JP2004144583A

JP2004144583A - 発光指針計器

Info

Publication number: JP2004144583A
Application number: JP2002308977A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kadoya; 角屋　実
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】指針の基部における乱反射光の一部が文字盤へ漏れ、文字盤の遮光キャップ周囲がリング状に光り発光指針計器の見映えが低下することを防止する。
【解決手段】文字盤２は、貫通孔２１（すなわち、導光体５から指針４の基部４１への光の経路）の周囲に貫通孔２１と略同軸上の突出面である隆起部２２を備え、隆起部２２は、その外周側から貫通孔２１に向かうに連れて指針４との隙間が小さくなるような傾斜面状に形成されている。このため、指針４の基部４１で隆起部２２方向へ反射した光の隆起部２２への入射角が、従来のコンビネーションメータの場合よりも大きくなる。したがって、隆起部２２での反射光の出射方向が、運転者の視認方向から大きく逸れるので、運転者によって視認されなくなる。これにより、文字盤２の遮光キャップ８周囲がリング状に光りコンビネーションメータ１の見映えが低下することを防止できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源によって指針を発光させる発光指針計器に関するものであり、車両等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発光指針計器として、たとえば、自動車用のスピードメータ等のように指針によって表示を行う計器において、光源の光を指針に導いて指針自体を発光させるようにしたものがある。これは、文字盤の裏面側に回動内機を配置し、その指針軸を文字盤の貫通孔から表面側に延出し、この指針軸先端部に固定され文字盤の表面に沿って回動する指針を透光性材料から形成し、導光体により導いた光源からの光を文字盤の貫通孔を通して指針に供給して指針を発光させるものである。
【０００３】
この種の発光指針計器においては、指針の回転中心領域は遮光キャップで覆われているので、この部分から指針軸の軸方向への光漏れ、つまり運転者の目へ直接向かう方向の光は遮断される。しかし、遮光キャップと文字盤との間から文字盤表面に沿う方向の光漏れが発生することがある。この場合、遮光キャップのまわりが日食時の太陽コロナ状に明るく照明されるもので、文字盤と指針とのコントラストが弱くなり指針の視認性が低下する可能性がある。
【０００４】
この対策として、文字盤の貫通孔周縁部にこの貫通孔を取り巻いて少なくとも指針の動作領域に遮光壁を突出形成したものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この遮光壁により、導光体と指針の間の隙間から文字盤への光漏れを抑制しようというものである。
【０００６】
【特許文献１】
実開平３−１１０３１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の実開平３−１１０３１６号公報に記載の発光指針計器における遮光壁により、導光体と指針の間の隙間から文字盤への光漏れを抑制することはある程度可能である。
【０００８】
ところで、上述の従来の発光指針計器において、導光体から出射し指針の基部に入射した光の大部分は指針内へ進入するが、その一部は指針の基部で拡散反射され、この反射光が文字盤に入射する。この光が文字盤で拡散反射され、その一部は運転者の視認方向に出射される。このため、遮光キャップの周囲の文字盤が運転者によりリング状に明るく視認され、発光指針計器の見映えが低下してしまう可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、指針の基部における乱反射光の一部が文字盤へ漏れ、文字盤の遮光キャップ周囲がリング状に明るく光り発光指針計器の見映えが低下することを防止できる発光指針計器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発光指針計器は、文字盤と、文字盤の裏面側に配置され、文字盤の貫通孔を通り回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、その基部において指針軸の先端部に支持され文字盤の表面に沿って回動する透光性材料からなる指針と、指針の少なくとも回転中心領域の表面を覆うように指針に取り付けられる遮光キャップと、文字盤の裏面側に配置され貫通孔を通して基部に光を入射させる透光性材料からなる導光体と、文字盤の裏面側に導光体に光を入射可能に配置される光源とを備え、光源からの光を導光体により導き指針の基部に入射させ指針を発光させる発光指針計器であって、文字盤は貫通孔の周囲に貫通孔と略同軸上の突出面を備え、この突出面は、その外周側から貫通孔に向かうに連れて指針との隙間が小さくなるように形成される構成とした。
【００１２】
ところで、導光体から出射し指針の基部に入射した光の大部分は指針内へ進入するが、一部は指針の基部で拡散反射される。指針の基部での拡散反射光はあらゆる方向に出射されるが、通常の反射光、すなわち入射角と出射角が等しい関係にある反射光方向の光（以降、主反射光と書く）の強度が最も高くなる。したがって、指針の基部での出射角が小さい方向、別な言い方をすると指針軸方向と成す角度が小さい方向の光の強度が最も高くなる。
