JP2020180854A - 車両用計器 - Google Patents

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貴章 石川
Takaaki Ishikawa
貴章 石川
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Abstract

【課題】ラインに沿って配列された指示対象を均一に照明できる車両用計器を提供する。【解決手段】ラインに沿って配列された指示対象を有する文字板と、文字板の背面側においてラインに沿って配列され、文字板を背面側から照明する互いに隣り合う第1光源および第2光源と、文字板の背面側において第1光源に対応して配置され、第1光源からの照明光を文字板に向けて反射させる第1の反射部と、第1光源の前面側に配置され、第1光源から文字板への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する第1遮光板と、を備える。第1遮光板の外縁は、第2光源に対向する部位において、前面側から見てラインに沿った方向に窪む凹部を有する。【選択図】図1

Description

本開示は、車両用計器に関する。
自動車などの車両には、速度計、エンジン回転数計などの運転に必要な情報を表示する計器が搭載されている。計器は、例えば、目盛や数字などの指示対象を形成する文字板、及び指示対象を指し示す指針を有している。文字板には視認者の反対側に設けられる光源から照明が当てられ、文字板を透過する光の強度のパターンが指示対象として視認者に認識される。例えば、周囲よりも透過光が強い領域、あるいは周囲よりも透過光が弱い領域の形状が、目盛や数字の形状として認識されることになる。計器は、指針により指示対象を指し示すことにより、視認者に情報を表示する。
このような計器において、単一の光源で照明できる領域は限られる。このため広範囲で指示対象を照明する必要がある場合には、複数の光源が用いられる。例えば特許文献1には、複数の光源のそれぞれに光反射性を有する凹部と遮光部とを設けて照明の均一化を図った計器装置が、特許文献2には、複数の光源のそれぞれに遮光板を設けた表示装置が、特許文献3には、複数の光源と、照明光を乱反射させる反射面とを組み合わせて構成された照明装置が、それぞれ開示されている。
特許第5686571号公報 特許第4863687号公報 特開2004−226285号公報
しかしながら、従来の装置では、文字板の広い範囲に目盛や数字などの指示対象が配置されている場合、指示対象を均一に照明することが難しい。とくに、例えば、回動する指針が指し示す位置に配置される目盛や文字の領域は、円弧状のラインに沿って長く伸びた形状を有する。このような場合、円弧状のラインに沿った方向について照明の明るさにばらつきがあると、表示品位の低下を招く可能性がある。
本開示は、ラインに沿って配列された指示対象を均一に照明できる車両用計器を提供することを目的とする。
1つの側面では、
ラインに沿って配列された指示対象を有する文字板と、
前記文字板の背面側において前記ラインに沿って配列され、前記文字板を背面側から照明する互いに隣り合う第1光源および第2光源と、
前記文字板の背面側において前記第1光源に対応して配置され、前記第1光源からの照明光を前記文字板に向けて反射させる第1反射部と、
前記第1光源の前面側に配置され、前記第1光源から前記文字板への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する第1遮光板と、
を備え、
前記第1遮光板の外縁は、前記第2光源に対向する部位において、前面側から見て前記ラインに沿った方向に窪む第1凹部を有する車両用計器が提供される。
本開示によれば、ラインに沿って配列された指示対象を均一に照明できる。
