JP5807520B2 - 車両用計器の照明構造 - Google Patents

Description

この発明は、1箇所に配置された文字板照明用光源によって文字板全体を均等に照明し得るようにした車両用計器の照明構造に関するものである。

自動車などの車両には、車室内の前部に車両用計器（計器装置）が設けられている。この車両用計器は、夜間などでも視認できるようにするために、照明構造を備えている（例えば、特許文献１参照）。

上記した特許文献１の照明構造は、円形の指針回動領域を有する文字板と、この文字板裏面側の指針回動領域から外れた位置に配置された文字板照明用光源とを有している。

このような構成によれば、文字板裏面側の指針回動領域から外れた位置に文字板照明用光源を配置することにより、少ない光源数で文字板を照明することができる。

特許第３７７５９１０号

しかしながら、上記特許文献１に記載された車両用計器の照明構造には、以下のような問題があった。

即ち、指針回動領域から外れた位置に文字板照明用光源を1箇所のみ配置した場合、文字板全体を均等に照明することが難しいため、文字板を、文字板照明用光源に近い近接領域と、文字板照明用光源から遠い遠隔領域と、これらの中間に位置する中間領域とにエリア分けすると共に、近接領域や中間領域に対して濃さの異なる調光層をそれぞれ設けることにより、文字板の明るさ（輝度）が均等になるように調整していた。

しかし、このように調光層で調整する場合、文字板の明るさを遠隔領域に合わせる必要があるので、文字板全体が暗くなってしまうという問題があった。

しかも、調光層を設けることによって、構成が複雑化したりコストがかかったりしてしまうという問題もあった。

更に、上記した構造では、指針回動領域の内側に警告灯（ウォーニング）や表示灯（インジケータ）などを設けることが難しいなどの問題も発生する。

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、円形または部分円形状の指針回動領域を有する文字板と、該文字板裏面側の指針回動領域から外れた位置に配置された文字板照明用光源とを有する車両用計器の照明構造において、前記文字板の裏面側に、指針回動領域の外周縁部に形成された文字目盛領域に沿って延びる円弧状の導光用凹部と、該導光用凹部の途中に接続されて前記文字板照明用光源を収容可能な光源収容部とを設け、該光源収容部に、文字板照明用光源からの光を導光用凹部へ向けて反射させるドーム状反射面を設けると共に、前記導光用凹部の中間部に、文字板照明用光源からの光またはドーム状反射面で反射された光を導光用凹部の端部へ向けて反射させる中間反射面を少なくとも１つ設けたことを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、上記において、前記導光用凹部の底面に、導光用凹部の端部へ向かうに従い文字板へ近づくスロープ状反射面を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、上記において、前記ドーム状反射面が、文字板照明用光源の位置を焦点とするパラボラ状反射面を有すると共に、該パラボラ状反射面が、前記導光用凹部の各端部へ向けて光を反射するよう単数または複数設けられたことを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、上記において、前記ドーム状反射面の頂部に、文字板照明用光源に近接する部分への光の反射を抑制すると共に、前記導光用凹部の各端部へ光を導く指向性反射壁を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、文字板裏面側の指針回動領域から外れた位置に、文字板照明用光源を配置することにより、少ない光源数で効率的に文字板を照明することができる。文字板の裏面側に、指針回動領域の外周縁部に形成された文字目盛領域に沿って延びる円弧状の導光用凹部と、導光用凹部の途中に接続されて文字板照明用光源を収容可能な光源収容部とを設けたことにより、文字板照明用光源から発生した光を導光用凹部へ導いて、指針回動領域の外周縁部に形成された文字目盛領域を効率的に照明することができる。また、光源収容部にドーム状反射面を設けたことにより、文字板照明用光源からの光のほぼ全てを導光用凹部へ向けて反射させることができる。導光用凹部の中間部に中間反射面を少なくとも１つ設けたことにより、文字板照明用光源からの光またはドーム状反射面で反射された光を円弧状をした導光用凹部の（文字板照明用光源から最も遠い位置または隠れた位置にある）端部へ向けて反射させることができる。これにより、文字板照明用光源からの光を確実且つ効率的に導光用凹部の全域に導いて文字板を均等に照明することができると共に、文字板照明の輝度を上げることができる。また、調光層や導光板などを用いることなく、均等な文字板照明を行うことができ、コストもかからないようにすることができる。しかも、指針回動領域の内側には導光用凹部が設けられていないので、警告灯（ウォーニング）や表示灯（インジケータ）などを自由に設けることも可能となる。

