JP5370658B2 - 計器照明装置 - Google Patents

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
５ 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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