JP2012230054A - 指針及び指針式装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指針の発光ムラが少ない指針及び指針式装置を提供することを目的とする。
【解決手段】指針１００は、光源２０が出射した光を内部に導光して出射する、指示対象を指示する指示本体３１と、指示本体３１を指針１００の視認者側から覆うカバー部材５０と、を備える。カバー部材５０は、指示本体３１と間隔を空けて配置されると共に、指示本体３１が導光して出射した光を透過させて指針１００を発光させる透明部材５１を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、指針及び指針式装置に関する。

車両の速度計等の指針式装置が備える指針として、例えば、特許文献１に開示されるものがある。
特許文献１に開示された指針は、光源からの光を導く透光性部材をスリットが形成された非透光性のカバー部材で覆う構造を有し、透光性部材の内部に導いた光をスリットから外部に通過させ、発光するものである。

特開２０１０−２５５６７号公報

しかし、透光性部材は、光源から近い位置ほど、導光した光を多く出射するものであるので、特許文献１に係る構造の指針は、光源に近い部分では明るく発光し、光源から離れるほど暗くなってしまう。つまり、特許文献１の指針は、発光ムラが大きい場合があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、指針の発光ムラが少ない指針及び指針式装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る指針は、
光源が出射した光を内部に導光して出射する、指示対象を指示する指示本体と、
前記指示本体を前記指針の視認者側から覆うカバー部材と、を備え、
前記カバー部材は、前記指示本体と間隔を空けて配置されると共に、前記指示本体が導光して出射した前記光を透過させて前記指針を発光させる透明部を有する。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る指針式装置は、前記指針を備える。

本発明によれば、指針の発光ムラを少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る指針が備えられた指針式装置の平面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る指針の平面図であり、（ｂ）は、図１に示す指針のＡ−Ａ断面図である。 図２（ａ）に示す指針のＢ−Ｂ断面図である。 図２（ｂ）に示す指針のＣ部の拡大図である。 （ａ）は、図２（ａ）に示すカバー部材のＤ−Ｄ断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示す指針のＤ−Ｄ断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る指針の外観を説明するために模式的に示した平面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る指針の外観を説明するために模式的に示した側面図である。 （ａ）は、変形例に係る指針の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す指針のＥ−Ｅ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す指針のＦ−Ｆ断面図である。

本発明の一実施形態に係る指針を、図面を参照して説明する。

本発明の一実施形態に係る指針は、図１に示す指針式装置１に備えられる指針１００である。
指針式装置１は、例えば車両に搭載される速度計等の計器であり、車速等の計測値に応じて指針１００を回転させる。指針１００は、指針式装置１が備える図示しない駆動本体（例えば、ステッピングモーター）の回転軸に固定されており、回転軸が計測値に応じて回転するのに従って回転し、表示板２上に形成された目盛り３、文字４（例えば、数字）等から構成される指標部（指示対象の一例）を指示し、指標部と協働して計測値（車両の速度等）を表示する。

図１に示す指針１００は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース部材１０と、光源２０と、指示部材３０と、遮光板４０（遮光部材の一例）と、カバー部材５０と、を備える。なお、図面において、破線で囲んだものは、透過視における各部材を表す。

ベース部材１０は、指針１００を駆動本体の回転軸に固定するための部材である。ベース部材１０は、光を透過しない黒色等の遮光性部材であり、合成樹脂等により形成されている。ベース部材１０は、図２（ｂ）に示すように、本体部１１と基材１２とを有する。

本体部１１は、円板状の部材（以下、円板部１１ａという）と円板部１１ａの下面中心部から下方に突起する筒状の部材（以下、筒状部１１ｂという）とから一体成形される部材である。なお、ここでは、図２（ｂ）の両端矢印に示すように、指針式装置１の視認者側の方向を「上」とし、その反対方向を「下」とした。以下、同様とする。

円板部１１ａには、後述する配線２１が通る通過穴１１０ａ（図２（ｂ）参照）と、後述する位置決めボス５１１ｂに対応する複数（図では、２つ）の嵌合穴１１１ａ（図３参照）とが設けられている。

