JP4352528B2 - 車両用メータの照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用メータの照明装置に関し、特に、発光ダイオード(以下LEDという)を使用して、スピードメータ、タコメータ等の自動車用メータの内部を直接照明するメータ照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の車両用メータの照明装置としては、間接照明装置、エッジライト照明装置、透過照明装置、直接照明装置等がある。間接照明装置は、メータの内部(文字盤の裏面側)に配置した光源の光を文字盤の表面側に照射し、その光をケース内面により反射して、文字、目盛及び指針を間接的に照明する。エッジライト照明装置は、文字盤を透明プラスチックからなる導光板により形成し、メータの内部に配置した光源の光を文字盤の端部に入射すると共に文字盤内部を導いて表面側に照射し、文字、目盛及び指針を照明する。透過照明装置は、文字盤を透明または半透明材料で形成すると共に、文字及び目盛以外の部分の表面を不透明とし、メータの内部に配置した光源の光を文字盤の裏面側から光透過部分である文字及び目盛部分に入射して、文字、目盛及び指針を照明する。直接照明装置は、光源を文字盤の表面側(文字盤前方)に配置し、文字盤表面及び指針を直接的に照明する。なお、光源としては、ランプバルブ(白熱電球)が一般的に使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の照明装置は、直接照明装置を除き、いずれも、光源をメータ内部に配置するため、そのためのスペースを必要とし、メータの厚みが大きくなると共に内部構成が複雑化する。また、メータの内部から文字盤の表面側に光を照射する構成のため、光源の光の伝達経路が比較的長く、光が減衰し、照明効率を低下する可能性がある。その中で、前記透過照明装置は視認性に優れるといわれているが、やはり、文字盤の透過部分の透過率によっては照明効率を低下する可能性がある。一方、従来の直接照明装置は、照明効率の点では理想的であるものの、文字盤前方の斜め上方または斜め下方から光を照射するため、文字盤表面の上下で照度差が生じたり、指針の影が文字盤表面に映ったりして、メータの視認性を低下する可能性がある。
【0004】
そこで、本発明は、メータの内部構造を簡略化して厚みを小さくすることができると共に照明効率を向上することができ、更に、指針の影が文字盤表面に映るのを防止することができる車両用メータの照明装置の提供を課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る車両用メータの照明装置は、文字盤及び指針を有する車両用メータの照明装置であって、前記文字盤の表面側で文字盤の外周に沿って配置され、その両端部から内部に導入した光を前記文字盤の外周側から中央に向かって多方向から放射自在な導光リングと、樹脂材料より上下両端を開口する四角筒状に形成され、前記導光リングの各端部に嵌め込むことにより、前記導光リングの固定突部が固定孔に嵌合して、前記導光リングの各端部に密着保持する前記導光リングの両端部が装着されるLEDケースと、前記導光リングの両端に配置され、前記導光リングの内部に向かって発光自在なLEDと、前記導光リングの下端の前記LEDケースに固着して保持され、前記LEDを実装し、可撓性を有する短帯状の端子部を一体に形成したフレキシブルプリント基板と、前記発光ダイオードを発光駆動する発光駆動回路とを具備する。
【0006】
したがって、発光駆動回路により光源としてのLEDを発光駆動すると、LEDの光は導光リングの両端から導光リング内に入射し、導光リング内を周方向に伝播する。そして、導光リングがLEDの光を文字盤の表面の外周側から中央に向かって放射する。よって、LEDの光は、最終的に、導光リングを介して、文字盤及び指針に直接的に照射される。このとき、LED及び導光リングは、文字盤の表面側に配置され、メータの内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤の表面側から文字盤及び指針を直接的に照明する。また、LEDの光は導光リングの両端から入射し、導光リングを伝播するときに、導光リングの内周面側から中央に向かって順次放射される。よって、LEDの光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。
【0007】
更に、導光リングは、LEDから導入した光をその内周面側(文字盤の外周側)から中央に向かって、即ち、指針の駆動軸付近に向かって多方向から放射する。よって、文字盤の外周から多方向の光が文字盤全体を照明するため、一方向からの光により指針の影が文字盤に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。加えて、導光リングが文字盤の外周に沿って存在し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。また、導光リングは、文字盤の外周側に配置され、通常はマスク部材等により遮蔽されて外部から視認されることはない。
【0010】
請求項2に係る車両用メータの照明装置は、請求項1乃至4のいずれかの構成において、前記文字盤の目盛及び文字を蛍光物質により形成し、前記LEDを短波長を発光自在なLEDより構成したものである。
【0011】
したがって、LEDから短波長域の光が照射され、その短波長域の光により蛍光物質からなる目盛及び文字が蛍光発光して、運転者に視認される。ここで、LEDは、ランプバルブと比較して、消費電力が小さく、発光に際して発熱を伴わず、省スペース化することができるという効果を有する。一方、LEDは比較的小さな光源であり、光の照射範囲が小さくなる可能性があり、照明の均一性の点で考慮する余地がある。しかし、請求項5の照明装置では、文字盤の目盛及び文字を蛍光物質より形成しているため、簡単に均一性を出すことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態を通じて同一の部材または要素には同一の符号または部材番号を付してその説明を省略する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。図2は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータを裏面側から見て示す分解斜視図である。図3は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の導光リングに対するLEDの装着状態を示す斜視図である。図4は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の導光リングに対するLEDの装着状態を示す断面図である。図5は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置のフレキシブルプリント基板を示す平面図である。図6は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの組み立て状態(完成状態)を裏面側から見て示す斜視図である。図7は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を自動車用メータの見返し板に組み付けた状態をその裏面側から見て示す斜視図である。図8は図7のA−A線断面図である。図9は図7のB−B線断面図である。
