JP2013142588A - 車両用計器 - Google Patents

Abstract

【課題】指標領域の輝度ムラをより抑制した車両用計器を提供する。
【解決手段】指標領域Ｐを有する表示パネル２０と、指標領域Ｐの内周側領域Ｉの背後において並んで配置され、指標領域Ｐを照明する複数の光源４０と、表示パネル２０と各光源４０との間に配置され、各光源４０からの光を表示パネル２０へ導く導光体５０とを、備え、導光体５０は、回転方向Ｒに沿って並ぶ複数の導光構造５１を有し、各導光構造５１は、対応する光源４０から光が入射される入射部５２と、入射部５２に入射された光を指標領域Ｐの背後に向かって反射する第一反射部５３と、第一反射部５３によって反射された光を指標領域Ｐへ反射する第二反射部５４とを有し、第二反射部５４は、第一反射部５３から離間するほど前方の指標領域Ｐに向かって傾斜する傾斜平面５５と、傾斜平面５５に凹凸を形成する複数のドット５６とを、有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用計器に関する。

従来、指針の回転方向に沿って指標が並ぶ指標領域を有する表示パネルと、表示パネルの背後に配置される複数の光源と、表示パネルと各光源との間に配置されて、それら各光源からの光を表示パネルへ導く導光体とを、備える車両用計器が、広く知られている。

こうした車両用計器について、近年、デッドスペースとなっている指標領域の内周側領域の背後に、光源を配置する構造が、採用されるようになってきている。車両用計器において、デッドスペースに光源を配置することにより、光源のためのスペースを別に設けなくてもよくなり、意匠設計の自由度が高くなる。ここで、指標領域の内周側領域の背後に光源を配置した車両用計器としては、特許文献１に開示されるものがある。この特許文献１に開示の計器において、導光体は、指標領域の内周側領域の背後の光源からの光を入射する入射部と、入射部から入射した光を反射する第一反射部と、第一反射部からの光を指標領域に反射する第二反射部とを有している。

さて、上述の如き特許文献１に開示の構成下、導光体の第二反射部からの反射光による指針領域の照明輝度を高める方法としては、特許文献２に開示されるように光を拡散させるために凹凸を形成するドットを第二反射部に形成する方法がある。

特許第３６２４８７６号公報 特開２００４−３０１８２２号公報

しかし、特許文献１に開示の車両用計器では、第二反射部が曲面となっているため、この曲面に、特許文献２に従いドットを形成しようとすると、照明輝度のムラを抑制するために必要なドット配置のシミュレーションを、三次元にて実施しなければならず、複雑となる。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、意匠設計の自由度を高めた構造において、指標領域の照明輝度のムラを抑制する車両用計器を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、指針の回転方向に沿って指標が並ぶ指標領域を有する表示パネルと、指標領域の内周側領域の背後において回転方向に沿って並んで配置され、指標領域を照明する複数の光源と、表示パネルと各光源との間に配置され、それら各光源からの光を表示パネルへ導く導光体とを、備え、導光体は、回転方向に沿って並ぶ複数の導光構造を有し、各導光構造は、対応する少なくとも一つの光源から光が入射される入射部と、入射部に入射された光を指標領域の背後に向かって反射する第一反射部と、第一反射部によって反射された光を指標領域へ反射する第二反射部とを有し、第二反射部は、第一反射部から離間するほど前方の指標領域に向かって傾斜する傾斜平面と、傾斜平面に凹凸を形成する複数のドットとを、有する。

このような請求項１に記載の発明では、複数の光源は、表示パネルのうち指針の回転方向（以下、解決手段の欄では、指針回転方向という）に沿って指標が並ぶ指標領域の内周側領域の背後において、指針回転方向に沿って並んで配置されるため、デッドスペースである内周側領域の背後を有効に活用することができる。これによれば、車両用計器において、光源のためのスペースを別に確保しなければならないという制約を減らすことができ、意匠設計の自由度を高めることができる。

さらに、請求項１に記載の発明の導光体において、指針回転方向に沿って並ぶ各導光構造では、第二反射部の有する傾斜平面が第一反射部から離間するほど指標領域に向かって傾斜するため、第一反射部により指標領域の背後に向かって反射された対応光源からの光は、傾斜平面のうち第一反射部から離間箇所にも到達可能となる。しかも、請求項１に記載の発明の各導光構造において、第二反射部には、複数のドットが設けられるので、第二反射部により前方に反射されて指標領域を照明する輝度は、高くなる。またさらに、請求項１の各導光構造では、複数のドットが第二反射部のうち傾斜平面に設けられるので、ドット配置のシミュレーションを、二次元で容易に行うことができる。その結果、複数の傾斜平面が指針回転方向に並ぶことになる導光体の全体において、照明輝度のムラを抑制するために必要なドットを最適な配置で設けることが可能となる。

