(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光性を有する回転軸の圧入部が指針の圧入穴に圧入された回転軸の指針取付構造であって、
前記回転軸は下端部方向に向けて連続して次第に外形が増大する形状を有し、
前記圧入穴は、断面真円形状を有し、
前記回転軸の先端部のみに設けられた圧入部は、断面正ｎ角形状（但し、５≦ｎの整数）を有し、
前記圧入部が前記圧入穴に圧入された際に、前記圧入部の前記正ｎ角形状の頂点が、前記圧入穴の内面に沿う形状に変形して該圧入穴の内面に接触する
ことを特徴とする回転軸の指針取付構造。
【請求項２】
表示板と、
前記表示板から表面側に先端部が突出し、モータからの回転力がギアを介して伝達されて回転する回転軸と、
前記回転軸の先端部側の圧入部を圧入させる圧入穴を下面に有し、前記表示板の表面側に沿って回動する指針と、
前記表示板の裏面側の、前記回転軸の基端部から内部を先端部へ向けて進行し前記指針から発光させる照明光を出射する光源と、
を備え、
導光性を有する前記回転軸が前記指針の前記圧入穴に圧入されたメータ装置であって、
前記回転軸は下端部方向に向けて連続して次第に外形が増大する形状を有し、
前記圧入穴は、断面真円形状を有し、
前記回転軸の先端部のみに設けられた圧入部は、断面正ｎ角形状（但し、５≦ｎの整数）を有し、
前記圧入部が前記圧入穴に圧入された際に、前記圧入部の前記正ｎ角形状の頂点が、前記圧入穴の内面に沿う形状に変形して該圧入穴の内面に接触する
ことを特徴とするメータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの計器類のメータ装置において文字板の数字などを指し示す指針を取り付けた回転軸に係り、特に、この回転軸に指針を圧入させる際に応力が一部に集中することなく一体に組付けることができる回転軸の指針取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるこの種のメータ装置にあっては、一般に、文字、数字、および目盛り等が設けられた文字板を裏面側から専用の光源などで照明したり、文字板の文字や数字などを指し示す指針を照明したりしている (例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
即ち、このようなメータ装置には、図９に示すように、例えば、文字板１０１の下の計器ボックス１０２内部に、光源１０３と、この光源１０３からの光を導光させるとともに指針１０５を上端部に一体に取り付けた指針軸１０４と、この指針軸１０４を回転自在に支持する軸受け１０６，１０７と、図示外のモータからの回転力が伝達されて指針軸１０４および指針１０５を回動させるギア１０８と、指針１０５内部の、光源１０３からの光が導光される導光路の一部に設けた放物線型の反射鏡１０９と、を備え、指針１０５が光源１０３からの光で発光照明されるように構成されているものが知られている。なお、図中符号１１０は基板を示す。
【０００４】
ところで、通常、このような指針軸や指針については、導光性を持たせるために適宜の樹脂材料で形成し、指針軸に指針を圧入させて一体に組付けるようになっている。このため、これらの部品の加工精度に大きなばらつきがあると、圧入の際に、双方の間が緩すぎて抜け易くなったり、逆に双方の間がきつすぎて組付けるのが難しい場合もある。そこで、精度の高い加工を必要とせずに確実に部品を組付けることができる針取付構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
即ち、これは、図１０および図１１に示すように、合成樹脂製の軸部２０１と、この軸部２０１の上端部に針取付部２０２が形成されており、この針取付部２０２に図示外の指針が取り付けられるようになっている。その指針には、基端である底面（下面）側に筒状の取付金具が設けられており、この取付金具の内部が図１２に示す円筒形状の取付孔Ｈを形成している。なお、図１０および図１１において、符号２０４Ａは後述する嵌着部２０４の角部、２０４Ｂは嵌着部２０４の辺部、２０５は歯車を示す。
【０００６】
針取付部２０２は、上端部側にテーパ部２０３が形成されているとともに、下部側にストレートな略正四角柱状の嵌着部２０４が形成されている。このうち、テーパ部２０３は、指針の取付孔Ｈに円滑に嵌合させるためのものであって、下側に向かって次第に太くなるほぼ正四角錐状をなし、その上端の外周部２０３Ａおよび各角部２０３Ｂは面取りされている。一方、嵌着部２０４は、図１２に示すように、各対向辺間の長さＳが指針の取付孔Ｈの内径ｒより若干小さく、かつ、各対角線の長さｔは指針の取付孔Ｈの内径ｒよりも若干大きく形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９５３８５４７号明細書
