JP4259250B2 - 車両用指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に採用するに適した車両用指針計器に関するものである。

従来の車両用指針計器は、たとえば車両の走行速度を指示する速度計、エンジンの回転数を指示するタコメータ、燃料タンク内の燃料残量を指示する燃料計、エンジン冷却水温度を指示する水温計等の複数の計器を横方向、つまり車両の幅方向に並べて配置している（特許文献１参照）。

この場合、運転者が各計器の指示値を確認するためには、運転者は視線を横方向に大きく動かさなければならず、各計器の指示値を素早く読み取ることは困難である。

この問題の解決手段として、各計器の指示値読み取りに必要な運転者の視線移動量を小さくするために、複数の計器を同心上あるいは略同心上に配置することが考えられる。

たとえば、指針を、環状の指針担体に固定し、指針担体の外周側に配置した指針駆動装置により指針担体を回転させることが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

この構成によれば、目盛盤上の目盛や文字等の内側のスペース（従来の車両用指針計器においては指針を回動させるためのムーブメントが取り付けられているスペース）に、他の計器を設置することが可能であり、つまり、複数の計器を同心上あるいは略同心上に配置することが可能となり、各計器の指示値読み取りに必要な運転者の視線移動量を小さくする、言い換えると計器の視認性を向上することができる。
特開２００２−７１４９４号公報 特開２０００−１４１０９９号公報

しかしながら、特許文献２に示される計器のような構成においては、複数の計器を同心上あるいは略同心上に配置可能となるものの、複数の計器がほぼ同一平面上に配置されているため、見映えが平板的且つ立体感に乏しくなり、面白味に欠けるという問題がある。

また、特許文献２に示される計器を、たとえば車両のダッシュボード上に設置することで、計器の存在を際立たせて斬新な見映えを得ることも可能であるが、この場合、計器の外形の内側は不透光性となるので、運転者の車両前方視界の一部を妨げる可能性がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、車両用指針計器の構成に工夫を凝らして、良好な視認性を確保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、円弧状且つ筒状のケースとケース内に円弧の軸の周りに回転可能に配置される指針とケース内に配置される文字盤と指針を回転させる駆動手段とを備える指針計器部を複数個備える車両用指針計器であって、複数個のケースに接続されて複数個のケースの位置関係を維持する基部を備え、複数個のケースは同心上に配置され、隣接する２つの指針計器部において、一方のケースの内径寸法は他方のケースの外形寸法よりも大きく且つ一方のケースは運転者の視認方向において他方のケースよりも運転者側に配置される構成としている。

この場合、各ケースの内周側空間は空洞状態になっているので、隣接する２つの指針計器部において内側に位置する指針計器部、外側の指針計器部の内周側空間を通して視認可能であり、且つ複数個の指針計器部は同心上に視認される。さらに、隣接する２つの指針計器部において、外側に位置する指針計器部は、運転者の視認方向において、内側に位置する指針計器部よりも運転者により近づいて配置されている。すなわち、隣接する２つの指針計器部において、各指針計器部は運転者からの視認距離が異なって配置されているために、両者は立体的に視認される。

これにより、２つの指針計器部を同心上に配置し、且つ両者を立体的に視認させて、視認性に優れ且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。

また、同心上に配置された複数個の指針計器部のうち最も内側にある指針計器部の内周側空間を通して、車両用指針計器の前方を見通すことができる。

本発明の請求項２に記載の車両用指針計器は、駆動手段は、モータと、このモータにより駆動されて回転する柔軟なループ状部材とから構成され、ループ状部材の一部はケース内に円弧に沿って回転可能に配置され、ループ状部材には指針が固定され、モータに駆動されてループ部材が回転するとそれに連動して指針がケース内において円弧の軸の周りに回転する構成としている。

このような比較的単純な構造とすることで、指針を回転させるための駆動手段の体格増大、重量増大を抑えることができる。また、ループ状部材として樹脂材料、あるいは繊維材料等を用いることで、モータに駆動される部材、つまり被駆動部材の質量を小さくできるので、指針の動きの応答性を向上することができる。

また、指針の所定の応答性を実現するために必要なモータの出力を小さくすることができるので、モータを小型化して車両用指針計器における駆動機構が占めるスペースを小さくして、車両用指針計器の車両への搭載性を向上することができる。

本発明の請求項３に記載の車両用指針計器においては、モータとしてステッピングモータを用いるとともに、ループ状部材として歯付きベルトを用いる構成としている。

ステッピングモータは、１つの駆動パルスが入力されると所定の単位角度（つまり１ステップ）だけ駆動軸であるシャフトを回転させるものである。駆動パルスの個数を変えることによりシャフトを所望の角度だけ回転させることができる。また、駆動パルスの周波数を変えることによりシャフトの回転速度を自由に変えることができる。すなわち、角度センサ等の位置センサ無しに、オープン制御により正確に所望の角度だけ回転させることができる。

