JP5653265B2 - センターレス指針式表示ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車などの車両に搭載される指針式表示装置に関し、特に指針の回転中心をなくして開口部とし、指針だけが円弧上に移動するようにした、いわゆるセンターレス指針式表示装置に関する。

指針の回転中心を開口部とし、指針だけが円弧上に移動するようなセンターレス指針式表示装置は、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。

特開２００９−４２０３４号公報

〈特許文献１記載の発明〉
図８に特許文献１記載のセンターレス指針式表示装置１００が記載されている。このセンターレス指針式表示装置１００はスピードメータで、駆動部５００の駆動機構５１０は、ハウジング７００の下部両側に配置されており、指針４００を動かす駆動部５００のプーリー５４０に指針４００が固定されたワイヤー５５０（柔軟部材）を取り付け、モータ５２０の動きにより目盛板６００（文字板）上を指針４００が移動していくことが開示されている。
これによれば、指針部と搬送部との間の摩擦抵抗を小さくした使い勝手の良いセンターレス指針式表示装置が得られる。
《問題点》
しかしながら、指針と文字板の照明に専用の光源が必要であり、指針と指針駆動部と文字板と照明がユニット化されていないため、バリエーション対応ができない、という問題点があった。
他にも、特開２００５−９８７５１号公報や特開２００５−４３２８７号公報にもセンターレス指針式表示装置に関する発明が開示されているが、同じく、指針と指針駆動部と文字板と照明がユニット化されていないため、バリエーション対応ができない、という問題点があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センターレス指針式表示装置をユニット化して構成し、同時にコンパクトな形状を成し、指針計器ユニットの周辺に他の計器類を自由に配置できる汎用性の有る指針計器ユニットを提供することにある。

前述した目的を達成させるために、本発明に係る指針計器ユニットは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１） 車両等に搭載されるセンターレス指針式表示ユニットであって、前方を覆うカバーと、複数の光源と配線板を備える光源部と、計測量を表示する指針と、前記指針を回転駆動させる駆動機構を備えた駆動部と、前記指針の移動位置を表示する目盛板と、前記カバーとで室内を形成し前記光源部と前記指針部と前記駆動部と前記目盛板とを収納するハウジングと、を備え、前記指針と前記駆動部は前記光源部と前記目盛板との間に配置され、前記配線板は前記光源部の所定箇所に前記駆動機構は前記駆動部の所定箇所にそれぞれ配置され、前記ハウジングの後部には複数の取付部が設けられ、前記センターレス指針式表示ユニットの中央部が開口されたこと。
（２） 上記（１）に記載したセンターレス指針式表示ユニットにおいて、前記駆動機構は、前記指針を回動させるモータと、前記モータの回転数を変化させるギヤと、ギヤの回転に連動するプーリーと、を備え、前記プーリーの回転に合わせて時計回りまたは反時計回りに回転するワイヤーの一部が前記プーリーの先端に巻き付けられ、前記プーリーを基点として前記ワイヤーに固定された前記指針が前記目盛板上を円弧状に周動回転すること。
（３） 上記（１）または上記（２）に記載したセンターレス指針式表示ユニットにおいて、前記光源部は、複数の前記光源が配列固定された基板と、前記光源からの出射光をほぼ均一に発光させる光拡散板と、を備え、前記光拡散板から出射した光が前記目盛板と前記指針に拡散照射すること。
（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載したセンターレス指針式表示ユニットにおいて、前記目盛板と前記指針とは導光体から成り、前記光源からの出射光を前記目盛板および前記指針の中央に向かって反射させる反射面を備えたこと。

上記（１）の構成によれば、カバーとハウジングとで構成される室内に光源部と指針と駆動部と目盛板とを収納することにより車両等の動きや走行状態を表示するセンターレス指針式表示ユニット提供できる。
また、指針を光源部と目盛板との間に配置することにより光源部の照射により指針の動きを明瞭かつ確実に視認できる。
更に、配線板と駆動機構とがセンターレス指針式表示ユニットの所定箇所に配置されてコンパクト化が図れる。
そして、このセンターレス指針式表示ユニットは単一の標準ユニットとして、取付部を利用して車両等に搭載することが可能であり、センターレス指針式表示ユニットの周辺に計器装置を自由に配列することができデザインの自由度と汎用性の向上を図ることができる。
上記（２）の構成によれば、モータとギヤとプーリーによる駆動機構であると共にワイヤーをループ状とすることにより、構成が極めて簡単であり安定した指針の回動を行うことができ、センターレス指針式表示ユニットの軽量化が図れる。
上記（３）の構成によれば、指針と目盛板に施される均一照明により、指針と目盛板との視認性が向上し、夜間または外光が低下するトンネル等に於ける安全走行や運行を提供する。
上記（４）の構成によれば、夜間または外光が低下するトンネル等に於いて、光源の光がバックライトとして機能し、指針と目盛板はそれぞれ均一に発光し、運転車等に対して明瞭で落ち着いた視認性を提供する。

