JP5002325B2 - 指針照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、指針照明装置に係り、特に、文字板を指示する指針本体部、及び、前記指針本体部の回転軸側の背面に設けられた指針受光面、を有する導光性の指針と、配線板上に搭載された指針照明用の光源と、前記指針と前記配線板との間の前記回転軸を囲むように円筒状に設けて、前記光源からの光を前記指針受光面に導く導光部材とを備えた指針照明装置に関するものである。
上述した指針照明装置としては、例えば図8〜図10に示すように、車両に搭載されたスピードメータ100、タコメータ101などのコンビネーションメータに組み込まれたものが知られている。これらのメータ100、101は、図8に示すように、表面に目盛、数字、文字又は記号などの指標が形成された文字板102と、この文字板102の正面に配置される指針103と、を備えている。
上記指針103は、図9に示すように、文字板102を指示する導光性の指針本体部103Aと、内機106の出力軸104に取り付けられる回転軸部103Bと、指針本体部103Aの回転軸部103B側の背面に設けられた指針受光面103Cとが設けられている。さらに、指針103は、指針本体部103Aの反対側に搭載されたバランス103Dと、上記回転軸部103B、バランス103D及び後述する導光部材105を隠す指針キャップ103Eとが設けられている。なお、回転軸部103Bは、指針本体部103A、バランス103D及び指針キャップ103Eを保持する指針袴103Fに一体に設けられている。
また、メータ100、101は、文字板102の背面に配置され、例えば車速やエンジン回転数などの計測量に応じて指針103を駆動する内機106と、文字板102の背面に設けられ内機106が搭載される配線板107と、この配線板107上に搭載された指針照明用LED(光源)108と、指針103と配線板107との間の回転軸部103Bを囲むように円筒状に設けて(図10参照)、指針照明用LED108からの光を指針受光面103Cに導く導光部材105とを備えている。
上述した構成の指針照明装置によれば、指針照明用LED108から出射された光は、導光部材105を導光し効率よく指針受光面103Cに導かれるため、指針103への光導入を向上させ、指針輝度を上げることができる。
しかしながら、図8〜図10に示す構造では、指針照明用LED108の真上に導光部材105の導光部材受光面105Aを設けている。指針照明用LED108から指針103に対する光を効率よく導くために導光部材受光面105Aを大きくすると、導光部材105の径Bを大きくする必要があり、そのため、導光部材105を覆うためのキャップ径Aも大きくなり、意匠上の制約が生じるという問題があった。
そこで、例えば、特許文献1に示すように、導光部材105の外側面、内側面の両面に指針103に近づくに従って回転軸部103Bに近づくテーパ反射面を設け、指針103に近づくに従って導光部材105の径Bを小さくすることも考えられる。この構成によれば、導光部材105に入射された光は、外側面に設けたテーパ反射面→内側面に設けたテーパ反射面の順で導光部材105内を反射して指針103に導かれる。
しかしながら、このような構成は反射を多用したり、また、外部に出光してしまう光量が大きくなるため光効率が悪く、十分な指針輝度が得られなかった。
特開平9−222340号公報
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、反射を多用することなく、輝度向上を図ると共に指針キャップ径を小さくして意匠性の向上を図った指針照明装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、文字板を指示する指針本体部、及び、前記指針本体部の回転軸側の背面に設けられた指針受光面、を有する導光性の指針と、配線板上に搭載された指針照明用の光源と、前記指針と前記配線板との間前記回転軸を囲むように円筒状に設けて、前記光源からの光を前記指針受光面に導く導光部材とを備えた指針照明装置において、前記導光部材が、外側面に設けられ、前記光源からの光を受光する導光部材受光面と、記導光部材受光面と対向する内側面に設けられ、前記導光部材受光面から入射された光を前記指針受光面に向けて反射する導光部材反射面とを有し前記光源が、前記導光部材受光面と対向するように前記配線板上に配置されると共に、前記回転軸を囲むように複数設けられ、前記導光部材受光面が、前記複数の光源に対応して複数設けられ、前記導光部材の前記指針受光面と対応する導光部材出射面が、前記導光部材受光面に対向する部分が凹部、前記導光部材受光面と前記導光部材受光面との間に対向する部分が凸部、となるように軸周り方向に沿って凹凸状に設けられていることを特徴とする指針照明装置に存する。
