JP6245522B2

JP6245522B2 - 指針式計器

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Publication number: JP6245522B2
Application number: JP2014123939A
Authority: JP
Inventors: 拓夫山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-06-17
Also published as: JP2016003943A

Description

本発明は、指針式計器に関し、詳細には、異なる種類の計器意匠に表示を切替可能とした指針式計器に関する。

従来、車両に搭載され、現在のエンジン回転数や車速等を指針で指示する車両用計器（指針式計器）において、計器意匠（目盛や数字等）の照明を行う車両用計器が知られている。この種の車両用計器は、表面に目盛や数字等の計器意匠が円状又は円弧状に形成された文字板と、その文字板の裏側に配置された光源とを備え、その光源から発光された光を文字板表面の計器意匠から出射させることで、その計器意匠を照明できるようになっている。

また、車両用計器に関連して、特許文献１には、車両機器の情報を表示するインジケータ用意匠を表示板上に表示する車両用表示装置において、少なくとも２種類の色を切り替えて発光する光源と、少なくとも２種類の色のうち特定の光を透過するフィルタとを用いることで、表示板の同じ表示場所に複数のインジケータ用意匠（シフトレバーの位置）を表示可能な車両用表示装置が開示されている。

特開２０１３−３７２４１号公報

ところで、異なる種類の複数の計器意匠（例えば、ハイブリッド車におけるエンジン回転数表示の計器意匠及びモータの動力パワー表示の計器意匠など）を文字板表面の同心の円周上に形成して、それら複数の計器意匠間で表示を切替可能とする構造を採用することが考えられる。この構造を採用する場合、計器意匠ごとに光源を設け、他の計器意匠や他の光源から隔離するために、計器意匠及び光源の組ごとにケースの遮光壁で囲い込む必要がある。この場合、遮光壁形状の複雑化により遮光壁の加工難易度が高い、遮光壁の型加工費が高いといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、異なる種類の計器意匠に表示を切替可能とした指針式計器において、計器意匠の照明構造を簡素化できる指針式計器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の指針式計器は、異なる種類の複数の計器意匠が同心の円周上に形成されるとともに、前記計器意匠が形成された部分以外の部分に遮光層が形成された表面を有し、光を透過する文字板と、
前記文字板の裏側に配置され、表示する前記計器意匠の種類に応じて異なる色の光に切り替えて前記文字板に向けて発光する光源と、
前記文字板の表面上に配置され、前記複数の計器意匠の円中心の周りに回転して、表示された前記計器意匠のうちのいずれかの部分を指示する指針とを備え、
前記複数の計器意匠のそれぞれは、自身の表示の際に前記光源が発光する発光色に対しては透過性を有し、かつ、他の前記計器意匠の表示の際に前記光源が発光する発光色に対しては遮光性を有する材料で形成され、
前記光源は、互いに異なる色を発光する複数種類の光源を含み、
前記複数種類の光源は前記文字板の裏側の同じ空間に配置されており、
前記光源の発光時における前記計器意匠の各領域間の照明バランスを取るように前記文字板の裏面に形成された網点層を備え、
前記網点層は、前記光源の種類と同一数の、互いに異なる態様で重なるように形成された複数の個別網点層を有し、
前記複数の個別網点層のそれぞれは、前記複数種類の光源のうちの一つに割り当てられており、
前記個別網点層は、自身に割り当てられた前記光源である割当光源の配置位置に基づいて形成されており、かつ、前記割当光源の発光色に対しては遮光性を有し、前記割当光源以外の種類の前記光源の発光色に対しては透過性を有する材料で形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、文字板表面に形成された各計器意匠は、自身の表示の際の発光色に対しては透過性を有し、かつ、他の計器意匠の表示の際の発光色に対しては遮光性を有する材料で形成されているので、光源がいずれかの色で発光した時に発光色に対応する一つの計器意匠のみを照明（表示）することができる。この構成により、計器意匠間、光源間を隔てる遮光壁を省略することできるので、計器意匠の照明構造を簡素化できる。

