特許第6444196号(P6444196)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 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】6444196
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】車両用計器の指針構造
(51)【国際特許分類】
   G01D 11/28 20060101AFI20181217BHJP
   G01D 13/22 20060101ALI20181217BHJP
   B60K 35/00 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   G01D11/28 P
   G01D13/22 101
   G01D13/22 B
   B60K35/00 Z
【請求項の数】3
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2015-20597(P2015-20597)
(22)【出願日】2015年2月4日
(65)【公開番号】特開2016-142694(P2016-142694A)
(43)【公開日】2016年8月8日
【審査請求日】2017年11月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004765
【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】240000327
【弁護士】
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100082670
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 民雄
(74)【代理人】
【識別番号】100180068
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 怜史
(72)【発明者】
【氏名】都丸 和宣
【審査官】 榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−145386(JP,A)
【文献】 特開2002−357463(JP,A)
【文献】 特開平07−243872(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01D 11/28
G01D 13/22
G01D 13/28
B60K 35/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
照明光を内部に入射させる光入射部と前記光入射部から入射した光を反射させる、前記光入射部よりも幅の狭い反射面とからなる基端部と、
前記基端部と連続して形成された、互いに対向する位置にある、指針上面部と前記指針上面部よりも幅の狭い指針下面部とからなる指針本体部と、を有し、前記指針上面部と前記指針下面部とで前記照明光を交互に反射させながら、前記照明光を先端側に導光させるとともに、前記照明光の一部を前記指針上面部から外部に出射させる車両用計器の透光性を有する指針構造であって、
前記指針上面部の、少なくとも前記基端部との境界領域にシボを形成し
前記指針構造は、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却,固化させることによって成形されるものであって、
前記境界領域は、前記金型の分割位置に生じるパーティングラインを含む領域であることを特徴とする車両用計器の指針構造。
【請求項2】
前記指針構造において、前記指針上面部の先端側には、前記境界領域に形成したシボよりも浅いシボを形成することを特徴とする請求項1に記載の車両用計器の指針構造。
【請求項3】
前記指針構造において、前記指針上面部には、前記境界領域から前記指針上面部の先端側に向かうにつれて、より浅いシボを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用計器の指針構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、車両用計器の透光性を有する指針構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両に搭載された、指針を有する計器では、指針の指示位置の認知性を向上させるために、透光性を有する指針の内部に光を入射させて、指針の上面を発光させている。
【0003】