一方、歯付きベルトにおいては、歯付きベルトに設けられた多数の歯型状の突起が歯車状のドライブプーリと噛合うことによりトルクが伝達されるため、通常のＶ−ベルト伝導の場合におけるベルトとドライブプーリ間の相対滑りは発生しない。

したがって、ステッピングモータのシャフトの回転角度と、ケース内における指針の回転角度との間には常に一定の関係が成立している。言い換えると、車両用指針計器の作動中において、ステッピングモータのシャフトの回転角度が同一角度であれば、指針が文字盤上で指示する物理量の指示値も同一値となり、指示値の再現性に優れる計器を実現できる。

これにより、高精度な車両用指針計器を実現できる。

本発明の請求項４に記載の車両用指針計器においては、ケース内に円弧に沿って配置される電気導体と、指針の回転中は常に電気導体に接触するように指針に設けられる集電部材と、指針に取り付けられ且つ集電部材に接続される光源とを備え、指針は、光源からの光により発光表示される構成とした。

これにより、指針に設けられた集電部材がケースに設けられた電気導体に常に接触することで、回転中の指針に容易に電力を供給することが可能となる。したがって、指針に取り付けられた光源からの光により指針を容易に発光表示させることができ、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。

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。

図１は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の正面図である。図１において、上下方向が自動車の上下方向である。

図２は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において、右側が運転席側である。

図３は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、指針部駆動メカニズム構成を説明する説明図である。

図４は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する説明図である。

車両用指針計器であるコンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方に配置されて当該自動車に関する情報を表示している。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１は、複数個の指針計器部として、図１に示すように、２つの指針計器部、すなわち自動車の走行速度を指示する速度計Ａおよびエンジン回転速度を指示する回転計Ｂを備えている。

指針計器部である速度計Ａは、図２に示すように、円弧状且つ筒状のケース２Ａと、ケース２Ａ内に配置されるとともにケース２Ａの円弧の軸まわりに回転する指針３Ａと、ケース２Ａ内に配置される表示意匠部である文字盤４Ａと、指針３Ａを回転させる駆動手段としてのステッピングモータ１３Ａおよび歯付きベルト１１Ａとから構成されている。

一方、指針計器部である回転計Ｂは、円弧状且つ筒状のケース２Ｂと、ケース２Ｂ内に配置されるとともにケース２Ｂの円弧の軸まわりに回転する指針３Ｂと、ケース２Ｂ内に配置される表示意匠部である文字盤４Ｂと、指針３ＡＢを回転させる駆動手段としてのステッピングモータ１３Ｂおよび歯付きベルト１１Ｂとから構成されている。

また、ケース２Ａおよびケース２Ｂは、その下側端部において、図２に示すように、共通の基部１００に接続固定されている。つまり、基部１００により、両ケース２Ａ、２Ｂに位置関係が維持されている。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１は、自動車のダッシュボード（図示せず）に、両ケース２Ａ、２Ｂをダッシュボード上に突出させ且つ基部１００がダッシュボード内となるように、言い換えると両ケース２Ａ、２Ｂのみが運転者から視認される状態で取り付けられている。

ここで、本発明の一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Ａと回転計Ｂとの位置関係、すなわち、ケース２Ａとケース２Ｂとの位置関係について説明する。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１において、ケース２Ａおよびケース２Ｂは同心上に配置されている。また、隣接する２つの指針計器部である速度計Ａおよび回転計Ｂにおいて、図２に示すように、一方のケースであるケース２Ａの内径寸法ｄＡは、他方のケースであるケース２Ｂの外径寸法ＤＢより大きく形成されている。さらに、ケース２Ａは、運転者の視認方向（図２中の左右方向）においてケース２Ｂよりも運転者側（図２中の右側）に配置されている。

次に、速度計Ａおよび回転計Ｂの構成について説明する。なお、速度計Ａおよび回転計Ｂは、ケース２Ａおよびケース２Ｂの直径寸法等が異なる点およびそれに関連してケース２Ａ、２Ｂ内に収容される部品の寸法が異なる点を除いて構造的にはまったく同一である。したがって、以下、速度計Ａを例に説明する。

ケース２Ａは、たとえば樹脂材料等から、図１に示すように、円弧状且つ筒状に形成されている。

また、ケース２Ａの内部には、図２に示すように、後述する指針３Ａのケース２Ａ内におけるケース２Ａの軸方向（図２における左右方向）の位置を規制するためのガイド部２１Ａ、２２Ａが設けられている。ガイド部２１Ａ、２２Ａは、図２に示すように、ケース２Ａの径方向（図２における上下方向）に所定の間隔Ｃを保つように形成されている。

