JPH07151567A - 自発光指針式計器 - Google Patents

自発光指針式計器

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JPH07151567A
JPH07151567A JP6226261A JP22626194A JPH07151567A JP H07151567 A JPH07151567 A JP H07151567A JP 6226261 A JP6226261 A JP 6226261A JP 22626194 A JP22626194 A JP 22626194A JP H07151567 A JPH07151567 A JP H07151567A
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Miki Kato
三樹 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、自発光指針の輝度を充分に確保し、視認性を向上し
た自発光指針式計器を提供することを目的とする。 【構成】 指針軸の先端に固定された指針内に自発光素
子を配設してなる自発光指針式計器において、前記指針
の内部には、前記自発光素子と対向する対向面とこの対
向面と反対面に形成された三角柱状凹凸面とを有する屈
光レンズが、前記自発光素子の上部に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の速度計等に使
用される計器に関し、特に、指針内に沿って発光ダイオ
ード(以下LEDと言う)を配設し、LEDを発光させ
て指示する自発光指針式の計器に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者らは、既に、特開平4−204
323号公報において、指針内にLEDを並べて配置
し、それらのLEDを発光させて視認性を向上させる自
発光指針式計器を提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の自発光指針式
計器は、指針内にLEDを所定間隔をおいて並べ、この
LEDの発光によって指針を視認するものである。しか
しながら、LEDの発光能力は限られているため、効率
良くLEDからの発光を拡散させて、自発光指針の輝度
を向上させる必要がある。
【0004】また、前記のように、LEDは指針内に所
定の間隔をもって配設されるため、LEDの真上におけ
る輝度と各LED間の上部における輝度とにおいて差が
生じることがある。この際には、自発光指針に縞模様が
かかったように視認され見栄えが悪くなり、且つ自発光
指針の輝度も不十分となり視認性にも悪影響を与え兼ね
ない。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、自発光指針の輝度を充分に確保し、視認性を向上し
た自発光指針式計器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自発光指針式計器は、指針軸の先端に固定
された指針内に自発光素子を配設してなる自発光指針式
計器において、前記指針の内部には、前記自発光素子と
対向する対向面とこの対向面と反対面に形成された三角
柱状凹凸面とを有する屈光レンズが、前記自発光素子の
上部に配設されていることを特徴とする。
【0007】また、前記屈光レンズの三角柱状凹凸面
は、その凸部の先端および凹部の底部が90°に形成さ
れることを特徴とする請求項1に記載の自発光指針式計
器を採用するようにしてもよい。また、指針軸の先端に
固定された指針内に自発光素子を配設してなる自発光指
針式計器において、前記指針は、ハウジングと、このハ
ウジングを覆うカバーと、前記ハウジング上に配設され
る自発光素子と、前記ハウジングと前記カバーとの間に
おける前記自発光素子の上部に配設され、該自発光素子
と対向する対向面と前記カバーと対向する三角柱状凹凸
面とを有する屈光レンズと、によって形成されることを
特徴とする自発光指針式計器を採用するようにしてもよ
い。
【0008】また、前記ハウジングは、その長手方向に
直角な断面形状がコの字状に形成され、前記自発光素子
は、該ハウジングの凹部の底面部に配設され、前記屈光
レンズは、該自発光素子の上部に開口部を形成している
前記ハウジングの溝に固定されることを特徴とする請求
項3に記載の自発光指針式計器を採用するようにしても
よい。
【0009】また、棒状に形成される前記ハウジングの
凹部の底面部には、このハウジングの長手方向にそっ
て、複数の自発光素子が配設されることを特徴とする請
求項4に記載の自発光指針式計器を採用するようにして
もよい。また、前記カバーは、前記自発光素子からの光
を拡散する半透明部を有していることを特徴とする請求
項3乃至請求項5のいずれかに記載の自発光指針式計器
を採用するようにしてもよい。
