JP4175321B2 - 指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、被測定量に応じて指針を回動させる指針計器に関するもので、たとえば自動車等に用いて好適である。

従来の指針計器としては、たとえば、文字板の背後に配置されたムーブメントのシャフトを文字板の貫通孔を介して表面側に延出させ、その先端に固定された指針を文字板表面に沿って回転させるとともに、文字板の貫通孔周縁部を仕切り部材により挟持固定して文字板をケースに固定する構成としたものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特許第３２１１２２９号公報

上述の従来の指針計器においては、文字板は単一平面状に形成されており、文字板の見映えが単調となり面白味に欠けたものになるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑み成されたもので、文字板の構成に工夫を凝らして、斬新な見映えの指針計器を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載の指針計器は、文字板と、文字板の背面側に配置され指針軸を駆動するムーブメントと、文字板等を収容するケースと、指針軸の先端に固定されて文字板の表側を回動する指針と、文字板に設けられた開口孔と、開口孔の周縁部において文字板の表側表面に当接しつつ開口孔を塞ぐように配置された化粧板と、化粧板に指針軸を文字板の表面側へ挿通させるように設けられた貫通孔とを備える指針計器であって、化粧板はケースに固定されることにより化粧板の指針軸の軸方向における視認者側への移動を抑制し、化粧板は運転者の視認範囲に文字板表面に対して段差を有することを特徴としている。

このような構成によれば、視認者が指針計器を見た場合、化粧板は文字板表面に対して段差を有するために、文字板および化粧板が互いに立体的に視認される。すなわち、化粧板は、文字板をケースに固定する機能を果たすと同時に、指針計器の見映えを立体感に富む斬新なものとする機能をも兼ね備えている。

以上により、斬新な見映えの指針計器を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の指針計器は、指針は化粧板の背後に設けられた光源からの光により化粧板の貫通孔を介して照射されて発光表示され、ケースは光源からの光が文字板側を照射することを遮る仕切り部を備え、化粧板は仕切り部に固定されることを特徴としている。

このような構成において、仕切り部は化粧板の貫通孔の外周側且つ文字板の開口孔近傍に形成されている。このため、化粧板を仕切り部に固定することにより、化粧板はより効果的に文字板の移動を抑制することができる。

本発明の請求項３に記載の指針計器は、段差は化粧板に文字板に対して傾斜するように設けられた斜面によって形成されることを特徴としている。

これにより、確実に文字板および化粧板とを互いに立体的に視認させて、立体的且つ斬新な見映えの指針計器を提供することことができる。

この場合、本発明の請求項４に記載の指針計器のように、斜面は指針軸と略同心上の円錐面である構成とすれば、指針の背後の部分が指針軸と同心上の円錐面となるので、指針計器の見映えを確実に斬新且つ立体的なものとすることことができる。

本発明の請求項５に記載の指針計器は、化粧板は貫通孔の周縁部に指針軸と同軸上に形成された円筒部を備え、光源からの光は円筒部の内側空間を介して指針を照射することことを特徴としている。

このような構成によれば、光源からの光が化粧板および文字板の表面を照射することを抑制できるので、光源からの光の一部が漏れて化粧板や文字板が照射され、指針計器の見映えが低下するという不具合を防止することができる。

この場合、本発明の請求項６に記載の指針計器のように、指針にその回転中心部を覆うように取り付けられた指針軸と同軸上且つムーブメント側に開口する有底円筒状のカバーを備え、カバーの内径は円筒部の外径よりも大きく形成され且つ円筒部の指針側端部はカバーの開口端部よりも指針側に位置する構成とすれば、光源からの光が化粧板および文字板の表面を照射することをより確実に抑制できる。

これにより、光源からの光の一部が漏れて化粧板や文字板が照射され、指針計器の見映えが低下するという不具合を確実に防止することができる。

以下に、本発明による指針計器を自動車用コンビネーションメータに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態による指針計器であるコンビネーションメータ１の部分正面図である。

図２は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２において左方が運転席側であり、コンビネーションメータ１は運転者により図２の左方から視認される。

