JP2012154832A - 指針部材、指針ユニット、及び、指針計器 - Google Patents

指針部材、指針ユニット、及び、指針計器 Download PDF

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【課題】透光性の指針軸に固定された指針部材の指針部上面における反射部の近傍に暗部が生じることを防止する。
【解決手段】光源6aからの光を導光する指針軸14の端部に固定される軸受け部41を有すると共に前記固定された指針軸14内を導光した光を受光する基部40と、基部40の一端から指示方向に延びる指示部51と、基部40が受光した光を指示部51の先端に向けて反射するように基部40近傍の指示部51に設けられた指示方向反射面61と、を有する透光性部材からなる指針部材31において、指針軸14から40基部の外部に向かう光を指示方向反射面61近傍の指示部51の上面に向けて反射するように、前記基部40から指示部51に連なって形成された指針軸用反射部70を有することを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、透光性の指針軸からの光を導光して光輝する指針部材、該指針部材を有する指針ユニット、及び、該指針ユニットを有する指針計器に関するものである。
一般に車両には、車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用表示装置が搭載されており、多くの車両において車両用表示装置は指針計器で構成されている。指針計器は、表面に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板と、この文字板の前面側に配置されて文字板上の指標を指し示す指針ユニットと、指針ユニットが取り付けられた指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、回路パターンや電子部品等が設けられるとともに駆動装置が固定された配線板と、をメータケースに収容して構成している。
そして、このような指針計器に設けられた指針ユニットを暗所においても見やすくするために、指針ユニットを構成する指針部材を、透光性材料としての透光性の合成樹脂で形成するとともに、指針部材内に光源からの光を導光させて指針部材を光輝させる技術が種々開示されている。そして、特許文献1などに示す発光指針は、光源からの光の一部を指針の先端方向に向けて反射させる反射面を備えた中空状反射部を有して構成されている。また、特許文献2に示す計器は、透光性の指針軸を有し、指針がその指針軸内を導光した光源からの光を受光し、該受光した光によって指針を発光させる構造となっている。
例えば、図11に一部を示す指針計器901は、文字板902と、指針ユニットとしての自発光指針903と、測定量に応じて回動される指針軸914を備えた駆動装置904と、配線板905と、光源906と、を有している。自発光指針903は、透光性の合成樹脂により一体成形された基部940と指針部950とを有する指針部材としての指針本体931と、指針本体931を覆うとともに指針部950の上面953を視認者に向けて露出させるためのスリットが設けられたカバー部材932と、を備えている。この指針本体931は、基部940で受光した光を指針部950に導光してこの指針部950の上面953から視認者に向けて出光させることにより、カバー部材932のスリットを通じて発光視認される。
指針本体931の基部940は、光源906からの光を導光する指針軸914の先端に固定される軸受け部941と、指針軸914によって光源906から導かれ且つ指針軸014の先端から出光した光Lを受光する受光部942と、が設けられている。指針本体931の指針部950は、基部940から指針軸914の軸心Pに交差する指示方向S1及びその反対の後端方向S2にそれぞれ伸長された指示部951及び後方部952が設けられており、また、基部本体941の受光部942近傍の指針部950内には、指針部950を幅方向(図11の手前−奥方向)に貫通する中空状反射部960が設けられている。
この中空状反射部960は、指示方向反射面961と、後端方向反射面962と、透過面963と、からなる略三角形状に形成されている。また、指示方向反射面961と後端方向反射面962とが交差して形成された角部960aが、基部940に相対して配置されている。図12に示すように、指示方向反射面961は、受光部942で受光された光Lの一部L1を指示方向S1(図12の左方向)に反射し且つ当該光Lの他の一部L3を透過面963側に透過する。また、後端方向反射面962は、受光部942で受光された光Lの一部L2を後端方向S2(図12の右方向)に反射し且つ当該光Lの他の一部L3を透過面963側に透過する。そして、上記光L1は指示部951内を反射して指示方向S1に向けて進むとともに指示部951側の上面953から出光し、上記光L2は後方部952内を反射して後端方向S2に向けて進むとともに後方部952側の上面953から出光し、上記光L3は、透過面963に入光したのち中空状反射部960上方の上面953から出光し、これにより指針部950の上面953の全体が光輝する。
実開平6−12995号公報 特開2002−98556号公報
図12において、光L3を示す矢印は光の輝度を太さで表し、太いほど輝度が高く、細いほど輝度が低い。即ち、上述の透過面963に入光する光L3は、上記角部960aの直上の透過面963の箇所が最も輝度が高くなり、当該箇所から指示方向S1側又は後端方向S2側の透過面端部963bに向かって離れるにしたがって次第に輝度が低くなる。
また、図13に示すように、指針部950は、中空状反射部960上方の上面953から光L3が出光する出光領域E1と、指示部951及び後方部952の上面953の各々から光L1,L2が出光する出光領域E2と、を有している。そして、出光領域E1と出光領域E2との間には、中空状反射部960の屈折等により出光する光量が少ない暗部Dが生じてしまうと、指針部950に上面953に当該暗部Dが運転者等から視認されてしまうという問題が生じてしまう。このような暗部Dを防ぐために光拡散部品やフィルタ部材などを中空状反射部960に設けることもできるが、この場合は部品点数が増加すると共に組み立てにかかる工数も増加してしまい、指針部材のコストが増加してしまうという問題が生じてしまう。
