆動させ、スピーカー２１の振動によってケース１７内の空気を移動させるようにしている。  これによれば、スピーカー２１がケース１７内の空気を圧縮、伸張させて振動させることにより、電源ＩＣ１０周りの空気の移動が行なわれて、電源ＩＣ１０の温度を下げることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１６、１７）内に、車両情報を表示する表示部（２、３）と、前記表示部（２、３）を制御する制御部品（９、１０）とを収納し、
前記ケース（１７）の外面に、車両運転者に対して音声情報を出力するスピーカー（２１）を備え、
前記制御部品（９、１０）のなかに発熱を伴う発熱部品（１０）を有する車両用表示装置において、
前記発熱部品（１０）の近くに前記スピーカー（２１）を配置するとともに、前記スピーカー（２１）で前記音声情報を出力するとき以外のときに、人間の耳には聞こえない低い周波数で前記スピーカー（２１）を駆動させ、前記スピーカー（２１）の振動によって前記ケース（１７）内の空気を移動させることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記ケース（１７）の前記発熱部品（１０）よりも下方部には、前記ケース（１７）外の空気を前記ケース（１７）内に導入する空気導入孔（１８）を設け、
前記ケース（１７）の前記発熱部品（１０）よりも上方部には、前記ケース（１７）内の空気を前記ケース（１７）外に排出する空気排出孔（１９）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記発熱部品（１０）の近くに、温度を検出する温度検出手段（２０）を配置して、前記温度検出手段（２０）で検出される温度が所定温度以上のときに前記スピーカー（２１）を駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記発熱部品（１０）と、前記スピーカー（２１）の振動板（２１ａ）の背面側とを対向させて配置していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記スピーカー（２１）の背面側周囲を筒部材（２２）で取り囲み、前記発熱部品（１０）と前記筒部材（２２）の開口端とを対向させて配置していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記筒部材（２２）の前記開口端の開口面積を絞っていることを特徴とする請求項５に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記筒部材（２２）を前記ケース（１７）に一体形成していることを特徴とする請求項５または６に記載の車両用表示装置。
【請求項８】
前記空気導入孔（１８）の内側端面に、前記ケース（１７）内の気圧が前記ケース（１７）外の気圧よりも低くなった場合にだけ前記ケース（１７）の内部側に開く導入側ラム圧弁手段（１８ａ）を設けていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用表示装置。
【請求項９】
前記空気排出孔（１９）の外側端面に、前記ケース（１７）内の気圧が前記ケース（１７）外の気圧よりも高くなった場合にだけ前記ケース（１７）の外部側に開く排出側ラム圧弁手段（１９ａ）を設けていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置に関するものであり、特に、ケース内に発熱部品を有し、その発熱部品で発生する熱をケース外へ排出することで発熱部品の温度上昇を抑えることが可能な車両用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の警報音を車両運転手に知らせるために、下記の特許文献１に示されているような、スピーカーを使用する車両用表示装置が必要となってきた。また、一方、各種表示器やインジケータなどを制御するために、表示装置内の発熱が増加してきている。従来、表示装置内の発熱を逃がすためには、ケースの裏側に空気導入口と空気排出口とを設置して、自然対流を利用した方法が一般的であった。なお、下記の特許文献２には、発熱電子部品の温度を、回路基板の裏面側に逃がす工夫が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４５２８５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５６５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自然対流に任せただけでは充分に発熱電子部品の温度を下げることができず、発熱電子部品の温度上昇が問題となっている。本発明は、このような従来に存在する問題に着目して成されたものであり、その目的は、ケース内に発熱部品を有し、その発熱部品で発生する熱をうまくケース外へ排出することで、発熱部品の温度上昇を抑えることのできる車両用表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、ケース（１６、１７）内に、車両情報を表示する表示部（２、３）と、表示部（２、３）を制御する制御部品（９、１０）とを収納し、ケース（１７）の外面に、車両運転者に対して音声情報を出力するスピーカー（２１）を備え、制御部品（９、１０）のなかに発熱を伴う発熱部品（１０）を有する車両用表示装置において、