【特許文献２】実開平１−１２０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような針取付構造にあっては、軸部２０１における嵌着部２０４の断面が四角形等の単純な多角形であると、双方の間に隙間が大きく形成されてしまう。その結果、その隙間からの光の漏れが多くなり、導光されて指針に達する照明光の割合が大幅に減少するので、発光効率の低下をもたらす。特に、嵌着部の断面が三角形状などの場合であると、隙間が無視できない程度に大きくなって漏光する割合も増大する。このため、効率よく光伝送させて良好な発光効率で発光照明させることができる、針取付構造の開発が望まれていた。
【０００９】
さらにまた、このような針取付構造にあっては、指針の取付孔Ｈに対して、例えば断面三角形状などの嵌着部を圧入させる場合には、その各角部での接触部分の圧入荷重の大きさが、取付孔Ｈに対する各角部の接触しない非接触部分に比べて、その格差が大きくなるので、各角部での応力集中によるクラック等の発生の虞もあり、この点でも問題となっていた。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、指針の発光効率が大きく損なわれることがなく、指針まで効率的に照明光を伝搬させることができるとともに、クラックの発生を防止することができる、回転軸の指針取付構造およびメータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る指針軸の指針取付構造は、下記（１）を特徴としている。
（１）  導光性を有する回転軸の圧入部が指針の圧入穴に圧入された回転軸の指針取付構造であって、
前記回転軸は下端部方向に向けて連続して次第に外形が増大する形状を有し、
前記圧入穴は、断面真円形状を有し、
前記回転軸の先端部のみに設けられた圧入部は、断面正ｎ角形状（但し、５≦ｎの整数）を有し、
前記圧入部が前記圧入穴に圧入された際に、前記圧入部の前記正ｎ角形状の頂点が、前記圧入穴の内面に沿う形状に変形して該圧入穴の内面に接触する
こと。
【００１２】
上記（１）に記載の回転軸の指針取付構造によれば、例えば断面三角形状のような場合に比べて、圧入部と圧入穴との間の隙間を小さくできる。従って、指針の発光効率が隙間からの漏光により大きく損なわれることがなく、指針まで効率的に照明光を伝搬させることができる。また、圧入部は断面真円形状のような全周面で、或いは断面三角形状の３箇所の角部などのような僅かな箇所で集中的に圧入穴に接触するのではなく、ある程度多くの数を有する（但し、多すぎる数のものは除く、）多角形の各角部が圧入穴に分散して接触する構造なので、大きな圧入荷重が圧入穴に集中作用するのを回避できる。その結果、合成樹脂で形成した比較的脆弱な強度の指針であっても、圧入穴などにクラックが発生するのを防止できる。
【００１３】
さらに、回転軸の前記圧入穴に対する圧入荷重は、圧入部の外面と圧入穴の内面との接触面積に比例する関係にあり、この接触面積は、圧入部外面と圧入穴内面との接触面と、圧入部の軸心方向に直交する断面とが交わる交線の長さによって変化する。このため、この交線の長さを調整する（変化させる）ことで、圧入荷重を前記指針袴部に亀裂を発生させない適切な大きさに設定することができるとともに、前記回転軸に対する指針の取り付けを確実にすることができる。
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明に係るメータ装置は、下記（２）を特徴としている。
（２）  表示板と、
前記表示板から表面側に先端部が突出し、モータからの回転力がギアを介して伝達されて回転する回転軸と、
前記回転軸の先端部側の圧入部を圧入させる圧入穴を下面に有し、前記表示板の表面側に沿って回動する指針と、
前記表示板の裏面側の、前記回転軸の基端部から内部を先端部へ向けて進行し前記指針から発光させる照明光を出射する光源と、
を備え、
導光性を有する前記回転軸が前記指針の前記圧入穴に圧入されたメータ装置であって、
前記回転軸は下端部方向に向けて連続して次第に外形が増大する形状を有し、
前記圧入穴は、断面真円形状を有し、
前記回転軸の先端部のみに設けられた圧入部は、断面正ｎ角形状（但し、５≦ｎの整数）を有し、
前記圧入部が前記圧入穴に圧入された際に、前記圧入部の前記正ｎ角形状の頂点が、前記圧入穴の内面に沿う形状に変形して該圧入穴の内面に接触する
こと。
【００１５】
上記（２）に記載のメータ装置によれば、同様の理由により、指針の発光効率が大きく損なわれることがなく、指針まで効率的に照明光を伝搬させることができるとともに、クラックの発生を防止することができる。さらに、交線の長さを調整する（変化させる）ことで、圧入荷重を前記指針袴部に亀裂を発生させない適切な大きさに設定することができるとともに、前記回転軸に対する指針の取り付けを確実にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転軸の指針取付構造およびメータ装置の照明構造は、例えば断面三角形状のような場合に比べて圧入部と圧入穴との間の隙間を小さくできるので、指針の発光効率がその隙間から漏出して大きく損なわれるといったことがなく、指針まで効率的に照明光を伝搬させることができる。また、圧入部は断面真円形状のような全周面で圧入穴に接触したり、断面三角形状の３箇所の角部などのように僅かな箇所で集中的に圧入穴に接触したりするのではなく、ある程度多くの数を有する多角形の各角部のみが圧入穴に接触する構造であるので、大きな圧入荷重が圧入穴に集中的に作用するのを回避できる。これにより、合成樹脂などで形成した比較的脆弱な強度の指針などであっても、圧入穴などにクラックが発生するのを防止できる、という利点がある。
