JP5982138B2 - 指針部材、指針ユニット及び指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、光源の光を受けて光輝する透光性材料からなる指針部材、この指針部材を有する指針ユニット、及び、この指針ユニットを有する指針計器に関するものである。

一般に車両には、車両速度やエンジン回転数、燃料残量等の計測値を表示する車両用表示装置が搭載されており、多くの車両において上記車両用表示装置が指針計器で構成されている。このような指針計器は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板、この文字板の前面側に配置されて文字板上の指標を指し示す指針ユニット、及び、指針ユニットが取り付けられた回動軸を計測量に応じて回動させる駆動装置などからなるメータ部が設けられている。

そして、このような指針計器に設けられた指針ユニットを暗所においても見やすくするために、指針ユニットを構成する指針部材を、透光性材料としての透光性の合成樹脂で形成するとともに、指針部材内に光源からの光を導光させて指針部材を光輝させる技術が種々開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

このような指針部材を備えた指針計器の一例を図１２に示す。これらの図に示す指針計器９００は、文字板９０２と、指針ユニットとしての自発光指針９０３と、測定量に応じて回動される透光性の合成樹脂からなる回動軸９１４を備えた駆動装置９０４と、配線板９０５と、光源９０６と、を有するメータ部９０１を有している。

メータ部９０１の自発光指針９０３は、透光性の合成樹脂により一体成形された軸部９４０と指針部９５０とを有する指針部材としての指針本体９３１と、指針本体９３１を覆うとともに指針部９５０の上面９５３を視認者に向けて露出させるためのスリット９７１が設けられたカバー部材９３２と、を備えている。指針部９５０には、軸部９４０からの光を長手方向に反射する中空状反射部９６０が設けられている。

光源９０６から発せられた光は、回動軸９１４内を導光されて指針本体９３１の軸部９４０に受光され、そして、軸部９４０から指針部９５０に導光されて中空状反射部９６０により反射されたのち、この指針部９５０の上面９５３（即ち、出光面）から視認者に向けて出光される。これにより、指針部９５０の上面９５３がカバー部材９３２のスリット９７１を通じて発光視認される。

実開平６−１２９９５号公報

上述した指針本体９３１においては、一般的に、偏心などによる回転時の軸振れなどを抑制するために、軸部９４０が、その軸方向に直交する横方向断面形状を、正方形又は正六角形等の正多角形や円形などとした柱状に形成されており、これにより、軸部９４０における回動軸９１４と対向する受光面９４２においても、受光面９４２における指針部９５０の幅方向の長さと、受光面９４２における指針部９５０の長手方向の長さと、が概ね同一長さに設定されている。

しかしながら、図１３に模式的に示すように、例えば、外形の小さなメータ部を構成しようとしたときに、メータ部の外形にあわせて指針本体９３１の指針部９５０の高さＨ１（図１３の上下方向の長さ）を低くして高さｈ１（Ｈ１＞ｈ１）にすると、当該高さの変更に合わせて、中空状反射部９６０の高さＨ２も低くなって高さｈ２（Ｈ２＞ｈ２）になり、中空状反射部９６０の長さＪ１（図１３の左右方向の長さ）も短くなって長さｊ１（Ｊ１＞ｊ１）になって、中空状反射部９６０が小さくなってしまう。これにより、図１３の左図に示すように、中空状反射部９６０が小さくなる前は指針部９５０の長手方向（図１３の左右方向）に向けて反射されていた光Ｌが、図１３の右図に示すように、中空状反射部９６０が小さくなってしまうと当該中空状反射部９６０に反射されることなく直接指針部９５０の上面９５３から出光されてしまい、そのため、上面９５３において明るさのムラ（即ち、輝度ムラ）が生じてしまうという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、指針部の高さを低くしたときの輝度ムラを抑制することができる指針部材、この指針部材を有する指針ユニット、及び、この指針ユニットを有する指針計器を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、一端にて光源からの光を受光する柱状の軸部と、前記軸部の他端から当該軸部の軸方向と交差する指示方向及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸びて形成された指針部と、前記軸部からの光を前記指示方向に反射する指示方向反射面及び前記後端方向に反射する後端方向反射面を備えた反射部と、を一体に有する透光性材料からなる指針部材において、前記軸部の前記一端は、端面全体が当該端面に入光された光を前記他端に導光する受光面として機能し、前記受光面における前記指針部の幅方向の長さより、前記受光面における前記指針部の長手方向の長さの方が短くなるように形成されていることを特徴とする指針部材である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記受光面における前記指針部の長手方向の長さが、前記指針部の幅より短くなるように形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記受光面における前記指針部の幅方向の長さが、前記指針部の幅より長くなるように形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載された発明において、前記受光面が、当該受光面に入射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜４のいずれか一項に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記軸部側と反対側に向けられた前記指針部の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニットである。

請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、光源と、前記光源からの光を導光する回動軸を備えた駆動装置と、前記回動軸に固定された指針ユニットと、を有する指針計器において、前記指針ユニットが、請求項５に記載の指針ユニットで構成されていることを特徴とする指針計器である。

