JP2006242639A - 指針計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 文字板の外周部に位置するリング状表示部の照明ムラを抑制する。
【解決手段】 指針１２の背後に位置する文字板１１の外周側にリング状表示部１１ｃを配置し、文字板１１の背面側に配置された光源２２からの光を遮光部材２０の反射面２０ａで反射してリング状導光体２３の光入射面２３ａに入射する。リング状導光体２３はリング状表示部１１ｃに対応して設けられ、光入射面２３ａは、リング状導光体２３のうちリング状表示部１１ｃを通して視認できる部位に形成され、かつ、光入射面２３ａに微細な凹凸形状からなる光拡散構造が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、指針を用いて各種情報（車両の速度等）を指示する指針計器に関する。

従来、指針の背後に位置する文字板の外周側にリング状表示部を配置し、このリング状表示部に対応してリング状導光体を設け、一方、文字板背面側で、かつ、指針軸近傍の位置に光源を配置し、この光源からの光で文字板の目盛、数字等の表示部を照明するとともに、この光源からの光を上記リング状導光体にも入射し、このリング状導光体を通してリング状表示部を照明する指針計器が特許文献１に記載されている。
特開２００２−２５７６０１号公報

ところで、リング状表示部および文字板の表示部を照明するための光源の個数は、コスト低減、省電力等の観点からできるだけ少なくしたいという要求がある。その結果、１個の光源により照明されるリング状表示部の円周方向範囲（円周角）がかなり大きくなってしまう。そのため、リング状表示部の円周方向の輝度が変化して、リング状表示部の照明ムラが発生するという不具合が生じる。

本発明は上記点に鑑み、指針計器における文字板の外周部に位置するリング状表示部の照明ムラを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、指針（１２）と、
前記指針（１２）の背後に位置する文字板（１１）と、
前記文字板（１１）の外周側に配置されたリング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）と、
前記文字板（１１）の背面側に配置された光源（２２）と、
前記光源（２２）からの光を前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）に導くリング状導光体（２３）とを備え、
前記リング状導光体（２３）のうち前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）を通して視認できる部位に、前記光源（２２）からの光が入射される光入射面（２３ａ）が形成され、
前記光入射面（２３ａ）に微細な凹凸形状からなる光拡散構造が形成されていることを特徴としている。

これによると、光源（２２）からの光を光入射面（２３ａ）において微細な凹凸形状からなる光拡散構造によって一様に拡散できる。そのため、光入射面（２３ａ）をリング状の円周方向に一様に光らせることができる。しかも、この光入射面（２３ａ）をリング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）を通して視認できる部位に形成してあるから、リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）をその円周方向にムラなく一様に照明された状態で視認することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の指針計器において、前記光入射面（２３ａ）は、前記光源（２２）と対向する方向に傾斜した傾斜面であることを特徴とする。

これによると、リング状導光体（２３）の厚さを大きくしなくても、光入射面（２３ａ）の面積を拡大でき、光入射面（２３ａ）への光入射量を増加してリング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）の輝度を高めることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の指針計器において、前記光源（２２）は前記指針（１２）の指針軸（１３）と平行な方向に向かって光を発光するようになっており、
前記光入射面（２３ａ）と前記指針軸（１３）の軸方向とがなす傾斜角度（θ）が３０度以下であることを特徴とする。

このように、光入射面（２３ａ）の傾斜角度（θ）を３０度以下の微小角度にすることにより、光入射面（２３ａ）の面積をより一層効果的に拡大でき、リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）の輝度を高めることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の指針計器において、前記文字板（１１）の背面側に前記文字板（１１）を照明する照明室（２１）を区画する遮光部材（２０）が配置され、
前記光源（２２）は前記遮光部材（２０）の背面側に形成された反射面（２０ａ）に向かって光を発光し、
前記反射面（２０ａ）で反射された光が前記光入射面（２３ａ）に入射されるようしたことを特徴とする。

これによると、光源（２２）は、文字板（１１）の背面側に配置された遮光部材（２０）の反射面（２０ａ）に対向するように配置できる。このため、光源（２２）を、リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）の直下位置よりも文字板（１１）の中心寄りの位置に配置できる。

これによって、複数の光源（２２）をリング状の円周方向に所定間隔で分散配置する際に、光源（２２）の数を減らしても複数の光源（２２）相互間の間隔を縮小できる。その結果、リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）の照明ムラを抑制しながら、光源数の削減によりコスト低減を達成できる。

