発光指針構造

【課題】光源の光を効率的に利用することにより、指針の輝度不足と発光ムラを防止して視認性を高めると共に、コンパクトに構成された発光指針構造を提供する。
【解決手段】指針３と一体に回動する中継プリズム７の受光面９に、指針３の回動範囲の中心側に対応する中央受光面１５と、指針３の両回動方向に拡大して設けられた拡大受光面１７とを設け、光源５からの光を高い効率で受光して指針３に照射する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用計器などに用いられ、指針に光を導入し、光輝させて視認性を向上させる発光指針構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に「発光指針」が記載され、特許文献２に「指針の照明装置」が記載されている。
【０００３】
これら特許文献１の発光指針２０１と特許文献２の指針の照明装置３０１は、例えば、図２７に示すような車両の計器２５１，２５３に用いられる。
【０００４】
図２８と図２９のように、発光指針２０１は、光源２０３からの光が受光部材２０５を透過して指示部材２０７の入光部２０９，２１１に入光し、指示部材２０７を発光させ、計器２５１，２５３の文字盤２５５，２５７上で視認性を高めている。
【０００５】
また、図３０と図３１のように、指針の照明装置３０１は、光源３０３の光が指針プリズム３０５を透過し、指針３０７に入光して発光させ、文字盤２５５，２５７上で視認性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−８１６４４号公報
【特許文献２】実開２００３−１９４５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、発光指針２０１では、光源の光を取り入れる入光部２０９，２１１の面積が狭く、充分な光量が得られないので、輝度不足と発光ムラによって指示部材２０７の視認性を充分に高めることができない恐れがある。
【０００８】
また、指針の照明装置３０１の場合、指針プリズム３０５は固定側に配置されており、指針３０７の回動に対応するために、図３１のように、指針３０７の回動軸３０９の全周にそれぞれ４個の光源３０３と指針プリズム３０５が配置されているが、指針３０７の回動角度は３６０°より小さいから、指針３０７の回動範囲に入らない光源３０３と指針プリズム３０５において、光源３０３が電力を無駄に消費すると共に、指針プリズム３０５が無駄にスペースを占有している。
【０００９】
そこで、この発明は、光源からの光を効率的に利用することによって指針の輝度不足と発光ムラを防止し、視認性を充分に高めることができると共に、スペースの利用効率を向上させて、コンパクトに構成可能な発光指針構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発光指針構造は、回動自在に配置された指針と、光源からの光を前記指針へ導いて照射する中継プリズムとを備えた発光指針構造であって、前記中継プリズムは、前記指針と一体に回動すると共に、前記光源からの光を受光する受光面と、受光した光を反射させる反射面と、受光した光を射出する射出面とを有し、前記受光面は、前記指針の回動範囲の中心側に対応する中央受光面と、前記指針の回動方向の両側に拡大して設けられた拡大受光面とを有し、前記反射面は、前記受光面からの光を集光しながら前記射出面に導き、前記射出面は、前記指針に設けられた入光部とほぼ同一の形状及び寸法を有し、前記反射面からの光を前記入光部に向けて射出し、指針を照射することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載された発光指針構造であって、前記光源と前記中継プリズムとの間に、前記指針と一体に回動する指針プリズムが配置され、前記指針プリズムは、薄板状の基板に設けられ、光源からの光を集光し、中継プリズムの前記受光面に向けて照射する凸レンズを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された発光指針構造であって、中継プリズムの前記受光面が、前記光源、あるいは、指針プリズムの前記凸レンズとの近接位置まで延長されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された発光指針構造であって、前記光源が、中継プリズムの前記拡大受光面、あるいは、指針プリズムの前記凸レンズの回動範囲に対向する範