JP5035531B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示器などのフラットディスプレイと呼ばれる表示器と、前記フラットディスプレイの前面に配設される指針を有する実体メータとを備えた車両用表示装置に関する。
従来の車両用表示装置は特許文献1に開示されるものがある。この車両用表示装置は、各種状態を表示可能な表示器(フラットディスプレイ)と、この表示器の前面に配設される実体メータとを備えている。この実体メータは、目盛などの指標を備えた文字板と前記文字板の前方に設けられた指針とを備え、計測量に応じた位置に前記指針を回答させ、その指針の指示部と前記指標とを対比させて観測者に計測量を視認させるものであり、また、前記実体メータを前記表示器とは重ならない位置まで移動させる移動手段を備えている。
そして、前記表示器を優先して表示させるときに、前記移動手段は前記実体メータを前記表示器とは重ならない位置まで移動させるものである。
特開2005−331317号公報
しかしながら、このような車両用表示装置にあっては、前記実体メータを前記表示器とは重ならない位置まで移動させるが、前記実体メータは前記車両用表示装置の表示範囲内での移動であり移動範囲が限られるため、前記表示器の大きさも制限され、商品性に欠けているといった問題点を有している。
そこで、本発明は、前述した問題点に着目し、フラットディスプレイの大きさの制限を抑制し、商品性を高めることが可能な車両用表示装置を提供するものである。
本発明は、前記課題を解決するため、各種情報を表示可能なフラットディスプレイと、前記フラットディスプレイの前面側に設けられる透光性基板と、前記透光性基板に設けられる指針と、前記フラットディスプレイの後面側に設けられ前記指針を回動させるための指針駆動手段と、前記透光性基板を表示範囲外に移動させる移動機構と、前記指針に設けられる第一の磁石と、前記指針駆動手段に前記第一の磁石と対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、前記透光性基板が前記フラットディスプレイの前面側に位置する場合に、前記第一,第二の磁石の吸引力によって前記指針を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させてなることを特徴とする。
また、前記指針は、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際に所定位置を指示するような重量バランスで形成されてなることを特徴とする。
また、前記指針を回動可能に支持する軸部を前記透光性基板に配設し、前記軸部は、主軸と、前記主軸を前記透光性基板に固定する主軸受け部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記指針に配設固定される回転軸部と、前記主軸受け部と前記回転軸部との間に配設される弾性部材と、を備え、前記透光性基板が前記フラットディスプレイの前面側に位置する際に前記第一,第二の磁石が互いに吸引しあうことで前記弾性部材を変形させて前記回転軸部を回転可能な状態とし、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際には前記弾性部材が復元することで前記回転軸部を回転しない状態で保持することを特徴とする。
また、前記主軸は、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際に前記弾性部材の作用によって前記回転軸部と接する保持部を有してなることを特徴とする。
また、前記第一,第二の磁石は、互いの対向面に2極着磁され、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動する際に、前記指針駆動手段は、前記第一,第二の磁石の磁極境界線が前記透光性基板の移動方向と略平行となるように前記指針を回動させることを特徴とする。
また、前記指針駆動手段は、前記透光性基板が前記表示領域外に移動してから前記第一の磁石が前記第二の磁石との吸引作用が生じる位置に戻るまでの間は回転駆動しないことを特徴とする請求項5に記載の車両用表示装置。
本発明は、液晶表示器などのフラットディスプレイと呼ばれる表示器と、前記フラットディスプレイの前面に配設される指針を有する実体メータとを備えた車両用表示装置に関し、フラットディスプレイの大きさの制限を抑制し、商品性を高めることが可能となる。
以下、添付の図面に基いて本発明を車両用コンビネーションメータ(車両用表示装置)に応用した第一の実施形態について説明する。
図1において、1はハウジングである。ハウジング1は、見返し部材及びケース体を有し、3個の指示計器(実体メータ)、即ち、速度計2,燃料計3及び水温計4を収納するものである。速度計2は、燃料計3及び水温計4よりも大きく、燃料計2と水温計4の間に配置されている。速度計2は、表示板21及び指針22を有している。また、燃料計3及び水温計4は、文字板31,41及び指針32,42を夫々有している。文字板31,41は、透光性樹脂(例えばポリカーボネート)からなる基板に指標部3a,4aを除いて遮光部を印刷形成したものである。指針32,42はステッピングモータ(図示しない)により回動され、文字板31,41の指標部3a,4aを指示する。
