(57)【要約】【課題】製造コストの低減を図ることができる指針式計器装置を提供する。【解決手段】指標部５１，５２が形成された文字板５０と、文字板５０上を回転し、先端が指標部５１，５２を指示する指針６０と、指針６０に嵌合された回転軸２１を有し、計器装置が計測した値に基づいて回転軸２１を回転させることで指針６０を回転させる駆動本体２０と、略棒状に形成された透光性材料からなり、光入射面と文字板５０に光を出射する光出射面とを有する導光体４０と、導光体４０の光入射面に向けて光を出射する光源１５とを備える。導光体４０は、入射面から入射した光を、導光体４０の長手方向と指針６０とに振分ける反射面４２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指標部が形成された文字板と、
前記文字板上を回転し、前記指標部を指示する指針と、
回転軸を有し、前記回転軸を回転させることで前記指針を回転させる駆動本体と、
光入射面を有すると共に、前記光入射面から入射した光を導光して出射する導光体と、
前記導光体の前記光入射面に向けて光を出射する光源と、を備え、
前記導光体は、略棒状であり、前記入射面から入射した光の一部を前記導光体の延在方向に反射するとともに、前記入射面から入射した光の一部を透過する反射面を有し、前記延在方向に反射した光は、前記導光体に導光されて前記導光体の外周面から前記文字板に向けて出射され、前記透過した光は前記指針に向かって出射される、
ことを特徴とする指針式計器装置。
【請求項２】
前記導光体が取り付けられた光反射面を有する反射体を更に備え、
前記文字板は、前記導光体を覆うように前記反射体に取り付けられて、前記導光体との間で前記導光体を収容することを特徴とする請求項１に記載の指針式計器装置。
【請求項３】
前記導光体は、前記反射面の略中央に設けられており、
前記導光体の長手方向と直交する方向において、前記反射面は、前記導光体から離れるにつれ前記文字板に近づくような曲げ加工が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の指針式計器装置。
【請求項４】
前記駆動本体と前記光源とが取り付けられた回路基板を更に備え、
前記駆動本体の回転軸は、前記回路基板、前記反射体、前記導光体、及び前記文字板のそれぞれに形成された開口に挿通されて、前記指針と嵌合されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の指針式計器装置。
【請求項５】
前記導光体に形成された前記開口は、前記導光体の長手方向に直交する方向にあけられた開口であり、
前記導光体の反射面は、該導光体の外周面と前記開口とを接続する接続面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の指針式計器装置。
【請求項６】
前記導光体にはシボ加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の指針式計器装置。
【請求項７】
指標部が形成された文字板と、
前記文字板上を回転し、前記指標部を指示する指針と、
回転軸を有し、前記回転軸を回転させることで前記指針を回転させる駆動本体と、
光入射面を有すると共に、前記光入射面から入射した光を導光して出射する導光体と、
前記導光体の前記光入射面に向けて光を出射する光源と、を備え、
前記導光体は、環状であり、前記入射面から入射した光の一部を前記導光体の延在方向に反射するとともに、前記入射面から入射した光の一部を透過する反射面を有し、前記延在方向に反射した光は、前記導光体に導光されて前記導光体の外周面から前記文字板に向けて出射され、前記透過した光は前記指針に向かって出射される、
ことを特徴とする指針式計器装置。
【請求項８】
前記導光体は、環状に形成された２つの部位が接続した略８の字状であることを特徴とする請求項７に記載の指針式計器装置。
【請求項９】
前記導光体が取り付けられた反射体を更に備え、
前記反射体は、前記導光体の後方に該導光体の形状に対応する領域に光反射面を有し、
前記文字板は、前記導光体を覆うように前記反射体に取り付けられて、前記導光体との間で前記導光体を収容することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の指針式計器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計器等に用いられる指針式計器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の計器等に用いられる指針式計器装置としては、種々のものが開発され実用化されている。例えば、特許文献１には、指針用導光体と、文字板用導光体と、それぞれの導光体に対応した位置に配置された第１の光源と第２の光源とを備えた指針式計器装置が開示されている。この指針式計器装置は、第１の光源から出射された光を指針用導光体で指針に導くとともに、第２の光源から出射された光を文字板用導光体で文字板に導く。