本発明によれば、目盛板と光源ユニットとの間に指針を設けて視認性向上と夜間走行時等の安全性を確保し、駆動部や光源の配線板を所定箇所に集中させてコンパクト化を達成させ、光源部と指針と駆動部と目盛板とをカバーとハウジング内に収納して単一化を図ることにより、周辺に自由に計器装置を配列させることができ、自由度の高い汎用性ある標準化が設定可能なセンターレス指針式表示ユニットを提供できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明に係るセンターレス指針式表示ユニットの一実施形態を示し分解斜視図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットの正面斜視図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットの光源部と指針および駆動部を示す分解斜視図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットの部分正面図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットの光源部を示し、図５（Ａ）は図４のＡ−Ａ断面図、図５（Ｂ）は図４のＢ−Ｂ断面図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットのアセンブリーを示す分解斜視図である。 図１に係るセンターレス指針式表示ユニットがアセンブリーされた状態を示し、図７（Ａ）は正面斜視図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の正面図、図７（Ｃ）は他のアセンブリーを示す正面図である。 従来のセンターレス指針式表示ユニットを示し、図８（Ａ）は正面分解斜視図、図８（Ｂ）は指針と駆動部との分解斜視図である。

以下、本発明に係るセンターレス指針式表示ユニットの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜具体的構成＞
図１に基づいて、本発明の一実施形態であるセンターレス指針式表示ユニット１０を説明する。
センターレス指針式表示ユニット１０は、車両や船舶や飛行機等（以後まとめて車両等と言う）、の乗り物に搭載されるもので、例えば、車両の速度を表示するスピードメータ、エンジンの回転数を表示するタコメータ、等であり、移動・走行状態を計測して運転者等に対し表示するものである。本発明の一実施形態では、センターレス指針式表示ユニット１０をスピードメータとして説明する。

センターレス指針式表示ユニット１０は、図１に示される通り、全体を覆うカバー２０と、光源部３０と、指針４０と、指針４０を回転駆動させる駆動部５０と、目盛板６０と、上述の各部品を収納するハウジング７０とから構成されており、各部品は共通して中央が大きく開口したリング状の形状または配列を成しているのが特徴である。

光源部３０は配線板３０Ｐを備えている。また、駆動部５０は光源部３０と目盛板６０との間に配置され、駆動部５０の中央下方に駆動機構５１を備え、駆動機構５１を駆動させる電力供給用のコード５０Ｐ（配線板形状でも良い）が備えられている。このコード５０Ｐと配線板３０Ｐとが、センターレス指針式表示ユニット１０の中央下方に集約され、速度表示を示す目盛板６０の中央下方に形成された貫通口６０Ｓとハウジング７０の中央下方に形成された挿通口７０Ｓとを貫通してハウジング７０の後部に突出している。
更に、ハウジング７０の後部には、センターレス指針式表示ユニット１０を車両等に搭載するための複数の取付部７１が設けられている。
なお、この実施例では配線板３０Ｐは光源部３０ぼ中央下方に配置されているが、配線板３０Ｐと電力供給用のコード５０Ｐがほぼ同一箇所であれば、中央下方に限られない。
同じく、駆動機構５１も駆動部５０の中央下方に配置されているが、配線板３０Ｐと電力供給用のコード５０Ｐがほぼ同一箇所であれば、中央下方に限られない。

光源部３０と、指針４０と、駆動部５０と、目盛板６０とが、カバー２０とハウジング７０とで作られる室内に納められ、単一なセンターレス指針式表示ユニット１０として完成する（図２参照）。
本発明の一実施形態としてスピードメータを例としている。このセンターレス指針式表示ユニット１０は、スピードメータとして機能を備え、自由に他の計器類と配列可能で汎用性の高いものでもある。また、中央が大きく開口していることにより、この開口を活用して車両等の走行距離を指示するオド／トリップメータ等を表示する表示装置を配置させることが可能となる。