【００１３】
従来の発光指針計器においては、指針の基部の導光体からの光の入射面と文字盤表面とは略平行な関係にある。このため、指針の基部での拡散反射光の主反射光が文字盤へ入射する際の入射角は、指針の基部における出射角と略同じ角度となり、さらに、この入射角と等しい出射角で文字盤から出射する。すなわち指針軸方向と成す角度が小さい角度、言い換えると、運転者による視認方向に近い角度で出射する。これにより、遮光キャップの周囲の文字盤が運転者によりリング状に明るく視認され、発光指針計器の見映えが低下するという問題がある。
【００１４】
一方、本発明の請求項１に記載の発光指針計器においては、文字盤は貫通孔（すなわち、導光体から指針の基部への光の経路）の周囲に貫通孔と略同軸上の突出面を備えており、この突出面は、その外周側から貫通孔に向かうに連れて指針との隙間が小さくなるように、言い換えると、突出面は、指針の中心から指針の先端に向かうに連れて指針軸方向に指針から遠ざかる傾斜面状に形成されている。このため、指針の基部での拡散反射光の主反射光が文字盤、すなわち突出面へ入射する際の入射角は、従来の発光指針計器における入射角よりも大きくなり、続いて、この入射角と等しい出射角で出射する。この出射方向は、従来の発光指針計器における出射方向に比べて、運転者の視認方向から大きく逸れることになる。つまり、指針の基部での拡散反射光が運転者によって視認されなくなる。これにより、指針の基部における拡散反射光の一部が文字盤へ漏れ、文字盤の遮光キャップ周囲がリング状に明るく光り発光指針計器の見映えが低下することを防止できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、突出面は貫通孔の中心軸を軸とする軸対称曲面である構成とした。これにより、容易に文字盤に突出面を形成できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、突出面は複数の平面により形成される構成とした。これにより、容易に文字盤に突出面を形成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による発光指針計器を、自動車に搭載されるコンビネーションメータ１に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００１８】
コンビネーションメータ１は、当該自動車の車室内の運転席前方に設けられ、当該自動車の作動状態（走行速度、エンジン回転数等）を指針４の回動により運転者が視認可能に表示するものである。さらに、指針４は発光表示されるので、良好な視認性が得られる。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図である。図１において、右側が運転席側であり、左右方向が運転者の視認方向である。
【００２０】
文字盤２は、樹脂あるいは金属等の薄板で形成され、その表面（図１の右側表面）には、目盛および数字（図示せず）が設けられている。また、文字盤２の略中央部には、後述する指針軸であるシャフト３１を挿通させるための貫通孔２１が設けられている。さらに、文字盤２の貫通孔２１の周囲には、貫通孔２２と略同軸上の突出面である隆起部２２が形成されている。隆起部２２は、図１に示すように、貫通孔２２の中心軸を軸とする軸対称曲面である球面状に、且つ文字盤２の他の部分よりも指針４側（図１において右側）に突出するように形成されている。また、隆起部２２である球面の中心は、隆起部２２の裏側（図１において左側）且つ指針軸３１またはその延長上にある。したがって、隆起部２２と指針４との隙間の大きさは、図１に示すように、隆起部２２の外周側から貫通孔２１に向かうに連れて小さくなっている。
【００２１】
文字盤２の裏側には、指針４を回動させる回動内機であるムーブメント３が配置されている。ムーブメント３は、たとえば交差コイル式駆動部等を備え、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト３１を回動させる。シャフト３１は、文字盤２の貫通孔２１を通り回動可能に文字盤２の表面側に延出されている。また、シャフト３１の先端には、指針４が固定されている。また、ムーブメント３は、文字盤２の裏側に配置されるプリント基板７に実装、固定されている。
【００２２】
指針４は、透光性材料、たとえば透明なアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂等で形成されている。指針４は、図１に示すように、その基部４１においてシャフト３１の先端部に固定されてシャフト３１と一体と回動する。また、基部４１からは、指示部４３がシャフト３１の径方向に延出されている。指示部４３は、シャフト３１の回動に応じて文字盤２の表面に沿って回動し、文字盤２上の目盛等（図示せず）と共に所定の物理量を指示する。また、指針４は反射面４２を備えている。反射面４２は、基部４１から指針４に入射した光源である発光ダイオード６が発する光を指示部４３方向へ反射する。また指示部４３の裏面４４には、裏面４４に入射した上述の光を運転者が視認可能なように拡散反射させるために網点反射層（図示せず）が印刷により施されている。
