メータ装置
【課題】指針方向への照明と同時に、背面から文字板へ均一な照明も行うことが可能となるメータ装置を提供する。
【解決手段】文字板５の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みにムーブメント４が配置されたケース内反射部１３と、回転軸４１の先端に一体に取付可能に設けられ、回転軸４１内を伝播してきた光源からの光の一部を、ムーブメント４のムーブメントケース外面またはケース内反射部１３に向けて屈折する導光部材７と、文字板５上の標記を指し示す指針本体６２と、指針本体６２の基部から文字板５に向けて垂設された、基端側が文字板５の軸孔５０に回転可能状態に挿通されるとともに導光部材７を介して回転軸４１の先端側と連結可能な指針軸６１と、を有する指針６と、を備える。
【解決手段】文字板５の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みにムーブメント４が配置されたケース内反射部１３と、回転軸４１の先端に一体に取付可能に設けられ、回転軸４１内を伝播してきた光源からの光の一部を、ムーブメント４のムーブメントケース外面またはケース内反射部１３に向けて屈折する導光部材７と、文字板５上の標記を指し示す指針本体６２と、指針本体６２の基部から文字板５に向けて垂設された、基端側が文字板５の軸孔５０に回転可能状態に挿通されるとともに導光部材７を介して回転軸４１の先端側と連結可能な指針軸６１と、を有する指針６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用計器や船舶用計器、航空機用計器など各種乗物用の計器として用いることができるメータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種計器類に用いるメータ装置として各種多様なものが提案され開発されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１のメータ装置１００は、図７に示すように、光源の光を効率的に利用できるようにするため、透光性を有し指標を記載した表示板１０１と、指針１０２で指標を指示させる指針部材１０３と、照明用の光源１０４と、光源１０４からの照射光を指針１０２及び指標に導くための導光部材１０５と、導光部材１０５からの出射光を表示板１０１に裏面から入射させる反射板１０６と、を備えている。また、導光部材１０５には、光源１０４からの照射光を指針１０２に導く筒部１０５Ａと、反射板１０６に導く屈曲部１０５Ｂと、を備える。
【０００４】
このメータ装置１００では、筒部１０５Ａに指針部材１０３の指針軸１０７が挿通されるとともに、光源１０４が下端面１０５Ｃ及び受光面１０５Ｄに正対配置されており、下端面１０５Ｃからの入射光を指針１０２と正対した上端面１０５Ｅから出射させる。また、導光部材１０５には、屈曲部１０５Ｂが筒部１０５Ａの外周面から表示板１０１の外縁側に延びており、下端面１０５Ｃと並んで配置された受光面１０５Ｄからの入射光を表示板１０１の外縁側に設けた屈曲部１０５Ｂの出光面１０５Ｆから出射させる。なお、特許文献２も同様の構成を有しており、同様の機能を備える。
【０００５】
一方、特許文献３のメータ装置２００には、図８に示すように、指針２０１の回転角により第１の計測値である速度を指示する第１の指示機構２２０と、指針２０１の回転中心２０１Ａから半径方向に広がる発色域２０３によって第２の計測値であるエンジン回転数を指示する第２の指示機構２３０と、照明手段２０２と、を備える指示装置２１０が設けられる。
【０００６】
このうち、第２の指示機構２３０は、第２の計測値に応じて指針２０１の回転軸２０６上を上下動する発色軸２０４と、発色軸２０４の先端部の発色を指針２０１の回転中心２０１Ａから離間した位置に投影して発色域２０３を形成する断面逆台形状の導光手段２０５と、を備える。そして、照明手段２０２からの照明光を、回転軸２０６、及び固有色の発色軸２０４を介して導光手段２０５の発色域２０３に誘導し、発色域２０３の彩色を行うことで、夜間などでも視認し易い安定した発色による照明を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１２９３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４８７４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図７に示す、特許文献１に記載のようなメータ装置１００によれば、導光部材１０５は、光源１０４から多くの照明光を上方の指針部材１０３へ送り込ませるように構成されている。また、導光部材１０５は、光源１０４からの照明光の一部を、同時に反射板１０６へも送り込ませるような構成となっている。ところが、導光部材１０５によれば、反射板１０６に対して照明光を、専らその周縁部に送り込ませているものであって、中心部寄りには送り込ませにくい構造となっている。このような事情については、特許文献２でも同様である。
【０００９】
一方、図８に示す、特許文献３に記載のメータ装置２００では、回転軸２０６を介して光源２０２からの照明光の大部分を上方の指針２０１へ誘導させて照射させており、回転軸２０６を伝播する照明光の一部が発色軸２０４から導光手段２０５へ送り込まれている。このように、メータ装置２００でも、照明光の一部が導光手段２０５へ誘導されて指針２０１と同時に導光手段２０５に対する照明も行われているが、導光手段２０５への入射領域は一部領域Ｓのみであって、導光手段２０５の全面を照明させる構造とはなっていない。
【００１０】
従って、いずれの特許文献に記載のものも、照明光の一部が反射板や導光手段へ送り出される構成ではあるものの、それらへの照明については、いずれに対しても一部領域に偏在した照明態様であって、均一な照明を行うことができる構造とはなっていない。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指針方向への照明と同時に、文字板に対して背面から均一な照明を行うことが可能となるメータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係るメータ装置は、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１） 光源から照射された光が入射する回転軸と、前記回転軸を回動させるモータと、前記回転軸及び前記モータを内部に収容するムーブメントケースと、を有するムーブメントと、
各種標記を設けた文字板と、
前記文字板の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みに前記ムーブメントが配置された計器のケース内反射部と、
前記回転軸の先端に一体に取付可能に設けられ、前記回転軸内を伝播してきた前記光源からの光の一部を、前記ムーブメントのムーブメントケース外面または前記ケース内反射部に向けて屈折する導光部材と、
前記文字板上の標記を指し示す指針本体と、前記指針本体の基部から文字板に向けて垂設された、基端側が前記文字板の軸孔に回転可能状態に挿通されるとともに前記導光部材を介して回転軸の先端側と連結可能な指針軸と、を有する指針と、
を備えること。
（２） 上記（１）の構成のメータ装置において、
前記文字板の背面側において、前記指針軸の基端に取付可能な遮光部材をさらに備える、
こと。
（３） 上記（２）の構成のメータ装置において、
前記導光部材及び前記遮光部材は、前記指針軸と前記回転軸とを連結する手段を構成している、
こと。
（４） 上記（３）の構成のメータ装置において、
前記導光部材は、前記指針軸を連結する手段としての、該指針軸の先端が圧入される上穴と、前記回転軸を連結する手段としての、該回転軸の先端が圧入される下穴とを有し、
前記上穴は、床面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該床面から延びる下部内周面は上方へ拡開し、
前記下穴は、天井面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該天井面から延びる上部内周面は下方へ拡開する、
こと。
（５） 上記（２）〜（４）のいずれか一つの構成のメータ装置において、
前記指針軸の外周面のうちの、前記遮光部材より前記文字板寄りに位置する箇所には、前記指針軸の内部から外部へ向けての光の透過を抑制する光透過抑制部材が設けられている、
こと。
【００１３】
