JP3857643B2

JP3857643B2 - 指針

Info

Publication number: JP3857643B2
Application number: JP2002372939A
Authority: JP
Inventors: 輝亮新木; 尚也寺脇; 雅昭平尾
Original assignee: Denso Corp; Jeco Corp
Current assignee: Denso Corp; Jeco Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004205295A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば自動車等に搭載される指針計器において指示用に用いるのに適した指針に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば自動車に装備される指針計器の見映えを向上させ高級感をもたせるための手段の1つとして、指針自体を発光させることが行われている。
【０００３】
これは、指針を、透光性を有する（透明あるいは半透明）材料により形成し、且つ、指針軸に装着される基部と、この基部から指針軸の径方向に延出する指示部と、指針軸方向から入射した光を指示部側に反射する反射面と指針の視認側表面である上面と平行な平面を有する略台形状の中空反射部とを備えるように形成したものである。ここで、指針軸方向から指針内に光が入射すると、入射光の多くは反射面で指示部に向けて反射すると共に、入射光の一部は反射面を透過して平面に入射する。これにより、指針全体が発光表示される。
【０００４】
しかしながら、中空反射部における反射面と平面とが接して形成される鋭角部近傍の指針内部において急激な光跡の乱れ等が生じ、指針の上面の照度に斑が生じてしまう。たとえば、指針上面において上述の鋭角部に対応する部分の照度が高くなり、この部分よりも反射面に寄った部分は逆に照度が低くなることがある。
【０００５】
この対策として、中空反射部において、反射面の平面近傍に平面と平行な光透過面を形成し、これにより、指針に入射後平面に到達する光量を増加させて上述の照度の低い部分を明るくして指針の発光照度を均一化することが提案されている。（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−７３１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の指針では、光透過面の反射面とは反対側の端部近傍の指針内部では依然として急激な光跡の乱れ等が生じるため、指針上面の、この端部に対応した部分の発光輝度が高くなる可能性がある。すなわち、この発光輝度が高い部分の形状は、指針の長手方向と略直交する帯状である。したがって、指針の長手方向における輝度の変化度合いが大きくなり、指針を視認する際の発光輝度の不均一感の印象が強められることになる。
【０００８】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、指針の中空反射部の形状に工夫を凝らし、指針上面の発光輝度が均一である指針を提供することを目的とする。
【０００９】
【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為、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の指針は、透光性材料からなり指針軸の先端に固定され該指針軸と一体的に回動すると共にその内部に光を導入して発光する指針であって、指針軸に嵌合固定される基部と、基部から指針軸の半径方向に延出する指示部と、指針軸軸方向において指示部の基部とは反対側の表面である上面に設けられる透光性着色部と、基部近傍に設けられ指針軸軸方向から入射する光を指示部の先端方向に向けて反射させる第１反射面および指針軸軸方向から入射する光を指示部の後端方向に向けて反射させる第２反射面と上面に平行な平面とを有する中空状反射部とを備える指針において、第１反射面の平面近傍から指示部の先端方向に平面と対向しつつ延びる光透過面と、この光透過面および平面の両者と交わる端面とを備え、この端面は、指針軸軸方向から見た場合に、指示部の延出する方向と直交する方向である幅方向において外側から内側に向かうに連れて反射面に近づくように形成される構成とした。
【００１１】
この場合、平面と端面とが交わる交差部近傍の指針内部において急激な光跡の乱れ等が生じ、指針上面において上述の交差部に対応する部分の照度がやや高くなる。
【００１２】
