指針部材、指針ユニット、及び、指針計器
【課題】光の利用効率を高めて指針部の上面の輝度ムラを防止できる安価な指針部材、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】指針部材３１の指針部５０には、基部４０の受光部４２に対向して中空状反射部６０が設けられている。中空状反射部６０は、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３を有している。この透過面６３は、指針部５０の上面５３に対向して配置されている。また、透過面６３は、指針部５０の幅方向に沿う断面形状が上面５３から離れる方向に凸の曲線状となる凸レンズ形状の曲面に形成されている。これにより、透過面６３は、入光された光Ｌ３をカバー部材３２のスリット７１に向けて集光する。
【解決手段】指針部材３１の指針部５０には、基部４０の受光部４２に対向して中空状反射部６０が設けられている。中空状反射部６０は、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３を有している。この透過面６３は、指針部５０の上面５３に対向して配置されている。また、透過面６３は、指針部５０の幅方向に沿う断面形状が上面５３から離れる方向に凸の曲線状となる凸レンズ形状の曲面に形成されている。これにより、透過面６３は、入光された光Ｌ３をカバー部材３２のスリット７１に向けて集光する。
【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６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、基部９４０から指針軸９１４の軸心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が設けられており、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６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６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６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６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。
【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側の上面９５３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側の上面９５３から出光し、上記光Ｌ３は、透過面９６３に入光したのち中空状反射部９６０上方の上面９５３から出光し、これにより指針部９５０の上面９５３の全体が発光する。図中、光Ｌ３を示す矢印は光の輝度を太さで表し、太いほど輝度が高く、細いほど輝度が低い。
【０００８】
上述の透過面９６３に入光する光Ｌ３は、図７に一例を示すように、上記角部９６０ａの直上の透過面９６３の箇所９６３ｃが最も輝度が高くなり、当該箇所９６３ｃから指示方向Ｓ１側の透過面端部９６３ａ又は後端方向Ｓ２側の透過面端部９６３ｂに向かって離れるにしたがって次第に輝度が低くなっている。そして、この輝度が低い箇所が暗部となり中空状反射部９６０上方の上面９５３に輝度ムラが生じてしまう。そのため、図８に示すように、中空状反射部９６０内に、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品９７０を挿入したり、または、特許文献１に開示された発光指針と同様に、透過面９６３にフィルタ部材を設けたりして、上記上面９５３の輝度ムラを防いでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
しかしながら、上述したように中空状反射部９６０上方の指針部９５０の上面９５３に生じる輝度ムラを防ぐために光拡散部品やフィルタ部材などを設けると、部品点数が増えるとともに組み立てにかかる工数も増えてしまい、指針部材の製造コストが増加してしまうという問題があった。また、図９に示すように、指針部９５０がカバー部材９３２に覆われており、カバー部材９３２のスリット９７１を通じて指針部９５０の上面９５３の一部だけが外部に露出されているので、透過面９６３に入光した光Ｌ３が上面９５３から出光しても、光Ｌ３の一部だけがスリット９７１を通じてカバー部材９３２の外部に出て視認され、光Ｌ３の残りの一部はカバー部材９３２によって遮られてカバー部材９３２の内部に留まり、そのため、光の利用効率が悪いという問題があった。
【００１１】
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、光の利用効率を高めて指針部の上面の輝度ムラを防止できる安価な指針部材、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】
【００１２】
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及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸長された指針部と、前記基部で受光された光を前記指示方向及び前記後端方向に反射するように前記基部と対向して前記指針部内に設けられた中空状反射部と、を有し、前記指針部の上面に対応して前記指針部の長手方向に沿って形成されたスリットを有するカバー部材に前記指針部が収容される、透光性材料からなる指針部材において、前記中空状反射部が、前記基部で受光された光の一部を前記指示方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された指示方向反射面と、前記指示方向反射面に交差して連接され、前記基部で受光された光の一部を前記後端方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された後端方向反射面と、前記指示方向反射面と前記後端方向反射面とのそれぞれに交差して連接され、前記指針部の上面と対向して設けられた透過面と、を有し、前記透過面が、前記指示方向反射面及び前記後端方向反射面を透過した光を前記スリットに向けて集光するレンズ形状に形成されていることを特徴とする指針部材である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記透過面の前記指針部の幅方向に沿う断面形状が、前記指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