筒状部１１ｂの内壁面（下方開口の内壁面）で構成される穴は、図２（ｂ）に示すように、駆動本体の回転軸の径と略一致する開口径の取付穴１１０ｂを構成する。この取付穴１１０ｂに回転軸を挿入（嵌入）することで、指針１００は、駆動本体に取付けられ、固定される。

基材１２は、図２（ｂ）に示すように、本体部１１の円板部１１ａ上面に設けられる壁状の部材であり、円板部１１ａ上面に立設される。基材１２は、例えば、指示部材３０の後述する受光面３１ａと対向するようにして円板部１１ａ上に設けられ、基材１２における、受光面３１ａと対向する側の面には光源２０が固定される。基材１２には、後述する配線２１を通過させる通過穴１２０が設けられている。なお、基材１２は、本体部１１と一体成形されていてもよいし、独立した一部材であってもよい。

光源２０は、指針１００の回転中心から表示板２の外周方向（指針１００の先端方向）に向かって光を出射するものであり、例えば、サイドビュー型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成される。光源２０は、前述のように基材１２に固定され、指示部材３０の後述する受光面３１ａに向かって光を出射する。光源２０は、配線２１を介して、表示板２の下側に配設された回路基板（図示せず）が有する制御回路と導通接続されており、制御回路から供給される制御信号に従って適宜のタイミングで発光する。
配線２１は、図２（ｂ）に示すように、その一端部が光源２０に接続され、基材１２の通過穴１２０と円板部１１ａの通過穴１１０ａとを通過して、その他端部が回路基板に接続されている。

指示部材３０は、光源２０が出射した光（以下、単に「出射光」ともいう）を受光し、受光した光を指針１００の回転中心から表示板２の外周方向に導くものであり、アクリル、ポリカーボネート等の導光性材料により形成されている。指示部材３０は、光源２０からの光を導光して出射する導光部材である。
指示部材３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、略角棒状に形成された指示本体３１と、指示部材３０をベース部材１０に固定するための固定部３２と、を有する。

固定部３２は、図２（ａ）、図３に示すように、指示本体３１の一端部側の両側面の各々から突出した板状の部材であり、後述する位置決めボス５１１ｂに対応する複数（図では、２つ）の嵌合穴３２ａを有する。嵌合穴３２ａに位置決めボス５１１ｂが挿入され、指示部材３０がカバー部材５０に対して位置決めされると、図２（ｂ）に示すように、指示本体３１は、その他端部側が表示板２の外周方向に向かって突き出すような格好になる。

指示部材３０がこのように配置されると、指示本体３１の一端部側の面（ベース部材１０側の面）は、光源２０と対向する。この面は、光源２０が出射した光を受ける受光面３１ａとして機能する。

指示本体３１の下面には、図４に示すように、微細な凹凸形状が形成されている。指示本体３１の凹凸形状が形成された部分は、指示部材３０が受光面３１ａで受光し、内部に導いた出射光を、視認者側（上側）に反射させる反射部３１ｂとして機能する。これによって、指示本体３１は、導光して出射する出射光を視認者側に効率良く出射することが出来る。

遮光板４０は、図２（ｂ）に示すように、指示部材３０の下面から出射光が指針１００外部に漏れないように指示部材３０の下側に配置される板状の部材であり、例えば、合成樹脂製の非透光性部材により形成されている。遮光板４０は、指示本体３１の下面から出射しようとする出射光を遮る。遮光板４０は、図２（ｂ）に示すように、指示部材３０の指示本体３１に対応する本体部４１と、指示部材３０の固定部３２に対応する固定部４２と、を有する。

本体部４１は、図２（ｂ）に示すように、指示本体３１の下面投影面積が表す形状より一回り大きい形状に形成されている。本体部４１の上面は、明度の高い、白色、黄色等で着色されており、出射光を反射する反射面として機能する。一方、本体部４１の下面は、例えば、黒色で着色されている。

