JP5181655B2 - 計器 - Google Patents

Description

本発明は、光透過性を有する略円盤状の指針盤を備えた計器に関するものである。

従来、文字盤に形成された文字や目盛等の指標部と、指針とをオーバーラップさせて視認させることができる光透過性の指針盤を備えた計器が開示されている（特許文献１を参照）。

これは、指標部と貫通孔とが形成された文字盤と、文字盤の貫通孔内に配置された回転シャフトに固定されて文字盤の前面に沿って回転する光透過性を有する円盤状の指針盤と、指針盤の内部に光を入射させる発光ダイオード等の光源とを備える。指針盤には、指標部を指示する指針部が形成され、この指針部が、指針盤の内部に入射した光によって発光するように構成されている。また、指針盤の前面に遮光性の遮光キャップを取り付けて、上記貫通孔を通して指針盤を透過する光源の光が目視されないようにしている。
特開２００６−２６７０８１号公報

しかしながら、上記従来例においては、貫通孔を通過した発光ダイオードからの光の一部が、指針盤の裏面と文字盤の前面との間で交互に複数回多重反射し、この反射光が、文字盤の前面で反射する。この反射光が指針盤を透過して、ぼやけた漏光（ハレーション）として視認されるため、見映えが低下する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、光透過性を有する略円盤状の指針盤を備えた計器において、指針盤の裏面と文字盤の前面との間で反射して外部へ漏れる光りを抑えることを目的とする。

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。

請求項１に記載の計器は、指標部と貫通孔とが設けられた文字盤と、貫通孔内に回転中心軸を有する回転シャフトに固定されて文字盤の前面に沿って回転する光透過性を有する略円盤状の指針盤であって、貫通孔を通して指針盤内部に光を入射させる受光面と、指標部を指示する指針部と、を有する指針盤と、受光面の背後側に配置され、受光面から指針盤の内部に光を入射させて指針部を発光させる光源と、指針盤の前面に取り付けられ、貫通孔を遮蔽する遮光性の遮光キャップと、光源と受光面の間に配置されて、受光面と貫通孔との間の第１間隙を遮蔽する遮光部と、文字盤の前面において遮光キャップの外周端より内側となる範囲に設けられ、光を散乱させて反射する第１光散乱部と、を備え、指針盤の裏面は、光源が発した光のうち受光面と遮光部との間の第２間隙から第１間隙に入射し且つ当該第１間隙を通過した光を、第１光散乱部内に反射することを特徴とする。

この構成では、受光面と貫通孔との間の第１間隙を遮蔽する遮光部を、光源と受光面の間に配置するため、遮光部によって光源が発した光が第１間隙を通して貫通孔を通過し、指針盤の裏面へ到達することを抑えることができる。このため、指針盤の裏面へ到達した光が、指針盤の裏面と文字盤の前面との間で交互に複数回反射し、文字盤の前面で反射して指針盤を透過することを抑えることができる。

加えてこの構成では、光源が発した光のうち受光面と遮光部との間の第２間隙から第１間隙に入射し且つこの第１間隙を通過した光を、指針盤の裏面が第１光散乱部内に反射するため、この入射光が、第１光散乱部内に反射されて、多方向に散乱される。このため、この入射光が、指針盤の裏面と文字盤の前面との間で交互に複数回反射し、文字盤の前面で反射して指針盤を透過する確率を低下できる。また、この構成では、文字盤の前面において遮光キャップの外周端より内側に第１光散乱部を設けるため、第１光散乱部による散乱光が指針盤を透過することを抑えることができる。

請求項２に記載の計器は、指針盤の裏面において、光源が発した光のうち第２間隙から裏面に入射した光を第１光散乱部内に反射する部位に、光を散乱させて反射する第２光散乱部が設けられることを特徴とする。

この構成では、光源が発した光のうち第２間隙から入射した光を、第２光散乱部と第１光散乱部の両方で散乱させるため、この入射光が、指針盤の裏面と文字盤の前面との間で交互に複数回反射し、文字盤の前面で反射する確率をさらに低下できる。したがって、遮光キャップより外側での漏光をさらに抑えることができる。