囲内に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された発光指針構造であって、中継プリズムは、前記反射面が第１反射面と第２反射面とからなると共に、第１導光部と第２導光部とを有し、前記第１導光部は中継プリズムの前記受光面で受けた光を前記第１反射面へ導き、前記第２導光部は第１反射面で反射した光を前記第２反射面へ導き、第２反射面は反射した光を前記射出面へ導くように構成され、中継プリズムの受光面から第１導光部と第１反射面と第２導光部と第２反射面と射出面までの光束面積をこの順で狭くすることによって、前記光源からの光を集光して指針の前記入光部に照射することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された発光指針構造であって、中継プリズムの前記拡大受光面は、前記中央受光面から、前記指針を回動させる駆動力源の駆動軸の周方向両側に向けて拡大されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発光指針構造は、中継プリズムの受光面を、指針の回動範囲の中心側に対応する中央受光面と、回動方向の両側に拡大して設けられた拡大受光面とで形成し、回動する指針に対応させたことによって光源からの光を効率良く受光すると共に、射出面の形状及び寸法を指針の入光部とほぼ同一にしたことによって光を効率良く指針に入光させている。
【００１７】
従って、指針の輝度不足と発光ムラが防止され、計器（文字盤）上での視認性を充分に高めることができる。
【００１８】
また、上記のように光を有効に利用することによって、光源（例えば、発光ダイオード：LED）の消費電力をそれだけ低減することができる。
【００１９】
請求項２の発光指針構造は、請求項１の構成と同等の効果が得られる。
【００２０】
また、光源と中継プリズムとの間に凸レンズを有する指針プリズムを配置したことによって、中継プリズムが凸レンズで収束された光を効率よく受光することができるようになり、光の利用効率がさらに向上し、指針の視認性を高めることができる。
【００２１】
また、光の利用効率の向上分だけ、光源の消費電力をさらに低減することができる。
【００２２】
また、基板を薄板状にしたことによって指針プリズムは小型で薄く構成されており、それだけスペースの利用効率に優れており、発光指針構造のコンパクト化が可能になる。
【００２３】
請求項３の発光指針構造は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果が得られる。
【００２４】
また、中継プリズムの受光面を、光源や、指針プリズムの凸レンズとの近接位置まで延長したことにより、光源からの光や、凸レンズで収束された光を効率よく受光することが可能になり、光の利用効率がさらに向上し、指針の視認性を高めることができる。
【００２５】
また、光の利用効率の向上分だけ、光源の消費電力がさらに低減される。
【００２６】
請求項４の発光指針構造は、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果が得られる。
【００２７】
また、光源を、中継プリズムの拡大受光面または指針プリズムの凸レンズの回動範囲に対向する範囲内に配置したことにより、光源と指針プリズムの一部が回動範囲外に配置されている特許文献２の従来例と異なって、光源による無駄な電力消費が防止されると共に、範囲外の指針プリズムによる無駄なスペースの占有も回避され、その分のコンパクト化が可能になる。
【００２８】
請求項５の発光指針構造は、請求項１〜請求項４の構成と同等の効果が得られる。
【００２９】
また、受光面から第１導光部と第１反射面と第２導光部と第２反射面と射出面に至る光の透過経路を中継プリズムに設け、光束の面積をこの経路透過に沿って狭くしたことにより、光の集光効果が向上するから、指針への入射光がそれだけ強くなり、視認性が向上する。
【００３０】
請求項６の発光指針構造は、請求項１〜請求項５の構成と同等の効果が得られる。
【００３１】
また、中継プリズムの拡大受光面を中央受光面から、指針の駆動軸の周方向両側に拡大させて設けたことによって、駆動力源の駆動軸回りのスペース利用効率を向上させたので、それだけコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の発光指針構造１の構成を示す断面図である。
【図２】発光指針構造１の要部を示す斜視断面図である。
