JP2007263827A - 計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の数を少なくすることができる配光効率に優れた計器装置を提供する。
【解決手段】計器装置１の導光体５は、受光面５３から入射された光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆを文字板側導光部５２と指針側導光部５１との２方向に分岐する分岐部５４を有している。また、この受光面５３は、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｄが、分岐部５４に当たることなくかつ輝度をより必要とする指針側導光部５１に入射するように配された指針側受光面５１ａ及び文字板側受光面５２ａにより構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両、船舶等の移動体に搭載される計器装置に関し、詳しくは、光源から入射された光を文字板照明側と指針照明側とに分岐する導光体を有した計器装置に関する。

車両、船舶などの移動体には、例えば、車両の速度を表示するスピードメータ、エンジンの回転数を表示するタコメータ、燃料の残量を表示するヒューエルゲージ、エンジンの冷却水の温度を表示するテンパラチャゲージなど、各種の計測ユニットが計測した複数の情報を移動体の運転者に対し表示する計器装置が搭載される。

上述した計器装置１０１は、図４に示すように、表面に目盛を有した文字板１０２と、文字板１０２の目盛を指示する指針１０３と、文字板１０２の背面側に配された導光体１０５と、導光体１０５の背面側に配された回路基板１０７に取り付けられた光源としてのＬＥＤ１０４と、回路基板１０７に取り付けられたステッピングモータ１０６などを有している。このステッピングモータ１０６は、前記計測ユニットなどと接続しており、これらの計測ユニットの計測量に応じて回転する出力軸１６１を有している。なお、図４中の１０８は、運転者側に配された表ガラスである。

上記文字板１０２は、透光性材料からなる基板の表面に目盛や文字などが印刷されて構成されており、背面側から光が照射されることにより不透光または遮光の印刷部分以外の箇所が光輝するようになっている。文字板１０２には挿通孔が設けられており、この挿通孔を通じて文字板１０２の背面側から運転者側に突出した出力軸１６１に指針１０３が取り付けられている。

上記指針１０３は、透光性材料で構成された本体部１３１と、本体部１３１を覆うカバー１３２とを有している。カバー１３２にはスリットが設けられており、文字板１０２の背面側から照射されて本体部１３１内を導かれた光がこのスリットから出射されることにより指針１０３が光輝するようになっている。

上記導光体１０５は、円筒状に形成された指針側導光部１５１と、この指針側導光部１５１の外周に連なった文字板側導光部１５２と、を有して構成されている。この指針側導光部１５１の中央には出力軸１６１が通される。ＬＥＤ１０４から照射された光は、ＬＥＤ１０４と相対する位置に配された受光面１５３から導光体１０５内に入射される。この受光面１５３は、指針側導光部１５１と文字板側導光部１５２の連結箇所に設けられかつ、指針側導光部１５１の端面と文字板側導光部１５２の端面とが面一に連続して形成された平面である。このような受光面１５３に入射された光は、該光の入射角によって指針側導光部１５１と文字板側導光部１５２とに別れてそれぞれの内部に導かれ、上述したように文字板１０２及び指針１０３を光輝させる。

このように計器装置１０１は、ＬＥＤ１０４から受光面１５３に入射された光を文字板側導光部１５２と指針側導光部１５１とに分岐する導光体１０５を用いることにより文字板１０２を照明するための光源と指針１０３を照明するための光源とを共有化し、光源の数を減らしてコストダウンを図っている（特許文献１を参照。）。
特開２００２−３９８０６号公報

しかしながら、上述した計器装置１０１は、次のような問題点があった。この問題点を図５を参照して説明する。なお、図５中の２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄは、ＬＥＤ１０４から照射される光を模式化したものである。

図５に示すように、上記計器装置１０１は、ＬＥＤ１０４の直上に向かって照射される指向角上最も高輝度な光２００ｂが、指針側導光部１５１と文字板側導光部１５２との分岐部１５４にぶつかり受光面１５３側に反射することにより、計器装置１０１の配光効率を低下させてしまっていた。また、ＬＥＤ１０４は、照射される方向によって光の輝度が異なる性質を持っているため、文字板１０２及び指針１０３に照度ムラが生じ視認性を低下させてしまっていた。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、光源の数を少なくすることができる配光効率に優れた計器装置を提供することを目的としている。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、表示部を有する文字板と、前記文字板の表示部を指示して計測量を表示する指針と、前記文字板の背面側に配された指向性光源と、前記文字板と前記指向性光源との間に配されかつ前記文字板の表示部及び前記指針を光輝させる導光体と、を有した計器装置であって、前記導光体が、前記指向性光源と相対する受光面から入射された光を、前記文字板の表示部側を照射する文字板側導光部と、前記指針側を照射する指針側導光部と、の２方向に分岐する分岐部を有しているとともに、前記分岐部が、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配されたことを特徴とする計器装置である。