このような車両用計器に用いられる指針構造として、指針上面部の基端側に色の濃い着色層を設けて光を拡散させて、指針が発光した際の輝度むらを低減する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−145386号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載された指針をはじめとする車両用計器の指針では、指針の内部に照明光を漏れなく入射させて指針の輝度を向上させるために、基端部に面積の広い光入射部を備えるのが望ましい。このような指針は、一般に、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却、固化させる、いわゆる射出成型によって一体成形されるが、基端部に面積の大きい光入射部を備える指針にあっては、成形の際に、基端部と指針本体部とで異なる金型を用いて、金型の抜き方向を異ならせる必要があった。そのため、基端部と指針本体部の境界部分には、金型の分割線であるパーティングラインが生じていた。このようにして成形された指針に光を入射して照明させると、指針内部を導光した光のうち、パーティングラインに達した光は乱反射して指針の外部に出射してしまうため、パーティングラインの部分が際立って明るく光る、いわゆる点光りが発生していた。このような点光りが発生すると、指針に輝度ムラが生じるため、照明品質が低下してしまう。特許文献1に記載された指針の構造にあっては、このようなパーティングラインによる点光りの発生が考慮されていなかった。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、パーティングラインにおける点光りの発生を緩和することによって、指針の輝度むらを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明に係る車両用計器の指針構造は、照明光を内部に入射させる光入射部と前記光入射部から入射した光を反射させる、前記光入射部よりも幅の狭い反射面とからなる基端部と、前記基端部と連続して形成された、互いに対向する位置にある、指針上面部と前記指針上面部よりも幅の狭い指針下面部とからなる指針本体部と、を有し、前記指針上面部と前記指針下面部とで前記照明光を交互に反射させながら、前記照明光を先端側に導光させるとともに、前記照明光の一部を前記指針上面部から外部に出射させる車両用計器の透光性を有する指針構造であって、前記指針上面部の、少なくとも前記基端部との境界領域にシボを形成し、前記指針構造は、加熱溶融された樹脂材料を金型内に射出注入して冷却,固化させることによって成形されるものであって、前記境界領域は、前記金型の分割位置に生じるパーティングラインを含む領域であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る車両用計器の指針構造によれば、前記した構成とすることによって、基端部と指針上面部との境界領域に導光された光は、境界領域の外表面に形成されたシボにより拡散されて外部に出射する。したがって、境界領域への光の集中による点光りの発生が緩和されるため、指針上面部の明るさの均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明に係る車両用計器の一例である車速計の外観を示す図である。
図2】指針を構成する指針キャップと指針本体部の外観を示す外観図である。
図3】(a)は指針本体部の上面図である。(b)は指針本体部の側面図である。(c)は図3(a)のB−B断面図である。
図4】指針本体部を成形する際に用いる金型の構造について説明する図である。
図5A】指針の照明動作について説明する、図1のA−A断面図である。
図5B】本発明の実施例1における、指針の構造について説明する上面図である。
図5C】本発明の実施例2における、指針の構造について説明する上面図である。
図6A】本発明の実施例1における、指針に形成されたパーティングライン近傍における照明光の挙動を説明する図である。
図6B】本発明を適用しないときに、指針に形成されたパーティングライン近傍における照明光の挙動を説明する図である。
図6C】本発明の実施例1における、指針上面部の断面構造について説明する図である。
図6D】本発明の実施例2における、指針上面部の断面構造について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る車両用計器の指針構造の実施例について、図1から図3を用いて説明する。
【実施例1】
【0011】
図1は、本発明に係る指針構造が適用された指針を有する、車両用計器の一例である車速計10の外観を示す図である。
【0012】
車速計10は、図1に示すように、加飾リング21に囲まれた円形の文字板16と指針20を備えている。
【0013】
文字板16には、車速を表す複数の目盛12と、目盛の位置を表わす複数の文字14が描かれており、指針20は文字板16の盤面上を、後端部を支端として回動するように構成されている。
【0014】
指針20は、指針キャップ22の内側に指針本体部30が嵌め込まれて構成されており、指針本体部30の指針上面部40の一部が、指針キャップ22に設けられた切欠状のスリット24から外部に露出している。指針本体部30の内部に入射された照明光は、このスリット24を通して、指針上面部40から外部に出射されて、指針20が発光する構成になっている。詳しくは後述する。
【0015】
[指針の構造の説明]
図2を用いて、指針20の構造について説明する。指針20は、指針本体部30と指針キャップ22からなる。
【0016】
指針本体部30は、透光性を有する樹脂材料(例えばポリカーボネイト)によって形成されている。指針本体部30の具体的な形状については後述する。
【0017】
指針本体部30の根元は、基端部36を構成している。この基端部36は、さらに、フランジ部32と光入射部33と反射面34からなる。基端部36を構成する各部位の機能については後述する。
【0018】