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１又は２に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を収容するとともに、前記指針部の上面からの光が通過す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。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項３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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、指針部材の指針部に設けられた中空状反射部が、指示方向反射面、後端方向反射面及び透過面を有し、この透過面が、指示方向反射面及び後端方向反射面を透過した光をカバー部材に設けられたスリットに向けて集光するレンズ形状に形成されているので、従来、指針部の上面から出光してもカバー部材に遮られて外部に出て行くことができなかった光の進行方向をスリットに向けることができ、そのため、光拡散部材を用いることなくスリットを通じてカバー部材の外部に出て行く光の輝度を高めることができ、暗部の発生を防ぐことができ、したがって、光の利用効率を高めて指針部の上面の輝度ムラを安価に防止できる。
【００１７】
また、透過面の指針部の幅方向に沿う断面形状が、指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されることにより、透過面が単純な凸レンズ形状となり、そのため、指針部材を容易且つ安価に製造できる。
【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り、（ｃ）は、指針軸の軸心を含む指針本体の幅方向断面を指示方向に沿って見た図である。
【図４】図３の指針本体内を進む光を説明するための断面図である。
【図５】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６】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７】図６の自発光指針の指針本体の中空状反射部内に透過された光を説明するための図である。
【図８】図６の自発光指針において中空状反射部内に光拡散部材を設けた構成を示す図である。
【図９】図６の自発光指針の指針本体内を進む光を説明するための断面図である。
【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４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）〜（ｃ）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、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。また、これ以外にも、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。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し、「上面５３」との記載は、底面５４と反対側の拡散層５３ａを含む指針部５０の表面のことを表し、底面５４と反射層５４ａ、上面５３と拡散層５３ａについては、必要があるときのみそれらを区別して説明する。なお、これら反射層５４ａと拡散層５３ａは、いずれか一方のみ備えた構成でもよい。
【００２７】
中空状反射部６０は、図３（ａ）〜（ｃ）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。
【００２８】
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、上述した従来の指針本体９３１の指示方向反射面９６１と同様に、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１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。
【００２９】
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、上述した従来の指針本体９３１の後端方向反射面９６２と同様に、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。
【００３０】
透過面６３は、指針部５０の幅方向に沿う断面形状（以下、横断面形状という）が、上記角部６０ａ側に凸の曲線状となる曲面に形成されている。また、透過面６３の横断面形状は当該透過面６３上の位置によらず一定であり、つまり、透過面６３は、指針部５０の長手方向に平行に軸が配置された略半円筒形状（かまぼこ形状）の曲面に形成されている。また、透過面６３は、指針部５０の上面５３に対向して配置されている。つまり、透過面６３は、横断面形状が上面５３から離れる方向に凸の曲線状となる凸レンズ形状に形成されている。透過面６３は、このような凸レンズ形状により、当該透過面６３に入光した光を、後述するカバー部材３２のスリット７１が配置される指針部５０の上面５３の幅方向中央部に向けて集光する。つまり、透過面６３は、カバー部材３２のスリット７１に向けて集光するように形成されている。
【００３１】
また、透過面６３は、横断面形状の曲率が大きいほど集光量が多く、曲率が小さいほど集光量が少ない。そして、本実施形態では、透過面６３の横断面形状は当該透過面６３上の位置によらず一定であったが、これに限定されるものではなく、例えば、入光する光の輝度が高い透過面６３の箇所においては横断面形状の曲率を小さくし、入光する光の輝度が低い透過面６３の箇所においては横断面形状の曲率を大きくして、透過面６３に対向する指針部５０の上面５３の幅方向中央部から出光される光の輝度が適切にバランスされるように各箇所での曲率を変えて透過面６３を形成してもよい。つまり、透過面６３の横断面形状は、上面５３から離れる方向に凸の曲線状であれば、透過面６３上の位置によらず一定形状でもよく、または、位置によって異なる形状でもよい。また、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の形状及び配置は上記記載の場合のみに限定されるものではない。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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における幅方向中央部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の上面５３に対応して指針部５０の長手方向に沿って形成されている。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、スリット７１内に透光性着色部材や光拡散部材を設けるなどしてもよく、スリット７１は、指針部５０の上面から出光された光が通過するように構成されていればよい。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。
