JP2009036640A - 指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性をより向上させることができる指針計器を提供する。
【解決手段】速度計１０は、表面に指標が形成される指標部材２０と、指標部材２０の表面側に設置され、指標である数字２２ａや目盛２２ｂを指し示す指針３０と、を備える。速度計１０は指針３０に向かって紫外線を出射する紫外線ランプ５０を備える。指針３０は、紫外線を導光可能な樹脂材料から構成され、指し示した数字２２ａまたは目盛２２ｂ周辺に導光した紫外線を照射する。指標部材２０には、少なくとも指針３０が指し示す数字２２ａまたは目盛２２ｂの周辺に、紫外線を受けると発光する傾斜蛍光部２６および突出蛍光部２８が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、指針計器に関する。

従来、指標が形成された指標部材と、指標部材の表面側に配置され、指標を指し示す指針と、を備える指針計器が知られている（特許文献１参照）。この指針計器の指標部材は、指標の外周側に反射リングを備え、指標部材の裏面側には、指針へ向かって光を照射する光源が設けられている。光源から出射された光は、指針の内部を通り先端部から出射される。指針の先端部から出射された光は、指針が指し示す指標の外周側の反射リングに照射され、反射リングの表面がポイント状に発光する。これにより、指針が指し示している指標の視認性を向上させている。
特許第３４５７１４２号公報

ところが、上記従来技術の指針計器では、反射リングに照射する光として可視光線を用いている。このため光源からの光を指針に導く際、指針内でその光が乱反射し、発光させたくない部分も発光してしまうという問題が発生する。すなわち、発光が必要でない部分が発光することにより、計器の視認性を向上させるにも限界があった。

本発明の目的は、視認性をより向上させることができる指針計器を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、表面に指標が形成される指標部材と、指標部材の表面側に設置され、指標を指し示す指針と、を備える指針計器であって、指針に向かって紫外線を出射する紫外線ランプを備え、指針は、紫外線を導光可能な樹脂材料から構成され、指し示した指標周辺に導光した紫外線を照射し、指標部材には、少なくとも指針が指し示す指標周辺に、紫外線を受けると発光する第１蛍光物質が設けられていることを特徴としている。

この構成によれば、紫外線ランプから出射された紫外線は、指針の内部を通って、指針が指し示す指標部材の指標周辺に照射される。少なくとも指標部材の指針が指し示す指標周辺には、紫外線を受けると発光する第１蛍光物質が設けられているので、指針が指し示す指標の周辺の第１蛍光物質が発光する。これにより、指針計器の視認性が向上する。また、紫外線は、人間の目には光として認識することができない領域の波長の電磁波であるため、第１蛍光物質が設けられる部位以外が発光することがない。つまり、不必要な部位を発光してしまうことを抑制でき、発光させたい部位とそれ以外の部位との明暗を明確にすることができ、ひいては指針計器の視認性をさらに向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１蛍光物質は、蓄光材を含有していることを特徴としている。この構成によれば、第１蛍光物質は蓄光材を含有しているので、指針が移動して照射する部位が移動しても、直前まで紫外線が照射されていた部位は所定時間発光し続ける。これにより、指針の移動の履歴が指標部材の発光により表現できるので、指針計器の視認性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、指針の側面には、紫外線を受けたときに発光する発光色が第１蛍光物質と異なる第２蛍光物質が設けられていることを特徴としている。この構成によれば、指針の側面には、紫外線を受けたときに発光する発光色が第１蛍光物質と異なる第２蛍光物質を設けているので、光源（紫外線ランプ）が１つであっても、蛍光物質の種類を変更するだけで容易に発光色を変更することができる。これにより、指針と指針が指し示す指標周辺の場所を異なる色で表現することができるため、指針計器の構成を複雑にすることなく、指針計器の視認性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、紫外線の透過を遮断するカバーが、指標部材の表面を覆うようにして設けられていることを特徴としている。この構成によれば、紫外線の透過を遮断するカバーが指標部材の表面を覆うようにして設けられているので、外来光に含まれる紫外線によって指標部材に設けられる第１または第２蛍光物質が不用意に発光するのを抑制できる。また、紫外線ランプから出射される紫外線が指針計器の外部に漏れることを抑制することもできる。

本発明の実施形態による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に組み込まれた速度計１０に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。図１は、速度計１０の正面図を示す。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図を示す。

コンビネーションメータ１は、自動車車室内の運転席前方のインストルメントパネル内に配置され、自動車の速度を表示する速度計１０を備えている。コンビネーションメータ１は、速度計１０の他にも自動車の作動状態を表示する計器、インジケータなどを備えている。

