(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字盤と、
前記文字盤を固定するケースと、
前記文字盤の裏面側に配置されて前記文字盤の貫通孔を通り回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、
前記指針軸の先端部に支持され前記文字盤の表面に沿って回動する透明材料からなる指針と、
前記指針の回転中心領域の表面を覆うように前記指針に取付けられる遮光キャップと、
前記文字盤の裏面側に配置される前記指針発光用の光源と、
前記指針と前記光源との間に設けられる導光体と、
前記貫通孔をとおり前記文字盤表面側に延出し前記貫通孔から前記文字盤表面外周側に向かう前記光源からの光を遮る略円環状の遮光部材とを備え、
前記遮光部材は、前記文字盤表面側に延出する円筒状の遮光壁と前記遮光壁の外周側に前記文字盤表面に沿い径方向に延びる円環状のフランジと前記遮光部材の前記指針軸の軸方向移動を規制する規制部とを有し、
前記規制部は、前記文字盤の裏面、または前記ケースの裏面に係止する発光指針計器において、
前記導光体は前記指針軸と略同軸上に前記回動内機または前記回動内機が取付けられる部材に固定され、
前記遮光部材は前記遮光壁と前記導光体とを同軸上として前記導光体の外周面に押圧接触することを特徴とする発光指針計器。
【請求項２】
前記部材はプリント基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光指針計器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源によって指針を発光させる発光指針計器に関するものであり、車両等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、自動車用のスピードメータ等のように指針によって表示を行う計器において、光源の光を指針に導いて指針自体を発光させるようにしたものがある。これは、文字盤の裏面側に回動内機を配置し、その指針軸を文字盤の貫通孔から表面側に延出し、この指針軸先端部に固定され文字盤の表面に沿って回動する指針を透光性材料から形成し、導光体により導いた光源からの光を文字盤の貫通孔を通して指針に供給して指針を発光させるものである。
【０００３】
この種の発光指針計器において、回転中心領域は遮光キャップで覆われているので、この部分から指針軸の軸方向への光漏れ、つまり運転者の目へ直接向かう方向光は発生しない。しかし、遮光キャップと文字盤との間から文字盤表面に沿う方向の光漏れが発生することがある。これは、遮光キャップのまわりが日食時の太陽コロナ状に明るく照明されるもので、文字盤と指針とのコントラストが弱くなり指針の視認性が低下する可能性がある。
【０００４】
この対策として、たとえば、特許第２９２７２１４号公報に示される指針照明装置では、文字盤の貫通孔周縁部に略円環状の遮光部材を取付けている。すなわち、遮光部材は文字盤表面側に延出する円筒状の遮光壁と、この遮光壁の外周側に文字盤表面に沿い径方向に延びるフランジとを有している。これにより、上述の文字盤表面に沿う方向の光漏れを防止するものである。ところで、文字盤の裏面には、文字盤照明用の導光板が積層配置され、導光板には、文字盤の貫通孔に対応する貫通孔が設けられており、遮光部材を装着することによって文字盤と導光板が積層固定される。つまり、遮光部材は、文字盤と導光板を固定するための固定手段の役割も果たしている。
【０００５】
従来の発光指針計器のその他の例として、図４に示すものがある。図４に示す従来の発光指針計器１００においては、文字盤２を透光性材料で形成し且つ表面に印刷等を施すことで導光板を省略し、替わって、樹脂材料で形成されるケース１０に文字盤２を固定するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の発光指針計器１００においては、上述の遮光部材である遮光リング７０は、ケース１０に設けられた貫通孔１０ａと同軸上に、貫通孔１０ａの周縁部に位置決めして固定されている。一方、回動内機であるムーブメント３は、プリント基板９に取付けられているので、指針軸であるシャフト３ａと遮光リング７０の位置関係は、ケース１０およびプリント基板９それぞれの寸法ばらつきの影響を受ける。このため、シャフト３ａの中心軸と遮光リング７０の遮光壁７１の中心軸との位置ばらつき、つまり同軸度のばらつきはかなり大きくなる。したがって、シャフト３ａに固定される指針４に装着される遮光キャップ８の内周面と遮光壁７１の外周面とが接触してシャフト３ａの円滑な回動が妨げられることを防止するために、遮光キャップ８の内周面と遮光壁７１の外周面との間の隙間を大きく設定している。すなわち、遮光キャップ８の直径を大きく設定している。
【０００７】
