(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
回転軸を中心として回転する回転中心部と、前記回転中心部の回転に伴って回転し、指標部を指示する指示部と、を有する指針と、前記回転中心部を回転させる駆動部と、を備える指針式計器であって、
前記回転中心部は、光源からの光を受けて、前記指示部の先端側に向かって帯状の光を出射する光出射部を備え、
前記光出射部は、前記指示部よりも前記駆動部側に位置し、前記指針式計器を正面視したときに、前記指示部の近傍の領域であって前記指示部よりも前記指示部の回転方向における一方側にある領域に向かって、前記帯状の光を出射し、
前記指針は、前記指示部から前記駆動部側の方向に向かって延びており、かつ、前記指針式計器を正面視したときに前記指示部に沿って延びる遮蔽部であって、前記帯状の光のうち、前記指示部の回転方向における一方側から他方側に向かう光を遮蔽する遮蔽部を備え、
前記遮蔽部は、前記指示部の幅方向の一方の側部を覆っており、かつ、前記遮蔽部は、前記指針式計器を正面視したときに前記指示部よりも裏側に向かって延びるとともに、前記遮蔽部の裏側の面がケースに沿う形状に形成されている、
ことを特徴とする指針式計器。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態に係る指針式計器1を、
図1〜
図4を参照して説明する。なお、以下の説明では、指針式計器1を正面視したときの(つまり、ユーザーが指針式計器1を正面から見て指示値を確認する場合の)手前側を「表」といい、奥側を「裏」という。
【0010】
本実施形態の指針式計器1は、例えば自動車や二輪車等の車両に設けられ、車両に搭載されたエンジンの回転数を指針の回転によって表すことにより、ユーザー(運転者)にエンジン回転数を報知する回転計(タコメータ)である。
【0011】
まず、指針式計器1の構成について説明する。
指針式計器1は、
図2に示すように、表側から順に、文字板2、指針3、ケース4及び回路基板5と、回路基板5に実装された光源6及び駆動部7と、を備えている。
指針3は、駆動部7の動力によって回転する回転中心部30と、回転中心部30と共に回転し、文字板2の指標部20を指示する指示部3bと、遮蔽板8と、を有する。
【0012】
光源6は、例えばLED(Light Emitting Diode)から構成されている。光源6は、回路基板5の表側に実装されている。光源6は、指針3の回転軸3aの軸線を中心とする一の円周上に等間隔に並んで指針3の回動範囲に対応して複数配置されている。これら複数の光源6は(図示例では8つ)、指針3の回転に伴う文字板2の指標部20の照明のためと、指針3の発光のために設けられている。
【0013】
駆動部7は、例えば、ステッピングモータから構成され、後述の制御部の制御のもとで、回転軸7aを回転させる。駆動部7は、回路基板5の裏側に実装されており、回転軸7aは、回路基板5の基材に設けられた孔を通過して、回路基板5の表側に至っている。回転軸7aには、中空の回転軸3a(指針3の回転中心部30に設けられる)が連結されている。これにより、駆動部7の回転軸7aの回転に伴って、指針3が回転する。駆動部7は、制御部の制御のもとで、指針3をエンジン回転数に応じた位置まで回転させる。
【0014】
回路基板5は、例えば、ガラスエポキシ樹脂(GFRP:Glass fiber reinforced plastics)からなる絶縁性を有する板状の基材に各種配線がプリントされてなる。回路基板5には、指針式計器1の動作を制御する制御部(図示せず)が実装されている。この制御部は、指針式計器1の外部装置(例えば、車両のECU(Electronic Control Unit))からエンジンの回転数等の車両情報を取得し、取得した情報に基づいて、光源6を点灯/消灯させたり、駆動部7を動作させる。
【0015】
文字板2は、指針3の表側に位置し、例えば、ポリカーボネート(polycarbonate)の樹脂から透明に形成された板材に、遮光性の印刷層が形成されてなる。
文字板2は、計測量を報知する指標となる指標部20を有する。指標部20は、文字板2において遮光性の印刷層が形成されていない部分(いわゆる抜き文字状の部分)で表現され、光透過窓部20aと、目盛部20bと、数値部20dと、を有する。つまり、光透過窓部20a、目盛部20b、及び数値部20dは、透光性を有する。指標部20は、文字板2を正面から見て指針3の回転軸3aの軸線を中心としたほぼ半円の円弧状に設けられている。
