指針式表示装置及び指針式表示装置の製造方法
【課題】駆動軸の近くに光源を設けて、指針の輝度ムラを排除することができる指針式表示装置を提供する。
【解決手段】指針を駆動させる駆動手段１１と、文字板の背後に設けられて駆動手段１１が実装されるとともに、該駆動手段１１の駆動軸１１１及び供給端子１１２が突出した面に駆動手段１１の駆動信号を伝達する駆動用配線パターン１２２と光源６の制御信号を伝達する光源用配線パターン１２３とを有する第１基板１２と、駆動手段１１が実装された第１基板１２の反対面に設けられる第２基板１３と、を有するとともに、第２基板１３が、第１基板１２から突出する駆動軸１１１が貫通される貫通部１３１と、第１基板１２から突出する供給端子１１２が嵌合することで駆動用配線パターン１２２と接続されるコネクタ部１３２と、光源６を貫通部１３１の近くに位置付けるとともに、該光源６を光源用配線パターン１２３と接続する光源位置付け部１３３と、を有する。
【解決手段】指針を駆動させる駆動手段１１と、文字板の背後に設けられて駆動手段１１が実装されるとともに、該駆動手段１１の駆動軸１１１及び供給端子１１２が突出した面に駆動手段１１の駆動信号を伝達する駆動用配線パターン１２２と光源６の制御信号を伝達する光源用配線パターン１２３とを有する第１基板１２と、駆動手段１１が実装された第１基板１２の反対面に設けられる第２基板１３と、を有するとともに、第２基板１３が、第１基板１２から突出する駆動軸１１１が貫通される貫通部１３１と、第１基板１２から突出する供給端子１１２が嵌合することで駆動用配線パターン１２２と接続されるコネクタ部１３２と、光源６を貫通部１３１の近くに位置付けるとともに、該光源６を光源用配線パターン１２３と接続する光源位置付け部１３３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針式表示装置及び指針式表示装置の製造方法に関し、より詳細には、文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置、及び、該指針式表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する指針式表示装置が搭載されている。この指針式表示装置は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面に配置される指針と、計測量に応じて指針を駆動する内機と、回路パターンが設けられ内機が固定される配線板と、をメータケースに収容して構成している。
【０００３】
速度計やタコメータ等の計器類のうち、指針と文字板を使用するアナログ（指針）式の計器類においては、指針や文字板等を暗所においても見やすくするために照明する装置として、文字板の背後に配置された光源の光により導光性部材からなる指針の指示部を光輝させる指針式表示装置が従来より開示されている。
【０００４】
また、上述した指針式表示装置において、指針を駆動する駆動部としては、ステッパモータが用いられており、各種制御機器からのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号をモータ内の駆動コイルに伝達して出力軸を回動させることで、該出力軸の先端に設けられた指針を駆動させている。
【０００５】
指針式表示装置は、ステッパモータが実装される配線板を有しており、余分なコストをかけずに配線することができるとともに、意匠変更や仕様変更に容易に対応することができる配線板を本出願人は提案してきた（特許文献１参照）。
【０００６】
この配線板は、メータを照明するＬＥＤ等の光源（機能部品）を基板の表面に実装したものである。光源は、ステッパモータの実装範囲を避けるように配線板上に配置されている。そして、指針への配光性を考慮すると、指針の駆動軸近辺に光源を配置すれば、指針の回動による輝度ムラの発生を減少できるので、配置する光源の数を削減しても指針の回動による輝度ムラの発生を回避することができる。
【特許文献１】特開２００３−２１８５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した配線板においては、配線板の裏側に固定されるステッパモータの端子や係止部材が駆動軸近辺の表面に突出することから、駆動軸近辺に光源を配置するスペースを確保することが困難であった。そのため、光源は駆動軸から離れた位置に配置されることになり、指針の回動による輝度ムラの発生を回避することができなかった。
【０００８】
また、ステッパモータは、文字板の背面に備え付けられた配線回路用の基板に係止構造で固定されるとともに、基板の印刷回路体に電気的に接続するため、配線板のリード差込穴に挿通され、印刷回路体のランド部にスポットはんだ（溶融温度１８０〜１９０度）で電気的に接合される技術が一般的に普及している。しかしながら、スポットはんだには、環境負荷物質であるＰｂ（鉛）を含有している錫−錫はんだが使用されているため、代替え材料又は代替え接続技術の検討が要求されている。
【０００９】
まず、錫−鉛はんだの代替えとしてフリーはんだ（錫、銀等が主成分）が鉛はんだに替わって普及しつつあるが、錫、銀を主成分にしたものが主流であり、溶融温度も鉛−錫はんだより高温（２００度以上で適正溶融温度領域が鉛はんだに比べ狭い）であるため、リフローはんだ接合を行う際、恒温槽に暴露して溶融接合する必要があり、ステッパモータ内部のポリエチレン等の熱可塑性樹脂部品が熱的に耐えられず、基板への接続技術として適していない。また、リフローはんだ接合温度に耐えられるＰＢＴ（熱可塑性樹脂）や不飽和ポリエステル（熱硬化性樹脂）は材料コストが高く、端子の圧入組み付けに適さない。
【００１０】
次に、コネクタを別部品として基板に実装する場合、上述したようにリフロー方式は使用できないので、基板への係止部材を用いた固定方法が考えられるが、指針式表示装置では基板のコネクタ接続部の背面にステッパモータを実装させる必要性があるので、配索的に困難である。
【００１１】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、駆動軸の近くに光源を設けて、指針の輝度ムラを排除することができる指針式表示装置及び指針式表示装置の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の指針式表示装置は、文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置において、前記指針を駆動させる駆動手段と、前記文字板の背後に設けられて前記駆動手段が実装されるとともに、該駆動手段の駆動軸及び供給端子が突出した面に前記駆動手段の駆動信号を伝達する駆動用配線パターンと前記光源の制御信号を伝達する光源用配線パターンとを有する第１基板と、前記駆動手段が実装された前記第１基板の反対面に設けられる第２基板と、を有するとともに、前記第２基板が、前記第１基板から突出する前記駆動軸が貫通される貫通部と、前記第１基板から突出する前記供給端子が嵌合することで前記駆動用配線パターンと電気的に接続されるコネクタ部と、前記光源を前記貫通部の近くに位置付けるとともに、該光源を前記光源用配線パターンと電気的に接続する光源位置付け部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第１基板の一方側に駆動手段が実装され且つ他方側に第２基板が実装されると、駆動手段の駆動軸は第２基板の貫通部を貫通され、供給端子は第２基板のコネクタ部に嵌合されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。そして、第２基板の光源位置付け部に実装された光源は、第２基板の貫通部から突出する駆動手段の駆動軸の近くに配置される。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１に記載の指針式表示装置において、前記第２基板が、前記第１基板に該第２基板を係止する係止部を有するとともに、前記係止部と前記光源位置付け部とを一体的に射出成形されていることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項２に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第２基板は係止部と光源位置付け部とが一体的に射出成形により形成される。そして、係止部によって第２基板は第１基板に実装される。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式表示装置において、前記光源位置付け部が、前記第１基板における前記駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように前記光源を前記第２基板に位置付けることを特徴とする。