ところで、本発明の請求項１に記載の指針における上述の指針上面の照度がやや高い部分の形状は、指針軸軸方向、言い換えると視認方向から見た場合、従来の指針のように指針の長手方向と略直交する帯状ではなくて、指針の長手方向に対して傾斜する斜めの帯状となる。このため、指針の長手方向における指針上面の輝度の変化度合いは、従来の指針と比べると大幅に小さくなる。これにより、視認者が感じる、指針の発光輝度の不均一感を大幅に弱めることができるので、指針上面の発光輝度が均一である指針を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の指針は、端面は、指針軸と直交する面で切った断面形状が略Ｖ字状を成すように形成される構成とした。これにより、指針上面の照度がやや高い部分の形状を、指針軸軸方向、言い換えると視認方向において、従来の指針のように指針の長手方向と略直交する帯状ではなくて、指針の長手方向がＶ字の上下方向であり且つＶ字の屈曲点が指針軸側であるような略Ｖ字形の帯状となる。このため、指針の長手方向における指針上面の輝度の変化度合いを確実に小さくして、視認者が感じる指針の発光輝度の不均一感を大幅に弱めることができるので、指針上面の発光輝度が均一である指針を提供できる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の指針は、指針軸軸方向における光透過面と平面との間の隙間の大きさが反射面から指示部先端に向かうに連れて小さくなるように設定される構成とした。
【００１５】
指針軸方向から指針内に入射し反射面で反射した光の一部は光透過面に到達する。光透過面に入射した光は、その一部は光透過面を透過して指針外へ出射し、残りは光透過面で反射して指針の先端方向に向かう。
【００１６】
ここで、光透過面が平面と平行の場合、光透過面を透過して指針外へ出射する光量が多くなり、指針上面の光透過面に対応する部分の輝度が部分的に高くなることがある。
【００１７】
これに対し、本発明の請求項３に記載の指針では、光透過面は平面と平行ではなく、指針先端に向かうに連れて平面に近づくように傾斜している。これにより、光透過面から出射する光量を低減するとともに光透過面で反射して指針の先端方向に向かう光量を増加させることができ、指針上面の発光輝度を均一化できる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の指針は、指示部および基部はそれぞれ別部品として形成された後に一体に組付けられる構成とした。これにより、複雑な形状の指針を容易に形成することができる。この場合、本発明の請求項５に記載の指針のように、基部を不透光性材質から形成される構成としてもよい。たとえば、基部を金属等のより強度に優れる材質で形成すれば、指針と指針軸の結合強度を向上できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による指針を自動車に搭載される車速計１に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一部位には同一符号を付してある。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による指針２を用いた車速計１の部分断面図である。図２は、図１中における、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１中における、ＩＩＩ矢視図である。
【００２１】
車速計１は、自動車の運転席前方の運転者から容易に視認可能な位置に配設されている。車速計１は、目盛盤３の表面に沿って回動する指針２により自動車の走行速度を運転者に視認可能に表示している。図１の右側が運転席側であり、車速計１は、図１の右側から運転者により視認される。
【００２２】
目盛盤３は、透光性を有する材質、たとえば無色透明のポリカーボネート樹脂等の薄板からなり、その表面（図１の右側）には、複数の目盛部（図示せず）および数字部（図示せず）が、印刷等を施して形成されている。目盛盤３は、その裏側（図１の左側）に配置される発光ダイオード８からの光により透過照明される。
【００２３】
目盛盤３の裏面（図１の左側）には、車速計１の電気回路部を形成するプリント基板７が配置されている。プリント基板７には、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６ａを回動させるムーブメント６、目盛盤３を発光表示させるための光源である発光ダイオード８および指針２を発光表示させるための光源である発光ダイオード５が実装されている。発光ダイオード５は、後述する指針２に最短距離で光を入射させるため、図１に示すように、シャフト６ａに近接して実装されている。また、ムーブメント６のシャフト６ａは、目盛盤３の中央孔部３１を通して目盛盤３の表面側（図１の右側）へ延出し、その先端には指針２が固定されている。
【００２４】
また、目盛盤３の裏面には導光板４が密着固定されている。導光板４は、透明な樹脂、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等から形成され、発光ダイオード５から入射した光を目盛盤３の全域に均等に分散させ、目盛盤３全体が均一な明るさで発光表示されるようにしている。
