JP5146003B2

JP5146003B2 - 指示計器

Info

Publication number: JP5146003B2
Application number: JP2008040572A
Authority: JP
Inventors: 香平加藤
Original assignee: デンソーインターナショナルアメリカインコーポレーテッド
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: US7537363B2; JP2008216245A; US20080209748A1

Description

本発明は、車両におけるインストルメントクラスターの指示計器に関するものであり、より具体的には、視覚的な３次元配置を提供するインストルメントクラスターの指示計器に関するものである。

このセクションにおける記述は、本発明に関連する背景技術についての情報を示すものに過ぎず、公知技術に該当するものではない。

車両におけるインストルメントクラスターは、一般的に、車両の速度、エンジン回転速度、エンジン温度、燃料レベル、及び運転や車両状態に関連した他の情報などの動作情報を表示するための複数のゲージ（指示計器）を含んでいる。それらのゲージは、メーカーや様式の好みに依存して、情報を表示するためアナログ表示又はデジタル表示を行なうものがある。アナログゲージは、通常、数字などの指標を有する面板と、適当な数字を示すように回転する指針とを備える。

インストルメントクラスターと、関連するゲージのための設計において一つの考慮すべきことは、あらゆる運転環境において、車両の運転者がゲージを見やすく、かつ読み取りやすくすることを可能にすることである。特に、夜間の運転は、数字などの指標が素早く容易に認識できるように、いくつかの方法でインストルメントクラスターを照明することが求められる。インストルメントクラスターをより素早くかつ容易に認識できるようにする一つの手法は、３次元のゲージ面を用いることである。

しかしながら、そのような３次元のゲージ面は、問題点も併せ持っている。例えば、図３及び図４には、従来技術の一例として、三次元ゲージが図示されている。しかし、目盛部が鋭いエッジ、コーナーを有しておらず、このため、特に照明されたときに、３次元の外観印象が、かなり著しく減退してしまう。目盛部の、丸められたコーナーは、ゲージ面と目盛部のために採用される１枚のシートを用いたシート成形プロセスによるものである。一般的に、シートを成形した部品に急峻な鋭い角度を付けることは、達成不可能なことである。ゲージの目盛部の急峻な鋭いエッジは、それを観る者に、光をより良く伝え、面板の周りに目盛を伴わせるためのより精密なしるしを発生させることを可能とする。

従って、必要とされるのは、上述した欠点に煩わされることがなく、急峻な鋭いエッジを有する目盛部を備えた３次元ゲージ面を提供し、目盛をはっきりと区別するための光を伝達することが可能な装置である。さらに、そのようなゲージの目盛部を、ゲージの指針盤と同時に、あるいは連続的に容易に成形できるようにすることである。

車両のインストルメントクラスターのゲージ、すなわち指示計器は、内側指針盤と外側指針盤とを有し、それらは集合的に指針盤もしくはゲージ面と呼ばれる。目盛部が、成形プロセスによって指針盤の表面に配列するように形成される。その目盛部は、指針盤の裏面から始まり、単一の連続した成形部として、外側指針盤の外周エッジを回り込んで、表面上に続いている。このようにして、目盛部は、裏面から表面にかけて、外側指針盤の外周エッジを包み込むように形成されている。表面において、目盛部は指針盤面から上方に出っ張っているので、３次元ゲージ面を構成できる。

その他の構成として、例えばスライドコアを使用した、片持ち梁タイプの配置により、目盛部が指針盤の表面上方に突き出ており、指針盤と目盛部との間に隙間が残るように製造されても良い。目盛部は、内側又は外側指針盤において、例えば時速５マイル毎のように、指針盤の周りの種々の位置において、指標の近傍に位置しており、目盛部の中心線は、ゲージの中心を通るよう半径方向に向けられている。目盛部は、目盛部の交差する外壁面によって形成される鋭いエッジを有する構造となっている。

別の構成として、目盛部は、近接する指針盤、またはプリント基板に対して急峻な角度で形成されることが好ましい。目盛部は、凸状であって、外側指針盤の表面に配置され、上述した例と同様に、目盛部は、外側指針盤の裏面から始まり、外側指針盤の外周エッジ周りを放射状に包み込み、表面に至る。全ての構成において、目盛部の半径方向の中心線が、ゲージの幾何学上の中心を通ることが好ましい。