＜光源部３０：図３＞
光源部３０は、裏面側（駆動部５０側）に目盛板６０に向けて発光するＬＥＤ等からなる複数の光源３０Ｌが同心円状に規則正しく配列された基板３１と、光源３０Ｌからの出射光を拡散させる光拡散板３２とから成る。
また、基板３１の中央下方には光源３０Ｌに電力を供給する配線板３０Ｐが備えられている。光拡散板３２に隣接して駆動部５０が配列される。

＜指針４０：図３＞
指針４０は、車両等の移動・走行状態を計測して計測量を表示するもので、基板３１とほぼ同径のループ状から成るワイヤー５５に固定され、モータ５２の回転に合わせてプーリー５４を基点として光拡散板３２の裏面側、即ち、目盛板６０上を円弧状に周動回転する。プーリー５４はワイヤー５５の中央下方に１ヶ所にのみ配置され、プーリー５４の回転方向に合わせて指針４０は、時計回りまたは反時計回りに回転する。この結果、駆動部５０は中央が開口された極めて簡単な構成と成る。

＜駆動部５０：図３＞
駆動部５０の中央下方には、駆動機構５１が配置されている。駆動機構５１は、ステッピングモータやサーボモータ等から成るモータ５２と、モータ５２の回転スピードを減速コントロールする小型の歯車ギヤ５３Ａと大型の歯車ギヤ５３Ｂからなるギヤ部５３と、大型の歯車ギヤ５３Ｂの先端に固定されモータ５２の回転に合わせて回転するプーリー５４とから成る。プーリー５４の先端には駆動部５０の一構成部品である金属等から成るワイヤー５５の一部が巻き付けられ、プーリー５４の回転をワイヤー５５に伝動する。ワイヤー５５は、光源部３０の基板３１や光拡散板３２の円弧形状に合わせたループ形状を成して配置されている。

＜センターレス指針式表示ユニット１０の光学系：図４、図５＞
センターレス指針式表示ユニット１０の光学系について図４の各断面図である図５に基づいて説明する。
基板３１上に固定された複数の光源３０Ｌの前方に光拡散板３２を配置し、その前方に指針４０と目盛板６０を配置する。指針４０は、光が物体内を通過させることができる性質を持つアクリル等から形成された導光体から成る。指針４０には光源３０Ｌに対応した位置に反射面４０Ｒが形成されている。また、導光体から成る目盛板６０にも光源３０Ｌに対応した位置に反射面６０Ｒが形成されている。
基板３１に固定された光源３０Ｌから出射した光は、光拡散板３２を通過して拡散光となり、導光体から成る指針４０に入射した後、指針４０に形成された反射面４０Ｒで反射して、指針４０内部を進行し、指針４０を発光させる。一方、指針４０を透過した光は、導光体から成る目盛板６０に入射し、目盛板６０に形成された反射面６０Ｒで反射して目盛板６０内に導かれ、目盛板６０を発光させる（図５（Ａ）参照）。この結果、夜間または外光が低下するトンネル等に於いて、光源３０Ｌの光がバックライトとして機能し、指針４０と目盛板６０はそれぞれ均一に発光し、運転車等に対して明瞭で落ち着いた視認性を提供する。

光拡散板３２の表面（指針４０方向）には、平坦面３２Ａと内方向に湾曲した湾曲面３２Ｂと谷部３２Ｃとが連続して形成方向に沿って設けられている。谷部３２Ｃは光源３０Ｌの中心上部に配置され、湾曲部３２Ｂは光源３０Ｌの中心上部から左右方向の両側に配置されている。光源３０Ｌから出射した光は、湾曲部３２Ｂを通過して指針４０や目盛板６０を照射する。一方、湾曲部３２Ｂで反射された光は、光拡散板３２内を通過して光拡散板３２の裏面で反射して、平坦部３２Ａを通過して指針４０や目盛板６０を照射する。この結果、指針４０と目盛板６０に施される均一照明により、夜間または外光が低下するトンネル等に於ける安全走行や運行を提供する。