固定部４２は、図３に示すように、本体部４１の一端部側の両側面の各々から突出した板状の部材であり、後述するカバー部材５０の位置決めボス５１１ｂに対応する複数（図では、２つ）の嵌合穴３２ａを有する。嵌合穴３２ａに位置決めボス５１１ｂが挿入され、遮光板４０がカバー部材５０に対して位置決めされると、図２（ｂ）に示すように、本体部４１は、その他端部側が表示板２の外周方向に向かって突き出すような格好になる。

遮光板４０がこのように配置されると、本体部４１が指示本体３１の下面を覆い隠す。また、遮光板４０の上面は、指示本体３１の反射部３１ｂに形成された凸部と当接する。

カバー部材５０は、上記各部（ベース部材１０、光源２０、指示部材３０、遮光板４０）を上側から覆う部材である。カバー部材５０は、合成樹脂等によって形成された、透明（無色透明及び有色透明の両者を含む。）な透明部材５１を備える。

透明部材５１は、図２（ｂ）に示すように、ベース部材１０の上側を覆うキャップ状の軸中心部５１１と、指示本体３１のベース部材１０から表示板２の外周側に突出した部分を覆う指示部５１２とが一体成形されてなる。

軸中心部５１１は、図３に示すように、その内側側面部５１１ａが、ベース部材１０の円板部１１ａ外形に対応するように形成されている。例えば、内側側面部５１１ａには、爪等の凸部（図示せず）が形成され、円板部１１ａの側面部には、内側側面部５１１ａの凸部に対応する溝等の凹部（図示せず）が形成されており、両者が嵌合（または、係合）することで、透明部材５１（カバー部材５０）は、ベース部材１０に取り付けられる。以下では、このように、内側側面部５１１ａと円板部１１ａ側面との各々に設けられ、互いに嵌め合うように形成されている凸部、凹部等の部分を嵌合部と称する。また、軸中心部５１１は、複数（図３では、２つ）の位置決めボス５１１ｂを有する。

位置決めボス５１１ｂは、図３に示すように、軸中心部５１１の下面に設けられる複数（図３では、２つ）の棒状の部材であり、軸中心部５１１の下面の面外方向に突出して設けられる。位置決めボス５１１ｂは、指示部材３０、遮光板４０、ベース部材１０の各々が有する嵌合穴３２ａ，４２ａ，１１１ａの各々に対応する。

軸中心部５１１の下面には、例えばホットスタンピングにより、薄膜状に塗装された金属等からなる塗装層５２が形成されている。つまり、カバー部材５０は、この塗装層５２を備える。

塗装層５２は、光源２０からの出射光が軸中心部５１１から外側に漏れ出ないような膜厚・材料で形成されている。この塗装層５２により、指針１００の軸中心部５１１付近の外観は、透明部材５１が透明であるため、図６（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように、あたかも金属キャップに覆われたような外観になる。

指示部５１２には、図５（ａ）に示すように、指示本体３１を収納するための、下側に開口した形状の凹部５１２ａが形成されている。

凹部５１２ａは、その収納容積が、指示本体３１のベース部材１０から表示板２の外周側に突出した部分の体積より、若干大きくなるように形成される。凹部５１２ａ下端の開口部５１２ｂの形状は、図２（ａ）、図５（ｂ）に示すように、遮光板４０の本体部４１外形に合わせて形成されている。

指針１００が組み付けられた状態では、図５（ｂ）に示すように、カバー部材５０は、その指示部５１２で、指示本体３１を上側から覆うようにして、収納する。このとき、指示部５１２は、指示部材３０の上面と側面とを、若干の隙間を介して覆う。つまり、指示部５１２に設けられた凹部５１２ａの内面と指示本体３１の上面及び側面とが当接しないことにより指針１００の内部には隙間が形成されることになる。以下、このように形成された隙間を図示するように「隙間部６０」という。

