JP7179434B2 - 車両用計器装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用計器装置に関する。
車両用計器装置は、速度計等の各種指示計器がメータケースに収容され、メータケースの後面に、各種測定信号が入力される回路基板が取り付けられている。回路基板には、メータの全体制御を司るマイコン等の制御回路と、ステッパモータ等の指示計器の駆動用内機と、文字板の照明部を照明する発光素子等が実装されている。
ここで、上述した発光素子や駆動用内機等は、文字板の意匠によって実装位置が様々であり、特に発光素子は文字板の広い範囲に配置されるので、その配置範囲をカバーするため基板サイズが大きくなってしまう。また、回路基板を文字板に合わせた形状とするため、汎用性が低く共通化が困難であった。
このような問題に対して、特許文献１では、文字板の裏面側に光源が直接設置されることが記載されている。この文献には、車両用計器装置の薄型化や軽量化が図れ、部品コストも低減できることも記載されている。
特開２０１７－１１６３５８号公報
特許文献１に記載された発明では、文字板の裏側に光源を直接設置しているため、光源と文字板面とが近すぎて綺麗に発光、分散させるのが困難である。つまり、光源が近過ぎると光が強すぎて必要以上に明るくなってしまうという問題がある。特許文献１では、照明室層で光を拡散させているが、照明室層を有効に機能させるために文字板の厚みを厚くし過ぎると重量が増加し、軽量化が図れなくなってしまう。
また、特許文献１に記載された発明では、メイン基板と文字板との接続にはコネクタが用いられている。そのため、回路をメイン基板と文字板の２つに分けることによりコネクタ分の部品点数が増加し、実際はコストが増加してしまう。
そこで、本発明は、上記のような問題点に鑑み、コストが低減でき、軽量化も図ることができる車両用計器装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた発明は、文字板の意匠に依存しない電子部品が実装されたメイン基板と、前記文字板の意匠と対応する位置に電子部品が実装されたサブ回路体と、を備え、前記メイン基板には突起が形成されているとともに、当該突起の周囲には前記サブ回路体に電気的に接続するための導体によるパターンが形成されており、前記サブ回路体には孔が形成されているとともに、当該孔の周囲には導体によるパターンが形成されており、前記メイン基板と前記サブ回路体とは、前記孔に前記突起が侵入して嵌合されることにより直接接合されて電気的に接続されている、ことを特徴とする車両用計器装置である。
以上説明したように本発明によれば、回路を文字板の意匠に依存しない電子部品が実装されたメイン基板と、文字板の意匠と対応する位置に電子部品が配置されたサブ回路体と、に分けたため、メイン基板については意匠に関わらず共通化を図ることができ、コスト低減を図ることができる。また、メイン基板とサブ回路体とは直接接合により接続されているので、両者の接続のためのコネクタが不要となり、コスト低減とともに軽量化を図ることができる。
本発明の一実施形態にかかる車両用計器装置の分解斜視図である。 図１に示された基板の正面図である。 図２に示されたメイン基板とサブ基板の接続部分の断面図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる車両用計器装置の分解斜視図である。図１に示したように、車両用計器装置１は、裏ケース２と、基板３と、メータケース４と、文字板５と、を備えている。
裏ケース２は、基板３に実装される電子部品等を収容可能な凹部等が形成されるとともに、略長方形の外形を有する樹脂製の一体成形品からなる。裏ケース２には、基板３を取り付けるためのねじ止め用のボス等が形成されている。
基板３は、裏ケース２のボスが嵌合される位置決め穴等が形成されている。基板３は、多層のリジッド基板からなるメイン基板３１と、フレキシブル基板からなるサブ基板３２と、を備えている。基板３についての詳細は後述する。
メータケース４は、ほぼ長方形の外形を有する樹脂製の一体成形品からなる。メータケース４には、裏ケース２を取り付けるための取付部や、文字板５を取り付けるための取付部等が形成されている。メータケース４は、指示計器の駆動用内機となるステッパモータが収容される空間であるモータ収容室４１、４２と、文字板５を照明する発光素子としてのＬＥＤが収容される空間であるＬＥＤ収容室４３と、が形成されている。
