JP2017116358A - 車両用計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用計器装置の薄型化や軽量化を図ると共に、回路基板の部品コストを低減する。【解決手段】照明部２１を有する文字板２と、この文字板２の裏面側に、文字板２の照明部２１を照明する光源２２とを備えた車両用計器装置１において、文字板２が、少なくとも、不透光性の母材３１と、この母材３１の表面側に設けられている意匠層３２とを有し、照明部２１が、母材３１に設けられている孔部３３と、この孔部３３に連通させて意匠層３２に設けられている透光部３４とを有し、光源２２が、孔部３３に臨むように、母材３１の裏面側に直接設置され、母材３１の表面と意匠層３２との間に、孔部３３および照明部２１と連通する照明室層３５が設けられている。【選択図】図３

Description

この発明は、車両用計器装置に関するものである。

自動車などの車両には、車室内の前部に、運転に必要な情報を表示するための計器装置（車両用計器装置）が設けられている。

この計器装置は、文字板と、文字板の表面に沿って回動可能に設けられた指針と、文字板の裏面側に配設された指針駆動装置と、少なくとも指針駆動装置を制御する制御回路と、を備えている。また、計器装置は、文字板の裏面側に、文字板の照明部を照明する光源を備えている

このような指針駆動装置や光源、そして、これらを制御する制御回路を構成する回路部品は、文字板の裏面側に間隔を有して配設された回路基板（メイン基板）に取付けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１３８７２９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された車両用計器装置には、以下のような問題があった。
即ち、指針駆動装置や光源やその他の回路部品のほぼ全てを文字板の裏面側に配設された１枚の回路基板に対して取付けるようにしていたので、回路基板が大きくなってしまう。そのため、回路基板を、文字板とほぼ同じ大きさや同じ平面形状にして、文字板に合わせるようにしていた。

その結果、車両用計器装置の大型化を招くと共に、車両用計器装置の重量増加をも招いていた。また、回路基板が大きいため、基板材料からの回路基板の取り数が少なくなるので、その分、回路基板の部品コストが高くなっていた。更に、回路基板を、文字板に合わせた形状にしていたので、文字板の種類ごとに専用に設計し直さなければならず、汎用性がなかった。

そこで、本発明は、上記した問題点を解決することを、主な目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、
照明部を有する文字板と、
該文字板の裏面側に、文字板の照明部を照明する光源とを備えている車両用計器装置において、
前記文字板が、少なくとも、不透光性の母材と、該母材の表面側に設けられている意匠層と、を有すると共に、
前記照明部が、前記母材に設けられている孔部と、該孔部に連通させて前記意匠層に設けられている透光部とを有し、
前記光源が、前記孔部に臨むように、前記母材の裏面側に直接設置されており、
更に、前記母材の表面と前記意匠層との間に、前記孔部および照明部と連通する照明室層が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、車両用計器装置の薄型化や軽量化を図ると共に、回路基板の部品コストも低減することができる。

本実施の形態にかかる車両用計器装置の平面図である。 車両用計器装置を側面から見た断面図である。 図２の文字板部分の拡大断面図である。 図３の概略斜視図である。 図４の部分拡大断面図である。 セグメント表示部の概略図である。 ドット表示部の概略図である。 既存の車両用計器装置を側面から見た断面図である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図８は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

図１に示すように、自動車などの車両には、車室内の前部に、運転に必要な情報を表示するための計器装置（車両用計器装置１）が設けられている。

この車両用計器装置１は、図２に示すように、
文字板２と、
この文字板２の表面に沿って回動可能に設けられた指針３と、
上記文字板２の裏面側に配設された指針駆動装置４と、
少なくともこの指針駆動装置４を制御する制御回路５と、を備えている。

ここで、車両用計器装置１は、例えば、自動車などの車両用の場合、速度計や、エンジン回転数計や、燃料計や、その他の計器や、これらの組み合わせなどとなるものである。

文字板２は、板状をした表示面構成部材のことである。

指針３は、樹脂製などの細長い棒状または針状の部材のことである。指針３は、文字板２に設けられた指針軸穴６に対して軸転可能に挿通配置された指針軸７に、その基部周辺が取付けられている。指針３の基部周辺の外側には、指針軸７の取付け部分や指針軸穴６を隠すための指針キャップ８が取付けられる。