請求項３に記載の計器は、文字盤が固定されるケースと、文字盤に形成された開口に挿通される円筒部を有すると共に、ケースに文字盤を固定させる固定ホルダと、を備え、円筒部の内部空間が、貫通孔とされ、遮光部は、固定ホルダの一部として円筒部内に形成されることを特徴とする。

この構成では、ケースに文字盤を固定させる固定ホルダを利用して貫通孔と遮光部とを設けているため、新たに専用部品を追加しないで請求項１の効果を得ることができる。

請求項４に記載の計器は、文字盤が固定されるケースと、ケースに文字盤を固定させる固定ホルダであって、文字盤に形成された開口に挿通される円筒部と、円筒部の一端に設けられると共に文字盤の前面のうち開口の外周側と当接する円環部とを有する固定ホルダと、を備え、円筒部の内部空間が、貫通孔とされ、遮光部は、固定ホルダの一部として円筒部内に形成され、円環部の外周端は、遮光キャップの外周端より内側に配置され、第１光散乱部は、円環部の前面に形成されることを特徴とする。

この構成では、ケースに文字盤を固定させる固定ホルダを利用して第１光散乱部と貫通孔と遮光部とを設けているため、新たに専用部品を追加しないで請求項１および２の効果を得ることができる。

請求項５に記載の計器では、文字盤に形成された開口が、貫通孔とされることを特徴とする。

この構成では、文字盤を利用して貫通孔が設けられているため、新たに専用部品を追加しないで請求項１および２の効果を得ることができる。

請求項６に記載の計器では、文字盤に形成された開口が、貫通孔とされ、文字盤の前面における開口の端部が、貫通孔の端部とされることを特徴とする。

この構成では、文字盤を利用して貫通孔の端部が設けられているため、新たに専用部品を追加しないで請求項１および２の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、図中の互いに同一若しくは均等である部分に、同一符号を付している。

（第１実施形態）
コンビネーションメータ１００は、自動車の車室内の運転席前方に設けたインストルメントパネル内に配置され、自車両の各種情報を表示する。コンビネーションメータ１００は、図１に示すように自車両の走行速度を表示するスピードメータ１を備える。スピードメータ１は、文字２１と目盛２２が設けられた文字盤２と、文字２１と目盛２２を指示する指針部３１を有すると共に光透過性を有する円盤状の指針盤３と、文字盤２の背後に配置されると共に指針盤３の内部に光を入射させて指針部３１を発光させる発光ダイオード４１と、を備える。

指針盤３は、回転中心軸３４１Ａ（図２）を中心として、文字盤２の前面２４（図２）に沿って、自車両の走行速度に応じて所定角度回転する。指針部３１は、図１に示すように、回転中心軸３４１Ａから径方向に延びている。指針盤３の回転に伴って、発光している指針部３１は、走行速度に応じて所定角度回転して、走行速度に応じた文字２１と目盛２２を指示することにより、自車両の走行速度を表示する。文字２１の全部と目盛２２の一部は、図１に示すように、光透過性を有する円盤状の指針盤３を通して視認できる。

スピードメータ１は、請求項に記載の計器に相当し、文字２１と目盛２２は、請求項に記載の指標部に相当し、発光ダイオード４１は、請求項に記載の光源に相当する。

文字盤２は、図２〜４に示す固定ホルダ６によってケース５に固定される。固定ホルダ６は、円筒部６１と遮光部６２と円環部６３と２個の掛止部とを備え、例えば黒色に着色されたポリアセタール樹脂等の遮光性の樹脂から、一体的に形成される。円筒部６１は、文字盤２に形成された開口２３に挿通され、円筒部６１の内部空間６１１を、文字盤２に設けられた貫通孔とする。