これにより、レイアウト上の制約を受けにくい指針式計器装置を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された指針式計器装置においては、指針を照射するための光源と、文字板を照射するための光源とをそれぞれ設ける必要がある。また、指針式計器装置に種々の表示を行う液晶表示素子を設ける場合、この液晶表示素子に光を照射するための光源がさらに必要となる。このように、文字板、指針、及び液晶表示素子に光を照射する場合、それぞれに対応する複数の光源を必要とするため、製造コストがかかるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減を図ることができる指針式計器装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る指針式計器装置は、指標部が形成された文字板と、前記文字板上を回転し、前記指標部を指示する指針と、回転軸を有し、前記回転軸を回転させることで前記指針を回転させる駆動本体と、光入射面を有すると共に、前記光入射面から入射した光を導光して出射する導光体と、前記導光体の前記光入射面に向けて光を出射する光源と、を備え、前記導光体は、略棒状であり、前記入射面から入射した光の一部を前記導光体の延在方向に反射するとともに、前記入射面から入射した光の一部を透過する反射面を有し、前記延在方向に反射した光は、前記導光体に導光されて前記導光体の外周面から前記文字板に向けて出射され、前記透過した光は前記指針に向かって出射される、ことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る指針式計器装置は、指標部が形成された文字板と、前記文字板上を回転し、前記指標部を指示する指針と、回転軸を有し、前記回転軸を回転させることで前記指針を回転させる駆動本体と、光入射面を有すると共に、前記光入射面から入射した光を導光して出射する導光体と、前記導光体の前記光入射面に向けて光を出射する光源と、を備え、前記導光体は、環状であり、前記入射面から入射した光の一部を前記導光体の延在方向に反射するとともに、前記入射面から入射した光の一部を透過する反射面を有し、前記延在方向に反射した光は、前記導光体に導光されて前記導光体の外周面から前記文字板に向けて出射され、前記透過した光は前記指針に向かって出射される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造コストの低減を図ることができる指針式計器装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の平面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の分解斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の断面図であり、（ａ）は図１中の矢視ＩＩａ−ＩＩａで示した断面図、（ｂ）は図１中の矢視ＩＩｂ−ＩＩｂで示した断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置における光の経路を示した概略図であり、（ａ）は図３（ａ）中の“ＩＶａ”部に着目した概略図、（ｂ）は図３（ｂ）中の“ＩＶｂ”部に着目した概略図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る指針式計器装置の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る指針式計器装置を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の平面図、図２は、本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の分解斜視図、図３は、本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置の断面図であり、（ａ）は図１中の矢視ＩＩａ−ＩＩａで示した断面図、（ｂ）は図１中の矢視ＩＩｂ−ＩＩｂで示した断面図を示している。
【００１１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る指針式計器装置１を平面視すると、回路基板１０の前方（ユーザー側であり図中手前側、以下同じ）に文字板５０が設けられている。この文字板５０には、指針式計器装置１が計測した計測値又は外部（例えばＥＣＵ）から供給される計測値を表示するための目盛５１や、目盛５１と計測値とを関連付ける文字５２（以下、目盛５１、文字５２を合わせて指標部と記す）が印刷されている。また、文字板５０には、矩形状の表示窓５３が中央より図中下側の領域に形成されている。この表示窓５３には、液晶表示素子７０が配置されている。これにより、ユーザーは液晶表示素子７０の表示内容を視認することができる。
【００１２】
また、文字板５０には、文字板５０の中央を中心にして回転する指針６０が取り付けられている。後述するように、指針６０は駆動本体２０の駆動を受けて文字板５０上を回転し、文字板５０に印刷された指標部を指し示す。
