JP2007132818A - 車両用指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】立体感豊かな見映えを得つつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのない車両用指針計器を提供する。
【解決手段】目盛リング３の表面３ｄに拡散反射部であり多数の微小な凹凸からなるシボ面３ｅを形成している。目盛リング３に入射した太陽光は、シボ面３ｅで拡散反射されて運転者の眼に到達するこの反射光の光量は極わずかとなる。したがって、文字盤２の文字２ａと目盛リング３の目盛３ａとにより立体感豊かな計器の見映えを得つつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのないコンビネーションメータ１を提供することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等に採用するに適した車両用指針計器に関するものである。

近年、自動車に装備される車両用指針計器において、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採られている。たとえば、透光性材料から成り凹部を備える導光体を文字盤上に配置するとともに、光源からの光を導光体内に導き凹部で反射この反射光を計器の目盛として視認させる構成のものがある（特許文献１参照）。

このような構成により、目盛表示に立体感を持たせて斬新な見映えを得ようとするものである。
特開２００３−３０２２６２号公報

しかしながら、上述の従来の車両用指針計器においては、導光体が文字盤上、すなわち文字盤の前面側に配置されるため、車両用指針計器に入射した外来光、たとえば太陽光が導光体の表面で反射し、この反射光が場合によっては運転者の眼に入射して運転者が眩惑されるという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、立体感豊かな見映えを得つつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのない車両用指針計器を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載の車両用指針計器は、文字盤と、文字盤の裏面側に配設されて指針軸を有する回動内機と、文字盤の表面に沿い回動するように指針軸の先端部に支持される指針とを備えた車両用指針計器において、文字盤上に設けられ光を透過する材料から成る導光体と、導光体に光を入射する光源とを備え、導光体は光源から発した光を運転者が視認可能に反射する反射部を備え、導光体の表面に拡散反射部を形成したことを特徴としている。

上述の構成によれば、車両用指針計器の文字盤に外来光、たとえば太陽光が入射した場合、詳しくは文字盤上に配置された導光体に入射した場合、この光は導光体表面の拡散反射部で拡散反射されるため、運転者の眼に到達する外来光の反射光の光量は極わずかとなる。これにより、文字盤の表示と文字盤上の導光体の反射部による発光表示とにより立体感豊かな見映えを得つつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのない車両用指針計器を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の車両用指針計器は、拡散反射部は多数の微小な凹凸を備えることを特徴としている。

上述の構成において、多数の微小な凹凸を備える拡散反射部としてたとえばシボ面がある。ところで、導光体は一般的には樹脂材料を型成形して作られるが、導光体を作る型に予め多数の微小な凹凸を設ければ、容易に導光体表面にシボ面、つまり拡散反射部を設けることができる。

本発明の請求項３に記載の車両用指針計器は、凹凸の高低差を光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴としている。

光源から発せられた光は導光体に入射し導光体内を進行しながら反射部で反射して導光体表面に設けられた拡散反射部としての微小な凹凸、つまりシボ面を通過して運転者に向かって進む。

導光体内を進行する光源からの光は、導光体の各部で反射する際に一部が出射する等によって光量が徐々に減少する。このため、光源に近い反射部の発光輝度は高く、光源から遠い反射部の発光輝度は低くなる。つまり、導光体が備える複数の反射部の明るさが一様でなくなる。

一方、拡散反射部としての多数の微小な凹凸、たとえばシボ面において、その光透過率はシボ面を構成する凹凸の高低差、言い換えると視認方向における凹部の深さによって変わり、高低差が大きいほど光透過率が高くなる。

したがって、本発明の請求項３に記載の車両用指針計器においては、導光体表面の光透過率が光源から遠ざかるに連れて大きくなっており、一方、反射部の発光輝度は光源から遠ざかるに連れて低くなっている。その結果、導光体表面のシボ面を通過する各反射部からの光量は一様となり、各反射部の明るさは一様に視認されるので、車両用指針計器の見映えを良好なものにすることができる。

本発明の請求項４に記載の車両用指針計器は、凹凸のピッチを光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴としている。

拡散反射部としての多数の微小な凹凸、たとえばシボ面において、その光透過率はシボ面を構成する凹凸のピッチ、言い換えると凹凸の占有率によっても変わり、凹凸のピッチが大きい、言い換えると凹凸の占有率が低いほど光透過率が高くなる。