上記（１）の構成のメータ装置によれば、導光部材での屈折作用により、照明光を、ムーブメントのムーブメントケース外面及びケース内反射部へ向けて分散させた状態で導光させることが可能となる。その結果、ムーブメントケース外面からの反射光及びケース内反射部からの反射光を用い、文字板への均一照明が可能となる。換言すれば、指針方向への照明と同時に、文字板に対して背面からの均一な照明を行うことが可能となる。
上記（２）の構成のメータ装置によれば、指針軸の文字板から露出する先端部に大きなキャップを被せる必要がなくなる。換言すれば、小さなキャップであっても、文字板の指針軸が貫通する軸孔からの光漏れを可及的に抑えることが可能となる。これにより、デザイン性が良好なメータ装置が実現できる。
上記（３）の構成のメータ装置によれば、指針軸と回転軸との間に専用の連結手段を設けなくても済むので、コスト削減が図れる。
上記（４）の構成のメータ装置によれば、指針軸方向へある程度の光量を確保させることができる。また、ムーブメントのムーブメントケース外面或いはケース内反射部へ向けた照明光の伝搬を促すことができる。
上記（５）の構成のメータ装置によれば、光透過抑制部材によって指針軸の外周面からの照明光の漏れを抑制させているので、軸孔を通して文字板の背面側から光が漏出するのを回避させることもできる。さらに、指針軸の文字板から露出する先端部に大きなキャップを被せる必要がなくなり、小さなキャップでも、文字板の指針軸が貫通する軸孔からの光漏れを可及的に抑えることが可能となる。その結果、デザイン性が良好な意匠表示のメータ装置が提供できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のメータ装置によれば、導光部材での屈折作用により、照明光を、ムーブメントのムーブメントケース外面及びケース内反射部へ向けて分散させた状態で導光させることが可能となる。その結果、ムーブメントケース外面からの反射光及びケース内反射部からの反射光を用い、文字板への均一照明が可能となる。換言すれば、指針方向への照明と同時に、文字板への均一で効果的な照明も行うことが可能なメータ装置が実現できるようになる。
【００１５】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るメータ装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図である。
【図３】図２に示すメータ装置の指針要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るメータ装置の導光部材を構成するプリズムを示す斜視図である。
【図５】図４のプリズムの要部における照明光の光路を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るメータ装置の遮光部材を示す斜視図である。
【図７】従来のメータ装置を示す断面図である。
【図８】従来の他のメータ装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係るメータ装置１を示すものである。
【００１８】
メータ装置１は、基板２上に実装された光源３と、この光源３が搭載された領域を含む基板２上の所定場所に取付けられたムーブメント４と、ムーブメント４の上部に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表記する文字板５と、文字板５の数字、文字、記号など指し示す指針６と、後に詳述する、導光部材（以下、「プリズム」とよぶ）７及び遮光部材８と、を有する。なお、図１中、符号１１はトリップメータやオドメータなどをデジタル表示させるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）による表示部、符号１０は、これらの部材を内部に収容するケース、符号１２は表示板、をそれぞれ示す。また、図２中、符号１３は計器のケース１０の内部に位置するケース内反射部を示すものであり、このケース内反射部１３の表面は、照明光が吸収されず効果的に反射するような光沢感を高めた適宜材料で形成される。
【００１９】
光源３は、所定波長（λ）の可視光を出射する例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されており、後述する回転軸４１の下部側の端面（以下、これを「基端面」とよぶ）に正対状態でその直下の基板２に実装されている。本実施形態の光源３であるＬＥＤは、光軸が基板２の上面に対して垂直なＺ方向に設定されており、このＬＥＤからの光（以下、「照明光」とよぶ）の大部分のものが直上の回転軸４１の基端面に向けて出射される。
【００２０】
ムーブメント４には、図２に示すこのムーブメントのムーブメントケース４０内部に、ステップモータＭ、減速ギア列Ｇ、回転軸４１などのムーブメント部品が収容されている。ムーブメントケース４０の上面４Ａ側は、後述するプリズム７で屈折後の照明光を反射させることで文字板５またはケース内反射部１３に誘導し、最終的に文字板５を均一に照明するため、外周に向かうほどケース内反射部１３へ向けて下方に傾斜した斜面を呈している。このため、ムーブメントケース４０は、照明光が吸収されず効果的に反射するような適宜材料で形成される。
【００２１】
ステップモータＭは、回転軸４１、さらには指針６を回動させるためのものであり、減速ギア列Ｇ、即ち中間ギアＧ１及び出力ギアＧ２を介して減速させながら回転軸４１を回動させる。この回転軸４１を回動させることにより、これと一体の指針６を文字板５の表面に沿って回動させ、必要な各種情報を指し示す。本実施形態のステップモータＭは、図２に示すように、ステータＭ１と、このステータＭ１の開口された中央部に設置されたロータ軸を含むロータＭ２と、を備える。なお、上記のような減速ギア列Ｇではなく、単一のギアで減速させる構成であってもよい。
【００２２】
出力ギアＧ２は、回転軸４１の中間部付近においてこの回転軸４１と一体に形成されている。例えば、本実施形態の出力ギアＧ２は、適宜の透明樹脂材料により、導光機能を有する回転軸４１と一体成形されている。尚、本実施形態では、このように出力ギアＧ２と回転軸４１とは一体に成形されているが、別体としてそれぞれ形成しておき、その後に回転軸４１を出力ギアＧ２に貫通して固着させるようにした構成でもよい。
【００２３】
回転軸４１は、導光性に優れた適宜の透光性（若しくは導光性）樹脂材料で出力ギアＧ２と一体に成形されており、ステップモータＭからの回動力を指針軸６１へ伝達させるだけでなく、光源３からの照明光を指針軸６１へ伝播させる。具体的には、この回転軸４１は、出力ギアＧ２の円盤状のギア本体中央から上方および下方にそれぞれ突出するように設けられている。そして、ギア本体に対して垂直上方に延びる回転軸４１の上側の軸芯、ギア本体に対して垂直下方に延びる回転軸４１の下側の軸芯、およびギア本体のギア軸芯は、いずれも同一直線上に位置する。また、この回転軸４１は、光源３からの照明光を指針６まで効果的に導光させるために略円柱形状を有する。
【００２４】
この回転軸４１は、所要の光量を確保するため、導光機能を持たない回転軸に比べて外径、特に出力ギアＧ２との取付部位より下部側の外径を太くしている。このように、回転軸４１の下部側の外径寸法を大径にしているので、小径寸法のものよりも光源３からの照明光に対する受光効率が高まる。特に、本実施形態の回転軸４１は、下部側の外径寸法を上部側と同等寸法に構成している。従って、上部側と下部側との間の一部で大径から小径に縮径される構造のものとは異なり、回転軸４１内部を導光されてきた照明光が縮径部分で漏光する、といった現象も回避できるので、導光効率も高まる。
【００２５】
また、回転軸４１は、ムーブメントケース４０の上部外面、つまり上面４Ａから外部に突出しており、この突出した先端側である上側が後述の指針軸６１の端部（これを「基端」とよぶ）と、プリズム７及び遮光部材８を介して一体に連結される。また、この回転軸４１は、先端側がムーブメントケース４０の軸孔４０Ａに軸支されており、また基端側が、ムーブメントケース４０に設けた軸受けとなる軸孔４０Ｂに回転自在に軸支される。
【００２６】
前述したように、この回転軸４１は、基端面が光源３の直上に設置されて正対している。従って、光源３からの照明光がこの基端面に入射すると、その照明光の大部分が回転軸４１の内部の外周面との界面部分で反射、例えば全反射或いは正反射等を繰り返しながら導光され、先端である上方へ向けて伝搬されていく。
【００２７】
