CN109141503A - 仪表盘结构 - Google Patents

Abstract

一种仪表盘结构，具有位于仪表盘表侧的文字板、通过驱动部驱动转动的指针、安装指针的壳体和进行照明的光源，文字板设有透光带，该透光带上形成表示计测量的指标部，指针对指标部的计测量进行指示，其中，指针上设置有遮光部，在从仪表盘表侧观察时，遮光部沿指针的长度方向上延伸并覆盖指针的转动方向的一侧，用于遮蔽从指针的转动方向的一侧射出的光线，在指针上被遮光部遮蔽的一侧设置有折射部，折射部在指针的长度方向上位于指针的中心侧的旋转中心部与指针的前端之间，折射部将光线从指针被遮光部遮蔽的一侧折射向未被遮蔽的另一侧。据此，这种仪表盘结构，充分利用光源射出的光线，无需加强光源强度即可保证最佳的观察性。

Description

仪表盘结构

技术领域

本发明涉及指针式仪表盘结构，尤其涉及带有照明功能的指针式仪表盘结构。

背景技术

以往，作为这种指针式仪表盘结构，例如公知有下述专利文献1所记载的指针式仪表(速度计)。

这种指针式速度计具有：带有计测量刻度的文字板、与速度相应地旋转的具有透射性的指针、驱动指针转动的驱动部、用于使指针发光的光源、安装指针的壳体和具有控制部的电路基板。

图11是现有技术的指针的主视图，图12是将图11所示的指针组装在壳体上的主视图。

如图11、图12所示，指针300包括安装在仪表盘壳体400上的指针底座302、安装在指针底座302上对仪表盘的计测量进行指示的指示部(指针体)301、和由遮光板304、罩部305、指针帽306构成的不透射部。

为了确保仪表盘指示的观察性，往往希望照明部分不仅限于指针体本身，也将指针扫过的一定范围进行照亮的情形，以便于直观确认当前的仪表的计测数值。

但是，由于光线经光射出部折射后向指针前端扩散的过程中会发生衰减，由此导致照明区域的亮度不均匀。特别是当仪表盘为不是规则的形状时，例如当采用“コ”字形仪表板时，在指针运动过程中，仪表板上期望被照亮的部分到旋转中心的距离处于不断变化的状态，从而亮度不均一的问题更加明显，因而影响仪表盘的观察性。

现有技术文献

专利文献1：CN104567970A号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种充分利用光源射出的光线，无需加强光源强度即可保证最佳的观察性的仪表盘结构。

为了实现上述目的，本发明提供一种仪表盘结构，具有位于仪表盘表侧的文字板、通过驱动部驱动转动的指针、安装上述指针的壳体和进行照明的光源，上述文字板设有透光带，该透光带上形成表示计测量的指标部，上述指针对上述指标部的计测量进行指示，其中，上述指针上设置有遮光部，在从仪表盘表侧观察时，上述遮光部沿上述指针的长度方向上延伸并覆盖上述指针的转动方向的一侧，用于遮蔽从上述指针的转动方向的一侧射出的光线，在上述指针上被上述遮光部遮蔽的一侧设置有折射部，上述折射部在上述指针的长度方向上位于上述指针的中心侧的旋转中心部与上述指针的前端之间，上述折射部将光线从上述指针被上述遮光部遮蔽的一侧折射向未被遮蔽的另一侧。

根据上述结构，由于光源的光线沿指针长度方向自指针旋转中心向指针前端照射，从而照亮指针体(及导光体)，同时由于光线在指针的导光体内发生散射，使得指针周边一定范围内也被照亮。通过设置遮光部使指针周边仅一侧被照亮，从而加强指针位置的观察性。虽然由于散射光的强度较弱，指针周边照亮的范围有限，但是，通过设置折射部，将被遮蔽一侧的光线向期望照亮的另一侧折射，从而充分利用光源射出的光线，无需加强光源强度即可保证最佳的观察性。

