JP5370658B2 - 計器照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、指示計器の指針および表示板を照明表示する計器照明装置に関するものである。
この種の計器照明装置として、回路基板に駆動軸を凸設した計器本体を装着し、駆動軸の先端に回転中心部側から照明光を受けて光輝する指針を装着し、この指針の背後に、指針の回動軌道に沿って目盛や文字等の透光性の指標部が配された表示パネル(文字板)を配置し、この表示パネルの背後に配置した光源により、表示パネルの指標部や指針を照明するものが知られている。
このような計器照明装置として、前面パネルの背後に導光体を配設し、光源からの光を導光体内に導き入れて導光体の射出部へと案内し、その射出部から指針の回転中心部分である指針基部へと光を導き入れることによって指針の指示部を発光表示したり、表示パネルの指標部を表示パネルの背後に設けた導光体を介して透過照明するようにしている。このような計器装置においては、計器本体が回路基板の背後に位置することにより光源と表示パネルとの間に平板形状からなら導光体を配置することが可能となるため、照明装置構造全体の薄型化を図りながらほぼ均一で明るい照明効果を得ることができるという利点を有している。
しかしながら、導光体を必要とするために、部品費や装置全体の重量が嵩み、照明構造も複雑化するという問題を有している。
そこで、特許文献1などにおいては、導光体などを用いることなく、指針の回転中心を取り巻くように配置した光源からの照射光線を計器ケースの一部を構成する反射壁を介して反射面に照射することによって反射された光を表示パネルに設けた指標部を照らし出すようにしたり、計器から一体的に設けた筒状部によって指針の基部側へと光を導き入れて指針の指示部を光輝するようにしたものが知られている。
このため、計器ケースに反射壁や反射面を設けることによって個別の導光体などの部品を追加することなく比較的簡単な構成手段によって計器の照明装置を構成することができるというメリットがあり、コストの低減を図る上で有益である。
特開2001−201372号公報
前述した特許文献1などにあっては、導光体などを用いることなく構成できるためコストメリットがあり、指針の回転中心を取り巻くように配置した光源からの照射光線によって指針と表示パネルの指標部とを同時に照明表示することができるという効果がある。しかしながら、回路基板上に配置した光源からの照射光線を回路基板上に配設した計器ケースの一部を構成する反射壁や反射面を介して表示パネル側へと反射導光した反射光線によって指標部を照らし出すようにしているため、回路基板上に実装される各種電子素子などの面実装素子(電子部品)は反射壁や反射面の外周側に配置されて実装せざるを得ないため回路基板上の実装密度を高めることができなくなることがある。また、光源からの照射光線を計器ケースの一部を構成する反射壁や反射面を介して表示パネルとの間で何回も反射導光した反射光線によって指標部を照らし出すようにしているため、光源からの光が表示パネルの指標部を透過照明するに際し、充分な輝度を得ることができないことがある。また、指針については、光源の設置位置からして部分的に明るくなる部分があったり、あるいは部分的に暗くなってしまう箇所があったりして照明バランスが崩れてしまうという問題が発生してしまうことがある。
本発明は前述した問題点に着目し、比較的に少ない光源であっても指針と表示パネルの指標部とを充分な輝度で照明表示することができる計器照明装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するため、硬質材料からなる回路基板と、この回路基板の背面側に配置され駆動軸が前方に延びる計器本体と、前記駆動軸の先端側に装着される発光式の指針と、この指針と前記回路基板との間に配置され少なくとも前記指針に対応する指標部を有する表示パネルと、前記回路基板の表面側に配置され前記指針と前記指標部とを照明する光源と、前記表示パネルと前記回路基板との間に配置され、前記表示パネルと前記回路基板との間隔を設定するために設けられた計器ハウジングと、からなる計器照明装置において、前記計器ハウジングには、前記表示パネルの背面側に位置し、かつ前記光源からの照射光線を前記発光式の指針の基部側へと光を案内する略円筒形の光案内筒部と、この光案内筒部の下端部と前記回路基板との間に設けられた光案内開口部と、前記回路基板の表面側に位置し、前記光案内開口部の周囲を取り巻くとともに前記光源と所定の間隔を配して設けられ、且つ前記光源の発光面より上方へ延出した立ち上がり反射周壁部と、この立ち上がり反射周壁部の上端側の端部から連続して、前記表示パネルの前記指標部領域を透過照明するために設けられた第1の反射壁部と、前記光源からの光を前記第1の反射壁部へと反射導光するために前記光案内筒部の外周箇所に設けられた略逆円錐形状からなる第2の反射壁部と、を備えてなることを特徴とする計器照明装置である。