【0014】
実施の形態1の車両用メータの照明装置は、コンビネーションメータ等の自動車用メータに適用される。この自動車用メータは、図1及び図2に示すように、非透明樹脂製のメータケース10と、メータケース10の前面側に装着される見返し板50とを備える。メータケース10の後面の下端部中央には左右に延びる長孔11が形成され、また、長孔11の周囲には突起状のねじ受け部12が一体形成されている。メータケース10内の左部にはタコメータ部20が設けられている。タコメータ部20は、文字盤21と、指針22とを有する。文字盤21の外周部には、エンジン回転数を表す目盛及び文字が所定間隔で配置されている。また、メータケース10内の中央部にはスピードメータ部30が設けられている。スピードメータ部30は、文字盤31と、指針32とを有する。文字盤31の外周部には、車速を表す目盛及び文字が所定間隔で配置されている。更に、メータケース10内の右部には燃料計、電圧計及び温度計等の補助計器を適宜配置した補助メータ部40が設けられている。補助メータ部40は、文字盤41と、各種計器の指針42,43,44とを有する。文字盤41において各種計器の外周部には、それぞれ、その計器の変量(燃料残量、バッテリ電圧、冷却水温度等)を表す目盛及び文字が所定間隔で配置されている。
【0015】
一方、図2に示すように、見返し板50は、非透明樹脂製のケース状をなし、その後端側に平板状のマスク部51を有している。マスク部51は、前記タコメータ部20、スピードメータ30部及び補助メータ部40に対応する位置に、それぞれ、開口52,53,54を形成している。そして、各開口52,53,54からタコメータ部20、スピードメータ30部及び補助メータ部40の各文字盤21,31,41及び指針22,32,42,43,44が露出している。更に、マスク部51の裏面には、開口52,53,54の周囲の所定位置に円柱状のかしめ突部55が一体形成されている。加えて、見返し板50の下端で左右に延びるフランジ部56の中央部上方には、若干の間隙を置いて、左右一対の突起状の圧入部57が一体形成されている。なお、見返し板50の前面側の開口にはカバーレンズ59が装着される。
【0016】
次に、本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の構成について説明する。
実施の形態1の車両用メータの照明装置は、図7に示すように、略馬蹄状の導光リング60,70,80を備えている。導光リング60,70,80は、透明アクリル樹脂等の所定の導光体より、タコメータ部20、スピードメータ30部及び補助メータ部40に対応して、それぞれ一体形成される。即ち、導光リング60,70,80は、その内径が対応する開口52,53,54より若干大径となるよう形成され、マスク部51の開口52,53,54周縁部に沿って配置されて、開口52,53,54から露出しないようになっている。また、導光リング60,70,80の前面側には、前記見返し板50裏面のかしめ突部55に対応する位置に、取付片61,71,81が一体形成されている。取付片61,71,81は中央に円形孔を有し、導光リング60,70,80の外周面から外方に突出する略半円板状をなしている。
【0017】
そして、前記見返し板50の対応するかしめ突部55を取付片61,71,81の円形孔に挿入することにより、見返し板50裏面に導光リング60,70,80を位置決めする。その後、取付片61,71,81から突出するかしめ突部55の先端部を熱かしめすることにより、見返し板50の開口52,53,54の外周に沿って導光リング60,70,80を接合固定するようになっている(図7参照)。なお、導光リング60,70,80を見返し板50の裏面に位置決めして固定するには、上記のように熱かしめを利用する以外にも、クリップ、ねじ、接着等、その他の接合手段を利用することができる。
【0018】
これにより、導光リング60,70,80は、図8及び図9に示すように、タコメータ部20、スピードメータ部30及び補助メータ部40の文字盤21,31,41の平面方向と直行する方向において指針22,32,42より前方に配置される。また、上記のように、導光リング60,70,80は、文字盤21,31,41の表面側で文字盤21,31,41の外周に沿って配置される。そして、導光リング60,70,80は、その両端部から内部に導入した光を周方向に導き、図8及び図9中矢印で示すように、内周面側(文字盤21,31,41の外周側)から内方(文字盤21,31,41の中央)に向かって多方向から放射自在となっている。よって、導光リング60,70,80の外周面及び厚さ方向両側面(前側面及び後側面)には白色塗料、反射剤等の反射膜を設けることが好ましい。更に、導光リング60,70,80の前側面は見返し板50の内側面の対応する位置に設けた半円球状の支持突部51aに当接した状態で見返し板50に固定される。
【0019】
図3に示すように、導光リング60,70,80の両端部の後面には略方形状の固定突部62が一体形成されている(導光リング60の場合のみ図示)。この導光リング60,70,80の両端部には、LEDケース90が装着される。LEDケース90は、樹脂材料より上下両端を開口する四角筒状に形成されている。また、LEDケース90の後側面には、前記導光リング60,70,80の固定突部62に対応する略方形状の固定孔91が形成されている。そして、LEDケース90を導光リング60,70,80の各端部に下方から嵌め込むことにより、導光リング60,70,80の固定突部62が弾性変形して、LEDケース90の固定孔91に嵌合する。このようにして、LEDケース90を導光リング60,70,80の各端部に密着保持するようになっている。
【0020】
前記LEDケース90内の下端部には光源としてのLED95が収容され、LEDケース90を介してLED95を導光リング60,70,80の両端に装着するようになっている。LED95は、赤色R、緑色G、青色Bの三原色のチップLEDを有するマルチカラーLEDであり、白色を含む任意の色を発光自在なものである。このLED95は、フレキシブルプリント基板100に実装される。フレキシブルプリント基板100は、見返し板50の下端に略対応する長さの帯状に形成され、その後端(図2中下端)中央に可撓性を有する短帯状の端子部101を一体形成している。フレキシブルプリント基板100は、見返し板50に固定した導光リング60,70,80の下端のLEDケース90に固着して保持される。