【００１７】
上記請求項３に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第１基板における駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように、光源位置付け部によって光源を位置付けることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の指針式表示装置において、前記コネクタ部が、前記供給端子を嵌合する多角柱状の嵌合孔と、該嵌合孔の内壁に沿って設けられて前記供給端子を挟持する挟持部を有するコネクタ端子と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記請求項４に記載した本発明の指針式表示装置によれば、駆動手段の供給端子が嵌合孔に嵌合されると、該供給端子は挟持部によって挟持されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。
【００２０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の指針式表示装置の製造方法は、請求項１〜４の何れかに記載の指針式表示装置の製造方法であって、前記第２基板の光源位置付け部に前記光源を半田付けにより実装する工程と、前記第１基板に前記駆動手段を実装するとともに、前記第１基板から突出する前記駆動軸が前記貫通部から突出し、かつ、前記第１基板から突出する前記駆動手段の供給端子と前記コネクタ部とが嵌合して電気的に接続されるように前記第２基板を前記第１基板に実装する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記請求項５に記載した本発明の指針式表示装置の製造方法によれば、第２基板の光源位置付け部に光源が半田付けにより実装されることで、光源は貫通部の近くに位置付けられる。そして、第１基板の一方側に駆動手段が実装され且つ他方側に第２基板が実装されると、駆動手段の駆動軸は第２基板の貫通部を貫通され、供給端子は第２基板のコネクタ部に嵌合されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。その結果、第２基板の光源位置付け部に実装された光源は、駆動軸の近くに配置されることになる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように請求項１，５に記載した本発明によれば、第２基板の光源位置付け部によって第１基板に実装された駆動手段の駆動軸の近くに光源を配置できるようにしたことから、指針が回動したときの指針の輝度ムラを解消することができるので、運転者に違和感を与えることを防止することができる。また、駆動軸の近くに光源を配置することができるため、光源の数を減らしたり、輝度の小さい光源を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。さらに、第２基板に対して光源を実装すればよいことから、溶融温度が高温のリフローはんだ等を用いることが可能となり、環境負荷物質である鉛が含有された錫−錫はんだを使用せずに済むため、鉛フリー化に容易に対応することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、係止部と光源位置付け部とが一体的となるように射出成形により第２基板を形成し、係止部によって第２基板を第１基板に実装するようにしたことから、第２基板に別体のコネクタを実装する必要がなくなるため、別体のコネクタをはんだ接合し実装した場合のように基板に対する別体のコネクタの垂直度を管理する必要がなくなり、組み付け作業等の作業効率を向上させることができる。また、射出成形により第２基板の表面に回路を立体的に配置することができるため、コネクタ部に接続する回路や光源と接続する回路等を第２基板の裏面まで配置でき、第１基板の回路と係止部で固定することにより押圧接触して導通を確保することができるため、半田接合を不要とすることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１基板における駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように、光源位置付け部によって光源を位置付けるようにしたことから、光源を駆動軸の近くに確実に配置することができるため、指針が回動したときの指針の輝度ムラを解消することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明の効果に加え、第２基板の嵌合孔を多角柱状に形成しているので、第２基板の射出成形時にインサート成形でハウジングに固定されて抜け落ちることがなく、成形した後に供給端子を後嵌めする必要がなくなる。また、貫通孔の断面が多角形となっているので、供給端子を丸ピン端子とすれば、挿入時の挿入抵抗を増大せずに挿入が可能となり、かつ、供給端子がやや曲がっていても供給端子が挟持部における適切な嵌合位置に誘導され、挟持部が確実に挟持して接触することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る指針式表示装置を車両のコンビネーションに適用する最良の形態を、図１乃至図１０の図面を参照して説明する。
【００２７】
図１乃至図７において、本発明の指針式表示装置１は、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等が一体化されたコンビネーションメータである。
【００２８】
指針式表示装置１は、見返し２と、文字板３と、指針４と、ＬＣＤ（liquid crystal display）５と、光源である複数のＬＥＤ（light emitting diode）６と、表カバー７と、駆動手段である内機１１と、第１基板１２と、第２基板１３と、文字板３の前方に覆設される図示しないスモークガラスと、を有している。
【００２９】
見返し２は、例えば、黒色の合成樹脂等で形成されており、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等の各表示意匠に応じた複数の表示窓を有している。
【００３０】
文字板３は、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂で形成されており、各メータに対応して横長形状をしている。文字板３上には、スピードメータ、燃料メータ等に対応した表示意匠３１ａ、３１ｂや、方向指示意匠３１ｃ、各種ウオーニング意匠３１ｄ、チェンジレバーポジション指示意匠３１ｅ等が形成されている。また、各メータにそれぞれ対応したムーブメントによって、それぞれの計測値に基づいた所定角度だけ回転駆動されて文字板３上の所定の表示意匠を指示する指針４も取り付けられている。
【００３１】
指針４は、周知であるように、指示部４１と基部４２とからなる指針本体４３と、該基部４２を覆う黒色等の不透明な樹脂材料から成る指針キャップ４４と、を有している。指針本体４３は、指針袴を介して後述する駆動軸に固着されることで、駆動軸によって回動される。
【００３２】
指針本体４３は、透明なアクリル樹脂で形成されている。そして、ＬＥＤ６が発した光が基部４２から指針本体４３に入射されるとその内部を導光され、指示部４１の指示方向に反射する図示しない反射面によって反射されて指示部４１の先端方向に導光される。その結果、指示部４１内を導光される光によって指示部４１が光輝しているように利用者から視認される。なお、指針本体４３の底面に着色層を設けて指針本体４３上面への光の反射を良くして指針４の光輝を高めるようにしてもよい。