【００２３】
文字盤２の裏側（図１の左側）には、プリント基板７が配置されている。プリント基板７はコンビネーションメータ１の電気回路部を形成し、ムーブメント３が実装、固定されると共に、指針４を照明するための光源である発光ダイオード６が実装されている。
【００２４】
指針４と発光ダイオード６との間には、発光ダイオード６が発する光を指針４へ導いて指針４を発光させるための導光体５が配置されている。導光体５は、透光性材料である透明なアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂等で形成されている。導光体５の略中央部には、ムーブメント３のシャフト３１を挿通させるための貫通孔５１が設けられている。また、貫通孔５１の後面周縁には、図１に示すように、反射面５２が設けられている。さらに、導光体５１の外周部には、反射面５３が設けられている。導光体５に入射した発光ダイオード６からの光は、反射面５３および反射面５２で反射しつつ導光体５内を図１中において矢印で示すように進行し、導光体５の指針４側端面である発光面５４から指針４の基部４１に向かって出射する。そして、指針４の反射面４１で指示部４３に向けて反射され、さらに指示部４３内を反射を繰返しながら進む。この光は、指針４の裏面４４に施された網点反射層において拡散反射するので、指示部４３が発光表示される。なお、発光面５４は円環状に発光するので、指針４は、その回動角度如何に関わらず常に安定した輝度で発光表示される。
【００２５】
ところで、導光体５の端面５ｂの指針４に対向していない部分から出射される光は、図１中の右方向、すなわち運転者に向かって進み運転者を眩惑させる可能性がある。そこで、指針４に、指針４における発光面５４に対応する部分である回転中心領域の表面を覆うための遮光キャップ８を装着している。遮光キャップ８は、遮光性を有する金属薄板あるいは樹脂等で形成されている。運転者がコンビネーションメータ１を見ると、指針４は、遮光キャップから指示部４３だけが延出して視認される。
【００２６】
上述の文字盤２、導光体５、ムーブメント３、プリント基板７等は、樹脂製のケース１０内に収容固定されている。また、ケース９には、透明カバー１０が取り付けられてコンビネーションメータ１内への塵埃の侵入を防止して、文字盤２や指針４を清浄に維持している。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の視認性に対する文字盤２の隆起部２２の作用効果について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における文字盤２の隆起部２２および指針４周辺の部分拡大図である。なお、図２中において、一点鎖線は、従来のコンビネーションメータにおける、文字盤２００形状および光の経路を示す。
【００２９】
導光体５の発光面５４から出射した光の大部分は、基部４２から指針４内へ入射し、指針４の発光表示に寄与する。しかし、一部の光は、図２に示すように、基部４２において文字盤２に向かって反射する。
【００３０】
ここで、従来のコンビネーションメータにおいては、その文字盤２００は、図２中の一点鎖線で示すような形状、すなわち、指針４の基部４２と略平行な平面状である。基部４２において文字盤２００に向かって反射した反射光は、入射角θ２をもって文字盤２００へ入射し続いて出射角θ２で文字盤２００から出射する。の入射角θ２は小さくなりすなわち隆起部２２に向かって反射する。この場合、文字盤２００への入射角＝出射角＝θ２は小さい角度となり、文字盤２００から出射する光Ｃの進行方向は、シャフト３１と略平行、言い換えると、運転者による視認方向に近い方向となる。したがって、従来のコンビネーションメータにおいては、指針４の基部４２、文字盤２００で反射した光は、図２に示すように、運転者の目Ｅに入射する。これにより、文字盤２００において遮光キャップ８の周囲が運転者によりリング状に明るく視認され、コンビネーションメータの見映えが低下するという問題があった。
【００３１】
一方、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、基部４２において文字盤２、すなわち隆起部２２に向かって反射した反射光は、図２に示すように、入射角θ１をもって文字盤２００へ入射し続いて出射角θ１で隆起部２２から出射する。隆起部２２は、上述したように、隆起部２２と指針４との隙間の大きさが、隆起部２２の外周側から貫通孔２１に向かうに連れて小さくなるように、つまり、従来の文字盤２００に対しては傾斜して形成されている。このため、基部４２における反射光の隆起部２２への入射角θ１は、従来のコンビネーションメータにおける入射角θ２より大きくなる。したがって、隆起部２２から出射する光Ａの進行方向は、図２に示すように、文字盤２あるいは指針４の指示部４３と略平行、言い換えると、運転者による視認方向からは大きく逸れた方向となるので、運転者に視認されることはない。これにより、従来の文字盤２００において遮光キャップ８の周囲の部分が運転者によりリング状に明るく視認され、コンビネーションメータの見映えが低下するという不具合を確実に防止することができる。
【００３２】
図３には、本発明の一実施形態の変形例によるコンビネーションメータ１の部分断面図を示す。
【００３３】