さらに、図13に示すように、基部940の受光部942が指針軸914の先端から出光した光Lを受光する場合、その出光した一部の光L10は指針部950には向かわず、指針部950の外部に漏れてしまい、指針部950内に入射する光量が減ってしまうという問題があった。そして、このような指針軸914にかかる問題は、基部940から指示方向S1にのみ延びる指示部951を有する指針本体931(指針部材)にも同様に生じる問題である。
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、透光性の指針軸に固定された指針部材の指針部上面における反射部の近傍に暗部が生じることを防止できる指針部材、指針ユニット、及び、指針計器を提供することを課題としている。
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項1記載の指針部材は、光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材において、前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記指示方向反射面近傍の前記指示部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記指示部に連なって形成された指針軸用反射部を有することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の指針部材において、前記指針軸用反射部は、前記基部から前記指示部に連なって形成されて前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を導光する導光部と、前記導光部を導光した光を前記指示方向反射面近傍の前記指示部の上面に向けて反射する指針軸用反射面と、を有することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の指針部材において、前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、を有し、前記指針軸用反射部は、前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記後端方向反射面近傍の前記後方部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記後方部に連なって形成されていることを特徴とする。
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項4記載の指針部材は、光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材において、前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記後端方向反射面近傍の前記後方部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記後方部に連なって形成された指針軸用反射部を有することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載の指針部材において、前記指針軸用反射部は、前記指針部材の幅方向に並ぶ複数の部分反射面を有して構成していることを特徴とする。
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項6記載の指針ユニットは、請求項1〜5の何れか1項に記載の指針部材と、前記指針部材を覆うとともに前記指針部材の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6に記載の指針ユニットにおいて、前記指針部材の指針軸用反射部は、前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を前記指示方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットに向けて反射するように、前記指針部材の幅方向に向かって前記基部から突出するスリット用反射面を有することを特徴とする。
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項8記載の指針ユニットは、光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材と、前記指針部材を覆うとともに前記指針部材の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有する指針ユニットにおいて、前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を、前記指示方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するように、前記指針部材の幅方向に向かって前記基部から突出するスリット用反射面を有することを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項8に記載の指針ユニットにおいて、前記指針部材が、前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、を有し、前記スリット用反射面が、前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を、前記後端方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するように形成されていることを特徴とする。
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項10記載の指針計器は、請求項6〜9の何れか1項に記載の指針ユニットと、前記指針ユニットが取り付けられた前記指針軸を有し且つ前記指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、前記駆動装置の指針軸内を導光する光を発する光源と、を有することを特徴とする。
