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Die
japanische Patentanmeldung Nr. 2008-178769 ,
auf der die vorliegende Patentanmeldung beruht, ist hier unter Bezugnahme
eingeschlossen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Anzeigeeinheit für
ein Auto oder ein anderes Fahrzeug und insbesondere eine Anzeigeeinheit
mit einer Skalenscheibe für einen Drehzahlanzeiger bzw. Geschwindigkeitsanzeiger
und mit einer Anzeigeeinrichtung wie etwa einer LCD-Einheit in der
Mitte der Skalenscheibe.
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Die
Skalenscheibe eines Drehzahl- oder Geschwindigkeitsanzeigers und
eine auf der Oberfläche der Skalenscheibe angeordnete Anzeigeeinrichtung können
zu einer Anzeigeeinheit in einem Auto oder anderem Fahrzeug kombiniert
sein. Bei einem derartigen Design muss die Deutlichkeit der Anzeigeeinheit
trotz des Vorhandenseins eines Zeigers, der auf eine Skala der Skalenscheibe
gerichtet ist, und der mittigen Anordnung der Anzeigeeinrichtung
in der Mitte der Skalenscheibe sichergestellt werden.
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Wenn
die Skalenscheibe wichtige Informationen wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit
angibt und die Anzeigeeinrichtung weniger wichtige Informationen
wie etwa die Uhrzeit angibt, besteht ein Bedarf für eine
Verbesserung in der Anordnung der Skalenscheibe. Indem etwa die
Skalenscheibe relativ zu der mittigen Anzeigeeinrichtung nach oben
versetzt wird, ist die Skalenscheibe näher an der Sichtachse eines
Fahrers als die mittige Anzeigeeinrichtung, wodurch die Sichtbarkeit
der Skalenscheibe verbessert wird.
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Einer
derartigen Anforderung entspricht die in
4 und
5 gezeigte
bekannte Anzeigeeinheit (siehe zum Beispiel die offen gelegte
japanische Patentanmeldung Nr.
2005-181301 ). Wie in
4 und
5 gezeigt,
umfasst eine Anzeigeeinheit
1 eine LCD
2 als Anzeigeeinrichtung,
eine Skalenanordnung
3, eine Hauptplatte
4, einen
Motor
5, einen Zeiger
6, eine LED-Lichtquelle
10 und
ein Prisma
11. Die LCD-Einrichtung
2 ist aus der
Perspektive des Fahrers im wesentlichen kreisrund, wobei Informationen
wie etwa Warnungen oder die Uhrzeit auf der LCD-Einrichtung
2 angezeigt
werden. Die LCD-Einrichtung
2 umfasst einen Körper
21,
eine LED-Lichtquelle
22, die für eine Hintergrundbeleuchtung
an der Hauptplatte
4 montiert ist, und eine Lichtleiterplatte
23,
die einen durch die LED-Lichtquelle
22 emittierten Lichtstrahl
zu einer unteren Seite des Körpers
21 führt.
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Die
Skalenanordnung 3 weist aus der Perspektive des Fahrers
die Form eines Ringes (oder Bogensegments) auf, in dessen Mitte
ein im wesentlichen kreisrundes Loch vorgesehen ist. Skalen und Ziffern
sind auf einem Umfang der Skalenanordnung 3 ausgebildet.
Die Skalenanordnung 3 ist vor der LCD-Einrichtung 2 vorgesehen,
wobei der Fahrer die LCD-Einrichtung 2 durch das Loch hindurch
betrachten kann.
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Die
Hauptplatte 4 ist unter der LCD-Einrichtung 2 vorgesehen.
Der Motor 5 weist einen Körper 51 auf,
der auf einer Unterseite der Hauptplatte 4 vorgesehen ist.
Der Motor 5 weist eine Welle 52 auf, die auf einer
vorderen Fläche der Hauptplatte 4 vorsteht.
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Ein
Ende des Zeigers 6 ist an der Welle 52 befestigt.
Der Zeiger 6 erstreckt sich horizontal von der Welle 52 entlang
der Unterseite der LCD-Einrichtung 2, ist mit einem rechten
Winkel gebogen und erstreckt sich vertikal über den Rand
der LCD-Einrichtung 2 hinaus, ist mit einem rechten Winkel
gebogen und erstreckt sich zwischen der LCD-Einrichtung 2 und
der Skalenanordnung 3, ist mit einem rechten Winkel gebogen
und erstreckt sich vertikal über den inneren Rand der Skalenanordnung 3 hinaus,
und ist mit einem rechten Winkel gebogen und erstreckt sich horizontal,
wobei das andere Ende (d. h. der Zeigeteil 64) des Zeigers 6 auf
der vorderen Fläche der Skalenanordnung 3 positioniert
ist. Der Zeiger 6 behindert also die Sichtlinie zwischen
dem Fahrer und einem Anzeigebereich der LCD-Einrichtung 2 nicht. Bei
der oben beschriebenen Konfiguration des Zeigers 6 kann
die LCD-Einrichtung 2 trotz der vertieften Anordnung der
LCD-Einrichtung 2 in Bezug auf die Fläche der
Skalenanordnung 3 durch den Fahrer betrachtet werden. Der
Zeiger 6 ist ein Licht emittierender Zeiger, der aus einem
Licht leitenden Material wie etwa einem transparenten Kunstharz
ausgebildet ist.
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Eine
Vielzahl von LED-Lichtquellen 10 sind auf der vorderen
Fläche der Hauptplatte 4 derart ausgebildet, dass
die Welle 52 des Motors 5 durch die LED-Lichtquellen 10 umgeben
ist. Das Prisma 11 ist zwischen den LED-Lichtquellen 10 und
einer Lichteingangsfläche Mj des Zeigers 6 vorgesehen.