車両用計器（メータ）の正面図である。電気モータの動力パワー表示（第１意匠）の照明時におけるメータの状態を示した図である。エンジン回転数表示（第２意匠）の照明時におけるメータの状態を示した図である。図１のＡ部拡大図である。図４のＶ−Ｖ線でのメータの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の指針式計器としての車両用計器（以下、メータという）を正面から見た図である。なお、図１では、後述するＬＥＤ６１、６２を透視して図示している。図１のメータ１００は、エンジンと電気モータの両方を用いて走行するハイブリッド車に搭載されて、エンジン回転数と、電気モータの動力パワーのいずれかに切替表示可能なメータである。このメータ１００は、運転手が視認できるように、例えば車室内の運転席に対向する位置に配置される。先ず、メータ１００の構成について説明する。

メータ１００は、メータ１００の前面に配置され、ポリカーボネート板材などの光を透過する透過性板（透明板）から構成された文字板３１を備える。その文字板３１は、例えば正面から見て円形状に形成される。ただし、文字板３１の形状は、半円状、楕円状などどのような形状であっても良い。文字板３１の表面には、円の下側一部が欠けた形状（つまり円弧状）の意匠３２（計器意匠）が形成されている。意匠３２は円状であっても良い。意匠３２は、例えば円形状の文字板３１の外周に沿った領域に形成されるが、文字板３１の表面のどの領域に形成されたとしても良い。意匠３２は、電気モータの動力パワー表示における意匠（以下、第１意匠という）と、エンジン回転数表示における意匠（以下、第２意匠という）の両方が合わさる形で形成されている。

ここで、図２は、第１意匠３２１を説明する図であり、詳細には、第１意匠３２１の照明時（表示時）におけるメータ１００の状態を示している。図２に示すように、第１意匠３２１は、円弧状に形成された意匠（以下、円弧意匠という）３２１ａを含む。この円弧意匠３２１ａは、文字板３１の表面における予め定めた基準点Ｏ（例えば、円状の文字板３１の中心）を中心とした、径が異なる複数の円弧意匠（図２では、３本の長い円弧意匠（下側が開口した略Ｃ字状の円弧意匠）、「ＥＣＯ」の文字付近の２本の短い円弧意匠）から構成される。３本の長い円弧意匠３２１ａのうち最も内側の円弧意匠は部分的にくり抜かれた形状となっており、そのくり抜けられた部分には、文字意匠３２１ｂ〜３２１ｄが形成されている。具体的には、円弧意匠３２１ａの左端付近には「ＣＨＡＲＧＥ」の文字意匠３２１ｂが形成され、中央付近には「ＥＣＯ」の文字意匠３２１ｃが形成され、右端付近には「ＰＯＷＥＲ」の文字意匠３２１ｄが形成されている。

「ＣＨＡＲＧＥ」の文字意匠３２１ｂは、車両の減速時に電気モータが、バッテリに充電するための発電機として用いられていることを示している。「ＥＣＯ」の文字意匠３２１ｃはエコ運転の状態にあることを示している。「ＰＯＷＥＲ」の文字意匠３２１ｄは、電気モータの動力パワーが大きいことを示している。つまり、円弧意匠３２１ａの右端に近づくほど、電気モータの動力パワーが大きくなることを示している。これら意匠３２１ａ〜３２１ｄは指針４１によって指示されるようになっている。その指針４１は、文字板３１の基準点Ｏ（第１意匠３２１、図３の第２意匠３２２の円中心でもある）に基部が位置し、先端部が意匠３２１ａ〜３２１ｄの方に向くように、文字板３１の表面に配置されている。そして、指針４１の基部に接続されたモータ（図示外）により指針が基準点Ｏを通る軸線周りに回転することで、意匠３２１ａ〜３２１ｄのいずれかを指示する。