指針駆動装置４は、ステッピングモータや交差コイルなどのアクチュエータとされる。そして、指針駆動装置４の出力軸が、そのまま指針軸７とされる、または、指針駆動装置４の出力軸が、指針軸７に対して接続される。指針駆動装置４は、文字板２の裏面側に間隔を有して文字板２と平行に配設された回路基板９（メイン基板）に取付けられる。

制御回路５は、少なくとも、指針制御回路の機能を有するものとされる。制御回路５は、通常の場合、上記した回路基板９（メイン基板）に対して実装される。

文字板２と回路基板９（メイン基板）は、ハウジング１１内に収容される。

また、図３に示すように、上記した車両用計器装置１には、
文字板２に照明部２１が設けられている。
そして、文字板２の裏面側に、文字板２の照明部２１を照明する光源２２が備えられている。

ここで、照明部２１は、例えば、文字板２における（速度計やエンジン回転数計や燃料計などの）目盛２５や数値表示部２６、および、警告灯や案内灯などのインジケーター部２７などを透過照明するためのもの（光通路）として設けられる。目盛２５や数値表示部２６は、指針３が回動するほぼ円形状の領域（指針回動領域）の周縁部に沿って配される。また、インジケーター部２７は、指針回動領域の内部または外部などに適宜設けられる。

なお、文字板２の他に、指針３についても照明することができる。指針３を照明する場合、指針３は透明または半透明のものを使用する。

光源２２には、例えば、ＬＥＤなどが使用される。光源２２は、本体部２８に対して発光部２９が突出するように設けられたものが使用される。光源２２は、照明部２１の照明単位ごとに適宜設置される。例えば、目盛２５や数値表示部２６については、１つ（または２つ以上）の照明単位として、光源２２を１個または複数個、適宜の配置で設けるようにする。また、インジケーター部２７はそれぞれを個別の照明単位として光源２２を個別に設けるようにする。指針３の照明も１つの照明単位として専用の光源２２を１個または複数個、適宜の配置で設けるようにする。

以上のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。

（１）上記文字板２が、少なくとも、不透光性の母材３１と、この母材３１の表面側に設けられている意匠層３２と、を有するものとされる。
そして、上記照明部２１が、上記母材３１に設けられている孔部３３と、この孔部３３に連通させて上記意匠層３２に設けられている透光部３４とを有する。
上記光源２２が、上記孔部３３に臨むように、上記母材３１の裏面側に直接設置されている。
更に、上記母材３１の表面と上記意匠層３２との間に、上記孔部３３および照明部２１と連通する照明室層３５が設けられるようにする。

ここで、母材３１には、通常、樹脂製の板材が用いられる。樹脂製の母材３１を不透光性とする場合、母材３１は、有色の樹脂板で作るのが好ましい。また、母材３１は、金属製の板材などを用いることが可能である。母材３１を金属製とする場合、母材３１は、例えば、アルミニウムなどのような熱伝導率の高い金属素材（金属板）を用いるのが好ましい。

意匠層３２は、文字板２の意匠となるものである。文字板２の意匠は、主に、上記した照明部２１（目盛２５や数値表示部２６、および、インジケーター部２７）の形状や配置などを工夫するなどして構成される。意匠層３２は、例えば、印刷などによって設けることができる（意匠印刷層）。

孔部３３は、好ましくは、光源２２の発光部２９が挿入可能で、光源２２の本体部２８が係止可能な大きさとなるように母材３１に設けられる。孔部３３の内面については、反射処理（例えば、鏡面加工や鏡面塗装、または、白色などの反射塗装や反射印刷層など）を施すのが好ましい。

透光部３４は、例えば、意匠層３２の照明部２１に設けられた透明または乳白色などの部分である。但し、透光部３４は、光を通すことができるようになっていれば、何色であっても良い。例えば、赤色や緑色や青色などとすることができる。意匠層３２の透光部３４の周囲は、黒色や暗色などの不透光部３６とされる。