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、前記受光面が、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配された複数の面により構成されたことを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記複数の面が平面を有していることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項２または請求項３に記載された発明において、前記複数の面が前記受光面から凹に形成された凹状曲面または前記受光面から凸に形成された凸状曲面を有していることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項２ないし請求項４のうちいずれか１項に記載された発明において、前記複数の面のうち、前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に光を入射させる面の面積が、他方に光を入射させる面よりも大きく取られたことを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載された発明において、前記受光面にシボ加工が施されたことを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、受光面から入射された光を文字板の表示部側を照射する文字板側導光部と、指針側を照射する指針側導光部と、の２方向に分岐する分岐部を有した構成の導光体を有した計器装置において、前記受光面から入射された指向性光源の最も高輝度な光が前記分岐部に当たらないようにしているので、この計器装置の配光効率を向上させることができ、そのために、前記指向性光源の数を少なくすることができる。

請求項２に記載された発明によれば、受光面が、指向性光源の最も高輝度な光が文字板側導光部と指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配された複数の面により構成されたことにより、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記分岐部に当たらないようにすることができ、この計器装置の配光効率を向上させることができる。よって、前記指向性光源の数を少なくすることができる。

請求項３に記載された発明によれば、受光面が、指向性光源の最も高輝度な光が文字板側導光部と指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配された複数の平面により構成されたことにより、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記分岐部に当たらないようすることができ、この計器装置の配光効率を向上させることができる。よって、前記指向性光源の数を少なくすることができる。

請求項４に記載された発明によれば、受光面が、指向性光源の最も高輝度な光が文字板側導光部と指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配された複数の曲面により構成されたことにより、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記分岐部に当たらないようすることができ、この計器装置の配光効率を向上させることができる。よって、前記指向性光源の数を少なくすることができる。さらに、この曲面の曲率を調整することで前記指向性光源の光路をより細かく制御することが可能になり、さらに効率的な配光が可能になるとともに導光体の設計自由度を向上させることができる。

請求項５に記載された発明によれば、複数の面それぞれの面積を調整することにより、文字板側導光部と指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に光を多く集めることができる。このことによりさらに効率的な配光が可能になる。

請求項６に記載された発明によれば、受光面にシボ加工が施されていることにより、該受光面に入射された光が拡散されて文字板側導光部及び指針側導光部に導かれる。このことにより、文字板及び指針に照度ムラが生じることを防止できる。

以下、本発明の第１の実施形態にかかる計器装置１を図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る計器装置を示す断面図である。図２は、図１に示された計器装置の要部を示す断面図である。

本実施形態における計器装置１は、車両に搭載される計器装置１であるとともに、車両の速度を表示するスピードメータ、エンジンの回転数を表示するタコメータ、燃料の残量を表示するヒューエルゲージ、エンジンの冷却水の温度を表示するテンパラチャゲージなどを有して各種の計測ユニット（図示せず）が計測した複数の情報を該車両の運転者に対し表示する計器装置１である。

上記計器装置１は、図１に示すように、表面に目盛を有した文字板２と、文字板２の目盛を指示する指針３と、文字板２の背面側に配された導光体５と、導光体５の背面側に配された回路基板７に取り付けられた指向性光源としてのＬＥＤ（light-emitting diode）４と、回路基板７に取り付けられるとともに前記計測ユニットの計測量に応じて回転する出力軸６１を有したステッピングモータ６などを有している。図１中の８は、運転者側に配された表ガラスである。また、図１においては上記スピードメータに該当する部分のみを示し、他を省略している。また、前記「背面側」とは、本明細書においては、前記運転者側から見て文字板２よりも奥側に位置する側を意味する。

上記文字板２は、透光性材料からなる基板の表面に表示部としての目盛や文字などが印刷されて構成されており、背面側からＬＥＤ４の光が照射されることにより印刷部分以外の箇所が光輝するようになっている。また、文字板２には挿通孔が設けられており、この挿通孔を通じて文字板２の背面側から運転者側に突出した出力軸６１に指針３が取り付けられている。

上記指針３は、透光性材料で構成された本体部３１と、本体部３１を覆うカバー３２と、前記本体部３１と前記出力軸６１とを連結する指針キャップ３３と、を有している。カバー３２にはスリットが設けられており、文字板２の背面側から照射されて本体部３１内を導かれた光がこのスリットから出射されることにより指針３が光輝するようになっている。