また、ガイド部２１Ａ、２２Ａの運転席と反対側（図２において左側）には、電気導体であるターミナル６１Ａ、６２Ａが設けられている。ターミナル６１Ａ、６２Ａは、たとえばフレキシブルプリント基板（図示せず）上の導電パタンとして形成され、このフレキシブルプリント基板をガイド部２１Ａ、２２Ａへ貼着することによってケース２Ａに固定されている。ターミナル６１Ａ、６２Ａは、それぞれケース２Ａの円弧形状と同心上に、また互いに電気的に絶縁されて設けられている。これらのターミナル６１Ａ、６２Ａは、後述する指針３Ａに装着される光源である発光ダイオード７Ａに電力を供給するためのものであり、指針３Ａの回転範囲、すなわち走行速度が０ｋｍ／ｈ時における指針３Ａの位置から最高速度（一実施形態においては１６０ｋｍ／ｈ）時における指針３Ａの位置の範囲を確実に覆うように設置されている。なお、設置されるターミナルの個数は、たとえば、指針３Ａに搭載される発光ダイオードの電極の個数に対応して設定され、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータの場合は、発光ダイオード７Ａは２個の電極を有するので、２個のターミナル６１Ａ、６２Ｂが設けられている。

ガイド部２１Ａ、２２Ａの運転席側には、図２に示すように、ケース２Ａの円弧の軸方向から（図２の右側から）視認される表示意匠部である文字盤４Ａが設けられている。

文字盤４Ａは、図２に示すように、ガイド部２１Ａ、２２Ａと同一平面形状に形成されている。文字盤４Ａは、透光性材料、たとえば無色透明なポリカーボネート樹脂から形成され、その運転席側の表面（図２において右側表面）には、図２に示すように、表示意匠部としての目盛部４１Ａおよび文字部４２Ａが、遮光性あるいは半透光性の着色層として印刷等により設けられている。また、文字盤４Ａの周方向の両端部には、図１に示すように、文字盤４Ａ照明用の光源である発光ダイオード５Ａが、文字盤４Ａ内に光を入射可能に配置されている。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード５Ａとして白色発光ダイオードを用いている。

また、文字盤４Ａの裏面（図２において左側表面）には、拡散反射層（図示せず）が設けられている。この、拡散反射層は、たとえば網点印刷層あるいはシボ面からなり、文字盤４Ａに入射した発光ダイオード５Ａからの光を拡散反射して、文字盤４Ａを面状に均一な明るさで発光させるためのものである。したがって、文字盤４Ａ照明用光源（図示せず）が点灯されると、文字盤４Ａ全面が発光ダイオード５Ａの発光色、つまり白色で均一な明るさで発光し、且つ目盛部４１Ａおよび文字部４２Ａが、遮光性着色層で形成される場合は黒色で、半透光性着色層で形成される場合はその色で視認される。

指針３Ａは、ケース２Ａの径方向断面形状が、図２に示すように、略Ｈ字上として、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂から形成されている。指針３Ａは、ケース２Ａ内において、図２に示すように、指針３ＡのＨ字の上下の各凹部にケース２Ａのガイド部２１Ａ、２２Ａがそれぞれ嵌合させて装着されている。指針３Ａとガイド部２１Ａ、２２Ａ（文字盤４Ａを含む）との嵌合状態は、指針３Ａが、ケース２Ａ内において滑らかに回転可能であるような嵌め合いに設定されている。指針３Ａは、図２に示すように、文字盤４Ａの前面側（図２において右側）に位置し、文字盤４Ａの表面に沿って移動して速度を指示するポインタ３１Ａと、ポインタ３１Ａを支持する支持部３２Ａとから構成されている。指針３Ａは、透光性を有する材質、たとえば無色透明なポリカーボネート樹脂等から形成されている。

支持部３２Ａのポインタ３１Ａと反対側には、ポインタ３１Ａを照明して発光表示させるための光源である発光ダイオード７Ａが、ポインタ３１Ａに光を入射可能に配置されている。発光ダイオード７Ａは、図２に示すように、プリント基板８Ａ上に実装され、このプリント基板８Ａが支持部３２Ａのポインタ３１Ａと反対側に固定されている。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード７Ａとして赤色発光ダイオードを用いている。したがって、ポインタ３１Ａは発光ダイオード７Ａの発光色、つまり赤色で発光表示される。