請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記回動軸の出光面が、当該出光面から出射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、受光面における指針部の幅方向の長さ（以下、単に「受光面の横の長さ」ともいう）より、受光面における指針部の長手方向の長さ（以下、単に「受光面の縦の長さ」ともいう）の方が短くなるように形成されているので、一般的には、受光面の横の長さと受光面の縦の長さとは同一（略同一含む）長さにされているところ、受光面の長さを受光面の幅より短くすると、軸部内を導光される光における指針部の長手方向への広がりを抑制することができ、そのため、指針部の高さを低くすることにより反射部の形状が小さくなった場合においても、受光面の横の長さと受光面の縦の長さとが同一長さにされている構成に比べて、軸部内を導光された光が反射部に反射されることなく直接指針部から出光されてしまうことを抑制できる。したがって、指針部の高さを低くしたときの輝度ムラを抑制することができる。

請求項２に記載された発明によれば、受光面における指針部の長手方向の長さが、指針部の幅より短くなるように形成されているので、例えば、受光面における指針部の長手方向の長さ（受光面の縦の長さ）を指針部の幅より長い構成とした場合は、受光面の横の長さが指針部の幅より長くなって、軸部が指針部の幅方向にはみ出した形状になってしまうところ、受光面の縦の長さを指針部の幅より短くすることで、受光面の横の長さを指針部の幅以下に抑えることができ、そのため、軸部が指針部の幅方向にはみ出すことのない小型で簡易な形状にすることができる。

請求項３に記載された発明によれば、受光面における指針部の幅方向の長さが、指針部の幅より長くなるように形成されているので、受光面の面積を大きくすることができ、受光面における受光量を増やすことができる。

請求項４に記載された発明によれば、受光面が、当該受光面に入射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されている。ここで光の方向を整列させるような非平面形状とは、軸部の軸方向に対する光の進行角度についての光の強度分布（即ち、光の角度強度分布）において所定の光強度となる角度範囲が、平面形状のそれよりも狭くなるように、受光面に入射した光の進行角度を軸部の軸方向に平行により近づける（即ち、進行方向をより揃えて整列させる）ような非平面形状のことをいう。このようにすることで、受光面が平面形状のときより狭い角度範囲に所定の光強度以上の光が存在することになって、軸部内を導光される光における指針部の長手方向への広がりをさらに抑制することができ、そのため、軸部内を導光された光が反射部に反射されることなく直接指針部から出光されてしまうことをさらに抑制できる。

請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の指針部材を有しているので、指針部の高さを低くしたときの輝度ムラを抑制することができる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項５に記載の指針ユニットを有しているので、指針部の高さを低くしたときの輝度ムラを抑制することができる。

請求項７に記載された発明によれば、回動軸の出光面が、当該出光面から出射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されている。ここで光の方向を整列させるような非平面形状とは、回動軸の軸方向に対する光の進行角度についての光の強度分布（即ち、光の角度強度分布）において所定の光強度となる角度範囲が、平面形状のそれよりも狭くなるように、回動軸の出光面から出射した光の進行角度を回動軸の軸方向に平行により近づける（即ち、進行方向をより揃えて整列させる）ような非平面形状のことをいう。このようにすることで、出光面が平面形状のときより狭い角度範囲に所定の光強度以上の光が存在することになって、軸部内を導光される光における指針部の長手方向への広がりをさらに抑制することができ、そのため、軸部内を導光された光が反射部に反射されることなく直接指針部から出光されてしまうことをさらに抑制できる。

本発明に係る指針計器の一実施形態であるコンビネーションメータの正面図である。 図１のコンビネーションメータのメータ部（速度計）における断面図である。 図２のメータ部が備える自発光指針の分解立体図である。 （ａ）は、図３の自発光指針の指針本体を斜め方向から見た部分透視図であり、（ｂ）は、指針本体の指針部を幅方向から見た部分側面図であり、（ｃ）は、指針本体の軸部の受光面を軸方向から見た図である。 図２のメータ部の回動軸の端面から出光される光の角度強度分布の一例を示すグラフである。 図４の指針本体の軸部の受光面に受光される光における指針部の長手方向への広がりを模式的に示す説明図である。 図４の指針本体の軸部の受光面に受光される光の進行を模式的に示す説明図である。 図４の指針本体の変形例の構成を示す図であって、（ａ）は、指針本体を斜め方向から見た部分透視図であり、（ｂ）は、指針本体の指針部を幅方向から見た部分側面図であり、（ｃ）は、指針本体の軸部の受光面を軸方向から見た図である。 図２のメータ部の回動軸の端面から出光される光の角度強度分布の他の一例を示すグラフである。 図２のメータ部の回動軸の端面の変形例の構成を示す部分斜視図であって、（ａ）は、曲面形状（その１）の端面を示す図であり、（ｂ）は、曲面形状（その２）の端面を示す図であり、（ｃ）は、プリズム体形状の端面を示す図であり、（ｄ）は、シリンドリカルレンズ形状の端面を示す図であり、（ｅ）は、フレネルレンズ形状の端面を示す図である。 図４の指針本体の軸部の受光面の変形例の構成を示す部分斜視図であって、（ａ）は、曲面形状（その１）の受光面を示す図であり、（ｂ）は、曲面形状（その２）の受光面を示す図であり、（ｃ）は、プリズム体形状の受光面を示す図であり、（ｄ）は、シリンドリカルレンズ形状の受光面を示す図であり、（ｅ）は、フレネルレンズ形状の受光面を示す図である。 従来のコンビネーションメータのメータ部における部分断面図である。 図１２のメータ部の指針部材における指針部の高さを低くした場合の指針部材内の光の進行の変化を説明するための図である。

