JP5489870B2 - 指針装置及び導光部材 - Google Patents

Description

本発明は、指針装置及び導光部材に係り、特に、文字板と、基部と前記基部の一端から前記文字板に沿って延出された指針本体部とが設けられた導光性の指針と、一端が前記基部の他端に対向して配置された導光性の出力軸が設けられたモータと、前記出力軸の他端に対向して配置された光源と、を備えた指針装置及び当該指針装置に用いられる導光部材に関するものである。

上述した指針装置として、例えば図６に示すようなものが提案されている（例えば特許文献１〜３）。同図に示すように、指針装置１００は、文字板１０１と、導光性の指針１０２と、指針１０２を回転駆動するためのモータ１０３と、指針１０２を光輝させるための指針用光源１０４と、を備えている。

上記指針１０２は、基部１０２ａ及び基部１０２ａの一端から文字板１０１に沿って延出された指針本体部１０２ｂが設けられている。上記モータ１０３には、導光性の出力軸１０３ａが軸支されている。出力軸１０３ａは、その一端が基部１０２ａの他端に圧入されて、指針１０２に固定されている。この出力軸１０３ａの他端に対向するように上記光源１０４が配置されている。

上述した指針装置１００によれば、光源１０４から出射された光は、出力軸１０３ａ内を導光して、指針１０２の基部１０２ａに導かれ、この基部１０２ａに導かれた光が指針１０２内を導光して、指針１０２が光輝する。

上述した指針装置１００は、出力軸１０３ａによって光源１０４から出射された光を出力軸１０３ａ外に漏らさずに効率的に指針１０２に導くために指針１０２しか照明できず、文字板１０１の照明には指針用光源１０４とは別の文字板用光源を文字板１０１の背面に配置して、照明する必要があった。このため、光源の数が多くなりコスト的に問題があった。

特表２００３−５１５１４７号公報 特開２００４−４８８９２号公報 特開昭５５−７１９８５号公報

そこで、本発明は、１つの光源で指針と文字板との双方を照明することにより、コストダウンを図った指針装置及び導光部材を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、文字板と、基部と前記基部の一端から前記文字板に沿って延出された指針本体部とが設けられた導光性の指針と、一端が前記基部の他端に対向して配置された導光性の出力軸が設けられたモータと、前記出力軸の他端に対向して配置された光源と、を備えた指針装置において、前記基部の他端が挿入される第１凹部と前記出力軸の一端が挿入される第２凹部とが設けられた前記文字板の背面に配置される導光部材をさらに備え、前記第１凹部の底面が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられていることを特徴とする指針装置に存する。

請求項２記載の発明は、底壁部及び該底壁部の縁から立設した前記文字板を支持する立壁部を有する前記導光部材を収容するケースをさらに備え、前記ケースの底壁部には、前記出力軸が挿入される挿入孔が設けられ、前記挿入孔の内周面が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の指針装置に存する。

請求項３記載の発明は、端部同士が互いに対向して配置された指針の基部とモータの出力軸との間に設けられた導光部材であって、前記基部の端部が挿入される第１凹部と、前記出力軸の端部が挿入される第２凹部と、が設けられ、前記第１凹部の底部が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられていることを特徴とする導光部材に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、導光部材に設けられた第１凹部の底面が、出力軸の回転軸に近づくに従って出力軸に近づくテーパ状に設けられているので、出力軸を導光して導光部材に入射された光が第１凹部の底面で反射されて文字板の背面に入射される。従って、１つの光源で指針と文字板との双方を照明することができ、コストダウンを図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、挿入孔の内周面が、出力軸の回転軸に近づくに従って出力軸に近づくテーパ状に設けられているので、第１凹部の底面で挿入孔の内周面に向かって反射された光が、挿入孔の内周面で文字板の背面に向かって反射される。従って、効率的に第１凹部の底面で反射された光を文字板の背面に導くことができる。

請求項３記載の発明によれば、第１凹部の底部が、出力軸の回転軸に近づくに従って出力軸に近づくテーパ状に設けられているので、第１凹部に基部の端部を挿入し、第２凹部に出力軸の端部を挿入して文字板の背面に配置すれば、出力軸を導光して導光部材に入射された光が第１凹部の底面で反射されて文字板の背面に入射される。従って、１つの光源で指針と文字板との双方を照明することができ、コストダウンを図ることができる。

