JP2019138793A - 指針式計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指針の視差が少ない指針式計器装置を提供する。【解決手段】硬質の回路基板３と、回路基板３に実装された光源３２と、回路基板３に実装される指針駆動部３１と、透光性材料から形成され光源３２からの光を導光して発光する指示部２１を有し、指針駆動部３１によって駆動される指針２と、回路基板３と指示部２１の間に設置される目盛部と、を備え、指示部２１が目盛部を指示することによって物理量を表示する指針式計器装置であって、目盛部は、第１の目盛部１１ａと、指針２の回転平面の法線方向において第１の目盛部１１ａより後方に位置する第２の目盛部１１ｂと、を有し、指示部２１は、裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部２１ｄと、側面に反射部２１ｄより後方に垂れ下がる垂下部２１ｅを有する。【選択図】図２

Description

本開示は、指針の指示部の裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部を有する指針式計器装置に関するものである。

近年、自動車に装備される指針式計器装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この指針式計器装置は、前面に目盛部を有する表示板と、表示板の前面に沿って回動し、目盛部を支持する指針と、表示板の背後に配置された光源とが形成されたものである。

指針は、目盛部を指し示す指示部を有する。指示部は、先端に向かい前方へ傾斜する反射部を裏面に有し、光源からの光を導光し、反射部が発光するものが開示されている。

特開２００３−２２２５４０号公報

しかしながら、例えば、特許文献１に記載の指針式計器装置のように、指示部の裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部が形成されると、目盛部の位置により、指針裏面と目盛部との距離が異なり、指針を斜め視したときの視差が大きくなり、正しい数値が読み取り難くなるといった問題点があった。

そこで本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、指針の指示部の裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部を有する場合であっても、指針の視差が少なくすることを目的とする。

本開示は、硬質の回路基板３と、前記回路基板３に実装された光源３２と、前記回路基板３に実装される指針駆動部３１と、透光性材料から形成され前記光源３２からの光を導光して発光する指示部２１を有し、前記指針駆動部３１によって駆動される指針２と、前記回路基板３と前記指示部２１の間に設置される目盛部１１と、を備え、前記指示部２１が前記目盛部１１を指示することによって物理量を表示する指針式計器装置１００であって、前記目盛部１１は、第１の目盛部１１ａと、前記指針２の回転平面の法線方向において前記第１の目盛部１１ａより後方に位置する第２の目盛部１１ｂと、を有し、前記指示部２１は、裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部２１ｄと、側面に前記反射部２１ｄより後方に垂れ下がる垂下部２１ｅを有することを特徴とする。

本開示によれば、所期の目的を達成することができ、指針の指示部の裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部を有する場合であっても、指針の視差が少ない指針式計器装置を提供することができる。

本開示の第１の実施形態による指針式計器装置を示す正面図。 （ａ）図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図。（ｂ）図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図２中のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 （ａ）垂下部無しの場合の視差を示す説明図。（ｂ）垂下部有りの場合の視差を示す説明図。 本開示の第２の実施形態による指針式計器装置の外観を示す正面図。 （ａ）図１中のＤ−Ｄ線に沿った断面図。（ｂ）図１中のＥ−Ｅ線に沿った断面図。 図２中のＦ−Ｆ線に沿った断面図。

以下、図１乃至７に基づいて、本開示の指針式計器装置を説明するが、本開示はこれら実施形態に限定されるものではなく、本開示を逸脱することなく種々の変更が可能である。

本開示の第１の実施形態を図１乃至５示す。図１に示す指針式計器装置１００は、運転者の前方に配置され、運転者に自動車の速度を表示するスピードメータＳＰや、エンジンの回転数を表示するタコメータＴＡや、各種警告灯を表示するインジケータＷＡを備える。尚、説明中、指針式計器装置１００から車両運転席に着座した運転者を見る方向を「前」（図中Ｆｒ．）といい、奥側を「後」（図中ＲＥ．）という。

また、指針式計器装置１００は、エンジンの回転数を示す矩形などの目盛部１１及び数字などの指標部１２が形成された表示板１と、この表示板１の前面を回転可能に設けられた指針２と、この指針２を作動させる指針駆動部３１と、この指針駆動部３１を導通装着してなる表示板１の背後に配置される回路基板３と、表示板１と回路基板３の間に配置されるケース体４と、から構成される。