在上述结构的基础上，优选：上述折射部设置在上述指针的长度方向上的中间位置。

在现有的带有照明功能的指针式仪表盘结构中，光线自旋转中心向指针前端呈扇形发散，且在照明区域以旋转中心为圆心的各同心圆周上，靠近指针的部分光线强，远离指针的部分光线强度弱。如果在指针全长度范围内设置折射部，则光线范围虽然得到扩大，但仍为在圆周方向上由指针附近向远端减弱。为此，在指针的中间位置设置折射部，折射光线仅对原扇形区域圆周方向上远离指针的弱光区(指针前端侧区域)进行加强，从而在扩大照明范围的同时，使得照明区域的亮度更为均一。

在上述结构的基础上，优选：上述折射部为使光线发生散射的棱镜结构。

由于指针的导光体内光线的主要方向为沿着指针长度方向，故能够向圆周方向照射的主要是少量方向各异的散射光，为此，相对于平面镜，使用本发明的棱镜结构能够更为有效的利用方向各异的散射光，使折射后的光线更均一。

在上述结构的基础上，优选：上述棱镜结构包括在上述指针的长度方向上分布的多个棱镜。

在上述结构的基础上，优选：在上述指针的长度方向上，构成上述折射部的多个棱镜偏向上述指针的前端侧形成。

在上述结构的基础上，优选：上述文字板的透光带呈“コ”形状。

如前述那样，指针光线在圆形旋转面的径向逐渐减弱，且在同一半径的圆周上光线强度自指针侧向远端减弱。通常采用的圆形透光带位于靠近指针前端位置，因其各点离指针圆心的距离相同，故能够利用指针扇形照明区域中周向长度最大的区域。但是，为了提高视觉效果的美观性和个性化，采用“コ”形状的透光带的情况下，“コ”形状的透光带因其中部离圆心远，两端部离圆心近，此时采用普通的照明结构时，会使透光带照明范围变小，而且照明强度可能会产生“强-弱-强”的变化。根据本发明的上述结构，扩大了照明范围，特别是当折射用的棱镜部仅设置于指针的中间位置时，以低成本实现了使不规则形状的透光带照明均一化的效果。

在上述结构的基础上，优选：上述指针的上述旋转中心部设有棱镜组件，从上述光源射出的光经由上述棱镜组件导向上述指针的前端侧，来自上述棱镜组件的光线通过折射部折射，而对上述指标部进行照明，

在上述结构的基础上，优选：上述指针具有：安装在上述壳体的中央侧的筒状部上的指针底座、安装在上述指针底座上且与上述旋转中心部一起旋转并对上述文字板的上述指标部进行指示的指示部和光线不能透射的不透射部。

在上述结构的基础上，优选：上述不透射部具有以包围上述指示部的前端部的方式设置的罩部、覆盖上述旋转中心部的表侧的指针帽和构成上述遮光部的遮光板。

在上述结构的基础上，优选：上述指针底座上形成有将来自光源的光线向上述指针的前端侧引导的导光体，上述折射部设置在上述导光体的侧面上。

附图说明

图1是本发明的采用圆弧形透光带的指针式仪表盘的主视图。

图2是本发明的指针式仪表盘的主要部分的、图1中A-A剖视图。

图3是本发明的从表侧观察到的棱镜组件的主视图。

图4是本发明的采用“コ”形状透光带的仪表盘的整体示意图。

图5是本发明的“コ”形状透光带的示意图。

图6是本发明的指针式仪表中不透射部、指示部、指针底座和壳体的分解图。

图7是本发明的指针(去除了不透射部)的立体图。

图8是本发明的与图7对应的指针的主视图。

图9是本发明的图8所示的指针组装在壳体上的组装状态图。

图10是本发明的在图9基础上进一步组装不透射部的组装状态图。

图11是现有技术的指针的主视图。

图12是将图11所示的指针组装在壳体上的主视图。

符号说明

1、1’ 指针式仪表盘

2、2’ 文字板

3 指针

30 旋转中心部

31 不透射部

3a 旋转轴

3b 指示部

3c 罩部

3d 受光面

3e 倾斜面

3f 指针帽

3g 指针底座

4 壳体

4a 筒状部

4b 板状部

4c 反射部

4d 外周部

5 电路基板

6 光源

7 驱动部

8 遮光板(遮光部)