メータ装置１は、本実施形態の場合、文字板５が速度計の全面に亘って嵌め込まれる。また、文字板５には、ムーブメント４を含む各種計器類を設置するための孔や各種表示窓などを開口されている。更に、この文字板５は、透明な図示外の表ガラスで上部が覆われる。尚、表ガラスは、無色透明なものだけでなく、黒色系透明なもの、スモークフィルムが張られた所謂スモークガラスなどの透過性を有するものであればよい。
【００２８】
なお、ムーブメント４を備えるメータ装置１は、本実施形態の場合には上述したように速度計を構成している。この速度計では、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応したセンサ信号に基づき、後述の指針６を所定角度だけ回動させ、文字板５に形成された特定の数字を指し示すことによって現在速度をアナログ表示する。
【００２９】
文字板５は、本実施形態では、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報が適所に表記される。文字板５には、中央部に指針６の指針軸６１が貫通する軸孔５０が穿設される。
【００３０】
指針６は、前述したように、回転軸４１を伝播してきた照明光を入射し指針本体６２へ伝播させるために、透光性を有する指針軸６１が指針本体６２の基部６３に垂設されている。この指針軸６１は、後述するプリズム７及び遮光部材８を介して回転軸４１と一体に連結されている。また、この指針６には、指針軸６１の直上である基部６３を覆う前述したキャップ９を備える。
【００３１】
さらに、この指針軸６１の外周面には、図３に示すように、指針本体６２の基部６３へ向けて指針軸６１内部を伝播する照明光が、指針軸６１の外周面から外部へ漏光するのを抑制するため光透過抑制部材（以下、抑制部材とよぶ）６０が形成されている。この抑制部材６０は、適宜の反射膜などからなるものであって、この抑制部材６０の形成された箇所は、少なくとも遮光部材８よりも先の、つまり指針軸６１の先端寄りの外周面であればよい。
【００３２】
プリズム７は、回転軸４１の先端側に一体に組付けられている。このプリズム７は、回転軸４１内部を伝播する照明光が入射される。そして、このプリズム７に入射する照明光のうち、軸芯方向に沿って直上する照明光以外の照明光を下方側へ屈折する。これにより、文字板５の背面へ直接入射して、又はケース内反射部１３で反射後に文字板５の背面へ入射して、文字板５の均一照明を施す。そのため、このプリズム７は、適宜の透明材料を用いて図４に示すような形状に形成されており、外周にいくほど厚さを薄くさせた独特な略円盤状を呈している。
【００３３】
具体的には、プリズム７は、下面中央部に回転軸４１の先端が圧入される下穴７１を有するとともに、上面中央部に遮光部材８の後述する軸受部８１が圧入される上穴７２を有する。このようなプリズム７を設置することで、単一の光源３からの照明光を、指針６の照明とともに、文字板５の照明としても兼用できるので、メータ装置１の小型化及びコスト削減などが図られる。なお、ここでは、回転軸４１とプリズム７とを別体にした構造について説明するが、プリズム７と回転軸４１とを一体に成形したものであってもよい。その際、ムーブメントケース４０の形状は適宜変更される。また、ここでは、遮光部材８の後述する軸受部８１が上穴７２に圧入される構造について説明するが、後述する貫通孔８０軸を貫通した指針軸６１が上穴７２に圧入される構造であってもよい。
【００３４】
下穴７１には、図５に示すように、天井面７１Ａが下穴７１に向けて膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、その天井面７１Ａから延びる下穴７１の上部内周面７１Ｂは下方へ拡開するとともに凹状に湾曲する傾斜面が形成されている。これにより、回転軸４１を透過後の照明光のうち天井面７１Ａへ入射する照明光に対しては、プリズム７の中心軸に沿った垂直（Ｚ）方向へ偏向させることで、指針軸６１方向へある程度の光量を確保させる。
【００３５】
一方、回転軸４１を透過後の照明光のうち上部内周面７１Ｂへ入射する照明光に対しては、外方へ拡散させることで、後述するムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３の底部付近へ向かうようにする。
【００３６】
上穴７２にも、図５に示すように、床面７２Ａが膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、その床面７２Ａから延びる下部内周面７２Ｂは上方へ拡開するとともに凸状に湾曲する傾斜面が形成されている。このように、プリズム７は、天井面７１Ａ及び床面７２Ａの双方によって、天井面７１Ａと床面７２Ａによって挟まれる部分が凸レンズ形状を呈している。これにより、プリズム７の中心軸に沿った垂直（Ｚ）方向へ照明光を偏向させることで、指針軸６１方向へある程度の光量を確保させることができる。また、上部内周面７１Ｂは、上部内周面７１Ｂに入射した照明光を屈折して下部内周面７２Ｂに向かわせ、下部内周面７２Ｂは、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３に向かわせる。これにより、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３へ向けた照明光の伝搬を促すことができる。
【００３７】
また、特に、このプリズム７は、回転軸４１内を伝播してきた光源３からの照明光の一部が、文字板５とは反対方向に向けて屈折させるようにするため、下面７３側が外縁部方向に向けて上方に傾斜するとともに凹状に湾曲した形状を呈している。また、プリズム７の上面７４は、外縁部方向に向けて僅かに下方へ傾斜した凸状に膨出する形状を呈している。
【００３８】
このように、プリズム７の下面７３は、斜め上方へ傾斜した斜面を構成する。従って、この下面７３は、回転軸４１の先端面或いは先端部側外周面からプリズム７に入射後、直上に向かわずに上部外方へ向かう照明光を、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３の底部付近へ向けて、拡散させる状態で屈折させる。
【００３９】
一方、プリズム７の上面７４も、斜め下方に傾斜した斜面を構成することで、プリズム７内部を進行する照明光のうち、この上面７４内において空気との界面で反射する照明光に対して、その反射後の光路をできるだけ拡散させるようにする。
【００４０】
なお、上面７４は、下面７３とは異なり、プリズム７内部を進行する照明光のうち中心部付近を進行する照明光であって、その後、上面７４で反射せずに屈折してプリズム７から出射する照明光に対しては、できるだけ直上へ屈折させて遮光部材８へ向かわせる。このため、プリズム７の上面７４は、下面７３に比べると若干傾斜を緩くした形状に形成しされている。
【００４１】
遮光部材８は、プリズム７で屈折して各種方向に向かう照明光の一部が、表示板５の軸孔５０を通過して文字板５の外部に漏光するのを防止するものである。遮光部材８があることにより、表示板５の軸孔５０を通過して文字板５の外部に漏光することを抑制できる結果、大きな外径寸法のキャップを指針６の基部６３に被せなくともよいようになっている。
【００４２】
本実施形態の遮光部材８は、図６に示すように、適宜の不透明材料を用いて略傘形状に形成されている。この遮光部材８は、基本的には、少なくとも照明光となる波長の光を吸収または反射する構成であることが必要であるが、好ましくは、可視光領域の波長の光、つまり、凡そ３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長帯の全ての光を吸収または散乱する構成であることが好ましい。
【００４３】
本実施形態の遮光部材８は、少なくとも文字板５と対面する上面部分が文字板５と同系色のもので形成又は着色されている。遮光部材８は、透明若しくは半透明を有する文字板５の背面側に位置しているが、遮光部材８が文字板５と同系色のもので形成又は着色されていることにより、文字板５が光を透過するものであっても、遮光部材８が文字板５の上面側から透けて見えることを抑制している。
【００４４】
遮光部材８は、指針軸６１の基端側の一部に取付可能な構成のものであり、本実施形態では下上各面の中央部に突出する軸受部８１，８２を貫通して形成された貫通孔８０に一体に組付けてある。
【００４５】
次に本実施形態の作用について説明する。
光源３から出射する照明光は、回転軸４１の基端面から入射し、ムーブメントケース４０の上面４Ａから突出した回転軸４１の先端面まで導光された後、プリズム７に入射してその内部を進行する。その後、この照明光のうちプリズム７内の上面７４の主に中心部付近から外部へ出射する照明光は、指針軸６１にその基端面から入射してその内部を上方へ進行する。このようにして、指針軸６１を伝播する照明光が、その後に指針本体６２から出射することで、指針６が発光照明される。