車両用計器の一実施例である計器1の構成部材の一部を前面側から見た正面図である。 図1のII−II線方向から見た側面図である。 文字板の一部を前面側から見た正面図である。 照明部10B,10Cを前面側から見た正面図である。 図4AのIVb−IVb線における断面図である。 図4AのIVc−IVc線における断面図である。 図4Aの一部拡大図である。 遮光板3B,3Cを前面側から見た正面図である。 反射部2B,2Cを前面側から見た正面図である。 円弧状のラインの位置を示す図である。 照明部10Aを前面側から見た正面図である。 遮光板3Aを前面側から見た正面図である。 反射部2Aを前面側から見た正面図である。 照明部10Dを前面側から見た正面図である。 照明部10Bにおいて照明光が反射される様子を示す図である。 比較例としての長方形形状の遮光板103をラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図である。 比較例としての台形形状の遮光板203をラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図である。 本実施例における遮光板3BをラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図である。 遮光板における外縁の凹部が曲線形状の場合を示す図である。 指示対象が直線状のラインに沿って並ぶ場合を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
図1は、車両用計器の一実施例である計器1の構成部材の一部を前面側から見た正面図、図2は、図1のII−II線方向から見た側面図、図3は、文字板の一部を前面側から見た正面図である。図4Aは、照明部10B,10Cを前面側から見た正面図、図4Bは、図4AのIVb−IVb線における断面図、図4Cは、図4AのIVc−IVc線における断面図である。
車両用計器は、例えば自動車や二輪車などの車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載されてよい。本実施例においては、一例として、車両用計器が、自動車のインストルメントパネル内に搭載された計器である例を用いて説明する。
以下の説明において、「前面側」は、図1の手前側及び図2における上側であり、視認者(運転者)に視認される側を意味する。「背面側」は、図1の奥側及び図2における下側を意味する。
計器1は、車両のインストルメントパネル内に搭載されている。計器1は、速度計や、エンジン回転数計、表示パネルなどを介して、運転者(視認者)に種々の情報を表示する。速度計は、車両の速度を表示する指針式(機械式)計器である。
図1および図2に示すように、計器1は、速度計の指針41などを収容する樹脂製のケース部材10と、ケース部材10の前面側に配置された文字板50(図2)と、ケース部材10の背面側においてケース部材10に沿って配置された回路基板60と(図2)と、を備える。なお、図1では、前面側から見た指針41の位置をケース部材10に重ねて示している。
図1に示すように、ケース部材10は、背面側に向けて開口する複数の開口部11,11,・・・と、背面側に向けて略矩形状の領域において開口する開口部12と、指針41が指し示す領域において背面側に窪んで形成された凹部13(図1および図2)と、を有する。凹部13は、ケース部材10が前面側に向かって立ち上がる円弧状の壁部13aと、壁部13aと対向する円弧状の壁部13b(図1および図4C)との間に形成される。壁部13bは壁部13aよりも小径の円弧状とされ、壁部13aおよび壁部13bは互いに同心円上にある。
また、図1に示すように、凹部13には、凹部13と対向する領域において文字板50を照明する4つの照明部10A、照明部10B、照明部10Cおよび照明部10Dが設けられる。照明部10A〜10Dについては後述する。
ケース部材10は、例えば表面が白色の部材とされ、表面に光反射性が与えられている。
図1および図2に示すように、回路基板60には、LED(Light Emitting Diode)などを発光体として用いた複数の光源61,61,・・・および複数の光源62,62,・・・(図1)と、指針41を駆動する指針駆動部63と、外部回路(不図示)との接続のためのコネクタ64a,64bと、が実装される。また、回路基板60には、照明部10A〜10Dを構成する後述の光源が実装される。
ケース部材10の開口部11,11,・・・のそれぞれは、光源61,61,・・・の前面側において、光源61,61,・・・のぞれぞれと対向している。光源61からの照明光は、光源61に対向する開口部11を介して文字板50に照射され、開口部11に対向する位置において背面側から文字板50を照明する。