10 棱镜组件

11 棱镜部(光射出部)

11a 受光面

11b 倾斜面

11c 射出面

14 导光体

15 折射部

12 彩色部

13 导光部

13a 受光面

13b 射出面

20 指标部

20a 光透射窗部

20b 刻度部

20c 光透射窗

20d 数值部

21 透光带

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的指针式仪表盘1例如是设在例如汽车或二轮车等车辆上的转速计，通过指针的旋转来表示搭载在车辆上的发动机的转速，由此向使用者(驾驶员)报知发动机转速。

图1是本发明的采用圆弧形透光带的指针式仪表盘的主视图，图2是本发明的指针式仪表盘的主要部分的、图1中A-A剖视图，图3是本发明的从表侧观察到的棱镜组件的主视图。

如图1及图2所示，指针式仪表盘1从表侧按顺序具有文字板2、指针3、壳体4、电路基板5。此外，指针式仪表盘1还具有安装在电路基板5上的进行照明的光源6及驱动指针3转动的驱动部7。

指针3具有：通过驱动部7的动力而旋转的旋转中心部30、与旋转中心部30一起旋转并对文字板2的指标部20进行指示的指示部3b、和不透射部31。不透射部31由例如规定的黑色树脂形成，具有罩部3c、指针帽3f和遮光板8。

光源6安装在电路基板5的表侧，可由LED构成。多个光源6在以指针3的旋转轴3a的轴线为中心的一个圆周上等间隔地排列并与指针3的转动范围对应地配置。该多个光源6(在图示例中为8个)设为用于随着指针3的旋转而对文字板2的指标部20进行照明和用于使指针3发光。

驱动部7安装在电路基板5的背侧，可由步进电动机构成，在控制部的控制下，使旋转轴7a旋转，带动指针3旋转至与发动机转速相应的位置。

在电路基板5上安装有控制指针式仪表盘1的动作的控制部。该控制部从指针式仪表盘1的外部装置获取发动机的转速等车辆信息，并基于所获取的车辆信息使光源6以及驱动部7动作。

文字板2位于指针3的表侧，文字板2上设有供光透过的透光带，透光带形成有表示计测量的指标部20。指标部20通过文字板2中没有形成遮光性印刷层的部分来表现，具有光透射窗部20a、多个刻度部20b、和多个数值部20d。指标部20设置成从正面(仪表盘表侧)观察文字板2时以指针3的旋转轴3a的轴线为中心的大致半圆的圆弧状。

指针3的旋转中心部30具有与驱动部7的旋转轴7a连结的旋转轴3a。由此，旋转中心部30以旋转轴3a为中心而旋转。指示部3b是以沿旋转中心部30的外周方向延伸的方式设置且指示指标部20的部分。

在旋转中心部30的指示部3b的延伸方向的相反侧形成有受光面3d和倾斜面3e。受光面3d是朝向旋转中心部30的背侧的面，接受来自光源6的光。倾斜面3e位于受光面3d的表侧，使从受光面3d入射的来自光源6的光朝向指示部3b的前端方向反射，从而指示部3b发光。另外，在指示部3b的背面可以印制白色箔来进行遮光，被向指示部3b的前端侧引导的光中的照射在指示部3b背面上的光、和从指示部3b的表侧入射的光(例如外界光)由指示部3b的背面反射而向表侧射出。

构成指针3的不透射部31的罩部3c以包围指示部3b的前端部的方式设置。指针帽3f覆盖旋转中心部30的表侧。罩部3c和指示部3b可以一体形成。

如图2所示，旋转中心部30设有棱镜组件10。棱镜组件10例如以围绕指针3的旋转轴3a的方式形成，并通过未图示的连结部件与旋转轴3a连结。因此，棱镜组件10也随着旋转轴3a的旋转而旋转。

