JP5157530B2 - 指示計器 - Google Patents

Description

本発明は、ゲージのような指示計器において、照明される指針に関するものであり、より具体的には、多色の光を放つ指針に関するものである。

このセクションにおける記述は、本発明に関連する背景技術についての情報を示すものに過ぎず、公知技術に該当するものではない。

ゲージは、業界において、そのゲージによってモニタされるパラメータの値を表示するために利用されている。車両産業では、ゲージが車両の動作状態に関連する情報を示すために、インストルメントパネルあるいはダッシュボードの一部として見えるように配置される。それらのゲージは、限定されるものではないが、車両の速度計、エンジン回転速度計、エンジン冷却水温度計、エンジンオイル温度計、燃料計、オイル圧力計、バッテリ電圧計などを含む。ゲージは、モニタされたパラメータの値を示すために、アナログ表示面を備える場合がある。より詳しくは、アナログゲージは、数字、文字、又は指印などの指標を有する指針盤（面板）と、パラメータのレベルを示すために指標に対して回転する照明された指針とを備える。

照明された指針を備える現在のアナログ指示計器は、その狙いとする目的に対して申し分のないものであることが実証されているが、各々、いくつかの欠点も併せ持っている。

現在の照明された指針の一つの欠点は、現在のところ、同時にはただ一色で照明されることができるのみということである。車を運転しているときには、走行速度が高まるにつれ、より素早い視線の移動速度でゲージを読み取ることが求められる。多色で発光する指針は、より素早くゲージに焦点を合わせ、そのゲージを読み取ることを可能とする。

現在の照明された指針の他の欠点は、指針からの多色光の同時発光を達成するには、単色の光源を利用している限り、達成不可能なことである。その単色の光源に関連する問題は、指針の多色発光を達成しながら、どのように現在のゲージ構造を大きく改変せずにそのまま残すかという手法にある。

従って、必要とされるのは、上述した欠点に煩わされることがない装置である、このため、本発明は、指示計器において、現在のゲージ構造と単色の光源をほぼ維持しながら、同時に多様な色で照明可能な指針を提供することを目的とする。

車両のインストルメントクラスター（インストルメントパネル）の被視認部品は、指針盤と、指針盤（面板）上の位置を指し示すように面板を通じて回転可能に搭載された、指針のような指示器とを備えたゲージ（指示計器）を有する。一例としての構成において、指針は、実質的に第１ランドと第２ランドとを定める溝を備えた上面を有する。指針の底面は、指針の中を通る光を反射するために適用された薄膜層を有する。さらに、第１ランド及び第２ランドは、光を反射し、及び／又は、指針から有色光を放つために適用された薄膜材料を有する。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、説明のみを目的とすることが意図され、本発明の範囲を制限することは何ら意図されないことが理解されるべきである。また、図面は、本発明の教示内容を図示することを目的とするものであって、いかなる場合も、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

以下の説明は、実際のところ、単なる例示にすぎず、本発明、その適用や使用を制限することを何ら意図するものではない。また、図面全体を通じて、対応する参照番号は、同様の又は対応する部品や特徴部分を示すことが理解されるべきである。

図１は、自動車の一般的な車室内１０を示している。車室内１０には、運転席１２、ダッシュボード１４、ステアリングホイール１６、及びインストルメントクラスター（インストルメントパネル）１８が設けられている。図１は、左側ハンドルの車両に置かれた各々の部品を図示しているが、本発明は右側ハンドルの車両にも適用可能である。

インストルメントクラスター１８は、通常、ゲージのような数多くの指示計器を含み、その一例は速度計２０である。以降の説明において、速度計２０が、照明された指針を有するゲージの代表例として用いられる。しかしながら、限定されるものではないが、エンジン回転速度計、エンジン冷却水温度計、エンジンオイル温度計、燃料計、オイル圧力計などを含む他のいかなるゲージも、本発明が適用可能であることが理解されるべきである。