この変形例においては、上述の本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に対して文字盤２の隆起部２２の形状を変更している。すなわち、図３に示すように、隆起部２２を球面状から円錐面状にとしている。この構成によっても、導光体５の発光面５４から出射され基部４２で反射して隆起部２２へ入射し、再び隆起部２２から出射する光の進行方向を、運転者による視認方向からは大きく逸れた方向とすることができる。したがって、従来の文字盤２００において遮光キャップ８の周囲の部分が運転者によりリング状に明るく視認され、コンビネーションメータの見映えが低下するという不具合を確実に防止することができる。
【００３４】
図４には、本発明の一実施形態における他の変形例によるコンビネーションメータ１の部分断面図を示す。
【００３５】
他の変形例においては、上述の本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１に対して導光体５の形状、およびプリント基板７上における発光ダイオード６の実装位置を変更している。すなわち、図４に示すように、導光体５を外径が指針４の基部４１に対応した略円筒状として、シャフト３１と略同軸上に配置すると共に、これに連動して、プリント基板７上において発光ダイオード６を導光体５に光を入射可能な位置に移動させた。この場合も、上述の、本発明の一実施形態と同様の効果が得られる。さらに、指針４を発光させるための照明手段である導光体５および発光ダイオード６をシャフト３１の近傍に配置させたので、文字盤２の表示演出（たとえば、目盛、文字の照明等）用の装置のためのスペースを確保できる。
【００３６】
図５には、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における文字盤２の斜視外観図を示す。なお、図５においては、分かり易さのために、指針４、遮光キャップ８等を省略している。また、図５の右側が運転席側である。
【００３７】
先に述べた、本発明の一実施形態および変形例コンビネーションメータ１においては、隆起部２２の形状を、球面状あるいは円錐面状、すなわち曲面としている。それに対して、他の変形例においては、図５に示すように、複数の平面２３の集合体としてから構成している。この場合も、上述の、本発明の一実施形態と同様に、従来の文字盤２００において遮光キャップ８の周囲の部分が運転者によりリング状に明るく視認され、コンビネーションメータの見映えが低下するという不具合を確実に防止することができる。
【００３８】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態およびその変形例によるコンビネーションメータ１では、指針４において、発光ダイオード６からの光を反射して指示部４３を発光表示させるための手段として網点反射層を用いているが、他の手段、たとえば、裏面４４に明色（白色、銀色等）塗装を施す、裏面４４にシボ面を設ける、あるいは、指針４の樹脂成形時に樹脂中に光拡散物質を混入させてもよい。
【００３９】
また、以上説明した、本発明の一実施形態およびその変形例によるコンビネーションメータ１では、光源として発光ダイオード６を用いているが、他の光源、たとえば電球あるいは放電管等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１における文字盤２の隆起部２２および指針４周辺の部分拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の他の変形例における文字盤２の斜視外観図である。
【符号の説明】
１　　コンビネーションメータ（発光指針計器）
２　　文字盤
２１　　貫通孔
２２　　隆起部（突出面）
３　　ムーブメント（回動内機）
３１　　シャフト（指針軸）
４　　指針
４１　　基部
４２　　反射面
４３　　指示部
４４　　裏面
５　　導光体
５１　　貫通孔
５２、５３　　反射面
５４　　発光面
６　　発光ダイオード（光源）
７　　プリント基板
８　　遮光キャップ
９　　ケース
１０　　透明カバー
２００　　文字盤
Ａ　　光
Ｃ　　光
Ｅ　　目
θ１、　θ２　　入射角

Claims

文字盤と、
前記文字盤の裏面側に配置され、前記文字盤の貫通孔を通り回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、
その基部において前記指針軸の先端部に支持され前記文字盤の表面に沿って回動する透光性材料からなる指針と、
前記指針の少なくとも回転中心領域の表面を覆うように前記指針に取り付けられる遮光キャップと、
前記文字盤の裏面側に配置され前記貫通孔を通して前記基部に光を入射させる透光性材料からなる導光体と、
前記文字盤の裏面側に前記導光体に光を入射可能に配置される光源とを備え、
前記光源からの光を前記導光体により導き前記指針の前記基部に入射させ前記指針を発光させる発光指針計器であって、
前記文字盤は前記貫通孔の周囲に前記貫通孔と略同軸上の突出面を備え、
前記突出面は、その外周側から前記貫通孔に向かうに連れて前記指針との隙間が小さくなるように形成されることを特徴とする発光指針計器。
前記突出面は前記貫通孔の中心軸を軸とする軸対称曲面であることを特徴とする請求項１に記載の発光指針計器。
前記突出面は複数の平面により形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光指針計器。