JP2007033268A - 車両用指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学的擬似指針の形成方法に工夫を凝らして、コストを抑制しつつ斬新な見映えの車両用指針計器を提供する。
【解決手段】 指針形成板３を円錐面として形成するとともに、指針形成板３上に複数の溝３１を互いに同心円状に且つ指針形成板３と同軸上に設けている。そして、光源である発光ダイオード４、７を、指針形成板３の外周側に配置している。これにより、各溝３１の発光ダイオード４、７からの光が入射する壁面３２は発光ダイオード４、７に対して凸面鏡として作用し、指針形成板３の裏側に縮小正立虚像が形成され、これらの縮小正立虚像の集合が線状を成して指針Ｔ１、Ｔ２として視認される。従来の指針計器おいて光源からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成する構成と比較して構造を単純化し組付け工数を低減できる。したがって、コストを抑制しつつ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、たとえば自動車等に搭載される車両用指針計器に係わり、特に光学的に表示される擬似指針を有する車両用指針計器に関するものである。

従来、たとえば、自動車に搭載される速度計等に適用される車両用指針計器であって、特に光学的に表示される擬似指針を有する車両用指針計器としては、ムーブメントの出力軸端に光源である光ビーム投射手段を取り付け、光ビーム投射手段からの光を表示部およびミラーで反射させ、その反射像、つまり反射虚像により光学的擬似指針を形成している。検出される物理量の変化に連動してムーブメントの出力軸が回転すると、この光学的擬似指針も回転する（特許文献１参照）。
特許番号第２９０７２６１号

しかし、上述の特許文献１に開示される指針計器においては、光ビーム投射手段からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成するので反射による光量損失が多く、光学的擬似指針の良好な視認性を確保するためには、光源の発光輝度を高める必要がある。

また、光ビーム投射手段からの光を２回反射させる構成のため、２つの反射手段である表示部とミラーとの位置関係精度を高くする必要があり、そのために、指針計器の組立工程における作業工数が増大し車両用指針計器のコストが増大するという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、光学的擬似指針の形成方法に工夫を凝らして、コストを抑制しつつ斬新な見映えの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、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は、複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、基板に光を照射可能に配置された光源と、基板の外周側に配置された文字盤とを備え、基板は溝と同軸上の回転面状の凸面として形成され、光源は基板の外周側または基板の中心側に配置され、光源から発せられた光が基板で反射して基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴としている。

この構成において、光源からの光は、基板に形成された各溝の内壁面で反射されて反射像が結像される。各溝が互いに同心円状且つ回転面状の凸面である基板と同軸上に形成されているため、これらの反射像の集合は、視認者から見ると、回転面を形成する回転要素を回転面の回転軸方向から見た時の投影線である直線として視認される。言い換えるとこれらの反射像の集合は、基板の稜線を成すように見える。つまり、これらの反射像の集合は基板の中心軸を通る直線として視認される。

したがって、光源の位置が基板の周方向に沿って変化しても、各溝による光源の反射像の集合である直線は、常に基板の中心軸を通る直線として形成される。すなわち、光源の位置が基板の周方向に沿って変化すると、反射像の集合である直線は、基板の中心軸回りに回転するように視認される。

これにより、各溝による光源の反射像の集合である直線は、光学的擬似指針としての機能を果たすことができる。

光源が基板の外周側に配置された場合、基板の各溝における光源からの光が入射する壁面は、光源側に向かって凸である曲面となるので、各壁面は、光源に対して凸面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に、光源の反射像としての、大きさが縮小された正立虚像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面の裏側に光源の正立虚像が結像して見える。

すなわち、これらの正立虚像は、その大きさは光源の大きさより縮小され、且つその位置は基板の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなりしたがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

一方、光源が基板の中心側に配置された場合、基板の各溝における光源からの光が入射する壁面は、光源側に向かって凹である曲面となるので、各壁面は、光源に対して凹面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面上（視認者から見て基板の手前側）に、光源の反射像としての、大きさが縮小された倒立実像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面上に光源の倒立実像が結像して見える。

すなわち、これらの倒立実像は、その大きさは光源の大きさより縮小され、且つその位置は基板上（視認者から見て基板の手前側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなりしたがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

なお、光源が基板の外周側に配置された場合、基板の各溝の壁面に形成される光源の倒立実像の結像位置が基板上（視認者から見て基板の手前側）であるため、光学的擬似指針が基板から浮き上がって視認される。これにより、光源が基板の外周側に配置された場合とは全く異なる見映えの光学的擬似指針を形成することができる。