さて、図２及び図３を参照しつつ、速度計２０に関して詳しく説明する。速度計２０は、指針盤（面板）３０と、指針アッセンブリ３２とを有する。面板３０は、円形ディスク状であって、外縁領域に沿って配置された多数の指印、すなわち指標３４を備える。指標３４は、車両の速度を、時間当たりのマイル数、時間当たりのキロメートル数、あるいはそれら両方で表示するために、上昇順に配列されている。

図３を参照すると、指針アッセンブリ３２が、ハブ３８から伸びるおおむね縦長の指針３６を備えている。ハブ３８は、そこに取り付けられた、もしくは単一部品としてハブ３８に一体的に成形されたシャフト４０を有する。シャフト４０は、面板３０における孔４４を貫通して伸び、指針盤としての面板３０の周りの種々の指標３４に対して指針アッセンブリ３２（つまり、指針３６）を回転させるために、モータ４６に連結されている。一例において、指針アッセンブリ３２は、ポリカーボネイトやアクリルのような、光を伝えるプラスチック材料から形成された固形構造を有する。しかし、使用される材料に係らず、指針アッセンブリ３２は、透明、半透明、あるいは着色されていても良い。また、指針アッセンブリ３２のおおむね縦長の指針３６を、車両の速度を示すことができ、さらに光を伝え放射することが可能なないかなる形状にしても、それは、本発明の範囲に属するものである。

引き続き、図３を参照すると、発光ダイオード（“ＬＥＤ”）のような光源４７、４８、５１が、指針アッセンブリ３２に光を供給するために、プリント回路基板（“ＰＣＢ”）５０に実装され、ＰＣＢ５０から突き出ている。より詳しくは、複数のＬＥＤ４７、５１からの光は、“光ピックアップ”あるいは“ピックアップ”としても知られているように、指針シャフト４０内に導かれる。もしくは、複数のＬＥＤ４７、５１からの光は、直接、ハブ３８内に導かれ、そして、指針３６内に入る。指針３６を照明するＬＥＤ４７、５１は、専ら指針３６及び指針アッセンブリ３２を照らすために用いられても良いし、又は、面板３０上の指標３４も照らす二重の役割を果たすものであっても良い。

代表例としては、ＬＥＤ４７からの光４５及び／又はＬＥＤ５１からの光４９がシャフト４０に向けて発せられ、シャフト４０内に入る。例えば、光４５がシャフト４０に進入して、シャフト４０内を通過し、ハブ３８に到る。そのハブ３８から、指針３６内部に進入するように反射される光が、光５３によって示されるように、指針３６の上面５２から外部に抜け出る。その他の例では、ＬＥＤ４７、５１からの光５５，５９がハブ３８に直接導かれ、その後指針３６内に入る。従って、光５５，５９はシャフト４０をバイパスする。そのような例において、壁６１を用いることによって、ＬＥＤ４７，５１に関して、ＰＣＢ５０上の他のＬＥＤ４８からの分離が保たれるようにしても良い。壁６１がない場合、ＬＥＤ４７，５１からの光４５，４９，５５，５９は、指針３６に加え、面板３０内の目盛りなどの指標３４を照明するという、二役を果たすことになる。本実施形態による指針３６について、さらに詳細に説明する。

断面図である図４（ａ）、斜視図である図４（ｂ）を参照しつつ、引き続き図３を参照すると、第１実施形態による指針アッセンブリ３２が表されている。指針アッセンブリ３２の指針３６は、上面５２において第１ランド５６と第２ランド５８とが定められるように、溝５４が形成された上面５２を有する。第１ランド５６と第２ランド５８とは、同一平面であっても同一平面でなくとも良い。指針アッセンブリ３２は、アルミニウム箔層が熱間スタンプ工程で付着された底面６０も有する。底面６０のその層は、指針アッセンブリ３２を通ってきた光を反射するための材料からなる特定の第１の有色層６２となる。第１の有色層６２は、光が指針３６の底面から逃げることを防止することによって、指針３６内部に光を保持するばかりでなく、非反射表面を有する指針３６の上面５２とは対照的に、指針３６の上面５２から放射される光をより強くさせる。特に、一例において、第１の有色層６２が白色であって、透明なポリカーボネイトからなる指針３６を通る白色光を発光するＬＥＤ４７からの光４５と合いまったとき、その光が指針３６の長さ範囲を通じて反射されるか、シャフト４０の底面の配置形状によって制御されるものであるが、ランド５６，５８に向けて上方に屈折されても、指針３６の長さ範囲の光は、純粋な白色のままとなる。

