JP2002144915A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤ４（光源）と並列に接続された電流調
整抵抗５（抵抗）を小型化して、組付け工数を低減して
生産性の高い表示装置１を提供する。 【解決手段】 トランジスタ６（開閉手段）のベースに
所定電圧のパルス信号が印加された時間だけ通電するこ
とにより、オイルプレッシャスイッチ２（第１のスイッ
チ）の接点の酸化皮膜除去可能電流を得るための電流調
整抵抗５への通電時間を短縮したので、電流調整抵抗５
の発熱を抑えて、電流調整抵抗５を小電力容量化・小型
化することができた。これにより、第１のスイッチ接点
の酸化皮膜除去機能を維持しつつ、電流調整抵抗５の表
面実装化によりはんだ付け工数を低減して生産性の高い
表示装置１が提供できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１のスイッチの
オン／オフ状態を光源の点灯／消灯動作によって表示す
る表示装置に関するもので、車両用に用いて好適であ
る。

【０００２】

【従来の技術】表示装置は、圧力あるいは温度等の変化
に対応して開閉状態が変化する第１のスイッチと光源を
電気的に接続して、光源の点灯／消灯状態により圧力あ
るいは温度の状態を表示するものである。

【０００３】このような表示装置の一例としては、車両
におけるエンジンのオイルプレッシャ警告灯がある。こ
れは、エンジンのオイルギャラリに設置され、所定圧力
以下の時は接点が導通し、所定圧力を超えると接点が解
離するオイルプレッシャ第１のスイッチと、メータパネ
ルに取付けた表示用電球とを電気的に接続している。オ
イルギャラリの圧力が所定圧力以下になると電球が点灯
し、運転者に油圧低下を知らせるものである。

【０００４】近年、電球交換のメンテナンスフリー化お
よびメータパネルデザイン自由度拡大の要求に対応し
て、電球に代わってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉ
ｎｇＤｉｏｄｅ、いわゆる発光ダイオード）が用いられ
るようになってきた。ＬＥＤ点灯時の消費電流は電球点
灯時の消費電流の１／５〜１／１０と小さい。従って、
オイルプレッシャ第１のスイッチを流れる電流も小さく
なる。

【０００５】一般に、第１のスイッチの接点は銅合金等
の金属からなるため、使用過程においてその表面には酸
化皮膜が形成されることがある。この酸化皮膜は抵抗値
が高いため放置すると第１のスイッチの導通が不安定に
なる可能性がある。しかし、第１のスイッチが閉状態に
なり接点間を電流が流れると酸化皮膜は除去される。

【０００６】ＬＥＤの採用によりオイルプレッシャ第１
のスイッチを流れる電流が小さくなるとオイルプレッシ
ャ第１のスイッチ接点の酸化皮膜を除去する効果も小さ
くなる。この対策として、図５に示すように抵抗５をＬ
ＥＤ４と並列に接続してオイルプレッシャスイッチ２を
流れる電流を増加させることが行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＬＥＤ４と
並列に接続される抵抗５は発熱を抑えるために大容量
で、通常は円筒形の両端部からリード線が出ている抵抗
部品が使われる。近年、メータパネルに搭載される情報
表示機能が増加し、メータパネル上にはＬＥＤをはじめ
多くの電子部品が配設されている。これに対応するた
め、メータパネルは電気配線基板を兼用して、電気接続
作業を合理化している。また、電子部品は表面実装素子
（ＳＭＤ）が使われ、リフローはんだ付けによりはんだ
付け工数を最小限にしている。ところが、前述の抵抗部
品は、リフローはんだ付けが適用できないため、メータ
パネルへの組付け工数が増加し、コスト上昇を招いてい
る。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、第１のスイッチ接点の酸化皮膜除去機能を維持し
つつ、小電力用の抵抗を使用可能とし、抵抗の表面実装
化による工数低減が可能な表示装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
する為、以下の技術的手段を採用する。

