JP2020134471A - 計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増大を抑制できる計器装置を提供する。【解決手段】基板３０と、基板３０の一方の面３０ａに設けられ、基板３０の面方向に対して入力距離以上垂直方向に押下されること、及び基板３０の面方向に対して垂直方向の軸周りに回転されることにより入力を受け付けるスイッチ３１と、スイッチ３１と連結しスイッチ３１を回転させるノブ７０と、基板３０を収容し、７０ノブが入力距離以上押下されることを規制する規制部４６を有するケース４５と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、車両等に搭載される計器装置に関する。

自動車やオートバイ等の車両には、指針式の速度計、回転計、及び必要な情報をデジタル表示する液晶表示装置等を有する計器が搭載される。計器は、棒状のノブを有しており、表示の切替や、リセット等のユーザの指示をこのノブを介して受け付ける。例えば、ノブは回転又は押下されることで回路基板上のスイッチを回転又は押下させて、ユーザの指示をスイッチに伝える。

特開２０１２−５９３７７号公報

スイッチに割り当てられる指示の内容によっては、スイッチの回転動作のみでスイッチの目的を達し、押下動作が不要な場合が起こり得る。この場合、回転動作のみを行い、押下動作を行わないスイッチを製造し搭載することが好ましい。しかし、スイッチを介して受け付ける指示に応じて、動作が異なる複数種類のスイッチを設計・製造することは、製造上のコストを増大させる虞がある。

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、製造コストの増大を抑制できる計器装置を提供することを目的とする。

本開示の計器は、上述した課題を解決するために、基板と、前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の面方向に対して入力距離以上垂直方向に押下されること、及び前記基板の面方向に対して垂直方向の軸周りに回転されることにより入力を受け付けるスイッチと、前記スイッチと連結し前記スイッチを回転させるノブと、前記基板を収容し、前記ノブが前記入力距離以上押下されることを規制する規制部を有するケースと、を備える。

本開示の計器装置においては、製造コストの増大を抑制できる。

本開示の計器装置の実施形態である計器装置を示す正面図。 図１のII−II線に沿う断面図。 回路基板上のスイッチの回転の軸方向視における外観図。

本開示の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示の計器装置は、回転及び押下動作が可能なスイッチを、ノブを介して回転動作のみを受け付け、押下動作を受け付けないように作用させることが必要な、全ての計器装置に適用できる。例えば、本開示の計器装置は、自動車やオートバイ等の車両や、船舶、農業機械に搭載される。本実施形態においては、本開示の計器装置が自動車に搭載される例を用いて説明する。

図１は、本開示の計器装置の実施形態である計器装置１を示す正面図である。
図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

以下の説明において、「前（前面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「右」、及び「左」は、図１及び図２における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。

計器装置（計器）１は、車両のインストルメントパネル内に搭載される。計器１は、速度計２や、エンジン回転数計３、液晶からなる表示パネル等（図示省略）を介して、ユーザ（運転者）に種々の情報を表示する。

計器１は、指針１０と、文字板２０と、回路基板３０と、ケース４０と、見返し５０と、カバー６０と、ノブ７０と、を主に有する。

指針１０は、回路基板３０に設けられた指針駆動部の指針軸に接続されており、文字板２０の面に平行する面上を回転する。指針１０は、車両の速度やエンジン回転数に応じて、文字板２０に形成された目盛りや数字（意匠２１）を指し示す。

文字板２０は、基材と、意匠層と、を有する。基材は、例えば透過性（透光性）の合成樹脂（例えばポリカーボネート）の板状部材である。意匠層は、基材の前面又は背面に形成された黒色の遮光性インキで印刷された印刷層である。意匠層は、抜き文字状に形成された目盛り、数字、文字及び記号等の意匠２１を有する。意匠２１は、文字板２０の背面２０ｂ側から照射された意匠用の光源の光が透過することにより、点灯表示される。文字板２０は、文字板２０の背面２０ｂから前面２０ａにノブ７０を貫通させる貫通孔２３を有する。