また、指針式計器装置１００は、以下図示しないが、表示板１，回路基板３，ケース体４を背後から覆うカバー体と、表示板１の前方に配置されスピードメータＳＰやタコメータＴＡを透視可能とする透過パネルと、表示板１と透過パネルの間に配置され両者の間の空間を周方向に取り囲みスピードメータＳＰやタコメータＴＡを露出する見返し部材７と、から筐体を構成する。

尚、スピードメータＳＰは、表示板１の背後に配置される液晶表示モジュール（表示パネル）５にて速度を表示する。

表示板１は、透光性の合成樹脂（例えば、ポリカーボネートなど）からなる薄板平面状の基材からなり、指針２の回転平面と略平行に配置されている。また、表示板１は、その表裏に透光性，遮光性，光拡散性など様々なインキを印刷することによって形成される。目盛部１１や指標部１２は、白色などの透光性インキにより形成される。その背景部分は黒色などの遮光性インキにより形成される。また、インジケータＷＡは、その意匠が表示板１に形成され、スモーク色などの透光性インキにより形成される。また、目盛部１１や指標部１２は、指針２の回転軌道に沿った円弧状に形成される。

また、表示板１は、駆動軸３１ａに対応した位置に貫通孔１３を有し、この貫通孔１３を通じて駆動軸３１ａと指針２とが連結できるようになっている。このようにして、指示部２１により目盛部１１が指示されることで、エンジンの回転数（物理量）を表示する。また、表示板１は、液晶表示モジュール５に対応した位置に開口部１４を有し、この開口部１４を通じて液晶表示モジュール５の画像が運転者に視認できるようになっている。開口部１４は、指針２の回転領域の外側に形成される。

また、表示板１は、目盛部１１に対応する位置に突出部１５を有する。突出部１５は、熱板圧空成形等の絞り加工により、断面が下向きコの字状に形成され、表示板１の前方に突出する。また、突出部１５は、目盛部１１の一部分に対応する位置に形成される。本開示の実施形態では、０ｒｐｍ目盛から６０００ｒｐｍ目盛に対応する位置に形成され、７０００ｒｐｍ目盛から９０００ｒｐｍ目盛に対応する位置には形成されない。

目盛部１１は、突出部１５に形成される第１の目盛部１１ａと、突出部１５ではない表示板１に形成される第２の目盛部１１ｂと、を有する。つまり、第２の目盛部１１ｂは、指針２の回転平面の法線方向において第１の目盛部１１ａより後方に位置するように形成される。また、本開示の実施形態では、第１の目盛部１１ａと第２の目盛部１１ｂは、指針２の回転平面と略平行に形成される。

指針２は、指示部２１とカバー部２２を有する。カバー部２２は、黒色の遮光性の合成樹脂（例えば、アクリロニトリル ブタジエン スチレンなど）材料からなり、指針２の回転中心部を覆うように形成される。指示部２１は、透光性の合成樹脂（例えば、ポリカーボネートなど）材料からなり、指針２の回転中心部から回転平面方向へ延出するように形成され、指針用光源３２からの光を導光して発光する。

また、指示部２１は、回路基板３の方に突出し駆動軸３１ａに連結されるボス部２１ａと、指針用光源３２からの光を受光する受光面２１ｂと、その光を指針２の回転平面方向へ反射する第１の反射部２１ｃと、その光を運転者の方向へ反射する第２の反射部２１ｄと、を有する。第２の反射部２１ｄは、指示部２１の裏面に形成され、先端に向かい前方へ傾斜する。

また、指示部２１は、第２の反射部２１ｄより後方に垂れ下がり、両側面に一対に形成される垂下部２１ｅを有する。垂下部２１ｅは、その底面２１ｅ１が指針２の回転平面と略平行に形成される。つまり、図３に示すように、指示部２１の断面は、断面が下向きコの字状の溝形状に形成され、図２に示すように、溝の深さが先端に向かい徐々に深くなるように形成される。

回路基板３は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターンを施した硬質回路基板からなり、指針用光源３２及び表示板用光源３３と、例えば指針駆動部３１の駆動制御を行うマイクロプロセッサーからなる駆動手段と、例えば抵抗及びコンデンサ等の各種回路部品とが前記配線パターンに導通接続されている。

指針駆動部３１は、可動磁石式計器又はステッピングモータからなり、その主要部が回路基板３の背後に装着され、且つ半田付け等の適宜導通手段により前記配線パターンに電気接続され、駆動軸３１ａが回路基板３を貫通し前方に突出している。指針駆動部３１は、駆動軸３１ａを中心軸として、指針２を回動させる。

