JP4772024B2 - 車両用計器 - Google Patents

Description

この発明は、光源から発された光を表示盤の目盛りに照射する車両用計器に関するものである。

車両のインストルメントパネル等に配置される計器として、表示盤上に配置された目盛りや点灯表示部を、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源によって照射するものが知られている(例えば、特許文献１参照)。
この車両用計器においては、光源と表示盤の間には、導光性を有するアクリル樹脂等から成る導光板が配置され、導光板を通して導かれた光源の光が表示盤上の目盛りや点灯表示部に照射されるようになっている。
特開２００４−３３３３６２号公報

しかし、この従来の車両用計器においては、表示盤上の目盛りや点灯表部部を通して見える光が平坦な導光板を通したものとなっているため、点灯部に視覚的な立体感を持たせることができない。

そこで、この発明は、表示盤を通して見える点灯部に視覚的な立体感を持たせることが可能な車両用計器を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、目盛りを有する表示盤（例えば、後述の実施形態における表示盤１１）と、この表示盤を照射する光源（例えば、後述の実施形態におけるＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂ）と、この光源と前記表示盤の間に配置され、領域毎の光学的な開閉操作によって光の透過領域を制御可能な液晶パネル（例えば、後述の実施形態における液晶パネル２７）と、この液晶パネルと前記表示盤の間に配置されて、前記液晶パネルを透過した光を前記表示盤に導く導光体（例えば、後述の実施形態における導光ユニット３３）と、を備えた車両用計器において、前記導光体は、前記表示盤に臨む側の面が略テーパ形状を成すように、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう方向の肉厚が徐々に変化することを特徴とする。
これにより、導光体自体が表示盤の正面に対して奥行き方向に形状変化することになり、液晶パネルによる光学的な開操作によって光源の光が導光体に導かれると、導光体が表示盤を通して奥行きをもって光って見えるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用計器において、前記導光体は、前記表示盤に臨む側の面が、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう方向と前記略テーパ形状の傾き方向を通る断面において放物線状となる曲面を成すように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両用計器において、前記表示盤は、目盛り（例えば、後述の実施形態における目盛り３４）を備え、前記導光体は、前記目盛りに対応した導光片（例えば、後述の実施形態における導光片３２）に分割されており、前記分割された導光片の間には、光の通過を阻止する遮光壁（例えば、後述の実施形態における遮光壁３５）が設けられていることを特徴とする。
これにより、表示盤上の各目盛りにそれぞれ対応するように複数の導光片が配置され、分割された導光片間の光の漏れが遮光壁によって阻止されるため、各目盛り毎の光の輪郭が明確になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用計器において、前記光源は、前記導光体の側方側に配置され、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう光の導光方向と略直交する方向に光を照射することを特徴とする。
これにより、光源は導光体の奥行き方向の背部に配置されなくなる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用計器において、前記表示盤と導光体は、正面視が略扇状になるように形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の車両用計器において、前記目盛りの終端は、目盛りの長手方向をさらに分割する補助目盛り（例えば、後述の実施形態における補助目盛り３４ａ）が形成され、前記終端の目盛りに対応する導光片は、前記補助目盛りに対応するように分割されていることを特徴とする。
これにより、光の照射による指示が目盛りの終端に達したときには、補助目盛りに対応する導光片の導光と遮光を操作することによって、より微細な表示が可能になる。

請求項１に記載の発明によれば、表示盤に臨む側の面が略テーパ形状を成すように導光体の肉厚が徐々に変化しているので、表示盤を通して導光体を奥行きをもたせて光らせ、点灯部に視覚的な立体感を持たせることができる。

請求項２に記載の発明によれば、導光体の表示盤に臨む側の面が、液晶パネルから表示盤に向かう方向と前記略テーパ形状の傾き方向を通る断面において、放物線状の曲面を成すように形成されているので、遠近感をより強調した表示をすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、表示盤上の目盛りに対応するように導光体が導光片に分割され、分割された導光片間の光の漏れが遮光壁によって阻止されるようになっているので、各目盛り毎の光の輪郭を明確にして視認性の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、光源が導光体の側方側に配置されて、液晶パネルから表示盤に向かう導光方向と略直交する方向に光源から光を照射するようになっているので、光源が導光体の奥行き方向の背部に配置されないことから、計器全体の奥行き方向の厚みを薄くすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、表示盤と導光体が、正面視が略扇状になるように形成されるので、立体的な視認効果を損なうことなく、略扇状の領域以外の部分への他の表示部等の配置を可能にして、計器内スペースの有効利用を図ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、光の照射による指示が目盛りの終端に達したときに、目盛りの長手方向にさらに分割された補助目盛りを光の照射によって段階的に指示することができるので、目盛りの終端でのより微細な表示をも視覚的な立体感を持たせることができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１，図２は、この発明にかかる車両用計器１の外観を示すものである。この実施形態の車両用計器１は、燃料電池を主電源としてモータによって駆動される燃料電池車両に用いられ、運転席の前面のインストルメントパネルに配置されるものである。

