JP4655876B2 - 車両用指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば自動車等の車両の運転席に設置される車両用指針計器に関するものであり、特に指針が発光表示される発光指針を備えるものに関する。

従来の車両用指針計器として、文字盤の表面側に配置された導光性指針を、文字盤にその端部から光を入射する光源からの光により文字盤を介して照明する構造のものがある（特許文献１参照）。

この車両用指針計器においては、導光性指針の底面に導光性指針の長手方向に長さを有する溝部を設け、この溝部が光源からの光を反射して視認される。特に溝部の底部に対応する線状部分が溝部の他の部分よりも高輝度に見える。すなわち明るく光る線が指針として視認される。
特開平１２−０９７７３３号公報

上述の従来の車両用指針計器において、導光性指針の長手方向に直交する方向の断面形状は略長方形を成している。導光性指針の回動角度位置によっては、視認者から導光性指針の側面が見える。このとき、導光性指針の底面に設けられた溝部の壁面が導光性指針の側面を透かして見えると、指針として視認される輝線のほかに、それと平行にやや幅の広い明るい線が同時に見えることになり、車両用指針計器の見映えが低下する。

ところで、明るく光って見える部分の幅を広げて指針としての視認性を高めるためには、導光性指針の底面に設けられた溝の幅を広げる必要がある。この場合、溝部の縁が導光性指針の側面に接近することになり、溝部の壁面が導光性指針の側面を透かしてより一層見え易くなり、したがって、車両用指針計器の見映えが一層低下する可能性がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、車両用指針計器の構成に工夫を凝らして、指針の視認性が良好、且つ斬新な見映えの車両用指針計器を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載の車両用指針計器は、文字盤と、光源と、文字盤に沿いその表面側にて回動可能に支持される導光性材質からなる指針とを備えた車両用指針計器であって、指針は、その底面に指針の長手方向に沿って形成された光反射部と底面と反対側の面である前面に光反射部に対向して設けられた凸レンズ部と、前面の幅方向における凸レンズ部の両側に設けられた遮光部とを備え、光源からの光を文字盤の前面側且つ文字盤の指針の回動範囲外から文字盤に沿って指針の側面に向けて照射する導光板であって、指針の回動範囲外において文字盤の前面側へリング状に突き出した部分に円筒面状の出射面を有し、光源からの光を出射面の全域から文字盤の表面に沿って文字盤の中心に向けて出射して、指針の側面に入射させる導光板が、設けられることを特徴としている。

このような構成によれば、光反射部の幅を小さくして光反射部が指針の側面を透かして見えることを防止しつつ、凸レンズ部で光反射部の拡大虚像を結像させて視認させることで発光指針の幅を広げて指針としての視認性高めることができる。また、凸レンズ部の両側に設けた遮光部により指針の発光部分の輪郭をくっきりと際立たせることができるので、車両指針計器の見映えを斬新なものにできる。

本発明の請求項２に記載の車両用指針計器は、指針の前面における幅寸法は底面における幅寸法よりも大きく且つ視認方向から見て底面の幅方向の輪郭線は前面の幅方向の輪郭線の内側に位置することを特徴としている。

このような構成によれば、指針の長手方向に直交する方向の断面形状は視認者側が長辺且つ文字盤側が短辺の台形となる。このため、指針の側面は、従来の車両指針計器のような文字盤に対する垂直面ではなく、指針の前面から底面に向かうに連れて幅方向内側に向かって傾斜する斜面となる。したがって、指針の側面は指針の回動角度によらず視認者からはほとんど見えなくなる。すなわち、光反射部が指針の側面を透かして見えることを確実に防止することができる。

本発明の請求項３に記載の車両用指針計器は、光反射部は底面に設けられた凹部であることを特徴としている。

このような構成によれば、指針に入射した光は凹部の壁面で反射し、その反射光が指針として視認されるので、指針の見映えをきらきらと輝くような見映えとして、車両用指針計器の見映えを斬新なものにできる。

本発明の請求項４に記載の車両用指針計器は、光反射部は底面に設けられた拡散反射層であることを特徴としている。

このような構成によれば、指針に入射した光は拡散反射層で反射し、その反射光が指針として視認されるので、指針の見映えを全体が均一な明るさのソフトな見映えとして、車両用指針計器の見映えを斬新なものにできる。