上述の構成によれば、光源からの光を一つの部品である基盤に入射させ、その反射光により基板上に結像される反射像を光学的光学的擬似指針として利用することができる。したがって、本発明の請求項１に記載の車両用指針計器における光学的擬似指針形成手段は、従来の指針計器おいて光源からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成する構成と比較して構造が単純であり、それにより、組付け工数を低減できる。

また、本発明の請求項１に記載の車両用指針計器では、基板に設けられた各溝が光源に対して凸面鏡あるいは凹面鏡に相当する機能を果たすため、反射像（正立虚像あるいは倒立実像）の大きさは実際の光源の大きさよりも縮小される。したがって、一般的な光放射角度の光源、たとえば一般的な発光ダイオードや電球等を用いても、細く高輝度の擬似指針を形成することができる。したがって、高価なレーザ光源、あるいは帯状の光線を生成するための光学的部材等が不要となる。

以上により、コストを抑制しつつ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。

本発明の請求項２に記載の車両用指針計器は、基板は溝と同軸上の円錐面として形成されることを特徴としている。

この場合、基板上に、計器の指針としての反射像を確実に結像することができる。

本発明の請求項３に記載の車両用指針計器は、複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、基板に光を照射可能に配置された光源と、基板の外周側に配置された文字盤とを備え、基板は溝と同軸上の円板状に形成され、光源は基板の外周側または基板の中心側に配置され、光源から発せられた光が基板で反射して基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴としている。

この構成において、光源からの光は、基板に形成された各溝の内壁面で反射されて反射像が結像される。各溝が互いに同心円状且つ円板状の基板と同軸上に形成されているため、これらの反射像の集合は、視認者から見ると、基板を形成する円板の半径として視認される。すなわち、これらの反射像の集合は、基板の中心を通る直線として視認される。

したがって、光源の位置が基板の周方向に沿って変化しても、各溝による光源の反射像の集合である直線は、常に基板の中心を通る直線として形成される。すなわち、光源の位置が基板の周方向に沿って変化すると、反射像の集合である直線は、基板の中心回りに回転するように視認される。

これにより、各溝による光源の反射像の集合である直線は、光学的擬似指針としての機能を果たすことができる。

光源が基板の外周側に配置された場合、基板の各溝における光源からの光が入射する壁面は、光源側に向かって凸である曲面となるので、各壁面は、光源に対して凸面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に、光源の反射像としての、大きさが縮小された正立虚像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面の裏側に光源の正立虚像が結像して見える。

すなわち、これらの正立虚像は、その大きさは光源の大きさより縮小され、且つその位置は基板の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなりしたがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

一方、光源が基板の外周側に配置された場合、基板の各溝における光源からの光が入射する壁面は、光源側に向かって凹である曲面となるので、各壁面は、光源に対して凹面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面上（視認者から見て基板の手前側）に、光源の反射像としての、大きさが縮小された倒立実像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面上に光源の倒立実像が結像して見える。

すなわち、こえらの倒立実像は、その大きさは光源の大きさより縮小され、且つその位置は基板上（視認者から見て基板の手前側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなりしたがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

なお、光源が基板の外周側に配置された場合、基板の各溝の壁面に形成される光源の倒立実像の結像位置が基板上（視認者から見て基板の手前側）であるため、光学的擬似指針が基板から浮き上がって視認される。これにより、光源が基板の外周側に配置された場合とは全く異なる見映えの光学的擬似指針を形成することができる。

上述の構成によれば、光源からの光を一つの部品である基盤に入射させ、その反射光により基板上に結像される反射像を光学的光学的擬似指針として利用することができる。したがって、本発明の請求項３に記載の車両用指針計器における光学的擬似指針形成手段は、従来の指針計器おいて光源からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成する構成と比較して構造が単純であり、それにより、組付け工数を低減できる。

また、本発明の請求項３に記載の車両用指針計器では、基板に設けられた各溝が光源に対して凸面鏡あるいは凹面鏡に相当する機能を果たすため、反射像（正立虚像あるいは倒立実像）の大きさは実際の光源の大きさよりも縮小される。したがって、一般的な光放射角度の光源、たとえば一般的な発光ダイオードや電球等を用いても、細く高輝度の擬似指針を形成することができる。したがって、高価なレーザ光源、あるいは帯状の光線を生成するための光学的部材等が不要となる。