車両用計器１は、図１，図２に示すように、アクリル樹脂製の表示盤１１内にモータ(図示せず)の駆動出力と回生電力を表示する円弧状の駆動・回生表示部１２が配置されるとともに、駆動・回生表示部１２の中心部に、燃料電池(図示せず)での現在の瞬時エネルギー消費量を表示する円形状のエネルギー消費表示部１３が配置されており、さらに、駆動・回生表示部１２とエネルギー消費表示部１３の間の、図示正面右側の扇形のスペースに水素タンク(図示せず)内の水素残量を表示する水素残量表示部１４が配置され、同じく図示正面左側の扇形のスペースに蓄電装置(図示せず)の残容量(ＳＯＣ)を表示する電力残量表示部１５が配置されている。また、駆動・回生表示部１２の内側のエネルギー消費表示部１３の直下位置には、現在の車両速度を数字でデジタル表示する速度表示部１６が配置されている。

車両用計器１の表示盤１１は全体は平板状なものではなく、奥行き方向に凹凸形状を持つ立体形状となっている。具体的には、図２に示すように、表示盤１１上の駆動・回生表示部１２と速度表示部１６は同一偏平面上に形成され、表示盤１１上の駆動・回生表示部１２の円弧の中心に配置されるエネルギー消費表示部１３は、駆動・回生表示部１２と速度表示部１６の配置される偏平面に対して奥行き方向に窪んで配置されている。そして、表示盤１１上の水素残量表示部１４と電力残量表示部１５は、エネルギー消費表示部１３と駆動・回生表示部１２を接続するテーパ面に配置されている。

駆動・回生表示部１２は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等のバックライト(図示せず)の光透過を液晶によって適宜光学的に開閉し、円弧状に配置された表示目盛りに沿った円形バーグラフ状の光の点灯によってモータの駆動状態と回生状態を示す値を指示するようになっている。

エネルギー消費表示部１３は、カラーフィルタを備えた液晶パネル(図示せず)によって、中心位置が等しく、大きさ(面積)と色の異なる複数の円形図形を選択的に表示し得るようになっており、表示盤１１上の液晶パネルの前面位置には、図２に示すように略半球形状のレンズ１７が配置されている。このレンズ１７は、液晶パネルで表示された円形図形を運転者に立体的に視認させるものであり、その表面には、断面楔状の複数の溝１８が格子状に設けられている。この格子状の溝１８は、視認する人により立体感を感じさせるために設けられている。なお、液晶パネルに表示される円形図形は、例えば、内側領域を表示色によって塗りつぶされるかたちで表示される。

水素残量表示部１４と電力残量表示部１５は、前述した駆動・回生表示部１２とほぼ同様の仕組みによって水素残量と電力残量を光で指示するものであるが、この両表示部１４，１５は、この発明にかかる車両用計器１の主要部を成す部分であるため、以下では、図３〜図５を参照してさらに詳しく説明する。

図３は、車両用計器１１の水素残量表示部１４と電力残量表示部１５を構成する部分の分解斜視図であり、２０は、水素残量表示部１４と電力残量表示部１５の光源であるＬＥＤ(Light Emitting Diode)２１Ａ，２１Ｂが設置される取付ベースであり、２２は、ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂから発された光が表示盤１１以外の部分に漏れるのを規制する遮光ケースである。なお、以下においては、特別に断らない限り、表示盤１１の配置される側を「上」と呼び、表示盤１１の配置される側と逆側を「下」と呼ぶものとする。

取付ベース２０は、エネルギー消費表示部１３のレンズ１７の周囲を囲繞する環状壁２３と、環状壁２３の同壁２３を挟む相反位置に延設された一対の支持トレー２４Ａ，２４Ｂを備え、各支持トレー２４Ａ，２４Ｂの外側端部(環状壁２３の中心に対して径方向外側の端部)に、遮光性を有する樹脂プレート２５を介してそれぞれＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂが取り付けられている。樹脂プレート２５は各支持トレー２４Ａ，２４Ｂの底面に対して垂立し、ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂから発された光が、環状壁２３の中心方向に向かって照射されるようになっている。また、各支持トレー２４Ａ，２４Ｂには、自身の扇形状の放射方向に沿う側壁２６がそれぞれ設けられている。そして、各支持トレー２４Ａ，２４Ｂの環状壁２３と側壁２６に囲まれた上面側には、支持トレー２４Ａ，２４Ｂよりも一回り小さい略扇状の液晶パネル２７と、各ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂから発された光を液晶パネル２７の下面全域に均一に誘導するためのアクリル樹脂製の導光板２８が設置されている。なお、取付ベース２０は遮光性を有する樹脂によって形成されている。

