JP3705206B2

JP3705206B2 - 指針照明装置

Info

Publication number: JP3705206B2
Application number: JP2001399573A
Authority: JP
Inventors: 耕治遠山
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003194593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光体を用いて光源の光を指針側に導き、指針を照明する指針照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の指針照明装置を図４に示す。回路基板１の裏面側に回路基板１と導通状態で装着され、回路基板１を貫通して前方に延びる回動軸２を有する計器本体３と、回動軸２の先端側に固着される指針軸４を有する指針５と、回路基板１上に実装され指針５の指示部６を照明する光源としての発光ダイオード７と、発光ダイオード７の光を指針５側に導く導光体８を備えている。この導光体８は凸状の受光部９を有する略角柱状または略円柱状である。そして、受光部９から導光体８内に入った発光ダイオード７の光は直進あるいは反射を繰り返しながら進み、導光体８の出射面１０より出射されて指針５の内部に入り、指針反射面１１で反射して指示部６を照明（発光）するようにしてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例においては、図４に矢印Ｚで示したように、発光ダイオード７の光が導光体８内に入らない場合や、導光体８内に入った光が反射を繰り返すことにより減衰してしまうということがあって、満足する指針５（指示部６）の明るさが得られない場合がある。
【０００４】
本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、光源から発せられた光を出来るだけ多く導光体内に取り込み、かつ指針側に効率よく導いて指針をより明るく照明するようにした指針照明装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、指針と、この指針を照明する光源と、この光源と前記指針との間の前記光源側に配置され、光源側が凹状の受光部を有する第１導光部で前記指針側が略錐状の第２導光部とからなる第１の導光体と、前記指針側に配置された略柱状の第２の導光体とを備えたものである。
【０００６】
また、前記第１導光部が略円柱状で、前記第２導光部が略円錐状で、前記第２の導光体が略円柱状である。
【０００７】
また、前記第２導光部と前記第２の導光体との径が一致しているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の指針照明装置を車両用の計器に適用した実施形態として説明する。図１は車両用の計器の部分断面を示し、硬質な回路基板１と、この回路基板１の裏面側に回路基板１と導通状態で装着され、回路基板１を貫通して前方に延びる回動軸２を有する例えば速度計用の計器本体３と、回動軸２の先端側に固着される指針軸４を有する指針５と、この指針５の後方に配置され指針５の動作に対応する表示部（図示せず）を設けた表示板１２と、回路基板１上に実装され指針５を照明する例えば白色で発光する発光ダイオード７および表示板１２の表示部を照明する例えば赤色で発光する発光ダイオード７Ａと、発光ダイオード７の光を指針５側に導く第１の導光体１３および第２の導光体１４と、発光ダイオード７Ａの光を表示板１２側に導く表示板用導光体１５と、表示板１２と回路基板１との間に配置され表示板１２および表示板用導光体１５を保持する保持部材１６を備えている。１７は指針５や表示板１２の前方側を覆う無色透明な透視板であり、１８は回路基板１の裏面側を覆うカバーである。
【０００９】
指針５は無色透明な合成樹脂からなる指示部６と、この指示部６と一体形成された指針軸４と、指示部６の基部１９周囲（指針軸４の上方）を覆う遮光部材としての黒色の指針キャップ２０と、バランサー２１からなる。指示部６の裏面には例えば白色の箔２２がホットスタンプされている。また、指示部６の基部１９側には指針受光部２３および指針反射面１１が形成してある。なお、指示部６と指針軸４は別体でも良い。この指針５は、指針軸４を計器本体３の回動軸２に圧入することによって計器本体３に固着されている。
【００１０】
表示板１２は、詳細は図示しないが、無色透明な基板の表面側に車両の速度を現す目盛，数字などの表示部となる例えば白色の透過性表示層を形成し、表示部を除いて例えば黒色の地色層を形成してある。この表示部は発光ダイオード７Ａが点灯しないときは白色で視認されるが、発光ダイオード７Ａが点灯したときは赤色で透過表示する様になっている。
