JP4826162B2 - 指示計器 - Google Patents

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本発明は、例えば車両に搭載される指示計器に関し、特に指針を所定領域毎に点消灯させることが可能な指示計器に係わる。
従来、この種の指示装置として、例えば下記特許文献1に示されているものが知られている。この指示計器は、指針の指示部内に複数個の発光ダイオードを一列に搭載しており、これら発光ダイオードを例えばスイッチオンのタイミングで一端側から他端側に向けて所定領域毎に順次点灯させることで、観察者に斬新性や躍動感を与えたり、警報報知時の誘目性(注目性)を喚起するものである。
特開平10−332438号公報
しかしながら、特許文献1記載の指示計器は、指針内に発光ダイオードからなる光源を搭載する構造であるため、光源への通電が必要となって構造の複雑化やコスト上昇を招くという問題があった。
そこで、本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたもので、その主な目的は簡素で安価な構造にて指針を所定領域毎に点消灯させることが可能な指示計器を提供するものである。
本発明は、前記目的を達成するため、回転基部及び当該回転基部から連続して延びる指示部を有する透光性材料からなる指示部材と、前記回転基部の所要領域を隠蔽する覆うカバーとを有する指針と、前記回転基部の背後に前記指針とは分離して配置され前記指示部を発光させる複数の光源と、これら光源を点灯させる制御手段とを備え、前記複数の光源が少なくとも第1の光源と、第2の光源とで構成され、前記回転基部には少なくとも前記第1の光源からの光を前記指示部の第1の所定領域に導くための第1の反射部と、前記第2の光源からの光を前記第1の所定領域に隣接する第2の所定領域に導くための第2の反射部とが形成され、前記制御手段は前記指示部が所定のパターンで点消灯するように前記第1,第2の光源を独立して点消灯動作させることを特徴とする。
また本発明は、前記第1の所定領域が前記回転基部側に、前記第2の所定領域が指示部の先端側にそれぞれ位置しており、前記回転基部の回転軸線を基準としたとき、前記各反射部の傾斜角を異ならせたことを特徴とする。
また本発明は、前記指針の静止状態において、前記第1,第2の反射部が前記第1,第2の光源に対向すると共に、前記第1,第2の光源と前記第1,第2の反射部との間に前記第1,第2の光源からの光を前記第1,第2の反射部に向けて集光させる導光部材を配置したことを特徴とする。
また本発明は、前記所定のパターンが前記指示部の発光長さを変化させるものであることを特徴とする。
また本発明は、前記制御手段が前記所定のパターンを実行させる際に前記第1,第2の光源の発光輝度を徐々に変化させることを特徴とする。
また本発明は、前記所定のパターンが前記指示部の発光エリアを移動させるもの、または前記指示部において発光を継続する継続発光エリアと所定周期で発光と非発光を繰り返す間欠発光エリアとを併存させたものであることを特徴とする。
また本発明は、前記指示部を半透過性部材で覆ったことを特徴する。
本発明により、初期の目的を達成することができ、簡素で安価な構造にて指針を所定領域毎に点消灯させることが可能な指示計器を提供することができる。
図1〜図8は、本発明の第1の実施形態を示すもので、図1は本実施形態による指示計器の平面図、図2は図1のA−A断面図、図3は同実施形態の指示部材を示す平面図、図4は図3のB−B断面図、図5は同実施形態の導光部材を示す平面図、図6は同実施形態のブロック図、図7は同実施形態による光源の点消灯状態を示すタイミングチャート、図8は同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図である。なおこの場合、指示計器は、例えば自動車に搭載されるものである
図1、図2において、指示計器は、駆動軸1を前方(図1中上方)に突設してなる駆動装置2と、この駆動装置2の前方側(図1中上側)に位置する回路基板3と、この回路基板3の前方側に配置される筒体41を備えたケース4と、このケース4によって支持される表示板5と、この表示板5の前方に位置し駆動装置2の駆動軸1によって動作(回転)する指針6と、この指針6と表示板5を背後から照明する光源7,8と、光源8と指針6との間に配置される導光部材9と、光源7,8の動作(点消灯)を制御する制御手段10(図6参照)とを有する。