請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の指針計器において、前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）は、前記文字板（１１）自体の外周側部分に形成してよい。

また、請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の指針計器において、前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）は、前記リング状導光体（２３）のうち前記文字板（１１）側の端部に形成してもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示すもので、本実施形態は本発明を車両の計器盤（インストルメントパネル）に装着される速度計に適用した場合を例示している。図１は車両用速度計の正面図で、図２は図１のＡ−Ａ断面拡大図で、図３は図２の要部拡大図である。

速度計１０は円板状の文字板１１を有し、この文字板１１は、透光性材料の薄板により構成され、そして、この薄板の外周部付近に速度表示部である目盛１１ａおよび速度を示す数字１１ｂが形成される。さらに、文字板１１のうち目盛１１ａの外周側部位に加飾リングをなすリング状表示部１１ｃが形成されている。

ここで、「リング状」という用語は、閉じた円環状をなす完全なリング形状だけでなく、円環状の一部が欠落している不完全なリング形状を含む意味で用いている。因みに、本実施形態のリング状表示部１１ｃは、図１に示す細点領域で構成され、円環状の一部（白抜き部分１ｅ）が欠落している不完全なリング形状になっている。

文字板２のうち、目盛１１ａ、数字１１ｂおよびリング状表示部１１ｃを除いた部分には不透光性着色層が形成され、光が透過しないようになっている。ここで、リング状表示部１１ｃは透光性塗料にて例えば、青色等に着色してある。

そして、文字板１１の表面（図２の上側面）上に指針１２が回動可能に配置されている。この指針１２も透光性材料により構成されている。文字板１１および指針１２の透光性材料としては例えば無色透明のポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂等が好ましい。また、目盛１１ａ、数字１１ｂおよび指針１２についても、透光性塗料にて着色してもよい。

指針１２は指針軸１３の一端部（文字板１１表面側の一端部）に一体に連結され、指針軸１３を中心として回動する。指針軸１３は、文字板１１の中心孔部１１ｄを貫通して文字板１１の表面側から背面側にわたって配置される。

指針軸１３のうち、文字板１１の背面側の他端部には指針駆動用の回動機構１４が連結される。この回動機構１４は、例えば交差コイル式アクチュエータあるいはステッピングモータ等の周知の機構により構成され、指針１２を回動させるための駆動力を発生する。

文字板１１の背面側には、所定間隔を隔ててプリント基板１５が配置されている。このプリント基板１５は速度計１０の電気回路部を構成するもので、回動機構１４はプリント基板１５の背面側（図２の下面側）に配置され、かつ、プリント基板１５の電気回路部に電気結線される。

文字板１１の背面側において指針軸１３の外周側には、指針軸１３を囲むように円筒状の遮光筒１６が配置されている。この遮光筒１６は樹脂系の遮光性材料により構成され、文字板１１とプリント基板１５との間に支持固定されている。

プリント基板１５の表面側（図２の上面側）のうち、遮光筒１６の内周側部位に発光ダイオードにより構成される複数の第１光源１７が配置されている。この第１光源１７から発した光が透光性材料からなる指針１２内部に入射されて、指針１２を照明するようになっている。

また、プリント基板１５の表面側（図２の上面側）のうち、遮光筒１６よりも径外方側の部位に発光ダイオードにより構成される第２光源１８が配置されている。この第２光源１８は、指針軸１３を中心とする円周方向に所定間隔にて複数個配置されている。

そして、文字板１１の背面側には、この第２光源１８に対向して第１導光体１９が配置されている。この第１導光体１９は遮光筒１６の外周側を取り囲むリング状の形状であり、文字板１１および指針１２と同様の透光性材料により構成されている。

第１導光体１９は、第２光源１８が発した光を文字板１１の表示部である目盛１１ａおよび数字１１ｂの部分に導く役割を果たす。

プリント基板１５の表面側のうち、第２光源１８よりもさらに径外方側の部位に遮光部材２０が配置されている。この遮光部材２０は導光体１９の背面側に沿って文字板１１の外周側に向かって延びる板状の断面形状を有し、その全体形状はリング状になっている。この遮光部材２０は、文字板１１の背面側に文字板１１を照明するための照明室２１を区画する。従って、第１導光体１９はこの照明室２１内に収容されることになる。

