JP2009180623A - 指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】半透過層が形成された文字盤の背後に発光指針を配置した指針計器において、発光指針が指示する位置を明確にする。
【解決手段】指針計器１は、光透過性と光反射性とを有する半透過層２４が光透過性の基板２０の前面または基板２０の裏面に形成されている文字盤２と、文字盤２の背後に配置され、文字盤２の裏面に沿って回転する指針３と、指針３に光を入射させて指針３を発光表示させる光源５１と、を備え、文字盤２において指針３が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に半透過層２４を形成すると共に、回転領域の一部を半透過層２４の第１開口２４１としている。これにより、発光表示している指針３は、回転領域の一部において指示する位置を明確にできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光透過性と光反射性とを有する半透過層が形成された文字盤を備えた指針計器に関するものである。

従来より、半透過層としてハーフミラー層が形成された文字盤を備えた指針計器が開示されている（特許文献１）。

これは、文字や目盛などの指標を表わす光透過性の指標層とハーフミラー層とが形成された文字盤と、文字盤の前面を回転する指針と、文字盤を背後から透過照明する光源とを備える。指標層は、ハーフミラー層の背面側に形成され、光源の消燈時にはハーフミラー層が金属調に視認され、光源の点燈時には、光源からの光が指標層とハーフミラー層とを透過して、指標層の文字や目盛や視認される。

これにより、光源の消燈時には金属調に視認された文字盤が、光源の点燈時には、指標層の文字や目盛や視認されるようになり、視認者に斬新感を与えることができる。
特開平９−２８７９８２号公報

本発明者は、上記従来技術に対して一歩進んで、半透過層が形成された文字盤の背後に、文字盤の裏面に沿って回転する発光指針を配置することを検討した。

しかし、発光指針を半透過層を通して視認させる場合、文字盤と離れて文字盤の背後に配置された発光指針は、文字盤に形成された文字や目盛と比較して、半透過層の光反射性によってぼやけて視認される。このため、発光指針が指示している位置が不明確になるという難点を有している。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、半透過層が形成された文字盤の背後に発光指針を配置した指針計器において、発光指針が指示する位置を明確にすることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の指針計器は、光透過性と光反射性とを有する半透過層が光透過性の基板の前面または基板の裏面に形成されている文字盤と、文字盤の背後に配置され、文字盤の裏面に沿って回転する指針と、指針に光を入射させて指針を発光表示させる光源と、を備え、文字盤において指針が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に半透過層を形成すると共に、回転領域の一部を半透過層の第１開口としていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、文字盤において指針の回転領域の一部を半透過層の第１開口としているため、発光表示している指針は、回転領域の一部において半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、回転領域の一部において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。

請求項２に記載の指針計器は、基板において第１開口内の全面を貫通させて、基板の第２開口としていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、基板において第１開口内の全面を貫通させて基板の第２開口としているため、発光表示している指針は、第１開口において基板によって視認性が低下しないで視認される。したがって、第１開口において、発光表示している指針が指示する位置をより明確にできる。

請求項３に記載の指針計器は、第１開口の形状が、指針の一部分の回転軌跡であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、第１開口の形状が、指針の一部分の回転軌跡であるため、発光表示している指針の一部分は、指針の全回転範囲において、半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、指針の全回転範囲において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。

請求項４に記載の指針計器は、指針の一部分が、指針の先端部分であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、発光表示している指針の先端部分は、半透過層によってぼやけないで視認される。このため、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。

請求項５に記載の指針計器は、第１開口の形状が、所定の回転角度に位置する指針の長手方向に直線状であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、第１開口の形状が、所定の回転角度に位置する指針の長手方向に直線状であるため、所定の回転角度において、発光表示している指針は、半透過層によってぼやけないで直線状で視認される。したがって、所定の回転角度において、発光表示している指針が指示する位置を明確にできる。

請求項６に記載の指針計器は、指針の回転方向において第１開口の両側に遮光層を形成していることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、第１開口の両側に遮光層を形成しているため、この両側では、発光表示している指針は、遮光層によって視認されない。したがって、発光表示している指針は、第１開口を通過する際に、伸縮したように、且つ、この伸縮した部分が半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、第１開口において、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。

請求項７に記載の指針計器は、第１開口が、指針の先端より外周側に延出していることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、第１開口が、指針の先端より外周側に延出しているため、発光表示している指針からの光によって、回転領域より外周側に延出している部分も発光表示する。このため、所定の回転角度において、発光表示している指針は、延出している部分だけ伸びたように、且つ、半透過層によってぼやけないで視認される。したがって、所定の回転角度において、発光表示している指針が指示する位置を、より明確にできる。

請求項８〜１０のように構成しても同様の効果を奏することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態相互において、図中の互いに同一若しくは均等である部分に、同一符号を付している。

