JP2013029314A - 指針の照明構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】シャープでモダーンな印象を付与することができ、延いては高級化を図ることができる、デザイン性の高い指針の照明構造及びこの指針を備えたメータ装置の照明構造を提供する。
【解決手段】本体部63は、外面のうちの裏面側及び側面側に、遮光処理が施された遮光部Sを有し、外面のうちの表面側に、入光部から入射して伝搬してきた照明光が該表面側から出射する発光部Lを有し、指針軸61は、入光部を除く外面に、遮光処理が施された遮光部Sを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両、船舶、航空機等の各種乗り物に搭載されるメータ装置に用いる指針に係り、特に発光照明を実現する指針の照明構造に関するものである。
従来、例えば車両等に搭載されるこの種のメータ装置にあっては、一般に、文字、数字、及び目盛り等が設けられた文字板を裏面側から光源などで照明したり、文字板の文字や数字などを指し示す指針自身自体を照明しているのが一般的である。
即ち、後者のようなメータ装置としては、自発光タイプのものが各種開発されている。その一つとして、指針の発光効率を高めるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このメータ装置100は、図8に示すように、モータケース101と、モータケース101の本体に設けた突出部101Aを介して案内される指針102と、指針102の基部に一体に設けた指針軸103と、この指針軸103の下端部103Aから離れて中空シャフト104の直下に配置される光源105と、この光源105が実装されるプリント基板106と、を有する。
このメータ装置100では、指針102と一体の指針軸103が、LEDからなる光源105が発する照明光を効率よく集めるため、凸状に形成された集光面を下端部103Aに有する。また、指針軸103は、円柱形状でありその下端部103Aは半球形または凸状をなす。そのような特定形状の指針102によれば、LEDからなる光源105からの照明光を、指針軸103に入射後、その軸と平行に進行させることができる。なお、このメータ装置では、図示しない複数の専用光源を図示外の文字板の下方に配置することで文字板照明を行う。
また、このメータ装置100の指針102では、光源105から指針軸103を案内されてくる照明光を効果的に先端部まで送り込んで照明させる。このため、指針102には、これと一体に設けた指針軸103を案内されてくる照明光を、反射させほぼ直角方向に偏向させるために反射面102Bが形成されている。さらに、指針102には、指針102まで案内されてきた照明光の一部が、基部から上方にそのまま直進して外部へ漏れ出し視認者の目に眩しく入り込む、といったトラブルを回避させるため、遮光用のキャップ107を被せる。
ところで、車両用などのメータ装置では、上記のような自発光タイプの指針を備えた構成のものが一般的である。ところが、このような指針にあっては、上記のような単純な自発光タイプの照明ではなく、これまでにはない斬新感を付与することで他のものとの差別化、高級化などを実現できるようにした、指針の照明構造の開発が望まれている。
そこで、例えば特許文献2に記載のような指針も提案されている。即ち、図9に示すように、この指針200には、指針本体201の側面及び下面に金属メッキ皮膜202が形成されているとともに、指針本体201の上面に断面略V字形の金属メッキ皮膜203が形成されている。
特表2009−537844号公報 特開平9−96680号公報
このような特許文献2に記載の指針にあっては、通常の指針に比べて本体部の上面に断面V字型の切れ込みからなる金属メッキ皮膜203を成膜することで、意匠性を高めることができ、一般の指針よりも高級感を付与できる。しかしながら、この指針本体201は照明部分のシャープさなどに欠けるとともに、デザイン的にも軽快感に欠け、いま一つ物足りなさが感じられる。別言すれば、指針に対して、これまでにないモダンかつユニークで一層の差別化を図られた、斬新な照明構造のものが求められている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明部分がシャープで斬新な印象を付与することができ、延いては高級化を図ることができる、デザイン性の高い指針の照明構造及びこれを備えたメータ装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る指針の照明構造は、下記(1)〜(3)を特徴としている。