また、上述の従来の発光指針計器１００におけるケース１０においては、その樹脂成形時に発生した内部の残留応力が、成形後に高温環境下に置かれることにより開放されて変形を生じる、という特性がある。従来の発光指針計器１００を自動車用に適用した場合、自動車のフロントガラス直下に搭載されるため太陽の輻射熱を受ける、あるいは暖房用ヒータの温風の熱を受ける等によりケース１０の温度が上昇してケース１０が変形する。このとき、ケース１０の文字盤２を保持固定している部分は、図４において上下方向に移動するので、遮光リング７０もケース１０と共に図４における上下方向に移動する。これにより、遮光リング７０外周面が遮光キャップ内周面に接触してシャフト３ａの円滑な回動が妨げられる可能性がある。これを防止するために、遮光キャップ８の内周面と遮光壁７１の外周面との間の隙間をさらに大きくする必要があり、遮光キャップ８の直径がかなり大きくなってしまう。このため、遮光キャップ８の大きさが限定されてしまい指針４のデザイン設計上の自由度が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、遮光部材の形状および固定方法に工夫を凝らし、遮光キャップ直径の拡大を抑制しつつ、ケースが変形しても遮光部材外周が遮光キャップ内周に接触して指針軸の円滑な回動が妨げられることを防止できる発光指針計器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発光指針計器は、文字盤と、文字盤を固定するケースと、文字盤の裏面側に配置されて文字盤の貫通孔を通り回動可能に指針軸を延出してなる回動内機と、指針軸の先端部に支持され文字盤の表面に沿って回動する透明材料からなる指針と、指針の回転中心領域の表面を覆うように指針に取付けられる遮光キャップと、文字盤の裏面側に配置される指針発光用の光源と、指針と光源との間に設けられる導光体と、貫通孔を通り文字盤表面側に延出し貫通孔から文字盤表面外周に向かう光源からの光を遮る略円環状の遮光部材とを備え、
遮光部材は、文字盤表面側に延出する円筒状の遮光壁とこの遮光壁の外周側に文字盤表面に沿い径方向に延びる円環状のフランジと遮光部材の指針軸の軸方向移動を規制する規制部とを有し、規制部は、文字盤の裏面、またはケースの裏面に係止する発光指針計器において、導光体は指針軸と略同軸上に回動内機または回動内機が取付けられる部材に固定され、遮光部材は遮光壁と導光体とを同軸上として導光体の外周面に押圧接触する構成とした。このような構成とすることで、遮光壁と指針軸、つまり遮光壁と遮光キャップとの位置精度に対して、従来の発光指針計器のようにケースの寸法ばらつきが影響を及ぼすことを排除できるので、遮光壁と指針軸の同軸度を高められる、すなわち遮光壁と遮光キャップとの同軸度を高められる。これにより、遮光壁と遮光キャップとの隙間を小さくすると共に、遮光キャップ外径寸法を従来の場合よりも小さくすることができる。
【００１１】
また、指針軸、導光体および遮光部材の三者の位置関係、特に指針軸の径方向の位置関係が固定されるので、ケースが変形した場合、つまり貫通孔位置が指針軸径方向にずれた場合、遮光部材とケースとの相対位置関係が変動するのみで、遮光部材と遮光キャップとの位置関係は変わらない。したがって、遮光キャップの外径を従来の場合よりも小さくする、すなわち、指針軸の軸方向への光漏れ、言い換えると運転者の目へ直接向かう方向の光を遮光可能な必要最小限度の大きさにすることができる。これにより、遮光キャップ直径の拡大を抑制しつつ、ケースが変形しても遮光部材外周が遮光キャップ内周に接触して指針軸の円滑な回動が妨げられることを防止できる発光指針計器を実現できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記部材はプリント基板である構成とした。これにより、回動内機の固定保持と電気接続とを同時に行えるので、発光指針計器の組付け作業性を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による発光指針計器を、自動車に搭載されるコンビネーションメータ１に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００１４】
コンビネーションメータ１は、当該自動車の車室内の運転席前方に設けられ、当該自動車の作動状態（走行速度、エンジン回転数等）を指針４の回動により運転者が視認可能に表示するものである。
【００１５】
以下、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の構造について簡単に説明する。図１に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図を示す。
【００１６】
コンビネーションメータ１は、指針４を文字盤２の表面に沿って回動させて、指針４の角度により所定の物理量（走行速度、エンジン回転数等）を指示しており、図１の右側が運転席側である。
【００１７】
文字盤２は、樹脂あるいは金属等の薄板で形成され、その表面（図１の右側表面）には、目盛および数字（図示せず）が設けられている。また、文字盤２は、コンビネーションメータ１のケース１０に固定されている。
【００１８】
文字盤２の裏側には、指針４を回動させる回動内機であるムーブメント３が配置されている。ムーブメント３は、たとえば交差コイル式駆動部を備え、外部からの電気信号に対応した角度だけ指針軸であるシャフト３ａを回動させる。シャフト３ａは、文字盤２の貫通孔２ａ、およびケース１０に貫通孔２ａと対応して設けられる貫通孔１０ａを通り、文字盤２の表面側に延出されている。また、シャフト３ａの先端には、指針４が固定されている。
