JP4930694B2

JP4930694B2 - 計器装置

Info

Publication number: JP4930694B2
Application number: JP2006230139A
Authority: JP
Inventors: 博彦樋口; 和徳居倉
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JP2008051731A

Description

本発明は計器装置に関し、より詳しくは、例えば自動車のインスツルメントパネルに配設されて車速、エンジン回転数、エンジン冷却水温度、燃料残量などを表示するものに関する。

特許文献１は、建設機械、特殊車両、船舶、自動車などの計器装置に奥行き感を演出して、見栄えの向上且つ高級感を提供することを目的とした計器装置を提案している。この計器装置は、内側に設けた光源の光を垂直の光透過性窓を通じて径方向外方に出射し、これを表示盤の傾斜壁で受けさせることで計器装置に立体感を与えて奥行き感を演出するようにしている。また、この特許文献１は、垂直の光透過性窓に透過率の異なるグラデーション処理を施すことで表示盤の照明にグラデーション効果を提供することを提案している。
特開２００５−２４１５２号公報

本発明の目的は、透過率の異なるグラデーション処理を施した部材無しに奥行き感の提供と一緒にグラデーション効果を提供することのできる計器装置を提供することにある。

かかる技術的課題は、本発明によれば、
深部からドライバに向けて前進しつつ徐々に拡径する形状を有し、その外周部に計器として必要とされる目盛り、数字、文字などの表示を配置した表示盤と、
前記表示を指し示すための指針と、
前記表示盤の深部に配置した第１の光源と、
前記表示盤の中心部分に配設され、前記第１の光源からの光がドライバの目に直接入るのを防止する遮蔽部とを有し、
該遮蔽部が径方向外方に張り出した形状を有し、
該遮蔽部と前記表示盤との間に環状の空間が形成され、前記第１の光源の光の一部が前記遮蔽部の背面で反射すると共に、前記環状の空間を通じて前記第１の光源からの光が外部に漏れ出すことを特徴とする計器装置を提供することによって達成される。

すなわち、本発明によれば、上述した基部と傾斜部とを備えた立体形状の表示盤に対して、遮蔽部によって第１の光源がドライバの目に入らず、この第１の光源の光は、遮蔽部の背面で反射され、この反射光は、遮蔽部と表示盤との環状空間を通って表示盤を照明し、この照明光がドライバの目に入る。この第１の光源によって間接照明される表示盤はドライバに向けて前進しつつ徐々に拡径する形状によって傾斜した表示面を有しているため、この表示面の傾斜によってグラデーション効果を提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記遮蔽部の前面に、車両の状態を表示する表示部が設けられており、この表示部は典型的にはカラー液晶表示画面で構成され、例えば現在使用中の変速段が数字で表示される。この変速段の数字は、例えば自動変速機付きの車両であれば、自動変速モードでは、変速が行われる度に現在使用されている変速段を表示してもよいし、現在選択されている変速モードが例えば自動変速モードを選択しているときには「Ｄ」、後退モードを選択しているときには「Ｒ」という文字を表示してもよい。また、自動変速機がマニュアル変速モードを備えているときには、ドライバが選択した変速段を数字で表示して、現在使用中の変速段をドライバに視認させるのがよい。

本発明の好ましい実施の形態では、表示盤が、その深部から連続的に傾斜が小さくなるにように変化しながら外周部に連なる形状を有している。この形状の表示盤により、上述したように、第１光源の光が遮蔽部の背面で反射され、この反射光は、遮蔽部と表示盤との環状空間を通って表示盤を照明する他に、遮蔽部との間の環状空間を通って漏れ出す光が徐々に減衰した状態であるため、遮蔽部の背面で反射した光と一緒になってグラデーション効果を効果的なものにすることができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記遮蔽部の前面が前記表示盤の外周部と略同一の高さレベルに設定され、これにより上述したグラデーション効果を効果的なものにすることができる。また、指針は遮蔽部の前面と略一致した高さレベルの先端部を有しているのが良く、この指針によって、奥行きを感じる表示盤の外周部に設けた目盛りなどを的確に指し示すことができる。そして、指針の先端部を第２の光源によって光らせるのが好ましい。この指針は中実の透明樹脂で作るのがよく、これにより前記円筒状の導光部材の内部に配置された第２の光源の光を指針の基端面から指針の内部に入れて、該第２の光源の光によって前記指針を光らせるのがよい。本発明の好ましい実施の形態では、指針の先端部が、平面視したときに先細りの細長い二等辺三角形の外形輪郭を有し、該二等辺三角形の外形輪郭の先端部には、該外形輪郭とほぼ相似形のスリットが設けられ、該スリットを通じて前記表示盤の板面が見える。これにより、指針は、ドライバには、細長い二等辺三角形の二辺に沿って先端に向けて帯状に且つ細長く延び、先端で合流する形状に見えるため、ドライバに今までにない斬新な感じを与えることができる。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１〜図３は実施例の計器装置を例示するものであり、図示の計器装置１は自動車のインスツルメントパネルに配設されるアナログ表示のスピードメータであるが、これに限定されず、タコメータ、燃料計、エンジン冷却水温計、エンジンオイル温度計などにも同様に本発明を適用することができることは云うまでもなく、本発明を各種の計器装置に適用する場合であっても、各種の計器装置に必要とされる文字、数字、目盛り及びこれを指し示すための指針を含むのは従来と同様である。

