JP5228254B2

JP5228254B2 - 計器装置

Info

Publication number: JP5228254B2
Application number: JP2008263896A
Authority: JP
Inventors: 秀一野水
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010091512A

Description

本発明は、環状導光体を備えた計器装置に関するものである。

自動車やオートバイなどの車両に搭載される計器装置として、例えば下記特許文献１がある。特許文献１に於ける計器装置は、車両のエンジン回転数や速度を現す表示部８が施された表示板９と、表示板９の表示部８を指し示す指針７を備えている。そして、夜間など周囲が暗い時には、表示部８は発光ダイオード１０からの直射光により透過照明されるか、或いは反射体１１に設けられている第１の反射部２０に反射した後、第２の反射部２１で反射した光を背後から受けて透過照明されるか、或いは直射光と反射光の両方の光を受けて透過照明されるようになっている。
特開２００３−２９４４９６号公報

特許文献１の様な構造の計器装置に於いては、発光ダイオード１０に対応している表示部箇所は比較的明るいが、隣り合う発光ダイオード１０の中間に対応している表示部箇所は暗くなりやすい。その為、表示部８の透過輝度を低下させることなく表示部８全体をほぼ均一に透過させるには、発光ダイオード１０の数を４個位とする必要があるが、コストアップとなっている。

本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、光源の数を減らしつつ、表示板に設けられた表示部の透過輝度を低下させることなく、ほぼ均一に透過照明することのできる計器装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するため、回路基板と、この回路基板の裏面側に装着され前記回路基板を貫通して前方に延びる回動軸を有する計器本体と、前記回動軸の先端側に固着される指針と、この指針の後方に配置され前記指針の回動領域であって前記指針の先端側に対応して円弧状に複数配列された表示部を有する表示板と、前記回動軸周囲に配置され径方向の断面形状が円形または楕円形からなる環状導光体と、この環状導光体の周方向に導光する光源と、前記表示部に対応した前記表示板の裏面側に配置され前記環状導光体より出射された光を前記表示部側に反射させる反射体とを備え、前記環状導光体は周方向に導光された光を前記反射体側に反射させる凹状の第１の反射面と、周方向に導光された光を前記表示部側に反射させる凹状の第２の反射面とを有しているものである。

また、前記第１の反射面は、前記表示部に対応した範囲に設けられているものである。

また、前記環状導光体は前記表示板側から平面視した際、円弧状となっており、少なくとも一方の端部に前記光源の光を入射し周方向に導光する端部入射部を有しているものである。

また、前記環状導光体は前記表示板側から平面視した際、円形となっており、前記表示部に対応した範囲を除いた箇所に前記光源の光を入射し周方向に導光する１個あるいは２個の入射部を有しているものである。

光源の数を減らしつつ、表示板に設けられた表示部の透過輝度を低下させることなく、ほぼ均一に透過照明することのできる計器装置を得ることができる。

本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は速度計１と回転計２を備えた計器装置の正面図であり、図２は速度計１の部分断面図（図１に於けるＡ−Ａ断面）である。図３は速度計１に用いられる表示板の部分断面図である。図４は速度計１に用いられる環状導光体の正面図であり、図５は環状導光体の部分側面図（図４に於けるＸ方向図）であり、図６は環状導光体の部分断面図（図５に於けるＢ−Ｂ断面）である。図７は環状導光体と光源を示す斜視図である。なお、回転計２に関する説明は省略する。

速度計１（計器装置）は、硬質な回路基板３と、この回路基板３の裏面側に回路基板３と導通状態で装着され、回路基板３を貫通して前方に延びる回動軸４を有する例えば速度計１用の計器本体５と、回動軸４の先端側に固着され指示部６を有する指針７と、この指針７の後方に配置され表示部８を有する表示板９と、回動軸４周囲に配置された環状導光体１０と、表示板９および環状導光体１０が保持されるハウジング１１と、回路基板３に実装され環状導光体１０内に光を入射する光源としての例えば発光ダイオード１２と、指針７の指示部６を照明する光源としての指針用発光ダイオード１３を備えている。

また、表示板９の可視領域を定める開口部１４を有する例えば黒色の合成樹脂からなる見返し部材１５と、表示板９や見返し部材１５などの前方側を被う無色透明な合成樹脂からなる透視板１６と、回路基板３の裏面側を覆う合成樹脂製のカバー１７などを備えている。

指針７は、無色透明な合成樹脂からなる指示部６の他に、指針軸１８と、遮光性の合成樹脂からなる指針キャップ１９を備えている。この指針７は指針軸１８を計器本体５の回動軸４の先端側に圧入することによって計器本体５に固着される。指示部６の裏面には例えば白色の箔（図示せず）がホットスタンプされており、昼間など周囲が明るい時は指示部６が白色で視認される。また、夜間など周囲が暗い時に例えば白色で発光する指針用発光ダイオード１３が点灯した際も、指示部６に導かれた光が白色の箔に反射して指示部６が白色で視認されるようになっている。

