JP6444196B2 - 車両用計器の指針構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両用計器の透光性を有する指針構造に関するものである。

車両に搭載された、指針を有する計器では、指針の指示位置の認知性を向上させるために、透光性を有する指針の内部に光を入射させて、指針の上面を発光させている。

このような車両用計器に用いられる指針構造として、指針上面部の基端側に色の濃い着色層を設けて光を拡散させて、指針が発光した際の輝度むらを低減する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１４５３８６号公報

特許文献１に記載された指針をはじめとする車両用計器の指針では、指針の内部に照明光を漏れなく入射させて指針の輝度を向上させるために、基端部に面積の広い光入射部を備えるのが望ましい。このような指針は、一般に、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却、固化させる、いわゆる射出成型によって一体成形されるが、基端部に面積の大きい光入射部を備える指針にあっては、成形の際に、基端部と指針本体部とで異なる金型を用いて、金型の抜き方向を異ならせる必要があった。そのため、基端部と指針本体部の境界部分には、金型の分割線であるパーティングラインが生じていた。このようにして成形された指針に光を入射して照明させると、指針内部を導光した光のうち、パーティングラインに達した光は乱反射して指針の外部に出射してしまうため、パーティングラインの部分が際立って明るく光る、いわゆる点光りが発生していた。このような点光りが発生すると、指針に輝度ムラが生じるため、照明品質が低下してしまう。特許文献１に記載された指針の構造にあっては、このようなパーティングラインによる点光りの発生が考慮されていなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、パーティングラインにおける点光りの発生を緩和することによって、指針の輝度むらを低減することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る車両用計器の指針構造は、照明光を内部に入射させる光入射部と前記光入射部から入射した光を反射させる、前記光入射部よりも幅の狭い反射面とからなる基端部と、前記基端部と連続して形成された、互いに対向する位置にある、指針上面部と前記指針上面部よりも幅の狭い指針下面部とからなる指針本体部と、を有し、前記指針上面部と前記指針下面部とで前記照明光を交互に反射させながら、前記照明光を先端側に導光させるとともに、前記照明光の一部を前記指針上面部から外部に出射させる車両用計器の透光性を有する指針構造であって、前記指針上面部の、少なくとも前記基端部との境界領域にシボを形成し、前記指針構造は、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却，固化させることによって成形されるものであって、前記境界領域は、前記金型の分割位置に生じるパーティングラインを含む領域であることを特徴とする。

本発明に係る車両用計器の指針構造によれば、前記した構成とすることによって、基端部と指針上面部との境界領域に導光された光は、境界領域の外表面に形成されたシボにより拡散されて外部に出射する。したがって、境界領域への光の集中による点光りの発生が緩和されるため、指針上面部の明るさの均一性を向上させることができる。

本発明に係る車両用計器の一例である車速計の外観を示す図である。 指針を構成する指針キャップと指針本体部の外観を示す外観図である。 （ａ）は指針本体部の上面図である。（ｂ）は指針本体部の側面図である。（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 指針本体部を成形する際に用いる金型の構造について説明する図である。 指針の照明動作について説明する、図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１における、指針の構造について説明する上面図である。 本発明の実施例２における、指針の構造について説明する上面図である。 本発明の実施例１における、指針に形成されたパーティングライン近傍における照明光の挙動を説明する図である。 本発明を適用しないときに、指針に形成されたパーティングライン近傍における照明光の挙動を説明する図である。 本発明の実施例１における、指針上面部の断面構造について説明する図である。 本発明の実施例２における、指針上面部の断面構造について説明する図である。

以下、本発明に係る車両用計器の指針構造の実施例について、図１から図３を用いて説明する。

図１は、本発明に係る指針構造が適用された指針を有する、車両用計器の一例である車速計１０の外観を示す図である。

車速計１０は、図１に示すように、加飾リング２１に囲まれた円形の文字板１６と指針２０を備えている。

文字板１６には、車速を表す複数の目盛１２と、目盛の位置を表わす複数の文字１４が描かれており、指針２０は文字板１６の盤面上を、後端部を支端として回動するように構成されている。

指針２０は、指針キャップ２２の内側に指針本体部３０が嵌め込まれて構成されており、指針本体部３０の指針上面部４０の一部が、指針キャップ２２に設けられた切欠状のスリット２４から外部に露出している。指針本体部３０の内部に入射された照明光は、このスリット２４を通して、指針上面部４０から外部に出射されて、指針２０が発光する構成になっている。詳しくは後述する。