図１〜図３を参照して、計器装置１は、前方つまりメータの視線方向（例えば図２では上方）に向けて開放したケース２を有し、このケース２内に表示盤３が配設されている。表示盤３は、ケース２のベースプレート２ａに位置する深部から前方つまりドライバに向けて徐々に拡径した、いわゆるラッパ状の形状を有し、表示盤３の外周部は断面直線で構成されてもよいし、外周縁に向けて徐々に傾斜が小さくなる断面アーチであってもよい。具体的には、表示盤３は、ケース２のベースプレート２ａから開放端に向けて、直径を徐々に拡大しつつ略円筒状に延びた後に径方向外方に大きく湾曲した傾斜の比較的大きい基部３ａと、この基部３ａから断面直線又は断面緩やかなアーチ状に延びる外周部３ｂとで構成され、これにより、基部３ａの傾斜が比較的大きく、他方、外周部３ｂの傾斜は比較的小さくなるように形作られている。

表示盤３の中心部分には、ケース２のベースプレート２ａに取り付けられた円形の回路基板４が配設され、この回路基板４には、外周部に第１群の複数のＬＥＤ５が同軸円周上に互いに離間して配設されている。この第１群の複数のＬＥＤ５は、後に説明するグラデーション照明に用いられる（図２、図４）。回路基板４には、また、中心部に、第２群の複数のＬＥＤ６が同軸円周上に互いに離間して配設されている。この第２群のＬＥＤ６は、後の説明から明らかになるように指針１３用である。

回路基板４の前方、つまりケース２の開放端には、表示盤３の中心部分に位置する遮蔽部７が設けられている。この遮蔽部７は、その前面部が径方向外方に大きく張り出した概略逆台錐形状を有し、その前面が表示盤３の外周縁の高さレベルと実質的に同じ高さに位置するように配設されている。典型的には、遮蔽部７は平面視したときに円形であるのが好ましい。この遮蔽部７の円形前面の直径は、少なくとも表示盤３の基部３ａを覆うことのできる大きさを有しているのがよい。

遮蔽部７は脚部８を介してケース２のベースプレート２ａに支持されている。脚部８は、ベースプレート２ａから前方に向けて延びており、好ましくはベースプレート２ａと一体成形される。脚部８は、指針１３の回転領域以外の部位（目盛り１０が設けられていない部位）、具体的には表示盤３を正面視したときに下の部位に設けられ（図３）、この脚部８によって遮蔽部７が片持ち状態で支持されている。

遮蔽部７の前面には、そのほぼ全領域を占める矩形のカラー液晶表示画面９（図３）が設けられており、この液晶表示画面９によって様々な情報が表示される。この液晶表示画面９への電気信号は、上述した脚部８に沿って配設されたフレキシブル配線などを通じて行われる。液晶表示画面９はノーマリーブラックで表示するのが好ましく、黒を背景に表示すべき文字や数字又は図を赤や白などで表示するのがよい。この液晶表示画面９で表示可能な情報として、例えば自動変速機付き車両であれば、現在選択されている変速シフトの表示が、「Ｐ」（駐車）、「Ｎ」（ニュートラル）、「Ｄ」（ドライブ）、「２」（２速）、「１」（１速）という文字又は数字で表示され、この文字又は数字の表示は液晶表示画面９の表示領域のほぼ全域を使って行われる。また、車両に搭載した自動変速機をドライバの意図通りに変速するマニュアルモードを備えている場合には、ドライバが選択した変速段を、例えばドライバが選択した変速段が「２速」であれば、これを意味する「２」の表示が行われる。また、この液晶表示画面９を使って、例えば、完全に閉まっていないドアを図で表示してもよい。この他に、液晶表示画面９を使って、車両の走行距離や必要なアラーム表示を行うようにしてもよい。

