JP5533746B2 - 車両用計器 - Google Patents

Description

本発明は、指針の回転中心にボスキャップを被せ、指針を光源からの光により発光させると共に、デザインのためにボスキャップに設けたスリットを、光源からの光により発光させる車両用計器に関するものである。

車両用計器において、表示板に印刷された指標部を指し示す指針（ポインタとも呼ばれる）はポリカーボネイト等の着色された透光性のある樹脂で成型されている。指針は、表示板上を移動する針状部と指針基部とボスキャップとを備える。この針状部の付け根の指針基部には、ボスキャップが被せられる。指針は、昼間において樹脂材料の色調のみで運転者に視認され、夜間において表示板の裏にある光源（ＬＥＤ）からの光で発光する。

ボスキャップは、不透光性の樹脂性のキャップからなる。このボスキャップの表面にスリットが設けられ、昼間は樹脂材料の色調のみでスリットの形状を運転者に視認させ、夜間はスリットから漏れる光を運転者に視認させて、美感を向上させるものが、特許文献１にて知られている。

この特許文献１は、立体感の有る表示意匠を視認させることが可能な計器用指針を提供することを課題としている。そのために、長手状に伸びる指針の針状部と、指針の回転中心部を覆う例えば黒色の遮光性合成樹脂よりなるボスキャップとを備えている。ボスキャップには、指針の回転中心部の真上に開口した丸い貫通孔を有する。

この貫通孔を塞ぐように、ボスキャップの基部に嵌められる被覆部材（プラスチックシート）を備える。この被覆部材は、ポリカーボネイト等の光透過性の基板と、該基板の裏面に印刷された地色部とを有する。この地色部は、ボスキャップの前方側から入射する光によってボスキャップの基部と略同一色をなすように視認される。

また、被覆部材の表面に環状に隆起した隆起部を有する。隆起部の表側には筋目模様（ヘアライン模様）が形成されている。隆起部の裏側には、地色部の形成されない抜き部を有する。この抜き部には、ボスキャップの前方側から入射する光を反射する半透過反射部を有する。

これにより、半透過反射部は、自然光を運転者側に反射し、表示板裏側の光源からの光を透過する。また、被覆部材は、環状の隆起部を持つ立体形状であり、ボスキャップの立体感を強調している。

特開２００８−３９６２０号公報

このように、ボスキャップに丸い貫通孔、あるいは、Ｃ字状等のスリットを形成してデザイン上の工夫を行うことにより、美感が向上する。しかし、表示板の裏側に位置する光源が、ボスキャップの直下に設定されることから、スリットへは光源からの光がダイレクトに入光することになり、スリットから外部の運転者側に強いダイレクト光が放射される。

一方、上記光源からの光を針状部内で反射させて針状部が発光する。このとき、この針状部内の反射による針状部の発光に比べて、スリットから外部の運転者側に放射される光が強すぎ、スリットの輝度と針状部の輝度とのバランスが取れないという問題点があった。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、指針の回転中心に設けられたボスキャップにスリットを形成し、このスリットから漏れる光の強さを調整して、スリットの輝度と針状部の輝度とのバランスがとれた車両用計器を提供することにある。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、指針の回転中心にボスキャップを有し、ボスキャップにスリットを有する車両用計器であって、表示板と、表示板上の指標部を指示するために回転する透光性の指針と、指針を回転駆動する指針駆動軸と、表示板の裏側に配置され指針に光を導入する光源とを備え、指針は、該指針の回転中心に位置する指針基部と、該指針基部から突出した針状部と、指針基部を覆う不透光性のボスキャップとを備え、ボスキャップは、スリットが形成された前壁部と該前壁部から後方に延在している側壁部とを有し、指針基部は、該指針基部と一体に形成されてスリット内に挿入されている挿入突起部と、光源からの光が入射する入光部と、ボスキャップの側壁部に対向する基部側壁部と、挿入突起部の先端部に形成されて光を放射する光放射部とを有し、入光部は、指針駆動軸の軸方向と交差する傾斜面を持ち、該傾斜面に光源からの光を散乱させる第１シボが形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、入光部は指針駆動軸の軸方向と交差する傾斜面を持ち、傾斜面には光源からの光を散乱させる第１シボが形成されているから、光源からの光が、指針基部内に入光されるとき、傾斜面の角度と第１シボによって光の強さを調整することができる。従って、光源から指針基部を経由して針状部内で反射して外部に放射される光による針状部の輝度と、傾斜面の角度と第１シボによって強さが調整されて、スリット内の挿入突起部から放射される光によるスリットの輝度とを、バランスのとれた状態に調整することができる。