図４（ｂ）に示されるように、シャフト４０から指針３６を通るように伝えられる光４５などは、指針３６の上面５２を介して放射される前に、指針３６内の種々の内面で反射される。その光４５は、底面６０（第１の有色層６２）で反射し、その後、上面５２のランド５６，５８や溝５４から抜け出る。その光は、観る者によって、着色された光として視認される。引き続き図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照すると、光４５が溝５４から外部に抜け出ることが示されており、観る者は、その光４５を指針アッセンブリ３２から放射される第１の色の光である、白色光として認識する。

一方、ランド５６，５８には、赤色のような着色層である表面層６４が熱間スタンプ工程により付着されている。ポリカーボネイトやアクリルのようなプラステチックに適用される熱間スタンプ工程は一般的に知られている。光４５は、指針３６内部において、散乱し、上方に向けての反射が繰り返され、その際に、光５３，５５として、第１及び第２ランド５６，５８に熱間スタンプされた表面層６４から抜け出る。光５３，５５は、赤色に着色された表面層６４を通過するので、観る者によって、第２の色の光である赤色光として認識される。従って、図４（ａ）には、指針３６の上面５２から放射される、赤色光５３，５５の２本のストライプと、その間を通る白色光４５の一本のストライプを示している。なお、ランド５６，５８から放射される光の強度や光量を制御するために、ランド５６，５８上に形成される表面層（着色された光の透過層）６４が、その密度、厚さ、もしくは他の光透過特性について制御される。

上述したように、第１及び第２のランド５６，５８は、指針アッセンブリ３２から第２の色の光を発するために、第２の色に着色された光を通す表面層６４を有する。さらに、第１及び第２のランド５６，５８の光を通す表面層６４は、一部の光を反射する特性も備えている。なお、指針アッセンブリ３２から同じ色の光を発するように、第１及び第２のランド５６，５８上の表面層６４は同じ色に着色されるものとして説明したが、第１及び第２のランド５６，５８のいずれか一方に異なる色の表面層を適用し、指針アッセンブリ３２から第３の色の光を発するようにすることも、本発明の範囲に属する。一例として、第１の色の光としての白色光が溝５４から発せられ、第２の色の光が第１のランド５６から発せられ、第３の色の光が第２のランド５８から発せられる。さらに、第２の表面層を、第１及び第２のランド５６，５８の表面層６４のいずれかに適用し、白色光のような光が、異なる色の熱間スタンプされた２層を通過したときにのみ達成される色のような、追加の色特性を得ることも本発明の範囲に属する。

次に、断面図である図５（ａ）及び斜視図である図５（ｂ）を用いて、指針アッセンブリ３２の第２実施形態について説明する。指針アッセンブリ３２の指針３６は、第１の色のプラスチックからなる第１の指針ゾーン６６と、第２の色のプラスチックからなる第２の指針ゾーン６８とを有する。第１及び第２の指針ゾーン６６，６８の間には、光遮蔽部材７０が設けられ、ゾーン間の光の干渉を効果的に防いでおり、これにより、指針３６の上面５２からくっきりした（鮮やかな）色の光を放出可能にしている。指針アッセンブリ３２は、当該指針アッセンブリ３２の指針３６を通過する光を反射すべく、第１の色のアルミニウム箔層７４が熱間スタンプされた底面７２を有している。ＬＥＤ５１のような光源が、白色光４９を発光し、それにより、第１の指針ゾーン６６から第１の色の光６７が放射され、第２の指針ゾーン６８から第２の色の光６９が放射される。なお、第１の指針ゾーン６６の１つを、第３の色のプラスチックからなる第３の指針ゾーンに区分けし、第３の指針ゾーンから第３の色の光を放射させるようにすることも、本発明の範囲に属する。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示された実施形態は、多色発光する指針を得るための異なる手法を示すものである。本実施形態における３つに分かれたゾーン６６，６８は、帯状のプラスチック部材として個別に成形され、熱や接着剤、もしくはその両方を用いるような接合工程において、接合される。そのような、異なる色に成形されたプラスチック片の接合の前に、光遮蔽部材７０がプラスチック片、すなわち各ゾーンの間に加えられる。

