指針部材、指針ユニット、及び、指針計器
【課題】指示部の先端の輝度低下を防止できる指針部材、その指針部材を有する指針ユニット、及び、その指針ユニットを有する指針計器を提供する。
【解決手段】指針本体３１は、透光性材料からなり、光源からの光を受光する基部と、基部の一端から指示方向Ｓ１に伸長された指示部５１を備えた指針部５０と、基部で受光された光を指示部５１の先端５１ｂ方向に反射するように指針部５０に設けられた中空状反射部と、を有している。そして、基部側と反対側に向けられた指示部５１の上面５１ａには、当該上面５１ａから出光される光を拡散させる拡散層５３ａが指示部５１の先端５１ｂから帯状に設けられ、拡散層５３ａの幅が、指示部５１の上面５１ａの幅より狭くなるように形成されている。
【解決手段】指針本体３１は、透光性材料からなり、光源からの光を受光する基部と、基部の一端から指示方向Ｓ１に伸長された指示部５１を備えた指針部５０と、基部で受光された光を指示部５１の先端５１ｂ方向に反射するように指針部５０に設けられた中空状反射部と、を有している。そして、基部側と反対側に向けられた指示部５１の上面５１ａには、当該上面５１ａから出光される光を拡散させる拡散層５３ａが指示部５１の先端５１ｂから帯状に設けられ、拡散層５３ａの幅が、指示部５１の上面５１ａの幅より狭くなるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の光を受けて光輝する透光性材料からなる指針部材、この指針部材を有する指針ユニット、及び、この指針ユニットを有する指針計器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用表示装置が搭載されており、多くの車両において上記車両用表示装置が指針計器で構成されている。指針計器は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面側に配置されて文字板上の指標を指し示す指針ユニットと、指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、回路パターンや電子部品等が設けられるとともに駆動装置が固定された配線板と、をメータケースに収容して構成している。
【０００３】
そして、このような指針計器に設けられた指針ユニットを暗所においても見やすくするために、指針ユニットを構成する指針部材を、透光性材料としての透光性の合成樹脂で形成するとともに、指針部材内に光源からの光を導光させて指針部材を光輝させる技術が種々開示されている。そして、特許文献１などに示す発光指針は、光源からの光の一部を指針の先端方向に向けて反射させる反射面を備えた中空状反射部を有して構成されている。
【０００４】
例えば、図１０に一部を示す指針計器９０１は、文字板９０２と、指針ユニットとしての自発光指針９０３と、測定量に応じて回動される指針軸９１４を備えた駆動装置９０４と、配線板９０５と、光源９０６と、を有している。自発光指針９０３は、透光性の合成樹脂により一体成形された基部９４０と指針部９５０とを有する指針部材としての指針本体９３１と、指針本体９３１を覆うとともに指針部９５０の上面９５３を視認者に向けて露出させるためのスリット９７１が設けられたカバー部材９３２と、を備えている。この指針本体９３１は、基部９４０で受光した光を指針部９５０に導光してこの指針部９５０の上面９５３から視認者に向けて出光させることにより、指針部９５０の上面９５３がカバー部材９３２のスリット９７１を通じて発光視認される。
【０００５】
指針本体９３１の基部９４０は、導光部材を兼ねた指針軸９１４の先端に取り付けられる円筒状の基部本体９４１と、指針軸９１４によって導かれた光源９０６の光Ｌを受光する受光部９４２と、が設けられている。指針本体９３１の指針部９５０は、指針軸９１４の軸心Ｐを境界として、当該軸心Ｐに交差する指示方向Ｓ１及びその反対の後端方向Ｓ２にそれぞれ伸長された指示部９５１及び後方部９５２が設けられている。また、図１１に示すように、指針部９５０の上面９５３（即ち、指示部９５１の上面９５１ａ及び後方部９５２の上面９５２ａ）から出光する光を拡散させるようにホットスタンプ等によって形成された拡散層９５３ａが、上面９５３全体に重ねて設けられている。また、基部本体９４１の上端９４１ａ近傍の指針部９５０内には、指針部９５０を幅方向（図１０の手前−奥方向）に貫通する中空状反射部９６０が設けられている。
【０００６】
この中空状反射部９６０は、指示方向反射面９６１と、後端方向反射面９６２と、透過面９６３と、からなる略二等辺三角形状に形成されている。また、指示方向反射面９６１と後端方向反射面９６２とが交差して形成された角部９６０ａが、基部９４０の受光部９４２に対向して配置されている。図１２に示すように、指示方向反射面９６１は、受光部９４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（図１２の左方向）に反射し且つ当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面９６３側に透過する。また、後端方向反射面９６２は、受光部９４２で受光された光Ｌの一部Ｌ２を後端方向Ｓ２（図１２の右方向）に反射し且つ当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面９６３側に透過する。また、この中空状反射部９６０内には、光を透過散乱させる拡散剤入りの合成樹脂等からなる中空状反射部９６０と略同形状に形成された光拡散部材９７０が設けられている。
【０００７】
そして、上記光Ｌ１は指示部９５１内を指示方向Ｓ１に向けて進むとともに指示部９５１の上面９５１ａから出光し、上記光Ｌ２は後方部９５２内を後端方向Ｓ２に向けて進むとともに後方部９５２の上面９５２ａから出光し、上記光Ｌ３は、光拡散部材９７０で拡散されて中空状反射部９６０上方の上面９５１ａ及び上面９５２ａなどから出光し、つまり、指針本体９３１は、指針部９５０内を導光された光が、指針部９５０の上面９５３全体から出光するとともに拡散層９５３ａで拡散されて、上面９５３が発光視認されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平６−１２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した指針本体９３１においては、指針部９５０の上面９５３全体に拡散層９５３ａが設けられているので、図１２、図１３に示すように、指針部９５０内を進む光が上面９５３に入射すると、多くの光成分が上面９５３から出光して拡散層９５３ａで複数方向に拡散され、そのため、上面９５３によって光の進行方向（指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２）に反射される光成分が少なくなってしまい、特に、指示部９５１は長尺のためにその先端９５１ｂまで十分に光が届かず、指示部９５１の先端９５１ｂ近傍の上面９５１ａから出光される光の輝度が低下して、他の部分より暗くなってしまうという問題があった。また、上面９５３から出光しても、カバー部材９３２によって遮られてスリット９７１から外部に出られない光もあり、光の利用効率が悪かった。
【００１０】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、指示部の先端の輝度低下を防止できる指針部材、その指針部材を有する指針ユニット、及び、その指針ユニットを有する指針計器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、光源からの光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に伸長された指示部を備えた指針部と、前記基部で受光された光を前記指示部の先端方向に反射するように前記指針部に設けられた反射部と、を有する透光性材料からなる指針部材において、前記基部側と反対側に向けられた前記指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が前記指示部の先端から帯状に設けられ、前記拡散層の幅が、前記指示部の上面の幅より狭くなるように形成されていることを特徴とする指針部材である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記指示部の上面に設けられた拡散層を露出させるスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニットである。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項２に記載の指針ユニットと、前記指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、前記指針ユニットの指針部材に受光される光を発する光源と、を有することを特徴とする指針計器である。
【００１４】
本発明によれば、基部側と反対側に向けられた指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が指示部の先端から帯状に設けられ、拡散層の幅が、指示部の上面の幅より狭くなるように形成されているので、指示部の上面には、拡散層が設けられた帯状の第１領域と、第１領域の幅方向両端の少なくとも一方に隣接された拡散層が設けられていない第２領域と、が形成されている。
