JP2005017039A - 車両用計器 - Google Patents

Abstract

【課題】文字等を形成する蛍光体を励起発光させる光源に低電圧で発光可能かつ低コストの光源を用いた車両用計器を提供する。
【解決手段】蛍光体によって目盛、文字が形成された表示盤１２ａを有する表示部である車速計１２と、蛍光体を励起発光させる波長光を発生する光源である紫外線ＬＥＤ２２と、表示盤１２ａの下方側に配置され、導入面から導入した光を出光面２１ｂから出光する導光部材２１とを備え、紫外線ＬＥＤ２２の光を導入面から導光部材２１に導入し、導光部材２１に導入された光を出光面２１ｂから出光して表示盤１２ａを照射し、表示盤１２ａの蛍光体を励起発光させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光体を励起発光させる波長光の照射により、蛍光体で形成された目盛、文字等を発光表示する車両用計器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用計器の目盛等の表示を蛍光体によって形成し、この蛍光体を照射する光源に蛍光体を励起発光させる光線（主として紫外線）を発生する紫外線ランプ（以下ブラックライトと称す）を用いたものが特許文献１にて知られている。
【０００３】
特許文献１の車両用計器は、図７に示すように蛍光体によって目盛、文字が形成された表示盤１２ａを有する表示部（車速計）１２を備えており、この表示盤１２ａの表面側（車両後方側）かつ下方側にはブラックライト３０が配置されている。このブラックライト３０は直線状の管形状をしており、放電により紫外線を発光するものである。
【０００４】
これによると、夜間等にブラックライト３０で表示盤１２ａを照射して表示盤１２ａの蛍光体を励起発光させることができるため、蛍光体で形成された目盛や文字を発光表示することができる。
【０００５】
【特許文献１】
実開平３−３３３１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の車両用計器では、ブラックライト自体のコストが高いことに加えて、ブラックライトの発光に高電圧が必要なため周辺回路の耐電圧性、安全性等を高めなければならずコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、低電圧で発光可能かつ低コストの光源を使用した車両用計器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、蛍光体によって形成された目盛、文字等を有する表示部（１２、１３、１４、１５）と、蛍光体を励起発光させる波長光を発生する光源（２２）を有する車両用計器において、
光源は発光ダイオード（２２）であり、
発光ダイオード（２２）の光を導入する導入面（２１ａ）と、導入面（２１ａ）から導入された光を出光する出光面（２１ｂ）とを有する導光部材（２１）を備え、
導光部材（２１）は表示部（１２、１３、１４、１５）に沿って延びる棒形状であり、
導光部材（２１）において、出光面（２１ｂ）を表示部（１２、１３、１４、１５）の目盛、文字等の形成範囲を向く位置に配置した車両用計器を特徴としている。
【０００９】
これによると、出光面（２１ｂ）から出光する光により表示部（１２、１３、１４、１５）の目盛、文字等の形成範囲を照射できる。
【００１０】
つまり、発光ダイオード（２２）単体での照射範囲よりも広範囲を照射することができる。これを言い換えると、発光ダイオード（２２）を使用してブラックライト等と同範囲の表示部（１２、１３、１４、１５）の照射が可能となる。
【００１１】
さらに、発光ダイオード（２２）は、ブラックライト等の光源に比してコストが安いため車両用計器の低コスト化ができる。しかも、ブラックライト等の光源に比して低電圧で発光可能なため、発光ダイオード（２２）を発光させるための周辺回路の耐電圧性、安全性設計が容易となり、より一層低コスト化することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１において、出光面（２１ｂ）は発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光する光が多くなるように拡がる形状である車両用計器を特徴としている。
【００１３】
ところで、発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って、出光面（２１ｂ）から出光する光が少なくなってしまい表示部（１２、１３、１４、１５）を均一に照射出来ないという問題がある。
【００１４】
