JP2005091032A - 車両用指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 目盛、数字等の表示意匠部、指針の構成に工夫を凝らして、斬新な見映え車両用指針計器を提供する。
【解決手段】 円弧状且つ筒状に形成したケース２１の円弧形状を、運転者によって当該自動車のステアリングホイール（図示せず）内周に沿って視認されるような形状にするとともに、指針部３をこの円弧の軸の周りに回転させている。これにより、コンビネーションメータ１の文字盤４形状を、従来の車両用指針計器の円形、すなわちステアリングホイールの直径に比べて格段に小さい円形から、ステアリングホイールの直径と同等の円弧状とし、さらに、指針部３の回転半径もステアリングホイールの半径と同等として、さらには、ケース２１を自動車のダッシュボード上にアーチ状に突出させて配置することにより、斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用指針計器に関するもので、たとえば自動車に用いて好適である。

従来の車両用指針計器、たとえば自動車に搭載される車両用指針計器では、文字盤上に円弧上に設けられた目盛、数字等と、この円弧の略中心を回転軸として文字盤の表面に沿って回動する指針とにより物理量（たとえば車両の走行速度、あるいはエンジン回転速度等）を指示している。

この場合、円弧上に設けられた目盛、数字等の内側の部分には指針を回転させる駆動手段であるムーブメントが配置されるととともに、この部分は指針の移動領域でもあり、この部分に他の表示手段を設ける、あるいはこの部分を空洞として前方を視認可能とすることは困難であった。

そこで、この問題を解決するために、たとえば、文字盤上に円弧上に設けられた目盛、数字等と同心上にリング状の指針担体を設けるとともに、指針担体の外周側に指針担体を回動させる駆動装置を配置した。指針担体に固定され指針担体と一体的に回動する指針と文字盤上に円弧上に設けられた目盛、数字等により物理量を指示するものがある（特許文献１参照）。

これにより、円弧上に設けられた目盛、数字等の内側の部分を他の表示手段の設置場所として有効に活用することが可能となる。
特開２０００−１３１０９９号公報

一般に、車両用指針計器は、自動車のステアリングホィールの内周部分に視認されるように配置されている。

特許文献１に開示される車両用指針計器においては、文字盤上に円弧上に設けられた目盛、数字等の円弧の直径寸法は、従来の車両用指針計器の場合とほぼ同様である。言い換えると、ステアリングホィールの直径寸法と比べてかなり小さく視認され、従来の車両用指針計器からあまり替わり映えがせず、車両用指針計器としての見映えが斬新さに欠けたものになる可能性がある。

そこで、本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、目盛、数字等の表示意匠部、指針の構成に工夫を凝らして、斬新な見映え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に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においては、円弧状をなし且つステアリングホイールの内周または外周に沿って視認されるように配置される略筒状のケースと、ケース内に円弧の軸のまわりに回転可能に且つ円弧の軸方向から視認可能に配置される指針部と、ケースに円弧の軸方向から視認可能に配置される表示意匠部と、指針部を回転させる駆動手段とを備える構成とした。

従来の車両用指針計器の場合、計器自体の直径寸法、つまり指針の回転直径はステアリングホイールの直径寸法に比べて小さく、したがってその見映えは面白味に欠けるおそれがあった。

一方、本発明の請求項１に記載の車両用指針計器では、ケースをステアリングホイールの内周または外周に沿うように視認される円弧状とし、且つ指針部をこの円弧の軸の周りに回転させることで、車両用指針計器自体を円弧状に形成している。これにより、斬新な見映えの車両用指針計器を実現できる。

また、表示意匠部（たとえば、目盛や数字等）をステアリングホイールの内周または外周に沿うような円弧上に配列することにより、視認性、つまり計器の指示値の読み取り易さに優れる車両用指針計器を実現することができる。

本発明の請求項２に記載の車両用指針計器においては、駆動手段として、トルク発生手段と、トルク発生手段が発生したトルクを指針部の回転に活用すべく指針部へ伝達するトルク伝達手段とを備える構成とした。

これにより、部品点数増加させずに指針部を確実にケース内において回転させることができる。

本発明の請求項３に記載の車両用指針計器においては、トルク発生手段としてモータを備え、トルク伝達手段として柔軟なループ状部材を備え、ループ状部材の少なくとも一部はケース内に円弧に沿って移動可能に配置され、ループ状部材はモータにより駆動されて回転し、指針部はループ状部材に固定されてループ状部材と一体的にケース内を回転する構成とした。