指針用光源３２は、例えば表面実装型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）からなり、駆動軸３１ａの周りに複数個が近接配置され、先述した導光により指針２を照明し発光させる発光体である。表示板用光源３３は、例えば表面実装型のＬＥＤからなり、目盛部１１及び指標部１２の下側に複数個が配置され、目盛部１１及び指標部１２を直接又はケース体４の各部で反射して間接的に照明し発光させる発光体である。

ケース体４は、例えば白色系の合成樹脂（例えば、ポリプロピレンなど）からなり、表示板１と回路基板３との間に位置して表示板１を支持する。またケース体４は、駆動軸３１ａ及び指針用光源３２を囲むように囲い壁４１と、表示板用光源３３と目盛部１１を囲むように外周囲い壁４２と、を有している。囲い壁４１は、指針用光源３２が発した照明光が目盛部１１側へ照射されることを防ぐと共に、表示板用光源３３が発した照明光が指針２に入射することを防止している。

液晶表示モジュール５は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型と称される液晶表示素子を備え、スピードメータＳＰの他にも車両状態、走行状況に応じた様々な情報に関する画像をフルカラーにて表示する。また、液晶表示モジュール５は、指針２の回転平面、及び、回路基板３と略平行に配置されている。また、液晶表示モジュール５は、回路基板３とＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を介して電気的に接続され、入力信号に基づいて上記画像を表示するものである。

このような構成において、指針用光源３２及び表示板用光源３３が発光すると、指針用光源３２から発せられた光によって指針２のみが照明され指針先端部４３が線状に発光し、また、表示板用光源３３から発せられた光は指標部１２にのみ導かれ、これらが適時発光する。

ここで、視差について説明する。図４に示すように、運転者がタコメータＴＡを正面視（矢視Ｘ方向から視認）する場合は、指示部２１と目盛部１１との視認上の重なり量はＷ１に見える。しかしながら、運転者が斜め視（矢視Ｙ方向から視認）する場合において、例えば、図４（ａ）に示すように、垂下部２１ｅが無い場合は、重なり量はＷ２となり、Ｗ１より少なく見え、ほぼゼロに見える。それに対し、図４（ｂ）に示すように、垂下部２１ｅがある場合は、重なり量はＷ３となり、Ｗ１よりは少なく見えるが、重なって見えことができ、視差の影響をより少なくすることができる。

このように形成されることにより、図２に示すように、通常、第２の反射部２１ｄは指示部２１の先端に向かい前方へ傾斜するので、目盛部１１との距離が指示部２１の先端に向かう程遠くなり、運転者が斜め視する場合の視差も指示部２１の先端に向かう程大きくなるが、垂下部２１ｅにより指示部２１の先端に向かっても目盛部１１との距離が一定になるので、視差を一定に保つことができ、視差による違和感の無い、判読性の優れた指針式計器装置１００とすることができる。

また、垂下部２１ｅを第２の反射部２１ｄの側面に設けたことにより、第２の反射部２１ｄによる光の反射を維持できるので、発光効率の高い指針式計器装置１００とすることができる。

また、目盛部１１に高低差を有する場合、運転者が斜め視する場合の視差は指示部２１の先端に向かう程が大きくなるが、垂下部２１ｅは第２の反射部２１ｄより後方に垂れ下がり、且つ、目盛部１１と略平行に形成されるので、指示部２１と目盛部１１との距離を少なくでき、視差による違和感を小さくした指針式計器装置１００とすることができる。

本開示の第２の実施形態に係る指針式計器装置１００を図５乃至７に示す。以下の第２の実施形態では、第１の実施形態と機能が共通する各部については第１の実施形態と同様の符号を付すと共に、第１の実施形態と異なる点を主に説明する。

第１の実施形態では、開口部１４は、指針２の回転領域の外側に形成されていたが、本実施形態では、指針２の回転領域の内側、及び、目盛部１１に重なるように形成される。そして、第２の目盛部１１ｂは、突出部１５ではない表示板１に形成されていたが、本実施形態では、液晶表示モジュール５に表示される（第３の目盛部１１ｃ）。また、第３の目盛部１１ｃは、第１の目盛部１１ａに連続して指針２の回転軌道に沿った円弧状に形成される。

