特許第6053473号(P6053473)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6053473
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】指針構造
(51)【国際特許分類】
   G01D 13/22 20060101AFI20161219BHJP
   G01D 11/28 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   G01D13/22 101
   G01D11/28 P
【請求項の数】2
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2012-257942(P2012-257942)
(22)【出願日】2012年11月26日
(65)【公開番号】特開2014-106056(P2014-106056A)
(43)【公開日】2014年6月9日
【審査請求日】2015年10月20日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100105474
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 弘徳
(74)【代理人】
【識別番号】100177910
【弁理士】
【氏名又は名称】木津 正晴
(74)【代理人】
【識別番号】100108589
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 利光
(72)【発明者】
【氏名】天野 幹也
【審査官】 藤田 憲二
(56)【参考文献】
【文献】 特開2005−227258(JP,A)
【文献】 特開2004−361319(JP,A)
【文献】 特開2012−137462(JP,A)
【文献】 特開2012−052812(JP,A)
【文献】 特開昭54−067454(JP,A)
【文献】 実公昭46−036628(JP,Y1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01D 7/00,11/28,13/22
B60K 35/00
G12B 11/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導光部材により構成されて光源側導光部と視認部側導光部とが指針屈曲部を介して接続された指針本体と、
前記指針屈曲部の出隅側に形成されて光源光が入射する外側反射面と、
前記指針屈曲部の内隅側に形成されて前記外側反射面の外側反射面法線と交わる内側反射面法線を有し、光り入射側において前記内側反射面法線が180度よりも小さく90度よりも大きい挟角で前記外側反射面法線と交わる内側反射面と、
を備え
前記光源側導光部は、前記外側反射面及び前記内側反射面と接続すると共に互いに平行に対向する一対の第1境界面を有し、
前記視認部側導光部は、前記外側反射面及び前記内側反射面と接続すると共に互いに平行に対向する一対の第2境界面であって前記一対の第1境界面と交差する方向に延びる一対の第2境界面を有し、
前記光源側導光部内にて前記第1境界面と平行に伝播する前記光源光の直線光は、前記外側反射面に入射すると、前記外側反射面で反射されて前記視認部側導光部内にて前記第2境界面と平行に伝播し、
前記光源側導光部内にて前記第1境界面に対して傾斜して伝播する前記光源光の斜め光は、前記外側反射面に入射すると、前記外側反射面で反射されて第1反射光となって前記内側反射面に入射し、前記内側反射面に入射した前記第1反射光は、前記内側反射面で反射されて第2反射光となって前記視認部側導光部内にて前記第2境界面に対して傾斜して伝播して前記外側反射面と接続する前記第2境界面で反射されることを特徴とする指針構造。
【請求項2】
導光部材により構成されて光源側導光部と視認部側導光部とが指針屈曲部を介して接続された指針本体と、
前記指針屈曲部の出隅側に形成されて光源光が入射する外側反射面と、
前記指針屈曲部の内隅側に形成されて前記外側反射面の外側反射面法線と交わる内側反射面法線を有し、光り入射側において前記内側反射面法線が180度よりも小さく90度よりも大きい挟角で前記外側反射面法線と交わる内側反射面と、
を備え、
前記指針本体が複数の前記指針屈曲部を有し、