Das Prisma 11 dient dazu, die aus den LED-Lichtquellen 10 ausgegebenen
Lichtstrahlen zu konzentrieren, damit die konzentrierten Lichtstrahlen
in die Lichteingangsfläche Mj des Zeigers 6 eintreten
können. Die in die Lichteingangsfläche Mj eingetretenen
Lichtstrahlen werden fünf Mal durch die Reflexionsflächen M21
bis M25 in dieser Reihenfolge reflektiert (siehe 4),
bevor sie den Zeigeteil 644 erreichen. Die in den Zeigeteil 644 eingetretenen
Lichtstrahlen werden erneut von einer hinteren Fläche des
Zeigeteils 644 reflektiert und treten dann an einer vorderen
Fläche aus. Auf diese Weise emittiert der Zeigeteil 644 Licht.
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Ein
Nachteil der herkömmlichen Anzeigeeinheit 1 liegt
darin, dass die Vielzahl von LED-Lichtquellen 10 um die
Welle 52 herum angeordnet sein müssen, damit der
Zeiger 6 Licht emittieren kann. Denn dabei ist es schwierig,
ein unregelmäßiges Leuchten des Zeigers 6 bei
einer Drehung des Zeigers zu verhindern. In der herkömmlichen
Anzeigeeinheit 1 werden die aus den LED-Lichtquellen 10 emittierten
Lichtstrahlen unter Verwendung des Prismas 11 konzentriert
und treten in die Lichteingangsfläche Mj des Zeigers 6 ein,
um die Helligkeit des Zeigeteils 644 zu erhöhen.
Bei dieser Konfiguration tritt jedoch während des Drehens
eine Unregelmäßigkeit in der Helligkeit auf, wenn
die Distanz zwischen der LED-Lichtquelle 10 und der Lichteingangsfläche
Mj des Zeigers 6 nicht ausreicht.
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Neben
dem Problem der unregelmäßigen Helligkeit des
Zeigers weist die herkömmliche Anzeigeeinheit 1 noch
ein anderes Problem auf. Weil nämlich ein durch die LED-Lichtquelle 10 emittierter
Lichtstrahl über die fünf Reflexionsflächen
M21 bis M25 geht, bevor er den Zeigeteil 644 erreicht,
wird durch die mehrfachen Reflexionen eine beträchtliche Dämpfung
der Lichtstrahlen eingeführt, sodass es schwierig ist,
einen ausreichenden Helligkeitsgrad des Zeigeteils 644 zu
erzielen.
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Die
Anzahl der Reflexionen der Lichtstrahlen innerhalb des Zeigers sollte
also reduziert werden. Außerdem sollte ein Lecken des Lichts
aus den Oberflächen des Zeigers außer an der oberen
Fläche des Zeigeteils effektiv verhindert werden. Und wenn ein
Aufbau angewendet wird, mit dem die oben genannten Nachteile beseitigt
werden können, sollten die durch den neu eingeführten
Aufbau bedingten Nachteile beseitigt oder minimiert werden.
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Es
besteht also ein Bedarf für eine Lösung, die das
Problem einer unregelmäßigen Helligkeit beseitigt,
um eine bessere Funktionalität und ein besseres Erscheinungsbild
für Anzeigevorrichtungen in Fahrzeugen zu bieten.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, gibt die vorliegende
Erfindung eine Anzeigeeinheit an, die die Unregelmäßigkeit
in der Helligkeit eines Zeigers reduziert und den Helligkeitsgrad
des Zeigers erhöht.
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Es
wird eine Anzeigeeinheit angegeben, die umfasst: eine torusförmige
Skalenscheibe, in deren Mitte ein im wesentlichen kreisrundes Loch
ausgebildet ist, eine kreisrunde Anzeigeeinrichtung, die unterhalb
der Skalenscheibe angeordnet ist, wobei eine vordere Fläche
der Anzeigeeinrichtung durch das Loch in der Skalenscheibe sichtbar
ist und ein Randbereich der vorderen Fläche durch die Skalenscheibe
bedeckt wird; und einen Zeiger, der sich um eine Welle dreht, die
unterhalb der Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist.
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Der
Zeiger umfasst: (a) ein längliches Substrat, das sich unter
der Anzeigeeinrichtung in einer radialen Richtung in Bezug auf die
Welle erstreckt, wobei ein Ende des länglichen Substrats
an der Welle befestigt ist und sich das andere Ende in einen Raum erstreckt,
der in der radialen Richtung außerhalb eines Rands der
Anzeigeeinrichtung liegt; (b) eine Lichtquelle, die an einem Teil
des Substrats vorgesehen ist, der in der radialen Richtung weiter
außen liegt als der Rand der Anzeigeeinrichtung; und (c)
einen Lichtleiter, dessen Geometrie gemäß einer
Ausführungsform wie folgt beschaffen ist.
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Der
Lichtleiter umfasst: (i) einen ersten Lichtleiterteil, der sich
in einer axialen Richtung in Bezug auf die Welle nach oben über
den Rand der Anzeigeeinrichtung hinaus erstreckt, wobei ein Ende
des ersten Lichtleiterteils der Lichtquelle zugewandt ist und sich
das andere Ende in einen Raum erstreckt, der in der axialen Richtung über
der Anzeigeeinrichtung liegt; (ii) einen zweiten Lichtleiterteil,
der sich in der radialen Richtung nach innen erstreckt, wobei ein Ende
des zweiten Lichtleiterteils an das andere Ende des ersten Lichtleiterteils
anschließt und das andere Ende über der Anzeigeeinheit
und in der radialen Richtung weiter innen angeordnet ist als ein
innerer Rand der Skalenscheibe; (iii) einen dritten Lichtleiterteil,
der sich in der axialen Richtung nach oben erstreckt, wobei ein
Ende des dritten Lichtleiterteils an den zweiten Lichtleiterteil
anschließt und sich das andere Ende in einen Raum erstreckt,
der über der Skalenscheibe liegt; und (iv) einen Zeigeteil,
der sich in der radialen Richtung nach außen erstreckt,
wobei ein Ende des Zeigeteils an das andere Ende des dritten Lichtleiterteils
anschließt und das andere Ende über der Skalenscheibe
angeordnet ist, sodass das andere Ende des Zeigeteils auf die Skalenscheibe zeigt.