【００３６】
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、指針部５０の指示部５１を収容する上部カバー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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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４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。
【００４４】
図４に示すように、光源６から発せられた光Ｌは、指針軸１４によって導光されたのち指針本体３１の基部４０に設けられた受光部４２で受光される。そして、この光Ｌは指針本体３１内を進み、中空状反射部６０の指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２に入射して、これら指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２が、当該光Ｌの一部を指示方向Ｓ１（図４の奥方向）及び後端方向Ｓ２（図４の手前方向）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。この光Ｌ３は、中空状反射部６０内を通過して透過面６３に入光する。
【００４５】
そして、透過面６３に入光した光Ｌ３は、指針部５０の上面５３の幅方向（図４の左右方向）中央部に向けて集光されて、上面５３の幅方向中央部から出光する。即ち、上記光Ｌ３は、指針部５０の上面５３の幅方向中央部を露出させるカバー部材３２のスリット７１に向けて集光されて、当該スリット７１を通じてカバー部材３２の外部に出光される。これにより、従来、カバー部材３２に遮られて当該カバー部材３２内に留まっていた光をスリット７１を通じて外部に出光でき、光の利用効率を高めることができるとともに、スリット７１を通じて外部に出光される光の輝度を高めることができる。
【００４６】
以上より、本発明によれば、指針本体３１の指針部５０に設けられた中空状反射部６０が、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３を有し、この透過面６３が、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をカバー部材３２に設けられたスリット７１に向けて集光するレンズ形状に形成されているので、従来、指針部５０の上面５３から出光してもカバー部材３２に遮られて外部に出て行くことができなかった光の進行方向をスリット７１に向けることができ、そのため、光拡散部材を用いることなくスリット７１を通じてカバー部材３２の外部に出光される光の輝度を高めることができ、暗部の発生を防ぐことができ、したがって、光の利用効率を高めて指針部５０の上面５３の輝度ムラを安価に防止できる。
【００４７】
また、透過面６３の指針部５０の幅方向に沿う断面形状が、指針部５０の上面５３から離れる方向に凸の曲線状に形成されているので、透過面６３が単純な凸レンズ形状となり、そのため、指針本体３１、この指針本体３１を有する自発光指針３、及び、この自発光指針３を備える車両用表示装置１を容易且つ安価に製造できる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、指示方向反射面、後端方向反射面、及び、透過面、を有するとともに、指針部に中空状に形成されているものであれば、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い。指示方向反射面６１、後端方向反射面６２は略平面に形成されていたが、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。また、透過面６３は、横断面形状が指針部５０の上面５３から離れる方向に凸の曲線状に形成された凸レンズ形状の曲面に形成されていたが、これに限定されるものではなく、これら平面、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。
【００５０】
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５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。
【００５１】
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。
【００５２】
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】
【００５３】
１ 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 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 指針部
５１ 指示部
５２ 後方部
５３ 指針部の上面
５４ 指針部の底面
６０ 中空状反射部
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
【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６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、基部９４０から指針軸９１４の軸心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が設けられており、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６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６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６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６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。
【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側の上面９５３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側の上面９５３から出光し、上記光Ｌ３は、透過面９６３に入光したのち中空状反射部９６０上方の上面９５３から出光し、これにより指針部９５０の上面９５３の全体が発光する。図中、光Ｌ３を示す矢印は光の輝度を太さで表し、太いほど輝度が高く、細いほど輝度が低い。
