JP4895321B2 - 指示計器 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載する指示計器に関するものであって、指針と表示板とでなる指針式表示部の中央で電子式の表示パネルによる情報表示を行うべく、指針が表示パネルの後方を迂回して表示板の前方に至るタイプの指示計器に関するものである。

この種の指示計器として、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この指示計器は、液晶パネルからなる表示パネルと、この表示パネルの外周に沿って指標部が配された表示板と、指標部を指示する指針と、この指針を駆動すべく表示パネルの背後に配置された駆動源（回動内機）と、この駆動源を装着すると共に表示パネルとは所定の間隔を明けて配置される回路基板と、この回路基板の前方に配置され表示板と表示パネルとを照明する光源とを備えている。指針はその回転基部が駆動源の駆動軸に連結され、表示パネルの後方を迂回して自由端側が表示板の前方に至るように屈曲している。このように屈曲した指針の動作を可能とするため、表示パネルと回路基板との間隔は、指針の作動を許容できる大きさに設定されている。そして回路基板上に位置する光源は前記間隔を隔てて表示板や表示パネルと対向し、光源の点灯により表示板や表示パネルを照明する構造である。
特開２００３−１４５０８号公報

しかしながら上記特許文献１では、表示板と表示パネルに対して光源を、指針の作動を許容するための間隔を隔てて対向させる構造に過ぎないため、光源から照明対象である表示板や表示パネルへ至る光路をコントロールするのが難しく、照明効率の低下を招きやすいという問題がある。また例えば異なる色の光源を用い、表示板と表示パネルとを異なる色で照明する場合に対応できないという問題もある。
本発明はこの点に着目してなされたもので、その主な目的は、照明効率を向上させることが可能な指示計器を提供することにある。

本発明は、前述した課題を解決するため、液晶表示パネルと、
この液晶表示パネルの外周に沿って指標部が配された表示板と、
前記指標部を指示する指針と、
この指針を駆動する駆動源と、
少なくとも前記表示板を照明する表示板用光源とを備え、
前記指針が前記液晶表示パネルと前記表示板と前記表示板用光源と前記表示板用光源を装着する光源基板を枠体により結合することで構成される表示ユニットの後方を迂回して前記表示板の前方に至る指示計器において、
前記枠体に前記表示板用光源の光を前記表示板に導く照明室を設け、
前記表示板が前記液晶表示パネルの外周に沿って配置され、
前記照明室の外壁部が前記指標部の配列形状に沿った円弧状に形成され、
前記照明室内に表示板用光源が配置され、前記表示板と前記表示板用光源との間に導光体が配置され、
前記導光体は、前記照明室に沿った円弧状に形成され、前記表示板用光源に対応する位置に前記表示板用光源に向けて突出する光導入部と、前記表示板用光源に対応する位置に前記光導入部を介して導入した光を放射状に反射する円錐状の放射反射部と、を備えてなることを特徴とする。

また本発明は、前記枠体が前記指針の非移動領域において所定の剛体に連結されることを特徴とする。

また本発明は、前記表示板用光源を装着する光源基板を有し、この光源基板を介して前記表示板用光源が前記枠体と合体されることを特徴とする。

また本発明は、前記表示板用光源が前記表示板に加えて前記液晶表示パネルも照らす光源か、または前記表示板と前記液晶表示パネルとを別々に照らす光源からなり、前記照明室が前記表示板を照明する照明室と前記液晶表示パネルを照明する照明室とに区画されることを特徴とする。

本発明によれば、照明効率を向上させることが可能な指示計器を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を適用した指示計器の実施形態を説明する。

図１から図４は、本発明の第１の実施形態を示す。図１は指示計器の正面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、表示ユニットとケースの一部を示す斜視図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。

本実施形態による指示計器は、例えば自動車のダッシュボードに搭載されるコンビネーションメータからなるもので、図１に示すように、異なる種類の計測値を表示する三つの指針式表示部を横一列に配列してなり、全体の外形形状は略蒲鉾形である。なお図１では中央に位置する指針式表示部ＰＤ１のみ詳細に示し、両脇に位置する指針式表示部ＰＤ２，３は、一点鎖線にて示す。

各指針式表示部ＰＤ１〜ＰＤ３は、表示するコンテンツ（計測値の種類等）が異なるだけでその機械的構成は基本部分で一致しており、指針式表示部ＰＤ１を代表として図２に示すように、指針１と表示ユニットＵ（共に後に詳述）とにより構成されている。