図３は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路を説明する構成図である。

コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設され、自動車に関する各種情報を表示するものである。

コンビネーションメータ１は、図示しない各種指針計器、インジケータおよび警告灯などを備えているが、本実施形態では、指針計器である速度計Ａを例に説明する。

文字板２は、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等の薄板から形成されている。文字板２には、図１に示すように、当該自動車の走行速度を表示するための速度計Ａを構成する目盛２１、数字２２および文字２３が形成されている。目盛２１、数字２２および文字２３は、文字板２の表面２ａ（図２において左側の面）あるいは裏面２ｂ（図２において右側の面）に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、目盛２１、数字２２および文字２３以外の部分に不透光性を有する着色層を設けると共に、目盛２１、数字２２および文字２３を透明なままとする、あるいは半透明着色層を設ける等の処理を施してある。

文字板２の略中央部には、図２に示すように、開口孔である貫通孔２ｃが設けられている。貫通孔２ｃは、円形且つ後述するムーブメントの指針軸と同心上に形成されている。

文字板２の裏側（図２において右側）には、後述する発光ダイオード５が発する光を文字板２の目盛２１、数字２２および文字２３へ導いて文字板２を透過照明する導光板１０が、文字板２の裏面２ｂに密着させて配置されている。導光板１０は、たとえば、透明なポリカーボネート樹脂等から形成されている。なお、この導光板１０は、ケース１１の図示しない凹所に移動なきよう配置されている。

文字板２の裏側（図２において右側）には、プリント基板４が配置されている。プリント基板４は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、コンビネーションメータ１の電気回路部を形成している。プリント基板４上には、図２に示すように、文字板２を透過照明するための光源である発光ダイオード５が実装されている。

プリント基板４には、図２に示すように、発光ダイオード５および発光ダイオード８の点灯・消灯制御、および指針７を回動させるためのムーブメント６の駆動制御を行うためのコントローラ１４が実装されている。コントローラ１４は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成されている。

プリント基板４には、指針軸であるシャフト６１を駆動するムーブメント６が実装固定されている。
ムーブメント６は、交差コイル式アクチュエータ、あるいはステッピングモータ等からなり、外部からの電気信号（本発明の一実施形態においては、車速信号）に対応した角度だけ指針軸であるシャフト６１を回動させている。シャフト６１の先端には指針７が固定されている。

指針７は、透光性材料、たとえば透明なアクリル樹脂等により形成され、図２に示すように、プリント基板４に実装される発光ダイオード８が発する光が入射することにより発光表示される。

指針７には、図２に示すように、カバーである遮光キャップ９が装着されている。遮光キャップ９は、樹脂材料あるいは金属材料からなり、有底円筒の笠状に形成されている。遮光キャップ９は遮光性を備えており、発光ダイオード８からの光が直接運転者の眼に向かって進行することを阻止し、この光により運転者が幻惑されることを防止している。

文字板２の略中央部には、図２に示すように、化粧板であるセンタープレート３が配置されている。

センタープレート３は、図２に示すように、文字板２の貫通孔２ｃの周縁部において文字板２の貫通孔２ｃ部分に当接しつつ貫通孔２ｃを塞ぐように配置されている。センタープレート３は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、樹脂材料により形成され黒色に着色されている。また、センタープレート３は、運転者の視認範囲において文字板２の表面２ａに対して段差を有するように形成されている。すなわち、図２に示すように、文字板２の表面２ａに対して傾斜する斜面としての、ムーブメント６のシャフト６１と同心上の円錐面３１が形成されている。この円錐面３１は、図２に示すように、文字板２の表面２ａから貫通孔２ｃを通して文字板２の裏側（図２において右側）に向かう凹部を形成しており、これにより、文字板２の表面２ａに対して段差が形成されている。

センタープレート３には、図２に示すように、その裏側（図２において右側）に、センタープレート３を後述するケース１１に固定するための係止爪３２が設けられている。

センタープレート３には、図２に示すように、円筒部３４が一体に成型され、その円筒部３４の内側にはシャフト６１を挿通させるための貫通孔３３を有している。なお、円筒部３４はシャフト６１と同軸上に位置している。