以下、本発明の指針計器の一実施形態であるコンビネーションメータを、図１〜図１０を参照して説明する。

図１に示すコンビネーションメータ９０は、見返し１０上に配置されたメータ部としての速度計９２、エンジン回転数計９３、燃料計９４及び水温計９５と、各種ランプ類であるウォーニング９６、シフトインジケータ９７及び方向指示灯９８と、を有しており、それらをケース７内に収容して裏カバー８及び表ガラス９で覆った状態にて、ケース７に設けられた複数の取付部９９によって車両に取り付けられている。

図２に速度計９２の断面図を示す。この速度計９２は、表面２ａ（視認者から視認される面）に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板２と、この文字板２の表面２ａ上に配置される指針ユニットとしての自発光指針３（以下、単に「指針３」ともいう）と、指針３が先端に取り付けられる回動軸１４を備えた駆動装置４と、回路パターンや電子部品等が設けられ且つ駆動装置４が固定された配線板５と、配線板５に設けられた複数の光源６と、を有している。

なお、エンジン回転数計９３、燃料計９４及び水温計９５は、文字板２に設けられている指標や文字板２および自発光指針３の大きさが異なる以外は、速度計９２と同様の構成であるので、本明細書では速度計９２の構成について代表例として説明を行い、エンジン回転数計９３、燃料計９４及び水温計９５については、それらの構成の説明を省略する。

文字板２は、例えば、ポリカーボネートなどの透明又は半透明の合成樹脂などからなる、略円板状に形成された部材であり、文字板２の表面２ａには、遮光インクが印刷された遮光領域と、速度を示す文字や目盛等の形状に沿って遮光インクを抜いて（遮光インクを印刷しないようにして）形成された透光性意匠としての指標が設けられている。各指標は、後述する光源６によって文字板２の裏面側から照らされることにより発光視認される。

指針３は、文字板２の表面２ａ側に配置されて、文字板２に設けられた各指標を指示することによりこれら各指標と協働して車両速度の計測量を表示する。指針３は、図３に示すように、指針部材としての指針本体３１と、該指針本体３１を覆う不透明な合成樹脂からなるカバー部材３２と、カバー部材３２内に設けられて指針３のバランスを調整するバランス部材３９と、を有している。

指針本体３１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂など、透光性材料としての透光性の合成樹脂を用いて一体に形成された軸部４０と指針部５０とを有している。

軸部４０は、四角柱状の軸部本体４１と、軸部本体４１の一端４１ａ（即ち、軸部の一端）に設けられた平面状の受光面４２と、を有しており、受光面４２に入光された光を一端４１ａとは反対側の他端４１ｂ（即ち、軸部の他端）に導光するように構成されている。この軸部４０は、その軸方向に直交する横断面形状が長方形で且つ長辺の長さが後述の指針部５０の幅方向長さ（以下、単に「指針部５０の幅」ともいう）と同一の四角柱状に形成されている。軸部４０は、軸方向にわたって同一の横断面形状となるように形成されており、受光面４２についても、上記横断面形状と同一形状に形成されている。なお、指針部５０の幅方向とは、図４（ｂ）において手前−奥方向、図４（ｃ）において上下方向のことである。また、指針部５０の長手方向とは、図４（ｂ）において左右方向、図４（ｃ）において左右方向のことである。

即ち、受光面４２は、当該受光面４２における指針部５０の幅方向の長さ（長辺の長さ）より、当該受光面４２における指針部５０の長手方向の長さ（短辺の長さ）の方が短くなるように形成されている。図４（ｃ）において、Ｍは受光面４２における指針部５０の長手方向に沿う辺（短辺）の長さ、Ｎは受光面４２における指針部５０の幅方向に沿う辺（長辺）の長さ、Ｗは、指針部５０の幅（即ち、指針部５０の幅方向の長さ）である。本実施形態において、ＭはＮより小さくされており、ＮとＷとは同一にされている。なお、図４に示す受光面４２の形状は、一例であって、例えば、楕円形状や多角形状など、本発明の目的に反しない限り、受光面４２の形状は任意である。例えば、受光面４２が楕円形状のとき、その長径方向が指針部５０の幅方向に平行に配置され、その短径方向が指針部５０の長手方向に平行に配置される。この場合、楕円形状の長径が、受光面４２における指針部５０の幅方向の長さとなり、楕円形状の短径が、受光面４２における指針部５０の長手方向の長さとなる。