以上により、コストを抑制しつつ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。

本発明の請求項４に記載の車両用指針計器は、複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、基板に光を照射可能に配置された光源と、基板の外周側に配置された文字盤とを備え、基板は溝と同軸上の回転面状の凹面として形成され、光源は基板の外周側に配置され、光源から発せられた光が基板で反射して基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴としている。

この構成において、光源からの光は、基板に形成された各溝の内壁面で反射されて反射像が結像される。各溝が互いに同心円状且つ回転面状の凹面である基板と同軸上に形成されているため、これらの反射像の集合は、視認者から見ると、回転面を形成する回転要素を回転面の回転軸方向から見た時の投影線である直線として視認される。言い換えるとこれらの反射像の集合は、基板の稜線を成すように見える。つまり、これらの反射像の集合は基板の中心軸を通る直線として視認される。

したがって、光源の位置が基板の周方向に沿って変化しても、各溝による光源の反射像の集合である直線は、常に基板の中心軸を通る直線として形成される。すなわち、光源の位置が基板の周方向に沿って変化すると、反射像の集合である直線は、基板の中心軸回りに回転するように視認される。

これにより、各溝による光源の反射像の集合である直線は、光学的擬似指針としての機能を果たすことができる。

この場合、光源が基板の外周側に配置されているので、基板の各溝における光源からの光が入射する壁面は、光源側に向かって凸である曲面となるので、各壁面は、光源に対して凸面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に、光源の反射像としての、大きさが縮小された正立虚像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面の裏側に光源の正立虚像が結像して見える。

すなわち、これらの正立虚像は、その大きさは光源の大きさより縮小され、且つその位置は基板の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなりしたがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

上述の構成によれば、光源からの光を一つの部品である基盤に入射させ、その反射光により基板上に結像される反射像を光学的光学的擬似指針として利用することができる。したがって、本発明の請求項４に記載の車両用指針計器における光学的擬似指針形成手段は、従来の指針計器おいて光源からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成する構成と比較して構造が単純であり、それにより、組付け工数を低減できる。

また、本発明の請求項４に記載の車両用指針計器では、基板に設けられた各溝が光源に対して凸面鏡に相当する機能を果たすため、反射像である正立虚像の大きさは実際の光源の大きさよりも縮小される。したがって、一般的な光放射角度の光源、たとえば一般的な発光ダイオードや電球等を用いても、細く高輝度の擬似指針を形成することができる。したがって、高価なレーザ光源、あるいは帯状の光線を生成するための光学的部材等が不要となる。

以上により、コストを抑制しつつ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。

本発明の請求項５に記載の車両用指針計器は、光源は基板の溝の中心軸を回転軸として回転自在に保持されることを特徴としている。

このような構成によれば、通常の実体指針を用いる指針計器の場合と同様に、測定した物理量の変動に連動させて光学的擬似指針を回転させることができる。特に、測定対象となる物理量の変動度合いの大きい場合、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するための車両用指針計器には好適となる。さらに、光源を回転駆動するための動力装置として通常の実体指針を用いた指針計器で使用されるムーブメントを流用できるので、安価なメカニズムにより光学的擬似指針を回転させることができる。

本発明の請求項６に記載の車両用指針計器は、複数個の光源が基板の溝と同軸の円弧に沿って配列され、点灯される光源が順次切り替えられることを特徴としている。

このような構成によれば、光源等の電子素子と比べて体格が大きく且つ高価なムーブメント等の回転駆動装置を用いずに光学的擬似指針を回転表示させることができる。したがって、光学的擬似指針を用いた車両用指針計器の内部スペースを有効利用するとともに、製作コストを低減することができる。特に、測定対象となる物理量の変動度合いの大きい場合、たとえば、車両の燃料タンク内残存燃料量あるいはエンジンの冷却水温度等を指示するための車両用指針計器には好適となる。

本発明の請求項７に記載の車両用指針計器は、光源は発光ダイオードであることを特徴としている。

この場合、発光ダイオードは各種機器において光源として大量に使用されて安価であり、さらに発光ダイオードを点灯させる電気回路も安価であるので、車両用指針計器の製作コストを低減することができる。

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。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。

（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２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図４は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図５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模式図である。