［指針の構造の説明］
図２を用いて、指針２０の構造について説明する。指針２０は、指針本体部３０と指針キャップ２２からなる。

指針本体部３０は、透光性を有する樹脂材料（例えばポリカーボネイト）によって形成されている。指針本体部３０の具体的な形状については後述する。

指針本体部３０の根元は、基端部３６を構成している。この基端部３６は、さらに、フランジ部３２と光入射部３３と反射面３４からなる。基端部３６を構成する各部位の機能については後述する。

指針キャップ２２は、透光性を持たない、例えば黒色の樹脂材料などで形成されており、内側に指針本体部３０を収容可能なスペースを有している。指針キャップ２２の上面には切欠状のスリット２４が形成されている。このスリット２４の領域からは指針本体部３０が外部に露出して、乗員に対して指針本体部３０をシャープに見せるようにしている。さらに、スリット２４は、指針本体部３０の内部に入射して導光された照明光を外部に出射する際の開口として作用する。

［指針本体部の形状の説明］
指針本体部３０の形状について、図３（ａ）から図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ａ）は指針本体部３０の上面図である。図３（ｂ）は指針本体部３０の側面図である。そして、図３（ｃ）は指針本体部３０の切断線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。

フランジ部３２は、指針本体部３０を指針キャップ２２（図２参照）に収容した際の固定部となる。フランジ部３２には、複数（図３（ａ）の例では４箇所）の取付孔３２ａが開口されている。これらの取付孔３２ａに、指針キャップ２２の根元の対応する位置にそれぞれ設けられた非図示の凸状部が挿通されて、凸状部の先端が、例えば焼き止めされて固定される。光入射部３３は、図３に図示しない光源６０（図５Ａ参照）から出射した光を基端部３６の内部に入射させる。なお、光源６０から出射した光を基端部３６の内部に漏れなく入射させるよう、図３（ｂ），図３（ｃ）に示すように、光入射部３３は、基端部３６の内部に形成された反射面３４よりも広い面積を有している。このようにして光入射部３３から入射した光は、反射面３４で反射して、指針本体部３０の先端側に向けて進行する。

指針本体部３０に向けて反射された光は、図３（ｂ）に示す指針本体部３０の指針上面部４０と、指針上面部４０と対向する位置に形成された指針下面部４２の間で反射を繰り返しながら、指針本体部３０の先端に向けて導光される。詳しくは後述する。

なお、指針本体部３０と基端部３６の境界位置には、図３（ａ），（ｂ）に示すパーティングライン５０が形成されている。このパーティングライン５０は、指針本体部３０と基端部３６を成形する過程で発生するが、詳しくは後述する。

図３（ｃ）は、指針本体部３０の中間部を、図３（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂで切った断面図である。図３（ｃ）に示すように、指針本体部３０の指針下面部４２は、指針上面部４０よりも幅が狭く形成されている。これは、指針本体部３０をできるだけ軽量化するためである。指針本体部３０を軽量化することによって、指針２０を回動させた際に、指針２０のブレや、指針２０を回動させるアクチュエータである、例えばステップモータの脱調を防止することができ、車速計１０の信頼性をより一層向上させることができる。

［指針本体部の成形方法の説明］
本実施例における指針本体部３０の成形方法について、図４を用いて説明する。指針本体部３０は、図４に示す４つの金型７０，７２，７４，７６を用いて成形される。このとき、指針本体部３０と基端部３６は、図３（ａ）から図３（ｃ）で説明した形状を有しているため、成形後に金型を抜き取れるように分割位置が設定される。

本実施例では、金型７０，７２は指針本体部３０の先端側を形成するために用いられ、金型７０と金型７２の分割線Ｍ１−Ｍ２は、指針本体部３０の指針上面部４０に沿って設定される。

また、金型７４，７６は基端部３６を形成するために用いられ、金型７４と金型７６の分割線Ｍ５−Ｍ６は、基端部３６のフランジ部３２の上面の位置に設定される。

そして、金型７０と金型７４の分割線Ｍ３−Ｍ５は、指針本体部３０と基端部３６の境界位置に設定されるため、そこには分割線Ｍ３−Ｍ５に沿うパーティングライン５０が形成される。このパーティングライン５０は、図４には図示しないが、指針上面部４０における、指針本体部３０と基端部３６の境界位置にも形成される。