請求項２の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、導光用凹部の底面に、導光用凹部の端部へ向かうに従い文字板へ近づくスロープ状反射面を設けたことにより、文字板照明用光源に近い部分（近接領域）では明るさが相対的に弱くなり、文字板照明用光源から遠い端部（遠隔領域）では明るさが相対的に強くなるようにすることができる。これにより、導光用凹部全域に亘って反射光の均等化を図ることが可能となる。

請求項３の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ドーム状反射面が、文字板照明用光源の位置を焦点とするパラボラ状反射面を単数または複数有することにより、文字板照明用光源から発生した光をより均等に分散させることができる。そして、パラボラ状反射面が、導光用凹部の各端部へ向けて光を反射するようにそれぞれ設けられたことにより、各端部へ向けて光をより均等且つ効率的に配分することが可能となる。

請求項４の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ドーム状反射面の頂部に指向性反射壁を設けることにより、文字板照明用光源に近接する部分への光の反射を抑制すると共に、導光用凹部の各端部へ多くの光を導くことができる。これにより、導光用凹部全域に亘って反射光の均等化を図ることが可能となる。

本発明の実施例にかかる車両用計器の分解斜視図である。 図１の文字板の部分拡大正面図である。 図１のロワハウジングの斜視図である。 図３の側方断面図である。 図３の部分拡大斜視図である。

以下、本実施の形態を具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

図１〜図５は、この実施例およびその変形例を示すものである。

＜構成＞以下、構成について説明する。

自動車などの車両には、車室内の前部に車両用計器（計器装置）が設けられている。図１は、車両用計器１の分解斜視図であり、裏面側から順に、メータカバー２と、（回路）基板３と、ロワハウジング４と、文字板５と、アッパハウジング６と、フロントカバー７とを備えている。これらは、それぞれ樹脂によって形成されると共に、隣接するものとほぼ同じ（平面）形状を有して互い重ね合わせたり嵌め合わせたりして組み立てられるよう構成されている。

この車両用計器１は、複数の計器表示部を１つにまとめた集合メータをユニット化した計器ユニットとされている。この場合、上記車両用計器１は、計器表示部として、速度計１１と、回転計１２と、燃料計および水温計とを備えている。そして、速度計１１と回転計１２とはアナログ式のものとされている。また、燃料計と水温計とはデジタル表示式のものとされて、液晶表示装置１３の画面上に表示されるようになっている。但し、計器表示部の構成はこれに限るものではない。

ここで、若干の補足説明をすると、上記したメータカバー２は、計器ユニットの本体を構成するものである。上記した（回路）基板３には、各種の電子部品や、上記したアナログ式の計器表示部を駆動するためのアクチュエータやスイッチなどが適宜取り付けられている。上記したロワハウジング４は、（回路）基板３の表面全体を覆うものである。このロワハウジング４は、全体として所要の厚みを有するように構成されている。そのために、ロワハウジング４は、表面板４ａと、この表面板４ａの周縁部に沿って一定の長さ（または幅）で（回路）基板３側へ延びる側面板４ｂとを有する浅い箱状をしている。なお、ロワハウジング４の上記した液晶表示装置１３を設置する位置には、液晶表示装置１３を収容するための収容凹部４ｃが形成されている。