また、指針１００が組み付けられた状態では、遮光板４０は、このように指示本体３１を収納した指示部５１２の下側から、凹部５１２ａに蓋をするように配置される。このとき、遮光板４０の側面と凹部５１２ａの開口部５１２ｂ（凹部５１２ａの下端部内面）とは、両者の間から光が漏れ、指針１００の発光効率が低下することを防止するため、極力当接するようになっている。指針１００がどのように組み付けられるかは後述する。

凹部５１２ａの表面には（例えば、図５（ａ）において一点鎖線で示した領域）、ブラスト加工により、砂目状の微細な複数の凹凸からなる光拡散部５１２ｃが形成されている。透明部材５１の内面（つまり、凹部５１２ａの表面）に到達した光源２０からの出射光は、この光拡散部５１２ｃにより拡散され、透明部材５１（カバー部材５０）を透過し、指針１００の外部に出射される。これによって、指針１００が発光する。

以上の構成からなる指針１００は、例えば、以下のように組み付けられる。指示部材３０の嵌合穴３２ａにカバー部材５０の位置決めボス５１１ｂを挿通し、続いて、遮光板４０の嵌合穴４２ａに位置決めボス５１１ｂを挿通する。そして、指示部材３０の嵌合穴３２ａと遮光板４０の嵌合穴４２ａとを貫通した状態の位置決めボス５１１ｂを光源２０がセットされたベース部材１０の嵌合穴１１１ａに挿入すると共に、透明部材５１の内側側面部５１１ａとベース部材１０の円板部１１ａ側面との各々に設けられ、互いに対応する嵌合部（図示せず）を合わせるようにして、カバー部材５０にベース部材１０を取り付ける。このようにして、指針１００は、組み付けられる。

指針１００が、以上のように組み付けられた状態では、指示部材３０と遮光板４０とベース部材１０とは、複数の位置決めボス５１１ｂにより、カバー部材５０に対し位置決めされる。また、カバー部材５０は、ベース部材１０に前述の嵌合部（図示せず）により固定される。そして、ベース部材１０に一端部（固定部４２）側が載置された遮光板４０は、その本体部４１の側面が透明部材５１の指示部５１２の開口部５１２ｂと当接する。このような、遮光板４０と透明部材５１の指示部５１２との間に、指示本体３１は介在する。このとき、指示本体３１の上面と両側面は、透明部材５１の凹部５１２ａに当接せず、指示本体３１とカバー部材５０との間には、隙間が形成される。一方、指示本体３１の下面側は、反射部３１ｂが形成されており、反射部３１ｂの凸部が遮光板４０の上面と当接する。

次に、指針１００がどのように発光するかを、図２（ｂ）、図４、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図４における矢印ａ〜ｄは、出射光を模式的に表したものである。

制御回路の制御の下、光源２０から光が出射されると、出射光は、図２（ｂ）に示す指示部材３０の受光面３１ａに到達する。受光面３１ａに到達した出射光は、指示本体３１の内部に導かれ、そのうちの一部の光は、図４に示すように、遮光板４０の上面（反射面）に到達する（矢印ａ）。遮光板４０に到達した光は、その上面と指示本体３１の反射部３１ｂとで反射され、反射色を表す光（遮光板４０の上面の色を表す光）として、視認者側（上側）に向かって進む（矢印ｂ）。反射色を表す光は、カバー部材５０と指示部材３０とで繰り返し反射されながら、カバー部材５０と指示部材３０との間に形成された隙間部６０中を進む（矢印ｃ）。また、凹部５１２ａに到達した反射色を表す光は、その凹部５１２ａ表面に形成された光拡散部５１２ｃによって、拡散され、拡散光としてカバー部材５０から出射される（矢印ｄ）。つまり、指針１００は、出射光が反射色を表す光として隙間部６０を進むとともに、カバー部材５０から拡散光として出射されることで、発光する。