【0010】また、前記屈光レンズの三角柱状凹凸面
は、その凸部の先端および凹部の底部とが90°に形成
されることを特徴とする請求項3乃至請求項6に記載の
自発光指針式計器を採用するようにしてもよい。また、
前記屈光レンズは、前記指針の長手方向と直角の方向
に、前記三角柱状凹凸面における三角柱状部の底辺を有
することを特徴とする自発光指針式計器を採用するよう
にしてもよい。
【0011】
【作用・効果】まず、以上のように構成される本発明の
自発光指針式計器における作用効果を以下に説明する。
前記対向面と前記三角柱状凹凸面とを有する屈光レンズ
が配設されている。この屈光レンズの下部に配設されて
いるLEDからの発光は、まず対向面に進入し、その後
上部の三角柱状凹凸面にて屈折される。この時、前記発
光は、LEDが配設されている上部に向けてほぼ均一に
拡散される。この際、請求項5に記載のように指針の長
手方向にそって複数個LEDが配設される場合には、各
LEDの真上およびLED間の上部に向けてほぼ均一に
拡散される。
【0012】このように、LEDからの発光が上方向に
均一に拡散されることにより、自発光指針の輝度が増加
し、視認性を向上することができる。なお、請求項2も
しくは請求項7に記載されているように三角柱状凹凸面
の凸部の先端および凹部の底部を90°に形成すると、
より優れた拡散効果を挙げることができる。
【0013】また、請求項3に記載の自発光指針式計器
におけるように、屈光レンズを、ハウジングとカバー間
におけるLEDの上部に配設するようにしてもよい。こ
の際の前記ハウジングおよびカバーは、指針の撓みおよ
び振動を抑制し、且つLEDを防塵等保護している。な
お、請求項4に記載されているように、指針の長手方向
に直角な断面形状をコの字状とすると、指針の撓みおよ
び振動を抑制するための指針の剛性をより一層増大する
ことができる。
【0014】また、請求項6に記載されているように、
カバーに半透明部を形成した際には、自発光指針を細く
鮮明に認識させることが可能である。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は自発光指針式計器の部分断面付き側面図を
示し、図2はその分解斜視図を示している。この自発光
指針式計器は、基本的には、図示しないメータケースに
固定されるムーブメント(指針駆動装置)2と、ムーブ
メント2から上方に突設された指針軸3と、指針軸3上
に固定される自発光指針1と、自発光指針1内の自発光
素子としてのLED(発光ダイオード)に通電するため
に、指針軸3の外周部に渦巻状に巻装される渦巻状FP
C5と、メータケース上に固定される文字板4とから構
成される。
【0016】ムーブメント2は、例えば交差コイル式の
ものが使用され、入力信号に応じて指針軸3に回転トル
クが付与される。内部にはヘアスプリング6が指針軸に
一端を固定して配設され、回転トルクとヘアスプリング
6と渦巻状FPC5の弾性力との均衡点で指針軸3を静
止させる。自発光指針1は、図2〜図5に示すように、
ハウジング11内に、FPC(可撓性プリント配線板)
12を長手方向に沿って配設し、FPC12上の各点に
複数のLED13を実装し、FPC12の上部を透明合
成樹脂16で覆い、その上に屈光レンズ14を装着し、
カバー体15をハウジング11の上部に被せて構成され
る。
【0017】ハウジング11は、棒状本体の内部に長手
方向に沿った溝を設け、その元部にボス部11aを垂直
下方に突設し、合成樹脂により一体成形される。ボス部
11a内には下方から指針軸挿入用の孔が穿設される。
また、ハウジング11の底部両側には、係止凹部11b
が形成される。なお、ハウジング11の溝内には、FP
C12が配設されるが、このFPC12をインサートと
してハウジングの成形型内に配置し、インサート成形す
ることができる。
【0018】カバー体15は黒色の合成樹脂により成形
され、中央部長手方向に光拡散効果を有する半透明部1
5aが一体成形され、カバー体15の両側下部には係止
凸部15bが形成される。カバー体15はその係止凸部
15bをハウジング11の係止凹部11bに係止させて
装着される。ハウジング11内に配設されるFPC12
は、2本の導電部の各点に複数のLED13を一定の間
隔をおいて実装するように、導電パターンが形成され、
さらに、図3に示すように、ボス部11aに沿って配置
される接続用FPC12aを介して、渦巻状FPC5と
一体的に連続して接続されるように形成されている。
【0019】このようなFPC5、12、12aは、ポ
リイミド樹脂等からなるベースフィルム上に銅箔等の導
電パターンを形成し、接続端子部を除き絶縁膜をその上
に被覆して図3のように一体成形される。FPC12の
導電パターンは、図8に示すように多数のLED13を
直列又は並列に接続形成され、FPC12の端部に接続
される接続用FPC12aと渦巻状FPC5の一面に