【０００８】
上述の透過面９６３に入光する光Ｌ３は、図７に一例を示すように、上記角部９６０ａの直上の透過面９６３の箇所９６３ｃが最も輝度が高くなり、当該箇所９６３ｃから指示方向Ｓ１側の透過面端部９６３ａ又は後端方向Ｓ２側の透過面端部９６３ｂに向かって離れるにしたがって次第に輝度が低くなっている。そして、この輝度が低い箇所が暗部となり中空状反射部９６０上方の上面９５３に輝度ムラが生じてしまう。そのため、図８に示すように、中空状反射部９６０内に、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品９７０を挿入したり、または、特許文献１に開示された発光指針と同様に、透過面９６３にフィルタ部材を設けたりして、上記上面９５３の輝度ムラを防いでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
しかしながら、上述したように中空状反射部９６０上方の指針部９５０の上面９５３に生じる輝度ムラを防ぐために光拡散部品やフィルタ部材などを設けると、部品点数が増えるとともに組み立てにかかる工数も増えてしまい、指針部材の製造コストが増加してしまうという問題があった。また、図９に示すように、指針部９５０がカバー部材９３２に覆われており、カバー部材９３２のスリット９７１を通じて指針部９５０の上面９５３の一部だけが外部に露出されているので、透過面９６３に入光した光Ｌ３が上面９５３から出光しても、光Ｌ３の一部だけがスリット９７１を通じてカバー部材９３２の外部に出て視認され、光Ｌ３の残りの一部はカバー部材９３２によって遮られてカバー部材９３２の内部に留まり、そのため、光の利用効率が悪いという問題があった。
【００１１】
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、光の利用効率を高めて指針部の上面の輝度ムラを防止できる安価な指針部材、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】
【００１２】
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及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸長された指針部と、前記基部で受光された光を前記指示方向及び前記後端方向に反射するように前記基部と対向して前記指針部内に設けられた中空状反射部と、を有し、前記指針部の上面に対応して前記指針部の長手方向に沿って形成されたスリットを有するカバー部材に前記指針部が収容される、透光性材料からなる指針部材において、前記中空状反射部が、前記基部で受光された光の一部を前記指示方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された指示方向反射面と、前記指示方向反射面に交差して連接され、前記基部で受光された光の一部を前記後端方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された後端方向反射面と、前記指示方向反射面と前記後端方向反射面とのそれぞれに交差して連接され、前記指針部の上面と対向して設けられた透過面と、を有し、前記透過面が、前記指示方向反射面及び前記後端方向反射面を透過した光を前記スリットに向けて集光するレンズ形状に形成されていることを特徴とする指針部材である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記透過面の前記指針部の幅方向に沿う断面形状が、前記指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
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１又は２に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を収容するとともに、前記指針部の上面からの光が通過す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。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項３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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、指針部材の指針部に設けられた中空状反射部が、指示方向反射面、後端方向反射面及び透過面を有し、この透過面が、指示方向反射面及び後端方向反射面を透過した光をカバー部材に設けられたスリットに向けて集光するレンズ形状に形成されているので、従来、指針部の上面から出光してもカバー部材に遮られて外部に出て行くことができなかった光の進行方向をスリットに向けることができ、そのため、光拡散部材を用いることなくスリットを通じてカバー部材の外部に出て行く光の輝度を高めることができ、暗部の発生を防ぐことができ、したがって、光の利用効率を高めて指針部の上面の輝度ムラを安価に防止できる。
【００１７】
また、透過面の指針部の幅方向に沿う断面形状が、指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されることにより、透過面が単純な凸レンズ形状となり、そのため、指針部材を容易且つ安価に製造できる。
【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り、（ｃ）は、指針軸の軸心を含む指針本体の幅方向断面を指示方向に沿って見た図である。
【図４】図３の指針本体内を進む光を説明するための断面図である。
【図５】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６】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７】図６の自発光指針の指針本体の中空状反射部内に透過された光を説明するための図である。
【図８】図６の自発光指針において中空状反射部内に光拡散部材を設けた構成を示す図である。
【図９】図６の自発光指針の指針本体内を進む光を説明するための断面図である。