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Der
oben beschriebene Aufbau und die oben beschriebene Anordnung der
Erfindung bieten den Vorteil, dass die Lichtquelle aufgrund ihrer
Montage an der Spitze des an der Welle befestigten länglichen Substrats
synchron zu der Drehung des Zeigers gedreht wird, sodass eine Unregelmäßigkeit
in der Helligkeit des Zeigeteils während des Drehens beseitigt werden
kann.
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In
einer Implementierung kann ein Film auf den Seitenflächen
des Substrats vorgesehen sein, um eine Wärmeverformung
des Substrats zu verhindern.
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Vorzugsweise
umfasst der Lichtleiter: (a) eine erste Reflexionsfläche,
die an einem Verbindungsteil zwischen dem ersten Lichtleiterteil
und dem zweiten Lichtleiterteil derart vorgesehen ist, dass ein
durch die Lichtquelle emittiertes und durch den ersten Lichtleiterteil
gehendes Licht an der ersten Reflexionsfläche reflektiert
wird, wobei das reflektierte Licht dann durch den zweiten Lichtleiterteil geht;
(b) eine zweite Reflexionsfläche, die an einem Verbindungsteil
zwischen dem zweiten Lichtleiterteil und dem dritten Lichtleiterteil
derart vorgesehen ist, dass das durch den zweiten Lichtleiterteil
gehende Licht an der zweiten Reflexionsfläche reflektiert
wird, wobei das reflektierte Licht dann durch den dritten Lichtleiterteil
geht; und (c) eine dritte Reflexionsfläche, die an einem
Verbindungsteil zwischen dem dritten Lichtleiterteil und dem Zeigeteil
derart vorgesehen ist, dass das durch den dritten Lichtleiterteil
gehende Licht an der dritten Reflexionsfläche reflektiert wird,
wobei das reflektierte Licht dann durch den Zeigeteil zu dem anderen
Ende des Zeigeteils geht.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau und der oben beschriebenen Anordnung
kann die Anzahl der Reflexionen während des Drehens des
Zeigers 6 von den herkömmlichen fünf
(5) auf drei (3) Reflexionen reduziert werden, wodurch der Helligkeitsgrad
der Beleuchtung des Zeigeteils 644 erhöht werden
kann.
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Vorzugsweise
kann der Lichtleiter ein einstückig damit ausgebildetes
Fixierungsglied aufweisen, das ein Paar von Stiften umfasst, die
jeweils an einer in der axialen Richtung unteren Seite des ersten Lichtleiterteils
vorgesehen sind, um die beiden Kanten des Substrats in der Breitenrichtung
einzuschließen, wobei auf Innenflächen des Paares
von Stiften jeweils Gleitrillen ausgebildet sind, in die die beiden Kanten
des Substrats gleitbar eingesetzt sind. Es ist zu beachten, dass
der Lichtleiter einfach an dem Substrat angebracht werden kann,
indem die beiden Kanten des Substrats in die Gleitrillen eingesetzt
werden und der Lichtleiter gleitend verschoben wird.
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Vorzugsweise
kann die Anzeigeeinheit eine Lichtleiterabdeckung umfassen. Die
Lichtleiterabdeckung ist konfiguriert, um die Außenflächen
des Lichtleiters mit Ausnahme einer oberen Fläche des Zeigeteils
zu bedecken und dadurch ein Lecken des Lichts zu verhindern. Weil
die Lichtleiterabdeckung das Austreten von Licht an anderen Flächen
als der oberen Fläche des Zeigeteils verhindert, trägt
die Lichtleiterabdeckung zu einem besseren Erscheinungsbild des
Zeigers bei.
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Vorzugsweise
umfasst die Lichtleiterabdeckung einen weißen Körper
aus einem weißen Material und eine schwarze Beschichtung,
die auf der Außenfläche des weißen Körpers
vorgesehen ist. Ein Vorteil einer Lichtleiterabdeckung mit einem
weißen Körper ist darin gegeben, dass ein aus
der Lichtleiterabdeckung gelecktes Licht von dem weißen
Körper reflektiert wird, wobei das reflektierte Licht dann
erneut durch den Lichtleiter 64 zu dem Zeigeteil 644 geführt
wird, wodurch die Helligkeit des Zeigeteils weiter erhöht
wird. Durch den weißen Körper der Abdeckung kann
die Helligkeit auf der oberen Fläche des Zeigeteils weiter
verbessert werden. Und durch die schwarze Außenfläche
wird das durch den weißen Körper der Lichtleiterabdeckung
nach außen gelangende Licht absorbiert, sodass also ein
Lecken von Licht effektiv verhindert wird.
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Vorzugsweise
kann die Anzeigeeinheit eine Hauptplatte unterhalb des Substrats
des Zeigers und einen Anschlussdraht für die Stromversorgung,
der zwischen der Hauptplatte und dem Substrat verbunden ist, umfassen. Über
den Anschlussdraht kann Strom aus der Hauptplatte zu dem Substrat
geführt werden, und zwar unabhängig von der Drehung
und dem Drehwinkel des Substrats.