このように構成することにより、指針の軸部(駆動軸)の周りに設けた光源によって指針を発光照明することができるとともに表示パネルの指標部領域の照明を兼用して行うことができる。加えて指針の輝度を光源からの光の一部を立ち上がり反射周壁部によって反射導光し、光案内筒部の内面側にて指針の基部側へと反射して導き入れることができるため光量を補うことができ、これにより指針の照明輝度を充分に保つことができる。また表示パネルの指標部領域は第1・第2の反射壁部光源からの光線を反射導光することができ、特に第2の反射壁部によって第1の反射壁部側に直接的に導き入れることが可能となり、表示パネルの指標部を明るく照明表示することができる。
また請求項2では、請求項1に記載の計器照明装置において、前記計器ハウジングには、前記立ち上がり反射壁部と前記第1の反射周壁部との間を繋ぐ光路案内反射壁部を設けてなることを特徴とするものである。
このように構成することにより、表示パネルの指標部領域は第1・第2の反射壁部および光路案内反射壁部によって光源からの光線を反射導光することができ、特に反射壁部から反射された光線を光路案内反射壁部を介して遠方箇所を第1の反射壁部側に直接的に導き入れることが可能となり、表示パネルの指標部を明るく照明表示することができる。
また請求項3では、請求項1または請求項2に記載の計器照明装置において、前記計器ハウジングには、前記回路基板の周縁部に沿って前記表示パネルと前記回路基板との間隔を設定するために周壁部を設けてなることを特徴とするものである。
このように構成することにより、計器ハウジングの周囲を回路基板の周縁部を覆うように周壁部を設けてなることにより、塵埃などが外部から侵入しようとしても周壁部によって抑制することができるものである。また、周壁部による壁により計器ハウジングの強度を保つことができるという効果も期待することができる。
また請求項4では、請求項1に記載の計器照明装置において、前記第1の反射壁部と前記立ち上がり反射周壁部によって区画された空間部によって、前記回路基板の表面箇所に実装される電子部品の収容部を形成してなることを特徴とするものである。
このように構成することにより、計器ハウジングによって区画された空間部によって電子部品の収納部として形成することができ、これにより回路基板上に実装される電子部品の実装密度を高めることが可能となる。この場合、回路基板と第1の反射壁部との間隔が周縁に行くに従い高さ寸法を得ることができるため、高さのある電子部品を実装することも可能となる。
また請求項5では、請求項2に記載の計器照明装置において、前記第1の反射壁部と前記光路案内反射壁部および前記立ち上がり反射周壁部によって区画された空間部によって、前記回路基板の表面箇所に実装される電子部品の収容部を形成してなることを特徴とするものである。
このように構成することにより、計器ハウジングによって区画された空間部によって電子部品の収納部として形成することができ、これにより回路基板上に実装される電子部品の実装密度を高めることが可能となる。この場合、回路基板と第1の反射壁部との間隔が周縁に行くに従い高さ寸法を得ることができるため、高さのある電子部品を実装することも可能となり、しかも光路案内反射壁部によって比較的高さの低い電子部品を回路基板に実装することができ、加えて指針の回転中心位置から離れた位置に設けられた第1の反射壁部と回路基板との空間部によって、高さのある電子部品を回路基板上に実装することができる。
本発明では、硬質材料からなる回路基板と、この回路基板の背面側に配置され駆動軸が前方に延びる計器本体と、前記駆動軸の先端側に装着される発光式の指針と、この指針と前記回路基板との間に配置され少なくとも前記指針に対応する指標部を有する表示パネルと、前記回路基板の表面側に配置され前記指針と前記指標部とを照明する光源と、前記表示パネルと前記回路基板との間に配置され、前記表示パネルと前記回路基板との間隔を設定するために設けられた計器ハウジングと、からなる計器照明装置において、前記計器ハウジングには、前記表示パネルの背面側に位置し、かつ前記光源からの照射光線を前記発光式の指針の基部側へと光を案内する略円筒形の光案内筒部と、この光案内筒部の下端部と前記回路基板との間に設けられた光案内開口部と、前記回路基板の表面側に位置し、前記光案内開口部の周囲を取り巻くとともに前記光源と所定の間隔を配して設けられ、且つ前記光源の発光面より上方へ延出した立ち上がり反射周壁部と、この立ち上がり反射周壁部の上端側の端部から連続して、前記表示パネルの前記指標部領域を透過照明するために設けられた第1の反射壁部と、前記光源からの光を前記第1の反射壁部へと反射導光するために前記光案内筒部の外周箇所に設けられた略逆円錐形状からなる第2の反射壁部と、を備えてなることを特徴とする計器照明装置であるため、指針の軸部の周りに設けた光源によって指針を発光照明することができるとともに表示パネルの指標部領域の照明を兼用して行うことができる。