これら指針１と表示ユニットＵの前方には、遮蔽部材（見返し部材またはマスク部材）２が配置され、この遮蔽部材２は、例えば遮光性の合成樹脂材料（例えば黒色）からなり、指針式表示部ＰＤ１〜ＰＤ３の所要部を露出し、不要部を隠蔽する開口が形成されている。

遮蔽部材２の前方には、例えば透光性の合成樹脂材料（例えば無色透明）からなるフロントカバー３が設けられ、埃等の進入を防いでいる。

一方、表示ユニットＵの後方（背後）には、ケース（剛体）４、回路基板５、リアカバー６がそれぞれ位置している。

ケース４は、各指針式表示部ＰＤ１〜ＰＤ３を構成する指針１や表示ユニットＵ他を収容する、概略形状が有底枠体からなる剛体であって、遮蔽部材２、フロントカバー３、回路基板５、リアカバー６を直接的または間接的に装着するコア部品となるものである。

そして、このケース４（の底部）と回路基板５との間には、指針１の動作を許容する空間部Ｓが形成されている。

回路基板５は、ケース４（の底部）の背後に配置される硬質の回路基板であり、その背面には例えばステッピングモータからなる駆動源７の本体部が装着され、この駆動源７の駆動軸７１は回路基板５を貫通して前方に延び、指針１に接続されている。また回路基板５の前面であって駆動軸７１の周りには、指針１を照明するための例えば発光ダイオードからなる指針用光源８が配置されている。

リアカバー６は、回路基板５の背面を覆ってこれを保護するものである。

以上、リアカバー６、回路基板５、ケース４、指針式表示部ＰＤ１〜ＰＤ３を構成する指針１及び表示ユニットＵ、遮蔽部材２、フロントカバー１によって、コンビネーションメータが構成される。

次に指針１と表示ユニットＵの詳細構造について説明する。

指針１は、観察者によって視認可能な第１の部分１１と、視認不可能な第２の部分１２と、これら第１，第２の部分１１，１２を連結するための連結部材１３とで構成され、第１、第２の部分１１，１２は共に例えば透明な合成樹脂材料からなり、連結部材１３は例えば遮光性の合成樹脂材料（例えば黒色）からなる。

第１の部分１１は、表示ユニットＵの前面（後述する表示板）に沿ってテーパ形状に延びる棒状であり、その背面または前面には、視認色を決定するための図示しないホットスタンプ層からなる着色層が設けられている。

第２の部分１２は、表示ユニットＵの側面から背面にかけてクランク形状に迂回して延びる棒状体かなり、指針用光源７から入光した光をその長手方向に向けて反射する反射部１２ａと、駆動軸７１に沿って延び駆動軸７１に挿入連結されるボス部１２ｂとを備え、ボス部１２ｂとは反対側となる自由端部は、第１の部分１１に対向している。

連結部材１３は、第１，第２の部分１１，１２のそれぞれを部分的に収納する概略箱形形状をなしている。

このように構成される指針１は、表示ユニットＵ（後述する表示パネル）の後方を迂回して表示ユニットＵ（後述する表示板）の前方に至り、駆動源７の駆動軸７１の回転に伴い、駆動軸７１を基準として表示ユニットＵの外周を回転（回動）移動する。また指針用光源８の点灯時には、第２の部分１２を通じて第１の部分に光が導かれ、第１の部分１２が発光する。

表示ユニットＵは、表示パネル１００と、表示板２００と、枠体３００と、導光体４００と、光源基板５００と、表示パネル用光源（光源）６００と、表示板用光源（光源）７００と、ネジ８００とで構成されている。なお各光源６００，７００は例えば発光ダイオードからなるものである。

表示パネル１００は、例えばＳＴＮ（Super Twisted Nematic）やＴＮ（Twisted Nematic）等の液晶表示パネルからなり、表示ユニットＵの中央に配置され、様々な情報（例えば外気温情報、走行距離情報、燃費情報からなる車両情報や例えばナビゲーション情報からなる交通情報）を表示する。なお表示パネル１００自体は、フロントカバー３側から見て矩形であるが、台形や円形等、任意形状のパネルを用いることができる。