＜センターレス指針式表示ユニット１０のアセンブリー：図６＞
次に、図６を用いてセンターレス指針式表示ユニット１０の車両等への搭載について説明する。本発明の一実施形態に於いては、センターレス指針式表示ユニット１０が車両等に固定されるケース部８０を介して車両等へ搭載されている。センターレス指針式表示ユニット１０の両側には、エンジン回転数を指示するためのタコメータ、エンジンオイルの油圧を指示する油温計、ガソリン等の燃料残量を指示する燃料計、等の計器類を備える第１計器装置１０Ａと第２計器装置１０Ｂとを備えている。また第１計器装置１０Ａはタコメータであり、本発明のセンターレス指針式表示ユニット１０の他の実施形態でもある。センターレス指針式表示ユニット１０と第１計器装置１０Ａ及び第２計器装置１０Ｂがケース部８０に取付固定され、コンビネーション表示装置のアセンブリーが完成する。

ケース部８０は、透明の平板８１とフレーム８２と本体８３とから成る。平板８１は、フレーム８２上に配置されるシートベルトや油圧計等の各種警告マークを配置した警告表示板８２Ａや、本体８３に設けられた車両の走行距離をデジタル表示するオド／トリップメータや燃料効率状態等をＬＣＤやＥＬを利用して表示する表示部８３Ｖを保護するものである。また、センターレス指針式表示ユニット１０の取付部７１は、平板８１に設けられた複数の取付孔８１Ｔとフレーム８２に設けられた複数の係合孔８２Ｔとに取付固定される。さらに、計器装置１０Ａ、１０Ｂに設けられた複数の突起部１０Ｔもフレーム８２を介して係合孔８２Ｔに取付固定される。

図７は、センターレス指針式表示ユニット１０のアセンブリーを示し、第１の応用例としては、センターレス指針式表示ユニット１０をケース部８０の略中央部に配置し、左右に第１計器装置１０Ａと第２計器装置１０Ｂとを配置してある（図７（Ａ）（Ｂ）参照）。取付部７１や突起部１０Ｔの突出量や形状を変更することにより、センターレス指針式表示ユニット１０および第１計器装置１０Ａや第２計器装置１０Ｂの立体的配列も可能となる。また、第２の応用例として、センターレス指針式表示ユニット１０の左側には、ガソリン等の燃料残量を指示する燃料計や冷却水の温度を指示する水温計等の計器類を備えた第３計器装置１０Ｃが配置されている（図７（Ｃ）参照）。

単一でかつ所望の目的機能を備えるセンターレス指針式表示ユニット１０が、標準品として設定可能であり、ケース部８０を介して車両等に搭載される際、センターレス指針式表示ユニット１０に隣接して配置される各種の計器装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ等は、自由に選択することがでる。またセンターレス指針式表示ユニット１０と各種の計器装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ等との配列自由度が向上する。更に、ケース部８０のデザインも車両等の目的に合わせたものとなり、汎用性の高いセンターレス指針式表示ユニット１０を提供できる。

＜本発明のまとめ＞
本発明によれば、前方を覆うカバー２０と後部に複数の取付部７１を設けたハウジング７０とで構成される室内に、複数の光源３０Ｌと配線板３０Ｐを備える光源部３０と、計測量を表示する指針４０と、指針４０を回転駆動させる駆動機構５１を備えた駆動部５０と、指針４０の移動位置を表示する目盛板６０と、を収納させて、センターレス指針式表示ユニット１０とした。このセンターレス指針式表示ユニット１０は、単一でかつ指針計としての機能を備えた形で車両等に搭載することができ、一つの標準部品として設定することが可能であり、センターレス指針式表示ユニット１０の周辺に計器装置を自由に配列することができデザインの自由度と汎用性の向上を図ることができる。また、指針４０を光源部３０と目盛板７０との間に配置することにより、光源部３０の照射により指針４０の動きを明瞭かつ確実に視認できる。更に、光源部３０の配線板３０Ｐと駆動機構５１とがセンターレス指針式表示ユニット１０の中央下方に配置されているため、センターレス指針式表示ユニット１０のコンパクト化が図れる。