指針部５０は、軸部本体４１の他端４１ｂに連接して設けられており、軸部４０の軸心Ｐから当該軸心Ｐに直角（略直角含む）に交差する一方向（即ち、指示方向Ｓ１）に伸長された指示部５１と、前記一方向と反対の他方向（即ち、後端方向Ｓ２）に指示部５１より短く伸長された後方部５２と、を有している。

軸部４０側に向けられた指針部５０の表面である底面５４には、指針部５０内から当該底面５４に入射した光を反射するように、ホットスタンプ等によって白色又は銀色などに着色して形成された反射層５４ａが重ねて設けられている。また、底面５４における後述するカバー部材３２の袴部３８ｃの内部空間に面する部分には、当該部分から指針部５０内に光が入光しないように遮光処理が施されている。

軸部４０とは反対側に向けられた指針部５０の表面である上面５３には、当該上面５３から出光する光を拡散させるように、ホットスタンプ等によって赤色などに着色して形成された拡散層５３ａが重ねて設けられている。

なお、以下の説明において、「底面５４」との記載は、反射層５４ａを含む指針部５０における軸部４０側の表面のことを表し、「上面５３」との記載は、底面５４と反対側にある拡散層５３ａを含む指針部５０の表面のことを表す。また、底面５４と反射層５４ａ、上面５３と拡散層５３ａについては、必要があるときのみそれらを区別して説明する。

指針部５０には、中空状反射部６０が設けられている。この中空状反射部６０は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、指針部５０内に軸部４０に対向して配置されている。中空状反射部６０は、指示方向反射面６１、後端方向反射面６２、透過面６３を有し、これら３つの面によって、指針部５０を幅方向に貫通する三角柱状の空間が形成されている。

指示方向反射面６１は、略平面状に形成されており、図中下方寄りの一端が軸部４０近傍に配置され、この一端から指示方向Ｓ１（図４（ｂ）の左方向）に向かうにしたがって、軸部４０からその軸心Ｐ方向（図４（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。これにより、指示方向反射面６１は、受光面４２で受光されて軸部４０内を指針部５０まで導光された光の一部を指示方向Ｓ１に反射し、当該光の他の一部を透過面６３側に透過する。

後端方向反射面６２は、略平面状に形成されており、一端が指示方向反射面６１の上記一端に連接され、この一端から後端方向Ｓ２（図４（ｂ）の右方向）に向かうにしたがって、軸部４０からその軸心Ｐ方向（図４（ｂ）の上方向）に徐々に離れるように傾斜して形成されている。つまり、後端方向反射面６２は、指示方向反射面６１に交差して連接されている。これにより、後端方向反射面６２は、受光面４２で受光されて軸部４０内を指針部５０まで導光された光の一部を後端方向Ｓ２に反射し、当該光の他の一部を透過面６３側に透過する。

透過面６３は、指示方向反射面６１における軸部４０から離れた側の他端と、後端方向反射面６２における軸部４０から離れた側の他端と、の間に形成された平面であって、指針部５０の上面５３に略平行に配置されている。

中空状反射部６０は、指示方向反射面６１と後端方向反射面６２とが交差して形成される角部６０ａが、軸部４０の軸心Ｐに対して後端方向Ｓ２側にずれて且つ軸部４０に向けて配置されている。勿論、角部６０ａの配置は、これに限定されるものではなく、自発光指針３の構成に応じて、軸心Ｐ上に配置されていたり、指示方向Ｓ１側にずれて配置されていたりしてもよい。

指針本体３１において、軸部本体４１の受光面４２における後方部５２側の縁部（図４（ｂ）の符号Ｋａ１）と、中空状反射部６０における指示方向反射面６１と透過面６３とにより形成される角部（図４（ｂ）の符号Ｋａ２）と、を結ぶ仮想直線より、軸部本体４１の他端４１ｂにおける指示部５１側の縁部（図４（ｂ）の符号Ｋａ３）が、後方部５２寄りに位置していることが好ましい。

また、指針本体３１において、軸部本体４１の受光面４２における指示部５１側の縁部（図４（ｂ）の符号Ｋｂ１）と、中空状反射部６０における後端方向反射面６２と透過面６３とにより形成される角部（図４（ｂ）の符号Ｋｂ２）と、を結ぶ仮想直線より、軸部本体４１の他端４１ｂにおける後方部５２側の縁部（図４（ｂ）の符号Ｋｂ３）が、指示部５１寄りに位置していることが好ましい。

このように指針本体３１を構成することにより、縁部Ｋａ１に入光するとともに縁部Ｋａ３を通過した光は、指示方向反射面６１に当たり、縁部Ｋｂ１に入光するとともに縁部Ｋｂ３を通過した光は、後端方向反射面６２に当たる。そのため、軸部本体４１の受光面４２に入光された光が直接指針部５０の上面５３に向かうことを防ぐことができる。