この3つの指示計器の中で、燃料計3と水温計4とは従来周知の構造であるので説明は省略する。本発明の特徴を、速度計2を用いて説明する。
図2は本実施形態の断面図であり、図3は要部拡大断面図である。図2及び図3において、速度計2は、表示板21,指針22,軸部23,LED24,軸受け部25及びステッピングモータ26を有している。また、27は回路基板であり、この回路基板27にステッピングモータ26が搭載されている。また、図2において、5は移動機構であり、6は、暗色の前面パネルである。
表示板21は、透光性基板21aと、液晶ディスプレイ(フラットディスプレイ)21bとからなるものである。
透光性基板21aは、透光性樹脂(例えばアクリル、ポリカーボネート)からなり、指針22を回動可能に保持するための後述する軸部が配設されるものである。また、透光性基板21aは後で詳述する移動機構5によって指針22とともに表示領域外へ移動可能なものである。
液晶ディスプレイ21bは、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの両面に偏光板を貼り合わせたものであって、例えばドットマトリクス型の液晶表示素子である。液晶ディスプレイ21bは、その表示内容を変更可能であって、透光性基板21a及び指針22が液晶ディスプレイ21bの前面側に位置する際に少なくとも指標部2a及び文字部2bを表示可能なものである。なお、液晶ディスプレイ21bの表示像は透光性基板21aを透過して表示される。
指針22は、指針本体22aと、指針キャップ22bと、第一の磁石22cと、第一のヨーク22dと、を有し、液晶表示素子22aにて表示される指標部2aを指示するものである。
指針本体22aは、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、回転中心部には指針キャップ22bが嵌め込まれている。また、指針本体22aの回転中心部には、第一の磁石22c及び第一のヨーク22dを嵌入させる凹部が設けられている。また、指針本体22aは、透光性基板21a上に配置されるLED24からの照明光を受光して指針本体22aを光輝させるための受光部22eを有する。受光部22eはリング状の第一の磁石22c及び第一のヨーク22dの空洞部に位置するように形成される。
指針キャップ22bは、例えばABS樹脂等の非透光性樹脂を略筒状に形成してなるものである。指針キャップ22bは、その内部に第一の磁石22c及び第一のヨーク22dを圧入保持するものである。また、指針キャップ22bの中央部には、指針22を回動可能に支持する軸部23を挿入する挿入部22fが設けられている。
第一の磁石22cは、リング状に形成され、S極及びN極が交互に複数着磁されてなるものである。第一の磁石22cは、後述する第二の磁石25aと互いに吸引し合うものである。
第一のヨーク22dは、第一の磁石22cの第二の磁石25aと対向しない面(非対向面)側に設けられるものである。第一のヨーク22dは、第一の磁石22cの前記非対向面側からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。
軸部23は、主軸23aと主軸受け部23bと回転軸部23cとを有し、指針22を回動可能に支持するものである。主軸23aは、主軸受け部23bと回転軸部23cに形成される孔部に挿入され指針22の回転中心となる略円柱状の部材である。主軸受け部23bは透光性基板21aに形成される凹部に配設され、主軸23aを透光性基板21aに固定するものである。回転軸部23cは、主軸23aを中心として回転可能に設けられるとともに指針キャップ22bの挿入部22fに主軸23aとともに挿入され、指針キャップ22bに圧入保持されるものである。また、軸部23を構成する各部材23a〜23cは、例えばアルミや黄銅等の非磁性材料からなる。
軸受け部25は、第二の磁石25aと第二のヨーク25bとを有し、ステッピングモータ26の回動軸26aと嵌合されるものである。本実施形態における指針駆動手段は、軸受け部25とステッピングモータ26とからなるものである。
第二の磁石25aは、第一の磁石22cと対になるように第一の磁石22cに表示板21を介して対向する位置に配置される。なお、第二の磁石25aも第一の磁石22cと同様にS極及びN極が交互に複数着磁されてなるものである。第二の磁石25aを設ける方法としては、軸受け部25をプラスティックマグネットで形成し、第一の磁石22cとの対向個所を着磁して形成する方法であってもよいし、また、軸受け部25とは別部材で第二の磁石25aを設けインサート成形あるいはアウトサート成形によって一体的に形成する方法であってもよい。
第二のヨーク25bは、第二の磁石25aの第一の磁石22cと対向しない面(非対向面)側に設けられるものである。第二のヨーク25bは、第二の磁石23aの前記非対向面からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。