指針キャップ22は、透光性を持たない、例えば黒色の樹脂材料などで形成されており、内側に指針本体部30を収容可能なスペースを有している。指針キャップ22の上面には切欠状のスリット24が形成されている。このスリット24の領域からは指針本体部30が外部に露出して、乗員に対して指針本体部30をシャープに見せるようにしている。さらに、スリット24は、指針本体部30の内部に入射して導光された照明光を外部に出射する際の開口として作用する。
【0019】
[指針本体部の形状の説明]
指針本体部30の形状について、図3(a)から図3(c)を用いて説明する。図3(a)は指針本体部30の上面図である。図3(b)は指針本体部30の側面図である。そして、図3(c)は指針本体部30の切断線B−Bに沿う断面図である。
【0020】
フランジ部32は、指針本体部30を指針キャップ22(図2参照)に収容した際の固定部となる。フランジ部32には、複数(図3(a)の例では4箇所)の取付孔32aが開口されている。これらの取付孔32aに、指針キャップ22の根元の対応する位置にそれぞれ設けられた非図示の凸状部が挿通されて、凸状部の先端が、例えば焼き止めされて固定される。光入射部33は、図3に図示しない光源60(図5A参照)から出射した光を基端部36の内部に入射させる。なお、光源60から出射した光を基端部36の内部に漏れなく入射させるよう、図3(b),図3(c)に示すように、光入射部33は、基端部36の内部に形成された反射面34よりも広い面積を有している。このようにして光入射部33から入射した光は、反射面34で反射して、指針本体部30の先端側に向けて進行する。
【0021】
指針本体部30に向けて反射された光は、図3(b)に示す指針本体部30の指針上面部40と、指針上面部40と対向する位置に形成された指針下面部42の間で反射を繰り返しながら、指針本体部30の先端に向けて導光される。詳しくは後述する。
【0022】
なお、指針本体部30と基端部36の境界位置には、図3(a),(b)に示すパーティングライン50が形成されている。このパーティングライン50は、指針本体部30と基端部36を成形する過程で発生するが、詳しくは後述する。
【0023】
図3(c)は、指針本体部30の中間部を、図3(a)に示す切断線B−Bで切った断面図である。図3(c)に示すように、指針本体部30の指針下面部42は、指針上面部40よりも幅が狭く形成されている。これは、指針本体部30をできるだけ軽量化するためである。指針本体部30を軽量化することによって、指針20を回動させた際に、指針20のブレや、指針20を回動させるアクチュエータである、例えばステップモータの脱調を防止することができ、車速計10の信頼性をより一層向上させることができる。
【0024】
[指針本体部の成形方法の説明]
本実施例における指針本体部30の成形方法について、図4を用いて説明する。指針本体部30は、図4に示す4つの金型70,72,74,76を用いて成形される。このとき、指針本体部30と基端部36は、図3(a)から図3(c)で説明した形状を有しているため、成形後に金型を抜き取れるように分割位置が設定される。
【0025】
本実施例では、金型70,72は指針本体部30の先端側を形成するために用いられ、金型70と金型72の分割線M1−M2は、指針本体部30の指針上面部40に沿って設定される。
【0026】
また、金型74,76は基端部36を形成するために用いられ、金型74と金型76の分割線M5−M6は、基端部36のフランジ部32の上面の位置に設定される。
【0027】
そして、金型70と金型74の分割線M3−M5は、指針本体部30と基端部36の境界位置に設定されるため、そこには分割線M3−M5に沿うパーティングライン50が形成される。このパーティングライン50は、図4には図示しないが、指針上面部40における、指針本体部30と基端部36の境界位置にも形成される。
【0028】
[指針の照明構造の説明]
図5A図5Bを用いて、指針20の照明構造について説明する。図5Aは、図1の切断線A−Aに沿う断面図である。図5Bは、指針20の上面図である。
【0029】
図5Aに示すように、文字板16の裏面側には、立壁部19を介して基板18が設置されている。この基板18に設置されたステップモータ52の回転軸である指針回動軸部51が、指針20のフランジ部32の中心付近に取り付けられている。このステップモータ52は、基板18に設置された駆動制御部53によって駆動されて、指針20を回動させる。
【0030】
基板18の指針回動軸部51の近傍には、例えばLED(発光ダイオード)で構成された光源60が設置されている。この光源60は、基板18に設置された照明制御部54によって点灯状態が制御される。光源60の照射方向は、光入射部33の方向へ向くように設置されて、指針20を照明するための照明光(光線)を放射する。なお、図5Aは、一例として1個の光源60を示すが、指針20の回動位置によらずに均一な量の照明光を光入射部33に入射できるよう、指針回動軸部51を取り巻く位置に、周状に複数の光源を設置してもよい。
【0031】
光源60から出射した光線(例えば光線L1)は、光入射部33から基端部36の内部に入射して、反射面34で反射する。
【0032】
その後、光線L1は、点P1,点Q1,点P2,点Q2,点P3,点Q3,点P4,点Q4,点P5,点Q5,点P6において反射を繰り返しながら、指針本体部30の先端に向かって導光される。なお、光源から出射する光線は所定の広がりを有するが、ここで示した光線L1は、その中の主光線を表している。