表示盤３には、上述した外周部３ｂに目盛り１０と数字１１が設けられている。具体的には、図３から最も良く理解できるように、表示盤３の外周縁部に目盛り１０が設けられ、この目盛り１０の内周側近傍に「０」「２０」「４０」・・・という速度（Km/h）を意味する数字１１が設けられている。表示盤３は光透過性（透明）の樹脂基板に、光を透過しない塗料を塗布又は着色フィルムを接着することにより構成されており、目盛り１０及び数字１１を除く部位は艶消しの黒で構成されているのがよい。換言すれば、目盛り１０及び数字１１は光透過性の樹脂基板で構成され、それ以外の部位は、艶消しの黒の塗料が塗布又は艶消しの黒のフィルムで構成するのが好ましい。

表示盤３の目盛り１０は、この目盛り１０まで延びる指針１３によって指し示される。指針１３は、その基端が、表示盤３の中心軸に一致して設けられた回転軸１４に固定され（図２）、この回転軸１４は、ケース２のベースプレート２ａの背面に固定されたモータ１５によって回転駆動される。

指針１３は、その前面側が、遮蔽部７と干渉する部位にあっては概略逆台錐形状に沿った形状を有し、そして、遮蔽部７と目盛り１０との間は、表示盤３の前面と略同一の高さレベルで平面状に延びる形状を有している。指針１３は、その背面側が、表示盤３の基部３ａの前部（図面では上部）から外周部３ｂに沿った形状に形作られている。この指針１３は、中実の透明プラスチック（例えばアクリル樹脂）で構成されている。

指針１３の基端部と、回路基板４との間には円筒状の導光体１６が介装されており、上述した第２群のＬＥＤ６は導光体１６の内部に位置している。第２群のＬＥＤ６の光は、導光体１６の内部を望む指針１３の基端面から指針１３の内部に入って指針１３の全体を光らせる。なお、上述した第１群のＬＥＤ５は、導光体１６の外側つまり導光体１６と表示盤３の間に位置している。

指針１３は、図３から最も良くわかるように、平面視したときに、ドライバが目にすることのできる先端部１３ａが先細りの細長い二等辺三角形状の外形輪郭を有する。指針１３は、好ましくは、先端部１３ａの外形輪郭と略相似形のスリット１７を有するのがよい。スリット１５は、メータの視線方向に貫通しており、したがって、ドライバが見る指針１３は、指針１３の外形輪郭と略相似形のスリット１７の存在によって、細長い二等辺三角形の二辺に沿って先端に向けて帯状に且つ細長く延び、先端で合流する形状に演出される。

図１〜図３において、参照符号２０はスピードメータの周縁に配置された縁取りリングであり、また、２１は、ケース２のベースプレート２ａの外周部に配置された第３群の複数のＬＥＤを示す。この第３群のＬＥＤ２１は、表示盤３の外周部に設けられた目盛り１０及び速度数字１１の真下に配置され、この第３群のＬＥＤ２１を例えば赤色発光ＬＥＤで構成することにより表示盤３の目盛り１０及び「０」「２０」「４０」などの速度数字１１を赤色に浮かび上がらせることができる。

図４は回路基板４の平面図である。この図４を参照して、回路基板４の外周部に配置した第１群の複数のＬＥＤ５及び内周部の第２群の複数のＬＥＤ６について説明する。説明の都合上、先ず第２群の複数のＬＥＤ６を説明すると、この第２群のＬＥＤ６は例示として白色発光ＬＥＤのように単一種類のＬＥＤで構成されており、この第２群のＬＥＤ６によって指針１３を白色に浮かび上がらせることができる。

第１群のＬＥＤ５は、複数種類（この実施例では２種類）の特性の異なるＬＥＤで構成され、典型的には第１種のＬＥＤ５ａ、第２種のＬＥＤ５ｂが交互に配置される。一例として、第１種のＬＥＤ５ａは青色発光ＬＥＤで構成され、第２種のＬＥＤ５ｂは紫色発光ＬＥＤで構成される。