また、本発明によれば、ループ状に配置されたワイヤー５５と駆動機構５１からなる駆動部５０とし、駆動機構５１は、指針４０を回動させるモータ５２と、モータ５２の回転数を変化させるギヤ５３と、ギヤ５３の回転に連動するプーリー５４と、を備えた構成とした。また、プーリー５４の回転に合わせて時計回りまたは反時計回りに回転するワイヤー５５の一部がプーリー５４の先端に巻き付けられ、プーリー５４を基点としてワイヤー５５に固定された指針４０が目盛板６０上を円弧状に周動回転させた。従って、大型化し易い駆動部５０の全体構成が極めてシンプルとなり、同時に安定した指針４０の回動を行うことができ、センターレス指針式表示ユニット１０の軽量化が図れる。

更に、本発明によれば、光源部３０は、複数の光源３０Ｌが配列固定された基板３１と、光源３０Ｌからの出射光をほぼ均一に発光させる光拡散板３２と、を備えた構成とした。従って、光拡散板３２から出射した光が目盛板６０と指針４０に均一に拡散照射し、指針４０と目盛板６０との視認性が向上すると共に、夜間または外光が低下するトンネル等に於ける安全走行や安全運行を提供することができる。

そして、本発明によれば、目盛板６０と指針４０とが導光体から形成され、複数の光源３０Ｌからの出射光を目盛板６０および指針４０の中央に向かって反射させる反射面４０Ｒ、６０Ｒを備える構成とすることにより、夜間または外光が低下するトンネル等に於いて、光源３０Ｌの光がバックライトとして機能し、指針４０と目盛板７０はそれぞれ均一に発光し、運転車等に対して明瞭で落ち着いた視認性を提供する。

センターレス指針式表示ユニット１０の外観形状を円弧状として説明したが、左側計器装置１０Ａの様に半円状であっても良く、四角形状等、使用される場所や目的に合わせて適宜変更可能である。
また、センターレス指針式表示ユニット１０をスピードメータとして説明したが、タコメータ等、車両等の動きや状態を計測して駆動部５０を用いて計測量を指示する指針４０を回動する構成であれば上述に限るものではない。
更に、指針４０を固定して指針４０を回動させる金属等から成るワイヤー５５として説明したが、綿糸や化学繊維等の紐であっても良く、また、ベルト形状をしたゴムや金属であっても良く、本発明に記載したループ状となる部材であれば良い。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０：センターレス指針式表示ユニット
２０：カバー
３０：光源部
３０Ｌ：光源
３０Ｐ：配線板
３１：基板
３２：光拡散板
４０：指針
５０：駆動部
５０Ｐ：コード
５１：駆動機構
５５：ワイヤー
６０：目盛板
７０：ハウジング
７１：取付部
８０：ケース部

Claims (4)

1. 車両等に搭載されるセンターレス指針式表示ユニットであって、
   前方を覆うカバーと、
   複数の光源と配線板を備える光源部と、
   計測量を表示する指針と、
   前記指針を回転駆動させる駆動機構を備えた駆動部と、
   前記指針の移動位置を表示する目盛板と、
   前記カバーとで室内を形成し前記光源部と前記指針部と前記駆動部と前記目盛板とを収納するハウジングと、を備え、
   前記指針と前記駆動部は前記光源部と前記目盛板との間に配置され、前記配線板は前記光源部の所定箇所に前記駆動機構は前記駆動部の所定箇所にそれぞれ配置され、前記ハウジングの後部には複数の取付部が設けられ、前記センターレス指針式表示ユニットの中央部が開口されたことを特徴とするセンターレス指針式表示ユニット。
2. 前記駆動機構は、
   前記指針を回動させるモータと、
   前記モータの回転数を変化させるギヤと、
   ギヤの回転に連動するプーリーと、を備え
   前記プーリーの回転に合わせて時計回りまたは反時計回りに回転するワイヤーの一部が前記プーリーの先端に巻き付けられ、
   前記プーリーを基点として前記ワイヤーに固定された前記指針が前記目盛板上を円弧状に周動回転することを特徴とする請求項１記載のセンターレス指針式表示ユニット。
3. 前記光源部は、
   複数の前記光源が配列固定された基板と、
   前記光源からの出射光をほぼ均一に発光させる光拡散板と、を備え
   前記光拡散板から出射した光が前記目盛板と前記指針に拡散照射することを特徴とする請求項１または２記載のセンターレス指針式表示ユニット。
4. 前記目盛板と前記指針とは導光体から成り、前記光源からの出射光を前記目盛板および前記指針の中央に向かって反射させる反射面を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のセンターレス指針式表示ユニット。

Images