次に、断面図である図６（ａ）及び斜視図である図６（ｂ）を用いて、指針アッセンブリ３２の第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、第１及び第２実施形態のバリエーションとして図示されている。指針アッセンブリ３２は、指針３６の上面５２から第１の色の光７７を発するために、第１の色のプラスチックからなる第１の指針ゾーン７６と、指針３６の上面から第２の色の光７９を発するために、第２の色のプラスチックからなる第２の指針ゾーン７８とを有し、これにより、２色発光指針３６を得ている。第１及び第２の指針ゾーン７６，７８の間には、光遮蔽部材７０が設けられ、一方の色の光が、他方の色の光に向けられることを防止している。

指針アッセンブリ３２は、溝８４、第１のランド８６及び第２のランド８８を定める底面８２を有する。第１及び第２のランド８６，８８は、指針アッセンブリ３２の指針３６内を通る光を反射するために、熱間スタンプされた第１の色のアルミニウム箔層９０を有する。

上述したと同様に、指針アッセンブリ３２から放射される第３の色の光を反射するために、別の色の薄膜を第１及び第２のランド８６，８８のいずれか、或いは溝８４に適用することも、本発明の範囲に属する。また、追加の色特性を得るべく、表面のいずれかに第２の層を適用することも本発明の範囲に属する。さらに、２個の第１の指針ゾーン７６の１個を第３の色のプラスチックからなる第３の指針ゾーンとして、第３の指針ゾーンから第３の色の光を発するさようにすることも本発明の範囲に属する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示した実施形態の利点及び特徴は、中央部、すなわち第２の指針ゾーン７８に、熱間スタンプされる薄箔のような光反射部材を配置していないことにより、第２の指針ゾーン７８が、その第２の指針ゾーン７８の両側の隣接した第１の指針ゾーン７６よりも、僅かな光しか放射しないことである。そのような低強度の光と高強度の光を放射するゾーン７６，７８により、高速度で車両を運転している運転者は、素早い一瞥の間に、多少なりとも容易に指針を見ることが可能になる。

上述した第１〜第３の実施形態による指針３６のいずれの構造を採用するかは、指針３６が設置される車両（大型乗用車、トラック、スポーツカーなど）に依存して選択すれば良い。また、車両の運転者は、いくつかの年齢別のカテゴリに属し、一般的に各カテゴリのグループとして、特定の強度の多色光あるいはそのいくつかのバリエーションを好むかもしれない。また、概して、図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ），（ｂ）、及び図６（ａ），（ｂ）に示した第１〜第３実施形態のそれぞれは、２色又は３色に発光する指針において、異なる強度の着色光を提供する。

さらに、上述した各実施携帯の利点は、例えば白色光など単色光を発する、ＬＥＤのような単一（単色）光源が、指針３６を照明するために使用されることであり、また上述したようにかつ図示したように構成されたとき、一色よりも多い光を指針３６から発することである。最後に、指針３６の異なるゾーンから異なった強度の光を発することが可能である。例えば、指針３６の底面上に反射箔のような反射材料を用いることによって、そのような反射材料を用いないゾーンとは対照的に、光は指針の特定のゾーン内に保持され、そして、より強い光として指針３６から放射される。指針３６の底面に反射材料を用いないゾーンでは、光が指針の底面から漏れるので、指針３６を上面から見たときに、僅かに照明された指針の一部として観察される。