【図３】発光指針構造１の要部を示す斜視図である。
【図４】発光指針構造１に用いられている中継プリズム７の斜視図である。
【図５】中継プリズム７の正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】中継プリズム７の側面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】中継プリズム７の上面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】図１０のＥ−Ｅ断面図である。
【図１３】図１０のＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】中継プリズム７の下面図である。
【図１５】中継プリズム７の延長部２１を示す斜視図である。
【図１６】実施例２の発光指針構造１０１の構成を示す断面図である。
【図１７】発光指針構造１０１の要部を示す斜視断面図である。
【図１８】発光指針構造１０１の要部を示す上面図である。
【図１９】発光指針構造１０１の要部を示す断面図である。
【図２０】発光指針構造１０１の要部を示す断面図である。
【図２１】発光指針構造１０１の要部を示す斜視図である。
【図２２】発光指針構造１０１に用いられている指針プリズム１０３の斜視図である。
【図２３】指針プリズム１０３の上面図である。
【図２４】指針プリズム１０３の側面図である。
【図２５】指針プリズム１０３の側面図である。
【図２６】指針プリズム１０３の下面図である。
【図２７】従来例２０１，３０１が用いられている計器２５１，２５３を示す図面である。
【図２８】従来例２０１を示す断面図である。
【図２９】従来例２０１を示す分解斜視図である。
【図３０】従来例３０１の断面図である。
【図３１】従来例３０１に用いられている指針プリズム３０５の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る発光指針構造の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１〜図１５によって発光指針構造１（実施例１）の説明をする。
【００３５】
発光指針構造１は、図１のように、回動自在に配置された指針３と、光源５（例えば、発光ダイオード：LED）からの光を指針３へ導いて照射する中継プリズム７とを備えた発光指針構造１であって、中継プリズム７は、指針３と一体に回動すると共に、図４〜図１５のように、光源５からの光を受光する受光面９と、受光した光を反射させる反射面１１と、受光した光を射出する射出面１３とを有し、受光面９は、指針３の回動範囲の中心側に対応する中央受光面１５と、中央受光面１５の両側に拡大して設けられた拡大受光面１７，１７とを有し、反射面１１は、受光面９からの光を集光しながら射出面１３に導き、射出面１３は、指針３に設けられた入光部１９とほぼ同一の形状及び寸法を有し、反射面１１からの光を入光部１９に向けて射出し、指針３を照射する。
【００３６】
また、中継プリズム７の受光面９は、延長部２１を設けることによって光源５との近接位置にまで延長されている。
【００３７】
また、光源５は、中継プリズム７の拡大受光面１７，１７の回動範囲に対向する範囲内に配置されている。
【００３８】
また、中継プリズム７は、図１３のように、反射面１１が第１反射面２３と第２反射面２５とからなると共に、第１導光部２７と第２導光部２９とを有し、第１導光部２７は受光面９で受けた光を第１反射面２３へ導き、第２導光部２９は第１反射面２３で反射した光を第２反射面２５へ導き、第２反射面２５は反射した光を射出面１３へ導くように構成されており、図５〜図１２のように、受光面９から第１導光部２７と第１反射面２３と第２導光部２９と第２反射面２５と射出面１３までの光束面積をこの順で狭くすることにより、光源５からの光が集光されて指針３の入光部１９に照射される。
【００３９】
また、図３のように、中継プリズム７の拡大受光面１７，１７は、中央受光面１５から、指針３を回動させる内機３１（駆動用モータ：駆動力源）の駆動軸３３の周方向両側に延長して設けられている。
【００４０】
図１〜図３のように、指針３の下部には指針袴３５が取り付けられており、指針３は指針袴３５のボス部３７を介して内機３１の駆動軸３３に連結されている。内機３１はケース３９の下部に固定された配線板４１に４本の爪４３で取り付けられており、ケース３９の上部には文字盤４５が固定されている。また、指針３の上部には指針キャップ４７が取り付けられ、指針キャップ４７の内側には、駆動軸３３を中心にして指針３の両端部間でバランスをとるバランス４９が固定されている。中継プリズム７は、射出面１３を指針３の入光部１９と接触させた状態で、２箇の取付脚５１によって指針袴３５に固定され、指針３と一体に回動する。