したがって、本発明の請求項４に記載の車両用指針計器においても、本発明の請求項３に記載の車両用指針計器の場合と同様に、導光体表面のシボ面を通過する各反射部からの光量は一様となり、各反射部の明るさを一様に視認させて、車両用指針計器の見映えを良好なものにすることができる。

請求項５に記載の車両用指針計器は、反射部は計器の表示意匠の一部を構成することを特徴としている。

このような構成によれば、導光体の反射部を計器の表示意匠の一部、たとえば目盛とすることにより、車両用指針計器の見映えを立体感豊かなものとしつつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのない車両用指針計器を提供することができる。

本発明の請求項６に記載の車両用指針計器は、導光体の外形形状を計器の表示意匠の配列に沿うような形状とすることを特徴としている。

このような構成によれば、導光体と計器の表示意匠との一体感を強調して、車両用計器の見映えを斬新なものとすることができる。

以下、本発明による車両用指針計器を自動車用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。

図１は、本発明の一実施形態による車両用指針計器であるコンビネーションメータ１の正面図である。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図４は、図３中のＩＶ部拡大図である。

図５は、本発明の一実施形態による車両用指針計器であるコンビネーションメータ１の目盛板３のシボ面３ｂを構成する凹凸の高低差Ｈと光源である発光ダイオードからの距離Ｄとの関係を示すグラフである。

図６は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。

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配設され、図１に示すように、当該自動車の走行速度を表示するスピードメータＳを備えると共に、図示しない他の計器や各種インジケータ等を備えている。運転席は、図２においてコンビネーションメータ１の左側にあり、コンビネーションメータ１は、図２において左側から視認される。

文字盤２は、図２に示すように、透光性材質からなる薄板、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。文字盤２は、図２に示すように、スピードメータＳの表示意匠である文字２ａを複数個備えている。複数個の文字２ａは、共通の円弧に沿って、詳しくは後述する指針７の回転中心を中心とする円弧に沿って配列されている。文字２ａは、文字盤２の表面あるいは裏面に印刷あるいはホットスタンプを施して形成されている。すなわち、文字２ａを無色透明のままとする、あるいは文字２ａに透光性着色層を施すとともに、文字２ａの周囲部分である背景部に遮光性着色層を施している。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、文字２ａ部を透光性橙色に着色するとともに、背景部を遮光性白色に着色している。なお、文字２ａの輪郭部には、遮光性黒色着色層による細幅の縁取り（図示せず）を設けている。

文字盤２は、図２に示すように、その中央部に、後述するムーブメント８のシャフト８ａあるいは指針７のボス部７ａを挿通させるための貫通孔２ｂを備えている。

文字盤２の裏側（図２において右側）には、図２に示すように、文字盤２の文字２ａを透過照明する光源である発光ダイオード５が配置されている。発光ダイオード５は、発光色が白色の白色発光ダイオードが用いられている。

導光体である目盛リング３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により、図１に示すように、略Ｃ字状を成す板状に形成され、文字盤２の前面側（図２において左側）に密着配置されている。目盛リング３は、文字盤２の各文字２ａの配列に沿うような形状、すなわち各文字２ａの配列が成す円弧と同心上の扇形状に形成されている。目盛リング３の裏面３ｃ（図２において右側の面）には、図２に示すように凹部が設けられ、その壁面が反射部であると同時にスピードメータＳの表示意匠である目盛３ａを形成している。目盛リング３の一端側は、図３に示すように折れ曲がり、文字盤２の貫通孔２ｃを介して文字盤２の裏側に延出している。そして、図３に示すように、目盛リング３のこの端面３ｂに対向して、光源である発光ダイオード４が、その光を目盛リング３の端面３ｂに入射可能に配置されている。目盛リング３内に入射した発光ダイオード４が発する光が目盛３ａで反射し、この反射光が運転者によりスピードメータＳの目盛として視認される。すなわち、目盛リング３の目盛３ａを発光表示させるための発光ダイオード４は、目盛リング３の一端側にのみ配置されている。このため、目盛３ａは、図３に示すように、目盛リング３の発光ダイオード４側端部に向かって傾斜する斜面として形成されている。これにより、その面全体に発光ダイオード４からの光を入射させて、目盛３ａ全体を発光表示することができる。本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、発光ダイオード４として発光色が青色の青色発光ダイオードを用いているので、目盛３ａは、青色で発光表示される。