意匠層３２は、例えば、図４に示すように、透光性の印刷層（透光層３７）の上に、透光部３４を残して不透光部３６となる不透光性の印刷層（不透光層３８）を設けることなどによって設けることができる。なお、透光部３４は、構造的に上記した孔部３３よりも大きなものとなる。

また、指針３の照明を行う場合、図３に示すように、指針軸穴６の周囲に孔部３３および透光部３４などを単数または複数設けるようにする。

更に、図６に示すように、７つのセグメントで数値を表示できるようにした数字表示部４１を透光部３４によって作ったり、図７に示すように、細かいドット部を碁盤目状などに配したドット表示部４２を透光部３４によって作ったりしても良い。なお、数字表示部４１を構成する７つのセグメントや、ドット表示部４２を構成する細かいドットなどの透光部３４については、それぞれに対し、母材３１に孔部３３を設けて、母材３１の裏面側に光源２２を取付けるようにする。

図４に示すように、照明室層３５は、孔部３３から出た光を透光部３４へ向けて均一に拡散させるための層である。照明室層３５は、光の拡散に必要な厚みを有する層とされる。照明室層３５は、同時に照明する透光部３４の全体を含む大きさの透光部分４３（拡散室）と、この透光部分４３の周囲を取り囲む遮光部分４４とを有するものとされる。透光部分４３は、例えば、透明や乳白色のものとされる。透光部分４３は、例えば、上記した照明単位ごとにそれぞれ設けられる。また、遮光部分４４は、黒色や暗色のものとされる。

照明室層３５は、例えば、厚盛印刷層などとして母材３１上に作られる（印刷形成される）。厚盛印刷層は、通常の印刷層と比べて厚みが大きくなるように肉盛りした印刷層（肉盛印刷層）のことであり、必要な層数分だけ重ねて積層する（多重印刷する）ことができる。

なお、照明室層３５は、厚盛印刷層とする代わりに、例えば、母材３１と別体に作って母材３１と貼り合わせたり、母材３１の表面に３Ｄプリンターで一体的に設けたり（印刷形成したり）、光造形で母材３１と一体に作ったりすることなども、構造的には可能である。

なお、照明室層３５での光の拡散効果を向上させるために、母材３１の表面と照明室層３５との間の孔部３３以外の部分に対して、反射層４６（白色などの反射印刷層など）を設けるのが好ましい。反射層４６は、一層または多層に設けることができる。

以上により、文字板２は、母材３１の表面側に、母材３１の側から順に、反射層４６、照明室層３５、意匠層３２（透光層３７、不透光層３８）を有するものなどとなる。

（２）そして、図５に示すように、上記文字板２の裏面側に、導電性インクによる回路パターン５２が直接設けられる。
この回路パターン５２に、上記制御回路５を構成する回路部品５３の少なくとも一部が取付けられる。

ここで、導電性インクは、文字通り、導電性を有するインクのことである。

回路パターン５２は、導電性インクを用いた印刷などによって形成される。なお、回路パターン５２は、文字板２の裏面側全面に対して設けても良いが、少なくとも、文字板２の裏面側の必要な部分に対してのみ部分的に設けるようにすれば良い。文字板２と回路パターン５２との間には、必要に応じて、絶縁層などを設けるようにしても良い（特に、金属製の母材３１を用いた場合）。文字板２の裏面の回路パターン５２は、回路基板９（メイン基板）に対し、例えば、フレキシブルプリント基板５５などを用いて接続させるようにする。

回路部品５３は、制御回路５を構成するものであれば良く、回路パターン５２に対して、例えば、導電性のり層５６を用いて取付けられる。導電性のり層５６は、例えば、接着剤に導電性を持つ金属粒子などを混入したものなどとすることができる。導電性のり層５６は、印刷や塗布などによって回路パターン５２の必要な部分に形成することができる。回路部品５３やフレキシブルプリント基板５５（の端子部分や接続部分など）は、例えば、導電性のり層５６の部分に押し付けるようにして回路パターン５２に接着固定する。更に、少なくとも、回路パターン５２における、外部に露出する部分を、絶縁層５７（ハードコート）によって覆うようにする。なお、絶縁層５７（ハードコート）は、上記の他に、更に回路部品５３を覆うように設けても良い。絶縁層５７（ハードコート）で回路部品５３を覆うことにより、回路部品５３を保護すると共に、回路部品５３の取付け状態を強固にすることができる。