図５は、第１群のＬＥＤ５の回路図である。イグニッションスイッチ（図示せず）をＯＮするとコントローラ２３からトランジスタ２４に点灯信号が出力され、これにより並列に接続されている第１群のＬＥＤ５に電圧が印加されて第１群のＬＥＤ５が発光する。第１群のＬＥＤ５の印加電圧は可変抵抗２５で調整可能であり、この可変抵抗２５はコントローラ２３によって又はドライバが操作可能なダイヤル（図示せず）によって、その抵抗値を変更することができる。図５の参照符号２６は保護抵抗を示す。また、図２に仮想線で示す参照符号２７は光透過カバープレートであり、この光透過カバープレート２７は、可視光を所定量減じて透過する特性を備えている。

上述したように第１群のＬＥＤ２３は、特性の異なる第１種の群のＬＥＤ５ａと第２種の群のＬＥＤ５ｂとで構成されているが、上述した可変抵抗２５を第１種の群のＬＥＤ５ａと第２種の群のＬＥＤ５ｂとに設け、各群毎に印可する電圧を変更できるようにしてもよい。

上述した実施例によれば、表示盤３のラッパ状の立体形状によって、図２に実線の矢印で示すように第一群のＬＥＤ５の光が表示盤３の表面に当たって反射してドライバの目に入る光は外周に向かうに従って徐々に減衰することになり、これにドライバに対して表示盤３の表面から反射して目に入る光にグラデーション効果を与えることができる。また、表示盤３の基部３ａが遮蔽部７によって覆われ、この遮蔽部７で見えない部分に配置された第一群のＬＥＤ５の光の一部が遮蔽部７の背面で反射し（図２の波線の矢印）、この反射光が遮蔽部７の径方向外方への張り出し部分と表示盤３との間の隙間空間Ｓを通って漏れ出して表示盤３の外周部３ｂを間接的に照明することになる。これにより、ドライバには、第一群のＬＥＤ５ａの光が直接目に入ることなく、遮蔽部７から外周部３ｂに向けて漏れ出す光が目に入ることになるが、この光は、隙間空間Ｓから漏れ出す前後で表示盤３のラッパ状の形状によって徐々に減衰しており、隙間空間Ｓから漏れ出す光は遮蔽部７の背面で反射した光と一緒になって、ドライバに対して、表示盤３に奥行き感を演出しつつ遮蔽部７の回りに怪しく光るオーロラのようなグラデーション効果を演出することができる。

また、表示盤３の基部３ａから小さな傾斜角で径方向外方に広がる外周部を僅かに湾曲した又は断面直線の外周部３ｂで構成してあるため、ドライバは、表示盤３の外周部に設けられる目盛り１０、速度数字１１に歪みを感じる程度を低減することができる。

また、スピードメータ１の中心部分はドライバが認知し易い部位であるが、この中心部分に大きな面積で占める遮蔽部７に表示画面９を設けて、この表示画面９を使って種々の車両状態を表示することで、ドライバは車速と共に車両状態を特に意識するまでもなく認識することができる。

また、グラデーション効果を提供する第１群のＬＥＤ５を特性の異なる複数種のＬＥＤで構成したことにより、この第１群のＬＥＤ５を点灯し始めたときに、この第１群を構成するＬＥＤ５ａ、５ｂの輝度の立ち上がり特性の相違によってドライバの目に入る色を微妙に変化させることができる。

この点について図６を参照して説明すると、図６は、第１群を構成する第１種の青色発光ＬＥＤ５ａ及び第２種の紫色発光ＬＥＤ５ｂに関し、これに電圧を印加した直後の輝度の立ち上がり特性を説明するものである。現在入手可能なＬＥＤに関し、青色発光ＬＥＤ５ａは、紫色発光ＬＥＤ５ｂに比べて比較的早く、印加された電圧に対応する明るさになるが、紫色発光ＬＥＤ５ｂは比較的遅く、印加された電圧に対応した明るさになる。この紫色発光ＬＥＤ５ｂが、印加された電圧に対応した明るさになるまでの時間をｔ₀とすると、イグニッションスイッチをオンした後、時間ｔ₀が経過するまでは、青色発光ＬＥＤ５ａが発する色合い及び明るさが徐々に変化し、また、紫色発光ＬＥＤ５ｂが発する色合い及び明るさが徐々に変化するが、この２種類のＬＥＤ５ａ、５ｂの立ち上がり特性の違いによって時々刻々微妙に変化する色がドライバの目に入ることになる。したがって、ドライバはイグニッションスイッチをオンした後、暫くの間、微妙に変化する色を楽しむことができる。