【0021】
詳細には、前記LEDケース90の下端の四隅には四角柱状の小片状をなす固着突起92が一体形成されている。一方、フレキシブルプリント基板100には、見返し板50に固定した導光リング60,70,80の下端に対応する位置に、それぞれ、4個1組の固着孔102が形成されている。各固着孔102は固着突起92に対応する四角孔状をなし、図4に示すように、各固着突起92に対応する位置に形成されている。そして、固着孔102を固着突起92に嵌合して接着等により固着することにより、フレキシブルプリント基板をLEDケース90に保持するようになっている。また、フレキシブルプリント基板100の中央の端子部101相当部分は、見返し板50下端のフランジ部56内側面(上側面)と圧入部57との間に後方から圧入され、保持されている。
【0022】
図5に示すように、フレキシブルプリント基板100の各組の固着孔102の内側には、それぞれ、前記LED95が実装されている。よって、フレキシブルプリント基板100をLEDケース90に保持することにより、LED95がLEDケース90内の下端に収容して配置され、導光リング60,70,80の下端面に対向するようになっている。ここで、フレキシブルプリント基板100の各位置に実装し、LEDケース90内に収容するLED95の数は任意であるが、本実施の形態では、導光リング60,80の各下端に対しては1個のLED95を、導光リング70の各下端に対しては2個のLED95を、それぞれ用意している。これは、導光リング70は比較的大径及び大面積のスピードメータ部30の照明用であることから、他に比較して大きな輝度を得るようにするためである。
【0023】
図6に示すように、前記メータケース10及び見返り板50は互いに接合して一体化され、メータケース10内部に前記組み付け状態の導光リング60,70,80、フレキシブルプリント基板100等を収容するようになっている。また、フレキシブルプリント基板100の端子部101は、メータケース10の長孔11から外部に引き出される。一方、メータケース10の後面には制御ユニットカバー(ECUカバー)111が装着される。ECUカバー111外側面には、メータケース10のねじ受け部12に対応する位置に、固着片112がそれぞれ一体形成されている。各固着片112は、中央に円形孔を有する略半円板状をなす。そして、ねじ(図示略)を固着片112の円形孔に挿入し、メータケース10のねじ受け部12にねじ込むことにより、ECUカバー111をメータケース10裏面所定位置に固定するようになっている。
【0024】
ECUカバー111の内部には発光駆動回路としての制御ユニット(ECU)113が収容されている。また、ECU113には、メータケース10の長孔11から外部に引き出したフレキシブルプリント基板100の端子部101が接続されている。そして、ECU113の制御により、LED95を発光駆動するようになっている。更に、ECU113には色変えスイッチ115が端子116を介して接続されている。そして、色変えスイッチ115を操作することにより、ECU113によりフレキシブルプリント基板100を介してLED95の発光色を所望の色に変更自在となっている。本実施の形態では、ECU113によりLED95を駆動すると、LED95が導光リング60,70,80の内部に向かって発光し、導光リング60,70,80が、文字盤21,31,41と指針22,32,42との間で、文字盤21,31,41の外周側から中心(指針22,32,42の駆動軸)に向かってLED95の光を放射するようになっている。
【0025】
次に、上記のように構成された実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の作用を説明する。
本実施の形態に係る車両用メータの照明装置では、夜間等、メータ類の照明が必要なときに、計器盤調光スイッチ等の所定のスイッチ(図示略)を操作すると、ECU113の制御によりフレキシブルプリント基板100を介してLED95が発光駆動される。すると、LED95の光は各導光リング60,70,80の両端(下端)から導光リング60,70,80内に入射し、導光リング60,70,80内を周方向に伝播する。そして、導光リング60,70,80がLED95の光を文字盤21,31,41の表面の外周側から中央に向かって放射する。よって、LED95の光は、最終的に、導光リング60,70,80を介して、文字盤21,31,41及び指針22,32,42に直接的に照射される。
【0026】
このとき、LED95及び導光リング60,70,80は、文字盤21,31,41の表面側に配置され、自動車用メータの内部構造ではなく外部構造として存在する。即ち、LED95及び導光リング60,70,80は、文字盤21,31,41より内部側ではなく外部側(表面側)に存在し、文字盤21,31,41の表面側から文字盤21,31,41及び指針22,32,42を直接的に照明する。その結果、自動車用メータの内部構造に光源及び導光体等のメータ照明用の各種部材を配置するためのスペースが不要となり、自動車用メータの厚みを小さくすることができると共に自動車用メータの内部構成を簡略化して、自動車用メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0027】
また、LED95の光は導光リング60,70,80の両端から入射し、導光リング60,70,80を伝播するときに、導光リング60,70,80の内周面側から中央に向かって順次放射される。よって、LED95の光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLED95で自動車用メータを効率的に照明することができる。
【0028】
更に、導光リング60,70,80は、LED95から導入した光をその内周面側(文字盤21,31,41の外周側)から中央に向かって、即ち、指針22,32,42の駆動軸付近に向かって多方向から放射する。よって、文字盤21,31,41の外周から多方向の光が文字盤21,31,41全体を照明するため、一方向からの光により指針22,32,42の影が文字盤21,31,41に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針22,32,42の影が文字盤21,31,41表面に映ることはなく、自動車用メータの視認性を低下することはない。加えて、導光リング60,70,80が文字盤21,31,41の周方向全体にわたって存在し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤21,31,41表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。