カバー部材３２は、図３に示すように、上下に分割された上部カバー３３と下部カバー３８とを有している。

上部カバー３３は、指針本体３１の指針部５０の外形に合わせて後端３４ｂから先端３４ａに向かって徐々に細くなる略角筒状に形成された第１カバー部３４と、指針本体３１の軸部４０周辺を覆う円形皿状に形成された第２カバー部３５と、を有している。第１カバー部３４と第２カバー部３５とは図中下方に向けて開口しており、この開口から上記指針本体３１の指針部５０が内側に収容される。

第１カバー部３４の上壁部３４ｃには、後端３４ｂから先端３４ａまで伸びるスリット７１が設けられている。このスリット７１は、指針本体３１とカバー部材３２とが組み付けられたとき、指針本体３１の指針部５０の上面５３をその長手方向全体にわたって一直線状に露出させるように形成されている。また、第２カバー部３５の内面には、図中下方に向けて突出して形成され、下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄに嵌合する一対のボス（図示せず）が設けられている。

下部カバー３８は、上部カバー３３の第２カバー部３５の開口形状に合わせて形成された円環板形状の第１蓋部３８ａと、指針部５０の指示部５１を収容する上部カバー３３の第１カバー部３４の先端側の部分の開口形状に合わせて形成された、第１蓋部３８ａからその半径方向に延びる帯状の第２蓋部３８ｂと、第１蓋部３８ａの中央部分から図中下方に伸びるように形成されて、指針本体３１の軸部４０が挿入される四角筒形状の袴部３８ｃと、上記上部カバー３３の一対のボスに対応して第１蓋部３８ａに設けられた一対の嵌合孔３８ｄと、バランス部材３９が取り付けられる取付ボス３８ｅと、を有している。

袴部３８ｃは、その内側空間の軸方向に直交する横断面形状が正方形で且つ一辺の長さが指針部５０の幅と同一になるように形成されている。また、袴部３８ｃの内周面は、光を吸収するための表面処理（例えば、つや消し黒色塗装など）が施されていることが好ましい。

下部カバー３８は、上部カバー３３に組み付けられることで第１カバー部３４及び第２カバー部３５の開口を塞ぎ、上部カバー３３とともに指針本体３１の指針部５０を収容する空間を形成する。そして、この収容空間に指針本体３１の指針部５０が固定して収容される。

バランス部材３９は、指針本体３１の指針部５０を考慮して設定された重量に形成されており、カバー部材３２の下部カバー３８に設けられた取付ボス３８ｅに嵌合される嵌合孔３９ａを有している。バランス部材３９は取付ボス３８ｅによって位置決めされてカバー部材３２内に収容される。

このように構成された指針３は、例えば、以下のように組み立てられる。まず、下部カバー３８の袴部３８ｃに指針本体３１の軸部４０を挿入して、下部カバー３８に指針本体３１をセットすると共に、下部カバー３８にバランス部材３９をセットする。そして、上部カバー３３を、指針本体３１の指針部５０の上面５３側から指針本体３１を覆うように近づけて被せ、上部カバー３３の第２カバー内に設けられた一対のボスと下部カバー３８の一対の嵌合孔３８ｄとを嵌合させることで、上部カバー３３と下部カバー３８とを互いに固定して指針本体３１をカバー部材３２内に収容して、組み付けが完了する。

駆動装置４は、周知のステッピングモータであって、ポリカーボネート樹脂などの透光性の合成樹脂などで形成された回動軸１４と、回動軸１４を回動可能に軸支するとともに図示しない速度センサによる速度計測量に応じてステッピングモータの原理で回動軸１４を回動させる本体部１５と、を有している。

回動軸１４は、略四角柱形状の導光軸部分１４ａと、導光軸部分１４ａの図中下方寄りの端部近傍に一体に設けられた円板状のフランジ部分１４ｂと、を有している。回動軸１４（具体的には導光軸部分１４ａ）は、その軸方向に直交する横断面形状が正方形で且つ一辺の長さが指針部５０の幅と同一の四角柱状に形成されている。つまり、回動軸１４の横断面形状は、袴部３８ｃの内側空間の横断面形状と同一形状にされている。これにより、回動軸１４は、その図中上方寄りの先端を指針３の袴部３８ｃに嵌め込まれて、指針３が固定して取り付けられる。

換言すると、指針３は、その袴部３８ｃに回動軸１４の先端が挿入嵌合されることにより、当該回動軸１４に固定して取り付けられる。このとき、指針３の受光面４２は、回動軸１４の先端の平面状の端面１４ｃと若干の間隔をあけて対向して配置される。また、軸部４０の軸心Ｐと同一直線上に回動軸１４の軸心が配置される。そして、回動軸１４は、それに取り付けられた指針３を回動させるとともに、その端面１４ｃと反対側の図中下方寄りの基端の端面１４ｄに入光された光を導光して端面１４ｃから出光するように構成されている。回動軸１４の端面１４ｃは、回動軸１４によって導光された光が出光される出光面として機能する。