目盛リング３ａの表面３ｄには、拡散反射部であり多数の微小な凹凸からなるシボ面３ｅが形成されている。シボ面３ｅは、目盛リング３の樹脂成型時にその型に形成された凹凸を目盛リング３に転写して形成される。型への凹凸形成は、たとえば、エッチングあるいはサンドブラスト等により行われる。シボ面３ｅを構成する凹凸の高低差、つまり、図４中に示す高低差Ｄは、図５に示すグラフのように、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて大きくなるように設定されている。

文字盤２の裏側（図２において右側）には、図２に示すように、指針７を回転させるための回動内機であるムーブメント８が実装されている。ムーブメント８は、たとえば交差コイル式アクチュエータあるいはステッピングモータ等が用いられている。ムーブメント８は、外部から電圧を印加されるとトルクを発生しシャフト８ａを回転させる。シャフト８ａの先端には、指針７が固定されている。このシャフト８ａあるいは指針７のボス部７ａは、文字盤２の貫通孔２ｂを挿通して文字盤２の前面側に延出している。

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から形成され、図２に示すように、文字盤２の表面に沿って配置されている。指針７は、ムーブメント８が駆動されてシャフト８ａが回動すると、シャフト８ａと一体的に回動する。指針７の裏面７ａは、印刷あるいはホットスタンプ等により着色（たとえば赤色）されている。また、プリント基板６には、図２に示すように、指針７を照明するための発光ダイオード９が実装されている。発光ダイオード９が発する光は、図２中の矢印で示すように進行して、文字盤２の貫通孔２ｂを通過して指針７に入射する。指針７に入射した発光ダイオード９から発せられた光は、図２中の矢印で示すように進行して、指針７の反射面７ｃで指針７の先端方向に向けて反射され、さらにこの反射光が裏面７ａで運転者の視認方向に反射される。これにより、指針７は、赤色で発光表示される。

文字盤２の裏側（図２において右側）には、図２に示すように、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プリント基板６が配置されている。プリント基板６は、たとえばガラスエポキシ基盤等からなり、各発光ダイオード４、５、９、指針７を回転させるムーブメント８が実装されている。さらに、プリント基板６には、各発光ダイオード４、５、９の点灯・消灯制御、ムーブメント８の駆動制御を行うコントローラ１５が実装されている。コントローラ１５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。

文字盤２とプリント基板６との間には、図２に示すように、遮光筒部１１ａおよび反射部１１ｂが配置されている。遮光筒部１１ａは略円筒状に形成されて発光ダイオード９を覆うように配置され、発光ダイオード９が発する光が指針７以外の方向に漏れることを防止している。反射部１１ｂは、発光ダイオード４が発する光を文字盤２に向けて反射して発光ダイオード４が発する光を文字２ａ照明に有効に利用しようとするものである。遮光筒部１１ａおよび反射部１１ｂは、後述するケーシング１１と一体的に設けられている。

以上説明した、文字盤２、目盛リング３およびプリント基板６等は、ケーシング１１内に収容・固定されている。ケーシング１１は、たとえば樹脂材料等から形成されている。

文字盤２の前面側（図２において右側）には、略枠状の見返し板１２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。見返し板１２の視認者側端部には、図２に示すように、透明カバー１３が装着されている。透明カバー１３は、透明な樹脂あるいはガラス等の薄板から形成されている。見返し板１２をおよび透明カバー１３は、コンビネーションメータ１の見映えを整えるとともに、コンビネーションメータ１内部への埃、水分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、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成について、図６に基づいて説明する。

図６に示すように、コントローラ１５には、バッテリ１７から電力が常時供給されている。また、コントローラ１５は、イグニッションスイッチ１６が、その作動状態（ＯＮまたはＯＦＦ）を検出可能に接続されている。

コントローラ１５には、図６に示すように、各発光ダイオード４、５、９およびムーブメント８が接続されている。

コントローラ１５には、図３に示すように、自動車の走行速度を検出するための速度センサ１８が検出信号を入力可能に接続されている。速度センサ１８は、たとえば、電磁ピックアップ型等が用いられており、自動車の変速機の出力軸であるプロペラシャフトの回転数を検出している。