【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４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）〜（ｃ）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、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。また、これ以外にも、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。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し、「上面５３」との記載は、底面５４と反対側の拡散層５３ａを含む指針部５０の表面のことを表し、底面５４と反射層５４ａ、上面５３と拡散層５３ａについては、必要があるときのみそれらを区別して説明する。なお、これら反射層５４ａと拡散層５３ａは、いずれか一方のみ備えた構成でもよい。
【００２７】
中空状反射部６０は、図３（ａ）〜（ｃ）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。
【００２８】
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、上述した従来の指針本体９３１の指示方向反射面９６１と同様に、受光部４２で受光された光Ｌの一部Ｌ１を指示方向Ｓ１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。
【００２９】
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、上述した従来の指針本体９３１の後端方向反射面９６２と同様に、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。
【００３０】
透過面６３は、指針部５０の幅方向に沿う断面形状（以下、横断面形状という）が、上記角部６０ａ側に凸の曲線状となる曲面に形成されている。また、透過面６３の横断面形状は当該透過面６３上の位置によらず一定であり、つまり、透過面６３は、指針部５０の長手方向に平行に軸が配置された略半円筒形状（かまぼこ形状）の曲面に形成されている。また、透過面６３は、指針部５０の上面５３に対向して配置されている。つまり、透過面６３は、横断面形状が上面５３から離れる方向に凸の曲線状となる凸レンズ形状に形成されている。透過面６３は、このような凸レンズ形状により、当該透過面６３に入光した光を、後述するカバー部材３２のスリット７１が配置される指針部５０の上面５３の幅方向中央部に向けて集光する。つまり、透過面６３は、カバー部材３２のスリット７１に向けて集光するように形成されている。
【００３１】
また、透過面６３は、横断面形状の曲率が大きいほど集光量が多く、曲率が小さいほど集光量が少ない。そして、本実施形態では、透過面６３の横断面形状は当該透過面６３上の位置によらず一定であったが、これに限定されるものではなく、例えば、入光する光の輝度が高い透過面６３の箇所においては横断面形状の曲率を小さくし、入光する光の輝度が低い透過面６３の箇所においては横断面形状の曲率を大きくして、透過面６３に対向する指針部５０の上面５３の幅方向中央部から出光される光の輝度が適切にバランスされるように各箇所での曲率を変えて透過面６３を形成してもよい。つまり、透過面６３の横断面形状は、上面５３から離れる方向に凸の曲線状であれば、透過面６３上の位置によらず一定形状でもよく、または、位置によって異なる形状でもよい。また、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の形状及び配置は上記記載の場合のみに限定されるものではない。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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における幅方向中央部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の上面５３に対応して指針部５０の長手方向に沿って形成されている。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、スリット７１内に透光性着色部材や光拡散部材を設けるなどしてもよく、スリット７１は、指針部５０の上面から出光された光が通過するように構成されていればよい。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。
【００３６】
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、指針部５０の指示部５１を収容する上部カバー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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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４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。
【００４４】
図４に示すように、光源６から発せられた光Ｌは、指針軸１４によって導光されたのち指針本体３１の基部４０に設けられた受光部４２で受光される。そして、この光Ｌは指針本体３１内を進み、中空状反射部６０の指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２に入射して、これら指示方向反射面６１及び後端方向反射面６２が、当該光Ｌの一部を指示方向Ｓ１（図４の奥方向）及び後端方向Ｓ２（図４の手前方向）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。この光Ｌ３は、中空状反射部６０内を通過して透過面６３に入光する。
【００４５】
そして、透過面６３に入光した光Ｌ３は、指針部５０の上面５３の幅方向（図４の左右方向）中央部に向けて集光されて、上面５３の幅方向中央部から出光する。即ち、上記光Ｌ３は、指針部５０の上面５３の幅方向中央部を露出させるカバー部材３２のスリット７１に向けて集光されて、当該スリット７１を通じてカバー部材３２の外部に出光される。これにより、従来、カバー部材３２に遮られて当該カバー部材３２内に留まっていた光をスリット７１を通じて外部に出光でき、光の利用効率を高めることができるとともに、スリット７１を通じて外部に出光される光の輝度を高めることができる。
【００４６】
以上より、本発明によれば、指針本体３１の指針部５０に設けられた中空状反射部６０が、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２及び透過面６３を有し、この透過面６３が、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をカバー部材３２に設けられたスリット７１に向けて集光するレンズ形状に形成されているので、従来、指針部５０の上面５３から出光してもカバー部材３２に遮られて外部に出て行くことができなかった光の進行方向をスリット７１に向けることができ、そのため、光拡散部材を用いることなくスリット７１を通じてカバー部材３２の外部に出光される光の輝度を高めることができ、暗部の発生を防ぐことができ、したがって、光の利用効率を高めて指針部５０の上面５３の輝度ムラを安価に防止できる。