上記導光体５は、透光性材料で構成されるとともに、円筒状に形成されかつ回路基板７から文字板２に向かって延びた指針側導光部５１と、この指針側導光部５１の回路基板７寄りの外周に連なりかつ文字板２の背面に沿って延びた文字板側導光部５２と、を有して構成されている。これら指針側導光部５１は指針３側を照射し、文字板側導光部５２は文字板２側を照射する。また、指針側導光部５１の中央に設けられた挿通孔５０には出力軸６１が通される。また、図１中の５４は、この導光体５を上記指針側導光部５１と上記文字板側導光部５２とに分岐する分岐部である。分岐部５４は、指針側導光部５１の外周面上でかつ文字板側導光部５２の端部に位置している。また、図１中の５３は、ＬＥＤ４から照射された光が導光体５内に入射される際の受光面である。この受光面５３は、ＬＥＤ４と相対する位置に配されている。

上記受光面５３は、図２に示すように、２面の平面により構成されている。一方の平面５１ａは上記指針側導光部５１の回路基板７側の端部に形成されており、挿通孔５０から離れるにしたがってＬＥＤ４から離れる方向に傾斜している。この平面５１ａを以下指針側受光面と呼ぶ。また、他方の平面５２ａは上記文字板側導光部５２の指針側導光部５１側の端部に形成されており、挿通孔５０側即ち指針側受光面５１ａから離れるにしたがってＬＥＤ４に近づく方向に傾斜している。この平面５２ａを以下文字板側受光面と呼ぶ。これらの指針側受光面５１ａと文字板側受光面５２ａとはそれぞれ円環状に形成されており、指針側受光面５１ａの外縁部と文字板側受光面５２ａの内縁部とが連なっている。さらに、指針側受光面５１ａにはシボ加工が施されている。

上記ＬＥＤ４は、上記回路基板７の導光体５側に取り付けられている。また、本実施形態の計器装置１では、文字板２よりも指針３を高輝度に光輝させるように設計されている。そのために、ＬＥＤ４は、上述した分岐部５４よりも、輝度をより必要とする指針側導光部５１寄りの位置に配されている。このことにより、指針側受光面５１ａ側に光を多く照射することができる。また、ＬＥＤ４が照射する光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ（図２参照）のうち、ＬＥＤ４の直上に向かって照射される最も高輝度な光９ｄを指針側受光面５１ａ側に照射することができる。また、前記「ＬＥＤ４の直上」とは、本明細書においては、ＬＥＤ４から受光面５３に向かう方向でかつ回路基板７と直交する方向を意味する。

そして、上記ＬＥＤ４が照射する光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆのうち、指針側受光面５１ａから導光体５に入射された光９ｄ，９ｅ，９ｆは、指針側導光部５１内に進み、指針３を光輝させる。さらに、この指針側受光面５１ａにはシボ加工が施されているので、指針側受光面５１ａから入射された光９ｄ，９ｅ，９ｆは拡散されて指針側導光部５１内に進む。このことにより指針３の回転時における照度ムラが改善される。また、この光９ｄ，９ｅ，９ｆのうち最も高輝度な光９ｄは、分岐部５４に当たることなく指針側導光部５１内に進む。このように、指針側受光面５１ａは、入射された光９ｄ，９ｅ，９ｆを指針側導光部５１に導くように面の角度が設定されているとともに、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｄが分岐部５４に当たることなく指針側導光部５１内に進むように面の角度が設定されている。

また、上記ＬＥＤ４が照射する光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆのうち、文字板側受光面５２ａから導光体５に入射された光９ａ，９ｂ，９ｃは、文字板側導光部５２内に進み、文字板２を光輝させる。このように、文字板側受光面５２ａは、入射された光９ａ，９ｂ，９ｃを文字板側導光部５２に導くように面の角度が設定されている。

さらに、上述したように本実施形態の計器装置１は、文字板２よりも指針３を高輝度に光輝させるように設計されており、指針側受光面５１ａの面積が文字板側受光面５２ａの面積よりも大きくなるように形成されている。このことにより、指針側受光面５１ａ即ち指針側導光部５１側に光を多く集めることができる。

本実施形態によれば、受光面５３から入射された光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆを文字板側導光部５２と指針側導光部５１との２方向に分岐する分岐部５４を有した構成の導光体５を有した計器装置１において、受光面５３が、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｄが輝度をより必要とする指針側導光部５１に入射するように配された指針側受光面５１ａ及び文字板側受光面５２ａにより構成されたことにより、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｄが分岐部５４に当たらないようにしているので、この計器装置１の配光効率を向上させることができ、そのために、ＬＥＤ４の数を少なくすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る計器装置１’を図３を参照して説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る計器装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