【００１９】
指針４は、透明材料、たとえば透明なアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂等で形成されている。指針４は、シャフト３ａに固定され、ムーブメント３により文字盤２の表面に沿って回動する。
【００２０】
文字盤２の裏側（図１の左側）には、ムーブメント３が取付けられる部材であり且つコンビネーションメータ１の電気回路部を形成するプリント基板９が配置されている。ムーブメント３は、プリント基板９に固定されると同時に電気的に接続されている。また、プリント基板９には、指針４を照明するための光源である発光ダイオード６が実装されている。
【００２１】
指針４と発光ダイオード６との間には、発光ダイオード６が発する光を指針４へ導いて指針４を発光させるための導光体５が配置されている。導光体５は、略円筒状に透明なアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂等で形成されている。導光体５は、シャフト３ａと同軸上に、すなわち、導光体５の貫通孔５ａにシャフト３ａを挿通させてプリント基板９に取付けられている。発光ダイオード６からの光は、導光体５内を進行して導光体５の端面５ｂから出射されて指針４に入射する。導光体５の端面５ｂはリング状に発光するので、指針４は、その回動角度如何に関わらず常に安定した輝度で発光表示される。
【００２２】
ところで、導光体５の端面５ｂの指針４に対向していない部分から出射される光は、図１中の右方向、すなわち運転者に向かって進み運転者を眩惑させる可能性がある。そこで、指針４に、指針４の端面５ｂに対応する部分である回転中心領域の表面を覆うための遮光キャップ８を装着している。遮光キャップ８は、遮光性を有する金属薄板あるいは樹脂等で形成されている。
【００２３】
上述の文字盤２、プリント基板９、ムーブメント３等は、樹脂製のケース１０内に収容固定されている。また、ケース１０には、透明カバー１１が取付けられてコンビネーションメータ１内への塵埃の侵入を防止して、文字盤２や指針４を清浄に維持している。
【００２４】
導光体５の外周部には、図１に示すように、遮光部材である遮光リング７が装着されている。遮光リング７は、遮光性を有するように着色された樹脂等で略円筒状に形成されている。
【００２５】
遮光リング７は、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の特徴を成す部品であり、その形状、および効果について以下に詳細に説明する。図２には、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の遮光リング７の斜視外観図を示す。
【００２６】
先ず、遮光リング７の形状について説明する。
【００２７】
遮光リング７は、図１および図２に示すように、円筒状の遮光壁７ａ、遮光壁７ａの外周側に文字盤２の表面に沿って遮光壁７ａの半径方向に延びる円環状のフランジ７ｂ、遮光リング７のシャフト３ａの軸方向への移動を規制する規制部７ｃ、および導光体５の外周面に当接する位置決め部７ｄを備えている。ここで、規制部７ｃおよび位置決め部７ｄは、それぞれ４個ずつが遮光壁７ａと同軸上且つ円周方向等間隔で設けられると共に、各規制部７ｃおよび各位置決め部７ｄは、図２に示すように、径方向に重ならないように設けられている。
【００２８】
遮光リング７がコンビネーションメータ１に装着されると、位置決め部７ｄが導光体５の外周面に押圧接触し、遮光壁７ａは導光体５と同軸上の位置関係となり、遮光壁７ａは導光体５外周面の文字盤２の表面側（図１において右側）に突出した部分を同軸状に覆っている。これにより、導光体５から文字盤２の表面外周側へ漏れる光が遮断されるので、導光体５から文字盤２への漏光により文字盤２あるいは指針４の視認性が低下することを防止できる。
【００２９】
また、導光体５はムーブメント３のシャフト３ａと同軸上に固定されているので、遮光壁７ａは導光体５を介してシャフト３ａと同軸上に、言い換えると遮光キャップ８と同軸上に配置される。つまり、遮光壁７ａと遮光キャップ８との位置精度に対して、従来の発光指針計器１００のようにケース１０の寸法ばらつきが影響を及ぼすことをなくして、遮光壁７ａと遮光キャップ８とを精度良く同軸上に配置できる。これにより、遮光壁７ａと遮光キャップ８間の隙間Ｇ寸法を、必要最小限度に小さく設定する、すなわち遮光キャップ８の直径を従来発光指針計器１００の場合より小さくすることができる。
【００３０】
一方、フランジ７ｂが文字盤２表面に押圧接触すると共に、規制部７ｃ先端部の係止部７ｅが文字盤２の裏面に積層配置されるケース１０に係止し、これにより、遮光リング７がシャフト３ａの軸方向へ移動することが規制される。すなわち、遮光リング７は、文字盤２およびケース１０を積層して固定する役割も果たしている。
【００３１】
次に、遮光リング７の作用効果について説明する。
【００３２】