発光ダイオード又はその他の光源が、指針盤表面に置かれた指標及び目盛部を照明するために、半透明、透明、あるいは不透明である指針盤を通るように光を照射する。目盛部は、指針盤の表面に３次元状に形成され、かつ指針盤の裏面から指針盤の表面までを包み込んでいる。

もしくは、指針盤の表面に３次元状に形成され、かつ指針盤の裏面から指針盤の表面までを包み込んでいる目盛部、あるいは、３次元状に形成され、指針盤の上方で片持ち支持された目盛部が、指針盤の裏面に位置する目盛部の部分に光を照射する発光ダイオードによって照射されても良い。照射された光は、裏面の目盛部の部分を通じて、表面側の目盛部の部分に伝えられ、いずれか適用された、指針盤表面の目盛部、又は目盛部の片持ちされた部分を照明する。本発明による全ての３次元目盛部により、９０度又は約９０度で交差する外壁面によって形成される、鋭い目盛部エッジを達成可能である。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、説明のみを目的とすることが意図され、本発明の範囲を制限することは何ら意図されないことが理解されるべきである。また、図面は、本発明の教示内容を図示することを目的とするものであって、いかなる場合も、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

以下の説明は、実際のところ、単なる例示にすぎず、本発明、その適用や使用を制限することを何ら意図するものではない。また、図面全体を通じて、対応する参照番号は、同様の又は対応する部品や特徴部分を示すことが理解されるべきである。

まず図１を参照すると、自動車のような車両１０が図示され、その車両１０は、ダッシュボード１２及びインストルメントクラスター１４を有し、それら両方とも、車両１０の車室１８内の、運転席１６の前に据えられている。インストルメントクラスター１４の一部として、例えば速度計のようなゲージすなわち指示計器によって例示される、被視認部品２０が図示されている。なお、被視認部品２０は、限定されるものではないが、エンジン回転速度計、燃料計、温度計、オイル圧力計などの他のゲージ、指針盤、もしくは計器としても例示可能であることが理解されるべきである。以下の説明において、被視認部品２０は、速度計と呼ばれる。

さて、図２を参照すると、速度計２０は、主に、内側指針盤２２と、外側指針盤２４と、指針２８と、外部ケーシングつまりハウジング５２とを含んでいる。内側指針盤２２と外側指針盤２４とは、集合的に及び一般に指針盤２６、ゲージ面、或いは面板と呼ばれる。一例として、内側指針盤２２が、付随する内側指標（目盛数字）３２と内側目盛部３４とともに、時速をキロメートルで示し（Ｋｍ／ｈ）、その一方で、外側指針盤２４が、付随する外側指標３６と外側目盛部３８を用いて、時速をマイルで示している（ｍｐｈ）。指針２８が指針盤２６の周りを回転したとき、指針２８によって、対応する内側指針盤２２のキロメートル速度及び外側指針盤２４のマイル速度が、指し示される。

図１−２及び５−７を参照して、観る者に対してゲージ面の見易さ及び読み取りやすさを与える、３次元の視認面を有する本実施形態の速度計２０について説明する。図５は、指針盤２６の構造４０を示す側面図である。指針盤構造４０は、ポリカーボネイトからなる指針盤プレート４２、モールドされた樹脂層４４、及びグラフィック印刷層４６を有する。図５に示すように、モールドされた樹脂層４４は複数のセクションを有し、それらの各々が説明の分かり易さのため個別に言及される。例えば、モールドされた樹脂層４４は、裏面（つまり下部）目盛部４８と、ゲージの外部ケーシングつまりハウジング５２に近接した、表面（つまり上部）目盛部５０を有するものとして説明される。

