指針を用いた表示装置
【課題】エネルギーの回生または回収を的確にイメージさせるために、指針１の見え方を変化させ、感性価値の高い指針１を用いた表示装置を得る。
【解決手段】電極１２及び１３間に挟んだエレクトロルミネセンス（ＥＬ）から成る発光体２を予め捻って指針１を成型する。この指針１を、指針ボス部１６を中心とした左右に回動させ、メータとしての表示機能を果たす。それと共に、ギヤ３２及び３３、中心軸３４、並びに指針ボス部１６内の歯車機構で、根元ボス部１５を指針ボス部１６に対して回動させ、根元ボス部に結合された指針１を捻るように回動させ、指針先端部４側から指針根元部３側にかけて指針１側面の発光体２が太くなるように表示し、回生または回収状態を強くイメージさせる。
【解決手段】電極１２及び１３間に挟んだエレクトロルミネセンス（ＥＬ）から成る発光体２を予め捻って指針１を成型する。この指針１を、指針ボス部１６を中心とした左右に回動させ、メータとしての表示機能を果たす。それと共に、ギヤ３２及び３３、中心軸３４、並びに指針ボス部１６内の歯車機構で、根元ボス部１５を指針ボス部１６に対して回動させ、根元ボス部に結合された指針１を捻るように回動させ、指針先端部４側から指針根元部３側にかけて指針１側面の発光体２が太くなるように表示し、回生または回収状態を強くイメージさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針を用いて物理量の表示を行う表示装置に関し、特に、ハイブリッド車等の車載メータにおいて、「指針を回動する」という物理的作動により指針の発光体の見え方を変化させ、走行エネルギーの消費及び回生の状況を運転者に表示するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のハイブリッド車用表示装置が公知である。この従来のハイブリッド車に見られるパワーゲージでは、「ＣＨＡＲＧＥ／ＥＣＯ／ＰＯＷＥＲ」といった「意味合い」または「単位あるいは次元」の違う情報を、一つのゲージ上に表示している。
【０００３】
また、特許文献２には、バッテリの電力を消費する場合と、バッテリに回生電力で充電する場合とを、目盛上で区別して、通常の指針の動きで表示するハイブリッド車用表示装置が記載されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、ＥＣＯとＰＯＷＥＲの目盛表示上に判定基準を表す区切り表示を設けて、通常の指針の動きで、走行効率がＥＣＯ域であるかＰＯＷＥＲ域であるかを表示するエコメータを備えたハイブリッド車用表示装置が記載されている。
【０００５】
更に、特許文献４には、指針が一方側にあるときは白色であり、指針がメータとして回動して他方側に近づくにつれて次第に赤みがかり、他方を指す状態に成ると赤色を呈するものが記載されている。これは、指針を透明体とし、この透明体に液晶計器パネル側の偏光板の偏光軸との関係で、指針の回転に伴って色または模様が変化する装飾用偏光板を取付けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１４７９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３０４４６号公報
【特許文献３】特開２００７−２５３７２７号公報
【特許文献４】特開２００３−４３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１乃至４の様な表示において、エネルギーの「消費と回生」の意味合いの違いを直感的に認識できる更に新たな表示装置が求められている。つまり、環境問題が声高に叫ばれる昨今、エネルギーの「消費」ではなく、「回生または回収」こそが、ユーザーにとっての嬉しさに繋がるものであり、これについて、感性価値の高い新たな表示装置が求められているのである。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、指針の目に見える物理的なアクションにより、指針の見え方を変化させることで、上記問題点を解決する指針を用いた表示装置を提供することにある。
【０００９】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、物理量の状態または量を示す表示部と、該表示部の表面側に位置し、該表面側を移動することにより物理量の状態または量を表示する指針とを備える表示装置であって、指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させる回動手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、指針が通常のメータとしての作動を成して、物理量の状態または量を表示することが出来、かつ指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させることで、指針の見え方を変化させて、表示の状況に合わせた指針の見え方を演出することが出来る。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、指針は略直方体の形状を有していて、その肉厚が伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有する構成とされていることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、指針は略直方体の形状を有していて、その肉厚が伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有しているから、指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させることで、指針の見え方が変化し、表示の状況に合わせた指針の見え方を演出することが出来る。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、指針は、その一部において、略直方体形状の一方の面とこれに対向する他方の面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、指針が、回動することにより、指針の見え方が捻じれに伴って変化し、効果的に指針の表示形態を切替えることが出来る。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、表示装置は、エネルギー消費状態とエネルギー回生または回収状態を表示することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、エネルギー消費状態とエネルギーの回生または回収状態を指針の表示体の変化により、イメージできるように表示することが出来る。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、指針は、その一部において、略直方体形状の一方の面とこれに対向する他方の面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わり、指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることにより、エネルギーの回生または回収状態を表示することを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることにより、エネルギーが回生または回収されている状態が、的確にイメージ出来る。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、エネルギーの回生または回収状態のときに、エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに指針が表示部の表面側を移動することを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに指針が表示部の表面側を移動するから、回生または回収をイメージさせ続けながら、回生または回収の状態または量を表示することが出来る。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、指針はその指針根元部を中心として表示部の表面側を扇形の軌跡にて回動するように構成されており、表示部のうち該指針の指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えており、エネルギーの回生または回収状態のときに、領域が照明されることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、表示部のうち該指針の指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えているから、回生または回収を更に強くイメージさせることが出来る。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、表示装置は、指針をエネルギー回生状態、及びエネルギー消費状態のレンジの範囲内で、指針を表示部の表面側を正逆方向に移動させるとともに、指針を該指針の伸長方向の軸を中心として正逆方向に回動させるよう駆動手段を制御する制御部装置と、を具備しており、
指針がエネルギー消費状態のレンジの範囲内で移動する場合と、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で移動する場合とで、指針の正逆方向への回動を切換えるよう駆動手段を制御することを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で指針を駆動するときと、エネルギー消費状態のレンジの範囲内で指針を駆動するときとに応じて、指針の見え方を的確に切替えることが出来る。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、指針は肉厚部が光輝する構成とされていることを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、物理量が、どのような方向に移動しているのかのイメージを、光輝する肉厚部で、明確に表示することが出来る。
