KR100319969B1 - 차량 계기판용 발광지침장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 계기판용 발광지침장치에 관한 것으로, 그 구성은 중앙에 통공이 형성된 문자판과, 상기 문자판의 통공을 통해 삽입되는 보스가 일체로 형성되고 몸체 내부에 반사프리즘이 구비된 지침과, 상기 문자판의 배면쪽에 배치되어 수광된 빛을 투과시킴과 아울러 상기 지침의 보스 내에 일체로 조립되는 프리즘과, 상기 프리즘의 저면부에 근접 배치된 칩형 발광다이오드와, 상기 지침의 축선상의 문자판 배면에 배치되어 상기 칩형 발광다이오드의 저면부로 그 축이 결합되는 모우터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 따라서, 빛의 발산각도가 넓은 칩형 발광다이오드를 광원으로 사용함으로써 광원의 효율성이 향상되고, 이러한 광원이 지침에 근접 배치할 수 있도록 지침과 프리즘을 일체형의 구조로 개량하여 차량 계기판의 문자판 배면에 배치된 광원으로부터 입사되는 빛이 분산되지 않고 지침에 직접 도달할 수 있으며, 광원의 빛을 최대한 이용함으로써 야간 주행시에도 계기판의 눈금을 선명하게 인식할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

차량 계기판용 발광지침장치{Luminous pointer for tachometer of vehicle}

본 발명은 차량 계기판용 발광지침장치에 관한 것으로, 특히, 차량 계기판의 문자판 배면에 배치된 광원으로부터 투사되는 빛이 분산되지 않고 지침에 효율적으로 도달할 수 있도록 지침과 프리즘을 일체화하여 고휘도의 지침을 구현할 수 있게 함과 아울러, 빛의 발산 효율성이 높은 광원을 사용하기에 적합하도록 개량된 차량 계기판용 발광지침장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 부착되는 계기장치는 차량의 주행속도, 엔진의 분당 회전수, 주유량 및 엔진 온도 등과 같은 주행상태와 기타 차량 부속장치들의 작동에 관한 정보를 표시하여 운전자가 이를 쉽게 인식하도록 함으로써 운전자로 하여금 안전운행을 유도하고, 사전정비 및 점검이 가능하도록 차량의 상태를 인식시켜 줌으로써 크고 작은 사고를 미연에 방지할 수 있게 하기 위한 것이다.

통상적인 차량의 계기장치에는 차량의 속도를 나타내는 회전속도계를 비롯하여, 유압계, 연료계 및 수온계 등이 장착되어 있으며, 그 상태를 인지할 수 있도록 각종 문자 또는 숫자와 표시눈금을 나타낸 문자판 상에 각각의 지침이 설치되고, 그 배면에는 광원으로부터 투사된 빛을 지침쪽으로 반사하여 상기 지침을 통해 발광시키기 위한 프리즘과, 상기 지침을 회전시켜주기 위한 모우터가 설치되어 있다.

이러한 종래의 지침은 빛을 전달시키는 수광용 프리즘이 문자판의 저면 일부에만 형성되어 있어 전량의 빛이 지침쪽으로 전달되기 어렵고, 빛이 분산된 상태로 반사되어 빛의 휘도가 균일하지 못할 뿐만 아니라, 지침의작동시 수광되는 부분이 일측에만 존재하므로 지침을 통해 균일하게 발광시킬 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 프리즘의 수광부 및 반사부가 문자판의 저면 전체에 형성되어 균일한 휘도를 유지할 수 있도록 된 '자동차 계기판용 지침'이 특허출원 제98-33912호로 제안된 바 있다.

상기의 자동차 계기판용 지침은 도3에 도시된 바와 같이, 문자판(110)의 배면에 밀착 설치되는 일부가 절결된 원판 형상의 베이스(121)가 구비되고 그 베이스(121)의 주연부를 따라 수광부(122)가 연장 형성된 프리즘(120)과, 상기 프리즘(120)의 수광부(122) 하측으로 그 주연부를 따라 링 형상으로 형성된 광원(130)과, 지침(140)을 지지함과 아울러 상기 지침(140)을 구동하기 위한 모우터(150)의 축과 지침(140) 간을 연결하는 지침축(142)을 포함하는 구성을 이루고 있다.