表示板２００は、表示パネル１００の外周に沿って配置され、指針１の支持対象となる指標部２０１（目盛や文字からなるが図１では目盛だけを示し文字は省略する）と、表示パネル１００の所要部を露出する窓部２０２とを有し、この窓部２０２から表示パネル１００が視認されることで、表示板２００は、結果として表示パネル１００の外周に位置することになる。なお表示板２００は、表示パネル１００を視認でき、且つ指標部２０１が表示パネル１００の外周に位置すればよく、窓部２０２に替えて透明な透視部を設けてもよい。また表示板１００自体は、例えば、指標部２０１が透過性、それ以外が遮光性に形成された通常の透過型印刷表示板が採用され、フロントカバー３側から見た外形形状は、略Ｄ字形である。

枠体３００は、例えば光反射性の良好な白色の合成樹脂材料からなり、フロントカバー３側から見た外形形状は、表示板２００の形状に対応する略Ｄ字形である。この枠体３００は壁状の仕切部３０１により区画され、表示板２００に対応する第１の照明室Ｒ１と、表示パネル１００に対応する第２の照明室Ｒ２とが形成されている。

第１の照明室Ｒ１は、指標部２０１の配列形状に沿った円弧形状に形成され、その前方側には表示板２００が搭載され、また背面側には表示板用光源７００が配置され、さらに表示板２００と表示板用光源７００との間には、導光体４００が配置されている。

導光体４００は、この例では第１の照明室Ｒ１に沿った円弧形状に形成され、表示板用光源７００に対応する位置には、表示板用光源７００に向けて突出する光導入部４０１と、円錐形状の放射反射部４０２が形成されている。

そして表示板用光源７００が点灯すると、その光は光導入部４０１を介して導光体４００内に導入され、放射反射部で放射状に反射されることで表示板２００の板面方向に伝播し、これにより点光源を用いて指標部２０１の比較的広い範囲を照明できるようにしていると共に、表示板用光源７００から表示板２００に至る照明経路を第１の照明室Ｒ１（仕切部３０１）で区画することにより、光の漏洩やロスを抑制することができる。

一方、第２の照明室Ｒ２は、この例では、前方側が幅広、その反対側が幅狭の四角錐形状に形成され、幅広となる前方側には表示パネル１００が搭載され、幅狭となる背面側には表示パネル用光源６００が配置されている。

そして表示パネル用光源６００が点灯すると、その光は第２の照明室Ｒ２内を繰り返し反射し、結果として点光源を用いて表示パネル１００全域を照明できるようにしている戸共に、表示パネル用光源６００から表示パネル１００に至る照明経路を第２の照明室Ｒ２（仕切部３０１）で区画することにより、光の漏洩やロスを抑制することができる。

光源基板５００は、その前面側に表示パネル用光源６００と表示板用光源７００とが装着されており、枠体３００の背後にネジ８００を通じて組み付け固定されることで、表示パネル用光源６００と表示板用光源７００とが各照明室Ｒ１，Ｒ２内に位置するようになっている。

ここで、枠体３００は、表示パネル１００、表示板２００、導光体４００、光源基板５００（表示パネル用光源６００、表示板用光源７００）とを結合する中核部品となるものである。なお本例では、枠体３００に表示パネル１００、表示板２００、導光体４００、光源基板５００のそれぞれをフックや両面テープ等により直接、結合したが、他の部材を通じて間接的に結合するものであってもよい。また本例では、光源基板５００と枠体３００との組み付けに際してネジ８００を用いたが、これら部品どうしの結合に限らず、固定部材、固定手段は任意の手段を採用できる。

以上のように構成される表示ユニットＵは、図３，図４に示すように、枠体３００に形成された取付部３０２を通じてケース４に片持ち状態で取り付け固定される。

すなわち、枠体３００の背面側であって、指針１の移動領域（範囲）ＭＡ対応領域から外れた非移動領域ＮＭＡ対応領域（投影領域）に位置する領域（図１参照）には、指針１の動作を妨げないように取付部３０２が形成してあり、この例では取付部３０２は、ケース４側に延びる一対の円筒状突出部であって、その内部には例えばセルフタッピングネジからなる固定部材Ｆが螺合する孔部３０３が形成されている。

一方、取付部３０２に対応するケース４位置には、取付受部４１が形成してあり、この例では、取付受部４１は、取付部３０２に向けて開口する円筒形状に形成され、その内部には取付部３０２を挿入及び位置決め可能な凹部４２が形成され、この凹部４２の底部には固定部材Ｆを挿通可能な孔部４３が形成されている。なおケース４の背後に位置する回路基板５とリアカバー６のそれぞれには、固定部材Ｆを挿通する貫通孔５１，６１が設けられている。