運転者の操作によりイグニッションスイッチ１６がＯＮ状態に切り替えられると、コントローラ１５はそれを検知して、コンビネーションメータ１の作動を開始する。すなわち、発光ダイオード４、５、９を点灯させる。同時に、回転センサ１８からの検出信号に基づいて自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を指針７が文字盤２上に指示するようにムーブメント８を駆動する。これにより、文字盤２上で、文字２ａが橙色で、目盛３ａが青色で、指針７が赤色でそれぞれ発光表示されるとともに、指針７がムーブメント８により回動されて自動車の走行転速度を指示する。

運転者の操作によりイグニッションスイッチ１６がＯＦＦ状態に切り替えられると、コントローラ１５はそれを検知して、コンビネーションメータ１の作動を停止する。すなわち、発光ダイオード４、５、９を消灯させる。同時に、指針７が文字盤２上において速度０ｍｐｈ（ｍｉｌｅ ｐｅｒ ｈｏｕｒ）を指示するようムーブメント８を駆動する。あるいは、ムーブメント８への通電を停止する。ムーブメント８への通電を停止した場合は、ムーブメント８のシャフト８ａは、リターンスプリング（図示せず）の弾性力等により指針７が０ｍｐｈを指示する位置まで回転する。

次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である目盛リング３の構成およびその作用効果、特に視認性におよぼす効果について説明する。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、目盛リング３の表面３ｄに拡散反射部であり多数の微小な凹凸からなるシボ面３ｅを形成している。さらに、シボ面３ｅを構成する凹凸の高低差、つまり、図４中に示す高低差Ｄを、図５に示すグラフのように、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて大きくなるように設定している。

このような構成においては、コンビネーションメータ１に外来光、たとえば太陽光が入射した場合、目盛リング３に入射した太陽光は、シボ面３ｅで拡散反射されるため、運転者の眼に到達するこの反射光の光量は極わずかとなる。これにより、文字盤２の文字２ａと目盛リング３の目盛３ａとにより立体感豊かな計器の見映えを得つつ外来光が入射しても運転者を眩惑することのないコンビネーションメータ１を提供することができる。

また、目盛リング３の各目盛３ａにおける反射光の光量、つまり発光輝度は、光源である発光ダイオード４に近いものほど高く、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて低くなっている。これに対して、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、シボ面３ｅを構成する凹凸の高低差、つまり、図４中に示す高低差Ｄを、図５に示すグラフのように、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて大きくなるように設定している。このため、シボ面３ｅにおける光透過率は、光源である発光ダイオード４に近い部分では低く、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて高くなっている。すなわち、目盛リング３において、目盛３ａの発光輝度が高い部分ではシボ面３ｅの光透過率が低く、目盛３ａの発光輝度が低い部分ではシボ面３ｅの光透過率が高くなっている。したがって、シボ面３ａから出射する目盛３ａからの反射光光量、つまり視認される目盛３ａの発光輝度を全ての目盛３ａにおいてほぼ一様とすることができる。これにより、スピードメータＳの見映えを良好なものにできる。

ところで、目盛リング３内を進行する発光ダイオード４からの光の一部は、目盛３ａに入射せず、直接シボ面３ｅを透過して目盛リング３の外へ出射する。これにより、目盛３ａが青色で明るく発光表示されると同時に、その周囲の部分も目盛３ａよりは低い輝度で青色で薄明るく照明される。これにより、スピードメータＳの見映えを斬新なものにすることができる。

図７に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の部分拡大正面図を示す。

この変形例においては、文字盤２にも、図７に示すように、目盛２ｄを形成している。すなわち、文字盤２に、文字２ａと同様に、透光性橙色着色層を設けて目盛２ｄを形成するとともに、目盛２ｄの輪郭部に遮光性黒色着色層による細幅の縁取り（図示せず）を設けている。文字盤２の目盛２ｄは、目盛リング３に形成された目盛３ａに対して、図７に示すような位置関係となるように形成されている。