文字板５は、主に、各計器表示部の表示面を構成するものである。文字板５は、薄い透明な樹脂フィルムによって構成されている。この場合、文字板５は、速度計１１と、回転計１２との表示面を有している。この表示面は、円形または部分円形状の指針回動領域５ａを有するものとされる（以下、図２も併せて参照）。

この指針回動領域５ａは、文字通り指針８が回動する領域のことである。この指針回動領域５ａの外周縁部には、文字目盛領域５ｂが形成される。この文字目盛領域５ｂは、速度やエンジン回転数などの運転情報を、数字や目盛りなどによって指し示し得るようにするためのものである。この文字目盛領域５ｂは、透明な樹脂フィルムに文字や目盛を残して遮光層を印刷することなどにより構成される。なお、文字板５の上記した液晶表示装置１３を設置する位置には、液晶表示装置１３を露出させるための開口部５ｃが設けられている。

上記したアッパハウジング６は、文字板５の周囲を取り囲んだり、文字板５の表面を部分的に覆ったりするものである。アッパハウジング６には、外光の入射を抑制するためのフード部６ａが突出形成されている。上記したフロントカバー７は、アッパハウジング６のフード部６ａの先端部に取り付けられるものである。このフロントカバー７は、透明樹脂によって構成されている。但し、車両用計器１および各部の構成は、これに限るものではない。

そして、このような車両用計器１を、夜間などでも視認できるようにするために照明し得るようにする。

そのための照明構造として、図２に示すように、文字板５裏面側の指針回動領域５ａから外れた位置に、文字板照明用光源１５を配置させるようにする。

ここで、指針回動領域５ａから外れた位置とは、要するに指針回動領域５ａの外側（領域）のことである。文字板照明用光源１５には、例えば、ＬＥＤなどが使用される。但し、文字板照明用光源１５は、可能な限り指針回動領域５ａに近い位置に設けるのが好ましい。

そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えるようにしている。

（構成１）
図１の全体斜視図、図２の文字板５を示す図、並びに、図３、図４のロワハウジング４を表す図によって示すように、文字板５の裏面側に、指針回動領域５ａの外周縁部に形成された文字目盛領域５ｂに沿って延びる円弧状の導光用凹部２１を設ける。そして、この導光用凹部２１の途中に、文字板照明用光源１５を収容可能な光源収容部２２を接続する。

更に、光源収容部２２に、内部に収容された文字板照明用光源１５からの光を導光用凹部２１へ向けて反射させるドーム状反射面２３を設ける。

加えて、導光用凹部２１の中間部に、文字板照明用光源１５からの光（直接光）またはドーム状反射面２３で反射された光（反射光）を、円弧状をした導光用凹部２１の（文字板照明用光源から最も遠い位置または隠れた位置にある）端部２１ａへ向けて反射させる中間反射面２４を少なくとも１つ設ける。

ここで、若干の補足説明をすると、上記した円弧状の導光用凹部２１は、平面視ほぼ円弧状をした凹状の導光路のことである。平面視とは、文字板５を面直方向に見た状態のことである。なお、円弧状には、複数の直線で近似した多角状のものも含まれるものとする。円弧状の導光用凹部２１は、延設方向の両側に２箇所の端部２１ａを有している。そして、導光用凹部２１は、内側壁と外側壁と底面とを有する溝形状のものとされる。この導光用凹部２１は、上記したロワハウジング４に設けられる。ロワハウジング４は、光の反射効率や導光効率などを向上するため、白色の樹脂などによって構成されると共に、少なくとも導光用凹部２１の内面が滑らかな面とされている。但し、ロワハウジング４は、少なくとも導光用凹部２１の内面に光の反射層を有していれば、白色の樹脂以外のものとすることもできる。なお、ロワハウジング４における、円弧状の導光用凹部２１の内側には、指針回動領域５ａの中央部の形状に相当する、ほぼ円形状（概略短円柱状）の凸部４ｄが形成される。