【００３３】
ＬＣＤ５は、累積走行距離等をディジタル値で表示するオドメータ用の指示装置である。ＬＣＤ５は、文字板３のＬＣＤ窓を介して積算走行距離情報等の所定表示を外部に表示することが可能なように、ＬＣＤ窓の下方、つまり、文字板３の背面側に設けられる。
【００３４】
ＬＥＤ６は、指針４を照明する照明装置であり、制御信号によって点灯、消灯が制御される。ＬＥＤ６は、文字板３の背後に指針４の基部４２の端部と対向するように、第２基板１３の上面に設けている。そして、ＬＥＤ６が発した光は、指針４の基部４２から指針本体４３内に入射される。なお、光源としては、バルブ等を用いることもできる。
【００３５】
表カバー７は、例えば、プラスティック等の合成樹脂で形成されており、文字板３の形状に対応した横長の皿状をしている。表カバー７は、裏カバーに一体化されて、ムーブメント、各種電子部品を搭載する電子基板を両面から挟み込むようにして収容する。表カバー７は、ＬＣＤ５と後述する背面照明ユニット１０を収容するケース８を有しており、ケース８は表カバー７に一体に形成されている。
【００３６】
内機１１は、図２及び図３に示すように、周知であるステッパモータ、ムーブメント等が用いられる。内機１１は、駆動軸１１１と、複数（図３中では４つ）の供給端子１１２と、一対の係止アーム１１３と、を有している。駆動軸１１１の先端部には、指針４が固着される。駆動軸１１１は、ハウジング１１４から立設する保持部１１５によって回動自在に保持されている。
【００３７】
各供給端子１１２の端部は、ハウジング１１４から駆動軸１１１と同一方向に向かって突出しており、その突出部分の長さは第１基板１２を貫通して第２基板１３に嵌合可能な長さとなっている。そして、内機１１は、各供給端子１１２から入力される駆動信号に応じて駆動軸１１１を回動させる。
【００３８】
係止アーム１１３は、基部１１３ａと、所定の間隔で対向するように基部１１３ａから立設する弾性自在の一対のアーム１１３ｂと、を有している。一対のアーム１１３ｂの端部には、係止突起１１３ｃが形成されている。内機１１を第１基板１２に実装する際は、一対の係止アーム１１３ｂを互いに近づけて第１基板１２の第１係止穴１２１に貫通させ、係止突起１１３ｃを第１基板１２に係止させることで、内機１１が第１基板１２から脱落するのを防止して、内機１１が第１基板１２に実装される。
【００３９】
第１基板１２は、平板状のプリント配線基板であり、表カバー７に一体化されるように文字板３の背後に設けられる。第１基板１１は、図３〜４に示すように、内機１１の駆動軸１１１が貫通する駆動軸穴１２０と、内機１１を実装する上述した一対の第１係止穴１２１と、４つの駆動用配線パターン１２２と、４つの光源用配線パターン１２３と、４つの端子穴１２４と、第２基板１３を実装する一対の第２係止穴１２５と、第２基板１３に対する２つの位置決め穴１２６と、複数の電子部品１２７と、を有している。
【００４０】
駆動軸穴１２０は、内機１１の保持部１１５が嵌合するように円柱状に形成されている。第１係止穴１２１は、内機１１を第１基板１２に実装する際に係止アーム１１３の係止突起１１３ｃが係止されるように直方体状の穴として形成されている。駆動用配線パターン１２２は、図示しない制御部に接続されており、内機１１の駆動を制御するための電気回路を形成している。光源用配線パターン１２３は、図示しない制御部に接続されており、ＬＥＤ６の点灯、消灯を制御するための電気回路を形成している。
【００４１】
端子穴１２４は、内機１１の供給端子１１２が貫通可能な穴として形成されている。第２係止穴１２５は、後述する第２基板１３の係止部を貫通するように直方体状の穴として形成されている。位置決め穴１２６は、第２基板１３のボスよりも若干大きな断面が楕円状の穴として形成されている。電子部品１２７は、配線パターンに実装されたチップ状のコンデンサ、抵抗となっている。
【００４２】
第２基板１３は、平板状のプリント配線基板であり、内機１１よりも若干小さくなるように形成されている。第２基板１３は、内機１１が実装された第１基板１２の反対面に実装される。第２基板１３は、図３乃至図６に示すように、貫通部１３１と、一対のコネクタ部１３２と、３つの光源位置付け部１３３と、一対の係止部１３４と、を有している。第２基板１３は、射出成形によって形成されている。
【００４３】
貫通部１３１は、第２基板１３が第１基板１２に実装されたときに、第１基板１２の駆動軸穴１２０と連通するように円柱状に形成されており、第１基板から突出する駆動軸１１１が貫通されるとともに、内機１１の保持部１１５が嵌合される。
【００４４】
各コネクタ部１３２は、図５に示すように、立設部１３２ａと、２つの嵌合孔１３２ｂと、各嵌合孔１３２ｂに対して一対設けられるコネクタ端子１３２ｃと、導体部１３２ｄと、を有している。立設部１３２ａは、第２基板１３から駆動軸１１１の突出方向に向かって立設するように形成されている。嵌合孔１３２ｂは、第２基板１３から立設部１３２ａに亘って貫通するように直方体状に形成されている。
【００４５】
コネクタ端子１３２ｃは、図６に示すように、一対の挟持片１３２ｅと、該一対の挟持片を連結する連結部１３２ｆと、を有している。一対の挟持片１３２ｅは、それぞれ対向し、任意の部分で互いに近づく方向に狭まるように鼓状に形成されており、各嵌合孔１３２ｂに挿入された内機１１の供給端子１１２に確実に接触させることができる。
【００４６】
連結部１３２ｆは、その中央付近に止め部１３２ｈを設けており、該止め部１３２ｈによってコネクタ端子１３２ｃが嵌合孔１３２ｂから外れることを防止している。各挟持片１３２ｅは、凸状のダボ１３２ｇを有しており、該ダボ１３２ｇを嵌合孔１３２ｂの凹部１３２ｉに嵌合することで、嵌合孔１３２ｂからの抜けを防止している。
【００４７】
導体部１３２ｄは、嵌合孔１３２ｂの内壁と挟持片１３２ｅとの間に介在するように設けられて、コネクタ端子１３２ｃと第１基板１２の駆動用配線パターン１２２とを電気的に接続する配線パターンとして第２基板の表面に設けられている。導体部１３２ｄは、周知技術であるＭＩＤ（Molded Interconnect Device＝射出成形回路部品）技術によって、射出成形品である第２基板１３の表面に立体的に電気回路として形成されている。つまり、導体部１３２ｄと第２基板１３との一体化を図ることで、組立て工数の削減等を図っている。
【００４８】
光源位置付け部１３３は、ＬＥＤ６を貫通部１３１の近くに位置付ける実装部１３３ａと、該実装部１３３ａに実装されたＬＥＤ６を上述した光源用配線パターン１２３と電気的に接続する光源用配線パターン１３３ｂとを有している。光源位置付け部１３３は、第１基板１２における内機１１が設けられた範囲内かつ貫通部１３１の近くとなるように、ＬＥＤ６を駆動軸１１１に対して位置付けている。よって、ＬＥＤ６を駆動軸１１の近くに確実に配置することができるため、指針４が回動したときの指針４の輝度ムラを解消することができる。
【００４９】
実装部１３３ａと光源用配線パターン１３３ｂは、上述した駆動用配線パターン１２２と同様に、ＭＩＤ技術によって第２基板１３の表面に立体的に電気回路として形成されている。
【００５０】
一対の係止部１３４は、第２基板１３から第１基板１２に向かって立設するベース部１３４ａと、ベース部１３４ａの端部に設けられた係止突起１３４ｂと、を有している。そして、第２基板１３を第１基板１２に実装するときは、第２基板１３の裏面に設けられた一対のボス１３５を第１基板１２の各位置決め穴１２６に貫通させて第２基板１３を第１基板１２に対して位置決めし、係止部１３４を第２係止穴１２５に貫通させ、係止突起１３４ｂを第１基板１２に係止させることで、第２基板１３が第１基板１２から脱落するのを防止して、第２基板１３が第１基板１２に実装される。
【００５１】
なお、本実施の形態では、第２基板１３の各コネクタ部１３２が立設部１３２ａを有する場合について説明するが、第２基板１３の厚さのみでコネクタを形成することが可能であれば、コネクタ部１３２に立設部１３２ａを設ける必要はない。
【００５２】