速度計１０は、指標部材２０、指標部材２０の表面側に設置される指針３０、指針３０を回転させるムーブメント４０、指針３０および指標部材２０を発光表示させる紫外線を出射する紫外線ランプ５０などから構成されている。本実施形態では、紫外線ランプ５０は比較的可視光線に近い波長を有する近紫外線（３５０ｎｍ以上）を出射する。

指標部材２０は、円盤状の文字盤２１と、リング２４とを備えている。文字盤２１は、透光性材質、例えば無色透明のアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂などの薄板から形成されている。文字盤２１は、自動車の走行速度を指示するための指標である数字２２ａおよび目盛２２ｂを備えている（図１参照）。

数字２２ａおよび目盛２２ｂは、文字盤２１の表面あるいは裏面に、印刷あるいはホットスタンプなどを施すことにより形成されている。数字２２ａおよび目盛２２ｂ以外の部分に不透光性着色層あるいは半透光性着色層を設けるとともに、数字２２ａおよび目盛２２ｂの部分を透明のままとする。数字２２ａおよび目盛２２ｂ以外の部分に不透光性着色層を設けた場合、数字２２ａおよび目盛２２ｂの部分は半透光性着色層としてもよい。このように、文字盤２１に着色層を設けることにより、図１に示すような数字２２ａおよび目盛２２ｂが形成される。

図１に示すように、数字２２ａおよび目盛２２ｂは、文字盤２１の略中央に形成された指針３０を回転させるシャフト４１が通る貫通孔２３を中心とした仮想円に沿って形成されている。図１に示すように、目盛２２ｂは、ほぼ等間隔で仮想円上に形成され、数字２２ａは、０から１８０までの数字であり、２０おきの数字が目盛２２ｂの内周側に形成される。

文字盤２１の目盛２２ｂの外周側には、文字盤２１の表面から突出するリング２４が設けられている（図１、図２参照）。図２に示すように、リング２４は、文字盤２１の中心に向かう傾斜面２５を有している。この傾斜面２５には、傾斜面２５から文字盤２１の中心に向かって突出する突出部２７が形成されている。この突出部２７は複数形成されており、文字盤２１の数字２２ａが形成されている位置および、数字２２ａと隣接する数字２２ａの間の目盛２２ｂの位置に、ほぼ等間隔で形成されている（図１参照）。

突出部２７の先端には、近紫外線が照射されると発光するとともに、近紫外線が照射されなくなってから所定時間自ら発光する機能を有する蓄光顔料からなる突出蛍光部２８が設けられている。そして、突出部２７と隣接する突出部２７との間の傾斜面２５には、近紫外線が照射されると発光する蛍光顔料と上記蓄光顔料とを混ぜ合わせた顔料からなる傾斜蛍光部２６が設けられている。これら、突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６の作用については後述する。これら突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６が請求項に記載の第１蛍光物質に相当する。

図２に示すように、文字盤２１の裏面側には、指針３０を回動させるムーブメント４０が設けられている。ムーブメント４０は、例えばステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機などの電気アクチュエータからなっており、外部からの電気信号（速度計１０の場合は、自動車の速度信号）に対応した角度だけシャフト４１を回動させるものである。ムーブメント４０は、文字盤２１の裏面側に設けられる回路基板６０の裏側に支持されている。シャフト４１は、ムーブメント４０の本体から回路基板６０に設けられた貫通孔６１、文字盤２１の貫通孔２３を通り上方へ回動可能に延出している。ムーブメント４０のシャフト４１の先端には、指針３０が固定されている。

指針３０は、近紫外線を透過するアクリル樹脂により形成され、文字盤２１の表面側に配置される。図２に示すように、指針３０は、ボス部３１を介してムーブメント４０のシャフト４１に固定されている。ボス部３１には、外径が文字盤２１の貫通孔２３の内径よりも大きい遮光キャップ３４が設けられている。指針３０のボス部３１と先端部３２との間の文字盤２１と対面する側面３３には、蛍光顔料からなる指針蛍光部３５が設けられている。この指針蛍光部３５が請求項に記載の第２蛍光物質に相当する。

回路基板６０には、ムーブメント４０の他に、紫外線ランプ５０、発光ダイオード５１が実装されている。回路基板６０は、例えばガラスエポキシ基板などからなり、速度計１０を含むコンビネーションメータ１の電気回路部を形成している。