表示ユニットＵのケース４に対する組み付けは、表示ユニットＵの取付部３０２をケース４の取付受部４１（凹部４２）内に挿入して仮止めし、その後、ケース４の背後に回路基板５とリアケース６を重ねてこれらに設けられた各貫通孔５１，６１と、ケース４及び取付部３０２に設けられた各孔部４３，３０３とを位置合わせし、その後、背後（リアカバー６側）から貫通孔５１，６１と孔部４３内に固定部材Ｆを挿入して、さらに固定部材Ｆの先端側を孔部３０３に螺着することにより行われ、これにより、表示ユニットＵが、指針１の作動を妨げることなく、剛体であるケース４に方持ち状態で安定的に固定される。

なお表示ユニットＵのケース４に対する組み付けは、指針１の非移動領域ＮＭＡにおいてケース４に連結されるものであれば、上記のごとき取付部３０２と取付受部４１のごとき凹凸嵌合に替えて、表示ユニットＵとケース４との間に専用の取付具を介在させてもよい。
また表示ユニットＵの取り付け対象は、表示ユニットＵを安定的に支持できる剛体であればケース１に限らず任意であり、例えば回路基板５やリアカバー６、遮蔽部材２、その他の部材であてもよい。
さらに取付部３０２は、仮想回転中心ＶＣを基点として扇状に広がる指針１の移動領域ＭＡを外れた領域であれば、図１のように非移動領域ＮＭＡ対応領域内における指針１の回動軌道の延長軌道上に設けてもよいし、延長軌道上に対し外側または内側であってもよい。

以上の通り、本実施形態では、表示パネル１と、この表示パネル１の外周に沿って指標部２０１が配された表示板２００と、指標部２０１を指示する指針１と、この指針１を駆動する駆動源７と、表示板２００を照明する表示板用光源（光源）７００とを備え、指針１が表示パネル１の後方を迂回して表示板２００の前方に至る指示計器において、表示パネル１と表示板２００と表示板用光源７００とを結合する枠体３００を設け、この枠体３００に表示板用光源７００の光を表示板２００に導く照明室Ｒ１を設けたことにより、照明効率を向上させることができる。すなわち、表示板用光源７００から表示板２００に至る照明経路を第１の照明室Ｒ１（仕切部３０１）で区画することにより、光の漏洩やロスを抑制すると共に照明室Ｒ１の壁面の反射作用を利用して表示板２００を効率良く照明することができる。

また本実施形態では、枠体３００が指針１の非移動領域ＮＭＡにおいてケース４に連結されることにより、指針１の動作に影響を及ぼすことなく、表示ユニットＵ（枠体３００）を取り付けることができる。また指針１の動作には直接寄与しない余剰（余裕）スペースを活用して、取り付けることができるので、スペースの有効活用をはかることができる。

また本実施形態では、表示板用光源７００を装着する光源基板５００を有し、この光源基板５００を介して光源１が枠体３００と合体されることにより、表示板用光源７００を枠体３００と合体するにあたり、コードや専用の保持具等が不要となり、必要最小限の部品で表示板用光源７００を枠体３００に装着することができる。

また本実施形態では、光源が表示板２００を照らす表示板用光源７００と表示パネル１００を照らす表示パネル用光源６００とからなり、照明室が表示板２００を照明する照明室Ｒ１と表示パネル１００を照明する照明室Ｒ２とに区画されることにより、表示板２００と表示パネル１００とを別々に照明できることから、表示板２００だけなく、表示パネル１００も効率良く照明することができる。またこの構造によれば、表示板２００と表示パネル１００とを互いの色干渉を防止しながら別々の光源色で照明することもできる。

なお本実施形態では、表示パネル１００として、液晶表示パネルを用いたが、表示パネルあるいは表示パネルを用いた情報表示手段であれば、任意のものを採用でき、例えば液晶表示パネルに替えて電界発光素子や蛍光表示管のような表示パネルを設けてもよいし（この場合、表示パネル用光源６００は不要）、液晶表示パネルあるいは表示ユニットＵに替えて、表示パネルとして通常の印刷文字板を採用した指針式の表示ユニットを設けてもよい。

