JP7625870B2

JP7625870B2 - 計器装置

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Publication number: JP7625870B2
Application number: JP2021009685A
Authority: JP
Inventors: 光倉品
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2025-02-04
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: JP2022113435A

Description

本開示は、計器装置に関するものであり、特に、車両に搭載する計器装置に関するものである。

車両のインスツルメントパネルには、スピードメータやタコメータ等を備えた計器装置が配置される。これらの計器装置の照明光がフロントガラスやサイドガラスに映り込む場合があり、特に夜間において、運転者の車窓からの視認性を妨害する。そのため、従来の計器装置は、特許文献１に開示されるように、計器装置の照明光に視認性をもたせるためにライトコントロールフィルムと呼ばれる微細なルーバー状の遮光部材を列設してなる構造のフィルムを、計器装置の表示板の前面に貼り合わせている。

特開２００９－００８５９２号公報

しかしながら、表示板の前面にライトコントロールフィルムを配置すると、外観において遮光性のルーバーが黒い筋状に見える（所謂ルーバー見え）といった問題点があった。

そこで、本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ライトコントロールフィルムを設けた計器装置においてルーバー見えを軽減することを目的とする。

本発明の計器装置は、光源４２，４３と、前記光源４２，４３の前方に配置される透過性の表示板１と、前記光源４２，４３と前記表示板１との間に配置される遮光部材６１１ｂ、６２１ｂをルーバー状に配列してなるライトコントロールフィルム６１，６２と、を備え、前記光源４２，４３と前記ライトコントロールフィルム６１，６２との間に半透過層７１３，７２３とを有し、前記半透過層７１３，７２３は、前記表示板１に形成される遮光層１３と同系色であることを特徴とする。

本開示の実施形態を示す計器装置の正面図。図１中のＡ－Ａ線に沿った断面図。図２中のＢ部の拡大図。図２中の矢視Ｃから見た表示板とＬＣＦのルーバーの関係を示す図。図２中のＤ部の拡大図。図２中のＥ部の拡大図。図２中の矢視Ｆから見た指針のＬＣＦのルーバーの関係を示す図。

本開示は、図１乃至７に基づいて、車両用の計器装置に搭載される車両用計器（所謂メータ）に適用した場合を例に挙げて説明する。車両用の計器装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の計器装置に適用することができる。

以下の説明において、各部材に対して、計器装置１００から車両運転席に着座した運転者を見る方向（表示板１側）を「前（正面）」、その反対側（回路基板４側）を「後（背面）」とし、それぞれを図中の矢印の「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」で示す。また、その他、「上」、「下」、「左」、「右」を図中の矢印「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｌ」、「Ｒ」として適宜説明する。

図１に示すように、計器装置１００は、指針２で表示板１の指標部１４を指示して車の走行速度を表示するすスピードメータＳＰやエンジンの回転数を表示するタコメータＴＡを有する。計器装置１００は、スピードメータＳＰとタコメータＴＡの間に、液晶表示パネル（表示器）５に走行距離や燃費消費や時刻等の各種車両情報を表示する画像表示部ＤＰを有する。計器装置１００は、ターンシグナルなどの複数の警告灯ＷＡを有する。

図１及び図２に示すように、計器装置１００は、表示板１と、指針２と、ケース３と、回路基板４と、液晶表示パネル５と、第１のＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）６１と、第２のＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）６２と、第１の透過板（別部材）７１と、第２の透過板（別部材）７２と、拡散板８と、から少なくとも構成される。

回路基板４は、例えばＦＲ－４（ＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔ－４）等の平板状のガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した平板状の硬質配線基板からなる。回路基板４は、第１の光源（光源）４１と、第２の光源４２と、第３の光源４３と、指針駆動部４４と、を有する。

第１の光源４１，第２の光源４２，第３の光源４３は、適宜色を発するチップ型且つトップビュー型のＬＥＤ（発光ダイオード：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）からなり、回路基板４の前面に実装される。指針駆動部４４は、可動磁石式駆動装置，ステッピングモータ等からなり、その主要部が回路基板４の背面に装着され、回転軸４４１が表示板１側に突出する。指針駆動部４４は、半田付け等の適宜導通手段により回路基板４の配線パターンに電気接続される。回路基板４は、第１の光源４１，第２の光源４２，第３の光源４３を点灯動作させ、指針駆動部４４や液晶表示パネル５を駆動制御させるための指令信号を出力する制御手段（図示せず），抵抗，コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）が前記配線パターンに導通接続される。