【００２５】
指針２は、透光性材料、たとえば透明なポリカーボネート樹脂等から形成されている。指針２は、指針軸であるシャフト６ａに嵌合固定される基部としてのボス部２１と、このボス部２１からシャフト６ａの半径方向、つまり目盛盤３の表面に沿う方向に延出する指示部としてのポインタ部２２とから構成されている。ポインタ部２２の両端部までのシャフト６ａからの突出し長さは異なっており、突出し長さが長い方が先端部２２ａ、短い方が後端部２２ｂである。速度計１においては、ポインタ部２２の先端部２２ａが目盛盤３上の目盛（図示せず）および数字（図示せず）を指示して速度が表示される。ポインタ部２２、すなわち指針２においては、先端部２２ａ〜後端部２２ｂ方向が長手方向であり、先端部２２ａ〜後端部２２ｂ方向と直交する方向が幅方向である。
【００２６】
ポインタ部２２の、シャフト６ａ軸方向においてボス部２１と反対側の表面である上面２２ｃには、透光性着色部である着色層２３が印刷等を施して形成されている。本発明の第１実施形態による指針２の場合、着色層２３の色は橙色である。したがって、指針２は、発光ダイオード５からの光により着色層２３の色である橙色で発光表示される。なお、着色層２３の色は橙色に限る必要は無くどのような色を用いてもよい。また、ポインタ２２の下面２２ｄは拡散反射層として白色層（図示せず）が形成されている。これにより、ポインタ２２内を進行する発光ダイオード５からの光を拡散反射して上面２２ｃから出射させることで、指針２の発光輝度を高めている。なお、下面２２ｄに形成する拡散反射層は、白色層以外の手段、たとえばシボ面等であってもよい。
【００２７】
また、ボス部２１近傍には、図１に示すように、中空反射部２４が設けられている。中空反射部２４は、大きくは、３つの面により略三角形状に形成されている。すなわち、シャフト６ａ軸方向から指針２に入射した発光ダイオード５からの光をポインタ部２２の先端部２２ａ方向に向けて反射する反射面２５、同じくポインタ部２２の後端部２２ｂ方向に向けて反射する反射面２６、ポインタ部２２の上面２２ｃと平行な平面２７の３つの面である。
【００２８】
また、ポインタ部２２には、図１に示すように、反射面２５の平面２７近傍から先端部２２ａ方向に平面２７と対向しつつ延びる光透過面２８が形成されている。この光透過面２８は、反射面２５から先端部２２ａに向かうに連れてシャフト６ａ軸方向における平面２７との隙間Ｃが小さくなるように設けられている。言い換えると、光透過面２８は、平面２７に対して平行ではなく傾斜するように設けられている。また、光透過面２８には、光拡散層としてシボ面（図示せず）が設けられている。なお、光透過面２８に設ける光拡散層は、シボ面以外のもの、たとえば白色等明色層等であってもよい。
【００２９】
さらに、ポインタ部２２には、図１に示すように、平面２７および光透過面２８の両者と交わる端面２９が平面状に設けられている。端面２９は、図２に示すように、シャフト６ａ軸方向と平行、且つシャフト６ａ軸方向から見て指針の幅方向において外側から内側に向かうに連れて反射面２５に近づくように形成されている。したがって、図２に示すように、２つの端面２９がＶ字状を成して形成されている。
【００３０】
次に、以上説明したように構成した本発明の第１実施形態による指針２の特徴である、端面２９の作用および指針２の視認状態に対する効果について説明する。
【００３１】
図４は、従来の指針２００の側面図である。図５は、従来の指針２００の断面図であり、図４のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図４のＶＩ矢視図である。図７は、従来の指針２００の長さ方向における発光輝度の変化を示すグラフである。図８は、本発明の第１実施形態による指針２の長さ方向における発光輝度の変化を示すグラフである。図７および図８において、縦軸は発光輝度Ｌを、横軸は長さＤを示す。
【００３２】
従来の指針２００において、光透過面２８および平面２７と交差する平面２９は、図４および図５に示すように、指針２００の幅方向に延びる１個の面として形成される。
【００３３】
従来の指針２００が発光表示される場合、光透過面２８と端面２９との交差部による光跡の撹乱作用のために、指針２００の表面の端面２９に対応する部分、つまり図６中においてハッチングを施した部分の発光輝度が高くなると共に、図６中においてハッチングを施した部分の前後の部分との発光輝度のコントラストが強くなる。このため、指針２００を視認した場合、指針２００の長さ方向における発光輝度は、図７のグラフに示すように、端面２９に対応した部分で急激に変化する。したがって、従来の指針２００は発光輝度の不均一感が強調されて見映えが低下するという問題があった。
【００３４】