以上説明したように請求項1に記載した本発明によれば、基部の軸受け部に固定された指針軸から基部の外部に向かう光を、指示方向反射面近傍の指示部の上面に向けて反射する指針軸用反射部を基部から指示部に連ねて形成するようにしたことから、基部から指針部材の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光を指示方向反射面の端部寄りの指示部上面に導光することができるため、指示部の上面に暗部が生じることを防止できる。従って、指針部材の上面(発光面)における輝度ムラを解消し、照明品位の向上に貢献することができる。また、指示部の上面の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針部材のコスト削減を図ることができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、指針軸用反射部を導光部と指針軸用反射面とによって構成するようにしたことから、指針軸から指示部の外部に向かう光を、導光部によって指示部及び指針軸用反射面に導光することができるため、基部から指針部材の外部に漏れる光をより一層減少させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、基部の軸受け部に固定された指針軸から基部の外部に向かう光を、後端方向反射面近傍の後方部の上面に向けて反射する指針軸用反射部を基部から後方部に連なって形成するようにしたことから、基部から指針部材の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光を後端方向反射面の端部寄りの後方部上面に導光することができるため、後方部の上面に暗部が生じることを防止できる。従って、指示部の先端から後方部の後端までの指針部材の上面に輝度ムラが生じることを防止して、指針部材の上面を均一の輝度の発光させることができる。
以上説明したように請求項4に記載した本発明によれば、基部の軸受け部に固定された指針軸から基部の外部に向かう光を、後端方向反射面近傍の後方部の上面に向けて反射する指針軸用反射部を基部から後方部に連ねて形成するようにしたことから、基部から指針部材の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光を後端方向反射面の端部寄りの後方部上面に導光することができるため、後方部の上面に暗部が生じることを防止できる。従って、指針部材の上面(発光面)における輝度ムラを解消し、照明品位の向上に貢献することができる。また、後方部の上面の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針部材のコスト削減を図ることができる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4の何れか1項に記載の発明の効果に加え、指針部材の幅方向に並ぶ複数の部分反射面によって指針軸用反射面を構成するようにしたことから、種々異なる形状の反射面を組み合わせることができるため、指針軸から基部の外部に向かう光を、より一層確実に指示方向反射面近傍や後端方向反射面近傍の指針部材の上面に向けて反射させることができる。
以上説明したように請求項6に記載した本発明によれば、指示部の上面に暗部が生じることを防止した指針部材をカバー部材で覆い、該カバー部材のスリットから当該指示部の上面を露出させるようにしたことから、スリット全体を均一の輝度で発光させることができるため、照明品位の向上に貢献することができる。また、指示部の上面の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針ユニットのコスト削減を図ることができる。
請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の発明の効果に加え、基部の軸受け部に固定された指針軸からカバー部材の内面に向かう光を、指示方向反射面近傍のカバー部材のスリットに向けて反射するスリット用反射面を指針部材の幅方向に向かって基部から突出させて形成するようにしたことから、指示方向反射面近傍のスリットの輝度が暗くなることを防止できるため、より一層確実にスリット全体を均一の輝度で発光させることができる。
以上説明したように請求項8に記載した本発明によれば、基部の軸受け部に固定された指針軸からカバー部材の内面に向かう光を、スリット用反射面によって前記指示方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するようにしたことから、指示部の上面に暗部が生じても、スリット用反射面からの光を当該暗部近傍のスリットから外部に出光させることができ、指示部の先端から後方部の後端にわたるスリット全体を均一の輝度で発光させることができるため、照明品位の向上に貢献することができる。また、指示部の上面の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針ユニットのコスト削減を図ることができる。
請求項9に記載の発明によれば、請求項8に記載の発明の効果に加え、基部の軸受け部に固定された指針軸からカバー部材の内面に向かう光を、スリット用反射面によって前記後端方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するようにしたことから、後方部の上面に暗部が生じても、スリット用反射面からの光を該暗部近傍のスリットから外部に出光させることができ、指示部の先端から後方部の後端にわたるスリット全体を均一の輝度で発光させることができるため、照明品位の向上に貢献することができる。また、後方部の上面の暗部を解消するための拡散部品を後端方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針ユニットのコスト削減を図ることができる。
以上説明したように請求項10に記載した本発明によれば、指針部材の指示部の上面に暗部が生じることを防止した指針ユニットを駆動装置によって回動させ、該駆動装置の指針軸内を導光させた光源からの光によって当該指針ユニットを光輝させるようにしたことから、指針ユニットのスリット全体を均一の輝度で発光させることができるため、照明品位の向上に貢献することができる。また、指示部の上面の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針ユニットのコスト削減を図ることができる。
本発明の指針計器の一実施形態である車両用表示装置の断面図である。 図1の車両用表示装置が備える自発光指針(指針ユニット)の分解立体図である。 図1の車両用表示装置が備える自発光指針(指針ユニット)の拡大断面図である。 指針部材の指針軸用反射部を示す拡大部分斜視図である。 指針部材の指針軸用反射部の他の一例を示す拡大部分斜視図である。 指針部材の幅方向に突出した指針軸用反射部の他の一例を説明するための断面図である。 (a)は図6の指針軸用反射部を拡大した斜視図であり、(b)はその正面図である。 図6の指針軸用反射部が凸面である場合の断面図である。 図6の指針軸用反射部が凹面である場合の断面図である。 指針ユニットの他の実施形態を説明するための断面図である。 従来の指針計器及び自発光指針の構成を示す断面図である。 図11の自発光指針の指針本体に設けられた中空状反射部によって反射及び透過される光を説明するための図である。 図11の自発光指針の上面に中空状反射部によって生じる暗部を説明するための図である。
