JP2020106327A - 車両用計器 - Google Patents

Abstract

【課題】異なるサイズの発光ダイオードを選択的に実装可能とし、それぞれを配置した際の発光部のズレが生じにくい回路基板を備えた車両用計器を提供する。【解決手段】車両情報を表示するインジケータと、このインジケータを背面側から透過照明する光源４３１と、この光源４３１を実装する回路基板５と、を備えた車両用計器であり、回路基板５は、表面実装型の第１の光源４３１へ駆動電力を供給するとともに第１の光源４３１を保持できるランド５２ａ〜５２ｄを設け、このランド５２ａ、５２ｂの内端には、第１の光源４３１の筐体４３１ｅよりも小さく第１の光源４３１に対して端子数の異なる表面実装型の第２の光源へ駆動電力を供給するとともに第２の光源を保持できる延出部がそれぞれ形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用計器に関し、例えば、光源を備えた複合計器として好適である。

車両用計器は、従来から車両のインストルメントパネルに搭載、走行速度や積算走行距離、外気温、燃料残量、各種警告表示やインジケータ表示を行う複合計器として一般的に車両に搭載されている。

これら車両情報は、例えば、内部に実装された光源からの照明光によって照らされ、計測値に応じて回動する指針とこの指針によって支持される目盛や数値などの指標部を有する文字板とによって車両情報対比判読可能にする指針式表示部や、バックライト（光源）を設けた液晶表示パネル、筒状の照明室内に設けられる発光ダイオード（光源）の照明光をシンボルマークが印刷された意匠部を透過させて点灯表示するインジケータ部などを備えた車両用計器によって、表示出力される。例えば、特許文献１に開示されている。

また、これら車両用計器の光源にあっては、表面実装型の発光ダイオードを回路基板のランドに実装して適用できる。例えば、上述指針式表示部やインジケータ部を表示させる際には、車両の車種や車格等のバリエーションに従って、同じ照明位置であっても異なる色のチップ型発光ダイオードを適用したり、異なるサイズのチップ型発光ダイオードを適用する場合がある。

特開２０１１−２３２２５１号公報

上述のように、異なるサイズのチップ型発光ダイオードを選択的に実装可能にする場合、２種類の回路基板が必要となるため、設計や管理など無駄が多くなる。また、照明室内に複数種に対応したランドをそれぞれ設ける場合には、互いの発光部や光軸のズレによって、照明対象であるインジケータ部などに発光斑や発光輝度の不足が生じてしまう。

そこで本発明の目的とするところは、この問題に着目してなされたものであり、異なるサイズの発光ダイオードを選択的に実装可能とし、それぞれを配置した際の発光部のズレが生じにくい回路基板を備えた車両用計器を提供することにある。

本発明の車両用計器は、
車両情報を表示する表示部と、
この表示部を背面側から透過照明する光源と、
この光源を実装する回路基板と、を備えた車両用計器であり、
前記回路基板は、表面実装型の第１の光源へ駆動電力を供給するとともに前記第１の光源を保持できるランドを設け、
このランドの内端には、前記第１の光源の筐体よりも小さく前記第１の光源に対して端子数の異なる表面実装型の第２の光源へ駆動電力を供給するとともに前記第２の光源を保持できる延出部が形成されることを特徴とする。

また、前記ランドは、４つの端子を有する前記第１の光源と、２つの端子を有する前記第２の光源とを選択的に実装可能な形状であることを特徴とする。

また、前記ランドは、１端子をアノード、３端子をカソード、とする４端子型の前記第１の光源に対応した形状であり、
前記延出部は、アノード接続用のランドと、このランドと対角位置にあるカソード接続用のランドと、からそれぞれ対向するように延びて形成されることを特徴とする。

本発明の車両用計器は、異なるサイズの発光ダイオードを選択的に実装可能とし、それぞれを配置した際の発光部のズレが生じにくい回路基板を備えることができる。

実施の形態における車両用計器を示す平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 図２の要部を拡大した断面図。 回路基板のランド形状を示す図。 第１の光源を実装した際の回路基板を示す図。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。 第２の光源を実装した際の回路基板を示す図。