【００２８】
請求項１０に記載の発明では、指針は、互いに対向する通電用の電極と、該電極の間に挟持され該電極間に通電することにより発光するエレクトロルミネセンス素子とを包含する構成を備えることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、電極間に挟まれた部分が発光することにより、電極を、不要な光の漏れを防止する遮光板として活用することが出来る。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、駆動手段は指針回動駆動部を備えており、指針の指針根元部が結合された根元ボス部と、該根元ボス部が回動可能に連結されている指針ボス部を有し、指針回動駆動部は、指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部と、一部が指針ボス部内に組み込まれて根元ボス部を指針ボス部に対して回動させる根元ボス部駆動部から成ることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部によって、指針が通常のメータとしての作動を成して、物理量の状態または量を表示することが出来、根元ボス部を指針ボス部に対して回動する根元ボス部駆動部によって、指針が回動するから、指針の見え方を変化させて、メータ作動の状況に合わせた見え方を演出することが出来る。
【００３２】
なお、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態における表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の正面構成図である。
【図２】上記図１の右側面を示す一部断面構成図である。
【図３】図２の上部方向から見た平面構成図である。
【図４】上記第１実施形態における表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の斜視構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態における表示装置を搭載したハイブリッド車全体の制御ブロック図である。
【図６】上記第２実施形態に用いるハイブリッド車の動力分割機構を示す概略構成図である。
【図７】上記第２実施形態におけるエネルギー消費時の表示装置となるパワーメータの斜視図である。
【図８】上記第２実施形態におけるエネルギー回生時のパワーメータの斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態の表示装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。図１は、この第１実施形態の表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の正面構成図である。図２は図１の右側面を示す一部断面構成図である。図３は、図２の上部平面方向から見た平面構成図、図４は、指針１並びに指針駆動機構１０の斜視構成図である。
【００３５】
図１において、指針１は、フィルム状のＥＬ（エレクトロルミネセンス）から成る発光体２が、電極を兼ねるアルミニウム板１２及び１３で挟み込まれて形成されている。そして、指針１の指針根元部３と指針先端部４が９０度の角度で時計回りに捻られた形で成型されている。この状態においては、指針根元部３では電極１２の前面が、また、指針先端部４では電極１２と１３との間に配設されている発光体２の側面全体が運転者により視認されることになる。また、指針先端部４から指針根元部３に向かうに従って、視認される発光体２の側面の幅が減少していくことになる。
【００３６】
指針根元部３は、根元ボス部１５に固定されている。根元ボス部１５には、出力側傘歯車３７が固定されており、出力側傘歯車３７が回動すると、根元ボス部１５及び指針１が回動する。根元ボス部１５は、指針ボス部１６とは別部品であり、指針ボス部１６に対して回動可能に連結されている。指針ボス部１６内には、出力側傘歯車３７に噛合う入力側傘歯車３６が設けられている。指針ボス部１６と中空軸２４は一体に連結されており、中空軸２４が回動すると、指針ボス部１６、根元ボス部１５、及び指針１が回動して、通常のメータ用の指針１としての動きを行う。
【００３７】
中空軸２４内にはベアリング部を介して中心軸３４が回転可能に設けられ、中心軸３４の先端には、入力側傘歯車３６が固定されている。
【００３８】
指針１のメータ本来の回動について説明する。図２及び図３において、第１ステップモータまたは交差コイル型のムーブメントからなる指針回動駆動部２０のシャフト２１の回転は、第１歯車２２から第２歯車２３に伝達される。
【００３９】
第２歯車２３と一体の中空軸２４は、指針ボス部１６に連結されている。これにより、指針回動駆動部２０の回動に合わせて図示しないメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たす。
【００４０】
つまり、中空軸２４を介して、指針１を回動させ、従来のメータと同様に、図示しない目盛または指標となる表示部のいずれかの場所を指し示す。
【００４１】
次に、指針１の捻り作動について説明する。図２及び図３において、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４を回動させる。
【００４２】
中心軸３４の回動により、指針ボス部１６に内蔵された入力側傘歯車３６と出力側傘歯車３７から成る傘歯車機構３６及び３７が回動する。そのため、出力側傘歯車３７と一体の根元ボス部１５が、指針ボス部１６に対して軸１ａを中心に回動し、指針１が捻れるように回動する。４２は、図示しないメータ表示板に接合される軸貫通部である。
【００４３】
なお、捻れて成形された指針１が回動するだけであり、指針１自体が捻れ運動するわけではなく、運転者から見て最大９０度まで捻れるように見えるのである。
【００４４】
そのため、図４の斜視構成図に示すように、指針先端部４の発光体２の幅が、指針根元部３の発光体２の幅よりも大きく運転者から視認される状態から、時計回り方向に９０度回動すると、指針根元部３の発光体２の幅が、指針先端部４の発光体２の幅よりも大きく運転者から視認されるようになる。なお、中空軸２４内には、発光体２への給電のための図示しない配線が貫通している。なお、上記配線の一部を導電部材からなる図２の傘歯車機構３６及び３７が兼ねるようにしても良い。
【００４５】
なお、上記エレクトロルミネセンス（Electroluminescence：ＥＬ）は、正確には、真性ＥＬ（薄膜型ＥＬ）と呼ばれ、電界により加速した電子が半導体内で発光中心に衝突して、発光中心を励起されて発光するものである。この薄膜ＥＬ素子は、厚さ０．５ｍｍ程度の板状の発光体２の面上で、均一かつ広範囲にわたる発光が可能である。なお、発光体にジアミン類などの有機物を使う有機ＥＬであっても、硫化亜鉛などの無機物を使う無機ＥＬであっても良い。なお、上記電極を構成するアルミニウム板１２、１３は光不透過性であるので、発光体２の発光はその側面より目視される。
【００４６】
なお、図２のように、指針１の電極となるアルミニウム板１３は、三角形状に孔４０が３つ空けられている。これによって、指針１が時計回り方向に回動するとき、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面が、あたかも、指針先端部４側から指針ボス部１６側に移動する様に視認されるとき、三角形状の孔４０から薄膜ＥＬ素子の光が漏れ、三角形の群れが矢印となって、上記イメージを助長することが出来る。しかし、この三角形状の孔４０は、省略することも可能である。
【００４７】
なお、図２において、指針回動駆動部２０の回動に合わせて図示しないメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たしているとき、つまり、中空軸２４を介して、指針１を回転させ、従来のメータと同様に、図示しない目盛または指標となる表示部のいずれかの場所を指し示す。
【００４８】
このように指針１が回動するときは、出力側傘歯車３７のみが、作動を停止している入力側傘歯車３６に対して動くと、出力側傘歯車３７及び指針１が回動してしまう。これを防止し、指針１が軸１ａ回りに回動しないで、指針回動駆動部２０の回動に合わせてメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たすようにするためには、指針回動駆動部２０の回動に合わせて、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４と入力側傘歯車３６を連動して回動させる必要がある。
【００４９】
なお、指針１の捻れるような回動は、入力側傘歯車３６と出力側傘歯車３７の相対的な回転差によって発生するため、指針１を捻るときには、この回転差が生じるように第２ステップモータ３０を駆動すれば良い。
【００５０】
次に、指針１の捻り作動について説明する。以下の説明では、説明を簡略にするために、指針回動駆動部２０が回転していない場合について説明する。図２及び図３において、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４を回動させる。
【００５１】
上述のように上記第１実施形態においては、指針１を捻るように回動することによって、