【００１１】
第１の導光体１３は無色透明な合成樹脂からなり、指針５照明用の発光ダイオード７に対向して配置されており、発光ダイオード７からの光を取り込む凹状の受光部９Ａを有する末広がり（発光ダイオード７側の径が僅かに大きい）の円柱状の第１導光部２４と、指針５の指針受光部２３側が円錐状の第２導光部２５とからなり、第１導光部２４と第２導光部２５とは一体となっている。詳細は後述するが、この第２導光部２５の周囲は、第１の導光体１３内に入った光が出射する出射面１０Ａでもあり、その断面は直線に近い曲線となっている。また、本実施形態の場合、指針５照明用の発光ダイオード７は回動軸２の周囲に３個配置してあり、この発光ダイオード７に対応して第１の導光体１３も３個配置されているが、図２に示す様にそれぞれは連結部２６によって接続されて一体に形成されている。
【００１２】
第１の導光体１３と指針５の指針受光部２３との間に配置される第２の導光体１４は第１の導光体１３に対向している。この第２の導光体１４は無色透明な合成樹脂からなり、円柱状を成している。また、第２の導光体１４は第１の導光体１３から出射された光を受光する平坦な受光部９Ｂと、平面に近い凸状の出射面１０Ｂを有している。この第２の導光体１４の径は、前述した第１の導光体１３の第２導光部２５の径とほぼ一致させてある。
【００１３】
表示板用導光体１５は中央部に丸穴を有する略ドーナツ状の無色透明な合成樹脂からなる。発光ダイオード７Ａの光を受光する受光部９Ｃと、この受光部９Ｃから入射した光を周囲方向に反射させる反射面２７を有している。また、この反射面２７で反射して周囲方向に導かれた光は、出射面１０Ｃから出射される。また、本実施形態における表示板用導光体１５の裏面には係止爪２８を有する弾性片２９が設けてある。なお、表示板用導光体１５と第２の導光体１４とは連結部２６Ａによって接続されている。また、図示しないが第２の導光体１４同士も接続されて一体に形成されている。
【００１４】
保持部材１６は遮光性のある白色の合成樹脂からなり、回路基板１とほぼ平行な底部３０と、回動軸２周囲の指針５照明用の発光ダイオード７と表示板１２の表示部を照明する発光ダイオード７Ａとの間に立設した筒状部３１と、底部３０から表示板１２の周囲側に向かって傾斜して形成された反射部３２とを備えている。また、表示板用導光体１５の裏面に設けた弾性片２９に対応する底部３０には孔３３が設けてあり、この孔３３に弾性片２９を挿入して係止爪２８を底部３０の裏面に係止することにより、表示板用導光体１５が保持部材１６に固定される。また、表示板１２は筒状部３１先端の段部と保持部材１６の平坦部３４とに載置された状態で保持部材１６に保持される。筒状部３１は表示板１２を保持するとともに、発光ダイオード７，７Ａのそれぞれの光が混じり合わないように区画するものでもある。
【００１５】
発光ダイオード７Ａが点灯すると、前述した如く、点灯光は表示板用導光体１５の受光部９Ｃから入射し、反射面２７で反射して出射面１０Ｃから出射される。そして、保持部材１６の反射部３２に到達して、この反射部３２に反射して表示板１２の裏面側に向かい、表示部が透過照明される。この際、出射面１０Ｃから出射された光は全て保持部材１６の反射部３２に到達するものではなく、底部３０の内側に反射して表示板１２の裏面側に向かう光や表示板１２の裏面を直射する光もある。この様に、保持部材１６は表示板１２と表示板用導光体１５を保持するとともに、反射部材としての役目も果たす。
【００１６】
次に、指針の照明を図３に基づいて説明する。第１の導光体１３を構成する第１導光部２４に形成された凹状の受光部９Ａから第１の導光体１３内に入り、第２導光部２５の出射面１０Ａ方向に進んだ発光ダイオード７の光は、出射面１０Ａで屈折してほぼ真上方向（第２の導光体１４方向）に出射される。そして、第２の導光体１４の受光部９Ｂから第２の導光体１４内に入った光は直進して出射面１０Ｂから出射される（図３中、矢印Ｘ参照）。そして、図１に示す指針受光部２３から基部１９内に入り、指針反射面１１で指示部６側に反射して、指針５の指示部６を白色で照明する。
【００１７】
また、斜め前方方向に進んだ発光ダイオード７の光は、受光部９Ａから第１の導光体１３を構成する第１導光部２４内に入り、周面（反射面２７Ａ）で反射して第１導光部２４から第１の導光体１３を構成する第２導光部２５内に入って、第２導光部２５の出射面１０Ａから第２の導光体１４側に出射される。そして、第２の導光体１４の受光部９Ｂから第２の導光体１４内に入った光は周面（反射面２７Ｂ）に反射して進み、出射面１０Ｂから出射される（図３中、矢印Ｙ参照）。そして、指針受光部２３から基部１９内に入り、指針反射面１１で指示部６側に反射して、指針５の指示部６を白色で照明する。
