JP5045403B2 - 指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、透過照明される指針を有する指針計器に関するものであり、自動車等に用いて好適である。

近年、自動車等に装備される指針計器において、見映えのある斬新な視認性を確保するために様々な方法がとられている。

従来の指針計器として、たとえば、透光性合成樹脂からなる指針を備え、その回転中心領域を遮光性合成樹脂からなる指針キャップで覆い、背後に配置された発光手段から発せられる光を回転中心領域に入射させ、それにより指針を発光表示する構成としたものがある（特許文献１参照）。
特開２００７−１４７３０２号公報

従来の指針計器において、指針の回転中心領域は指針キャップに覆われているため発光表示されていない。このため、昼間においては外来光があるため指針とともに指針キャップも視認されるが、夜間においては指針の回転中心領域はほとんど見えず、計器の見映えがさびしいものになってしまう。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その目的は、指針の回転中心領域も発光表示する構成として指針の回転中心領域の視認性を高め、斬新な見映えが得られる指針計器を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の指針計器は、文字板と、透光性材質から形成され文字板の表面に沿って回転自在に配置された指針と、シャフトを有しシャフトを回転させるとともに文字板の裏側に配置され且つシャフトが文字板に設けられた貫通孔を通して指針と結合されて指針を回転させるムーブメントと、貫通孔を介して指針に光を入射可能に文字板の背後に配置された光源と、指針にシャフトの軸方向において文字板と反対側に指針の一部を覆うように固定されたキャップと、を備えた指針計器であって、キャップは遮光性材料により文字板に向かって開口するシャフトと同軸上の有底円筒状に形成され、有底円筒の底に相当するキャップの底部はシャフトの軸方向において貫通孔を覆うように形成され、底部にはキャップ背後にある指針を露出可能に開口孔が設けられ、指針はキャップの外周側に伸びている部分および開口孔から露出した部分が光源からの光を受けて発光表示され、開口孔はシャフトと同軸上の円形であり、指針は開口孔からキャップの外側へ突き出す凸部を備え、凸部は指針と一体に形成されて指針と共に回転し、光源からの光を受けて発光表示されることを特徴としている。

上述の構成によれば、光源が発光状態に駆動されると光源が発する光により指針が透過照明され、指針のキャップの外周側に伸びている部分およびキャップの開口孔から露出した部分が発光する。すなわち、従来の指針計器において、夜間等においてはほとんど見えない状態であった指針キャップ部分が透過照明されることになる。これにより、指針の回転中心領域の視認性を高めることができるので、昼夜を問わず斬新な見映えが得られる指針計器を提供することができる。

また、上述したように本発明の請求項１に記載の指針計器は、指針は開口孔からキャップの外側へ突き出す凸部を備え、凸部は光源からの光を受けて発光表示されることを特徴としている。このような構成によれば、凸部は視認方向においてキャップの底部よりも視認者側へ飛び出しているので、光源が発光状態にない場合でも凸部の視認性を高めることができる。これにより、指針の回転中心領域の視認性を高めることができるので、昼夜を問わず斬新な見映えが得られる指針計器を提供することができる。

さらに、上述したように本発明の請求項１に記載の指針計器は、開口孔はシャフトと同軸上の円形であることを特徴としている。このような構成とすれば、指針のキャップの外周側に伸びている部分が回転するように視認されるのに対して、発光表示されるキャップの開口孔は、あたかも停止しているかのように視認されることになる。言い換えると、指針のキャップの外周側に伸びている部分がキャップの開口孔を中心として回転するように視認される。これにより、斬新な見映えが得られる指針計器を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の指針計器は、凸部は開口孔と略嵌合していることを特徴としている。

このような構成によれば、凸部とキャップ底部との境界を際立たせて、凸部の視認性を高めることができる。

本発明の請求項３に記載の指針計器は、凸部にスモーク処理を施したことを特徴としている。

このような構成によれば、昼間においては光源が消灯されているうえに、外来光に照射されてもスモーク処理のため凸部は目立たない。一方、夜間においては光源が点灯されるので凸部が明瞭に視認される。したがって、指針の回転中心領域の視認性を高めて斬新な見映えが得られる指針計器を提供できるとともに、指針計器の見映えを昼間と夜間とで異なるものとすることができる。

本発明が適用された指針計器の一実施形態を自動車の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。

（第1実施形態）
コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に設置されている。スピードメータＳは、このコンビネーションメータ１内に形成され、当該自動車の走行速度を指針の回動角度により指示するものである。