プリント基板１５の表面側のうち、遮光部材２０よりもさらに径外方側の部位に発光ダイオードにより構成される第３光源２２が配置されている。この第３光源２２も、指針軸１３を中心とする円周方向に所定間隔にて複数個配置されている。なお、第３光源２２は文字板１１の径方向において数字１１ｂの直下付近の部位に配置されている。

遮光部材２０は樹脂系の遮光性材料により構成され、遮光部材２０の背面側に第３光源２２からの光を反射する反射面２０ａが形成されている。この反射面２０ａは第３光源２２からの光の発射方向（指針軸１３の軸方向と平行な方向）と所定角度にて斜めに交差する傾斜面である。

一方、文字板１１の目盛１１ａの外周側に形成されたリング状のリング状表示部１１ｃの直下の部位には第２導光体２３が配置されている。この第２導光体２３はリング状表示部１１ｃのリング状に対応したリング状の部材であり、文字板１１、指針１２および第１導光体１９と同様の透光性材料により構成されている。

第２導光体２３のうち、リング状表示部１１ｃと反対側の部分（図２の下側部分）に光入射面２３ａが形成されている。この光入射面２３ａは、リング状表示部１１ｃの厚さ寸法ｄ（図３）の範囲内の直下部分に位置しているので、リング状表示部１１ｃから視認できる部位である。

光入射面２３ａは、反射面２０ａで反射された光ａ１および第３光源２２からの直接光ａ２が入射されるものであって、この光入射面２３ａは、第３光源２２と対向する方向に傾斜した傾斜面になっている。ここで、第３光源２２は第２導光体２３に対して図２、３の左斜め下方に位置しているから、「第３光源２２と対向する方向に傾斜する」とは、光入射面２３ａが左斜め下方の方向に向くことを意味している。

そして、第３光源２２からの光の発射方向（指針軸１３の軸方向）と、光入射面２３ａとがなす傾斜角θ（図３）を３０度以下の微小角度にしている。これにより、リング状表示部１１ｃの厚さ寸法ｄ、ひいては第２導光体２３の厚さ寸法が小さくても光入射面２３ａの面積は十分大きく設定できるようにしてある。

さらに、光入射面２３ａには微細な凹凸による光拡散構造（シボ加工面）が形成されている。この光拡散構造は、第２導光体２３を透光性樹脂材料にて型成形するときに同時に成形できるものである。なお、第２導光体２３を型成形した後に、光入射面２３ａの表面に光拡散構造を後加工するようにしてもよい。

なお、プリント基板１５には、第１〜第３光源１７、１８、２２への通電断続および回動機構１４の駆動制御を行う制御回路部が設けられている。車両には、前照灯等の灯火類の点灯、消灯の指令を出すライトスイッチ（図示せず）が備えられており、このライトスイッチのオン、オフ信号がプリント基板１５の制御回路部に入力される。

次に、本実施形態の作動を説明する。昼間は車両のライトスイッチがオフ状態になっているので、プリント基板１５の制御回路部は第１〜第３光源１７、１８、２２への通電を遮断する。そのため、第１〜第３光源１７、１８、２２はいずれも消灯している。従って、文字板１１の目盛１１ａ、数字１１ｂ、リング状表示部１１ｃ、指針１２等は、速度計１０に入射した太陽光等の外来光によって視認できる。

これに対し、夜間には車両のライトスイッチがオン状態に操作されるので、プリント基板１５の制御回路部は第１〜第３光源１７、１８、２２に通電し、第１〜第３光源１７、１８、２２を点灯させる。第１光源１７の光は指針１２の内部に入射され、指針１２を照明する。また、第２光源１７の光は第１導光体１９を通して文字板１１の目盛１１ａおよび数字１１ｂの領域に導かれ、目盛１１ａおよび数字１１ｂを照明する。

さらに、第３光源２２の光は遮光部材２０の反射面２０ａに当たり、ここで、反射されて矢印ａ１のように第２導光体２３の光入射面２３ａに入射されるとともに、矢印ａ２のように第２導光体２３の光入射面２３ａに直接入射される。

そして、光入射面２３ａから第２導光体２３内に入射された光は第２導光体２３を通してリング状表示部１１ｃに到達し、リング状表示部１１ｃを照明する。ここで、リング状表示部１１ｃを透光性塗料にて青色等に着色しておけば、リング状表示部１１ｃを青色等で光らせることができ、その意匠的効果を向上できる。