また本実施形態では、表示ユニットＵが、表示板２００と表示パネル１００とを有する例を示したが、表示ユニットＵには、これらに加えて、他の表示・報知手段を組み込んでもよい。

図５は、本発明の第２の実施形態を示す要部断面図であり、本実施形態では一つの照明室Ｒで、表示板２００と表示パネル１００の双方を照明する例を示している。

すなわち、枠体３００には、単一の照明室Ｒが形成され、その前方には表示板２００と表示パネル１００とが配置されている。

これら表示板２００及び表示パネル１００と、光源基板５００との間には、導光体４００が配置され、光源９００からの光を導光体ＬＧを用いて表示板２００及び表示パネル１００に導き、これらを照明するようになっている。

このように構成された第２の実施形態によっても、前記第１の実施形態と同様の効果を期待できる。

なお前記第１，第２の実施形態では、指針１の第１の部分１１が表示ユニットＵの外側から中心側に延びる（指針１が表示ユニットＵに対して「コ」字状に迂回する）例を示したが、表示ユニットＵ（枠体３００，表示板２００，光源基板５００）に指針１が通る（作動可能な）スリットを設け、このスリットを介して指針１が動作するように構成することで、指針１を「Ｔ」字またはクランク形状に設定してもよい。

本発明による指示計器の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 表示ユニットとケースの一部を示す斜視図。 図２のＢ−Ｂ断面図。 本発明の第２の実施形態を示す要部断面図。

符号の説明

１ 指針
２ 遮蔽部材
３ フロントカバー
４ ケース（剛体）
５ 回路基板
６ リアカバー
７ 駆動源
８ 指針用光源
１１ 第１の部分
１２ 第２の部分
１２ａ 反射部
１２ｂ ボス部
１３ 連結部材
４１ 取付受部
４２ 凹部
４３ 孔部
５１，６１ 貫通孔
７１ 駆動軸
１００ 表示パネル
２００ 表示板
２０１ 指標部
２０２ 窓部
３００ 枠体
３０１ 仕切部
３０２ 取付部
３０３ 孔部
４００ 導光体
４０１ 光導入部
４０２ 放射反射部
５００ 光源基板
６００ 表示パネル用光源（光源）
７００ 表示板用光源（光源）
８００ ネジ
９００ 光源
Ｆ 固定部材
ＭＡ 移動領域
ＮＭＡ 非移動領域
ＰＤ１〜ＰＤ３ 指針式表示部
Ｒ 照明室
Ｒ１ 第１の照明室
Ｒ２ 第２の照明室
Ｓ 空間部
Ｕ 表示ユニット
ＶＣ 仮想回転中心

Claims (4)

1. 液晶表示パネルと、
   この液晶表示パネルの外周に沿って指標部が配された表示板と、
   前記指標部を指示する指針と、
   この指針を駆動する駆動源と、
   少なくとも前記表示板を照明する表示板用光源とを備え、
   前記指針が前記液晶表示パネルと前記表示板と前記表示板用光源と前記表示板用光源を装着する光源基板を枠体により結合することで構成される表示ユニットの後方を迂回して前記表示板の前方に至る指示計器において、
   前記枠体に前記表示板用光源の光を前記表示板に導く照明室を設け、
   前記表示板が前記液晶表示パネルの外周に沿って配置され、
   前記照明室の外壁部が前記指標部の配列形状に沿った円弧状に形成され、
   前記照明室内に表示板用光源が配置され、前記表示板と前記表示板用光源との間に導光体が配置され、
   前記導光体は、前記照明室に沿った円弧状に形成され、前記表示板用光源に対応する位置に前記表示板用光源に向けて突出する光導入部と、前記表示板用光源に対応する位置に前記光導入部を介して導入した光を放射状に反射する円錐状の放射反射部と、を備えてなることを特徴とする指示計器。
2. 前記枠体が前記指針の非移動領域において所定の剛体に連結されることを特徴とする請求項１記載の指示計器。
3. 前記表示板用光源を装着する光源基板を有し、この光源基板を介して前記表示板用光源が前記枠体と合体されることを特徴とする請求項１記載の指示計器。
4. 前記表示板用光源が前記表示板に加えて前記液晶表示パネルも照らす光源か、または前記表示板と前記液晶表示パネルとを別々に照らす光源からなり、前記照明室が前記表示板を照明する照明室と前記液晶表示パネルを照明する照明室とに区画されることを特徴とする請求項１記載の指示計器。

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