本発明の指針装置を組み込んだ車両用メータの一実施形態を示す正面図である。 図１のＩ−Ｉ線断面図である。 （Ａ）は図２に示す導光部材の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、（Ｃ）は図２の導光部材周辺の部分拡大図である。 図２に示す光源から出射された光が指針を光輝させる過程を説明するための説明図である。 図２に示す光源から出射された光が指針を光輝させる過程を説明するための説明図である。 従来の指針装置の一例を示す部分断面図である。

以下、本発明の指針装置を図１ないし図５を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る指針装置を組み込んだ車両用メータ１は、自動車等の移動体に搭載され、移動体の乗員に対して当該移動体の状況を表示する装置である。

車両用メータ１は、図１に示すように、ケース２と、指針装置３と、見返し４と、を備えている。上記ケース２は、合成樹脂などで構成され、その内部に後述する指針装置３を収容している。

上記指針装置３は、図２に示すように、文字板３１と、導光性の指針３２と、指針３２を回転駆動するためのモータ３３と、指針３２を光輝させるための光源３４と、後述する指針３２の基部３２ａとモータ３３の出力軸３３ａとの間に設けられた導光部材３５と、この導光部材３５を収容するケース３６と、を備えている。

上記文字板３１は、アクリルなどの光透過部材から構成されていて、その表面に遮光層が形成されている。この遮光層は、文字や目盛などの表示意匠が切り欠かれている。これにより、文字板３１の背面から光が入射されるとその光が表示意匠を通り抜けて乗員に届くため、表示意匠が光輝して視認される。また、文字板３１は、円盤状に形成され、その中央に後述する指針３２の基部３２ａや導光部材３５を通す貫通穴３１ａが形成されている。

上記指針３２は、アクリルなどの導光材料で構成されている。指針３２は、文字板３１と直交する方向に配置された基部３２ａと、基部３２ａの一端から文字板３１に沿って延出された指針本体部３２ｂと、が一体に設けられている。上記基部３２ａの一端には、指針本体部３２ｂの先端に近づくに従って正面に近づくテーパ状の反射面３２ａ−１が設けられている。基部３２ａの他端から入射された光は、この反射面３２ａ−１で反射されて指針本体部３２ｂの先端側に導かれる。この基部３２ａの一端は、キャップ３７が覆われていて、基部３２ａが正面から視認されないようになっている。

上記モータ３３は、文字板３１の背面に設けられた配線板３８に取り付けられている。モータ３３は、配線板３８の文字板３１側の面に取り付けられている。このモータ３３は、図示しないモータ本体と、出力軸３３ａと、下ケース３３ｂ及び上ケース３３ｃと、を備えている。

上記図示しないモータ本体は、例えば周知のステッピングモータであり、電源供給を受けると図示しない駆動軸を回転させる。上記出力軸３３ａは、アクリルなどの導光材料で構成されていて、出力軸本体３３ａ−１と、モータ本体の駆動軸に固定されたギアに噛み合う出力ギア３３ａ−２と、が一体に設けられている。よって、モータ本体が電源供給を受けて駆動軸が回転すると、この回転力が、駆動軸に固定されたギア、出力ギア３３ａ−２を介して出力軸本体３３ａ−１に伝わり、出力軸本体３３ａ−１が回転する。また、上記出力軸本体３３ａ−１と上記指針３２の基部３２ａとは同軸に配置され、出力軸本体３３ａ−１の一端と指針３２の基部３２ａの他端とが互いに対向するように配置される。

上記下ケース３３ｂ及び上ケース３３ｃは、樹脂などから構成されていて、上述したモータ本体、出力軸３３ａなどを収容する。上記下ケース３３ｂは、指針３２側が開口となる受皿状に形成されていて、一対の係止脚部３３ｂ−１と、凹部３３ｂ−２と、軸受け３３ｂ−３と、が設けられている。上記一対の係止脚部３３ｂ−１は、配線板３８に向かって突出して設けられ、配線板３８に設けられた取付孔３８ａに挿入されると、配線板３８に係止される。