【００１３】
このような指針式計器装置１は、例えば、前方に透光性のカバーが形成された筐体に収められ、車両や船舶等の運転席前方に収容される。ユーザーは、指針式計器装置１が表示する種々の計測値（車速、エンジンの回転数等）等を運転席から視認することができる。
【００１４】
次に第１の実施形態に係る指針式計器装置１の構成について、図２、図３を用いて詳細に説明する。本実施形態に係る指針式計器装置１は、種々の回路や光源１５を有する回路基板１０と、指針６０を回転させる駆動本体２０と、導光体４０や液晶表示素子７０を収容する反射体３０と、光源１５から出射された光を受光する導光体４０と、計測値を表示するための指標部が印刷された文字板５０と、文字板５０上を回転する指針６０とを備えている。
【００１５】
回路基板１０は、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる矩形状の硬質の印刷回路基板で、駆動本体２０や光源１５等の各種電装部品を制御・駆動する電子・電気回路を搭載している。また、回路基板１０の略中央には、駆動本体２０の回転軸２１が挿通されるための軸貫通孔１０ａが形成されている。
【００１６】
光源１５は、回路基板１０に搭載され、導光体４０に向けて光を出射する。光源１５は、例えば発光ダイオードからなり、本実施形態では２つの光源１５が軸貫通孔１０ａの近傍に取り付けられている。
【００１７】
駆動本体２０は、回路基板１０の後方（図２中の右方、図３中の下方）に装着され、回転軸２１が回路基板１０の軸貫通孔１０ａに挿通されている。駆動本体２０は、図示しないコイルへの信号供給に応じて回転軸２１を軸周りに回転させるステッピングモータ式ゲージ、あるいはエアコアゲージから構成されている。
【００１８】
反射体３０は、例えば明色系、好ましくは白色系の色調の合成樹脂から形成されており、回路基板１０の前面に取り付けられている。反射体３０は、平面視して略円形の反射面３１と、この反射面３１の外縁から立設した鍔部３２とを有している。図３（ａ）に示すように、指針式計器装置１の横方向（図１中の左右方向）に切断した断面を見ると、反射面３１は直線状（曲がりなどが存在しない）に形成されている。一方、図３（ｂ）に示すように、指針式計器装置１の縦方向（図１中の上下方向）に切断した断面を見ると、反射面３１は中心から離れるにつれ文字板５０に近づくように曲げ加工が施されている。なお図２に示すように、反射面３１上には、導光体４０を取り付けるための導光体取付部３３と、液晶表示素子７０を取り付けるための液晶表示素子取付部３４とが形成されている。なお、液晶表示素子取付部３４には、液晶素子用反射面３１ａが形成されている。
【００１９】
導光体４０は、例えば透光性の合成樹脂から構成されており、反射体３０の導光体取付部３３に取り付けられている。図２に示すように、導光体４０は、断面が略円形で一方向に延びた棒状に形成されている。また、導光体４０の長手方向における中央部には、駆動本体２０の回転軸２１が挿通される円形状の開口４１が形成されている。また、この開口４１と導光体４０の外周面とを接続するように、角部を面取りしたような面である反射面４２が形成されている。この反射面４２は、光源１５から導光体４０内部に入射した光の一部を反射して導光体４０の長手方向に導くとともに、残りの一部の光を指針６０に向けて出射するものである。なお、導光体４０に入射した光が進む経路については後述する。
【００２０】
なお、導光体４０にはシボ加工が施されており、その外周面には微細な溝が多数形成されている。これにより、導光体４０から出射される光は、拡散光として出射される。
【００２１】
液晶表示素子７０は、透過型の液晶表示素子、あるいは反透過型の液晶表示素子であり、信号供給に応じて所定の表示を行う。液晶表示素子７０は、文字板５０の表示窓５３に対応する位置に形成された反射体３０の液晶表示素子取付部３４に取り付けられている。これにより、ユーザーは、文字板５０に形成された表示窓５３から液晶表示素子７０を視認することができる。
【００２２】
文字板５０は、例えば透光性の合成樹脂からなる基板に、透光性の着色層がスクリーン印刷等により印刷されて目盛５１、文字５２等が形成されている。それ以外の領域は、遮光性の着色層が印刷形成されている。これにより、文字板５０の後方から照射された光は、目盛５１や文字５２から出射されてユーザーに視認させることができる。文字板５０は、反射体３０に収容された導光体４０を覆うように、反射体３０に取り付けられている。
【００２３】
指針６０は、回路基板１０から文字板５０にまで挿通された駆動本体２０の回転軸２１に嵌合されている。これにより、指針６０は、駆動本体２０の回転軸２１の回転により文字板５０上を回転し、計測値に応じた目盛５１及び文字５２を指し示す。指針６０は、透光性の合成樹脂からなる指示部６１と、指針６０の回転中心部の周囲を覆う、遮光性の合成樹脂（例えば黒色）からなる指針カバー６２と、から構成されている。
【００２４】