図３は、第２意匠３２２を説明する図であり、詳細には、第２意匠３２２の照明時（表示時）におけるメータ１００の状態を示している。図３に示すように、第２意匠３２２は、エンジン回転数の値を示す数字意匠３２２ａ（図３では、０〜８までの数字）と、その数字意匠３２２ａの内側に形成された目盛意匠３２２ｂと、エンジン回転数の単位（×１０００ｒ／ｍｉｎ）を示した単位意匠３２２ｃとを含んで構成されている。そして、指針４１により、現在のエンジン回転数を示した数字意匠３２２ａ及び目盛意匠３２２ｂを指示するようになっている。

これら第１意匠３２１、第２意匠３２２は、中心を同じとした円周上（基準点Ｏを中心とした円周上）に配置されている（図１参照）。第１意匠３２１と第２意匠３２２とは、一部が重なるように形成されたとしても良いし、重ならないように形成されたとしても良い。本実施形態では、第１意匠３２１と第２意匠３２２とは重ならないように形成されている。また、後述するように、文字板３１の表面にはスモーク層７４（図５参照）が形成されており、このスモーク層７４の存在により、ＬＥＤ６１、６２からの光が来ないときには、これら意匠３２１、３２２が見えにくくなっている。

ここで、図４は、図１のＡ部拡大図を示している。また、図５は、図４のＶ−Ｖ線でメータ１００を切ったときの断面図を示している。図５に示すように、文字板３１の表面３１１には、第１意匠３２１の形状に形成された第１表面層７１（左上がりの斜線ハッチングの層）が形成されている。この第１表面層７１が第１意匠３２１を構成する。第１表面層７１における、第１意匠３２１の形状に形成された部分以外の部分は空いている（ただし、この空いた部分には、他の層（第２表面層７２、表面黒色遮光層７３）で埋められている。）。図５の第１表面層７１は、円弧意匠３２１ａの一部（図４参照）の形状と「ＣＨＡＲＧＥ」の文字意匠３２１ｂの一部（図４参照）の形状とに形成されている。また、第１表面層７１は、青色の光（４３０〜４６０ｎｍの波長の光）に対しては透過性を有し、かつ、青色以外の少なくとも赤色の光（６１０〜７８０ｎｍの波長の光）に対しては遮光性を有するインク材料で形成されている。

また、文字板３１の表面３１１には、第２意匠３２２の形状に形成された第２表面層７２（右上がりの斜線ハッチングの層）が形成されている。この第２表面層７２が第２意匠３２２を構成する。第２表面層７２における、第２意匠３２２の形状に形成された部分以外の部分は空いている（ただし、この空いた部分には、他の層（第１表面層７１、表面黒色遮光層７３）で埋められている。）。図５の第２表面層７２は、「１」の数字意匠３２２ａ（図４参照）の形状と、その数字意匠３２２ａに付帯した目盛意匠３２２ｂ（図４参照）の形状とに形成されている。また、第２表面層７２は、赤色の光（６１０〜７８０ｎｍの波長の光）に対しては透過性を有し、かつ、赤色以外の少なくとも青色の光（４３０〜４６０ｎｍの波長の光）に対しては遮光性を有するインク材料で形成されている。

なお、特定の光の波長だけを透過させるインク材料は、例えばインターネット情報（URL:http//www.teikokuink.com/techreport/report/154_tech.html）の「テクニカルレポート、スクリーン技術情報Ｖｏｌ．１５４」（検索日：２０１４年６月９日）にも記載があるように公知であり、このようなインク材料で第１表面層７１、第２表面層７２を形成すれば良い。

また、文字板３１の表面３１１には、遮光性（不透過性）の黒インクによる表面黒色遮光層７３（縦線及び横線からなるハッチングの層）が形成されている。この表面黒色遮光層７３は、第１意匠３２１の形状に抜かれ、かつ、第２意匠３２２の形状に抜かれた層である。つまり、表面黒色遮光層７３は、第１意匠３２１を構成する第１表面層７１の空いた部分と、第２意匠３２２を構成する第２表面層７２の空いた部分の両方を埋める形で形成されている。なお、表面黒色遮光層７３が本発明における「遮光層」に相当する。