コンビネーションメータ１は、当該自動車の車室内の運転席前方に設けられ、当該自動車の作動状態に関わる情報、たとえば走行速度等を指針の回動等により運転者が視認可能に表示するものである。本発明による車両用指針計器としての当該自動車の走行速度を指示する速度計Ｓ、および燃料タンク内の残存燃料量を指示する燃料計Ｆを示す。

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、図１に示すように、当該自動車の走行速度を指示する指針計器としての速度計Ｓ、当該自動車の燃料タンク内残存燃料量を指示する指針計器としての燃料計Ｆ、および当該自動車の累積走行距離を指示するデジタル計器としての距離計Ｄを備えている。

以下に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の構成について説明する。

文字板２は、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等から円環状に形成されている。文字板２は、図２に示すように、速度計Ｓおよび燃料計Ｆを構成する目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４を備えている。これらの目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４は、印刷あるいはホットスタンプ等を施して形成されている。すなわち、文字板２の表面（図２において右側の面）に、目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４を包含するようにたとえば白色または黄色の透光性着色層を設け、続いて文字板２の表面の目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４を除いた部分へ、たとえば濃灰色の遮光性着色層を設けて形成している。文字盤２の裏面（図２において左側の面）には、遮光性の明色（白色、銀色等）着色層が設けられている。また、文字板２の外周側端面には、図２に示すように、発光ダイオード９が、文字板２内に光を入射可能に、つまり円環状の中心へ向けて光を入射するように配置されている。これにより、目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４は、発光ダイオード９からの光により透過照明されて、白色または黄色により発光表示される。

文字板２は、図２に示すように、その外周部において、見返し板１３に保持固定されている。

文字板２の背面側（図２において左側）には、基板である指針形成板３が配置されている。指針形成板３は、図２に示すように、回転面状の凸面である円錐面として形成されている。指針形成板３は、図２に示すように、文字板２と同軸上に配置され且つ指針形成板３の外周は視認方向（図２の左右方向）において文字板２と重ねて配置されている。

指針形成板３の表面（図２において右側の面）には、図１に示すように、互いに同心円状の複数の溝３１が設けられている。これらの溝３１は、指針形成板３を成す円錐面の軸と同軸上に形成されている。指針形成板３は樹脂材料から型成形により形成され、溝３１も型転写により形成されている。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の指針形成板３においては、光反射率を高めるために、樹脂の表面にクローム等の金属めっきを施している。溝３１は、図３に示すように、断面略Ｖ字上に形成されている。すなわち、溝３１は、円錐の中心側の壁面３２および円錐の外周側の壁面３３とから構成されている。壁面３２は、円錐の外周側に向かって凸の凸面状を成し、一方へ壁面３３は円錐の中心側に向かって凹の凹面状を成している。

指針形成板３の円錐の中心側には、図２に示すように、後述する液晶表示器１０を視認させるための開口窓３４が設けられている。開口窓３４は、指針形成板３を成す円錐面の軸と同軸上の円形に形成されている。

指針形成板３は、図２に示すように、ブラケット１１に保持固定され、このブラケット１１がケーシング１２に固定されている。つまり、指針形成板３は、ブラケット１１を介してケーシング１２に固定されている。一方、ケーシング１２には、図２に示すように、文字板２を保持している見返し板１３が固定されている。これにより、文字板２および指針形成板３は高い位置関係精度を維持しつつケーシング１１に固定されている。

なお、ケーシング１２および見返し板１３は、樹脂材料から形成されている。

指針形成板３の外周側には、図２に示すように、光源である発光ダイオード４が配置されている。発光ダイオード４は、図２に示すように、指針形成板３の表面に光を入射可能且つ指針形成板３の外周と隙間を隔てて配置されている。発光ダイオード４は、図２に示すように、指示アーム５の端部に固定されている。

指針形成板３の背面側（図２において左側）には、指示アーム５を回転させる、すなわち発光ダイオード４を指針形成板３の外周に沿って回転させるためのムーブメント６が配置されている。ムーブメント６は、たとえばステッピングモータあるいは交差コイル式駆動装置等からなり、外部からの電気信号、すなわち本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては車速信号、に基づいて後述する制御回路１４により回転軸であるシャフト６１を所定角度だけ回転させる。すなわち、発光ダイオード４が発する光により指針形成板３上に光学的擬似指針Ｔ１を形成するとともに、ムーブメント６により、発光ダイオード４を回転させて光学的擬似指針Ｔ１を回転させることにより、速度計Ｓが当該自動車の走行速度を指示する。