【００４１】
内機３１は配線板４１の端子５３に接続されており、光源５は配線板４１上に複数個接続され、上記のように各光源５は中継プリズム７の中央受光面１５と拡大受光面１７の回動範囲に対向する範囲内に配置されている。
【００４２】
指針３は内機３１に駆動され、回動して文字盤４５上の指標を指示し、中継プリズム７は指針３と共に回動しながら、常に受光面９（中央受光面１５と拡大受光面１７）から光源５の光を効率的に受光し、図１３のように、受光した光は第１導光部２７と第１反射面２３と第２導光部２９と第２反射面２５とを介して射出面１３まで透過し、入光部１９から指針３に照射される。
【００４３】
また、中継プリズム７を透過する光束面積（透過光の断面積）は、第１導光部２７で図６と図７のように、第１反射面２３で図９のように、第２導光部２９で図１１と図１２のように徐々に狭くなっており、中継プリズム７は、このように光束面積を透過光路に沿って順に狭くすることにより、透過光を集光して指針３に照射し、文字盤４５上での視認性を高めている。
【００４４】
発光指針構造１は、中継プリズム７の受光面９を、指針３の回動範囲の中心側に対応する中央受光面１５と、回動方向の両側に拡大して設けられた拡大受光面１７とで形成し、指針３の回動範囲に対応させたことによって光源５，５からの光を効率良く受光すると共に、射出面１３の形状及び寸法を指針３の入光部１９とほぼ同一にしたことによって指針３に光を効率良く照射するので、指針３の輝度不足と発光ムラが防止され、文字盤４５上での視認性が充分に高められている。
【００４５】
また、延長部２１を設けて中継プリズム７の受光面９（中央受光面１５と受光面１７）を、光源５との近接位置まで延長したことによって、光源５からの光を効率よく受光することが可能になり、それだけ光の利用効率が向上し、指針３の視認性を高めることができる。
【００４６】
また、中継プリズム７に受光面１７と延長部２１を設け、光を上記のように有効に利用したことによって、光源５の消費電力をそれだけ低減することができる。
【００４７】
また、光源５を中継プリズム７の拡大受光面１７の回動範囲に対向する範囲内に配置したことにより、光源と指針プリズムの一部が回動範囲外に配置されている特許文献２の従来例と異なって、光源５による無駄な電力消費が防止されると共に、中継プリズム７が無駄なスペースを占有することがないから、その分のコンパクト化が可能になる。
【００４８】
また、中継プリズム７の光の透過経路を順に狭くしたことによって光の集光効果が向上し、指針３への入射光がそれだけ強くなり、視認性が向上している。
【００４９】
また、中継プリズム７の拡大受光面１７を中央受光面１５から、駆動軸３３の周方向両側に延長して設け、駆動軸３３の周囲のスペース利用効率を向上させたので、さらにコンパクトに構成することが可能になる。
【実施例２】
【００５０】
図１６〜図２６によって発光指針構造１０１（実施例２）の説明をする。以下、実施例１と同一の機能部及び機能部材には同一の符号を付して説明し、重複する説明文は省略する。
【００５１】
発光指針構造１０１は、図１６〜図２１のように、実施例１の発光指針構造１において、光源５と中継プリズム７との間に、指針３と一体に回動する指針プリズム１０３を配置したものである。
【００５２】
指針プリズム１０３は、薄板状の基板１０５に凸レンズ１０７が形成されており、凸レンズ１０７は、光源５からの光を集光し、中継プリズム７の受光面９（中央受光面１５と受光面１７）に向けて照射する。
【００５３】
また、中継プリズム７の受光面９は、延長部２１によって指針プリズム１０３の凸レンズ１０７との近接位置まで延長されている。
【００５４】
また、凸レンズ１０７は基板１０５に複数個形成されており、光源５は凸レンズ１０７の回動に対向する範囲内に配置されている。
【００５５】
指針プリズム１０３は基板１０５に設けられた３本の脚１０９によって指針袴３５に取り付けられ、上記のように指針３と一体に回動する。また、駆動軸３３は指針プリズム１０３の基板１０５に設けられた丸孔１１１を貫通して指針袴３５のボス部３７に連結されている。
【００５６】