円環部６３は、円筒部６１の一端（図４において上側の端部）に設けられ、文字盤２の前面２４のうち開口２３の外周側と当接する。光を散乱させて反射する第１光散乱部６４を、例えば、微細な凹凸が形成されたシボ面を、図４に示すように、円環部６３の前面６３１に形成する。円筒部６１の他端側（図４において下側の端部側）の円筒部６１内には、円環状で遮光性の遮光部６２が設けられる。掛止部６５は、ケース５の被掛止部に引っ掛ける爪６５１を備え、図２と図４に示すように、被掛止部に引っ掛けた爪６５１と円環部６３とによって、文字盤２とケース５とを挟み込んで、ケース５に文字盤２を固定させる。

指針盤３は、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）から略円盤状に形成され、図２に示すように、指針盤３の中央部が円筒部６１の内部空間６１１に延び、その中央部の先端に受光面３２が形成される。受光面３２は、内部空間６１１を通して指針盤３内部に光を入射させ、受光面３２と発光ダイオード４１の間に、発光ダイオード４１の発した光を受光面３２へ導いて受光面３２から指針盤３の内部に入射させる導光プリズム４３を設ける。図６に示す光路Ｐ１０にしたがって受光面３２から指針盤３の内部に入射した光は、図１に示す光路Ｐ１にしたがって、指針盤３の外周部３３２で反射し、この反射光が指針部３１に到達して指針部３１を発光させる。この反射光を指針部３１に効率的に到達させる反射部を、外周部３３２に形成している。

指針盤３の中央部から外周部３３２に向かって延びるように形成された指針部３１は、図５に示すように、裏面３３１に対して傾斜する２つの反射面３１１を備え、断面が三角形となる溝として形成される。反射面３１１は、視認者側（図５の左側）を向いて傾斜しているため、図５に示す光路Ｐ１１にしたがって、指針盤３内部を進行する光を反射し、反射光を視認者側に出射する。これにより、視認者に指針部３１が１本の光の筋として認識させることができる。

遮光キャップ３５は、例えば黒色に着色されたポリアセタール樹脂等の遮光性の樹脂から形成され、図２に示すように、指針盤３の前面３３０に取り付けられて、円筒部６１の内部空間６１１を遮蔽する。これにより、遮光キャップ３５は、発光ダイオード４１の発した光が、円筒部６１の内部空間６１１を通過し、指針盤３を透過することを抑えることができる。遮光キャップ３５は、中央部に文字盤２の方向に突出するボス部３５０を有し、指針盤３に形成された嵌合穴３３３にボス部４１を嵌合させて、遮光キャップ３５を指針盤３の前面３３０に取り付ける。

指針盤３は、内部空間６１１内に回転中心軸３４１Ａを有する回転シャフト３４１に固定される。具体的に、遮光キャップ３５のボス部３５０に形成された圧入穴に回転シャフト３４１を圧入して、指針盤３の前面３３０に取り付けられた遮光キャップ３５を回転シャフト３４１に固定し、これにより、指針盤３を回転シャフト３４１に固定する。回転シャフト３４１は、ムーブメント３４によって回転駆動され、これにより、指針盤３は、文字盤２の前面２４に沿って回転する。ムーブメント３４は、ステッピングモータ、あるいは交差コイル式回転機などの電気アクチュエータからなり、外部からの電気信号（スピードメータ１の場合は、自動車の走行速度信号）に対応した角度だけシャフト３４１を回転させるものである。

発光ダイオード４１、ムーブメント３４、および、文字盤２の文字２１と目盛２２を透過照明する発光ダイオード４２は、プリント基板７に実装される。

以下、本発明の特徴である、遮光キャップ３５より外側での漏光を抑える構成について、図６と図７に基づいて説明する。

固定ホルダ６の一部として円筒部６１内に形成された遮光部６２は、図６に示すように、発光ダイオード４１と受光面３２の間に配置され、受光面３２と内部空間６１１の間隙（以下、第１間隙と称する）を遮蔽する、即ち、発光ダイオード４１が発した光のうち受光面３２より外側から内部空間６１１を通過して指針盤３の裏面３３１へ到達する光を、つまり、光路Ｐ２１の光を遮る。遮光部６２を設けない場合、光路Ｐ２１の光は、指針盤３の裏面３３１と文字盤２の前面２４との間で交互に複数回反射し、この反射光が、遮光キャップ３５より外側（図６において右側）において文字盤２の前面２４で反射し、この反射光が指針盤３を透過する。この透過光は、遮光キャップ３５より外側でぼやけた漏光（ハレーション）として視認されるため、スピードメータ１の見映えが低下するという問題が生じる。