センタープレート３の中央部には、図２に示すように、シャフト６１を文字板２の表面２ａ側へ挿通させるための貫通孔３３が設けられている。さらに、この貫通孔３３の周縁部にはシャフト６１と同軸上に円筒部３４が設けられている。つまり、図２に示すように、円筒部３４の内側が貫通孔３３となり、そこをシャフト６１が挿通している。

円筒部３４は、その外径寸法が遮光キャップ９の内径寸法より小さく設定され、且つコンビネーションメータ１の完成状態において円筒部３４の視認者側の端部３４ａ（図２において左側端部）は、遮光キャップ９の開口端部９ａよりも指針７側に位置している。これにより、指針７照明用の発光ダイオード８からの光が端部３４ａから円筒部３４の径方向に漏れることを阻止している。したがって、この漏光がセンタープレート３の円錐面３１や文字板２の表面２ａを照射することで文字板２や円錐面３１表面の明るさに斑が生じる、あるいは目盛２１、数字２２および文字２３の発光輝度が不均一になる等してコンビネーションメータ１の見映えが低下することを確実に防止できる。

以上説明した文字板２、プリント基板４等は、ケース１１内に収容固定されている。ケース１１は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、樹脂材料により形成されている。ケース１１は、略枠状に形成され、図２に示すように、その表面端側に文字板２が戴置されている。

ケース１１には、指針７照明用の光源である発光ダイオード８が発する光が文字板２側（図２において上下方向）を照射することを遮るための仕切り部である遮光部１１ａ、係止孔１１ｂ、段部１１ｃ、その段部１１ｃの内側の凹所１１ｄが樹脂成型により一体に成形されている。

センタープレート３の円筒部３４の端部は、ケース１１の円筒状の遮光部１１ａの内側の貫通孔１１ｅに挿通され、そのセンタープレート３の円筒部３４との連結部分がケース１１の段部１１ｃの凹所１１ｄの底面に係止され、またセンタープレート３の係止爪３２がケース１１の係止孔１１ｂに貫通、係止されている。このような配置構成により、センタープレート３はその円錐面３１がケース１１の凹所１１ｄ内に配置される態様となり、センタープレート３の円錐面３１が文字板２との組み合わせにおいて違和感無く組み合わさったものとなる。

ケース１１のプリント基板４側には、図２に示すように、プリント基板４をケース１１と挟むようにしてリヤカバー１８が取り付けられている。リヤカバー１８は、たとえば樹脂材料により形成されている。リヤカバー１８は、プリント基板４の裏面およびムーブメント６を覆い、コンビネーションメータ１内部を保護している。

文字板２の表面２ａ側には、図２に示すように、略枠状の見返し板１２を介し透明カバー１３が装着されている。透明カバー１３は、透明な樹脂の薄板あるいはガラス等から形成され、コンビネーションメータ１内部への埃等の侵入を防止している。

次に、以上説明した、本発明の第１実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路構成について、速度計Ａ部を中心に図３に基づいて説明する。

図３に示すように、コントローラ１４には、バッテリ１６から電力が常時供給されている。また、コントローラ１４は、イグニッションスイッチ１５が、その作動状態（ＯＮまたはＯＦＦ）を検出可能に接続されている。

また、コントローラ１４には、図３に示すように、自動車の走行速度を検出するための速度センサ１７が接続されている。速度センサ１７としては、たとえば、自動車の駆動車輪にトルクを伝達するプロペラシャフトの回転数を検出するものが用いられている。

また、コントローラ１４には、図３に示すように、発光ダイオード５、発光ダイオード８およびムーブメント６が接続されている。

コントローラ１４は、イグニッションスイッチ１５の作動状態を検出し、イグニッションスイッチ１５がＯＮ状態の時には、各発光ダイオード５、８を点灯させるとともに、速度センサ１７からの検出信号に基づいて当該自動車の走行速度を算出し、算出した走行速度を指針７が文字板２上に指示するようムーブメント６を駆動する。一方、イグニッションスイッチ１５がＯＦＦ状態の時には、各発光ダイオード５、８を消灯させるとともに、指針７が文字板２上において走行速度０ｋｍ／ｈを指示するようムーブメント６を駆動する。あるいは、ムーブメント６への通電を停止する。ムーブメント６への通電を停止した場合は、ムーブメント６のシャフト６１は、リターンスプリング（図示せず）の弾性力等により指針７が文字板２上において走行速度０ｋｍ／ｈを指示する位置まで回転する。