【００１０】本発明の請求項１に記載の表示装置は、表
示用の光源と直列接続され、接点の開閉動作により光源
を点灯動作させる第１のスイッチと、第２のスイッチ
と、光源と並列に接続された、抵抗および開閉手段の直
列回路とを備え、第２のスイッチの状態に対応させて開
閉手段を所定デューティにて開閉動作させる構成とし
た。つまり、第１のスイッチの接点開閉状態に関係無し
に開閉手段を所定デューティにて作動させたので、第１
のスイッチが閉状態になった時に抵抗を流れる電流によ
る第１のスイッチ接点の酸化皮膜除去機能を維持しつ
つ、直列接続される抵抗の電力容量を小さくすることが
可能となる。このことは、抵抗として表面実装素子の選
択が可能となり、実装工数を低減できる。

【００１１】本発明の請求項２に記載の表示装置は、表
示用の光源と直列接続され、接点の開閉動作により光源
を点灯動作させる第１のスイッチと、光源と並列に接続
された、抵抗および開閉手段の直列回路とを備え、第１
のスイッチの状態に対応させて開閉手段を作動させる構
成とした。これにより、第１のスイッチの接点開閉時
に、開閉手段を作動させてこの第１のスイッチ接点の酸
化皮膜除去に必要な電流を制御可能とし、それにより直
列接続される抵抗の電力容量を小さくすることが可能と
なる。このことは、抵抗として表面実装素子の選択が可
能となり、実装工数を低減できる。

【００１２】本発明の請求項３に記載の表示装置は、開
閉手段による抵抗への通電時間を、光源への通電時間よ
り短く設定した。これにより、光源点灯中、抵抗を流れ
る電流による第１のスイッチ接点の酸化皮膜除去機能を
維持しつつ、抵抗の発熱量を低くできるので、直列接続
される抵抗の電力容量を小さくすることが可能となる。
このことは、抵抗として表面実装素子の選択が可能とな
り、実装工数を低減できる。

【００１３】本発明の請求項４に記載の表示装置におい
ては、第１のスイッチは、検出対象の状態に応じて、接
点を開閉動作し、開閉手段は、接点の開閉状態に対応さ
せて所定デューティにて開閉動作する。これにより、光
源点灯中、抵抗を流れる電流による第１のスイッチ接点
の酸化皮膜除去機能を維持しつつ、抵抗の発熱量を低く
できるので、直列接続される抵抗の電力容量を小さくす
ることが可能となる。また、開閉手段の動作時間を必要
最小限の時間として、開閉手段による消費電力を低減す
ることができる。さらに、第１のスイッチ接点の閉状態
中に、第１のスイッチ接点の酸化皮膜除去可能な大きさ
の電流を複数回流すことにより、接点の酸化皮膜を確実
に除去できる。

【００１４】本発明の請求項５に記載の表示装置では、
光源としてＬＥＤを採用している。これにより、光源の
寿命を半永久的としてメンテナンスフリー化を図ること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示装置を車両用
エンジンのオイルプレッシャ警告灯に適用した場合を例
に図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一
構成部分には同一符号を付してある。

【００１６】図１は、本発明の一実施形態による表示装
置およびその周辺の回路図である。

【００１７】表示装置１は、第２のスイッチとしてのイ
グニッションスイッチ９を介してバッテリ１０（電源）
に接続しており、イグニッションスイッチ９がＯＮされ
ると表示装置１に電力が供給される。

【００１８】表示装置１は、検出対象の状態に応じて接
点を開閉動作する第１のスイッチとしてのオイルプレッ
シャスイッチ２、メータパネル３、表示用光源としての
ＬＥＤ４（発光ダイオード）および制御装置７等から構
成されている。

【００１９】オイルプレッシャスイッチ２は、固定接点
２ａおよび可動接点２ｂを有し、エンジン（図示せず）
のオイルギャラリ（図示せず）に取付けられている。オ
イルギャラリ内の油圧が所定圧力以下の時は、可動接点
２ｂはばね（図示せず）の付勢力によって固定接点２ａ
に押圧され、オイルプレッシャスイッチ２は閉状態とな
る。エンジンが作動しオイルギャラリ内の油圧が所定圧
力を超えると、可動接点２ｂに作用する油圧力がばねの
付勢力を上回り、可動接点２ｂは固定接点２ａから解離
し、オイルプレッシャスイッチ２は開状態になる。