(1) 光源からの照明光を入射する入光部が基端に設けられた指針軸と、前記入光部から入射した照明光を偏向する反射面が設けられた、前記指針軸の回動軸方向略直上に配置された基部と、前記反射面で偏向された照明光が進行する方向に前記基部から延設された本体部と、を有する、透明材料で形成された指針と、
前記指針の前記基部外面に被せられるキャップと、
を備えた指針の照明構造であって、
前記本体部は、外面のうちの裏面側及び側面側に、遮光処理が施された遮光部を有し、外面のうちの表面側に、前記入光部から入射して伝搬してきた照明光が該表面側から出射する発光部を有し、
前記指針軸は、前記入光部を除く外面に、遮光処理が施された遮光部を有する、
こと。
(2) 上記(1)の構成の指針の照明構造であって、
前記本体部の遮光部は、外面のうちの裏面側及び側面側の表面全面に亘って位置するメッキによって構成されている、
こと。
(3) 上記(1)または(2)の構成の指針の照明構造であって、
前記本体部は、外面のうちの裏面側に、凹凸加工による散乱処理が施されている、
こと。
上記(1)の構成の指針の照明構造によれば、従来の自発光タイプのものとは異なり、指針に対して時計の秒針のようなシャープさと軽快さを呈することができるだけでなく、照明光を先端まで反射効率良く伝搬できる。別言すれば、指針に対して、モダーンで斬新な照明を行わせることが可能になる。
しかも、指針を細幅形状とする分、キャップも小さなサイズのものが適用可能となり、指針用照明を消灯させた場合でも、デザイン性の高い、高級感をもたらす指針が実現できる。
上記(2)の構成の指針の照明構造によれば、さらに、遮光部を金属調の遮光膜で構成することによって、指針用の照明が消灯しているときにも、メタリックで豪華な色調の指針を実現可能となる。
上記(3)の構成の指針の照明構造によれば、拡散処理を施すことで、指針の本体部の先端まで全長に亘って発光照明の均一化を図ることができ、本体部の先端まで均一な輝度で照明を施すことが可能となる。これにより、視認者の目に高輝度な状態で照明光が直接入射して目に刺激を与える、といったことを回避できる。
本発明の指針の照明構造によれば、時計の秒針のようなシャープさと軽快さを呈することができる指針に対して、照明光を先端まで反射効率良く伝搬できる。別言すれば、指針に対して、モダーンで斬新な照明を行わせることが可能になる。しかも、指針を細幅形状とする分、キャップも小さなサイズのものが適用可能となり、指針用照明を消灯させた場合でも、デザイン性の高い、高級感をもたらす指針が実現できる。
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。
本発明の第1の実施形態に係る指針の照明構造が適用されたメータ装置を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る指針の照明構造が適用されたメータ装置の指針を示す図であって、図2(A)は斜視図であり、図2(B)は平面図であり、図2(C)は図1のIIC−IIC線の矢視断面図である。 図3(A)は図1に示すメータ装置の指針におけるα部の拡大断面図、図3(B)はそのα部における照明光の光路図である。 図2(C)のγ部における拡大断面図である。 図1に示すメータ装置におけるβ部の拡大断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る指針の照明構造が適用されたメータ装置の指針を示す図であって、図6(A)は斜視図であり、図6(B)は平面図であり、図6(C)は図6(B)のVIC−VIC線の矢視断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る指針の照明構造が適用されたメータ装置の指針を示す図であって、図7(A)は斜視図であり、図7(B)は平面図であり、図7(C)は図7(B)のVIIC−VIIC線矢視断面図である。 