［指針の照明構造の説明］
図５Ａ，図５Ｂを用いて、指針２０の照明構造について説明する。図５Ａは、図１の切断線Ａ−Ａに沿う断面図である。図５Ｂは、指針２０の上面図である。

図５Ａに示すように、文字板１６の裏面側には、立壁部１９を介して基板１８が設置されている。この基板１８に設置されたステップモータ５２の回転軸である指針回動軸部５１が、指針２０のフランジ部３２の中心付近に取り付けられている。このステップモータ５２は、基板１８に設置された駆動制御部５３によって駆動されて、指針２０を回動させる。

基板１８の指針回動軸部５１の近傍には、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）で構成された光源６０が設置されている。この光源６０は、基板１８に設置された照明制御部５４によって点灯状態が制御される。光源６０の照射方向は、光入射部３３の方向へ向くように設置されて、指針２０を照明するための照明光（光線）を放射する。なお、図５Ａは、一例として１個の光源６０を示すが、指針２０の回動位置によらずに均一な量の照明光を光入射部３３に入射できるよう、指針回動軸部５１を取り巻く位置に、周状に複数の光源を設置してもよい。

光源６０から出射した光線（例えば光線Ｌ１）は、光入射部３３から基端部３６の内部に入射して、反射面３４で反射する。

その後、光線Ｌ１は、点Ｐ１，点Ｑ１，点Ｐ２，点Ｑ２，点Ｐ３，点Ｑ３，点Ｐ４，点Ｑ４，点Ｐ５，点Ｑ５，点Ｐ６において反射を繰り返しながら、指針本体部３０の先端に向かって導光される。なお、光源から出射する光線は所定の広がりを有するが、ここで示した光線Ｌ１は、その中の主光線を表している。

指針下面部４２には、ホットスタンプと呼ばれる印刷加工方法によって、反射率の高い白色層が印刷されている。そのため、指針下面部４２の点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５に到達した光線は、指針上面部４０に向けて反射する。

一方、基端部３６において点Ｐ１に到達した光線、および、指針上面部４０において点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６に到達した光線のうち、臨界角よりも浅い角度で入射した光線は、全反射条件を満足するため、指針本体部３０の先端に向かって全反射される。

そして、全反射条件を満足しない光線は、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６において拡散し、指針２０の外部に出射する。このとき、外部からは、指針２０が照明されているように見える。

基端部３６および指針本体部３０の上面のうち、スリット２４の隙間から外部に露出した領域には、表面にシボ加工が施されて、図５Ｂに示すように、指針２０の基端部３６側から順に、第１シボ領域８０（境界領域）と第２シボ領域８２が形成されている。シボ加工は梨時処理とも呼ばれ、表面に微細な凹凸を形成する表面加工である。この加工は、一般に、エアーブラスト装置（サンドブラスト装置）によって行われる。指針２０は前述したように金型を用いて成形されるが、シボ加工は、この金型の表面に対して行われる。シボ加工の程度は、表面に施す凹凸の濃さ，深さ，粗さ，径の大きさによって表され、例えば粗いビーズを吹き付けると、濃く，深く，粗く，径の大きいシボが形成される。一方、細かいビーズを吹き付けると、薄く，浅く，細かく，径の小さいシボが形成される。導光体の表面にこのようなシボ加工を施すと、導光体の内部を導光された光線のうち、表面で全反射する光線の量と、表面で拡散する光線の量をそれぞれ変化させることができる。

なお、図５Ｂにおいて、第１シボ領域８０（境界領域）は、パーティングライン５０を含む領域に形成される。この第１シボ領域８０には、光線を指針２０の外部にできるだけ広く拡散させるよう、濃い（深い，粗い，径の大きい）シボが形成される。

また、第２シボ領域８２は、第１シボ領域８０（境界領域）に隣接して形成される。この第２シボ領域８２には、第１シボ領域８０に形成されるシボよりも薄い（浅い，細かい，径の小さい）シボが形成される。

このように、パーティングライン５０を含む領域に第１シボ領域８０（境界領域）を形成することによって、パーティングライン５０への光の集中を緩和することができ、前述した点光りの発生を抑えることができる。詳しくは後述する。

また、第２シボ領域８２に薄い（浅い，細かい，径の小さい）シボを形成することによって、指針本体部３０の内部を導光された光を、指針上面部４０を均一な輝度で発光させることができるとともに、指針２０の先端まで光線を導光させることができる。詳しくは後述する。