は、2本の線状の導電パターン5a,5bが長手方向に
沿って形成される。
【0020】渦巻状FPC5の端部は、図3に示すよう
に、1本の導電パターン5bが手前で終了し、1本の導
電パターン5aが終端まで形成される。そして、装着時
には、図6、図7に示すように、各導電パターン5a,
5bの端部付近に形成された2本のスリットに端子板9
a,9bが差し込まれ、その当接部分を半田付けして端
子接続される。この端子板9a,9bは、ムーブメント
2上の端子用基板8上に取付けられ、図示しない電源回
路に接続される。
【0021】透明合成樹脂16の上に配設される屈光レ
ンズ14は、間隔をおいて配置されたLED13から放
射される光を、自発光指針1の上面の半透明部15aか
ら長手方向に沿って均一に放出するように、図9に示す
如く、その上面に三角柱状凹凸面14aを設けた棒状に
形成される。この三角柱状凹凸面14aは、その突部の
先端と凹部の底部が共に約90°となるように、鋸歯状
に形成され、LED13から放射される光を上面に均一
化して放出する構造である。
【0022】このような自発光指針1をムーブメント2
上に組み付ける場合、先ず、渦巻状FPC5をボス部1
1aの外周部に巻き付けて仮固定しておく。そして、図
2に示すように、屈光レンズ14をハウジング11の上
部の溝部に嵌め込み、さらにその上からカバー体15を
被せるように、その係止凸部15bをハウジング下部の
係止凹部11bに係止させて固定する。
【0023】次に、ムーブメント2上に突出した指針軸
3を、ボス部11aの孔に圧入することにより、自発光
指針1を指針軸3上に固定する。そして、ボス部11a
の外周に巻き付けられた渦巻状FPC5の仮固定を外
し、渦巻状FPC5が一定の間隔をもって渦巻状態を保
持するように、FPC5の端部を図6、図7に示すよう
に、ムーブメント2上の端子板9aと9bに接続・固定
する。
【0024】次に、上記構成の自発光指針式計器の動作
を説明する。ムーブメント2内の交差コイルに入力信号
が印加されると、入力信号に応じて指針軸3が回転駆動
され、自発光指針1が指示角度まで回転する。このと
き、ムーブメント2の駆動トルクと、渦巻状FPC5の
制動トルク及びムーブメント2内のヘアスプリング6の
制動トルクがつり合った角度が指示角度となる。しか
し、通電用の渦巻状FPC5のヤング率はヘアスプリン
グ6のそれに比べ非常に小さいため、自発光指針1の指
示精度に影響を与えずに、指針を従来と同様な駆動トル
クで回転させることができる。
【0025】また、指針軸3の回転動作に伴ない、渦巻
状FPC5が動くが、そのFPCの導電パターンは絶縁
膜で被覆されているため、相互に接触しても問題はな
く、FPC同志が指針の回転時に衝突したとしても、異
音は殆ど発生せず、使用者に対し異音による不快感を与
えることはない。一方、図示しない電源回路から、端子
板9a,9b、渦巻状FPC5、及び接続用FPC12
aとFPC12を通して、自発光指針1内の各LED1
3に通電が行われ、LED13が点灯する。これらのL
ED13の点灯により自発光指針1のカバー体中央の半
透明部15aから拡散された光が前面に放射される。
【0026】このとき、各LED13から放出された光
は、図9に示すように、透明合成樹脂16を通過して屈
光レンズ14に入射する。屈光レンズ14には間隔をお
いて設置されたLED13から各種の傾斜角度で光が入
射するが、これらの光は、例えば、入射角26°のとき
屈折角0°で放出され、入射角45°のとき屈折角19
°で放出され、入射角60°のとき屈折角31°で放出
されるように、屈折される。したがって、LED13か
ら斜めに放出された光も、良好に指針の上面に向けて導
光され、間隔をおいてLED13を配置した場合であっ
ても、自発光指針1の上面から長手方向に均一な輝度の
光を放射することができる。
【0027】なお、渦巻状FPCにはその幅をそれ程広
くせずに、3本以上の導電部を形成することができるた
め、例えば、複数の色分けされたLEDを、指針の回転
角に応じて各種の色で点灯表示したり、或は部分的に輝
度を変えて点灯駆動するような多様な発光駆動方式を採
用することも可能となる。図10と図11は渦巻状FP
Cの他の実施例を示している。この渦巻状FPC25は
ベースフィルム25Cの両側に導電パターン25a,2
5bが形成され、その上から絶縁膜25dが被覆されて
形成される。このように、ベースフィルム25cの両側
に導電パターン25a,25bを形成することにより、
片側に導電パターンを取着した前記実施例の渦巻状FP
C5に比べ、FPCの幅を約半分に縮小することがで
き、指針軸の長さをさらに短くすることができる。
【0028】この渦巻状FPC25の端部と端子板9
a,9bとの接続は、内側に形成された導電パターン5
aを、端部に形成されたスルーホールから外側に出すよ
うにすれば、上記実施例と同様に(図6、図7のよう
に)、スリットに端子板9a,9bを通し半田付けで接