回路基板３０は、ケース４０に収容されており、制御部と、光源と、指針駆動部と、スイッチ３１と、を主に有する。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、例えば、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従って所定の演算処理を実行する。制御部は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から車速、各種車両情報等を、各種センサ等を介して取得する。制御部は、取得した情報に基づき、意匠用の光源や指針駆動部等を駆動制御する。意匠用の光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、文字板２０を背面２０ｂ側から照明する。

スイッチ３１は、金属材料又は樹脂材料からなる電子部品であり、直線変位と回転変位を受け付けるエンコーダ（センサ）である。スイッチ３１は、回路基板３０の一方の面である前面３０ａに設けられる。ここで、図３は、回路基板３０上のスイッチ３１の回転の軸方向視における外観図である。スイッチ３１は、動作部３５と、固定部３６と、を有する。

動作部３５は、回路基板３０の面方向に対して入力距離以上垂直方向（前後方向）に押下されること、及び回路基板３０の面方向に対して垂直方向の軸周りに回転されることにより入力を受け付ける。動作部３５は、ノブ７０により一定量回転されることにより、例えば表示内容を切り替えたり、計器１上の表示の輝度を調整したりする指示を受け付ける。制御部は、スイッチ３１が受け付けた指示に基づいて、各種処理を実行する。

固定部３６は、二組の対向する辺３６ａ、３６ｂで形成される略四角形の外形を有する。固定部３６は、軸方向視における外周において、ハンダ部３７と、端子３８と、を有する。ハンダ部３７は、スイッチ３１を回路基板３０に固定する。ハンダ部３７は、固定部３６の一方の対向する辺３６ａ上のそれぞれ１箇所に対向配置される。端子３８は、回路基板３０の配線に接続され動作部３５が受け付けた入力を回路基板３０の配線に伝える。端子３８は、固定部３６の他方の対向する辺３６ｂ上のそれぞれ３箇所及び２箇所に対向配置される。固定部３６から外側へのハンダ部３７の突出量を考慮した固定部３６の幅Ｄは、端子３８の突出量を考慮した固定部３６の幅ｄよりも大きい（幅Ｄ＞幅ｄ）。

回路基板３０は、スイッチ３１の外周の２箇所に、規制ピン用孔３９（規制部用孔）を有する。具体的には、規制ピン用孔３９は、端子３８が設けられた一対の辺３６ｂの外周側に形成される。規制ピン用孔３９は、後述する規制ピン４６を回路基板３０の背面３０ｂから前面３０ａに貫通させる。

ケース４０は、内部空間に表示パネル、文字板２０及び回路基板３０を収容する。ケース４０は、中ケース４１と、外ケース４５と、を有する。

中ケース４１は、例えば白色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。中ケース４１は、文字板２０及び回路基板３０を外ケース４５内で固定する。中ケース４１は、貫通孔４３と、凸部４２と、を有する。貫通孔４３は、中ケース４１の背面４１ｂから前面４１ａにノブ７０を貫通させる。凸部４２は、断面半円状でスイッチ３１側に突出し、貫通孔４３の周縁に設けられる。凸部４２は、ノブ７０の操作部７２とパッキン４９を介して線接触する。凸部４２は、操作部７２の回転時や振動時における操作部７２と中ケース４１との接触音を低減する。

外ケース４５は、例えば白濁色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。外ケース４５は、中ケース４１に固定された文字板２０及び回路基板３０を収容する。外ケース４５は、少なくとも回路基板３０の背面３０ｂ（他方の面）側から回路基板３０を覆う。外ケース４５は、ノブ７０が入力距離以上押下されることを規制する規制ピン４６（規制部）を有する。

規制ピン４６は、回路基板３０の背面３０ｂ側から前面３０ａ側へ突出し、規制ピン用孔３９を超える。規制ピン４６は、規制ピン用孔３９から突出して鍔７５（後述）と対向し、操作部７２が前後方向において入力距離以上移動することを鍔７５との接触により規制する。規制ピン４６は、回路基板３０上で規制ピン用孔３９を形成することが可能な位置に応じて形成される。また、規制ピン４６は、鍔７５の前後方向の移動を規制することが可能な数に応じて設けられ、例えば操作部７２の回転軸対称に２箇所設けられる。規制ピン４６は、ノブ７０に前後方向の力が作用していない場合（ユーザにより押下されていない場合）に、鍔７５と規制ピン４６の先端４６ａとの間に隙間８０を有する。この隙間８０は、ノブ７０が前後方向に押下された場合であってもノブ７０がスイッチ３１の入力距離以上移動しないように、入力距離より小さく設定される。