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Vorzugsweise
kann die Anzeigeeinheit einen Halteteil umfassen. Der Halteteil
ist unterhalb der Unterseite des Substrats des Zeigers auf der oberen Fläche
der Hauptplatte vorgesehen und konfiguriert, um den Anschlussdraht
in der axialen Richtung einzuschließen, sodass die Bewegung
des Anschlussdrahts in der axialen Richtung auf einen bestimmten Grad
beschränkt wird. Dank des Halteteils stört der Anschlussdraht
die auf der Hauptplatte montierten elektronischen Bauteile nicht
und behindert die Drehung des Zeigers auch dann nicht, wenn die
Drehung des Substrats eine Bewegung des Anschlussdrahts veranlasst.
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Um
die vorliegende Erfindung zu verdeutlichen, wird im Folgenden eine
bevorzugte Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittansicht einer Anzeigeeinheit gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Teilexplosionsansicht der Anzeigeeinheit von 1.
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3 ist
eine Teilexplosionsansicht der Anzeigeeinheit von 1.
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4 ist
eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Anzeigeeinheit.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zeiger, ein Prisma, eine
LED-Lichtquelle, einen Motor und eine Ausgleichsgewicht der herkömmlichen
Anzeigeeinheit von 4 zeigt.
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In 1 bis 3 und
insbesondere in 1 ist eine Anzeigeeinheit 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die Anzeigeeinheit 1 umfasst eine Flüssigkristalleinrichtung
(LCD-Einrichtung) 2 als Anzeigeeinrichtung, eine Skalenanordnung 3,
eine Hauptplatte 4, einen Motor 5, einen Zeiger 6,
einen Anschlussdraht 7 und einen Halteteil 8.
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Wie
in 1 gezeigt, kann die LCD-Einrichtung 2 mit
einer im wesentlichen kreisrunden Form ausgebildet sein und verwendet
werden, um Informationen wie etwa eine Warnung und die Uhrzeit anzuzeigen.
Die LCD-Einrichtung 2 umfasst einen Körper 21,
eine LED-Lichtquelle 22 für eine Hintergrundbeleuchtung,
die auf der Hauptplatte 4 vorgesehen ist, und eine Lichtleiterplatte 23,
die durch die LED-Lichtquelle 22 emittierte Lichtstrahlen
zu einer unteren Seite des Körpers 21 der LCD-Einrichtung 2 führt.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst die Skalenanordnung 3 eine
Skalenscheibe 31 mit einem ringförmigen Skalenteil 32.
Die Skalenscheibe 31 ist in der Form eine Rings oder Torus
(es kann sich auch nur um ein Bogensegment handeln) mit einem großen und
im wesentlichen kreisrunden Loch in der Mitte ausgebildet. Zahlen,
Buchstaben oder andere Zeichen, auf die der Zeiger 6 zeigt,
sind auf der Skalenscheibe 31 durch Drucken oder andere
geeignete Techniken aufgebracht. Der ringförmige Skalenteil 32 ist
eine Licht leitende Platte, die zum Beispiel aus einem transparenten
Kunstharz ausgebildet ist. Der ringförmige Skalenteil 32 überlappt
und bedeckt den Umfang der Skalenscheibe 31. Eine gravierte
Skala ist auf der Oberfläche des Skalenteils 32 vorgesehen. Die
Skalenanordnung 3 ist vor der LCD-Einrichtung 2 vorgesehen,
wobei die LCD-Einrichtung 2 durch das Loch in der Skalenscheibe 31 hindurch
betrachtet werden kann.
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Es
ist zu beachten, dass drei Richtungen in den Figuren angegeben sind.
Die erste Richtung Y1 ist die Breitenrichtung, die allgemein parallel
zu den Breiten des Ausgleichsgewichts 61 und des Substrats 62 ist.
Die zweite Richtung Y2 ist eine radiale Richtung, die allgemein
parallel zu oder entlang des Radius des Körpers 82 verläuft.
Außerdem ist die radiale Richtung Y2 auch allgemein parallel
zu der Länge des Substrats 62 von 1.
Weiterhin ist die radiale Richtung Y2 orthogonal zu der oben definierten Richtung
Y1. Die dritte Richtung Y3 ist eine axiale Richtung. Die axiale
Richtung Y3 entspricht der vertikalen Richtung in den Figuren und
ist orthogonal zu den Richtungen Y1 und Y2. Es ist zu beachten,
dass die axiale Richtung hier allgemein parallel zu der Welle 52 ist.
Weiterhin verläuft eine Umfangsrichtung allgemein entlang
des Umfangs der Skalenscheibe, der Skalenanordnung oder der LCD-Einrichtung,
je nach dem Kontext. Diese Komponenten müssen übrigens
nicht exakt kreisrund sein, sondern können auch andere
geeignete Formen aufweisen.
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Es
ist zu beachten, dass der Zeiger 6 konfiguriert ist, um
sich um eine Drehachse (d. h. die Welle) zu drehen, wobei die vorstehenden
Definitionen der Richtungen der Einfachheit auf die statische Wiedergabe
von 1 bezogen sind, ohne dass deswegen die technischen
Merkmale der Erfindung eingeschränkt werden.
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Die
Hauptplatte 4 ist unter der LCD-Einrichtung 2 vorgesehen.
Der Motor 5 weist einen Motorkörper 51 und
eine Welle 52 auf. Der Motorkörper 51 ist
auf einer Unterseite der Hauptplatte 4 vorgesehen. Die
Welle 52 steht von einer oberen Fläche der Hauptplatte 4 vor.
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Der
Zeiger 6 umfasst ein Ausgleichsgewicht 61, ein
längliches Substrat 62, eine LED-Lichtquelle 63 und
einen Lichtleiter 64. Wie in 2 gezeigt,
umfasst das Ausgleichsgewicht 61 einen Gewichtskörper 611 und
ein einstückig damit ausgebildetes Fixierungsglied 612.