【００１５】
指示部内を先端方向に向けて進む光は互いに異なる複数方向に進む光成分を含んでいる。そして、当該光が指示部の上面の第１領域に入射すると、一部の光成分は透過散乱光として上面から出射され、他の一部の光成分は底面方向に向かって拡散反射される。また、当該光が指示部の上面の第２領域に入射すると、全反射条件を満たさない一部の光成分は透過光として上面から出射され、全反射条件を満たす他の一部の光成分は全反射されて先端方向に向かって反射される。
【００１６】
つまり、第１領域については、入射した光成分が拡散反射されるので先端方向に向けて進む光成分が少なくなるが、第２領域については、入射した光成分が全反射されるので先端方向に向けて進む光成分のロスが小さく、つまり、当該第２領域に入射する前の強度を保ったまま反射される。そのため、第１領域の輝度を低下させることなく、第２領域によって、指示部内を先端方向に向けて進む光の一部光成分を、当該第２領域に入射する前の強度を保ったまま反射して先端まで導くことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上より、本発明によれば、指示部の上面には、拡散層が設けられた帯状の第１領域と、第１領域の幅方向両端の少なくとも一方に隣接された拡散層が設けられていない第２領域と、が形成されているので、指示部内を先端方向に進む光が指示部の上面の第２領域に入射すると、当該第２領域に入射した光の一部光成分が強度を保ったまま先端方向に向けて反射され、そのため、指示部の先端まで光を導光することができ、指示部の先端近傍に生じる暗部を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の指針計器の一実施形態である車両用表示装置の断面図である。
【図２】図１の車両用表示装置が備える自発光指針（指針ユニット）の分解立体図である。
【図３】（ａ）は、図２の自発光指針の指針本体を斜め方向から見た部分透視図であり、（ｂ）は、指針本体の指針部を幅方向から見た部分側面図である。
【図４】（ａ）は、図２の指針本体の指針部の上面に設けられた拡散層の形状を示す上面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は、（ａ）の拡散層の変形例の構成を示す上面図である。
【図５】図３の指針本体の指針部内を進む光を模式的に示す図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図７】図３の指針本体の指示部の上面の変形例を示す断面図である。
【図８】図３の指針本体の変形例を示す図である。
【図９】図２の自発光指針の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１０】従来の指針計器及び自発光指針の構成を示す図である。
【図１１】図１０の自発光指針の指針本体の指針部の上面に設けられた拡散層の形状を示す上面図である。
【図１２】図１０の自発光指針の指針本体の指針部内を進む光を模式的に示す図である。
【図１３】図１０のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る指針計器の一実施形態である車両用表示装置について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２０】
図１において、車両用表示装置１は、例えば、車両速度を表示する速度メータであり、表面２ａ（視認者から視認される面）に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板２と、この文字板２の表面２ａ上に配置される指針ユニットとしての自発光指針（以下、指針ともいう）３と、指針３が先端に取り付けられる指針軸１４を備えた駆動装置４と、回路パターンや電子部品等が設けられ且つ駆動装置４が固定された配線板５と、配線板５に設けられた複数の光源６と、配線板５の中央から文字板２の縁部に向かうように形成されたテーパ部７ａを有するケース７と、配線板５の裏面側を覆う裏カバー８と、表ガラス９と、を有している。
【００２１】
文字板２は、例えば、ポリカーボネートなどの透明又は半透明の合成樹脂などからなる、略円板状に形成された部材であり、文字板２の表面２ａには、それぞれ図示しない遮光インクが印刷された遮光領域と、文字や目盛等の形状に沿って遮光インクを抜いて（遮光インクを印刷しないようにして）形成された透光性意匠としての指標が設けられている。各指標は、後述する光源６によって文字板２の裏面側から照らされることにより発光視認される。
【００２２】
指針３は、文字板２の表面２ａ側に配置されて、文字板２に設けられた各指標を指示することによりこれら各指標と協働して計測量を表示する。指針３は、図２に示すように、指針部材としての指針本体３１と、該指針本体３１を覆う不透明な合成樹脂からなるカバー部材３２と、カバー部材３２内に設けられて指針３のバランスを調整するバランス部材３９と、を有している。
【００２３】
指針本体３１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂など、透光性材料としての透光性の合成樹脂を用いて一体に形成された基部４０と指針部５０とを有している。
【００２４】
基部４０は、円筒状の基部本体４１と、基部本体４１の内側で上端４１ａ近傍に設けられた受光部４２と、を有している。基部本体４１は、その下端４１ｂに指針軸１４の先端が挿入嵌合されることにより、当該指針軸１４に同軸に固定して取り付けられる。つまり、基部本体４１の中心は、指針軸１４の軸心Ｐに一致する。受光部４２は、基部本体４１の内側と同一の円形で且つ平面状に形成されており、基部本体４１に指針軸１４が嵌合されたとき、指針軸１４の先端の端面１４ａと間隔をあけて相対して配置される。勿論、受光部４２の形状は、平面状に限定されるものではなく、曲面状や複数の面が組み合わされた形状など、光源の光を受光可能な形状であればよい。また、受光部４２は、指針軸１４の端面１４ａと密着して配置されていてもよい。
【００２５】
指針部５０は、基部本体４１の上端４１ａ（即ち、基部４０の一端）に連接して設けられており、指針軸１４の軸心Ｐを境界として上端４１ａから当該軸心Ｐに直角（略直角含む）に交差する一方向（即ち、指示方向Ｓ１）に伸長された指示部５１と、前記一方向と反対の他方向（即ち、後端方向Ｓ２）に指示部５１より短く伸長された後方部５２と、を有している。即ち、指針部５０は、基部本体４１の上端４１ａから指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２のそれぞれに伸長されている。指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２は、指針軸１４の半径方向に一致（略一致含む）する。指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２は、指針部５０の長手方向でもある。また、指針部５０には、反射部としての中空状反射部６０が設けられている。
【００２６】
基部４０側に向けられた指針部５０の表面である底面５４には、指針部５０内から当該底面５４に入射した光を反射するように、ホットスタンプ等によって白色又は銀色などに着色して形成された反射層５４ａが重ねて設けられている。または、反射層５４ａを設けない構成でもよい。以下の説明において、「底面５４」との記載は、反射層５４ａを含む指針部５０における基部４０側の表面のことを表す。
【００２７】
底面５４と反対側の指針部５０の表面である上面５３には、当該上面５３から出光する光を拡散させるように、ホットスタンプ等によって赤色などに着色して形成された拡散層５３ａが重ねて設けられている。
【００２８】
拡散層５３ａは、図４（ａ）に示すように、その幅が指針部５０の上面５３の幅より狭く形成されている。また、拡散層５３ａは、上面５３の幅方向中央の箇所に当該上面５３の全長にわたって形成されている。これにより、上面５３には、拡散層５３ａが設けられた帯状の第１領域Ｒ１と、第１領域の両側に上面５３の長手方向の全長にわたって設けられた拡散層５３ａのない帯状の第２領域Ｒ２と、が形成されている。なお、これ以外にも、図４（ｂ）に示すように、拡散層５３ａの幅を、指針部５０の指示部５１の上面５１ａのみ当該上面５１ａの幅より狭くして形成してもよい。または、図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように指針３のデザインなどに応じて形成されていてもよい。拡散層５３ａ（即ち、第１領域Ｒ１）は、後述するカバー部材３２に設けられたスリット７１を通じて視認者Ｈに視認可能な上面５３の範囲に少なくとも設けられていればよく、上述の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、例えば、自発光指針３のデザインなどに応じて、その大きさや配置などが適宜設定されている。また、反射層５４ａ及び拡散層５３ａについては、上述した構成以外にも、底面５４及び上面５３に、シボや微細プリズム構造などを形成することによって反射層５４ａ及び拡散層５３ａを形成してもよい。また、本実施形態では、指示部５１側の底面５４のみ反射層５４ａが設けられているが、後方部５１側の底面５４にも同様の反射層５４ａを設けてもよい。