遮光ケース２２は、上下方向に貫通するように周壁２９が設けられるとともに、下面側に取付ベース２０が取付けられるようになっている。また、周壁２９の内側には、取付ベース２０の環状壁２３に対応する同様の環状壁３０が設けられるとともに、取付ベース２０の各支持トレー２４Ａ，２４Ｂに対応するように一対の略扇状のユニット収容部３１Ａ，３１Ｂが設けられている。このユニット収容部３１Ａ，３１Ｂは、上下方向に貫通して液晶パネル２７を通過した導光板２８の光を上方に誘導する部分であり、各ユニット収容部３１Ａ，３１Ｂには、後述する複数の導光片３２から成る導光ユニット３３が収容されている。なお、この遮光ケース２２の場合も、取付ベース２０と同様に遮光性を有する樹脂によって形成されている。また、導光ユニット３３が収容されたユニット収容部３１Ａ，３１Ｂの上部は表示盤１１によって閉塞されている。

なお、表示盤１１の水素残量表示部１４と電力残量表示部１５には、放射方向に延出する複数の目盛り３４(点灯枠)が円周方向に並んで配置され、目盛り３４全体が液晶パネル２７の形状に対応する略扇形状を成すようになっている。ただし、表示盤１１を運転席正面から見たときに最下端に位置される目盛り３４(点灯枠)はさらに径方向（目盛り３４の長手方向）に複数に分割されて補助目盛り３４ａとされている。

図４は、水素残量表示部１４側の導光ユニット３３を正面から見たものである。なお、電力残量表示部１５側の導光ユニット３３は、左右が反転した形状となっているだけで、水素残量表示部１４側と同様の構造となっている。
各導光ユニット３３を構成する導光片３２は、表示盤１１の各目盛り３４に対応して放射方向に延出して形成され、最下端に位置される目盛り３４に対応する導光片３２は、補助目盛り３４ａに対応するように複数の分割片３２ａによって構成されている。各導光片３２は、導光性を有する透明アクリル樹脂等によって形成されている。そして、導光ユニット３３は、表示盤１１に臨む側の面が、環状壁３０の中心部を中心とするテーパ形状を成すように、上下方向の肉厚が連続的に変化して形成されるとともに、上下方向と放射方向（テーパ形状の傾き方向）を通る断面において、表示盤１１に臨む側の面が滑らかな放物線状の曲面を成すように湾曲して形成されている。
なお、この実施形態の場合、導光ユニット３３は表示盤１１に臨む側の面が滑らかなテーパ形状を成しているが、導光ユニット３３の表示盤１１に臨む側の面は、上下方向と放射方向を通る断面に対して、略階段状に形状変化する略テーパ形状であっても良い。

また、図５は、遮光ケース２２の水素残量表示部１４側のユニット収容部３１Ａを正面から見たものである。電力残量表示部１５側のユニット収容部３１Ｂは、左右が反転した形状となっているだけで、水素残量表示部１４側と同様の構造となっている。
同図にも示すように、各ユニット収容部３１Ａ，３１Ｂには、隣接する各導光片３２，３２の間を仕切る遮光壁３５が設けられるとともに、最下端の導光片３２の隣接する分割片３２ａ，３２ａの間を仕切る遮光壁３６が設けられている。

以上のような構成であるため、車両に搭載している水素ガスの残量と蓄電装置の電力残量がそれぞれ検出部によって検出されると、その検出値に応じて図示しない表示制御部が各表示部１４，１５の液晶パネル２７を制御し、それによって各表示部１４，１５の導光ユニット３３の光の透過領域が操作されるようになる。
こうして導光ユニット３３の透過領域が操作されると、図１に示すように、表示盤１１の目盛り３４が幅の広い円形バーグラフ状の光で指示されるようになり、最下端の一目盛りを割る残量となった場合には、半径方向に移動するバーグラフ状の光で補助目盛り３４ａが指示されるようになる。

この車両用計器１においては、液晶パネル２７と表示盤１１の間に配置される導光ユニット３３の肉厚が奥行き方向に変化して、表示盤１１に臨む側の面が表示盤１１の中心部を中心とするテーパ形状を成すように形成されているため、表示盤１１の目盛り３４（点灯枠）を通して見える導光ユニット３３を、奥行きをもって光らせ、運転者に立体感を感じさせることができる。

特に、この実施形態の場合、導光ユニット３３は、上下方向と放射方向を通る断面において、表示盤１１に臨む側の面が放物線状の曲面を成すように緩やかに湾曲して形成されているため、遠近感がより強調されるように導光片３２を光らせることができる。