数値部20dは、指針3の指示値の目安となる数値を表すものであり、文字板2を表側から見た場合に、時計回り方向に値が増加するように円弧状に配置されている。目盛部20bは、数値部20dの外側に沿って設けられ、数値部20dが表す各数値に対応した目盛を表す。光透過窓部20aは、複数の光透過窓20cを備えて数値部20dの外周側に設けられ、且つ、目盛部20bが表す各目盛の隣り合うものの間に光透過窓20dが位置する。
なお、指標部20の少なくとも一部は、透光性を有する印刷層部分で形成されてもよい(例えば、スモーク印刷)。また、光透過窓部20aを、数値部20dの内周側に形成してもよい。また、光透過窓部20aを、文字板2を貫通する孔部として形成してもよい。
【0016】
指針3は、その回転軸3aを中心として回転する回転中心部30と、回転中心部30と一体に形成された指示部3bと、不透過部31と、を備える。
回転中心部30及び指示部3bは、例えば、PMMA(Polymethyl methacrylate)等の樹脂から透明に形成されている。不透過部31は、例えば、所定の樹脂から黒色に形成され、カバー部3cと、指針キャップ3fと、遮蔽板8と、を有する。
【0017】
回転中心部30は、駆動部7の回転軸7aと連結された回転軸3aを有している。これにより、回転中心部30は、回転軸3aを中心として回転する。指示部3bは、回転中心部30の外周方向に沿って延びるように設けられ、指標部20を指示する部分である。
回転中心部30の指示部3bが延びる方向と反対側には、受光面3dと、傾斜面3eと、が形成されている。受光面3dは、回転中心部30の裏側を向く面であり、光源6からの光を受光する。傾斜面3eは、受光面3dの表側に位置し、受光面3dから入射した光源6からの光を、指示部3dの先端方向に向けて反射させる。指示部3bの裏面には、例えば白色の箔がホットスタンプされて遮光されている。受光面3dから入射した光は、傾斜面3eで反射されて指示部3bの先端側に導光され、指示部3bが発光する。また、指示部3bの先端側に導光される光のうち裏面に当たった光や、指示部3bの表側から入射した光(例えば太陽光)は、指示部3bの裏面で反射して表側に出射される。
【0018】
不透過部31を構成するカバー部3cは、指示部3bの側部を囲むようにして設けられる。指針キャップ3fは、回転中心部30の表側を覆っている。カバー部3cと指示部3bとは、例えば、一体に形成されている。また、カバー部3cと遮蔽板8も一体的に形成されている。遮蔽板8については後述する。
【0019】
また、回転中心部30は、プリズムASSY10を有する。プリズムASSY10は、例えば、指針3の回転軸3aを取り囲むように形成され、回転軸3aと図示しない連結部材で連結されている。従って、プリズムASSY10も、回転軸3aの回転に伴って回転する。
図4(a)は、プリズムASSY10を表側から見た正面図である。プリズムASSY10は、円環状に形成されており、周方向の一部がプリズム部(光出射部)11となっており、その他の大部分がカラー部12となっている。また、プリズムASSY10における、回転軸3aを挟んでプリズム部11とは反対側には、導光部13が形成されている。プリズム部11とカラー部12と導光部13は、インサート成形または2色成形により一体に形成されている。プリズム部11および導光部13は、例えば、透明なPMMAから構成されており、カラー部12は、例えば、黒色の合成樹脂から構成されている。プリズム部11は、表側から見ると扇状に形成され、導光部13は、表側から見てほぼ矩形状に形成されている。
【0020】
プリズム部11の横断面(プリズムASSY10の径方向の断面)は、
図2および
図3に示すように、略直角台形に形成されており、カラー部12の横断面は、表裏方向に延びる辺を長辺とする長方形に形成されている。導光部13の横断面は、表裏方向に延びる辺を長辺とする長方形に形成されている。
【0021】
プリズム部11には、受光面11a、傾斜面11b及び出射面11cが形成されている。プリズム部11では、
図2および
図3に示すように、直角台形状の部分の下底が受光面11aに、斜辺が傾斜面11bに、下底に垂直な辺が出射面11cに、それぞれ相当する。受光面11a及び出射面11cは透明であり、光が透過可能になっている。傾斜面11bは、透明な鏡面で構成された反射面になっている。このため、プリズム部11の受光面11aから入射した光源6からの光は、傾斜面11bで反射して円環状の外周面の一部の出射面11cから指針3の先端側に扇状の光(帯状の光の一形態)として文字板2と平行に出射される。この扇状の出射光は、後述する反射部4cで反射し、文字板2に向かう光となる。これにより、指標部20が照明される。この出射光による扇状の照明範囲は、