光源62,62,・・・は、ケース部材10の開口部12に取り付けられる部材(不図示)、例えば、車両の運転に必要な情報を表示するための部材を背面側から照明する。
文字板50は、例えば透過性(透光性)を有するポリカーボネート樹脂の板状部材を基材として構成される。この基材の前面又は背面に、例えば黒色の遮光性インキによる印刷層を設けることにより、目視可能な指示対象が形成される。指示対象は、文字板50の光透過パターンとして認識される。
図3に示すように、文字板50は、指針41により指し示される指示対象としての目盛51aなどが表示された表示領域51を有する。なお、図3では、実際に形成される目盛51aの一部のみを示している。また、表示領域51内には、目盛51aに加えて、速度を示す不図示の文字(数字)なども指示対象として形成される。
指針41は、指針基部41a(図2)を介して指針駆動部63の駆動軸63a(図1および図2)に取り付けられる。図3に示すように、指針41は、駆動軸63aの回転に伴って、駆動軸63aを中心として文字板50の面に平行する面上を回動することにより、速度に対応する文字板50の目盛51aを指し示す。
図1に示すケース部材10の凹部13は、文字板50の表示領域51の背面側に位置し、凹部13は表示領域51と対向している。
上記のように、凹部13を区画する円弧状の壁部13a(図1)および壁部13b(図1および図4C)は互いに同心円上にあるが、同心円の中心は駆動軸63aの軸心に一致する。また、文字板50の表示領域51の外縁51b(図3)は壁部13aと、文字板50の表示領域51の内縁51c(図3)は壁部13bと、それぞれ前面側から見て実質的に重なり合う位置にある。
文字板50の表示領域51は、凹部13に設けられた照明部10A〜10Dにより背面側から照明される。
次に、照明部10A〜10Dの構成について説明する。
最初に、図1、図2、図4A〜図4Fおよび図5を参照して照明部10Bの構成について説明する。なお、照明部10Cも照明部10Bと同一の構成を有する。
図4Dは、図4Aの一部拡大図、図4Eは、遮光板3B,3Cを前面側から見た正面図、図4Fは、反射部2B,2Cを前面側から見た正面図、図5は、円弧状のラインの位置を示す図である。
図1、図2、図4A〜図4Cおよび図5に示すように、照明部10Bは、文字板50の背面側において円弧状のラインLに沿って配列され、文字板50を背面側から照明する光源4Bと、文字板50の背面側において光源4Bに対応して配置され、光源4Bからの照明光を文字板50に向けて反射させる反射部2Bと、光源4Bの前面側に配置され、光源4Bから文字板50への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する遮光板3Bと、を備える。
反射部2Bおよび遮光板3Bは、ケース部材10の一部として形成される。また、図4A〜図4Cに示すように、光源4BはラインL上において回路基板60の前面側に実装される。光源4Bは、LEDなどを発光体として用いた光源である。
図4A〜図4Fに示すように、反射部2Bは、文字板50の前面と直交する方向、すなわち、図4Bおよび図4Cの上下方向に延びる中心軸22を中心とし、背面側から前面側に向けて径が拡大するテーパー形状ないし円錐形状の反射性の表面を有する。図4Bおよび図4Cに示すように、中心軸22はほぼ光源4Bの中心を通る。また、反射部2Bには光源4Bを収容する開口20が形成される。
図4A〜図4Fに示すように、遮光板3Bは、中心軸22をほぼ中心として回路基板60および文字板50の前面と平行に配置される。また、遮光板3Bは、反射部2Bから前面側に向けて立ち上がる脚部31aおよび脚部31bを有し、回路基板60あるいは光源4Bに対し、前面側に一定の距離を置いて配置される。
図4D〜図4Fに示すように、遮光板3Bの外縁は、前面側から見てラインLに沿った方向に窪む凹部32aおよび凹部32bを有する。凹部32aは遮光板3Bの外縁における照明部10C(光源4C)に対向する部位に設けられる。凹部32bは遮光板3Bの外縁における照明部10A(光源4A)に対向する部位に設けられる。凹部32aおよび凹部32bのそれぞれは、互いに交わる2つの直線を組み合わせた形状を有する。