本体部１５は、後述する配線板５に重ねて配置される底面１５ａに凹部１５ｂが設けられており、この凹部１５ｂ内に回動軸１４の端面１４ｄが露出されている。

配線板５は、電子部品及びこれら電子部品等を電気的に接続する配線パターンなどが設けられた周知のプリント基板である。配線板５の文字板２側の表面には駆動装置４と複数の光源６とが実装されている。

複数の光源６は、ＬＥＤが用いられ、配線板５に設けられた図示しない制御部によって点灯、消灯が制御される。複数の光源６は、文字板２の指標や指針３の指針本体３１等を発光させるための光を発する。

複数の光源６のうちの１つが、駆動装置４の本体部１５の凹部１５ｂ内に回動軸１４の端面１４ｄと相対して、その中心が軸部４０の軸心Ｐと同一直線上に配置されている。これにより、回動軸１４は、光源６からこの端面１４ｄに入光された光を導光して先端の端面１４ｃから出光する。また、複数の光源６のうち回動軸１４の端面１４ｄと相対して配置されたもの以外のものは、文字板２を背面から照らすように配置されている。これにより、文字板２の表面２ａに設けられた各指標が発光する。

速度計９２では、光源６からの光が回動軸１４内を導光されて端面１４ｃから出光され、そして、この出光された光が指針本体３１の受光面４２に入光されて軸部４０内を導光される。そして、軸部４０内を導光された光は指針部５０に到達して、中空状反射部６０で反射及び透過されて指針部５０内を導光される。そして、指針部５０内を導光された光が反射層５４ａなどによって上面５３に向けて反射されることにより、指針部５０の上面５３から均一に出光される。これにより、指針部５０の上面５３が発光して、当該上面５３がカバー部材３２のスリット７１を通じて発光視認される。

ケース７には、速度計９２、エンジン回転数計９３、燃料計９４及び水温計９５に対応して配線板５の中央から文字板２又は文字板１０２の縁部に向かうように形成されたテーパ部７ａが設けられている。また、ケース７には、配線板５の裏面側（図２の下方を向く面側）を覆うようにして裏カバー８が取り付けられ、文字板２及び見返し１０を覆うようにして表ガラス９が取り付けられている。

次に、上述したコンビネーションメータ９０における本発明に係る動作（作用）について、図５〜図７を参照して説明する。

まず、本発明に係る動作の説明の前に、回動軸１４の端面１４ｃから出光される光について定義を確認する。

速度計９２において、光源６は軸部４０の軸方向（軸心Ｐに平行な方向）に向けられているので、この軸方向に進む光の強度が最も高く、この軸方向に対する角度が大きくなるにしたがって徐々に光の強度が低くなっていく。

同様に、この光源６の光を導光する回動軸１４の端面１４ｃから出光される光についても、軸方向に進む光の強度が最も高く、この軸方向に対する角度が大きくなるにしたがって徐々に光の強度が低くなっていく。そして、この軸方向に対する角度が所定の角度を超えると、所定の光強度より小さくなって指針本体３１の発光に十分に寄与しない程度に小さい強度の光となる。この様子を、図５のグラフに示す。

図５は、回動軸１４の端面１４ｃから出射した光の角度強度分布の一例のグラフを示している。図５において、軸部４０の軸方向を０度とし、上記所定の角度をθ１（マイナス側角度）、θ２（プラス側角度）として、軸部４０の軸方向に対してθ１〜θ２の角度範囲Ｔ内の角度で進む所定の光強度Ｉ０以上の光を、回動軸１４の端面１４ｃから出光される光としている。

そして、上記範囲Ｔを外れる小さい強度の光は、中空状反射部６０で反射されることなく直接指針部５０の上面５３から出光されても、輝度ムラに対する影響は非常に小さい。そのため、このような小さい強度の光を除外した上記所定の角度を超えない範囲の光（即ち、所定の光強度Ｉ０以上の光）を、回動軸１４の端面１４ｃから出光される光としている。なお、上記は、回動軸１４の端面１４ｃから出射した光の角度強度分布について説明するものであるが、受光面４２に入射した光の角度強度分布についても同様である。

図６、図７に、本実施形態の指針本体３１及び図１１の右図に示す従来の指針本体１３１において、回動軸１４の端面１４ｃから出光された光が、軸部４０、９４０を経て指針部５０、９５０に進行する様子を模式的に示す。なお、これら図においては、回動軸１４並びに軸部４０、９４０及び指針部５０、９５０のみ模式的に記載しており、その他の部材については記載を省略している。また、図６においては、中空状反射部６０、９６０が仮に設けられていない構成での動作について記載している。

図６において、実線は、上述した実施形態の軸部４０の形状及びそれに導光されて指針部５０の上面５３に直接至る光の光路Ｓａの外縁を示しており、点線は、従来の軸部９４０の形状及びそれに導光されて指針部９５０の上面９５３に直接至る光の光路Ｓｂの外縁を示している。

