JP2006030192A - 組込式運転者情報を有する車両用計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストが低くなる比較的簡単な形状を有し、背面照明が簡単なポインタを有する計測器を提供することにある。
【解決手段】ハウジングと、ハウジングに配置された光源と、表縁と、表示装置と、ポインタとを有する計測器。表示装置はハウジングに連結され、表縁の開口部を介して見える表示装置表面部。表示装置は、表縁の後方部に離間されて、光伝送開孔部を画定する。ポインタは、ハウジングに移動可能に取り付けられ、かつ光伝送開孔部に対向する表縁の側に配置されるポインタ端部を含む。光源により生成される光の第１部分は、表示装置表面部を背面照明するために用いられてもよく、一方で光源により生成される光の第２部分は、ポインタにより集光されて、ポインタ端部を照明するために用いられてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用計器に関し、特に、回転ポインタおよび中央表示装置を有するアナログ式車両用計測器に関する。

従来、アナログ式車両用計測器は、光導体、反射器および電球またはＬＥＤを有する装置を採用してきた。これらの従来のアナログ式計測器は、ステッパモータまたは空芯機構などのモータの出力軸に回転可能に連結された可動ポインタを典型的に採用している。かかる装置の１つの特性は、計測器の目盛または表示部の内部に位置する領域に関する。特に、この領域は、ともすれば利用上、非効率的または効果的でない場合があり、このことによりデザインまたは機能を損なっている。

アナログ式車両用計測器の効率性および／または効果を向上させるために本願発明者らが考慮してきた提案の１つは、計測器のダイアル面の内部に情報表示装置を配置するものである。しかしながら、このような態様のアナログ式車両用計測器の構造は、ポインタと潜在的にポインタの駆動のための駆動システムとの変更を必要とする。

１つの適切なポインタは、図１に示すようなＺ字形のポインタである。しかしながらポインタは、生産コストが高くなる比較的複雑な形状を有し、背面照明を困難にする場合もあり、かつ比較的大きな質量を有する。ポインタの質量は、比較的大きいため、大きい角運動量および慣性特性をポインタに与える。このようなポインタの慣性に関して、比較的大きい慣性を有するポインタは、比較的高い動的トルクを備えたモータを必要とする。モータのトルクおよびそのサイズは直接関連する傾向があり、かつ大きなモータは、一般に、より高価であり計装器群の内部に実装することが困難となるため、比較的大きい質量を有するポインタは多くの場合あまり望まれない。

他の適したポインタは、Ｌｕｄｅｗｉｇに付与された米国特許第６，４０８，７８３号に開示されている。この構造は、その上に光源を取り付けたディスクポインタを使用している。フレキシブル回路は、ディスクポインタに取り付けられるとともに、光源を電力源に連結する。フレキシブル回路は、アナログ式車両用計測器を複雑にするとともにコストを高くし、同時に信頼性を低減させる。

本発明が教示する一形態は、ハウジングと、ハウジングに配置された光源と、表縁と、表示装置と、ポインタとを有する計測器を提供する。表示装置はハウジングに連結され、表縁の開口部を介して目に見える表示装置表面部を含む。表示装置は、光伝送開孔部を画定するために、表縁の後方に間隔おいて配置される。ポインタは、ハウジングに移動可能に取り付けられ、かつ光伝送開孔部に対向する表縁の側に配置されるポインタ端部を含む。光源によって生成される光の第１部分は表示装置表面部を背面照明するために用いられてもよく、一方で光源によって生成される光の第２部分はポインタにより集光されて、ポインタ端部を照明するために用いられてもよい。

本発明が教示する他の形態は、ハウジング、ハウジングに配置された光源、ポインタ、表示装置およびモータ組立体を提供する。ポインタは、ハウジング上に回転可能に取り付けられた環状部と、環状部から外方に延在するポインタ部材とを有する。表示装置はハウジングに連結され、ポインタの環状部の開孔部を介して見える表示装置表面部を有する。表示装置は、液晶表示装置、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置、ポリマー発光ダイオード表示装置または薄膜エレクトロルミネセンス表示装置である。モータ組立体はモータと駆動部材を有する。駆動部材は、モータの出力部材とともに回転するために連結されており、環状部を回転させるように構成されている。光源は少なくともポインタ部材を照明する。