また、図2において、透光性基板21aの両側面の上下には、ガイドピン2c,2dが設けられている。このガイドピン2c,2dは透光性基板21aの移動を案内するものである。
移動機構5は、透光性基板21aのガイドピン2c,2dをそれぞれ案内するガイドレール5a,5bと、透光性基板21aを移動させる駆動源であるモータ5cと、透光性基板21aとモータ5cとを連結する連結部材であるワイヤ5dとで、主に構成されている。なお、5eはローラーであり、ワイヤ5dを案内するものである。
ガイドレール5aは金属からなり、適宜手段によって車両用表示装置Dに固定されている。ガイドレール5aはガイドピン2cが貫通する貫通孔5a1を備えている。ガイドレール4aは液晶ディスプレイ21bの板面方向に対して、略垂直方向に設けられている。
ガイドレール5bは合成樹脂からなり、ハウジング1と一体に形成されている。ガイドレール5bはガイドピン2dが移動する溝5b1を備えている。ガイドレール5bは液晶ディスプレイ21bの板面方向に対して、略平行方向に設けられている。
モータ5cは、ワイヤ5dを巻き取るためのローラー5c1を備えている。このローラー5c1には、ワイヤ5dの一端が固定されている。モータ5cは、回転駆動によってワイヤ5dを巻き上げ、透光性基板21aを移動させる。
ワイヤ5dは金属製であり、一端はモータ5cのローラー5c1に固定されており、他端は透光性基板21aのガイドピン2cに固定されている。なお、透光性基板21aとモータ5cとを連結する連結部材はワイヤに限定されるものではない。
移動機構5は、モータ5cを回転駆動することによってワイヤ5dを巻き上げて透光性基板21aを移動させる。透光性基板21aは、ワイヤ5dが巻き上げられる前は液晶ディスプレイ21bの板面方向と略平行に位置し(図2参照)、ワイヤ5dが巻き上げられると、上方向に移動しながら略直角に回転して表示範囲外に移動する(図4参照)。なお、前記表示範囲はハウジング1によって定められるものであり、利用者が液晶ディスプレイ21bの板面方向に対して略垂直方向から見た場合に視認可能な範囲を指す。前記表示範囲外への移動に際して、透光性基板21a及び指針22は、ハウジング1に設けられる収納部1aに収納される。なお、本実施形態では、指針22は、収納部1aに完全に収納されて前記表示範囲内では全く視認できなくなる。なお、本実施形態のように、指針22を完全に視認できなくする必要はなく、液晶ディスプレイ21bの表示に影響を与えない範囲で一部が視認されてもよい。
以上のように構成することによって、指針22は、透光性基板21aとともに前記表示範囲外へ移動するので、液晶ディスプレイ21bの表示サイズを大きくでき、液晶ディスプレイ21bの表示エリアを広く確保できる。利用者は表示サイズの大きくなった液晶ディスプレイ21bによって、液晶ディスプレイ21bの表示内容を瞬時に読み取ることができる。図5は、透光性基板21aが前記表示範囲外に移動した際の液晶ディスプレイ21bの表示例を示す図である。図5において、液晶ディスプレイ21bは、前方車両への接近を報知する前方警告情報2eと、車両速度情報2fを表示するものである。
また、指針22は、透光性基板21aとともに前記表示範囲外に移動すると、第一,第二の磁石22c,25aによる吸引力から解放される。このとき、指針22の指示位置が定まらないと再度透光性基板21aが前記表示範囲内(液晶ディスプレイ21bの前面側)に移動した際に前回の指示位置との間にズレが生じて指針22の脱調が起こる。かかる問題を解決するために、指針22は、透光性基板21aが前記表示範囲外に移動した際、すなわち第二の磁石25aの磁力から解放されたときに、予め定められる位置(例えば原点位置)を指示するような重量バランスで形成されている。このように指針22を形成することによって、透光性基板21aとともに前記表示範囲外に移動した際の指針22の指示位置が常に一定となるため、再度透光性基板21aが前記表示範囲内に移動する際に指針22が一定の方向で保持されるため、指針22の脱調を防止することができる。なお、指針22の重量バランスは、指針22の各部材の材料や大きさ,形状等に応じて適宜定められるものである。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一または相当個所には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
本第二の実施形態が前述の第一の実施形態と異なる点は、指針22を回動可能に支持する軸部23の構成である。指針22は、透光性基板21aとともに前記表示範囲外に移動すると、第一,第二の磁石22c,25aの磁力から解放される。このとき、指針22の指示位置が定まらないと再度透光性基板21aが前記表示範囲内(液晶ディスプレイ21bの前面側)に移動した際に前回の指示位置との間にズレが生じて指針22の脱調が起こる。かかる問題を解決するために、軸部23は、以下のように構成される。