【００４６】
このように、プリズム７に入射して内部を進行する照明光のうち、プリズム７中心部の付近を進行する照明光に対しては、上面７４で反射せずにできるだけ多くをそのまま透過させ、直上の指針軸６１へ向かわせる。特に、凸レンズ機能を有する床面７２Ａでプリズム７の軸芯方向に照明光を集光させることができる。その結果、指針軸６１に対して、ある程度多くの入射光量を確保することができ、その分、指針本体６２から十分な光量で発光させることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、プリズム７の上面７４が、斜め下方に緩やかに傾斜した斜面を有している。このため、プリズム７内部を進行する照明光のうち特にプリズム７中心部以外を進行し、プリズム７内の上面７４で反射する照明光に対しては、光路を若干収束させる状態であるがほぼ均等な状態となるように偏向させることができる。
【００４８】
また、プリズム７の下面７３が斜め上方に向けて傾斜した形状を有する。このため、プリズム７内の上面７４で反射後に下面７３で屈折し外方へ進行する照明光についても、その屈折後に、大部分がムーブメントケース４０の上面４Ａ又は計器のケース１０の内部に位置するケース内反射部１３のいずれかに向けてほぼ均一に拡散した状態で進行する。
【００４９】
また、ムーブメントケース４０の上面４Ａ又はケース内反射部１３に向けて進行する照明光は、それらの面で照明光が吸収されないように構成されているので、反射後、あるいはこれらで再度の反射を経て、やがて文字板５を背面から上方へ透過できる。これにより、単一光源３での照明光であっても、指針６と文字板５との双方の照明が可能となる。特に、文字板５に対しては、背面から満遍なく均一な間接照明が行える。
【００５０】
このように、本実施形態のような構成のプリズム７を用いて、１か所の光源３からの照明光を一部外方へ向けて屈折させ、ケース内反射部１３の中心部付近だけではなく外縁部近くまで満遍なく均一に照明光を拡散させることができる。
【００５１】
このような指針６での発光照明は、指針６が回動停止中であっても、また指針６がどの方位を回動動作中であっても、まったく同じように行われる。即ち、光源３からの照明光が、回転軸４１、プリズム７、指針軸６１、指針本体６２（これらを、ここでは回動部材とよぶ）に至るまで伝播するときの伝播動作は、これら回動部材が回動している間、回動部材の回動角速度や回動位置に拘わらず同じように行われる。一方、文字板５に対する発光照明についても、指針６の回動動作の如何にかかわらず、変わりなく行われる。その結果、指針６及び文字板５は、同じように均一な状態で発光照明されるわけである。
【００５２】
また、本実施形態によれば、光源３からの照明光が、例えば回転軸４１の外周面から漏光した場合、その漏光した照明光が仮に上（Ｚ）方向に向かおうとしても、プリズム７に入射するか、遮光部材８で殆どが吸収または反射される。そのため、遮光部材８と文字板５の背面との間の隙間を通り抜けて文字板５の狭い軸孔５０から文字板５の上方外部へ漏光する照明光は殆ど抑制できる。特にこの実施形態では、軸孔５０を必要最小限の内径寸法に形成してあるので、その漏光はさらに回避できる。
【００５３】
なお、プリズム７から上（Ｚ）方向に向かって屈折する照明光についても、同様であって、遮光部材８により文字板５の軸孔５０からの漏光が回避できる。さらに、指針軸６１の外周面には、図３に示す抑制部材６０が形成されている。従って、指針軸６１の外周面から外部に漏光して上（Ｚ）方向に向かい、文字板５の軸孔５０から文字板５の外部へ漏光するといった不都合も回避できる。この結果、本実施形態によれば、文字板５の指針軸６１が貫通する軸孔５０からの光漏れを可及的に抑えることが可能となるので、キャップ９は、図１に示すように、短径側の長さＬが軸孔５０の必要最小限の大きさを有する内径寸法Ｄより僅かに大きく形成されており、従来に比べて大幅に小さく形成できる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【００５５】
例えば、本発明の遮光部材８は、指針軸６１の基端側の一部に取付け可能な構成のものであって、本実施形態では中央部に穿設された貫通孔８０に、指針軸６１が嵌挿状態で一体に組付けてあるが、特にこれに限定されない。例えばこの遮光部材８は、文字板５の内面である背面に一体に組付けてもよい。その場合、中央部に指針軸６１を軸支させる軸受を取付けた貫通孔８０を、文字板５の軸孔５０に合致するような状態で、遮光部材８を文字板５の背面に固着させればよい。
【００５６】
また、本実施形態では遮光部材８が文字板５と同系色で形成されているが、特にこの構成に限定されない。即ち、図２に示すように、遮光部材８の直上で、かつ、文字板５の背面に、文字板５と同一若しくはこれより大きめの形状を有する同系色の目隠し部材１４をケース１０に固設しておけば、遮光部材８は任意の色の遮光性材料で形成してもよい。
【００５７】
この場合には、遮光部材８は、上面を含めた外面を光源３からの照明光を吸収させる適宜の任意の色に形成できるので、遮光部材８はその色がいずれであっても照明光を吸収可能であればよく、材料の選択自由度が増す。一方、文字板５の背面側の、遮光部材８の直上部分には、遮光部材８と同一形状若しくはこれより大きめの形状を有し、文字板５と同系色の波長の光のみを透過させそれ以外の波長域の可視光を吸収させる、目隠し部材１４を設けるようにする。
【００５８】
さらに、本実施形態では、必要最小限の大きさのキャップ９を指針６に取付けているが、特にこれは必須のものではない。
【００５９】
また、本発明のメータ装置としては、例えば、燃料計部、タコメータ部、スピードメータ部、及び水温計等の各種計器類などのメータ装置への適用が可能である。さらに、本発明のメータ装置は、自動車用計器として説明したが、これ以外に、船舶用計器、航空機用計器など各種乗物用の計器として適用も可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ メータ装置
１１ 表示部
１２ 表示板
１３ ケース内反射部
１４ 目隠し部材
２ 基板
３ 光源
４ ムーブメント
４０ ムーブメントケース
４Ａ 上面
４０Ａ、４０Ｂ、５０ 軸孔
４１ 回転軸
５ 文字板
５０ 軸孔
６ 指針
６０ 抑制部材
６１ 指針軸
６２ 指針本体
６３ 基部
７ 導光部材（プリズム）
７１ 下穴
７１Ａ 天井面
７１Ｂ 上部内周面
７２ 上穴
７２Ａ 床面
７２Ｂ 下部内周面
７３ 下面
７４ 上面
８ 遮光部材
８０ 貫通孔
８１，８２ 軸受部
９ キャップ
１０ ケース
Ｄ 文字板の軸孔内径寸法
Ｇ 減速ギア列
Ｌ キャップの短径側の長さ
Ｍ ステップモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用計器や船舶用計器、航空機用計器など各種乗物用の計器として用いることができるメータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種計器類に用いるメータ装置として各種多様なものが提案され開発されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１のメータ装置１００は、図７に示すように、光源の光を効率的に利用できるようにするため、透光性を有し指標を記載した表示板１０１と、指針１０２で指標を指示させる指針部材１０３と、照明用の光源１０４と、光源１０４からの照射光を指針１０２及び指標に導くための導光部材１０５と、導光部材１０５からの出射光を表示板１０１に裏面から入射させる反射板１０６と、を備えている。また、導光部材１０５には、光源１０４からの照射光を指針１０２に導く筒部１０５Ａと、反射板１０６に導く屈曲部１０５Ｂと、を備える。
【０００４】
このメータ装置１００では、筒部１０５Ａに指針部材１０３の指針軸１０７が挿通されるとともに、光源１０４が下端面１０５Ｃ及び受光面１０５Ｄに正対配置されており、下端面１０５Ｃからの入射光を指針１０２と正対した上端面１０５Ｅから出射させる。また、導光部材１０５には、屈曲部１０５Ｂが筒部１０５Ａの外周面から表示板１０１の外縁側に延びており、下端面１０５Ｃと並んで配置された受光面１０５Ｄからの入射光を表示板１０１の外縁側に設けた屈曲部１０５Ｂの出光面１０５Ｆから出射させる。なお、特許文献２も同様の構成を有しており、同様の機能を備える。
【０００５】