表示板９は、無色透明な合成樹脂からなる基板２０の表面側に例えば車両の速度を示す表示部８（目盛表示部８Ａ，数字表示部８Ｂ，文字表示部８Ｃ）となる例えば白色の透過性表示層２１を印刷した後、表示部８を除いて地部２２となる例えば黒色で遮光性を有する地色層２３を印刷したものである（図１に於いては、表示部８を黒色で、地部２２を無色で示す）。その後、全面に透明な保護層２４を設ける。表示部８の内、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂは、指針７の回動領域であって指示部６の先端側に対応してほぼ円弧状に複数配列されている。

環状導光体１０は、光透過性である例えば無色透明な材料からなるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などからなり、表示板９側から平面視した際は円弧状であり、径方向の断面は図６に示す様に円形となっている。そして、両方の端部には発光ダイオード１２からの光を入射し周方向に導光する端部入射部２５が設けてある。端部入射部２５は、発光ダイオード１２側に突き出し形成され発光ダイオード１２からの光を受光する端部受光部２６と、端部受光部２６から内部に入射した光が周方向に反射するように傾斜して形成された端部反射面２７とからなるが、端部受光部２６は必要に応じて設ければ良い。なお、端部入射部２５は表示部８に対応していない箇所に設けてある。

また、内周側面２８には凹状（断面が三角形）の第１の反射面２９が周方向に沿って連続的に無数に形成してある。また、内周側面２８と下面３０との角部付近には、表示板８の目盛表示部８Ａ或いは数字表示部８Ｂ方向に窪む凹状（断面が三角形）の第２の反射面３１が周方向に沿って連続的に無数に形成してある（図５，６参照）。この第１の反射面２９および第２の反射面３１は、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂに対応した範囲に設けられている。また、外周側面３２と下面３０との角部付近の適宜箇所には、先端側に係止爪３３を有する弾性片３４が設けてある（図７参照）。この弾性片３４は、環状導光体１０をハウジング１１に保持させるためのもので、表示部８の照明に悪影響の無い箇所に複数設けてある。

ハウジング１１は、遮光性のある例えば白色の合成樹脂からなり、指針用発光ダイオード１３を囲むように表示板９と回路基板３との間に配置された断面が円形の筒部３５と、筒部３５の周りに一体的に形成され環状導光体１０が保持される係合孔３６を有する保持板３７と、表示板９に設けられた目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂに対応するように周縁領域に傾斜して形成された反射体３８と、表示板９が支持される前面部３９や外周壁４０などを有している。

環状導光体１０はハウジング１１に保持される（組み付けられる）。方法は、環状導光体１０に設けられた係止爪３３を保持板３７の係合孔３６に挿入するようにする。すると、弾性片３４が撓みながら係合孔３６に挿入され、係止爪３３が係合孔３６を外れた時点で弾性片３４が元の位置に戻って係止爪３３が保持板３７の裏面側に係止する（所謂、フック止め）。なお、係止爪３３は係合孔３６を挿通して回路基板３にフック止めされるようにしても良い。環状導光体１０の組み付け方法は任意である。要は、環状導光体１０は計器本体５の回動軸４周囲である筒部３５の周りに保持されるようになっていれば良く、フック止めに限定するものでもない。

この様に構成された計器装置に於いて、例えば白色で発光する発光ダイオード１２が点灯すると、発光ダイオード１２からの光は環状導光体１０の両端の端部受光部２６から環状導光体１０内に入射し、端部反射面２７で反射して環状導光体１０内を周方向に沿って進む（導光する）ようになる。その際、内周側面２８に第１の反射面２９が周方向に沿って連続的に無数に形成してあるために、環状導光体１０内を進む光はこの第１の反射面２９に反射して、環状導光体１０の外周側面３２から光をハウジング１１の反射体３８側に出射する。この出射光は反射体３８に反射して表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に向かい、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂが透過照明される。なお、文字表示部８Ｃは発光ダイオード１２の直射光で透過照明されるようになっている。

また、環状導光体１０の内周側面２８と下面３０との角部付近に第２の反射面３１が周方向に沿って連続的に無数に形成してあるために、環状導光体１０内を進む光はこの第２の反射面３１に反射して、環状導光体１０の上面４１と外周側面３２の角部付近から光を表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に出射する。この出射光によっても目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂが透過照明される。