【0029】
また、導光リング60,70,80、LED95等、本実施の形態に係る照明装置の各部材は、文字盤21,31,41の外周側に配置され、マスク部材51により遮蔽されて外部から視認されることはない。その結果、本実施の形態の照明装置が自動車用メータの意匠性を損なうことはなく、自動車用メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0030】
更に、本実施の形態では、LED95を三原色のチップLEDを有するマルチカラーLEDとすると共に、ECU113に色変えスイッチ115を接続したため、LED95を所望の色で発光自在である。よって、LED95の発光色を必要に応じて変更し、自動車用メータを所望の色で照明することができる。その結果、自動車用メータの照明における意匠性を多様化して多彩なイルミネーション効果を発揮することができる。
【0031】
図10は本発明の実施の形態2に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。図11は本発明の実施の形態2に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【0032】
実施の形態2に係る車両用メータの照明装置は、実施の形態1と同様、文字盤21,31,41及び指針22,32,42を有する自動車用メータに適用される。一方、実施の形態1では導光リング60,70,80によりLED95の光を文字盤21,31,41の中央に照射するのに対し、図10に示すように、本実施の形態では、支持部材としての支持アーム121に設けたLED123の発光を指針22,32,42の駆動軸から文字盤21,31,41の外周側に照射する。詳細には、支持アーム121は、文字盤21,31,41の表面側で指針22,32,42の駆動軸の正面(前面)に対向して配置される(スピードメータ部30の場合のみ図示)。支持アーム121は、文字盤21,31,41の下端の中央から垂直上方に延びる平板状をなしている。支持アーム121の先端部は略半円板状(環状)をなし、指針22,32,42の駆動軸に重なり、駆動軸を前方から完全に覆うよう配置される。図11に示すように、支持アーム121の内側面と指針22,32,42の駆動軸の前面との間には若干の間隙が設けられ、支持アーム121が指針22,32,42と干渉しないようになっている。
【0033】
また、LED123は、支持アーム121の環状をなす先端部(上端部)の外周に沿って環状に配置される。LED123は、文字盤21,31,41の目盛及び文字の角度範囲と対応する角度範囲に設けられ、指針22,32,42の駆動軸を略中心とする略放射方向に発光して文字盤21,31,41の全体及び指針22,32,42を照明自在である。本実施の形態では、複数個のLED123が、支持アーム121の先端部に所定の角度間隔で配置されている。LED123は、実施の形態1のECU113と同様のECU(発光駆動回路)により発光駆動されるようになっている。なお、LED123としては、実施の形態1と同様にマルチカラーLEDを使用し、実施の形態1と同様に色変えスイッチ115により所望の色及び態様で発光制御するようにしても良い。
【0034】
上記のように構成した実施の形態2に係る車両用メータの照明装置では、実施の形態1と同様にして、ECUにより光源としてのLED123を発光駆動すると、LED123の光は、支持アーム121から文字盤21,31,41の外周側に向かって放射され、文字盤21,31,41及び指針22,32,42に直接的に照射される。このとき、支持アーム121及びLED123は、文字盤21,31,41の表面側に配置され、各種メータ部20,30,40の内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤21,31,41の表面側から文字盤21,31,41及び指針22,32,42を直接的に照明する。その結果、自動車用メータ20,30,40の内部に光源等を配置するためのスペースが不要となり、自動車用メータの厚みを小さくすることができると共に自動車用メータの内部構成を簡略化して、自動車用メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0035】
また、LED123の光は、指針22,32,42の駆動軸の支持アーム121位置から文字盤21,31,41の外周側に向かって直接放射される。よって、LED123の光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLED123でメータを効率的に照明することができる。
【0036】
更に、LED123の光は、指針22,32,42の駆動軸を略中心とする略放射方向に伝播し、文字盤21,31,41の表面の中心位置である指針22,32,42の駆動軸の位置から文字盤21,31,41の外周側に向かって放射方向に進行する。即ち、LED123の光は、指針22,32,42の駆動軸部分から文字盤21,31,41の外周側に向かって多方向に放射される。よって、指針22,32,42がどの回動位置にあっても、LED123からの照射光は指針22,32,42の長さ方向に進行し、指針22,32,42の真下に影が形成される。
【0037】
また、LED123の光は、文字盤21,31,41の外周に向かって多方向に放射され、文字盤21,31,41全体を照明するため、一方向からの光により指針22,32,42の影が文字盤21,31,41に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針22,32,42の影が文字盤21,31,41表面に映ることはなく、自動車用メータの視認性を低下することはない。加えて、LED123が文字盤21,31,41の中心から外周側に向かって放射方向に発光し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤21,31,41表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。
【0038】
なお、LED123の配置間隔を広くすると共に指向性を狭くすることにより、LED123の発光が指針22,32.42の幅方向一側から指針22,32,42に放射されて指針22,32,42の側方の文字盤21,31,41表面に指針22,32,42の影が映ることをより効果的に防止することができる。また、LED123をマルチカラーLEDにする等、複数色を発光自在なよう構成すれば、LED123により所望の色変わり照明を行うことができ、メータ照明の意匠性を多様化して多彩なイルミネーション効果を発揮することができる。更に、支持アーム121は、各種メータ部20,30,40の下部と一体化する等、その意匠を工夫することが好ましい。こうすれば、自動車用メータの意匠性を損なうことはなく、自動車用メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0039】