しかも、第２導光体２３の光入射面２３ａをリング状表示部１１ｃから視認できる部位に形成し、この光入射面２３ａに微細な凹凸による光拡散構造（シボ加工面）を形成してあるため、光入射面２３ａに入射した光をこの微細な凹凸による光拡散作用で、第２導光体２３のリング形状の円周方向に一様に拡散できる。

この結果、光入射面２３ａがその円周方向にムラなく一様に明るく光る。この光入射面２３ａはリング状表示部１１ｃから視認できる部位に形成してあるため、リング状表示部１１ｃをその円周方向にムラなく一様に照明された状態で視認することができる。

また、第３光源２２からの光の発射方向（指針軸１３の軸方向）と、光入射面２３ａとがなす傾斜角θ（図３）を３０度以下の微小角度にして、光入射面２３ａの面積を十分拡大できるようにしてあるので、光入射面２３ａへの光入射量を増やして、リング状表示部１１ｃの輝度を高めることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、リング状表示部１１ｃを文字板１１のうち目盛１１ａの外周側部分に形成しているが、第２実施形態では、図４に示すように、第２導光体２３の上端部（文字板１１側の端部）を直接露出し、この第２導光体２３の上端部にリング状表示部２３ｂを形成している。つまり、リング状表示部２３ｂは、文字板１１でなく、第２導光体２３の端部上に直接形成してもよい。この場合も、リング状表示部２３ｂに透光性塗料にて青色等の適宜の色を着色してよい。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、第２導光体２３の光入射面２３ａを、第３光源２２と対向する方向に傾斜した傾斜面にしているが、第３実施形態では、図５に示すように第２導光体２３の下端面を、第３光源２２からの光の発射方向（指針軸１３の軸方向と平行な方向）に対して直交する面とし、この直交面を光入射面２３ａとし、この光入射面２３ａに微細な凹凸による光拡散構造を形成している。

第３実施形態においても、光入射面２３ａが微細な凹凸による光拡散作用で円周方向に一様に明るく光るとともに、この光入射面２３ａをリング状表示部１１ｃを通して視認できるので、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。

本発明の第１実施形態を示す指針計器の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態を示す指針計器の要部拡大断面図である。 本発明の第３実施形態を示す指針計器の要部拡大断面図である。

符号の説明

１１…文字板、１１ｃ…リング状表示部、１２…指針、１３…指針軸、２０…遮光部材、２０ａ…反射面、２２…光源、２３…リング状導光体、２３ａ…光入射面、
２３ｂ…リング状表示部。

Claims (6)

1. 指針（１２）と、
   前記指針（１２）の背後に位置する文字板（１１）と、
   前記文字板（１１）の外周側に配置されたリング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）と、
   前記文字板（１１）の背面側に配置された光源（２２）と、
   前記光源（２２）からの光を前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）に導くリング状導光体（２３）とを備え、
   前記リング状導光体（２３）のうち前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）を通して視認できる部位に、前記光源（２２）からの光が入射される光入射面（２３ａ）が形成され、
   前記光入射面（２３ａ）に微細な凹凸形状からなる光拡散構造が形成されていることを特徴とする指針計器。
2. 前記光入射面（２３ａ）は、前記光源（２２）と対向する方向に傾斜した傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の指針計器。
3. 前記光源（２２）は前記指針（１２）の指針軸（１３）と平行な方向に向かって光を発光するようになっており、
   前記光入射面（２３ａ）と前記指針軸（１３）の軸方向とがなす傾斜角度（θ）が３０度以下であることを特徴とする請求項２に記載の指針計器。
4. 前記文字板（１１）の背面側に前記文字板（１１）を照明する照明室（２１）を区画する遮光部材（２０）が配置され、
   前記光源（２２）は前記遮光部材（２０）の背面側に形成された反射面（２０ａ）に向かって光を発光し、
   前記反射面（２０ａ）で反射された光が前記光入射面（２３ａ）に入射されるようしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の指針計器。
5. 前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）が、前記文字板（１１）の外周側部分に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の指針計器。
6. 前記リング状表示部（１１ｃ、２３ｂ）が、前記リング状導光体（２３）のうち前記文字板（１１）側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の指針計器。
   

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