表面目盛部５０を備えた指針盤プレート４２の面が、表側の面であり、一方、指針盤プレート４２の反対側の面が、裏側の面となる。ハウジング５２は、いずれの外部光もゲージ面に侵入することを防止するための、マスク又は遮蔽物として機能する。外部光が侵入して、内側、外側の指標３２、３６が照らされると、指針盤２６の視認者が、その照らされた指標３２，３６を視認し難くなってしまうためである。換言すると、薄明かりや薄暗がり時の照明の状況として、指標３２，３６が最初に照明された、すなわち照明がオンされたとき、ハウジング５２は、太陽光やその他の周囲光のような外部光をブロックする遮蔽物として機能する。そうしないと、照明された指標３２，３６がほとんど照明されていないように見えてしまうためである。ケーシングとして機能するハウジング５２は、従って、見難くなく、視認者が素早くかつ容易にその視線の焦点を合わせることができ、容易に認識可能な指針盤面を提供する上でも役立つ。

引き続き図５を参照すると、樹脂層４４は、裏面目盛部４８と表面目盛部５０との中間にエッジ目盛部５４を有し、そのエッジ目盛部５４は、指針盤プレート４２の周縁部（外縁部、外周エッジとも言う）５６つまりエッジの周りを覆っている。換言すると、樹脂層４４は単一のモールド部品であり、エッジ目盛部５４は、指針盤プレート４２の周縁部５６に位置して、裏面目盛部４８と表面目盛部５０とを接合している。従って、エッジ目盛部５４は、表面目盛部５０と裏面目盛部４８とが出会うところにある。

指針盤２６の製造は、指針盤プレート４２に樹脂層４４を樹脂モールドすることによってある程度達成される。製造工程の一例において、樹脂が、樹脂層４４を形成するよう所望の形状で指針盤プレート４２上にモールドされることで、モールド樹脂が指針盤プレート４２の周りに設置される。樹脂層４４の利点は、限定されるものではないが、９０度の角度で出会う面によって形成されるような鋭いエッジ及び鋭いコーナーが表面目盛部５０に成形されることである。それにより、表面目盛部５０をより観やすくし、付随する指標３６をはっきり区別できる、エッジやコーナーを備えた表面目盛部５０を形成できる。

さらに、表面目盛部５０は指針盤プレート４２の表面から離れた、かさ上げされた高位表面を有しているので、指針盤プレート４２とともに３次元表面を形成している。つまり、表面目盛部５０の上面つまり正面は、表面目盛部５０の厚さの程度だけ、指針盤プレート４２の表面から僅かに離れて配置されている。表面目盛部５０の鋭いエッジは、表面目盛部５０が照明されているか否かに係らず、素早く容易に視認可能な指針盤２６を構成することができる。つまり、照明とは無関係に、表面目盛部５０によって３次元表面が提供される。図５を参照すると、表面目盛部５０が指針盤プレート４２の表面から出っ張っているように図示されている。

さらに図５を参照すると、プリント回路基板６４に実装された発光ダイオード（“ＬＥＤ”）６０，６２により与えられる光が、従来のゲージ面と同様に、指針盤プレート４２に置かれた指標３２，３６及び目盛部３４，３８を照明するために指針盤プレート４２を通過する。図示されるように、ＬＥＤ６０からの光６６は、樹脂層４４及び指針盤プレート４２を通過して、指標３６のような、グラフィック印刷層４６における項目を照明する。また、ＬＥＤ６２からの光６８は、表面目盛部５０を照明するために、一例として、グラフィック印刷層４６がないことが明らかな領域７０において、樹脂層４４などを通過する。そのような光６８に加えて、樹脂層４４は、裏面目盛部４８、エッジ目盛部５４、及び最終的に表面目盛部５０内に光７２を伝えるように構成されている。表面目盛部５０がどのように照明されているかに係らず、観る者は、裏面目盛部４８、エッジ目盛部５４及び表面目盛部５０による包み込み構造によって照明された、張り出された３次元表面として、表面目盛部５０を観る。

樹脂層４４を伝わる光を反射するために、エッジ目盛部５４に、反射面７６及び７８が着色、熱間スタンプ、テープ貼り付け、もしくは反射材料の塗布などにより形成される。これにより、樹脂層４４内の光を、指針盤プレート４２の外縁部５６の周りにおいて、効率的にガイドすることができる。図２及び図５に示されるように、外側指針盤２４の一部の表面７４は、内側指針盤２２に対して僅かに傾けられている。この外側指針盤２４（の一部）と内側指針盤２２との角度は、３次元構造の効果を高めるため、２０度以上であることが好ましい。