以上より、請求項１に記載の発明によれば、意匠設計の自由度を高めた構造において、指標領域の輝度ムラを抑制した車両用計器を提供可能となる。

請求項２に記載の発明では、各導光構造の第二反射部同士は、稜線を形成するように回転方向に互いに隣接している。この発明において、稜線を形成するように指針回転方向に互いに隣接している各導光構造の第二反射部の間には、隙間が生じないので、それら第二反射部は、指標領域の背後において、指針回転方向に満遍なく並んで形成されることになる。このように満遍なく形成された第二反射部によれば、前方の指標領域全般に各光源からの光を行渡らせることができ、指標領域における輝度ムラを確実に抑制することが可能となる。

請求項３に記載の発明では、各導光構造の第一反射部は、回転方向に沿う曲面状に形成される。この発明の各導光構造において、指針回転方向に沿う曲面状の第一反射部は、当該指針回転方向に沿って指標が並ぶ指標領域に対応する第二反射部の全域に向かって、光を反射させることができる。第二反射部の全域に向かう先の反射により、指標領域における照明輝度のムラを確実に抑制することが可能となる。

請求項４に記載の発明では、各導光構造の第二反射部において複数のドットの配置される密度は、第一反射部から離間するに従って、高くなる。この発明の各導光構造において、ドットの配置密度が第一反射部から離間するに従って高くなる第二反射部によれば、第一反射部によって反射された光の減衰量が大きくなる第一反射部からの離間箇所にてドットによる反射効率が高くなる。これにより、各導光構造の第二反射部のうち第一反射部からの離間箇所の前方において光を受ける指標領域部分の照明輝度不足は、解消され得る。その結果、各導光構造における第一反射部からの離間箇所での反射に関わらず、対応する指標領域全体における輝度ムラを抑制可能となる。

請求項５に記載の発明では、樹脂成形される導光体において、各導光構造の第二反射部には、円錐凸状のドットが複数形成される。この発明の導光体において、各導光構造の第二反射部に形成される複数のドットは、円錐形状であるため、当該導光体を樹脂成形するために用いる樹脂成形の金型の製造に際して、各ドットを形成するための複数の円錐孔を、例えばパンチ加工により形成できる。こうしたパンチ加工によれば、パンチ加工の位置決めがし易く、その結果、導光体の製造が、容易なものとなる。以上、請求項５に記載の発明によれば、意匠設計の自由度を高めた構造において、製造が容易で、かつ、指標領域の輝度ムラを抑制した車両用計器を提供可能となる。

本発明の第一実施形態による車両用計器を示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 本発明の第一実施形態による車両用計器の導光体と光源とを示す背面図である。 図２の導光体と光源とを示す拡大断面図である。 図３のＶ部の拡大図である。 図２のＶＩ部の拡大図である。 本発明の第一実施形態による車両用計器の導光体の成形において使用する金型の、図２のＶＩ部に対応する拡大断面図である。 本発明の第二実施形態による車両用計器の導光体と光源とを示す背面図である。 図３の変形例を示す背面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
まず、車両用計器１の基本構成を説明する。図１、２に示すように、本発明の第一実施形態では、車両用計器１は、車両において車室内のインストルメントパネルに設置される。車両用計器１は、表示パネル２０、指針３０、光源４０、導光体５０及び電気回路部６０等を備えている。

表示パネル２０は、樹脂によって板状に形成されている。ここで、表示パネル２０には、指標２１としての文字２１ａ及び目盛り２１ｂがそれぞれ複数ずつ形成されている。指標２１は、後述する電気回路部６０のムーブメント６１によって回転駆動される指針３０の回転方向Ｒに沿って並ぶことにより、指標領域Ｐ（図１の二点鎖線領域）を形成している。この指標領域Ｐにおいて、指針３０が指標２１を指示することで、本実施形態では、当該指標２１に関連する車速が表示される。