また、第３の目盛部１１ｃに対応する指標部１２（例えば、７，８，９等の数字）もまた液晶表示モジュール５に表示される。また、第３の目盛部１１ｃは、エンジン始動時、及び、タコメータＴＡがある所定値（例えば、エンジンの回転数が３０００ｒｐｍを越えた時など）に達したときに表示され、それ以外のときは非表示となり、その代わりに様々な情報を表示する。第３の目盛部１１ｃもまた指示部２１により指示されることで、エンジンの回転数を表示する。

第１の実施形態では、垂下部２１ｅは指示部２１に一体に形成されていたが、本実施形態では、垂下部２１ｅは、指示部２１とは別部品である鞘部２３に形成される。鞘部２３は、黒色の遮光性の合成樹脂（例えば、アクリロニトリル ブタジエン スチレンなど）からなり、垂下部２１ｅと同様な形状に形成される。

このように形成されることにより、第１の実施形態と同様に運転者にとって視差による違和感の無い、判読性の優れた指針式計器装置とすることができる。また、目盛部１１との距離を少なくでき、視差による違和感を小さくした指針式計器装置とすることができる。また、発光効率の高い指針式計器装置１００とすることができる。

また、指示部２１の側面が遮光性の鞘部２３で覆われているため、指示部２１の側面から光が漏れて液晶表示モジュール５の画面を照明することを防止し、照明品質の高い指針式計器装置１００を提供することができる。

尚、本開示は上述した実施形態に限定されるものでなく、本開示は要旨の範囲において、種々の変形実施が可能である。たとえば、液晶表示モジュール５は、ＴＦＴ型液晶に限定されるものではなく、マルチドット及びセグメントタイプのものであってもよく、単色表示及びフルカラー表示は問わない。また、液晶表示モジュール５は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モジュールであってもよい。

また、照明手段である指針用光源３２及び表示板用光源３３としてＬＥＤを用いていたが、他の照明手段であってもよい。また、表示板１は、液晶表示モジュール５の画面に相当する箇所は開口部１４を有していたが、遮光性インキを形成されなくしたシームレス透過窓であってもよい。

また、第１の目盛部１１ａは、熱板圧空成形等の絞り加工により突出形成された突出部１５に有していたが、表示板１の背後に配置された透過性の導光体の一部が目盛として表示板１から突出した突目盛であってもよいし、表示板１の前面に配置されたリング状の物体上に形成されていてもよい。また、表示板１とは異なる表示板が、第２の目盛部１１ｂとは高さ違いで配置されるものであってもよい。

また、指針駆動部３１は、回路基板３の背後に装着され、駆動軸３１ａが回路基板３を貫通し前方に突出していたが、回路基板３の前面に装着されるものであってもよい。また、その場合、駆動軸３１ａは、回路基板３の前方に設置され、透光性の合成樹脂からなり、指針用光源３２が駆動軸３１ａと回路基板３の間に配置されて、指針用光源３２からの光を指針２に導光するものであってもよい。

本開示は、指針式計器装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両用の指針式計器装置に適用することができる。

１１ 目盛部
１１ａ 第１の目盛部
１１ｂ 第２の目盛部
１１ｃ 第３の目盛部（第２の目盛部）
２ 指針
２１ 指示部
２１ｄ 第２の反射部（反射部）
２１ｅ 垂下部
２３ 鞘部
３ 回路基板
３１ 指針駆動部
３２ 光源
５ 液晶表示モジュール（表示パネル）
１００ 指針式計器装置

Claims (4)

1. 硬質の回路基板と、
   前記回路基板に実装された光源と、
   前記回路基板に実装される指針駆動部と、
   透光性材料から形成され前記光源からの光を導光して発光する指示部を有し、前記指針駆動部によって駆動される指針と、
   前記回路基板と前記指示部の間に設置される目盛部と、を備え、
   前記指示部が前記目盛部を指示することによって物理量を表示する指針式計器装置であって、
   前記目盛部は、第１の目盛部と、前記指針の回転平面の法線方向において前記第１の目盛部より後方に位置する第２の目盛部と、を有し、
   前記指示部は、裏面に先端に向かい前方へ傾斜する反射部と、側面に前記反射部より後方に垂れ下がる垂下部を有することを特徴とする指針式計器装置。
2. 前記垂下部は、前記指針の回転平面と略平行に形成されることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器装置。
3. 前記指示部は、外周を形成する遮光性の鞘部を有し、前記垂下部は前記鞘部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器装置。
4. 画像を表示し、前記法線方向において前記第１の目盛部より後方に配置される表示パネルを有し、
   前記第２の目盛部は、前記表示パネルに表示されることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器装置。

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