以下、本発明に係る指針計器の一実施形態である車両用表示装置について、図1〜図10を参照して説明する。
図1において、車両用表示装置1は、例えば、車両速度を表示する速度メータであり、表面2a(視認者から視認される面)に目盛及び数字、文字または記号等の指標が設けられた文字板2と、この文字板2の表面2a上に配置される指針ユニットとしての自発光指針(以下、指針ともいう)3と、指針3が先端に取り付けられる指針軸14を備えた駆動装置4と、回路パターンや電子部品等が設けられ且つ駆動装置4が固定された配線板5と、配線板5に設けられた複数の光源6a,bと、配線板5の中央から文字板2の縁部に向かうように形成されたテーパ部7aを有するケース7と、配線板5の裏面側を覆う裏カバー8と、表ガラス9と、を有している。
文字板2は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの透明又は半透明の合成樹脂などからなる、略円板状に形成された部材であり、文字板2の表面2aには、それぞれ図示しない遮光インクが印刷された遮光領域と、文字や目盛等の形状に沿って遮光インクを抜いて(遮光インクを印刷しないようにして)形成された透光性意匠としての指標が設けられている。各指標は、後述する光源6bによって文字板2の裏面側から照らされることにより発光視認される。
指針3は、文字板2の表面2a側に配置されて、文字板2に設けられた各指標を指示することによりこれら各指標と協働して計測量を表示する。指針3は、図2に示すように、指針部材としての指針本体31と、該指針本体31を覆う不透明な合成樹脂からなるカバー部材32と、カバー部材32内に設けられて指針3のバランスを調整するバランス部材39と、を有している。
指針本体31は、図1〜3に示すように、基部40と指針部50と中空状反射部60と指針軸用反射部70とを有し、例えば、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂など、透光性材料としての透光性の合成樹脂を用いて一体に形成されている。なお、本実施形態では、基部40と指針50は一体に形成する場合について説明するが、基部40と指針50とを別体に形成してもよい。
基部40は、指針軸14の端部に固定される軸受け部41と、該軸受け部41に固定された指針軸14内を導光した光を受光する受光部42と、を有している。なお、本実施形態では、基部40が中空円柱状に形成した場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、基部40の外形を略角柱などとすることもできる。
軸受け部41は、基部40に形成されており、指針軸14の先端が挿入嵌合されることにより、当該指針軸14に固定して取り付けられる。そして、指針軸14の先端に固定された基部40は、当該指針軸14の回動に応じて回動し、指針本体31の回動中心となっている。つまり、基部本体41の中心は、指針軸14の軸心Pに一致する。
受光部42は、軸受け部41と同一の円形で平面状に形成されている。受光部42は、指針軸14から出光した光を指針本体31内に取り込む。受光部42は、軸受け部41に指針軸14が嵌合されたとき、指針軸14の先端の端面14aと所定の間隔をあけて相対して配置される。本実施形態の軸受け部41内には、受光部42と指針軸14の端面14aの間に空間43を形成することで、指針軸14の端面14aから出光した光を空間43で拡散するようにしているが、これに代えて、受光部42と指針軸14の端面14aとを密着させて配置する構成とすることもできる。なお、受光部42の形状は、軸受け部41とは異なる形状や平面形状以外の形状とすることもできる。
指針部50は、受光部42が形成された基部40の一端に連なって形成されている。本実施形態の指針部50は、図3に示すように、指針軸14の軸心Pを境界として、指針本体31の指示方向S1に向かって基部40から伸長された指示部51と、指示方向S1とは反対の後端方向S2に向かって基部40から指示部51より短く伸長された後方部52と、を有している。即ち、指針部50の上面53は、指示部51及び後方部52の双方の上面であり、運転者等から視認される発光面となっている。
指針部50の上面53には、当該上面53から指針本体31の外部に向かって出光する光を拡散させるように拡散層53aが設けられている。拡散層53aは、例えば、ホットスタンプ、印刷、塗装、2色成形などの着色処理で形成したり、表面に対するシボや微細プリズムとして形成することができる。また、該上面53と対向する指針部50の底面54には、指針部50内から当該底面54に入射した光を反射するように反射層54aが設けられている。反射層54aは、拡散層53aと同様に形成される。なお、拡散層53a及び反射層54aは、少なくとも一方を指針本体31の構成から削除してもよい。
中空状反射部60は、図1,3に示すように、基部40の受光部42近傍の指針部50内に受光部42と対向して設けられている。中空状反射部60は、指示方向反射面61と、後端方向反射面62と、透過面63と、を有し、指針部50をその幅方向に貫通する略逆三角形状に形成されている。なお、中空状反射部60の形状は、本実施形態の略逆三角形状に限定するものではなく、例えば、指示方向反射面61と後端方向反射面62とを有する他の形状とすることもできる。
指示方向反射面61は、図中下方寄りの一端が基部40近傍に配置され、この一端から指示方向S1(図3中の左方向)に向かうにしたがって、指針軸14の軸心P方向(図3中の上方向)に沿って基部40から徐々に離れるように傾斜して形成されている。これにより、指示方向反射面61は、受光部42で受光された光Lの一部L1を指示方向S1に反射し、当該光Lの他の一部L3を透過面63側に透過する。
後端方向反射面62は、一端が指示方向反射面61の上記一端に交差して連接され、この一端から後端方向S2(図3中の右方向)に向かうにしたがって、指針軸14の軸心P方向(図3中の上方向)に沿って基部40から徐々に離れるように傾斜して形成されている。つまり、後端方向反射面62は、指示方向反射面61に交差して連接されている。これにより、後端方向反射面62は、受光部42で受光された光Lの一部L2を後端方向S2に反射し、当該光Lの他の一部L3を透過面63側に透過する。