次に、本実施形態に係る指針式計器装置１において、光源１５から出射された光が進む経路について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置において、光が進む様子を示した概略図であり、（ａ）は図３（ａ）中の“ＩＶａ”部に着目した概略図、（ｂ）は図３（ｂ）中の“ＩＶｂ”部に着目した概略図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）では光が進む様子を矢印で示しているが、矢印を見やすくするために図中の断面線は省略している。また、図中の矢印は、当然に全ての光の進行状況を示したものではない。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、光源１５から出射された光は、導光体４０の光入射面４４から導光体４０内部に入射する（矢印ａ）。光入射面４４から入射した光は、やがて、導光体４０に形成された反射面４２に到達する。
【００２６】
反射面４２で反射された光（矢印ｂ）は、導光体４０の長手方向に向けて導光体４０内部を進む。導光体４０内部を進む光の一部は、反射体３０の反射面３１で反射しながら導光体４０内部を進む（矢印ｄ）。導光体４０内部を進む光は、やがて導光体４０から出射され、文字板５０に形成された透光性の着色層からなる目盛５１、及び文字５２から出射される。この際、前述したように、導光体４０の外周面には微細な多数の溝が形成されているため、導光体４０からの出射光は拡散光となって出射される（矢印ｅ）。
【００２７】
一方、導光板４０の反射面４２から指針６０に向けて出射された光（矢印ｃ）は、透光性の材料からなる指示部６１に入射する。指示部６１に入射した光は、指針６０に形成された反射面６３により、指針６０の先端側に向けて反射される。そして、指針６０の先端側に反射された光は、指示部６１内部で反射を繰り返しながらやがて外部に出射される。これにより、指針６０を所定の輝度で照射することが可能となる。
【００２８】
次に、図４（ｂ）を参照しながら、導光体４０の長手方向と直交する方向における、光が進む経路について説明する。
【００２９】
前述したように、導光体４０の外周面に形成された多数の溝により、導光体４０からの出射光は拡散光として出射される（矢印ａ´）。導光体４０から出射された光の一部は、導光体４０の長手方向と直交する方向に向けて出射される。そして、導光体４０の長手方向と直交する方向に向けて出射された光は、曲げ加工が施された反射面３１により、文字板５０へと反射される（矢印ｂ´）。このように文字板５０へと反射された光は、液晶表示素子７０、目盛５１、及び文字５２に入射し、外部へと出射される（矢印ｃ´）。これにより、ユーザーは、液晶表示素子７０の表示内容や、光により照射された目盛５１、及び文字５２を視認することができる。
【００３０】
前述したように、導光体４０の長手方向と直交する方向において、反射面３１は、その中心から離れるにつれ、文字板５０あるいは液晶表示素子７０に近づくように曲げ加工が施されている。これは、導光体４０から離れるにつれて、導光体４０から出射された光が届きにくくなり、目盛５１等から出射される光が少なくなるという問題を解決するものである。すなわち、導光体４０から離れるにつれて到達する光の量も少なくなるが、反射面３１を文字板５０、あるいは液晶表示素子７０に近づけることにより、文字板５０等から出射される光の量を増加させようとするものである。
【００３１】
上述したような本発明の第１の実施形態に係る指針式計器装置１を用いることにより、以下のような作用・効果を奏する。
【００３２】
上述の実施形態に係る指針式計器装置１は、導光体４０の反射面４２において、導光体４０に入射した光を、導光体４０内部へと導く光と、指針６０に向かう光とに振分けることができる。そのため、１つの導光体４０に対応させた光源１５を設けることで、文字板５０、指針６０、及び液晶表示素子７０を照射することができる。そのため、多数の光源１５を必要とすることがないため、製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
また、導光体４０の長手方向と直交する方向において、中心から離れるにつれて反射面３１が文字板５０あるいは液晶表示素子７０に近づくように曲げ加工が施されている。そのため、導光体４０から離れるにつれ届く光の量は少なくなるが、反射面３１と文字板５０との距離、あるいは反射面３１と液晶表示素子７０との距離を縮めることにより効率よく文字板５０や液晶表示素子７０に光を照射させることができる。これにより、文字板５０、及び液晶表示素子７０全体で均一に光を出射させることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る指針式計器装置について説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係る指針式計器装置の分解斜視図である。
【００３５】
本実施形態に係る指針式計器装置１００は、複数の警告を表示する機能を有しており、そのため、反射体１３０や導光体１４０等の構成が第１の実施形態に係る指針式計器装置１と異なっている。なお、本実施形態に係る指針式計器装置１００と第１の実施形態に係る指針式計器装置１とでは共通する点も多い。そのため、本実施形態に係る指針式計器装置１００を説明するにあたり、第１の実施形態と異なる点を中心に説明するとともに、同様の部材については同じ符号を付して説明する。