請求項1記載の発明によれば、導光部材の外側面に光源からの光を受光する導光部材受光面が設けられているので、導光部材の径を大きくしなくても導光部受光面を大きく取ることができる。そして、導光部材反射面での1回の反射で指針受光面に導くことができる。また、導光部材出射面が、導光部材受光面に対向する部分が凹部、導光部材受光面と導光部材受光面との間に対向する部分が凸部、となるように軸回り方向に沿って凹凸状に設けられているので、出射光量の高い導光部材受光面に対向する部分を凹部に設けて指針受光面から遠ざけ、出射光量の低い導光部材受光面に対向する部分を凸部に設けて指針受光面に近づけることができる。
請求項2記載の発明は、前記導光部材受光面が、前記導光部材反射面に向かって凹む凹曲面に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の指針照明装置に存する。
請求項2記載の発明によれば、導光部材受光面が、導光部材反射面に向かって凹む凹曲面に設けられているので、光源から導光部材受光面に入射される光を拡散する方向に屈折して、導光部材内部に入射することができる。
請求項3記載の発明は、前記配線板上の前記導光部材と対向する部分に設けられた反射層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の指針照明装置に存する。
請求項3記載の発明によれば、配線板上の導光部材と対向する部分に反射層を設けることにより、導光部材内に導光された後、導光部材反射面に向かわずに配線板上に向かった光も、導光部材反射面を透過して配線板上に向かった光も、反射層で反射されて指針受光面に向かう。
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、導光部材の外側面に光源からの光を受光する導光部材受光面が設けられているので、導光部材の径を大きくしなくても導光部受光面を大きく取ることができる。そして、導光部材受光面での1回の反射で指針受光面に導くことができるので、反射を多用することなく、輝度向上を図ると共に指針キャップ径を小さくして意匠性の向上を図ることができる。また、出射光量の高い受光面に対向する部分を凹部に設けて指針受光面から遠ざけ、出射光量の低い受光面に対向する部分を凸部に設けて指針受光面に近づけることができるので、指針の回転に応じて生じる輝度ムラを防ぐことができる。
請求項2記載の発明によれば、光源から導光部材受光面に入射される光を拡散する方向に屈折して、導光部材内部に入射することができるので、輝度ムラを防ぐことができる。
請求項3記載の発明によれば、導光部材内に導光された後、導光部材反射面に向かわずに配線板上に向かった光も、導光部材反射面を透過して配線板上に向かった光も、反射層で反射されて指針受光面に向かうので、効率よく光源からの光を指針に導くことができ、より一層輝度向上を図ることができる。
以下、本発明の一実施形態にかかる計器装置の指針照明装置を図1乃至図6を参照して説明する。図1は、本発明の指針照明装置の一実施形態を示す概略断面図である。図2は、図1のB部の拡大図である。図3は、図1のA部の拡大図である。図4は、図1に示す導光部材の斜示図である。図5は、図4に示す導光部材の展開図である。本発明の一実施形態にかかる指針照明装置は、図6に示す計器装置としての車両用コンビネーションメータ1に用いられる。
車両用コンビネーションメータ1は、自動車等の移動体に搭載されて、この移動体の乗員に対して該移動体の状況を表示する装置である。車両用コンビネーションメータ1は、図6に示すように、計器ケースとしてのケース31と、見返し板10と、透明カバー11と、裏カバー35と、表示計器4とを備えている。