これに対して、本発明の第１実施形態による指針２では、端面２９は、図２に示すようにＶ字状且つ指針２の長さ方向において或る長さを占めるように形成される。このため、指針２が発光表示される場合においても、光透過面２８と端面２９との交差部による光跡の撹乱作用のために、指針２の表面の端面２９に対応する部分、つまり図３中においてハッチングを施したＶ字状の部分の発光輝度が高くなるものの、指針２の長さ方向において、発光輝度が高くなる部分の占める長さは、従来の指針２００の場合と比べて大幅に長くなる。
【００３５】
これにより、指針２を視認した場合、指針２の長さ方向における発光輝度は、図８のグラフに示すように、緩やかに変化する。さらに、本発明の第１実施形態による指針２における発光輝度の最大値Ｌｍａｘ１は、従来の指針２００における発光輝度の最大値Ｌｍａｘ２より小さくなる。したがって、指針２を視認した場合において、発光輝度の不均一感を従来の指針２００に比べて格段に弱く感じさせることができるので、発光輝度が均一である指針を実現することができる。
【００３６】
また、本発明の第１実施形態による指針２においては、光透過面２８に光拡散層としてシボ面を形成している。光透過面２８に到達した発光ダイオード５からの光はシボ面により拡散され、その一部は光透過面２８から外へ出射して端面２９に入射し、光透過面２８と端面２９との交差部による光跡の撹乱作用を緩和する。
【００３７】
これにより、指針２の上面２２ｃにおける発光輝度の部分的上昇、つまり、図３中においてハッチングを施したＶ字状の部分における発光輝度の上昇を効果的に抑制できるので、発光輝度が均一で見映えに優れる指針を実現することができる。
【００３８】
また、本発明の第１実施形態による指針２においては、光透過面２８を、反射面２５から先端部２２ａに向かうに連れてシャフト６ａ軸方向における平面２７との隙間Ｃが小さくなるように、言い換えると、反射面２５から先端部２２ａに向かうに連れて平面２７に近づくように傾斜させて設けている。
【００３９】
シャフト６ａ軸方向から指針２内に入射し反射面２５で反射して光透過面２８に到達した光は、その一部は光透過面２８を透過して指針２外へ出射し、残りは光透過面２８で反射して指針２の先端方向に向かう。
【００４０】
ここで、光透過面２８が平面２７と平行の場合、光透過面２８を透過して指針２外へ出射する光量が多くなり、指針２上面２２ｃの光透過面２８に対応する部分の輝度が部分的に高くなることがある。
【００４１】
これに対し、本発明の第１実施形態による指針２においては、光透過面２８は平面２７と平行ではなく、指針２の先端部２２ａに向かうに連れて平面２７に近づくように傾斜している。これにより、光透過面２８から出射する光量を低減するとともに光透過面２８で反射して指針２の先端部２２ａに向かう光量を増加させることができ、指針２上面２２ｃの発光輝度を均一化できる。
【００４２】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態による指針２においては、光透過面２８および端面２９を中空反射部２４の先端部２２ａ側に設けているが、中空反射部２４の後端部２２ｂ側（図１の下側）に追加してもよい。
【００４３】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態による指針２においては、端面２９を２つの平面から構成しているが、個数を２つに限る必要はなく、３個以上でもよい。また、平面に限る必要はなく、少なくとも1つを曲面としてもよい。また複数の面の接続部は滑らかにつないでも、あるいは稜線が形成されてもよい。また、単一の曲面、たとえば円筒面、放物線面、双曲線面等から形成してもよい。いずれの場合においても略Ｖ字状に形成することで、本発明の第１実施形態による指針２と同様の効果が得られる。
【００４４】
図９は、本発明の第１実施形態による指針２の変形例の部分断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図に相当するものである。この変形例では端面２９を２つの曲面としている。
【００４５】
図１０は、本発明の第１実施形態による指針２における他の変形例の部分断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図に相当するものである。他の変形例では端面２９を２つの平面２９ａ、２９ｂと１つの曲面２９ｃから構成し、各面の接続部は滑らかにつながっている。
【００４６】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態による指針２においては、反射面２５、反射面２６、光透過面２８を平面としているが、これらの少なくとも1つを曲面で形成してもよい。また、反射面２５、反射面２６、光透過面２８の少なくとも１つを複数の面で構成してもよい。
【００４７】
（第２実施形態）
図１１には、本発明の第２実施形態による指針２の部分断面図を示す。
【００４８】