モータ収容室４１は、例えば回転計用のステッパモータが収容される。モータ収容室４２は、例えば速度計用のステッパモータが収容される。ＬＥＤ収容室４３は、メータケース４に複数形成されている。ＬＥＤ収容室４３は、文字板５上の照明が施される位置に応じて複数形成されている。
文字板５は、略長方形の板体からなり、車両用計器装置１が搭載された車両に関する情報に応じた種々の目盛、図柄、記号、文字、装飾等の意匠が描かれた部材である。文字板５には、例えば、速度計用文字板意匠、回転系用文字板意匠等が印刷等の周知の方法により描かれている。
次に、基板３の詳細について、図２を参照して説明する。基板３は、上述したように、メイン基板３１と、サブ基板３２と、を備えている。メイン基板３１は、略長方形状に形成された多層のリジッド基板からなる。メイン基板３１には、例えば、車両用計器装置１の全体制御を司るマイコン（マイクロコンピュータ）、基板内に電源を供給するレギュレータ、車両用計器装置１外部との接続に用いる外装コネクタ等の車両用計器装置１の品種に関わらず共通する電子部品が実装されている。また、メイン基板３１には液晶ディスプレイを実装してもよく、その場合は、ＧＤＣ（グラフィックス・ディスプレイ・コントローラ）も実装される。即ち、メイン基板３１は、文字板５の意匠に依存しない電子部品が実装されている。
また、メイン基板３１については、実装するマイコンの電気接続の数によって層数を適宜選択することで、マイコンの性能によってメイン基板の共通化を図ることが可能となる。例えば高性能のマイコンの場合は８層基板を用いたメイン基板３１、低性能のマイコンの場合は４層基板を用いたメイン基板３１といった具合である。さらに、メイン基板３１に液晶ディスプレイを搭載した場合も同様にメイン基板３の共通化を図ることが可能となる。例えば、７インチの液晶ディスプレイを実装したメイン基板３１であれば、文字板に７インチの液晶ディスプレイを用いる計器の意匠を有する車種であれば、車種にかかわらず、共通化することができる。
サブ基板３２には、例えば、上述したステッパモータや、ＬＥＤ等が実装されている。図２において、サブ基板３２は、第１サブ基板３２ａと、第２サブ基板３２ｂと、からなる。第１サブ基板３２ａは、車両用計器装置１を正面から視認した際に右側に設けられる指示計器の駆動用内機や照明される意匠に対応するＬＥＤが実装される。第２サブ基板３２ｂは、車両用計器装置１を正面から視認した際に左側に設けられる指示計器の駆動用内機や照明される意匠に対応するＬＥＤが実装される。つまり、サブ基板３２は、文字板５の意匠に応じて配置される電子部品とその電子部品に関連する部品等のみが実装されている。即ち、サブ基板３２は、文字板５の意匠と対応する位置に電子部品が実装されている。
サブ基板３２には、上述したようにＬＥＤ（図２では符号３２１で示す）やステッパモータ（図２では符号３２０で示す）及びそれらの周辺回路等が実装される。ＬＥＤ３２１は、照明すべき意匠の位置に対応する位置に実装する必要がある。したがって、サブ基板３２は、図２に示したように、ＬＥＤ３２１の実装位置を最低限含むような形状となる。
また、メイン基板３１と、サブ基板３２と、は、コネクタ等の接続部品を設けずに直接接合されている。メイン基板３１とサブ基板３２との接合部分を図３に示す。メイン基板３１の縁部には、突起３１１が形成されている。この突起３１１の少なくとも周囲には後述するサブ基板３２側と電気的に接続するための導体によるパターンが形成されている。このパターンはメイン基板３１の回路配線と接続されている。
サブ基板３２の端部には、孔３２２が形成されている。この孔３２２の周囲にも導体パターンが形成されている。このパターンはサブ基板３２の回路配線と接続されている。そして、孔３２２に突起３１１を侵入させて篏合させ、はんだ付けを行い固定する。このようにしてメイン基板３１とサブ基板３２とが直接接合され電気的に接続される。また、突起３１１や孔３２２で篏合せずに、ＡＣＦ（異方性導電膜）工法といった他の方法で直接接合するようにしてもよい。
また、図１～図３に示した例では、サブ回路体としてフレキシブル基板で構成したが、メータケース４にステッパモータやＬＥＤ等を直接搭載して回路体を形成してもよい。つまり、サブ回路体は基板を用いなくてもよい。この場合、ステッパモータやＬＥＤ、その他回路体を構成する配線等はメータケース４に埋め込んでもよいし、配線ケーブル等でむき出しの状態でもよい。この際のサブ回路体とメイン基板との接続は、配線ケーブル等の導体部分を直接メイン基板３１上のパッド等にはんだ付け等により接続すればよい。このようにすることにより、ケースの厚みを減らしてメータケース４に使用する樹脂量を少なくすることができる。