상기 프리즘(120)은 수광부(122)와 연결되는 베이스(121)의 둘레를 소정각도로 모따기하여 형성된 제1 반사부(123)와, 상기 지침축(142)이 관통되는 문자판(110) 중앙의 통공(111) 둘레를 따라 소정각도로 형성된 제2 반사부(124)를 구비하고, 상기 지침(140)의 중앙쪽 단부에는 상기 프리즘(120)의 제2 반사부(124)와 대응하는 제3 반사부(141)가 형성되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 광원(130)으로부터 투사되는 빛이 프리즘(120)의 수광부(122)를 통해 입사되어 제1 반사부(123)에 의해 굴절되고, 이 굴절된 빛은 베이스(121)를 따라 진행하다가 제2 반사부(124)에서 재차 굴절되어지침(140)의 제3 반사부(141)에 이르게 되며, 상기 제3 반사부(141)를 통해 재차 굴절된 빛은 지침(140)의 내측면으로부터 반사되어 외부로 발산함으로써 운전자가 지침(140)의 형상을 인식할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기의 차량 계기판용 지침은 광원이 원주상으로 배치되고 원판 형상의 프리즘을 통해 그 광원으로부터 발산되는 빛을 수광하는 방식이므로 지침 작동중 어느 방향에 위치하더라도 상기 프리즘을 통해 수광된 빛이 지침을 통해 균일하게 발산될 수 있는 장점이 있으나, 광원이 지침으로부터 원거리에 위치하고 프리즘을 통한 반사경로가 길어 고휘도의 빛을 효율적으로 발산하기에는 구조적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광원을 지침에 근접 배치할 수 있도록 지침과 프리즘을 일체화하여 차량 계기판의 문자판 배면에 배치된 광원으로부터 입사되는 빛이 분산되지 않고 지침에 효율적으로 도달할 수 있게 하고, 고휘도의 지침을 구현하여 광원의 빛을 최대한 방출함으로써 야간 주행시에도 계기판의 눈금을 선명하게 인식할 수 있게 함과 아울러, 빛의 발산 효율성이 높은 광원을 사용하기에 적합하도록 된 차량 계기판용 발광지침장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치의 분해 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치의 종단면도이다.

도3은 종래 기술에 따른 자동차 계기판용 지침의 종단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 ; 인쇄회로기판(PCB) 10 ; 문자판