【００２９】
中空状反射部６０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基部本体４１の上端４１ａ近傍の指針部５０内に基部４０の受光部４２と対向して設けられている。中空状反射部６０は、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２、透過面６３を有し、指針部５０を幅方向（図３（ｂ）の手前−奥方向）に貫通する略二等辺三角形状に形成されている。
【００３０】
指示方向反射面６１は、平面状に形成されており、図中下方寄りの一端が基部４０近傍に配置され、この一端から指示方向Ｓ１（図３（ｂ）の左方向）に向かうにしたがって、基部４０から指針軸１４の軸心Ｐ方向（図３（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。これにより、指示方向反射面６１は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（即ち、指示部５１の先端５１ｂ方向）に反射し、当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面６３側に透過する。
【００３１】
後端方向反射面６２は、平面状に形成されており、一端が指示方向反射面６１の上記一端に連接され、この一端から後端方向Ｓ２（図３（ｂ）の右方向）に向かうにしたがって、基部４０から指針軸１４の軸心Ｐ方向（図３（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。つまり、後端方向反射面６２は、指示方向反射面６１に交差して連接されている。これにより、後端方向反射面６２は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ２を後端方向Ｓ２に反射し、当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面６３側に透過する。また、指示方向反射面６１と後端方向反射面６２とが交差して形成される角部６０ａが、指針軸１４の軸心Ｐ上で且つ基部４０の受光部４２に向けて配置されている。勿論、角部６０ａの配置は、指針軸１４の軸心Ｐ上に限定されるものではなく、軸心Ｐから指示方向Ｓ１側又は後端方向Ｓ２側にずれて配置されていてもよい。
【００３２】
透過面６３は、平面状に形成されており、指針部５０の上面５３に対向して略平行に配置されている。一端が指示方向反射面６１の図中上方寄りの他端に当該指示方向反射面６１と交わるように連接され、他端が後端方向反射面６２の図中上方寄りの他端に当該後端方向反射面６２と交わるように連接されている。透過面６３は、透過面６３の指針部５０の長手方向の中心が、指針軸１４の軸心Ｐ上に配置されている。勿論、透過面６３は上面５３と略平行でなくてもよく、その配置も上記記載の場合のみに限定されるものではない。
【００３３】
指針本体３１は、基部４０の受光部４２で受光された光を、中空状反射部６０で反射及び透過して指針部５０内を導光して、指針部５０の上面５３から出光させる。これにより、指針部５０の上面５３が発光して、当該上面５３がカバー部材３２のスリット７１を通じて発光視認される。
【００３４】
カバー部材３２は、図２に示すように、上下に分割された上部カバー３３と下部カバー３８とを有している。
【００３５】
上部カバー３３は、指針本体３１の指針部５０の外形に合わせて後端３４ｂから先端３４ａに向かって徐々に細くなる略角筒状に形成された第１カバー部３４と、指針本体３１の基部４０周辺を覆う円形皿状に形成された第２カバー部３５と、を有している。第１カバー部３４と第２カバー部３５とは図中下方に向けて開口しており、この開口から上記指針本体３１の指針部５０が内側に収容される。
【００３６】
第１カバー部３４の上壁部３４ｃには、後端３４ｂから先端３４ａまで伸びるスリット７１が設けられている。このスリット７１は、指針本体３１とカバー部材３２とが組み付けられたとき、指針本体３１の指針部５０の上面５３をその長手方向全体にわたって一直線状に露出させるように形成されている。つまり、スリット７１は、指針部５０の長手方向に沿って形成されている。スリット７１の幅は、指針部５０の上面５３の幅より狭く形成されている。なお、スリット７１の長さ及び幅は、指針３のデザイン等に応じて任意に設計することができる。また、第２カバー部３５の内面には、図中下方に向けて突出して形成され、下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄに嵌合する一対のボス（図示せず）が設けられている。
【００３７】
下部カバー３８は、上部カバー３３の第２カバー部３５の開口形状に合わせて形成された円環板形状の第１蓋部３８ａと、上部カバー３３の第１カバー部３４の先端側の部分の開口形状に合わせて形成された、第１蓋部３８ａからその半径方向に延びる帯状の第２蓋部３８ｂと、第１蓋部３８ａに設けられて指針本体３１の基部４０が貫通される貫通部３８ｃと、上記上部カバー３３の一対のボスに対応して第１蓋部３８ａに設けられた一対の嵌合孔３８ｄと、バランス部材３９が取り付けられる取付ボス３８ｅと、を有している。下部カバー３８は、上部カバー３３に組み付けられることで第１カバー部３４及び第２カバー部３５の開口を塞ぎ、上部カバー３３とともに指針本体３１の指針部５０を収容する空間を形成する。そして、この収容空間に指針本体３１の指針部５０が収容されることで、指針部５０の底面５４等の表面から出光した光が文字板２等を照らすことを防止できる。
【００３８】
バランス部材３９は、指針本体３１の指針部５０を考慮して設定された重量に形成されており、カバー部材３２の下部カバー３８に設けられた取付ボス３８ｅに嵌合される嵌合孔３９ａを有している。バランス部材３９は取付ボス３８ｅによって位置決めされてカバー部材３２内に収容される。
【００３９】
このように構成された指針３は、例えば、以下のように組み立てられる。まず、下部カバー３８の貫通部３８ｃに指針本体３１の基部４０を貫通させて、下部カバー３８に指針本体３１をセットすると共に、下部カバー３８にバランス部材３９をセットする。そして、上部カバー３３を、指針本体３１の指針部５０の上面５３側から指針本体３１を覆うように近づけて被せ、上部カバー３３の第２カバー内に設けられた一対のボスと下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄとを嵌合させることで、上部カバー３３と下部カバー３８とを互いに固定して指針本体３１をカバー部材３２内に収容して、組み付けが完了する。
【００４０】
駆動装置４は、周知のステッピングモータであって、ポリカーボネート樹脂などの透光性の合成樹脂などで略円柱状に形成された指針軸１４と、指針軸１４を回動可能に軸支するとともに図示しない速度センサによる速度計測量に応じてステッピングモータの原理で指針軸１４を回動させる本体部１５と、を有している。後述する配線板５に重ねて配置される本体部１５の底面１５ａには凹部１５ｂが設けられており、この凹部１５ｂ内に指針軸１４の図中下方の端面１４ｂが露出されている。図中上方の指針軸１４の先端には、上述した指針本体３１の基部４０が取り付けられる。指針軸１４は、指針本体３１を回動させるとともに導光部材として基部４０に光を導くように構成されている。
【００４１】
配線板５は、電子部品及びこれら電子部品等を電気的に接続する配線パターンなどが設けられた周知のプリント基板である。配線板５の文字板２側の表面には駆動装置４と複数の光源６とが実装されている。
【００４２】
複数の光源６は、ＬＥＤ、バルブ等が用いられ、配線板５に設けられた図示しない制御部によって点灯、消灯が制御される。複数の光源６は、文字板２の指標や指針３の指針本体３１等を発光させるための光を発する。また、複数の光源６のうちの１つが、駆動装置４の本体部１５の凹部１５ｂ内に指針軸１４の端面１４ｂと相対して配置されている。これにより、指針軸１４は、光源６からこの端面１４ｂに入光された光を導光して先端の端面１４ａから出光する。
【００４３】
ケース７は、テーパ部７ａの表面であるテーパ面が反射面となっており、光源６が発した光を文字板２に向けて反射する。これにより、文字板２の表面２ａに設けられた各指標が発光する。裏カバー８は、配線板５の背後を覆うようにケース７に組み付けられる。表ガラス９は、文字板２や指針３等をそれぞれ覆うように配設されて、係止爪などの図示しない固定手段によって見返し１０を介してケース７に取り付けられる。裏カバー８及び表ガラス９は、車両用表示装置１内に、塵埃などが侵入することを防ぐ。
【００４４】
次に、上述した構成の本発明に係る指針（自発光指針）３における動作（作用）の一例を、図５、図６を参照して説明する。各図において、指針本体３１内に記載された矢印は指針本体３１に導光された光の進行方向を模式的に示している。
【００４５】