本実施形態によれば、車両用計器装置１は、文字板５の意匠に依存しない電子部品が実装されたメイン基板３１と、文字板５の意匠と対応する位置に電子部品が実装されたサブ基板３２と、を備え、メイン基板３１と、サブ基板３２とは直接接合されて電気的に接続されている。
車両用計器装置１が上記のように構成されることにより、メイン基板３１については意匠に関わらず共通化を図ることができ、コスト低減を図ることができる。また、メイン基板３１とサブ基板３２とは直接接合により接続されているので、両者の接続のためのコネクタが不要となり、コスト低減とともに軽量化を図ることができる。さらに、従来のメータ基板に比べ、メイン基板３１は小型化されているため、基板生産時の取り数が増加し、安価にすることができる。そして、小型化することにより素子部品の実装（ＳＭＴ工程）において、工程内に流せる量が増加するので、従来よりも加工費を低減することができる。
また、サブ基板３２は、ＬＥＤ３２１やステッパモータ３２０を含んでいるので、計器の品種ごとに異なる文字板５の意匠に応じて構成することができる。また、サブ基板３２にＬＥＤ３２１を実装しているので、ＬＥＤ３２１と文字板５とが、適度に離れるため、綺麗に発光、分散させることができる。
また、サブ基板３２は、フレキシブル基板で構成されているので、リジッド基板よりも軽量化でき、かつ、多少の折り曲げが可能となるため配設の自由度が増す。また、フレキシブル基板で構成することで、基板裏に設けるシールドが不要となるため、コストダウンを図ることができる。
また、サブ回路体として、メータケース４に電子部品を直接搭載して形成してもよく、その場合は、基板を用いる必要がなくなる。また、ケースの厚みを減らしてメータケース４に使用する樹脂量を少なくすることができる。
また、メイン基板３１は、車両用計器装置１の全体制御を行うマイコンが実装されているので、マイコンの種類に応じてメイン基板の共通化やグループ化を図ることができる。従って、コストを低減することができる。さらに、ソフト開発において、複数の車両でメイン基板を共用化できるため（またはベースを変えずに、差分のみ対応するので）、開発費を削減することができる。
なお、サブ基板３２は、マイコン等の高機能部品が実装されないため、フレキシブル基板に限らず、紙フェノール基板等の安価な基板で構成してもよい。
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の車両用計器装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
１ 車両用計器装置
４ メータケース
５ 文字板
３１ メイン基板
３２ サブ基板（サブ回路体）
３２０ ステッパモータ（駆動用内機）
３２１ ＬＥＤ（発光素子）

Claims (5)

  1. 文字板の意匠に依存しない電子部品が実装されたメイン基板と、
    前記文字板の意匠と対応する位置に電子部品が実装されたサブ回路体と、を備え、
    前記メイン基板には突起が形成されているとともに、当該突起の周囲には前記サブ回路体に電気的に接続するための導体によるパターンが形成されており、
    前記サブ回路体には孔が形成されているとともに、当該孔の周囲には導体によるパターンが形成されており、
    前記メイン基板と前記サブ回路体とは、前記孔に前記突起が侵入して嵌合されることにより直接接合されて電気的に接続されている、
    ことを特徴とする車両用計器装置。
  2. 前記サブ回路体は、前記文字板を照明する発光素子及び指示計器の駆動用内機を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用計器装置。
  3. 前記サブ回路体は、フレキシブル基板で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用計器装置。
  4. 前記サブ回路体は、前記メイン基板と前記文字板の間に配置されるメータケースに電子部品が直接搭載されて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用計器装置。
  5. 前記メイン基板は、前記車両用計器装置の全体制御を行うマイコンが実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用計器装置。
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