11 ; 통공 12 ; 계기눈금

20 ; 프리즘 21 ; 연결부

22 ; 수광부 23 ; 투광부

30 ; 칩형 발광다이오드 40 ; 지침

41 ; 반사프리즘 42 ; 보스

43 ; 집광렌즈 44 ; 난반사 방지렌즈

45 ; 캡 50 ; 모우터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치는 계기눈금이 형성되고 중앙에 구동용 축을 삽입하기 통공이 형성된 문자판과, 상기 문자판의 통공을 통해 삽입되는 원통 형상의 보스가 일체로 형성되고 몸체 내부에 빛을 굴절시키기 위한 반사프리즘이 구비된 투명체의 지침과, 상기 문자판의 배면쪽에 배치되어 수광된 빛을 투과시킴과 아울러 상기 지침의 보스 내에 일체로 조립되는 프리즘과, 인쇄회로기판에 실장되어 상기 프리즘의 저면부에 근접 배치된 광원으로서의 칩형 발광다이오드와, 상기 지침의 축선상의 문자판 배면에 배치되어 상기 칩형 발광다이오드의 저면부로 그 축이 결합되는 모우터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 구성에 있어서, 상기 프리즘은 그 몸체부 전체가 구형(球型)을 이루고, 상기 몸체부의 일측에 모우터 축을 삽입하기 위한 연결부가 돌출 형성되며, 상기 연결부를 중심으로 그 둘레를 따라 볼록한 수광부가 형성되고, 이와 대응되는 부분을 투광부로 함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지지침장치는 계기눈금(12)이 형성되고 중앙에 구동용 축을 삽입하기 통공(11)이 형성된 문자판(10)과, 상기 문자판(10)의 통공(11)을 통해 삽입되는 원통 형상의 보스(42)가 일체로 형성되고 몸체 내부에 빛을 굴절시키기 위한 반사프리즘(41)이 구비된 투명체의 지침(40)과, 상기 문자판(10)의 배면쪽에 배치되어 수광된 빛을 투과킴과 아울러 상기 지침(40)의 보스(42) 내에 일체로 조립되는 프리즘(20)과, 인쇄회로기판(1)에 실장되어 상기 프리즘(20)의 저면부에 근접 배치된 광원으로서의 칩형 발광다이오드(30)와, 상기 지침(20)의 축선상의 문자판(10) 배면에 배치되어 상기 칩형 발광다이오드(30)의 저면부로 그 축이 결합되는 모우터(50)로 구성되어 있다.

상기 프리즘(20)은 그 몸체부(도면부호 기재하지 않음) 전체가 구형(球型)을 이루고, 상기 몸체부의 일측에 모우터(50)의 축을 삽입하기 위한 연결부(21)가 돌출 형성되며, 상기 연결부(21)를 중심으로 그 둘레를 따라 볼록한 수광부(22)가 형성되고, 이와 대응되는 부분을 상기 지침(40)의 보스(42) 내측으로 삽입되는 투광부(23)로 하는 구조를 이루고 있다.

상기 지침(40)의 보스(42) 내측에는 프리즘(20)에 의해 굴절된 빛이 상기 반사프리즘(41)쪽으로 투사될 수 있도록 하기 위한 집광렌즈(43)가 상기 프리즘(20)과 밀접하여 개재되어 있다.

상기 반사프리즘(41)의 외측에는 집광렌즈(43)을 통해 투사된 빛이 상기 반사프리즘(41)에 의해 일 방향, 즉, 지침(40)의 몸체 방향으로만 반사될 수 있도록 다른쪽 방향으로의 광 발산 현상을 방지하기 위한 난반사 방지렌즈(44)가 설치된다.

또한, 상기 지침(40)은 상기 반사프리즘(41)을 통해 반사된 빛이 몸체쪽으로 집광될 수 있도록 그 지침축 단부를 감싸는 캡(45)이 설치된다.

한편, 상기 칩형(Chip Type) 발광다이오드(30)는 통상의 발광다이오드(LED ;Light Emitting Diode)에 비해 빛의 발산각도가 160°정도로 넓은 새로운 형태의 광원으로서, 발산각도가 크다는 이점으로 인하여 광원의 개수를 기존의 구조에서보다 현저히 줄일 수 있으므로 효율성이 높으며, 인쇄회로기판(1)에 직접 실장한 구조이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치는 칩형 발광다이오드(30)로부터 수직 방향으로 투사되는 빛이 프리즘(20)을 통해 입사되어 그 내부를 따라 진행하다가 투광부(23)를 통해 발산된 후 집광렌즈(43)에 의해 반사프리즘(41)쪽으로 굴절된다.

상기 반사프리즘(41)에서는 재차 굴절이 이뤄져 지침(40) 몸체의 내측면에 의해 다시 한 번 굴절된 후 외부로 발산되며, 이때, 반사프리즘(41)의 외측에 배치된 난반사 방지렌즈(44)에 의해 지침(40) 몸체의 내측면 쪽으로만 빛의 경로를 형성함으로써 고휘도로 발광하는 지침(40)을 형성하게 된다.