【0033】
指針下面部42には、ホットスタンプと呼ばれる印刷加工方法によって、反射率の高い白色層が印刷されている。そのため、指針下面部42の点Q1,Q2,Q3,Q4,Q5に到達した光線は、指針上面部40に向けて反射する。
【0034】
一方、基端部36において点P1に到達した光線、および、指針上面部40において点P2,P3,P4,P5,P6に到達した光線のうち、臨界角よりも浅い角度で入射した光線は、全反射条件を満足するため、指針本体部30の先端に向かって全反射される。
【0035】
そして、全反射条件を満足しない光線は、点P1,P2,P3,P4,P5,P6において拡散し、指針20の外部に出射する。このとき、外部からは、指針20が照明されているように見える。
【0036】
基端部36および指針本体部30の上面のうち、スリット24の隙間から外部に露出した領域には、表面にシボ加工が施されて、図5Bに示すように、指針20の基端部36側から順に、第1シボ領域80(境界領域)と第2シボ領域82が形成されている。シボ加工は梨時処理とも呼ばれ、表面に微細な凹凸を形成する表面加工である。この加工は、一般に、エアーブラスト装置(サンドブラスト装置)によって行われる。指針20は前述したように金型を用いて成形されるが、シボ加工は、この金型の表面に対して行われる。シボ加工の程度は、表面に施す凹凸の濃さ,深さ,粗さ,径の大きさによって表され、例えば粗いビーズを吹き付けると、濃く,深く,粗く,径の大きいシボが形成される。一方、細かいビーズを吹き付けると、薄く,浅く,細かく,径の小さいシボが形成される。導光体の表面にこのようなシボ加工を施すと、導光体の内部を導光された光線のうち、表面で全反射する光線の量と、表面で拡散する光線の量をそれぞれ変化させることができる。
【0037】
なお、図5Bにおいて、第1シボ領域80(境界領域)は、パーティングライン50を含む領域に形成される。この第1シボ領域80には、光線を指針20の外部にできるだけ広く拡散させるよう、濃い(深い,粗い,径の大きい)シボが形成される。
【0038】
また、第2シボ領域82は、第1シボ領域80(境界領域)に隣接して形成される。この第2シボ領域82には、第1シボ領域80に形成されるシボよりも薄い(浅い,細かい,径の小さい)シボが形成される。
【0039】
このように、パーティングライン50を含む領域に第1シボ領域80(境界領域)を形成することによって、パーティングライン50への光の集中を緩和することができ、前述した点光りの発生を抑えることができる。詳しくは後述する。
【0040】
また、第2シボ領域82に薄い(浅い,細かい,径の小さい)シボを形成することによって、指針本体部30の内部を導光された光を、指針上面部40を均一な輝度で発光させることができるとともに、指針20の先端まで光線を導光させることができる。詳しくは後述する。
【0041】
[実施例1の作用の説明]
次に、実施例1の作用について、図6Aから図6Cを用いて説明する。図6Aは、実施例1において、指針20に形成されたパーティングライン50の近傍における、光線L2,L3の挙動を説明する図である。
【0042】
パーティングライン50の近傍には、指針20の内部を導光された光線が、様々な方向から到達する。そのうち、光線L2のようにパーティングライン50の内部に進入した光線は、パーティングライン50の内部を進行して、パーティングライン50の表面で拡散して拡散光D1として外部に出射する。
【0043】
また、パーティングライン50の近傍に到達した光線L3は、パーティングライン50を含む第1シボ領域80(境界領域)に形成されたシボによって拡散されて、拡散光D3として指針20の外部に出射する。
【0044】
一方、パーティングライン50の近傍にシボが形成されないときは、図6Bに示すように、パーティングライン50の近傍に到達した光線L3は、指針20の表面から外部に出射して、その後、パーティングライン50の側面で拡散して、拡散光D2として指針20の外部に出射する。
【0045】
すなわち、図6A図6Bを比較すると、パーティングライン50の近傍の第1シボ領域80(境界領域)にシボを形成することによって、パーティングライン50の近傍表面に到達した光線は、その位置で指針20の外部に向かって広く拡散される。したがって、この拡散光により、パーティングライン50の近傍が明るく照明される。一方、指針20の表面から外部に出射して、さらにパーティングライン50に当たる光線が減少する。したがって、パーティングライン50への光の集中が抑制されて、点光りの発生が抑えられる。
【0046】
なお、本実施例1にあっては、図6Cに示すように、第1シボ領域80(境界領域)に対して、指針20の先端側に隣接する位置に、第2シボ領域82を形成している。この第2シボ領域82には、図6Cに示すように、第1シボ領域80に形成されたシボよりも薄い(浅い,細かい,径の小さい)シボが形成されている。
【0047】
このような第2シボ領域82を設けることによって、指針本体部30の先端側に向けて導光された光線が、第2シボ領域82において指針20の外部に拡散されるとともに、残った光線は指針20の先端に向かってさらに導光される。その際、第2シボ領域82に形成されたシボは浅いため、指針20の外部に拡散される光の量は第1シボ領域80よりも減少する。したがって、指針20の内部を導光される光の減衰量が小さくなるため、指針20を先端に至るまで均一な輝度で照明することができる。
