JP2012181049A - メータ装置の照明構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の自発光タイプのものとは異なり、指針を新規の発光照明である間接発光させることができるようにした、メータ装置の照明構造を提供する。
【解決手段】モータからの回転力が伝達されて回転する回転軸４と、回転軸４が挿通される筒穴と反射面となる窪んだ反射部５Ｃとを備え、導光性を有する反射軸部材５と、反射軸部材５が回動中心に嵌合されて一体に固定されているとともに、視認者へ向けて拡開する断面形状を有し、回転軸４と一体に回動する指針６と、指針６に被せるキャップ７と、回転軸４へ入射させる照明光を出射する光源２と、を備え、指針６が反射軸部材とともに回動しながら各種情報を指示するとともに間接発光するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両、船舶、航空機等の各種乗り物に搭載されるメータ装置に係り、特に指針を発光させるようにした、メータ装置の照明構造に関するものである。

従来、例えば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、及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ているのが一般的である。

このようなメータ装置には、自発光タイプのものが各種開発されているが、その一つとして、指針の発光効率を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このメータ装置１００は、図７に示すように、モータケース１０１と、モータケース１０１の本体に設けた突出部１０１Ａを介して案内される指針１０２と、指針１０２の基部に一体に設けた指針軸１０３と、この指針軸１０３の下端部１０３Ａから距離Ｈだけ離れて中空シャフト１０４の直下に配置される光源１０５と、この光源１０５が実装されるプリント基板１０６と、を有する。

このメータ装置１００では、指針１０２と一体の指針軸１０３は、ＬＥＤからなる光源１０５が発する照明光を都合よく集めるため、凸状に形成された集光面を下端部１０３Ａに有する。また、指針軸１０３は、円筒形状でありその下端部１０３Ａは好適には半球形または凸状をなすが、これ以外の形状でもよい。そのような特定の形状によれば、ＬＥＤからなる光源１０５からの照明光は、指針軸１０３に入射後、その軸と平行に進行させることができる。なお、このメータ装置では、図示しない複数の専用光源を図示外の文字板の下方に配置することで文字板照明を行う。

指針１０２では、光源１０５から指針軸１０３を導光されてくる照明光を効果的に先端部まで送り込んで照明させる。このため、指針１０２には、これと一体に設けた指針軸１０３を導光されてくる照明光を、反射させほぼ直角方向に偏向させるために反射面１０２Ｂが形成されている。さらに、指針１０２には、指針１０２まで導光されてきた照明光の一部が、基部から上方にそのまま直進して外部へ漏れ出し視認者の目に眩しく入り込む、といったトラブルを回避させるため、遮光用のキャップ１０７を被せる。

特表２００９−５３７８４４号公報

車両用などのメータ装置では、上記のような自発光タイプの指針を備えた構成のものが一般的である。ところが、このような自発光タイプの照明とは別に、これまでにはない奥の深い照明感、上質な高級感、或いは斬新感などをもたらすことで、照明の多様性などを実現できるようにした照明構造の開発が望まれている。例えば、輝度を落とし視認者の目に対して優しく発光することで、従来の自発光タイプの照明とは差別化を図るようにし、しかも高級感を照明で演出させることができるようにした、間接発光タイプの照明構造の開発要求が高まっている。

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、指針に対して、従来の自発光タイプのものとは異なり、斬新な照明である間接発光を効果的に行わせることができるようにした、メータ装置の照明構造を提供することにある。