駆動装置2は、ステッピングモータ式ゲージやエアコア式ゲージ等の周知のコイル型電動機からなり、駆動軸1が回路基板3を貫通するように回路基板3の背面に装着されている。
回路基板3は、周知の硬質プリント回路基板からなり、駆動装置2と各光源7,8と制御手段10を実装する回路パターンを有する。
ケース4は、例えば光反射率の高い白色の合成樹脂からなり、筒体41は、円筒状に形成され、その内部に駆動軸1、光源8、導光部材9を収納している。
表示板5は、周知の印刷表示板からなり、指針6に対応する目盛、文字、マーク等の意匠部51を有し、この場合、意匠部51は指針6の回動軌道に沿って円弧状に配列された光透過部によって形成され、その周囲は遮光性を有している。表示板5はまた駆動軸1と指針6との連結を可能とする貫通孔52を有し、この貫通孔52がケース4の開口42と対応する構造である。
指針6は、図2に示すように、透光性合成樹脂材料からなる指示部材61と、遮光性合成樹脂材料からなるカバー62と、同じく遮光性合成樹脂材料からなる指針座63と、半透過性材料からなる隠蔽部材64とからなり、指針座63を通じて駆動軸1に連結されている。
指示部材61は、駆動軸1を中心とした回転基部610と、この回転基部610から連続して延びる指示部611とからなる。
回転基部610には、図3,図4に示すように、指示部611の後述する所定領域に応じて、3種類の反射部、すなわち第1〜第3の反射部612a〜612cが形成されている。
これら反射部612a〜612cのうち、第1の反射部612aは、図3に示すように、指示部611のうち、最も回転基部610側に位置する第1の所定領域(長手方向所定領域)613aに光を導く(反射する)ためのもので、指針6が静止状態にあるとき、回転基部610の背後に指針6とは分離して複数個配置される光源8のうち、第1の光源8aに対応し、この第1の光源8aからの光(光の一部)は、図4に示すように、第1の反射部612aを通じて一旦、回転基部610または回転基部610に近い指示部611の前面に向けて反射された後、指示部611の前面で反射した光が指示部611の底面に向かい、これにより第1の所定領域613aを発光させるものである。
また第2の反射部612bは、指示部611のうち、第1の所定領域613aに隣接する第2の所定領域(長手方向所定領域)613bに光を導く(反射する)ためのもので、指針6が静止状態にあるとき、第2の光源8bに対応し、この第2の光源8bからの光(光の一部)は、図4に示すように、第2の反射部613bを通じて一旦、指示部611の前面に向けて反射された後、指示部611の前面で反射された光が指示部611の底面に向かい、これにより第2の所定領域613bを発光させるものである。なおこの場合、第2の反射部612bは、回転基部610において、指示部611の長手方向軸線の左右に突出形成された部分の壁面を利用して、それぞれひとつずつ形成されている。
さらに第3の反射部612cは、指示部611のうち、第2の所定領域613bに隣接すると共に指示部611の最も先端側に位置する第3の所定領域(長手方向所定領域)613cに光を導く(反射する)ためのもので、指針6が静止状態にあるとき、第3の光源8cに対応し、この第3の光源8cからの光は、図4に示すように、第3の反射部613cを通じて一旦、指示部611の前面に向けて反射された後、指示部611の前面で反射された光が指示部611の底面に向かい、これにより第3の所定領域613cを発光させるものである。なおこの場合、第3の反射部612cと第1の反射部612aは、指示部611の長手方向軸線上にそれぞれ位置している。
またここで、第1〜第3の反射部612a〜612cの回転基部610の回転軸線に対する傾斜角(狭角側の傾斜角)θa〜θcに注目すると、それらの光照射対象である第1〜第3の所定領域613a〜613cに対応して異なるように設けられており、本実施形態の場合、θa<θb<θcに設定されている。