결국, 운전자는 주행중에 균일하고도 선명하게 발광하는 지침(40)의 형상을 지속적으로 인식할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 프리즘(20)에 입사된 빛이 외부로 발산되지 않는 밀폐 구조를 유지하고, 또한 상기 프리즘(20) 전체가 광원으로서의 기능을 수행하므로 칩형 발광다이오드(30)의 위치나 개수 변화에 의해 지침(40)에서의 발광상태가 불균일해질 염려가 없다. 특히 반사경로가 현저히 짧아지게 되어 외부로의 발산 현상을 최소화할 수 있으므로 기존의 장치와 비교하여 볼 때 집광성능이 더욱 향상될 수 있다. 참고로, 빛의 반사경로는 도면 상에서 굵은 실선으로 나타내었음을 밝혀둔다.

한편, 본 발명의 구동메커니즘은 인쇄회로기판(1) 상에 실장된 모우터(50)의 회전력이 프리즘(20)에 직접 전달되고, 상기 프리즘(20)과 지침(40)이 일체로 조립되어 있으므로 상기 지침(40)도 동시에 회전하게 되는 것이다. 이때, 상기 모우터(50)는 토크가 큰 스테핑 모우터를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이상에서 기술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량 계기판용 발광지침장치에 의하면, 칩형 발광다이오드를 지침에 근접 배치할 수 있도록 지침과 프리즘을 일체형의 구조로 개량하여 차량 계기판의 문자판 배면에 배치된 칩형 발광다이오드로부터 입사되는 빛이 분산되지 않고 지침의 몸체까지 효율적으로 도달할 수 있게 하며, 칩형 발광다이오드로부터 발산된 빛이 프리즘을 통해 일 방향으로 투사될 수 있도록 상기 프리즘의 외부를 보스 및 캡 등으로 밀폐한 구조를 이뤄 칩형 발광다이오드의 빛을 지침 몸체 방향으로 최대한 방출함으로써 고휘도의 지침을 구현할 수 있게 됨은 물론, 야간 주행시에도 계기판의 눈금을 선명하게 인식할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 빛의 발산각도가 넓은 칩형 발광다이오드를 광원으로 사용함으로써 광원의 효율성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 하나의 바람직한 구체예에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체예를 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 계기눈금이 형성되고 중앙에 구동용 축을 삽입하기 통공이 형성된 문자판;

   상기 문자판의 통공을 통해 삽입되는 원통 형상의 보스가 일체로 형성되고 몸체 내부에 빛을 굴절시키기 위한 반사프리즘이 구비된 투명체의 지침;

   상기 문자판의 배면쪽에 배치되어 수광된 빛을 투과시킴과 아울러 상기 지침의 보스 내에 일체로 조립되는 프리즘;

   인쇄회로기판에 실장되어 상기 프리즘의 저면부에 근접 배치된 광원으로서의 칩형 발광다이오드; 및

   상기 지침의 축선상의 문자판 배면에 배치되어 상기 칩형 발광다이오드의 저면부로 그 축이 결합되는 모우터;

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량 계기판용 발광지침장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프리즘은 그 몸체부 전체가 구형(球型)을 이루고, 상기 몸체부의 일측에 모우터 축을 삽입하기 위한 연결부가 돌출 형성되며, 상기 연결부를 중심으로 그 둘레를 따라 볼록한 수광부가 형성되고, 이와 대응되는 부분을 투광부로 함을 특징으로 하는 상기 차량 계기판용 발광지침장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 지침의 보스 내측에는 프리즘에 의해 굴절된 빛이 상기 반사프리즘쪽으로 투사될 수 있도록 하기 위한 집광렌즈가 상기 프리즘과 밀접하여 개재됨을 특징으로 하는 상기 차량 계기판용 발광지침장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사프리즘의 외측에는 난반사 방지렌즈가 설치됨을 특징으로 하는 상기 차량 계기판용 발광지침장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지침은 상기 반사프리즘을 통해 반사된 빛이 몸체쪽으로 집광될 수 있도록 그 지침축 단부를 감싸는 캡이 설치됨을 특징으로 하는 상기 차량 계기판용 발광지침장치.