これにより、指針部を回転させるための駆動手段の体格増大、重量増大を抑えつつ指針部をケース内で回転させることができる。また、指針部を動かすための動力伝達手段の慣性重量が小さいので、指針部の動きの応答性（検出した物理量の変化への追随性）を向上することができる。

また、指針部の所定の応答性を実現するために必要なトルク発生手段つまりモータの出力を小さくすることができるので、モータを小型化して車両用指針計器における駆動メカニズムが占めるスペースを小さくして、車両への搭載性を向上することができる。

本発明の請求項４に記載の車両用指針計器においては、モータとしてステッピングモータを備え、ループ状部材として歯付きベルトを備える構成とした。

ステッピングモータは、１つの駆動パルスが入力されると所定の単位角度（つまり１ステップ）だけ駆動軸であるシャフトを回転させるものである。駆動パルスの個数を変えることによりシャフトを所望の角度だけ回転させることができる。また、駆動パルスの周波数を変えることによりシャフトの回転速度を自由に変えることができる。すなわち、角度センサ等の位置センサ無しに、オープン制御により正確に所望の角度だけ回転させることができる。

一方、歯付きベルトにおいては、歯付きベルトに設けられた多数の歯型状の突起が歯車状のドライブプーリと噛合うことによりトルクが伝達されるため、通常のＶ−ベルト伝導の場合におけるベルトとドライブプーリ間の相対滑りは発生しない。

したがって、ステッピングモータのシャフトの回転角度と、ケース内における指針部の回転角度との間には常に一定の関係が成立している。言い換えると、車両用指針計器の作動中において、ステッピングモータのシャフトの回転角度が同一角度であれば、指針部が表示意匠部上で指示する物理量の指示値も同一値となり、計器としての高い再現性の計器を実現できる。

これにより、高精度な車両用指針計器を実現できる。

本発明の請求項５に記載の車両用指針計器においては、トルク発生手段としてステッピングモータを備え、トルク伝達手段としてケース内に円弧に沿って敷設されるラックレールと指針部に回転可能且つラックレールと噛合うように取り付けられる歯車とを備え、ステッピングモータは指針部に固定され且つ歯車を駆動する構成とした。

この構成によれば、トルク発生手段であるステッピングモータは指針部に内蔵されるとともに、トルク伝達手段の一部であるラックレールの全長は、指針部の回転範囲相当かわずかに長い程度で済むので、指針部を回転させるための駆動手段の体格小型化および部品点数低減を実現できる。

本発明の請求項６に記載の車両用指針計器においては、ケースと一体的もしくは別部品として形成され、ケースの両端においてケースに接続固定される基部を備える構成とした。

これにより、車両用指針計器の車両への組み付け工程において、ケース両端部それぞれを車両側に固定する場合に比べて、基部一箇所を車両側に固定すればよいので組み付け工数を低減することができる。

また、車両への組み付け後におけるケース形状、すなわち車両用指針計器の形状を正確に維持することができる。

本発明の請求項７に記載の車両用指針計器においては、ケース内に円弧に沿って配置される電気導体と、指針部の回転中は常に電気導体に接触するように前指針部に設けられる集電部材と、指針部に取り付けられ且つ集電部材に接続される光源とを備え、指針部は、光源からの光により発光表示される構成とした。

これにより、指針部に設けられた集電部材がケースに設けられた電気導体に常に接触することで、回転中の指針部に容易に電力を供給することが可能となる。したがって、指針部に取り付けられた光源からの光により指針を容易に発光表示させることができ、斬新な見映えの車両用指針計器を実現することができる。

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１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の正面図である。図１において、上下方向が自動車の上下方向である。

図２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の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において、右側が運転席側である。

図３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の断面図であり、指針部駆動メカニズム構成を説明する説明図である。

図４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説明図である。

車両用指針計器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に配置されて当該自動車に関する情報を表示している。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は、自動車の走行速度を指示する速度計を形成している。

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は、大きくは、円弧状且つ筒状のケース２１と、ケース２１内に配置されるとともにケース２１の円弧の軸まわりに回転する指針部３と、ケース２１内に配置される表示意匠部である文字盤４と、指針部３を回転させる駆動手段としてのステッピングモータ１２および歯付きベルト１１と、ケース２１の両端部でケース２１に接続固定される基部２２とから構成されている。