発熱部品（１０）の近くにスピーカー（２１）を配置するとともに、スピーカー（２１）で音声情報を出力するとき以外のときに、人間の耳には聞こえない低い周波数でスピーカー（２１）を駆動させ、スピーカー（２１）の振動によってケース（１７）内の空気を移動させることを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に記載の発明によれば、スピーカー（２１）がケース（１７）内の空気を圧縮、伸張させて振動させることにより、発熱部品（１０）周りの空気の移動が行なわれて、発熱部品（１０）の温度を下げることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用表示装置において、ケース（１７）の発熱部品（１０）よりも下方部には、ケース（１７）外の空気をケース（１７）内に導入する空気導入孔（１８）を設け、ケース（１７）の発熱部品（１０）よりも上方部には、ケース（１７）内の空気をケース（１７）外に排出する空気排出孔（１９）を設けたことを特徴としている。
【０００８】
この請求項２に記載の発明によれば、スピーカー（２１）を駆動させることによりケース（１７）内の空気圧が脈動し、その空気圧が減少するとケース（１７）の下方部に設けた空気導入孔（１８）から外部の空気が流入し易くなる。また、空気圧が上昇するとケース（１７）の上方部に溜まった発熱部品（１０）で暖められた空気が、ケース（１７）の上方部に設けた空気排出孔（１９）から外部に排出され易くなる。このように、ケース（１７）内の換気を行なわれることにより、発熱部品（１０）の温度をより効率良く下げることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用表示装置において、発熱部品（１０）の近くに、温度を検出する温度検出手段（２０）を配置して、温度検出手段（２０）で検出される温度が所定温度以上のときにスピーカー（２１）を駆動させることを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、発熱部品（１０）の近くの温度が所定の閾値温度を超えて、これ以上の昇温を抑えたい状況のときにスピーカー（２１）の駆動が行われることとなり、不要な駆動を抑えることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用表示装置において、発熱部品（１０）と、スピーカー（２１）の振動板（２１ａ）の背面側とを対向させて配置していることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、発熱部品（１０）をスピーカー（２１）の真後ろに配置すると、マグネットの真後ろとなって空気の振動が伝わり難くなってしまうため、若干芯をずらしてスピーカー（２１）の振動板（２１ａ）の背面側と発熱部品（１０）とが対向しているのが好ましいことによる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用表示装置において、スピーカー（２１）の背面側周囲を筒部材（２２）で取り囲み、発熱部品（１０）と筒部材（２２）の開口端とを対向させて配置していることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、筒部材（２２）によって空気の振動方向に指向性を持たせることができるため、この空気の振動方向を発熱部品（１０）に向けることで、効率良く発熱部品（１０）周りの空気を動かすことができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両用表示装置において、筒部材（２２）の開口端の開口面積を絞っていることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、空気砲のように、指向性のある強い空気流を得ることができるようになる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の車両用表示装置において、筒部材（２２）をケース（１７）に一体形成していることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、車両用表示装置のコストを抑えることができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７に記載の車両用表示装置において、空気導入孔（１８）の内側端面に、ケース（１７）内の気圧がケース（１７）外の気圧よりも低くなった場合にだけケース（１７）の内部側に開く導入側ラム圧弁手段（１８ａ）を設けていることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、ケース（１７）内の暖かい空気が空気導入孔（１８）の近くだけで出入りするのを防いで、ケース（１７）外の空気を効率良く取り込むことができるようになる。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８に記載の車両用表示装置において、空気排出孔（１９）の外側端面に、ケース（１７）内の気圧がケース（１７）外の気圧よりも高くなった場合にだけケース（１７）の外部側に開く排出側ラム圧弁手段（１９ａ）を設けていることを特徴としている。