一方、特許文献３のメータ装置２００には、図８に示すように、指針２０１の回転角により第１の計測値である速度を指示する第１の指示機構２２０と、指針２０１の回転中心２０１Ａから半径方向に広がる発色域２０３によって第２の計測値であるエンジン回転数を指示する第２の指示機構２３０と、照明手段２０２と、を備える指示装置２１０が設けられる。
【０００６】
このうち、第２の指示機構２３０は、第２の計測値に応じて指針２０１の回転軸２０６上を上下動する発色軸２０４と、発色軸２０４の先端部の発色を指針２０１の回転中心２０１Ａから離間した位置に投影して発色域２０３を形成する断面逆台形状の導光手段２０５と、を備える。そして、照明手段２０２からの照明光を、回転軸２０６、及び固有色の発色軸２０４を介して導光手段２０５の発色域２０３に誘導し、発色域２０３の彩色を行うことで、夜間などでも視認し易い安定した発色による照明を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１２９３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４８７４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０１７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図７に示す、特許文献１に記載のようなメータ装置１００によれば、導光部材１０５は、光源１０４から多くの照明光を上方の指針部材１０３へ送り込ませるように構成されている。また、導光部材１０５は、光源１０４からの照明光の一部を、同時に反射板１０６へも送り込ませるような構成となっている。ところが、導光部材１０５によれば、反射板１０６に対して照明光を、専らその周縁部に送り込ませているものであって、中心部寄りには送り込ませにくい構造となっている。このような事情については、特許文献２でも同様である。
【０００９】
一方、図８に示す、特許文献３に記載のメータ装置２００では、回転軸２０６を介して光源２０２からの照明光の大部分を上方の指針２０１へ誘導させて照射させており、回転軸２０６を伝播する照明光の一部が発色軸２０４から導光手段２０５へ送り込まれている。このように、メータ装置２００でも、照明光の一部が導光手段２０５へ誘導されて指針２０１と同時に導光手段２０５に対する照明も行われているが、導光手段２０５への入射領域は一部領域Ｓのみであって、導光手段２０５の全面を照明させる構造とはなっていない。
【００１０】
従って、いずれの特許文献に記載のものも、照明光の一部が反射板や導光手段へ送り出される構成ではあるものの、それらへの照明については、いずれに対しても一部領域に偏在した照明態様であって、均一な照明を行うことができる構造とはなっていない。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指針方向への照明と同時に、文字板に対して背面から均一な照明を行うことが可能となるメータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係るメータ装置は、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１） 光源から照射された光が入射する回転軸と、前記回転軸を回動させるモータと、前記回転軸及び前記モータを内部に収容するムーブメントケースと、を有するムーブメントと、
各種標記を設けた文字板と、
前記文字板の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みに前記ムーブメントが配置された計器のケース内反射部と、
前記回転軸の先端に一体に取付可能に設けられ、前記回転軸内を伝播してきた前記光源からの光の一部を、前記ムーブメントのムーブメントケース外面または前記ケース内反射部に向けて屈折する導光部材と、
前記文字板上の標記を指し示す指針本体と、前記指針本体の基部から文字板に向けて垂設された、基端側が前記文字板の軸孔に回転可能状態に挿通されるとともに前記導光部材を介して回転軸の先端側と連結可能な指針軸と、を有する指針と、
を備えること。
（２） 上記（１）の構成のメータ装置において、
前記文字板の背面側において、前記指針軸の基端に取付可能な遮光部材をさらに備える、
こと。
（３） 上記（２）の構成のメータ装置において、
前記導光部材及び前記遮光部材は、前記指針軸と前記回転軸とを連結する手段を構成している、
こと。
（４） 上記（３）の構成のメータ装置において、
前記導光部材は、前記指針軸を連結する手段としての、該指針軸の先端が圧入される上穴と、前記回転軸を連結する手段としての、該回転軸の先端が圧入される下穴とを有し、
前記上穴は、床面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該床面から延びる下部内周面は上方へ拡開し、
前記下穴は、天井面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該天井面から延びる上部内周面は下方へ拡開する、
こと。
（５） 上記（２）〜（４）のいずれか一つの構成のメータ装置において、
前記指針軸の外周面のうちの、前記遮光部材より前記文字板寄りに位置する箇所には、前記指針軸の内部から外部へ向けての光の透過を抑制する光透過抑制部材が設けられている、
こと。
【００１３】
上記（１）の構成のメータ装置によれば、導光部材での屈折作用により、照明光を、ムーブメントのムーブメントケース外面及びケース内反射部へ向けて分散させた状態で導光させることが可能となる。その結果、ムーブメントケース外面からの反射光及びケース内反射部からの反射光を用い、文字板への均一照明が可能となる。換言すれば、指針方向への照明と同時に、文字板に対して背面からの均一な照明を行うことが可能となる。
上記（２）の構成のメータ装置によれば、指針軸の文字板から露出する先端部に大きなキャップを被せる必要がなくなる。換言すれば、小さなキャップであっても、文字板の指針軸が貫通する軸孔からの光漏れを可及的に抑えることが可能となる。これにより、デザイン性が良好なメータ装置が実現できる。
上記（３）の構成のメータ装置によれば、指針軸と回転軸との間に専用の連結手段を設けなくても済むので、コスト削減が図れる。
上記（４）の構成のメータ装置によれば、指針軸方向へある程度の光量を確保させることができる。また、ムーブメントのムーブメントケース外面或いはケース内反射部へ向けた照明光の伝搬を促すことができる。
上記（５）の構成のメータ装置によれば、光透過抑制部材によって指針軸の外周面からの照明光の漏れを抑制させているので、軸孔を通して文字板の背面側から光が漏出するのを回避させることもできる。さらに、指針軸の文字板から露出する先端部に大きなキャップを被せる必要がなくなり、小さなキャップでも、文字板の指針軸が貫通する軸孔からの光漏れを可及的に抑えることが可能となる。その結果、デザイン性が良好な意匠表示のメータ装置が提供できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のメータ装置によれば、導光部材での屈折作用により、照明光を、ムーブメントのムーブメントケース外面及びケース内反射部へ向けて分散させた状態で導光させることが可能となる。その結果、ムーブメントケース外面からの反射光及びケース内反射部からの反射光を用い、文字板への均一照明が可能となる。換言すれば、指針方向への照明と同時に、文字板への均一で効果的な照明も行うことが可能なメータ装置が実現できるようになる。
【００１５】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るメータ装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図である。
【図３】図２に示すメータ装置の指針要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るメータ装置の導光部材を構成するプリズムを示す斜視図である。
【図５】図４のプリズムの要部における照明光の光路を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るメータ装置の遮光部材を示す斜視図である。
【図７】従来のメータ装置を示す断面図である。
【図８】従来の他のメータ装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係るメータ装置１を示すものである。
【００１８】