如图3所示，棱镜组件10形成为圆环状，其周向的一部分为棱镜部(光射出部)11，其他大部分为彩色部12。另外，在棱镜组件10中的、棱镜部11的隔着旋转轴3a的相反侧，形成有导光部13。棱镜部11、彩色部12和导光部13通过嵌件成型或双色成型而一体形成。棱镜部11及导光部13由例如透明的PMMA树脂构成，彩色部12由例如黑色的合成树脂构成。棱镜部11在从表侧观察时形成为扇状，导光部13在从表侧观察时形成为大致矩形状。

棱镜部11的横截面(棱镜组件10的径向截面)形成为大致直角梯形，彩色部12的横截面形成为以沿表背方向延伸的边为长边的长方形。导光部13的横截面形成为以沿表背方向延伸的边为长边的长方形。

在棱镜部11上形成有受光面11a、倾斜面11b及射出面11c。如图2所示，在棱镜部11中，直角梯形状的部分的下底相当于受光面11a，斜边相当于倾斜面11b，与下底垂直的边相当于射出面11c。受光面11a及射出面11c是透明的，能够使光透射。倾斜面11b是由透明镜面构成的反射面。因此，从棱镜部11的受光面11a入射的来自光源6的光由倾斜面11b反射并从圆环状的外周面的一部分的射出面11c向指针3的前端侧，作为扇状光而与文字板2平行地射出(参照图3)。该扇状的射出光成为由反射部4c反射而射向文字板2的光。由此，对指标部20进行照明。如图1所示，在此，基于该射出光的扇状照明范围为构成光透射窗部20a的多个光透射窗20c中的两个光透射窗20c部分和两个光透射窗20c的内侧的两个数值部20d。

此外，棱镜部11的倾斜面11b也可以是光无法透射的反射面。

棱镜部11的受光面11a与八个光源6中的至少一个相对。并且，由于棱镜部11与旋转轴3a一起旋转，所以与棱镜部11的受光面11a相对的光源6随着指针3的旋转而交替。

另外，在棱镜组件10的导光部13的背侧形成有受光面13a，在表侧形成有射出面13b。受光面13a与八个光源6中的至少一个相对。受光面13a从与将光射出到棱镜部11的受光面11a上的光源6不同的一个光源6接受光。由于导光部13与旋转轴3a一起旋转，所以与导光部13的受光面13a相对的光源6随着指针3的旋转而交替。射出面13b与位于指针3的背侧的受光面3d相对。导光部13在受光面13a上接受的来自光源6的光从射出面13b射出并向与射出面13b相对的受光面3d入射。从受光面3d入射的光由倾斜面3e反射，并被向指示部3b的前端侧引导。由此，指针3的指示部3b发光。

根据上述的结构，如图2所示，一方面，从受光面11a入射到棱镜部11的光中的、照射在透明镜面的倾斜面11b上的光(图2中以箭头AR1图示)由倾斜面11b反射并从射出面11c射出，然后向壳体4的反射部4c入射。由壳体4的反射部4c反射的反射光(图2中以箭头AR2图示)朝向文字板2的指标部20照射。另一方面，指针3的受光面3d接受来自与向棱镜部11的受光面11a射出的光源不同的一个(或多个)光源6的光。从光源6射出的光被引导到导光部13并向指针3的受光面3d入射。入射到指针3的受光面3d的来自光源6的光由指针3的倾斜面3e反射，并被向指示部3b的前端方向引导。由此，指针3的指示部3b发光。

另外，在指针3上设有与罩部3c-体地形成的遮光板8。

如图1所示，遮光板8在从正面观察指针式仪表盘1时沿指示部3b延伸。在本实施方式中，遮光板8将指示部3b的宽度方向上的一个侧部覆盖(相对于指示部3b为顺时针侧。图1中的上侧)。另外，遮光板8朝向指示部3b的背侧延伸，形成为在与壳体4的板状部4b及反射部4c之间空出细小间隙且沿着指示部3b的形状。

这样构成的遮光板8在从正面观察指针式仪表盘1时，遮蔽从棱镜部11射出的扇状光中的、从指示部3b的旋转方向上的一方侧射向另一方侧的光。在此，遮光板8遮蔽从指示部3b的逆时针方向侧(图1中的下侧)朝向顺时针侧(图1中的上侧)的光(抑制漏光)。