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は、自動車のダッシュボード（図示せず）に、ケース２１をダッシュボード上に突出させ且つ基部２２がダッシュボード内となるように、言い換えるとケース２１のみが視認される状態で取り付けられている。

ケース２１は、たとえば樹脂材料等から円弧状且つ筒状に形成されている。ケース２１の円弧形状は、運転者によって当該自動車のステアリングホイール（図示せず）内周に沿って視認されるような形状に設定されている。すなわち、ケース２１の外径寸法は、当該自動車のステアリングホイール（図示せず）内径寸法とほぼ等しい寸法となっている。

また、ケース２１の内部には、図２に示すように、後述する指針部３のケース２１内におけるケース２１の軸方向（図２における左右方向）の位置を規制するためのガイド部２１ａ、２１ｂが設けられている。ガイド部２１ａ、２１ｂは、周方向全長に亘って、図２に示すように、所定の大きさのケース２１の径方向（図２における上下方向）間隔を保つように形成されている。

また、ガイド部２１ａ、２１ｂの運転席と反対側（図２において左側）には、電気導体であるターミナル６１、６２が設けられている。ターミナル６１、６２は、たとえばフレキシブルプリント基板（図示せず）上の導電パタンとして形成され、このフレキシブルプリント基板をガイド部２１ａ、２１ｂへ貼着することによってケース２１に固定されている。ターミナル６１、６２は、それぞれケース２１の円弧形状と同心上に、また互いに電気的に絶縁されて設けられている。これらのターミナル６１、６２は、後述する指針部３に装着される光源である発光ダイオード７に電力を供給するためのものであり、指針部３の回転範囲、すなわち走行速度が０ｋｍ／ｈ時における指針部３の位置から最高速度（第１実施形態においては１６０ｋｍ／ｈ）時における指針部３の位置の範囲を確実に覆うように設置されている。なお、設置されるターミナルの個数は、たとえば、指針部３に搭載される発光ダイオードの電極の個数に対応して設定され、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータの場合は、発光ダイオード７は２個の電極を有するので、２個のターミナル６１、６１が設けられている。

ガイド部２１ａ、２１ｂの運転席側には、図２に示すように、ケース２１の円弧の軸方向から（図２の右側から）視認される表示意匠部である文字盤４が設けられている。

文字盤４は、図２に示すように、ガイド部２１ａ、２１ｂと同一平面形状に形成されている。文字盤４は、透光性材料、たとえば無色透明なポリカーボネート樹脂から形成され、その運転席側の表面４ａ（図２において右側表面）には、図２に示すように、表示意匠部としての目盛部４１および文字部４２が、遮光性あるいは半透光性の着色層として印刷等により設けられている。また、文字盤４の周方向の両端部には、図１に示すように、文字盤４照明用の光源である発光ダイオード５が、文字盤４内に光を入射可能に配置されている。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、発光ダイオード５として白色発光ダイオードを用いている。

また、文字盤４の裏面４ｂ（図２において左側表面）には、拡散反射層（図示せず）が設けられている。この、拡散反射層は、たとえば網点印刷層あるいはシボ面からなり、文字盤４に入射した発光ダイオード５からの光を拡散反射して、文字盤４を面状に均一な明るさで発光させるためのものである。したがって、文字盤４照明用光源（図示せず）が点灯されると、文字盤４全面が発光ダイオード５の発光色、つまり白色で均一な明るさで発光し、且つ目盛部４１および文字部４２が、遮光性着色層で形成される場合は黒色で、半透光性着色層で形成される場合はその色で視認される。

指針部３は、ケース２１の径方向断面形状が、図２に示すように、略Ｈ字上として、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂から形成されている。指針部３は、ケース２１内において、図２に示すように、指針部３のＨ字の上下の各凹部にケース２１のガイド部２１ａ、２１ｂがそれぞれ嵌合させて装着されている。指針部３とガイド部２１ａ、２１ｂ（文字盤４を含む）との嵌合状態は、指針部３が、ケース２１内において滑らかに回転可能であるような嵌め合いに設定されている。指針部３は、図２に示すように、文字盤４の前面側（図２において右側）に位置し、文字盤４の表面４ａに沿って移動して速度を指示するポインタ３１と、ポインタ３１を支持する支持部３２とから構成されている。指針部３は、透光性を有する材質、たとえば無色透明なポリカーボネート樹脂等から形成されている。