図12は本発明の実施の形態3に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【0040】
実施の形態3に係る車両用メータの照明装置は、支持部材の構成においてい実施の形態2に係る車両用メータの照明装置と異なる。その他の構成は実施の形態2に係る車両用メータの照明装置と同様である。即ち、実施の形態3では、図12に示すように、支持部材として、各種メータ部20,30,40に意匠的に一体化した形状の支持片131を採用している(スピードメータ部30の場合のみ図示)。この支持片131は、文字盤21,31,41の下端全体から上方に延びる略扇板状をなしている。支持片131の先端部は略半円板状(環状)をなし、指針22,32,42の駆動軸に重なり、駆動軸を前方から完全に覆うよう配置される。実施の形態2と同様、支持片131の内側面と指針22,32,42の駆動軸の前面との間には若干の間隙が設けられ、支持片131が指針22,32,42と干渉しないようになっている。
【0041】
また、実施の形態2と同様、LED133は、支持片131の環状をなす先端部(上端部)の外周に沿って環状に配置される。LED133は、文字盤21,31,41の目盛及び文字の角度範囲と対応する角度範囲に設けられ、指針22,32,42の駆動軸を略中心とする略放射方向に発光して文字盤21,31,41の全体及び指針22,32,42を照明自在である。本実施の形態では、実施の形態2と同様、複数個のLED133が、支持片131の先端部に所定の角度間隔で配置されている。LED133は、実施の形態2と同様、ECU(発光駆動回路)により発光駆動されるようになっている。また、LED133としては、実施の形態1と同様にマルチカラーLEDを使用し、実施の形態1と同様に色変えスイッチ115により所望の色及び態様で発光制御するようにしても良い。
【0042】
上記のように構成した実施の形態3に係る車両用メータの照明装置は、実施の形態2と同様にして動作し、同様の効果を発揮する。更に、実施の形態3に係る車両用メータの照明装置は、支持部材として各種メータ部20,30,40に意匠的に一体化した形状の支持片131を採用しているため、自動車用メータの意匠性を損なうことはなく、自動車用メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0043】
ところで、実施の形態1〜3のLED95,123,133としては、三原色のチップLEDを有するLEDの代わりに、任意の二色以上のチップLEDを有するLEDを使用したり、単色のLEDを使用したり、或いは、チップLEDではなくLEDランプを使用しても良い。
【0044】
図13は本発明の実施の形態4に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。図14は本発明の実施の形態4に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【0045】
実施の形態4に係る車両用メータの照明装置は、実施の形態1と同様、文字盤21,31,41及び指針22,32,42を有する自動車用メータに適用される。一方、実施の形態1では導光リング60,70,80によりLED95の光を文字盤21,31,41の中央に照射するのに対し、図13に示すように、本実施の形態では、LED141の発光を反射鏡145により反射して文字盤21,31,41の中央に照射する。詳細には、砲弾型LEDランプからなる複数のLED141が、文字盤21,31,41の表面側で文字盤21,31,41に近接してその外周側に略環状に配置されている(スピードメータ部30の場合のみ図示)。各LED141は文字盤21,31,41の外周に沿って所定間隔で配置されている(図示の例では車速目盛20km毎に1個)。また、LED141は、図14に示すように、文字盤21,31,41の外周部表面に固着したプリント基板142に実装され、文字盤21,31,41の平面方向と略直行する方向に発光自在である。
【0046】
前記反射鏡145は、文字盤21,31,41の外周側で、かつ、指針22,32,42より前方(見返し板50の前端側)の位置に配置される。即ち、反射鏡145は環状または馬蹄形状の平面形状を有し、見返し板50の前端内側面に傾斜して固定される。そして、反射鏡145は、所定間隔で環状に配置したLED141と対向するよう、文字盤21,31,41の外周に沿って略環状に配設され、LED141の発光を指針22,32,42の駆動軸に向かう方向に反射する。なお、前記LED141は、実施の形態1のECU113と同様のECU(発光駆動回路)により、プリント基板142を介して発光駆動されるようになっている。また、LED141としては、実施の形態1と同様にマルチカラーLEDを使用し、実施の形態1と同様に色変えスイッチ115により所望の色及び態様で発光制御するようにしても良い。
【0047】
上記のように構成した実施の形態4に係る車両用メータの照明装置では、実施の形態1と同様にして、ECUにより光源としてのLED141を発光駆動すると、LED141の光は反射鏡145に向かって進行し、反射鏡145で反射する。そして、反射鏡145がLED141の光を文字盤21,31,41の表面の外周側から中央に向かって放射する。よって、LED141の光は、最終的に、反射鏡145を介して、文字盤21,31,41及び指針22,32,42に直接的に照射される。このとき、LED141及び反射鏡145は、文字盤21,31,41の表面側に配置され、各種メータ部20,30,40の内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤21,31,41の表面側から文字盤21,31,41及び指針22,32,42を直接的に照明する。その結果、自動車用メータ内部に光源等を配置するためのスペースが不要となり、自動車用メータの厚みを小さくすることができると共に自動車用メータの内部構成を簡略化して、自動車用メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0048】
また、LED141の光は、文字盤21,31,41の表面に近接する位置から指針22,32,42の前方の反射鏡145位置まで進行し、反射鏡145に直接入射すると共に反射されて、文字盤21,31,41の外周側から中央に向かって放射される。よって、LED141の光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLED141で自動車用メータを効率的に照明することができる。