指針１の側面の発光体２の見え方を変化させることが出来、発光体２の見え方を、指針１の上方が太くなるようにも、指針１の下方が太くなるようにも変化させることが出来る。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図５ないし図８を参照して説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成及び特徴について説明する。上記第１実施形態は、指針１を、正面上方から見て（図１の指針先端部４側から指針根元部３方向に見て）時計回りに捻って成形したが、この第２実施形態（図７及び図８参照）は、反時計回りに捻って成形したものである。このように指針の捻る方向は、適宜選択することが出来る。
【００５３】
また、この第２実施形態は、ハイブリッド車のパワーメータに、本発明を適用したものである。図５は、第２実施形態の表示装置を搭載したハイブリッド車全体の制御ブロック図である。図５において、ハイブリッド車は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。モータジェネレータは、ある時はモータとして、別の時にはジェネレータ（発電機）として機能する。よって時間の変化につれて機能が異なるモータジェネレータをハイブリッド車全体の制御ブロック図である図５で説明する都合、単一のモータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ、またはモータジェネレータ１４０Ｂとも表現する。
【００５４】
このモータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれ、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、車両が減速される。
【００５５】
ハイブリッド車は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動力をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０を備える。
【００５６】
また、エンジン１２０が発生する動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構２００を有する。
【００５７】
また、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ及びモータジェネレータ１４０Ｂの交流とを相互に変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０を有する。
【００５８】
また、走行用バッテリ２２０のバッテリ充電状態（ＳＯＣ； State of Charge）を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０を有する。更に、ハイブリッド車の状態に応じてモータジェネレータ１４０、バッテリＥＣＵ２６０、及びインバータ２４０を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００を有する。
【００５９】
また、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０、及びＭＧ＿ＥＣＵ３００を相互に制御して、ハイブリッド車が最も効率よく運行できるように、ハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０を有する。
【００６０】
このＨＶ＿ＥＣＵ３２０には、エンジン１２０を作動させないで車両を走行するＥＶモードを運転者が選択するためのスイッチであるＥＶスイッチ１２００から、ＥＶモード要求信号が入力される。走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には、昇圧コンバータ２４２が設けられている。
【００６１】
図６は、動力分割機構２００を示す概略構成図である。図６において、動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０（図５）とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構が使用されている。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。
【００６２】
エンジン１２０の回転力は、上記遊星歯車機構を成すプラネタリキャリア２０６に入力され、それがプラネタリギヤ２０４を介してサンギヤ２０２に伝わる。このサンギヤ２０２よって、モータジェネレータ１４０Ｂに動力が伝達される。
【００６３】
また、プラネタリギヤ２０４及びリングギヤ２０８によって、モータジェネレータ１４０Ａ及び減速機１８０（図５の駆動輪１６０側）に動力が伝えられる。
【００６４】
回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００６５】
図５に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０Ａのみによりハイブリッド車の走行を行なうように、エンジンＥＣＵ２８０等を介して、エンジン１２０等を制御する。
【００６６】
例えば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０の上記バッテリ充電状態ＳＯＣが、予め定められた値以上であるという条件である。
【００６７】
このようにすると、発進時や低速走行時等であって、エンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａのみによりハイブリッド車の走行を行なうことができる。
【００６８】
この結果、走行用バッテリ２２０のバッテリ充電状態ＳＯＣを低下させることができる（これにより、走行用バッテリ２２０の充電容量が減少するので、その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充分に回生電力にて充電することができる）。
【００６９】
また、通常走行時には、動力分割機構２００により、エンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。
【００７０】
また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力を、モータジェネレータ１４０Ａに供給して、モータジェネレータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。
【００７１】
一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ｂがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。
【００７２】
そして、図５のメータＥＣＵ１０００から、パワーメータ１１００には、指針をＣＨＡＲＧＥ、ＥＣＯ、及びＰＯＷＥＲの各レンジの範囲内で、どの位置に駆動すれば良いかの指令信号ＣＳが出力される。
【００７３】
図７は、走行用バッテリ２２０（図５）のエネルギー消費時のパワーメータ１１００の斜視図、図８は、上記走行用バッテリ２２０にエネルギーを回生している時のパワーメータ１１００の斜視図である。
【００７４】
図５のモータジェネレータ１４０Ａまたはエンジン１２０の力で走行中においては、上記指令信号ＣＳによって、図７のパワーメータ１１００の指針１の発光体２に通電されて、発光体２が発光する。同時に、ＥＣＯとＰＯＷＥＲの各文字部、及びメータ内表示部７ａ、７ｂ、及び７ｃが透過照明の図示しないランプの光により浮かび上がるように表示される。
【００７５】
そして、燃費効率の良い運転を行っているときは、ＥＣＯ側（図７左側）に指針１を置き、燃費効率が悪い加速時等では、指針１をＰＯＷＥＲ側に位置せしめて、運転者に燃費の状態を表示することが出来る。
【００７６】
そして、指針１がＥＣＯ側またはＰＯＷＥＲ側に位置するときは、走行用バッテリ２２０（図５）のエネルギーは消費されるので、指針１の発光体２は、指針根元部３側から指針先端部４側に行くに従って太く表示される。つまり、指針１の捻り角度は、運転者から見て、上記太く表示される角度（図７の状態）に保たれたまま、指針１全体がメータの表示板の平面５上を左右に回動する。
【００７７】
次に、回生制動によって、モータジェネレータ１４０Ｂ（図５）が、発電機になり、走行用バッテリ２２０が充電されると、図８のように、上記ＥＣＯとＰＯＷＥＲの各文字部裏の透過照明用ライトが消灯されて、図８のようにＥＣＯとＰＯＷＥＲの文字が、運転者から実質的に視認されなくなる（このときＣＨＡＲＧＥの文字を浮かび上がらせてもよいが必須ではない）。
【００７８】
そして、図８では、図７の状態から、指針１が軸１ａ周りに９０度旋回（時計回り）している。そうすると、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面は、運転者から見て、指針１の指針先端部４側から指針１の指針根元部３側に向かうにつれて、太く見えるようになる。
【００７９】
つまり、図７の場合とは逆に、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面は、根元側から先端側に行くに従って細くなるように見えることになる。これにより、走行用バッテリ２２０（図５）にエネルギーが回生されている状況を、運転者がイメージすることが出来る。
【００８０】
なお、発光体２はメータが作動を始めると常時発光していてもよいし、捻れるように回動する前後においてのみ発光するようにしても良い。また、発光色は、薄膜ＥＬ素子として一般的なブルーが望ましいが、他の色や複数の色の組み合わせでも良い。
【００８１】