また、支持部３２Ａには、集電部材であるコレクタピン９１Ａ、９２Ａが、それぞれケース２Ａに取り付けられたターミナル６１Ａ、６２Ａに接触するように配置されている。すなわち、支持部３２Ａに、指針３Ａがケース２Ａに取り付けられた状態において各ターミナル６１Ａ、６２Ａに向かって開口する貫通孔３３Ａ、３４Ａが設けられ、この貫通孔３３Ａ、３４Ａ内にコレクタピン９１Ａ、９２Ａが摺動可能に嵌合されている。これらの貫通孔３３Ａ、３４Ａはプリント基板８Ａにより塞がれている。そして、各貫通孔３３Ａ、３４Ａ内において、プリント基板８Ａとコレクタピン９１Ａ、９２Ａ間には、導電性の弾性部材、たとえば金属からなるスプリング１０Ａが配置されている。スプリング１０Ａは、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においてはコイルスプリングが使用されている。指針３Ａがケース２Ａに取り付けられると、スプリング１０Ａは圧縮状態となり、このスプリング１０Ａの弾性力により各コレクタピン９１Ａ、９２Ａが各ターミナル６１Ａ、６２Ａに押圧される。また、プリント基板８Ａにおいては、発光ダイオード７Ａの各電極に接続する導電パタン（図示せず）が各貫通孔３３Ａ、３４Ａに達するとともにスプリング１０Ａと接触している。

したがって、発光ダイオード７Ａの電極の一方は、スプリング１０Ａおよびコレクタピン９１Ａを介してターミナル６１Ａに電気的に接続され、発光ダイオード７Ａの電極の他方は、スプリング１０Ａおよびコレクタピン９２Ａを介してターミナル６２Ａに電気的に接続されている。これにより、指針３Ａが当該自動車の走行速度に対応して回転しても、常時指針３Ａの発光ダイオード７Ａへ電気を供給することができる。

また、指針３Ａのポインタ３１Ａを除く表面、特に、ケース２Ａの両ガイド部２１Ａ、２２Ａ間の隙間から見える部分には、遮光性着色処理、たとえば黒色塗装が施されてポインタ３１Ａのみが発光表示され、ポインタ３１Ａ以外の指針３Ａが発光して視認されることがないようにしている。

また、支持部３２Ａには、図２に示すように、指針３Ａを回転させる駆動手段でありループ状部材である歯付きベルト１１Ａが固定されている。

以上説明した指針部３および文字盤４を収容するケース２１Ａの運転席側には、透明カバー１９Ａが設けられている。透明カバー１９Ａは、たとえば、無色透明のポリカーボネート樹脂の薄板から形成され、コンビネーションメータ１内への異物の侵入を防止している。また、透明カバー１９Ａの内側（図２における左側）表面には、図２に示すように、文字盤４Ａの実体に対応した部分、言い換えると、視認方向（図２の左右方向）においてケ−ス２Ａの両ガイド部２１Ａ、２２Ａに対応した部分にハーフミラー膜Ｈが貼着されている。ハーフミラー膜Ｈは、入射した光の一部を反射し、残りを透過させる特性を有するものである。

これにより、ケース２Ａ内部が明るい時、すなわち自動車が作動中で各発光ダイオード５Ａ、７Ａが点灯しポインタ３１および文字盤４Ａが照明されているときは、ポインタ３１Ａ、文字盤４Ａの目盛部４１Ａおよび文字部４２Ａは運転者により視認され、コンビネーションメータ１は速度計として視認される。このとき、文字盤４Ａは、ほぼ全域がハーフミラー膜Ｈを透過して視認される。これに対して、ポインタ３１Ａの場合、その長手方向の両端部（図２において上下端部）はハーフミラー膜Ｈを透過して視認され、中央部はハーフミラー膜Ｈを透過せずに視認される。ハーフミラー膜Ｈは、透明カバー１９Ａよりも光透過率が低い（たとえば、透明カバー１９Ａの５０％）ので、ポインタ３１Ａは、ハーフミラー膜Ｈを透過せずに視認される中央部の発光輝度が高く、ハーフミラー膜Ｈを透過して視認される両端部の発光輝度が低くなる。これにより、指針であるポインタ３１Ａの発光輝度を部分的に変えて、斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現できる。

一方、ケース２Ａ内部が暗い時、すなわち自動車が非作動中で各発光ダイオード５Ａ、７Ａが消灯しているときは、ポインタ３１Ａ、文字盤４Ａの目盛部４１Ａおよび文字部４２Ａ等は見えず、ハーフミラー膜Ｈは鏡として作用する。このため、コンビネーションメータ１においては、ハーフミラー膜Ｈが貼着された部分が鏡面として、またハーフミラー膜Ｈが貼着されない部分が黒色の帯状に視認される。言い換えると、そこにコンビネーションメータ１ではなくて鏡だけが存在するように視認される。

基部１００は、図１に示すように、ケース２Ａの両端部においてケース２Ａに接続固定されている。基部１００は、樹脂材料等からなり、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、ケース２Ａと一体的に形成されている。