続・固定することができる。さらに、図12、図13に
示すように、エポキシ樹脂等から形成された補強板24
をFPC12の底面に固定すれば、自発光指針1の長手
方向を有効に補強し、指針のそりを防止すると共に、L
ED13の接続不良も防止することができる。
【0029】また、上記実施例では、自発光素子とし
て、複数のLEDを使用したが、1個のLED、EL素
子、冷陰極放電管等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特徴である屈光レンズを用いた自発光
指針式計器の構成の一例を示す部分断面付き側面図であ
る。
【図2】その分解斜視図である。
【図3】FPC12と渦巻状FPC5の斜視図である。
【図4】図1の IV − IV 拡大断面図である。
【図5】図1のV −V 拡大断面図である。
【図6】渦巻状FPC5の端部接続部の拡大斜視図であ
る。
【図7】渦巻状FPC5の端部接続部の拡大斜視図であ
る。
【図8】LED13の電気接続図である。
【図9】本発明の特徴である屈光レンズによって屈折さ
れるLED13の放射光の屈折光路を示す説明図であ
る。
【図10】他の実施例の渦巻状FPC25を示す斜視図
である。
【図11】渦巻状FPC25の拡大断面図である。
【図12】FPC12に補強板24を取付けた他の実施
例の斜視図である。
【図13】図12の実施例における自発光指針の拡大断
面図である。
【符号の説明】
1 自発光指針 2 ムーブメント 3 指針軸 5 渦巻状FPC 12 FPC 12a 接続用FPC 13 LED 14 屈光レンズ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指針軸の先端に固定された指針内に自発
    光素子を配設してなる自発光指針式計器において、 前記指針の内部には、 前記自発光素子と対向する対向面とこの対向面と反対面
    に形成された三角柱状凹凸面とを有する屈光レンズが、
    前記自発光素子の上部に配設されていることを特徴とす
    る自発光指針式計器。
  2. 【請求項2】 前記屈光レンズの三角柱状凹凸面は、そ
    の凸部の先端および凹部の底部が90°に形成されるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の自発光指針式計器。
  3. 【請求項3】 指針軸の先端に固定された指針内に自発
    光素子を配設してなる自発光指針式計器において、 前記指針は、 ハウジングと、 このハウジングを覆うカバーと、 前記ハウジング上に配設される自発光素子と、 前記ハウジングと前記カバーとの間における前記自発光
    素子の上部に配設され、該自発光素子と対向する対向面
    と前記カバーと対向する三角柱状凹凸面とを有する屈光
    レンズと、 によって形成されることを特徴とする自発光指針式計
    器。
  4. 【請求項4】 前記ハウジングは、その長手方向に直角
    な断面形状がコの字状に形成され、 前記自発光素子は、該ハウジングの凹部の底面部に配設
    され、 前記屈光レンズは、該自発光素子の上部に開口部を形成
    している前記ハウジングの溝に固定されることを特徴と
    する請求項3に記載の自発光指針式計器。
  5. 【請求項5】 棒状に形成される前記ハウジングの凹部
    の底面部には、このハウジングの長手方向にそって、複
    数の自発光素子が配設されることを特徴とする請求項4
    に記載の自発光指針式計器。
  6. 【請求項6】 前記カバーは、前記自発光素子からの光
    を拡散する半透明部を有していることを特徴とする請求
    項3乃至請求項5のいずれかに記載の自発光指針式計
    器。
  7. 【請求項7】 前記屈光レンズの三角柱状凹凸面は、そ
    の凸部の先端および凹部の底部とが90°に形成される
    ことを特徴とする請求項3乃至請求項6に記載の自発光
    指針式計器。
  8. 【請求項8】 前記屈光レンズは、前記指針の長手方向
    と直角の方向に、前記三角柱状凹凸面における三角柱状
    部の底辺を有することを特徴とする自発光指針式計器。
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WO2006115100A1 (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Nichia Corporation 電光表示針と導光体

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JP5616570B2 (ja) * 2005-04-21 2014-10-29 日亜化学工業株式会社 電光表示針と導光体

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