さらに、文字板３１の表面３１１（厳密には、第１表面層７１、第２表面層７２、表面黒色遮光層７３の上）には、透過性を抑えたスモークインクによるスモーク層７４（左上がりの斜線及び右上がりの斜線からなるハッチングの層）が形成されている。このスモーク層７４により、ＬＥＤ６１、６２からの光が来ないときにおける文字板表面のブラックフェース化を実現している。

これら層７１〜７４は例えば溶剤系インクやＵＶ硬化インクをスクリーンメッシュを使って印刷する手法（スクリーン印刷）で形成されている。このとき、第１表面層７１、第２表面層７２、表面黒色遮光層７３、スモーク層７４の順に、重ね塗り（重ねて印刷）することで、各層７１〜７４が形成される。なお、第１表面層７１、第２表面層７２の印刷順は、どちらが先であっても良い。

図５に示すように、文字板３１の裏側には基板５１が配置されている。その基板５１には、ＬＥＤ６１、６２や制御部９１などが実装されている。ＬＥＤ６１、６２は、互いに異なる色の光を発光し、具体的には、ＬＥＤ６１は赤色の光を発光する赤色ＬＥＤであり、ＬＥＤ６２は青色の光を発光する青色ＬＥＤである。これらＬＥＤ６１、６２はそれぞれ、意匠３２（第１意匠３２１、第２意匠３２２）の直下領域において、意匠３２の方に光を発光するように配置されている。また、ＬＥＤ６１、６２は、図１に示すように、意匠３２の直下領域において円弧に沿って複数の箇所に配置されている。本実施形態では、ＬＥＤ６１、６２はそれぞれ、円弧状の意匠３２の直下領域において円弧に沿って略等間隔に６箇所に配置されている。

また、図５に示すように、赤色ＬＥＤ６１及び青色ＬＥＤ６２は、メータ１００の各構成（文字板３１、基板５１、ＬＥＤ６１、６２、制御部９１など）を収容するケース（図示外）内において同じ空間に並ぶように配置されている。つまり、赤色ＬＥＤ６１と青色ＬＥＤ６２の間には遮光壁が配置されていない。言い換えると、赤色ＬＥＤ６１及びその赤色ＬＥＤ６１で照明される第２意匠３２２と、青色ＬＥＤ６２及びその青色ＬＥＤ６２で照明される第１意匠３２１とは、ケース内において区画されておらず、同じ空間に配置されている。

制御部９１は、エンジン回転数や電気モータの状態をセンサ（図示外）から取得して、取得したエンジン回転数又は電気モータの状態に応じて指針４１のモータを駆動制御する。加えて、制御部９１は、運転席周辺に配置された表示切替スイッチ（図示外）の位置に基づいて、赤色ＬＥＤ６１及び青色ＬＥＤ６２のうちいずれかが発光するようにこれらＬＥＤ６１、６２を制御する。なお、この表示切替スイッチは、電気モータの動力パワー表示とエンジン回転数表示のいずれかを指示する、運転手により操作されるスイッチである。制御部９１は、表示切替スイッチにより電気モータの動力パワー表示が指示された場合には、青色ＬＥＤ６２を発光させる。制御部９１は、表示切替スイッチによりエンジン回転数表示が指示された場合には、赤色ＬＥＤ６１を発光させる。

図５に示すように、文字板３１の裏面３３には、ＬＥＤ６１、６２の発光時における意匠３２１、３２２の各領域間の照明バランス（輝度の均一性）を取るための網点層８１が形成されている。網点層８１は、青色ＬＥＤ６２の発光時における照明バランスを取るための第１の網点層８２（個別網点層）と、赤色ＬＥＤ６１の発光時における照明バランスを取るための第２の網点層８３（個別網点層）とを含む。これら網点層８２、８３は互いに重なるように形成されており、本実施形態では、文字板３１の裏面３３から第１の網点層８２、第２の網点層８３の順に形成されている。ただし、第２の網点層８３、第１の網点層８２の順に形成されたとしても良い。