図4Eに示すように、遮光板3Bの外縁におけるラインLに沿った方向のラインL(円弧)の外周側における幅W1は、遮光板3Bの外縁におけるラインLに沿った方向のラインL(円弧)の内周側における幅W2よりも大きくされている。
また、開口20の外周端を形成する反射部2Bの内縁は、前面側から見て遮光板3Aの凹部32aに対向し、凹部32aに向けて突出する凸部21aを有する。凸部21aは、互いに交わる2つの直線を組み合わせた形状を有する。また、反射部2Bの内縁は、前面側から見て遮光板3Aの凹部32bに対向し、凹部32bに向けて突出する凸部21bを有する。凸部21bは、互いに交わる2つの直線を組み合わせた形状を有する。
反射部2Bと遮光板3Bは、脚部31aおよび脚部31bを除き、前面側から見て互いに重なり合う領域を有しない。例えば、図4Dに示すように、前面側から見て、遮光板3Bの外縁と、反射部2Bの内縁との間には、遮光板3Bの全周にわたり間隙Gが形成される。互いに重なり合う領域を有しないことにより、ケース部材10の成形時に、脚部31aおよび脚部31bを含め反射部2Bおよび遮光板3Bを同時に形成可能となる。
上記のように、照明部10Cの構成は照明部10Bの構成と同一とされる。すなわち、図4A〜図4Fに示すように、照明部10Cは、照明部10Bの光源4B、反射部2B、および遮光板3Bと同一の光源4C、反射部2C、および遮光板3Cを備える。
遮光板3Cの外縁は、前面側から見てラインLに沿った方向に窪む凹部32aおよび凹部32bを有する。凹部32aは遮光板3Bの外縁における照明部10D(光源4D)に対向する部位に設けられる。凹部32bは遮光板3Bの外縁における照明部10B(光源4B)に対向する部位に設けられる。
次に、図6A〜図6Cを参照して、照明部4Aの構成について説明する。図6Aは、照明部10Aの構成を示す図1の一部拡大図、図6Bは、遮光板3Aを前面側から見た正面図、図6Cは、反射部2Aを前面側から見た正面図である。なお、図6A〜図6Cにおいて、照明部4Bと同一要素には同一符号を付してその説明を省略する。
図6A〜図6Cに示すように、照明部10Aは、文字板50の背面側においてラインLに沿って配列され、文字板50を背面側から照明する光源4Aと、文字板50の背面側において光源4Aに対応して配置され、光源4Aからの照明光を文字板50に向けて反射させる反射部2Aと、光源4Aの前面側に配置され、光源4Aから文字板50への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する遮光板3Aと、を備える。反射部2Aおよび遮光板3Aは、ケース部材10の一部として形成される。
照明部4Aは、照明部4Bとほぼ同一の構成をとる。ただし、図6A〜図6Cに示すように、照明部10Aの遮光板3Aに凹部32b(図4E)が形成されておらず、反射部2Aに凸部21b(図4F)が形成されていない。すなわち、図6Bに示すように、遮光板3Aの外縁には、凹部32b(図4E)に代えて直線状の側部33が設けられる。また、図6Cに示すように、反射部2Aの内縁には、凸部21b(図4F)に代えて直線状の側部23(開口20Aの左側端部)が設けられる。
凹部32aは遮光板3Aの外縁における照明部10B(光源4B)に対向する部位に設けられる。
照明部10Aに凹部32b(図4E)および凸部21b(図4F)が形成されていないのは、照明部10Aが表示領域51の端部に位置付けられ、側部33および側部23の側、すなわち図1において照明部10Aの下方に他の照明部が配置されていないことに対応している。
照明部10Aの他の要素は、照明部10Bと同一である。
次に、図7を参照して、照明部10Dの構成について説明する。図7は、照明部10Dを前面側から見た正面図である。
図7に示すように、照明部10Dは、照明部10Aに対し、線対称の構成(図6Aを左右反転した構成)を有する。すなわち、遮光板3Dの外縁における凹部32aおよび反射部2Dの内縁における凸部21aは、図7において左側に位置する。また、遮光板3Dの外縁における直線状の側部33および反射部2Dの内縁における直線状の側部23は、図7において右側に位置する。照明部10Dの他の構成は、照明部10Aと同様である。
凹部32aは遮光板3Dの外縁における照明部10C(光源4C)に対向する部位に設けられる。