メータ装置１は、基板２上に実装された光源３と、この光源３が搭載された領域を含む基板２上の所定場所に取付けられたムーブメント４と、ムーブメント４の上部に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表記する文字板５と、文字板５の数字、文字、記号など指し示す指針６と、後に詳述する、導光部材（以下、「プリズム」とよぶ）７及び遮光部材８と、を有する。なお、図１中、符号１１はトリップメータやオドメータなどをデジタル表示させるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）による表示部、符号１０は、これらの部材を内部に収容するケース、符号１２は表示板、をそれぞれ示す。また、図２中、符号１３は計器のケース１０の内部に位置するケース内反射部を示すものであり、このケース内反射部１３の表面は、照明光が吸収されず効果的に反射するような光沢感を高めた適宜材料で形成される。
【００１９】
光源３は、所定波長（λ）の可視光を出射する例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されており、後述する回転軸４１の下部側の端面（以下、これを「基端面」とよぶ）に正対状態でその直下の基板２に実装されている。本実施形態の光源３であるＬＥＤは、光軸が基板２の上面に対して垂直なＺ方向に設定されており、このＬＥＤからの光（以下、「照明光」とよぶ）の大部分のものが直上の回転軸４１の基端面に向けて出射される。
【００２０】
ムーブメント４には、図２に示すこのムーブメントのムーブメントケース４０内部に、ステップモータＭ、減速ギア列Ｇ、回転軸４１などのムーブメント部品が収容されている。ムーブメントケース４０の上面４Ａ側は、後述するプリズム７で屈折後の照明光を反射させることで文字板５またはケース内反射部１３に誘導し、最終的に文字板５を均一に照明するため、外周に向かうほどケース内反射部１３へ向けて下方に傾斜した斜面を呈している。このため、ムーブメントケース４０は、照明光が吸収されず効果的に反射するような適宜材料で形成される。
【００２１】
ステップモータＭは、回転軸４１、さらには指針６を回動させるためのものであり、減速ギア列Ｇ、即ち中間ギアＧ１及び出力ギアＧ２を介して減速させながら回転軸４１を回動させる。この回転軸４１を回動させることにより、これと一体の指針６を文字板５の表面に沿って回動させ、必要な各種情報を指し示す。本実施形態のステップモータＭは、図２に示すように、ステータＭ１と、このステータＭ１の開口された中央部に設置されたロータ軸を含むロータＭ２と、を備える。なお、上記のような減速ギア列Ｇではなく、単一のギアで減速させる構成であってもよい。
【００２２】
出力ギアＧ２は、回転軸４１の中間部付近においてこの回転軸４１と一体に形成されている。例えば、本実施形態の出力ギアＧ２は、適宜の透明樹脂材料により、導光機能を有する回転軸４１と一体成形されている。尚、本実施形態では、このように出力ギアＧ２と回転軸４１とは一体に成形されているが、別体としてそれぞれ形成しておき、その後に回転軸４１を出力ギアＧ２に貫通して固着させるようにした構成でもよい。
【００２３】
回転軸４１は、導光性に優れた適宜の透光性（若しくは導光性）樹脂材料で出力ギアＧ２と一体に成形されており、ステップモータＭからの回動力を指針軸６１へ伝達させるだけでなく、光源３からの照明光を指針軸６１へ伝播させる。具体的には、この回転軸４１は、出力ギアＧ２の円盤状のギア本体中央から上方および下方にそれぞれ突出するように設けられている。そして、ギア本体に対して垂直上方に延びる回転軸４１の上側の軸芯、ギア本体に対して垂直下方に延びる回転軸４１の下側の軸芯、およびギア本体のギア軸芯は、いずれも同一直線上に位置する。また、この回転軸４１は、光源３からの照明光を指針６まで効果的に導光させるために略円柱形状を有する。
【００２４】
この回転軸４１は、所要の光量を確保するため、導光機能を持たない回転軸に比べて外径、特に出力ギアＧ２との取付部位より下部側の外径を太くしている。このように、回転軸４１の下部側の外径寸法を大径にしているので、小径寸法のものよりも光源３からの照明光に対する受光効率が高まる。特に、本実施形態の回転軸４１は、下部側の外径寸法を上部側と同等寸法に構成している。従って、上部側と下部側との間の一部で大径から小径に縮径される構造のものとは異なり、回転軸４１内部を導光されてきた照明光が縮径部分で漏光する、といった現象も回避できるので、導光効率も高まる。
【００２５】
また、回転軸４１は、ムーブメントケース４０の上部外面、つまり上面４Ａから外部に突出しており、この突出した先端側である上側が後述の指針軸６１の端部（これを「基端」とよぶ）と、プリズム７及び遮光部材８を介して一体に連結される。また、この回転軸４１は、先端側がムーブメントケース４０の軸孔４０Ａに軸支されており、また基端側が、ムーブメントケース４０に設けた軸受けとなる軸孔４０Ｂに回転自在に軸支される。
【００２６】
前述したように、この回転軸４１は、基端面が光源３の直上に設置されて正対している。従って、光源３からの照明光がこの基端面に入射すると、その照明光の大部分が回転軸４１の内部の外周面との界面部分で反射、例えば全反射或いは正反射等を繰り返しながら導光され、先端である上方へ向けて伝搬されていく。
【００２７】
メータ装置１は、本実施形態の場合、文字板５が速度計の全面に亘って嵌め込まれる。また、文字板５には、ムーブメント４を含む各種計器類を設置するための孔や各種表示窓などを開口されている。更に、この文字板５は、透明な図示外の表ガラスで上部が覆われる。尚、表ガラスは、無色透明なものだけでなく、黒色系透明なもの、スモークフィルムが張られた所謂スモークガラスなどの透過性を有するものであればよい。
【００２８】
なお、ムーブメント４を備えるメータ装置１は、本実施形態の場合には上述したように速度計を構成している。この速度計では、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応したセンサ信号に基づき、後述の指針６を所定角度だけ回動させ、文字板５に形成された特定の数字を指し示すことによって現在速度をアナログ表示する。
【００２９】
文字板５は、本実施形態では、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報が適所に表記される。文字板５には、中央部に指針６の指針軸６１が貫通する軸孔５０が穿設される。
【００３０】
指針６は、前述したように、回転軸４１を伝播してきた照明光を入射し指針本体６２へ伝播させるために、透光性を有する指針軸６１が指針本体６２の基部６３に垂設されている。この指針軸６１は、後述するプリズム７及び遮光部材８を介して回転軸４１と一体に連結されている。また、この指針６には、指針軸６１の直上である基部６３を覆う前述したキャップ９を備える。
【００３１】
さらに、この指針軸６１の外周面には、図３に示すように、指針本体６２の基部６３へ向けて指針軸６１内部を伝播する照明光が、指針軸６１の外周面から外部へ漏光するのを抑制するため光透過抑制部材（以下、抑制部材とよぶ）６０が形成されている。この抑制部材６０は、適宜の反射膜などからなるものであって、この抑制部材６０の形成された箇所は、少なくとも遮光部材８よりも先の、つまり指針軸６１の先端寄りの外周面であればよい。
【００３２】
プリズム７は、回転軸４１の先端側に一体に組付けられている。このプリズム７は、回転軸４１内部を伝播する照明光が入射される。そして、このプリズム７に入射する照明光のうち、軸芯方向に沿って直上する照明光以外の照明光を下方側へ屈折する。これにより、文字板５の背面へ直接入射して、又はケース内反射部１３で反射後に文字板５の背面へ入射して、文字板５の均一照明を施す。そのため、このプリズム７は、適宜の透明材料を用いて図４に示すような形状に形成されており、外周にいくほど厚さを薄くさせた独特な略円盤状を呈している。
【００３３】
具体的には、プリズム７は、下面中央部に回転軸４１の先端が圧入される下穴７１を有するとともに、上面中央部に遮光部材８の後述する軸受部８１が圧入される上穴７２を有する。このようなプリズム７を設置することで、単一の光源３からの照明光を、指針６の照明とともに、文字板５の照明としても兼用できるので、メータ装置１の小型化及びコスト削減などが図られる。なお、ここでは、回転軸４１とプリズム７とを別体にした構造について説明するが、プリズム７と回転軸４１とを一体に成形したものであってもよい。その際、ムーブメントケース４０の形状は適宜変更される。また、ここでは、遮光部材８の後述する軸受部８１が上穴７２に圧入される構造について説明するが、後述する貫通孔８０軸を貫通した指針軸６１が上穴７２に圧入される構造であってもよい。