【００２０】メータパネル３には、ＬＥＤ４が取付けら
れている。ＬＥＤ４のカソードは、オイルプレッシャス
イッチ２の固定接点２ａに接続されている。ＬＥＤ４の
アノードは、電流制限抵抗８を介して電源の＋側に接続
されている。また、ＬＥＤ４と並列にオイルプレッシャ
スイッチ２への電流を増加調整する電流調整抵抗５（抵
抗）が配設され、その一端はＬＥＤ４のカソードに接続
され、他端はトランジスタ６（開閉手段）を介してバッ
テリ１０の＋側に接続されている。さらに、トランジス
タ６のベースは制御装置７に接続されている。この電流
調整抵抗５は表面実装素子（ＳＭＤ）タイプが用いら
れ、その電力容量は、従来の表示装置１００（図４参
照）における電流調整抵抗５の電力容量よりも小さく、
また、体格も小さい。

【００２１】制御装置７は、電源回路（図示せず）、論
理回路（図示せず）およびパルス信号発生回路（図示せ
ず）等から構成され、また、エンジン回転センサ１１の
出力信号が入力される。制御装置７は、図２に示すよう
な制御フローチャートに基づいて作動し、所定電圧のＯ
Ｎ時間Ｔ３および所定デューティ（ＯＮ時間Ｔ１、ＯＦ
Ｆ時間Ｔ２）のパルス信号をトランジスタ６のベースに
印加する。

【００２２】次に、表示装置１の作動を、図４に示す従
来の表示装置１００の作動と対比させながら簡単に説明
する。

【００２３】先ず、従来の表示装置１００においては、
エンジンのオイルギャラリの油圧が低下し、オイルプレ
ッシャスイッチ２が閉状態になると、ＬＥＤ４が通電さ
れ点灯する。と同時に、電流調整抵抗５にも電流が流れ
る。電流調整抵抗５の抵抗値は、オイルプレッシャスイ
ッチ２を流れる電流の大きさが固定接点２ａおよび可動
接点２ｂ表面に形成された酸化皮膜を除去可能な電流値
となるように設定したので、固定接点２ａおよび可動接
点２ｂ表面に形成された酸化皮膜が除去される。また、
電流調整抵抗５は、ＬＥＤ４点灯中ずっと通電されため
に発熱する。そのため、電流調整抵抗５は、連続通電時
その温度が所定温度以下となるように、電力容量の大き
なものが使われている。

【００２４】それに対し、本実施形態では、図１に示す
ように、電流調整抵抗５と直列に開閉手段であるトラン
ジスタ６を設け、このトランジスタ６を、電力調整抵抗
５の抵抗値と電力容量を考慮した所定デューティにてＯ
Ｎ・ＯＦＦ動作させている。それによって、電流調整抵
抗５の電力容量を小さくしても、発熱による温度上昇を
抑えつつ、オイルプレッシャスイッチ２の両接点２ａ、
２ｂの酸化皮膜の除去に必要な電流を供給可能としてい
る。

【００２５】次に、本発明の一実施形態による表示装置
１の作動について詳細に説明する。

【００２６】図３において、（ａ）は、エンジン運転中
における、イグニッションスイッチ９の開閉状態、
（ｂ）は、エンジン回転数、（ｃ）は、オイルプレッシ
ャスイッチ２の開閉状態、（ｄ）は、ＬＥＤ４の点灯状
態、および（ｅ）は、トランジスタ６のベースへの電圧
印加のタイムチャートを示す。