本実施形態において、指針本体３１には、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３からなる中空状反射部６０が設けられている。また、指示方向反射面６１と後端方向反射面６２とが交差して形成された角部６０ａが、基部４０の受光部４２に対向して配置されている。また、指針部５０の上面５３（即ち、指示部５１の上面５１ａ及び後方部５２の上面５２ａ）には、カバー部材３２のスリット７１に対応して、上面５３の幅方向中央に全長にわたって帯状の拡散層５３ａが設けられており、これにより、上面５３には、帯状の拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１と、第１領域の両側に上面の長手方向にわたって設けられた拡散層５３ａのない第２領域Ｒ２と、が形成されている。
【００４６】
図５に示すように、指示方向反射面６１は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（図５の左方向）に反射する。そして、上記光Ｌ１は指示部５１内を指示方向Ｓ１に向けて進むとともに指示部５１の上面５１ａから出光する。
【００４７】
指示部５１内を先端５１ｂ方向に向けて進む光は互いに異なる複数方向に進む光成分を含んでいる。そして、当該光が指示部５１の上面５１ａの第１領域Ｒ１に入射すると、一部の光成分透過散乱光として上面５１ａから出射され、他の一部の光成分は底面５４方向に向かって拡散反射される。また、当該光が指示部５１の上面５１ａの第２領域Ｒ２に入射すると、全反射条件を満たさない一部の光成分は透過光として上面５１ａから出射され、全反射条件を満たす他の一部の光成分は全反射されて先端５１ｂ方向に向かって反射される。
【００４８】
つまり、第１領域Ｒ１については、入射した光成分が拡散反射されるので先端５１ｂ方向に向けて進む光成分が少なくなるが、第２領域Ｒ２については、入射した光成分が全反射されるので先端５１ｂ方向に向けて進む光成分のロスが小さく、つまり、当該第２領域Ｒ１に入射する前の強度を保ったまま反射される。そのため、スリット７１を通じて視認される第１領域Ｒ１の輝度を低下させることなく、第２領域Ｒ２によって、指示部５１内を先端５１ｂ方向に向けて進む光Ｌ１の一部光成分を、当該第２領域Ｒ２に入射する前の強度を保ったまま反射して先端５１ｂまで導くことができる。
【００４９】
以上より、本発明によれば、指示部５１の上面５１ａには、拡散層５３ａが設けられた帯状の第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の幅方向両端に隣接された拡散層５３ａが設けられていない第２領域Ｒ２と、が形成されているので、指示部５１内を先端５１ｂ方向に進む光が指示部５１の上面５１ａの第２領域Ｒ２に入射すると、当該第２領域Ｒ２に入射した光Ｌ１の一部光成分が強度を保ったまま先端５１ｂ方向に向けて反射されて、そのため、このような第２領域Ｒ２を備えない構成に比べてより多くの光を指示部５１の先端５１ｂまで導光することができ、指示部５１の先端５１ｂ近傍に生じる暗部を防止できる。また、スリット７１を通じて視認されない第２領域Ｒ２において、指示部５１内を進む光Ｌ１を反射して先端５１ｂまで導くことで、光の利用効率を高めることができる。
【００５０】
上述した本実施形態において、図６に示すように、略平面状に形成された指示部５１の上面５１ａに帯状の拡散層５３ａを設けることにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを形成しているものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、指示部５１の上面５１ａの幅方向（図７の左右方向）の両端部に、中央部より低い（底面５４寄りの）段部を設けて、中央部のみに拡散層５３ａを設けて第１領域Ｒ１とし、両方の段部を第２領域としてもよい。このように段差を設けて第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを分けることで、拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１に容易に形成することができる。
【００５１】
また、本実施形態において、中空状反射部６０内を空間としていたが、これに限定されるものではなく、中空状反射部６０内に、光を透過散乱させる拡散剤入りの合成樹脂等を用いて中空状反射部６０と略同形状に形成された光拡散部品７０を設けてもよい。このようにすることで、指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２を透過した光Ｌ３を拡散させることができ、指針部５０の上面５３における輝度ムラをさらに防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、指針本体３１は、指示方向Ｓ１に伸長された指示部５１と、後端方向Ｓ２に伸長された後方部５２と、を備えた指針部５０を有するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、指針部５０Ａが指示部５１のみを備え、この指示部５１の上面５３に、帯状の拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１と、拡散層５３ａが設けられていない第２領域Ｒ２と、が形成された構成の指針本体３１Ａであってもよい。
【００５３】
また、本実施形態において、車両用表示装置１、自発光指針３及び指針本体３１の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、車両用表示装置１、自発光指針３及び指針本体３１又はその部品が図に示される姿勢である場合に適切であるが、それらの姿勢が変化した場合には、姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【００５４】
また、中空状反射部６０の形状は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、中空状反射部が、平面状の指示方向反射面、平面状の後端方向反射面、及び、指針部の上面側に向けて張り出して湾曲した曲面状の透過面からなる扇形状であったり、三角形以外の多角形形状であったりするなど、中空状反射部６０などの反射部は、少なくとも基部４０の受光面４２で受光された光を指示部５１の先端５１ｂ方向に反射するように指針部５０に設けられていれば、本発明の目的に反しない限り、それら形状は任意である。また、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３の形状は、上述した構成に限定されるものではなく、これら各面は、平面、曲面、非球面またはそれらを複合した面や、複数の面で構成されていてもよく、本発明の目的に反しない限り、その形状は任意である。
【００５５】
また、本実施形態において、基部４０は、指針軸１４に取り付けられる基部本体４１と、指針軸１４に導光された光源６の光を受光する受光部４２と、で構成されているものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、下部カバー３８に、上記基部本体４１に代替して指針軸１４に取り付けられる円筒状の軸受け部３８ｆを設けて、指針本体３１の基部４０を受光部４２のみで構成するなど、指針本体（指針部材）の基部は、少なくとも光源からの光を受光する受光部を備えているものであれば、その構成は任意である。
【００５６】
また、本実施形態では、速度メータとしての車両用表示装置について説明するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、速度メータ以外にもエンジン回転計や燃料計などに適用されてもよく、または、工場などにおいて気体圧力や温度などの計測に用いられる計器など車両用表示装置以外の工業用計器装置等に用いられてもよく、本発明の目的に反しない限り、その適用用途及び適用装置は任意である。
【００５７】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１Ａ 車両用表示装置（指針計器）
３ 自発光指針（指針ユニット）
４ 駆動装置
６ 光源
１４ 指針軸
３１、３１Ａ 指針本体（指針部材）
３２ カバー部材
４０ 基部
４１ 基部本体
４１ａ 基部本体の上端（基部の一端）
４２ 受光部
５０、５０Ａ 指針部
５１ 指示部
５１ａ 指示部の上面
５１ｂ 指示部の先端
５２ 後方部
５２ａ 後方部の上面
５３ 指針部の上面
５３ａ 拡散層
５４ 指針部の底面
６０ 中空状反射部（反射部）
６１ 指示方向反射面
６２ 後端方向反射面
６３ 透過面
６０ａ 指示方向反射面と後端方向反射面が交差して形成される角部
７１ スリット
Ｓ１ 指示方向
Ｓ２ 後端方向
Ｒ１ 指針部の上面における拡散層５３ａが設けられた第１領域
Ｒ２ 指針部の上面における拡散層５３ａが設けられていない第２領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の光を受けて光輝する透光性材料からなる指針部材、この指針部材を有する指針ユニット、及び、この指針ユニットを有する指針計器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用表示装置が搭載されており、多くの車両において上記車両用表示装置が指針計器で構成されている。指針計器は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面側に配置されて文字板上の指標を指し示す指針ユニットと、指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、回路パターンや電子部品等が設けられるとともに駆動装置が固定された配線板と、をメータケースに収容して構成している。