さらに、この車両用計器１は、表示盤１１の複数の目盛り３４に対応するように導光片３２が設けられ、隣接する導光片３２の間が遮光ケース２２の遮光壁３５によって仕切られているため、表示盤１１を通して見える各目盛り３４毎の光の輪郭を明確にして、視認性を高めることができる。

また、この実施形態の場合、最下端の目盛り３４に、半径方向に区画された補助目盛り３４ａが設けられ、最下端の目盛り３４に対応する導光片３２が複数の分割片３２ａによって構成されるとともに、隣接する分割片３２ａの間が遮光ケース２２の遮光壁３６によって仕切られているため、一目盛りを割る微細な表示にも立体感を持たせることができ、しかも、表示盤１１を通して見える補助目盛り３４ａ毎の光の輪郭を明確にすることができる。
なお、ここで説明した実施形態は、最下端の目盛り３４の半径方向を複数の補助目盛り３４ａに分割したが、最上端（表示盤１１を運転席正面から見たときの最上端）の目盛り３４も複数の補助目盛り３４ａに分割するようにしても良い。この場合、最上端の導光片３２は、補助目盛り３４ａに対応するように複数の分割片３２ａに分割し、遮光ケース２２には、最上端の導光片３２の隣接する分割片３２ａ間を仕切るように遮光壁３６を形成する。例えば、この構造を電力残量表示部１５に採用した場合には、バッテリ（蓄電装置）の残容量（ＳＯＣ）が満充電に近い状態になって回生発電が弱められたときに、このときの微妙な電力の変化を補助目盛り３４ａの指示の変化によって運転者に報知することができる。すなわち、回生発電が弱められると、ブレーキの操作感触に若干の変化が生じるが、この変化が回生発電を弱めていることに起因していることを、補助目盛り３４ａの表示で運転者に知らせることができる。

また、この車両用計器１は、ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂが導光ユニット３３に対して径方向外側にオフセットした位置に配置され、ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂから径方向に発された光が導光板２８を通して表示盤１１方向に照射されるようになっているため、ＬＥＤ２１Ａ，２１Ｂが導光ユニット３３の奥行き方向に配置されず、その分、計器全体の奥行き方向の肉薄化を図れるという利点がある。

さらにまた、この実施形態の車両用計器１は、表示盤１１の表示部１４，１５と導光ユニット３３が略扇状に形成されているため、立体的な視認効果を損なうことなく、他の表示部や意匠を、表示盤１１内の略扇状の表示部１４，１５以外の部分に配置して、スペース利用効率の向上を図ることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態は、この発明にかかる車両用計器を燃料電池車両に適用したものであるが、適用する車両はガソリン燃料や天然ガス等によって走行する車両であっても良い。また、車両用計器の光による指示は水素残量や電力残量に限るものではなく任意である。さらに、上記の実施形態においては、円形バーグラフ状の光で指示するタイプの車両用計器について説明したが、光による指示は必ずしも円形バーグラフ状に限らず、直線バーグラフ状であっても良い。

この発明の一実施形態の車両用計器の正面図。。 同実施形態の車両用計器の斜視図。 同実施形態の車両用計器の分解斜視図。 同実施形態の車両用計器を構成する部品の正面図。 同実施形態の車両用計器を構成する別の部品の正面図。

符号の説明

１…車両用計器
１１…表示盤
２１Ａ，２１Ｂ…ＬＥＤ（光源）
２７…液晶パネル
３２…導光片
３３…導光ユニット（導光体）
３４…目盛り
３４…補助目盛り
３５…遮光壁

Claims (6)

1. 目盛りを有する表示盤と、
   この表示盤を照射する光源と、
   この光源と前記表示盤の間に配置され、領域毎の光学的な開閉操作によって光の透過領域を制御可能な液晶パネルと、
   この液晶パネルと前記表示盤の間に配置されて、前記液晶パネルを透過した光を前記表示盤に導く導光体と、を備えた車両用計器において、
   前記導光体は、前記表示盤に臨む側の面が略テーパ形状を成すように、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう方向の肉厚が徐々に変化することを特徴とする車両用計器。
2. 前記導光体は、前記表示盤に臨む側の面が、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう方向と前記略テーパ形状の傾き方向を通る断面において放物線状となる曲面を成すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記表示盤は、目盛りを備え、
   前記導光体は、前記目盛りに対応した導光片に分割されており、
   前記分割された導光片の間には、光の通過を阻止する遮光壁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用計器。
4. 前記光源は、前記導光体の側方側に配置され、前記液晶パネルから前記表示盤に向かう光の導光方向と略直交する方向に光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用計器。
5. 前記表示盤と導光体は、正面視が略扇状になるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用計器。
6. 前記目盛りの終端は、目盛りの長手方向をさらに分割する補助目盛りが形成され、
   前記終端の目盛りに対応する導光片は、前記補助目盛りに対応するように分割されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用計器。

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