［実施例１の作用の説明］
次に、実施例１の作用について、図６Ａから図６Ｃを用いて説明する。図６Ａは、実施例１において、指針２０に形成されたパーティングライン５０の近傍における、光線Ｌ２，Ｌ３の挙動を説明する図である。

パーティングライン５０の近傍には、指針２０の内部を導光された光線が、様々な方向から到達する。そのうち、光線Ｌ２のようにパーティングライン５０の内部に進入した光線は、パーティングライン５０の内部を進行して、パーティングライン５０の表面で拡散して拡散光Ｄ１として外部に出射する。

また、パーティングライン５０の近傍に到達した光線Ｌ３は、パーティングライン５０を含む第１シボ領域８０（境界領域）に形成されたシボによって拡散されて、拡散光Ｄ３として指針２０の外部に出射する。

一方、パーティングライン５０の近傍にシボが形成されないときは、図６Ｂに示すように、パーティングライン５０の近傍に到達した光線Ｌ３は、指針２０の表面から外部に出射して、その後、パーティングライン５０の側面で拡散して、拡散光Ｄ２として指針２０の外部に出射する。

すなわち、図６Ａと図６Ｂを比較すると、パーティングライン５０の近傍の第１シボ領域８０（境界領域）にシボを形成することによって、パーティングライン５０の近傍表面に到達した光線は、その位置で指針２０の外部に向かって広く拡散される。したがって、この拡散光により、パーティングライン５０の近傍が明るく照明される。一方、指針２０の表面から外部に出射して、さらにパーティングライン５０に当たる光線が減少する。したがって、パーティングライン５０への光の集中が抑制されて、点光りの発生が抑えられる。

なお、本実施例１にあっては、図６Ｃに示すように、第１シボ領域８０（境界領域）に対して、指針２０の先端側に隣接する位置に、第２シボ領域８２を形成している。この第２シボ領域８２には、図６Ｃに示すように、第１シボ領域８０に形成されたシボよりも薄い（浅い，細かい，径の小さい）シボが形成されている。

このような第２シボ領域８２を設けることによって、指針本体部３０の先端側に向けて導光された光線が、第２シボ領域８２において指針２０の外部に拡散されるとともに、残った光線は指針２０の先端に向かってさらに導光される。その際、第２シボ領域８２に形成されたシボは浅いため、指針２０の外部に拡散される光の量は第１シボ領域８０よりも減少する。したがって、指針２０の内部を導光される光の減衰量が小さくなるため、指針２０を先端に至るまで均一な輝度で照明することができる。

なお、実施例１において、第１シボ領域８０（境界領域）はパーティングライン５０を含む範囲に形成されるが、第２シボ領域８２の形成範囲は、使用する指針の形状や材質に応じて、実験等によって決定される。また、形成するシボの濃さ（深さ，粗さ，径の大きさ）についても同様である。

次に、本発明に係る車両用計器の指針構造の別の実施例について、図５Ｃ，図６Ｄを参照して説明する。

図５Ｃは、本発明に係る車両用計器の指針構造が適用された指針２０ａの上面図である。指針２０ａの内部構造は、実施例１で説明した指針２０と同様であるため、説明は省略する。

指針２０ａの上面には、図５Ｃに示すように、根元側から順に第１シボ領域８０（境界領域），第２シボ領域８４，第３シボ領域８６がそれぞれ連続して形成されている。また、各領域には、図６Ｄに示すようなシボが形成されている。具体的には、第１シボ領域８０には濃い（深い，粗い，径の大きい）シボが形成され、第２シボ領域８４には、第１シボ領域８０よりも薄い（浅い，細かい，径の小さい）シボが形成される。そして、第３シボ領域８６には、第２シボ領域８４よりも薄い（浅い，細かい，径の小さい）シボが形成される。すなわち、指針２０の先端側に向かうにつれて、より浅いシボが形成される。

このようなシボの分布を形成することによって、導光中の光の減衰をできるだけ抑えて、指針２０ａの先端まで光線を確実に導光することができ、指針２０ａの輝度をより一層均一にすることができる。

なお、実施例２において、第１シボ領域８０（境界領域）はパーティングライン５０を含む範囲に形成されるが、第２シボ領域８４と第３シボ領域８６の形成範囲は、使用する指針の形状や材質に応じて、実験等によって決定される。また、形成するシボの濃さ（深さ）についても同様である。