この様に、径方向の断面形状が円形からなる環状導光体１０であり、内周側面２８に第１の反射面２９が連続的に設けられているために、環状導光体１０の周方向に導光された光（第１の反射面２９で反射した光以外）は環状導光体１０から外部に洩れにくく、第１の反射面２９で反射された光は第１の反射面２９に対応した外周側面３２の全面から輝度の高い光としてハウジング１１の反射体３８側に出射される。そして、円弧状に複数配列された目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂに対応するように反射体３８が配置されているために、反射体３８の全面で反射された輝度の高い光が目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂのほぼ真裏から照射するようになる。従って、発光ダイオード１２の数が少なくても表示板９に設けられた目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂの透過輝度を低下させることなく、ほぼ均一に透過照明することができる。

また、環状導光体１０をハウジング１１の筒部３５の周りに配置することで環状導光体１０の径を小さくすることが可能なため、環状導光体１０の周方向に導光される光が減衰されにくく、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂの透過輝度の低下を抑えるには効果的である。更に、環状導光体１０が小さいことでコスト的に安くて済む。

また、環状導光体１０の第１の反射面２９を表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂに対応した範囲に設けることによって、発光ダイオードの光を必要とする箇所（目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ）に高輝度でロス無く導くことができ、透過輝度を低下させることなく目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂを透過照明することが可能となる。

また、環状導光体１０の内周側面２８と下面３０との角部付近に第２の反射面３１を周方向に沿って連続的に形成し、周方向に導光された光を第２の反射面３１で反射させて表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に反射させるようにしたことにより、ハウジング１１の反射体３８で反射させて目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂを透過照明する光に加えて、この出射光も加わるため、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂをより高輝度で透過照明することが可能となる。

また、環状導光体１０が円弧状となっており、両方の端部に発光ダイオード１２の光を入射し周方向に導光する端部入射部２５を設けたことにより、容易に環状導光体１０内に光を導き入れることができる。また、発光ダイオード１２の数が２個となり、従来に比べて発光ダイオードの数を減らすことができる。なお、端部入射部２５は環状導光体１０の両端に設けたが、満足する透過照明が得られるようであれば、どちらか一方の端部に設けるようにしても良く、その場合は１個の発光ダイオードで済む。

本発明の第２実施形態を図８および図９に基づいて説明する。図８は環状導光体の正面図であり、図９は環状導光体の部分断面図（図８に於けるＣ−Ｃ断面）である。本実施形態は前記第１実施形態とは環状導光体が異なるのみである。なお、前記第１実施形態と同一もしくは相当箇所については同一符号を付して詳細説明は省略する。

環状導光体１０は、光透過性である例えば無色透明な材料からなるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などからなり、表示板９側から平面視した際は円形であり、径方向の断面は図示しないが前記第１実施形態と同様に円形となっている。そして、表示部８に対応していない箇所に入射部４２が２個設けてある。この入射部４２は、発光ダイオード１２側に突き出し形成され発光ダイオード１２からの光を受光する受光部４３と、受光部４３から内部に入射した光が周方向に反射するように傾斜して形成された反射面４４とからなる。

なお、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂに対応した範囲に第１の反射面２９と第２の反射面がそれぞれ設けられているが、形状，形成位置共に前記第１実施形態と同様であるため、図示および説明は省略する。また、環状導光体１０には前記第１実施形態と同様に、先端側に係止爪３３を有する弾性片が設けてある。

この様に構成された計器装置に於いて、例えば白色で発光する発光ダイオード１２が点灯すると、発光ダイオード１２からの光は環状導光体１０の受光部４３から環状導光体１０内に入射し、反射面４４で反射して環状導光体１０内を周方向（図９に示す矢印方向）に沿って進む（導光する）ようになる。その際、内周側面２８に第１の反射面２９が周方向に沿って連続的に無数に形成してあるために、前記第１実施形態と同様に、環状導光体１０内を進む光はこの第１の反射面２９に反射して、環状導光体１０の外周側面３２から光をハウジング１１の反射体３８側に出射する。この出射光は反射体３８に反射して表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に向かい、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂが透過照明される。

この様に構成したことにより、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、従来に比べて発光ダイオード１２の数を減らしつつ、表示板９に設けられた目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂの透過輝度を低下させることなく、ほぼ均一に透過照明することができる。また、環状導光体１０が繋がっているために変形しにくいという利点もある。

本発明の第３実施形態を図１０および図１１に基づいて説明する。図１０は環状導光体の正面図であり、図１１は環状導光体の部分断面図（図１０に於けるＤ−Ｄ断面）である。本実施形態は前記第２実施形態とは環状導光体が異なるのみであるため、同一もしくは相当箇所については同一符号を付して詳細説明は省略する。