上記した光源収容部２２は、導光用凹部２１の中間部に設けられる。この場合、光源収容部２２は、導光用凹部２１の全長をほぼ２等分した位置に１箇所設けられる。これにより、光源収容部２２は、図２の上側に位置される。また、上記に伴い、ドーム状反射面２３も上側の位置に設けられる。但し、光源収容部２２および文字板照明用光源１５の設置数および設置位置は、これに限るものではない。例えば、光源収容部２２などを２箇所以上の複数個所、導光用凹部２１の全長に対してほぼ均等または不均等に配置することなども、構造的には可能である。

ドーム状反射面２３は、好ましくは、ロワハウジング４の厚み、即ち、側面板４ｂの長さ（または幅）の範囲内に収まるように設けられる。但し、構造的には、ロワハウジング４の厚みからはみ出すようにすることも可能である。なお、ドーム状反射面２３の曲率などについては、ロワハウジング４の厚みとは無関係に設定することができる。

上記した中間反射面２４は、導光用凹部２１の外側壁の部分に形成される。この中間反射面２４は、文字板照明用光源１５からの光などを導光用凹部２１の端部２１ａへ届かせることができるものであれば何でも良い。この場合には、導光用凹部２１の円弧状の外側壁をそのまま利用しているが、より効率的且つ規則的に光を端部２１ａへ導くために、導光用凹部２１の外側壁に平坦な領域を有するようなものなどとしても良い。

（構成２）
導光用凹部２１の底面に、導光用凹部２１の端部２１ａへ向かうに従い文字板５へ近づくスロープ状反射面２６を設けるようにする。

ここで、若干の補足説明をすると、導光用凹部２１の底面の深さは、ロワハウジング４の厚み、即ち、ロワハウジング４の側面板４ｂの長さ（または幅）が最大となる。このスロープ状反射面２６は、導光用凹部２１の底面を利用して光を文字板５へ向け反射させるようにするものである。そして、反射光の強さが同じならば、底面と文字板５との間の距離が近い程、文字板５をより明るく照明することが可能となる。よって、スロープ状反射面２６は、上記距離が離れている文字板照明用光源１５の近傍は明るさが相対的に弱くなり、反対に、上記距離が近くなる導光用凹部２１の端部２１ａ近傍は明るさが相対的に強くなるように構成されている。この場合、スロープ状反射面２６は、導光用凹部２１の底面での反射光の強さが急激に変化しないように、一定の傾斜角度を有する滑らかな上がり勾配を有するとされている。但し、スロープ状反射面２６は、一定の傾斜角度のものに限るものではない。

（構成３）
図３、図５の斜視図に示すように、上記したドーム状反射面２３が、文字板照明用光源１５の位置を焦点とするパラボラ状反射面２３ａ，２３ｂを有するものとされる。そして、このパラボラ状反射面２３ａ，２３ｂが、導光用凹部２１の各端部２１ａへ向けて光を反射するよう単数または複数設けられるようにする。

ここで、若干の補足説明をすると、パラボラ状とは、表面に当たって反射された光が１点（焦点）に集中する曲面形状のことであり、反対に、上記した焦点に光源（文字板照明用光源１５）を設置することにより、光源から発生した光を均等に分散させることが可能となるものである。パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂは、放物線を、その焦点を通る中心軸の周りに回転させた立体形状である。

各パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂは、上記した焦点を通る中心軸を、対応する各端部２１ａの方向へ向けて設置させるようにする。

例えば、各パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂの中心軸の向きは、図２に示すように、文字板照明用光源１５を通って導光用凹部２１の内側壁に接する線Ａ１から、導光用凹部２１の端部２１ａにおける内側壁の接線Ｂと導光用凹部２１の外側壁との交点Ｂ１と文字板照明用光源１５とを結ぶ線Ａ２までの範囲で設定するのが好ましい。なお、上記した中間反射面２４は、線Ａ１と線Ａ２との間における、パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂの中心軸と導光用凹部２１の外側壁との交点周辺に設けるようにする。