【００２７】先ず、イグニッションスイッチ９がＯＮさ
れてからスタータスイッチ（図示せず）ＯＮされるまで
の間、エンジンのオイルギャラリ油圧は０のためオイル
プレッシャスイッチ２は閉状態であり、従ってＬＥＤ４
に電流が流れ、ＬＥＤ４は点灯する。さらに、スタータ
スイッチがＯＮされエンジンが始動しても、エンジン回
転数がオイルプレッシャスイッチ２が開状態（ＯＦＦ）
となるエンジン回転数Ｎ１に達するまでは、オイルギャ
ラリ油圧が低いためオイルプレッシャスイッチ２は閉状
態を保つ。従ってＬＥＤ４に電流が流れ、ＬＥＤ４は点
灯する。一方、イグニッションスイッチ９がＯＮされる
と同時に制御装置７の制御がスタートし、図２に示す制
御フローチャートに基づき、先ず所定電圧でＯＮ時間Ｔ
３のパルス信号をトランジスタ６のベースに印加する。
その後は、所定電圧且つ所定デューティ（ＯＮ時間Ｔ
１、ＯＦＦ時間Ｔ２）のパルス信号をトランジスタ６の
ベースに印加する。すると、パルス信号の印加時間だけ
トランジスタ６のコレクタ−エミッタ間が導通し、電流
調整抵抗５に電流が流れる。この間、オイルプレッシャ
スイッチ２を流れる電流は、ＬＥＤ４を流れる電流に電
流調整抵抗５に流れる電流が加算された値となる。電流
調整抵抗５の抵抗値は、オイルプレッシャスイッチ２を
流れる電流の大きさが固定接点２ａおよび可動接点２ｂ
表面に形成された酸化皮膜を除去可能な電流値となるよ
うに設定したので、固定接点２ａおよび可動接点２ｂ表
面に形成された酸化皮膜を除去することができる。さら
に、これらのパルス信号のＯＮ時間Ｔ３およびＯＮ時間
Ｔ１は、ＬＥＤ４の点灯時間と比べて短く設定されてい
る。従って、電流調整抵抗５の電力容量が小さいにも拘
わらず、その発熱は、パルス信号の印加時間だけの通電
により所定温度以下に抑えることができる。また、イグ
ニッションスイッチ９ＯＮ後最初に印加されるパルス信
号のＯＮ時間Ｔ３は、２回目以降のパルス信号のＯＮ時
間Ｔ１より大きく設定されている。従って、固定接点２
ａおよび可動接点２ｂ表面に形成された酸化皮膜を除去
可能な電流の通電時間を最初は長めとすることで、酸化
皮膜を確実に除去することができる。ここで、オイルプ
レッシャスイッチ２が開状態（ＯＦＦ）となるエンジン
回転数Ｎ１は、エンジンおよびオイルプレッシャスイッ
チ２それぞれの特性によって決まるものである。

【００２８】エンジン回転数がＮ１を超えると、オイル
ギャラリ油圧が上昇し、オイルプレッシャスイッチ２は
開状態となる。従って、ＬＥＤ４は消灯し電流調整抵抗
５には電流は流れない。しかし、制御装置７によるトラ
ンジスタ６のベースへのパルス電圧印加は、イグニッシ
ョンスイッチ９がＯＦＦされるまで継続して行われる。
ここで、エンジン運転中において、油圧系統の何らかの
トラブルによりオイルギャラリ油圧が低下した場合、オ
イルプレッシャスイッチ２が閉状態となりＬＥＤ４が点
灯する。この時、制御装置７によるトランジスタ６のベ
ースへのパルス電圧印加が継続しているので、オイルプ
レッシャスイッチ２に、固定接点２ａおよび可動接点２
ｂ表面に形成された酸化皮膜を除去可能な電流を流すこ
とができるので、酸化皮膜を除去すると共に確実にＬＥ
Ｄ４を点灯させてトラブルを運転者に知らせることがで
きる。

【００２９】以上説明した、本発明の一実施形態による
表示装置１では、トランジスタ６のベースに所定電圧の
パルス信号が印加された時間だけ電流調整抵抗５に通電
することにより電流調整抵抗５への通電時間を短縮し
て、電流調整抵抗５を小電力容量化・小型化することが
できた。これにより、固定接点２ａおよび可動接点２ｂ
表面に形成された酸化皮膜を除去しつつ、電流調整抵抗
５にＳＭＤタイプを使用し、はんだ付けの組付け工数を
低減して生産性を向上できる。また、この電流調整抵抗
５の実装面積を小さくできるため、メータパネル３の有
効面積を増大させることができた。