これに対して、本実施形態では、遮光部６２によって光路Ｐ２１の光を遮っているため、光路Ｐ２１の光によって生じる遮光キャップ３５より外側での漏光を抑えることができる。また、受光面３２の背後側（図６において下側）に配置された発光ダイオード４１と受光面３２の間に遮光部６２を配置しているため、遮光部６２を指針盤３と干渉させないようにできる。また、ケース５に文字盤２を固定させる固定ホルダ６を利用して遮光部６２を設け、円筒部６１の内部空間６１１を文字盤２に設けられた貫通孔としているため、新たに専用部品を追加しないで上述の効果を得ることができる。

第１光散乱部６４は、図７に示すように、文字盤２の前面２４側において遮光キャップ３５の外周端３５１より内側（図７の左側）に設けられる。具体的に、文字盤２の前面２４のうち開口２３の外周側（図７の右側）と当接する円環部６３の外周端６３２を、遮光キャップ３５の外周端３５１より内側に配置し、第１光散乱部６４を円環部６３の前面６３１に形成する。

また、発光ダイオード４１が発した光のうち受光面３２と遮光部６２の間隙（以下、第２間隙と称する）から入射し、且つ、第１間隙を通過した光を、即ち、受光面３２の外周端３２１と遮光部６２の内周端６２１の間隙から入射した光を、つまり、第１光路Ｐ３１と第２光路Ｐ３２の間の光路の光を、指針盤３の裏面３３１が第１光散乱部６４内に反射するように構成する。

具体的に、受光面３２の外周端３２１と円筒部６１の内周端６１２とを結ぶ第１光路Ｐ３１の光を、光路Ｐ４１に示すように指針盤３の裏面３３１が第１光散乱部６４内に反射するように、外周端３２１と内周端６１２との配置関係を設定する。また、遮光部６２の内周端６２１と内周端６１２とを結ぶ第２光路Ｐ３２の光を、光路Ｐ４２に示すように指針盤３の裏面３３１が第１光散乱部６４内に反射するように、内周端６２１、６１２の配置関係を設定する。このため、第１光路Ｐ３１と第２光路Ｐ３２の間の光路の光も、指針盤３の裏面３３１が第１光散乱部６４内に反射させることができる。

ここで、発光ダイオード４１が発した光のうち、第１間隙を通して内部空間６１１を通過して指針盤３の裏面３３１へ到達する光が、遮光部６２によって遮られるが、発光ダイオード４１が発した光のうち例えば周囲で反射した間接光等が、第２間隙から入射して、指針盤３の裏面３３１へ到達する可能性がある。この可能性のある光である、第１光路Ｐ３１と第２光路Ｐ３２の間の光路の光は、第１光散乱部６４内に反射されて、多方向に散乱される。したがって、この散乱光が、指針盤３の裏面３３１と文字盤２の前面２４との間で交互に複数回反射し、この反射光が、遮光キャップ３５（外周端３５１）より外側（図７において右側））へ到達する確率が低下する。このため、この反射光が、遮光キャップ３５より外側において文字盤２の前面２４で反射することを抑えることができる。したがって、この反射光が指針盤３を透過して遮光キャップ３５より外側での漏光となることを抑えることができるため、遮光キャップ３５より外側での漏光をより抑えることができる。

また、文字盤２の前面２４側において遮光キャップ３５の外周端３５１より内側に第１光散乱部６４を設けているため、第１光散乱部６４による散乱光を指針盤３を通して視認させないようにできるため、遮光キャップ３５より外側での漏光をより抑えることができる。