少なくとも光源に最も近い前記指針屈曲部が前記外側反射面及び前記内側反射面を有することを特徴とする指針構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、指針構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用の指針装置としては、回転指針用の文字板の中央部分に液晶ディスプレ(LCD)などの表示器を配置したものが知られている。そして、通常の回転指針用の文字板の表面側に表示器を配置すれば、指針によって表示器の視認が邪魔されることなく、文字板の中央部に表示器を配置することができる。
しかしながら、文字板が例えば車速などの重要な情報を表示し、表示器が現在時刻などの比較的重要でない情報を表示する場合などは、文字板を表示器の正面側に配置して、文字板の視認性をより高めたいという要望があった。
【0003】
そこで、図5に示すような指針装置では、例えば車速を示す指標が形成された文字板600の裏面側にLCD610を設け、文字板600の中央部に穿設した開口601から裏面側に設けられたLCD610が露出されている。さらに、指針装置は、文字板600に設けられた指標を指示する指針620と、電子部品を搭載した基板630と、該基板630に搭載されて指針620を回転駆動する内機640とを有している(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
上記指針620は、内機640からLCD610の背面、LCD610の外側面、LCD610と文字板600との間、文字板600の内縁側及び表面側の順に沿って設けられている。つまり、指針620は、文字板600とLCD610との間で折りかえされる略S字状の形状となっている。この構成によれば、文字板600の裏面側にLCD610を配置しても、指針620によってLCD610の視認が邪魔されることがない。
【0005】
ところで、上記の指針620には、より視認性を高めるために自発光させたいという要望があった。この場合、例えば、上記基板630に内機640の回転軸を囲むように複数のLED光源が設けられると共に指針620の指針本体が導光部材で構成され、内機640側から受光した光源からの光が指針本体の先端側の指針視認部に導かれるように構成することが考えられる。更に、このような自発光式指針装置に使われる指針本体の指針屈曲部には、内部反射するための反射面が設けられる。
【0006】
図6は指針本体の指針屈曲部に反射面が設けられる自発光式指針の参考例を示す要部側面図である。
図6(a)に示した指針本体501は、上述したように略S字状の形状に形成されているため、複数の指針屈曲部503a〜503dを有する。例えば、光源に最も近い指針基端側の指針屈曲部503aは、図6(b)に示すように、光源側導光部505と視認部側導光部507との間に設けられている。指針屈曲部503aの出隅側には、光源光が入射する約45度に傾斜する外側反射面511が形成されている。また、指針屈曲部503aの内隅側には、外側反射面511と平行な内側反射面513が形成されている。従って、外側反射面511の外側反射面法線515と内側反射面513の内側反射面法線517とは平行となる。そして、光源側導光部505の軸線Xと平行な光源光の直線光509は、外側反射面511に入射して反射光521となって視認部側導光部507へと伝搬する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2005−181301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、図6に示した参考例の指針構造は、指針屈曲部503aにおいて、外側反射面511と内側反射面513とが平行に形成されるため、光源側導光部505からの光源光の斜め光523が指針本体501の外側へ漏れやすくなるという問題があった。
即ち、光源側導光部505を伝搬する斜め光523は、外側反射面511に入射すると、外側反射面法線515とのなす入射角と同じ反射角で反射して第1反射光525となって内側反射面513に入射する。内側反射面513に入射した第1反射光525は、内側反射面法線517となす入射角と同じ反射角で反射して第2反射光527となって視認部側導光部507を伝搬する。ここで、外側反射面511と内側反射面513とが平行であると、指針本体501の境界面529に入射する第2反射光527は、境界面529に対する入射角が小さく、全反射せずに指針本体501の外側へ漏れやすくなる。その結果、指針屈曲部503aに平行な外側反射面511と内側反射面513とを有する指針構造では、光ロスが生じ、十分な指針照明輝度が得られない可能性があった。