図２に示すように、光源４０は、チップタイプの発光ダイオードからなり、表示パネル２０の背後に複数設けられている各光源４０は、表示パネル２０のうち、指標領域Ｐに囲まれた内周側領域Ｉの背後に、指針３０の回転方向Ｒに沿って並んで配置されている。各光源４０は、後述する電気回路部６０の制御回路６２と電気接続されており、当該制御回路６２から与えられる駆動信号に従い駆動されることで光を放射する。

図２、３に示すように、導光体５０は、樹脂によりＣ字形の板状に形成されており、表示パネル２０の指標領域Ｐと、各光源４０との間に、配置されている。導光体５０は、各光源４０からの入射光を拡散して出射することにより、指標領域Ｐ全体を照明する。

以上により、各光源４０は、導光体５０を通じた光により表示パネル２０の指標領域Ｐ全体を背後から透過照明するバックライトとして、表示パネル２０の指標領域Ｐにおける指標２１を発光させるのである。

図２に示すように、電気回路部６０は、ムーブメント６１、制御回路６２、ガラスエポキシ基板等の回路基板６３及び樹脂からなるケース６４を有しており、回路基板６３がケース６４を介して表示パネル２０に装着されることで表示パネル２０の背後に配設されている。回路基板６３には、マイクロコンピュータ等からなる制御回路６２と、各光源４０と、ムーブメント６１とが、実装されている。ムーブメント６１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等の電気アクチュエータであり、指針２１を駆動する。

（特徴）
次に、車両用計器１の特徴について詳細に説明する。図２、３に示すように、車両用計器１において導光体５０は、透過性材料、例えば透明なアクリル樹脂等によって形成され、指標領域Ｐの背後において指針３０の回転方向Ｒに沿って並んで配置される複数の導光構造５１を、有している。各導光構造５１は、本実施形態ではそれぞれ一対ずつ対応する光源４０からの入射光を拡散して出射し、前方の指標領域Ｐを照明する。

具体的に、図２〜５に示すように各導光構造５１は、入射部５２、第一反射部５３、第二反射部５４及び出射部５７を、それぞれ個別に有する。以下、各導光構造５１の構成は、互いに実質的に同じであるので、一導光構造５１の要素５２、５３、５４、５７についてのみ代表的に説明する。

入射部５２は、対応する一対の光源４０の近傍前方且つ内周側領域Ｉの背後において導光構造５１の内周部に形成され、それら光源４０へと向かって後方に突出する凸状を呈している。入射部５２は、対応した各光源４０と対向する後端部に、平坦面状の入射面５２ａを有している。こうした構成により入射部５２は、対応した各光源４０から発せられて入射面５２ａへ入射した光を、前方に向かって導く。

第一反射部５３は、入射部５２の前方且つ且つ内周側領域Ｉの背後において導光構造５１の内周部に形成され、当該内周部の前面に第一反射面５３ａを有している。平坦面状の第一反射面５３ａは、導光構造５１の最内周縁から外周側へ離間するほど前方の内周側領域Ｉに向かって傾斜している。こうした構成の第一反射部５３は、入射面５２ａから第一反射面５３ａへと導かれた光を、指標領域Ｐの背後となる導光構造５１の外周側に向かって当該第一反射面５３により反射させる。

第二反射部５４は、第一反射部５３よりも外周側且つ指標領域Ｐの背後において導光構造５１の後部に形成され、当該後部の後面に傾斜平面５５を有している。第二反射部５４において平坦面状の傾斜平面５５は、第一反射部５３から外周側へ離間するほど前方の指標領域Ｐに向かって傾斜し、回転方向Ｒにおいて他の第二反射部５４の傾斜平面５５と互いに隣接している。これにより、回転方向Ｒに隣接する第二反射部５４同士は、後方に向かって凸となる山形の稜線５８を各々の傾斜平面５５の境界部分に形成している。こうした構成により第二反射部５４は、第一反射面５３ａから傾斜平面５５へと反射された光を、当該傾斜平面５５により前方の指標領域Ｐに向かって反射させる。

図５、６に示すように第二反射部５４は、傾斜平面５５に凹凸を形成する複数のドット５６を、さらに有している。各ドット５６は、傾斜平面５５から後方に突出する円錐凸状に形成されている。本実施形態の傾斜平面５５において各ドット５６の配置される密度は、図５の如く第一反射部５３から外周側へ離間するに従って高くなるように、設定されている。かかる設定により、第一反射部５３からの離間距離に応じて減衰する光であっても、より多くのドット５６により当該光の反射効率が高められている。