【００３６】
本発明の第２の実施形態に係る指針式計器装置１００の文字板１５０には、６つの警告表示５４が設けられている。これらの警告表示５４は、例えばブレーキやシートベルト等の種々の警告ランプであり、透光性の着色層が文字板１５０に印刷されて形成されている。
【００３７】
回路基板１０には、６つの警告表示５４に対応する位置に６つの警告表示用光源１６が別途設けられている。これらの警告表示用光源１６も光源１５と同様、例えば発光ダイオードから構成されている。
【００３８】
反射体１３０は、６つの警告表示用光源１６に対応した６つの警告表示用照明室３７を備えている。警告表示用照明室３７は、それぞれが間仕切りされて形成された互いに独立した空間である。そのため、警告表示用光源１６から出射された光は、対応する警告表示５４から出射され、他の警告表示５４から出射されることがない。これにより、各警告表示５４の表示／非表示を独立して制御することができる。
【００３９】
なお、本実施形態に係る指針式計器装置１００においては、図に示すように、反射体１３０の中央部近傍に警告表示用照明室３７が設けられており、導光体１４０の棒状部４３は３つずつに分割された警告表示用照明室３７の間に設置される。そのため、棒状部４３の長手方向に直交する方向には光の進行が遮られる。そこで、本実施形態では、導光体１４０は、環状の２つの部位が接続したような略「８」の字状に形成され、警告表示用照明室３７を避けるように配置されている。なお、反射体１３０には、導光体１４０を固定するための導光体取付材３６が所定の間隔をあけて設置されており、導光体１４０の形状に対応する領域（略８の字状）に反射面１３１が形成されている。
【００４０】
本実施形態に係る指針式計器装置においても、光源１５から出射された光は、一部が導光体１４０に形成された反射面４２で反射されて導光体１４０の内部に導かれるとともに、残りの一部の光は反射面４２から指針６０に向けて出射される。導光体１４０の内部に導かれた光は導光されながら、導光体１４０の外周面から出射される。導光体１４０の外周面から出射された光は、目盛５１、文字５２、及び液晶表示素子７０に入射し出射される。これにより、ユーザーは、目盛５１、文字５２、及び液晶表示素子７０の表示内容を認識することができる。
【００４１】
本実施形態に係る指針式計器装置１００を用いることによっても、第１実施形態に係る指針式計器装置１と同様の効果を奏する。特に、本実施形態では、反射体１３０に警告表示用照明室３７を設けた場合にも、導光体１４０に対応させた光源１５のみで、文字板１５０、指針６０、及び液晶表示素子７０を照射することができる。
【００４２】
本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形や改良が可能である。例えば、上記実施形態では、２つの光源を回路基板に取り付けたが、例えば十分な光量が出射される光源であれば１つの光源を回路基板の軸貫通孔の近傍に取付けてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、文字板や液晶表示素子への照射が均一になるように、曲げ加工が施された反射面や、シボ加工が施された導光体を有する指針式計器装置について説明した。しかしながら、このような構成を採用しても、不可避的に文字板等の表示にムラが生じることがある。これを解消するため、文字や目盛の印刷に使用する透光性インクを、印刷箇所で透過率の異なるものを使用し、文字板等の表示ムラを解消することができる。例えば、目盛の一部分が明るく表示される場合、当該部分の目盛を透過率の低い透光性インクにより印刷し、あるいは、目盛の一部が暗く表示される場合、当該部分の目盛を透過率の高い透光性インクにより印刷することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１００    指針式計器装置
１０          回路基板
１５          光源
１６          警告表示用光源
２０          駆動本体
２１          回転軸
３０、１３０  反射体
３１          反射面
３７          警告表示用照明室
４０、１４０  導光体
４１          開口
４２          反射面
４４          光入射面
５０、１５０  文字板
５１          目盛
５２          文字
５３          表示窓
５４          警告表示
６０          指針
７０          液晶表示素子
【図１】
2012208047.tif 000003
【図２】
2012208047.tif 000004
【図３】
2012208047.tif 000005
【図４】
2012208047.tif 000006
【図５】
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