【００１７】
また、回転軸の前記圧入穴に対する圧入荷重は、圧入部の外面と圧入穴の内面との接触面積に比例する関係にあり、この接触面積は、圧入部外面と圧入穴内面との接触面と、圧入部の軸心方向に直交する断面とが交わる交線の長さによって変化する。このため、この交線の長さを調整することで、圧入荷重を前記指針袴部に亀裂を発生させない適切な大きさに設定することができ、前記回転軸に対する指針の取り付けを確実にすることができる、という利点がある。
【００１８】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る回転軸の指針取付構造が適用されたメータ装置を示す分解斜視図である。
【図２】そのメータ装置の断面図である。
【図３】（Ａ）は図２に示すメータ装置における圧入部の圧入穴への圧入前の状態を示す説明図、（Ｂ）はその圧入後の状態を示す説明図である。
【図４】図３（Ｂ）におけるＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】比較例における、断面三角形状の圧入部を圧入穴へ圧入させたときの状態を示す説明図である。
【図６】他の比較例における、断面真円形状の圧入部を圧入穴へ圧入させたときの状態を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態における回転軸と指針袴部との嵌合部円周長さを示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態における回転軸と指針袴部との別の嵌合部円周長さを示す説明図である。
【図９】従来の指針取付構造を用いたメータ装置の断面図である。
【図１０】（Ａ）は従来の他の指針取付構造が適用された時計の回転軸を示す説明図、（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１１】図１０（Ｂ）の平面図である。
【図１２】図１０に示す回転軸の嵌着部と取付孔との大きさの関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の指針取付構造が適用された回転軸を備えたメータ装置１を示すものである。
このメータ装置１は、基板２の上に実装された光源３、この光源３が搭載された領域を含む基板２上の所定の場所に取り付けられたメータケース４と、このメータケース４の上部に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する図示外の表示板と、を有する。
【００２１】
本実施形態のメータ装置１は、図示外のコンビネーションメータの一部を構成しており、表面側を形成する表示板が全面に亘って嵌め込まれて見返し板を構成している。また、この表示板には、メータ装置１を含む各種計器類を設置するための各種表示窓を開口させており、側面および背面側を構成するコンビネーションメータケースと一体化されている。更に、この表示板は、黒色系などの透明な図示外のカバーガラスで上部が覆われている。
【００２２】
なお、本実施形態のメータ装置１は、速度計を構成しており、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応したセンサ信号に基づき、指針９を所定角度だけ回動させ、図示外の表示板に形成された特定の数字を指し示すことによって現在速度をアナログ表示する。
【００２３】
本実施形態の光源３は、所定波長（λ）の可視光を出射する例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されており、この光源３から出射する光（以下、照明光とよぶ）が、位相角度は３６０度にわたり方向依存性のない、均一な出射特性のものが使用されている。即ち、本実施形態の光源３では、水平面（Ｘ−Ｙ平面）方向に関しては全周に亘り、略均一な光量を回転軸８へ出射する光量分布特性を有する。
【００２４】
なお、本実施形態の光源３としては、特にこのＬＥＤに限定されるものではないが、消費電力が少なく小型の点光源であるものが好ましい。
【００２５】
メータケース４は、基板２に固設された下ケース４Ａと、この下ケース４Ａに積層されてネジ固定された上ケース４Ｂとで構成されている。このメータケース４の内部には、モータ５と、中間ギア６と、出力ギア７が一体に形成された回転軸８と、を備えているとともに、このメータケース４の外部に一部が突出している回転軸８の先端部（以下、「上端部」とよぶ）には、指針９が圧入されている。なお、回転軸８には、制動ばね１１が介装されている。