透過面63は、一端が指示方向反射面61の図中上方寄りの他端に連接され、他端が後端方向反射面62の図中上方寄りの他端に連接されている。つまり、透過面63は、指示方向反射面61及び後端方向反射面62のそれぞれに連接されている。透過面63は、指針部50の上面53に対向して配置されている。そして、本実施形態の透過面63と指針部50の上面53とは互いに略平行である場合について説明するが、これに代えて、透過面63と指針部50の上面53とを平行以外の形状とすることもできる。また、本実施形態では、透過面63の長手方向(図3の左右方向)中心が、指針軸14の軸心P上に配置される場合について説明するが、これに代えて、指針軸14の軸心P上からずらして配置する構成とすることもできる。
指針軸用反射部70は、図3,4に示すように、基部40の指示方向S1側に設けられた第1指針軸用反射部71と、基部40の後端方向S2側に設けられた第2指針軸用反射部72と、を有している。
なお、本実施形態では、指針軸用反射部70が第1指針軸用反射部71と第2指針軸用反射部72の双方を有する場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、中空状反射部60近傍の指示方向S1寄りの上面53にのみ暗部が生じるような構成では第1指針軸用反射部71のみを指針本体31に設ける、中空状反射部60近傍の後端方向S2寄りの上面53にのみ暗部が生じるような構成では第2指針軸用反射部72のみを指針本体31に設けるなど種々異なる実施形態とすることができる。
第1指針軸用反射部71は、指針軸14から基部40の外部に向かう光L4を、指示方向反射面61近傍の指示部51の上面53に向けて反射するように、指示方向S1側の基部40から指示部51に連なって形成されている。なお、指針軸14から基部40の外部に向かう光L4とは、指針軸14から受光部41には向かわずに、基部40の外部に指針軸14から漏れる方向に向かう光を意味している。
第1指針軸用反射部71は、基部40から指示部51に連なって形成されて指針軸14から基部40の外部に向かう光L4を導光する導光部73と、前記導光部73を導光した光を指示方向反射面61近傍の指示部51の上面53に向けて反射する指針軸用反射面74と、を有している。
導光部73は、指示方向S1側の基部40の中央付近表面から基部40寄りの指示部51の底面54にわたる傾斜部として形成されている。指針軸用反射面74は、導光部73の表面となっており、本実施形態では平面状に形成する場合について説明するが、これに代えて、例えば曲面、球面、等の形状とすることもできる。また、指針軸用反射面74に反射層などを設ければ、指示方向反射面61近傍の指示部51の上面53に向けて反射する光量を増加させることができる。なお、第1指針軸用反射部71で反射した光は、該光のすべてを暗部に向かわせる必要はなく、指針上面における輝度ムラの度合いによっては、指針軸用反射部70からの光の一部を中空状反射部60の指示方向反射面61に入射させて指示部51の先端方向に反射させるように第1指針軸用反射部71を形成することもできる。
第2指針軸用反射部72は、指針軸14から基部40の外部に向かう光L4を後端方向反射面62近傍の後方部52の上面53に向けて反射するように、基部40から後方部52に連なって形成されている。第2指針軸用反射部72は、第1指針軸用反射部71と同様の構成であり、導光部75と、指針軸用反射面76と、を有している。
導光部75は、後端方向S2側の基部40の中央付近表面から基部40寄りの後方部52の底面54にわたる傾斜部として形成されている。指針軸用反射面76は、導光部75の表面となっており、本実施形態では平面状に形成する場合について説明するが、これに代えて、例えば曲面、球面、等の形状とすることもできる。また、指針軸用反射面76に反射層などを設ければ、後端方向反射面62近傍の後方部52の上面53に向けて反射する光量を増加させることができる。なお、第2指針軸用反射部72で反射した光は、該光のすべてを暗部に向かわせる必要はなく、指針上面における輝度ムラの度合いによっては、第2指針軸用反射部72からの光の一部を中空状反射部60の後端方向反射面62に入射させて後方部52の先端方向に反射させるように第2指針軸用反射部72を形成することもできる。
上述した構成の指針本体31は、基部40の受光部42で指針軸14から受光した光を、中空状反射部60で反射及び透過して指針部50内を導光させて、指針部50の上面53から出光させる。そして、該上面53から出光した光が運転者等から視認されることで、発光視認される。
カバー部材32は、図2に示すように、上下に分割された上部カバー33と下部カバー38とを有している。
上部カバー33は、指針本体31の指針部50の外形に合わせて後端34bから先端34aに向かって徐々に細くなる略角筒状に形成された第1カバー部34と、指針本体31の基部40周辺を覆う円形皿状に形成された第2カバー部35と、を有している。第1カバー部34と第2カバー部35とは図中下方に向けて開口しており、この開口から上記指針本体31の指針部50が内側に収容される。
第1カバー部34の上壁部34cには、後端34bから先端34aまで伸びるスリット71が設けられている。このスリット71は、指針本体31とカバー部材32とが組み付けられたとき、指針本体31の指針部50の上面53を一直線状に露出させるように形成されている。なお、スリット71の長さ及び幅は、指針3のデザイン等に応じて任意に設計することができる。また、第2カバー部35の内面には、図中下方に向けて突出して形成され、下部カバー38の一対の嵌合孔38dに嵌合する一対のボス(図示せず)が設けられている。
下部カバー38は、上部カバー33の第2カバー部35の開口形状に合わせて形成された円環板形状の第1蓋部38aと、指針部50の指示部51を収容する上部カバー33の第1カバー部34の先端側の部分の開口形状に合わせて形成された、第1蓋部38aからその半径方向に延びる帯状の第2蓋部38bと、第1蓋部38aに設けられて指針本体31の基部40が貫通される貫通部38cと、上記上部カバー33の一対のボスに対応して第1蓋部38aに設けられた一対の嵌合孔38dと、バランス部材39が取り付けられる取付ボス38eと、を有している。下部カバー38は、上部カバー33に組み付けられることで第1カバー部34及び第2カバー部35の開口を塞ぎ、上部カバー33とともに指針本体31の指針部50を収容する空間を形成する。そして、この収容空間に指針本体31の指針部50が収容されることで、指針部50の底面54等の表面から出光した光が文字板2等を照らすことを防止できる。