以上により、文字板２は、母材３１の裏面側に、母材３１の側から順に、絶縁層（例えば、金属製の母材３１の場合）、回路パターン５２、導電性のり層５６、回路部品５３、絶縁層５７が設けられる。

（３）上記した（２）において、上記文字板２が、照明部２１を有している。
上記制御回路５が、文字板２の照明を行い得るものとされている。
上記文字板２の裏面側に上記回路パターン５２を介して直接取付けられている上記回路部品５３が、文字板２の照明部２１を照明可能な光源２２とされる。

ここで、制御回路５は、照明制御回路の機能も有するものとされる。光源２２は、発光部２９を孔部３３へ挿入した状態で、本体部２８の発光部２９側の部分に設けられた接点部が導電性のり層５６によって回路パターン５２に電気的に接続される。なお、文字板２の裏面側の回路パターン５２に取付けられる回路部品５３には、光源２２以外のものを含んでいても良い。また、一部の光源２２が、回路基板９（メイン基板）に取付けられていても良い。その他の構成については、上記した（１）と同じである。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（作用効果１）光源２２を点灯すると、文字板２の照明部２１が（透過）照明される。この際、文字板２を構成する母材３１の裏面側に直接配置された光源２２からの光は、母材３１に設けられた孔部３３を通って、母材３１の表面側の意匠層３２へ導かれ、意匠層３２の照明部２１を透して照明部２１（目盛２５や数値表示部２６やインジケーター部２７など）を（透過）照明する。更に、母材３１と意匠層３２との間に照明室層３５を設けることによって、孔部３３を通った光を照明室層３５内で拡散させて、照明部２１を均一な状態で照明できるようにする。以って、文字板２自体に照明を均一化する機能を持たせることが可能となる。

これにより、これまで文字板２とは別体に設けられていた照明用ハウジングやガイドライトなどのような照明を均一化するための部品（照明補助部品）が不要となり、一枚の文字板２だけで基本的な照明構造を構築することが可能となるので、その分だけ車両用計器装置１の小型化や薄型化を図ることができ、部品コストを下げることが可能となる。なお、車両用計器装置１のハウジング１１が上記した照明用ハウジングの機能を兼ねているような場合には、照明用ハウジングとしての機能がいらなくなる分だけハウジング１１を小さくすることが可能となる（図２の仮想線がこれまでのハウジング１１ａの外形線となる）。また、文字板２とは別体の照明用ハウジングやガイドライトなどを用いた場合と比べて光源２２からの光の導光距離が短くなるので、その分だけ光源２２の光量を低くして低消費電力化を図ることや、あるいは、光源２２の光量が同じなら、その分だけ照明の輝度を上げることが可能となる。

そして、文字板２の母材３１には、黒色のＰＣ材などのような不透光性の樹脂素材を用いることができるが、例えば、文字板２の母材３１にアルミニウムなどのような熱伝導率の高い金属素材を用いることもできる。これにより、金属製の母材３１の全面が放熱面となるので、母材３１の裏面側に直接光源２２を配置した場合の放熱対策としても有効なものとなる。

更に、上記構造によれば、指針軸穴６の周囲に照明部２１や照明室層３５を設けて光源２２を直接配置することで、指針３の照明を行うことができる。よって、指針３の照明と他の照明部２１の照明とを同じ構造で実施することができ、指針３の照明構造の簡略化を図ることができる。

更にまた、他の照明部２１の照明と同じ構造を用いて、図６のようなセグメント表示部（７つのセグメントによる数字表示部４１）や、図７のようなドット表示部４２（碁盤目状などに配した多数のドットによる表示部）などのような可変表示部を文字板２に直接設けることも簡単にできるようになる。