【００２６】
モータ５は、指針９を回動させるためのものであり、中間ギア６および出力ギア７を介して回転軸８を回動させることにより、表示板の表面に沿って指針９を回動させ、必要な各種情報を指し示すようになっている。本実施形態のモータ５は、適宜の導電性材料で形成されたステータ５１と、このステータ５１の開口された内部のロータ軸５２Ａに取り付けられたロータ５２と、を備えており、ステッパモータを構成している。
【００２７】
ステータ５１は、下ケース４Ａに固定されており、開口された内部に磁極となる磁芯が突設されており、この磁芯にはボビンに巻装されたコイル５１Ａが装着されている。
【００２８】
ロータ５２は、適宜の磁性材料で略円筒形状に形成されてステータ５１の開口された内部に回転自在に設置されており、上部にはロータギア５３が同芯状に固設されている。なお、ロータ５２を取り付けたロータ軸５２Ａは、下ケース４Ａに設けた軸受け５２Ｂ（図２参照）に回転自在に軸支されている。
【００２９】
中間ギア６は、支軸６Ａに固着されており、この支軸６Ａが下ケース４Ａに設けた軸受け６Ｂに回転自在に軸支されている。この中間ギア６は、外周に設けた歯数の多い大歯６１が、ロータ５２の上部に設けた小歯のロータギア５３に噛合しており、ロータ５２からの回転速度（回転力）が減速されて伝達される。また、この中間ギア６には、歯数の少ない小径のピニオン６２が支軸６Ａと一体に同軸的に固着されている。
【００３０】
出力ギア７は、中間ギア６のピニオン６２からの回転力を回転軸８に伝達させるため、回転軸８の中間部分においてこれと一体に形成されている。特に、この出力ギア７は、後述する回転軸８の基端部（以下、「下端部」とよぶ）に臨む光源３から入射した照明光のうち出力ギア７に進行する一部の照明光がこの出力ギア７の内部で減衰又は吸収されるのを回避させるため、導光性に優れた適宜の樹脂材料で成形されている。
【００３１】
また、この出力ギア７は、回転軸８の接続（連結）部分との表面積を必要最小限に抑えるようにするため、所定の強度を確保することを条件として、できる限りその厚さ（ｔ）を薄く形成した構成となっている。これにより、回転軸８から出力ギア７への照明光の進行による損失を最小限に抑える構造となっている。なお、この出力ギア７の上面には、上ケース４Ｂのストッパ面４２（図２参照）に係止する初期位置設定用のピン７２が立設されている。
【００３２】
また、この出力ギア７は、外周に設けた歯数の多い大歯７１が、中間ギア６の下部に設けたピニオン６２に噛合しており、中間ギア６の回転速度がさらに減速されて伝達され、回転する。このため、この出力ギア７に接触する回転軸８は、大幅に減速された出力ギア７と共に、同一角速度で一体に回動する。
【００３３】
回転軸８は、導光性に優れた適宜の透光性樹脂材料で出力ギア７と一体成形された中実略円筒形状を有するもので構成されている。また、この回転軸８は、上述したように、上端部側が上ケース４Ｂの軸孔４１からメータケース４の外部に突出しており、表示板の表面に突出する。この回転軸８は、上端部に指針９が取り付けられているとともに、下端部が下ケース４Ａに設けた軸受け８Ａに回転自在に軸支されている。
【００３４】
また、この回転軸８の下端面は、図２に示すように、光源３の直上に位置するように設けられており、光源３からの照明光が入射すると、回転軸８の内部を導光されて上端部へ伝搬していく。このため、回転軸８では、この内部の外周面との界面部分において、照明光の大部分が反射（例えば、正反射或いは全反射等）を行いながら上端部まで進行するように構成している。
【００３５】
さらに、この回転軸８には、図３に示すように、この回転軸８の上端から、少なくとも後述する指針９の圧入穴９３の深さαに対応する長さαだけ断面多角形状に形成された圧入部８１を有している。本実施形態の圧入部８１は、図４に示すように、断面正六角形状を有しており、仮に圧入部８１から外部、つまり指針９の圧入穴９３に臨む空間βへ漏光してもその空間幅が狭いので、漏光量をできるだけ少なく抑えることができるように構成されている。
【００３６】
また、この圧入部８１は、少なくとも、圧入させる前の断面正六角形での最長対角線が、圧入される前の圧入穴９３での直径Ｄより若干大きめの寸法を有している。但し、ここで、「最長対角線」とは、互いに相対する２つの頂点のうち正対する２つの頂点、具体的には正六角形の場合には中心角が１８０度離間した２つの頂点、どうしを結ぶ最大長さの対角線のことを幾何学的に定義するものとする。
【００３７】