【0049】
更に、反射鏡145は、LED141からの光を反射し、文字盤21,31,41の外周側から中央に向かって、即ち、指針22,32,42の駆動軸付近に向かって多方向から放射する。よって、文字盤21,31,41の外周から多方向の光が文字盤21,31,41全体を照明するため、一方向からの光により指針22,32,42の影が文字盤21,31,41に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針22,32,42の影が文字盤21,31,41表面に映ることはなく、自動車用メータの視認性を低下することはない。
【0050】
加えて、反射鏡145が文字盤21,31,41の外周に沿って存在し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤21,31,41表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。なお、LED141をマルチカラーLEDにする等、複数色を発光自在なよう構成すれば、LED141により所望の色変わり照明を行うことができ、メータ照明の意匠性を多様化して多彩なイルミネーション効果を発揮することができる。また、反射鏡145は、文字盤21,31,41の外周側に配置され、通常はマスク部材51等により遮蔽されて外部から視認されることはない。その結果、反射鏡145が自動車用メータの意匠性を損なうことはなく、自動車用メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0051】
図15は本発明の実施の形態5に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。図16は本発明の実施の形態5に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【0052】
実施の形態5に係る車両用メータの照明装置は、図15及び図16に示すように、実施の形態4の反射鏡145を省略し、LED151の発光を直接文字盤21,31,41の外周側から中央に放射する点において実施の形態4に係る車両用メータの照明装置と異なる。その他の構成は実施の形態4に係る車両用メータの照明装置と同様である。具体的には、実施の形態5では、砲弾型LEDランプからなる複数のLED151が、文字盤21,31,41の表面側でその外周側に略環状に配置されている(スピードメータ部30の場合のみ図示)。LED151は、上記実施の形態4の反射鏡145に対応する位置に所定間隔で配置されている(図示の例では車速目盛20km毎に1個)。また、LED151は、見返し板50の外周内側面に環状に固着したプリント基板152に実装されると共に、指針22,32,42より前方の位置に配置され、指針22,32,42の駆動軸に向かう方向に発光自在である。なお、前記LED151は、実施の形態4と同様にしてECUにより、プリント基板152を介して発光駆動されるようになっている。また、LED151としては、実施の形態1と同様にマルチカラーLEDを使用し、実施の形態1と同様に色変えスイッチ115により所望の色及び態様で発光制御するようにしても良い。
【0053】
上記のように構成した実施の形態5に係る車両用メータの照明装置では、実施の形態1と同様にして、ECUにより光源としてのLED151を発光駆動すると、LED151の光は、文字盤21,31,41の表面の外周側から中央に向かって伝播し、文字盤21,31,41及び指針22,32,42に直接的に照射される。このとき、LED151は、文字盤21,31,41の表面側に配置され、各種メータ部20,30,40の内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤21,31,41の表面側から文字盤21,31,41及び指針22,32,42を直接的に照明する。その結果、自動車用メータ内部に光源等を配置するためのスペースが不要となり、自動車用メータの厚みを小さくすることができると共に自動車用メータの内部構成を簡略化して、自動車用メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0054】
また、LED151の光は、文字盤21,31,41の表面側で、文字盤21,31,41の外周側から中央に向かって直接放射される。よって、LED151の光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLEDでメータを効率的に照明することができる。
【0055】
更に、LED151からの光は、文字盤21,31,41の外周側から中央に向かって、即ち、指針22,32,42の駆動軸付近に向かって多方向から放射される。よって、文字盤21,31,41の外周から多方向の光が文字盤21,31,41全体を照明するため、一方向からの光により指針22,32,42の影が文字盤21,31,41に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針22,32,42の影が文字盤21,31,41表面に映ることはなく、自動車用メータの視認性を低下することはない。
【0056】
加えて、LED151が文字盤21,31,41の外周に沿って存在し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤21,31,41表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。なお、LED151をマルチカラーLEDにする等、複数色を発光自在なよう構成すれば、LED151により所望の色変わり照明を行うことができ、メータ照明の意匠性を多様化して多彩なイルミネーション効果を発揮することができる。また、LED151は、文字盤21,31,41の外周側に配置され、通常はマスク部材51等により遮蔽されて外部から視認されることはない。その結果、LED151が自動車用メータの意匠性を損なうことはなく、自動車用メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0057】
ところで、実施の形態4及び5では、LED141,151として砲弾型LEDランプを使用したが、チップLEDを使用しても良い。また、LED141,151としては、任意の二色以上のチップLEDを内蔵するLEDを使用したり、単色のLEDを使用しても良い。
【0058】
このように、上記実施の形態1,4,5に係る車両用メータの照明装置は、文字盤21,31,41及び指針22,32,42を有する車両用メータに適用されるものであって、前記文字盤21,31,41の表面側及び外周側で、かつ、指針22,32,42の前方に導光リング60,70,80、反射鏡145若しくはLED151を配置し、ECU113により駆動したLED95,141,151の発光を前記文字盤21,31,41の外周側から中央に向かって多方向から放射して、前記文字盤21,31,41及び指針22,32,42を照明するものである。