支持部３２のポインタ３１と反対側には、ポインタ３１を照明して発光表示させるための光源である発光ダイオード７が、ポインタ３１に光を入射可能に配置されている。発光ダイオード７は、図２に示すように、プリント基板８上に実装され、このプリント基板８が支持部３２のポインタ３１と反対側に固定されている。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、発光ダイオード７として赤色発光ダイオードを用いている。したがって、ポインタ３１は発光ダイオード７の発光色、つまり赤色で発光表示される。

また、支持部３２には、集電部材であるコレクタピン９１、９２が、それぞれケース２１に取り付けられたターミナル６１、６２に接触するように配置されている。すなわち、支持部３２に、指針部３がケース２１に取り付けられた状態において各ターミナル６１、６２に向かって開口する貫通孔３３、３４が設けられ、この貫通孔３３、３４内にコレクタピン９１、９２が摺動可能に嵌合されている。これらの貫通孔３３、３４はプリント基板８により塞がれている。そして、各貫通孔３３、３４内において、プリント基板８とコレクタピン９１、９２間には、弾性部材であるスプリング１０が配置されている。スプリング１０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においてはコイルスプリングが使用されている。指針部３がケース２１に取り付けられると、スプリング１０は圧縮状態となり、このスプリング１０の弾性力により各コレクタピン９１、９２が各ターミナル６１、６２に押圧される。また、プリント基板８においては、発光ダイオード７の各電極に接続する導電パタンが各貫通孔３３、３４に達するとともにスプリング１０と接触している。

したがって、発光ダイオード７の電極の一方は、スプリング１０およびコレクタピン９１を介してターミナル６１に電気的に接続され、発光ダイオード７の電極の他方は、スプリング１０およびコレクタピン９２を介してターミナル６２に電気的に接続されている。これにより、指針部３が当該自動車の走行速度に対応して回転しても、常時指針部３の発光ダイオード７へ電気を供給することができる。

また、指針部３のポインタ３１を除く表面、特に、ケース２１の両ガイド部２１ａ、２１ｂ間の隙間から見える部分には、遮光性着色処理、たとえば黒色塗装が施されてポインタ３１のみが発光表示され、ポインタ３１以外の指針部３が発光して視認されることがないようにしている。

また、支持部３２には、図２に示すように、指針部３を回転させる駆動手段としてのトルク伝達手段である歯付きベルト１１が固定されている。

以上説明した指針部３および文字盤４を収容するケース２１の運転席側には、透明カバー２５が設けられている。透明カバー２５は、たとえば、無色透明のポリカーボネート樹脂の薄板から形成され、コンビネーションメータ１内への異物の侵入を防止している。また、透明カバー２５の内側（図２における左側）表面には、図２に示すように、文字盤４の実体に対応した部分、言い換えると、視認方向（図２の左右方向）においてケ−ス２１の両ガイド部２１ａ、２１ｂに対応した部分にハーフミラー膜Ｈが貼着されている。ハーフミラー膜Ｈは、入射した光の一部を反射し、残りを透過させる特性を有するものである。

これにより、ケース２１内部が明るい時、すなわち自動車が作動中で各発光ダイオード５、７が点灯しポインタ３１および文字盤４が照明されているときは、ポインタ３１、文字盤４の目盛部４１および文字部４２は運転者により視認され、コンビネーションメータ１は速度計として視認される。このとき、文字盤４は、ほぼ全域がハーフミラー膜Ｈを透過して視認される。これに対して、ポインタ３１の場合、その長手方向の両端部（図２において上下端部）はハーフミラー膜Ｈを透過して視認され、中央部はハーフミラー膜Ｈを透過せずに視認される。ハーフミラー膜Ｈは、透明カバー２５よりも光透過率が低い（たとえば、透明カバー２５の５０％）ので、ポインタ３１は、ハーフミラー膜Ｈを透過せずに視認される中央部の発光輝度が高く、ハーフミラー膜Ｈを透過して視認される両端部の発光輝度が低くなる。これにより、指針であるポインタ３１の発光輝度を部分的に変えて、斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現できる。

一方、ケース２１内部が暗い時、すなわち自動車が非作動中で各発光ダイオード５、７が消灯しているときは、ポインタ３１、文字盤４の目盛部４１および文字部４２等は見えず、ハーフミラー膜Ｈは鏡として作用する。このため、コンビネーションメータ１においては、ハーフミラー膜Ｈが貼着された部分が鏡面として、またハーフミラー膜Ｈが貼着されない部分が黒色の帯状に視認される。言い換えると、そこにコンビネーションメータ１ではなくて鏡だけが存在するように視認される。