次に、上述した構成の指針式表示装置１の組み付け例を以下に説明する。
【００５３】
まず、最初の接続工程においては、第１基板１２に各種電子部品１２７がフリーはんだによって実装される。そして、第２基板１にＬＥＤ６がフリーはんだによって光源位置付け部１３３に実装される。つまり、貫通部１３１の近くに３つのＬＥＤ６が配置される。このように、第１基板１２及び第２基板１３には、まだ内機１１が実装されていないことから、リフローはんだ接合を行うことができる。
【００５４】
次の組み付け工程においては、第１基板１２の一方側に内機１１が実装され、且つ、他方側に第２基板１３が実装されると、内機１１の駆動軸１１１は第２基板１３の貫通部１３１を貫通され、供給端子１１２は第２基板１３のコネクタ部１３２に嵌合接続される。そして、図７に示すように、第１基板１２の駆動用配線パターン１２２と第２基板１３の各コネクタ部１３２の導体部１３２ｄ、及び、光源用配線パターン１２３と第２基板１３の光源用配線パターン１３３ｂがはんだ２０によって接合される。その結果、コネクタ部１３２を介して内機１１の端子１１２と第１基板１２の駆動用配線パターン１２２とが電気的に接続される。また、第２基板１３に実装されたＬＥＤ６と光源用配線パターン１２３とが電気的に接続される。そして、文字板３の背後に配置されて内機１１の駆動軸１１１が文字板３の表面側に突出すると、その先端に指針４が取り付けられる。
【００５５】
このように組み立てられた指針式表示装置１は、車両のイグニッションスイッチのＯＮ等に応じて、第２基板１３によって内機１１の駆動軸１１１の近くに配置されたＬＥＤ６を発光させる。そして、ＬＥＤ６が発した光は、指針４の指針本体４３内に入射され、指示部４１に導光されて指示部４１が光輝する。そして、指針式表示装置１は、速度センサ等の計測量に応じた駆動信号を内機１１に出力することで、駆動軸１１１を所定の範囲だけ回動させることで、指針４を回動させる。
【００５６】
以上説明した指針式表示装置１によれば、第２基板１３の光源位置付け部１３３によって第１基板１２に実装された内機１１の駆動軸１１１の近くにＬＥＤ６を配置できるようにしたことから、指針４が回動したときの指針４の輝度ムラを解消することができるので、運転者に違和感を与えることを防止することができる。また、駆動軸１１１の近くにＬＥＤ６を配置することができるため、ＬＥＤ６の数を減らしたり、輝度の小さいＬＥＤ６を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。さらに、第２基板１３に対してＬＥＤ６を実装すればよいことから、溶融温度が高温のリフローはんだ等を用いることが可能となり、環境負荷物質である鉛が含有された錫−錫はんだを使用せずに済むため、鉛フリー化に容易に対応することができる。
【００５７】
また、係止部１３４と光源位置付け部１３３とが一体的となるように射出成形により第２基板１３を形成し、係止部１３４によって第２基板１３を第１基板１２に実装するようにしたことから、第２基板１３に別体のコネクタを実装する必要がなくなるため、別体のコネクタをはんだ接合し実装した場合のように基板に対する別体のコネクタの垂直度を管理する必要がなくなり、組み付け作業等の作業効率を向上させることができる。また、射出成形により第２基板１３の表面に回路を立体的に配置することができるため、コネクタ部１３２に接続する回路やＬＥＤ６と接続する回路等を第２基板１３の裏面まで配置でき、第１基板１２の回路と係止部で固定することにより押圧接触して導通を確保することができるため、はんだ接合を不要とすることができる。
【００５８】
なお、上述した本最良の形態では、コネクタ部１３２の各嵌合孔１３２ｂを直方体状に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる実施形態とすることができる。
【００５９】
例えば、図８〜図１０に示すように、各コネクタ部１３２が多角柱状に形成された嵌合孔１３２ｂ’とすることもできる。嵌合孔１３２ｂ’は、各端部からその中央に向かって狭まるように断面が鼓状に形成されている。つまり、その狭まった部分が上述した挟持部として機能している。そして、コネクタ部１３２は鼓状に形成されていることから、その内壁の端部から中央に向かう部分がテーパ部となるため、供給端子１１２がやや曲がっていたり、ズレが生じていてもテーパ部によって供給端子１１２を適切な挟持位置に誘導することができる。また、導体部１３２ｄは、嵌合孔１３２ｂ’の内壁に沿って設けられているため、確実に供給端子１１２と電気的に接続することができる。なお、コネクタ部１３２の他の構成は、上述したものと同一になっている。
【００６０】
このように、第２基板１３の嵌合孔１３２ｂ’を多角柱状に形成することで、第２基板１３の射出成形時にインサート成形で立設部１３２ａに固定されて抜け落ちることがなく、成形した後に供給端子１１２を後嵌めする必要がなくなる。また、嵌合孔１３２ｂ’の断面が多角形となっているので、供給端子１１２を丸ピン端子とすれば、挿入時の挿入抵抗を増大せずに挿入が可能となり、かつ、供給端子１１２がやや曲がっていても該供給端子１１２が鼓状のテーパ部によって挟持部における適切な嵌合位置に誘導されることから、挟持部が確実に挟持して接触することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明が適用される車両用計器の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の指針式表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の指針式表示装置の分解斜視図である。
【図４】図３中の第１基板及び第２基板の組み付け例を示す図である。
【図５】図３中の第２基板のコネクタ部の断面図である。
【図６】コネクタ端子の外観を示す斜視図である。
【図７】第１基板及び第２基板の接合例を説明するための図である。
【図８】第２基板のコネクタ部の他の例を示す斜視図である。
【図９】図８中の第２基板のコネクタ部の上面図である。
【図１０】図８中の第２基板のコネクタ部の断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 指針式表示装置
３ 文字板
４ 指針
６ ＬＥＤ（光源）
１１ 内機（駆動手段）
１２ 第１基板
１３ 第２基板
１１１ 駆動軸
１１２ 供給端子
１２２ 駆動用配線パターン
１２３ 光源用配線パターン
１３１ 貫通部
１３２ コネクタ部
１３３ 光源位置付け部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針式表示装置及び指針式表示装置の製造方法に関し、より詳細には、文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置、及び、該指針式表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する指針式表示装置が搭載されている。この指針式表示装置は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面に配置される指針と、計測量に応じて指針を駆動する内機と、回路パターンが設けられ内機が固定される配線板と、をメータケースに収容して構成している。
【０００３】
速度計やタコメータ等の計器類のうち、指針と文字板を使用するアナログ（指針）式の計器類においては、指針や文字板等を暗所においても見やすくするために照明する装置として、文字板の背後に配置された光源の光により導光性部材からなる指針の指示部を光輝させる指針式表示装置が従来より開示されている。
【０００４】
また、上述した指針式表示装置において、指針を駆動する駆動部としては、ステッパモータが用いられており、各種制御機器からのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号をモータ内の駆動コイルに伝達して出力軸を回動させることで、該出力軸の先端に設けられた指針を駆動させている。
【０００５】