なお、本実施形態では、圧入部８１の断面積を正六角形状に形成したが、特にこれに限定されるものではなく、辺部および角部（頂点）の数ｎが３≦ｎ≦１０である断面ｎ多角形であればよく、特に辺部および角部の数ｎが６≦ｎ≦８であるのが好ましい。このように、本実施形態では、圧入部８１の断面形状を辺部および角部（頂点）の数ｎを６≦ｎ≦８であるとして、ある程度頂点数の多い断面多角形状に形成する。これによって、指針９の圧入穴９３への圧入の際に、圧入部８１の角部（正六角形の頂点に対応する部分）８１Ａによる応力をできるだけ分散させることができるとともに、角部８１Ａによる応力のばらつきをできるだけ減殺させることができ、かつ、圧入部８１と圧入穴９３との間の後述する隙間（図４参照）に起因した散乱光や漏光などの発生を抑制するように構成している。
【００３８】
指針９は、回転軸８が圧入される圧入穴９３が形成された指針袴部（ハブ）９１と、（この指針袴部９１との境界部分などに）偏向面９４が形成され、目盛り等の意匠部を指示するポインタ部９２とを備えているとともに、適宜の導光性を有する適宜の樹脂材料で一体に形成されている。これにより、回転軸８から導光されてきた照明光が指針袴部９１およびポインタ部９２内部へ導光されるようになっている。また、この指針９の指針袴部９１の頭部（上部）には、キャップ１２が被着されている。
【００３９】
指針袴部９１の圧入穴９３は、指針袴部９１の下面に開口させたものであって、その断面形状が略円形状（特に、真円形状）を有しており、この圧入穴９３に回転軸８の圧入部８１が圧入されたときに各角部８１Ａが圧入穴９３に接触するような所定の内径寸法を有している。即ち、本実施形態の圧入穴９３の内径Ｄは、回転軸８の圧入部８１の互いに正対する角部８１Ａを結ぶ最長対角線寸法に比べて僅かに小さくなるように寸法加工されている。
【００４０】
ポインタ部９２の偏向面９４は、回転軸８の上部から圧入穴９３を介して指針袴部９１に入射した大部分の照明光の光路を偏向させてポインタ部９２の内部へ進行させるものであり、図３（Ｂ）に示すように、回転軸８および指針袴部９１の圧入穴９３の中心軸Ａに対して所定角度θ（例えば、４５度）傾斜させた斜面で構成されている。
【００４１】
キャップ１２は、光源３からの光が視認者の目に直接入射するのを回避させるものであり、指針袴部９１を通過する照明光がこの指針袴部９１を透過してキャップ１２に入射してきても、ここで吸収させることで直接上方へ透過していくのを防止している。なお、指針袴部９１中を進行する照明光の大部分は、キャップ１２に入射することなく光路が偏向面９４で偏向されるので、ポインタ部９２に向けて効果的に進行できるようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。なお、ここでのメータ装置１の説明は、各計器類のうちスピードメータを例に挙げてその作用を説明するが、特にこれに限定されるものではない。また、この作用については、他のアナログタイプのメータ装置の場合でも同様である。
【００４３】
メータ装置１のメータケース４の内部に設けたモータ５が、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応するセンサ信号に基づいて回転駆動し、図示外の指針を所定角度だけ回動し、図示外の表示板に形成された特定の数字を指示する。
即ち、本実施形態のメータ装置１は、図示しないセンサによって検出された速度に対応したセンサ信号が、図１に示すステータ５１側のコイル５１Ａに流れることで各磁極となる磁芯に磁力が発生し、この磁力によりロータ５２が回転する。
【００４４】
これにより、図３に示すように、ロータ５２と一体のロータギア５３から中間ギア６の大歯６１に回転力が減速されて伝達し、中間ギア６およびこれを軸支する支軸６Ａが所定の角速度で回転する。そして、回転する中間ギア６のピニオン６２から出力ギア７および回転軸８に回転力がさらに減速されて伝達され、出力ギア７およびこれと一体の回転軸８が所定の角速度で回転する。これによって、回転軸８の上端部に取り付けた指針９が所定角度だけ回動され、指針９のポインタ部９２の先端部で表示板上の特定数字を指し示す。これによって、現在速度を運転者などにアナログ表示させて知らせることができる。
【００４５】
また、一方、このような速度表示を行うメータ装置１にあっては、光源３から全周３６０°に亘って略均等に出射した照明光が、図２に示すように、光源３の直上に配置する回転軸８の下端部である入射面から入射する。すると、この入射面から回転軸８の内部に入射した照明光の大部分は、回転軸８の内部の外周面との界面部分において反射を繰り返しながら、回転軸８内部の上方へ向けて進行していく。
また、回転軸８の下端部である入射面から入射した照明光の一部は、途中の出力ギア７との接続（連結）部分から出力ギア７内部へ入射して進行し外部へ漏光するものもあるが、出力ギア７の厚さを極力薄くするように構成しているので、その漏光現象をできるだけ抑えることができる。
【００４６】
このように、照明光は、回転軸８の内部において、外周面に入射して同様の反射を起こしながら上方へ進行する伝搬現象を繰り返し、最終的に回転軸８の上端部から指針９の圧入穴９３を介して指針袴部９１の内部へ入射する。また、この指針袴部９１へ入射した照明光は、さらに指針袴部９１と一体のポインタ部９２へ進行するとともにその照明光の多くは偏向面９４で光路が偏向され、指針９の先端部およびその近傍を発光照明させることができる。このような照明光の回転軸８内部での伝搬作用は、勿論、回転軸８が回動動作中であっても、その光路が上方に向けて螺旋状に回転していく以外、静止状態の場合と何らの変わりなく行われる。