【0059】
また、上記実施の形態2及び3に係る車両用メータの照明装置は、前記文字盤21,31,41の表面側で前記指針22,32,42の駆動軸に対向して配置した支持部材121,131にLED123,133を配置し、ECU113により駆動したLED123,133の発光を前記駆動軸を略中心とする略放射方向に放射して前記文字盤21,31,41及び指針22,32,42を照明するものである。
【0060】
即ち、上記各実施の形態は、文字盤21,31,41の外周側から中央(指針22,32,42の駆動軸)へと、或いはその逆に、文字盤21,31,41の中央から外周側へと、LED95,123,133,141,151の発光を放射方向に放射して、文字盤21,31,41及び指針22,32,42を照明するものである。
【0061】
したがって、ECU113によりLED95,123,133,141,151を発光駆動すると、LED95,123,133,141,151の光は、直接、または、導光リング60等を介して、文字盤21,31,41の表面の外周側から中央に向かって、或いはその逆に、文字盤21,31,41の表面の中央から外周側に向かって放射される。
【0062】
よって、LED95,123,133,141,151の光は、最終的に、文字盤21,31,41及び指針22,32,42に直接的に照射される。このとき、LED95,123,133,141,151等は、文字盤21,31,41の表面側に配置され、メータの内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤21,31,41の表面側から文字盤21,31,41及び指針22,32,42を直接的に照明する。その結果、メータ内部に光源等を配置するためのスペースが不要となり、メータの厚みを小さくすることができると共にメータの内部構成を簡略化して、メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0063】
また、LED95,123,133,141,151の光は文字盤21,31,41の外周側から中に向かって、または、中央から外周側に向かって直接的に放射される。よって、LED95,123,133,141,151の光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLED95,123,133,141,151でメータを効率的に照明することができる。
【0064】
更に、LED95,123,133,141,151の光は、文字盤21,31,41の外周側から中央(指針22,32,42の駆動軸)に向かって、または、中央(指針22,32,42の駆動軸)から文字盤21,31,41の外周側に向かって、多方向に放射される。よって、多方向の光が文字盤21,31,41全体を照明するため、一方向からの光により指針22,32,42の影が文字盤に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針22,32,42の影が文字盤21,31,41表面に映ることはなく、メータの視認性を低下することはない。加えて、LED95,123,133,141,151の光が目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤21,31,41表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。
【0065】
ところで、本発明の車両用メータの照明装置は、上記各実施の形態の文字盤21,31,41の目盛及び文字を蛍光塗料等の蛍光物質により形成し、前記LED95,123,133,141,151を短波長を発光自在なLEDより構成してもよい。こうすると、LED95,123,133,141,151から短波長域の光が照射され、その短波長域の光により蛍光物質からなる目盛及び文字が蛍光発光して、運転者に視認される。ここで、LEDは、ランプバルブと比較して、消費電力が小さく、発光に際して発熱を伴わず、省スペース化することができるという効果を有する。一方、LEDは比較的小さな光源であり、光の照射範囲が小さくなる可能性があり、照明の均一性の点で考慮する余地がある。しかし、本構成の照明装置では、文字盤21,31,41の目盛及び文字を蛍光物質より形成しているため、簡単に均一性を出すことができる。その結果、少ない個数のLED95,123,133,141,151で効率的に自動車用メータ全体を均一に照明することができる。
【0066】
なお、短波長域を発光自在なLEDとしては、短波長域のみを発光する通常の短波長LEDの他、短波長域及び可視光域を発光自在な可視光短波長LEDを使用することもできる。また、短波長域の光としては、発光ピーク波長約380nmでスペクトル半値幅約40nmの紫外光が好ましい。これより短い波長の光では、文字盤等の樹脂材料及び蛍光塗料が早期に劣化する等の不具合を生じる可能性がある。一方、これより長い波長の光では、蛍光物質の十分な励起が行われず、文字盤の目盛及び文字の蛍光発光が弱くなる可能性がある。かかる短波長LEDとしては、例えば、アルミガリウムナイトライド(Alx Ga1−x N)系のLEDを使用することができる。
【0067】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に係る車両用メータの照明装置は、文字盤及び指針を有する車両用メータに適用されるものであって、前記文字盤の表面側で文字盤の外周に沿って配置され、その両端部から内部に導入した光を前記文字盤の外周側から中央に向かって多方向から放射自在な導光リングと、樹脂材料より上下両端を開口する四角筒状に形成され、前記導光リングの各端部に嵌め込むことにより、前記導光リングの固定突部が固定孔に嵌合して、前記導光リングの各端部に密着保持する前記導光リングの両端部が装着されるLEDケースと、前記導光リングの両端に配置され、前記導光リングの内部に向かって発光自在なLEDと、前記導光リングの下端の前記LEDケースに固着して保持され、前記LEDを実装し、可撓性を有する短帯状の端子部を一体に形成したフレキシブルプリント基板と、前記LEDを発光駆動する発光駆動回路とを具備する。
【0068】
したがって、発光駆動回路により光源としてのLEDを発光駆動すると、LEDの光は導光リングの両端から導光リング内に入射し、導光リング内を周方向に伝播する。そして、導光リングがLEDの光を文字盤の表面の外周側から中央に向かって放射する。よって、LEDの光は、最終的に、導光リングを介して、文字盤及び指針に直接的に照射される。このとき、LED及び導光リングは、文字盤の表面側に配置され、メータの内部構造ではなく外部構造として存在し、文字盤の表面側から文字盤及び指針を直接的に照明する。その結果、メータ内部に光源等を配置するためのスペースが不要となり、メータの厚みを小さくすることができると共にメータの内部構成を簡略化して、メータを薄型化及びコンパクト化することができる。