【００１６】
この請求項９に記載の発明によれば、ケース（１７）内の暖かい空気が空気排出孔（１９）の近くだけで出入りするのを防いで、ケース（１７）内の空気を効率良く排出させることができるようになる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の各実施形態におけるコンビネーションメータ１の部分正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における図１中のII−II断面模式図である。
【図３】図１のコンビネーションメータ１の電気回路構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態における図１中のII−II断面模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における図１中のII−II断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜３を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の各実施形態におけるコンビネーションメータ１の部分正面図であり、図２は、本発明の第１実施形態における図１中のII−II断面模式図である。また、図３は、図１のコンビネーションメータ１の電気回路構成図である。
【００１９】
本実施形態は、車両に搭載される車両用表示装置としてのコンビネーションメータ１に、本発明による放熱構造を適用したものである。図１中の矢印で示す上下方向が、車両搭載状態での上下方向である。コンビネーションメータ１は、車両の運転席前方に配置され、車両に関する各種情報を表示する。
【００２０】
なお、図１のコンビネーションメータ１は、走行速度を表示する速度計の部分を示している。コンビネーションメータ１は、情報を表示して運転者に視認させるための文字盤（本発明で言う表示部）２を備えており、この文字盤２は、透光性を有する材料、例えば透明なポリカーボネート樹脂などの板材にて形成されている。
【００２１】
文字盤２の表面や裏面には、数字を含む文字部２ａと目盛部２ｂとが設けられ、これらが透光状態になるよう、これらの文字部２ａ、目盛部２ｂの背景部分がつや消しの不透光状態、または、つや消しの透光性が低い状態に印刷あるいはホットスタンプで形成されている。
【００２２】
図２に示すように、文字盤２の略中央部には、後述するムーブメント４のシャフト４ａを通すための円筒部２ｃが設けられ、文字盤２の裏側（図２の右側）には、ムーブメント４、発光ダイオード５ａ、５ｂ、リフレクタ６、回路基板としてのプリント基板７などが配置されている。また、本実施形態のコンビネーションメータ１は、車両運転者に対して警報や音声情報などを出力するスピーカー２１を備えている。
【００２３】
プリント基板７は、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成するものであり、ムーブメント４、発光ダイオード５ａ、５ｂなどがプリント基板７上に実装されている。ムーブメント４は、例えば交差コイル式のアクチュエータ、あるいはステッピングモータなどで構成され、外部からの電気信号（本実施形態においては車速信号）に対応した角度だけシャフト４ａを回動させるものである。
【００２４】
シャフト４ａは、文字盤２の円筒部２ｃを通して前面側（図２の左側）へ延出し、その先端には指針（本発明で言う表示部）３が固定されている。リフレクタ６は、発光ダイオード５ａからの光（例えば白色光）を、文字盤２の文字部２ａと目盛部２ｂとへ導くものである。
【００２５】
文字部２ａと目盛部２ｂとは、リフレクタ６により導かれた発光ダイオード５ａからの光により、例えば白色で発光表示されるように構成され、文字部２ａと目盛部２ｂとの背景部分は、例えば青色表示されるように構成されている。文字盤２の円筒部２ｃは、発光ダイオード５ｂからの光（例えば白色光）を指針３へ導くものである。
【００２６】
指針３は、円筒部２ｃにより導かれた発光ダイオード５ｂからの光により、例えば赤色で発光表示されるように形成されている。コンビネーションメータ１の筐体は、図２に示すように、リフレクタ６と、文字盤２や指針３の前面側（図２の左側）を覆う透明なフロントカバー１５と、文字盤２の端部側を覆う意匠プレート（本発明で言うフード部およびケース）１６と、ケース１７とから構成されている。なお、ケース１７の裏面側（図２の右側）には開口が設けられており、スピーカー２１が外方に向けて取り付けられている。