この場合には、パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂは、導光用凹部２１の端部２１ａが２つあるので、これに合わせて２面設けるようにしている。２つのパラボラ状反射面２３ａ，２３ｂは、互いに重ね合わせて形成される。

（構成４）
ドーム状反射面２３の頂部に、導光用凹部２１の文字板照明用光源１５に近接する部分への光の反射を抑制すると共に、導光用凹部２１の各端部２１ａへ光を導く指向性反射壁２８を設ける。

ここで、若干の補足説明をすると、ドーム状反射面２３の頂部とは、ドーム状反射面２３の文字板５寄りの部分、或いは、ロワハウジング４の表面板４ａ側の部分のことである。この場合には、文字板照明用光源１５のほぼ真上に対向するように設置されている。

この場合、指向性反射壁２８は、導光用凹部２１の各端部２１ａに応じて２つ設けられる。２つの指向性反射壁２８は、組み合わせてほぼＶ字状のものとされる。この場合、Ｖ字状とは、ロワハウジング４の表面板４ａと面直な方向から見たものと、指針回動領域５ａの中心から文字板照明用光源１５へ向けて表面板４ａと平行な方向に見たものとの両方を含む立体的な形状とされる。

上記したＶ字状の指向性反射壁２８は、２つのドーム状反射面２３を合わせた時にできる合わせ形状そのものとすることもできるし、より指向性を高めるために、上記した合わせ形状を曲面から平坦面にしたり、広範囲化したり、角度を付けたりして、強調するようにしても良い。

なお、特に図示しないが、文字板５における、指針回動領域５ａの中央部には、必要に応じて、警告灯（ウォーニング）や表示灯（インジケータ）などの表示部が設けられる。この警告灯や表示灯の表示部は、文字板５を構成する透明な樹脂フィルムに警告灯や表示灯の図柄を残して遮光層を印刷することなどにより構成される。これに対応させて、警告灯や表示灯の照明用光源は、ロワハウジング４における、円弧状の導光用凹部２１の内側に形成される上記した凸部４ｄの内部に設けられると共に、当該照明用光源からの光は、凸部４ｄの表面に形成された開口部を通して文字板５へ出射される。

＜作用＞この実施例によれば、以下のような作用を得ることができる。

文字板照明用光源１５から発生された光は、そのほとんど全てがドーム状反射面２３で反射されて導光用凹部２１へと導かれ、導光用凹部２１の底面に形成されたスロープ状反射面２６によって文字板５へ向け反射される。これによって、文字板５が照明される。

この際、ドーム状反射面２３の頂部に設けた指向性反射壁２８により、文字板照明用光源１５に近接する部分への光の反射が抑制されつつ、導光用凹部２１の各端部２１ａへ向けて光が導かれる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果１）
文字板５裏面側の指針回動領域５ａから外れた位置に、文字板照明用光源１５を配置することにより、少ない光源数で効率的に文字板５を照明することができる。

文字板５の裏面側に、指針回動領域５ａの外周縁部に形成された文字目盛領域５ｂに沿って延びる円弧状の導光用凹部２１と、導光用凹部２１の途中に接続されて文字板照明用光源１５を収容可能な光源収容部２２とを設けたことにより、文字板照明用光源１５から発生した光を導光用凹部２１へ導いて、指針回動領域５ａの外周縁部に形成された文字目盛領域５ｂを効率的に照明することができる。

また、光源収容部２２にドーム状反射面２３を設けたことにより、文字板照明用光源１５からの光のほぼ全てをドーム状反射面２３で導光用凹部２１へ向けて反射させることができる。

導光用凹部２１の中間部に中間反射面２４を少なくとも１つ設けたことにより、文字板照明用光源１５からの光またはドーム状反射面２３で反射された光を円弧状をした導光用凹部２１の（文字板照明用光源１５から最も遠い位置または隠れた位置にある）端部２１ａへ向けて反射させることができる。