このようにθaを最も小さくした理由は、回転基部610に最も近接する第1の所定領域613aを発光させるにあたり、回転基部610または指示部611の前面による光反射作用を活用して効率よく発光させるためである。すなわち、回転基部610または指示部611の前面による光反射作用を使わずに第1の所定領域613aに光を導く場合、θaを第1の所定領域613aに充分な光が反射できる大きな角度に設定する必要があるが、このように大きな角度に設定すると、第1の反射部612aを透過する光の量が多くなって充分な反射を期待できず、第1の所定領域613aを効率よく発光させることが困難となる。
またθbをθaより大きく、θcより小さくした理由は、回転基部610に対して第1の所定領域613aより遠く、第3の所定領域613cよりも近接する、指示部611の中央に位置する第2の所定領域613bを指示部611の前面による光反射作用を活用して効率よく照明するためである。
また同様に、θcを最も大きくした理由は、回転基部610に対して最も遠い第3の所定領域613cを指示部611の前面による光反射作用を活用して効率よく照明するためである。
なおこの場合、指示部611の底面は表示板5に板面に平行、その前面は、表示板5に板面に徐々に近づくように傾斜して延びており、このように前面を傾斜させたことにより、指示部611前面の反射効率を高めている。
指示部611は、上記のように、長手方向に沿って第1〜第3の所定領域613a〜613cに分けられる他、その背面には、反射部612a〜612cを通じて反射された光を前面側に反射するホットスタンプ層が設けられている。
カバー62は、図2に示すように、例えば黒色を有し、回転基部610の前方側及び側方側を覆い、背面側を露出するように指示部材61を覆っている。
指針座63は、例えばカバー62と同じ黒色を有し、各光源8a〜8cからの光を第1〜第3の反射部612a〜612cに透過させる複数の透光部631と、駆動軸1に連結されるボス部632とを備えている。
隠蔽部材64は、光源8(第1の光源8a〜8c)の消灯時に指針の存在を隠して(見えづらくして)点灯時にだけ見せるようにするもので、指示部611をその全長にわたって隠蔽している。
光源7,8は例えば表面実装型の発光ダイオードからなり、光源7は、表示板5の背面適宜箇所に対応するように、光源8(第1〜第3の光源8a〜8c)は、筒体41内に位置して駆動軸1の周囲に略等間隔に、かつ図1に示す指針6の静止状態において、第1〜第3の反射部612a〜612cに対応するように配置されている。
導光部材9は、適宜手段にて筒体41内に固定されており、図1に示す指針6の静止状態において、第1の光源8a及び第1の反射部612aに対応する第1の区分91と、第2の光源8b及び第2の反射部612bに対応する第2の区分92と、第3の光源8c及び第3の反射部612cに対応する第3の区分93とを備えており、これら区分91〜93毎に各光源8a〜8cからの光を集光させて、対応の各反射部612a〜612cに照射するもので、各区分91〜93の軸方向端面はそれぞれ球面に設定されている。
制御手段10は、図6に示すように、例えばマイクロコンピュータからなるもので、第1〜第3の光源8a〜8c、光源7、駆動装置等の各種動作を制御するものであるが、図6では、その出力側に接続される第1〜第3の光源8a〜8cのみを示す。
この制御手段10の入力側には、イグニッションスイッチ11が接続される他、電源ラインを介して電源(バッテリ)12と接続されている。
次に、図7及び図8に基づいて、制御手段10により実行される第1〜第3の光源8a〜8cの点消灯処理について説明するが、当該点灯処理は、マイクロコンピュータ内の記憶素子に格納されている点消灯プログラムに基づいて実行されるもので、後述するイグニッションスイッチのオン等、所定の入力信号を受信した際、これをトリガとして処理が実行される。なおイグニッションスイッチ11のオフ時(電源オフ時)、指針6は図1に示す位置に静止し、第1の反射部612aに導光部材9の第1の区分91及び第1の光源8aが対応し、第2の反射部612bに導光部材9の第2の区分92及び第2の光源8bが対応し、第3の反射部612cに導光部材9の第3の区分93及び第3の光源8cが対応しているものとする。