この変形例においては、橙色の目盛２ｄと青色の目盛３ａが重なって視認され、また、運転者の姿勢の変化に伴って、運転者から目盛リング３への視線が動くと目盛２ｄと目盛３ａとの重なり度合いが変化して視認される。これにより、スピードメータＳの見映えをより斬新なものにすることができる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、拡散反射部であるシボ面３ｅを構成する凹凸の高低差Ｄを、発光ダイオード４から遠ざかるに連れて大きくなるように設定しているが、高低差Ｄは一定として、凹凸のピッチ、つまり間隔を発光ダイオード４から遠ざかるに連れて大きくなるように設定してもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、拡散反射部としてシボ面３ｅを形成しているが、これに限定する必要はなく、他の種類の拡散反射部、たとえば網点印刷層等を設けてもよい。網点印刷層を設ける場合は、発光ダイオード４に近い部分ほど網点の密度を高め、発行から遠ざかるに連れて網点の密度が低くなるようにすれば、本発明の一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、目盛３ａの発光輝度を一様にすることができる。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、目盛３ａ発光表示用の発光ダイオード４を、目盛リング３の一方の端部にのみ配置しているが、発光ダイオード４を目盛リング３の両端に配置してもよい。この場合は、目盛３ａを形成する反射面を、図８および図９に示すように、各発光ダイオード４に対向する２つの反射面を隣接させて形成すればよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、発光ダイオード４として青色発光ダイオードを用いているが、他の発光色の発光ダイオードを用いてもよい。この場合、目盛３ａは、使用する発光ダイオード４の発光色で発光表示される。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、文字盤２の文字２ａを橙色、周囲部分を白色としているが、この組み合わせに限る必要はなく、文字２ａおよび周囲部分の少なくとも一方を他の色に置き換えてもよい。

また、以上説明した実施形態はコンビネーションメータ１のスピードメータＳを例に説明してきたが、スピードメータＳに限る必要は無く、他の種類の計器、たとえば、当該自動車のエンジン回転速度を指示するタコメータ、燃料タンク内の残存燃料量を指示する燃料計、エンジン冷却水温度を指示する水温計等に適用してもよい。また、一つのコンビネーションメータ１内に計器を複数個備えてもよい。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の部分正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３中のＩＶ部拡大図である。 本発明の一実施形態による車両用指針計器であるコンビネーションメータ１の目盛板３のシボ面３ｂを構成する凹凸の高低差Ｈと光源である発光ダイオードからの距離Ｄとの関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例における部分拡大正面図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における目盛リング３の部分拡大正面図である。 図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（車両用指針計器）
２ 文字盤
２ａ 文字（表示意匠）
２ｂ 貫通孔
２ｃ 貫通孔
２ｄ 目盛
３ 目盛板（導光体）
３ａ 目盛（反射部）
３ｂ 端面
３ｃ 裏面
３ｄ 表面
３ｅ シボ面（拡散反射部、凹凸）
４ 発光ダイオード（光源）
５ 発光ダイオード
６ プリント基板
７ 指針
７ａ ボス部
７ｂ 裏面
７ｃ 反射面
８ ムーブメント（回動内機）
８ａ シャフト
９ 発光ダイオード
１０ 遮光キャップ
１１ ケーシング
１１ａ 遮光筒部
１１ｂ 反射部
１１ｃ 貫通孔
１２ 見返し板
１３ 透明カバー
１４ ロアカバー
１５ コントローラ
１６ イグニッションスイッチ
１７ バッテリ
１８ 速度センサ
Ｄ 距離
Ｈ 高低差
Ｓ スピードメータ

Claims (6)

1. 文字盤と、
   前記文字盤の裏面側に配設されて指針軸を有する回動内機と、
   前記文字盤の表面に沿い回動するように前記指針軸の先端部に支持される指針とを備えた車両用指針計器において、
   前記文字盤上に設けられ光を透過する材料から成る導光体と、
   前記導光体に光を入射する光源とを備え、
   前記導光体は前記光源から発した光を運転者が視認可能に反射する反射部を備え、
   前記導光体の表面に拡散反射部を形成したことを特徴とする車両用指針計器。
2. 前記拡散反射部は多数の微小な凹凸を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用指針計器。
3. 前記凹凸の高低差を前記光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴とする請求項２に記載の車両用指針計器。
4. 前記凹凸のピッチを前記光源から遠ざかるに連れて大きく設定したことを特徴とする請求項２に記載の車両用指針計器。
5. 前記反射部は計器の表示意匠の一部を構成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用指針計器。
6. 前記導光体は前記表示意匠の配列に沿うような形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両用指針計器。

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