軸部23は、図6及び図7に示すように、主軸23aと主軸受け部23bと回転軸部23cと、スプリング(弾性部材)23dを有し、指針22を回動可能に支持するものである。主軸23aは、主軸受け部23bと回転軸部23cに形成される孔部に挿入され指針22の回転中心となる略円柱状の部材である。主軸受け部23bは透光性基板21aに形成される凹部に配設され、主軸23aを透光性基板21aに固定するものである。回転軸部23cは、主軸23aを中心として回転可能に設けられるとともに指針キャップ22bの挿入部22fに主軸23aとともに挿入され、指針キャップ22bに圧入保持されるものである。スプリング23dは、回転軸部23cと主軸受け部23bとの間に配設される伸縮可能な弾性部材である。スプリング23dは、図6に示すように、透光性基板21aが液晶ディスプレイ21bの前面側に位置する、すなわち指針22が透光性基板21a及び液晶ディスプレイ21bを介して軸受け部25と対向する際に、第一,第二の磁石22c,25aが互いに吸引しあうことで回転軸部23cに押圧されて収縮し、回転軸部23cと主軸23aの先端部に設けられる凸状の保持部23eとの間に隙間を生じさせて指針22を回転可能な状態とする。また、スプリング23dは、図7に示すように、透光性基板21aが移動機構5によって前記表示範囲外に移動した際には、第一,第二の磁石22c,25aによる吸引力から解放されることで元の形状に復元し、回転軸部23cを保持部23eに押しつけることで回転軸部23cを回転しない状態で保持する。なお、保持部23eは、回転軸部23cとの摩擦力を大きくするべく、回転軸部23cとの接触個所が波板状に形成される、あるいはゴム等の摩擦力の大きな部材が配置されることが望ましい。また、軸部23を構成する各部材23a〜23dは、例えばアルミや黄銅等の非磁性材料からなる。
このように軸部23を構成することによって、透光性基板21aとともに前記表示範囲外に移動した際の指針22の指示位置が移動前の指示位置で保持されるため、再度透光性基板21aが前記表示範囲内に移動する際に指針22の指示位置にズレが生じることがなく、指針22の脱調を防止することができる。
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。なお、前述の実施形態と同一または相当個所には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
本第三の実施形態が、前述の実施形態と異なる点は、リング状に形成される第一,第二の磁石22c、25aがそれぞれ対向面に2極着磁され、透光性基板21aが移動機構5によって前記表示範囲外に移動する際に、前記指針駆動手段が、第一,第二の磁石22c,25aの磁極境界線が透光性基板21aの移動方向と略平行となるように指針2を回動させる点である。図8は第一の磁石22cを示すものである。それぞれ図8(a)は第一の磁石22cを第二の磁石23aとの対向面側から見た図であり、図8(b)は第一の磁石22cを側方(曲面側)から見た図である。第一の磁石22cは、前記対向面に2極着磁されている。なお、第三の実施形態においては、第一の磁石22cは前記対向面に2極が着磁されていればよく、図9に示すように両平面にそれぞれ異なる2極着磁を行うものであってもよい。なお、図示しないが第二の磁石25aについても第一の磁石22cと同様に第一の磁石22cとの対向面に2極着磁されている。
第三の実施形態は、透光性基板21aが移動機構5によって前記表示範囲外に移動する場合、まず、軸受け部25とステッピングモータ26からなる前記指針駆動手段により指針22を回動させ、第一,第二の磁石22c,25aの磁極境界が移動機構5による透光性基板21aの移動方向と略平行となるような位置に指針22を指示させる。そして、移動機構5によって透光性基板21aを前記表示範囲外に移動させる。このとき、図10に示すように、第一の磁石22cは、透光性基板21aとともに第二の磁石25aとの対向位置から第一,第二の磁石22c,25aの磁界境界と略平行に移動する。第一の磁石22cの移動方向が第一,第二の磁石22c,25aと平行でない場合、第一,第二の磁石22c,25aを引き離す際に第一,第二の磁石22c,25aの磁力によって回転トルクが発生し、指針22の指示位置に乱れが生じるという問題点がある。これに対し第一の磁石22cを第一,第二の磁石22c,25aの磁界境界と略平行に移動させることによって、回転トルクの発生を抑制し、指針22の指示位置に乱れが生じることを防ぐことができる。なお、指針22は、透光性基板21aが前記表示範囲外に移動した際、すなわち第二の磁石25aの磁力から解放されたときに、引き続き移動開始時の指示位置を指示するような重量バランスで形成される。また、前記指針駆動手段は、透光性基板21aが前記表示領域外に移動してから第一の磁石22cが第二の磁石25aとの吸引作用が生じる位置に戻るまでの間は回動駆動しない。このようにすることによって、透光性基板21a及び指針22が再度前記表示領域に移動した際にも磁力による回転トルクの発生を抑制し、指針22の指示位置に乱れが生じることを防止することができる。