本発明の請求項５に記載の車両用指針計器は、光源は文字盤の背後に配置され光源が発する光の一部は文字盤の透過照明に用いられることを特徴としている。

このような構成によれば、指針および文字盤を共通の光源からの光で照明することにより、車両用指針計器の部品点数、コストを低減することができる。

以下、本発明による車両用指針計器を、自動車に搭載されるコンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（第1実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図である。図１においては、タコメータＴ部を示している。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において、左側が運転席側であり、コンビネーションメータ１は、左方から視認される。

図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図４は、図３中のＩＶ矢視図である。

図５は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。

コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に設置されている。タコメータＴは、このコンビネーションメータ１内に形成され、当該自動車のエンジン回転速度を指針の回動角度により指示するものである。

以下に、コンビネーションメータ１の構成、すなわちタコメータＴの構成について説明する。

タコメータＴは、大きくは、文字盤２、発光ダイオード４からの光を導いて文字盤３および指針７を照明する導光板３、指針７を回転させるムーブメント６等から構成されている。

文字盤２は、透光性材質、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等の薄板から、図１に示すように、円形に形成されている。文字盤２は、エンジン回転速度を表す表示意匠としての「１」、「２」等の数字２ａおよび目盛２ｂ備えている。数字２ａおよび目盛２ｂは、文字盤２の表面２ｃ（図２において左側の面）に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、数字２ａおよび目盛２ｂ以外の部分に不透光性着色層あるいは半透光性着色層を設けると共に、数字２ａおよび目盛２ｂを透明なままとする、あるいは半透光性着色層を設ける等の処理を施してある。これにより、文字盤２の裏側に配置される後述する発光ダイオード４が点灯されると、それが発する光により文字盤２は透過照明されて、数字２ａおよび目盛２ｂが発光表示される。文字盤２の中央部には、後述するムーブメント６のシャフト６ａあるいは指針７のボス部を挿通させるための貫通孔２ｄが設けられている。指針７の回動範囲はこの貫通孔２ｄとほぼ同軸上の円形（正確には扇型）となるが、文字盤２の外周は、上述した指針７の回動範囲の外側に位置している。

文字盤２の背後には、図２に示すように、光源である発光ダイオード４が配置されている。発光ダイオード４としては、たとえば発光色が白色の白色発光ダイオードが用いられている。

文字盤２の背後には、図２に示すように、発光ダイオード４が発する光を文字盤２の前面側且つ文字盤２の指針７の回動範囲外へ導いて文字盤２の表面２ｃに沿って指針７の側面７ｅに向けて照射すると同時に、発光ダイオード４が発する光を文字盤２の裏面に導いて文字盤２を透過照明する導光板３が配置されている。導光板３は、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等から、文字盤２と同心上の円盤状に形成されている。導光板３の外周側は、図２に示すように、文字盤２の前面側にリング状に突き出しており、この突き出し部分には、図２に示すように、出射面３ｂが形成されている。出射面３ｂは円筒面状に形成され、その直径は文字盤２の直径とほぼ等しく形成されている。すなわち、文字盤２の外周縁が円筒面状の出射面３ｂに嵌合している。導光板３の裏面、つまり文字盤２と反対側の面の中央部付近には、図２に示すように、発光ダイオード４が発する光を導光板３内へ導入する受光部３ａが設けられている。受光部３ａは、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、略球面状に形成されている。これにより、発光ダイオード４が発する光の大部分を導光体３の反射面３ｃに導くことができる。受光部３ａは、発光ダイオード４に対向して設けられている。発光ダイオード４から発せられた光は、図２中において矢印で示すように進行して、導光体３内を経て、一部は出射面３ｂから出射し文字盤２の表面２ｃに沿って文字盤２の中心に向けて進行する。また、一部は導光体３内で反射を繰り返して文字盤２の文字２ａおよび目盛２ｂから出射してこれらを透過照明する。受光部３ａの個数、つまり発光ダイオード４の個数は、文字盤２の全ての文字２ａおよび目盛２ｂが均一な明るさで発光表示され、且つ出射面３ｂから文字盤２の中心に向けて出射する光量が円筒面状の出射面３ｂの全域に亘って均一であるように設定されている。

すなわち、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１では、発光ダイオード４を、指針７の照明と文字盤２の照明との両方の用途に利用している。