本発明を適用した実施の形態として、自動車に搭載される車両用計器Ａを例にあげて、図面に基づいて説明する。

この場合、車両用計器Ａは、指針式表示部１と、液晶表示パネル２と、インジケータ（表示部）３と、光源４と、回路基板５と、スペーサ６と、ケース７とを備えている。

指針式表示部１は、例えば、図１に示す左から水温計と、燃料計と、車速計が適用される。指針式表示部１は、車両用計器Ａ外の外部機器、この場合、車載電子制御ユニット（ＥＣＵ）から通信を介して入力する車両情報に基づいて測定値を指示するべく回動可能な指針１１と、この指針１１の指示対象となる目盛や数値などの指標部１２ａが印刷された表示板（文字板）１２とを備え、車両利用者は、指針１１の指示位置を対比判読することで測定値を読み取ることができる。

指針１１は、表示板１２の孔１２ｂを介してモータ１１ａによる回動を伝える指針軸１１ｂに圧入嵌合され、指針１１の先端側まで光を導光するための透光性の導光部１１ｃと、孔１２ｂを覆う遮光性の指針キャップ１１ｄとを有している。表示板１２は、透光性の板材に、背景となる遮光印刷層１２ｃが形成されるとともに、遮光印刷層１２ｃが形成されていない透過部を指標部１２ａやインジケータ３として形成している。指針１１及び表示板１２は、背面側に設けられた回路基板５に実装される光源４（４１，４２）によって照明され、部分的に光輝する構成である。

液晶表示パネル２は、液晶表示素子を用いて表示像を生成し車両情報を数値やバー表示、シンボルマークなどで表示出力できる。液晶表示パネル２は、画面を切り換え表示可能にして複数の車両情報を表示することもでき、例えば、積算走行距離、燃料消費率、外気温度など種々の表示を行うことも考えられる。また、液晶表示パネル２は、図示しないバックライトによって透過照明されることで、夜間等暗い環境下であっても視認可能に設けられる。なお、バックライトを設けた液晶表示パネル２の替わりに、自発光型の有機ＥＬパネルを適用することも可能である。

インジケータ３は、エンジン不具合やバッテリ異常など車両の警告状態や、ヘッドライトの点灯や、表示板１２の上部左右に設けられる方向指示灯の作動状態を示すテルテール、指針軸１１ｂと指標部１２ａとの間に設けられる警告状態を示す表示を適用できる。インジケータ３は、表示板１２の遮光印刷層１２ｃによってシンボルマークの透過形状が形成され、背面側に設けられる光源４（４３）からの照明光を透過することで、点灯表示する構成である。

光源４は、表示板１２の背面側に並行して設けられる回路基板５面の表示板１２側に対向するように表面実装され、指針式表示部１やインジケータ３を照明する表面実装型の発光ダイオードを適用できる。光源４は、指針軸１１ｂ付近に設けられ指針１１の指示部を孔１２ｂを介して照明する指針用光源４１と、指標部１２ａを照明するための指標部用光源４２と、車両用計器Ａが入力する車両情報に基づいてインジケータ３を点灯表示するためのインジケータ用光源４３とを備える。

回路基板５は、表示板１２の背面側に並行にして設けられる平板状の硬質プリント配線基板を適用でき、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いた電気絶縁基材５１の表裏面に形成される銅箔からなる導電パターンによって配線やランド５２が形成され、さらに電子部品の実装面となるランド５２以外を保護する絶縁被膜（ソルダーレジスト層）５３などが設けられている。回路基板５のランド５２ａ〜５２ｄは、サイズの異なるチップ型ＬＥＤを選択的に実装可能に形成されている。また、回路基板５には、光源４やモータ１１ａ、液晶表示パネル２、の他に例えば、図示しないスイッチ素子やマイクロコンピュータ、外部接続用の配線コネクタなどが実装されている。

スペーサ６は、遮光性の合成樹脂を適用でき、表示板１２と回路基板５とを所定間隔おいて支持する。スペーサ６は、この場合、白色のポリプロピレン材が適用される。スペーサ６は、指針用光源４１ａによる照明光が余計な箇所を照らさないように遮光して区画する指針用照明空間６１と、指標部用光源４１ｂによる照明光が指標部１２ａに至るように導く反射面６２ａを有し、さらにインジケータ３側や指針用照明空間６１を照らさないように遮光して区画する指標部用照明空間６２と、インジケータ用光源４３による照明光が他の照明空間６１，６２を照らさないように遮光して区画するインジケータ用照明空間６３とを設けている。

インジケータ用照明空間６３は、図３に示すように、指針用照明空間６１と指標部用照明空間６２との間に、筒状の遮光壁６３ａを介して設けられる。即ち、インジケータ用光源４３は、遮光壁６３ａに囲われるようにして設けられ、遮光壁６３ａの外側には、指針用光源４１ａまたは指標部用光源４１ｂが配置される。