シャフト６１は、図２に示すように、指針形成板３の円錐面と同軸上に配置されるとともに、その先端に指示アーム５が固定されている。したがって、制御回路１４によりムーブメント６が駆動されてシャフト６１が回転すると、発光ダイオード４は、指針形成板３の外周を指針形成板３と同軸上に回転することになる。

ここで、指示アーム５に固定された発光ダイオード４への給電手段として、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、フレキシブルプリント基板（図示せず）を用いている。これは、帯状のフレキシブルプリント基板をムーブメント６のシャフト６１の回りに渦巻き状に配置し、例えば渦巻きの内側端部を指示アーム５に固定し且つ発光ダイオード４に電機的に接続するとともに、渦巻きの外側端部をムーブメント６に固定し、ムーブメント６を介して後述するプリント基板８に電気的に接続している。これにより、シャフト６１の回転による指示アーム５とムーブメント６との相対角度変化を、渦巻き状のフレキシブルプリント基板の曲率変化により吸収して、シャフト６１の滑らかな回転を妨げずに、指示アーム５に固定された発光ダイオード４に給電することができる。なお、この、フレキシブルプリント基板を用いた回転指針に固定された光源への給電方法は、特許第２５２６４６７号公報に記載の方法と同じである。

ムーブメント６は、図２に示すように、指針形成板３の裏面側（図２において左側）に配置されたプリント基板８に実装・固定されている。

プリント基板８は、たとえば、ガラスエポキシ基板等からなり、コンビネーションメータ１の電気回路部を構成している。また、プリント基板８には、ムーブメント６の駆動制御、発光ダイオード４の点灯・消灯制御、文字板２照明用の発光ダイオード９の点灯・消灯制御を行う制御回路１４が実装されている。制御回路１４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。

一方、ブラケット１１には、図２に示すように、燃料計Ｆとしての光学的擬似指針Ｔ２を形成するための光源である発光ダイオード７が固定されている。発光ダイオード７は、図３に示すように、複数個、詳しくは燃料計Ｆに係る目盛２１の本数と同数、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１７個設けられている。１７個の発光ダイオード７は、指針形成板３の溝３１と同軸の円弧に沿うように且つ指針形成板３の表面に光を入射可能に配置されている。また、各発光ダイオード７の光軸は対応する目盛と平行且つ指針形成板３の中心に向かうようにして配置されている。

１７個の発光ダイオード７の点灯駆動制御は、後述する制御回路１４により行われる。すなわち、制御回路１４は、燃料タンク（図示せず）内の燃料液面位置を検出する液面検出センサ１８からの検出信号に基づいて燃料タンク内残存燃料量を算出し、算出した残存燃料量に相当する目盛２１に対応した発光ダイオード７を点灯させ、残りの１６個の発光ダイオード７を消灯させる。点灯された発光ダイオード７により、図１に示すように、指針形成板３上に指針Ｔ２が形成される。当該自動車の走行に伴い燃料タンク内残存燃料量が減少すると、それに応じて、制御回路１４は、発光させる発光ダイオード７を切替え、燃料計Ｆにおける指針Ｔ２の角度が燃料量減少側に一目盛分回転する。

指針形成板３の中央部には、図２に示すように、指針形成板３の開口窓３４に望んで距離計Ｄとしての液晶表示器１０が配置されている。液晶表示器１０としてはセグメントタイプあるいはドットマトリクスタイプの液晶表示器が用いられ、当該自動車の累積走行距離を、図１に示すように、数字で表示している。液晶表示器１０は、図２に示すように、ブラケット１１に保持固定されている。

次に、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の電気回路構成、およびその作動について、図５の電気回路構成図に基づき説明する。

図５に示すように、制御回路１４には、バッテリ１６から電力が常時供給されている。また、制御回路１４には、イグニッションスイッチ１５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。制御回路１４には、その制御対象としての、発光ダイオード４、７、９、およびムーブメント６が接続されている。また、制御回路１４には、車速センサ１７および液面検出センサ１８が接続されている。

なお、車速センサ１７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、当該自動車の変速機の出力軸、つまりプロペラシャフトの回転数を検出している。したがって、車速センサ１７の検出信号に基づいて、走行速度および走行距離の両方を算出することができる。