図８おいて、エネルギー回生時は、指針１の発光体２の発光面は、指針１の根元側に向かって太くブルーの色で光り、指針１の発光体２の発光面が、あたかも、指針先端部４側から指針ボス部１６側に移動するように視認される。
【００８２】
なお、このとき、指針ボス部１６の周りを発光ダイオードによってブルーの色で破線部４０ａのように間接照明し、指針根元部１６の周囲が発光するようにして、視線を誘う演出を施しても良い。これにより、「周囲に発散していたエネルギーを、中心に向かって回収している」という事象を強調表現することができる。
【００８３】
このように、この第２実施形態では、エネルギー消費時においては、指針１の先端側に向かって、発光体面積が広く、輝度が高く視認される。また、エネルギー回生時においては、指針１が９０度捻られるように回動し、指針１の根元に向かって、発光体面積が広く、輝度が高く視認される。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成及び特徴について説明する。図９は、第３実施形態の表示装置の正面図である。
【００８５】
この第３実施形態では、特許文献１に書かれているパワーメータに本発明を適用したものである。図９において、１は指針、２は指針１側面のＥＬから成る発光体であり、指針１がＥＣＯ領域を指し示し、指針先端部４側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されている。
【００８６】
なお、ＰＯＷＥＲ領域を指針１が指し示す場合も、指針先端部４側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されるように設定されている。一方、ＣＨＡＲＧＥ領域を指針１が指し示す場合は、指針根元部３側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されるように、指針１が指針ボス部１６に対して９０度時計回りに回動される。つまり、指針１がＥＣＯ領域とＣＨＡＲＧＥ領域の境目４０を越えるときに、指針１が捻れるように回動し、発光体２の太く表示される部分（運転者に視認される発光面）が、指針先端部４側から指針根元部側３に移動するように見えたり、逆に、指針根元部３側から指針先端部４側に移動するように見える。
【００８７】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、指針を９０度に回動したが、１８０度反転させて指針の裏側を運転者に見せ、指針の表示が根元から先端側に向かう矢印表示から、先端から根元側に向かう矢印表示に反転させても良い。
【００８８】
また、このときの矢印表示は、単一の三角形の矢印表示のみでもよく、また、太さが徐々に変わる細長い矢印表示であっても良い。要は、物理的に指針が回動し、運転者から見て、エネルギーの動きが指針の根元から先端側に移動するのか（放散されるのか）、または、エネルギーの動きが、指針の先端から根元側に移動するのか（回収されるのか）のイメージを表示できるものであれば良い。
【００８９】
また、ハイブリッド車用のメータを例にとって説明したが、本発明は、ハイブリッド車等の車載用に限らず、物理的に指針が回動し、操作者から見て、物理量の動きが、指針の根元から先端側に移動するか、または、物理量の動きが指針の先端から根元側に移動するかのイメージ表示が有効な用途に採用できる。例えば、タンク内への液注入量の計器表示と抽出量の計器表示を行う用途に採用出来る。
【００９０】
また、指針を回動させるために、図２の第１実施形態では、ステップモータ等の回転駆動部と傘歯車のような動力伝達機構を使用したが、指針ボス部１６内に超小型のモータ、例えば超音波モータを内蔵して、この超音波モータで直接指針１並びに根元ボス部１５を回動させても良い。
【００９１】
なお、上記実施形態では、捻られて成形された指針１を回動することにより、指針１が、見かけ上捻られるように見せたが、指針１を実際に捻って回動させても良い。このように指針１を実際に捻るために、指針に埋め込まれ通電することにより指針の温度を変える図示しない発熱体と、指針１の温度の応じて捻れるバイメタルや形状記憶合金で指針１の一部を構成して、実際に指針１を捻るようにしても良い。さらに、指針１は捻らなくてもよい。
【００９２】
即ち、該指針を略直方体形状として該指針の伸長方向の中心軸周りに回動することにより、指針の板厚部と板厚と直交する方向の幅広の面との間で指針の表示形態が切り替わるようにしても良い。
【００９３】
また、断面円形の指針の先端から根元部の方向に螺旋状の模様を描き、この螺旋状の模様を描いた指針を、指針の伸長方向の軸を中心として回動させても良い。
【００９４】
また、指針１の発光は必須ではなく、発光体２の代わりに、着色部や蛍光塗料部を使用してもよい。また、発光させるためにＥＬを使用しないで、一部透明の合成樹脂製指針と、指針先端側または指針根元側から導入される発光ダイオード（ＬＥＤ）の光を利用して、指針の側面等を発光させても良い。
【００９５】
また、指針１の回動角度は０度または９０度の２値でなく、表示する物理量の状態または量に合わせた任意の角度だけ比較的緩慢に回動させて、捻れていく見え方を細かく変化させても良い。また、所定時間だけ連続的に指針１を３６０度以上回転させ続けても良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 指針
１ａ 指針の軸
２ 発光体
３ 指針根元部
４ 指針先端部
１０ 指針駆動機構
１２及び１３ 電極を兼ねるアルミニウム板
１５ 根元ボス部
１６ 指針ボス部
２０ 指針回動駆動部
２４ 中空軸
３４ 中心軸
３６及び３７ 傘歯車機構
４０ａ 指針ボス部の周りの間接照明
１２０ エンジン
１４０ モータジェネレータ
１６０ 駆動輪
２００ 動力分割機構
２２０ 走行用バッテリ
１１００ パワーメータ
１２００ ＥＶスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指針を用いて物理量の表示を行う表示装置に関し、特に、ハイブリッド車等の車載メータにおいて、「指針を回動する」という物理的作動により指針の発光体の見え方を変化させ、走行エネルギーの消費及び回生の状況を運転者に表示するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のハイブリッド車用表示装置が公知である。この従来のハイブリッド車に見られるパワーゲージでは、「ＣＨＡＲＧＥ／ＥＣＯ／ＰＯＷＥＲ」といった「意味合い」または「単位あるいは次元」の違う情報を、一つのゲージ上に表示している。
【０００３】
また、特許文献２には、バッテリの電力を消費する場合と、バッテリに回生電力で充電する場合とを、目盛上で区別して、通常の指針の動きで表示するハイブリッド車用表示装置が記載されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、ＥＣＯとＰＯＷＥＲの目盛表示上に判定基準を表す区切り表示を設けて、通常の指針の動きで、走行効率がＥＣＯ域であるかＰＯＷＥＲ域であるかを表示するエコメータを備えたハイブリッド車用表示装置が記載されている。
【０００５】
更に、特許文献４には、指針が一方側にあるときは白色であり、指針がメータとして回動して他方側に近づくにつれて次第に赤みがかり、他方を指す状態に成ると赤色を呈するものが記載されている。これは、指針を透明体とし、この透明体に液晶計器パネル側の偏光板の偏光軸との関係で、指針の回転に伴って色または模様が変化する装飾用偏光板を取付けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１４７９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３０４４６号公報
【特許文献３】特開２００７−２５３７２７号公報
【特許文献４】特開２００３−４３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１乃至４の様な表示において、エネルギーの「消費と回生」の意味合いの違いを直感的に認識できる更に新たな表示装置が求められている。つまり、環境問題が声高に叫ばれる昨今、エネルギーの「消費」ではなく、「回生または回収」こそが、ユーザーにとっての嬉しさに繋がるものであり、これについて、感性価値の高い新たな表示装置が求められているのである。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、指針の目に見える物理的なアクションにより、指針の見え方を変化させることで、上記問題点を解決する指針を用いた表示装置を提供することにある。