樹脂層４４の別の利点は、それが射出成形されるものであるため、打型構造を用いたシート成形プロセスとは異なり、例えば樹脂の鋭い角度が達成可能なことである。従来のシート成形においても、９０度の角度を持つ表面によって形成されたエッジを備えた打型で加工していたが、結果的に形成されたシート構造では、概ね丸められたエッジしか得られなかった。

さて、図６を参照すると、他の実施形態による指針盤構造８０が図示されている。そのような指針盤構造８０において、外側指針盤２４の表面７４は、同様に外側指針盤２４の一部である表面８２に対して、非常に大きく、角度が付けられている。表面７４は、図５の指針盤構造４０に比べて、より顕著な３次元指針盤構造を与える。このような指針盤構造８０において、高位表面８４を有する表面目盛部５０は、指針盤プレート４２の外周縁部の周りまで延びている。さらに、樹脂層４４がモールドされる指針盤プレート４２において、表面８２に対して、急峻な角度で樹脂がモールドされている。

図６に示すような指針盤構造８０において、ＬＥＤ６０からの光８６は、樹脂層４４に入り込み、樹脂層４４のエッジ目盛部である外側面９４に向かって進む。樹脂層４４の裏面目盛部９８から表面目盛部５０へと折り返すために、光９０は、表面目盛部５０へ進入する前に、表面９０、次に表面９２で反射する。また、表面目盛部５０では、観る者が照明され湾曲された３次元表面目盛部５０を観ることができるように、光が表面８４の複数個所で一部が反射され、一部が放射される。同様に、ＬＥＤ６２は、光８８を発する。光８８は、最終的に表面目盛部５０を照明するために、樹脂層４４に入り込む。

ハウジング５２は、図６に示されるように、樹脂層４４上に置かれ、あるいは樹脂層４４の僅かに上方に配置され、いずれのポジションにおいても、樹脂層４４を外部光からシールドする。より詳細には、表面目盛部５０を、表面目盛部５０の照明効果を減退させる外部光との干渉からシールドする。このような状況は、感知可能な周囲光が存在している際に、ＬＥＤ６０，６２が、樹脂層４４及び表面目盛部５０を照明するためにオンされる、薄明かりや薄暗がりのときに生じる。

引き続き、図６の実施形態について説明すると、近傍のプリント回路基板６４又は内側指針盤２２（図１参照）に対して急峻な角度を持つ３次元ゲージ面が、３次元の表面目盛部５０により達成される。具体的には、内側指針盤２２に対する外側指針盤２４の角度、つまり、表面８２に対する表面７４の角度により、光８６，８８が、単一の、裏面目盛部９８のような裏面側構造を通じて、表面目盛部５０のような表面側構造へと向けられるようになる。前述の実施形態と同じように、プリント回路基板６４に実装されたＬＥＤ６０，６２は、光を発する。光を伝達する樹脂層４４の角度が、ＬＥＤ６０，６２が実装されたプリント回路基板６４に対して、最大９０度までである。図６に示されるように、樹脂層４４はプリント回路基板６４とおおよそ８０度の角度を形成する。図５の実施形態と同様に、図６の実施形態でも、樹脂層４４が急峻な角度で、及び／又は湾曲して形成されていても、光８６，８８が樹脂層４４内を通ることが示されている。図５と同様に、図６の表面目盛部５０は、３次元の照明された目盛部をなすべく、指針盤プレート４２の上面（表面）から張り出ているように描かれている。

さて、図７を参照すると、その他の実施形態による指針盤構造１００が図示されている。その指針盤構造１００では、外側指針盤２４が、内側指針盤２２に対して角度が付けられている。より詳細には、表面目盛部１０２が、少なくとも外側指針盤２４の一部に対して上にかかる部分、つまり片持ち部であり、表面目盛部１０２と外側指針盤２４の表面７４との間に隙間があるという点で、目盛部３８など（図２参照）が描かれたりする表面７４が、図５の指針盤構造４０に対し、３次元ゲージ面の追加的な特徴を与えている。