請求項２に記載の発明では、ボスキャップの側壁部に対向する基部側壁部の表面に、第２シボが形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、基部側壁部の表面に、第２シボが形成されているから、光源から放射されて、指針基部内に入光された光が第２シボによって散乱し、スリットの輝度を調整することができる。

請求項３に記載の発明では、挿入突起部の付け根に、指針基部の基部平面部を有し、該基部平面部に第３シボが形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、挿入突起部の付け根の平面部に第３シボが形成されているから、挿入突起部の先端部の光放射部から外部に放射される光の輝度を調整することができる。

請求項４に記載の発明では、挿入突起部において、先端部と交差する壁面を持つ周壁部に、第４シボが形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、挿入突起部の周壁部に第４シボが形成されているから、挿入突起部の先端部から外部に放射される光の輝度を緩和し調整することができる。

請求項５に記載の発明では、挿入突起部において、光放射部の表面に第５シボが形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、光放射部に第５シボシボが形成されているから、挿入突起部の光放射部から外部に放射される光の輝度を調整することができる。

請求項６に記載の発明では、第５シボの表面が、ボスキャップの表面よりも窪んで、ボスキャップと指針基部とが組付けられていることを特徴としている。

この発明によれば、第５シボの表面がボスキャップの表面よりも窪んでいるから、挿入突起部の光放射部から外部に放射される光の輝度を緩和することができる。

請求項７に記載の発明では、入光部は、指針駆動軸の軸方向と２５度から６５度の範囲で交差する傾斜面を持つことを特徴としている。

この発明によれば、２５度から６５度の範囲で、軸方向と交差する傾斜面を光の入光部とすることにより、傾斜角度で入光する光を調整することができ、これによってスリットの輝度を調整できる。

本発明の第１実施形態を示す車両用計器の表示板上における指針の斜視図である。 図１の指針の分解斜視図である。 図１の矢印Ｚ５−Ｚ５線に沿う車両用計器の内部構造を示す断面図である。 上記実施形態におけるボスキャップと指針基部との結合構造を示す図３の領域Ｒ４の拡大断面図である。 図１の矢印Ｚ５−Ｚ５線に沿う断面での光線追跡結果を説明する説明図である。 図１の矢印Ｚ６−Ｚ６線に沿う断面での光線追跡結果を説明する説明図である。 上記実施形態におけるボスキャップと、指針基部との寸法関係を説明する図３の領域Ｒ４の仮想拡大断面図である。 上記実施形態におけるボスキャップと、指針基部との実際の組付け状態を説明する図３の領域Ｒ４の拡大断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図８を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態を示す、車両用計器の表示板上における指針の斜視図である。図２は、図１の指針の分解斜視図である。図３は、図１の矢印Ｚ５−Ｚ５線に沿う、車両用計器の内部構造を示す断面図である。

図１において、指針（ポインタとも呼ばれる）１の材質は着色剤が混入された透光性のある合成樹脂（ポリカーボネイト）である。指針１は、表示板１１上の図示しない指標部を指し示す針状部２と、指針１の回転中心に結合されたボスキャップ３と指針基部５とを有する。

よって、昼間においては、指針１の材料の色調のみを指針１の色として運転者に視認させる。一方、夜間においては、後述する光源の発光ダイオード（ＬＥＤ）８ａ、８ｂ（図３）の光と、指針１の材料を透過した色を指針１の発光色としている。

ボスキャップ３には、Ｃ字形のスリット（筋状の切れ目）４が形成されている。スリット４内には、指針基部５（図２）の一部となる挿入突起部６が嵌入されている。そのため、昼間は、ボスキャップ３の材料の色調と、挿入突起部６の色調のみで、Ｃ字形のスリット４およびボスキャップ３を視認させ、夜間は光源８ａ、８ｂのからの光を、挿入突起部６を経由してスリット４を通過させることにより、Ｃ字形のスリット４を視認させている。

図２は、指針１の分解斜視図である。指針１は、針状部と同じ透光性の合成樹脂材料で連続して一体に成型された指針基部５を持っている。指針基部５は、指針駆動軸９（図３）が挿入される軸部１０と、ボスキャップ３のスリット４内に挿入されるＣ字形の挿入突起部６を一体に有する。

図３において、表示板１１は透光性のある合成樹脂からなり、この表示板１１に印刷された図示しない複数の目盛と数字とからなる指標部を、指針１の針状部２の先端が指示する。断面が逆Ｕ字形のボスキャップ３が、指針１の回転中心に嵌入されている。ボスキャップ３は、光を遮蔽する合成樹脂からなる成型品である。