指針式表示装置は、ステッパモータが実装される配線板を有しており、余分なコストをかけずに配線することができるとともに、意匠変更や仕様変更に容易に対応することができる配線板を本出願人は提案してきた（特許文献１参照）。
【０００６】
この配線板は、メータを照明するＬＥＤ等の光源（機能部品）を基板の表面に実装したものである。光源は、ステッパモータの実装範囲を避けるように配線板上に配置されている。そして、指針への配光性を考慮すると、指針の駆動軸近辺に光源を配置すれば、指針の回動による輝度ムラの発生を減少できるので、配置する光源の数を削減しても指針の回動による輝度ムラの発生を回避することができる。
【特許文献１】特開２００３−２１８５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した配線板においては、配線板の裏側に固定されるステッパモータの端子や係止部材が駆動軸近辺の表面に突出することから、駆動軸近辺に光源を配置するスペースを確保することが困難であった。そのため、光源は駆動軸から離れた位置に配置されることになり、指針の回動による輝度ムラの発生を回避することができなかった。
【０００８】
また、ステッパモータは、文字板の背面に備え付けられた配線回路用の基板に係止構造で固定されるとともに、基板の印刷回路体に電気的に接続するため、配線板のリード差込穴に挿通され、印刷回路体のランド部にスポットはんだ（溶融温度１８０〜１９０度）で電気的に接合される技術が一般的に普及している。しかしながら、スポットはんだには、環境負荷物質であるＰｂ（鉛）を含有している錫−錫はんだが使用されているため、代替え材料又は代替え接続技術の検討が要求されている。
【０００９】
まず、錫−鉛はんだの代替えとしてフリーはんだ（錫、銀等が主成分）が鉛はんだに替わって普及しつつあるが、錫、銀を主成分にしたものが主流であり、溶融温度も鉛−錫はんだより高温（２００度以上で適正溶融温度領域が鉛はんだに比べ狭い）であるため、リフローはんだ接合を行う際、恒温槽に暴露して溶融接合する必要があり、ステッパモータ内部のポリエチレン等の熱可塑性樹脂部品が熱的に耐えられず、基板への接続技術として適していない。また、リフローはんだ接合温度に耐えられるＰＢＴ（熱可塑性樹脂）や不飽和ポリエステル（熱硬化性樹脂）は材料コストが高く、端子の圧入組み付けに適さない。
【００１０】
次に、コネクタを別部品として基板に実装する場合、上述したようにリフロー方式は使用できないので、基板への係止部材を用いた固定方法が考えられるが、指針式表示装置では基板のコネクタ接続部の背面にステッパモータを実装させる必要性があるので、配索的に困難である。
【００１１】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、駆動軸の近くに光源を設けて、指針の輝度ムラを排除することができる指針式表示装置及び指針式表示装置の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の指針式表示装置は、文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置において、前記指針を駆動させる駆動手段と、前記文字板の背後に設けられて前記駆動手段が実装されるとともに、該駆動手段の駆動軸及び供給端子が突出した面に前記駆動手段の駆動信号を伝達する駆動用配線パターンと前記光源の制御信号を伝達する光源用配線パターンとを有する第１基板と、前記駆動手段が実装された前記第１基板の反対面に設けられる第２基板と、を有するとともに、前記第２基板が、前記第１基板から突出する前記駆動軸が貫通される貫通部と、前記第１基板から突出する前記供給端子が嵌合することで前記駆動用配線パターンと電気的に接続されるコネクタ部と、前記光源を前記貫通部の近くに位置付けるとともに、該光源を前記光源用配線パターンと電気的に接続する光源位置付け部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第１基板の一方側に駆動手段が実装され且つ他方側に第２基板が実装されると、駆動手段の駆動軸は第２基板の貫通部を貫通され、供給端子は第２基板のコネクタ部に嵌合されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。そして、第２基板の光源位置付け部に実装された光源は、第２基板の貫通部から突出する駆動手段の駆動軸の近くに配置される。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１に記載の指針式表示装置において、前記第２基板が、前記第１基板に該第２基板を係止する係止部を有するとともに、前記係止部と前記光源位置付け部とを一体的に射出成形されていることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項２に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第２基板は係止部と光源位置付け部とが一体的に射出成形により形成される。そして、係止部によって第２基板は第１基板に実装される。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式表示装置において、前記光源位置付け部が、前記第１基板における前記駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように前記光源を前記第２基板に位置付けることを特徴とする。
【００１７】
上記請求項３に記載した本発明の指針式表示装置によれば、第１基板における駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように、光源位置付け部によって光源を位置付けることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の指針式表示装置において、前記コネクタ部が、前記供給端子を嵌合する多角柱状の嵌合孔と、該嵌合孔の内壁に沿って設けられて前記供給端子を挟持する挟持部を有するコネクタ端子と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記請求項４に記載した本発明の指針式表示装置によれば、駆動手段の供給端子が嵌合孔に嵌合されると、該供給端子は挟持部によって挟持されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。
【００２０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の指針式表示装置の製造方法は、請求項１〜４の何れかに記載の指針式表示装置の製造方法であって、前記第２基板の光源位置付け部に前記光源を半田付けにより実装する工程と、前記第１基板に前記駆動手段を実装するとともに、前記第１基板から突出する前記駆動軸が前記貫通部から突出し、かつ、前記第１基板から突出する前記駆動手段の供給端子と前記コネクタ部とが嵌合して電気的に接続されるように前記第２基板を前記第１基板に実装する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記請求項５に記載した本発明の指針式表示装置の製造方法によれば、第２基板の光源位置付け部に光源が半田付けにより実装されることで、光源は貫通部の近くに位置付けられる。そして、第１基板の一方側に駆動手段が実装され且つ他方側に第２基板が実装されると、駆動手段の駆動軸は第２基板の貫通部を貫通され、供給端子は第２基板のコネクタ部に嵌合されて駆動用配線パターンと電気的に接続される。その結果、第２基板の光源位置付け部に実装された光源は、駆動軸の近くに配置されることになる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように請求項１，５に記載した本発明によれば、第２基板の光源位置付け部によって第１基板に実装された駆動手段の駆動軸の近くに光源を配置できるようにしたことから、指針が回動したときの指針の輝度ムラを解消することができるので、運転者に違和感を与えることを防止することができる。