（第１実施形態）
図１に示すスピードメータ１は、自車両の走行速度を表示するメータであり、自動車の車室内の運転席前方に設けたインストルメントパネル内に配置される。スピードメータ１は、文字２１と目盛２２が形成された光透過性の文字盤２と、文字盤２の背後（図２において右側）に配置され、文字盤２の裏面（図２において右側の面）に沿って回転する指針３とを備える。

指針３は、文字盤の背後に配置された発光ダイオード５１（図２）が発した光を入射して発光表示し、発光表示している指針３は、光透過性の文字盤２を通して視認される。指針３は、走行速度に応じて所定角度回転して、走行速度に応じた文字２１と目盛２２を指示することにより、スピードメータ１は、自車両の走行速度を表示する。

図２と図３において、文字盤３は、ポリカーボネート樹脂等の光透過性の樹脂から形成された基板２０から形成され、基板２０に開口２０１が形成され、開口２４１を有するハーフミラー層２４が基板２０の裏面（図２と図３において右側の面）に形成される。ハーフミラー層２４上には、遮光性で例えば黒色の背景層２５が形成され、文字２１と目盛２２が、背景層２５の開口として形成される。文字盤２においてハーフミラー層２４の前面側（図３において左側）に、具体的に、基板２０の前面（図３において左側の面）に、ヘアライン層２３が形成される。

スピードメータ１は、請求項に記載の指針計器に相当し、開口２４１は、請求項に記載の第１開口に相当し、開口２０１は、請求項に記載の第２開口に相当し、ヘアライン層２３は、請求項に記載の光散乱層に相当し、発光ダイオード５１は、請求項に記載の光源に相当する。

図１と図４と図５において、指針３の先端の回転軌跡３Ｔで囲まれた領域が、指針３が回転する回転領域であり、基板２０の開口２０１は、指針３の一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部２０２と、所定の回転角度に位置する指針３の長手方向に直線状の直線部２０３とからなる。円弧部２０２は、回転領域の一部となっているが、９本の直線部２０３は、指針３の先端より外周側（回転軌跡３Ｔより外周側）に延出している。

ハーフミラー層２４は、光透過性と光反射性を有するように膜厚を調整した、例えばアルミニウム薄膜としてメッキや蒸着等で形成され、文字盤２において回転軌跡３Ｔで囲まれた回転領域を少なくとも包含する領域に形成される。具体的には、図２と図３に示すように、基板２０の開口２０１を除いた裏面の全域に形成される。即ち、基板２０の開口２０１と同じ形状で同じ位置に、ハーフミラー層２４の開口２４１を形成しているといえる。また、基板２０においてハーフミラー層２４の開口２４１内の全面を、図３において左右方向に貫通させて、基板２０の開口２０１としているともいえる。

ハーフミラー層２４は、背後から照明される場合、光透過性を発揮して照明光を透過させるため、ハーフミラー層２４の背後側が視認される。これに対して、背後から照明されない場合、ハーフミラー層２４は、光反射性を発揮して、前面側からの外来光を反射するため、ハーフミラー層２４の背後側が視認されないで、金属調に視認される。

背景層２５は、図５において、円弧部２０２の内周側の円弧と円弧３Ｒとに囲まれた領域、文字２１、目盛２２、および、基板２０の開口２０１を除いた裏面の全域に形成される。したがって、背景層２５は、指針３の回転方向において開口２０１の直線部２０３の両側にも形成されている。

ヘアライン層２３は、指針３の回転中心に対して同心円状の凹凸模様として、印刷や、切削加工や、型転写等によって、基板２０の前面に形成される。ヘアライン層２３は、前面側からの外来光を散乱させて反射し、背後側からの照明光を散乱させて透過させるため、金属調に視認される。

なお、図４は、基板２０を前面側から見た正面図であり、図５は、文字盤２を前面側から見た正面図である。

図２において、文字盤２の背後側には、指針３、ムーブメント４、発光ダイオード５１，５２、ケース７、および、プリント基板６が配置され、ムーブメント４と発光ダイオード５１，５２は、プリント基板６に実装される。発光ダイオード５１は、光路Ｐ１，Ｐ２にしたがって指針３に光を入射させて指針３を発光表示させ、発光ダイオード５２は、光路Ｐ３にしたがって文字盤２の文字２１と目盛２２を透過照明する。遮光キャップ３１は、遮光性の樹脂から形成され、発光ダイオード５１からの光が、直接文字盤２に導かれないようにする。