図６に示すように、従来の軸部９４０の場合、回動軸９１４から出光された光が軸部９４０に導光されて光路Ｓａを進み、指針部９５０の上面９５３に直接到達すると、指針部９５０の長手方向に矢印ａで示す範囲に広がって当該上面９５３から出光される。

これに対し、本実施形態の軸部４０の場合、回動軸１４から出光された光が軸部４０に導光されて光路Ｓａを進むと、光路Ｓａの外縁付近の光は軸部４０の周面に当たる。そのため、回動軸１４から出光された光は、この光路Ｓａより、指針部５０の長手方向に狭い光路Ｓｂを進むことで、指針部５０の上面５３に直接到達し、指針部５０の長手方向に、上記矢印ａで示す範囲より小さい矢印ｂで示す範囲に広がって当該上面５３から出光される。

これにより、本実施形態の軸部４０の場合、回動軸１４から出光された光が、軸部４０に入光されて光路Ｓａより狭い光路Ｓｂを進むので、図７に示すように、光路Ｓａを進む場合に比べて、指針部５０の上面に直接到達する光を少なくすることができる。

以上より、本実施形態によれば、受光面４２における指針部５０の幅方向の長さ（以下、単に「受光面の横の長さ」という）より、受光面４２における指針部５０の長手方向の長さ（以下、単に「受光面の縦の長さ」という）の方が短くなるように形成されているので、一般的には、受光面４２の横の長さと受光面４２の縦の長さとは同一（略同一含む）長さにされているところ、受光面４２の長さを受光面４２の幅より短くすると、軸部４０内を導光される光における指針部５０の長手方向への広がりを抑制することができ、そのため、指針部５０の高さを低くすることにより中空状反射部６０の形状が小さくなった場合においても、受光面４２の横の長さと受光面４２の縦の長さとが同一長さにされている構成に比べて、軸部４０内を導光された光が中空状反射部６０に反射されることなく直接指針部５０の上面５３から出光されてしまうことを抑制できる。したがって、指針部５０の高さを低くしたときの輝度ムラを抑制することができる。

また、受光面４２における指針部５０の長手方向の長さが、指針部５０の幅より短くなるように形成されているので、例えば、受光面４２における指針部５０の長手方向の長さ（受光面の縦の長さ）を指針部５０の幅より長い構成とした場合は、受光面４２の横の長さが指針部５０の幅より長くなって、軸部４０が指針部５０の幅方向にはみ出した形状になってしまうところ、受光面４２の縦の長さを指針部５０の幅より短くすることで、受光面４２の横の長さを指針部５０の幅以下に抑えることができ、そのため、軸部４０が指針部５０の幅方向にはみ出すことのない小型で簡易な形状にすることができる。

上述した本実施形態においては、指針本体３１の受光面４２の横の長さが、指針部５０の幅と同一にされていたが、これに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示す指針本体１３１は、上述した指針本体３１の軸部４０に代えて、軸部１４０を備えており、この軸部１４０は、指針部５０の幅方向に張り出した略四角柱形状に形成されている。図８（ｃ）において、Ｍ１は受光面１４２における指針部５０の長手方向に沿う辺（短辺）の長さ、Ｎ１は受光面１４２における指針部５０の幅方向に沿う辺（長辺）の長さ、Ｗは、指針部５０の幅である。本実施形態において、Ｍ１はＮ１より小さくされており、ＷはＭ１より小さくされている。このように、受光面１４２の横の長さが、指針部５０の幅より大きくなるようにされていてもよい。

受光面１４２の横の長さ（即ち、受光面１４２における指針部５０の幅方向の長さ）が、指針部５０の幅より長くなるように形成されていると、受光面１４２の面積を大きくすることができ、受光面１４２における受光量を増やすことができる。これにより、自発光指針３をより明るく発光させることができる。

また、本実施形態においては、駆動装置４の回動軸１４の端面１４ｃ（即ち、出光面）が平面状に形成されていたが、これに限定されるものではなく、この端面１４ｃが、当該端面１４ｃから出射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていてもよい。ここで光の方向を整列させるような非平面形状とは、図９に示すように、回動軸１４の端面１４ｃから出射した光の角度強度分布（実線で示す）において所定の光強度Ｉ０となるθ３〜θ４の角度範囲Ｔ１が、平面形状における光の角度強度分布（点線で示す）のθ１〜θ２の角度範囲Ｔよりも狭くなるように、回動軸１４の端面１４ｃから出射した光の進行角度を回動軸１４の軸方向に平行により近づける（即ち、進行方向をより揃えて整列させる）ような非平面形状のことをいう。

このような非平面形状の例を、図１０（ａ）〜（ｅ）に示す。図１０（ａ）では、端面１４ｃが、その指針部５０の長手方向（図１０各図において左右方向）の断面が外側に凸の円弧状で且つ幅方向の断面が直線状となる曲面形状に形成されている。図１０（ｂ）では、端面１４ｃが、その指針部５０の長手方向の断面及び幅方向の断面が共に外側に凸の円弧状となる曲面形状に形成されている。図１０（ｃ）では、端面１４ｃが、断面くさび状の複数の凸条（即ち、プリズム）が指針部５０の長手方向に並ぶプリズム体形状に形成されている。図１０（ｄ）では、端面１４ｃが、断面略半円状の複数の凸条が指針部５０の長手方向に並ぶシリンドリカルレンズ形状に形成されている。図１０（ｅ）では、端面１４ｃが、フレネルレンズ形状に形成されている。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は、端面１４ｃから出射した光を少なくとも指針部５０の長手方向に集光するレンズ形状でもある。