照明部10Dが照明部10Aに対し線対称の構成をとることは、照明部10Aと同様、照明部10Dが表示領域51の端部に位置付けられていることに対応している(図1)。
次に、図8などを参照して照明部10A〜10Dの作用について説明する。図8は、照明部10Bにおいて照明光が反射される様子を示す図である。
上記のように、遮光板3Bおよび反射部2Bを構成するケース部材10は反射性を有する。したがって、図8に示すように、照明部10Bにおいて、光源4Bからの照明光は回路基板60の表面、遮光板3Bの背面側表面(裏面)、および反射部2Bで反射し、熱エネルギーに変換されなかった照明光が文字板50に到達する。他の照明部10A,10Cおよび10Dにおいても同様に光源4A,4Cおよび4Dからの照明光が反射により拡散されるため、少数の光源により広い表示領域51を均一に照明することができる。
文字板50を照明する照明光の分布は、遮光板3Bおよび反射部2Bの形状の影響を受けることは当然であるが、照明光は複雑に反射を繰り返す。このため、それらの形状の相違が照明光の分布に及ぼす影響は単純でない。しかし、発明者の実験によれば、遮光板3Bと反射部2Bの組み合わせにより、光源4Bの直近から、光源4Bから離れた位置まで、明るく均一に文字板50を照明できる。
とくに、遮光板3Bの凹部32a,32bおよび反射部2Bの凸部21a,21bを設けることにより、ラインLに沿った両方向、すなわち、図1における照明部10Cに向かう方向および照明部10Aへ向かう方向への照明光の均一性が向上する。
また、上記のように、遮光板3Bの外縁におけるラインLに沿った方向のラインLの外周側における幅W1は、遮光板3Bの外縁におけるラインLに沿った方向のラインLの内周側における幅W2よりも大きくされている(図4E)。このため、図4Eにおける真横方向ではなく、ラインLに沿った方向への照明光の均一性がより向上する。
本実施例では、照明部10A〜10Dが互いに対向する側において、遮光板3A〜3Dに凹部32aまたは32bを、反射部2A〜2Dに凸部21aまたは21bを、それぞれ設けている。このため、照明部10Aと照明部10Bの間、照明部10Bと照明部10Cの間、および照明部10Cと照明部10Dの間における円弧状のラインLに沿った方向の照明を均一化できる。図3に示すように、本実施例では、指示対象としての目盛51aなどが表示された表示領域51が、円弧に沿った方向について均一に照明される。このため、表示領域51における表示品位が向上する。
図9A〜図9Cは、実験により得られた照明の明るさの分布を示す図であり、図9Aは、比較例としての長方形形状の遮光板103をラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図、図9Bは、比較例としての台形形状の遮光板203をラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図、図9Cは、本実施例における遮光板3BをラインLに沿って複数配列した場合における照明の明るさの分布を示す図である。
上記実施例と同様、図9Aに示す反射部102の内縁は、遮光板103の外縁よりもわずかに大きくされている。また、図9Bに示す反射部202の内縁は、遮光板203の外縁よりもわずかに大きくされている。
図9Aに示すように、比較例としての長方形形状の遮光板103をラインLに沿って配列した場合には、分布図71に示すように、隣り合った遮光板103の間で、照明光の重なり合いが発生し、照明光が不均一となる。
図9Bに示すように、比較例としての台形形状の遮光板203をラインLに沿って複数配列した場合には、分布図72に示すように、隣り合った遮光板203の間で、照明光が充分に届かない領域が生ずることなどにより照明光が不均一となる。なお、遮光板203の円弧状のラインLの外周側の辺の長さW4は、ラインLの内周側の辺の長さW5よりも大きくされている。
これらに対し、図9Cに示すように、本実施例における遮光板3B(照明部10B)をラインLに沿って複数配列した場合には、分布図73に示すように、隣り合った遮光板3Bの間で、照明光が均一に分布し、ラインLに沿った方向における照明光の明るさが均等になる。
(変形例)