図1に示すように、ここでは、光透過窓部20aを構成する複数の光透過窓20cのうち2つの光透過窓20c部分と、2つの光透過窓20cの内側の数値部20dとなる。
また、指針式計器1では、図示しない文字板照明が設けられる。文字板照明は、文字板2の裏側の数値部20dに対応する位置に、図示しない照明用導光体が設けられる。照明用導光体の端面には、図示しない光源が対向して設けられ、端面からの光の入射によって光るように構成されている。照明用導光体が光ることで数値部20dが裏側から照明される。
なお、プリズム部11の傾斜面11bは、光が透過不能な反射面であっても良い。
【0022】
プリズム部11の受光面11aは、8つの光源6のうちの少なくとも1つと対向している。前述したように、プリズム部11は回転軸3aと共に回転するので、プリズム部11の受光面11aと対向する光源6は、指針3の回転に伴い入れ替わる。
【0023】
プリズム部11の出射面11cはシボ面に形成されている。出射面11cを出射面11cの法線方向から見た場合に、
図4(b)に示すように、指針3から遠い側(指針3の反時計回り方向側)ほど、シボが濃くなっている。シボが濃いほど光が通りにくく、出射される光が弱く(暗く)なる。これにより、扇状に出射される光は、指針3に近いほど明るくなる。
【0024】
プリズムASSY10の導光部13の裏側には受光面13aが形成され、表側には出射面13bが形成されている。受光面13aは8つの光源6のうちの少なくとも1つと対向している。受光面13aは、プリズム部11の受光面11aに光を出射する光源6とは異なる1つの光源6から受光する。導光部13は回転軸3aと共に回転するので、導光部13の受光面13aと対向する光源6は、指針3の回転に伴い入れ替わる。出射面13bは、指針3の裏側に位置する受光面3dと対向している。導光部13が受光面13aで受光した光源6からの光は、出射面13bから出射され、出射面13bと対向する受光面3dに入射する。受光面3dから入射した光は傾斜面3eで反射して、指示部3bの先端側に導光される。これにより、指針3の指示部3bが発光する。
【0025】
ケース4は、回路基板5の表面側に固定されており、例えば、遮光性のある白色のポリプロピレン樹脂(PP:PolyPropylene)から構成されている。ケース4は、中央部の筒状部4aと、筒状部4aの外周側の板状部4bと、板状部4bの外周側の傾斜した反射部4cと、反射部4cの外周側の外周部4dとを備えている。
ケース4の中央部の筒状部4aは、円周上の光源6の外側に設けられ、回路基板5の法線方向に沿って延びる筒状に形成されている。筒状部4aの中央部分に、指針3の回転軸3aが位置する。筒状部4aは、光源6の光を、指針3の回転軸3aの径方向に拡がらないように遮蔽しながら、表側に向けて導出する。
【0026】
ケース4の傾斜した反射部4cは、円錐面で構成されてプリズム部11の出射面11cと対向して配置される。反射部4cは、プリズム部11の出射面11cから出射された扇状の光を文字板2の方向に向けて(すなわちドライバー側に向けて)反射させる。反射部4cの傾斜角度は、入射した光を反射部4cで反射して文字板2の表側に向けて効率よく出射できるように設定される。反射部4cには、例えば、鏡面仕上げ等の表面処理が施されている。これにより、反射光の輝度を高く保つことができ、効率良く文字板2の指標部20を照明することができるようになっている。また、反射部4cを、例えばシボ面とし、反射光に拡散効果を付与することもできる。シボ面の凹凸の密度と深さを変えることで、反射光に濃淡(明暗)を付けるように変化させることもできる。
ケース4は黒色の樹脂で成形されている。これにより、文字板2を表側からみたときに、光透過窓部20aからケース4内が黒く見えるブラックアウト状態となり、コントラストの高い表示となり、より視覚的演出効果に優れた見栄えの良い表示を行うことができる。なお、反射部4cはケース4に直接形成する場合のほか、ケース4の表側の面にポリカーボネイトなどのシート材を絞り加工して貼り付けることで、反射部4cを形成してもよい。
【0027】
指針3には、カバー部3cと一体に形成された遮蔽板8が設けられている(つまり、カバー部3cと指針キャップ3fと遮蔽板8とは一体に形成されている)。
遮蔽板8は、
図1に示すように、指針式計器1を正面視したときに指示部3bに沿って延びている。この実施形態では、遮蔽板8は、指示部3bの幅方向の一方の側部を覆っている(指示部3bに対して時計周り側。