【００２７】
プリント基板７には、さらに、発光ダイオード５ａ、５ｂの点灯／消灯制御、およびムーブメント４の駆動制御を行なう制御ユニット８（図３参照）が実装されている。この制御ユニット８は、図３にも示すように、マイクロコンピュータなどから構成されている制御装置（本発明で言う制御部品）９と、集積回路である電源ＩＣ（本発明で言う制御部品であり発熱部品）１０とにより構成されている。電源ＩＣ１０は、図３に示すように、制御装置９内のマイクロコンピュータを駆動するために、バッテリ１３の電圧を５Ｖに変換する定電圧電源であり、制御ユニット８において最も熱を発生する電子部品である。
【００２８】
制御装置９には、バッテリ１３から電源ＩＣ１０を介して電力が供給され、イグニッションスイッチ１２のオン／オフを検出可能に接続されている。また、車両の走行速度を検出する車速センサ１４などのセンサ、図示しないスイッチ、後述するサーミスタ２０などからの信号が入力可能に接続されている。また、ムーブメント４は、車速センサからの検出信号に応じて制御装置９によって駆動され、発光ダイオード５ａ、５ｂやスピーカー２１なども、制御装置９に接続され、制御装置９からの信号によって作動する。
【００２９】
次に、本実施形態の特徴である放熱構造について説明する。まず、ケース１７において、下面には、ケース１７外の空気をケース１７内に導入するための空気導入孔１８と、上面には、ケース１７内の空気をケース１７外に排出する空気排出孔１９とが設けられている。
【００３０】
また、空気導入孔１８の内側端面には、ケース１７内の気圧がケース１７外の気圧よりも低くなった場合にだけケース１７の内部側に開く導入側ラム圧弁（本発明で言う導入側ラム圧弁手段）１８ａと、空気排出孔１９の外側端面には、ケース１７内の気圧がケース１７外の気圧よりも高くなった場合にだけケース１７の外部側に開く排出側ラム圧弁（本発明で言う排出側ラム圧弁手段）１９ａとを設けている。
【００３１】
この両ラム圧弁１８ａ、１９ａは、例えば薄いゴム膜などである。そして、スピーカー２１の振動板２１ａの背面側と、発熱部品である電源ＩＣ１０とが水平方向において対向するように配置するとともに、電源ＩＣ１０の近く（図２の例では直上）に、周辺温度を検出するサーミスタ（本発明で言う温度検出手段）２０を、プリント基板７上に配置している。
【００３２】
次に、上述したように構成された本実施形態のコンビネーションメータ１の作動について説明する。イグニッションスイッチ１２がオンすると、図３において、電源ＩＣ１０より電力が供給されて、制御装置９が起動する。そして、制御装置９は、速度センサ１４の検出信号に基づいてムーブメント４を駆動させ、シャフト４ａを介して、指針３を回動させる。また、制御装置９は、発光ダイオード５ａ、５ｂの点灯させることによって、文字盤２を透過照明し、指針３を発光表示させ、必要に応じてスピーカー２１から警報や音声情報などを出力する。
【００３３】
そして、サーミスタ２０で検出する電源ＩＣ１０直上の温度が、所定の閾値（例えば、電源ＩＣ１０の使用上限温度が１２５℃とすると、１１０℃位）に達した場合で、音声情報などにスピーカー２１を使用していないときには、人間の耳には聞こえない低い周波数概ね３０Hz以下）でスピーカー２１を駆動させるものである。これによって、電源ＩＣ１０の表面に密着している空気が振動する。
【００３４】
その結果、ケース１７内の空気圧が脈動し、その空気圧が減少すると空気導入孔１８を通って外部の空気が流入し、空気圧が上昇すると空気排出孔１９を通ってケース１７内の空気が外部に排出されることになる。このように、強制換気を行なうことにより、電源ＩＣ１０の温度を下げることが可能となる。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、電源ＩＣ１０の近くにスピーカー２１を配置するとともに、スピーカー２１で音声情報を出力するとき以外のときに、人間の耳には聞こえない低い周波数でスピーカー２１を駆動させ、スピーカー２１の振動によってケース１７内の空気を移動させるようにしている。これによれば、スピーカー２１がケース１７内の空気を圧縮、伸張させて振動させることにより、電源ＩＣ１０周りの空気の移動が行なわれて、電源ＩＣ１０の温度を下げることができる。
【００３６】
また、ケース１７で電源ＩＣ１０よりも下方部には、ケース１７外の空気をケース１７内に導入する空気導入孔１８を設け、ケース１７で電源ＩＣ１０よりも上方部には、ケース１７内の空気をケース１７外に排出する空気排出孔１９を設けている。これによれば、スピーカー２１を駆動させることによりケース１７内の空気圧が脈動し、その空気圧が減少するとケース１７の下方部に設けた空気導入孔１８から外部の空気が流入し易くなる。
【００３７】
また、空気圧が上昇するとケース１７の上方部に溜まった発熱部品１０で暖められた空気が、ケース１７の上方部に設けた空気排出孔１９から外部に排出され易くなる。このように、ケース１７内の換気を行なわれることにより、電源ＩＣ１０の温度をより効率良く下げることができる。