指針盤構造１００について説明を続けると、ＬＥＤ６０，６２は、それぞれの一例として、従来の指標及び目盛部の場合と同じ様に、表面７４の指標及び目盛部を照明するために光１０４，１０６，１０８を発する。具体的には、ＬＥＤ６０は、外側指針盤２４の表面７４に置かれた指標３６を照明するために、指針盤プレート４２及び樹脂層４４を通過する光１０４を発する。

一方、他の照明の例として、ＬＥＤ６２は樹脂層４４に入り込んで、樹脂層４４を進み、片持ちされる表面目盛部１０２に到る光１０６，１０８を発する。図７は、表面目盛部１０２が指針盤プレート４２の表面から離れて、突き出るように描かれているという点で、図５及び図６に描かれたものとは異なる構造を示している。その結果、表面目盛部１０２は、外側指針盤２４、より一般的には、指針盤プレート４２に対して、上にかかる部分となる。

図７の参照を続けると、表面目盛部１０２の照明は、指針盤プレート４２の径方向端部１１０、すなわち外周縁部１１０の周りを進む光によって達成される。より具体的には、ＬＥＤ６０が樹脂層４４に入る光１１２を発すると、その光１１２は、コーティング、着色、テープの貼り付けや、熱間スタンプにより塗布されるアルミニウムなどの金属ベース箔などの反射材料を利用することで、指針盤プレート４２の裏面と樹脂層４４の外部境界表面で反射する。樹脂層４４の下部つまり裏面目盛部１１４を光が進む際、光１１２によって示されるような経路に従う。その後、光１１２が指針盤プレート４２の外周縁部１１０に近づいたとき、光１１２は、図示されるように、表面１１６及び表面１１８などの複数の表面で反射される。選択的に、表面１１６，１１８，１２０のような外部対向表面に反射材料を適用することにより、樹脂層４４を通じて向けられた方向に係らず、光は、指針盤プレート４２の外周エッジの周りをガイドされ、表面目盛部１０２に入り込んで、表面目盛部１０２内を進む。これにより、表面目盛部１０２を照明することができる。

指針盤構造１００における光の進行について説明を続けると、ＬＥＤ６２は光１０６，１０８を発し、それらの光１０６，１０８が、表面目盛部１０２への途中で、樹脂層４４内部に侵入させられる。より詳細には、光１０６は樹脂層４４に入り込み、指針盤プレート４２の表面（裏面）１２２と、指針盤プレート４２の外周縁部１１０の周りで反射され、表面目盛部１０２に到る。他の例では、光１０８が樹脂層４４に入り、指針盤プレート４２の外周縁部１１０の周りで反射され、表面目盛部１０２に到る。表面目盛部１０２、それ自体が照明されるが、指針盤プレート４２の表面７４の上に片持ち支持されているので、表面目盛部１０２は表面７４上にも光を発射する。

図５及び図６の表面目盛部５０を含む、樹脂層４４を製造するために射出成形が用いられたが、図７の表面目盛部１０２を製造するために、スライドコア工具が用いられても良い。より詳しくは、工具１２４が表面目盛部１０２の裏面１２８及び外側指針盤２４の表面１２６と接触するように、工具（コア）１２４が表面目盛部１０２の下方であって、かつ表面１２６の上方でスライドされる。表面目盛部１０２の成形の完了後に、工具１２４が、矢印１３０に従ってスライドにより移動され、指針盤プレート４２の外周エッジ、つまり半径方向の端部１１０から遠ざけられる。

上述した構造において、指針盤プレート４２と樹脂層４４は、例えばポリカーボネイトとアクリルなど、光を通過させたり、内部を伝播させることができる適切な材料であれば、いずれの材料によって構成されても良い。これは、材料が半透明、透明、不透明あるいはそれらのコンビネーションであっても良いことを意味する。最後に、光が、指針盤プレートの裏面から指針盤プレートの外周エッジの周りを介して、表面目盛部へと樹脂層内を進むことができる、図面に示されつつ説明された反射特性を達成するように、各々の材料が、個別の反射材料を備えていても良い。