【０００９】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、物理量の状態または量を示す表示部と、該表示部の表面側に位置し、該表面側を移動することにより物理量の状態または量を表示する指針とを備える表示装置であって、指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させる回動手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、指針が通常のメータとしての作動を成して、物理量の状態または量を表示することが出来、かつ指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させることで、指針の見え方を変化させて、表示の状況に合わせた指針の見え方を演出することが出来る。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、指針は略直方体の形状を有していて、その肉厚が伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有する構成とされていることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、指針は略直方体の形状を有していて、その肉厚が伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有しているから、指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させることで、指針の見え方が変化し、表示の状況に合わせた指針の見え方を演出することが出来る。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、指針は、その一部において、略直方体形状の一方の面とこれに対向する他方の面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、指針が、回動することにより、指針の見え方が捻じれに伴って変化し、効果的に指針の表示形態を切替えることが出来る。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、表示装置は、エネルギー消費状態とエネルギー回生または回収状態を表示することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、エネルギー消費状態とエネルギーの回生または回収状態を指針の表示体の変化により、イメージできるように表示することが出来る。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、指針は、その一部において、略直方体形状の一方の面とこれに対向する他方の面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わり、指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることにより、エネルギーの回生または回収状態を表示することを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して指針の表示形態が肉厚部分と面との間で切り替わることにより、エネルギーが回生または回収されている状態が、的確にイメージ出来る。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、エネルギーの回生または回収状態のときに、エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに指針が表示部の表面側を移動することを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに指針が表示部の表面側を移動するから、回生または回収をイメージさせ続けながら、回生または回収の状態または量を表示することが出来る。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、指針はその指針根元部を中心として表示部の表面側を扇形の軌跡にて回動するように構成されており、表示部のうち該指針の指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えており、エネルギーの回生または回収状態のときに、領域が照明されることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、表示部のうち該指針の指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えているから、回生または回収を更に強くイメージさせることが出来る。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、表示装置は、指針をエネルギー回生状態、及びエネルギー消費状態のレンジの範囲内で、指針を表示部の表面側を正逆方向に移動させるとともに、指針を該指針の伸長方向の軸を中心として正逆方向に回動させるよう駆動手段を制御する制御部装置と、を具備しており、
指針がエネルギー消費状態のレンジの範囲内で移動する場合と、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で移動する場合とで、指針の正逆方向への回動を切換えるよう駆動手段を制御することを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で指針を駆動するときと、エネルギー消費状態のレンジの範囲内で指針を駆動するときとに応じて、指針の見え方を的確に切替えることが出来る。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、指針は肉厚部が光輝する構成とされていることを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、物理量が、どのような方向に移動しているのかのイメージを、光輝する肉厚部で、明確に表示することが出来る。
【００２８】
請求項１０に記載の発明では、指針は、互いに対向する通電用の電極と、該電極の間に挟持され該電極間に通電することにより発光するエレクトロルミネセンス素子とを包含する構成を備えることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、電極間に挟まれた部分が発光することにより、電極を、不要な光の漏れを防止する遮光板として活用することが出来る。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、駆動手段は指針回動駆動部を備えており、指針の指針根元部が結合された根元ボス部と、該根元ボス部が回動可能に連結されている指針ボス部を有し、指針回動駆動部は、指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部と、一部が指針ボス部内に組み込まれて根元ボス部を指針ボス部に対して回動させる根元ボス部駆動部から成ることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部によって、指針が通常のメータとしての作動を成して、物理量の状態または量を表示することが出来、根元ボス部を指針ボス部に対して回動する根元ボス部駆動部によって、指針が回動するから、指針の見え方を変化させて、メータ作動の状況に合わせた見え方を演出することが出来る。
【００３２】
なお、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態における表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の正面構成図である。
【図２】上記図１の右側面を示す一部断面構成図である。
【図３】図２の上部方向から見た平面構成図である。
【図４】上記第１実施形態における表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の斜視構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態における表示装置を搭載したハイブリッド車全体の制御ブロック図である。
【図６】上記第２実施形態に用いるハイブリッド車の動力分割機構を示す概略構成図である。
【図７】上記第２実施形態におけるエネルギー消費時の表示装置となるパワーメータの斜視図である。
【図８】上記第２実施形態におけるエネルギー回生時のパワーメータの斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態の表示装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。図１は、この第１実施形態の表示装置を模式的に説明する指針並びに指針駆動機構の正面構成図である。図２は図１の右側面を示す一部断面構成図である。図３は、図２の上部平面方向から見た平面構成図、図４は、指針１並びに指針駆動機構１０の斜視構成図である。
【００３５】
図１において、指針１は、フィルム状のＥＬ（エレクトロルミネセンス）から成る発光体２が、電極を兼ねるアルミニウム板１２及び１３で挟み込まれて形成されている。そして、指針１の指針根元部３と指針先端部４が９０度の角度で時計回りに捻られた形で成型されている。この状態においては、指針根元部３では電極１２の前面が、また、指針先端部４では電極１２と１３との間に配設されている発光体２の側面全体が運転者により視認されることになる。また、指針先端部４から指針根元部３に向かうに従って、視認される発光体２の側面の幅が減少していくことになる。
【００３６】
指針根元部３は、根元ボス部１５に固定されている。根元ボス部１５には、出力側傘歯車３７が固定されており、出力側傘歯車３７が回動すると、根元ボス部１５及び指針１が回動する。根元ボス部１５は、指針ボス部１６とは別部品であり、指針ボス部１６に対して回動可能に連結されている。指針ボス部１６内には、出力側傘歯車３７に噛合う入力側傘歯車３６が設けられている。指針ボス部１６と中空軸２４は一体に連結されており、中空軸２４が回動すると、指針ボス部１６、根元ボス部１５、及び指針１が回動して、通常のメータ用の指針１としての動きを行う。
【００３７】
中空軸２４内にはベアリング部を介して中心軸３４が回転可能に設けられ、中心軸３４の先端には、入力側傘歯車３６が固定されている。
【００３８】
指針１のメータ本来の回動について説明する。図２及び図３において、第１ステップモータまたは交差コイル型のムーブメントからなる指針回動駆動部２０のシャフト２１の回転は、第１歯車２２から第２歯車２３に伝達される。
【００３９】
第２歯車２３と一体の中空軸２４は、指針ボス部１６に連結されている。これにより、指針回動駆動部２０の回動に合わせて図示しないメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たす。
【００４０】