ケース７は、遮光性の合成樹脂材からなり、指針１１、表示板１２、回路基板５、スペーサ６とを収容し、固定保持する。ケース７は、照明光が不要に反射し難いように黒色など暗色系の部材が好適である。また、ケース７には、指針１１や表示板１２を覆う透光性のカバー部材を設けることもできる。

インジケータ用光源４３は、車両の車種や仕向けによって、照明色やインジータの種類、有無が異なることがある。また、生産地域や生産時期によって、実装準備が行い易い発光ダイオードの種類がある。このため、回路基板５は、光源４（４３）として、実装できる種類を多くするため、図４に示すランド５２（５２ａ〜５２ｄ）が設けられる。

ランド５２は、図５，６に示すように、対辺に２ずつで合計４つの端子４３１ａ〜４３１ｄを設けた矩形のチップ型発光ダイオードからなる第１の光源４３１を実装可能に形成されている。

第１の光源４３１は、アノード端子４３１ａと、カソード端子４３１ｂと、カソード接続可能な端子４３１ｃ，４３１ｄと、これら端子４３１ａ〜４３１ｄを露出しながら保持し発光ダイオードを覆う合成樹脂からなる筐体４３１ｅと、筐体４３１ｅの中央部に透光材からなり実装面と垂直方向へ光を照射出力するレンズを設けた発光部４３１ｆとを備えている。

ランド５２は、これら端子４３１ａ〜４３１ｄそれぞれに対応して４つに分れて露出しており、半田５４により通電可能に接続保持される。ランド５２は、絶縁被膜５３に覆われる図示しない配線を介して、アノード／カソード端子間を通電させてべく電力供給を行うことができる。また、ランド５２は、半田濡れのない絶縁被膜５３を介して端子４３１ａ〜４３１ｄに対応して４つに分れて設けられるため、位置ズレが大きくなってしまうことを抑止しながら回路基板５上の所望の位置に第１の光源４３１を保持できる作用がある。これによって発光部４３１ｆの位置及び第１の光源４３１の光軸の誤差を小さくして所望の位置に固定（半田接続）できる。

また、ランド５２は、図４，５に示すように、４つのランド５２ａ〜５２ｄのうち、第１の光源４３１のアノード端子４３１ａと接続するランド５２ａ、及びこれに対角するカソード端子４３１ｂに接続するランド５２ｂは、互いに近づくようにして延びる延出部５２１，５２２が形成される。

この延出部５２１，５２２は、図７に示すように、対辺に一つずつで合計２つの端子４３２ａ，４３２ｂ及び第１の光源４３１の筐体４３１ｅよりも小さいサイズの筐体４３２ｃを設けた矩形のチップ型発光ダイオードからなる第２の光源４３２と、を実装可能に形成されている。

第２の光源４３２は、アノード端子４３２ａ及びカソード端子４３２ｂと、これら端子４３２ａ，４３２ｂを露出しながら保持し発光ダイオードを覆う合成樹脂からなる筐体４３２ｃと、筐体４３２ｃの中央に透光材からなり実装面と垂直方向へ光を照射出力するレンズを設けた発光部４３２ｄとを備えている。

延出部５２１，５２２は、絶縁被膜５３を介して対向するように設けられ、延出部５２１，５２２の幅Ｄは、第２の光源４３２の端子４３２ａ，４３２ｂの幅と同じ、もしくは許容される実装誤差分大きく形成されている。これにより第２の光源４３２を半田接続する際に、位置ズレを小さくできる。したがって、発光部４３２ｄの位置及び第２の光源４３２の光軸の誤差を小さくして所望の位置に固定（半田接続）できる。

また、４つのランド５２ａ〜５２ｄと第１の光源４３１の端子４３１ａ〜４３１ｄとの接続箇所の中央（中心）位置と、対角するランド５２ａ，５２ｂから延びる２つの延出部５２１，５２２と第２の光源４３２の端子４３２ａ、４３２ｂとの接続箇所の中央（中心）位置とが、略同じ位置となる。このため、発光部４３１ｆ，４３２ｄから発せられる照明出力位置や光軸を、第１の光源４３１が実装された時と第２の光源４３２が実装された時とで同様にできる。従って、照明斑を抑えるように調整されたランド５２位置を有する回路基板を汎用的に使用できるだけでなく、インジケータ用照明空間６３を形成する遮光壁６３ａの形状や、表示板１２の印刷などもそのまま適用することが可能になる。