（作用効果２）制御回路５によって、指針駆動装置４を駆動することにより、指針３は、文字板２の表面に沿って回動される。このように指針３を動かして、指針３で文字板２（の表面の意匠層３２）の特定の位置（例えば、意匠層３２に設けられた目盛２５など）を指し示すことにより、運転に必要な情報（例えば、速度やエンジン回転数など）を表示することができる。

この際、文字板２の裏面側に導電性インクによる回路パターン５２を設けて、回路パターン５２に、回路部品５３を直接取付けるようにした。これにより、文字板２自体に回路基板９の機能の少なくとも一部を持たせることができる。

このように、文字板２の裏面側に回路パターン５２を設けることで、例えば、導電性のり層５６を用いて回路パターン５２に回路部品５３を取付けると共に電気的に接続することが可能となり、その分、回路部品５３の半田固定をなくすことができる。

また、文字板２に回路基板９の機能の一部を持たせることにより、メインとなる回路基板９（メイン基板）を小さくすることが可能となり（メイン基板の小型化）、その分、回路基板９に要する部品コストも削減することができる。よって、図８に示すような、（文字板２とほぼ同じ大きさや形状の）回路基板９ａを備えたこれまでの構造のものと比べて、車両用計器装置１全体の薄型化や軽量化を図ることが可能となる。

更に、メインとなる回路基板９（メイン基板）を小さくすることが可能となるので、回路基板９を、文字板２に合わせた大きさや形状にする必要がなくなり、回路基板９の共通化や共用化、および汎用化を図ることが可能となる。

（作用効果３）文字板２の裏面側に回路パターン５２を介して直接取付けられる回路部品５３を、光源２２とした。これにより、光源２２を照明部２１と対応させて文字板２の裏面側に直接設置することで、照明部２１を直接的に照明することができるようになるため、各照明部２１に対して光源２２を最も良い位置に配置することができる（光源２２の配置の最適化）と共に、各照明部２１を最も効率的に照明することが可能となる。

しかも、文字板２の裏面側を、主に、光源２２のための（専用の）配線スペースにすることができるので、最も複雑になりやすい光源２２のための配線を、効率的にまとめて、シンプルな回路パターン５２にすることができる。

更に、光源２２が他の回路部品５３と分けて文字板２の裏面側に設置されるので、他の回路部品５３をメインとなる回路基板９（メイン基板）にまとめて配置することができ、回路基板９（メイン基板）の最小化も図ることができる。

以上、実施例を図面により詳述してきたが、実施例は例示にしか過ぎないものである。よって、本発明は、実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

１ 車両用計器装置
２ 文字板
３ 指針
４ 指針駆動装置
５ 制御回路
２１ 照明部
２２ 光源
３１ 母材
３２ 意匠層
３３ 孔部
３４ 透光部
３５ 照明室層
５２ 回路パターン
５３ 回路部品

Claims (3)

1. 照明部を有する文字板と、
   該文字板の裏面側に、文字板の照明部を照明する光源とを備えている車両用計器装置において、
   前記文字板が、少なくとも、不透光性の母材と、該母材の表面側に設けられている意匠層と、を有すると共に、
   前記照明部が、前記母材に設けられている孔部と、該孔部に連通させて前記意匠層に設けられている透光部とを有し、
   前記光源が、前記孔部に臨むように、前記母材の裏面側に直接設置されており、
   更に、前記母材の表面と前記意匠層との間に、前記孔部および照明部と連通する照明室層が設けられていることを特徴とする車両用計器装置。
2. 文字板と、
   該文字板の表面に沿って回動可能に設けられた指針と、
   前記文字板の裏面側に配設された指針駆動装置と、
   少なくとも該指針駆動装置を制御する制御回路と、
   を備えている車両用計器装置において、
   前記文字板の裏面側に、導電性インクによる回路パターンが直接設けられており、
   該回路パターンに、前記制御回路を構成する回路部品の少なくとも一部が取付けられていることを特徴とする車両用計器装置。
3. 請求項２に記載の車両用計器装置において、
   前記文字板が、照明部を有しており、
   前記制御回路が、文字板の照明を行い得るものとされており、
   前記文字板の裏面側に前記回路パターンを介して直接取付けられている前記回路部品が、文字板の照明部を照明可能な光源であることを特徴とする車両用計器装置。