また、駆動軸の近くに光源を配置することができるため、光源の数を減らしたり、輝度の小さい光源を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。さらに、第２基板に対して光源を実装すればよいことから、溶融温度が高温のリフローはんだ等を用いることが可能となり、環境負荷物質である鉛が含有された錫−錫はんだを使用せずに済むため、鉛フリー化に容易に対応することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、係止部と光源位置付け部とが一体的となるように射出成形により第２基板を形成し、係止部によって第２基板を第１基板に実装するようにしたことから、第２基板に別体のコネクタを実装する必要がなくなるため、別体のコネクタをはんだ接合し実装した場合のように基板に対する別体のコネクタの垂直度を管理する必要がなくなり、組み付け作業等の作業効率を向上させることができる。また、射出成形により第２基板の表面に回路を立体的に配置することができるため、コネクタ部に接続する回路や光源と接続する回路等を第２基板の裏面まで配置でき、第１基板の回路と係止部で固定することにより押圧接触して導通を確保することができるため、半田接合を不要とすることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１基板における駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように、光源位置付け部によって光源を位置付けるようにしたことから、光源を駆動軸の近くに確実に配置することができるため、指針が回動したときの指針の輝度ムラを解消することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明の効果に加え、第２基板の嵌合孔を多角柱状に形成しているので、第２基板の射出成形時にインサート成形でハウジングに固定されて抜け落ちることがなく、成形した後に供給端子を後嵌めする必要がなくなる。また、貫通孔の断面が多角形となっているので、供給端子を丸ピン端子とすれば、挿入時の挿入抵抗を増大せずに挿入が可能となり、かつ、供給端子がやや曲がっていても供給端子が挟持部における適切な嵌合位置に誘導され、挟持部が確実に挟持して接触することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る指針式表示装置を車両のコンビネーションに適用する最良の形態を、図１乃至図１０の図面を参照して説明する。
【００２７】
図１乃至図７において、本発明の指針式表示装置１は、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等が一体化されたコンビネーションメータである。
【００２８】
指針式表示装置１は、見返し２と、文字板３と、指針４と、ＬＣＤ（liquid crystal display）５と、光源である複数のＬＥＤ（light emitting diode）６と、表カバー７と、駆動手段である内機１１と、第１基板１２と、第２基板１３と、文字板３の前方に覆設される図示しないスモークガラスと、を有している。
【００２９】
見返し２は、例えば、黒色の合成樹脂等で形成されており、スピードメータ、燃料メータ、水温メータ、タコメータ、オドメータ等の各表示意匠に応じた複数の表示窓を有している。
【００３０】
文字板３は、例えば、ポリカーボネイト等の合成樹脂で形成されており、各メータに対応して横長形状をしている。文字板３上には、スピードメータ、燃料メータ等に対応した表示意匠３１ａ、３１ｂや、方向指示意匠３１ｃ、各種ウオーニング意匠３１ｄ、チェンジレバーポジション指示意匠３１ｅ等が形成されている。また、各メータにそれぞれ対応したムーブメントによって、それぞれの計測値に基づいた所定角度だけ回転駆動されて文字板３上の所定の表示意匠を指示する指針４も取り付けられている。
【００３１】
指針４は、周知であるように、指示部４１と基部４２とからなる指針本体４３と、該基部４２を覆う黒色等の不透明な樹脂材料から成る指針キャップ４４と、を有している。指針本体４３は、指針袴を介して後述する駆動軸に固着されることで、駆動軸によって回動される。
【００３２】
指針本体４３は、透明なアクリル樹脂で形成されている。そして、ＬＥＤ６が発した光が基部４２から指針本体４３に入射されるとその内部を導光され、指示部４１の指示方向に反射する図示しない反射面によって反射されて指示部４１の先端方向に導光される。その結果、指示部４１内を導光される光によって指示部４１が光輝しているように利用者から視認される。なお、指針本体４３の底面に着色層を設けて指針本体４３上面への光の反射を良くして指針４の光輝を高めるようにしてもよい。
【００３３】
ＬＣＤ５は、累積走行距離等をディジタル値で表示するオドメータ用の指示装置である。ＬＣＤ５は、文字板３のＬＣＤ窓を介して積算走行距離情報等の所定表示を外部に表示することが可能なように、ＬＣＤ窓の下方、つまり、文字板３の背面側に設けられる。
【００３４】
ＬＥＤ６は、指針４を照明する照明装置であり、制御信号によって点灯、消灯が制御される。ＬＥＤ６は、文字板３の背後に指針４の基部４２の端部と対向するように、第２基板１３の上面に設けている。そして、ＬＥＤ６が発した光は、指針４の基部４２から指針本体４３内に入射される。なお、光源としては、バルブ等を用いることもできる。
【００３５】
表カバー７は、例えば、プラスティック等の合成樹脂で形成されており、文字板３の形状に対応した横長の皿状をしている。表カバー７は、裏カバーに一体化されて、ムーブメント、各種電子部品を搭載する電子基板を両面から挟み込むようにして収容する。表カバー７は、ＬＣＤ５と後述する背面照明ユニット１０を収容するケース８を有しており、ケース８は表カバー７に一体に形成されている。
【００３６】
内機１１は、図２及び図３に示すように、周知であるステッパモータ、ムーブメント等が用いられる。内機１１は、駆動軸１１１と、複数（図３中では４つ）の供給端子１１２と、一対の係止アーム１１３と、を有している。駆動軸１１１の先端部には、指針４が固着される。駆動軸１１１は、ハウジング１１４から立設する保持部１１５によって回動自在に保持されている。
【００３７】
各供給端子１１２の端部は、ハウジング１１４から駆動軸１１１と同一方向に向かって突出しており、その突出部分の長さは第１基板１２を貫通して第２基板１３に嵌合可能な長さとなっている。そして、内機１１は、各供給端子１１２から入力される駆動信号に応じて駆動軸１１１を回動させる。
【００３８】
係止アーム１１３は、基部１１３ａと、所定の間隔で対向するように基部１１３ａから立設する弾性自在の一対のアーム１１３ｂと、を有している。一対のアーム１１３ｂの端部には、係止突起１１３ｃが形成されている。内機１１を第１基板１２に実装する際は、一対の係止アーム１１３ｂを互いに近づけて第１基板１２の第１係止穴１２１に貫通させ、係止突起１１３ｃを第１基板１２に係止させることで、内機１１が第１基板１２から脱落するのを防止して、内機１１が第１基板１２に実装される。
【００３９】
第１基板１２は、平板状のプリント配線基板であり、表カバー７に一体化されるように文字板３の背後に設けられる。第１基板１１は、図３〜４に示すように、内機１１の駆動軸１１１が貫通する駆動軸穴１２０と、内機１１を実装する上述した一対の第１係止穴１２１と、４つの駆動用配線パターン１２２と、４つの光源用配線パターン１２３と、４つの端子穴１２４と、第２基板１３を実装する一対の第２係止穴１２５と、第２基板１３に対する２つの位置決め穴１２６と、複数の電子部品１２７と、を有している。
【００４０】
駆動軸穴１２０は、内機１１の保持部１１５が嵌合するように円柱状に形成されている。第１係止穴１２１は、内機１１を第１基板１２に実装する際に係止アーム１１３の係止突起１１３ｃが係止されるように直方体状の穴として形成されている。駆動用配線パターン１２２は、図示しない制御部に接続されており、内機１１の駆動を制御するための電気回路を形成している。光源用配線パターン１２３は、図示しない制御部に接続されており、ＬＥＤ６の点灯、消灯を制御するための電気回路を形成している。
【００４１】