【００３４】
下穴７１には、図５に示すように、天井面７１Ａが下穴７１に向けて膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、その天井面７１Ａから延びる下穴７１の上部内周面７１Ｂは下方へ拡開するとともに凹状に湾曲する傾斜面が形成されている。これにより、回転軸４１を透過後の照明光のうち天井面７１Ａへ入射する照明光に対しては、プリズム７の中心軸に沿った垂直（Ｚ）方向へ偏向させることで、指針軸６１方向へある程度の光量を確保させる。
【００３５】
一方、回転軸４１を透過後の照明光のうち上部内周面７１Ｂへ入射する照明光に対しては、外方へ拡散させることで、後述するムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３の底部付近へ向かうようにする。
【００３６】
上穴７２にも、図５に示すように、床面７２Ａが膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、その床面７２Ａから延びる下部内周面７２Ｂは上方へ拡開するとともに凸状に湾曲する傾斜面が形成されている。このように、プリズム７は、天井面７１Ａ及び床面７２Ａの双方によって、天井面７１Ａと床面７２Ａによって挟まれる部分が凸レンズ形状を呈している。これにより、プリズム７の中心軸に沿った垂直（Ｚ）方向へ照明光を偏向させることで、指針軸６１方向へある程度の光量を確保させることができる。また、上部内周面７１Ｂは、上部内周面７１Ｂに入射した照明光を屈折して下部内周面７２Ｂに向かわせ、下部内周面７２Ｂは、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３に向かわせる。これにより、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３へ向けた照明光の伝搬を促すことができる。
【００３７】
また、特に、このプリズム７は、回転軸４１内を伝播してきた光源３からの照明光の一部が、文字板５とは反対方向に向けて屈折させるようにするため、下面７３側が外縁部方向に向けて上方に傾斜するとともに凹状に湾曲した形状を呈している。また、プリズム７の上面７４は、外縁部方向に向けて僅かに下方へ傾斜した凸状に膨出する形状を呈している。
【００３８】
このように、プリズム７の下面７３は、斜め上方へ傾斜した斜面を構成する。従って、この下面７３は、回転軸４１の先端面或いは先端部側外周面からプリズム７に入射後、直上に向かわずに上部外方へ向かう照明光を、ムーブメント４のケース上面４Ａ或いはケース内反射部１３の底部付近へ向けて、拡散させる状態で屈折させる。
【００３９】
一方、プリズム７の上面７４も、斜め下方に傾斜した斜面を構成することで、プリズム７内部を進行する照明光のうち、この上面７４内において空気との界面で反射する照明光に対して、その反射後の光路をできるだけ拡散させるようにする。
【００４０】
なお、上面７４は、下面７３とは異なり、プリズム７内部を進行する照明光のうち中心部付近を進行する照明光であって、その後、上面７４で反射せずに屈折してプリズム７から出射する照明光に対しては、できるだけ直上へ屈折させて遮光部材８へ向かわせる。このため、プリズム７の上面７４は、下面７３に比べると若干傾斜を緩くした形状に形成しされている。
【００４１】
遮光部材８は、プリズム７で屈折して各種方向に向かう照明光の一部が、表示板５の軸孔５０を通過して文字板５の外部に漏光するのを防止するものである。遮光部材８があることにより、表示板５の軸孔５０を通過して文字板５の外部に漏光することを抑制できる結果、大きな外径寸法のキャップを指針６の基部６３に被せなくともよいようになっている。
【００４２】
本実施形態の遮光部材８は、図６に示すように、適宜の不透明材料を用いて略傘形状に形成されている。この遮光部材８は、基本的には、少なくとも照明光となる波長の光を吸収または反射する構成であることが必要であるが、好ましくは、可視光領域の波長の光、つまり、凡そ３８０ｎｍから７６０ｎｍの波長帯の全ての光を吸収または散乱する構成であることが好ましい。
【００４３】
本実施形態の遮光部材８は、少なくとも文字板５と対面する上面部分が文字板５と同系色のもので形成又は着色されている。遮光部材８は、透明若しくは半透明を有する文字板５の背面側に位置しているが、遮光部材８が文字板５と同系色のもので形成又は着色されていることにより、文字板５が光を透過するものであっても、遮光部材８が文字板５の上面側から透けて見えることを抑制している。
【００４４】
遮光部材８は、指針軸６１の基端側の一部に取付可能な構成のものであり、本実施形態では下上各面の中央部に突出する軸受部８１，８２を貫通して形成された貫通孔８０に一体に組付けてある。
【００４５】
次に本実施形態の作用について説明する。
光源３から出射する照明光は、回転軸４１の基端面から入射し、ムーブメントケース４０の上面４Ａから突出した回転軸４１の先端面まで導光された後、プリズム７に入射してその内部を進行する。その後、この照明光のうちプリズム７内の上面７４の主に中心部付近から外部へ出射する照明光は、指針軸６１にその基端面から入射してその内部を上方へ進行する。このようにして、指針軸６１を伝播する照明光が、その後に指針本体６２から出射することで、指針６が発光照明される。
【００４６】
このように、プリズム７に入射して内部を進行する照明光のうち、プリズム７中心部の付近を進行する照明光に対しては、上面７４で反射せずにできるだけ多くをそのまま透過させ、直上の指針軸６１へ向かわせる。特に、凸レンズ機能を有する床面７２Ａでプリズム７の軸芯方向に照明光を集光させることができる。その結果、指針軸６１に対して、ある程度多くの入射光量を確保することができ、その分、指針本体６２から十分な光量で発光させることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、プリズム７の上面７４が、斜め下方に緩やかに傾斜した斜面を有している。このため、プリズム７内部を進行する照明光のうち特にプリズム７中心部以外を進行し、プリズム７内の上面７４で反射する照明光に対しては、光路を若干収束させる状態であるがほぼ均等な状態となるように偏向させることができる。
【００４８】
また、プリズム７の下面７３が斜め上方に向けて傾斜した形状を有する。このため、プリズム７内の上面７４で反射後に下面７３で屈折し外方へ進行する照明光についても、その屈折後に、大部分がムーブメントケース４０の上面４Ａ又は計器のケース１０の内部に位置するケース内反射部１３のいずれかに向けてほぼ均一に拡散した状態で進行する。
【００４９】
また、ムーブメントケース４０の上面４Ａ又はケース内反射部１３に向けて進行する照明光は、それらの面で照明光が吸収されないように構成されているので、反射後、あるいはこれらで再度の反射を経て、やがて文字板５を背面から上方へ透過できる。これにより、単一光源３での照明光であっても、指針６と文字板５との双方の照明が可能となる。特に、文字板５に対しては、背面から満遍なく均一な間接照明が行える。
【００５０】
このように、本実施形態のような構成のプリズム７を用いて、１か所の光源３からの照明光を一部外方へ向けて屈折させ、ケース内反射部１３の中心部付近だけではなく外縁部近くまで満遍なく均一に照明光を拡散させることができる。
【００５１】
このような指針６での発光照明は、指針６が回動停止中であっても、また指針６がどの方位を回動動作中であっても、まったく同じように行われる。即ち、光源３からの照明光が、回転軸４１、プリズム７、指針軸６１、指針本体６２（これらを、ここでは回動部材とよぶ）に至るまで伝播するときの伝播動作は、これら回動部材が回動している間、回動部材の回動角速度や回動位置に拘わらず同じように行われる。一方、文字板５に対する発光照明についても、指針６の回動動作の如何にかかわらず、変わりなく行われる。その結果、指針６及び文字板５は、同じように均一な状態で発光照明されるわけである。
【００５２】
また、本実施形態によれば、光源３からの照明光が、例えば回転軸４１の外周面から漏光した場合、その漏光した照明光が仮に上（Ｚ）方向に向かおうとしても、プリズム７に入射するか、遮光部材８で殆どが吸収または反射される。そのため、遮光部材８と文字板５の背面との間の隙間を通り抜けて文字板５の狭い軸孔５０から文字板５の上方外部へ漏光する照明光は殆ど抑制できる。特にこの実施形態では、軸孔５０を必要最小限の内径寸法に形成してあるので、その漏光はさらに回避できる。