Der Gewichtskörper 611 ist ein Gewicht, das für
einen Ausgleich des auf die Welle 52 wirkenden Gewichts
des Substrats 62, der LED-Lichtquelle 63 und Lichtleiters 64 verwendet wird.
Das Fixierungsglied 612 sichert das Ausgleichsgewicht 62 und
das Substrat 62 an der Welle 52.
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Das
Fixierungsglied 612 weist einen Positionierungsvorsprung
N1, einen Verbindungsstift N2 und ein Paar von Verbindungsstiften
N3 auf. Der Positionierungsvorsprung N1 ist auf der Oberfläche
des Fixierungsglieds 612 vorgesehen. Der Positionierungsvorsprung
N1 steht vertikal zu einer Höhe vor, die größer
als diejenige der Verbindungsstifte N2 und N3 ist. Der Positionierungsvorsprung
N1 weist ein Loch H1 auf, in das die Welle 52 pressgepasst
ist. Weiterhin wird der Positionierungsvorsprung N1 in eine Verbindung
mit einem Positionierungsloch H2 des Substrats 62 (weiter
unten beschrieben) gebracht.
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Der
Verbindungsstift N2 ist vorstehend auf der Oberfläche des
Fixierungsglieds 612 vorgesehen. Der Verbindungsstift N2
ist näher an dem Gewichtskörper 611 als
der Positionierungsvorsprung N1. Der Verbindungsstift N2 wird in ein
Verbindungsloch H3 des Substrats 62 eingesteckt, um in
einen Kontakt und eine Verbindung mit einem Rand des Verbindungslochs
H3 gebracht zu werden.
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Das
Paar von Verbindungsstiften N3 ist vorstehend auf der Oberfläche
des Fixierungsglieds 612 derart vorgesehen, dass der Positionierungsvorsprung
N1 zwischen den Stiften N3 in der Breitenrichtung Y1 ruht. Das Paar
von Verbindungsstiften N3 wird in eine Verbindung mit einem Rand
eines Paares von Vertiefungen H4 gebracht, die an beiden Rändern
des Substrats 62 in der Breitenrichtung Y1 ausgebildet
sind.
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Insbesondere
ist das Substrat 62 eine harte Leiterplatte, die etwa aus
Papierphenol oder einem Glasverbundstoff ausgebildet ist und auf
der die LED-Lichtquelle 63 montiert ist. Das Substrat 62 ist vorzugsweise
eine doppelseitige Platte, um eine Wärmeverformung zu verhindern,
wobei aber auch eine kostengünstigere einseitige Platte
verwendet werden kann. Ein Film (nicht gezeigt) wie etwa ein unter
Wärme aushärtender Film und eine Plattierung können
auf einer Randfläche (d. h. einer Seitenfläche)
des Substrats 62 vorgesehen sein, um eine Wärmeverformung
des Substrats 62 zu verhindern.
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Das
Substrat 62 erstreckt sich von der Welle 52 in
einer Radialrichtung Y2 und im wesentlichen parallel zu und unter
der Unterseite der LCD-Einrichtung 2 zu einem Raum außerhalb
des Endes der LCD-Einrichtung 2. Wie in 2 gezeigt,
weist das Substrat 62 das Positionierungsloch H2, das Verbindungsloch
H3 und die Vertiefung H4 auf. Die Positionierung des Ausgleichgewichts 61 und
des Substrats 62 wird bewerkstelligt, indem der Positionierungsvorsprung
N1 mit dem Positionierungsloch H2 verbunden wird. Nachdem die Positionierung
abgeschlossen ist, wird der Verbindungsstift N2 mit dem Rand des
Verbindungslochs H3 verbunden, sodass die Verbindungsstifte N3 in
die Vertiefung H4 eingreifen. Auf diese Weise wird das Substrat 623 über
das Ausgleichsgewicht 61 an der Welle 52 gesichert.
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Weiterhin
ist ein Paar von Positionierungsvertiefungen H5 an beiden Rändern
(in der Breitenrichtung Y1) einer Spitze des länglichen
Substrats 62 ausgebildet. Die Positionierungsvertiefungen
H5 definieren die Position, an der der Lichtleiter 64 an
dem Substrat 62 befestigt wird. Wie in 1 gezeigt,
ist die LED-Lichtquelle 63 an einem Bereich der vorderen
Fläche des Substrats 62 montiert, um unterhalb der
Unterseite der Skalenanordnung 3 und radial weiter nach
außen entfernt von der Welle 52 als das Ende der
LCD-Einrichtung 2 angeordnet zu sein.
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Der
Lichtleiter 64 ist aus einem Licht leitenden Material wie
etwa einem durchsichtigen Kunstharz ausgebildet und umfasst einen
ersten Lichtleiterteil 641, einen zweiten Lichtleiterteil 642,
einen dritten Lichtleiterteil 643, einen Zeigeteil 644 und
ein Fixierungsglied 645.
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Die
Geometrie des Lichtleiters 64 kann wie folgt mit Bezug
auf 1 und 2 zusammengefasst werden. Der
erste Lichtleiterteil 641 erstreckt sich in der axialen
Richtung Y3 von oberhalb der vorderen Fläche der LED-Lichtquelle 63,
entlang der lateralen Seite der LCD-Einrichtung 2 über
die vordere Fläche der LCD-Einrichtung 2 hinaus
und zu einem Ende des zweiten Lichtleiterteils 642. Der
zweite Lichtleiterteil 642 erstreckt sich von einem Ende
des ersten Lichtleiterteils 641 in der radialen Richtung
Y2 über den inneren Rand der Skalenscheibe 31 durch das
kreisrunde Loch der Skalenscheibe 31 nach außen,
wobei das andere Ende des zweiten Lichtleiterteils 642 an
ein Ende des dritten Lichtleiterteils 643 anschließt.