文字盤２の背後には、図２に示すように、指針７を回動させるムーブメント６が配置されている。ムーブメント６は、ステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機等の電気アクチュエータからなり、外部からの電気信号（タコメータＴの場合は、エンジンの回転速度信号）に対応した角度だけシャフト６ａを回動させるものである。ムーブメント６のシャフト６ａの先端には、図２に示すように、指針７が固定されている。

指針７は、透光性材料、たとえばアクリル樹脂等により形成されている。指針７は、図２に示すように、ボス部７ｈを介してムーブメント６のシャフト６ａに固定されている。

指針７の文字盤２側の面である底面７ａには、図３に示すように、指針７の長手方向（図１において上下方向、図３においては紙面垂直方向）に沿って形成された光反射部としての反射面７ｂが設けられている。反射面７ｂは、図３に示すように、２面設けられている。すなわち、底面７ａに断面Ｖ字上の凹部を設け、その２つの壁面が反射面７ｂとなっている。上述した導光板３の出射面３ｂから出射し文字盤２の表面２ｃに沿って進行してきた光が指針７の側面７ｅから指針７内に入射すると、図３中に矢印で示すように、この光は反射面７ｂで反射して図３中における上方に進行する。これにより、反射面７ｂが明るく発光して視認される。

指針７の文字盤２と反対側の面である前面７ｃには、図３に示すように、反射面７ｂに対向して設けられた凸レンズ部である凸レンズ面７ｄが設けられている。反射面７ｂは、運転者の視認方向、すなわち図３における上下方向において、凸レンズ面７ｄの焦点Ｆと凸レンズ面７ｄとの間に配置されている。これにより、運転者が指針７を見たときに、すなわち、図３において指針７の上方から指針７を見たときに、指針７の背後に結像された反射面７ｂの拡大虚像を視認する。

指針７の前面７ｃにおいて、凸レンズ面７ｄの両側には、図３に示すように、遮光部である遮光層８が設けられている。遮光層８は、たとえば遮光性塗料をホットスタンプあるいは印刷等により施して形成されている。本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、艶消し黒色層が施されている。これにより、指針７、すなわち反射面７ｂの拡大虚像の輪郭をくっきりと際立たせることができるので、車両指針計器の見映えを斬新なものにできる。

指針７において、図３に示すように、前面７ｃの幅寸法Ｗ２は底面７ａの幅寸法Ｗ１よりも大きく形成されている。同時に、視認方向から見て（図３の上方から見て）底面７ａの幅方向の輪郭線７ｇは、図４に示すように、前面７ｃの輪郭線７ｆの内側に位置している。これにより、指針７の断面形状は、図３に示すように、視認者側が長辺且つ文字盤２側が短辺の台形となる。したがって、指針７の側面７ｅは、従来の車両指針計器のような文字盤に対する垂直面ではなく、指針７の前面７ｃから底面７ａに向かうに連れて幅方向内側に向かって傾斜する斜面となっている。指針７の断面形状を上述したような形状としたことにより、指針７の側面７ｅは指針７の回動角度によらず視認者からはほとんど見えなくなる。

発光ダイオード４、ムーブメント６は、図２に示すように、文字盤２の裏側（図２において右側）に配置されたプリント基板５に実装されている。プリント基板５は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、タコメータＴを含むコンビネーションメータ１の電気回路部を形成している。

プリント基板５には、発光ダイオード４の点灯・消灯制御、ムーブメント６の駆動制御を行なうコントローラ１０が実装されている。コントローラ１０は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成されている。

以上説明した、文字盤２、外周リング３、導光板３、プリント基板５、ムーブメント６等は、図２に示すように、樹脂材料から成形されるケーシング１１内に収容保持されている。

また、文字盤２の前面側には、図２に示すように、略枠状の見返し板１２が装着され、さらに見返し板１２の先端部には透明カバー１３が装着されている。見返し板１２は、たとえば樹脂材料から形成されている。透明カバー１３は、透明な樹脂の薄板あるいはガラス等から形成されている。見返し板１２および透明カバー１３は、コンビネーションメータ１の見映えを整えると同時に、コンビネーションメータ１内部への埃、水分等の侵入を防止している。