これら第１の網点層８２、第２の網点層８３は、互いに異なる態様で形成されている。具体的には第１の網点層８２は、青色ＬＥＤ６２の配置位置（青色ＬＥＤ６２の発光位置）に基づいて形成されている。具体的には、第１の網点層８２は、青色ＬＥＤ６２の直上領域と、それ以外の領域との間で輝度が均一となるように、領域に応じて異なる網率の網点を有する。より具体的には、第１の網点層８２は、第１の網点層８２に割り当てられた光源である青色ＬＥＤ６２（割当光源）の直上に近づくほど網率が大きくなるように形成されている。さらに、第１の網点層８２は、青色の光（４３０〜４６０ｎｍの波長の光）に対しては遮光性を有し、かつ、青色以外の少なくとも赤色の光（６１０〜７８０ｎｍの波長の光）に対しては透過性を有するインク材料で形成されている。このインク材料は、第２表面層７２と同様のインク材料で形成すれば良い。

他方、第２の網点層８３は、第２の網点層８３に割り当てられた光源である赤色ＬＥＤ６１（割当光源）の配置位置（赤色ＬＥＤ６１の発光位置）に基づいて形成されている。具体的には、第２の網点層８３は、赤色ＬＥＤ６１の直上領域と、それ以外の領域との間で輝度が均一となるように、領域に応じて異なる網率の網点を有する。より具体的には、第２の網点層８３は、赤色ＬＥＤ６１の直上に近づくほど網率が大きくなるように形成されている。さらに、第２の網点層８３は、赤色の光（６１０〜７８０ｎｍの波長の光）に対しては遮光性を有し、かつ、赤色以外の少なくとも青色の光（４３０〜４６０ｎｍの波長の光）に対しては透過性を有するインク材料で形成されている。このインク材料は、第１表面層７１と同様のインク材料で形成すれば良い。

これら第１の網点層８２、第２の網点層８３は、例えばスクリーン印刷によって形成される。このとき、先ず文字板３１の裏面３３に第１の網点層８２を印刷する。次に、第１の網点層８２の上に第２の網点層８３を印刷すれば良い。

次に、意匠３２１、３２２を照明（表示）するときの作用を説明する。制御部９１により青色ＬＥＤ６２が発光した場合には、青色ＬＥＤ６２からの光に対して第２の網点層８３は無効となり、第１の網点層８２が有効となる。つまり、青色ＬＥＤ６２からの光は、第２の網点層８３をそのまま通過するとともに、第１の網点層８２で一部が遮光される。第１の網点層８２を通過した光は、青色の光に対しては透過性を有する第１表面層７１から出射し、第１表面層７１以外の層（第２表面層７２、表面黒色遮光層７３）で遮られる。これによって、第１意匠３２１（図２参照）が青色の色調で照明される。また、第２表面層７２（第２意匠３２２）はブラックフェース化により見えにくくなっている。これによって、運転手は、電気モータの動力パワーの状態を把握することができる。また、第１の網点層８２によって、青色照明時における第１意匠３２１の各領域間の照明バランスが取られている。

他方、赤色ＬＥＤ６１が発光した場合には、赤色ＬＥＤ６１からの光に対して第１の網点層８２は無効となり、第２の網点層８３が有効となる。つまり、赤色ＬＥＤ６１からの光は、第２の網点層８３で一部が遮光されるとともに、第１の網点層８２はそのまま通過する。第１の網点層８２を通過した光は、赤色の光に対しては透過性を有する第２表面層７２から出射し、第２表面層７２以外の層（第１表面層７１、表面黒色遮光層７３）で遮られる。これによって、第２意匠３２２（図３参照）が赤色の色調で照明される。また、第１表面層７１（第１意匠３２１）はブラックフェース化により見えにくくなっている。これによって、運転手は、エンジン回転数の状態を把握することができる。また、第２の網点層８３によって、赤色照明時における第２意匠３２２の各領域間の照明バランスが取られている。