また、基部１００には、図２に示すように、回転計Ｂのケース２Ｂも、ケース２Ａと同様に一体的に形成されている。

基部１００の内部には、速度計Ａの指針３Ａを回転させる駆動手段であるステッピングモータ１３Ａおよび歯付きベルト１１Ａの一部、テンショナ１５Ａが収容、固定されている。また、回転計Ｂの指針３Ｂを回転させる駆動手段であるステッピングモータ１３Ｂおよび歯付きベルト１１Ｂの一部、テンショナ１５Ｂが収容、固定されている。さらに、コンビネーションメータ１の電気回路を構成するプリント基板１０１が収容されている。

プリント基板１０１は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、ステッピングモータ１３Ａ、１３Ｂの駆動、発光ダイオード７Ａ、７Ｂ、発光ダイオード５Ａ、５Ｂの点灯・消灯を制御する制御回路１０２が実装されている。この制御回路１０２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。

次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における速度計Ａの指針３Ａ、回転計Ｂの指針３Ｂの駆動手段構成および作動について説明する。なお、速度計Ａおよび回転計Ｂは、それらの駆動手段構成は、ケース２Ａおよびケース２Ｂの寸法の違いに起因する事項、たとえば歯付きベルト１１Ａ、１１Ｂの周長等が異なる点、速度計Ａにおいて歯付きベルト１１Ａの周長が長いためアイドラが追加されている点を除いて構造的にはまったく同一である。したがって、以下、速度計Ａを例に、主に図３に基づいて説明する。

指針３Ａの駆動手段は、モータであるステッピングモータ１３Ａと、ループ状部材である歯車付きベルト１１Ａから構成されている。

すなわち、ステッピングモータ１３Ａが発生したトルクを、ステッピングモータ１３Ａのシャフト１４Ａに固定されたドライブプーリ１５Ａを介して歯付きベルト１１Ａへ伝達し、それにより歯付きベルト１１Ａをケース２Ａ内で回転させて歯付きベルト１１Ａに固定された指針３Ａを回転させている。

ステッピングモータ１３Ａは、１つの駆動パルスが入力されると所定の単位角度（つまり１ステップ）だけ駆動軸であるシャフト１４Ａを回転させるものである。駆動パルスの個数を増減することによりシャフト１４Ａを所望の角度だけ回転させることができる。つまり、同一駆動パルスに対するシャフト１４Ａの回転角度の再現性が高い。また、駆動パルスの周波数を変えることによりシャフト１４Ａの回転速度を自由に変えることができる。したがって、指針３Ａ駆動用アクチュエータとしてステッピングモータ１３Ａを採用することにより、ロータリソレノイド等アナログ式アクチュエータにおいて正確な回転角度制御を行う場合において必要不可欠である位置センサまたは角度センサを用いることなしに、精度の高い回転角度制御を行うことができる。

ステッピングモータ１３Ａのシャフト１４Ａには、図３に示すように、ドライブプーリ１５Ａが固定されている。ドライブプーリ１５Ａは、図３に示すように歯車状に形成され、歯付きベルト１１Ａの突起１２Ａと噛合っている。

歯付きベルト１１Ａは、図３に示すように、ループ状に形成されるとともに、その全周に亘って突起１２Ａ、すなわち歯が等間隔で配置されている。なお、図３においては、歯付きベルト１１Ａの一部においてのみ突起１２Ａを描いてある。

ここで、ステッピングモータ１３Ａが発生したトルクを確実に歯付きベルト１１Ａに伝達するためには、予め歯付きベルト１１Ａに適正な張力を発生せしめる必要がある。そのために、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、図３に示すように、基部１００内にテンショナ１６Ａを設置している。

テンショナ１６Ａは、樹脂材料あるいは金属材料から略円筒状に形成されている。テンショナ１６Ａは、基部１００内において、図３に示すように、ケース２Ａとドライブプーリ１５Ａとの間に配置され、歯付きベルト１１Ａの背面（突起１２Ａの無い側）に押圧接触している。テンショナ１６Ａは、スプリング１７Ａの弾性力により図３中の矢印Ｃの方向に付勢されている。これにより、歯付きベルト１１Ａには、その長手方向に沿って、すなわち図３中の矢印Ｅ方向に張力が作用する。この張力により、歯付きベルト１１Ａは所定のトルクを伝達可能となるとともに、自動車走行時にコンビネーションメータ１が振動した際に、歯付きベルト１１Ａがドライブプーリ１５Ａ、または指針３Ａから外れる、あるいは噛合いがずれるという不具合を防止することができる。

また、基部１００内には、図３に示すように、ドライブプーリ１５Ａとケース２Ａとの間にアイドラプーリ１８が設けられて、ケース２Ａとドライブプーリ１５Ａ間の歯付きベルト１１Ａの移動を滑らかに誘導している。

また、歯付きベルト１１Ａに対する指針３Ａの固定方法は、指針３Ａの支持部３２Ａに設けられた突起（図示せず）と歯付きベルト１１Ａの突起１２Ａとを噛合わせることにより行われる。