【０００３】
そして、このような指針計器に設けられた指針ユニットを暗所においても見やすくするために、指針ユニットを構成する指針部材を、透光性材料としての透光性の合成樹脂で形成するとともに、指針部材内に光源からの光を導光させて指針部材を光輝させる技術が種々開示されている。そして、特許文献１などに示す発光指針は、光源からの光の一部を指針の先端方向に向けて反射させる反射面を備えた中空状反射部を有して構成されている。
【０００４】
例えば、図１０に一部を示す指針計器９０１は、文字板９０２と、指針ユニットとしての自発光指針９０３と、測定量に応じて回動される指針軸９１４を備えた駆動装置９０４と、配線板９０５と、光源９０６と、を有している。自発光指針９０３は、透光性の合成樹脂により一体成形された基部９４０と指針部９５０とを有する指針部材としての指針本体９３１と、指針本体９３１を覆うとともに指針部９５０の上面９５３を視認者に向けて露出させるためのスリット９７１が設けられたカバー部材９３２と、を備えている。この指針本体９３１は、基部９４０で受光した光を指針部９５０に導光してこの指針部９５０の上面９５３から視認者に向けて出光させることにより、指針部９５０の上面９５３がカバー部材９３２のスリット９７１を通じて発光視認される。
【０００５】
指針本体９３１の基部９４０は、導光部材を兼ねた指針軸９１４の先端に取り付けられる円筒状の基部本体９４１と、指針軸９１４によって導かれた光源９０６の光Ｌを受光する受光部９４２と、が設けられている。指針本体９３１の指針部９５０は、指針軸９１４の軸心Ｐを境界として、当該軸心Ｐに交差する指示方向Ｓ１及びその反対の後端方向Ｓ２にそれぞれ伸長された指示部９５１及び後方部９５２が設けられている。また、図１１に示すように、指針部９５０の上面９５３（即ち、指示部９５１の上面９５１ａ及び後方部９５２の上面９５２ａ）から出光する光を拡散させるようにホットスタンプ等によって形成された拡散層９５３ａが、上面９５３全体に重ねて設けられている。また、基部本体９４１の上端９４１ａ近傍の指針部９５０内には、指針部９５０を幅方向（図１０の手前−奥方向）に貫通する中空状反射部９６０が設けられている。
【０００６】
この中空状反射部９６０は、指示方向反射面９６１と、後端方向反射面９６２と、透過面９６３と、からなる略二等辺三角形状に形成されている。また、指示方向反射面９６１と後端方向反射面９６２とが交差して形成された角部９６０ａが、基部９４０の受光部９４２に対向して配置されている。図１２に示すように、指示方向反射面９６１は、受光部９４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（図１２の左方向）に反射し且つ当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面９６３側に透過する。また、後端方向反射面９６２は、受光部９４２で受光された光Ｌの一部Ｌ２を後端方向Ｓ２（図１２の右方向）に反射し且つ当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面９６３側に透過する。また、この中空状反射部９６０内には、光を透過散乱させる拡散剤入りの合成樹脂等からなる中空状反射部９６０と略同形状に形成された光拡散部材９７０が設けられている。
【０００７】
そして、上記光Ｌ１は指示部９５１内を指示方向Ｓ１に向けて進むとともに指示部９５１の上面９５１ａから出光し、上記光Ｌ２は後方部９５２内を後端方向Ｓ２に向けて進むとともに後方部９５２の上面９５２ａから出光し、上記光Ｌ３は、光拡散部材９７０で拡散されて中空状反射部９６０上方の上面９５１ａ及び上面９５２ａなどから出光し、つまり、指針本体９３１は、指針部９５０内を導光された光が、指針部９５０の上面９５３全体から出光するとともに拡散層９５３ａで拡散されて、上面９５３が発光視認されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平６−１２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した指針本体９３１においては、指針部９５０の上面９５３全体に拡散層９５３ａが設けられているので、図１２、図１３に示すように、指針部９５０内を進む光が上面９５３に入射すると、多くの光成分が上面９５３から出光して拡散層９５３ａで複数方向に拡散され、そのため、上面９５３によって光の進行方向（指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２）に反射される光成分が少なくなってしまい、特に、指示部９５１は長尺のためにその先端９５１ｂまで十分に光が届かず、指示部９５１の先端９５１ｂ近傍の上面９５１ａから出光される光の輝度が低下して、他の部分より暗くなってしまうという問題があった。また、上面９５３から出光しても、カバー部材９３２によって遮られてスリット９７１から外部に出られない光もあり、光の利用効率が悪かった。
【００１０】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、指示部の先端の輝度低下を防止できる指針部材、その指針部材を有する指針ユニット、及び、その指針ユニットを有する指針計器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、光源からの光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に伸長された指示部を備えた指針部と、前記基部で受光された光を前記指示部の先端方向に反射するように前記指針部に設けられた反射部と、を有する透光性材料からなる指針部材において、前記基部側と反対側に向けられた前記指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が前記指示部の先端から帯状に設けられ、前記拡散層の幅が、前記指示部の上面の幅より狭くなるように形成されていることを特徴とする指針部材である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記指示部の上面に設けられた拡散層を露出させるスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニットである。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項２に記載の指針ユニットと、前記指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、前記指針ユニットの指針部材に受光される光を発する光源と、を有することを特徴とする指針計器である。
【００１４】
本発明によれば、基部側と反対側に向けられた指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が指示部の先端から帯状に設けられ、拡散層の幅が、指示部の上面の幅より狭くなるように形成されているので、指示部の上面には、拡散層が設けられた帯状の第１領域と、第１領域の幅方向両端の少なくとも一方に隣接された拡散層が設けられていない第２領域と、が形成されている。
【００１５】
指示部内を先端方向に向けて進む光は互いに異なる複数方向に進む光成分を含んでいる。そして、当該光が指示部の上面の第１領域に入射すると、一部の光成分は透過散乱光として上面から出射され、他の一部の光成分は底面方向に向かって拡散反射される。また、当該光が指示部の上面の第２領域に入射すると、全反射条件を満たさない一部の光成分は透過光として上面から出射され、全反射条件を満たす他の一部の光成分は全反射されて先端方向に向かって反射される。
【００１６】
つまり、第１領域については、入射した光成分が拡散反射されるので先端方向に向けて進む光成分が少なくなるが、第２領域については、入射した光成分が全反射されるので先端方向に向けて進む光成分のロスが小さく、つまり、当該第２領域に入射する前の強度を保ったまま反射される。そのため、第１領域の輝度を低下させることなく、第２領域によって、指示部内を先端方向に向けて進む光の一部光成分を、当該第２領域に入射する前の強度を保ったまま反射して先端まで導くことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上より、本発明によれば、指示部の上面には、拡散層が設けられた帯状の第１領域と、第１領域の幅方向両端の少なくとも一方に隣接された拡散層が設けられていない第２領域と、が形成されているので、指示部内を先端方向に進む光が指示部の上面の第２領域に入射すると、当該第２領域に入射した光の一部光成分が強度を保ったまま先端方向に向けて反射され、そのため、指示部の先端まで光を導光することができ、指示部の先端近傍に生じる暗部を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の指針計器の一実施形態である車両用表示装置の断面図である。
【図２】図１の車両用表示装置が備える自発光指針（指針ユニット）の分解立体図である。