基部２２は、図１に示すように、ケース２１の両端部においてケース２１に接続固定されている。基部２２は、樹脂材料等からなり、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、ケース２１と一体的に形成されている。基部２２も、ケース２１と同様に筒状に形成され、その内部には、指針部３を回転させる駆動手段としてのトルク発生手段でありモータであるステッピングモータ１２、同じく駆動手段としてのテンショナ１５および歯付きベルト１１の一部、コンビネーションメータ１の電気回路を構成するプリント基板１８が収容されている。

プリント基板１８は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、ステッピングモータ１２の駆動、ポインタ３１発光表示用発光ダイオード７および文字盤４照明用発光ダイオード５の点灯・消灯を制御する制御回路１９が実装されている。この制御回路１９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。

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、指針部３の駆動手段の構成および作動について、主に図３に基づいて説明する。

指針部３の駆動手段は、トルク発生手段でありモータであるステッピングモータ１２と、ステッピングモータ１２の駆動トルクを指針部３へ伝達して指針部３を回転させるためのトルク伝達手段である歯付きベルト１１、歯付きベルト１１が指針部３を正常に回転させるためのトルクを伝達可能なように歯付きベルト１１に適正な張力を発生させるためのテンショナ１５、基部２２においてステッピングモータ１２と反対側の端部に配置されて歯付きベルト１１の運動方向を滑らかに変える運動方向変更手段であるアイドラ１４等から構成されている。

ステッピングモータ１２は、１つの駆動パルスが入力されると所定の単位角度（つまり１ステップ）だけ駆動軸であるシャフト１２ａを回転させるものである。駆動パルスの個数を増減することによりシャフト１２ａを所望の角度だけ回転させることができる。つまり、同一駆動パルスに対するシャフト１２ａの回転角度の再現性が高い。また、駆動パルスの周波数を変えることによりシャフト１２ａの回転速度を自由に変えることができる。したがって、ステッピングモータ１２においては、ロータリソレノイド等アナログ式アクチュエータにおいて正確な位置制御を行う場合に必要である位置センサまたは角度センサを用いることなしに、精度の高い位置制御を行うことができる。

ステッピングモータ１２のシャフト１２ａには、図３に示すように、ドライブプーリ１３が固定されている。ドライブプーリ１３は、図３に示すように歯車状に形成され、歯付きベルト１１の突起１０ａと噛合っている。

歯付きベルト１１は、図３に示すように、ループ状に形成されるとともに、その全周に亘って突起１０ａ、つまり歯が等間隔で配置されている。なお、図３においては、歯付きベルト１１の一部においてのみ突起１０ａを描いてある。

アイドラ１４は、図３に示すように、ドライブプーリ１３と同様に歯車状に形成され、歯付きベルト１１の突起１０ａと噛合っている。

テンショナ１５は、ドライブプーリ１３とアイドラ１４のほぼ中間に配置され、歯付きベルト１１の背面（突起１０ａの無い側）に接している。テンショナ１５は、ブラケット１６に回転自在に保持されるとともに、ブラケット１６と基部２２間に配置されたスプリング１７の弾性力により、歯付きベルト１１を、図３中の矢印Ａの方向に付勢している。この矢印Ａ方向の付勢力により、歯付きベルト１１には、その長手方向に沿って、すなわち図３中の矢印Ｂ方向に張力が作用する。この張力により、歯付きベルト１１は所定のトルクを伝達することができる。また、自動車走行時にコンビネーションメータ１が振動した際に、歯付きベルト１１がドライブプーリ１３、アイドラ１４または指針部３から外れる、あるいは噛合いがずれるという不具合を防止できる。

また、指針部３の支持部３２の歯付きベルト１１固定部には、歯付きベルト１１の突起１０ａと噛合う突起（図示せず）が設けられて、歯付きベルト１１の突起１０ａと噛合っている。

以上説明したように構成された駆動手段によれば、ステッピングモータ１２の回転時においては、歯付きベルト１１とドライブプーリ１３との間、および歯付きベルト１１と指針部３との間ですべりや噛合いのずれが生じない。