従来の指針を有するメータ装置を示す断面図である。 図9(A)及び図9(B)は、それぞれ、従来の他の指針を示す斜視図及び断面図である。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る第1の実施形態の指針の照明構造が適用されたメータ装置10を示すものである。このメータ装置10は、基板1の上に実装された光源2と、モータケース3に収められた図示外のモータの駆動力が伝達されて回転する回転軸4と、回転軸4の先端部に嵌合され、回転軸4と一体となって回動する指針6Aと、指針6Aの基部62に被せられたキャップ7と、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する文字板5と、を有する。
本実施形態のメータ装置10は、コンビネーションメータの一部を構成しており、図示外の見返し板で周囲を覆われている。また、文字板5には、メータ装置10を含む各種計器類を設置するための各種表示窓を開口させている。
なお、本実施形態のメータ装置10は、速度計を構成しており、図示しないセンサによって検出された速度に対応したセンサ信号に基づき、指針6Aを所定角度だけ回動させ、文字板5に形成された特定の目盛を指し示す。
本実施形態の光源2は、回転軸4の下端部へ向けて光(以下、「照明光」とよぶ)を入射させるものであり、所定波長(λ)の可視光を出射する例えばLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)で構成される。この光源2では、出射する照明光に、位相角度の方向依存性のない、均一な出射特性のものが使用される。即ち、本実施形態の光源2では、水平面(X−Y平面)方向に関しては360度全周に亘り、略均一な光量を回転軸4へ出射する光量分布特性を有する。なお、本実施形態の光源2としては、特にこのLEDに限定されるものではないが、消費電力が少なく小型の点光源であるものが好ましい。
モータケース3には、内部に、いずれも図示しないが、モータ、中間ギア、出力ギアのほかに、回転軸4を備えている。モータは、指針6Aを回動させるためのものであり、中間ギア及び出力ギアを介して減速させて回転軸4を回転させることにより、文字板5の表面に沿って指針6Aを確実に回動させ、必要な各種情報を正確に指し示す。
回転軸4は、上述したように、モータからの駆動力が伝達されて回転するものであって、透光材料で形成された略円柱形状を有するもので構成される。回転軸4は、先端部である上端部側が、指針6Aの指針軸61の後述する筒穴64に嵌合された状態で挿入される。また、指針軸61の筒穴64に回転軸4が嵌合されることによって、指針6Aが回転軸4の軸心を中心にして回動する。なお、この回転軸4は、文字板5の裏面側、図1では下面側に設置される。
また、回転軸4は、図1に示すように、基端部である下端部がモータケース3に設けた下部軸受け3Aに回転自在に軸支されているとともに、先端部である上端部がモータケース3に設けた上部軸受け3Bに回転自在に軸支されている。一方、この回転軸4の下端面には、光源2が正対している。
このように、回転軸4の下端面は、光源2の直上に位置するように設けられており、光源2からの照明光が入射すると、照明光は回転軸4の内部を案内されて上端部へ伝搬していく。このため、回転軸4では、この内部の、外周面での外界(空気)との界面部分において、上述の照明光の大部分が全反射しながら上端部まで進行するように構成される。即ち、本実施形態では、回転軸4内部の、外周面における外界との界面部分での全反射現象を効率的に発生させるために、外周面に対して入射角度が、照明光の固有波長に対応した所定の臨界角を常時上回るような方向で入射させるように構成される。本実施形態では、回転軸4の下端面は中心部から周縁部に向けて断面円弧状に形成される。
文字板5は、必要最小限の大きさに開口した軸孔51に、後述する指針6Aの指針軸61を回転自在の状態で貫通させている。