また、ケース５に文字盤２を固定させる固定ホルダ６を利用して第１光散乱部６４を設け、文字盤２に設けられた貫通孔の端部を固定ホルダ６の内周端６１２としているため、新たに専用部品を追加しないで上述の効果を得ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図８と図９に示すように、例えば黒色に着色されたポリアセタール樹脂等の遮光性の樹脂から形成されると共に、光を散乱させて反射する第２光散乱部３６１が形成された裏面キャップ３６を、指針盤３の裏面３３１に追加する。２個または３個の突出部３５２を遮光キャップ３５に設け、指針盤３の穴部と裏面キャップ３６の穴部の両方に突出部３５２を挿通し、突出部３５２の先端に熱かしめ加工して、指針盤３と遮光キャップ３５と裏面キャップ３６とを固定する。

図９に示すように、指針盤３の裏面３３１において、第２間隙（裏面キャップ３６の下側外周端３６３と遮光部６２の内周端６２１の間隙）から入射した光を、即ち、第１光路Ｐ５１と第２光路Ｐ５２の間の光路の光を、第１光散乱部６４内に反射する部位に、第２光散乱部３６１を設ける。つまり、指針盤３の裏面３３１側において、裏面キャップ３６の下側外周端３６３と円筒部６１の内周端６１２とを結ぶ第１光路Ｐ５１の光と、遮光部６２の内周端６２１と円筒部６１の内周端６１２とを結ぶ第２光路Ｐ５２の光と、第１光路Ｐ５１と第２光路Ｐ５２の間の光路の光とを、光路Ｐ６１、Ｐ６２に示すように第１光散乱部６４内に反射する部位に、第２光散乱部３６１を設ける。

具体的に、第２光散乱部３６１を、遮光キャップ３５の外周端３５１より内側（図９において左側）に設け、第２光散乱部３６１の内周端を、第１光散乱部６４の内周端と同じか、または、第１光散乱部６４の内周端より内側に配置し、第２光散乱部３６１の外周端を、第１光散乱部６４の外周端と同じか、または、第１光散乱部６４の外周端より外側（図９において右側）に配置する。

このため、第１光路Ｐ５１の光と第２光路Ｐ５２の光とこれらの間の光路の光は、第２光散乱部３６１と第１光散乱部６４の両方で散乱される。このため、この散乱光が、指針盤３の裏面３３１と文字盤２の前面２４との間で交互に複数回反射し、この反射光が、遮光キャップ３５より外側（図９において右側）へ到達する確率がより低下する。このため、この反射光が、遮光キャップ３５より外側において文字盤２の前面２４で反射することをより抑えることができる。したがって、この反射光が指針盤３を透過して遮光キャップ３５より外側での漏光となることをより抑えることができるため、遮光キャップ３５より外側での漏光をさらに抑えることができる。

上述の実施形態では、文字盤２に設けられる貫通孔（内部空間６１１）と遮光部６２と第１光散乱部６４とを、ケース５に文字盤２を固定させる固定ホルダ６を利用して設け、第２光散乱部３６１を、指針盤３の裏面３３１に固定される裏面キャップ３６を利用して設けたが、これに限らない。

例えば、文字板２に形成された開口２３を、文字盤２に設けられる貫通孔とし、文字盤２の前面２４において遮光キャップ３５の外周端３５１より内側に第１光散乱部６４に相当する光散乱部を形成し、遮光部６２に相当する遮光部をケース５に形成することも可能である。この場合、固定ホルダ６を利用しないでケース５に文字盤２を固定させる構成とする。また、第２光散乱部３６１に相当する光散乱部を、指針盤３の裏面３３１に直接形成することも可能である。この場合、図６に示す光路Ｐ１０に影響を与えないようにするため、指針盤３の裏面３３１に直接シボ面を形成しないで、例えば、シボ面を有するシボ層を指針盤３の裏面３３１に形成する。これにより、構成を簡素化しつつ、上述の効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態によるスピードメータの正面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図２中の固定ホルダの平面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 図１中のＶ−Ｖ線の断面図である。 図２中のＶＩ部の拡大断面図である。 図６の追加説明図である。 本発明の第２実施形態によるスピードメータの断面図である。 図８中のＩＸ部の拡大断面図である。