バランス部材39は、指針本体31の指針部50を考慮して設定された重量に形成されており、カバー部材32の下部カバー38に設けられた取付ボス38eに嵌合される嵌合孔39aを有している。バランス部材39は取付ボス38eによって位置決めされてカバー部材32内に収容される。
このように構成された指針3は、例えば、以下のように組み立てられる。まず、下部カバー38の貫通部38cに指針本体31の基部40を貫通させて、下部カバー38に指針本体31をセットすると共に、下部カバー38にバランス部材39をセットする。そして、上部カバー33を、指針本体31の指針部50の上面53側から指針本体31を覆うように近づけて被せ、上部カバー33の第2カバー内に設けられた一対のボスと下部カバー38の一対の嵌合孔38dとを嵌合させることで、上部カバー33と下部カバー38とを互いに固定して指針本体31をカバー部材32内に収容して、組み付けが完了する。
駆動装置4は、周知のステッピングモータであって、図3に示すように、ポリカーボネイト樹脂などの透光性の合成樹脂などで略円柱状に形成された指針軸14と、指針軸14を回動可能に軸支するとともに図示しない速度センサによる速度計測量に応じてステッピングモータの原理で指針軸14を回動させる本体部15と、を有している。後述する配線板5に重ねて配置される本体部15の底面15aには、指針用の光源6aを収容可能な凹部15bが設けられており、この凹部15b内に指針軸14の図中下方の端面14bが露出されている。図中上方の指針軸14の先端には、上述した指針本体31の基部40が固定される。指針軸14は、指針本体31を回動させるとともに導光部材として基部40に光を導くように構成されている。
配線板5は、電子部品及びこれら電子部品等を電気的に接続する配線パターンなどが設けられた周知のプリント基板である。配線板5の文字板2側の表面には駆動装置4と複数の光源6とが実装されている。
複数の光源6a,bは、LED等が用いられ、配線板5に設けられた図示しない制御部によって点灯、消灯が制御される。指針照明用の光源6aは、駆動装置40の指針軸14内を導光する光を発する。そして、光源6aは、駆動装置4の本体部15の凹部15b内に指針軸14の端面14bと相対して配置されている。これにより、指針軸14は、光源6からこの端面14bに入光された光を導光して先端の端面14aから出光する。また、複数の光源6bは、文字板2の指標や指針3の指針本体31等を発光させるための光を発する。
ケース7は、テーパ部7aの表面であるテーパ面が反射面となっており、光源6bが発した光を文字板2に向けて反射する。これにより、文字板2の表面2aに設けられた各指標が発光する。裏カバー8は、配線板5の背後を覆うようにケース7に組み付けられる。表ガラス9は、文字板2や指針3等をそれぞれ覆うように配設されて、係止爪などの図示しない固定手段によって見返し10を介してケース7に取り付けられる。裏カバー8及び表ガラス9は、車両用表示装置1内に、塵埃などが侵入することを防ぐ。
次に、上述した構成の本発明に係る指針(自発光指針)3における作用の一例を、図3,4等を参照して説明する。
車両用表示装置1が光源6aを点灯すると、光源6aが発した光は指針軸14内を導光され、その一部が光Lとして指針3の基部40内の空間43に出光される。そして、その一部の光Lが受光部42で受光されて指針部50内を導光される。中空状反射部60の指示方向反射面61に向かって導光された光L1は、指示方向反射面61によって指示部51の先端に向かって反射され、指示部51内を導光されることで、指示部51の指針部50の上面53における出光領域E11を均一に発光させる。
上述した指針部50内を受光された光Lのうち、中空状反射部60の後端方向反射面62に向かって導光された光L2は、後端方向反射面62によって後方部52の後端に向かって反射され、後方部52内を導光されることで、後方部52の指針部50の上面53における出光領域E12を均一に発光させる。
上述した指針部50内を受光された光Lのうち、中空状反射部60の指示方向反射面61及び後端方向反射面62を透過した光L3は、その透過面63を透過することで、中空状反射部60と対向する指針部50の上面53における出光領域E13を均一に発光させる。
指針軸14から指示方向S1の受光部42の外部に向かった光L4は、第1指針軸用反射部71の導光部73を導光され、指針軸用反射面74によって指示方向反射面61近傍の指示部51の上面53における出光領域E14を発光させる。即ち、受光部42及び指示方向反射面61からでは光を出光させることが困難な出光領域E11,E13の間に位置する出光領域E14から、受光部42の外部に向かった光L4を出光させることができる。
また、指針軸14から後端方向S2の受光部42の外部に向かった光L5は、第2指針軸用反射部72の導光部75を導光され、指針軸用反射面76によって後端方向反射面62近傍の後方部52の上面53における出光領域E15を発光させる。即ち、受光部42及び指示方向反射面61からでは光を出光させることが困難な出光領域E13,E12の間に位置する出光領域E15から、受光部42の外部に向かった光L4を出光させることができる。
よって、指針本体31の上面53における連続する出光領域E11〜E15の全てを均一の輝度で発光させることができるため、指針本体31の上面53に輝度ムラが生じることなく、光輝させることができる。そして、指針本体31の上面53を出光した光は、カバー部材32のスリット71から運転者等に向かって出光する。これにより、カバー部材32のスリット71部分は、運転者等によって均一に発光していると視認される。
以上説明した本発明の指針本体(指針部材)31によれば、基部40の軸受け部41に固定された指針軸14から基部40の外部に向かう光L4を、指示方向反射面61近傍の指示部51の上面に向けて反射する指針軸用反射部70を基部40から指示部51に連ねて形成するようにしたことから、基部40から指針本体31の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光L4を指示方向反射面61の端部寄りの指示部51上面に導光することができるため、指示部51の上面53に暗部が生じることを防止できる。従って、指針本体31の上面(発光面)53における輝度ムラを解消し、照明品位の向上に貢献することができる。また、指示部51の上面53の暗部を解消するための拡散部品を指示方向反射面61に設ける必要もないことから、部品点数を削減できるため、指針本体31のコスト削減を図ることができる。