Der dritte Lichtleiterteil 643 erstreckt sich in der axialen
Richtung Y3 von dem anderen Ende des zweiten Lichtleiterteils 642 über
die Skalenanordnung 3 hinaus, wobei das andere Ende des
dritten Lichtleiterteils 643 an ein Ende des Zeigeteils 644 anschließt.
Weiterhin erstreckt sich der Zeigeteil 644 von dem anderen
Ende des dritten Lichtleiterteils 643 in der axialen Richtung
Y3 in den Raum über der Skalenanordnung 3.
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Das
andere Ende des ersten Lichtleiterteils 641 und das eine
Ende des zweiten Lichtleiterteils 642 bilden einen ersten
Verbindungsteil. Entsprechend bilden das andere Ende des zweiten
Lichtleiterteils 642 und das eine Ende des dritten Lichtleiterteils 643 einen
zweiten Lichtleiterteil. Weiterhin bilden das andere Ende des dritten
Lichtleiterteils 643 und das eine Ende des Zeigeteils 644 einen
dritten Verbindungsteil. Es ist zu beachten, dass der erste, weite
und dritte Lichtleiterteil 641, 642, 643 und
der Zeigeteil 644 einstückig ausgebildet sind,
um den Lichtleiter 64 zu bilden, wobei die einzelnen Teile
hier nur zu Erläuterungszwecken unterschieden werden, es sich
aber nicht um separate Teile handelt.
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Der
Lichtleiter 64 weist eine erste Reflexionsfläche
M1, eine zweite Reflexionsfläche M2, eine dritte Reflexionsfläche
M3 und eine Reflexionsfläche M4 am Zeigeteil auf. Wie in 1 gezeigt,
ist die erste Reflexionsfläche M1 an dem ersten Verbindungsteil gegenüber
einer Lichteingangsfläche Mj in der axialen Richtung Y3
vorgesehen. Das durch den Lichtleiterteil 641 in der axialen
Richtung Y3 gehende Licht wird durch die erste Reflexionsfläche
M1 reflektiert, wobei das reflektierte Licht L dann in der radialen Richtung
Y2 durch den zweiten Lichtleiterteil 642 geht und in dem
weiten Lichtleiterteil 642 geführt wird. Um diese
Reflexion und Führung vorzusehen, erstreckt sich der Querschnitt
der ersten Reflexionsfläche M1 schräg von links
unten nach rechts oben in 1.
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Die
zweite Reflexionsfläche M2 ist derart an dem zweiten Verbindungsteil
vorgesehen, dass sie der ersten Reflexionsfläche M1 in
der radialen Richtung Y2 gegenüberliegt. Das reflektierte
Licht L, das in der radialen Richtung Y2 durch den zweiten Lichtleiterteil 642 geht,
wird durch die zweite Reflexionsfläche M2 reflektiert,
wobei das zweifach reflektierte Licht jetzt in der axialen Richtung
Y3 durch den dritten Lichtleiterteil 643 nach oben geht.
Der Querschnitt der zweiten Reflexionsfläche M2 erstreckt sich
schräg von links unten nach rechts oben in 1.
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Die
dritte Reflexionsfläche M3 ist derart an dem dritten Verbindungsteil
vorgesehen, dass sie der zweiten Reflexionsfläche M2 in
der axialen Richtung Y3 gegenüberliegt. Das zweifach reflektierte
Licht L, das in dem dritten Lichtleiterteil 643 nach oben
in der axialen Richtung Y3 geht, wird durch die dritte Reflexionsfläche
M3 reflektiert, und das dreifach reflektierte Licht L geht in der
radialen Richtung Y2 durch den Zeigerteil 644. Wie in 1 gezeigt,
erstreckt sich die Reflexionsfläche M4 moderat von rechts
unten nach links oben in der radialen Richtung Y2. Das in der radialen
Richtung Y2 durch den Zeigerteil 644 gehende Licht wird
durch die Reflexionsfläche M4 reflektiert, sodass die vierfach
reflektierten Lichtstrahlen über die vordere Fläche
des Zeigerteils 644 aus dem Zeigerteil 644 austreten.
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Anders
ausgedrückt, tritt das durch die LED-Lichtquelle 63 emittierte
Licht in die Lichteingangsfläche Mj ein und wird in dem
Lichtleiter 64 mehrfach reflektiert. Insbesondere wird
das durch den ersten Lichtleiterteil 641 in der axialen
Richtung Y3 gehende Licht durch die erste Reflexionsfläche M1 reflektiert.
Das weiterhin in der radialen Richtung Y2 durch den zweiten Lichtleiterteil 642 gehende Licht
L wird durch die zweite Reflexionsfläche M2 reflektiert.
Das in der axialen Richtung Y3 durch den dritten Lichtleiterteil 643 gehende
Licht L wird durch die dritte Reflexionsfläche M3 reflektiert.
Das in der radialen Richtung Y2 durch den Zeigeteil 644 gehende
Licht L wird durch die Reflexionsfläche M4 des Zeigeteils 644 reflektiert,
wobei das Licht L dann aus der vorderen Fläche des Zeigeteils 644 austritt.
Aus der Perspektive des Fahrers gesehen, wird die vordere Fläche
des Zeigeteils 644 so beleuchtet, also ob der Zeigeteil 644 selbst
Licht emittieren würde.
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Das
Fixierungsglied 645 ist einstückig an einem Ende
des ersten Lichtleiterteils 641 vorgesehen, wobei dieses
Ende der LED-Lichtquelle 63 in der axialen Richtung Y3
zugewandt ist.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst das Fixierungsglied 645 ein
Paar von Stiften N4, Gleitrillen H6 und einen Positionierungsvorsprung
N5. Das Paar von Stiften N4 steht nach unten vor, sodass die Lichteingangsfläche
Mj zwischen den Stiften N4 in der Breitenrichtung Y1 angeordnet
ist. Anders ausgedrückt, ist das Paar von Nägeln
N4 derart konfiguriert, dass beide Enden (in der Breitenrichtung
Y1) des Substrats 62 eingeschlossen sind.