【図３】（ａ）は、図２の自発光指針の指針本体を斜め方向から見た部分透視図であり、（ｂ）は、指針本体の指針部を幅方向から見た部分側面図である。
【図４】（ａ）は、図２の指針本体の指針部の上面に設けられた拡散層の形状を示す上面図であり、（ｂ）〜（ｅ）は、（ａ）の拡散層の変形例の構成を示す上面図である。
【図５】図３の指針本体の指針部内を進む光を模式的に示す図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図７】図３の指針本体の指示部の上面の変形例を示す断面図である。
【図８】図３の指針本体の変形例を示す図である。
【図９】図２の自発光指針の変形例の構成を示す部分断面図である。
【図１０】従来の指針計器及び自発光指針の構成を示す図である。
【図１１】図１０の自発光指針の指針本体の指針部の上面に設けられた拡散層の形状を示す上面図である。
【図１２】図１０の自発光指針の指針本体の指針部内を進む光を模式的に示す図である。
【図１３】図１０のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る指針計器の一実施形態である車両用表示装置について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２０】
図１において、車両用表示装置１は、例えば、車両速度を表示する速度メータであり、表面２ａ（視認者から視認される面）に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板２と、この文字板２の表面２ａ上に配置される指針ユニットとしての自発光指針（以下、指針ともいう）３と、指針３が先端に取り付けられる指針軸１４を備えた駆動装置４と、回路パターンや電子部品等が設けられ且つ駆動装置４が固定された配線板５と、配線板５に設けられた複数の光源６と、配線板５の中央から文字板２の縁部に向かうように形成されたテーパ部７ａを有するケース７と、配線板５の裏面側を覆う裏カバー８と、表ガラス９と、を有している。
【００２１】
文字板２は、例えば、ポリカーボネートなどの透明又は半透明の合成樹脂などからなる、略円板状に形成された部材であり、文字板２の表面２ａには、それぞれ図示しない遮光インクが印刷された遮光領域と、文字や目盛等の形状に沿って遮光インクを抜いて（遮光インクを印刷しないようにして）形成された透光性意匠としての指標が設けられている。各指標は、後述する光源６によって文字板２の裏面側から照らされることにより発光視認される。
【００２２】
指針３は、文字板２の表面２ａ側に配置されて、文字板２に設けられた各指標を指示することによりこれら各指標と協働して計測量を表示する。指針３は、図２に示すように、指針部材としての指針本体３１と、該指針本体３１を覆う不透明な合成樹脂からなるカバー部材３２と、カバー部材３２内に設けられて指針３のバランスを調整するバランス部材３９と、を有している。
【００２３】
指針本体３１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂など、透光性材料としての透光性の合成樹脂を用いて一体に形成された基部４０と指針部５０とを有している。
【００２４】
基部４０は、円筒状の基部本体４１と、基部本体４１の内側で上端４１ａ近傍に設けられた受光部４２と、を有している。基部本体４１は、その下端４１ｂに指針軸１４の先端が挿入嵌合されることにより、当該指針軸１４に同軸に固定して取り付けられる。つまり、基部本体４１の中心は、指針軸１４の軸心Ｐに一致する。受光部４２は、基部本体４１の内側と同一の円形で且つ平面状に形成されており、基部本体４１に指針軸１４が嵌合されたとき、指針軸１４の先端の端面１４ａと間隔をあけて相対して配置される。勿論、受光部４２の形状は、平面状に限定されるものではなく、曲面状や複数の面が組み合わされた形状など、光源の光を受光可能な形状であればよい。また、受光部４２は、指針軸１４の端面１４ａと密着して配置されていてもよい。
【００２５】
指針部５０は、基部本体４１の上端４１ａ（即ち、基部４０の一端）に連接して設けられており、指針軸１４の軸心Ｐを境界として上端４１ａから当該軸心Ｐに直角（略直角含む）に交差する一方向（即ち、指示方向Ｓ１）に伸長された指示部５１と、前記一方向と反対の他方向（即ち、後端方向Ｓ２）に指示部５１より短く伸長された後方部５２と、を有している。即ち、指針部５０は、基部本体４１の上端４１ａから指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２のそれぞれに伸長されている。指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２は、指針軸１４の半径方向に一致（略一致含む）する。指示方向Ｓ１及び後端方向Ｓ２は、指針部５０の長手方向でもある。また、指針部５０には、反射部としての中空状反射部６０が設けられている。
【００２６】
基部４０側に向けられた指針部５０の表面である底面５４には、指針部５０内から当該底面５４に入射した光を反射するように、ホットスタンプ等によって白色又は銀色などに着色して形成された反射層５４ａが重ねて設けられている。または、反射層５４ａを設けない構成でもよい。以下の説明において、「底面５４」との記載は、反射層５４ａを含む指針部５０における基部４０側の表面のことを表す。
【００２７】
底面５４と反対側の指針部５０の表面である上面５３には、当該上面５３から出光する光を拡散させるように、ホットスタンプ等によって赤色などに着色して形成された拡散層５３ａが重ねて設けられている。
【００２８】
拡散層５３ａは、図４（ａ）に示すように、その幅が指針部５０の上面５３の幅より狭く形成されている。また、拡散層５３ａは、上面５３の幅方向中央の箇所に当該上面５３の全長にわたって形成されている。これにより、上面５３には、拡散層５３ａが設けられた帯状の第１領域Ｒ１と、第１領域の両側に上面５３の長手方向の全長にわたって設けられた拡散層５３ａのない帯状の第２領域Ｒ２と、が形成されている。なお、これ以外にも、図４（ｂ）に示すように、拡散層５３ａの幅を、指針部５０の指示部５１の上面５１ａのみ当該上面５１ａの幅より狭くして形成してもよい。または、図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように指針３のデザインなどに応じて形成されていてもよい。拡散層５３ａ（即ち、第１領域Ｒ１）は、後述するカバー部材３２に設けられたスリット７１を通じて視認者Ｈに視認可能な上面５３の範囲に少なくとも設けられていればよく、上述の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、例えば、自発光指針３のデザインなどに応じて、その大きさや配置などが適宜設定されている。また、反射層５４ａ及び拡散層５３ａについては、上述した構成以外にも、底面５４及び上面５３に、シボや微細プリズム構造などを形成することによって反射層５４ａ及び拡散層５３ａを形成してもよい。また、本実施形態では、指示部５１側の底面５４のみ反射層５４ａが設けられているが、後方部５１側の底面５４にも同様の反射層５４ａを設けてもよい。
【００２９】
中空状反射部６０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基部本体４１の上端４１ａ近傍の指針部５０内に基部４０の受光部４２と対向して設けられている。中空状反射部６０は、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２、透過面６３を有し、指針部５０を幅方向（図３（ｂ）の手前−奥方向）に貫通する略二等辺三角形状に形成されている。
【００３０】
指示方向反射面６１は、平面状に形成されており、図中下方寄りの一端が基部４０近傍に配置され、この一端から指示方向Ｓ１（図３（ｂ）の左方向）に向かうにしたがって、基部４０から指針軸１４の軸心Ｐ方向（図３（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。これにより、指示方向反射面６１は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（即ち、指示部５１の先端５１ｂ方向）に反射し、当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面６３側に透過する。
【００３１】
後端方向反射面６２は、平面状に形成されており、一端が指示方向反射面６１の上記一端に連接され、この一端から後端方向Ｓ２（図３（ｂ）の右方向）に向かうにしたがって、基部４０から指針軸１４の軸心Ｐ方向（図３（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。つまり、後端方向反射面６２は、指示方向反射面６１に交差して連接されている。これにより、後端方向反射面６２は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ２を後端方向Ｓ２に反射し、当該光Ｌの他の一部Ｌ３を透過面６３側に透過する。また、指示方向反射面６１と後端方向反射面６２とが交差して形成される角部６０ａが、指針軸１４の軸心Ｐ上で且つ基部４０の受光部４２に向けて配置されている。勿論、角部６０ａの配置は、指針軸１４の軸心Ｐ上に限定されるものではなく、軸心Ｐから指示方向Ｓ１側又は後端方向Ｓ２側にずれて配置されていてもよい。