据此，指针在仪表盘示数增加的一侧设置有一与指针长度一致的遮光板8，遮光板8阻止光线照亮指针示数增加的一侧，使仪表盘透光带仅有当前示数以下的一部分区域被照亮。

图4是本发明的采用“コ”形状透光带的仪表盘的整体示意图，图5是本发明的“コ”形状透光带的示意图。

如图4、图5所示，为了提高视觉效果的美观性和个性化，指针式仪表盘1’的透光带21形成为不规则形状，图中的透光带21呈“コ”形状。通过所述透光带21观察文字板2’上的计测量。

一般情况下，由于在指针3靠近旋转中心部30的光源射出的光线经上方的棱镜部11扩散成扇形而向指针前端照射，从而照亮指针体及周围一定范围的区域，但是，由于光线经棱镜部11折射后向指针3前端扩散的过程中会发生衰减，由此导致照明区域的亮度不均。

特别是当仪表盘(透光带)为不是规则的圆形时，如当采用上述图4、图5所示的“コ”字形透光带的情况下，“コ”形状的透光带因其中部离圆心远，两端部离圆心近，此时采用普通的照明结构时，会使透光带照明范围变小，而且照明强度可能会产生“强-弱-强”的变化。在指针转动过程中，仪表盘上期望被照亮的部分到旋转中心的距离处于不断变化的状态，从而亮度不均的问题更加明显，因而影响仪表盘的观察性。

图6是本发明的指针式仪表中不透射部、指示部、指针底座和壳体的分解图，图7是本发明的指针(去除了不透射部)的立体图，图8是本发明的与图7对应的指针的主视图，图9是本发明的图8所示的指针组装在壳体上的组装状态图，图10是本发明的在图9基础上进一步组装不透射部的组装状态图。

如图6的分解图所示，指针3的指针底座3g安装在壳体4的中央侧的筒状部4a上，指示部3b安装在指针底座3g上，光线不能透射的不透射部31覆盖指示部3b以及指针底座3g。如图10所示，不透射部31具有以包围指示部3b的前端部的方式设置的罩部3c、覆盖旋转中心部30的表侧的指针帽3f和设在指示部3b的一侧的遮光板8。这里，罩部3c、指针帽3f和遮光板可以一体形成。另外，指针3的中心侧的旋转中心部30实质上就是指针底座3g上位于中心侧的部分。

如图7-11所示，指针底座3g上形成有将来自棱镜部11的光线向指针3的前端侧引导的导光体14，在导光体14的一侧面(图中右侧面)追加设置了折射部15。折射部15在指针3的长度方向上位于指针3的前端与指针3的中心侧的旋转中心部30之间，折射部15将导光体14中传导的光线从指针3被遮光板8遮蔽的右侧折射向未被遮蔽的左侧。

如上所述，由于光线自旋转中心向指针前端呈扇形发散，且在照明区域以旋转中心为圆心的各同心圆周上，靠近指针的部分光线强，远离指针的部分光线强度弱。

本发明中，折射部15设置在指针3的长度方向上的中间位置。据此，相对于在指针全长范围设置折射部，仅在指针中部设置折射部，使折射光线仅对原扇形区域圆周方向上远离指针的弱光区进行加强，而对照明强度本就较强的指针尖端附近区域不进行增强，从而在扩大照明范围的同时，使得照明区域的亮度更为均匀，同时也降低了设置折射部的成本。

而且，折射部15为使光线发生散射的棱镜结构。棱镜结构包含在指针3的长度方向上分布的多个棱镜。

由于现有技术的指针导光体内光线的主要方向为沿着指针长度方向，故能够向圆周方向照射的主要是少量方向各异的散射光，因此相对于平面镜，使用棱镜结构能够更为有效的利用方向各异的散射光，并使折射后的光线更均一。