つまり、中空軸２４を介して、指針１を回動させ、従来のメータと同様に、図示しない目盛または指標となる表示部のいずれかの場所を指し示す。
【００４１】
次に、指針１の捻り作動について説明する。図２及び図３において、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４を回動させる。
【００４２】
中心軸３４の回動により、指針ボス部１６に内蔵された入力側傘歯車３６と出力側傘歯車３７から成る傘歯車機構３６及び３７が回動する。そのため、出力側傘歯車３７と一体の根元ボス部１５が、指針ボス部１６に対して軸１ａを中心に回動し、指針１が捻れるように回動する。４２は、図示しないメータ表示板に接合される軸貫通部である。
【００４３】
なお、捻れて成形された指針１が回動するだけであり、指針１自体が捻れ運動するわけではなく、運転者から見て最大９０度まで捻れるように見えるのである。
【００４４】
そのため、図４の斜視構成図に示すように、指針先端部４の発光体２の幅が、指針根元部３の発光体２の幅よりも大きく運転者から視認される状態から、時計回り方向に９０度回動すると、指針根元部３の発光体２の幅が、指針先端部４の発光体２の幅よりも大きく運転者から視認されるようになる。なお、中空軸２４内には、発光体２への給電のための図示しない配線が貫通している。なお、上記配線の一部を導電部材からなる図２の傘歯車機構３６及び３７が兼ねるようにしても良い。
【００４５】
なお、上記エレクトロルミネセンス（Electroluminescence：ＥＬ）は、正確には、真性ＥＬ（薄膜型ＥＬ）と呼ばれ、電界により加速した電子が半導体内で発光中心に衝突して、発光中心を励起されて発光するものである。この薄膜ＥＬ素子は、厚さ０．５ｍｍ程度の板状の発光体２の面上で、均一かつ広範囲にわたる発光が可能である。なお、発光体にジアミン類などの有機物を使う有機ＥＬであっても、硫化亜鉛などの無機物を使う無機ＥＬであっても良い。なお、上記電極を構成するアルミニウム板１２、１３は光不透過性であるので、発光体２の発光はその側面より目視される。
【００４６】
なお、図２のように、指針１の電極となるアルミニウム板１３は、三角形状に孔４０が３つ空けられている。これによって、指針１が時計回り方向に回動するとき、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面が、あたかも、指針先端部４側から指針ボス部１６側に移動する様に視認されるとき、三角形状の孔４０から薄膜ＥＬ素子の光が漏れ、三角形の群れが矢印となって、上記イメージを助長することが出来る。しかし、この三角形状の孔４０は、省略することも可能である。
【００４７】
なお、図２において、指針回動駆動部２０の回動に合わせて図示しないメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たしているとき、つまり、中空軸２４を介して、指針１を回転させ、従来のメータと同様に、図示しない目盛または指標となる表示部のいずれかの場所を指し示す。
【００４８】
このように指針１が回動するときは、出力側傘歯車３７のみが、作動を停止している入力側傘歯車３６に対して動くと、出力側傘歯車３７及び指針１が回動してしまう。これを防止し、指針１が軸１ａ回りに回動しないで、指針回動駆動部２０の回動に合わせてメータ表示板の平面に沿って、指針１が回動し、通常のメータとしての機能を果たすようにするためには、指針回動駆動部２０の回動に合わせて、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４と入力側傘歯車３６を連動して回動させる必要がある。
【００４９】
なお、指針１の捻れるような回動は、入力側傘歯車３６と出力側傘歯車３７の相対的な回転差によって発生するため、指針１を捻るときには、この回転差が生じるように第２ステップモータ３０を駆動すれば良い。
【００５０】
次に、指針１の捻り作動について説明する。以下の説明では、説明を簡略にするために、指針回動駆動部２０が回転していない場合について説明する。図２及び図３において、第２ステップモータ３０のシャフト３１から、第３歯車３２と第４歯車３３を介して、上記中空軸２４内に挿入された中心軸３４を回動させる。
【００５１】
上述のように上記第１実施形態においては、指針１を捻るように回動することによって、
指針１の側面の発光体２の見え方を変化させることが出来、発光体２の見え方を、指針１の上方が太くなるようにも、指針１の下方が太くなるようにも変化させることが出来る。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図５ないし図８を参照して説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成及び特徴について説明する。上記第１実施形態は、指針１を、正面上方から見て（図１の指針先端部４側から指針根元部３方向に見て）時計回りに捻って成形したが、この第２実施形態（図７及び図８参照）は、反時計回りに捻って成形したものである。このように指針の捻る方向は、適宜選択することが出来る。
【００５３】
また、この第２実施形態は、ハイブリッド車のパワーメータに、本発明を適用したものである。図５は、第２実施形態の表示装置を搭載したハイブリッド車全体の制御ブロック図である。図５において、ハイブリッド車は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。モータジェネレータは、ある時はモータとして、別の時にはジェネレータ（発電機）として機能する。よって時間の変化につれて機能が異なるモータジェネレータをハイブリッド車全体の制御ブロック図である図５で説明する都合、単一のモータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ、またはモータジェネレータ１４０Ｂとも表現する。
【００５４】
このモータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれ、車両の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、車両が減速される。
【００５５】
ハイブリッド車は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動力をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０を備える。
【００５６】
また、エンジン１２０が発生する動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構２００を有する。
【００５７】
また、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ及びモータジェネレータ１４０Ｂの交流とを相互に変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０を有する。
【００５８】
また、走行用バッテリ２２０のバッテリ充電状態（ＳＯＣ； State of Charge）を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０を有する。更に、ハイブリッド車の状態に応じてモータジェネレータ１４０、バッテリＥＣＵ２６０、及びインバータ２４０を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００を有する。
【００５９】
また、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０、及びＭＧ＿ＥＣＵ３００を相互に制御して、ハイブリッド車が最も効率よく運行できるように、ハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０を有する。
【００６０】
このＨＶ＿ＥＣＵ３２０には、エンジン１２０を作動させないで車両を走行するＥＶモードを運転者が選択するためのスイッチであるＥＶスイッチ１２００から、ＥＶモード要求信号が入力される。走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には、昇圧コンバータ２４２が設けられている。
【００６１】
図６は、動力分割機構２００を示す概略構成図である。図６において、動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０（図５）とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構が使用されている。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。
【００６２】
エンジン１２０の回転力は、上記遊星歯車機構を成すプラネタリキャリア２０６に入力され、それがプラネタリギヤ２０４を介してサンギヤ２０２に伝わる。このサンギヤ２０２よって、モータジェネレータ１４０Ｂに動力が伝達される。
【００６３】
また、プラネタリギヤ２０４及びリングギヤ２０８によって、モータジェネレータ１４０Ａ及び減速機１８０（図５の駆動輪１６０側）に動力が伝えられる。
【００６４】
回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００６５】
図５に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０Ａのみによりハイブリッド車の走行を行なうように、エンジンＥＣＵ２８０等を介して、エンジン１２０等を制御する。
【００６６】
例えば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０の上記バッテリ充電状態ＳＯＣが、予め定められた値以上であるという条件である。
【００６７】