本発明が教示する他の形態は、環状ポインタ部を有するポインタと表示装置とを有する計測器を提供し、光を生成するための固定光源を照明する方法であって、表示装置は環状ポインタ部を通して見え、光の第１部分はポインタを照明するために用いられている方法である。

本発明の適用可能な領域は以下に提供される詳細な説明によりより明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例、ならびに本発明の好ましい実施形態が説明されるが、これらは本発明の説明を行なうために意図されたものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

本発明のさらなる利点および特長は、以下の説明および添付の特許請求の範囲、ならびに添付された図面を参照することにより、さらに明らかになるであろう。

図面の図２から図４を参照するに、本発明の教示にしたがって構成されたアナログ式車両用計測器が、参照番号１０によって全体に示されている。計測器１０はハウジング１２と、回路板組立体１４と、モータ組立体１６と、ポインタ１８と、光導体２０と、表示装置２２とを含んでもよい。

ハウジング１２は、背部ハウジング３０と、反射器ハウジング３２と、装飾体３４と、前面マスク３６と、表縁３８とを含んでもよい。背部ハウジング３０は、反射器ハウジング３２と協働して、回路板組立体１４を収容可能な空隙を画定してもよい。

反射器ハウジング３２はハウジング部４０を有してもよく、ハウジング部４０は、スリーブ部４２と、スリーブ部４２の一部分の周縁に延在することができる反射器部材４４とを含んでもよい。スリーブ部４２は、ハウジング部４０の隣接する部分から前方に延在する環状構造であってもよい。複数の窓部４６は、スリーブ部４２の内部を有する反射器部材４４により境界付けられた空間を相互に連結させるために、スリーブ部４２を介して形成されている。反射器ハウジング３２は、白色プラスチックなどの不透明性および反射の材料から形成されてもよい。

装飾体３４は、反射器ハウジング３２に重ねるように形成されてもよく、また複数のダイアル面表示部５０を含んでもよい。ダイアル面表示部５０は、スリーブ部４２の外周部分の一部を囲む反射器部材４４に配置されている。ダイアル面表示部５０は、半透明であってもよくかつ不透明背景部５２に包囲されていてもよく、または、所望される計測器１０のデザインに基づいて半透明の背景部によって包囲されてもよい。

前面マスク３６は反射器ハウジング３２に連結されるように構成されてもよく、反射器ハウジング３２と前面マスク３６との間に装飾体３４をしっかりと固定してもよい。前面マスク３６は不透明材料から形成される。

本体前面カバーまたは表縁３８は、透明の表示装置開孔部６０と不透明表縁背景６２とを含んでもよく、不透明表縁背景６２は透明の表示装置開孔部６０の周縁部に配置されてもよい。表縁３８は、光伝送開孔部６４がスリーブ部４２と不透明表縁背景６２との間で画定されるように、反射器ハウジング３２のスリーブ部４２から軸方向に離間した不透明表縁背景６２の間に間隔を置くような態様で、前面マスク３６に連結されてもよい。

回路板組立体１４は、スリーブ部４２の背部側に隣接できる板部材７０と、板部材７０に取り付けることができかつ選択的に照明される複数の発光ダイオードのような光源７２と、を含んでもよい。板部材７０は、光源７２がスリーブ部４２の内部に配置されるように構成され、かつ、窓部４６を介して送られるような生成された光の部分に配置されてもよい。

モータ組立体１６は、このモータはステッパモータ、ポジション・センサー（例えば絶対位置検出器）を備えたＤＣモータ、または超音波モータであるモータ８０と、モータ８０によって駆動される選択的な出力部材８２とを含む。提供される実施例において、出力部材８２は、複数のピニオン歯８２ｂを有するピニオン８２ａであるが、代わりに、出力部材８２は、スプロケットまたは歯のあるベルト（例えばタイミング・ベルト）と共に使用されるタイプの滑車であってもよい。図７の例では、モータ８０は、中空の超音波モータであり、またポインタ１８は直接、超音波モータに連結されている（つまり、ポインタ１８は、超音波モータによって直接駆動される）。