【0009】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、指針本体における指針屈曲部の光ロスを低減して、光利用効率の良い指針構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 導光部材により構成されて光源側導光部と視認部側導光部とが指針屈曲部を介して接続された指針本体と、
前記指針屈曲部の出隅側に形成されて光源光が入射する外側反射面と、
前記指針屈曲部の内隅側に形成されて前記外側反射面の外側反射面法線と交わる内側反射面法線を有し、光り入射側において前記内側反射面法線が180度よりも小さく90度よりも大きい挟角で前記外側反射面法線と交わる内側反射面と、
を備え
前記光源側導光部は、前記外側反射面及び前記内側反射面と接続すると共に互いに平行に対向する一対の第1境界面を有し、
前記視認部側導光部は、前記外側反射面及び前記内側反射面と接続すると共に互いに平行に対向する一対の第2境界面であって前記一対の第1境界面と交差する方向に延びる一対の第2境界面を有し、
前記光源側導光部内にて前記第1境界面と平行に伝播する前記光源光の直線光は、前記外側反射面に入射すると、前記外側反射面で反射されて前記視認部側導光部内にて前記第2境界面と平行に伝播し、
前記光源側導光部内にて前記第1境界面に対して傾斜して伝播する前記光源光の斜め光は、前記外側反射面に入射すると、前記外側反射面で反射されて第1反射光となって前記内側反射面に入射し、前記内側反射面に入射した前記第1反射光は、前記内側反射面で反射されて第2反射光となって前記視認部側導光部内にて前記第2境界面に対して傾斜して伝播して前記外側反射面と接続する前記第2境界面で反射されることを特徴とする指針構造。
【0011】
上記(1)の構成の指針構造によれば、光源側導光部を伝搬する光源光の斜め光は、指針屈曲部の出隅側に形成された外側反射面に入射すると、外側反射面法線とのなす入射角と同じ反射角で反射されて第1反射光となって内側反射面に入射する。指針屈曲部の内隅側に形成された内側反射面に入射した第1反射光は、内側反射面法線となす入射角と同じ反射角で反射されて第2反射光となって視認部側導光部へと伝搬する。ここで、内側反射面は、内側反射面法線が外側反射面法線に対して光り伝搬方向へ傾いている。そのため、第2反射光は、外側反射面と内側反射面とが平行な構造に比べ、指針本体の境界面に大きな入射角で入射し、その境界面で全反射され易くなる。従って、このような光源側導光部からの斜め光による第2反射光を指針本体の外側へ漏れにくくして、光ロスを低減できる。
【0012】
(2) 導光部材により構成されて光源側導光部と視認部側導光部とが指針屈曲部を介して接続された指針本体と、
前記指針屈曲部の出隅側に形成されて光源光が入射する外側反射面と、
前記指針屈曲部の内隅側に形成されて前記外側反射面の外側反射面法線と交わる内側反射面法線を有し、光り入射側において前記内側反射面法線が180度よりも小さく90度よりも大きい挟角で前記外側反射面法線と交わる内側反射面と、
を備え、
前記指針本体が複数の前記指針屈曲部を有し、
少なくとも光源に最も近い前記指針屈曲部が前記外側反射面及び前記内側反射面を有することを特徴とする指針構造。
【0013】
上記(2)の構成の指針構造によれば、複数の指針屈曲部が存在する場合、光源から指針本体に入射した光源光は、多くの指針屈曲部を通るほど光ロスにより光強度が低下する。このため、光源に最も近い指針屈曲部において光強度の大きい光の光ロスを低減することで、高い改善効率によって光ロスが抑止可能となる。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る指針構造によれば、指針本体における指針屈曲部の光ロスを低減して、光利用効率の良い指針構造とすることができる。
【0015】
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(以下、「実施形態」という。)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】
【0016】
図1】本発明の一実施形態に係る指針構造を備える自発光式指針が設けられたコンビネーションメータの正面図である。の要部分解斜視図である。
図2図1に示したコンビネーションメータの縦断面図である。
図3図2に示した自発光式指針の全体斜視図である。
図4】(a)は図3に示した指針本体の要部側面図、(b)は(a)のA部における拡大図である。指針の斜視図である。