図1中上側)。また、遮蔽板8は、指示部3bの裏側に向かって延びており、ケース4の板状部4bおよび反射部4cとの間にわずかな隙間をあけて沿う形状に形成される。
このように構成される遮蔽板8は、指針式計器1を正面視したとき、プリズム部11から出射された帯状の光のうち、指示部3bの回転方向における一方側から他方側に向かう光を遮蔽する。ここでは、遮蔽板8は、指示部3bの反時計周り方向側(
図1での下側)から時計周り側(
図1での上側)へ向かう光を遮蔽している(光が漏れることを抑制する)。この遮蔽板8によって、プリズム部11から出射された扇状の光に照明された箇所と、その箇所と指示部3bを挟んで反対側の箇所とのコントラスト
を高めることができるため、視覚的演出効果に優れる。また、指針式計器1を正面視したときに、指示部3bと重なる扇状の光の一端部が、遮蔽板8に沿って明確に視認されるため、ユーザが指示部3bの指示箇所を視認しやすく、表示が良好で、見栄えが良い。
【0028】
回路基板5に設けた制御部は、光源6の点灯/消灯を制御する。制御部による制御は、例えば、光源6の点灯/消灯を、ヘッドライトスイッチのON/OFFに連動させ、あるいはイグニッションスイッチのON/OFFに連動させる。ヘッドライトスイッチのON/OFFに連動させた場合には、ヘッドライトの点灯時に光源6が点灯し、イグニッションスイッチのON/OFFに連動させた場合には、エンジンの運転中は光源6が常時点灯する。なお、文字板照明の光源も制御部によって同様に制御される。
【0029】
次に、本実施形態の指針式計器1において、光源6から出射された光による文字板2の部分照明と指針3の発光について説明する。
【0030】
8つの光源6のうち、プリズムASSY10のプリズム部11の受光面11aと対向する光源6から出射された光は、プリズム部11の受光面11aに入射する。プリズム部11の受光面11aと導光部13の受光面13aに対向していない他の光源6から出射された光は、ケース4の筒状部4aとプリズムASSY10のカラー部12とにより遮光されるので、指針3の回転軸3aの周辺の隙間から指針式計器1の外側に漏れる光の量が抑制されている。
【0031】
プリズム部11に受光面11aから入射した光のうち、透明な鏡面の傾斜面11bに当たった光(
図2に矢印AR1で図示)は、傾斜面11bで反射して出射面11cから出射されてからケース4の反射部4cに入射する。ケース4の反射部4cで反射された反射光(
図2に矢印AR2で図示)が文字板2の指標部20に向けて照射される。
【0032】
プリズム部11の出射面11cは指針3の回転軸3aの軸線を中心とする円弧状に形成されているので、出射面11cから出射される帯状の光は回転軸3aの軸線を中心として扇状に拡がる。その角度はプリズム部11の中心角に応じて定まる。前述したように、出射面11cはシボ面とされており、シボの濃さは指針3に遠いほど濃くなっているので、出射面11cから出射される光は、指針3に近いほど明るい。
【0033】
プリズム部11の出射面11cから出射されてケース4の反射部4cに入射する光は、ケース4の反射部4cで文字板2に向かって反射され、文字板2の表側から見ると、扇状に拡がりながら出射される。これにより、
図1に示すように、表側から見ると、指示部3bの反時計方向側で、文字板2における、2つの光透過窓20c、その間の目盛部20b、及び、この目盛部20bの内側の数値部20d(
図1では、数値「1」、「2」の箇所)が扇状に照明される。プリズムASSY10は指針3と一体に回転するので、指針3の回転に伴い文字板2の指標部20を照明する扇状の照明部分も回転する。なお、文字板2は、図示しない文字板照明により、照明用導光体が光ることで数値部20dが裏側から照明される。数値部20dは扇状の出射光で照明しても照明しなくともいずれでも良い。
【0034】
一方、指針3の受光面3dは、プリズム部11の受光面11aに出射する光源とは異なる1つ(あるいは複数)の光源6から受光する。光源6から出射された光(
図3に矢印AR3で図示)は、導光部13に導光されて指針3の受光面3dに入射する。指針3の受光面3dに入射した光源6からの光は、指針3の傾斜面3eで反射し、指示部3bの先端方向に導光される。これにより、指針3の指示部3bが発光する。
なお、前述のように、文字板2では、指標部20が抜き文字状で形成されているため、指針式計器1を正面視した場合、指針3のうち、指示部3bの先端部のみが指標部20(特に、光透過窓部20a)を透過して視認される。これにより、指示部3bの先端部と帯状の照明が計測値に応じて回転するように視認されるため、指針式計器1は、視覚演出効果に優れ、見栄えの良い表示となる。