なお、本実施形態では、移動機構4は透光性基板21aを上方向に移動させていたが、下方向あるいは左右の何れかの方向に移動させてもよい。また、本実施形態では、収納部1aを車両用コンビネーションメータの上側に設けたものであったが、下側に設ける構成であってもよい。
さらに、本実施形態において、第一,第二の磁石22c,25aは永久磁石であったが、例えば第二の磁石25aは電磁石であっても良い。また、フラットディスプレイとしては、液晶ディスプレイ21bのほかに有機ELディスプレイであってもよい。また、指針駆動手段としてステッピングモータ26を備えるものであったが、ステッピングモータ26に代えて、例えば、交差コイル型ムーブメントを用いることができることは言うまでもない。
本発明の第一の実施形態を示す正面図。 同上第一の実施形態を示す断面図。 同上第一の実施形態を示す要部拡大断面図。 同上第一の実施形態における透光性基板の移動を説明するための断面図。 同上第一の実施形態における表示例を示す正面図。 本発明の第二の実施形態を示す要部拡大断面図。 本発明の第二の実施形態におけるスプリングの作用を説明するための要部拡大断面図。 本発明の第三の実施形態における第一の磁石を示す図。 同上第三の実施形態における第一の磁石の別例を示す図。 同上第三の実施形態における第一,第二の磁石を示す図。
符号の説明
21 表示板
21a 透光性基板
21b 液晶ディスプレイ(フラットディスプレイ)
22 指針
22a 指針本体
22b 指針キャップ
22c 第一の磁石
22d 第一のヨーク
22e 受光部
22f 主軸受け部
23 軸部
23a 主軸
23b 主軸受け部
23c 回転軸部
23d スプリング(弾性部材)
23e 保持部
24 LED
25 軸受け部
25a 第二の磁石
25b 第二のヨーク
26 ステッピングモータ
27 回路基板
5 移動機構

Claims (6)

  1. 各種情報を表示可能なフラットディスプレイと、
    前記フラットディスプレイの前面側に設けられる透光性基板と、
    前記透光性基板に設けられる指針と、
    前記フラットディスプレイの後面側に設けられ前記指針を回動させるための指針駆動手段と、
    前記透光性基板を表示範囲外に移動させる移動機構と、
    前記指針に設けられる第一の磁石と、前記指針駆動手段に前記第一の磁石と対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、
    前記透光性基板が前記フラットディスプレイの前面側に位置する場合に、前記第一,第二の磁石の吸引力によって前記指針を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させてなることを特徴とする車両用表示装置。
  2. 前記指針は、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際に所定位置を指示するような重量バランスで形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
  3. 前記指針を回動可能に支持する軸部を前記透光性基板に配設し、前記軸部は、主軸と、前記主軸を前記透光性基板に固定する主軸受け部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記指針に配設固定される回転軸部と、前記主軸受け部と前記回転軸部との間に配設される弾性部材と、を備え、前記透光性基板が前記フラットディスプレイの前面側に位置する際に前記第一,第二の磁石が互いに吸引しあうことで前記弾性部材を変形させて前記回転軸部を回転可能な状態とし、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際には前記弾性部材が復元することで前記回転軸部を回転しない状態で保持することを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
  4. 前記主軸は、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動した際に前記弾性部材の作用によって前記回転軸部と接する保持部を有してなることを特徴とする請求項3に記載の車両用表示装置。
  5. 前記第一,第二の磁石は、互いの対向面に2極着磁され、前記透光性基板が前記移動機構によって前記表示範囲外に移動する際に、前記指針駆動手段は、前記第一,第二の磁石の磁極境界線が前記透光性基板の移動方向と略平行となるように前記指針を回動させることを特徴とする請求項1に記載の車両用表示装置。
  6. 前記指針駆動手段は、前記透光性基板が前記表示領域外に移動してから前記第一の磁石が前記第二の磁石との吸引作用が生じる位置に戻るまでの間は回転駆動しないことを特徴とする請求項5に記載の車両用表示装置。
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