ポインタ１８は、環状ポインタ部９０と、ポインタ部材９２と、ポインタ光導体９４とを有してもよい。環状ポインタ部９０はポインタ開孔部９６を画定してもよく、複数の歯９８は少なくとも部分について、環状ポインタ部９０の周辺部を形成することができる。環状ポインタ部９０は、スリーブ部４２の回転を支持してもよく、また、歯９８は、ピニオン８２ａのピニオン歯８２ｂに噛合係合されてもよい。したがって、モータ組立体１６は、スリーブ部４２の周縁で環状ポインタ部９０を回転させるために使用されてもよい。ポインタ部材９２は、環状ポインタ部９０に連結されてもよく、かつ、装飾体３４上のダイアル面表示部５０に近接して配置されるように、前方および外方に延在してもよい。ポインタ光導体９４は、環状ポインタ部９０に連結されてもよく、かつ、スリーブ部４２の内部に光伝送開孔部６４を介して延在してもよい。したがって、光源７２によって生成された光の一部は、ポインタ光導体９４によって集光され、環状ポインタ部９０を介してポインタ部材９２に誘導され、ポインタ部材９２の内部に光源を組み込むことなく、ポインタ部材９２を照明する。

光導体２０は、ハウジング１２に連結されてもよく、スリーブ部４２の内部に配置されてもよい。光導体２０は、透明プラスチックのような光伝導材料から形成されてもよく、また、光導体２０を介して表示装置２２に伝送されるように、表示装置２２に当接させてもよい。

提示する特定の例において、表示装置２２は液晶（ＬＣＤ）表示装置である。表示装置２２は、光導体２０に連結されてもよく、表示装置表面部１００を有することもできる。表示装置表面部１００は、表縁３８の表示装置開孔部６０とポインタ光導体９４との双方と略整列配置されてもよい。したがって、光源７２によって生成された光の一部は表示装置２２を背面照明するために使用してもよい。表示装置２２は、ＬＣＤである必要がなく、その代わりに背面照明を必要とするまたは必要としない他のタイプの表示装置であってもよい。背面照明を必要としない表示装置の実施例は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置、ポリマー発光ダイオード表示装置および薄膜エレクトロルミネセンス表示装置などを含む。

操作においては、光源７２によって生成された光は、ダイアル面表示部５０およびポインタ部材９２を照明し、かつ表示装置２２の表示装置表面部１００を背面照明ために使用することができる。しかしながら、本発明は、その最も広い実施例において、多少異なる構成をなされてもよい。上述されたように、例えば、自動照明表示装置は、ＬＣＤ表示装置２２の代わりに用いてもよく、その場合には、表示装置表面部１００を照明するための光源７２を使用する必要はない。他の実施例において、装飾体３４は、反射器部材４４の前方表面部に当接するように、形成されてもよく、その場合には、窓部４６を介してスリーブ部４２を出る光は、（背面照明に対向して）直接、ダイアル面表示部５０を照明する。

任意のタイプの軸受は、スリーブ部４２とポインタ１８との間の摩擦を低減するために、選択的に使用される。軸受は、ジャーナル軸受であってもよい。ジャーナル軸受は、自動注油式の材料、または内部軸受および外部軸受の軌道輪を有する「反摩擦」軸受を有し、これらの軸受軌道輪の間には球体またはローラーなどの複数の要素が配置されている。ジャーナル軸受が選択された場合、ジャーナル軸受は、スリーブ部４２とポインタ１８との間で配置される円筒状のスリーブ部として形成されてもよく、またはポインタ１８とスリーブ部４２との間に相対的な軸の移動を阻止するように構成された１または複数の移制限機構を有して形成されてもよい。移動制限機構の１つの例は、スリーブ部４２およびポインタ１８の一方の周縁部に形成され、ならびに、スリーブ部４２およびポインタ１８の他方で形成される溝部に対応する輪形突出部である。かかる態様の構成により、ポインタ１８のスリーブ部４２へのスナップ嵌めが可能となる。ジャーナル軸受は、単体の構成要素であってもよく、別途に形成されて、次いでスリーブ部４２およびポインタ１８の一方に組み立てられてもよく、または、スリーブ部４２およびポインタ１８の一方に、オーバーモールディングなどの適切な態様で形成されてもよい。