【0069】
また、LEDの光は導光リングの両端から入射し、導光リングを伝播するときに、導光リングの内周面側から中央に向かって順次放射される。よって、LEDの光の伝達経路が短くなり、光の減衰率を小さくして、照明効率を向上することができる。その結果、少ない数のLEDでメータを効率的に照明することができる。
【0070】
更に、導光リングは、LEDから導入した光をその内周面側(文字盤の外周側)から中央に向かって、即ち、指針の駆動軸付近に向かって多方向から放射する。よって、文字盤の外周から多方向の光が文字盤全体を照明するため、一方向からの光により指針の影が文字盤に映るような場合でも他方向からの光がその影を打ち消す。その結果、指針の影が文字盤表面に映ることはなく、メータの視認性を低下することはない。加えて、導光リングが文字盤の外周に沿って存在し、目盛及び文字の全体を均一に照明する。その結果、文字盤表面の上下で照度差が生じることはなく、視認性を一層向上することができる。なお、LEDをマルチカラーLEDにする等、複数色を発光自在なよう構成すれば、LEDにより所望の色変わり照明を行うことができ、メータ照明の意匠性を多様化して多彩なイルミネーション効果を発揮することができる。また、導光リングは、文字盤の外周側に配置され、通常はマスク部材等により遮蔽されて外部から視認されることはない。その結果、導光リングがメータの意匠性を損なうことはなく、メータの見栄えを良好に維持することができる。
【0074】
請求項2に係る車両用メータの照明装置は、請求項1の構成において、前記文字盤の目盛及び文字を蛍光物質により形成し、前記LEDを短波長の発光自在なLEDより構成したものである。
【0075】
したがって、LEDから短波長域の光が照射され、その短波長域の光により蛍光物質からなる目盛及び文字が蛍光発光して、運転者に視認される。ここで、LEDは、ランプバルブと比較して、消費電力が小さく、発光に際して発熱を伴わず、省スペース化することができるという効果を有する。一方、LEDは比較的小さな光源であり、光の照射範囲が小さくなる可能性があり、照明の均一性の点で考慮する余地がある。しかし、請求項5の照明装置では、文字盤の目盛及び文字を蛍光物質より形成しているため、簡単に均一性を出すことができる。その結果、少ないLEDで効率的にメータ全体を均一に照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【図2】 図2は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータを裏面側から見て示す分解斜視図である。
【図3】 図3は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の導光リングに対するLEDの装着状態を示す斜視図である。
【図4】 図4は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置の導光リングに対するLEDの装着状態を示す断面図である。
【図5】 図5は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置のフレキシブルプリント基板を示す平面図である。
【図6】 図6は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの組み立て状態(完成状態)を裏面側から見て示す斜視図である。
【図7】 図7は本発明の実施の形態1に係る車両用メータの照明装置を自動車用メータの見返し板に組み付けた状態をその裏面側から見て示す斜視図である。
【図8】 図8は図7のA−A線断面図である。
【図9】 図9は図7のB−B線断面図である。
【図10】 図10は本発明の実施の形態2に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【図11】 図11は本発明の実施の形態2に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【図12】 図12は本発明の実施の形態3に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【図13】 図13は本発明の実施の形態4に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【図14】 図14は本発明の実施の形態4に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【図15】 図15は本発明の実施の形態5に係る車両用メータの照明装置を適用した自動車用メータの全体を示す正面図である。
【図16】 図16は本発明の実施の形態5に係る車両用メータの照明装置の組み付け状態を示す断面図であり、図7のB−B線断面図に相当する。
【符号の説明】
21 文字盤、22 指針、31 文字盤、32 指針、41 文字盤、42 指針、60 導光リング、70 導光リング、80 導光リング、95 LED、113 ECU(発光駆動回路)、121 支持アーム(支持部材)、123 LED、131 支持片(支持部材)、133 LED、141 LED、145 反射鏡、151 LED
Claims (2)
- 文字盤及び指針を有する車両用メータの照明装置であって、
前記文字盤の表面側で前記文字盤の外周に沿って配置され、その両端部から内部に導入した光を前記文字盤の外周側から中央に向かって多方向から放射自在な導光リングと、
樹脂材料より上下両端を開口する四角筒状に形成され、前記導光リングの各端部に嵌め込むことにより、前記導光リングの固定突部が固定孔に嵌合して、前記導光リングの各端部に密着保持され、前記導光リングの両端部が装着される発光ダイオードケースと、
前記導光リングの両端に配置され、前記導光リングの内部に向かって発光自在な発光ダイオードと、
前記導光リングの下端の前記発光ダイオードケースに固着保持され、前記発光ダイオードを実装し、可撓性を有する短帯状の端子部を一体に形成してなるフレキシブルプリント基板と、
前記発光ダイオードを発光駆動する発光駆動回路と
を具備することを特徴とする車両用メータの照明装置。 - 前記文字盤の目盛及び文字は、蛍光物質により形成し、前記発光ダイオードを短波長を発光自在な発光ダイオードより構成したことを特徴とする請求項1に記載の車両用メータの照明装置。
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