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の照明構造は、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１） モータケースに収容されたモータと、
前記モータからの回転力が伝達されて回転する回転軸と、
前記回転軸の先端部が挿通される筒穴が一方側の端部に形成されるとともに、他方側の端面の中央に反射面となる窪んだ反射部を備えた導光性を有する反射軸部材と、
前記反射軸部材の他方側の端部が回動中心に嵌合されて一体に固定されているとともに、視認者へ向けて拡開する断面形状を有し、前記反射軸部材を介し前記回転軸と一体に回動する指針と、
前記回転軸の基端部へ入射させるための照明光を出射する光源と、
前記回転軸内を導光される前記光源からの照明光が前記指針を透過して外部へ漏光されるのを遮断する、前記指針の回動中心に被せられるキャップと、
を備え、
前記指針が、前記反射軸部材とともに回動しながら各種情報を指示するとともに間接発光するように構成したこと。
（２） 上記（１）の構成のメータ装置の照明構造であって、
前記指針の回動中心に設けた透孔に挿入される前記反射軸部材の前記反射部は、前記キャップに向けて拡開する錐状に穿設されている、
こと。
（３） 上記（１）または（２）の構成のメータ装置の照明構造であって、
前記指針は、視認者へ向けて拡開する断面略コ字形状、断面三角形状または断面略Ｃ字形状の枠状部材で構成されているとともに、各内壁面で乱反射を発生させるように構成されている、
こと。
（４） 上記（１）または（２）の構成のメータ装置の照明構造であって、
前記指針は、不透光材料で形成された、視認者へ向けて拡開する断面略コ字形状、断面三角形状または断面略Ｃ字形状を有する枠状部材で構成されている、
こと。
（５） 上記（１）または（２）の構成のメータ装置の照明構造であって、
前記指針は、透光材で形成された、視認者へ向けて拡開する断面略台形形状を有する柱状部材で構成されている、
こと。

上記（１）の構成のメータ装置の照明構造によれば、従来の自発光タイプのものとは異なり、指針に対して、斬新な照明である間接発光を行わせることができるようになる。
上記（２）の構成のメータ装置の照明構造によれば、反射軸部材に反射部を一体に付設させてあるので、コストおよび部品点数の削減を図ることもできるようになる。
上記（３）の構成のメータ装置の照明構造によれば、指針が、断面略コ字形状、断面三角形状または断面略Ｃ字形状を有する簡易な構成の枠状部材からなるので、さらにコストの削減を図ることができる。
上記（４）または（５）の構成のメータ装置の照明構造によれば、上記（３）の構成のメータ装置の照明構造と同様、指針は簡易な構成の枠状部材からなるので、同様にコストの削減を図ることができる。

本発明のメータ装置の照明構造によれば、筒穴及び反射面となる窪んだ反射部を備えた、導光性を有する反射軸部材と、視認者へ向けて拡開する断面形状を有し、反射軸部材を介し回転軸と一体に回動する指針と、指針に被せるキャップとを備え、回転軸が挿通された反射軸部材と一体になって指針が回動しながら、各種情報を指示するとともに間接発光するように構成している。これにより、従来の自発光タイプのものとは異なり、指針に対して、斬新な照明である間接発光を行わせることができる。

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。

本発明に係るメータ装置の照明構造が適用されたメータ装置を示す断面図である。 本発明に係るメータ装置の照明構造が適用されたメータ装置の要部を示す図であって、図２（Ａ）は断面図であり、図２（Ｂ）は平面図である。 本発明に係る照明構造が適用されたメータ装置の要部拡大断面図である。 その要部を示す分解斜視図である。 図５（Ａ）は図１のメータ装置におけるＶＡ−ＶＡ線矢視断面図、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は図５（Ａ）に示す指針の変形例を示す断面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す指針のさらに別の変形例を示す断面図である。 従来の自発光タイプの指針を有するメータ装置を示す断面図である。

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は、本発明に係るメータ装置の照明構造が適用されたメータ装置１を示すものである。メータ装置１は、図示外の基板の上に実装された光源２と、モータケース３に収められた図示外のモータの駆動力が伝達されて回転する回転軸４と、回転軸４の先端部が嵌合された反射軸部材５と、反射軸部材５を介し回転軸４と一体となって回動する指針６と、指針６の基部に被せたキャップ７と、光源２が搭載された領域を含む基板上の所定の場所に取付けられた図示外のケースと、ケースの上部に設置され、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指針６によって表示する図示外の文字板と、を有する。

本実施形態のメータ装置１は、コンビネーションメータの一部を構成しており、図示外の見返し板で周囲を覆われている。また、この見返し板には、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、側面及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。

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速度に対応したセンサ信号に基づき、指針６を所定角度だけ回動させ、図示外の文字板に形成された特定の目盛を指し示す。