遮光板における外縁の凹部の形状は、実施例に例示した形状に限定されず、任意の形状とすることができる。図10Aは、遮光板における外縁の凹部が曲線形状の場合を示す図である。図10Aに示すように、図4Eに示す直線を組み合わせた形状の凹部32aに代えて、遮光板3Eにおける外縁の凹部32cを曲線形状としてもよい。この場合、反射部の内縁における凸部を遮光板3Eの外縁における凹部32cに合わせた曲線形状とすることができる。
図10Bは、指示対象が直線状のラインに沿って並ぶ場合を示している。図10Bにおいて、ラインL1は直線状である。この場合、ラインL1に沿って照明光の分布を均一にしたいため、遮光板3Fの形状をラインL1に対して線対称の形状としてもよい。この場合、図10Bにおいて、遮光板3FのラインL1に沿った方向のラインL1の上方における幅W3は、遮光板3FのラインL1に沿った方向のラインL1の下方における幅W3に等しくなる。図10Bに示すように、ラインが直線状である場合も、遮光板3Fにおける外縁の凹部32dを、直線を組み合わせた形状とすることができる。また、遮光板3Fにおける外縁の凹部を、図10Aに示したような曲線形状としてもよい。さらに、反射部の内縁における凸部の形状を外縁の凹部に合わせた形状とすることができる。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
2B 反射部(第1反射部)
2C 反射部(第2反射部)
3B 遮光板(第1遮光板)
3C 遮光板(第2遮光板)
4B 光源(第1光源)
4C 光源(第2光源)
32a 凹部(第1凹部)
32b 凹部(第2凹部)
21a 凸部(第1凸部)
50 文字板
51a 目盛(指示対象)
L ライン
L1 ライン

Claims (9)

  1. ラインに沿って配列された指示対象を有する文字板と、
    前記文字板の背面側において前記ラインに沿って配列され、前記文字板を背面側から照明する互いに隣り合う第1光源および第2光源と、
    前記文字板の背面側において前記第1光源に対応して配置され、前記第1光源からの照明光を前記文字板に向けて反射させる第1反射部と、
    前記第1光源の前面側に配置され、前記第1光源から前記文字板への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する第1遮光板と、
    を備え、
    前記第1遮光板の外縁は、前記第2光源に対向する部位において、前面側から見て前記ラインに沿った方向に窪む第1凹部を有する車両用計器。
  2. 前記文字板の背面側において前記第2光源に対応して配置され、前記第2光源からの照明光を前記文字板に向けて反射させる第2反射部と、
    前記第2光源の前面側に配置され、前記第2光源から前記文字板への直接光を遮光するとともに、光反射性を有する第2遮光板と、
    を備え、
    前記第2遮光板の外縁は、前記第1光源に対向する部位において、前面側から見て前記ラインに沿った方向に窪む第2凹部を有する請求項1に記載の車両用計器。
  3. 前記第1反射部と前記第1遮光板は、前面側から見て互いに重なり合う領域を有しない請求項1または2に記載の車両用計器。
  4. 前記第1反射部の内縁は、前面側から見て前記第1遮光板の外縁の前記第1凹部に対向して突出する第1凸部を有する請求項3に記載の車両用計器。
  5. 前記第1反射部の表面は、前面側で径が大きくなるテーパー形状を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用計器。
  6. 前記指示対象は前記ラインとしての円弧に沿って配列される請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用計器。
  7. 前記第1遮光板の前記外縁の前記円弧に沿った方向の前記円弧の外周側における幅は、前記方向の前記円弧の内周側における幅よりも大きくされている請求項6に記載の車両用計器。
  8. 前記指示対象は前記ラインとしての直線に沿って配列される請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用計器。
  9. 前記指示対象は、前記文字板の光透過パターンとして形成される請求項1〜8のいずれか1項に記載の車両用計器。
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