加えて指針の輝度を光源からの光の一部を立ち上がり反射周壁部によって反射導光し、光案内筒部の内面側にて指針の基部側へと反射して導き入れることができるため光量を補うことができ、これにより指針の照明輝度を充分に保つことができる。また表示パネルの指標部領域は第1・第2の反射壁部によって光源からの光線を反射導光することができ、特に第2の反射壁部によって第1の反射壁部側に直接的に導き入れることが可能となり、明るく照明表示することができる。
図1は、本発明の実施形態である計器照明装置を示す正面図。 図2は、図1のエンジン回転計の表示パネル箇所と速度計の表示パネル箇所とを除去した状態を示す計器照明装置の正面図。 図3は、図1のA−A線箇所を示す要部拡大断面図。 図4は、図1のB−B線箇所を示す要部拡大断面図。 図5は、図3の速度計箇所の要部を示す計器照明装置の拡大断面図。
図1から図5は本発明の実施形態を示すもので、以下、これらに基づいて本発明の実施形態をたとえば自動車に搭載される指示計器における計器照明装置に適用した場合について説明する。
同図において、本実施形態による指針式の指示計器における計器照明装置は、回路基板1と、この回路基板1に導通装着され駆動軸2が前方に延びる計器本体3と、駆動軸2の先端側に装着される発光式の指針4と、この指針4と回路基板1との間に配置され少なくとも指針4の指示に対応する指標部5を有する表示パネル6と、回路基板1の前面側に実装され指針4と指標部5を透過照明する光源7と、表示パネル6と回路基板1との間に配置され、表示パネル6と回路基板1との間隔を設定するために設けられた計器ハウジング8と、によって構成されている。
回路基板1は、たとえばガラスエポキシ系基材に配線パターン(図示せず)を施した硬質回路基板からなり、計器本体3の駆動・制御を行う駆動手段(図示せず)や、たとえば抵抗、コンデンサ等の各種電子部品Pが前記配線パターンに導通接続されている。
計器本体3は、可動磁石式計器またはステッピングモータからなり、この例では駆動軸2が回路基板1に形成した軸孔を貫通するように、回路基板1の背後に装着され、且つ半田付け等の適宜導通手段により前記配線パターン(前記駆動手段)に電気接続されている。
指針4は、光透過性の合成樹脂からなり、図2などに示すように、表示パネル6に設けた目盛や数字・文字などの指標部5を指示する指示部41と、同じく光透過性合成樹脂からなり指示部41と駆動軸2との間に配置される基部42と、この基部42および指示部41の回転中心側所要部を覆う遮光性合成樹脂よりなる指針キャップ43とで構成され、基部42を通じて駆動軸2の先端に連結されている。
表示パネル6は、光透過性の合成樹脂材料からなる基板によって形成され、その基板の表面には、指針4の指示対象となる目盛や文字・数字などの光透過性の指標部5が指針4の回転軌道に沿って円弧状に配置され、この指標部5とともに指標部5の背景となる地色部50が印刷などの手段によって形成されている。
図1に示すように、たとえば中央に位置した速度計からなる指示計器にあっては、表示パネル6に施される指標部5は、車両のスピードなどを示す目盛部とこの目盛部に対応した「数字」や「km/h」などの文字部などから構成されている。なお表示パネル6には、駆動軸2に対応した位置に貫通孔60が設けられ、この貫通孔60を通じて駆動軸2と指針4とが連結できるようになっている。
光源7は、たとえばチップ型発光ダイオードからなり、指針4を発光照明するための指針照明用の光源と、表示パネル6の指標部5を透過照明するための表示部照明用の光源とを兼用して回路基板1の表面上に実装している。
計器ハウジング8は、白色系の合成樹脂材料によって速度計、エンジン回転計、液面計などの指示計器を支持するために全体が略枠状からなる壁部によって形成されており、この計器ハウジング8には、回路基板1の周縁部に沿って表示パネル6と回路基板1との間隔を設定し、外部から塵埃が侵入することを抑制するための周壁部80が設けられている。また枠状に形成された計器ハウジング8には、表示パネル6の背面側に位置し、光源7からの照明光線の一部を発光式の指針の4基部42側へと案内する略円筒形の光案内筒部81が設けられ、この光案内筒部81の下端部と回路基板1との間に透き間からなる光案内開口部82が設けられている。