まず、時刻t1にて、イグニッションスイッチ11がオフからオンに切り替わる(この際、エンジンが始動するものとする)と、第1の光源612aの点灯処理が開始され、この際、第1の光源612aはその発光輝度が徐々に上昇するように点灯処理され、第2の光源8bの点灯処理が開始される時刻t2よりも後となる時刻t3にて最高輝度となり、その後は点灯状態を維持する。
次に時刻t2にて点灯処理が開始された第2の光源8bもその発光輝度が徐々に上昇するように点灯処理され、第3の光源8cの点灯処理が開始される時刻t4よりも後となる時刻t5にて最高輝度となり、その後は点灯状態を維持する。
次に時刻t4にて点灯処理が開始された第3の光源8cもその発光輝度が徐々に上昇するように点灯処理され、時刻t6にて最高輝度となり、その後は点灯状態を維持する。
このように第1〜第3の光源8a〜8cの点灯開始時期が時間差を有するように第1〜第3の光源8a〜8cを独立して点灯動作させることにより、図8(a)〜(c)に示すように、第1の所定領域613a→第2の所定領域613b→第3の所定領域613cの順番で発光させ、これにより所定のパターンとして、指示部611が経時変化に伴って元部側から先端部側に向けて延びる発光パターンを観察者に見せることができる。
この場合、第1〜第3の所定領域613a〜613cは、第1〜第3の光源8a〜8cからの光を第1〜第3の反射部612a〜612cで反射することにより発光するため、指示部611上の発光エリアを厳密に第1〜第3の所定領域613a〜613cに分けることは難しく、各所定領域613a〜613cにおいては、中央部が最も明るく、端部に向かうに従って次第に輝度が低下する発光形態にて部分発光する。
また本例の場合、輝度上昇を伴いながら時差点灯させることにより、指示部611が元部側から先端部側に向けて延びる(指示部の長さが変化する)ように発光させる際の、連続性や円滑性を確保するようにしている。
なお本例では、イグニッションスイッチ11のオンで指示部611が元部側から先端部側に向けて延びように発光し、最終的には最大発光長さに至るパターンにて発光させる例を示したが、指示部611の発光長を変化させる場合、先端部側から元部側に向けて延びるように発光させてもよい。
また指示部611の発光長を変化させるパターンとしては、例えばイグニッションスイッチ11のオフで指示部611の発光長が徐々に短くなり、最終的には消えるパターンで消灯処理してもよい。
また本実施形態では、指示部611を第1〜第3の所定領域613a〜613cの3つに分割し、それぞれに第1〜第3の反射部612a〜612c及び第1〜第3の区分91〜93及び第1〜第3の光源8a〜8cを対応させる例を示したが、指示部611における所定領域の分割数、反射部の数、光源の数は任意に設定できる。
また本実施形態では、第1〜第3の反射部612a〜612cを通じて第1〜第3の所定領域613a〜613cをエリア毎に発光させる例を示したが、指示部611を指針6とは分離配置された光源8a〜8cでエリア毎に発光させる場合、必ずしも反射部を設定しなくともよいし、例えば、回転基部610に最も近い第1の所定領域613aは反射部ではなく、回転基部610を通じて進行する第1の光源8aで発光させ、残りの所定領域613b,613cは、第2,第3の反射部612b,612cを通じて発光させてもよい。
以上の通り、本実施形態では、回転基部610及び当該回転基部610から連続して延びる指示部611を有する透光性材料からなる指示部材61と、回転基部610の所要領域を隠蔽する覆うカバー62とを有する指針6と、回転基部610の背後に指針6とは分離して配置され指示部611を発光させる複数の光源8a〜8cと、これら光源8a〜8cを点灯させる制御手段10とを備え、複数の光源8が第1〜第3の光源8a〜8cで構成され、回転基部610には第1〜第3の光源8a〜8cからの光を第1〜第3の所定領域613a〜613cに向けて反射させる第1〜第3の反射部612a〜612cが形成され、制御手段10は指示部611が所定のパターンで点灯するように第1〜第3の光源8a〜8cを独立して点消灯動作させることにより、指針自体に光源を搭載することなく指針を所定領域毎に点消灯させることができ、簡素で安価な構造となすことができる。