表示板１は、回路基板４の前方に配置される薄板状の部材である。表示板１は、図３に示すように、基材１１と、透過層１２と、遮光層１３と、を有する。

基材１１は、例えば透明又は半透明の透光性のポリカーボネート樹脂等からなる薄板状の基材からなる、透過層１２は、基材１１の表面に無色の透光性の微細な樹脂ビーズなどを含有した無色の透光性のインキが印刷されたものからなる。遮光層１３は、基材１１の裏面に黒色の遮光性のインキが印刷されたものからなる。

表示板１は、遮光層１３がスピードメータＳＰやタコメータＴＡの文字や数字や目盛りとなる意匠に抜き印刷された指標部（透過部）１４と、遮光層１３が矩形意匠に抜き印刷された画像開口部（透過部）１５とを有する。

表示板１は、回転軸４４１に対応する位置に貫通孔１６を有する。指標部１４は、指針２の周り（貫通孔１６の周り）に円弧状に配置される。指標部１４は、第２の光源４２の光により発光し運転者に視認される。画像開口部１５は、液晶表示パネル５に対向する位置に配置される。画像開口部１５は、液晶表示パネル５の画像光を透過する運転者に視認される。

ケース３は、遮光性の白色の合成樹脂（例えば、ポリプロピレン）からなり、表示板１と回路基板４の間に配置される。ケース３は、前面で表示板１を載置し、後面で回路基板４をフックなどの係止片で固定する。

ケース３は、第１の照明室３１と、第２の照明室３２と、第３の照明室３３と、を有する。

第１の照明室３１は、回転軸４４１を囲む筒状に形成され、内部に回転軸４４１と第１の光源４１とを収容する。第２の照明室３２は、指標部１４に対向する位置、及び、第１の照明室３１を囲む位置に、光反射部（リフレクタ）として機能する椀状陥没形状に形成され、内部に第２の光源４２と第１のＬＣＦ６１と第１の透過板７１とを収容する。第３の照明室３３は、２つの第２の照明室３２の間の位置に形成され、内部に第３の光源４３と液晶表示パネル５と第２のＬＣＦ６２と第２の透過板７２とを収容する。第２の照明室３２は、第１の光源４１の光や第３の光源４３の光が露光しないように形成される。

指針２は、透光部２１と、指針キャップ部２２と、指針用ＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）２３と、を有する。透光部２１は、透光性樹脂からなり、回転軸４４１に対向する位置の基部２１１がボス状に形成され、このボスが表示板１の貫通孔１６を挿通し回転軸４４１に装着される。透光部２１は、表示板１の平面方向を回転軸４４１から指標部１４に向かう方向（延伸方向）に基部２１１から断面矩形に延出形成される。

指針キャップ部２２は、不透明な樹脂からなり、正面視で円形状に形成され基部２１１を覆い隠す。指針キャップ部２２は、指示部２１２の側面を覆う鞘部２２１を有する。指針用ＬＣＦ２３は、透光部２１と鞘部２２１の間に挟持され、指示部２１２の前面に配置される。

指針用ＬＣＦ２３は、光制御素子であり、図６に示すように、上ルーバー層２３１と、下ルーバー層２３２と、前後ＰＣ層（樹脂層）２３３と、が積層されたＬＣＦ（ライトコントロールフィルム：光出射方向制限層）である。上ルーバー層２３１は、透明性のポリマー樹脂からなる透過部２３１ａの中に遮光性の棒状のポリマー樹脂からなるルーバー（遮光部材）２３１ｂが等間隔に並んで配列される。下ルーバー層２３２は、透明性のポリマー樹脂からなる透過部２３２ａの中に遮光性の棒状のポリマー樹脂からなるルーバー（遮光部材）２３２ｂが等間隔に並んで配列される。

前後ＰＣ層２３３は、ＰＣ（ポリカーボネート）からなり、上ルーバー層２３１と下ルーバー層２３２とが成す前後面を挟む。図７に示すように、ルーバー２３１ｂとルーバー２３２ｂの並ぶ方向は、互いに直交する。ルーバー２３１ｂは、前記延伸方向と略平行となる方向に配列される。