紫外線ランプ５０は、回路基板６０の貫通孔６１の周囲に実装され、波長が３５０ｎｍ以上である近紫外線を指針３０のボス部３１に向けて出射する。図２に示すように、紫外線ランプ５０から出射された近紫外線は、指針３０のボス部３１に入射する。ボス部３１に入射した近紫外線は、指針３０の内壁に反射しながら、指針３０の先端部３２に向かう。

近紫外線が指針３０の先端部３２に向かう途中、その近紫外線は指針３０に設けられた指針蛍光部３５に照射され、指針蛍光部３５は近紫外線を受けて発光する。本実施形態では、指針蛍光部３５を構成する蛍光顔料として近紫外線を受けると赤色に発光する顔料を用いている。指針蛍光部３５は、紫外線ランプ５０から近紫外線が出射されている間は常に発光する。

指針３０の先端部３２からは、指針３０が指し示す方向に向かって近紫外線が出射される。先端部３２から出射された近紫外線は、リング２４の突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６にスポット状に照射される。スポット状に照射された突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６は、近紫外線を受けて発光する。本実施形態では、突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６を構成する蛍光顔料および蓄光顔料は、指針蛍光部３５の蛍光顔料と異なる色（例えば、緑色）に発光する顔料を用いている。

これにより、指針３０が指し示した数字２２ａや目盛２２ｂの周辺（外周側）を発光させることができるため、速度計１０の視認性が向上する。さらに、本実施形態では、近紫外線を出射する紫外線ランプ５０と、近紫外線が照射されると発光する突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６とを用いて、指針３０が指し示した数字２２ａや目盛２２ｂの周辺を発光させている。近紫外線は、人間の目には光として認識することができない領域の波長の電磁波である。このため、発光させたい部位のみに蛍光顔料や蓄光顔料を設けることにより、指針３０内などで光が乱反射することによって発光させる必要のない部位が発光してしまうことを抑制することができる。その結果、発光させたい部位とそれ以外の部位との明暗を明確にすることができ、ひいては速度計１０の視認性をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、指針３０に、近紫外線を受けたときに発光する色が突出蛍光部２８や傾斜蛍光部２６と異なる指針蛍光部３５を設けている。これによれば、紫外線ランプ５０が１つであっても、突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６と、指針蛍光部３５に使用される顔料の種類を変更するだけで、容易に発光する色を変更することができる。これにより、指針３０と指針が指し示すリング２４を異なる色で表現することができるため、速度計１０の構成を複雑にすることなく、速度計１０の視認性を向上させることができる。

発光ダイオード５１は、文字盤２１を透過照明する。本実施形態では、白色の発光ダイオード５１を用いている。これにより、文字盤２１に形成された数字２２ａおよび目盛２２ｂが白色に発光表示される。

回路基板６０には、紫外線ランプ５０と発光ダイオード５１との間に筒状の遮光部材７０が設けられている。これにより、発光ダイオード５１から出射される白色の光が指針３０のボス部３１に入射することを抑制することができる。

また、回路基板６０には、ムーブメント４０の駆動制御、紫外線ランプ５０、発光ダイオード５１の点灯・消灯制御を行うコントローラ９０が実装されている。コントローラ９０は例えばマイクロコンピュータなどから構成されている。

図２に示すように、文字盤２１、リング２４、指針３０、ムーブメント４０、回路基板６０などは、樹脂製のケース８０に保持または収容されている。文字盤２１は、ケース８０の開口部に支持される。リング２４は、文字盤２１の表面に支持される。指針３０は文字盤２１の表面側に配置され、ムーブメント４０および回路基板６０は、ケース８０の内部に収容される。

図２に示すように、文字盤２１の表面側には、文字盤２１およびリング２４の周囲を覆う樹脂製の見返し板８１が設けられる。文字盤２１は、ケース８０と見返し板８１との間に挟みこまれて支持される。見返し板８１の先端部には、近紫外線の透過を遮断するカバー８２が設けられている。カバー８２は、近紫外線の透過を遮断するものであれば樹脂製であってもガラス製であってもよい。これにより、太陽光に含まれる紫外線によりリング２４または指針３０が発光することを抑制できる。また、紫外線ランプ５０が出射する近紫外線が速度計１０の外部に漏れるのを抑制することができる。

次に、本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３の電気回路構成図に基づいて説明する。

図３に示すように、コントローラ９０には、バッテリ９１から電力が常時供給されている。また、コントローラ９０には、イグニッションスイッチ９２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。コントローラ９０には、自動車の走行速度を検出する速度センサ９３が検出信号を入力可能に接続されている。そして、コントローラ９０には、制御対象である、紫外線ランプ５０、発光ダイオード５１およびムーブメント４０が接続されている。