このように、回動軸１４の端面１４ｃが、当該端面１４ｃから出射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていると、平面形状のときより狭い角度範囲Ｔ１に所定の光強度Ｉ０以上の光が存在することになって、軸部４０内を導光される光における指針部５０の長手方向への広がりをさらに抑制することができ、そのため、軸部４０内を導光された光が中空状反射部６０に反射されることなく直接指針部５０から出光されてしまうことをさらに抑制できる。

また、本実施形態においては、指針本体３１の受光面４２が平面状に形成されていたが、これに限定されるものではなく、受光面４２が、当該受光面４２に入射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていてもよい。ここで、光を整列させるような非平面形状とは、上記端面１４ｃについて図９を参照して説明した場合と同様に、受光面４２に入射した光の角度強度分布において所定の光強度となる角度範囲が、平面形状における光の角度強度分布の角度範囲よりも狭くなるように、受光面４２に入射した光の進行角度を軸部４０の軸方向に平行により近づける（即ち、進行方向をより揃えて整列させる）ような非平面形状のことをいう。

このような非平面形状の例を、図１１（ａ）〜（ｅ）に示す。図１１（ａ）では、受光面４２が、その指針部５０の長手方向（図９各図において左右方向）の断面が外側に凸の円弧状で且つ幅方向の断面が直線状となる曲面形状に形成されており、図１１（ｂ）では、受光面４２が、その指針部５０の長手方向の断面及び幅方向の断面が共に外側に凸の円弧状となる曲面形状に形成されており、図１１（ｃ）では、受光面４２が、断面くさび状の複数の凸条（即ち、プリズム）が指針部５０の長手方向に並ぶプリズム体形状に形成されており、図１１（ｄ）では、受光面４２が、断面略半円状の複数の凸条が指針部５０の長手方向に並ぶシリンドリカルレンズ形状に形成されており、図１１（ｅ）では、受光面４２が、フレネルレンズ形状に形成されている。図１１（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は、受光面４２に入射した光を少なくとも指針部５０の長手方向に集光するレンズ形状でもある。

このように、受光面４２が、受光した光が指針部５０の長手方向に集光されるレンズ形状に形成されていると、軸部４０内を導光される光における指針部５０の長手方向への広がりをさらに抑制することができ、そのため、軸部４０内を導光された光が中空状反射部６０に反射されることなく直接指針部５０の上面５３から出光されてしまうことをさらに抑制できる。

なお、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 自発光指針（指針ユニット）
４ 駆動装置
６ 光源
１４ 回動軸
１４ｃ 端面（出光面）
３１ 指針本体（指針部材）
４０ 軸部
４２ 受光面
５０ 指針部
５３ 上面
６０ 中空状反射部（反射部）
６１ 指示方向反射面
６２ 後端方向反射面
９０ コンビネーションメータ（指針計器）
９２ 速度計（メータ部）
９３ エンジン回転数計（メータ部）
９４ 燃料計（メータ部）
９５ 水温計（メータ部）
Ｓ１ 指示方向
Ｓ２ 後端方向

Claims (7)

1. 一端にて光源からの光を受光する柱状の軸部と、前記軸部の他端から当該軸部の軸方向と交差する指示方向及び前記指示方向と反対の後端方向のそれぞれに伸びて形成された指針部と、前記軸部からの光を前記指示方向に反射する指示方向反射面及び前記後端方向に反射する後端方向反射面を備えた反射部と、を一体に有する透光性材料からなる指針部材において、
   前記軸部の前記一端は、端面全体が当該端面に入光された光を前記他端に導光する受光面として機能し、
   前記受光面における前記指針部の幅方向の長さより、前記受光面における前記指針部の長手方向の長さの方が短くなるように形成されていることを特徴とする指針部材。
2. 前記受光面における前記指針部の長手方向の長さが、前記指針部の幅より短くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の指針部材。
3. 前記受光面における前記指針部の幅方向の長さが、前記指針部の幅より長くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針部材。
4. 前記受光面が、当該受光面に入射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の指針部材。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の指針部材と、前記指針部材の指針部を覆うとともに前記軸部側と反対側に向けられた前記指針部の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニット。
6. 光源と、前記光源からの光を導光する回動軸を備えた駆動装置と、前記回動軸に固定された指針ユニットと、を有する指針計器において、
   前記指針ユニットが、請求項５に記載の指針ユニットで構成されていることを特徴とする指針計器。
7. 前記回動軸の出光面が、当該出光面から出射した光の方向を整列させるような非平面形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の指針計器。

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