另外，在指针3的长度方向上，构成折射部15的多个棱镜偏向所述指针3的前端侧形成。即，如图7-图9所示，指针3的上下长度方向上，构成折射部15的多个棱镜偏向下方的前端侧。

若在指针全长度范围内设置折射部，则光线范围虽然得到扩大，但仍为在圆周方向上由指针中心向远端减弱，造成光线不均匀。而通过上述多个棱镜的分布形成为偏向所述指针3的前端侧，故可以解决上述光线不均匀的问题。

另外，在上述实施方式中，以车辆上的转速计为例进行了说明，但是，其仅仅是示例而已，本发明的指针式仪表盘并非局限于此，也可用于其他的带有照明功能的指针式仪表盘。

另外，在上述实施方式中，关于文字板透光带的形状以“圆弧状”和“コ”形状为例进行了说明，但是本发明适用的仪表盘并非局限于此，当然也可应用于其他的形状。

如上所述，本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分记载，但对于本领域技术人员来说能够了解各种变形或变更。不言而喻，不仅各实施方式能够相互组合来实现本发明，而且各实施方式中的技术特征也能够相互组合，这些变形或变更只要没有脱离本发明的技术方案限定的范围，均应被涵盖于其中。

Claims (10)

1.一种仪表盘结构，具有位于仪表盘表侧的文字板(2、2’)、通过驱动部(7)驱动转动的指针(3)、安装所述指针(3)的壳体(4)和进行照明的光源(6)，所述文字板(2、2’)设有透光带(21)，该透光带(21)上形成表示计测量的指标部(20)，所述指针(3)对所述指标部(20)的计测量进行指示，

所述仪表盘结构的特征在于：

所述指针(3)上设置有遮光部(8)，在从仪表盘表侧观察时，所述遮光部(8)沿所述指针(3)的长度方向上延伸并覆盖所述指针(3)的转动方向的一侧，用于遮蔽从所述指针(3)的转动方向的一侧射出的光线，

在所述指针(3)上被所述遮光部(8)遮蔽的一侧设置有折射部(15)，所述折射部(15)在所述指针(3)的长度方向上位于所述指针(3)的中心侧的旋转中心部(30)与所述指针(3)的前端之间，所述折射部(15)将光线从所述指针(3)被所述遮光部(8)遮蔽的一侧折射向未被遮蔽的另一侧。

2.如权利要求1所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述折射部(15)设置在所述指针(3)的长度方向上的中间位置。

3.如权利要求1所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述折射部(15)为使光线发生散射的棱镜结构。

4.如权利要求3所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述棱镜结构包括在所述指针(3)的长度方向上分布的多个棱镜。

5.如权利要求4所述的仪表盘结构，其特征在于：

在所述指针(3)的长度方向上，构成所述折射部(15)的多个棱镜偏向所述指针(3)的前端侧形成。

6.如权利要求1-5中任一项所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述文字板(2’)的透光带(21)呈“コ”形状。

7.如权利要求1-5中任一项所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述指针(3)的所述旋转中心部(30)还设有棱镜组件(10)，从所述光源(6)射出的光经由所述棱镜组件(10)导向所述指针(3)的前端侧，来自所述棱镜组件(10)的光线通过所述折射部(15)折射，而对所述指标部(20)进行照明。

8.如权利要求1-5中任一项所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述指针(3)具有：安装在所述壳体(4)的中央侧的筒状部(4a)上的指针底座(3g)、安装在所述指针底座(3g)上且与所述旋转中心部(30)一起旋转并对所述文字板(2、2’)的所述指标部(20)进行指示的指示部(3b)和光线不能透射的不透射部(31)。

9.如权利要求8所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述不透射部(31)具有以包围所述指示部(3b)的前端部的方式设置的罩部(3c)、覆盖所述旋转中心部(30)的表侧的指针帽(3f)和构成所述遮光部(8)的遮光板。

10.如权利要求8所述的仪表盘结构，其特征在于：

所述指针底座(3g)上形成有将来自所述光源(6)的光线向所述指针的前端侧引导的导光体(14)，所述折射部(15)设置在所述导光体(14)的侧面上。