こうした構成の各ドット５６は、本実施形態では図７に示すように、それら各ドット５６に対応する複数箇所に円錐孔１０２を有した金型１００を用いて、導光体５０の全体をキャビティ１０４内にて樹脂成形することにより一挙に形成される。ここで金型１００は、金型となる母材のうち傾斜平面５５を形成するキャビティ１０４の内面に対して、一つのドット５６と実質同一な円錐状の先端部を有するパンチ（図示しない）を次々に打ち込
んで各円錐孔１０２を穿つことにより、製造される。

図２、４に示すように出射部５７は、第二反射部５４の前方且つ指標領域Ｐの背後において導光構造５１の前部に形成され、表示パネル２０に対して実質平行な出射面５７ａを当該前部の前面に有している。こうした構成により出射部５７は、傾斜平面５５から出射面５７ａへと反射された光を、前方の指標領域Ｐに向かって当該出射面５７ａから出射させる。

以上説明したことから、第一反射部５３に対して入射部５２が背後に位置し且つ第二反射部５４及び出射部５７が外周側に位置してなる断面Ｌ字状の導光構造５１により、対応した各光源４０からの光が指標領域Ｐへと導かれることで、当該領域Ｐが照明される。

（作用効果）
上述した第一実施形態の車両用計器１による作用効果を、以下に詳細に説明する。

第一実施形態によると、複数の光源４０は、表示パネル２０のうち指針３０の回転方向Ｒに沿って指標２１が並ぶ指標領域Ｐの内周側領域Ｉの背後において、回転方向Ｒに沿って並んで配置されるため、デッドスペースである内周側領域Ｉの背後を有効に活用することができる。これによれば、車両用計器１において、各光源４０のためのスペースを別に確保しなければならないという制約を減らすことができ、意匠設計の自由度を高めることができる。

さらに、第一実施形態の導光体５０において、回転方向Ｒに沿って並ぶ各導光構造５１では、第二反射部５４の有する傾斜平面５５が第一反射部５３から離間するほど指標領域Ｐに向かって傾斜するため、第一反射部５３により指標領域Ｐの背後に向かって反射された対応光源４０からの光は、傾斜平面５５のうち第一反射部５３から離間箇所に到達可能となる。またさらに、第一実施形態の各導光構造５１において、第二反射部５４には、複数のドット５６が設けられるので、第二反射部５４により前方に反射されて指標領域Ｐを照明する輝度は、高くなる。またさらに、第一実施形態の各導光構造５１では、複数のドット５６が第二反射部５４のうち傾斜平面５５に設けられるので、ドット５６配置のシミュレーションを、二次元で容易に行うことができる。その結果、複数の傾斜平面が指針回転方向に並ぶことになる導光体の全体において、照明輝度のムラを抑制するために必要なドット５６を最適な配置で設けることが可能となる。

加えて、第一実施形態において、稜線５８を形成するように回転方向Ｒに互いに隣接している各導光構造５１の第二反射部５４の間には、隙間が生じないので、それら第二反射部５４は、指標領域Ｐの背後において、回転方向Ｒに満遍なく並んで形成されることになる。このように満遍なく形成された第二反射部５４によれば、前方の指標領域Ｐ全般に各光源４０からの光を行渡らせることができ、指標領域Ｐにおける輝度ムラを確実に抑制することが可能となる。

また加えて、第一実施形態の各導光構造５１において、ドット５６の配置密度が第一反射部５３から離間するに従って高くなる第二反射部５４によれば、第一反射部５３によって反射された光の減衰量が大きくなる第一反射部５３からの離間箇所にてドット５６による反射効率が高くなる。これにより、各導光構造５１の第二反射部５４のうち第一反射部５３からの離間箇所の前方において光を受ける指標領域Ｐ部分の照明輝度不足は、解消され得る。その結果、各導光構造５１における第一反射部５３からの離間箇所での反射に関わらず、指標領域Ｐ全体における輝度ムラを抑制可能となる。

さらに加えて、第一実施形態の導光体５０において、各導光構造５１の第二反射部５４に形成される複数のドット５６は、円錐凸状であるため、当該導光体５０を樹脂成形するために用いる金型１００の製造に際して、ドット５６を形成するための複数の円錐孔１０２を、例えば、パンチ加工により形成できる。こうしたパンチ加工によれば、パンチ加工の位置決めがし易く、その結果、導光体５０の製造が、容易なものとなる。