上記凹部３３ｂ−２は、下ケース３３ｂの底壁中央に指針３２側に向かって凹に設けられている。この凹部３３ｂ−２と配線板３８との間の空間に後述する光源３４が収容される。この凹部３３ｂ−２には貫通穴が設けられていて、その貫通穴の縁部から指針３２に向かって軸受け３３ｂ−３が立設されている。上記軸受け３３ｂ−３は、出力ギア３３ａ−２よりも配線板３８側の出力軸本体３３ａ−１を軸支する。

上記上ケース３３ｃは、受皿状に形成されていて、下ケース３３ｂの開口を覆うように下ケース３３ｂに取り付けられる。上記上ケース３３ｃは、その上壁に貫通穴が設けられていて、その貫通穴の縁部から光源３４側に向かって円筒状の軸受け３３ｃ−１が立設されている。上記軸受け３３ｃ−１は、出力ギア３３ａ−２よりも指針３２側の出力軸本体３３ａ−１を軸支する。

上記光源３４は、例えばＬＥＤなどから構成され、配線板３８上に搭載されていて、上述したように下ケース３３ｂの凹部３３ｂ−２と配線板３８との間の空間に収容されている。このように光源３４を配線板３８上に配置することで、光源３４が、出力軸３３ａの他端に対向して配置される。また、光源３４の光軸が出力軸３３ａ、基部３２ａの回転軸と同軸になるように、光源３４が配線板３８上に配置されている。

上記導光部材３５は、アクリルなどの導光材料から構成されている。上記導光部材３５は、図３に示すように、基部３２ａの他端が挿入される第１凹部３５ａと出力軸３３ａの一端が挿入される第２凹部３５ｂとが設けられていて、文字板３１の背面に配置されている。そして、上記第１凹部３５ａの底面３５ａ−１が、出力軸３３ａの回転軸Ｃ１に近づくに従って出力軸３３ａに近づくテーパ状に設けられている。

この導光部材３５の第１凹部３５ａに基部３２ａの他端を挿入し、第２凹部３５ｂに出力軸３３ａの一端を挿入すると、基部３２ａの他端と出力軸３３ａの一端とが互いに対向した状態で固定される。よって、モータ本体が電源供給を受けて駆動軸が回転すると、この回転力が、駆動軸に固定されたギア、出力ギア３３ａ−２、出力軸本体３３ａ−１、導光部材３５を介して指針３２の基部３２ａに伝わり、指針３２が基部３２ａを中心に回動する。

上記ケース３６は、図２に示すように、底壁部３６ａ及び底壁部３６ａの縁から立設した文字板３１を支持する立壁部３６ｂを有する。このケース３６と文字板３１との間の空間に上記導光部材３５が収容される。そして、上記ケース３６の底壁部３６ａには、出力軸３３ａが挿入される挿入孔３６ａ−１が設けられ、その挿入孔３６ａ−１の内周面が、出力軸３３ａの回転軸Ｃ１に近づくに従って出力軸３３ａに近づくテーパ状に設けられている。また、ケース３６の文字板３１側の面には白色塗装などの反射処理が施されている。

次に、上述した構成の車両用メータ１における光源３４が、指針３２を光輝させる過程について図４及び図５を参照して説明する。光源３４から出射される一部の光Ｌ１、Ｌ２は、図４に示すように、光源３４に対向する出力軸３３ａの他端から出力軸３３ａに入射され、出力軸３３ａの回転軸に沿って出力軸３３ａ内を導光する。その後、光Ｌ１、Ｌ２は、出力軸３３ａの一端から導光部材３５内に入射され、第１凹部３５ａのテーパ状の底面３５ａ−１を通り抜けた後に、指針３２の基部３２ａの一端から基部３２ａに入射される。基部３２ａの一端に入射された光Ｌ１、Ｌ２は、反射面３２ａ−１で反射して指針本体部３２ｂの先端に導かれ、これにより指針３２全体が光輝して視認される。

また、光源３４から出射される一部の光Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５も光Ｌ１、Ｌ２と同様に、光源３４に対向する出力軸３３ａの他端から出力軸３３ａに入射され、出力軸３３ａの回転軸に沿って、又は、出力軸３３ａの側面を反射しながら出力軸３３ａの一端に向かう。