したがって、ステッピングモータ１２のシャフト１２ａの回転角度と、ケース２１内における指針部３の回転角度との間には常に一定の関係が成立している。言い換えると、ステッピングモータ１２のシャフト１２ａの回転角度と、ポインタ３１が文字盤４上で指示する自動車の走行速度との間には常に一定の関係が成立している。

これにより、コンビネーションメータ１上において、当該自動車の走行速度を正確に指示することができる。

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の電気回路構成および作動について、図４に基づいて説明する。

制御回路１９は、バッテリ５１に常時電力が供給可能に接続されている。また、制御回路１９には、イグニッションスイッチ５０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。また、制御回路１９には、当該自動車の走行速度を検出する速度センサ５２が検出信号を入力可能に接続されるとともに、ステッピングモータ１２が接続されている。制御回路１９は、速度センサ５２からの検出信号に基づいて走行速度を算出し、算出した走行速度に対応した角度だけシャフト１２ａを回動させるようにステッピングモータ１２を駆動する。また、制御回路１９には、文字盤４を発光表示させるための発光ダイオード５および指針部３のポインタ３１を発光ダイオード表示させるための発光ダイオード７が接続されている。

運転者によりイグニッションスイッチ５０がＯＮされると、制御回路１９はイグニッションスイッチ５０がＯＮされたことを検知して、発光ダイオード５、７を点灯させる。これにより、文字盤４およびポインタ３１が発光表示される。このとき、ポインタ３１の中央部、すなわち透明カバー２５のハーフミラー膜Ｈが貼着されていない部分を透過して視認される部分は、その両端部、つまりハーフミラー膜Ｈを透過して視認される部分よりも一際明るく視認される。

また、制御回路１９は、速度センサ５２からの検出信号に基づいて走行速度を算出し、算出した走行速度に対応した角度だけシャフト１２ａを回動させるようにステッピングモータ１２を駆動する。これにより、ポインタ３１が文字盤４に沿って回転して走行速度を指示する。

運転者によりイグニッションスイッチ５０がＯＦＦされると、制御回路１９はイグニッションスイッチ５０がＯＦＦされたことを検知して、発光ダイオード５、７を消灯させる。これにより、透明カバー２５のハーフミラー膜Ｈが貼着された部分が鏡面として、またハーフミラー膜Ｈが貼着されない部分が黒色の帯状に視認される。

また、制御回路１９は、ポインタ３１が文字盤４上において速度０を指示するようにステッピングモータ１２を駆動する。その後、制御回路１９は、ステッピングモータ１２への通電を停止する。

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、ケース２１を円弧状且つ筒状に形成し、且つケース２１の円弧形状を、運転者によって当該自動車のステアリングホイール（図示せず）内周に沿って視認されるような形状に設定するとともに、指針部３をこの円弧の軸の周りに回転させる構成としている。

これにより、車両用指針計器の文字盤形状を、従来の車両用指針計器の円形、すなわちステアリングホイールの直径に比べて格段に小さい円形から、ステアリングホイールの直径と同等の円弧状とし、さらに、指針部３の回転半径もステアリングホイールの半径と同等として、さらに、ケース２１を自動車のダッシュボード上にアーチ状に突出させて配置することにより、斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現できる。

また、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、指針部３を回転させる駆動手段として、トルク発生手段であるステッピングモータ１２とトルク伝達手段である歯付きベルト１１を採用している。

ステッピングモータ１２は、１個の駆動パルスが入力されると所定の単位角度（つまり１ステップ）だけ駆動軸であるシャフト１２ａを回転させるものである。すなわち駆動パルス数によりシャフト１２ａの回転角度を制御することができる。また、駆動パルスの周波数によってシャフト１２ａの回転速度を制御できる。

したがって、ステッピングモータ１２においては、ロータリソレノイド等アナログ式アクチュエータにおいて正確な位置制御を行う場合に必要である位置センサまたは角度センサを用いることなしに、精度の高い位置制御を行うことができる。

また、歯付きベルト１１の場合、歯付きベルト１１とドライブプーリ１３との間、および歯付きベルト１１と指針部３との間ですべりや噛合いのずれが生じない。

以上から、ステッピングモータ１２のシャフト１２ａの回転角度、つまりステッピングモータ１２へ印加する駆動パルス数と、ケース２１内における指針部３の回転角度、つまりポインタ３１が文字盤４上で指示する自動車の走行速度との間には常に一定の関係が成立している。