ムーブメント４は、ステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機等の電気アクチュエータからなり、外部からの電気信号（本実施形態では自車両の速度を表わす速度信号）に対応した角度に回転シャフト４１を回転させる。回転シャフト４１の先端に指針３が固定される。指針３は、透光性材料、たとえばアクリル樹脂等により形成され、発光ダイオード５１が発した光を入射させて発光表示されるように形成される。ケース７は、樹脂材料から成形され、発光ダイオード５１、５２からの光を指針３へ導く機能と、発光ダイオード５２からの光を文字盤２の文字２１と目盛２２へ導く機能とを有する。

指針３が固定されているムーブメント４と発光ダイオード５１，５２が実装されているプリント基板６、および、文字盤２は、ケース７，８と透明カバー９からなる計器筐体内に収容固定される。

上述したように構成された本実施形態によるスピードメータ１の作動について説明する。

図示しないイグニッションスイッチがオンされると、図２において、発光ダイオード５１，５２が点燈し、自車両が走行を開始すると、ムーブメント４は、走行速度に応じて指針３を所定角度回転させる。

点燈している発光ダイオード５２からの光は、図２と図３に示す光路Ｐ３にしたがって、ハーフミラー層２４と基板２０とヘアライン層２３を透過して、文字盤２の文字２１と目盛２２を透過照明する。光路Ｐ３の光が、ヘアライン層２３によって散乱して透過するため、文字２１と目盛２２は、金属調に視認される。

一方、点燈している発光ダイオード５１からの光は、図２と図３に示す光路Ｐ２にしたがって、ハーフミラー層２４と基板２０とヘアライン層２３を透過し、文字盤２を通して発光表示している指針３として視認される。光路Ｐ２の光が、ハーフミラー層２４の光反射性とヘアライン層２３の光散乱性の両方によって散乱して透過するため、発光表示している指針３は、光路Ｐ２の光においてぼやけて視認される。光路Ｐ３の光も、ハーフミラー層２４の光反射性とヘアライン層２３の光散乱性の両方によって散乱して透過するが、文字２１と目盛２２が文字盤２に形成されているのに対して、指針３が文字盤２と離れて文字盤２の背後に配置されているため、文字２１や目盛２２と比較して、発光表示している指針３は、よりぼやけて視認される。

これに対して、点燈している発光ダイオード５１からの光は、図２と図３に示す光路Ｐ１にしたがって、開口２０１を通して発光表示している指針３として直接視認される。光路Ｐ１の光が、ハーフミラー層２４の光反射性とヘアライン層２３の光散乱性の両方によって散乱しないため、発光表示している指針３は、光路Ｐ１の光において、即ち、開口２０１において、ぼやけないで視認される。したがって、開口２０１において、発光表示している指針３が指示する位置を明確にできる。

また、図１と図４に示すように、開口２０１は、指針３の一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部２０２と、所定の回転角度に位置する指針３の長手方向に直線状の直線部２０３とからなっている。円弧部２０２によって、発光表示している指針３の一部分は、指針３の全回転範囲において、ハーフミラー層２４とヘアライン層２３とによってぼやけないで視認される。したがって、指針３の全回転範囲において、発光表示している指針３が指示する位置を、明確にできる。

また、９本の直線部２０３によって、所定の回転角度において、即ち、文字２１が配置された回転角度において、発光表示している指針３は、ハーフミラー層２４とヘアライン層２３とによってぼやけないで直線状で視認される。したがって、文字２１が配置された回転角度において、発光表示している指針３が指示する位置を、より明確にできる。

また、直線部２０３の両側に背景層２５を形成しているため、直線部２０３の両側では、発光表示している指針３は、背景層２５によって視認されない。したがって、発光表示している指針３は、直線部２０３を通過する際に、伸縮したように、且つ、この伸縮した部分がハーフミラー層２４とヘアライン層２３とによってぼやけないで視認される。したがって、文字２１が配置された回転角度において、発光表示している指針３が指示する位置を、より明確にできる。

また、直線部２０３が、指針３の先端より外周側（回転軌跡３Ｔより外周側）に延出しているため、発光表示している指針３からの光によって、直線部２０３において回転軌跡３Ｔより外周側の部分も発光表示する。このため、発光表示している指針３は、直線部２０３において回転軌跡３Ｔより外周側の部分だけ伸びたように、且つ、ハーフミラー層２４とヘアライン層２３とによってぼやけないで視認される。したがって、文字２１が配置された回転角度において、発光表示している指針３が指示する位置を、より明確にできる。

なお、発光ダイオード５１、５２が消燈すると、文字盤２の前面側から入射した外来光をヘアライン層２３とハーフミラー層２４が反射して、文字盤２は金属調で視認され、図１において、文字２１と目盛２２と指針３は視認されない。

（第２実施形態）
第２実施形態では、図６に示すスピードメータ１Ａの文字盤２Ａにおいて、基板２０の開口２０１Ａは、指針３の先端部分の回転軌跡の形状を有する円弧部２０２Ａと、直線部２０３とからなる。スピードメータ１Ａは、請求項に記載の指針計器に相当し、開口２０１Ａは、請求項に記載の第２開口に相当する。