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Die
Gleitrillen H6 sind auf den Innenflächen der Stifte N4
ausgebildet und erstrecken sich in der radialen Richtung Y2. Die
beiden Ränder (in der Breitenrichtung Y1) des Substrats 62 können
gleitend jeweils in die Gleitrillen H6 eingesetzt werden.
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Der
Positionierungsvorsprung N5 ist konfiguriert, um in eine Verbindung
mit der Positionierungsvertiefung H5 auf dem Substrat 62 gebracht
zu werden, wodurch die Position des Lichtleiters 64 auf
dem Substrat 62 in der radialen Richtung Y2 definiert wird.
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Insbesondere
werden die beiden Ränder des Substrats nahe der Spitze
des Substrats 62 in die Gleitrillen H6 eingesteckt und
wird der Lichtleiter 64 geschoben, bis der Positionierungsvorsprung
N5 in eine Verbindung mit der Positionierungsvertiefung H5 gebracht
wird. Der Lichtleiter 64 kann also einfach an dem Substrat 62 befestigt
werden, indem der Positionierungsvorsprung N5 in eine Verbindung
mit der Positionierungsvertiefung H5 gebracht wird.
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Vorzugsweise
umfasst der Lichtleiter 64 eine Lichtleiterabdeckung 9,
um ein Lecken des durch den Lichtleiter 64 gehenden Lichts
zu verhindern. Die Abdeckung 9 bedeckt die Oberfläche
des Lichtleiters 64 mit Ausnahme der oberen Fläche
des Zeigeteils 644. Wie in 2 gezeigt,
umfasst die Lichtleiterabdeckung 9 eine erste Abdeckung 91,
eine zweite Abdeckung 92 und eine dritte Abdeckung 93.
Die erste Abdeckung 92 ist konfiguriert, um beide Seiten
(in der Breitenrichtung Y1) des Zeigeteils 644 entlang
der Länge derselben, die vordere Fläche (in der
radialen Richtung Y2) des Zeigeteils 644, beide Seiten
(in der Breitenrichtung Y1) des dritten Lichtleiterteils 643 und
die Rückfläche (in der radialen Richtung Y2) des dritten
Lichtleiterteils 643 zu bedecken.
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Eine Öffnung 94 der
ersten Abdeckung 91 ist auf der oberen Fläche
des Zeigeteils 644 vorgesehen, sodass die obere Fläche
des Zeigeteils 644 nicht durch die Lichtleiterabdeckung 9 bedeckt
wird. Dementsprechend wird die obere Fläche des Zeigeteils 644 durch
die Lichtleiterabdeckung 9 freigelegt, auch wenn die erste
Abdeckung 91 an dem Lichtleiter 64 vorgesehen
ist.
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Die
zweite Abdeckung 92 ist konfiguriert, um die Reflexionsfläche
M4 des Zeigers 6, eine Seite des dritten Lichtleiterteils 643 in
der radialen Richtung Y2, die (in der Breitenrichtung Y1 geteilten)
Hälften einer oberen Seite und einer unteren Seite des zweiten
Lichtleiterteils 642, eine (in der Breitenrichtung Y1 geteilte)
Hälfte der ersten Reflexionsfläche M1 und eine
Seite (in der Breitenrichtung Y1) des zweiten Lichtleiterteils 642 zu
bedecken.
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Die
dritte Abdeckung 93 ist konfiguriert, um die anderen Hälften
der oberen Seite und der unteren Seite des zweiten Lichtleiterteils 642,
die andere Hälfte der ersten Reflexionsfläche
M1, die andere Seite des zweiten Lichtleiterteils 642 und
die zweite Reflexionsfläche M2 zu bedecken.
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Vorzugsweise
können die Körper der ersten Abdeckung 91,
der zweiten Abdeckung 92 und der dritten Abdeckung 93 jeweils
aus einem weißen Material (nicht gezeigt) ausgebildet sein,
wobei schwarze Beschichtungen (nicht gezeigt) auf die Außenflächen
der Körper aufgetragen werden können. Die schwarzen
Außenflächen der ersten Abdeckung 92, der
zweiten Abdeckung 92 und der dritten Abdeckung 93 können
zum Beispiel durch das Auftragen eines Beschichtungsmediums auf
die Außenfläche der weißen Körper
ausgebildet werden. Alternativ hierzu können Doppelgusstechniken
(oder Doppeleinspritztechniken) verwendet werden, um den weißen
Körper und die schwarze Außenfläche aus
zwei verschiedenen Materialien oder aus einem Material in zwei verschiedenen
Farben auszubilden. Ein Vorteil der Lichtleiterabdeckung 9 mit
einer schwarzen Außenfläche besteht darin, dass
ein Lecken von Licht aus der Oberfläche des Lichtleiters 64 effektiv
verhindert wird und das Austreten des Lichts nur aus der oberen
Fläche des Zeigeteils 644 gestattet wird, wodurch
das Erscheinungsbild des Zeigeteils 644 verbessert werden
kann.
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Ein
weiterer Vorteil der Lichtleiterabdeckung 9 mit einem weißen
Körper ist darin gegeben, dass ein aus der Lichtleiterabdeckung 9 leckendes
Licht von dem weißen Körper reflektiert wird,
wobei das reflektiert Licht dann erneut durch den Lichtleiter 64 zu dem
Zeigeteil 644 geführt wird. Durch den weißen Körper
der Abdeckung 9 kann also der Helligkeitsgrad auf der oberen
Fläche des Zeigeteils 644 erhöht werden.