【００５３】
なお、プリズム７から上（Ｚ）方向に向かって屈折する照明光についても、同様であって、遮光部材８により文字板５の軸孔５０からの漏光が回避できる。さらに、指針軸６１の外周面には、図３に示す抑制部材６０が形成されている。従って、指針軸６１の外周面から外部に漏光して上（Ｚ）方向に向かい、文字板５の軸孔５０から文字板５の外部へ漏光するといった不都合も回避できる。この結果、本実施形態によれば、文字板５の指針軸６１が貫通する軸孔５０からの光漏れを可及的に抑えることが可能となるので、キャップ９は、図１に示すように、短径側の長さＬが軸孔５０の必要最小限の大きさを有する内径寸法Ｄより僅かに大きく形成されており、従来に比べて大幅に小さく形成できる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【００５５】
例えば、本発明の遮光部材８は、指針軸６１の基端側の一部に取付け可能な構成のものであって、本実施形態では中央部に穿設された貫通孔８０に、指針軸６１が嵌挿状態で一体に組付けてあるが、特にこれに限定されない。例えばこの遮光部材８は、文字板５の内面である背面に一体に組付けてもよい。その場合、中央部に指針軸６１を軸支させる軸受を取付けた貫通孔８０を、文字板５の軸孔５０に合致するような状態で、遮光部材８を文字板５の背面に固着させればよい。
【００５６】
また、本実施形態では遮光部材８が文字板５と同系色で形成されているが、特にこの構成に限定されない。即ち、図２に示すように、遮光部材８の直上で、かつ、文字板５の背面に、文字板５と同一若しくはこれより大きめの形状を有する同系色の目隠し部材１４をケース１０に固設しておけば、遮光部材８は任意の色の遮光性材料で形成してもよい。
【００５７】
この場合には、遮光部材８は、上面を含めた外面を光源３からの照明光を吸収させる適宜の任意の色に形成できるので、遮光部材８はその色がいずれであっても照明光を吸収可能であればよく、材料の選択自由度が増す。一方、文字板５の背面側の、遮光部材８の直上部分には、遮光部材８と同一形状若しくはこれより大きめの形状を有し、文字板５と同系色の波長の光のみを透過させそれ以外の波長域の可視光を吸収させる、目隠し部材１４を設けるようにする。
【００５８】
さらに、本実施形態では、必要最小限の大きさのキャップ９を指針６に取付けているが、特にこれは必須のものではない。
【００５９】
また、本発明のメータ装置としては、例えば、燃料計部、タコメータ部、スピードメータ部、及び水温計等の各種計器類などのメータ装置への適用が可能である。さらに、本発明のメータ装置は、自動車用計器として説明したが、これ以外に、船舶用計器、航空機用計器など各種乗物用の計器として適用も可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１ メータ装置
１１ 表示部
１２ 表示板
１３ ケース内反射部
１４ 目隠し部材
２ 基板
３ 光源
４ ムーブメント
４０ ムーブメントケース
４Ａ 上面
４０Ａ、４０Ｂ、５０ 軸孔
４１ 回転軸
５ 文字板
５０ 軸孔
６ 指針
６０ 抑制部材
６１ 指針軸
６２ 指針本体
６３ 基部
７ 導光部材（プリズム）
７１ 下穴
７１Ａ 天井面
７１Ｂ 上部内周面
７２ 上穴
７２Ａ 床面
７２Ｂ 下部内周面
７３ 下面
７４ 上面
８ 遮光部材
８０ 貫通孔
８１，８２ 軸受部
９ キャップ
１０ ケース
Ｄ 文字板の軸孔内径寸法
Ｇ 減速ギア列
Ｌ キャップの短径側の長さ
Ｍ ステップモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射された光が入射する回転軸と、前記回転軸を回動させるモータと、前記回転軸及び前記モータを内部に収容するムーブメントケースと、を有するムーブメントと、
各種標記を設けた文字板と、
前記文字板の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みに前記ムーブメントが配置された計器のケース内反射部と、
前記回転軸の先端に一体に取付可能に設けられ、前記回転軸内を伝播してきた前記光源からの光の一部を、前記ムーブメントのムーブメントケース外面または前記ケース内反射部に向けて屈折する導光部材と、
前記文字板上の標記を指し示す指針本体と、前記指針本体の基部から文字板に向けて垂設された、基端側が前記文字板の軸孔に回転可能状態に挿通されるとともに前記導光部材を介して回転軸の先端側と連結可能な指針軸と、を有する指針と、
を備えることを特徴とするメータ装置。
【請求項２】
前記文字板の背面側において、前記指針軸の基端に取付可能な遮光部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のメータ装置。
【請求項３】
前記導光部材及び前記遮光部材は、前記指針軸と前記回転軸とを連結する手段を構成している、
ことを特徴とする請求項２に記載のメータ装置。
【請求項４】
前記導光部材は、前記指針軸を連結する手段としての、該指針軸の先端が圧入される上穴と、前記回転軸を連結する手段としての、該回転軸の先端が圧入される下穴とを有し、
前記上穴は、床面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該床面から延びる下部内周面は上方へ拡開し、
前記下穴は、天井面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該天井面から延びる上部内周面は下方へ拡開する、
ことを特徴とする請求項３に記載のメータ装置。
【請求項５】
前記指針軸の外周面のうちの、前記遮光部材より前記文字板寄りに位置する箇所には、前記指針軸の内部から外部へ向けての光の透過を抑制する光透過抑制部材が設けられている、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のメータ装置。
【請求項１】
光源から照射された光が入射する回転軸と、前記回転軸を回動させるモータと、前記回転軸及び前記モータを内部に収容するムーブメントケースと、を有するムーブメントと、
各種標記を設けた文字板と、
前記文字板の背面に位置する、凹状に湾曲した窪みに前記ムーブメントが配置された計器のケース内反射部と、
前記回転軸の先端に一体に取付可能に設けられ、前記回転軸内を伝播してきた前記光源からの光の一部を、前記ムーブメントのムーブメントケース外面または前記ケース内反射部に向けて屈折する導光部材と、
前記文字板上の標記を指し示す指針本体と、前記指針本体の基部から文字板に向けて垂設された、基端側が前記文字板の軸孔に回転可能状態に挿通されるとともに前記導光部材を介して回転軸の先端側と連結可能な指針軸と、を有する指針と、
を備えることを特徴とするメータ装置。
【請求項２】
前記文字板の背面側において、前記指針軸の基端に取付可能な遮光部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のメータ装置。
【請求項３】
前記導光部材及び前記遮光部材は、前記指針軸と前記回転軸とを連結する手段を構成している、
ことを特徴とする請求項２に記載のメータ装置。
【請求項４】
前記導光部材は、前記指針軸を連結する手段としての、該指針軸の先端が圧入される上穴と、前記回転軸を連結する手段としての、該回転軸の先端が圧入される下穴とを有し、
前記上穴は、床面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該床面から延びる下部内周面は上方へ拡開し、
前記下穴は、天井面が膨出する凸レンズ形状を呈するとともに、該天井面から延びる上部内周面は下方へ拡開する、
ことを特徴とする請求項３に記載のメータ装置。
【請求項５】
前記指針軸の外周面のうちの、前記遮光部材より前記文字板寄りに位置する箇所には、前記指針軸の内部から外部へ向けての光の透過を抑制する光透過抑制部材が設けられている、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のメータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２４６９９（Ｐ２０１３−２４６９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９１２２（Ｐ２０１１−１５９１２２）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]