以上、説明したように、実施例１に係る車速計１０（車両用計器）の指針２０によれば、光源６０から出射した照明光を基端部３６に備えられた光入射部３３から指針２０の内部に入射させて、反射面３４で反射させて指針本体部３０の内部で導光させる。導光させた光の一部は、指針上面部４０から外部に出射させて、残りの光は、指針上面部４０と指針下面部４２の間で反射を繰り返しながら、指針２０の先端に向けて進行させる。このとき、指針本体部３０と基端部３６の境界の外表面にシボを形成して第１シボ領域８０（境界領域）としたため、第１シボ領域８０に到達した光が拡散されて、第１シボ領域８０への光の集中が抑制される。したがって、指針本体部３０と基端部３６の境界領域における点光りの発生が緩和されて、指針上面部４０を均一な明るさで照明することができる。

また、実施例１に係る車速計１０（車両用計器）の指針２０によれば、指針２０は、加熱溶融された材料を金型７０，７２，７４，７６内に射出注入して冷却，固化させることによって成形されるものであって、第１シボ領域８０（境界領域）は、金型７０，７２，７４，７６の分割位置に生じるパーティングライン５０を含む領域であるため、パーティングライン５０への光の集中による点光りが抑制されて、指針上面部４０を均一な明るさで照明することができる。

そして、実施例１に係る車速計１０（車両用計器）の指針２０によれば、指針上面部４０の先端側には、第１シボ領域８０（境界領域）に形成したシボよりも浅いシボが形成された第２シボ領域８２を形成したため、第２シボ領域８２に到達した光の減衰が抑えられて指針２０の先端に向かって導光されるため、指針２０を先端に至るまで均一な輝度で照明することができる。

さらに、実施例２に係る車速計１０（車両用計器）の指針２０ａによれば、第１シボ領域８０（境界領域）から指針上面部４０の先端側に、より浅いシボを有する第２シボ領域８４を形成し、さらに指針上面部４０の先端側に、さらに浅いシボを有する第３シボ領域８６を形成したため、光の減衰が抑えられて、指針２０ａの先端まで光を確実に導光することができる。したがって、指針２０ａを、先端に至るまでより一層、均一な輝度で照明することができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。

例えば、指針本体部３０を成形する金型の分割構造は、図４に示す形態に限定されるものではない。すなわち、金型７０と金型７４をひとつの金型として、さらに、金型７２と金型７６をひとつの金型として、指針本体部３０を成形してもよい。この場合、図４において、Ｍ１−Ｍ２−Ｍ５−Ｍ６が金型の分割線になる。但し、このような金型の分割構造を用いた場合であっても、パーティングライン５０が形成されるため、パーティングライン５０を含む領域にはシボ加工を施す必要がある。

１６・・・・文字板
１８・・・・基板
２０・・・・指針
２２・・・・指針キャップ
３０・・・・指針本体部
３２・・・・フランジ部
３３・・・・光入射部
３４・・・・反射面
３６・・・・基端部
４０・・・・指針上面部
４２・・・・指針下面部
５０・・・・パーティングライン
６０・・・・光源
８０・・・・第１シボ領域（境界領域）
８２・・・・第２シボ領域

Claims (3)

1. 照明光を内部に入射させる光入射部と前記光入射部から入射した光を反射させる、前記光入射部よりも幅の狭い反射面とからなる基端部と、
   前記基端部と連続して形成された、互いに対向する位置にある、指針上面部と前記指針上面部よりも幅の狭い指針下面部とからなる指針本体部と、を有し、前記指針上面部と前記指針下面部とで前記照明光を交互に反射させながら、前記照明光を先端側に導光させるとともに、前記照明光の一部を前記指針上面部から外部に出射させる車両用計器の透光性を有する指針構造であって、
   前記指針上面部の、少なくとも前記基端部との境界領域にシボを形成し、
   前記指針構造は、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却，固化させることによって成形されるものであって、
   前記境界領域は、前記金型の分割位置に生じるパーティングラインを含む領域であることを特徴とする車両用計器の指針構造。
2. 前記指針構造において、前記指針上面部の先端側には、前記境界領域に形成したシボよりも浅いシボを形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用計器の指針構造。
3. 前記指針構造において、前記指針上面部には、前記境界領域から前記指針上面部の先端側に向かうにつれて、より浅いシボを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用計器の指針構造。