このようにすると、発進時や低速走行時等であって、エンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａのみによりハイブリッド車の走行を行なうことができる。
【００６８】
この結果、走行用バッテリ２２０のバッテリ充電状態ＳＯＣを低下させることができる（これにより、走行用バッテリ２２０の充電容量が減少するので、その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充分に回生電力にて充電することができる）。
【００６９】
また、通常走行時には、動力分割機構２００により、エンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。
【００７０】
また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力を、モータジェネレータ１４０Ａに供給して、モータジェネレータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。
【００７１】
一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ｂがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。
【００７２】
そして、図５のメータＥＣＵ１０００から、パワーメータ１１００には、指針をＣＨＡＲＧＥ、ＥＣＯ、及びＰＯＷＥＲの各レンジの範囲内で、どの位置に駆動すれば良いかの指令信号ＣＳが出力される。
【００７３】
図７は、走行用バッテリ２２０（図５）のエネルギー消費時のパワーメータ１１００の斜視図、図８は、上記走行用バッテリ２２０にエネルギーを回生している時のパワーメータ１１００の斜視図である。
【００７４】
図５のモータジェネレータ１４０Ａまたはエンジン１２０の力で走行中においては、上記指令信号ＣＳによって、図７のパワーメータ１１００の指針１の発光体２に通電されて、発光体２が発光する。同時に、ＥＣＯとＰＯＷＥＲの各文字部、及びメータ内表示部７ａ、７ｂ、及び７ｃが透過照明の図示しないランプの光により浮かび上がるように表示される。
【００７５】
そして、燃費効率の良い運転を行っているときは、ＥＣＯ側（図７左側）に指針１を置き、燃費効率が悪い加速時等では、指針１をＰＯＷＥＲ側に位置せしめて、運転者に燃費の状態を表示することが出来る。
【００７６】
そして、指針１がＥＣＯ側またはＰＯＷＥＲ側に位置するときは、走行用バッテリ２２０（図５）のエネルギーは消費されるので、指針１の発光体２は、指針根元部３側から指針先端部４側に行くに従って太く表示される。つまり、指針１の捻り角度は、運転者から見て、上記太く表示される角度（図７の状態）に保たれたまま、指針１全体がメータの表示板の平面５上を左右に回動する。
【００７７】
次に、回生制動によって、モータジェネレータ１４０Ｂ（図５）が、発電機になり、走行用バッテリ２２０が充電されると、図８のように、上記ＥＣＯとＰＯＷＥＲの各文字部裏の透過照明用ライトが消灯されて、図８のようにＥＣＯとＰＯＷＥＲの文字が、運転者から実質的に視認されなくなる（このときＣＨＡＲＧＥの文字を浮かび上がらせてもよいが必須ではない）。
【００７８】
そして、図８では、図７の状態から、指針１が軸１ａ周りに９０度旋回（時計回り）している。そうすると、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面は、運転者から見て、指針１の指針先端部４側から指針１の指針根元部３側に向かうにつれて、太く見えるようになる。
【００７９】
つまり、図７の場合とは逆に、指針１の発光体２における運転者から視認される発光面は、根元側から先端側に行くに従って細くなるように見えることになる。これにより、走行用バッテリ２２０（図５）にエネルギーが回生されている状況を、運転者がイメージすることが出来る。
【００８０】
なお、発光体２はメータが作動を始めると常時発光していてもよいし、捻れるように回動する前後においてのみ発光するようにしても良い。また、発光色は、薄膜ＥＬ素子として一般的なブルーが望ましいが、他の色や複数の色の組み合わせでも良い。
【００８１】
図８おいて、エネルギー回生時は、指針１の発光体２の発光面は、指針１の根元側に向かって太くブルーの色で光り、指針１の発光体２の発光面が、あたかも、指針先端部４側から指針ボス部１６側に移動するように視認される。
【００８２】
なお、このとき、指針ボス部１６の周りを発光ダイオードによってブルーの色で破線部４０ａのように間接照明し、指針根元部１６の周囲が発光するようにして、視線を誘う演出を施しても良い。これにより、「周囲に発散していたエネルギーを、中心に向かって回収している」という事象を強調表現することができる。
【００８３】
このように、この第２実施形態では、エネルギー消費時においては、指針１の先端側に向かって、発光体面積が広く、輝度が高く視認される。また、エネルギー回生時においては、指針１が９０度捻られるように回動し、指針１の根元に向かって、発光体面積が広く、輝度が高く視認される。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成及び特徴について説明する。図９は、第３実施形態の表示装置の正面図である。
【００８５】
この第３実施形態では、特許文献１に書かれているパワーメータに本発明を適用したものである。図９において、１は指針、２は指針１側面のＥＬから成る発光体であり、指針１がＥＣＯ領域を指し示し、指針先端部４側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されている。
【００８６】
なお、ＰＯＷＥＲ領域を指針１が指し示す場合も、指針先端部４側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されるように設定されている。一方、ＣＨＡＲＧＥ領域を指針１が指し示す場合は、指針根元部３側の発光体２部分が運転者から見て太く表示されるように、指針１が指針ボス部１６に対して９０度時計回りに回動される。つまり、指針１がＥＣＯ領域とＣＨＡＲＧＥ領域の境目４０を越えるときに、指針１が捻れるように回動し、発光体２の太く表示される部分（運転者に視認される発光面）が、指針先端部４側から指針根元部側３に移動するように見えたり、逆に、指針根元部３側から指針先端部４側に移動するように見える。
【００８７】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、指針を９０度に回動したが、１８０度反転させて指針の裏側を運転者に見せ、指針の表示が根元から先端側に向かう矢印表示から、先端から根元側に向かう矢印表示に反転させても良い。
【００８８】
また、このときの矢印表示は、単一の三角形の矢印表示のみでもよく、また、太さが徐々に変わる細長い矢印表示であっても良い。要は、物理的に指針が回動し、運転者から見て、エネルギーの動きが指針の根元から先端側に移動するのか（放散されるのか）、または、エネルギーの動きが、指針の先端から根元側に移動するのか（回収されるのか）のイメージを表示できるものであれば良い。
【００８９】
また、ハイブリッド車用のメータを例にとって説明したが、本発明は、ハイブリッド車等の車載用に限らず、物理的に指針が回動し、操作者から見て、物理量の動きが、指針の根元から先端側に移動するか、または、物理量の動きが指針の先端から根元側に移動するかのイメージ表示が有効な用途に採用できる。例えば、タンク内への液注入量の計器表示と抽出量の計器表示を行う用途に採用出来る。
【００９０】
また、指針を回動させるために、図２の第１実施形態では、ステップモータ等の回転駆動部と傘歯車のような動力伝達機構を使用したが、指針ボス部１６内に超小型のモータ、例えば超音波モータを内蔵して、この超音波モータで直接指針１並びに根元ボス部１５を回動させても良い。
【００９１】
なお、上記実施形態では、捻られて成形された指針１を回動することにより、指針１が、見かけ上捻られるように見せたが、指針１を実際に捻って回動させても良い。このように指針１を実際に捻るために、指針に埋め込まれ通電することにより指針の温度を変える図示しない発熱体と、指針１の温度の応じて捻れるバイメタルや形状記憶合金で指針１の一部を構成して、実際に指針１を捻るようにしても良い。さらに、指針１は捻らなくてもよい。
【００９２】
即ち、該指針を略直方体形状として該指針の伸長方向の中心軸周りに回動することにより、指針の板厚部と板厚と直交する方向の幅広の面との間で指針の表示形態が切り替わるようにしても良い。
【００９３】
また、断面円形の指針の先端から根元部の方向に螺旋状の模様を描き、この螺旋状の模様を描いた指針を、指針の伸長方向の軸を中心として回動させても良い。
【００９４】
また、指針１の発光は必須ではなく、発光体２の代わりに、着色部や蛍光塗料部を使用してもよい。また、発光させるためにＥＬを使用しないで、一部透明の合成樹脂製指針と、指針先端側または指針根元側から導入される発光ダイオード（ＬＥＤ）の光を利用して、指針の側面等を発光させても良い。
【００９５】
また、指針１の回動角度は０度または９０度の２値でなく、表示する物理量の状態または量に合わせた任意の角度だけ比較的緩慢に回動させて、捻れていく見え方を細かく変化させても良い。また、所定時間だけ連続的に指針１を３６０度以上回転させ続けても良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 指針
１ａ 指針の軸
２ 発光体
３ 指針根元部
４ 指針先端部
１０ 指針駆動機構
１２及び１３ 電極を兼ねるアルミニウム板
１５ 根元ボス部
１６ 指針ボス部
２０ 指針回動駆動部
２４ 中空軸
３４ 中心軸
３６及び３７ 傘歯車機構
４０ａ 指針ボス部の周りの間接照明
１２０ エンジン