開示された発明のひとつは、指針盤と、前記指針盤の第１の側面側に配置された光源と、前記指示板の第２の側面に位置し、前記光源からの光を受ける指針と、を備え、前記指針は、その底面に設けられた反射部材と、前記光源からの光を第１の色の光として発するように、第１の色のプラスチックからなる第１の指針ゾーンと、前記光源からの光を第２の色の光として発するように、第２の色のプラスチックからなる第２の指針ゾーンと、を有することを特徴とする指示計器である。
前記指針は、さらに、前記光源からの光を第３の色の光として発するように、第３の色のプラスチックからなる第３の指針ゾーンを有することを特徴とする。前記第１及び第２の指針ゾーン間に、光遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。前記第２及び第３の指針ゾーン間に、光遮蔽部材が設けられていることを特徴とする。
開示された発明のひとつは、指針盤と、前記指針盤の第１の側面側に配置された光源と、前記光源からの光を受ける指針と、を備え、前記指針は、第１の色の光を発するように、第１の色のプラスチックからなる第１の指針ゾーンと、第２の色の光を発するように、第２の色のプラスチックからなる第２の指針ゾーンと、を有することを特徴とする指示計器である。
前記指針は、さらに、第３の色の光を発するように、第３の色のプラスチックからなる第３の指針ゾーンを有することを特徴とする。前記第１、第２、及び第３の指針ゾーンの内、２つのゾーンの底面に反射部材を設けたことを特徴とする。前記反射部材は、反射箔であることを特徴とする。前記第１、第２、及び第３の指針ゾーンは、光遮蔽部材によって仕切られていることを特徴とする。
他の構成においては、指示計器は、第１着色プラスチックによる第１のゾーンと第２の着色プラスチックによる第２のゾーンの底面に適用された反射部材を有する。指針を通過する光が与えられると、第１の着色プラスチックは第１のゾーンから第１の色の光を放ち、第２の着色プラスチックは第２のゾーンから第２の色の光を放つ。
その他の構成においては、指示計器は、指針の底面に実質的に第１ランドと第２ランドとを定める溝を備えた底面と、底面の第１ランド、第２ランド、及び溝に対応する第１、第２、第３のゾーンの少なくとも２つに適用された、熱間スタンプされた薄膜のような反射部材とを有する。第１ランド及び第２ランドは同じ色又は異なる色の第１のプラスチックからなり、その間の溝に対応する部分は、第１のプラスチックとは異なる色の第２のプラスチックからなる。指針を通過する光が与えられたり、導かれたりすると、第１及び第２のゾーンと、第３のゾーンから異なる色の光が放たれるとともに、反射部材の有無に応じて、強度が異なる光が発せられる。
以上の説明は実施のところ単なる例示にすぎず、本発明の主旨を逸脱しないバリエーションは本発明の範囲に属するものである。そのようなバリエーションは、本発明の主旨及び範囲から外れるものとはみなされない。

車両ゲージを含む、インストルメントクラスターを有する車両客室内部の斜視図である。 車両ゲージの正面図である。 車両ゲージの側断面図である。 （ａ）は、図２の指針の断面図であり、（ｂ）はその斜視図である。 （ａ）は、第２実施形態による指針の断面図であり、（ｂ）はその斜視図である。 （ａ）は、第３実施形態による指針の断面図であり、（ｂ）はその斜視図である。

符号の説明

１０ 車両、２０ ゲージ（速度計）、３０ 面板、３２ 指針アッセンブリ、３４ 指標、３６ 指針、３８ ハブ、４０ シャフト、４６ モータ、４７，４８，５１ ＬＥＤ、５０ プリント回路基板

Claims (5)

1. 光源と、
   光源の前方に置かれた指針盤と、
   指針盤上の位置を指し示すように指針盤を通じて回転可能に搭載された指針アッセンブリと、を備え、
   前記指針アッセンブリは、指針を有し、当該指針は、第１ランドと第２ランドとを定める溝を備えた上面と、前記指針の中を通る光を反射するための反射層を有する底面とを有し、
   前記指針は、その内部を光が通過する固形構造を有し、
   前記第１及び第２のランドは、第１の色の薄膜層を有することを特徴とする指示計器。
2. 前記反射層は反射箔であることを特徴とする請求項１に記載の指示計器。
3. 前記第１のランドと第２のランドとは、同一平面上にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指示計器。
4. 前記光源は、直接、指針に向けて光を照射することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の指示計器。
5. 前記指針アッセンブリは、前記指針を回転させるモータを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の指示計器。

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