一方、ケーシング１１の背後には、図２に示すように、ロアカバー１４が装着されている。ロアカバー１４は、たとえば樹脂材料から形成されている。

次に、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成および作動について、図５に基づいて説明する。

図４の電気回路構成図に示すように、コントローラ１０には、バッテリ１７から電力が常時供給されている。また、コントローラ１０は、イグニッションスイッチ１６が、その作動状態（ＯＮまたはＯＦＦ）を検出可能に接続されている。

コントローラ１０には、当該自動車のエンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ１５が検出信号を入力可能に接続されている。

一方、コントローラ１０には、その制御対象である、発光ダイオード４、ムーブメント６が接続されている。

（１）イグニッションスイッチ１６がＯＮされた場合。

運転者によりイグニッションスイッチ１６がＯＮされると、コントローラ１０はイグニッションスイッチ１６がＯＮされたことを検知して、コンビネーションメータ１の表示制御作動を開始する。

コントローラ１０は、発光ダイオード４を点灯させ、同時に、エンジン回転センサ１５からの検出信号に基づきムーブメント６を駆動してシャフト６ａを所定角度、すなわち当該自動車のエンジン回転速度に対応する角度に回動させる。これにより、文字盤２の文字２ａおよび目盛２ｂが発光ダイオード４からの光により透過照明されて発光表示される。同時に、指針７、数字２ａおよび目盛２ｂによってエンジン回転速度が指示される。

（２）イグニッションスイッチ１６がＯＦＦされた場合。

運転者によりイグニッションスイッチ１６がＯＦＦされると、コントローラ１０は、そのことを検知して、発光ダイオード４を消灯状態させる。同時に、コントローラ１０は、ムーブメント６の駆動を停止する。

次に、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である指針７の形状が視認性におよぼす作用効果について説明する。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の指針７においては、底面７ａに設けた反射面７ｂを前面７ｃに設けた凸レンズ面７ｄを透して視認する構成としている。すなわち、運転者は、凸レンズ面７ｄの背後に結像される反射面７ｂの拡大虚像を視認する。これにより、指針７としての良好な視認性を確保しつつ反射面７ｄの大きさ、特には指針７の幅方向寸法を必要最小限度に小さくできるので、従来の車両用指針計器において指針の側面を透して反射部が見えてしまい、車両用指針計器の見映えが低下するという不具合を防止できる。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の指針７においては、前面７ｃの幅寸法Ｗ２を底面７ａの幅寸法Ｗ１よりも大きく形成し、且つ視認方向から見て底面７ａの幅方向の輪郭線７ｇを前面７ｃの輪郭線７ｆの内側に位置させている。すなわち、指針７の断面形状を視認者側が長辺且つ文字盤２側が短辺の台形としている。このため、指針７の側面７ｅは、従来の車両指針計器のような文字盤に対する垂直面ではなく、指針７の前面７ｃから底面７ａに向かうに連れて幅方向内側に向かって傾斜する斜面となっており、指針７の回動角度によらず視認者からはほとんど見えなくなる。言い換えると、運転者が指針７を見たときに、側面７ｅを透して反射面７ｄが見えることがない。これにより、従来の車両用指針計器において指針の側面を透して反射部が見えてしまい、車両用指針計器の見映えが低下するという不具合を確実に防止できる。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の指針７においては、前面７ｃの凸レンズ面７ｄの両側に遮光層８を設けている。これにより、指針７、すなわち反射面７ｂの拡大虚像の輪郭をくっきりと際立たせることができるので、コンビネーションメータ１の見映えを斬新なものにできる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の部分拡大図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図に相当する。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、指針７が備える光反射部の構成を変更している。本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１では、光反射部として底面７ａに、図６に示すように、反射層７ｊを設けている。反射層７ｊは、白色塗料をホットスタンプあるいは印刷等により施して指針７の長手方向に延びる帯状に形成されている。

導光板３の出射面３ｂから出射し文字盤２の表面２ｃに沿って進行してきた光が指針７の側面７ｅから指針７内に入射すると、この光は反射層７ｊで反射して図６における上方に向かって、つまり視認者に向かって進行する。したがって、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においても、運転者は、指針７の背後に結像された反射層７ｊの拡大虚像を視認する。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においても、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の場合と同様の効果、すなわち、側面７ｅを透して反射面７ｄが見えることをなくして、従来の車両用指針計器において指針の側面を透して反射部が見えて車両用指針計器の見映えが低下するという不具合を確実に防止できる、という効果が得られる。