これにより、発光表示している指針３の先端部分が、ハーフミラー層２４とヘアライン層２３とによってぼやけないで視認されるため、指針３の先端部分でない一部分の回転軌跡の形状を有する円弧部２０２の場合比較して、発光表示している指針３が指示する位置を、より明確にできる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、図７に示すスピードメータ１Ｂの文字盤２Ｂにおいて、基板２０Ｂに開口を形成しないで、図３に示した開口２０１と同じ形状で同じ位置に、ハーフミラー層２４の開口２４１を形成する。また、基板２０Ｂの前面（図７において左側の面）において開口２４１の前方側（図７において左側）には、ヘアライン層２３を形成しない。

これにより、点燈している発光ダイオード５１からの光は、図７に示す光路Ｐ４にしたがって、基板２０Ｂを通して発光表示している指針３として視認される。光路Ｐ４の光が、ハーフミラー層２４の光反射性とヘアライン層２３の光散乱性の両方によって散乱しないため、発光表示している指針３は、光路Ｐ４の光において、即ち、開口２４１において、ぼやけないで視認される。したがって、開口２４１において、発光表示している指針３が指示する位置を明確にできる。

なお、ハーフミラー層２４の代わりに、光透過性と光反射性を有するように調整した、例えば青色の半透過層とすることも可能である。この場合、発光ダイオード５１を点燈して指針３を発光表示させると、青色の半透過層を通して発光表示している指針３が視認され、指針３の回転領域の一部を半透過層の開口とすれば、その開口において、発光表示している指針３が指示する位置を明確にできる。

また、この場合において、発光ダイオード５１を消燈すると、文字盤の前面側から入射した外来光を半透過層が反射して、半透過層が青色で視認され、文字盤の背後の指針３が視認され難くなる。このようにして、上述と同様の効果を得ることができる。

また、ヘアライン層２３の代わりに、微細な凹凸からなるシボ層や、皮革調の凹凸模様を、基板２０，２０Ｂに形成することも可能である。

本発明の第１実施形態によるスピードメータの正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図２中のＩＩＩ部の拡大図である。 基板の正面図である。 文字盤の正面図である。 本発明の第２実施形態によるスピードメータの正面図である。 本発明の第３実施形態によるスピードメータの断面拡大図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ スピードメータ（指針計器）、２，２Ａ，２Ｂ 文字盤
２０，２０Ｂ 基板、２０１，２０１Ａ 開口（第２開口）
２０２，２０２Ａ 円弧部、２０３ 直線部、２１ 文字、２２ 目盛
２３ ヘアライン（凹凸層、光散乱層）、２４ ハーフミラー層（半透過層）
２４１ 開口（第１開口）、２５ 背景層（遮光層）、３ 指針、３１ 遮光キャップ
４ ムーブメント、４１ 回転シャフト、５１ 発光ダイオード（光源）
５２ 発光ダイオード、６ プリント基板、７、８ ケース、９ 透明カバー
３Ｔ 回転軌跡、３Ｒ 円弧、Ｐ１〜Ｐ４ 光路

Claims (10)

1. 光透過性と光反射性とを有する半透過層が光透過性の基板の前面または前記基板の裏面に形成されている文字盤と、
   前記文字盤の背後に配置され、前記文字盤の裏面に沿って回転する指針と、
   前記指針に光を入射させて前記指針を発光表示させる光源と、を備え、
   前記文字盤において前記指針が回転する回転領域を少なくとも包含する領域に前記半透過層を形成すると共に、前記回転領域の一部を前記半透過層の第１開口としていることを特徴とする指針計器。
2. 前記基板において前記第１開口内の全面を貫通させて、前記基板の第２開口としていることを特徴とする請求項１に記載の指針計器。
3. 前記第１開口の形状は、前記指針の一部分の回転軌跡であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指針計器。
4. 前記指針の前記一部分は、前記指針の先端部分であることを特徴とする請求項３に記載の指針計器。
5. 前記第１開口の形状は、所定の回転角度に位置する前記指針の長手方向に直線状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の指針計器。
6. 前記指針の回転方向において前記第１開口の両側に遮光層を形成していることを特徴とする請求項５に記載の指針計器。
7. 前記第１開口は、前記指針の先端より外周側に延出していることを特徴とする請求項６に記載の指針計器。
8. 前記文字盤において前記半透過層の前面側に、光を散乱させる光散乱層を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の指針計器。
9. 前記光散乱層は、凹凸模様として形成された凹凸層であることを特徴とする請求項８に記載の指針計器。
10. 前記半透過層は、ハーフミラー層であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の指針計器。

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