指針6Aは、回転軸4と一体になり、後述する基部62を回転の中心として、文字板5の表面に沿って回動することで、文字板5に設けてある数字或いは目盛を指示する。本発明の指針6Aは、外形が、時計の秒針のようなシャープな細さと薄さを備えている。また、細幅な全長の先端まで照明光を確実に伝搬させることができるようになっており、全長に亘り軽快で斬新な発光照明を行うことができる。しかも、指針6Aは、この指針用の照明光が消灯しているときにも、視認者へモダーンで豪華なメタリック調の印象を与えることができ、高級感をもたらすことができるようになる。さらに、この指針6Aは、全長に亘って細幅形状を呈するので、その分、キャップ7も小さなサイズのものが適用でき、見栄えが良く意匠性の高いメータ装置10が実現できる。以下、指針6Aの構造について詳述する。
指針6Aは、適宜の透明樹脂材料(透明部T)で形成されている。指針6Aは、回転軸4と一体に連結され、指針6Aの回動軸の中心となる指針軸61と、この指針軸61の回動軸略直上に配置された基部62と、この基部62から離れる方向に延設された本体部63とを備えている。
このうち、指針軸61は、光源2からの照明光を入射する入光部を基端に設けられている。本実施形態の入光部は、基端部分が略中空円筒状に開口された筒穴64で構成されている。指針軸61の筒穴64は、回転軸4の上端部が所定深さまで圧入されるようになっている。天井面64Aは、図3に示すように、下方の開口に向けて突出した、凸レンズ機能を有する凸面を構成しており、ここへ入射する照明光を後述する基部62の反射面62Aに向けて収束させる。なお、指針軸61の外周面には、入光部を除く外面に、後述する遮光部Sが形成されており、また、指針軸61自身は、透過性の高い透明部Tによって形成されている。
基部62には、図3(B)に示すように、指針軸61のほぼ直上に配置した入光部から入射した照明光を反射して本体部63の先端に向けて進行するように偏向させる反射面62Aが設けられている。基部62は、外周面に後述する遮光部Sが形成されており、基部62自身は、透過性の高い透明部Tによって形成されている。
本体部63は、反射面62Aで反射後に偏向された照明光が進行する先端に向けて基部62から長尺状に延設され、基部62と一体に形成されれている。本体部63は、延設された全長に亘り、略薄肉細幅形状に形成されており、時計の秒針のようなシャープで切れのある形状を呈している。このような細幅形状を有することで、基部62に被せるキャップ7についても、小型化特に細幅化を図ることができる。
本実施形態の本体部63は、図2(C)に示すように、視認者が視認する上(Z)方向に向けて上面が幾分拡開する断面形状に形成されており、左右(−Y/+Y)両側面と裏面である下面の全面かつ全長(X)に亘って遮光部Sが形成されている。本実施形態の遮光部Sは、透明部Tとしての本体部63における左右両側面と裏面である下面の全面かつ全長に亘ってメッキ処理することで、メタリックなメッキ層として成膜されている。
さらに、特に本実施形態の本体部63は、図2(B)、(C)に示すように、上面の全長(X)に亘り、左右両側面に沿った両縁部を除く中央部のみに、遮光部Sが形成されている。このようにして、本体部63は、上面のうち左右両側面に沿った両縁部の全長(X)に亘って透明部Tを一対露出させることで、線状にシャープな発光照明を行う発光部Lを形成している。
また、本体部63は、下面に適宜の加工処理、例えば微細な凹凸63A(図2(A)及び図4参照)を施したシボ加工などの拡散処理を多数施すことで、多くの反射を起こさせるようにしてある。特に本実施形態の凹凸処理は、図2(A)、図2(C)及び図5に示すように、各凹凸63AをそれぞれY−Z面に平行に形成することで、これら各凹凸63Aに入射する照明光をこれに直交するX方向に散乱させ、本体部63の先端まで効果的に伝搬させる。
このように、本体部63では、特に上面の遮光部S及び下面の凹凸63Aを形成することで、図5に示すように、基部62に伝搬してきた照明光をこれら双方の間で反射させながら先端まで効果的に伝搬できる。従って、本体部63を薄肉形状に形成しても、つまり、照明光の透過量が削減されても、先端まで十分な光量の照明光を効果的に伝搬できるようになるわけである。即ち、細幅形状である本体部63は、薄肉形状に形成できるので、時計の秒針のようなシャープでスマートな形状に形成しても、先端まで十分に発光照明させることができる。
なお、本実施形態では、指針6Aに対して、プラスチック樹脂に対して無電解メッキを施すことで、非透光性膜からなるメタリックな遮光部Sを構成している。なお、この遮光部Sとしては、これ以外に、例えばアルミニウムや銀膜を成膜させた金属反射膜で構成することで、メタリックな遮光部を構成してもよい。また、この遮光部を照明光の固有波長(λ)に対して100%近い反射機能を有する誘電体多層膜を蒸着させたり、各種塗装やホットスタンプで構成してもよい。