図７の例は、図２の例に略相似しているが、モータ８０が中空の超音波モータ８０ａであり、ポインタ１８が超音波モータ８０ａの出力部分８０ｂに直接連結されている点が異なる。かかる態様において車両用計測器の構成は、超音波モータ８０ａにより出力された比較的高いトルク、超音波モータ８０ａにより提供される比較的高い保持トルク、雑音の低減、磁気妨害の除去、モータ８０とポインタ１８とを含むアナログ式車両用計測器の単純化などの点で有利である。適切な超音波モータは、Ａｕｂｕｒｎ，ＭＡのＰｏｌｙｔｅｃＰＩから購入することができる。車両用計測器内の中空ではない超音波モータの使用は、１９９３年４月１３日発行の「車両装置用表示装置」米国特許第５，２０１，２７７号で議論されているが、かかる特許明細書における開示内容は本願明細書において参照としてほぼその全容が組み込まれている。

本願明細書において本発明を説明し、かつ種々の実施形態を参照にしながら図面が示されてきたが、当業者なら、特許請求の範囲で画定された本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更が行なわれ、かつ構成要素に等価なものに変えられてもよいことは理解されるであろう。さらに、種々の実施形態における特性、構成要素、および／または機能を混合したり一致させたりすることは、明らかに本願明細書において意図されたことであり、このため、当業者なら、上述されたことを除き、この開示から一実施形態の特性、構成要素、および／または機能を、他の実施形態に適切に組み込むことができるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、本願明細書における本発明の教示に対して特定な状況または材料を適応させるための多くの改良がなされてもよい。したがって本発明は図面、または本発明を実行するために現在考慮されている最良の態様として本願明細書に説明されたことに制限されるものではないことを意図するものである。また本発明は、前述された説明および特許請求の範囲の範囲内に該当するいかなる実施形態をも含むものであることをまた意図するものである。

従来のアナログ式車両用計測器を示す断面図である。 本発明の教示にしたがって構成されたアナログ式車両用計測器を示す正面平面図である。 図２のアナログ式車両用計測器の分解斜視図である。 図２の線４−４に沿って示された断面図である。 図２の線５−５に沿って示された、反射器ハウジングおよび表縁をより詳細に示すアナログ式車両用計測器の一部の断面図である。 反射器ハウジング、ポインタおよび回路板組立体をより詳細に示す、図２のアナログ式車両用計測器の一部の斜視図である。 本発明の教示にしたがって構成された他のアナログ式車両用計測器の分解斜視図である。

符号の説明

１０ 計測器
１２ ハウジング
１４ 回路板組立体
１６ モータ組立体
１８ ポインタ
２０ 光導体
２２ 表示装置
３０ 背部ハウジング
３２ 反射器ハウジング
３４ 装飾体
３６ 前面マスク
３８ 表縁
４０ ハウジング部
４２ スリーブ部
４４ 反射器部材
４６ 窓部
５０ ダイアル面表示部
５２ 不透明背景部
６０ 表示装置開孔部
６２ 不透明表縁背景
６４ 光伝送開孔部
７０ 板部材
７２ 光源
８０ モータ
８０ａ 超音波モータ
８０ｂ 出力部分
８２ 出力部材
８２ａ ピニオン
８２ｂ ピニオン歯
９０ 環状ポインタ部
９２ ポインタ部材
９４ ポインタ光導体
９６ ポインタ開孔部
９８ 歯
１００ 表示装置表面部