以上、第一実施形態によれば、意匠設計の自由度を高めた構造において、加工が容易で、かつ、指標領域Ｐの輝度ムラを抑制した車両用計器１を提供可能となる。

（第二実施形態）
図８に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、各導光構造５１において第一反射部５３の第一反射面１５３ａは、指針３０の回転方向Ｒに沿う曲面状に形成されている。第一反射面１５３ａは、導光構造５１の径方向では、最内周縁から外周側へ離間するほど前方の内周側領域Ｉに向かって傾斜していることから、入射面５２ａから導かれた光を、指標領域Ｐ背後の第二反射部５４に向かって反射する。

第二実施形態において、各導光構造５１の回転方向Ｒに沿う曲面状の第一反射面１５３ａを有する第一反射部５３は、当該回転方向Ｒに沿って指標２１が並ぶ指標領域Ｐに対応する第二反射部５４の全域に向かって、光を反射させることができる。第二反射部５４の全域に向かう先の反射により、指標領域Ｐにおける照明輝度のムラを抑制することが可能となる。

以上、第二実施形態によれば、意匠設計の自由度を高めた構造において、指標領域Ｐの輝度ムラをより抑制した車両用計器１を提供可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的には、第一及び第二実施形態において各導光構造５１の第二反射部５４は、稜線５８を形成するように互いに隣接しているが、稜線５８を形成しないで互いに離間していてもよい。また、第一及び第二実施形態において各導光構造５１のドット５６は、円錐凸状に形成されているが、例えば断面が円形以外の形状となる錐形の凸状の他、柱形の凸状、錐形又は有底筒形又は球形の凹状等としてもよい。さらに、第一及び第二実施形態において各導光構造５１の入射部５２にそれぞれ対応させる光源４０の数については、適宜設定可能であり、例えば図９の変形例のように、各導光構造５１の入射部５２にそれぞれ光源４０を一つずつ対応させてもよい。またさらに、第一及び第二実施形態において各導光構造５１を回転方向Ｒに配置する数についても、適宜設定可能である。加えて、第一及び第二実施形態において、各導光構造５１の傾斜平面５５におけるドット５６の配置密度については、第一反射部５３から離間するに従って高くなるように設定されているが、第一反射部５３から離間するに従って低くなる又は高低するように設定してもよいし、第一反射部５３からの離間距離に拘らず一定となるように設定してもよい。

１ 車両用計器、２０ 表示パネル、２１ 指標、３０ 指針、４０ 光源、５０、２５０ 導光体、５１ 導光構造、５２ 入射部、５３ 第一反射部、５３ａ、１５３ａ 第一反射面、５４ 第二反射部、５５ 傾斜平面、５６ ドット、５７ 出射部、５８ 稜線、６０ 電気回路部、１００ 金型、１０２ 円錐孔、１０４ キャビティ、Ｉ 内周側領域、Ｐ 指標領域

Claims (5)

1. 指針の回転方向に沿って指標が並ぶ指標領域を有する表示パネルと、
   前記指標領域の内周側領域の背後において前記回転方向に沿って並んで配置され、前記指標領域を照明する複数の光源と、
   前記表示パネルと各前記光源との間に配置され、それら各前記光源からの光を前記表示パネルへ導く導光体とを、備え、
   前記導光体は、前記回転方向に沿って並ぶ複数の導光構造を有し、
   各前記導光構造は、
   対応する少なくとも一つの前記光源から光が入射される入射部と、
   前記入射部に入射された光を前記指標領域の背後に向かって反射する第一反射部と、
   前記第一反射部によって反射された光を前記指標領域へ反射する第二反射部とを有し、
   前記第二反射部は、前記第一反射部から離間するほど前方の前記指標領域に向かって傾斜する傾斜平面と、前記傾斜平面に凹凸を形成する複数のドットとを有することを、特徴とする車両用計器。
2. 各前記導光構造の前記第二反射部同士は、稜線を形成するように前記回転方向に互いに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 各導光構造の前記第一反射部は、前記回転方向に沿う曲面状に形成されることを特徴とする請求項１又は２項に記載の車両用計器。
4. 各導光構造の第二反射部において、前記複数のドットの配置される密度は、前記第一反射部から離間するに従って、高くなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用計器。
5. 樹脂成形される前記導光体において、各前記導光構造の前記第二反射部には、円錐凸状の前記ドットが複数形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用計器。

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