上述した第１の実施形態の受光面５３は、平面で形成される指針側受光面５１ａ及び文字板側受光面５２ａにより構成されていたが、本実施形態の計器装置１’の受光面５３’は、ＬＥＤ４側に凸に形成された凸状曲面としての指針側受光面５１ｂ及びＬＥＤ４側に凹に形成された凹状曲面としての文字板側受光面５２ｂの２つの曲面により構成されている。そして、ＬＥＤ４が照射する光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈのうち、ＬＥＤ４の直上に向かって照射される最も高輝度な光９ｆは、指針側受光面５１ｂから導光体５内に入射して、分岐部５４に当たることなく指針側導光部５１内に進む。

また、本実施形態の計器装置１’も、文字板２よりも指針３を高輝度に光輝させるように設計されており、指針側受光面５１ｂの面積が文字板側受光面５２ｂの面積よりも大きくなるように形成されている。

またこの計器装置１’は、上述した受光面５３’以外は前述した第１の実施形態の計器装置１と同一構成をなしている。

このように本実施形態によれば、受光面５３’から入射された光９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈを文字板側導光部５２と指針側導光部５１との２方向に分岐する分岐部５４を有した構成の導光体５を有した計器装置１’において、受光面５３’が、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｆが輝度をより必要とする指針側導光部５１に入射するように配された指針側受光面５１ｂ及び文字板側受光面５２ｂにより構成されたことにより、ＬＥＤ４の最も高輝度な光９ｆが分岐部５４に当たらないようにしているので、この計器装置１’の配光効率を向上させることができ、そのために、ＬＥＤ４の数を少なくすることができる。このように本発明においては、受光面５３’が複数の曲面により構成されていても良い。

さらに、本実施形態によれば、上述した指針側受光面５１ｂ及び文字板側受光面５２ｂの曲率を調整することでＬＥＤ４の光路をより細かく制御することが可能になる。

また、上述した第１，２の実施形態では、受光面５３，５３’が複数の平面または曲面により構成されていたが、本発明では、受光面が一つの平面または曲面により構成されていても良い。その場合は、ＬＥＤ４の直上に向かって照射される最も高輝度な光が分岐部５４に当たらないような位置にＬＥＤ４を配置すれば良い。さらに、本発明では、受光面が平面と曲面とにより構成されていても良い。

また、上述した第１，２の実施形態では、指針側受光面５１ａ，５１ｂ側にのみシボ加工が施されていたが、本発明では、文字板側受光面５２ａ，５２ｂ側にシボ加工が施されていても良く、指針側受光面５１ａ，５１ｂ側と文字板側受光面５２ａ，５２ｂ側の双方にシボ加工が施されていても良い。

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。

本発明の第１の実施形態に係る計器装置を示す断面図である。 図１に示された計器装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計器装置の要部を示す断面図である。 従来の計器装置を示す断面図である。 図４中のＡ部を拡大した断面図である。

符号の説明

１，１’ 計器装置
２ 文字板
３ 指針
４ ＬＥＤ（指向性光源）
５ 導光体
５１ 指針側導光部
５１ａ 指針側受光面（平面）
５１ｂ 指針側受光面（凹状曲面）
５２ 文字板側導光部
５２ａ 文字板側受光面（平面）
５２ｂ 文字板側受光面（凸状曲面）
５３，５３’ 受光面
５４ 分岐部

Claims (6)

1. 表示部を有する文字板と、前記文字板の表示部を指示して計測量を表示する指針と、前記文字板の背面側に配された指向性光源と、前記文字板と前記指向性光源との間に配されかつ前記文字板の表示部及び前記指針を光輝させる導光体と、を有した計器装置であって、
   前記導光体が、前記指向性光源と相対する受光面から入射された光を、前記文字板の表示部側を照射する文字板側導光部と、前記指針側を照射する指針側導光部と、の２方向に分岐する分岐部を有しているとともに、
   前記分岐部が、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配されたことを特徴とする計器装置。
2. 前記受光面が、前記指向性光源の最も高輝度な光が前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に入射するように配された複数の面により構成されたことを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
3. 前記複数の面が平面を有していることを特徴とする請求項２に記載の計器装置。
4. 前記複数の面が前記受光面から凹に形成された凹状曲面または前記受光面から凸に形成された凸状曲面を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の計器装置。
5. 前記複数の面のうち、前記文字板側導光部と前記指針側導光部とのうち輝度をより必要とする一方に光を入射させる面の面積が、他方に光を入射させる面よりも大きく取られたことを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の計器装置。
6. 前記受光面にシボ加工が施されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載の計器装置。

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