【0035】
以上に説明した指針式計器1は、回転軸3aを中心として回転する回転中心部30と、回転中心部30の回転に伴って回転し、指標部20を指示する指示部3bと、を有する指針3と、回転中心部30を回転させる駆動部7と、を備える指針式計器1であって、回転中心部30は、光源6からの光を受けて、指示部3bの先端側に向かって帯状の光を出射するプリズム部11(光出射部の一例)を備え、プリズム部11は、指示部3bよりも駆動部7側に位置し、指針式計器1を正面視したときに、指示部3bの近傍の領域であって指示部3bよりも指示部3bの回転方向における一方側にある領域に向かって、前記帯状の光を出射し、指針3は、指示部3bから駆動部7側の方向に向かって延びており、かつ、指針式計器1を正面視したときに指示部3bに沿って延びる遮蔽板8(遮蔽部)であって、前記帯状の光のうち、前記指示部の回転方向における一方側から他方側に向かう光を遮蔽する遮蔽板8(遮蔽部の一例)を備える。
【0036】
また、指針式計器1は、指針3の駆動部7側とは反対側に位置する文字板2(計器板の一例)と、プリズム部11と対向する反射部4cと、をさらに備え、指標部20は、文字板2に設けられ、少なくとも一部が透光性を有し、反射部4cは、プリズム部11が出射した前記帯状の光を、指標部20に向けて反射させ、反射部4cで反射した前記帯状の光により指標部20を照明する。
【0037】
また、反射部4cは、鏡面として形成される反射面を有し、プリズム部11が出射した前記帯状の光は、前記反射面で反射して、指標部20に向かうようにしてもよい。
【0038】
また、反射部4cは、反射光を拡散光として出射する反射面を有し、プリズム部11が出射した前記帯状の光は、前記反射面で反射し、拡散されて指標部20に向かうようにしてもよい。
【0039】
また、光源6は、駆動部7側からプリズム部11に向けて光を出射し、プリズム部11は、光源6と対向し、光源6からの光を受ける受光面11aと、受光面11aから入射した光源6からの光を指示部3bの先端側に向けて反射させる傾斜面11bと、を備え、傾斜面11bで反射した光源6からの光が、前記帯状の光として、プリズム部11から出射される。
【0040】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。上記の実施形態では、表側から見たときに、指示部3bの回転方向の反時計方向側で文字板2の指標部20が光るようにしたが、指示部3bの回転方向時計方向側で指標部20が光るようにしてもよい。その場合には、遮蔽板8は指針3の反時計方向側に一体に設ける。こうすることで、数値部20dが示す数値が小さくなる側の、照明している部分と照明しない部分とのコントラストを高め、視覚的演出効果に優れた表示を行うことができ、例えば燃料残量を報知する指針式計器等のように指標が小さくなる場合によい。
【0041】
また、遮蔽板8は、指針キャップ3fやカバー部3cと一体的に形成されておらず、別体であってもよい。遮蔽板8が別体である場合、遮蔽板8を、指針キャップ3fやカバー部3cに取り付け可能に構成したり、指示部3bに直接取り付け可能に構成することができる。
【0042】
また、導光部13を指針3が延びる方向と反対側の位置に設けなくてもよく、上記に説明した位置とは指針3の回転軸3aの軸線を対象として反対側に設けてもよい。その場合には、プリズム部11は、導光部13と干渉しないような位置に設けられる。
【0043】
また、複数の光源6のうち、文字板2の照明用のものと、指針3の発光用のものとを兼用してもよく、プリズム部11と導光部13とを接近させて光源の数を減少できる。また、兼用しなければ、照明と発光の色を変えたり、指針の回転位置によって発光や照明の色を変えることも可能となる。
【0044】
また、実施形態では、光源6の光を反射する反射部としてプリズム部11を用いたが、光源6からの光を指針3の先端側に向かう所定の幅を持つ光となるように反射するものであればよく、例えば、凸面鏡を用いてもよい。
【0045】
また、実施形態では、プリズム部が透明であるが、透過性を有していればよく、着色や模様による視覚的演出効果を得られるようにしてもよい。
【0046】
また、実施形態では、指針式計器1を車両用の回転計として説明したが、これに限られない。指針式計器1を、例えば、燃料の残量を表示する燃料計や空圧機器用の空気圧、空気流量を表示する計器として構成してもよい。