また、可変抵抗２５によって第１群のＬＥＤ５に印可する電圧を変化させて２種類のＬＥＤ５ａ、５ｂが発光する色合いを変えることで、この２種類のＬＥＤ５ａ、５ｂの夫々の色を混色した色合いを変化させることができ、２種類のＬＥＤ５ａ、５ｂが定常状態になった後のドライバの好みにあった色及び明るさに調整することができる。

また、表示盤３を艶消しの黒に着色し且つ可視光を所定量減じて透過する特性を備えた光透過カバープレート２７を設けたことから、外光などの影響を排除して目盛り１０、速度数字１１を浮かび上がらせることができると共に、第１群のＬＥＤ５を遮蔽部７で反射した光で表示盤３にグラデーション効果の演出を外光の影響無しに行うことができるためドライバの視認性及びスピードメータの質感やグラデーション効果を高めることができる。

実施例のスピードメータを縦断面した斜視図である。図１のスピードメータの縦断面図である。図１のスピードメータの平面図である。図１のスピードメータに設けたＬＥＤ付き回路基板の平面図である。図１のスピードメータに設けたグラデーション照明用ＬＥＤの回路図である。図１のスピードメータに設けたグラデーション照明用の青色発光ＬＥＤ及び紫色発光ＬＥＤの電圧印加直後の輝度の立ち上がり特性を説明するための図である。

符号の説明

１計器装置
３表示盤
３ａ表示盤の基部
３ｂ表示盤の外周部
５第１群のＬＥＤ
５ａ青色発光ＬＥＤ
５ｂ紫色発光ＬＥＤ
６第２群のＬＥＤ（指針用）
７遮蔽部
９液晶表示画面
１０目盛り
１１数字
１３指針
１６円筒状の導光体
１７指針のスリット
２７光透過カバープレート
Ｓ表示盤と遮蔽部との間の隙間空間

Claims

深部からドライバに向けて前進しつつ徐々に拡径する形状を有し、その外周部に計器として必要とされる目盛り、数字、文字などの表示を配置した表示盤と、
前記表示を指し示すための指針と、
前記表示盤の深部に配置した第１の光源と、
前記表示盤の中心部分に配設され、前記第１の光源からの光がドライバの目に直接入るのを防止する遮蔽部とを有し、
該遮蔽部が径方向外方に張り出した形状を有し、
該遮蔽部と前記表示盤との間に環状の空間が形成され、前記第１の光源の光の一部が前記遮蔽部の背面で反射すると共に、前記環状の空間を通じて前記第１の光源からの光が外部に漏れ出すことを特徴とする計器装置。
前記遮蔽部の前面に、車両の状態を表示する表示部が設けられている、請求項１に記載の計器装置。
前記表示部に、現在使用中の変速段が数字で表示される、請求項２に記載の計器装置。
前記遮蔽部の前面が、前記表示盤の外周部と略同一の高さレベルに設定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の計器装置。
前記表示盤が、前記深部から連続的に傾斜が小さくなるにように変化しながら前記外周部に連なる形状を有している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の計器装置。
前記指針が、前記遮蔽部の前面と略一致した高さレベルの先端部を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の計器装置。
前記第1群の複数の光源の内側に配置され且つ前記遮蔽部まで延びる円筒状の導光体を有する、請求項６に記載の計器装置。
前記指針の先端部が、平面視したときに先細りの細長い二等辺三角形の外形輪郭を有し、該二等辺三角形の外形輪郭の先端部には、該外形輪郭とほぼ相似形のスリットが設けられ、該スリットを通じて前記表示盤の板面が見える、請求項７に記載の計器装置。
前記指針が透明樹脂で作られ、前記円筒状の導光部材の内部に配置された第２の光源の光が前記指針の基端面から入り、該指針の内部を通りながら該第２の光源の光によって前記指針が光る、請求項６〜８のいずれか一項に記載の計器装置。
前記表示盤の色が艶消しの黒である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の計器装置。