【００１８】
この様に、発光ダイオード７の光を指針５側に導くために、第１の導光体１３の受光部９Ａを凹状とすることによって、発光ダイオード７から放射状に出射する多くの光を第１の導光体１３内に取り込むことができる。例えば、凹状受光部９Ａの頂点と発光ダイオード７との距離を、従来の凸状受光部９の頂点と発光ダイオード７との距離とほぼ等しくし、受光部９Ａが発光ダイオード７を取り巻くような凹状とすることによって、殆どの光を第１の導光体１３内に取り込むことができる。また、発光ダイオード７と指針５との間に第１の導光体１３と第２の導光体１４を配置したことによって、第１導光部２４から取り込んだ光を第２の導光体１４に集光させて入射させることができる。
【００１９】
よって、多くの光を指針５側に導くことが可能となって、指針５の指示部６を明るく照明（発光）させることができる（従来に比べて、指示部６の輝度をアップさせることができる）。この際、第２導光部２５の出射面１０Ａに到達した光は、この出射面１０Ａで屈折して第２の導光体１４を透過して指針受光部２３へと直進するため、反射によるロスをより少なくして指針５をより明るく照明できる。真上方向から多少ずれた光であっても、出射面１０Ａに直進した光であれば、指針受光部２３へとほぼ真っ直ぐ導くことが可能である。
【００２０】
なお、第１導光部２４および第２の導光体１４を円柱状とし、第２導光部２５を円錐状としたが、その形状は底面が真円である必要はなく、例えば円に近い多角形あるいは楕円形であったり、反射面が多少傾斜していたり曲線であっても良い。すなわち、略柱状（略円柱状），略錐状（略円錐状）でよい。但し、円に近い程発光ダイオード７の光を効率良く指針５側に導くことができ、指示部６をより明るく照明することができる。
【００２１】
また、本実施形態では第２導光部２５（出射面１０Ａ）の径（図３中、ａ）と、第２の導光体１４の径（図３中、ｂ）をほぼ一致させている。これは前述したように、第２導光部２５の出射面１０Ａに到達した光は指針受光部２３へとほぼ真っ直ぐ導くことが可能であるが、第２導光部２５の径が第２の導光体１４の径より大きいと、反射面２７Ａ寄りの出射面１０Ａに到達した光は、そこで屈折したとしても第２導光部２５内に入らない。逆に、第２導光部２５の径が第２の導光体１４の径より小さいと、出射面１０Ａ寄りの反射面２７Ａに到達した光は反射を繰り返して指針受光部２３へと進み、直進光が少なくなってしまう。よって、指針５の明るさが多少低下するため、第２導光部２５と第２の導光体１４との径はほぼ一致していることが望ましい。
【００２２】
なお、前記実施形態において、指針５や表示板１２の前方側を覆う透視板１７を無色透明としたが、例えば暗色系の透視板としても良い。この様にすると、通常指針５は視認されなく、発光ダイオード７の点灯によって指針５の指示部６が視認されることになるが、指示部６がより明るく照明されているために、透過率の低い透視板であっても十分な視認性が得られる。また、図示しないが第１の導光体１３の固定は、例えば、第１の導光体１３同士を接続する連結部２６に、表示板用導光体１５に設けたと同様な係止爪を有する弾性片を設けて、この係止爪を回路基板１の裏面に係止することにより、第１の導光体１３を回路基板１に固定すれば良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、発光ダイオード（光源）の光を出来るだけ多く第１の導光体内に取り込み、かつ指針側に効率よく導いて指針をより明るく照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を適用した車両用計器の部分断面図。
【図２】同実施形態の第１の導光体を示す正面図。
【図３】同実施形態の第１の導光体および第２の導光体を示す断面図（光路説明図）。
【図４】従来例の指針照明装置を示す断面図。
【符号の説明】
１回路基板
５指針
６指示部
７，７Ａ発光ダイオード（光源）
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ受光部
１３第１の導光体
１４第２の導光体
２４第１導光部
２５第２導光部

Claims

指針と、この指針を照明する光源と、この光源と前記指針との間の前記光源側に配置され、光源側が凹状の受光部を有する第１導光部で前記指針側が略錐状の第２導光部とからなる第１の導光体と、前記指針側に配置された略柱状の第２の導光体とを備えたことを特徴とする指針照明装置。
前記第１導光部が略円柱状で、前記第２導光部が略円錐状で、前記第２の導光体が略円柱状であることを特徴とする請求項１に記載の指針照明装置。
前記第２導光部と前記第２の導光体との径が一致していることを特徴とする請求項２に記載の指針照明装置。