【００４７】
また、この回転軸８を進行途中の照明光は、出力ギア７との接続（連結）部分で一部の光が漏出する可能性があるが、本実施形態では出力ギア７の厚さを極力薄くさせた構成となっている。従って、その接続部位から出力ギア７へ進行してそこから外部へ漏光する光量も抑えられている。
【００４８】
従って、本実施形態の回転軸８の指針取付構造によれば、回転軸８の上部に設けた圧入部８１が断面正六角形状に形成されている。このため、例えば図５に示す比較例のような、断面正三角形の圧入部を有する回転軸２０Ａを用いた指針取付構造の場合、回転軸２０Ａの圧入部と指針袴部９１の圧入穴９３との間の隙間に比べて、本実施形態の回転軸８の圧入部８１と指針袴部９１の圧入穴９３との間の隙間の方が、その隙間が大幅に狭められており、その分、照明光の隙間からの漏光の割合も抑えられ、光伝送効率を高めることができる。
【００４９】
しかも、例えば図６に比較例として示すように、回転軸２０Ｂの上端側の圧入部が、断面真円形状を有するとともに下端部方向に向けて次第に外径が増大する形状を有する場合には、圧入加工の際に大きな圧入力を要するとともに、回転軸２０Ｂの圧入部と指針袴部９１の圧入穴９３とについて、高い加工精度を要する。その結果、公差の管理などが厳しくなりそれに伴うコストの増大を多分に招く虞がある。また、この場合には、指針袴部９１を矢印で示す円周方向に引っ張るような応力が作用してクラックの発生につながる虞がある。
【００５０】
一方、本実施形態の回転軸８の指針取付構造によれば、回転軸８や指針９などについては導光性を考慮して合成樹脂で形成してあるが、このような樹脂成形の場合には金属などに比べて加工精度が低くなるといった事情を考慮して、回転軸８の圧入部８１を断面正六角形状に形成している。従って、この回転軸８の圧入部８１や指針袴部９１の圧入穴９３にある程度の加工むらなどがあっても、圧入部８１の角部８１Ａのみが圧入穴９３の内周面に部分的に接触し、これが恰もガイドとなって、これらに沿い圧入されていくだけなので、圧入加工の際に大きな圧入力を要することもない。つまり、この角部８１Ａの接触点では、矢印で示すように、圧入穴９３の半径方向外側に向けて押圧して撓ませるような作用を行うので、クラックの発生を防止する。
【００５１】
また、本実施形態によれば、図４に示すように、圧入部８１の角部８１Ａが圧入穴９３の内周面に対して等角的に６０度間隔で接触するように、均一間隔で分散接触させる圧入構造であるので、部分的に過度に応力が集中することも回避でき、指針９のクラックの発生なども効果的に抑制できる。
【００５２】
しかも、本実施形態によれば、回転軸８の圧入部８１を断面正六角形状に形成しているので、換言すれば、圧入部８１の断面形状が非常に辺部および角部の多い多角形状の構造を避けているので、断面角数の多い構造に比べて、圧入部８１と圧入穴９３との間の隙間における漏出光の多数散乱による乱反射の発生も防止でき、その分、高輝度でのぎらつきなどのない、落ち着いた穏やかな照明効果をもたらすこともできる。
【００５３】
上述においては、多角形状の圧入部８１の断面形状を、辺部および角部８１Ａの数ｎが、３≦ｎ≦１０、好ましくは６≦ｎ≦８である場合について説明した。この場合には、圧入部８１の各角部８１Ａが、指針袴部９１における圧入穴９３の内周面に与える応力のばらつきを減殺することで、圧入穴９３の内周面の一部に応力が集中することを回避できる。従って、圧入穴９３の内周面全体でその応力が平均化され、圧入部８１の圧入穴９３に対する圧入力を、指針袴部９１にクラックなどの損傷が発生しない適切な大きさに調整することができる。また、圧入部８１と圧入穴９３との隙間に起因する、回転軸８内を通過する照明光の散乱や漏れを抑制できる。このような効果以外に、次のような効果も見込める。すなわち、圧入部８１の角部８１Ａの数を増減させて指針袴部９１に対する回転軸８の角部８１Ａにおける嵌合部円周長さを変化させることによって、回転軸８の前記圧入穴９３に対する圧入力を調整することができる。この圧入力の調整が適正になされることで、指針袴部９１にクラック発生が発生することを未然に回避することができる。
【００５４】
図７および図８を参照してその圧入力の調整方法を説明する。図７は、圧入部８１に角部８１Ａを６個持つ正六角柱状の回転軸（角部８１Ａの数ｎが、ｎ＝６）８を、指針袴部９１に連結する場合を示す。この場合には、回転軸８の圧入部８１が指針袴部９１の圧入穴９３内に挿し込まれる。なお、ここでは、指針袴部９１の素材が回転軸８の素材に対して幾分硬い場合について説明をする。
【００５５】