指針２は、指針駆動部４４により回転軸４４１を中心として回動し、指標部１４を指示する。指針２は、第１の光源４１の光により指示部２１２が発光する。第１の光源４１の光は、基部２１１から透光部２１に入光し、指示部２１２を導光する。指示部２１２を導光する光は、指示部２１２の背面２１２ａで前方に反射され、指針用ＬＣＦ２３を透過し運転者に視認される。指針用ＬＣＦ２３を透過する光は、ルーバー２３１ｂとルーバー２３２ｂとにより前記延伸方向とこの方向と直交する方向の光が遮蔽され、指針用ＬＣＦ２３の法線方向に指向性をもった光となる。この指向性をもった光は、運転者に視認される。

図１，図３に示すように、第１のＬＣＦ６１と第１の透過板７１と拡散板８は、表示板１と第２の光源４２の間に配置され、表示板１に近い方から第１のＬＣＦ６１，第１の透過板７１，拡散板８の順に、微小な隙間を設けて積層配置される。

拡散板８は、例えば拡散材料を含有した半透過性のＰＣ樹脂等からなり、薄板状の部材である。拡散板８は、第２の光源４２の光を拡散し、この光を第１の透過板７１へ照射する。

第１の透過板７１は、基材７１１と、透過層７１２と、スモーク層（有色透過層）７１３と、を有する。基材７１１は、例えば透明又は半透明の透光性のポリカーボネート樹脂等からなる薄板状の基材からなる。

透過層７１２は、基材７１１の表面に無色の透光性の微細な樹脂ビーズなどを含有した無色の透光性のインキが印刷されたものからなる。スモーク層７１３は、基材７１１の裏面に透過率の比較的小さい（例えば３０～５０％透過率）表示板１の遮光層１３と同系色の黒色のインキ（黒スモークインキ）が印刷されたものからなる。第１の透過板７１は、拡散板８からの光を透過し、この光を第１のＬＣＦ６１へ照射する。

第１のＬＣＦ６１は、光制御素子であり、ルーバー層６１１と、前後ＰＣ層（樹脂層）６１２と、が積層されたＬＣＦ（ライトコントロールフィルム：光出射方向制限層）である。ルーバー層６１１は、透明性のポリマー樹脂からなる透過部６１１ａの中に遮光性の棒状のポリマー樹脂からなるルーバー（遮光部材）６１１ｂが等間隔に並んで配列される。

前後ＰＣ層６１２は、ＰＣ（ポリカーボネート）からなり、ルーバー層６１１が成す前後面を挟む。図４に示すように、ルーバー６１１ｂは、上下方向と略平行となる方向に配列される。第１のＬＣＦ６１は、第１の透過板７１からの光を透過し、この光を表示板１の指標部１４へ照射する。第１のＬＣＦ６１を透過する光は、ルーバー６１１ｂにより左右方向の光が遮蔽された指向性をもった光となる。この指向性をもった光は、指標部１４を透過し運転者に視認される。尚、第１のＬＣＦ６１の指標部１４に対向する箇所の前面には、有色の透過性のインキで形成される着色層を有さない。

図１，図５に示すように、第２のＬＣＦ６２と第２の透過板７２と液晶表示パネル５１とは、表示板１と第３の光源４３の間に配置され、表示板１に近い方から第２のＬＣＦ６２，第２の透過板７２，液晶表示パネル５１の順に、微小な隙間を設けて積層配置される。

液晶表示パネル５は、平板状のＴＦＴ型カラーＬＣＤセルの前後面に偏光部材を貼着したものであり、走行距離や燃費消費や時刻や積算走行距離等の車両情報を画像にて表示する。液晶表示パネル５は、第３の光源４３の光を第２の透過板７２に画像光として照射する。

第２の透過板７２は、基材７２１と、透過層７２２と、スモーク層（半透過層）７２３と、を有する。基材７２１は、例えば透明又は半透明の透光性のポリカーボネート樹脂等からなる薄板状の基材からなる。

透過層７２２は、基材７２１の表面に無色の透光性の微細な樹脂ビーズなどを含有した無色の透光性のインキが印刷されたものからなる。スモーク層７２３は、基材７２１の裏面に透過率の比較的小さい（例えば３０～５０％透過率）表示板１の遮光層１３と同系色の黒色のインキ（黒スモークインキ）が印刷されたものからなる。第２の透過板７２は、液晶表示パネル５からの画像光を透過し、この画像光を第２のＬＣＦ６２へ照射する。

第２のＬＣＦ６２は、光制御素子であり、ルーバー層６２１と、前後ＰＣ層（樹脂層）６２２と、が積層されたＬＣＦ（ライトコントロールフィルム：光出射方向制限層）である。ルーバー層６２１は、透明性のポリマー樹脂からなる透過部６２１ａの中に遮光性の棒状のポリマー樹脂からなるルーバー（遮光部材）６２１ｂが等間隔に並んで配列される。