また本実施形態では、イグニッションスイッチ11のオンに伴う点灯処理が終了して通常の動作モードとなり、指針6が図1に示す静止位置から回転しても、第1〜第3の光源8a〜8cの全てが点灯した場合、導光部材9を介して回転基部610に向かう光は、指針6の回転位置に依存せずに常に略一定となるので、回転位置による指針6の輝度ムラが発生しにくい構造となっており、このため、通常、もしくは従来から用いられている発光指針の構造を僅かに変更する(例えば反射部の位置や傾斜角を変更する等)だけでよいので、設計に係わる負荷を軽減することができる。
また本実施形態では、第1の所定領域612aが回転基部610側に、第2の所定領域612bが中央に、第3の所定領域612cが先端側にそれぞれ位置しており、回転基部610の回転軸線を基準としたとき、各反射部612a〜612cの傾斜角θa〜θcを異なるように設定したことにより、光源8a〜8cの光を簡単な構成にて効率よく各所定領域612a〜612cに導くことができる。特に指示部611の形状を前面が表示板5に徐々に近づくテーパ形状に設定し、各傾斜角θa〜θcをθa<θb<θcとなるように設定したことにより、各所定領域613a〜613cを効率よく照明することができる。
また本実施形態では、指針6の静止状態において、第1〜第3の反射部612a〜612cが第1〜第3の光源8a〜8cに対応すると共に、第1〜第3の光源8a〜8cと第1〜第3の反射部612a〜612cとの間に第1〜第3の光源8a〜8cからの光を第1〜第3の反射部612a〜612cに向けて集光させる導光部材9を配置したことにより、第1〜第3の光源8a〜8cからの光を収束させた状態にて第1〜第3の反射部612a〜612cに導くことができるため、各所定領域612a〜612cを集中的に発光させることができる。
また本実施形態では、指示部611をその発光長さが変化するパターンで発光させたことにより、スタート時(イグニッションスイッチ11のオン時)に指針6への注目性を高めることができる。
また本実施形態では、制御手段10が指示部611をその発光長さが変化するパターンで発光させる場合に、各光源8a〜8cの発光輝度が徐々に高くなるように変化させることにより、発光動作の連続性や円滑性を確保することができる。
また本実施形態では、指示部611を半透過性部材64で覆ったことにより、光源8(第1の光源8a〜8c)の消灯時に指針6の存在を隠し(見えづらくし)、点灯時にだけ見せるようにすることができ、これにより斬新性を演出することができる。
図9及び図10(a)〜(b)は、本発明の第2の実施形態として、制御手段10により実行される他の点消灯処理パターンを示すもので、図9は各光源の点消灯状態を示すタイミングチャート、図10は同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図である。
すなわち本例では、図9に示すように、時刻t1にて第1の光源8aを点灯させた後、時刻t2で消灯させると同時に第2の光源bを点灯させ、しかる後、第2の光源bを時刻t3で消灯させると同時に第3の光源8cを点灯させるもので、このように各光源8a〜8cを点消灯動作させることにより、図10(a)〜(b)に示すように、各所定領域613a〜613cにおいて発光領域が移動するように見せることができ、これにより斬新性を演出することができる他、前記第1の実施形態と同様の効果を期待できる。
図11及び図12(a)〜(b)は、本発明の第3の実施形態として、制御手段10により実行される他の点消灯処理パターンを示すもので、図11は各光源の点消灯状態を示すタイミングチャート、図12は同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図である。
すなわち本例では、図12に示すように、時刻t1にて第1〜第3の光源8a〜8cを一斉に点灯させた後、時刻t2にて第2の光源8bのみ消灯させ、その後、第2の光源8bを一定の周期で点滅させるようにしたもので、このように各光源8a〜8cを点消灯動作させることにより、図12(a)〜(b)に示すように、発光を継続する継続発光エリア(第1,第3の所定領域613a,613c)と所定周期で発光と非発光を繰り返す間欠発光エリア(第2の所定領域613b)とを併存させることができ、これによっても斬新性を演出できる他、前記第1の実施形態と同様の効果を期待できる。