【００３２】
透過面６３は、平面状に形成されており、指針部５０の上面５３に対向して略平行に配置されている。一端が指示方向反射面６１の図中上方寄りの他端に当該指示方向反射面６１と交わるように連接され、他端が後端方向反射面６２の図中上方寄りの他端に当該後端方向反射面６２と交わるように連接されている。透過面６３は、透過面６３の指針部５０の長手方向の中心が、指針軸１４の軸心Ｐ上に配置されている。勿論、透過面６３は上面５３と略平行でなくてもよく、その配置も上記記載の場合のみに限定されるものではない。
【００３３】
指針本体３１は、基部４０の受光部４２で受光された光を、中空状反射部６０で反射及び透過して指針部５０内を導光して、指針部５０の上面５３から出光させる。これにより、指針部５０の上面５３が発光して、当該上面５３がカバー部材３２のスリット７１を通じて発光視認される。
【００３４】
カバー部材３２は、図２に示すように、上下に分割された上部カバー３３と下部カバー３８とを有している。
【００３５】
上部カバー３３は、指針本体３１の指針部５０の外形に合わせて後端３４ｂから先端３４ａに向かって徐々に細くなる略角筒状に形成された第１カバー部３４と、指針本体３１の基部４０周辺を覆う円形皿状に形成された第２カバー部３５と、を有している。第１カバー部３４と第２カバー部３５とは図中下方に向けて開口しており、この開口から上記指針本体３１の指針部５０が内側に収容される。
【００３６】
第１カバー部３４の上壁部３４ｃには、後端３４ｂから先端３４ａまで伸びるスリット７１が設けられている。このスリット７１は、指針本体３１とカバー部材３２とが組み付けられたとき、指針本体３１の指針部５０の上面５３をその長手方向全体にわたって一直線状に露出させるように形成されている。つまり、スリット７１は、指針部５０の長手方向に沿って形成されている。スリット７１の幅は、指針部５０の上面５３の幅より狭く形成されている。なお、スリット７１の長さ及び幅は、指針３のデザイン等に応じて任意に設計することができる。また、第２カバー部３５の内面には、図中下方に向けて突出して形成され、下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄに嵌合する一対のボス（図示せず）が設けられている。
【００３７】
下部カバー３８は、上部カバー３３の第２カバー部３５の開口形状に合わせて形成された円環板形状の第１蓋部３８ａと、上部カバー３３の第１カバー部３４の先端側の部分の開口形状に合わせて形成された、第１蓋部３８ａからその半径方向に延びる帯状の第２蓋部３８ｂと、第１蓋部３８ａに設けられて指針本体３１の基部４０が貫通される貫通部３８ｃと、上記上部カバー３３の一対のボスに対応して第１蓋部３８ａに設けられた一対の嵌合孔３８ｄと、バランス部材３９が取り付けられる取付ボス３８ｅと、を有している。下部カバー３８は、上部カバー３３に組み付けられることで第１カバー部３４及び第２カバー部３５の開口を塞ぎ、上部カバー３３とともに指針本体３１の指針部５０を収容する空間を形成する。そして、この収容空間に指針本体３１の指針部５０が収容されることで、指針部５０の底面５４等の表面から出光した光が文字板２等を照らすことを防止できる。
【００３８】
バランス部材３９は、指針本体３１の指針部５０を考慮して設定された重量に形成されており、カバー部材３２の下部カバー３８に設けられた取付ボス３８ｅに嵌合される嵌合孔３９ａを有している。バランス部材３９は取付ボス３８ｅによって位置決めされてカバー部材３２内に収容される。
【００３９】
このように構成された指針３は、例えば、以下のように組み立てられる。まず、下部カバー３８の貫通部３８ｃに指針本体３１の基部４０を貫通させて、下部カバー３８に指針本体３１をセットすると共に、下部カバー３８にバランス部材３９をセットする。そして、上部カバー３３を、指針本体３１の指針部５０の上面５３側から指針本体３１を覆うように近づけて被せ、上部カバー３３の第２カバー内に設けられた一対のボスと下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄとを嵌合させることで、上部カバー３３と下部カバー３８とを互いに固定して指針本体３１をカバー部材３２内に収容して、組み付けが完了する。
【００４０】
駆動装置４は、周知のステッピングモータであって、ポリカーボネート樹脂などの透光性の合成樹脂などで略円柱状に形成された指針軸１４と、指針軸１４を回動可能に軸支するとともに図示しない速度センサによる速度計測量に応じてステッピングモータの原理で指針軸１４を回動させる本体部１５と、を有している。後述する配線板５に重ねて配置される本体部１５の底面１５ａには凹部１５ｂが設けられており、この凹部１５ｂ内に指針軸１４の図中下方の端面１４ｂが露出されている。図中上方の指針軸１４の先端には、上述した指針本体３１の基部４０が取り付けられる。指針軸１４は、指針本体３１を回動させるとともに導光部材として基部４０に光を導くように構成されている。
【００４１】
配線板５は、電子部品及びこれら電子部品等を電気的に接続する配線パターンなどが設けられた周知のプリント基板である。配線板５の文字板２側の表面には駆動装置４と複数の光源６とが実装されている。
【００４２】
複数の光源６は、ＬＥＤ、バルブ等が用いられ、配線板５に設けられた図示しない制御部によって点灯、消灯が制御される。複数の光源６は、文字板２の指標や指針３の指針本体３１等を発光させるための光を発する。また、複数の光源６のうちの１つが、駆動装置４の本体部１５の凹部１５ｂ内に指針軸１４の端面１４ｂと相対して配置されている。これにより、指針軸１４は、光源６からこの端面１４ｂに入光された光を導光して先端の端面１４ａから出光する。
【００４３】
ケース７は、テーパ部７ａの表面であるテーパ面が反射面となっており、光源６が発した光を文字板２に向けて反射する。これにより、文字板２の表面２ａに設けられた各指標が発光する。裏カバー８は、配線板５の背後を覆うようにケース７に組み付けられる。表ガラス９は、文字板２や指針３等をそれぞれ覆うように配設されて、係止爪などの図示しない固定手段によって見返し１０を介してケース７に取り付けられる。裏カバー８及び表ガラス９は、車両用表示装置１内に、塵埃などが侵入することを防ぐ。
【００４４】
次に、上述した構成の本発明に係る指針（自発光指針）３における動作（作用）の一例を、図５、図６を参照して説明する。各図において、指針本体３１内に記載された矢印は指針本体３１に導光された光の進行方向を模式的に示している。
【００４５】
本実施形態において、指針本体３１には、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３からなる中空状反射部６０が設けられている。また、指示方向反射面６１と後端方向反射面６２とが交差して形成された角部６０ａが、基部４０の受光部４２に対向して配置されている。また、指針部５０の上面５３（即ち、指示部５１の上面５１ａ及び後方部５２の上面５２ａ）には、カバー部材３２のスリット７１に対応して、上面５３の幅方向中央に全長にわたって帯状の拡散層５３ａが設けられており、これにより、上面５３には、帯状の拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１と、第１領域の両側に上面の長手方向にわたって設けられた拡散層５３ａのない第２領域Ｒ２と、が形成されている。
【００４６】
図５に示すように、指示方向反射面６１は、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１（図５の左方向）に反射する。そして、上記光Ｌ１は指示部５１内を指示方向Ｓ１に向けて進むとともに指示部５１の上面５１ａから出光する。
【００４７】
指示部５１内を先端５１ｂ方向に向けて進む光は互いに異なる複数方向に進む光成分を含んでいる。そして、当該光が指示部５１の上面５１ａの第１領域Ｒ１に入射すると、一部の光成分透過散乱光として上面５１ａから出射され、他の一部の光成分は底面５４方向に向かって拡散反射される。また、当該光が指示部５１の上面５１ａの第２領域Ｒ２に入射すると、全反射条件を満たさない一部の光成分は透過光として上面５１ａから出射され、全反射条件を満たす他の一部の光成分は全反射されて先端５１ｂ方向に向かって反射される。
【００４８】
つまり、第１領域Ｒ１については、入射した光成分が拡散反射されるので先端５１ｂ方向に向けて進む光成分が少なくなるが、第２領域Ｒ２については、入射した光成分が全反射されるので先端５１ｂ方向に向けて進む光成分のロスが小さく、つまり、当該第２領域Ｒ１に入射する前の強度を保ったまま反射される。そのため、スリット７１を通じて視認される第１領域Ｒ１の輝度を低下させることなく、第２領域Ｒ２によって、指示部５１内を先端５１ｂ方向に向けて進む光Ｌ１の一部光成分を、当該第２領域Ｒ２に入射する前の強度を保ったまま反射して先端５１ｂまで導くことができる。
【００４９】