斯かる車両用計器Ａは、車両情報を表示するインジケータ（表示部）３と、このインジケータ３を背面側から透過照明する光源４３と、この光源４３を実装する回路基板５と、を備えた車両用計器Ａであり、回路基板５は、表面実装型の第１の光源４３１へ駆動電力を供給するとともに第１の光源４３１を保持できるランド５２ａ〜５２ｄを設け、
このランド５２ａ〜５２ｄの内端には、第１の光源４３１の筐体４３１ｅよりも小さく第１の光源４３１に対して端子数の異なる表面実装型の第２の光源４３２へ駆動電力を供給するとともに第２の光源４３２を保持できる延出部５２１，５２２が形成される。

従って、異なるサイズの光源４３１，４３２を選択的に実装可能とし、それぞれを配置した際の発光部４３１ｆ、４３２ｄの位置ズレが生じにくいランド５２を有する回路基板５を備えた車両用計器Ａとなる。

また、ランド５２は、４つの端子４３１ａ〜４３１ｄを有する第１の光源４３１と、２つの端子４３２ａ，４３２ｂを有する第２の光源４３２とを選択的に実装可能な形状であり、汎用性の高い回路基板５となる。

また、ランド５２は、１端子４３１ａをアノード、３端子４３１ｂ〜４３１ｄをカソード、とする４端子型の第１の光源４３１に対応した形状であり、延出部５２１，５２２は、アノード接続用のランド５２ａと、このランド５２ａと対角位置にあるカソード接続用のランド５２ｂと、からそれぞれ対向するように延びて形成されることによって、ランド５２に実装される各光源４３１，４３２の中心位置を同様にできる。

また、図４に示すように、絶縁被膜５３の開口から露出する各ランド５２ａ〜５２ｄのうち、最も近い箇所を延出部５２１，５２２とすることで、半田ブリッジなどの不要な導通を抑止できる。

なお、本発明の車両用計器を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明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。

上述した実施形態によれば、４つの端子４３１ａ〜４３１ｄのうち３つのカソード接続用の端子４３１ｂ〜４３１ｄを有する第１の光源４３１を適用可能なランド５２について説明したが、４つの端子のうち一つをアノード接続用端子で、この端子の対角位置にカソード接続用端子を有する光源を想定したランドであれば適用でき、例えば、該アノード接続用端子と該カソード接続用端子の他の２つの端子は、カソード接続用であっても、他の電子部品と電気的に接続されないオープン状態の固定保持用のランドであってもよい。

また、インジケータ用光源４３に接続する回路基板５のランド５２形状について詳述したが、指針用光源４１や指標部用光源４２、または液晶表示パネル２のバックライトなど、回路基板５に実装される光源であれば、同様に適用でき、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、異なる光源を実装しても光軸を同様にできるため、例えば、発せられる光を透明材からなる導光体（ライトガイド）を介して照明対象を照らす光源に適用した場合であっても、該導光体の受光部位置や反射面などをそのまま汎用して用いることができ有効である。

また、上述した実施形態にあっては、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計器としても適用できる。

３ インジケータ（表示部）
４３ 光源
４３１ 第１の光源
４３１ｅ 筐体
４３２ 第２の光源
４３２ｃ 筐体
５ 回路基板
５２（５２ａ〜５２ｄ） ランド
５２１，５２２ 延出部
Ａ 車両用計器

Claims (3)

1. 車両情報を表示する表示部と、
   この表示部を背面側から透過照明する光源と、
   この光源を実装する回路基板と、を備えた車両用計器であり、
   前記回路基板は、表面実装型の第１の光源へ駆動電力を供給するとともに前記第１の光源を保持できるランドを設け、
   このランドの内端には、前記第１の光源の筐体よりも小さく前記第１の光源に対して端子数の異なる表面実装型の第２の光源へ駆動電力を供給するとともに前記第２の光源を保持できる延出部が形成されることを特徴とする車両用計器。
2. 前記ランドは、４つの端子を有する前記第１の光源と、２つの端子を有する前記第２の光源とを選択的に実装可能な形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記ランドは、１端子をアノード、３端子をカソード、とする４端子型の前記第１の光源に対応した形状であり、
   前記延出部は、アノード接続用のランドと、このランドと対角位置にあるカソード接続用のランドと、からそれぞれ対向するように延びて形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用計器。

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