環状導光体１０は、光透過性である例えば無色透明な材料からなるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などからなり、表示板９側から平面視した際は円形であり、径方向の断面は図示しないが前記第２実施形態と同様に円形となっている。そして、表示部８に対応していない箇所に入射部４２Ａが１個設けてある。この入射部４２Ａは、発光ダイオード１２側に突き出し形成され発光ダイオード１２からの光を受光する受光部４３Ａと、受光部４３Ａから内部に入射した光が周方向に反射するように傾斜して形成された断面Ｖ字状の反射面４４Ａとからなる。

この様に構成された計器装置に於いて、例えば白色で発光する発光ダイオード１２が点灯すると、発光ダイオード１２からの光は環状導光体１０の受光部４３Ａから環状導光体１０内に入射し、反射面４４Ａで反射して環状導光体１０内を周方向（図１１に示す矢印方向）に沿って進む（導光する）ようになる。その際、内周側面２８に第１の反射面２９が周方向に沿って連続的に無数に形成してあるために、前記第２実施形態と同様に、環状導光体１０内を進む光はこの第１の反射面２９に反射して、環状導光体１０の外周側面３２から光をハウジング１１の反射体３８側に出射する。この出射光は反射体３８に反射して表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に向かい、目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂが透過照明される。

また、前記第２実施形態と同様に、環状導光体１０の内周側面２８と下面３０との角部付近に第２の反射面３１が周方向に沿って連続的に無数に形成してあるために、環状導光体１０内を進む光はこの第２の反射面３１に反射して、環状導光体１０の上面４１と外周側面３２の角部付近から光を表示板９の目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂ側に出射する。この出射光によっても目盛表示部８Ａと数字表示部８Ｂが透過照明される。

この様に構成したことにより、前記第２実施形態と同様の効果が得られる。更に、断面Ｖ字状の反射面４４Ａとすることによって、入射部４２Ａが１個で済み、発光ダイオード１２の数が１個で済む。

なお、前記各実施形態に於いては環状導光体の断面を円形としたが、円形に近い形状あるいは楕円形であっても良く、同様な効果が得られる。また、環状導光体を表示板側から平面視した際の形状も真円でなくとも円形に近い形状であっても良い。また、内周側面、あるいは内周側面と下面との角部付近に形成した第１の反射面および第２の反射面の形状は三角形に限定するものではなく、環状導光体内に入射した光が外周側面側、あるいは上面と外周側面との角部付近側（表示板の目盛表示部と数字表示部側）に反射されるようになっていれば形状は任意である。また、環状導光体は無色透明材に限定するものではなく、透過率の高い着色透明材であっても良い。

本発明の第１実施形態を示す計器装置の正面図。同計器装置である速度計の部分断面図（図１に於けるＡ−Ａ断面）。同速度計に用いられる表示板の部分断面図。同速度計に用いられる環状導光体の正面図。同環状導光体の部分側面図（図４に於けるＸ方向図）。同環状導光体の部分断面図（図５に於けるＢ−Ｂ断面）。同環状導光体と光源を示す斜視図。本発明の第２実施形態を示す環状導光体の正面図。同環状導光体の部分断面図（図８に於けるＣ−Ｃ断面）。本発明の第３実施形態を示す環状導光体の正面図。同環状導光体の部分断面図（図１０に於けるＤ−Ｄ断面）。

符号の説明

３回路基板
４回動軸
５計器本体
７指針
８表示部
８Ａ目盛表示部
８Ｂ数字表示部
９表示板
１０環状導光体
１２発光ダイオード（光源）
２５端部入射部
２９第１の反射面
３１第２の反射面
３８反射体
４２，４２Ａ入射部

Claims

回路基板と、この回路基板の裏面側に装着され前記回路基板を貫通して前方に延びる回動軸を有する計器本体と、前記回動軸の先端側に固着される指針と、この指針の後方に配置され前記指針の回動領域であって前記指針の先端側に対応して円弧状に複数配列された表示部を有する表示板と、前記回動軸周囲に配置され径方向の断面形状が円形または楕円形からなる環状導光体と、この環状導光体の周方向に導光する光源と、前記表示部に対応した前記表示板の裏面側に配置され前記環状導光体より出射された光を前記表示部側に反射させる反射体とを備え、前記環状導光体は周方向に導光された光を前記反射体側に反射させる凹状の第１の反射面と、周方向に導光された光を前記表示部側に反射させる凹状の第２の反射面とを有していることを特徴とする計器装置。
前記第１の反射面は、前記表示部に対応した範囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記環状導光体は前記表示板側から平面視した際、円弧状となっており、少なくとも一方の端部に前記光源の光を入射し周方向に導光する端部入射部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計器装置。
前記環状導光体は前記表示板側から平面視した際、円形となっており、前記表示部に対応した範囲を除いた箇所に前記光源の光を入射し周方向に導光する１個あるいは２個の入射部を有していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の計器装置。