上記のようにして指針１００が発光すると、本体部４１の上面の着色された領域は、カバー部材５０に形成された光拡散部５１２ｃに反射色を表す光が拡散されることで、立体的に、浮かび上がるように見える（この立体的に発光する部分を発光部７０と呼ぶ（図６（ａ）、（ｂ）参照））。例えば、カバー部材５０が青色透明の材料から形成され、遮光板４０がその上面に白色の反射面を有する場合、光源２０が光を出射すると、発光部７０は、指示本体３１に対応するように白く立体形に浮かび上がり、一端部で指標部を指示する。また、カバー部材５０も、その主に指示本体３１に対応する部分（つまり、主に指示部５１２）が薄く青色に発光する。このように、指針１００は、立体的に発光する発光部７０と薄く発光するカバー部材５０とにより、斬新な表示を行うことができる。

指針１００が発光した時に、立体的に見える発光部７０の領域は、遮光板４０上面の着色領域、カバー部材５０における光拡散部５１２ｃの形成領域を調整することで定めることができる。例えば、遮光板４０の本体部４１の上面の一部を他の反射面よりも暗い色で着色すれば、その部分においては、反射率が低くなるため、一部のみを暗くすることができる。また、カバー部材５０の凹部５１２ａ表面のうち一定の領域には光拡散部５１２ｃを形成しないようにすれば、その領域においては、反射色を表す光が十分に拡散されないため、指針１００は立体的に発光しない。

このように、遮光板４０上面の着色領域や、カバー部材５０における光拡散部５１２ｃの形成領域を適宜調整すれば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、指針１００の長手方向における一部を発光させないことも可能であり、視認性上、デザイン上の要請にも応えることができる。

本実施形態に係る指針１００は、光源２０が出射した光を内部に導光して出射する、指示対象を指示する指示本体３１と、指示本体３１を指針１００の視認者側から覆うカバー部材５０と、を備える。カバー部材５０は、指示本体３１と間隔を空けて配置されると共に、指示本体３１が導光して出射した光を透過させて指針１００を発光させる透明部材５１を有する。
このように、透明部材５１と指示本体３１とが間隔を空けて配置されることで、指針１００には、隙間部６０が形成されるため、指針１００先端まで効率良く光源２０からの出射光を伝搬できる。これによって、指針１００における指示対象を指示する指示部５１２における発光ムラが少なくなるので、指針１００の発光ムラが少ない。

また、指針１００のカバー部材５０の透明部材５１は、無色又は有色（着色）透明の材料により形成されているため、特許文献１に係る指針のようにカバー部材にスリットを形成せずとも、光源２０からの出射光を透過させることができる。このように指針１００は、スリットを有しないため、外光によるスリットの影の映り込みを抑え、視認性が良好である。

また、指針１００の透明部材５１は、指示部材３０が導光して出射した光を拡散する光拡散部５１２ｃを有する。これにより、指針１００内部から透明部材５１を通過して出射される光は拡散され、前述のように立体的に見える発光部７０を形成することができ、斬新なデザインの指針を提供することができる。

（変形例）
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下に変形例を示す。

以上の実施形態では、無色又は有色透明な材料で一体成形された軸中心部５１１と指示部５１２とを備えるカバー部材５０を例として示しがこれに限られない。
カバー部材は、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示す指針２００が備えるカバー部材２５０のように、軸中心部５１１に対応し、遮光性の材料から成る指針キャップ２５１１と、指針キャップ２５１１とは別部材であって、無色又は有色透明な材料で形成される指示部５１２とを備え、構成されていてもよい。この場合、位置決めボスは、例えば、指針キャップ２５１１の下面に形成される（図示する位置決めボス２５１１ｂ）。

また、以上では、位置決めボス５１１ｂ，２５１１ｂがカバー部材に設けられる例を示したが、これに限られない。位置決めボスは、ベース部材１０に設けられていてもよい。さらには、位置決めボスは、以上に示したような形状・配置の部材でなくともよく、指針の組み付けにおいて、適切に、各部材をある基準となる部材に対して位置決めをすることができるものであれば、その形状・配置は任意である。