本実施形態の光源２は、回転軸４の下端部へ向けて光（以下、「照明光」とよぶ）を入射させるものであり、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）で構成される。この光源２では、出射する照明光に、位相角度の方向依存性のない、均一な出射特性のものが使用される。即ち、本実施形態の光源２では、水平面（Ｘ−Ｙ平面）方向に関しては３６０度全周に亘り、略均一な光量を回転軸４へ出射する光量分布特性を有する。なお、本実施形態の光源２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。

モータケース３には、内部に、いずれも図示しないが、モータ、中間ギア、出力ギアのほかに、回転軸４を備えている。モータは、指針６を回動させるためのものであり、中間ギア及び出力ギアを介して減速させて回転軸４を回転させることにより、文字板の表面に沿って指針６を確実に回動させ、必要な各種情報を正確に指し示す。

回転軸４は、上述したように、モータからの駆動力が伝達されて回転するものであって、透光材料で形成された中実で略円筒形状を有するもので構成される。回転軸４は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３に示すように、先端部である上端部側が、反射軸部材５の後述する筒穴５Ａに嵌合された状態で挿入される。また、反射軸部材５の筒穴５Ａに回転軸４が嵌合されることによって、指針６が回転軸４と一体に回動する。また、回転軸４は、図３に示すように、基端部である下端部が、モータケース３に設けた軸受け３Ａに回転自在に軸支されている一方、この回転軸４の下端面には、光源２が正対している。なお、回転軸４は、図示しない文字板の裏面側、図１では下面側に設置されている。

このように、回転軸４の下端面は、光源２の直上に位置するように設けられており、光源２からの照明光が入射すると、照明光は回転軸４の内部を案内されて上端部へ伝搬していく。このため、回転軸４では、この内部の、外周面での外界（空気）との界面部分において、上述の照明光の大部分が全反射しながら上端部まで進行するように構成される。即ち、回転軸４内部の、外周面における外界との界面部分での全反射現象を効率的に発生させるために、外周面に対して入射角度が、照明光の固有波長に対応した所定の臨界角を常時上回るような方向で入射させるように構成される。本実施形態では、回転軸４の下端面は中心部（軸線Ｌ）から周縁部に向けて断面円弧状に形成される。

反射軸部材５は、導光特性の良好な材料で形成されており、図３に示すように、下端面から奥部である上端方向に向けて円柱状に開口した前述の筒穴５Ａを有する。この筒穴５Ａには、回転軸４の先端部が挿通された状態で嵌合しており、回転軸４と一体となって回転可能になっている。反射軸部材５の下端に開口した筒穴５Ａの底に相当する天井面５Ｂは、回転軸４を透過してきた照明光が外側へ漏れ出るのをできるだけ回避させるため、水平（Ｘ−Ｙ）方向に平行でフラットな形状を呈する。

また、反射軸部材５は、指針６の回動中心である基部の軸線Ｌに軸芯が一致するような状態で、その基部に上端部が嵌挿される。反射軸部材５の上端面の中央部には、略円錐形状に窪んだ凹部であって、反射面からなる反射部５Ｃが形成される。このため、反射軸部材５からは、反射軸部材５の最外部から中心部にかけて、導光されてきた照明光を効果的に指針６へ送り出すことができる。

反射軸部材５は、回転軸４の先端部から出射する照明光が指針６に向かうようにするため、上記の反射部５Ｃで反射させて光路をほぼ９０度偏向させる。この反射部５Ｃの形状としては、回転軸４から反射軸部材５に入射しこの内部を進行する照明光を、指針６に向けて効果的に反射させることができればよい。従って、本実施形態のような略円錐形状の窪み以外に、回転軸４の上端面に向けて尖状に突出する上下逆向きの角錐形状などであってよい。例えば四角錐でも、それ以外の多角錐であってもよい。これにより、反射部５Ｃの中心部からも確実に照明光を反射させて指針６へ送り出すことができる。

また、この反射軸部材５には、図４に示すように、小径部を構成する下端部と大径部を構成する上端部側との間の中間部分に、外方へ膨出した鍔部５Ｄが形成される。この鍔部５Ｄの上側段差面５１は、後述する指針６の透孔６Ａの周縁部の下面部分を係止させることで、透孔６Ａ周縁部を下面側から支持する。