端子穴１２４は、内機１１の供給端子１１２が貫通可能な穴として形成されている。第２係止穴１２５は、後述する第２基板１３の係止部を貫通するように直方体状の穴として形成されている。位置決め穴１２６は、第２基板１３のボスよりも若干大きな断面が楕円状の穴として形成されている。電子部品１２７は、配線パターンに実装されたチップ状のコンデンサ、抵抗となっている。
【００４２】
第２基板１３は、平板状のプリント配線基板であり、内機１１よりも若干小さくなるように形成されている。第２基板１３は、内機１１が実装された第１基板１２の反対面に実装される。第２基板１３は、図３乃至図６に示すように、貫通部１３１と、一対のコネクタ部１３２と、３つの光源位置付け部１３３と、一対の係止部１３４と、を有している。第２基板１３は、射出成形によって形成されている。
【００４３】
貫通部１３１は、第２基板１３が第１基板１２に実装されたときに、第１基板１２の駆動軸穴１２０と連通するように円柱状に形成されており、第１基板から突出する駆動軸１１１が貫通されるとともに、内機１１の保持部１１５が嵌合される。
【００４４】
各コネクタ部１３２は、図５に示すように、立設部１３２ａと、２つの嵌合孔１３２ｂと、各嵌合孔１３２ｂに対して一対設けられるコネクタ端子１３２ｃと、導体部１３２ｄと、を有している。立設部１３２ａは、第２基板１３から駆動軸１１１の突出方向に向かって立設するように形成されている。嵌合孔１３２ｂは、第２基板１３から立設部１３２ａに亘って貫通するように直方体状に形成されている。
【００４５】
コネクタ端子１３２ｃは、図６に示すように、一対の挟持片１３２ｅと、該一対の挟持片を連結する連結部１３２ｆと、を有している。一対の挟持片１３２ｅは、それぞれ対向し、任意の部分で互いに近づく方向に狭まるように鼓状に形成されており、各嵌合孔１３２ｂに挿入された内機１１の供給端子１１２に確実に接触させることができる。
【００４６】
連結部１３２ｆは、その中央付近に止め部１３２ｈを設けており、該止め部１３２ｈによってコネクタ端子１３２ｃが嵌合孔１３２ｂから外れることを防止している。各挟持片１３２ｅは、凸状のダボ１３２ｇを有しており、該ダボ１３２ｇを嵌合孔１３２ｂの凹部１３２ｉに嵌合することで、嵌合孔１３２ｂからの抜けを防止している。
【００４７】
導体部１３２ｄは、嵌合孔１３２ｂの内壁と挟持片１３２ｅとの間に介在するように設けられて、コネクタ端子１３２ｃと第１基板１２の駆動用配線パターン１２２とを電気的に接続する配線パターンとして第２基板の表面に設けられている。導体部１３２ｄは、周知技術であるＭＩＤ（Molded Interconnect Device＝射出成形回路部品）技術によって、射出成形品である第２基板１３の表面に立体的に電気回路として形成されている。つまり、導体部１３２ｄと第２基板１３との一体化を図ることで、組立て工数の削減等を図っている。
【００４８】
光源位置付け部１３３は、ＬＥＤ６を貫通部１３１の近くに位置付ける実装部１３３ａと、該実装部１３３ａに実装されたＬＥＤ６を上述した光源用配線パターン１２３と電気的に接続する光源用配線パターン１３３ｂとを有している。光源位置付け部１３３は、第１基板１２における内機１１が設けられた範囲内かつ貫通部１３１の近くとなるように、ＬＥＤ６を駆動軸１１１に対して位置付けている。よって、ＬＥＤ６を駆動軸１１の近くに確実に配置することができるため、指針４が回動したときの指針４の輝度ムラを解消することができる。
【００４９】
実装部１３３ａと光源用配線パターン１３３ｂは、上述した駆動用配線パターン１２２と同様に、ＭＩＤ技術によって第２基板１３の表面に立体的に電気回路として形成されている。
【００５０】
一対の係止部１３４は、第２基板１３から第１基板１２に向かって立設するベース部１３４ａと、ベース部１３４ａの端部に設けられた係止突起１３４ｂと、を有している。そして、第２基板１３を第１基板１２に実装するときは、第２基板１３の裏面に設けられた一対のボス１３５を第１基板１２の各位置決め穴１２６に貫通させて第２基板１３を第１基板１２に対して位置決めし、係止部１３４を第２係止穴１２５に貫通させ、係止突起１３４ｂを第１基板１２に係止させることで、第２基板１３が第１基板１２から脱落するのを防止して、第２基板１３が第１基板１２に実装される。
【００５１】
なお、本実施の形態では、第２基板１３の各コネクタ部１３２が立設部１３２ａを有する場合について説明するが、第２基板１３の厚さのみでコネクタを形成することが可能であれば、コネクタ部１３２に立設部１３２ａを設ける必要はない。
【００５２】
次に、上述した構成の指針式表示装置１の組み付け例を以下に説明する。
【００５３】
まず、最初の接続工程においては、第１基板１２に各種電子部品１２７がフリーはんだによって実装される。そして、第２基板１にＬＥＤ６がフリーはんだによって光源位置付け部１３３に実装される。つまり、貫通部１３１の近くに３つのＬＥＤ６が配置される。このように、第１基板１２及び第２基板１３には、まだ内機１１が実装されていないことから、リフローはんだ接合を行うことができる。
【００５４】
次の組み付け工程においては、第１基板１２の一方側に内機１１が実装され、且つ、他方側に第２基板１３が実装されると、内機１１の駆動軸１１１は第２基板１３の貫通部１３１を貫通され、供給端子１１２は第２基板１３のコネクタ部１３２に嵌合接続される。そして、図７に示すように、第１基板１２の駆動用配線パターン１２２と第２基板１３の各コネクタ部１３２の導体部１３２ｄ、及び、光源用配線パターン１２３と第２基板１３の光源用配線パターン１３３ｂがはんだ２０によって接合される。その結果、コネクタ部１３２を介して内機１１の端子１１２と第１基板１２の駆動用配線パターン１２２とが電気的に接続される。また、第２基板１３に実装されたＬＥＤ６と光源用配線パターン１２３とが電気的に接続される。そして、文字板３の背後に配置されて内機１１の駆動軸１１１が文字板３の表面側に突出すると、その先端に指針４が取り付けられる。
【００５５】
このように組み立てられた指針式表示装置１は、車両のイグニッションスイッチのＯＮ等に応じて、第２基板１３によって内機１１の駆動軸１１１の近くに配置されたＬＥＤ６を発光させる。そして、ＬＥＤ６が発した光は、指針４の指針本体４３内に入射され、指示部４１に導光されて指示部４１が光輝する。そして、指針式表示装置１は、速度センサ等の計測量に応じた駆動信号を内機１１に出力することで、駆動軸１１１を所定の範囲だけ回動させることで、指針４を回動させる。
【００５６】
以上説明した指針式表示装置１によれば、第２基板１３の光源位置付け部１３３によって第１基板１２に実装された内機１１の駆動軸１１１の近くにＬＥＤ６を配置できるようにしたことから、指針４が回動したときの指針４の輝度ムラを解消することができるので、運転者に違和感を与えることを防止することができる。また、駆動軸１１１の近くにＬＥＤ６を配置することができるため、ＬＥＤ６の数を減らしたり、輝度の小さいＬＥＤ６を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。さらに、第２基板１３に対してＬＥＤ６を実装すればよいことから、溶融温度が高温のリフローはんだ等を用いることが可能となり、環境負荷物質である鉛が含有された錫−錫はんだを使用せずに済むため、鉛フリー化に容易に対応することができる。
【００５７】
また、係止部１３４と光源位置付け部１３３とが一体的となるように射出成形により第２基板１３を形成し、係止部１３４によって第２基板１３を第１基板１２に実装するようにしたことから、第２基板１３に別体のコネクタを実装する必要がなくなるため、別体のコネクタをはんだ接合し実装した場合のように基板に対する別体のコネクタの垂直度を管理する必要がなくなり、組み付け作業等の作業効率を向上させることができる。また、射出成形により第２基板１３の表面に回路を立体的に配置することができるため、コネクタ部１３２に接続する回路やＬＥＤ６と接続する回路等を第２基板１３の裏面まで配置でき、第１基板１２の回路と係止部で固定することにより押圧接触して導通を確保することができるため、はんだ接合を不要とすることができる。
【００５８】