上述した指針本体31によれば、指針軸用反射部70を導光部73と指針軸用反射面74とによって構成するようにしたことから、指針軸14から指示部51の外部に向かう光を、導光部73によって指示部51及び指針軸用反射面74に導光することができるため、基部40から指針本体31の外部に漏れる光をより一層減少させることができる。
上述した指針本体31によれば、基部40の軸受け部41に固定された指針軸14から後端方向S2側の基部40の外部に向かう光L5を、後端方向反射面62近傍の後方部52の上面に向けて反射する第2指針軸用反射部72を基部40から後方部52に連なって形成するようにしたことから、基部40から指針部材31の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光を後端方向反射面62の端部寄りの後方部52に導光することができるため、後方部52の上面53に暗部が生じることを防止できる。従って、指示部51の先端から後方部52の後端までの指針本体31の上面53に輝度ムラが生じることを防止して、指針本体31の上面53を均一の輝度の発光させることができる。
また、上述した指針本体31において、第1指針軸用反射部71の指針軸用反射面74は、図5に示すように、指示部51の幅方向に並ぶ複数の部分反射面74a,b,cを有する構成とすることもできる。複数の部分反射面74a,b,cの一例としては、指針軸14から基部40の外部に向かう光の出射範囲に応じて、凸面、凹面の組み合わせ、異なる反射角度の反射面の組み合わせ、等が挙げられる。また、第2指針軸用反射部72の指針軸用反射面76も同様に、複数の分反射面76a,b,cを有する構成とすることができる。このような構成を採用すれば、種々異なる形状の反射面を組み合わせることができるため、指針軸14から基部の外部に向かう光を、より一層確実に指示方向反射面61近傍の指示部51の上面に向けて反射させることができる。
また、上述した指針本体31の指針軸用反射部70は、図6,7に示すように、指針軸14から上カバー(カバー部材)33の内面に向かって出光した光L6を指示方向反射面61近傍の上カバー33のスリット71の方向に向けて反射するように、指針本体31の幅方向に向かって基部40から突出するスリット用反射面78を有する構成とすることもできる。なお、このような指針軸用反射部70は、上述した第1指針軸用反射部71及び第2指針軸用反射部72の少なくとも一方を有する構成や、それらを有さない構成の何れでも良い。
例えば、指針軸用反射部70は、導光部77と、スリット用反射面78と、出射面79と、を有した構成とすることができる。そして、導光部77は、基部40の中央部表面から上カバー33の内面に向かって突出するテーパ状の傾斜部として形成する。スリット用反射面78は、指針本体31の上面53で輝度ムラが生じる部分に向けて反射する導光部77の傾斜面とする。スリット用反射面78は、図7に示すように、相異なる指向性を有する複数の反射面を組み合わせて構成することができる。該複数の反射面は、各反射面の傾きや反射方向等の組み合わせを変更することで、指針軸14から基部40の外部に向かう光を反射させる方向の変更、調整、等が可能となる。よって、スリット用反射面78は、指針3の種類毎に形状、構成、等が異なって輝度ムラが発生する位置が変化しても、輝度ムラが発生するスリット71の部分へ積極的に前記外部に向かう光を導光させることができるため、スリット71における低輝度部分の輝度を補うための補助部品を用いる必要がなくなり且つ照明品位の向上に貢献することができる。
出射面79は、スリット用反射面78で反射した光L6をスリット71の方向に向かうように出射する。出射面79から出射した光L6は、中空状反射部60から指針本体31内に再度入射し、指針本体31内を導光されてスリット71に向けて出射すると共に、上カバー33の内面でスリット71に向けて反射する。このような指針軸用反射部70を採用すれば、指示方向反射面61近傍のスリット71の輝度が暗くなることを防止できるため、より一層確実にスリット71全体を均一の輝度で発光させることができる。
また、指針軸用反射部70の大きさ、形状は、指針本体31の上面53に生じる暗部の程度や範囲等により調整することができる。例えば、図8の断面図に示すように指針軸用反射部70の形状を凸面、図9の断面図に示すように指針軸用反射部70の形状を凹面として形成することで、指針軸14から基部40の外部に向かう光をスリット71の所望の位置に向けて反射させることができる。また、指針本体31の幅方向における指針軸用反射部70のスリット用反射面78の断面形状は、例えば直線、非球面等の断面形状とすることもできる。
このように、第1指針軸用反射部71及び第2指針軸用反射部72と、指針本体31の幅方向に突出した指針軸用反射部70とを組み合わせることで、指針軸14から基部40の外部に向かう光をより一層有効に利用でき、スリット71に暗部が生じることを防止することができる。
また、上述した実施形態では、指針本体31の基部40の指示方向S1側、後端方向S2側の双方に第1指針軸用反射部71及び第2指針軸用反射部72を設けた場合について説明した。これに代えて、本発明は図10に示す基部40の一端から指示方向S1に伸長した指示部51のみを有し、上述した後方部52を構成から削除した指針本体31に対しても適用することができる。
図10に示す指針3の指針本体31は、基部40と指針部50と中空状反射部60と第1指針軸用反射部71とを有し、例えば、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂など、透光性材料としての透光性の合成樹脂を用いて一体に形成されている。指針本体31は、指針軸14を導光した光Lを基部40の受光部42で指針部50内に受光し、該受光した光を指示方向反射面61で指示部51の先端に向けて反射し、指示部51内を導光した光によって指示部51が光輝する。そして、第1指針軸用反射部71は、上述した実施形態と同一の構成となっている。このような構成としても、指針軸14から基部40の外部に向かう光は、第1指針軸用反射部71によって指示方向反射面61の端部寄りの指示部51の上面53に反射される。
よって、図10に示す指針3は、基部40から指針本体31の外部に漏れる光を減少させることができ、かつ、その光を指示方向反射面61の端部寄りの指示部51上面に導光することができるため、指示部51の上面53に暗部が生じることを防止できる。従って、指針本体31の上面(発光面)53における輝度ムラを解消し、照明品位の向上に貢献することができる。