（１）イグニッションスイッチ１５がＯＮされた場合。

運転者によりイグニッションスイッチ１５がＯＮされると、制御回路１４はイグニッションスイッチ１５がＯＮされたことを検知して、発光ダイオード４、７、９を点灯させる。発光ダイオード９からの光により、文字板２が透過照明されて目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４が発光表示される。また、発光ダイオード４、７からの光が指針形成板３を照射して、光学的擬似指針としての指針Ｔ１およびＴ２が速度計Ｓおよび燃料計Ｆ上に形成される。同時に制御回路１４は、液晶表示器１０を駆動して累積走行距離を表示させる。続いて、制御回路１４は、車速センサ１７からの検出信号を基に当該自動車の走行速度を算出し、それによりムーブメント６を駆動してシャフト６１を当該自動車の走行速度に対応する角度に回転させる。これにより、指針Ｔ１が回転して速度計Ｓ上で当該自動車の走行速度を指示する。同時に制御回路１４は、液面検出センサ１８からの検出信号を基に燃料タンク内残存燃料量を算出し、この残存燃料量に相当する目盛２１に対応した発光ダイオード７を点灯させ、残りの１６個の発光ダイオード７を消灯させる。点灯された発光ダイオード７により指針Ｔ２が形成され燃料計Ｆ上で残存燃料量を指示する。同時に制御回路１４は、車速センサ１７からの検出信号を基に当該自動車の走行距離を算出し、それにより液晶表示器１０を駆動して走行距離をデジタル表示する。

（２）イグニッションスイッチ１５がＯＦＦされた場合。

運転者によりイグニッションスイッチ１５がＯＦＦされると、制御回路１４は、イグニッションスイッチ１５がＯＦＦされたことを検知して、発光ダイオード４、７、９への通電を停止してこれらを消灯させる。これにより、文字板２上の目盛２１、数字２２、文字２３および図形２４の表示が消えると同時に、指針形成板３上の指針Ｔ１、Ｔ２が消える。

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、擬似指針形成手段である指針形成板３の構成の作用・効果について説明する。

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では、基板である指針形成板３を回転面状の凸面としての円錐面として形成するとともに、指針形成板３上に複数の溝３１を互いに同心円状に且つ指針形成板３と同軸上に設けている。そして、光源である発光ダイオード４、７を、指針形成板３の外周側に配置している。

この構成によれば、指針形成板３の各溝３１における発光ダイオード４、７からの光が入射する壁面３２は、指針形成板３の外周側、すなわち発光ダイオード４、７側に向かって凸である曲面となるので、各壁面３２は、発光ダイオード４、７源に対して凸面鏡相当の機能を果たすことになる。すなわち、各壁面３２の裏側（視認者から見て指針形成板３の向こう側）に、発光ダイオード４、７の反射像としての、大きさが縮小された正立虚像が形成される。視認者がこれらを見ると、同心円状に並んだ各壁面３２の裏側に発光ダイオード４、７の正立虚像が結像して見える。

これらの正立虚像の集合は、視認者から見ると、指針形成板３を形成する円錐面の中心軸方向から見た時の投影線である直線として視認される。言い換えるとこれらの正立虚像の集合は、指針形成板３の稜線を成すように見える。つまり、これらの正立虚像の集合は指針形成板３の中心軸を通る直線として視認される。このため、発光ダイオード４、７の位置が指針形成板３の周方向に沿って変化しても、各溝３１の壁面３２に結像される発光ダイオード４、７の正立虚像の集合である直線は、常に指針形成板３の中心軸を通る直線として形成される。すなわち、発光ダイオード４、７の正立虚像の集合である直線、つまり図１における指針Ｔ１、Ｔ２は、指針形成板３の中心軸回りに回転するように視認されるので、将に光学的擬似指針としての機能を果たすことができる。

また、各溝３１の壁面３２に結像される正立虚像は、その大きさは発光ダイオード４、７の大きさより縮小され、且つその位置は指針形成板３の裏側（視認者から見て基板の向こう側）に結像されるため、指針としての見映えがシャープなものとなり、したがって、指針計器の指針として最適なものとなる。

さらに、指針形成板３に設けられた各溝３１の壁面３２が発光ダイオード４、７に対して凸面鏡に相当する機能を果たし正立虚像の大きさが実際の発光ダイオード４、７の大きさよりも縮小される。したがって、発光ダイオード４、７として、一般的な光放射角度の汎用発光ダイオードや電球等を用いても、細く高輝度の指針Ｔ１、Ｔ２を形成することができる。したがって、高価なレーザ光源、あるいは帯状の光線を生成するための光学的部材等が不要となる。