光源５の光は凸レンズ１０７によって収束された後、中継プリズム７の中央受光面１５と受光面１７に効率よく入光し、中継プリズム７の透過光路で集光されて指針３に照射され、文字盤４５上で視認性を高める。
【００５７】
発光指針構造１０１は、光源５の光を指針プリズム１０３の凸レンズ１０７で収束してから中継プリズム７に入光させると共に、中継プリズム７の受光面９（延長部２１）を凸レンズ１０７との近接位置まで延長したので、収束された光を効率よく受光することが可能になり、光の利用効率が向上し、指針の視認性を高めることができる。
【００５８】
また、光の利用効率の向上分だけ、光源５の消費電力を低減することができる。
【００５９】
また、基板１０５を薄板状にしたことによって指針プリズム１０３は小型で薄く構成されており、それだけスペースの利用効率に優れ、発光指針構造１０１のコンパクト化が可能になる。
【００６０】
また、光源５を凸レンズ１０７の回動範囲に対向する範囲内に配置したので、特許文献２の従来例と異なって、光源５による無駄な電力消費が防止されると共に、範囲外の指針プリズム１０３による無駄なスペースの占有も回避され、さらにコンパクト化される。
【００６１】
これに加えて、発光指針構造１０１は、実施例１の発光指針構造１と同等の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６２】
１発光指針構造
３指針
５光源
７中継プリズム
９受光面
１１反射面
１３射出面
１５中央受光面
１７拡大受光面
１９入光部
２３第１反射面
２５第２反射面
２７第１導光部
２９第２導光部
３１内機（駆動力源）
３３駆動軸
１０１発光指針構造
１０３指針プリズム
１０５薄板状の基板
１０７凸レンズ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動自在に配置された指針と、光源からの光を前記指針へ導いて照射する中継プリズムとを備えた発光指針構造であって、
前記中継プリズムは、前記指針と一体に回動すると共に、前記光源からの光を受光する受光面と、受光した光を反射させる反射面と、受光した光を射出する射出面とを有し、
前記受光面は、前記指針の回動範囲の中心側に対応する中央受光面と、前記指針の回動方向の両側に拡大して設けられた拡大受光面とを有し、
前記反射面は、前記受光面からの光を集光しながら前記射出面に導き、
前記射出面は、前記指針に設けられた入光部とほぼ同一の形状及び寸法を有し、前記反射面からの光を前記入光部に向けて射出し、指針を照射することを特徴とする発光指針構造。
【請求項２】
請求項１に記載された発光指針構造であって、
前記光源と前記中継プリズムとの間に、前記指針と一体に回動する指針プリズムが配置され、
前記指針プリズムは、薄板状の基板に設けられ、光源からの光を集光し、中継プリズムの前記受光面に向けて照射する凸レンズを有することを特徴とする発光指針構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された発光指針構造であって、
中継プリズムの前記受光面が、前記光源、あるいは、指針プリズムの前記凸レンズとの近接位置まで延長されていることを特徴とする発光指針構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された発光指針構造であって、
前記光源が、中継プリズムの前記拡大受光面、あるいは、指針プリズムの前記凸レンズの回動範囲に対向する範囲内に配置されていることを特徴とする発光指針構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された発光指針構造であって、
中継プリズムは、前記反射面が第１反射面と第２反射面とからなると共に、第１導光部と第２導光部とを有し、
前記第１導光部は中継プリズムの前記受光面で受けた光を前記第１反射面へ導き、前記第２導光部は第１反射面で反射した光を前記第２反射面へ導き、第２反射面は反射した光を前記射出面へ導くように構成され、
中継プリズムの受光面から第１導光部と第１反射面と第２導光部と第２反射面と射出面までの光束面積をこの順で狭くすることによって、前記光源からの光を集光して指針の前記入光部に照射することを特徴とする発光指針構造。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された発光指針構造であって、
中継プリズムの前記拡大受光面は、前記中央受光面から、前記指針を回動させる駆動力源の駆動軸の周方向両側に向けて拡大されていることを特徴とする発光指針構造。

【図１】