Claims (22)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、光を生成する光源と、
   前記ハウジングに連結された、開口部を有する表縁と、
   前記ハウジングに連結された表示装置であって前記開口部を介して見ることができる表示装置表面部を有し、前記表縁の少なくとも一部の後方に離間されて、光伝送開孔部を画定する表示装置と、
   前記ハウジングに移動可能に取り付けられたポインタであって、前記光伝送開孔部と対向する前記表縁の側に配置されたポインタ端部と前記光伝送開孔部を貫通する光パイプとを有するポインタと、を含む計測器において、
   前記光の第１部分は前記表示装置表面部を背面照明する前記光源により生成され、
   前記光の第２部分は前記光パイプによって集光された前記光源により生成され、前記ポインタ端部を照明する計測器。
2. さらに、前記開口部の前記外周部の周囲に配置された表示装置表示部を含み、
   前記光源により生成された前記光の第３部分は、前記光の経路を介して出ていき、前記表示装置表示部を照明する請求項１に記載の計測器。
3. 前記表示装置表示部は背面照明される請求項２に記載の計測器。
4. 前記光パイプは略Ｌ字型である請求項３に記載の計測器。
5. 前記ポインタは、さらに、前記光パイプと前記ポインタ端部との間に配置されたポインタ部を含み、前記ポインタ部は環状形状を有する請求項１に記載の計測器。
6. 前記ポインタ部は環状ポインタ部を含む請求項１に記載の計測器。
7. さらに、前記ハウジングに連結されたモータ組立体であってポインタ部の外周部の少なくとも一部を形成する複数の歯部を噛合係合する駆動部材を有するモータ組立体を有する請求項６に記載の計測器。
8. 前記ハウジングは、スリーブ部と、前記スリーブ部上に回転可能に受け入れられる前記環状ポインタ部とを有する請求項１に記載の計測器。
9. 前記表示装置はＬＣＤ表示装置である請求項１に記載の計測器。
10. さらに、前記表示装置に連結され、前記表示装置と前記光源との間に配置され、前記光源からの光を前記表示装置に誘導するように構成された光導体を含む請求項１に記載の計測器。
11. さらに、前記ハウジングと前記ポインタとに連結され、前記ポインタを移動させるように構成された超音波モータを含む請求項１に記載の計測器。
12. 前記超音波モータは中空である請求項１１に記載の計測器。
13. 前記ポインタは前記超音波モータに直接連結される請求項１２に記載の計測器。
14. ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置され、光を生成する光源と、
    環状部と前記環状部から外方に延在するポインタ部材とを有するポインタと、
    前記ハウジングに連結された表示装置であって前記ポインタの前記環状部内の開孔部を介して見える表示装置表面部を有する表示装置と、
    モータと前記モータの出力部材とともに回転するために連結された駆動部材とを有するモータ組立体と、を含む計測器において、
    前記環状部は前記ハウジング上に回転可能に取り付けられており、
    前記駆動部材は前記環状部を回転させるように構成されており、
    前記光源は少なくとも前記ポインタ部材を照明し、
    前記表示装置は、液晶表示装置、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置、ポリマー発光ダイオード表示装置および薄膜エレクトロルミネセンス表示装置からなる群から選択される計測器。
15. 前記表示装置は液晶表示装置であり、前記光源から生成される光の一部は前記表示装置表面部を背面照明する請求項１４に記載の計測器。
16. 前記環状部の外周部の少なくとも一部は複数の歯部から形成され、
    前記駆動部材は同様に形成された複数の歯部を有する請求項１４に記載の計測器。
17. 前記駆動部材の前記歯部は前記環状部の前記歯部に噛合係合した請求項１６に記載の計測器。
18. さらに、前記ハウジングに連結された表縁を含み、
    前記表縁は開口部を有し、前記表示装置は前記開口部を介して見え、
    前記表示装置は、光伝開孔部を画定するために、前記表縁の少なくとも一部の後方に間隔を置いて配置されており、
    前記光源により生成される前記光の一部は、前記光伝送開孔部から出て、前記開口部の外周部に配置される表示装置表示部を照明する請求項１４に記載の計測器。
19. 環状ポインタ部を有するポインタと表示装置とを有する計測器であって、前記ポインタは環状ポインタ部を介して前記表示装置が見える計測器を提供し、
    前記ポインタを照明するために用いられる第１部分を有する光を生成する固定光源を照明する方法。
20. 前記光の第２部分は前記表示装置を背面照明するために用いられる請求項１９に記載の方法。
21. 前記表示装置はＬＣＤ表示装置である請求項２０に記載の方法。
22. さらに、出力部材を有するモータ組立体を提供し、
    前記出力部材を前記環状ポインタ部の一端に噛合係合させ、
    前記環状ポインタ部を移動させために前記出力部材を回転させる請求項１９に記載の方法。
    

Images