なお、上述した本最良の形態では、コネクタ部１３２の各嵌合孔１３２ｂを直方体状に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、種々異なる実施形態とすることができる。
【００５９】
例えば、図８〜図１０に示すように、各コネクタ部１３２が多角柱状に形成された嵌合孔１３２ｂ’とすることもできる。嵌合孔１３２ｂ’は、各端部からその中央に向かって狭まるように断面が鼓状に形成されている。つまり、その狭まった部分が上述した挟持部として機能している。そして、コネクタ部１３２は鼓状に形成されていることから、その内壁の端部から中央に向かう部分がテーパ部となるため、供給端子１１２がやや曲がっていたり、ズレが生じていてもテーパ部によって供給端子１１２を適切な挟持位置に誘導することができる。また、導体部１３２ｄは、嵌合孔１３２ｂ’の内壁に沿って設けられているため、確実に供給端子１１２と電気的に接続することができる。なお、コネクタ部１３２の他の構成は、上述したものと同一になっている。
【００６０】
このように、第２基板１３の嵌合孔１３２ｂ’を多角柱状に形成することで、第２基板１３の射出成形時にインサート成形で立設部１３２ａに固定されて抜け落ちることがなく、成形した後に供給端子１１２を後嵌めする必要がなくなる。また、嵌合孔１３２ｂ’の断面が多角形となっているので、供給端子１１２を丸ピン端子とすれば、挿入時の挿入抵抗を増大せずに挿入が可能となり、かつ、供給端子１１２がやや曲がっていても該供給端子１１２が鼓状のテーパ部によって挟持部における適切な嵌合位置に誘導されることから、挟持部が確実に挟持して接触することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明が適用される車両用計器の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の指針式表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の指針式表示装置の分解斜視図である。
【図４】図３中の第１基板及び第２基板の組み付け例を示す図である。
【図５】図３中の第２基板のコネクタ部の断面図である。
【図６】コネクタ端子の外観を示す斜視図である。
【図７】第１基板及び第２基板の接合例を説明するための図である。
【図８】第２基板のコネクタ部の他の例を示す斜視図である。
【図９】図８中の第２基板のコネクタ部の上面図である。
【図１０】図８中の第２基板のコネクタ部の断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 指針式表示装置
３ 文字板
４ 指針
６ ＬＥＤ（光源）
１１ 内機（駆動手段）
１２ 第１基板
１３ 第２基板
１１１ 駆動軸
１１２ 供給端子
１２２ 駆動用配線パターン
１２３ 光源用配線パターン
１３１ 貫通部
１３２ コネクタ部
１３３ 光源位置付け部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置において、
前記指針を駆動させる駆動手段と、
前記文字板の背後に設けられて前記駆動手段が実装されるとともに、該駆動手段の駆動軸及び供給端子が突出した面に前記駆動手段の駆動信号を伝達する駆動用配線パターンと前記光源の制御信号を伝達する光源用配線パターンとを有する第１基板と、
前記駆動手段が実装された前記第１基板の反対面に設けられる第２基板と、
を有するとともに、
前記第２基板が、前記第１基板から突出する前記駆動軸が貫通される貫通部と、前記第１基板から突出する前記供給端子が嵌合することで前記駆動用配線パターンと電気的に接続されるコネクタ部と、前記光源を前記貫通部の近くに位置付けるとともに、該光源を前記光源用配線パターンと電気的に接続する光源位置付け部と、を有することを特徴とする指針式表示装置。
【請求項２】
前記第２基板が、前記第１基板に該第２基板を係止する係止部を有するとともに、前記係止部と前記光源位置付け部とを一体的に射出成形されていることを特徴とする請求項１に記載の指針式表示装置。
【請求項３】
前記光源位置付け部が、前記第１基板における前記駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように前記光源を前記第２基板に位置付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式表示装置。
【請求項４】
前記コネクタ部が、前記供給端子を嵌合する多角柱状の嵌合孔と、該嵌合孔の内壁に沿って設けられて前記供給端子を挟持する挟持部を有するコネクタ端子と、を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の指針式表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の指針式表示装置の製造方法であって、
前記第２基板の光源位置付け部に前記光源を半田付けにより実装する工程と、
前記第１基板に前記駆動手段を実装するとともに、前記第１基板から突出する前記駆動軸が前記貫通部から突出し、かつ、前記第１基板から突出する前記駆動手段の供給端子と前記コネクタ部とが嵌合して電気的に接続されるように前記第２基板を前記第１基板に実装する工程と、
を有することを特徴とする指針式表示装置の製造方法。
【請求項１】
文字板の前面側に設けられた導光性の指針と、前記文字板の背後に設けられて前記指針を光輝させる光源と、を有する指針式表示装置において、
前記指針を駆動させる駆動手段と、
前記文字板の背後に設けられて前記駆動手段が実装されるとともに、該駆動手段の駆動軸及び供給端子が突出した面に前記駆動手段の駆動信号を伝達する駆動用配線パターンと前記光源の制御信号を伝達する光源用配線パターンとを有する第１基板と、
前記駆動手段が実装された前記第１基板の反対面に設けられる第２基板と、
を有するとともに、
前記第２基板が、前記第１基板から突出する前記駆動軸が貫通される貫通部と、前記第１基板から突出する前記供給端子が嵌合することで前記駆動用配線パターンと電気的に接続されるコネクタ部と、前記光源を前記貫通部の近くに位置付けるとともに、該光源を前記光源用配線パターンと電気的に接続する光源位置付け部と、を有することを特徴とする指針式表示装置。
【請求項２】
前記第２基板が、前記第１基板に該第２基板を係止する係止部を有するとともに、前記係止部と前記光源位置付け部とを一体的に射出成形されていることを特徴とする請求項１に記載の指針式表示装置。
【請求項３】
前記光源位置付け部が、前記第１基板における前記駆動手段が設けられた範囲内かつ前記貫通部の近くとなるように前記光源を前記第２基板に位置付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式表示装置。
【請求項４】
前記コネクタ部が、前記供給端子を嵌合する多角柱状の嵌合孔と、該嵌合孔の内壁に沿って設けられて前記供給端子を挟持する挟持部を有するコネクタ端子と、を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の指針式表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の指針式表示装置の製造方法であって、
前記第２基板の光源位置付け部に前記光源を半田付けにより実装する工程と、
前記第１基板に前記駆動手段を実装するとともに、前記第１基板から突出する前記駆動軸が前記貫通部から突出し、かつ、前記第１基板から突出する前記駆動手段の供給端子と前記コネクタ部とが嵌合して電気的に接続されるように前記第２基板を前記第１基板に実装する工程と、
を有することを特徴とする指針式表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１９８９４１（Ｐ２００７−１９８９４１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８７０４（Ｐ２００６−１８７０４）
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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