以上説明した駆動手段によれば、ステッピングモータ１３Ａの回転時においては、歯付きベルト１１Ａとドライブプーリ１５Ａとの間、および歯付きベルト１１Ａと指針３Ａとの間ですべりや噛合いのずれが生じない。

したがって、ステッピングモータ１３Ａのシャフト１４Ａの回転角度と、ケース２Ａ内における指針３Ａの回転角度との間には常に一定の関係が成立している。言い換えると、ステッピングモータ１３Ａのシャフト１４Ａの回転角度と、ポインタ３１Ａが文字盤４Ａ上で指示する自動車の走行速度との間には常に一定の関係が成立している。

これにより、コンビネーションメータ１の速度計Ａ上において、当該自動車の走行速度を正確に指示することができる。

次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成および作動について、図４に基づいて説明する。

制御回路１０２は、バッテリ１０４に常時電力が供給可能に接続されている。また、制御回路１０２には、イグニッションスイッチ１０３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。また、制御回路１０２には、速度計Ａの入力としての当該自動車の走行速度を検出する速度センサ１０５、回転計Ｂの入力としてのエンジン回転速度を検出する回転センサ１０６が接続されている。また、制御回路１０２には、速度計Ａの指針３Ａを回転させるためのステッピングモータ１３Ａ、回転計Ｂの指針３Ｂを回転させるためのステッピングモータ１３Ｂが接続されている。さらに、制御回路１０２には、両ポインタ３１Ａ、３１Ｂ発光表示用発光ダイオード７Ａ、７Ｂ、両文字盤４Ａ、４Ｂ照明用発光ダイオード５Ａ、５Ｂが接続されている。

運転者によりイグニッションスイッチ１０３がＯＮされると、制御回路１０２はイグニッションスイッチ１０３がＯＮされたことを検知して、各発光ダイオード５Ａ、５Ｂ、７Ａ、７Ｂを点灯させる。これにより、速度計Ａの文字盤４Ａおよびポインタ３１Ａ、回転計Ｂの文字盤４Ｂおよびポインタ３１Ｂが発光表示される。このとき、各ポインタ３１Ａ、３１Ｂの中央部、すなわち透明カバー１９Ａのハーフミラー膜Ｈが貼着されていない部分を透過して視認される部分は、その両端部、つまりハーフミラー膜Ｈを透過して視認される部分よりも一際明るく視認される。

また、制御回路１０２は、速度センサ１０５からの検出信号に基づいて走行速度を算出し、算出した走行速度に対応した角度だけシャフト１４Ａを回動させるようにステッピングモータ１３Ａを駆動する。これにより、ポインタ３１Ａが文字盤４Ａに沿って回転して走行速度を指示する。

さらに、制御回路１０２は、回転センサ１０６からの検出信号に基づいてエンジン回転速度を算出し、算出したエンジン回転速度に対応した角度だけシャフト１４Ｂを回動させるようにステッピングモータ１３Ｂを駆動する。これにより、ポインタ３１Ｂが文字盤４Ｂに沿って回転してエンジン回転速度を指示する。

運転者によりイグニッションスイッチ１０４がＯＦＦされると、制御回路１０２はイグニッションスイッチ１０３がＯＦＦされたことを検知して、各発光ダイオード５Ａ、５Ｂ、７Ａ、７Ｂを消灯させる。これにより、透明カバー１９Ａのハーフミラー膜Ｈが貼着された部分が鏡面として、またハーフミラー膜Ｈが貼着されない部分が黒色の帯状に視認される。

また、制御回路１０２は、ポインタ３１Ａが文字盤４Ａ上において速度０を指示するようにステッピングモータ１３Ａを駆動する。その後、制御回路１０２は、ステッピングモータ１３Ａへの通電を停止する。

さらに、制御回路１０２は、ポインタ３１Ｂが文字盤４Ｂ上において回転速度０を指示するようにステッピングモータ１３Ｂを駆動する。その後、制御回路１０２は、ステッピングモータ１３Ｂへの通電を停止する。

以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、複数の指針計器部として速度計Ａと回転計Ｂを備え、速度計Ａおよび回転計Ｂは、それぞれ円弧状且つ筒状のケース２Ａ、２Ｂと、ケース２Ａ、２Ｂ内に円弧の軸の周りに回転可能に配置される指針３Ａ、３Ｂと、ケース２Ａ、２Ｂ内に配置される文字盤４Ａ、４Ｂと、指針３Ａ、３Ｂを回転させる駆動手段であるステッピングモータ１３Ａ、１３Ｂおよびループ状部材である歯付きベルト１１Ａ、１１Ｂとを備える構成としている。また、ケース２Ａ、２Ｂは、共通の基部１００に接続固定されることで両者の位置関係が維持されている。さらに、ケース２Ａの内径寸法ｄＡは、他方のケースであるケース２Ｂの外径寸法ＤＢより大きく形成され、ケース２Ａおよびケース２Ｂは同心上、且つケース２Ａは運転者の視認方向（図２中の左右方向）においてケース２Ｂよりも運転者側（図２中の右側）となるように配置されている。言い換えると、ケース２Ａおよびケース２Ｂは同心上、且つケース２Ａはケース２Ｂよりも運転者に近づいては位置されている。