以下に、スピードメータＳの構成について説明する。

スピードメータＳは、大きくは、文字板２、文字板２の表面側に配置された指針７、指針を発光表示するための光源である発光ダイオード４、発光ダイオード４からの光を指針７へ導く導光板３、指針７を回転させるムーブメント６等から構成されている。

文字板２は、透光性材質、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等の薄板から形成されている。文字板２は、自動車の走行速度を指示するための表示意匠である数字２ａおよび目盛２ｂを備えている。数字２ａおよび目盛２ｂは、文字板２の表面２ｃ（図２において左側の面）に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、文字板２の数字２ａおよび目盛２ｂ以外の部分である背景部分２ｅに不透光性着色層あるいは半透光性着色層を設けると共に、数字２ａおよび目盛２ｂを透明なままとする、あるいは半透光性着色層を設ける等の処理を施している。本発明の第１実施形態によるスピードメータＳにおいては、背景部分２ｅは暗色とされる、つまり不透光性黒色着色層が施されるとともに、数字２ａおよび目盛２ｂは明色とされる、つまり半透光性白色着色層が施されている。これにより、文字板２が、その裏側から光源が発する光により照射されて透過照明されると、背景部分２ｅはこの光を遮断するので黒色で視認され、一方、数字２ａおよび目盛２ｂは白色で発光表示される。本発明の第１実施形態よるスピードメータＳでは、文字板２照明専用の光源は設けず、後述する指針７照明用の光源である発光ダイオード４を文字板２の照明用としても兼用している。なお、指針７照明用の発光ダイオード４を文字板２照明に兼用せずに、文字板２照明専用の独立した光源を別に設けてもよい。文字板２の中央部には、後述するムーブメント６のシャフト６ａあるいは指針７のボス部を挿通させるための貫通孔２ｃが設けられている。

文字板２の背後には、図２に示すように、指針７を照明する光源である発光ダイオード４が配置されている。発光ダイオード４としては、たとえば発光色が白色の白色発光ダイオードが用いられている。

文字板２の背後には、図２に示すように、発光ダイオード４が発する光を指針７へ導き指針７へ入射させるための導光板３が配置されている。導光板３は、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等から、文字板２と同心上の略円盤状に形成されている。発光ダイオード４の個数は、後述する指針７の良好な視認性が得られること、つまり出射面３ｂから文字板２の中心に向けて出射する光量が円筒面状の出射面３ｂの全域に亘って均一であること、数字２ａおよび目盛２ｂが均一な明るさで発光表示されことが実現できるように設定されている。

文字板２の背後には、図２に示すように、指針７を回動させるムーブメント６が配置されている。ムーブメント６は、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からなり、外部からの電気信号（スピードメータＳ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６ａを回動させるものである。ムーブメント６のシャフト６ａの先端には、図２に示すように、指針７が固定されている。

指針７は、透光性材料、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等により形成されている。指針７は、細長い棒状に形成されて文字板２の表面に沿って回転し文字板２の数字２ａおよび目盛２ｂと協働して走行速度を指示するポインタ部７ａと、指針７におけるムーブメント６のシャフト６ａへの結合部であるボス部７ｂを介してムーブメント６のシャフト６ａに圧入固定されている。指針７においては、ポインタ部７ａの裏面、つまり文字板２と対向する面に拡散反射層である赤色着色層が施されている。

指針７のボス部７ｂの、ムーブメント６のシャフト６ａの軸方向文字板２と反対側には、ボス部７ｂを覆うようにキャップ８が装着されている。キャップ８は、文字板２に向かって開口する有底円筒状に形成され、ムーブメント６のシャフト６ａと同軸上に配置されている。キャップ８は遮光性材質、たとえば金属薄板、着色樹脂等から形成されている。本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１では、キャップ８の外表面に艶消し黒色皮膜処理を施している。この艶消し黒色皮膜処理は、塗装あるいは化学被膜処理等により形成される。キャップ８は、発光ダイオード４から発せられた光のうち、導光体３に入射せずに貫通孔２ｃを通って直接運転者の目に向かう光を遮断して、運転者がこの光により眩惑されることを防止するためのものである。キャップ８の有底円筒状の底部８ｂには、図２に示すように開口孔８ａが設けられている。開口孔８ａは、ムーブメント６のシャフト６ａと同軸上の円形に形成されている。