指針６は、反射軸部材５を介して回転軸４と一体になり、文字板の表面に沿って回動することで、文字板に設けてある数字或いは目盛を指示する。本発明の指針６は、上述したように、視認者の目に直接入射して目に刺激を与えるのを回避させるのと同時に、奥の深い照明感、高級感、或いは斬新感などを演出できるような、独特な見映えの照明構造となっている。

指針６は、図４及び図５（Ａ）に示すように、視認者に向けて拡開状態で開口するように、適宜の薄板材料を用い断面略コ字形になるように、３面で構成された枠状部材６１からなる。枠状部材６１は、３面から構成されているが、中央面つまり底面側の基部であり照明光が進行する光路部分でもある回動中心部分には、反射軸部材５を一体に連結させるようにするため、透孔６Ａが穿設されている。また、枠状部材６１を構成する３面の各内壁面６０には、適宜の加工処理、例えば微細な凹凸を施した磨りガラス加工を施すことで、乱反射を起こさせるようにしてある。また、３面からなる枠状部材６１の内壁面６０の全面または内壁面６０の一部分には、塗装やホットスタンプ、蒸着、メッキなどを施すことで乱反射を起こさせるようにしてもよい。

なお、本実施形態の指針６は、このように断面略コ字形の枠状部材６１で構成されているが、これ以外に、例えば図５（Ｂ）或いは図５（Ｃ）に示すような断面形状であってもよい。ちなみに、図５（Ｂ）に示すように内壁面６０が底面に向けて先細りする断面三角形状の枠状部材６２の場合には、図５（Ａ）に示す枠状部材６１に比べれば、幅が狭く輝度が高められた間接発光が得られる。また、図５（Ｃ）に示すように内壁面６０が底面に向けて先細りする断面略Ｃ字形の枠状部材６３の場合には、柔らかめの間接発光が得られる。

このように、指針６は、ここに入射する照明光の多くが乱反射されることで間接発光を実現できるので、指針６で散乱後に視認者の目に高輝度状態で直接照明光が差し込むのを回避できる。なお、指針６に嵌合させた反射軸部材５は、前述のように良好な導光性を有する。このため、図３に示すように、枠状部材６１の下面部分の、指針６の回動中心となる基部側に穿設した透孔６Ａと反射軸部材５との間は、双方の間から照明光が漏れ出ぬように、密な状態で組付けられる。

キャップ７は、回転軸４内を導光する光源２からの照明光が指針６をそのまま透過して外部へ漏光するのを回避させるようにするため、遮光性を有する適宜の材料で形成される。また、このキャップ７は、指針６の回動中心、つまり透孔６Ａに嵌合されている反射軸部材５の反射部５Ｃである円錐状の窪みの中心を通過する軸線Ｌに合わせ、その上部に被せる。

次に、本実施形態に係るメータ装置１の作用について、図面を参照しながら説明する。
なお、ここでのメータ装置１の説明については、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く、他のアナログタイプのメータ装置などの場合であっても同様である。

メータ装置１を搭載した車両が動き始めると、モータケース３の内部に設けたモータが、図示しない速度センサによって速度検出され現在速度に応じて出力されるセンサ信号に基づき、回転駆動を開始する。これにより、速度に応じて指針６が所定角度だけ回動し、文字板に形成された特定の目盛又は数字を指示する。

即ち、図示外のモータによる駆動力で、回転軸４が速度に合わせた角速度で回転する。これによって、回転軸４の上端部に一体に嵌合された反射軸部材５を介してこれと一体の指針６が回動され、指針６の先で文字板上の特定の目盛又は数字を指し示す。これにより、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。

このような速度表示を行うメータ装置１にあっては、同時に、光源２から出射した照明光が回転軸４内部の、外周面における外界との界面で全反射を起こしながら上方へ進行する伝搬現象を繰り返す。この照明光が、回転軸４の上端部に達すると、反射軸部材５に導光され、その大部分が上端面の反射部５Ｃである円錐形状の窪みの面まで進行する。反射軸部材５の中心部を含んだ内部を進行する照明光は、反射部５Ｃでの外界との界面である円錐状の斜面で内部反射される。これによって、反射軸部材５の内部で進行光路をほぼ９０度偏向された照明光は、中心部の光路を通過し反射してきたものを含む、大部分の照明光が、図２（Ａ）及び図３に示すような光路をたどる。そして、指針６の枠状部材６１を構成する３面の各内壁面６０に入射して乱反射されることで、発光する。つまり、指針６では、むらのない状態で間接発光を行うことができる。