しかし、請求項２によれば、発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光面（２１ｂ）を拡げることにより、出光面（２１ｂ）から出光する光を増やしているため表示部（１２、１３、１４、１５）を均一に照射することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１において、出光面（２１ｂ）を前記発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光度合（単位面積あたりの出光量）が大きくなるように形成して、出光面（２１ｂ）から出光する光を増やして表示部（１２、１３、１４、１５）を均一に照射してもよい。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１において、出光面（２１ｂ）を発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光する光が多くなるように拡がる形状にするとともに、発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光度合が大きくなるように形成すればより均一に表示部（１２、１３、１４、１５）を照射できる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る車両用計器を示しており、この車両用計器１０は車両の車室内のインストルメントパネルに配置され、計器板１１と、この計器板１１に配置される車速計１２、回転計１３、水温計１４および燃料計１５とを備えている。なお、図１中の上下前後の矢印は車両搭載状態における方向を示す。
【００２０】
車速計１２は、車速センサなどにより検出された自動車の速度に応じて指針１２ｂが回転作動し、ユーザーに対して自動車の速度を表示する表示部である。回転計１３は、エンジンのカム軸より直接検出されたエンジン回転数に応じて指針１３ｂが回転作動し、ユーザーに対してエンジン回転数を表示する表示部である。
【００２１】
また、水温計１４はユーザーに対してエンジン冷却水の水温を表示する表示部であり、エンジン冷却水の水温に応じて指針１４ｂが回転作動する。燃料計１５はユーザーに対して燃料タンクに入っている燃料残量を表示する表示部であり、燃料残量に応じて指針１５ｂが回転作動する。
【００２２】
これらの車速計１２、回転計１３、水温計１４および燃料計１５は、外形寸法等が異なるものの構成は基本的に同一構成である。そこで、車速計１２を例にとって計器構成の具体例を説明する。車速計１２は、略円形状の表示盤（目盛盤）１２ａと、指針１２ｂと、表示盤１２ａの裏面側（車両前方側）に配置された後述する回動内機１６とを備えている。
【００２３】
車速計１２の表示盤１２ａは、計器板１１の中央左側部に配置され、車両の速度を表示する略円弧状目盛部１２ｃを備えている。この目盛部１２ｃの目盛りや文字は、蛍光体を含む蛍光塗料を塗布することにより形成され、目盛部１２ｃの左右方向の長さはＬ１である。
【００２４】
指針１２ｂは針形状をしており、指針１２ｂにも蛍光塗料が塗布されている。指針１２ｂの一方の端部には円形状の回転基部１２ｅが指針１２ｂと一体に形成され、この回転基部１２ｅは指針１２ｂの回転作動の中心となる。
【００２５】
蛍光体は短波長光（主として紫外線）が照射されることにより励起発光し、本実施形態では蛍光塗料が塗布された指針１２ｂおよび蛍光塗料で形成された目盛部１２ｃの目盛りや文字が発光表示される。
【００２６】
図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、表示盤１２ａ、指針１２ｂおよび回動内機１６は、断面コ字状のケース１７、環状の見返し板１８及び透明のフロントパネル１９からなるハウジング内に配置される。
【００２７】
回動内機１６は、表示盤１２ａの裏面側（車両前方側）に配置され、この回動内機１６は交差コイル型駆動部１６ａと指針軸１６ｂを備えている。
【００２８】
指針軸１６ｂは、駆動部１６ａから表示盤１２ａの表面側（車両後方側）へ延出しており、表示盤１２ａの貫通孔部１２ｄで回転可能に支持される。この指針軸１６ｂは、指針１２ｂの回転基部１２ｅの穴に圧入または接着され、指針１２ｂと一体に回転する。
【００２９】
駆動部１６ａは、車速センサなどからの入力に応じた電磁力に基づき指針軸１６ｂを回転作動させる。それにより、指針軸１６ｂと一体に動作する指針１２ｂが表示盤１２ａの表面に沿って回転作動し、指針１２ｂが指示する目盛部１２ｃの表示により車両の速度をユーザーに視認させる。なお、回動内機１６は、回動内機１６を駆動させる回路基板２０とともにケース１７の車両前方側の面に取付けられている。
【００３０】
ところで、前述のハウジング内において、表示盤１２ａの下方側部位には光源の光を導く導光部材である円柱形状の導光棒２１が配置される。この導光棒２１の上面部位には出光面２１ｂが配置される。
【００３１】
図３に示すように、導光棒２１の左右方向（長手方向）の長さは前述の目盛部１２ｃの左右方向長さＬ１より若干長いＬ２である（図１参照）。そして、導光棒２１は無色透明のアクリル、ポリカーボネート等を材質として形成される。
【００３２】
出光面２１ｂは、導光棒２１の表面にシボ（エンボス）加工を施すことによって形成される。なお、出光面２１ｂは目盛部１２ｃを向くように形成されており、左右方向の長さは目盛部１２ｃと同一長さのＬ１である。
【００３３】
導光棒２１の左右の端面には導入面２１ａが配置され、この導入面２１ａに対向するように紫外線発光ダイオード２２（以下紫外線ＬＥＤと称す）が配置されている。