上記出力軸３３ａの一端に向かう一部の光Ｌ３、Ｌ４は、出力軸３３ａの一端から出射して、導光部材３５に入射された後、テーパ状の底面３５ａ−１で出力軸３３ａや基部３２ａの回転軸から離れた側に向かって反射される。テーパ状の底面３５ａ−１で反射された一部の光Ｌ３は、文字板３１側に向かい、導光部材３５の側面を通り抜けて文字板３１の背面に入射される。また、テーパ状の底面３５ａ−１で反射された一部の光Ｌ４は、文字板３１とは反対側に向かい、導光部材３５の側面を通り抜けて挿入孔３６ｃの内周面で反射された後に文字板３１の背面に入射される。

また、出力軸３３ａの側面を反射しながら出力軸３３ａの一端に向かう一部の光Ｌ４は、導光部材３５の第２凹部３５ｂに挿入される部分まで導光すると出力軸３３ａの側面を通り抜けて導光部材３５に入射される。導光部材３５に入射された光Ｌ４は、導光部材３５の側面を通り抜けて文字板３１の背面に入射される。これら光Ｌ３〜Ｌ５により文字板３１が照明される。

上述した車両用メータ１によれば、導光部材３５に設けられた第１凹部３５ａの底面３５ａ−１が、出力軸３３ａの回転軸に近づくに従って出力軸３３ａに近づくテーパ状に設けられているので、出力軸３３ａを導光して導光部材３５に入射された光が第１凹部３５ａの底面３５ａ−１で反射されて文字板３１の背面に入射される。従って、１つの光源３４で指針３２と文字板３１との双方を照明することができ、コストダウンを図ることができる。

また、上述した車両用メータ１によれば、挿入孔３６ｃの内周面が、出力軸３３ａの回転軸に近づくに従って出力軸３３ａに近づくテーパ状に設けられているので、第１凹部３５ａの底面３５ａ−１で挿入孔３６ｃの内周面に向かって反射された光Ｌ４が、挿入孔３６ｃの内周面で文字板３１の背面に向かって反射される。従って、効率的に第１凹部３５ａの底面３５ａ−１で反射された光を文字板３１の背面に導くことができる。

また、上述した実施形態では、導光部材３５を収容するケース３６を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。ケース３６は設けなくてもよい。

また、上述した実施形態では、１つの光源３４で指針３２と文字板３１との両方を照射していたが、本発明はこれに限ったものではない。１つの光源３４だけの照明では文字板３１の輝度が低ければ、光源３４とは別に文字板３１用の光源を設けても良い。この場合も、光源３４で文字板３１の照明も行っているため、従来に比べて文字板用光源の数を減らすことができる。

また、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。

３ 指針装置
３１ 文字板
３２ 指針
３２ａ 基部
３２ｂ 指針本体部
３３ モータ
３３ａ 出力軸
３４ 光源
３５ 導光部材
３５ａ 第１凹部
３５ａ−１ 底面
３５ｂ 第２凹部
３６ ケース
３６ｃ 挿入孔

Claims (3)

1. 文字板と、基部と前記基部の一端から前記文字板に沿って延出された指針本体部とが設けられた導光性の指針と、一端が前記基部の他端に対向して配置された導光性の出力軸が設けられたモータと、前記出力軸の他端に対向して配置された光源と、を備えた指針装置において、
   前記基部の他端が挿入される第１凹部と前記出力軸の一端が挿入される第２凹部とが設けられた前記文字板の背面に配置される導光部材をさらに備え、
   前記第１凹部の底面が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられている
   ことを特徴とする指針装置。
2. 底壁部及び該底壁部の縁から立設した前記文字板を支持する立壁部を有する前記導光部材を収容するケースをさらに備え、
   前記ケースの底壁部には、前記出力軸が挿入される挿入孔が設けられ、
   前記挿入孔の内周面が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の指針装置。
3. 端部同士が互いに対向して配置された指針の基部とモータの出力軸との間に設けられた導光部材であって、
   前記基部の端部が挿入される第１凹部と、前記出力軸の端部が挿入される第２凹部と、が設けられ、
   前記第１凹部の底部が、前記出力軸の回転軸に近づくに従って前記出力軸に近づくテーパ状に設けられている
   ことを特徴とする導光部材。

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