【００３８】
また、電源ＩＣ１０の近くに、温度を検出するサーミスタ２０を配置して、サーミスタ２０で検出される温度が所定温度以上のときにスピーカー２１を駆動させるようにしている。これによれば、電源ＩＣ１０の近くの温度が所定の閾値温度を超えて、これ以上の昇温を抑えたい状況のときにスピーカー２１の駆動が行われることとなり、不要な駆動を抑えることができる。
【００３９】
また、電源ＩＣ１０と、スピーカー２１の振動板２１ａの背面側とを対向させて配置している。これは、電源ＩＣ１０をスピーカー２１の真後ろに配置すると、マグネットの真後ろとなって空気の振動が伝わり難くなってしまうため、若干芯をずらしてスピーカー２１の振動板２１ａの背面側と発熱部品１０とが対向しているのが好ましいことによる。
【００４０】
また、空気導入孔１８の内側端面に、ケース１７内の気圧がケース１７外の気圧よりも低くなった場合にだけケース１７の内部側に開く導入側ラム圧弁１８ａを設けている。これによれば、ケース１７内の暖かい空気が空気導入孔１８の近くだけで出入りするのを防いで、ケース１７外の空気を効率良く取り込むことができるようになる。
【００４１】
また、空気排出孔１９の外側端面に、ケース１７内の気圧がケース１７外の気圧よりも高くなった場合にだけケース１７の外部側に開く排出側ラム圧弁１９ａを設けている。これによれば、ケース１７内の暖かい空気が空気排出孔１９の近くだけで出入りするのを防いで、ケース１７内の空気を効率良く排出させることができるようになる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態における図１中のII−II断面模式図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。本実施形態では、スピーカー２１の背面側周囲を筒部材２２で取り囲み、電源ＩＣ１０と筒部材２２の開口端とを対向させて配置している。
【００４３】
これによれば、筒部材２２によって空気の振動方向に指向性を持たせることができるため、この空気の振動方向を電源ＩＣ１０に向けることで、効率良く電源ＩＣ１０周りの空気を動かすことができる。また、筒部材２２の開口端の開口面積を絞っている。これによれば、空気砲のように、指向性のある強い空気流を得ることができるようになる。また、筒部材２２をケース１７に一体形成している。これによれば、車両用表示装置のコストを抑えることができる。
【００４４】
なお、図４では、スピーカー２１の真後ろに電源ＩＣ１０を配置しているが、スピーカー２１と電源ＩＣ１０とがずれた状態でしか配置できない場合は、その位置のずれを、筒部材２２を曲げたり、偏心させたりすることで吸収して、筒部材２２の開口端と電源ＩＣ１０とが対向するようにすることができる。また、筒部材２２の開口を積極的に絞って、閉空間に小さな開口が開いたような状態にすると閉空間が共鳴箱として作用するため、閉空間の体積を考慮することで特定の音域の音圧を高めることができ、警報を聞き取り易くすることもできる。
【００４５】
（その他の実施形態）
図５は、電源ＩＣ１０などの発熱部品が、プリント基板７の前面側（図５の左側）に配置された場合の図であり、前述の特許文献２に示されるように、放熱板１１を設けて放熱を行なう構造である。このような構造の場合、放熱板１１周りの空気を、スピーカー２１によって動かすことによっても、発熱部品の温度を効率良く下げることが可能となる。
【００４６】
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、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、スピーカー２１がコンビネーションメータ１の裏面に配置されているが、コンビネーションメータの上下左右の側面、もしくは前面側に向けて配置されていても良く、ケースの外面から外方に向けてであれば、いずれの方向に向けて配置されているものであっても良い。
【００４７】
また、上述の実施形態で表示部は、機械式のメータとなっているが、液晶パネルなど可動部の無い表示部であっても良く、表示部の形態を問うものではない。また、上述の実施形態では、本発明を車両用表示装置であるコンビネーションメータに適用しているが、コンビネーションメータに限定するものではない。
【符号の説明】
【００４８】
２…文字盤（表示部）
３…指針（表示部）
９…制御装置（制御部品）
１０…電源ＩＣ（制御部品、発熱部品）
１６…意匠ケース（フード部、ケース）
１７…ケース
１８…空気導入孔
１８ａ…導入側ラム圧弁（導入側ラム圧弁手段）
１９…空気排出孔
１９ａ…排出側ラム圧弁（排出側ラム圧弁手段）
２０…サーミスタ（温度検出手段）
２１…スピーカー
２１ａ…振動板
２２…筒部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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