１４０ モータジェネレータ
１６０ 駆動輪
２００ 動力分割機構
２２０ 走行用バッテリ
１１００ パワーメータ
１２００ ＥＶスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量の状態または量を示す表示部と、該表示部の表面側に位置し、該表面側を移動することにより前記物理量の状態または量を表示する指針とを備える表示装置であって、
前記指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させる手段を備えることを特徴とする指針を用いた表示装置。
【請求項２】
前記指針は、略直方体の形状を有していて、その肉厚が前記伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有する構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項３】
前記指針は、その一部において、前記略直方体形状の一方の前記面とこれに対向する他方の前記面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を前記回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わることを特徴とする請求項１または２に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、エネルギー回生または回収状態を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項５】
前記指針は、その一部において、前記略直方体形状の一方の前記面とこれに対向する他方の前記面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を前記回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わり、前記指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わることにより、前記エネルギーの回生または回収状態を表示することを特徴とする請求項４に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項６】
前記エネルギーの回生または回収状態のときに、前記エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに前記指針が前記表示部の表面側を移動することを特徴とする請求項５に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項７】
前記指針は、その指針根元部を中心として前記表示部の表面側を扇形の軌跡にて回動するように構成されており、前記表示部のうち該指針の前記指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えており、前記エネルギーの回生または回収状態のときに、前記領域が照明されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項８】
前記表示装置は、前記指針をエネルギー回生状態、及びエネルギー消費状態のレンジの範囲内で、前記指針を前記表示部の表面側を正逆方向に移動させるとともに、前記指針を該指針の伸長方向の軸を中心として正逆方向に回動させるよう前記駆動手段を制御する制御部装置と、を具備しており、
前記指針が前記エネルギー消費状態のレンジの範囲内で移動する場合と、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で移動する場合とで、前記指針の前記正逆方向への回動を切換えるよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項９】
前記指針は前記肉厚部が光輝する構成とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項１０】
前記指針は、互いに対向する通電用の電極と、該電極の間に挟持され該電極間に通電することにより発光するエレクトロルミネセンス素子とを包含する構成を備えることを特徴とする請求項９に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は指針回動駆動部を備えており、
前記指針の指針根元部が結合された根元ボス部と、該根元ボス部が回動可能に連結されている指針ボス部を有し、
前記指針回動駆動部は、前記指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部と、
一部が前記指針ボス部内に組み込まれて前記根元ボス部を前記指針ボス部に対して回動させる根元ボス部駆動部から成ることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項１】
物理量の状態または量を示す表示部と、該表示部の表面側に位置し、該表面側を移動することにより前記物理量の状態または量を表示する指針とを備える表示装置であって、
前記指針の伸長方向の軸を中心として、該指針を回動させる手段を備えることを特徴とする指針を用いた表示装置。
【請求項２】
前記指針は、略直方体の形状を有していて、その肉厚が前記伸長方向と直行する面の幅方向の長さよりも小さい寸法を有する構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項３】
前記指針は、その一部において、前記略直方体形状の一方の前記面とこれに対向する他方の前記面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を前記回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わることを特徴とする請求項１または２に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、エネルギー回生または回収状態を表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項５】
前記指針は、その一部において、前記略直方体形状の一方の前記面とこれに対向する他方の前記面とが互いに略直交するように捻られた形態とされており、該捻られた指針を前記回動手段にて該指針の伸長方向の軸を中心として回動させることにより、前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わり、前記指針が、該指針の軸周りに所定角度旋回して前記指針の表示形態が前記肉厚部分と前記面との間で切り替わることにより、前記エネルギーの回生または回収状態を表示することを特徴とする請求項４に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項６】
前記エネルギーの回生または回収状態のときに、前記エネルギーの回生量または回収量に応じてさらに前記指針が前記表示部の表面側を移動することを特徴とする請求項５に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項７】
前記指針は、その指針根元部を中心として前記表示部の表面側を扇形の軌跡にて回動するように構成されており、前記表示部のうち該指針の前記指針根元部に位置する領域を照明する照明部を備えており、前記エネルギーの回生または回収状態のときに、前記領域が照明されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項８】
前記表示装置は、前記指針をエネルギー回生状態、及びエネルギー消費状態のレンジの範囲内で、前記指針を前記表示部の表面側を正逆方向に移動させるとともに、前記指針を該指針の伸長方向の軸を中心として正逆方向に回動させるよう前記駆動手段を制御する制御部装置と、を具備しており、
前記指針が前記エネルギー消費状態のレンジの範囲内で移動する場合と、エネルギー回生状態のレンジの範囲内で移動する場合とで、前記指針の前記正逆方向への回動を切換えるよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項９】
前記指針は前記肉厚部が光輝する構成とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項１０】
前記指針は、互いに対向する通電用の電極と、該電極の間に挟持され該電極間に通電することにより発光するエレクトロルミネセンス素子とを包含する構成を備えることを特徴とする請求項９に記載の指針を用いた表示装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は指針回動駆動部を備えており、
前記指針の指針根元部が結合された根元ボス部と、該根元ボス部が回動可能に連結されている指針ボス部を有し、
前記指針回動駆動部は、前記指針ボス部を回転駆動する指針ボス部駆動部と、
一部が前記指針ボス部内に組み込まれて前記根元ボス部を前記指針ボス部に対して回動させる根元ボス部駆動部から成ることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の指針を用いた表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２７１１８４（Ｐ２０１０−２７１１８４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２３２９６（Ｐ２００９−１２３２９６）
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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