キャップ８には、図２に示すように、窓部材であるプリズム９が取り付けられている。プリズム９は、透光性材質、たとえば透明なガラスあるいは樹脂材料等から形成されている。プリズム９は、キャップ８の開口孔８ａと嵌合し、且つ底部８ｂからキャップ８の外側へ、つまり図２の左方へ突き出す突起部９ａを備えている。

以上説明した、発光ダイオード４、ムーブメント６は、図２に示すように、文字板２の裏側（図２において右側）に配置された回路基板５に実装されている。回路基板５は、たとえばガラスエポキシ系基材に銅系金属等からなる配線パターン（図示せず）を施してなる硬質回路基板から構成されている。回路基板５には、発光ダイオード４の点灯・消灯制御、ムーブメント６の駆動制御を行なうコントローラ１０が実装されている。コントローラ１０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。回路基板５は、スピードメータＳ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。

以上説明した、文字板２、導光板３、プリント基板５、ムーブメント６等は、図２に示すように、樹脂材料から成形されるケーシング１１内に収容保持されている。

また、文字板２の前面側には、図２に示すように、略枠状の見返し板１２が装着され、さらに見返し板１２の先端部には透明カバー１３が装着されている。見返し板１２は、たとえば樹脂材料から形成されている。透明カバー１３は、透明な樹脂の薄板あるいはガラス等から形成されている。見返し板１２および透明カバー１３は、コンビネーションメータ１の見映えを整えると同時に、コンビネーションメータ１内部への埃、水分等の侵入を防止している。

一方、ケーシング１１の背後には、図２に示すように、ロアカバー１４が装着されている。ロアカバー１４は、たとえば樹脂材料から形成されている。

次に、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の作動について、特に、スピードメータＳの表示動作について説明する。

運転者によりイグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮされると、コントローラ１０はそのことを検知して、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１０は、発光ダイオード４を点灯させる。これにより、指針７が赤色で、文字板２の文字２ａおよび目盛２ｂが白色で発光表示される。同時に、コントローラ１０は、速度センサ（図示せず）からの検出信号に基づき自動車の走行速度を算出し且つ算出した走行速度を指針７に指示させるべくムーブメント６を駆動してシャフト６ａを所定角度、すなわち当該自動車の走行速度に対応する角度まで回動させる。

このとき、発光ダイオード４から発せられ導光体３を経由して指針７に入射した光の一部は、図２中において矢印で示すように進行してプリズム９へ入射して、プリズム９の突起部９ａから外方へ出射する。突起部９ａから出射する光は、導光体３およびプリズム９が無色透明であるため、発光ダイオード４の発光色と同色の白色である。したがって、指針７のポインタ部７ａが赤色で発光表示されると同時に、指針の７キャップ８が、艶消し黒色を背景としてプリズム９の突起部９ａが白色で発光表示される。

従来の指針計器においては、指針キャップ部には特に発光部材が設けられておらず、指針キャップの外周側に指針が細長く発光表示されるのみであり、計器の見映えとしては寂しいものであった。

これに対して、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１においては、キャップ８の中央部に透光性材質からなるプリズム９を配置し、プリズム９の突起部を、指針７照明用の発光ダイオード４からの光の一部を導いて透過照明する構成とした。これにより、指針７のポインタ部７ａに加えて指針７の回転中心部においてプリズム９が発光表示されるので、計器であるスピードメータＳの見映えを斬新なものとすることができる。

プリズム９の突起部９ａは、視認方向から見て円形に形成され且つムーブメント６のシャフト６ａと同軸上に配置されている。したがって、自動車の走行速度の変化に対応して指針７のポインタ部７ａが回転しても、プリズム９の突起部９ａは回転せずに、そこに留まって見える。つまり、突起部９ａはポインタ部７ａの回転中心を指示しているので、計器であるスピードメータＳの見映えを斬新なものとすることができる。

（第２実施形態）
図３に、本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図を示す。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１は、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１におけるプリズム９を指針７と一体的に形成した点のみが異なっている。したがって、指針７の構成についてのみ説明する。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１では、指針７に凸部７ｃを設けている。凸部７ｃは、ムーブメント６のシャフト６ａと同軸上の略円柱状に形成されている。凸部７ｃの直径はキャップ８の開口孔８ａの直径と同じに形成されている。たとえば、凸部７ｃが開口孔８ａに嵌合可能に、つまり手作業等により容易に嵌合可能且つ凸部７ｃと開口孔８ａ間の隙間が最小であるように形成されている。凸部７ｃの先端は、図３に示すように、球面状に形成されている。指針７にキャップ８が装着されると、つまり、凸部７ｃが開口孔８ａに嵌合されると、凸部７ｃは、図３に示すように、キャップ８の底部８ａから外側へ突き出している。