コンビネーションメータ１が自動車に搭載され、太陽の輻射熱を受ける、あるいは暖房用ヒータの温風の熱を受ける等によりケース１０の温度が上昇すると、ケース１０成形時における残留応力が開放されケース１０が変形する。
【００３３】
先ず、図４に示す従来の発光指針計器１００においては、ケース１０が変形すると、ケース１０の文字盤２を保持固定している部分は、図４において上下方向に移動する。このとき、遮光リング７０はケース１０と共に図４の上下方向に移動するため、遮光リング７０と指針４に固定される遮光キャップ８の間の隙間Ｇが変化する。したがって、従来の発光指針計器１００においては、ケースが変形しても、遮光リング７０と遮光キャップ８とが接触しないように遮光キャップ８の直径Ｄを大きく設定している。
【００３４】
これに対して、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、ケース１０が変形すると、ケース１０の文字盤２を保持固定している部分が、従来の発光指針計器１００の場合と同様に、図１の上下方向に移動する。これにより、遮光リング７においては、ケース１０に係止している規制部７ｃがケース１０に押されて図１の上下方向に弾性変形するが、遮光リング７自体は移動しない。つまり、ケース１０の変形により貫通孔１０ａ位置が移動しても、遮光壁７ａと遮光キャップ８間の隙間Ｇの大きさは変化しない。したがって、遮光壁７ａと遮光キャップ８間の隙間Ｇ寸法を従来の発光指針計器１００のように拡大する必要がなく必要最小限度に小さく設定することが可能となる。これにより、遮光キャップ８の直径Ｄを、従来の発光指針計器１００の場合よりも小さくすることができる。
【００３５】
以上説明した、本発明の一実施形態におけるコンビネーションメータ１では、導光体５をシャフト３ａと略同軸上にムーブメント３が取付けられるプリント基板９に固定し、遮光リング７は、遮光壁７ａが導光体５と同軸上になるようにして導光体５の外周面に押圧接触する構成とした。このような構成とすることで、遮光壁７ａとシャフト３ａの同軸度を高められる、すなわち遮光壁７ａと遮光キャップ８の同軸度を高めることができる。これにより、遮光壁７ａと遮光キャップ８との位置精度に対して、従来の発光指針計器１００のようにケース１０の寸法ばらつきが影響を及ぼすことを排除できるので、遮光壁７ａと遮光キャップ８との隙間Ｇを小さくすると共に、遮光キャップ外径寸法を従来の場合よりも小さくすることができる。
【００３６】
また、シャフト３ａ、導光体５および遮光リング７の三者の位置関係、特に同軸度の良好な精度を維持できるので、ケース１０が変形した場合、つまり貫通孔１０ａの位置がシャフト３ａの径方向にずれた場合、遮光リング７とケース１０との相対位置関係が変動するのみで、遮光リング７と遮光キャップ８との位置関係は変わらないので、遮光壁７ａと遮光キャップ８間の隙間Ｇ寸法を従来の発光指針計器１００のように拡大する必要がなく必要最小限度に小さく設定することが可能となる。これにより、遮光キャップ８の直径Ｄを、従来の発光指針計器１００の場合よりも小さくすることができる。
【００３７】
図３には、本発明の一実施形態の変形例によるコンビネーションメータ１の部分断面図を示す。
【００３８】
この変形例においては、導光体５の固定方法を変更している。すなわち、上述の一実施形態によるコンビネーションメータ１においては、導光体５をプリント基板９に取付けているが、変形例によるコンビネーションメータ１においては、図３に示すように、ムーブメント３に直接固定している。これにより、導光体５とシャフト３ａの同軸度をより向上させることができる。
【００３９】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態およびその変形例によるコンビネーションメータ１では、光源として発光ダイオード６を用いているが、他の光源、たとえば電球あるいは放電管等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の遮光リング７の斜視外観図である。
【図３】本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１の変形例の断面図である。
【図４】従来のコンビネーションメータ１００の部分断面図である。
【符号の説明】
１    コンビネーションメータ（発光指針計器）
２    文字盤
２ａ    貫通孔
３    ムーブメント（回動内機）
３ａ    シャフト（指針軸）
４    指針
５    導光体
６    発光ダイオード（光源）
７    遮光リング（遮光部材）
７ａ    遮光壁
７ｂ    フランジ
７ｃ    規制部
７ｄ    位置決め部
７ｅ    係止部
８    遮光キャップ
９    プリント基板（部材）
１０    ケース
１０ａ    貫通孔
１１    透明カバー
７０    遮光リング
１００    コンビネーションメータ
【図１】
0003722098.tif 000002
【図２】
0003722098.tif 000003
【図３】
0003722098.tif 000004
【図４】
0003722098.tif 000005