また、例えば、カバー部材５０は、透明部材５１の側面の少なくとも一部に形成された、図７（ａ）、（ｃ）に示すように、遮光層２５３（遮光部の一例）をさらに備えていてもよい。この遮光層２５３は、例えば、遮光性が高く、反射率の低い塗料等により形成される。このように遮光層２５３が形成された指針２００によれば、例えば、指針式装置１が、その表示板２の周りを囲む、反射率の高い金属等の枠（金属メッキの装飾枠、バイザー等（図示せず））を有するような構造である場合、外光等が枠に反射して指針２００の側面に枠が映り込むことを防止できるため、視認性が良好である。

以上では、指針の一例として、光源２０を内蔵した指針１００，２００について説明したが、これに限られない。指針を照光する光源は、指針に備えられずに、表示板２の下面に配設される回路基板（図示せず）に実装されるものであってもよい。この場合、指示部材（導光体）は、回路基板側から上方向に向かって出射される光源からの光を効率良く受けるような形状で形成され、配設される。

また、以上の実施形態では、指示本体３１の上面と側面とが、カバー部材５０，２５０に当接しないことにより、指針１００，２００内部に隙間部６０が形成されるものとして説明したが、これに限られない。例えば、指示本体３１の視認者側の面である上面のみが、カバー部材５０，２５０に当接しないことにより、指針内部に隙間部が形成されていてもよい。このように隙間部を形成しても指針先端部まで出射光を効率的に導くことができる。

また、以上の実施形態では、カバー部材５０の透明部材５１が、指示本体３１の上面と側面を覆う例を示したがこれに限られない。例えば、透明部材５１と遮光板４０の形状が、互いに、上で示した例とは逆の関係であり、指針において、透明部材５１が板状の部材で、遮光板４０が上側開口の部材であってもよい。このような関係により、透明部材５１が、指示本体３１の上面のみを覆っていてもよい。つまり、指針において、発光させたい箇所・領域を踏まえ、透明部材５１が指示本体３１の一部のみを覆っていてもよい。

また、以上の実施形態では、指針が搭載される指針式装置の一例を速度計等の車両用計器としたが、これに限られない。指針式の装置であればよく、時計や、航空機、船舶等用の計器にも適用可能である。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

１…指針式装置
２…表示板
３…目盛り
４…文字
１００，２００…指針
１０…ベース部材
１１…本体部
１１ａ…円板部（１１０ａ…通過穴、１１１ａ…嵌合穴）
１１ｂ…筒状部（１１０ｂ…取付穴）
１２…基材（１２０…通過穴）
２０…光源
２１…配線
３０…指示部材
３１…指示本体（３１ａ…受光面、３１ｂ…反射部）
３２…固定部（３２ａ…嵌合穴）
４０…遮光板
４１…本体部
４２…固定部（４２ａ…嵌合穴）
５０，２５０…カバー部材
５１…透明部材
５１１…軸中心部（５１１ａ…内側側面部、５１１ｂ…位置決めボス）
２５１１…指針キャップ（２５１１ｂ…位置決めボス）
５１２…指示部（５１２ａ…凹部、５１２ｂ…開口部、５１２ｃ…光拡散部）
５２…塗装層
２５３…遮光層
６０…隙間部
７０…発光部

Claims (6)

1. 指針であって、
   光源が出射した光を内部に導光して出射する、指示対象を指示する指示本体と、
   前記指示本体を前記指針の視認者側から覆うカバー部材と、を備え、
   前記カバー部材は、前記指示本体と間隔を空けて配置されると共に、前記指示本体が導光して出射した前記光を透過させて前記指針を発光させる透明部を有する、
   ことを特徴とする指針。
2. 前記透明部は、前記指示本体が導光して出射した前記光を拡散する光拡散部を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の指針。
3. 前記光拡散部は、前記透明部における前記指示本体と対向する面に形成された凹凸を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の指針。
4. 前記視認者側と反対側から前記指示本体を覆い、前記指示本体が前記反対側に向かって出射する光を遮光する遮光部材をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指針。
5. 前記カバー部材は、前記指示本体が出射する光を遮光する遮光部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の指針。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の指針を備える指針式装置。

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