以上より、本発明によれば、指示部５１の上面５１ａには、拡散層５３ａが設けられた帯状の第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１の幅方向両端に隣接された拡散層５３ａが設けられていない第２領域Ｒ２と、が形成されているので、指示部５１内を先端５１ｂ方向に進む光が指示部５１の上面５１ａの第２領域Ｒ２に入射すると、当該第２領域Ｒ２に入射した光Ｌ１の一部光成分が強度を保ったまま先端５１ｂ方向に向けて反射されて、そのため、このような第２領域Ｒ２を備えない構成に比べてより多くの光を指示部５１の先端５１ｂまで導光することができ、指示部５１の先端５１ｂ近傍に生じる暗部を防止できる。また、スリット７１を通じて視認されない第２領域Ｒ２において、指示部５１内を進む光Ｌ１を反射して先端５１ｂまで導くことで、光の利用効率を高めることができる。
【００５０】
上述した本実施形態において、図６に示すように、略平面状に形成された指示部５１の上面５１ａに帯状の拡散層５３ａを設けることにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを形成しているものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、指示部５１の上面５１ａの幅方向（図７の左右方向）の両端部に、中央部より低い（底面５４寄りの）段部を設けて、中央部のみに拡散層５３ａを設けて第１領域Ｒ１とし、両方の段部を第２領域としてもよい。このように段差を設けて第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを分けることで、拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１に容易に形成することができる。
【００５１】
また、本実施形態において、中空状反射部６０内を空間としていたが、これに限定されるものではなく、中空状反射部６０内に、光を透過散乱させる拡散剤入りの合成樹脂等を用いて中空状反射部６０と略同形状に形成された光拡散部品７０を設けてもよい。このようにすることで、指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２を透過した光Ｌ３を拡散させることができ、指針部５０の上面５３における輝度ムラをさらに防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、指針本体３１は、指示方向Ｓ１に伸長された指示部５１と、後端方向Ｓ２に伸長された後方部５２と、を備えた指針部５０を有するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、指針部５０Ａが指示部５１のみを備え、この指示部５１の上面５３に、帯状の拡散層５３ａが設けられた第１領域Ｒ１と、拡散層５３ａが設けられていない第２領域Ｒ２と、が形成された構成の指針本体３１Ａであってもよい。
【００５３】
また、本実施形態において、車両用表示装置１、自発光指針３及び指針本体３１の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、車両用表示装置１、自発光指針３及び指針本体３１又はその部品が図に示される姿勢である場合に適切であるが、それらの姿勢が変化した場合には、姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【００５４】
また、中空状反射部６０の形状は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば、中空状反射部が、平面状の指示方向反射面、平面状の後端方向反射面、及び、指針部の上面側に向けて張り出して湾曲した曲面状の透過面からなる扇形状であったり、三角形以外の多角形形状であったりするなど、中空状反射部６０などの反射部は、少なくとも基部４０の受光面４２で受光された光を指示部５１の先端５１ｂ方向に反射するように指針部５０に設けられていれば、本発明の目的に反しない限り、それら形状は任意である。また、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３の形状は、上述した構成に限定されるものではなく、これら各面は、平面、曲面、非球面またはそれらを複合した面や、複数の面で構成されていてもよく、本発明の目的に反しない限り、その形状は任意である。
【００５５】
また、本実施形態において、基部４０は、指針軸１４に取り付けられる基部本体４１と、指針軸１４に導光された光源６の光を受光する受光部４２と、で構成されているものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、下部カバー３８に、上記基部本体４１に代替して指針軸１４に取り付けられる円筒状の軸受け部３８ｆを設けて、指針本体３１の基部４０を受光部４２のみで構成するなど、指針本体（指針部材）の基部は、少なくとも光源からの光を受光する受光部を備えているものであれば、その構成は任意である。
【００５６】
また、本実施形態では、速度メータとしての車両用表示装置について説明するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、速度メータ以外にもエンジン回転計や燃料計などに適用されてもよく、または、工場などにおいて気体圧力や温度などの計測に用いられる計器など車両用表示装置以外の工業用計器装置等に用いられてもよく、本発明の目的に反しない限り、その適用用途及び適用装置は任意である。
【００５７】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１Ａ 車両用表示装置（指針計器）
３ 自発光指針（指針ユニット）
４ 駆動装置
６ 光源
１４ 指針軸
３１、３１Ａ 指針本体（指針部材）
３２ カバー部材
４０ 基部
４１ 基部本体
４１ａ 基部本体の上端（基部の一端）
４２ 受光部
５０、５０Ａ 指針部
５１ 指示部
５１ａ 指示部の上面
５１ｂ 指示部の先端
５２ 後方部
５２ａ 後方部の上面
５３ 指針部の上面
５３ａ 拡散層
５４ 指針部の底面
６０ 中空状反射部（反射部）
６１ 指示方向反射面
６２ 後端方向反射面
６３ 透過面
６０ａ 指示方向反射面と後端方向反射面が交差して形成される角部
７１ スリット
Ｓ１ 指示方向
Ｓ２ 後端方向
Ｒ１ 指針部の上面における拡散層５３ａが設けられた第１領域
Ｒ２ 指針部の上面における拡散層５３ａが設けられていない第２領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に伸長された指示部を備えた指針部と、前記基部で受光された光を前記指示部の先端方向に反射するように前記指針部に設けられた反射部と、を有する透光性材料からなる指針部材において、
前記基部側と反対側に向けられた前記指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が前記指示部の先端から帯状に設けられ、
前記拡散層の幅が、前記指示部の上面の幅より狭くなるように形成されている
ことを特徴とする指針部材。
【請求項２】
請求項１に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記指示部の上面に設けられた拡散層を露出させるスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の指針ユニットと、前記指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、前記指針ユニットの指針部材に受光される光を発する光源と、を有することを特徴とする指針計器。
【請求項１】
光源からの光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に伸長された指示部を備えた指針部と、前記基部で受光された光を前記指示部の先端方向に反射するように前記指針部に設けられた反射部と、を有する透光性材料からなる指針部材において、
前記基部側と反対側に向けられた前記指示部の上面には、当該上面から出光される光を拡散させる拡散層が前記指示部の先端から帯状に設けられ、
前記拡散層の幅が、前記指示部の上面の幅より狭くなるように形成されている
ことを特徴とする指針部材。
【請求項２】
請求項１に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記指示部の上面に設けられた拡散層を露出させるスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の指針ユニットと、前記指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、前記指針ユニットの指針部材に受光される光を発する光源と、を有することを特徴とする指針計器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１５４７９７（Ｐ２０１２−１５４７９７Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２４７（Ｐ２０１１−１４２４７）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【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２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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