また計器ハウジング8には、光案内開口部82の周囲を取り巻くとともに光源7と所定の間隔を配して回路基板1の表面側から表示パネル6側に向けて立設した立ち上がり反射周壁部83が設けられている。この場合、立ち上がり反射周壁部83は、光源7の発光面より上方側である表示パネル6側に向けて延出して設けられている。
本実施形態の速度計やエンジン回転計などの指示計器における計器ハウジング8箇所では、指針4の回転中心位置から指標部5の領域までの距離が長くなるため、立ち上がり反射周壁部83の上端側の端部から連続して、駆動軸2を中心として外周方向に向けて一体に光路案内反射壁部84が設けられている。そして光路案内反射壁部84の外側端部から連続して、表示パネル6の指標部5領域を透過照明するための傾斜面からなる第1の反射壁部85が設けられている。また光源7からの光を第1の反射壁部85へと反射導光するために光案内筒部81の外周箇所に略逆円錐形状からなる第2の反射壁部86が設けられている。なお、図示はしないが液面計などの指示計器における計器ハウジング8箇所にあっては、指針4の回転中心位置から指標部5の領域までの距離が短いため、立ち上がり反射周壁部83の上端側の端部から連続して、直接的に表示パネル6の指標部5領域を透過照明するための傾斜面からなる第1の反射壁部85が設けられている。
また、回路基板1と表示パネル6との間に配置される計器ハウジング8には、第1の反射壁部85と光路案内反射壁部84および立ち上がり反射周壁部83によって区画された空間部Sが設けられ、この空間部Sによって回路基板1の表面箇所に実装される電子部品Pの収容部として形成されている。
このように構成された速度計の指示計器にあっては、光源7が発光すると、その照明光の一部は計器ハウジング8の光案内開口部82を介して光案内筒部81の内壁部側にて案内されつつ表示パネル6の貫通孔60を通じて指針4の基部42へと導光案内され、次いでその基部42から指示部41へと導かれることにより、指針4の指示部41が照明される。これと同時に、光源7からの照射光線の一部は立ち上がり反射周壁部83の内壁面を介して反射導光され、光案内開口部82を介して光案内筒部81の内壁部側へと案内され、指針4の基部42側へと反射して導き入れることができるため光量を補うことができ、これにより指針4の照明輝度を充分に保つことができる。
また、指針4の照明と同時に、光源7が発光すると、その照明光は光源7の真上に設けられた第2の反射壁部86によって反射され、この反射された光が直接的に第1の反射壁部85へと導かれて反射し、表示パネル6の指標部5を透過照明することによって表示パネル6の指標部5が明るく照明表示される。これと同時に、光源7から第2の反射壁部86を介して反射導光された光線は光路案内反射壁部84を介して第1の反射壁部85へと案内され、表示パネル6の背面側から指標部5が照らし出されるため、同様に指標部5を透過照明することができ、光量を補うことができる。すなわち、表示パネル6の指標部5領域は第1・第2の反射壁部85,86および光路案内反射壁部84によって光源7からの光線を反射導光することができ、特に第2の反射壁部86によって遠方箇所を第1の反射壁部85側に直接的に導き入れることが可能となり、表示パネルの指標部5を明るく均一的に照明表示することができる。
また計器ハウジング8には、回路基板1の周縁部に沿って表示パネル6と回路基板1との間隔を設定するために周壁部80を設けてなることにより、結果として計器ハウジング8の周囲に設けた周壁部80によって回路基板1の周縁部を覆うことができるため、塵埃などが外部から侵入しようとしても周壁部80によって抑制することができるものであり、また、周壁部80による壁により計器ハウジング8の強度を保つことができるという効果も期待することができる。
また本実施形態においては、第1の反射壁部85と光路案内反射壁部84および立ち上がり反射周壁部83からなる計器ハウジング8によって区画された空間部Sによって、回路基板1の表面箇所に実装される電子部品Pの収容部として形成することができ、これにより回路基板1上に実装される電子部品Pの実装密度を高めることが可能となる。この場合、回路基板1と第1の反射壁部85との間隔が周縁に行くに従い高さ寸法を得ることができるため、高さのある電子部品Pを実装することも可能となる。