ここで、センタープレート３のケース１１への取り付ける工程について簡単に説明する。

先ず、文字板２が既に装着されているケース１１の遮光部１１ａの貫通孔１１ｅにセンタープレート３の円筒部３４を挿通し、嵌合させる。

続いて、センタープレート３の係止爪３２をケース１１の係止孔１１ｂに挿通させつつセンタープレート３をケース１１に向かって押し込み、係止爪３２を係止孔１１ｂに係止させる。すなわち、図２に示す状態となって、センタープレート３のケース１１への取り付けが完了する。このとき、文字板２は、その開口孔２ｃの周縁部がセンタープレート３の外周縁とケース１１の凹所１１ｄの外周縁との間に挟持されるので、文字板２のシャフト６１の軸方向（図２の左右方向）への移動が阻止される。これにより、文字板２は、周辺部および指針７近傍の両方においてケース１１に確実に固定される。

次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴である、センタープレート３の作用効果、特に速度計Ａの見映えについて説明する。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、センタープレート３は、運転者の視認範囲において文字板２の表面２ａに対して段差を有するように、すなわち、図２に示すように、ムーブメント６のシャフト６１と同心上の円錐面３１として形成されている。この円錐面３１は、文字板２の表面２ａから文字板２の裏側（図２において右側）に向かう凹部を形成しており、この凹部により、文字板２の表面２ａに対して段差が形成されている。これにより、文字板２とセンタープレート３とは互いに立体感に富んで視認される。したがって、立体的且つ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現することができる。

これにより、文字板２を固定するための部材であるセンタープレート３に円錐面３１を形成するという容易な手段の採用により、コスト上昇を抑えつつ、立体的且つ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を提供することができる。

図４には、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例における部分断面図を示す。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例においては、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、センタープレート３の形状を変更している。すなわち、円錐面３１を、図４に示すように、文字板２の表面２ａから文字板２の表側（図２において左側）に向かう凸部として形成し、これにより、文字板２の表面２ａに対する段差を形成している。

この変形例においても、文字板２とセンタープレート３とを互いに立体的に視認させることができるので、立体的且つ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現することができる。

図５には、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における部分断面図を示す。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例においては、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、センタープレート３の形状を変更している。すなわち、円錐面３１に替えて、図５に示すように、階段状の段丘面３５を形成している。段丘面３５は、直径の異なる複数（この場合は２つ）の円筒面をムーブメント６のシャフト６１と同心上に重ねて形成され、且つ文字板２の表面２ａから文字板２の裏側（図５において右側）に向かう凹部として形成され、これにより、文字板２の表面２ａに対する段差を形成している。

上述した他の変形例においても、文字板２とセンタープレート３とを互いに立体的に視認させることができるので、立体的且つ斬新な見映えのコンビネーションメータ１を実現することができる。

なお、上述した他の変形例において、段丘面３５を、文字板２の表面２ａから文字板２の表側（図５において左側）に向かう凸部として形成してもよい。

図６には、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における部分断面図を示す。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例においては、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に対して、センタープレート３とケース１１との固定方法を変更している。すなわち、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における係止爪３２と係止孔１１ｂとの係合に替えて、図６に示すように、センタープレート３の円筒部３４に形成された凸部３４ｂをケース１１の段部１１ｃに形成された凹所１１ｄに係合させる方式としている。