以上により、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では、従来の指針計器おいて光源からの光を２回反射させて光学的擬似指針を形成する構成と比較して構造を単純化することができ、それにより、組付け工数を低減できる。したがって、コストを抑制しつつ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現することができる。

この場合、各溝３１の壁面３２の傾斜角度は、発光ダイオード４、７からの光が運転者の視認方向に向けて反射されるような角度に設定すれば、指針Ｔ１、Ｔ２の見映えを、よりシャープ且つ高輝度とすることができる。

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では、速度計Ｓの指針Ｔ１を回転表示させるために、回動内機であるムーブメント６により、発光ダイオード４を指針形成板３の外周に沿って回転させている。

これにより、通常の実体指針を用いた指針計器としての速度計と同等の応答性を有する速度計Ｓを実現できる。

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では、燃料計Ｆの指針Ｔ２を回転表示させるために、発光ダイオード７を複数個、つまり図３に示すように、燃料計Ｆに係る目盛２１の本数と同数、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１７個設けている。制御回路１４は、算出された残存燃料量に相当する目盛２１に対応した発光ダイオード７のみを点灯させ、残りの１６個の発光ダイオード７を消灯させている。そして、制御回路１４は、残存燃料量の変化に応じて点灯させる発光ダイオード７を切替える。それにより、指針Ｔ２が回転するように見える。燃料計Ｆにおいては、指示される物理量である残存燃料量の変化度合いが緩やかであるため、このような方法で指針Ｔ２を回転表示しても実用上全く問題がない。

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Ｔ１、Ｔ２の回転機構として上述した２種類の機構を採用したことにより、速度計Ｓおよび燃料計Ｆの目盛２１および数字２２等を同一円弧上に配置し、且つ指針Ｔ１、Ｔ２の回転中心を一致させて表示することができる。これにより、斬新な見映えを有するコンビネーションメータ１を容易に実現することができる。

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、速度計Ｓおよび燃料計Ｆを指針計器として構成したが、これらの組み合わせに限定する必要はなく、速度計Ｓを当該自動車のエンジン回転速度を指示するタコメータ等に置換えたり、燃料計Ｆを当該自動車のエンジン冷却水温度を指示する水温計等に置換えたりしてもよい。あるいは、ムーブメント６を用いた指針計器一つと、複数の発光ダイオードを用いた指針計器複数個を同一円弧上に配置してもよい。

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、液晶表示器１０を走行距離を表示する距離計Ｄとして用いているが、液晶表示器１０に表示させる対象を走行距離に限定する必要はなく、自動車に係る他の情報、たとえば室内温度、バッテリ電圧、各種警告表示を表示してもよい。あるいは、液晶表示器１０を装着しない構成としてもよい。

（第２実施形態）
図６に、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の断面図を示す。

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１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、速度計Ｓの指針Ｔ１を形成するための光源である発光ダイオード４の位置を変更している。すなわち、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６に示すように、指示アーム５の形状を変更して指針形成板３の開口窓３４内に発光ダイオード４を配置して、開口窓３４の周縁から指針形成板３の外周側へ向けて光を照射させている。

なお、発光ダイオード４を開口窓３４内に配置したことにより、液晶表示器１０はとりはずされている。

指針形成板３の中心部には、指針形成板３の開口窓３４を覆うように遮光キャップ１９が取り付けられている。遮光キャップ１９は、たとえば樹脂材料等から形成され、開口窓３４を通してコンビネーションメータ１の内部が視認者に見えること、および発光ダイオード４からの光が直接視認者の目に入射して眩しく感じることを防止している。

ここで、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における速度計Ｓの指針Ｔ１の見映えについて説明する。

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、発光ダイオード４が指針形成板３の中心側に配置されているので、指針形成板３の各溝３１における壁面３３は、発光ダイオード４側に向かって凹である曲面となるので、各壁面３３は、発光ダイオード４に対して凹面鏡としての機能を果たすことになる。すなわち、各壁面３３上（運転者から見て指針形成板３の手前側）に、発光ダイオード４の反射像としての、大きさが縮小された倒立実像が形成される。