なお上記各例では種々のパターンを例示したが、各光源を独立して点消灯動作させることができればで、点消灯パターンは任意である。
また第4の実施形態として図示しないが、各光源のうち、任意の光源を2色以上の発光色で発光可能な光源で構成するか、または所定の反射部に対応する位置に発光色の異なる光源を必要色分配置し、所定領域または領域毎に発光色を変化させてもよい。
本発明の第1の実施形態による指示計器の平面図。 図1のA−A断面図。 同実施形態の指示部材を示す平面図 図3のB−B断面図。 同実施形態の導光部材を示す平面図。 同実施形態のブロック図。 同実施形態による光源の点消灯状態を示すタイミングチャート。 同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図。 本発明の第2の実施形態による各光源の点消灯状態を示すタイミングチャート。 同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図。 本発明の第3の実施形態による各光源の点消灯状態を示すタイミングチャート。 同実施形態による指示部の発光・非発光パターンを示す正面図。
符号の説明
1 駆動軸
2 駆動装置
3 回路基板
41 筒体
4 ケース
5 表示板
6 指針
7,8 光源
9 導光部材
10 制御手段
51 意匠部
52 貫通孔
61 指示部材
62 カバー
63 指針座
64 隠蔽部材
610 回転基部
611 指示部
612a〜612c 第1〜第3の反射部
613a〜613c 第1〜第3の所定領域
θa〜θc 傾斜角
631 透光部
632 ボス部
91〜93 第1〜第3の区分
11 イグニッションスイッチ
12 電源

Claims (7)

  1. 回転基部及び当該回転基部から連続して延びる指示部を有する透光性材料からなる指示部材と、前記回転基部の所要領域を隠蔽する覆うカバーとを有する指針と、
    前記回転基部の背後に前記指針とは分離して配置され前記指示部を発光させる複数の光源と、
    これら光源を点灯させる制御手段とを備え、
    前記複数の光源が少なくとも第1の光源と、第2の光源とで構成され、
    前記回転基部には少なくとも前記第1の光源からの光を前記指示部の第1の所定領域に導くための第1の反射部と、前記第2の光源からの光を前記第1の所定領域に隣接する第2の所定領域に導くための第2の反射部とが形成され、
    前記制御手段は前記指示部が所定のパターンで点消灯するように前記第1,第2の光源を独立して点消灯動作させることを特徴とする指示計器。
  2. 前記第1の所定領域が前記回転基部側に、前記第2の所定領域が指示部の先端側にそれぞれ位置しており、前記回転基部の回転軸線を基準としたとき、前記各反射部の傾斜角を異ならせたことを特徴とする請求項記載の指示計器。
  3. 前記指針の静止状態において、前記第1,第2の反射部が前記第1,第2の光源に対向すると共に、前記第1,第2の光源と前記第1,第2の反射部との間に前記第1,第2の光源からの光を前記第1,第2の反射部に向けて集光させる導光部材を配置したことを特徴とする請求項記載の指示計器。
  4. 前記所定のパターンが前記指示部の発光長さを変化させるものであることを特徴とする請求項1または請求項記載の指示計器。
  5. 前記制御手段が前記所定のパターンを実行させる際に前記第1,第2の光源の発光輝度を徐々に変化させることを特徴とする請求項記載の指示計器。
  6. 前記所定のパターンが前記指示部の発光エリアを移動させるもの、または前記指示部において発光を継続する継続発光エリアと所定周期で発光と非発光を繰り返す間欠発光エリアとを併存させたものであることを特徴とする記載の指示計器。
  7. 前記指示部を半透過性部材で覆ったことを特徴する請求記載の指示計器。
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