この方式によっても、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の場合と同様に、容易且つ確実にセンタープレート３をケース１１に固定することができる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１、その変形例、および他の変形例においては、指針計器を、自動車の車室内に設置されたコンビネーションメータ１に搭載される速度計Ａ適用した場合を例に説明しているが、速度計Ａに限る必要は無く、他の種類の計器、たとえば、当該自動車のエンジン回転速度を指示するタコメータ、エンジン冷却水温度を指示する水温計等に適用してもよい。また、一つのコンビネーションメータ１内に、本発明による指針計器を複数個備えてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１、その変形例、および他の変形例においては、文字板２照明用光源として発光ダイオード５を、指針７照明用光源として発光ダイオード８をそれぞれ用いているが、両者のうち少なくとも一方を他の種類の光源、たとえば電球、放電等あるいはＥＬパネル等に置き換えてもよい。

また、以上説明した本発明の一実施形態は、本発明による指針計器を自動車のコンビネーションメータ１の速度計Ａに適用した場合を例に説明したが、コンビネーションメータ１以外の用途のものに適用してもよい。すなわち、自動車・車両以外の各種民生用機器等に搭載される指針計器に適用してもよい。

本発明の一実施形態による指針計器であるコンビネーションメータ１の部分正面図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の電気回路を説明する構成図である。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例における部分断面図であり、図２に相当する。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における部分断面図であり、図２に相当する。 本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における部分断面図であり、図２に相当する。

符号の説明

１ コンビネーションメータ
２ 文字板
２ａ 表面
２ｂ 裏面
２ｃ 貫通孔（開口部）
２１ 目盛
２２ 数字
２３ 文字
３ センタープレート（化粧板）
３１ 円錐面（斜面、段差）
３２ 係止爪
３３ 貫通孔
３４ 円筒部
３４ａ 端部
３４ｂ 凸部
３５ 段丘面（段差）
４ プリント基板
５ 発光ダイオード
６ ムーブメント
６１ シャフト
７ 指針
８ 発光ダイオード
９ 遮光キャップ
９ａ 開口端部
１０ 導光板
１１ ケース
１１ａ 遮光部（仕切り部）
１１ｂ 係止孔
１１ｃ 段部
１１ｄ 凹所
１１ｅ 貫通孔
１２ 見返し板
１３ 透明カバー
１４ コントローラ
１５ イグニッションスイッチ
１６ バッテリ
１７ 速度センサ
１８ リヤカバー
Ａ 速度計（指針計器）

Claims (6)

1. 文字板と、
   前記文字板の背面側に配置され指針軸を駆動するムーブメントと、
   前記文字板等を収容するケースと、
   前記指針軸の先端に固定されて前記文字板の表側を回動する指針と、
   前記文字板に設けられた開口孔と、
   前記開口孔の周縁部において前記文字板の表側表面に当接しつつ前記開口孔を塞ぐように配置された化粧板と、
   前記化粧板に前記指針軸を前記文字板の表面側へ挿通させるように設けられた貫通孔とを備える指針計器であって、
   前記化粧板は前記ケースに固定されることにより前記化粧板の前記指針軸の軸方向における視認者側への移動を抑制し、
   前記化粧板は運転者の視認範囲に文字板表面に対して段差を有することを特徴とする指針計器。
2. 前記指針は前記化粧板の背後に設けられた光源からの光により前記化粧板の前記貫通孔を介して照射されて発光表示され、
   前記ケースは前記光源からの光が前記文字板側を照射することを遮る仕切り部を備え、
   前記化粧板は前記仕切り部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の指針計器。
3. 前記段差は前記化粧板に前記文字板に対して傾斜するように設けられた斜面によって形成され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. 前記斜面は前記指針軸と略同心上の円錐面であることを特徴とする請求項３に記載の指針計器。
5. 前記化粧板は前記貫通孔の周縁部に前記指針軸と同軸上に形成された円筒部を備え、
   前記光源からの光は前記円筒部の内側空間を介して前記指針を照射することを特徴とする請求項1ないし請求項４に記載の指針計器。
6. 前記指針にその回転中心部を覆うように取り付けられた前記指針軸と同軸上且つ前記ムーブメント側に開口する有底円筒状のカバーを備え、
   前記カバーの内径は前記円筒部の外径よりも大きく形成され且つ前記円筒部の前記指針側端部は前記カバーの開口端部よりも前記指針側に位置することを特徴とする請求項５に記載の指針計器。

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