これにより、速度計Ａおよび回転計Ｂを同心上に配置することで、両計器Ａ、Ｂの指示値を確認する際の運転者の視線移動量を小さくして、コンビネーションメータ１の視認性を向上させるとともに、速度計Ａに対する運転者からの視認距離と回転計Ｂに対する運転者からの視認距離とを異なるように配置することで両計器Ａ、Ｂを立体的に視認させてコンビネーションメータ１の見映えを斬新なものとすることができる。

また、ケース２Ａ、２Ｂを、共通の基部１００に固定することで、両計器Ａ、Ｂの位置関係を正確に維持できるとともに、自動車へのコンビネーションメータ１の取り付けは、基部１００を介しすることにより容易に行うことができる。

また、以上説明した、本発明の一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３Ａを回転させる駆動手段としてステッピングモータ１３Ａおよび歯付きベルト１１Ａを、また、指針３Ｂを回転させる駆動手段としてステッピングモータ１３Ｂおよび歯付きベルト１１Ｂを採用している。

ステッピングモータ１３Ａは、駆動パルスの個数を増減することによりシャフト１４Ａの回転角度を制御でき、且つ駆動パルスの周波数を変えることによりシャフト１４Ａの回転速度を制御できる。したがって、ロータリソレノイド等アナログ式アクチュエータにおいて正確な回転角度制御を行う場合において必要不可欠である位置センサまたは角度センサを用いることなしに、精度の高い回転角度制御を行うことができる。

また、歯付きベルト１１Ａにより、ステッピングモータ１３Ａのシャフト１４Ａの回転角度に対して指針３Ａの回転角度が常に一義的に定まる。

これにより、速度計Ａおよび回転計Ｂの指示精度の高いコンビネーションメータ１を実現することができる。

また、以上説明した、本発明の一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Ａにおいて、ケース２Ａ内に円弧に沿って配置されたターミナル６１Ａ、６２Ａに、指針３Ａに装着されるコレクタピン９１Ａ、９２Ａがスプリング１０Ａの付勢力により押圧接触し、これにより、指針３Ａに搭載される発光ダイオード７Ａに電気が供給され、且つ回転計Ｂにおいては、ケース２Ｂ内に円弧に沿って配置されたターミナル６１Ｂ、６２Ｂに、指針３Ｂに装着されるコレクタピン９１Ｂ、９２Ｂがスプリング１０Ｂの付勢力により押圧接触して、これにより、指針３Ｂに搭載される発光ダイオード７Ｂに電気が供給される構成としている。

これにより、指針３Ａ、３Ｂが回転中どの位置にあっても、常に容易に発光ダイオード７Ａ、７Ｂに電気を供給してポインタ３１Ａを発光表示することができる。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、同心上に配置された２個の指針計器部のうち内側にある回転計Ｂのケース２Ｂ内周側空間を通して、コンビネーションメータ１の前方を見通すことができる。このため、コンビネーションメータ１が自動車のダッシュボード上に設置される場合、この空間をとおして車両前方を見通せるので、コンビネーションメータ１が運転者の前方視界を妨げることのないコンビネーションメータ１を提供できる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、駆動手段であるループ状部材として歯付きベルト１１Ａ、１１Ｂを用いているが、これに替えて、ほとんど伸縮しない柔軟なワイヤ等を用いてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１におけるテンショナ１６Ａ、１６Ｂを付勢するためのスプリング１８Ａ、１８Ｂを廃止して、テンショナ１６Ａ、１６Ｂを単純なアイドラとして作用させてもよい。

また、以上説明した、本発明の一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Ａのケース２Ａに２個のターミナル６１Ａ、６２Ａを設けているが、これを３個以上としてもよい。この場合、電極の個数が３個の２色発光ダイオードを用いて、ポインタ３１Ａの発光色を必要に応じて切り替えることが可能となる。これは、回転計Ｂにおいても同様である。