従って本実施形態によれば、指針６中の照明光の一部は、枠状部材６１である３面で囲まれた空間内を進行する途中において、各面の内壁面６０で乱反射を行うことで、輝度若しくは光量が次第に減衰された状態で外部へ出射していく。そのため、指針６を視認する運転者などには、輝度が高く目に刺激の強い照明光が差し込まなくて済み、目への疲労などが抑制される。しかも、視認者の目に直接入射して刺激するのをできるだけ抑止できるのと同時に、奥の深い照明感、高級感、或いは斬新感などをもたらすことも可能となる。その結果、指針６の発光照明による独特な光の演出を行うことができるようになるわけである。

また、本実施形態によれば、指針６を構成する枠状部材６１は、３面からなる薄板状のシンプルな構成のものであるので、指針６が間接発光しながら速度に応じて回動して各種情報を指示するメータ装置の照明構造を簡易な構成のもので実現できる。

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、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、視認者に向けて開口するとともに拡開した３面の薄板状のものである。しかしながら、本願発明では、上述したように、同図５（Ｂ）または図５（Ｃ）に示すような断面形状であっても構わない。

さらに、本願発明では、図６（Ａ）に示すように、不透光性を有する適宜材料を用いて図５（Ａ）と同様な断面形状の枠状部材６４を形成したものでもよい。さらに、図６（Ｂ）に示すように、適宜の透明部材を用いて、視認者へ向けて拡開する断面略台形形状に形成した柱状部材６５であってもよい。

また、本実施形態のメータ装置の照明構造では速度計を構成しているが、これに限定されるものではなく、燃料計部、タコメータ部、及び水温計等の各種計器類に適用可能である。

１ メータ装置
２ 光源
３ モータケース
４ 回転軸
５ 反射軸部材
５Ａ 筒穴
５Ｂ 天井面
５Ｃ 反射部
５Ｄ 鍔部
５１ 上側段差面
６ 指針
６Ａ 透孔
６０ 内壁面
６１〜６４ 枠状部材
６５ 柱状部材
７ キャップ

Claims (5)

1. モータケースに収容されたモータと、
   前記モータからの回転力が伝達されて回転する回転軸と、
   前記回転軸の先端部が挿通される筒穴が一方側の端部に形成されるとともに、他方側の端面の中央に反射面となる窪んだ反射部を備えた導光性を有する反射軸部材と、
   前記反射軸部材の他方側の端部が回動中心に嵌合されて一体に固定されているとともに、視認者へ向けて拡開する断面形状を有し、前記反射軸部材を介し前記回転軸と一体に回動する指針と、
   前記回転軸の基端部へ入射させるための照明光を出射する光源と、
   前記回転軸内を導光される前記光源からの照明光が前記指針を透過して外部へ漏光されるのを遮断する、前記指針の回動中心に被せられるキャップと、
   を備え、
   前記指針が、前記反射軸部材とともに回動しながら各種情報を指示するとともに間接発光するように構成したことを特徴とするメータ装置の照明構造。
2. 前記指針の回動中心に設けた透孔に挿入される前記反射軸部材の前記反射部は、前記キャップに向けて拡開する錐状に穿設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のメータ装置の照明構造。
3. 前記指針は、視認者へ向けて拡開する断面略コ字形状、断面三角形状または断面略Ｃ字形状の枠状部材で構成されているとともに、各内壁面で乱反射を発生させるように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のメータ装置の照明構造。
4. 前記指針は、不透光材料で形成された、視認者へ向けて拡開する断面略コ字形状、断面三角形状または断面略Ｃ字形状を有する枠状部材で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のメータ装置の照明構造。
5. 前記指針は、透光材で形成された、視認者へ向けて拡開する断面略台形形状を有する柱状部材で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のメータ装置の照明構造。

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