【００３４】
導入面２１ａは、紫外線ＬＥＤ２２の光を導光棒２１内に導入するためのものである。紫外線ＬＥＤ２２は、前述の蛍光体が励起する波長を発光し、本実施形態では発光ピーク波長が約３８０ｎｍ、半値幅が約２０ｎｍのものを使用している。なお、紫外線ＬＥＤ２２は紫外線ＬＥＤ２２を駆動発光させる回路基板２３に電気的に接続されるとともに物理的にも固定されている。
【００３５】
次に上記構成による作動を説明すると、夜間等にユーザー（運転者）が車幅灯または車両灯（ヘッドライト）を点灯するためのスイッチをＯＮにすると、それに連動して回路基板２３の紫外線ＬＥＤ２２が発光する。紫外線ＬＥＤ２２の光は、紫外線ＬＥＤ２２に対向する部位に配置された導入面２１ａから導光棒２１内部に導入され、導光棒２１内面で反射を繰り返しながら紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる方向へ進んでいく。
【００３６】
ところが、出光面２１ｂにおいて紫外線ＬＥＤ２２の光は、出光面２１ｂのシボ（エンボス）により拡散され、その進行方向を紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる方向とは別の方向に変えられる。これにより、紫外線ＬＥＤ２２の光は導光棒２１外へ出光する。
【００３７】
出光面２１ｂから導光棒２１外へ出光した光は、表示盤１２ａを照射する。照射により、表示盤１２ａに蛍光体で形成された目盛部１２ｃおよび蛍光体が塗布された指針１２ｂが励起発光してユーザーに視認可能となる。
【００３８】
次に本実施形態の作用効果を述べると、紫外線ＬＥＤ２２の光を導入面２１ａから導光棒２１に導入し、紫外線ＬＥＤ２２の発光面の面積よりも大きく形成された出光面２１ｂから導光棒２１外へ出光している。これにより、紫外線ＬＥＤ２２単独での照射範囲に比べて広範囲を照射することができる。
【００３９】
また、出光面２１ｂ（シボ面）の配置位置により導光棒２１から出光する光の指向を設定できる。本実施形態で具体的に述べると、目盛部１２ｃと出光面２１ｂの左右方向長さを同一長さのＬ１とし、導光棒２１の左右方向長さはそれより若干長いＬ２としている。そのため、出光面２１ｂから出光する光が目盛部１２ｃの全体を照射することができる。加えて、出光面２１ｂのシボの粗さにより導光棒２１から出光する光の量を所定量に設定することができる。
【００４０】
さらにまた、導光棒２１の形状と出光面２１ｂの配置位置を組み合わせることにより、紫外線ＬＥＤ２２の配置位置と照射可能な範囲を任意に決定することができるため設計の自由度を高くすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では円柱形状の導光棒２１の例を示したが、導光棒２１の断面形状は円柱形状に限られるものではない。加えて、紫外線ＬＥＤ２２の配置位置によっては導光部材２１の長手方向の形状を、例えば曲がり部を備えたＬ字形状にする等、種々変更可能である。
【００４２】
また、ブラックライト等の発光手段に比べてコストが安い紫外線ＬＥＤ２２を光源に使用したため車両用計器の低コスト化ができる。しかも、紫外線ＬＥＤ２２は蛍光管等の発光手段に比べて低電圧で発光可能なため、紫外線ＬＥＤ２２を発光させるための回路基板２３の耐電圧性や安全性設計が容易となり、回路基板２３を低コスト化することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
ところで、第１実施形態の出光面２１ｂの形状では紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかるに従って出光面２１ｂから出光する光が少なくなり、表示部１２、１３、１４、１５を均一に照射できないという問題がある。
【００４４】
そこで、図４に示す第２実施形態では、導光棒２１に配置された出光面２１ｂを紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる（図中矢印ａ）に従って導光棒２１の円周方向に拡げることにより、出光面２１ｂから出光する光を増やしている。これにより、表示部１２、１３、１４、１５を均一に照射することができる。
【００４５】
なお、出光面２１ｂ以外の第２実施形態の車両用計器の各構成要素の配置は第１実施形態と同様である。
【００４６】
（第３実施形態）
図５に示す第３実施形態では、第２実施形態で述べた問題に対して導光棒２１に配置された出光面２１ｂのシボ粗さを紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる（図中矢印ａ）に従って粗くしている。出光面２１ｂのシボ粗さを粗くすると導光棒２１内の光が出光面２１ｂで拡散される度合いが大きくなり、出光面２１ｂの単位面積あたりの出光量が多くなる。なお、これについて請求項中では出光度合いが大きくなると記載した。
【００４７】
これにより、紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる（図中矢印ａ）に従って出光面２１ｂから出光する光を増やして表示部１２、１３、１４、１５を均一に照射することができる。