ボスキャップ３には、スリット４がＣ字形に形成されている。スリット４内には、指針基部５と一体の挿入突起部６が挿入される。指針１の針状部２と、指針基部５と、挿入突起部６と、軸部１０とは、透光性のある合成樹脂で連続して一体に射出成形されている。

Ｃ字形のスリット４内に隙間なく挿入されるように、挿入突起部６もＣ字形に形成されている。ボスキャップ３の前壁部３ａからは、指針基部５の穴部５ａ内に挿入された嵌入凸部３ｂが設けられている。この嵌入凸部３ｂは、指針基部５の穴部５ａ内に遊嵌されているが、圧入することも変形例として可能である。

指針基部５は、軸部１０を一体に有し、軸部１０内には指針駆動軸９が取り付けられている。指針駆動軸９は、ステップモータ等から成る駆動部１２から突出している。回路基板１３は、表示板１１と平行に延在している。回路基板１３の表側には光源８ａ、８ｂとなるＬＥＤが設けられている。

車両用計器の骨格部を成すメータケース１５に、表示板１１および回路基板１３が取り付けられている。メータケース１５の一部は、表示板１１の裏側に延在する遮光壁１６および軸部１０を、中空の空間部を介して取り囲む軸部周辺部１７を一体に有する。

図４は、上記第１実施形態におけるボスキャップ３と指針基部との結合構造を示す図３の領域Ｒ４の拡大断面図である。ボスキャップ３は、針状部２が導出される出口部３ｄを側壁部３ｃに有し、前壁部３ａには前述のように、指針基部５の穴部５ａ内に挿入された嵌入凸部３ｂが設けられている。

また、Ｃ字形のスリット４がボスキャップ３の内外を貫通している。このスリット４の内周側に半球上の位置決め突起３ｅが形成されている。この位置決め突起３ｅは、図４では一個のみ図示しているが、Ｃ字形のスリット４の内周側に沿って複数設けられている。

指針１と一体の指針基部５は、軸部１０と、穴部５ａと、スリット４内に嵌入される挿入突起部６を有する。挿入突起部６と対向する指針基部５の部分には、入光部１８を有し、この入光部１８の傾斜面は、指針基部５に光源８ａ、８ｂからの光を入光させる入光面となっている。

また、ボスキャップ３の右側壁部３ｃ１に対向する基部側壁部５ｂと、挿入突起部６の先端部に形成された光放射部１９とを有する。この光放射部１９は、ボスキャップ３の表面から０．１ｍｍ程度の段差量（オフセット量）Ｂ４を形成して配置されている。換言すれば、挿入突起部６の先端部の光放射部１９は、ボスキャップ３の表面から０．１ｍｍ窪んだ位置に設けられている。

入光部１８は、指針駆動軸９（図３）の軸方向と交差する傾斜面を持ち、傾斜面には光源からの光を散乱させる第１シボＴ１が形成されている。また、ボスキャップ３の右側側壁部３ｃ１に対向する基部側壁部５ｂには、第２シボＴ２が形成されている。

この第２シボＴ２が形成された基部側壁部５ｂには段差部５ｂ１が設けられ、段差部５ｂ１に側壁平面部を有している。この段差部５ｂ１の側壁平面部は、指針駆動軸９（図３）の軸方向と直交する平面を持っている。

この段差部５ｂ１の側壁平面部に、ボスキャップ３の側壁部３ｃ、３ｃ１から突出した図示しない三角形断面の係止爪が係止されることで、ボスキャップ３と指針基部５とが結合される。なお、図４では、見えない位置に、上記係止爪が複数設けられている。

更に、挿入突起部６の根元（挿入突起部６の付け根の基部平面部）に第３シボＴ３１、Ｔ３２が形成されている。また、第４シボＴ４が、挿入突起部６の周壁部に形成されている。更に、第５シボＴ５が、挿入突起部６の光放射部１９に形成されている。これらのシボＴ１、Ｔ２、Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ４、Ｔ５の全てが必須ではない。これらのシボからなる凹凸部の深さは１０μから５０μが好ましく、この実施形態では２０μとしている。

入光部１８は、指針駆動軸９の軸方向と２５度から６５度の範囲で交差する傾斜面を持つ。この傾斜面が前述したように入光面を形成している。以下、この入光部１８等に入光される光の経路について図５および図６を使用して説明する。