ゲージの位置を示す、車両の内部ダッシュボードの斜視図である。実施形態によるゲージの正面図である。従来技術による目盛部の位置を示すゲージ面の斜視図である。従来技術による指針盤構造の側面図である。実施形態による指針盤構造の側面図である。他の実施形態による指針盤構造の側面図である。その他の実施形態による指針盤構造の側面図である。

符号の説明

２０ゲージ（速度計）、２２内側指針盤、２４外側指針盤、２６指針盤、３２，３６指標（目盛数字）、３４，３８目盛部、４０指針盤構造、４２指針盤プレート、４４樹脂層、４８裏面目盛部、５４エッジ目盛部、５０表面目盛部、５２ハウジング、６０，６２ＬＥＤ、６４プリント回路基板

Claims

車両のインストルメントクラスターに設けられる指示計器であって、
指針盤と、
前記指針盤の表面に配置された目盛部と、を備え、
前記目盛部は、前記指針盤の裏面から始まり、前記指針盤の外周エッジ周りを包み込み、前記指針盤の表面まで延びることを特徴とする指示計器。
前記指針盤は内側指針盤と外側指針盤とからなり、
前記目盛部は、前記外側指針盤の表面から上方に出っ張っていることを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
前記目盛部の中心線は、前記指針盤の中心を通るよう半径方向に向けられていることを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
前記目盛部は、略９０度の鋭いエッジを有することを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
前記指針盤は内側指針盤と外側指針盤とからなり、
前記目盛部は、前記指針盤の外周エッジから前記外側指針盤の表面上方に向けて片持ち支持されていることを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
車両のインストルメントクラスターに設けられる指示計器であって、
内側指針盤と外側指針盤とを有する指針盤と、
前記外側指針盤の表面に配置された凸状の目盛部と、を備え、
前記目盛部は、前記指針盤の裏面から始まり、前記指針盤の外周エッジ周りを包み込み、前記指針盤の表面まで延びることを特徴とする指示計器。
前記目盛部は、前記外側指針盤の表面から上方に出っ張っていることを特徴とする請求項６に記載の指示計器。
前記目盛部の中心線は、前記指針盤の中心を通るよう半径方向に向けられていることを特徴とする請求項６に記載の指示計器。
前記目盛部は、略９０度の鋭いエッジを有することを特徴とする請求項６に記載の指示計器。
前記目盛部は、前記指針盤の外周エッジから前記外側指針盤の表面上方に向けて片持ち支持されていることを特徴とする請求項６に記載の指示計器。
車両のインストルメントクラスターに設けられる指示計器であって、
内側指針盤領域、外側指針盤領域、及び外周エッジを有する指針盤と、
前記指針盤の表面から上方に張り出した表面目盛部と、
前記指針盤の裏面に配置された裏面目盛部と、
前記指示計器を照明するための発光ダイオードと、を備え
前記表面目盛部と前記裏面目盛部とが、前記指針盤の外周エッジにて結合することを特徴とする指示計器。
前記表面目盛部は、前記外側指針盤領域上に置かれることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記表面目盛部は、観察者の見え方において、凸状であることを特徴とする請求項１２に記載の指示計器。
前記表面目盛部は、前記指針盤の外周エッジから前記外側指針盤領域の表面上方に向けて片持ち指示されていることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記表面目盛部は、光を伝達することを特徴とする請求項１４に記載の指示計器。
前記表面目盛部の面同士が、９０度の角度で出会うことを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記発光ダイオードからの光は、前記裏面目盛部及び前記指針盤を通過して、前記表面目盛部に到ることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記発光ダイオードからの光は、前記裏面目盛部に入り、前記指針盤の外周エッジ周りを介して、前記表面目盛部に到ることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記外側指針盤領域は、内側指針盤領域に対して２０度よりも大きな角度を持つ位置に置かれていることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。
前記表面目盛部と前記裏面目盛部とは一体物であることを特徴とする請求項１１に記載の指示計器。