以上説明したように、本実施形態では、文字板表面に形成された異なる種類計器意匠間で異なる色調で切替照明（切替表示）をすることができる。計器意匠間、光源間を隔てる遮光壁を省略でき、遮光壁の省略によりメータの照明構造（特にケース構造）を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。また、本発明の構造を採用することで、異なる複数の計器意匠を互いに近い位置に形成でき、又は重なった位置に形成できる。これによって、計器の表示面をコンパクトにできる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、光源色の種類として赤色と青色とを例示したが、他の光源色を採用しても良いまた、上記実施形態では、ハイブリッド車におけるエンジン回転数表示と電気モータの動力パワー表示の切替表示に本発明を適用した例を説明したが、エンジン回転数表示、電気モータの動力パワー表示以外の表示に本発明を適用しても良い。

また、上記実施形態では、２パターンの意匠を切替表示する例を示したが、３パターン以上の意匠を互いに異なる色調で切替表示するようにしても良い。この場合、文字板の表面に、各意匠の形状に形成された表面層（３層以上の表面層）を形成する。各表面層は、自身が割り当てられた光源の発光色に対しては透過性を有し、それ以外の光源の発光色に対しては遮光性を有する材料で形成する。さらに、網点層も、光源ごとに形成する。各網点層は、自身が割り当てられた光源の発光色に対しては遮光性を有し、それ以外の光源の発光色に対しては透過性を有する材料で形成する。

また、上記実施形態では、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを別々に設けた例を説明したが、赤色の光と青色の光の両方を切り替えて発光することができる単一のＬＥＤを設けても良い。

１００車両用計器（指針式計器）
３１文字板
３２意匠（計器意匠）
３２１第１意匠
３２２第２意匠
４１指針
６１赤色ＬＥＤ
６２青色ＬＥＤ
７３表面黒色遮光層（遮光層）

Claims

異なる種類の複数の計器意匠（３２１、３２２）が同心の円周上に形成されるとともに、前記計器意匠が形成された部分以外の部分に遮光層（７３）が形成された表面（３１１）を有し、光を透過する文字板（３１）と、
前記文字板の裏側に配置され、表示する前記計器意匠の種類に応じて異なる色の光に切り替えて前記文字板に向けて発光する光源（６１、６２）と、
前記文字板の表面上に配置され、前記複数の計器意匠の円中心の周りに回転して、表示された前記計器意匠のうちのいずれかの部分を指示する指針（４１）とを備え、
前記複数の計器意匠のそれぞれは、自身の表示の際に前記光源が発光する発光色に対しては透過性を有し、かつ、他の前記計器意匠の表示の際に前記光源が発光する発光色に対しては遮光性を有する材料で形成され、
前記光源は、互いに異なる色を発光する複数種類の光源を含み、
前記複数種類の光源は前記文字板の裏側の同じ空間に配置されており、
前記光源の発光時における前記計器意匠の各領域間の照明バランスを取るように前記文字板の裏面（３３）に形成された網点層（８１）を備え、
前記網点層は、前記光源の種類と同一数の、互いに異なる態様で重なるように形成された複数の個別網点層（８２、８３）を有し、
前記複数の個別網点層のそれぞれは、前記複数種類の光源のうちの一つに割り当てられており、
前記個別網点層は、自身に割り当てられた前記光源である割当光源の配置位置に基づいて形成されており、かつ、前記割当光源の発光色に対しては遮光性を有し、前記割当光源以外の種類の前記光源の発光色に対しては透過性を有する材料で形成されたことを特徴とする指針式計器（１００）。
前記指針式計器は、エンジンとモータの両方を用いて走行するハイブリッド車に搭載され、
前記複数の計器意匠は、前記エンジンの回転数を表示するための計器意匠（３２２）と、前記モータの動力パワーを表示するための計器意匠（３２１）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
前記複数種類の光源は、赤色の光を発光する赤色光源（６１）と、青色の光を発光する青色光源（６２）とを含み、
前記複数の計器意匠は、
赤色の光に対しては透過性を有し、かつ、青色の光に対しては遮光性を有する材料で形成された、前記赤色光源の発光時に表示が行われる計器意匠（３２２）と、
青色の光に対しては透過性を有し、かつ、赤色の光に対しては遮光性を有する材料で形成された、前記青色光源の発光時に表示が行われる計器意匠（３２１）とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式計器。