見返し５０は、例えば黒色等の遮光性の合成樹脂（例えばポリプロピレン）からなる。見返し５０は、外ケース４５の前面側に取り付けられる。見返し５０は、計器１の前面側のケースとしても機能し、上側に庇形状を有する。また、見返し５０は、文字板２０上の不要な領域を覆ったり、文字板２０を区画したりする。

カバー６０は、例えば透光性の合成樹脂（例えばアクリル樹脂）からなる。カバー６０は、回路基板３０等に塵埃等が入らないように、見返し５０の開口を覆う。カバー６０は、カバー６０の背面から前面にノブ７０を貫通させる貫通孔６３を有する。

ノブ７０は、棒形状の例えば不透明な合成樹脂（例えばポリアセタール）からなる。ノブ７０は、中ケース４１の貫通孔４３、文字板２０の貫通孔２３、及びカバー６０の貫通孔６３を貫通し、回路基板３０の面方向に対して垂直に設けられる。ノブ７０は、スイッチ３１と連結しスイッチ３１を回転させる。ノブ７０は、軸７１と、操作部７２と、鍔７５と、を有する。

軸７１は、円筒且つ棒状部材であり、ツマミを有する。ツマミは、ケース４０内側に位置する一端と反対の、ケース４０外側に位置する他端に設けられ、ユーザにより回転操作される。

操作部７２は、軸７１の一端でスイッチ３１の動作部３５と圧入（操作部７２と動作部３５との隙間がほとんどなく、圧力を加えて嵌め合うこと）により連結し、軸７１の回転に伴い回転することにより動作部３５を回転操作する。操作部７２は、軸７１と一致する軸方向を有する、後側に開口した円柱形状であり、動作部３５を前側から覆う。操作部７２は、各貫通孔２３、４３、６３の径よりも大きい径を有することにより、各貫通孔２３、４３、６３からの抜け止めとなる。

鍔７５は、操作部７２の後端から軸７１に対して垂直方向に広がる。鍔７５は、規制ピン４６の先端４６ａと対向する。すなわち、鍔７５の径、規制ピン４６の位置に応じて設定される。

このような計器１は、規制ピン４６でノブ７０の動作を規制するため、回転及び押下動作が可能なスイッチ３１を、回転操作のみを受け付けるスイッチ３１に流用（変換）することができる。すなわち、ユーザが誤ってノブ７０を押下した場合、操作部７２は隙間８０分だけ後方向に移動するが、規制ピン４６によりそれ以上の移動は制止される。これにより、操作部７２は入力距離より小さく設定された隙間８０以上は移動せず、操作部７２は押下動作による入力を受け付けることを抑制できる。また、ノブ７０は、隙間８０により、規制ピン４６と鍔７５とを非接触の状態で回転するため、規制ピン４６と鍔７５との摩擦による異音や削り屑の発生を低減できる。

ここで、計器１は、ケース４０内の空間を規制ピン４６及び対応する鍔７５に割いたり、回路基板３０の面を規制ピン用孔３９に割いたりしなければならない。これに対しては、規制ピン用孔３９を可能な限りスイッチ３１に近づけることにより、必要な空間及び面を低減できる。すなわち、規制ピン用孔３９は、スイッチ３１の固定部３６からの突出量が相対的に小さい、端子３８が設けられた一対の辺３６ｂの外周側に形成される。これにより、規制ピン４６は、スイッチ３１に相対的に近い位置で規制ピン用孔３９を貫通し、これに伴い、鍔７５の径を小さくすることができる。

故に、本実施形態における計器１は、回転動作専用のスイッチを用いることなく、回転及び押下動作用のスイッチ３１を利用することができる。その結果、スイッチ３１は複数機種の計器間で汎用でき、個々の計器の要求を満たすスイッチを開発・製造することによるコストの増大を抑制できる。