図５は、図１の矢印Ｚ５−Ｚ５線に沿う断面での光線追跡結果を説明する説明図、図６は、図１の矢印Ｚ６−Ｚ６線に沿う断面での光線追跡結果を説明する説明図である。図５に示すように、複数の光源８ａ、８ｂから出た光は、メータケース１５と一体の軸部周辺部１７を通過し、一部は指針１の針状部２内において反射を繰り返して進行し、針状部２の先端および指針下側傾斜部１Ｄから外部に放出される。また、光の他の部分は、指針基部５内に入りボスキャップ３に形成されたＣ字形のスリット４内の挿入突起部６を経由して外部に放出される。

図６において、指針基部５の入光部１８の傾斜角度が大きいほど指針基部５内に入る光が少なくなる。段差部５ｂ１の側壁平面部は、指針駆動軸の軸方向（図６上下方向）と直交するため、光源８ａ、８ｂからの光が入光される。

更に、この入光された光は、第２シボＴ２（図４）の表面で反射している。また、図５、図６のようなスリット４内の挿入突起部６に、光源８ａ、８ｂから実質的にダイレクトに入る光もあり、これらの光に対して、図４の挿入突起部６の付け根の基部平面部の第３シボＴ３１、Ｔ３２、挿入突起部６の周壁部の第４シボＴ４、挿入突起部６の光放射部１９の第５シボＴ５が有効である。

次に、上記構成からなる第１実施形態の作用効果について説明する。図４の入光部１８は、軸部１０または指針駆動軸９の軸方向と交差し、かつ第１シボＴ１が形成された傾斜面を持つ。

よって、光源８ａ、８ｂからの光が、指針駆動軸９の軸方向に進んで、指針基部５内に入光されるとき、入光部１８の傾斜角度と第１シボＴ１によって光の強さを調整することができる。例えば入光部１８の傾斜角度を小さくして図４の左右方向の平面方向に近づければ、より多くの光源８ａ、８ｂからの光が指針基部５内に入光され、スリット４の輝きが増す。

指針１の輝度には、光源８ａ、８ｂから指針基部５を経由して、針状部２内で反射して外部に放射される光による針状部２（図１）の輝度がある。また、図４の入光部１８の傾斜角度と、第１シボＴ１等によって光の強さが調整されて、スリット４内の挿入突起部６から放射される光によるスリット４の輝度とがある。

これらの針状部２の輝度と、スリット４の輝度とを、入光部１８の傾斜角度等でバランスのとれた状態に調整することができる。また、入光面と成る入光部１８の傾斜面に施した第１シボＴ１で入光量を抑制し、更に、入光部１８に入った後の光の方向を変えて、スリット４から光源８ａ、８ｂの直射光が出ないようにすることができる。

次に、基部側壁部５ｂには、第２シボＴ２が形成されているから、光源８ａ、８ｂから放射されて、指針基部５内に入光された光が、基部側壁部５ｂの第２シボＴ２によって散乱する。これによって、より直接的に光源８ａ、８ｂからスリット４に至る光が減少するから、スリット４の輝度を緩和することができる。

また、挿入突起部６の先端部の光放射部１９に第５シボＴ５が形成され、この第５シボＴ５の表面がボスキャップ３の表面よりも窪んでいるから、挿入突起部６の先端部の光放射部１９から外部に放射される光の輝度を調整することができる。

換言すれば、窪みを設定することにより、公差範囲の最悪寸法で製品が完成したときに、挿入突起部６が、ボスキャップ３表面から外部に飛び出さないようにして、挿入突起部６の周壁部からボスキャップ３の外部へ光が直接漏れないようにしている。

更に、２５度から６５度の範囲で軸部１０の軸方向と交差する入光部１８の傾斜面を、指針基部５への入光面とすることにより、傾斜角度で入光する光を調整することができ、これによってスリット４の輝度を適度に調整できる。

次に、指針基部５の段差部５ｂ１の側壁平面部と、ボスキャップ３側の係止爪との係合により、ボスキャップ３と指針基部５を強固に結合することができる。また、段差部５ｂ１の側壁平面部は入光部１８の傾斜面と共に、指針基部５内に入光される光の量を調整することに寄与する。

図７は、第１実施形態におけるボスキャップ３と、指針基部５との寸法関係を説明する、図３の領域Ｒ４の仮想拡大断面図である。図７においては、実際には、半球状の位置決め突起３ｅが第３シボＴ３１の面に干渉して、このような形には組付けができない寸法関係に部品の寸法が設定されていることを図示している。つまり、半球状の位置決め突起３ｅが意図的に指針基部５の基部平坦面（第３シボＴ３１の面）に干渉するように設計している。