【0048】
なお、実施例1において、第1シボ領域80(境界領域)はパーティングライン50を含む範囲に形成されるが、第2シボ領域82の形成範囲は、使用する指針の形状や材質に応じて、実験等によって決定される。また、形成するシボの濃さ(深さ,粗さ,径の大きさ)についても同様である。
【0049】
次に、本発明に係る車両用計器の指針構造の別の実施例について、図5C図6Dを参照して説明する。
【実施例2】
【0050】
図5Cは、本発明に係る車両用計器の指針構造が適用された指針20aの上面図である。指針20aの内部構造は、実施例1で説明した指針20と同様であるため、説明は省略する。
【0051】
指針20aの上面には、図5Cに示すように、根元側から順に第1シボ領域80(境界領域),第2シボ領域84,第3シボ領域86がそれぞれ連続して形成されている。また、各領域には、図6Dに示すようなシボが形成されている。具体的には、第1シボ領域80には濃い(深い,粗い,径の大きい)シボが形成され、第2シボ領域84には、第1シボ領域80よりも薄い(浅い,細かい,径の小さい)シボが形成される。そして、第3シボ領域86には、第2シボ領域84よりも薄い(浅い,細かい,径の小さい)シボが形成される。すなわち、指針20の先端側に向かうにつれて、より浅いシボが形成される。
【0052】
このようなシボの分布を形成することによって、導光中の光の減衰をできるだけ抑えて、指針20aの先端まで光線を確実に導光することができ、指針20aの輝度をより一層均一にすることができる。
【0053】
なお、実施例2において、第1シボ領域80(境界領域)はパーティングライン50を含む範囲に形成されるが、第2シボ領域84と第3シボ領域86の形成範囲は、使用する指針の形状や材質に応じて、実験等によって決定される。また、形成するシボの濃さ(深さ)についても同様である。
【0054】
以上、説明したように、実施例1に係る車速計10(車両用計器)の指針20によれば、光源60から出射した照明光を基端部36に備えられた光入射部33から指針20の内部に入射させて、反射面34で反射させて指針本体部30の内部で導光させる。導光させた光の一部は、指針上面部40から外部に出射させて、残りの光は、指針上面部40と指針下面部42の間で反射を繰り返しながら、指針20の先端に向けて進行させる。このとき、指針本体部30と基端部36の境界の外表面にシボを形成して第1シボ領域80(境界領域)としたため、第1シボ領域80に到達した光が拡散されて、第1シボ領域80への光の集中が抑制される。したがって、指針本体部30と基端部36の境界領域における点光りの発生が緩和されて、指針上面部40を均一な明るさで照明することができる。
【0055】
また、実施例1に係る車速計10(車両用計器)の指針20によれば、指針20は、加熱溶融された材料を金型70,72,74,76内に射出注入して冷却,固化させることによって成形されるものであって、第1シボ領域80(境界領域)は、金型70,72,74,76の分割位置に生じるパーティングライン50を含む領域であるため、パーティングライン50への光の集中による点光りが抑制されて、指針上面部40を均一な明るさで照明することができる。
【0056】
そして、実施例1に係る車速計10(車両用計器)の指針20によれば、指針上面部40の先端側には、第1シボ領域80(境界領域)に形成したシボよりも浅いシボが形成された第2シボ領域82を形成したため、第2シボ領域82に到達した光の減衰が抑えられて指針20の先端に向かって導光されるため、指針20を先端に至るまで均一な輝度で照明することができる。
【0057】
さらに、実施例2に係る車速計10(車両用計器)の指針20aによれば、第1シボ領域80(境界領域)から指針上面部40の先端側に、より浅いシボを有する第2シボ領域84を形成し、さらに指針上面部40の先端側に、さらに浅いシボを有する第3シボ領域86を形成したため、光の減衰が抑えられて、指針20aの先端まで光を確実に導光することができる。したがって、指針20aを、先端に至るまでより一層、均一な輝度で照明することができる。
【0058】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。
【0059】
例えば、指針本体部30を成形する金型の分割構造は、図4に示す形態に限定されるものではない。すなわち、金型70と金型74をひとつの金型として、さらに、金型72と金型76をひとつの金型として、指針本体部30を成形してもよい。この場合、図4において、M1−M2−M5−M6が金型の分割線になる。但し、このような金型の分割構造を用いた場合であっても、パーティングライン50が形成されるため、パーティングライン50を含む領域にはシボ加工を施す必要がある。
【符号の説明】
【0060】
16・・・・文字板
18・・・・基板
20・・・・指針
22・・・・指針キャップ
30・・・・指針本体部
32・・・・フランジ部
33・・・・光入射部
34・・・・反射面
36・・・・基端部
40・・・・指針上面部
42・・・・指針下面部
50・・・・パーティングライン
60・・・・光源
80・・・・第1シボ領域(境界領域)
82・・・・第2シボ領域
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図5C
図6A
図6B
図6C
図6D