また、計器１における回路基板３０、ノブ７０、及び外ケース４５の組付けの順序については、回路基板３０に実装されたスイッチ３１にノブ７０を圧入により連結した後、回路基板３０を外ケース４５に組付ける。又は、計器１は、回路基板３０に実装されたスイッチ３１にノブ７０を圧入により連結した後、回路基板３０に中ケース４１を組付け、その後、中ケース４１と回路基板３０の組付け品を外ケース４５に組み付ける。これにより、規制ピン４６を設けたことによる組付け時の不具合を回避できる。すなわち、回路基板３０と外ケース４５とを組付けた後、ノブ７０をスイッチ３１に連結する場合には、操作部７２により動作部３５が下がってしまうが、ノブ７０も規制ピン４６により下がることができないので、操作部７２にスイッチ３１を圧入連結できなくなるという虞があるが、このような不具合を回避できる。

本開示ではいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

規制ピン用孔３９及び規制ピン４６は、ノブ７０の前後方向の移動を規制できればよいため、少なくとも１箇所に設けられればよく、３箇所以上であってもよい。

規制ピン４６は、鍔７５と点接触するピン形状に限らず鍔７５と線接触するような鍔７５の周方向に沿って曲線的又は直線的に延びた壁形状であってもよい。

規制ピン４６は、中ケース４１に形成されてもよい。また、鍔７５の位置は、操作部７２の後端に限らず、規制ピン４６の位置に応じて形成されればよい。鍔７５は、規制ピン４６と接触できれば、鍔以外の形状であってもよい。

スイッチ３１の固定部３６は、四角以外の円形等であってもよい。この場合であっても、規制ピン用孔３９は、固定部３６からの突出物（ハンダ部３７、端子３８等）の突出量が相対的に小さい外周側に形成されるのが好ましい。

１ 計器装置（計器）
２ 速度計
３ エンジン回転数計
１０ 指針
２０ 文字板
２０ａ 前面
２０ｂ 背面
２１ 意匠
２３ 貫通孔
３０ 回路基板
３０ａ 前面
３０ｂ 背面
３１ スイッチ
３５ 動作部
３６ 固定部
３６ａ、３６ｂ 辺
３７ ハンダ部
３８ 端子
３９ 規制ピン用孔
４０ ケース
４１ 中ケース
４１ａ 前面
４１ｂ 背面
４２ 凸部
４３ 貫通孔
４５ 外ケース
４６ 規制ピン
４６ａ 先端
４９ パッキン
５０ 見返し
６０ カバー
６３ 貫通孔
７０ ノブ
７１ 軸
７２ 操作部
７５ 鍔
８０ 隙間

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板の一方の面に設けられ、前記基板の面方向に対して入力距離以上垂直方向に押下されること、及び前記基板の面方向に対して垂直方向の軸周りに回転されることにより入力を受け付けるスイッチと、
   前記スイッチと連結し前記スイッチを回転させるノブと、
   前記ノブが前記入力距離以上押下されることを規制する規制部を有するケースと、を備える、計器装置。
2. 前記ノブは、軸と、前記軸の一端で前記スイッチと連結し前記軸の回転に伴い回転することにより前記スイッチを回転操作する操作部と、前記操作部から前記軸に対して垂直方向に広がる鍔と、を有し、
   前記基板は、前記スイッチの外周に少なくとも一の規制部用孔を有し、
   前記ケースは、少なくとも前記基板の前記一方の面と反対の他方の面側に配置され、
   前記規制部は、前記規制部用孔から突出して前記鍔と対向し、前記操作部が前記入力距離以上押下されることを前記鍔との接触により規制する、請求項１記載の計器装置。
3. 前記鍔は、前記軸の回転時において前記規制部との間に隙間を有する、請求項２記載の計器装置。
4. 前記規制部は、前記鍔と点接触するピン形状を有する、請求項２記載の計器装置。
5. 前記スイッチは、前記スイッチを前記基板に固定し前記軸方向視における前記スイッチの外周に配置されるハンダ部と、前記基板に接続され前記外周に配置される端子と、を有し、
   前記規制部用孔は、前記端子の外周側に形成される、請求項２記載の計器装置。

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