本発明の第２実施形態によるコンビネーションメータ１の構成によっても、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の場合と同様に、コンビネーションメータ１の作動中においては、指針７のポインタ部７ａが赤色で発光表示されると同時に、指針の７キャップ８が、艶消し黒色を背景として凸部７ｃが白色で発光表示される。これにより、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の場合と同様に、計器であるスピードメータＳの見映えを斬新なものとすることができる。

なお、以上説明した本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１のプリズム９の突起部９ａの表面、および第２実施形態によるコンビネーションメータ１の指針７の凸部７ｃの表面に、スモーク処理を施してもよい。このような構成において、たとえば、スピードメータＳを、昼間は発光ダイオード４を点灯させずに外来光、たとえば太陽光により照明され、夜間は発光ダイオード４を点灯させてその光により透過照明されるようにしてもよい。この場合、昼間においては、突起部９ａおよび凸部７ｃはスモーク処理が施されているため、キャップ８の底部８ｂとのコントラストが弱くほとんどキャップ８と一体の見映えとなる。一方、夜間においては発光ダイオード４からの光に照射されて、突起部９ａおよび凸部７ｃはスモーク処理があるものの明るく発光表示される。したがって、指針７のポインタ部７ａに加えて指針７の回転中心部分を発光表示することにより計器であるスピードメータＳの見映えを斬新なものとしつつ、昼間と夜間とで異なる見映えが得られる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第１、第２実施形態によるスピードメータＳにおいては、指針７のポインタ部７ａの裏面に施した拡散反射層の色を赤色としているが、橙色等他の色としてもよい。あるいは、拡散反射層としてシボ面等を設けても良い。

また、以上説明した本発明の第１、第２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７照明用の光源として発光ダイオード４を用いているが、他の種類の光源、たとえば電球、放電管、ＥＬパネル等を用いても良い。

また、以上説明した本発明の第１、第２実施形態によるコンビネーションメータ１においては、指針計器をスピードメータＳとしているが、他の計器、たとえばエンジンの回転速度を指示するタコメータあるいは残存燃料量を表示する燃料計等としてもよい。

本発明の第１実施形態によるスピードメータＳの正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施形態によるスピードメータＳの断面図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（指針計器）
２ 文字板
２ａ 数字
２ｂ 目盛
２ｃ 貫通孔
３ 導光板
４ 発光ダイオード（光源）
５ 回路基板
６ ムーブメント
６ａ シャフト
７ 指針
７ａ ポインタ部
７ｂ ボス部
７ｃ 凸部
８ キャップ
８ａ 開口孔
８ｂ 底部
９ プリズム（窓部材）
９ａ 突起部
１０ コントローラ
１１ ケーシング
１２ 見返し板
１３ 透明カバー
１４ ロアカバー
Ｓ スピードメータ（指針計器）

Claims (3)

1. 文字板と、
   透光性材質から形成され前記文字板の表面に沿って回転自在に配置された指針と、
   シャフトを有し前記シャフトを回転させるとともに前記文字板の裏側に配置され且つ前記シャフトが前記文字板に設けられた貫通孔を通して前記指針と結合されて前記指針を回転させるムーブメントと、
   前記貫通孔を介して前記指針に光を入射可能に前記文字板の背後に配置された光源と、
   前記指針に前記シャフトの軸方向において前記文字板と反対側に前記指針の一部を覆うように固定されたキャップと、を備えた指針計器であって、
   前記キャップは遮光性材料により前記文字板に向かって開口する前記シャフトと同軸上の有底円筒状に形成され、
   前記有底円筒の底に相当する前記キャップの底部は前記シャフトの軸方向において前記貫通孔を覆うように形成され、
   前記底部には前記キャップ背後にある前記指針を露出可能に開口孔が設けられ、
   前記指針は前記キャップの外周側に伸びている部分および前記開口孔から露出した部分が前記光源からの光を受けて発光表示され、
   前記開口孔は前記シャフトと同軸上の円形であり、
   前記指針は前記開口孔から前記キャップの外側へ突き出す凸部を備え、
   前記凸部は前記指針と一体に形成されて前記指針と共に回転し、前記光源からの光を受けて発光表示されることを特徴とする指針計器。
2. 前記凸部は前記開口孔と略嵌合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. 前記凸部にスモーク処理を施したことを特徴とする請求項１または請求項２のどちらか一つに記載の指針計器。

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