図5】(A)は従来の指針装置の一例を示す正面図であり、(B)は(A)に示す指針装置の部分断面図である。
図6】(a)は指針本体の参考例を示す要部側面図、(b)は(a)のB部における拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る指針構造は、コンビネーションメータ11の自発光式指針13に好適に用いることができる。コンビネーションメータ11は、例えば車両の図示しないインストルメントパネルに取り付けられる。コンビネーションメータ11には、車両の速度を指示する速度計15と、表示器であるLCD17を用いたマルチ表示部19と、ターンL表示部21と、ターンR表示部23と、燃料残量を指示する燃料計25と、水温を指示する水温計27と、シートベルト非着用やヘッドランプ消し忘れ用のウォーニング29と、が設けられている。
【0018】
図2に示すように、これら速度計15、マルチ表示部19、ターンL表示部21、ターンR表示部23、燃料計25、水温計27、ウォーニング29は、コンビネーションメータ11のケーシング31に収容されている。ケーシング31の正面には見返し33(図1参照)が取り付けられ、見返し33はケーシング31に収容された配線基板35や駆動部37などを隠す。また、ケーシング31の正面側には表ガラス39が取り付けられている。
【0019】
速度計15は、自発光式指針装置41を備える。自発光式指針装置41は、自発光式指針13、文字板43、LCD17の背面に配置された駆動部37、この駆動部37により回転する回転軸45、駆動部37の実装される配線基板35、配線基板35を車体側ワイヤーハーネスと接続する外部接続用コネクタ47を備える。文字板43は、中央に略円形の穴49が設けられた正面視ドーナツ状(円環状)に形成され、その外周に沿って速度目盛51が形成されている。LCD17は、文字板43の背面に配置され、文字板43の穴49を通じて、正面から視認可能となっている。つまり、LCD17が、文字板43の内縁部53によって囲まれた形となっている。
【0020】
本実施形態に係る指針構造を備えた自発光式指針13は、図3に示すように、指針本体55と、指針主カバー57と、指針副カバー59と、指針バランス部61を有した指針支え63と、を有する。指針本体55の指針基端側には光導入部65が形成される。指針本体55は、図示しない光源からの光を入光させ、内部での伝搬を可能とする導光部材である透明な樹脂材からなる。樹脂材料としては、特に限定されないが、透過率や成形性の面からPMMA(ポリメタクリ酸メチル)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、COP(環状オレフィンポリマー)などを用いることができる。指針主カバー57及び指針副カバー59は、遮光性を有する材料や遮光膜を形成することにより、後述する窓部85以外からの文字板43の表面側への光の出射を遮蔽している。
【0021】
本実施形態の指針本体55は、指針先端側の指針視認部83が文字板43の表面69に沿って配置される。図4に示すように、指針本体55は、指針視認部83に指針屈曲部75dを介して接続されて文字板43の内縁部53から文字板43の裏側へ延設された指針首部73を有する。指針首部73の指針基端側には更に3つの指針屈曲部75a〜75cを有するコ字形状曲部77が接続されることで、指針本体55の先端側は略S字状の形状となっている。これにより、駆動部37がLCD17の背面側にあった場合でも、指針視認部83がLCD17より正面側に配置された文字板43上の速度目盛51を指示することができ、意匠性の向上を図ることができる。
【0022】
指針主カバー57は、第1側壁79と底壁(不図示)を介して接続されて対峙する第2側壁81とで指針首部73より指針基端側の指針本体55を挟む樋状に形成されている。図3に示したように、指針主カバー57は、指針本体55の先端側となるS字形状部位のみに装着される。
【0023】
指針副カバー59は、指針視認部83を表出する窓部85が穿設され、指針視認部83の視認部両側面、指針屈曲部75dの出隅側、及び指針首部73の首部両側面を覆うL字状カバー部87を有し、首部両側面の一方を覆うL字状カバー側壁には第1側壁79と第2側壁81との離間開口部を閉鎖する指針蓋部89が接続されている。
【0024】
離間開口部を閉鎖する指針蓋部89は、第1側壁79及び第2側壁81と指針蓋部89との間に設けられる爪係合構造によって離間開口部に固定される。
【0025】