図７に示すように、圧入部８１の角部８１Ａが圧入穴９３の内径よりも大きい場合、つまり、回転軸８の軸心と指針袴部９１の軸心を同一直線上に並べた際に、圧入部８１の角部８１Ａの頂点が指針袴部９１の圧入穴９３を画成する内面の外側に位置する場合、を考える。尚、図３に示すように、圧入穴９３は、圧入部８１の挿入容易性を高めるべく、その内面の開口に近い下端がテーパ状になっているが、この圧入穴９３の内径とは、そのテーパ状となった下端よりも深い所に位置する上端における内径を指す。
【００５６】
この場合において圧入部８１を圧入穴９３に挿し込む際、圧入部８１の角部８１Ａが、図３に示すようにテーパ状に形成された圧入穴９３の内面に接触する。ここで、圧入部８１を圧入穴９３内に圧入していくと、圧入部８１の角部８１Ａが圧入穴９３の内周面によって押し潰され、この押し潰された箇所（図７の鎖線で示す箇所が押し潰された箇所に相当する。）が圧入部８１と圧入穴９３との接触部の両側（図上、左右側）に、圧入穴９３の内面に沿って（断面でみると円弧面に沿って）拡張する。このような圧入部８１を変形させるための外力が必要となるとともに、この変形に伴って圧入部８１の外面と圧入穴９３の内面と間の摩擦力が大きくなるため、圧入部８１を圧入穴９３内に挿し込む際に必要とされる圧入力が圧入部８１がより深く挿入されるに従い増大する。
【００５７】
ここで、上述のように回転軸８の角部８１Ａが押し潰されて圧入穴９３の内面に接触する箇所の、円弧面に沿う長さを「嵌合部円周長さ」とする（図７のＸ１および図８のＸ２を参照。）。より詳細には、圧入部８１の外面と圧入穴９３の内面とが接触する面と圧入部８１の軸心方向に直交する断面と、が交わる交線の長さと定義する。この嵌合部円周長さの大小は回転軸８の圧入部８１と指針袴部９１の圧入穴９３との接触面積の大小に対応し、その結果、圧入部８１を圧入穴９３内に挿し込む際に必要とされる圧入力の大小に影響を与え得る（回転軸８の圧入部８１と指針袴部９１の圧入穴９３との接触面積の大小と、圧入部８１を圧入穴９３内に挿し込む際に必要とされる圧入力の大小と、の関係に対する考察については、後述する。）。従って、押し潰された箇所の嵌合部円周長さを適切な大きさに調整することにより、前記圧入力を指針袴部９１に亀裂や破損を発生させない適正な圧入力を設定できるとともに、挿入後指針袴部９１が回転軸８から抜け落ちない適正な保持力を持たせることができる。
【００５８】
図８は、図７に示す回転軸８の角部８１Ａよりも角部の数が多い、角部８１Ａを８個（角部８１Ａの数ｎが、ｎ＝８）持つ断面正八角形（八角柱）状の回転軸８を、指針袴部９１に連結した場合である。この場合にも、圧入部８１を圧入穴９３に挿し込む際、圧入部８１の角部８１Ａが、図３に示すようにテーパ状に形成された圧入穴９３の内面に接触する。ここで、圧入部８１を圧入穴９３内に圧入していくと、圧入部８１の角部８１Ａが圧入穴９３の内周面によって押し潰され、この押し潰された箇所（図８の鎖線で示す箇所が押し潰された箇所に相当する。）が圧入部８１と圧入穴９３との接触部の両側（図上、左右側）に、圧入穴９３の円弧面に沿って拡張する。このような圧入部８１を変形させるための外力が必要となるとともに、この変形に伴って圧入部８１の外面と圧入穴９３の内面と間の摩擦力が大きくなるため、圧入部８１を圧入穴９３内に挿し込む際に必要とされる圧入力が圧入部８１がより深く挿入されるに従い増大する。
【００５９】
図７および図８を比較すると、回転軸８の角部８１Ａの数が増えることによって、嵌合部円周長さが大きくなっていることがわかる（Ｘ２＞Ｘ１）。このように、回転軸８の最大半径（軸心から角部８１Ａまでの長さ）を変えなくても、角部８１Ａの個数を増減させることによって、嵌合部円周長さを調整することができる。これは、すなわち、角部８１Ａの個数を増減させることによって、回転軸８を圧入穴９３に圧入するために必要な圧入力を調整することができることを意味する。
【００６０】
本発明は、図４に示すように、圧入部８１の角部８１Ａが圧入穴９３の内周面に対して等角的に６０度間隔で接触するように、均一間隔で分散接触させる圧入構造であるので、部分的に過度に応力が集中することも回避でき、指針９のクラックの発生なども効果的に抑制できる。これに加え、回転軸８の押し潰された箇所の嵌合部円周長さをその回転軸８の角部８１Ａの数によって調整することで、回転軸８を圧入穴９３に圧入するために必要な圧入力を調整することができる。
【００６１】
図７、図８を参照して比較した例では、嵌合部円周長さを調整するために回転軸８の角部８１Ａの数を増減させることを説明した。当然、回転軸８の最大半径（軸心から角部８１Ａまでの長さ）を増減させることによって、あるいは、指針袴部９１の圧入穴９３の直径を増減させることによっても、嵌合部円周長さを調整することができる。
【００６２】
以降では、回転軸８の圧入部８１と指針袴部９１の圧入穴９３との接触面積の大小と、圧入部８１を圧入穴９３内に挿し込む際に必要とされる圧入力の大小と、の関係について考察する。
【００６３】
回転軸８の指針袴部９１に対する圧入力Ｆは、断面が円の回転軸８の外面全面が圧入穴９３の内面に当接する場合、回転軸径をＤｓ、嵌合長（回転軸８が圧入穴９３に接触する深さ方向の長さ）をＬ、接触面圧をＰ、摩擦係数をμとすると、圧入力Ｆは、式（１）のように表される。