図10に示すような指示部51のみを有する指針3の構成に対して、上述したスリット用反射面78のみを追加して、指示方向反射面61の上端寄りのスリット71からスリット用反射面78で反射した光を出光させることで、上述したスリット用反射面78による作用効果を得ることができる。さらに、図10に示す指針3において、第1指針軸用反射部71とスリット用反射面78の双方を有する構成とすることもできる。
また、上述した本実施形態は、速度メータとしての車両用表示装置について説明するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、速度メータ以外にもエンジン回転計や燃料計などに適用されてもよく、または、工場などにおいて気体圧力や温度などの計測に用いられる計器など車両用表示装置以外の工業用計器装置等に用いられてもよく、本発明の目的に反しない限り、その適用用途及び適用装置は任意である。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
1 車両用表示装置1(指針計器)
3 自発光指針(指針ユニット)
4 駆動装置
6a,6b 光源
14 指針軸
31 指針本体(指針部材)
32 カバー部材
40 基部
41 軸受け部
42 受光部
50 指針部
51 指示部
52 後方部
53 指針部の上面
54 指針部の底面
60 中空状反射部(反射部)
61 指示方向反射面
62 後端方向反射面
70 指針軸用反射部
73,75 導光部
74,76 指針軸用反射面
S1 指示方向
S2 後端方向

Claims (10)

  1. 光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材において、
    前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記指示方向反射面近傍の前記指示部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記指示部に連なって形成された指針軸用反射部を有することを特徴とする指針部材。
  2. 前記指針軸用反射部は、前記基部から前記指示部に連なって形成されて前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を導光する導光部と、前記導光部を導光した光を前記指示方向反射面近傍の前記指示部の上面に向けて反射する指針軸用反射面と、を有することを特徴とする請求項1に記載の指針部材。
  3. 前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、
    前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、
    を有し、
    前記指針軸用反射部は、前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記後端方向反射面近傍の前記後方部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記後方部に連なって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の指針部材。
  4. 光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材において、
    前記指針軸から前記基部の外部に向かう光を前記後端方向反射面近傍の前記後方部の上面に向けて反射するように、前記基部から前記後方部に連なって形成された指針軸用反射部を有することを特徴とする指針部材。
  5. 前記指針軸用反射部は、前記指針部材の幅方向に並ぶ複数の部分反射面を有して構成していることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の指針部材。
  6. 請求項1〜5の何れか1項に記載の指針部材と、前記指針部材を覆うとともに前記指針部材の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする指針ユニット。
  7. 前記指針部材の指針軸用反射部は、前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を前記指示方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するように、前記指針部材の幅方向に向かって前記基部から突出するスリット用反射面を有することを特徴とする請求項6に記載の指針ユニット。
  8. 光源からの光を導光する指針軸の端部に固定される軸受け部を有すると共に前記固定された指針軸内を導光した光を受光する基部と、前記基部の一端から指示方向に延びる指示部と、前記基部が受光した光を前記指示部の先端に向けて反射するように前記基部近傍の前記指示部に設けられた指示方向反射面と、を有する透光性部材からなる指針部材と、前記指針部材を覆うとともに前記指針部材の上面からの光が通過するスリットが設けられたカバー部材と、を有する指針ユニットにおいて、
    前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を、前記指示方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するように、前記指針部材の幅方向に向かって前記基部から突出するスリット用反射面を有することを特徴とする指針ユニット。
  9. 前記指針部材が、前記基部の一端から前記指示方向とは反対の後端方向に延びる後方部と、前記基部が受光した光を前記後方部に向けて反射するように前記基部近傍の前記後方部に設けられた後端方向反射面と、を有し、
    前記スリット用反射面が、前記指針軸から前記カバー部材の内面に向かう光を、前記後端方向反射面近傍の前記カバー部材のスリットの方向に向けて反射するように形成されていることを特徴とする請求項8に記載の指針ユニット。
  10. 請求項6〜9の何れか1項に記載の指針ユニットと、
    前記指針ユニットが取り付けられた前記指針軸を有し且つ前記指針軸を計測量に応じて回動させる駆動装置と、
    前記駆動装置の指針軸内を導光する光を発する光源と、
    を有することを特徴とする指針計器。
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