このように、本実施形態の指針6Aは、回転軸4からここに入射する照明光の多くが凹凸63Aで散乱されることで輝度の均一化を図り、視認者の目に照明光が高輝度状態で直接差し込むのを回避できる。また、本体部63の全長に亘り、上面を除く3面をこれらの外面から遮光部Sでとり囲んでいるので、これら3面の途中で漏光せず、照明光が上面の一部に形成した発光部Lのみから上方の視認者に向けて出射して効率的に発光照明させることができる。
キャップ7は、回転軸4内を案内される光源2からの照明光が指針6Aの指針軸61及び基部62をそのまま透過して上方外部へ漏光するのを回避させるため、遮光性を有する適宜の材料で形成される。キャップ7は、指針6Aの回動中心、つまり基部62に、基部62外面を覆うとともに、少なくとも文字板5の軸孔51を覆うことができるような状態で被せる。これにより、基部62上面から外部へ照明光が透過するのを防止するとともに、指針軸61が貫通する文字板5の軸孔51から照明光が漏光する虞がある場合に、これが視認者の目に直接入射するのを防止する。
次に、本実施形態に係るメータ装置10の作用について、図面を参照しながら説明する。
なお、ここでのメータ装置10の説明については、各計器類のうちスピードメータを例に挙げてその作用を説明するが、特にこれに限定されるものではなく、他のアナログタイプのメータ装置などの場合であっても同様である。
メータ装置10を搭載した車両が動き始めると、モータケース3の内部に設けたモータが、図示しない速度センサによって速度検出され現在速度に応じて出力されるセンサ信号に基づき、回転駆動を開始する。これにより、速度に応じて指針6Aが所定角度だけ回動し、文字板5に形成された特定の目盛又は数字を指示する。
即ち、図示外のモータによる駆動力で、回転軸4が速度に合わせた角速度で回転する。これによって、回転軸4の上端部に一体に嵌合された指針軸61を介して指針6Aが回動され、指針6Aの先で文字板5上の特定の目盛又は数字を指し示す。これにより、現在速度を運転者などにアナログ表示させて知らせることができる。
このような速度表示を行うメータ装置10にあっては、指針6Aによる速度表示と同時に、光源2から出射した照明光が、回転軸4内部の、外周面における外界との界面で全反射を起こしながら上方へ進行する伝搬現象を繰り返す。この照明光が、回転軸4の上端部に達すると、指針軸61に案内され、その大部分が天井面64Aからこの直上の反射面62Aまで進行する。
そして、この照明光は、反射面62Aである斜面で内部反射される。これにより、基部62内部で進行光路がほぼ90度偏向された照明光は、大部分の照明光が、本体部63に向かうような光路をたどる。そして、専ら、本体部63上面の遮光部S及び下面の凹凸63Aの間で繰り返し反射されながら先端に向けて進行するとともに、下面の凹凸63Aに入射して散乱されることで、輝度が抑えられて発光照明する。
従って、本実施形態によれば、指針6Aを視認する運転者などには、高輝度で刺激の強い照明光が目に差し込まなくて済み、目への疲労などが抑制される。しかも、これと同時に、全長に亘り細幅な対をなす発光部Lを窓口としてシャープで斬新な発光照明を行うことができる。
また、本体部63には、微細な凹凸63A(図2(A)及び図4参照)をY−Z面に平行に多数施したことで、多数の散乱を起こさせるようにしてあるので、これら各凹凸63Aに入射する照明光をこれに直交するX方向に散乱させることができる。その結果、本体部63が薄肉形状であっても、本体部63の先端まで十分何光量の照明光を先端まで効果的に伝搬できる。
このように、指針6Aは、本体部63が時計の秒針のようなシャープな細さと薄さを備えており、細幅で薄い本体部63の先端まで照明光を確実に伝搬できるようになっており、全長に亘りシャープで斬新な発光照明を行うことができる。しかも、指針6Aは、金属調のメッキを施した遮光部Sを上面にライン状に設けたので、この指針用の照明光が消灯しているときには、指針6Aに対してモダーンで豪華なメタリック調の印象を与えることができるとともに、シャープで高級感のある外観を得ることができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る第2の実施形態について、図6を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して、重複説明を避ける。