なお、以上説明した本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、光反射部として底面７ａに２つの反射面７ｂを設けているが、反射面７ｂの個数を２つに限る必要はなく、３つ以上でもよい。たとえば、底面７ａに設ける凹部の断面形状をコ字状として凹部の３つの壁面を反射面７ｂとしてもよい。さらに、反射面７ｂの形状を平面とする必要はなく、たとえば、底面７ａに設ける凹部の断面形状を半円形状として、反射面７ｂを１つの円筒面としてもよい。

また、以上説明した本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、反射層７ｊを白色塗料層としているが、白色に限る必要はなく、たとえば銀色、黄色あるいは朱色等であってもよい。さらには、反射層７ｊを塗料層に限る必要はなく、たとえばシボ面として形成する、あるいは他の材質、たとえば金属の薄板等を貼付してもよい。

また、以上説明した本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針７の前面７ｃの遮光層８を黒色層としているが、黒色に限る必要はなく他の色であってもよい。さらには、他の材質たとえば金属の薄板等を貼付してもよい。

また、以上説明した本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、文字２ｂ、目盛３ａおよび指針７照明用の光源として発光ダイオード４を用いているが、他の種類の光源、たとえば電球、放電管、ＥＬパネル等を用いても良い。

また、以上説明した本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード４を、文字２ｂ、目盛３ａおよび指針７照明用の共通の光源として用いているが、導光体３を分割して、発光ダイオード４を指針７の照明のみに用いて、文字盤２の照明用に新たな光源を設置してもよい。

また、以上説明した本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針計器をタコメータＴとしているが、他の計器、たとえば走行速度を指示するスピードメータあるいは残存燃料量を表示する燃料計等としてもよい。

本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３中のＩＶ矢視図である。 本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の指針７の断面図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（車両用指針計器）
２ 文字盤
２ａ 数字
２ｂ 目盛
２ｃ 表面
２ｄ 貫通孔
３ 導光板
３ａ 受光部
３ｂ 出射面
３ｃ 反射面
４ 発光ダイオード（光源）
５ プリント基板
６ ムーブメント
６ａ シャフト
７ 指針
７ａ 底面
７ｂ 反射面（光反射部、凹部）
７ｃ 前面
７ｄ 凸レンズ部
７ｅ 側面
７ｆ 輪郭線
７ｇ 輪郭線
７ｈ ボス部
７ｊ 反射層（光反射部）
８ 遮光層（遮光部）
９ 遮光キャップ
１０ コントローラ
１１ ケーシング
１２ 見返し板
１３ 透明カバー
１４ ロアカバー
１５ エンジン回転センサ
１６ イグニッションスイッチ
１７ バッテリ
Ｆ 焦点
Ｔ タコメータ
Ｗ１ 幅寸法
Ｗ２ 幅寸法

Claims (5)

1. 文字盤と、
   光源と、
   前記文字盤に沿いその表面側にて回動可能に支持される導光性材質からなる指針とを備えた車両用指針計器であって、
   前記指針は、その底面に前記指針の長手方向に沿って形成された光反射部と前記底面と反対側の面である前面に前記光反射部に対向して設けられた凸レンズ部と、
   前記前面の幅方向における前記凸レンズ部の両側に設けられた遮光部とを備え、
   前記光源からの光を文字盤の前面側且つ前記文字盤の前記指針の回動範囲外から前記文字盤に沿って前記指針の側面に向けて照射する導光板であって、前記指針の回動範囲外において前記文字盤の前面側へリング状に突き出した部分に円筒面状の出射面を有し、前記光源からの光を前記出射面の全域から前記文字盤の表面に沿って前記文字盤の中心に向けて出射して、前記指針の側面に入射させる導光板が、設けられることを特徴とする車両用指針計器。
2. 前記指針の前記前面における幅寸法は前記底面における幅寸法よりも大きく且つ視認方向から見て前記底面の幅方向の輪郭線は前記前面の幅方向の輪郭線の内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用指針計器。
3. 前記光反射部は前記底面に設けられた凹部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用指針計器。
4. 前記光反射部は前記底面に設けられた拡散反射層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用指針計器。
5. 前記光源は前記文字盤の背後に配置され前記光源が発する光の一部は前記文字盤の透過照明に用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用指針計器。

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