前後ＰＣ層６２２は、ＰＣ（ポリカーボネート）からなり、ルーバー層６２１が成す前後面を挟む。ルーバー６２１ｂは、上下方向と略平行となる方向に配列される。第２のＬＣＦ６２は、第２の透過板７２からの画像光を透過し、この画像光を表示板１の画像開口部１５へ照射する。第２のＬＣＦ６２を透過する光は、ルーバー６２１ｂにより左右方向の光が遮蔽された指向性をもった光となる。この指向性をもった光は、画像開口部１５を透過し運転者に視認される。

本開示では、第１のＬＣＦ６１の背後にスモーク層７１３を形成したことにより、透過部６１１ａとルーバー６１１ｂとの色差を小さくすることで、スピードメータＳＰ及びタコメータＴＡの指標部１４のルーバー６１１ｂ見えを軽減した計器装置１００を提供することができる。

本開示では、第２のＬＣＦ６２の背後にスモーク層７２３を形成したことにより、透過部６２１ａとルーバー６２１ｂとの色差を小さくすることで、画像表示部ＤＰの画像開口部１５のルーバー６２１ｂ見えを軽減した計器装置１００を提供することができる。

本開示では、指針用ＬＣＦ２３のルーバー層をルーバーの並ぶ方向が互いに直交する上ルーバー層２３１と下ルーバー層２３２の２層としたことにより、従来の１層のＬＣＦを２枚積層する場合に比べ、指針２を薄型及び軽量化した計器装置１００を提供することができる。

尚、本開示の計器装置を上記した実施形態の構成にて例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

例えば、スモーク層７１３は、第１の透過板７１の裏面に形成されていたが、第１の透過板７１の表面に形成されてもよい。また、スモーク層７１３は、第１のＬＣＦ６１の裏面に形成されてもよい。

１００計器装置
１表示板
１１基材
１２透過層
１３遮光層
１４指標部（透過部）
１５画像開口部（透過部）
１６貫通孔
２指針
２１透光部
２１１基部
２１２指示部
２２指針キャップ部
２２１鞘部
２３指針用ＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）
２３１上ルーバー層
２３１ａ透過部
２３１ｂルーバー（遮光部材）
２３２下ルーバー層
２３２ａ透過部
２３２ｂルーバー（遮光部材）
２３３前後ＰＣ層（樹脂層）
３ケース
３１第１の照明室
３２第２の照明室
３３第３の照明室
４回路基板
４１第１の光源（光源）
４２第２の光源
４３第３の光源
４４指針駆動部
４４１回転軸
５液晶表示パネル（表示器）
６１第１のＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）
６１１ルーバー層
６１１ａ透過部
６１１ｂルーバー（遮光部材）
６１２前後ＰＣ層（樹脂層）
６２第２のＬＣＦ（ライトコントロールフィルム）
６２１ルーバー層
６２１ａ透過部
６２１ｂルーバー（遮光部材）
６２２前後ＰＣ層（樹脂層）
７１第１の透過板（別部材）
７１１基材
７１２透過層
７１３スモーク層（有色透過層）
７２第２の透過板（別部材）
７２１基材
７２２透過層
７２３スモーク層（半透過層）
８拡散板
ＳＰスピードメータ
ＴＡタコメータ
ＤＰ画像表示部
ＷＡ警告灯

Claims

光源と、
前記光源の前方に配置される透過性の表示板と、
前記光源と前記表示板との間に配置される遮光部材をルーバー状に配列してなる光制御素子と、を備え、
前記光源と前記光制御素子との間に半透過層とを有し、
前記半透過層は、前記表示板に形成される遮光層と同系色であることを特徴とする計器装置。
前記半透過層は、前記光源と前記光制御素子との間に配置される別部材に形成されることを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記半透過層は、前記光制御素子の後面側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記光制御素子の前記表示板の指標部に対向する箇所の前面に着色層を有さないことを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記表示板は、前記遮光層により形成される指標部を有し、
回転軸を中心として回動し前記指標部を指示する指針を有し、
前記指針は、ルーバー層を２層有する光制御素子を有することを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記半透過層と前記光源との間に画像を表示する表示器を有することを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記光制御素子は、光出射方向を制限するルーバー層と、このルーバー層の前後に樹脂層と、が積層されたライトコントロールフィルムを適用してなることを特徴とする請求項１に記載の計器装置。