また、以上説明した、本発明の一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Ａのポインタ３１Ａ照明用の発光ダイオード７Ａを赤色発光ダイオードとしているが、他の発光色の発光ダイオードとしてもよい。この場合、回転計Ｂにおいて、ポインタ３１Ｂ照明用の発光ダイオード７Ｂの発光色を発光ダイオード７Ａと同じにしてもよいし、発光ダイオード７Ａと異なるものとしてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、文字盤４Ａ照明用の発光ダイオード５Ａの発光色を白色としているが、他の発光色、たとえばアンバーあるいは黄緑色等としてもよい。この場合、回転計Ｂにおいて、文字盤４Ｂ照明用の発光ダイオード５Ｂの発光色を発光ダイオード５Ａと同じにしてもよいし、発光ダイオード５Ａと異なるものとしてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、ポインタ３１Ａ照明用光源、ポインタ３１Ｂ照明用光源、文字盤４Ａ照明用光源および文字盤４Ｂ照明用光源として発光ダイオードを用いているが、これらの光源の少なくとも一つを発光ダイオード以外の光源、たとえば電球、放電管、ＥＬパネル等に置換えてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、複数の指針計器部として、速度計Ａおよび回転計Ｂの２つを備えているが、これらの少なくとも一方を他の指針計器部、たとえばエンジン冷却水温度を指示する水温計、燃料残量を指示する燃料計、時計等に置換えてもよい。さらに、指針計器部の個数を３個以上としてもよい。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の正面図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、指針部駆動メカニズム構成を説明する説明図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する説明図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（車両用指針計器）
２Ａ、２Ｂ ケース
２１Ａ、２１Ｂ ガイド部
２２Ａ、２２Ｂ ガイド部
３Ａ、３Ｂ 指針
３１Ａ、３１Ｂ ポインタ（指針）
３２Ａ、３２Ｂ 支持部（指針）
３３Ａ、３３Ｂ 貫通孔
３４Ａ、３４Ｂ 貫通孔
４Ａ、４Ｂ 文字盤（表示意匠部）
４１Ａ、４１Ｂ 目盛部（表示意匠部）
４２Ａ、４２Ｂ 文字部（表示意匠部）
５Ａ、５Ｂ 発光ダイオード
６１Ａ、６１Ｂ ターミナル（電気導体）
６２Ａ、６２Ｂ ターミナル（電気導体）
７Ａ、７Ｂ 発光ダイオード（光源）
８Ａ、８Ｂ プリント基板
９１Ａ、９１Ｂ コレクタピン（集電部材）
９２Ａ、９２Ｂ コレクタピン（集電部材）
１０Ａ、１０Ｂ スプリング（集電部材）
１１Ａ、１１Ｂ 歯付きベルト（駆動手段、ループ状部材）
１２Ａ、１２Ｂ 突起
１３Ａ、１３Ｂ ステッピングモータ（駆動手段、モータ）
１４Ａ、１４Ｂ シャフト
１５Ａ、１５Ｂ ドライブプーリ（駆動手段）
１６Ａ、１６Ｂ テンショナ（駆動手段）
１７Ａ、１７Ｂ スプリング
１８ アイドラプーリ
１９Ａ、１９Ｂ 透明カバー
１００ 基部
１０１ プリント基板
１０２ 制御回路
１０３ イグニッションスイッチ
１０４ バッテリ
１０５ 速度センサ
１０６ 回転センサ
Ａ 速度計（指針計器部）
Ｂ 回転計（指針計器部）
Ｃ 矢印
ＤＢ 外径寸法
ｄＡ 内径寸法
Ｅ 矢印
Ｈ ハーフミラー膜

Claims (4)

1. 円弧状且つ筒状のケースと、前記ケース内に前記円弧の軸の周りに回転可能に配置される指針と、前記ケース内に配置される文字盤と、前記指針を回転させる駆動手段とを備える指針計器部を複数個備える車両用指針計器であって、
   複数個の前記ケースに接続されて複数個の前記ケースの位置関係を維持する基部を備え、
   複数個の前記ケースは同心上に配置され、
   隣接する２つの前記指針計器部において、一方の前記ケースの内径寸法は他方の前記ケースの外形寸法よりも大きく且つ一方の前記ケースは運転者の視認方向において他方の前記ケースよりも運転者側に配置されることを特徴とする車両用指針計器。
2. 前記駆動手段は、モータと、該モータにより駆動されて回転する柔軟なループ状部材とから構成され、
   前記ループ状部材の一部は前記ケース内に前記円弧に沿って回転可能に配置され、
   前記ループ状部材には前記指針が固定され、
   前記モータに駆動されて前記ループ部材が回転するとそれに連動して前記指針が前記ケース内において前記円弧の軸の周りに回転す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. 前記モータとしてステッピングモータを用いるとともに、前記ループ状部材として歯付きベルトを用いることを特徴とする請求項２に記載の車両用指針計器。
4. 前記ケース内に前記円弧に沿って配置される電気導体と、
   前記指針の回転中は常に前記電気導体に接触するように前記指針に設けられる集電部材と、
   前記指針に取り付けられ且つ前記集電部材に接続される光源とを備え、
   前記指針は、前記光源からの光により発光表示されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用指針計器。

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