コントローラ９０が、イグニッションスイッチ９２がＯＮされたことを検知すると、コンビネーションメータ１の表示制御作動を開始する。コントローラ９０は、発光ダイオード５１を点灯する。これにより、文字盤２１の数字２２ａおよび目盛２２ｂが白色に発光する。

そして、紫外線ランプ５０を作動させ指針３０に近紫外線を照射する。これにより、指針３０の指針蛍光部３５が赤色に発光し、指針３０が指し示す数字２２ａや目盛２２ｂ周辺の突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６が緑色に発光する。

同時に、コントローラ９０は、速度センサ９３からの検出信号に基づきムーブメント４０を駆動してシャフト４１を所定角度、すなわち自動車の走行速度に対応する角度に回動させて自動車の走行速度を表示する。

本実施形態では、リング２４に設けられる突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６を形成する顔料に蓄光顔料を含んでいる。蓄光顔料は、紫外線を照射している間、発光する性質を有するとともに、紫外線の照射を止めても、発光を持続する性質を有する。このため、自動車の走行速度が変化して指針３０が指し示す場所が変化しても、直前まで指針３０が指し示していた数字２２ａまたは目盛２２ｂ周辺の突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６は、所定時間発光し続ける。この発光は時間と共に輝度が低下し、所定時間経過すると発光は停止する。

このため、運転者からこの速度計１０を見ると、現時点で指針３０が照射する突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６の発光輝度が最も高く、過去に指針３０が照射していた突出蛍光部２８または傾斜蛍光部２６の発光輝度は低くなっている。現時点の発光点を先頭とした発光の帯がリング２４上に形成される。

これにより、運転者は、現時点の指針３０の状態を見るだけで、指針３０の回転方向を把握することができる。また、現時点の発光点からの発光の帯の長さを見れば、指針３０の回転速度（速度計１０の場合では加速度）を把握することができ、速度計１０の視認性をさらに向上させることができる。

本実施形態では、上述したようにリング２４の突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６を蛍光顔料と蓄光顔料とを混ぜ合わせた顔料から形成しているが、上記のように指針３０の履歴を表現する必要がない場合は、蛍光顔料のみで突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６を形成してもよい。また、突出蛍光部２８は蓄光顔料のみで形成し、傾斜蛍光部２６は、蛍光顔料と蓄光顔料とを混ぜ合わせた顔料から形成するようにしてもよい。

本実施形態では、リング２４には、突出蛍光部２８および傾斜蛍光部２６が形成されているが、図４に示すように、傾斜蛍光部２６のみを形成したリング２４としてもよい。また、速度計１０のリング２４について説明したが、エンジン回転計などに適用してもよい。

本発明の一実施形態による速度計の正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 本発明の一実施形態による速度計の電気回路構成図である。 本発明の一実施形態の変形例による速度計の正面図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ、１０ 速度計、２０ 指標部材、２１ 文字盤、２２ａ 数字（指標）、２２ｂ 目盛（指標）、２４ リング、２５ 傾斜面、２６ 傾斜蛍光部（第１蛍光物質）、２７ 突出部、２８ 突出蛍光部（第１蛍光物質）、３０ 指針、３２ 先端部、３３ 側面、３５ 指針蛍光部（第２蛍光物質）、４０ ムーブメント、４１ シャフト、５０ 紫外線ランプ、８０ ケース、８１ 見返し板、８２ カバー、９０ コントローラ

Claims (4)

1. 表面に指標が形成される指標部材と、
   前記指標部材の表面側に設置され、前記指標を指し示す指針と、を備える指針計器であって、
   前記指針に向かって紫外線を出射する紫外線ランプを備え、
   前記指針は、前記紫外線を導光可能な樹脂材料から構成され、指し示した前記指標周辺に導光した前記紫外線を照射し、
   前記指標部材には、少なくとも前記指針が指し示す前記指標周辺に、前記紫外線を受けると発光する第１蛍光物質が設けられていることを特徴とする指針計器。
2. 前記第１蛍光物質は、蓄光材を含有していることを特徴とする請求項１に記載の指針計器。
3. 前記指針の側面には、前記紫外線を受けたときに発光する発光色が第１蛍光物質と異なる第２蛍光物質が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の指針計器。
4. 前記紫外線の透過を遮断するカバーが、前記指標部材の表面を覆うようにして設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の指針計器。

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