これにより、コンビネーションメータ１上において、当該自動車の走行速度を常に正確に指示することができる。

また、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、ケース２１内に円弧に沿ってターミナル６１、６２を配置するとともに、指針部３にコレクタピン９１、９２を装着し、コレクタピン９１、９２をスプリング１０の付勢力によりによりターミナル６１、６２に押圧接触させている。そして、指針部３に搭載される発光７の両電極が、スプリング１０、コレクタピン９１、９２を介してターミナル６１、６２に電気的に接続される構成としている。

これにより、指針部３が回転中どの位置にあっても、常に容易に発光ダイオード７に電気を供給してポインタ３１を発光表示することができる。

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、トルク伝達手段として歯付きベルト１１を用いているが、これに替えて、ほとんど伸縮しない柔軟なワイヤを用いてもよい。

また、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、テンショナ１５を設けているが、これを省略してもよい。

また、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、ケース２１に２個のターミナル６１、６２を設けているが、これを３個以上としてもよい。この場合、電極の個数が３個の２色発光ダイオードを用いて、ポインタ３１の発光色を必要に応じて切り替えることが可能となる。

また、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、ポインタ３１照明用の発光ダイオード７を赤色発光ダイオードとしているが、他の発光色の発光ダイオードとしてもよい。

また、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、文字盤４照明用の発光ダイオード５の発光色を白色としているが、他の発光色、たとえばアンバーあるいは黄緑色等としてもよい。

また、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、ポインタ３１照明用光源および文字盤４照明用光源として発光ダイオードを用いているが、これらの光源の少なくとも一方を発光ダイオード以外の光源、たとえば電球、放電管、ＥＬパネル等に置換えてもよい。

（第２実施形態）
図５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の部分断面図であり、図６中のＶ−Ｖ線断面図である。図５において、左側が運転席側である。

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５中のＶＩ矢視図である。

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２実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、指針部３を回転させるための駆動手段の構成のみを変更したものである。

以下、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の特徴である指針部３を回転させるための駆動手段構成について説明する。なお、指針部３を回転用駆動手段以外の構成については第１実施形態の場合と同一であり説明を省略する。

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では、図５に示すように、トルク発生手段としてのステッピングモータ５３を指針部３の支持部３２に固定している。

また、トルク伝達手段として、ケース２１内に、図６に示すように、ケース２１の円弧形状に沿って敷設されるラックレール５４と、ラックレール５４に噛合い可能な歯車５５を設けるとともに、歯車５５をステッピングモータ５３のシャフト５３ａに固定している。

また、ポインタ３１照明用発光ダイオード７およびステッピングモータ５３への電力供給は、図５および図６に示すように、ケース２１に設けられた電気導体であるターミナル１０１〜１０８に、指針部３の支持部３２に設けられた集電部材であるコレクタシュー８１〜８８が押圧接触することにより行われる。コレクタシュー８１〜８８は、弾性に富み、対摩耗性に優れる導電性材料、たとえばベリリウム銅、燐青銅等から板ばね状に形成されている。コレクタシュー８１〜８８は、プリント基板８に固定され、このプリント基板が指針部３の支持部３２に固定されている。指針部３が回転移動する場合、コレクタシュー８１〜８８は、それぞれターミナル１０１〜１０８上を押圧接触しつつ摺動し、これにより発光ダイオード７およびステッピングモータ５３へ常に電力が供給される。

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、ターミナルおよびコレクタシューは８組設けられているが、２組は発光ダイオード７用、６組がステッピングモータ５３用である。

以上説明した構成により、指針部３に搭載されるステッピングモータ５３に駆動パルスが供給されシャフト５３ａが回転して歯車５５が回転すると、歯車５５がラックレール５４と噛合うことにより、指針部３はラックレール５４の円周方向に移動する。すなわち、指針部３はケース２１内において、第１実施形態の場合と同様に、ケース２１の円弧の軸まわりに回転する。

これにより、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の場合と同様に、車両用指針計器の文字盤形状を、従来の車両用指針計器の円形、すなわちステアリングホイールの直径に比べて格段に小さい円形から、ステアリングホイールの直径と同等の円弧状とし、さらに、指針部３の回転半径もステアリングホイールの半径と同等として、斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現できる。

また、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、トルク発生手段であるステッピングモータ５３は指針部３に内蔵されるとともに、トルク伝達手段の一部であるラックレールの全長は、指針部３の回転範囲と同等かわずかに長い程度、つまりケース２１の全長よりも短くできる。これにより、指針部３を回転させるための駆動手段の体格小型化および部品点数低減を実現できる。