符号の説明

１００ コンビネーションメータ、１ スピードメータ（計器）、２ 文字盤
２１ 文字（指標部）、２２ 目盛（指標部）、２３ 開口（貫通孔）、２４ 前面
３ 指針盤、３１ 指針部、３１１ 反射面、３２ 受光面、３２１ 外周端
３３０ 前面、３３１ 裏面、３３２ 外周部、３３３ 嵌合穴、３４ ムーブメント
３４１ 回転シャフト、３４１Ａ 回転中心軸、３５ 遮光キャップ、３５０ ボス部
３５１ 外周端、３５２ 突出部、３６ 裏面キャップ、３６１ 第２光散乱部
３６２ 裏面、３６３ 下側外周端、３６４ 外周端、４１ 発光ダイオード（光源）
４２ 発光ダイオード、４３ 導光プリズム、５ ケース、５１ 被掛止部
６ 固定ホルダ、６１ 円筒部、６１１ 内部空間（貫通孔）、６１２ 内周端（端部）
６２ 遮光部、６２１ 内周端、６３ 円環部、６３１ 前面、６３２ 外周端
６４ 第１光散乱部、６５ 掛止部、６５１ 爪、７ プリント基板

Claims (6)

1. 指標部と貫通孔とが設けられた文字盤と、
   前記貫通孔内に回転中心軸を有する回転シャフトに固定されて前記文字盤の前面に沿って回転する光透過性を有する略円盤状の指針盤であって、前記貫通孔を通して指針盤内部に光を入射させる受光面と、前記指標部を指示する指針部と、を有する指針盤と、
   前記受光面の背後側に配置され、前記受光面から前記指針盤の前記内部に光を入射させて前記指針部を発光させる光源と、
   前記指針盤の前面に取り付けられ、前記貫通孔を遮蔽する遮光性の遮光キャップと、
   前記光源と前記受光面の間に配置されて、前記受光面と前記貫通孔との間の第１間隙を遮蔽する遮光部と、
   前記文字盤の前記前面において前記遮光キャップの外周端より内側となる範囲に設けられ、光を散乱させて反射する第１光散乱部と、を備え、
   前記指針盤の裏面は、前記光源が発した光のうち、前記受光面と前記遮光部との間の第２間隙から前記第１間隙に入射し且つ当該第１間隙を通過した光を、前記第１光散乱部内に反射することを特徴とする計器。
2. 前記指針盤の前記裏面において、前記光源が発した光のうち前記第２間隙から当該裏面に入射した光を前記第１光散乱部内に反射する部位に、光を散乱させて反射する第２光散乱部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の計器。
3. 前記文字盤が固定されるケースと、
   前記文字盤に形成された開口に挿通される円筒部を有すると共に、前記ケースに前記文字盤を固定させる固定ホルダと、を備え、
   前記円筒部の内部空間が、前記貫通孔とされ、
   前記遮光部は、前記固定ホルダの一部として前記円筒部内に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の計器。
4. 前記文字盤が固定されるケースと、
   前記ケースに前記文字盤を固定させる固定ホルダであって、前記文字盤に形成された開口に挿通される円筒部と、前記円筒部の一端に設けられると共に前記文字盤の前記前面のうち前記開口の外周側と当接する円環部とを有する固定ホルダと、を備え、
   前記円筒部の内部空間が、前記貫通孔とされ、
   前記遮光部は、前記固定ホルダの一部として前記円筒部内に形成され、
   前記円環部の外周端は、前記遮光キャップの外周端より内側に配置され、
   前記第１光散乱部は、前記円環部の前面に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の計器。
5. 前記文字盤に形成された開口が、前記貫通孔とされることを特徴とする請求項１または２に記載の計器。
6. 前記文字盤に形成された開口が、前記貫通孔とされ、
   前記文字盤の前記前面における前記開口の端部が、前記貫通孔の端部とされることを特徴とする請求項１または２に記載の計器。

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