Außerdem kann die schwarze Außenfläche aus
dem weißen Körper der Lichtleiterabdeckung 9 nach
außen ausgetretenes Licht absorbieren, sodass ein Lecken
von Licht effektiv verhindert werden kann.
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Der
Anschlussdraht 7 dient der Stromversorgung und verbindet
das Substrat 62 (in einem Bereich nahe der Welle 52)
mit der Hauptplatte 4. Über den Anschlussdraht 7 kann
Strom von der Hauptplatte 4 zu dem Substrat 62 geführt
werden, und zwar unabhängig von einer Drehung und dem Drehwinkel des
Substrats 62.
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Der
Halteteil 8 ist zwischen der Hauptplatte 4 und
dem Substrat 62 vorgesehen. Der Halteteil 8 wird durch
einen zylindrischen Teil 81, einen Körper 82 und
ein Paar von Armen 83 gebildet, die einstückig miteinander
ausgebildet sind.
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Der
zylindrische Teil 81 weist ein Längsloch auf,
in das die Welle 52 eingesetzt ist. Der Körper 82 ist
scheibenförmig und weist eine relativ große Vertiefung
auf. Die Vertiefung ist an ihrem tiefsten Teil dem zylindrischen
Teil 81 am nächsten. Das Paar von Armen 83 ist
derart an dem Körper 82 ausgebildet, dass die
Arme 83 in Bezug auf die obere Fläche des Körpers 82 gehoben
sind und dementsprechend näher an dem Substrat 62 sind
als der Körper 82. Die Arme 83 schließen
an den zylindrischen Teil 81 an und erstrecken sich radial
von dem Körper 82 nach außen. Zwei Durchgangslöcher
werden durch den Körper 82 und die Arme 83 (siehe 3)
definiert, wobei der Anschlussdraht 7 durch diese Durchgangslöcher
geführt wird.
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Wie
in 3 gezeigt, wird der Anschlussdraht 7,
der sich dem Raum über dem Körper 82 in der
radialen Richtung Y2 nähert, durch den Raum zwischen dem
Arm 83 und dem Körper 82 geführt. Insbesondere
wird der Anschlussdraht 7 durch den Körper 82 und
den Arm 83 in der axialen Richtung Y3 eingeschlossen, sodass
eine Bewegung des Anschlussdrahts 7 in der axialen Richtung
Y3 auf einen zulässigen Grad beschränkt ist. Dank
des Halteteils 8 stört der Anschlussdraht 7 die
auf der Hauptplatte 4 montierten elektronischen Bauelemente
nicht und behindert die Drehung des Zeigers 6 auch dann nicht,
wenn eine Drehung des Substrats 62 eine Bewegung des Anschlussdrahts 7 veranlasst.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass weil (a) der Lichtleiter 64 den
ersten Lichtleiterteil 641, den zweiten Lichtleiterteil 642,
den dritten Lichtleiterteil 643 und den Zeigeteil 644 umfasst,
wobei sich der dritte Lichtleiterteil 643 in der axialen
Richtung Y3 erstreckt, und weil weiterhin (b) die LED-Lichtquelle 63 an
der Spitze des an der Welle 52 befestigten länglichen
Substrats 62 montiert ist, die Lichtquelle 63 synchron
zu der Drehung des Zeigers 6 gedreht wird und deshalb eine
Unregelmäßigkeit in der Helligkeit des Zeigers 644 während
des Drehens beseitigt werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass weil das von der LED-Lichtquelle 63 in
den Lichtleiter 64 eingehende Licht nur durch drei Reflexionsflächen, nämlich
die erste, die zweite und die dritte Reflexionsfläche M1–M3
reflektiert wird, bevor es in den Zeigeteil 644 eintritt,
die Anzahl der Reflexionen während des Drehens des Zeigers 6 von
den herkömmlichen fünf (5) auf drei (3) Reflexionen
reduziert werden kann, wodurch der Helligkeitsgrad des Zeigeteils 644 erhöht
werden kann.
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Der
Lichtleiter 64 kann dank des Fixierungsglieds 645 einschließlich
des Stifts N4 und der Gleitrillen H6 einfach an dem Substrat 62 befestigt
werden, wobei der Lichtleiter 64 aber auch auf andere, geeignete
Weise als hier für die bevorzugte Ausführungsform
beschrieben befestigt werden kann.
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Weiterhin
trägt die Lichtleiterabdeckung 9 auch zu einem
verbesserten Erscheinungsbild des Zeigers 6 bei, wobei
der Halteteil 8 dafür sorgt, dass die Drehung
des Zeigers nicht durch das Vorhandensein und die Bewegung des Anschlussdrahtes 7 gestört
wird. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass auch auf die
Lichtleiterabdeckung 9 und den Halteteil 8 verzichtet
werden kann.
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Weiterhin
wird der Halteteil 8, der die Bewegung des Anschlussdrahtes 7 in
der axialen Richtung Y3 kontrolliert, durch den runden Halteteilkörper 82 und
den Arm 83 gebildet, wobei die Geometrie des Halteteils 8 aber
auch anders als hier für die bevorzugte Ausführungsform
beschrieben beschaffen sein kann und wobei die Bewegung des Anschlussdrahts in
der axialen Richtung Y3 auch derart kontrolliert werden kann, dass
der Anschlussdraht die Drehung des Zeigers 6 nicht stört.
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Es
wurde eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben, wobei deutlich sein sollte, dass die vorliegende
Beschreibung beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen
ist, wobei die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Modifikationen
und Variationen realisiert werden kann, ohne dass deshalb der durch
die folgenden Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-178769 [0001]
- - JP 2005-181301 [0005]