図８は、第１実施形態におけるボスキャップ３と、指針基部５との実際の組付け状態を説明する、図３の領域Ｒ４の拡大断面図である。実際には、領域Ｒ８１のように、位置決め突起３ｅが第３シボＴ３１の面に当接して、位置決め突起３ｅが押し上げられて、ボスキャップ３の前壁部３ａおよび位置決め突起３ｅが変形して組付けがなされる。

また、領域Ｒ８２の周辺でも、指針基部５がボスキャップ３の凸部に当接して、領域Ｒ８２周辺でボスキャップ３が変形し、ボスキャップ３の剛性が高まるようにされている。そして、このボスキャップ３が変形し、ボスキャップ３の剛性が高まった状態において、図４の挿入突起部６の先端部に形成された光放射部１９が、ボスキャップ３の表面から０．１ｍｍ程度窪むように段差量（オフセット量）Ｂ４が形成されている。

このボスキャップ３の変形により、ボスキャップ３の剛性が高まり、振動時にＣ字状のスリット４に囲まれたボスキャップ３の前壁部３ａが振動しないように（バタつかないように）されている。これにより、ボスキャップ３が異音を発生することがなくなり、また、図４の段差量（オフセット量）Ｂ４の寸法が安定し、スリット４内の挿入突起部６の光放射部１９の輝度も安定する。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、Ｃ字形のスリットを形成したが、これは、Ｔ字形、Ｍ字形、Ｈ字形、Σ字形等、任意のデザインを施すことができる。

また、第１実施形態では、ボスキャップ３の嵌入凸部３ｂを指針基部５の穴部５ａ内に隙間を介して挿入したが、嵌入凸部３ｂを穴部５ａ内に圧入しても良い。

１指針
２ 針状部
３ ボスキャップ
３ａ ボスキャップの前壁部
３ｂ 嵌入凸部
３ｃ ボスキャップの側壁部
３ｃ１ ボスキャップの右側壁部
３ｅ 位置決め突起
４ スリット
５ 指針基部
５ａ 指針基部の穴部
５ｂ 基部側壁部
５ｂ１ 段差部
６ 挿入突起部
８ａ、８ｂ 光源
９ 指針駆動軸
１０ 軸部
１１ 表示板
１７ 軸部周辺部
１８ 入光部
１９ 光放射部
Ｂ４ 段差量（オフセット量）
Ｔ１ 第１シボ
Ｔ２ 第２シボ
Ｔ３１、Ｔ３２ 第３シボ
Ｔ４ 第４シボ
Ｔ５ 第５シボ

Claims (7)

1. 指針の回転中心にボスキャップを有し、前記ボスキャップにスリットを有する車両用計器であって、
   表示板と、
   前記表示板上の指標部を指示するために回転する透光性の前記指針と、
   前記指針を回転駆動する指針駆動軸と、
   前記表示板の裏側に配置され前記指針に光を導入する光源と、を備え、
   前記指針は、該指針の回転中心に位置する指針基部と、該指針基部から突出した針状部と、前記指針基部を覆う不透光性の前記ボスキャップと、を備え、
   前記ボスキャップは、前記スリットが形成された前壁部と該前壁部から後方に延在している側壁部とを有し、
   前記指針基部は、該指針基部と一体に形成されて前記スリット内に挿入されている挿入突起部と、前記光源からの光が入射する入光部と、前記ボスキャップの前記側壁部に対向する基部側壁部と、前記挿入突起部の先端部に形成されて光を放射する光放射部とを有し、
   前記入光部は、前記指針駆動軸の軸方向と交差する傾斜面を持ち、該傾斜面に前記光源からの光を散乱させる第１シボが形成されていることを特徴とする車両用計器。
2. 前記ボスキャップの前記側壁部に対向する前記基部側壁部の表面に、第２シボが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用計器。
3. 前記挿入突起部の付け根に、前記指針基部の基部平面部を有し、該基部平面部に第３シボが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用計器。
4. 前記挿入突起部において、前記先端部と交差する壁面を持つ周壁部に、第４シボが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の車両用計器。
5. 前記挿入突起部において、前記光放射部の表面に第５シボが形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の車両用計器。
6. 前記第５シボの表面が、前記ボスキャップの表面よりも窪んで、前記ボスキャップと前記指針基部とが組付けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両用計器。
7. 前記入光部は、前記指針駆動軸の軸方向と２５度から６５度の範囲で交差する前記傾斜面を持つことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両用計器。

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