このため、指針Ｔ１は、シャープで高輝度な見映えとなるとともに、指針形成板３の手前側に浮き上がって見える。したがって、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の速度計Ｓの指針Ｔ１とは異なる見映えを得ることができる。

なお、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、燃料計Ｆの指針Ｔ２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の燃料計Ｆの場合と同様に、凸面鏡による正立虚像として指針形成板３の向こう側に視認される。したがって、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、各指針Ｔ１、Ｔ２の見映えを互いに異なるものとして、より斬新な見映えを得ることができる。

（第３実施形態）
図７に、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図を示す。

本発明の第３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１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、指針形成板３の形状を変更したものである。すなわち、本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１では、指針形成板３の形状を、図７に示すように、平板の円板状としている。指針形成板３に形成される同心円状の各溝３１は、指針形成板３を成す円板と同軸上に配置されている。

本発明の第３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実施形態の場合と同様に、指針Ｔ１、Ｔ２を円板状の指針形成板３上に光学的擬似指針として形成することができる。

（第４実施形態）
図８に、本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図を示す。

本発明の第４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１実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、指針形成板３の形状を変更したものである。すなわち、本発明の第４実施形態によるコンビネーションメータ１では、指針形成板３の形状を、図８に示すように、回転面状の凹面としている。指針形成板３に形成される同心円状の各溝３１は、指針形成板３を成す回転面状の凹面と同軸上に配置されている。

本発明の第３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実施形態の場合と同様に、指針Ｔ１、Ｔ２を円板状の指針形成板３上に光学的擬似指針として形成することができる。

なお、以上説明した、本発明の第１〜第４実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針形成板３を樹脂成型により形成しさらに金属めっきを施しているが、このような構成に限定されるものではなく、他の材質から形成してもよい。たとえば、アルミニウム等の金属材料から形成し、溝３１を機械加工を施して形成してもよい。あるいは、金属材料から形成した上にめっきを施してもよい。

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中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２中のＩＶ部拡大図である。 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模式図である。 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の断面図である。 本発明の第３実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図である。 本発明の第４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）
２ 文字板
２１ 目盛
２２ 数字
２３ 文字
２４ 図形
３ 指針形成板（基板）
３１ 溝
３２ 壁面
３３ 壁面
３４ 開口窓
４ 発光ダイオード（光源）
５ 指示アーム
６ ムーブメント
６１ シャフト
７ 発光ダイオード（光源）
８ プリント基板
９ 発光ダイオード
１０ 液晶表示器
１１ ブラケット
１２ ケーシング
１３ 見返し板
１４ 制御回路
１５ イグニッションスイッチ
１６ バッテリ
１７ 速度センサ
１８ 液面検出センサ
１９ 遮光キャップ
Ｄ 距離計
Ｆ 燃料計（車両用指針計器）
Ｓ 速度計（車両用指針計器）
Ｔ１ 指針（反射像）
Ｔ２ 指針（反射像）

Claims (7)

1. 複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、
   前記基板に光を照射可能に配置された光源と、
   前記基板の外周側に配置された文字盤とを備え、
   前記基板は前記溝と同軸上の回転面状の凸面として形成され、
   前記光源は前記基板の外周側または前記基板の中心側に配置され、
   前記光源から発せられた光が前記基板で反射して前記基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴とする車両用指針計器。
2. 前記基板は前記溝と同軸上の円錐面として形成され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. 複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、
   前記基板に光を照射可能に配置された光源と、
   前記基板の外周側に配置された文字盤とを備え、
   前記基板は前記溝と同軸上の円板状に形成され、
   前記光源は前記基板の外周側または前記基板の中心側に配置され、
   前記光源から発せられた光が前記基板で反射して前記基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴とする車両用指針計器。
4. 複数の溝が互いに同心円状に形成された基板と、
   前記基板に光を照射可能に配置された光源と、
   前記基板の外周側に配置された文字盤とを備え、
   前記基板は前記溝と同軸上の回転面状の凹面として形成され、
   前記光源は前記基板の外周側に配置され、
   前記光源から発せられた光が前記基板で反射して前記基板上に結像される反射像を指針としたことを特徴とする車両用指針計器。
5. 前記光源は前記基板の前記溝の中心軸を回転軸として回転自在に保持されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用指針計器。
6. 複数個の前記光源が前記基板の前記溝と同軸の円弧に沿って配列され、
   点灯される前記光源が順次切り替えられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用指針計器。
7. 前記光源は発光ダイオードであ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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