【００４７】
また、透過面６３の指針部５０の幅方向に沿う断面形状が、指針部５０の上面５３から離れる方向に凸の曲線状に形成されているので、透過面６３が単純な凸レンズ形状となり、そのため、指針本体３１、この指針本体３１を有する自発光指針３、及び、この自発光指針３を備える車両用表示装置１を容易且つ安価に製造できる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、指示方向反射面、後端方向反射面、及び、透過面、を有するとともに、指針部に中空状に形成されているものであれば、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い。指示方向反射面６１、後端方向反射面６２は略平面に形成されていたが、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。また、透過面６３は、横断面形状が指針部５０の上面５３から離れる方向に凸の曲線状に形成された凸レンズ形状の曲面に形成されていたが、これに限定されるものではなく、これら平面、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。
【００５０】
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５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。
【００５１】
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。
【００５２】
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】
【００５３】
１ 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 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 指針部
５１ 指示部
５２ 後方部
５３ 指針部の上面
５４ 指針部の底面
６０ 中空状反射部
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
【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及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸長された指針部と、前記基部で受光された光を前記指示方向及び前記後端方向に反射するように前記基部と対向して前記指針部内に設けられた中空状反射部と、を有し、前記指針部の上面に対応して前記指針部の長手方向に沿って形成されたスリットを有するカバー部材に前記指針部が収容される、透光性材料からなる指針部材において、
前記中空状反射部が、
前記基部で受光された光の一部を前記指示方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された指示方向反射面と、
前記指示方向反射面に交差して連接され、前記基部で受光された光の一部を前記後端方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された後端方向反射面と、
前記指示方向反射面と前記後端方向反射面とのそれぞれに交差して連接され、前記指針部の上面と対向して設けられた透過面と、を有し、
前記透過面が、前記指示方向反射面及び前記後端方向反射面を透過した光を前記スリットに向けて集光するレンズ形状に形成されている
ことを特徴とする指針部材。
【請求項２】
前記透過面の前記指針部の幅方向に沿う断面形状が、前記指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の指針部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を収容するとともに、前記指針部の上面からの光が通過す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４】
請求項３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及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸長された指針部と、前記基部で受光された光を前記指示方向及び前記後端方向に反射するように前記基部と対向して前記指針部内に設けられた中空状反射部と、を有し、前記指針部の上面に対応して前記指針部の長手方向に沿って形成されたスリットを有するカバー部材に前記指針部が収容される、透光性材料からなる指針部材において、
前記中空状反射部が、
前記基部で受光された光の一部を前記指示方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された指示方向反射面と、
前記指示方向反射面に交差して連接され、前記基部で受光された光の一部を前記後端方向に反射し且つ当該光の他の一部を透過するように形成された後端方向反射面と、
前記指示方向反射面と前記後端方向反射面とのそれぞれに交差して連接され、前記指針部の上面と対向して設けられた透過面と、を有し、
前記透過面が、前記指示方向反射面及び前記後端方向反射面を透過した光を前記スリットに向けて集光するレンズ形状に形成されている
ことを特徴とする指針部材。
【請求項２】
前記透過面の前記指針部の幅方向に沿う断面形状が、前記指針部の上面から離れる方向に凸の曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の指針部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を収容するとともに、前記指針部の上面からの光が通過す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４】
請求項３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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５４８００（Ｐ２０１２−１５４８００Ａ）
【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２０１１−１４２５０（Ｐ２０１１−１４２５０）
【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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