本発明の第２実施形態による指針２では、図１１に示すように、基部２１とポインタ部２２とをそれぞれ別の部品として形成した後に両者２１、２２を一体に組付けて指針２を形成している。この場合、ポインタ部２２は、第１実施形態と同様に透光性材料、たとえば透明なポリカーボネート樹脂から成形されている。一方、基部２１は、不透光性材料、たとえば黒色のポリアセタール樹脂から成形されている。さらに、基部２１には、図１１に示すように、遮光部２１ａが設けられている。遮光部２１ａは、発光ダイオード５から出射した光がポインタ部２２を透過して直接運転者の目に向かうことを防止している。
【００４９】
光透過面２８、端面２９の形状等に関しては、本発明の第１実施形態による指針２と同様であり、したがって、指針２の発光輝度の均一化については本発明の第１実施形態による指針２と同様の効果が得られる。
【００５０】
以上説明した、本発明の第１および第２実施形態による指針２においては、指針２を発光させるための光源として発光ダイオード５を用いているが、他の光源、たとえば電球あるいは冷陰極放電管等を用いてもよい。
【００５１】
また、以上説明した、本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による車速計１においては、目盛盤３を発光ダイオード５により照明して発光表示しているが、目盛盤３を、それ自体が発光可能な部材、たとえば液晶パネル、ＥＬパネル等により形成してもよい。
【００５２】
また、本発明の第１および第２実施形態では、指針２を車速計１に適用した場合を例に説明しているが、他の指針計器、たとえばエンジンタコメータあるいは燃料計等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による指針２を用いた車速計１の部分断面図である。
【図２】図１中における、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１中における、ＩＩＩ矢視図である。
【図４】従来の指針２００の側面図である。
【図５】従来の指針２００の断面図であり、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４のＶＩ矢視図である。
【図７】従来の指針２００の長さ方向における発光輝度Ｌの変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第１実施形態による指針２の長さ方向における発光輝度Ｌの変化を示すグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態による指針２の変形例の部分断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による指針２の他の変形例の部分断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による指針２の部分断面図である。
【符号の説明】
１車速計
２指針
２１ボス部（基部）
２２ポインタ部（指示部）
２２ａ先端部
２２ｂ後端部
２２ｃ上面
２２ｄ下面
２３着色層（透光性着色部）
２４中空反射部
２５反射面
２６反射面
２７平面
２８光透過面
２９端面
３目盛盤
３１中央孔部
４導光板
５発光ダイオード
６ムーブメント
６ａシャフト（指針軸）
７プリント基板
８発光ダイオード
２００指針
Ｌ発光輝度
Ｄ長さ

Claims

透光性材料からなり指針軸の先端に固定され該指針軸と一体的に回動すると共にその内部に光を導入して発光する指針であって、
前記指針軸に嵌合固定される基部と、
前記基部から前記指針軸の半径方向に延出する指示部と、
前記指針軸軸方向において前記指示部の前記基部とは反対側の表面である上面に設けられる透光性着色部と、
前記基部近傍に設けられ、前記指針軸軸方向から入射する光を前記指示部の先端方向に向けて反射させる第１反射面および前記指針軸軸方向から入射する光を前記指示部の後端方向に向けて反射させる第２反射面と、前記上面に平行な平面とを有する中空状反射部とを備える指針において、
前記第１反射面の前記平面近傍から前記指示部の先端方向に前記平面と対向しつつ延びる光透過面と、
前記光透過面および前記平面の両者と交わる端面とを備え、
前記端面は、前記指針軸軸方向から見た時に、前記指示部の延出する方向と直交する方向である幅方向において外側から内側に向かうに連れて前記反射面に近づくように形成されることを特徴とする指針。
前記端面は、前記指針軸と直交する面で切った断面形状が略Ｖ字状を成すように形成されることを特徴とする請求項１に記載の指針。
前記指針軸軸方向における前記光透過面と前記平面との間の隙間の大きさが前記反射面から前記指示部先端に向かうに連れて小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指針。
前記指示部および前記基部はそれぞれ別部品として形成された後に一体に組付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の指針。
前記基部は不透光性材質から形成されることを特徴とする請求項４に記載の指針。