これにより、文字板照明用光源１５からの光を確実且つ効率的に導光用凹部２１の全域に導いて文字板５を均等に照明することができると共に、文字板５の照明輝度を上げることができる。

また、調光層や導光板などを用いることなく、均等に文字板５を照明することができ、コストもかからないようにすることができる。

しかも、指針回動領域５ａの内側には導光用凹部２１が設けられていないので、警告灯（ウォーニング）や表示灯（インジケータ）などを自由に設置することも可能となる。

（効果２）
導光用凹部２１の底面に、導光用凹部２１の端部２１ａへ向かうに従い文字板５へ近づくスロープ状反射面２６を設けたことにより、文字板照明用光源１５に近い部分（近接領域）では明るさが相対的に弱くなり、文字板照明用光源１５から遠い端部２１ａ（遠隔領域）では明るさが相対的に強くなるようにすることができる。これにより、導光用凹部２１全域に亘って反射光の均等化を図ることが可能となる。

（効果３）
ドーム状反射面２３が、文字板照明用光源１５の位置を焦点とするパラボラ状反射面２３ａ，２３ｂを単数または複数有することにより、文字板照明用光源１５から発生した光をより均等に分散させることができる。

そして、パラボラ状反射面２３ａ，２３ｂが、導光用凹部２１の各端部２１ａへ向けて光を反射するようそれぞれ設けられたことにより、各端部２１ａへ向けて光をより均等に配分することが可能となる。

（効果４）
ドーム状反射面２３の頂部に指向性反射壁２８を設けることにより、文字板照明用光源１５に近接する部分への光の反射を抑制すると共に、導光用凹部２１の各端部２１ａへ多くの光を導くことができる。これにより、導光用凹部２１全域に亘って反射光の均等化を図ることが可能となる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。例えば、光源収容部２２に対して、１個の光源を有するタイプの文字板照明用光源１５を設けた例で説明したが、複数の小さな光源を組み合わせたタイプの文字板照明用光源１５を設けるようにしても同様の効果が得られることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

１ 車両用計器
５ 文字板
５ａ 指針回動領域
５ｂ 文字目盛領域
８ 指針
１５ 文字板照明用光源
２１ 導光用凹部
２１ａ 端部
２２ 光源収容部
２３ ドーム状反射面
２３ａ，２３ｂ パラボラ状反射面
２４ 中間反射面
２６ スロープ状反射面
２８ 指向性反射壁

Claims (4)

1. 円形または部分円形状の指針回動領域を有する文字板と、該文字板裏面側の指針回動領域から外れた位置に配置された文字板照明用光源とを有する車両用計器の照明構造において、
   前記文字板の裏面側に、指針回動領域の外周縁部に形成された文字目盛領域に沿って延びる円弧状の導光用凹部と、該導光用凹部の途中に接続されて前記文字板照明用光源を収容可能な光源収容部とを設け、
   該光源収容部に、文字板照明用光源からの光を導光用凹部へ向けて反射させるドーム状反射面を設けると共に、
   前記導光用凹部の中間部に、文字板照明用光源からの光またはドーム状反射面で反射された光を導光用凹部の端部へ向けて反射させる中間反射面を少なくとも１つ設けたことを特徴とする車両用計器の照明構造。
2. 前記導光用凹部の底面に、導光用凹部の端部へ向かうに従い文字板へ近づくスロープ状反射面を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用計器の照明構造。
3. 前記ドーム状反射面が、文字板照明用光源の位置を焦点とするパラボラ状反射面を有すると共に、
   該パラボラ状反射面が、前記導光用凹部の各端部へ向けて光を反射するよう単数または複数設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用計器の照明構造。
4. 前記ドーム状反射面の頂部に、文字板照明用光源に近接する部分への光の反射を抑制すると共に、前記導光用凹部の各端部へ光を導く指向性反射壁を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用計器の照明構造。