また、第1の反射壁部85と第2の反射壁部86および光路案内反射壁部84に加え表示パネル6とにより区画された空間スペースによって、光源7からの照明光線を効率よく指標部5へと導いて透過照明するための照明室Lとして形成することができるものであり、場合によっては、周壁部80の高さ寸法や光路案内反射壁部84と表示パネル6との間の寸法の設定によっては、指示計器全体の薄型化を実現することも可能となるものであり、また、光路案内反射壁部84と回路基板1との間の寸法の設定によっては、計器ハウジング8によって区画された空間部Sの高さを適宜設定することにより、高さの高い嵩張りやすい電子部品Pを回路基板1上に実装することもできる。
なお、前述した実施形態にあっては、指針4の駆動軸2の周りに配置した光源7によて指針4と表示パネル6の指標部5とを兼用して照明表示することができるものであり、光源7の個数を抑えることが可能となる。また、表示パネル6の背面側からの光を反射導光する光案内筒部81,立ち上がり反射周壁部83,光路案内反射壁部84,第1の反射壁部85,第2の反射壁部86などの表面は鏡面加工することによって反射効率を高めることができるように構成していたが、場合によっては、照明斑などを軽減するためにたとえば、計器ハウジング8の表面(光案内筒部81,立ち上がり反射周壁部83,光路案内反射壁部84,第1の反射壁部85,第2の反射壁部86などの表面)に粗面加工やシボ加工などの表面加工を部分的に施すことにより、さらに均一的な照明効果を得ることも可能である。
また、前述した実施形態においては、その適用例として車両用計器やオートバイなどの計器照明装置を例にして説明したが、車両用の指示計器に限らず船舶用の計器照明装置あるいは農業用機械や建設機械などの特殊車両の計器照明装置などにおいても適用することが可能である。
1 回路基板
2 駆動軸
3 計器本体
4 指針
指標部
6 表示パネル
7 光源
8 計器ハウジング
41 指示部
42 基部
43 指針キャップ
50 地色部
60 貫通孔
80 周壁部
81 光案内筒部
82 光案内開口部
83 立ち上がり反射周壁部
84 光路案内反射壁部
85 第1の反射壁部
86 第2の反射壁部
L 照明室
P 電子部品
S 空間部

Claims (5)

  1. 硬質材料からなる回路基板と、この回路基板の背面側に配置され駆動軸が前方に延びる計器本体と、前記駆動軸の先端側に装着される発光式の指針と、この指針と前記回路基板との間に配置され少なくとも前記指針に対応する指標部を有する表示パネルと、前記回路基板の表面側に配置され前記指針と前記指標部とを照明する光源と、前記表示パネルと前記回路基板との間に配置され、前記表示パネルと前記回路基板との間隔を設定するために設けられた計器ハウジングと、からなる計器照明装置において、前記計器ハウジングには、前記表示パネルの背面側に位置し、かつ前記光源からの照射光線を前記発光式の指針の基部側へと光を案内する略円筒形の光案内筒部と、この光案内筒部の下端部と前記回路基板との間に設けられた光案内開口部と、前記回路基板の表面側に位置し、前記光案内開口部の周囲を取り巻くとともに前記光源と所定の間隔を配して設けられ、且つ前記光源の発光面より上方へ延出した立ち上がり反射周壁部と、この立ち上がり反射周壁部の上端側の端部から連続して、前記表示パネルの前記指標部領域を透過照明するために設けられた第1の反射壁部と、前記光源からの光を前記第1の反射壁部へと反射導光するために前記光案内筒部の外周箇所に設けられた略逆円錐形状からなる第2の反射壁部と、を備えてなることを特徴とする計器照明装置。
  2. 前記計器ハウジングには、前記立ち上がり反射壁部と前記第1の反射周壁部との間を繋ぐ光路案内反射壁部を設けてなることを特徴とする請求項1に記載の計器照明装置。
  3. 前記計器ハウジングには、前記回路基板の周縁部に沿って前記表示パネルと前記回路基板との間隔を設定するために周壁部を設けてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の計器照明装置。
  4. 前記立ち上がり反射周壁部と前記第1の反射壁部とによって区画された空間部によって、前記回路基板の表面箇所に実装される電子部品の収納部を形成してなることを特徴とする請求項1に記載の計器照明装置。
  5. 前記第1の反射壁部と前記光路案内反射壁部および前記立ち上がり反射周壁部によって区画された空間部によって、前記回路基板の表面箇所に実装される電子部品の収容部を形成してなることを特徴とする請求項2に記載の計器照明装置。
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