また、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においても、トルク発生手段としてステッピングモータ５３を採用したことによる効果がえられる。すなわち、ステッピングモータ５３のシャフト５３ａの回転角度、つまりステッピングモータ５３へ印加する駆動パルス数と、ケース２１内における指針部３の回転角度、つまりポインタ３１が文字盤４上で指示する自動車の走行速度との間には常に一定の関係が成立することにより、コンビネーションメータ１上において、当該自動車の走行速度を常に正確に指示することができる。

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の正面図である。 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の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 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の断面図であり、指針部駆動メカニズム構成を説明する説明図である。 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説明図である。 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の部分断面図であり、図２に相当する。図５において、左側が運転席側である。 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の部分拡大図であり、図５中のＶＩ矢視図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（車両用指針計器）
２１ ケース
２２ 基部
２３ ガイド部
２４ ガイド部
２５ 透明カバー
３ 指針部
３１ ポインタ
３２ 支持部
４ 文字盤（表示意匠部）
４１ 目盛部（表示意匠部）
４２ 文字部（表示意匠部）
５ 発光ダイオード
６１、６２ ターミナル（電気導体）
７ 発光ダイオード（光源）
８ プリント基板
８１〜８８ コレクタシュー（集電部材）
９１、９２ コレクタピン（集電部材）
１０ スプリング（集電部材）
１１ 歯付きベルト（駆動手段、トルク伝達手段、ループ状部材）
１２ ステッピングモータ（駆動手段、トルク発生手段、モータ）
１２ａ シャフト
１３ ドライブプーリ（駆動手段、トルク伝達手段）
１４ アイドラ（駆動手段、トルク伝達手段）
１５ テンショナ（駆動手段、トルク伝達手段）
１６ ブラケット
１７ スプリング
１８ プリント基板
１９ 制御回路
５０ イグニッションスイッチ
５１ バッテリ
５２ 速度センサ
５３ ステッピングモータ（駆動手段、トルク発生手段、モータ）
５３ａ シャフト
５４ ラックレール（駆動手段、トルク伝達手段）
５５ 歯車（駆動手段、トルク伝達手段）
１０１〜１０８ ターミナル（電気導体）
Ａ 矢印
Ｂ 矢印
Ｈ ハーフミラー膜

Claims (7)

1. 円弧状をなし且つステアリングホイールの内周または外周に沿って視認されるように配置される略筒状のケースと、
   前記ケース内に前記円弧の軸のまわりに回転可能に且つ前記円弧の軸方向から視認可能に配置される指針部と、
   前記ケースに前記円弧の軸方向から視認可能に配置される表示意匠部と、
   前記指針部を回転させる駆動手段とを備えることを特徴とする車両用指針計器。
2. 前記駆動手段として、トルク発生手段と、
   前記トルク発生手段が発生したトルクを前記指針部を回転させるべく前記指針部へ伝達するトルク伝達手段とを備え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. 前記トルク発生手段としてモータを備え、
   前記トルク伝達手段として柔軟なループ状部材を備え、
   前記ループ状部材の少なくとも一部は前記ケース内に前記円弧に沿って移動可能に配置され、
   前記ループ状部材は前記モータにより駆動されて回転し、
   前記指針部は前記ループ状部材に固定されて前記ループ状部材と一体的に前記ケース内を回転することを特徴とする請求項２に記載の車両用指針計器。
4. 前記モータとしてステッピングモータを備え、
   前記ループ状部材として歯付きベルトを備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用指針計器。
5. 前記トルク発生手段としてステッピングモータを備え、
   前記トルク伝達手段として前記ケース内に前記円弧に沿って敷設されるラックレールと前記指針部に回転可能且つ前記ラックレールと噛合うように取り付けられる歯車とを備え、
   前記ステッピングモータは前記指針部に固定され且つ前記歯車を駆動することを特徴とする請求項３に記載の車両用指針計器。
6. 前記ケースと一体的もしくは別部品として形成され、前記ケースの両端において前記ケースに接続固定される基部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両用指針計器。
7. 前記ケース内に前記円弧に沿って配置される電気導体と、
   前記指針部の回転中は常に前記電気導体に接触するように前記指針部に設けられる集電部材と、
   前記指針部に取り付けられ且つ前記集電部材に接続される光源とを備え、
   前記指針部は、前記光源からの光により発光表示されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の車両用指針計器。

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