次に、本実施形態に係る指針本体55の特徴である指針屈曲部75a〜75dについて説明する。なお、各指針屈曲部75a〜75dは略同様の構成であるので、図4を参照しながら、指針屈曲部75aを例に説明する。
指針本体55の指針屈曲部75aは、図4に示すように、光源側導光部91と視認部側導光部93とを接続している。指針屈曲部75aの出隅側には、光源光(直線光95及び斜め光107)が入射する外側反射面97が形成される。指針屈曲部75aの内隅側には、外側反射面97と対面し、外側反射面97からの第1反射光109が入射可能となる内側反射面99が形成される。内側反射面99は、外側反射面97の外側反射面法線101と交わる内側反射面法線103を有し、光り入射側において内側反射面法線103が180度よりも小さく90度よりも大きい挟角θで外側反射面法線101と交わる傾斜面で形成されている。
【0026】
なお、内側反射面99は、光り入射側において、内側反射面法線103が180度よりも小さく135度よりも大きい挟角θで外側反射面法線101と交わる傾斜面で形成されることがより好ましい。指針屈曲部75aにおける導光路断面積を小さくしないためである。
【0027】
本実施形態に係る指針本体55は複数の指針屈曲部75a〜75bを有するが、全ての指針屈曲部75a〜75bが外側反射面97及び内側反射面99を有しても良く、少なくとも光源に最も近い指針屈曲部75aのみが外側反射面97及び内側反射面99を有するものであってもよい。
【0028】
次に、上記構成を有する指針構造の作用を説明する。
上記実施形態に係る指針構造では、光源側導光部91の軸線Xと平行な光源光の直線光95は、指針屈曲部75aの出隅側に形成された外側反射面97に入射すると、外側反射面法線101とのなす入射角と同じ反射角で反射されて反射光105となって視認部側導光部93へと伝搬する。
【0029】
光源側導光部91を伝搬する光源光の斜め光107は、外側反射面97入射すると、外側反射面法線101とのなす入射角と同じ反射角で反射されて第1反射光109となって内側反射面99に入射する。指針屈曲部75aの内隅側に形成された内側反射面99に入射した第1反射光109は、内側反射面法線103となす入射角と同じ反射角で反射されて第2反射光111となって視認部側導光部93へと伝搬する。
【0030】
ここで、内側反射面99は、内側反射面法線103が外側反射面法線101に対して光り伝搬方向へ傾いている。そのため、第2反射光111は、外側反射面97と内側反射面99とが平行な構造に比べ、指針本体55の境界面113に大きな入射角で入射し、その境界面113で全反射され易くなる。従って、このような光源側導光部91からの斜め光107による第2反射光111を指針本体55の外側へ漏れにくくして、光ロスを低減できる。
【0031】
また、本実施形態の指針構造において、複数の指針屈曲部75a〜75dが存在する場合、光源から指針本体55に入射した光源光は、多くの指針屈曲部75a〜75dを通るほど光ロスにより光強度が低下する。このため、少なくとも光源に最も近い指針屈曲部75aに外側反射面97及び内側反射面99を設ければ、光源に最も近い指針屈曲部75aにおいて光強度の大きい光の光ロスを低減することで、高い改善効率によって光ロスが抑止可能となる。
【0032】
従って、本実施形態に係る指針構造によれば、指針本体55における指針屈曲部75aの光ロスを低減して、光利用効率の良い指針構造とすることができる。
【0033】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記実施形態の自発光式指針13における指針本体55は、指針視認部83に指針屈曲部75dを介して接続されて文字板43の内縁部53から文字板43の裏側へ延設された指針首部73を有し、指針首部73の指針基端側には更にコ字形状曲部77が接続されることで、先端側が略S字状に形成されて4つの指針屈曲部75a〜75dを備えた構造とされたが、本発明の指針構造はこれに限定されるものではない。即ち、指針視認部に指針屈曲部を介して接続されて文字板の外縁部から文字板の裏側へ延設された指針首部を有し、指針首部の指針基端側に直線状延設部が接続されることで、先端側が略J字状に形成されて2つの指針屈曲部を備えた指針本体を構成することもできる。
【符号の説明】
【0034】
13…自発光式指針
43…文字板
55…指針本体
75a〜75d…指針屈曲部
91…光源側導光部
93…視認部側導光部
95…直線光
97…外側反射面
99…内側反射面
101…外側反射面法線
103…内側反射面法線
105…反射光
107…斜め光
図1
図2
図3
図4
図5
図6