【００４８】
なお、出光面２１ｂ以外の第３実施形態の車両用計器の各構成要素の配置は第１、第２実施形態と同様である。
【００４９】
（第４実施形態）
図６に示す第４実施形態では、第２実施形態で述べた問題に対して導光棒２１に配置された出光面２１ｂを紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる（図中矢印ａ）に従って円周方向に拡げたのに加えて、出光面２１ｂのシボ粗さを粗くしている。
これにより、紫外線ＬＥＤ２２から遠ざかる（図中矢印ａ）に従って出光面２１ｂから出光する光を増やして表示部１２、１３、１４、１５を均一に照射している。
【００５０】
なお、出光面２１ｂ以外の第４実施形態の車両用計器の各構成要素の配置は第１〜第３実施形態と同様である。
【００５１】
（他の実施形態）
第１〜第４実施形態では、導光棒２１には特別な加工を施していないが、導入面２１ａおよび出光面２１ｂを除く導光棒２１の表面に金属蒸着を行うことにより導光棒２１内の反射率を高めて導光性能を高めてもよい。また、金属蒸着に換えて金属箔を配置して反射率を高めてもよい。
【００５２】
また、第１〜第４実施形態では、導光棒２１の両端に紫外線ＬＥＤ２２および導入面２１ａを配置したが、導光棒２１の一端のみに紫外線ＬＥＤ２２および導入面２１ａを配置してもよいのは当然である。
【００５３】
また、第１〜第４実施形態では、１つの車速計１２（表示部）を１つの導光棒２１を使用して照射する例を示したが、２以上の複数の表示部１２、１３、１４、１５を１つの導光棒２１によって照射してもよい。
【００５４】
また、第３、第４実施形態ではシボの粗さを段階的に変化させる例を示したが、徐々に変化させてもよいのは当然である。
【００５５】
また、第３、第４実施形態では表示部１２、１３、１４、１５を均一に照射する例を示したが、出光面２１ｂ（シボ面）のシボ粗さを変化させることにより、意図的に表示部１２に照射ムラ（ぼかし）を発生させて意匠性を高めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用計器の模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ縦断面図であり車速計の構成を示す。
【図３】図２のＢ視図であり、導光部材を示す。
【図４】第２実施形態の導光部材を示しており、導光部材の出光面の形状を示す図である。
【図５】第３実施形態の導光部材を示しており、導光部材の出光面の光拡散（出光）度合を示す図である。
【図６】第４実施形態の導光部材を示しており、導光部材の出光面の形状および光拡散（出光）度合を示す図である。
【図７】従来の車両用計器を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１２…車速計（表示部）、１３…回転計（表示部）、１４…水温計（表示部）、１５…燃料計（表示部）、２１…導光棒（導光部材）、２１ａ…導入面、２１ｂ…出光面、２２…紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）。

Claims (4)

1. 蛍光体によって形成された目盛、文字等を有する表示部（１２、１３、１４、１５）と、
   前記蛍光体を励起発光させる波長光を発生する光源（２２）を有する車両用計器において、
   前記光源は発光ダイオード（２２）であり、
   前記発光ダイオード（２２）の光を導入する導入面（２１ａ）と、前記導入面（２１ａ）から導入された光を出光する出光面（２１ｂ）とを有する導光部材（２１）を備え、
   前記導光部材（２１）は、前記表示部（１２、１３、１４、１５）に沿って延びる棒形状であり、
   前記導光部材（２１）において、前記出光面（２１ｂ）を前記表示部（１２、１３、１４、１５）の目盛、文字等の形成範囲を向く位置に配置したことを特徴とする車両用計器。
2. 前記出光面（２１ｂ）は、前記発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光する光が多くなるように拡がる形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記出光面（２１ｂ）は、前記発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光度合が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
4. 前記出光面（２１ｂ）は、前記発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光する光が多くなるように拡がる形状であるとともに、前記発光ダイオード（２２）から遠ざかるに従って出光度合が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。

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