【００６４】
Ｆ＝π×Ｄｓ×Ｌ×Ｐ×μ    ・・・（１）
ここで、π×Ｄｓ×Ｌは回転軸８と指針袴部９１との接触面積であるところから、圧入力Ｆは接触面圧Ｐが変わらない場合その接触面積に比例することがわかる。
【００６５】
式（１）から、圧入力Ｆは、回転軸８の圧入部８１と指針袴部９１の圧入穴９３の接触面積に比例することがいえる。さらに、この接触面積は、圧入部８１と圧入穴９３が角部８１Ａの数だけ接触する本実施形態では、（角部８１Ａの数）×（嵌合部内周長さ）×（嵌合長）であることから、圧入力Ｆは角部８１Ａの数と嵌合部内周長さの積に比例すると言える。
【００６６】
上述したように、角部８１Ａの個数を増減させることによって、回転軸８の最大半径（軸心から角部８１Ａまでの長さ）を増減させることによって、あるいは、指針袴部９１の圧入穴９３の直径を増減させることによって、嵌合部円周長さを調整することができることから、これらの形状を適宜増減させることにより回転軸８を圧入穴９３に圧入するために必要な圧入力を調整することができる。例えば、図７および図８に示すように、回転軸８の角部８１Ａの数を６から８に増やすことによって嵌合部内周長さがＸ１からＸ２になったとすると、角部８１Ａを８個有する回転軸８の圧入部８１を圧入穴９３に挿入するために必要な圧入力Ｆ２は、角部８１Ａを６個有する回転軸８の圧入部８１を圧入穴９３に挿入するために必要な圧入力Ｆ１に対して（８／６）×（Ｘ２／Ｘ１）倍のものとなる（回転軸８の変形に伴う反発力が一定と仮定した場合。）。また、例えば、回転軸８の最大半径（軸心から角部８１Ａまでの長さ）を増減させることによって、あるいは、指針袴部９１の圧入穴９３の直径を増減させることによって、嵌合部内周長さがＸ３からＸ４になったとすると、嵌合部内周長さがＸ４である場合の回転軸８の圧入部８１を圧入穴９３に挿入するために必要な圧入力Ｆ４は、嵌合部内周長さがＸ３である場合の回転軸８の圧入部８１を圧入穴９３に挿入するために必要な圧入力Ｆ３に対して（Ｘ２／Ｘ１）倍のものとなる（回転軸８の変形に伴う反発力が一定と仮定した場合。）。
【００６７】
尚、適切な圧入力は、回転軸８および指針袴部９１の寸法公差、周辺環境の温度変化等を考慮して設定（調整）されるべきであり、これらの寸法公差および温度変化に関する実験（測定）データや理論式を用いて計算した嵌合部円周長さの上限値、下限値に基づいて決定されることが好ましい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態の回転軸８の指針取付構造では、圧入部８１の角部８１Ａの数を適宜増減することによって指針袴部９１の圧入穴９３に嵌合する圧入部８１の嵌合部円周長さを調整することで圧入部８１の圧入穴９３に対する接触面積を調整でき、これにより、回転軸８を圧入穴９３に圧入するために必要な圧入力を調整することができる。
【００６９】
尚、本発明の実施形態では、回転軸８の指針袴部９１に対する前記圧入時の荷重調整について述べたが、回転軸８を指針袴部９１から引き抜く際の引抜力についても、本発明の圧入力を調整することで同時に調整することができる。
【００７０】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。即ち、本発明の指針取付構造が適用された回転軸を備えたメータ装置としては、例えば、燃料計部、タコメータ部、スピードメータ部、および水温計等の各種計器類に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  メータ装置
２  基板
３  光源
４  メータケース
４Ａ  下ケース
４Ｂ  上ケース
５  モータ（ステッパモータ）
５１  ステータ
５１Ａ  コイル
５２  ロータ
５２Ａ  ロータ軸
５３  ロータギア
６  中間ギア
６Ａ  支軸
６１  大歯
６２  ピニオン
７  出力ギア
８  回転軸（出力軸）
８１  圧入部
８１Ａ  角部
９  指針
９１  指針袴部（ハブ）
９２  ポインタ部
９３  圧入穴
９４  偏向面
１２  キャップ
Ｘ１、Ｘ２  嵌合部円周長さ
【図１】
0005631033.tif 000002
【図２】
0005631033.tif 000003
【図３】
0005631033.tif 000004
【図４】
0005631033.tif 000005
【図５】
0005631033.tif 000006
【図６】
0005631033.tif 000007
【図７】
0005631033.tif 000008
【図８】
0005631033.tif 000009
【図９】
0005631033.tif 000010
【図１０】
0005631033.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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