【００３０】さらに、従来の表示装置１００において
は、オイルプレッシャスイッチ２の通電時間と電流調整
抵抗５の通電時間が等しい。言換えると、オイルプレッ
シャスイッチ２の通電回数と接点の酸化皮膜除去動作回
数が等しくなっている。ところが、本発明の一実施形態
による表示装置１では、トランジスタ６のベースに印加
するパルス信号のＯＮ時間Ｔ１、Ｔ３およびＯＦＦ時間
Ｔ２を適切に選定することによって、オイルプレッシャ
スイッチ２の一回通電中に電流調整抵抗５に複数回通電
することができる。すなわち、接点の酸化皮膜除去動作
回数を増やして、酸化皮膜除去効果を増大することがで
きる。

【００３１】以上説明した、本発明の一実施形態による
表示装置１の変形例について説明する。本発明の一実施
形態における制御装置７では、図２の制御フローチャー
トに示すように、エンジン回転数を検出し、それに応じ
て開閉手段の動作を制御している。第１変形例では、本
発明の一実施形態における制御装置７に対してタイマー
を追加した。すなわち、イグニッションスイッチ９がＯ
Ｎされた後、タイマーにより所定時間だけ開閉手段を動
作させる構成とした。この場合、開閉手段による消費電
力を低減することができる。

【００３２】以上説明した、本発明の一実施形態による
表示装置１およびその変形例において、トランジスタ６
へのパルス信号印加時間Ｔ１およびＴ３、トランジスタ
６へのパルス信号非印加時間Ｔ２は、表示装置１の要求
仕様に応じて最適な値を選定することができる。

【００３３】また、本発明の一実施形態による表示装置
１およびその変形例において、開閉手段としてトランジ
スタ６を用いたが、トランジスタに限るものではなく、
例えば、サイリスタあるいはリレーを用いても良い。そ
の場合でも前述の一実施形態による表示装置１と同等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による表示装置１およびそ
の周辺の回路図である。

【図２】本発明の一実施形態による制御装置７の制御フ
ローチャートである。

【図３】本発明の一実施形態による作動状態を示し、
（ａ）は、エンジン運転中における、イグニッションス
イッチ９の開閉状態、（ｂ）は、エンジン回転数、
（ｃ）は、オイルプレッシャスイッチ２の開閉状態、
（ｄ）は、ＬＥＤ４の点灯状態、および（ｅ）は、トラ
ンジスタ６のベースへの電圧印加のタイムチャートを示
す。

【図４】従来の表示装置１００およびその周辺の回路図
である。

【符号の説明】

１ 表示装置 ２ オイルプレッシャスイッチ（第１のスイッチ） ２ａ 固定接点 ２ｂ 可動接点 ３ メータパネル ４ ＬＥＤ（光源） ５ 電流調整抵抗（抵抗） ６ トランジスタ（開閉手段） ７ 制御装置 ８ 電流制限抵抗 ９ イグニッションスイッチ（第２のスイッチ） １０ バッテリ Ｎ１ エンジン回転数 Ｔ１ ＯＮ時間 Ｔ２ ＯＦＦ時間 Ｔ３ ＯＮ時間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示用の光源と直列接続され、接点の開
   閉動作により前記光源を点灯動作させる第１のスイッチ
   と、 第２のスイッチと、 前記光源と並列に接続された、抵抗および開閉手段の直
   列回路とを備え、 前記第２のスイッチの状態に対応させて前記開閉手段を
   所定デューティにて開閉動作させることを特徴とする表
   示装置。
2. 【請求項２】 表示用の光源と直列接続され、接点の開
   閉動作により前記光源を点灯動作させる第１のスイッチ
   と、 前記光源と並列に接続された、抵抗および開閉手段の直
   列回路とを備え、 前記第１のスイッチの状態に対応させて前記開閉手段を
   作動させることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】 前記開閉手段による前記抵抗への通電時
   間を、前記光源への通電時間より短く設定したことを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１のスイッチは、検出対象の状態
   に応じて、前記接点を開閉動作し、前記開閉手段は、前
   記接点の開閉状態に対応させて所定デューティにて開閉
   動作することを特徴とする請求項２および請求項３のい
   ずれかに記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記光源はＬＥＤであることを特徴とす
   る請求項１から請求項４に記載の表示装置。