図6は第2の実施形態の指針の照明構造が適用されたメータ装置の指針6Bを示すものである。指針6Bが第1の実施形態の指針6Aと異なる点は、本体部63の上面に形成する遮光部Sが、全長方向に沿った中央部ではなく両側縁部に沿って形成されている点である。従って、本体部63上面の中央部全長に亘って発光部Lが形成され、第1の実施形態の指針6Aと同様に、シャープで切れがよい斬新な発光照明が行える。
また、指針6Bでも、上述のように、本体部63上面の全長に沿って両側縁部に遮光部Sを設けたので、照明光が消灯しているときに、指針6Bに対しシャープかつモダンで豪華なメタリック調の印象を与えることができ、高級感も同時にもたらすことができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図7を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態においても、第1、2の実施形態と同一部分には同一符号を付して、重複説明を避ける。
図7は第3の実施形態の指針の照明構造が適用されメータ装置の指針6Cを示すものである。指針6Cが第1の実施形態の指針6A及び第2の実施形態の指針6Bと異なる点は、本体部63の上面に遮光部Sが形成されていない点である。即ち、指針6Cは、本体部63上面の全長方向に沿って透明部Tが全て露出して発光部Lを構成している。これにより第1の実施形態の指針6A及び第2の実施形態の指針6Bに比べると若干シャープさには欠けるが、本体部63の全長に亘って明確な棒状の発光動作を得られ、斬新な発光照明が行える。
また、指針6Cでも、照明光が消灯しているときに、本体部63両側面の全長に沿って設けた遮光部Sが外部から視認できるので、指針6Cに対しシャープかつモダーンで豪華なメタリック調の印象を与えることができ、高級感も同時にもたらすことができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
また、本実施形態のメータ装置の照明構造では速度計を構成しているが、これに限定されるものではなく、燃料計部、タコメータ部、及び水温計等の各種計器類に適用可能である。
10 メータ装置
1 基板
2 光源
3 モータケース
3A 下部軸受け
3B 上部軸受け
4 回転軸
5 文字板
51 軸孔
6A,6B,6C 指針
61 指針軸
62 基部
62A 反射面
63 本体部
63A 凹凸
64 筒穴(入光部)
64A 天井面
7 キャップ
L 発光部
S 遮光部
T 透明部

Claims (3)

  1. 光源からの照明光を入射する入光部が基端に設けられた指針軸と、前記入光部から入射した照明光を偏向する反射面が設けられた、前記指針軸の回動軸方向略直上に配置された基部と、前記反射面で偏向された照明光が進行する方向に前記基部から延設された本体部と、を有する、透明材料で形成された指針と、
    前記指針の前記基部外面に被せられるキャップと、
    を備えた指針の照明構造であって、
    前記本体部は、外面のうちの裏面側及び側面側に、遮光処理が施された遮光部を有し、外面のうちの表面側に、前記入光部から入射して伝搬してきた照明光が該表面側から出射する発光部を有し、
    前記指針軸は、前記入光部を除く外面に、遮光処理が施された遮光部を有する、
    ことを特徴とする指針の照明構造。
  2. 前記本体部の遮光部は、外面のうちの裏面側及び側面側の表面全面に亘って位置するメッキによって構成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の指針の照明構造。
  3. 前記本体部は、外面のうちの裏面側に、凹凸加工による散乱処理が施されている、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の指針の照明構造。
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