上記ケース31には、図6に示すように、後述する各指針2a,2b,2c,2dの回転軸部22(図1に示す)が挿入されて取り付けられる指針用開口部32a,32b,32c,32dと複数のウォーニング表示用開口部33がそれぞれ形成されている。又、複数の照明用開口部34a〜34dが設けられ、後述する各文字板6の表示部としての目盛・文字9a,9b,9c,9dそれぞれを照明する図示しない文字板照明用LEDが配される。
裏カバー35は、ケース31の外縁に組み付けられる。
ケース31内には、後述する計器ユニットとしてのムーブメント7a,7b,7c,7d(内機)や、目盛・文字9a,9b,9c,9d用の光源としての文字板照明用LEDや、各指針2a,2b,2c,2d用の光源としての複数の指針照明用LED12や、後述する導光部材50a,50b,50c,50d等が収容される。ケース31内には、さらに、ムーブメント7a,7b,7c,7d、文字板照明用LED、指針照明用LED12等と電気的に接続する配線板13が収容される。配線板13は、ケース31と裏カバー35との間に設けられて、ムーブメント7a,7b,7c,7d等の動作を制御するためのマイコン等の電子部品等が実装されている。
見返し板10は、図6に示すように、各文字板6の移動体の乗員側、即ち前面側に配され、ケース31に取り付けられる。見返し板10には、各目盛・文字9a,9b,9c,9dをそれぞれ移動体の乗員に対して露出させる露出窓としてのスピードメータ露出窓10aと、タコメータ露出窓10bと、フューエルゲージ露出窓・テンパラチャゲージ露出窓10dとが形成されており、表示計器4としてのタコメータ4a,スピードメータ4b,テンパラチャゲージ4c及びフューエルゲージ4d等の表示部分以外を移動体の乗員に対して遮蔽する。
透明カバー11は、板状に形成され且つ透明性を有する樹脂等から形成されている。透明カバー11は、見返し板10の移動体の乗員側、即ち前面側に配されている。透明カバー11は、その外縁からケース31に向かって突設された係止爪(図示せず)が設けられている。係止爪は、ケース31の係止受け溝内に収容されて係止される。
透明カバー11は、前述のように、係止爪がケース31の係止受け溝に係止された際にケース31の移動体の乗員側、即ち前面側を覆う。透明カバー11は、文字板6と、見返し板10と、を覆って車両用コンビネーションメータ1内へ埃等が侵入するのを防ぐ。
表示計器4は、図6に示すように、エンジンの回転数を表示するタコメータ4aと、車両の速度を表示するスピードメータ4bと、エンジンの冷却水の温度を表示するテンパラチャゲージ4cと、燃料の残量を表示するフューエルゲージ4dと、を備えている。
タコメータ4a,スピードメータ4b,テンパラチャゲージ4c及びフューエルゲージ4dには、それぞれ、計器ユニットとしてのムーブメント7a,7b,7c,7dと、計器装置の文字板上のエンジン回転数表示用目盛・文字9a,車速表示用目盛・文字9b,冷却水温度表示用目盛・文字9c,燃料残量表示用目盛・文字9d,車速表示用目盛・文字6b,冷却水温度表示用目盛・文字6c,燃料残量表示用目盛・文字6dと、指針2a,2b,2c,2dと、導光部材50a,50b,50c,50d等によって構成されている。
ムーブメント7a,7b,7c,7dは、それぞれ、車両に搭載された図示しないエンジン回転数計測手段、車速計測手段、冷却水温度計測手段及び燃料残量計測手段等と接続されている。ムーブメント7a,7b,7c,7dは、それぞれ、これらの計測手段が計測した計測量等に応じて回転する出力軸8a,8b,8c,8dを備えている。
計器装置の文字板6は、それぞれ、前述したケース31の取付面Mの移動体の乗員側に取り付けられる。
前述した構成によって、表示計器4としてのタコメータ4a,スピードメータ4b,テンパラチャゲージ4c及びフューエルゲージ4dは、それぞれ、前述した計測手段が計測した計測量に応じて出力軸8a,8b,8c,8d及び指針2a,2b,2c,2dを回転させる。そして、指針2a,2b,2c,2dが、それぞれ、文字板6それぞれの目盛・文字9a,9b,9c,9dを指示することによって、移動体の乗員に対して該移動体の状況を表示する。
指針2a,2b,2c,2dは、アクリル樹脂等の透光性を有する導光材料等から形成されている。なお、指針2a,2b,2c,2dは、互いに同等の構成であるので、以下タコメータ4a用の指針2aを代表して説明する。
指針2aは、図1に示すように、目盛・文字9aを指示する指針本体部21と、ムーブメント7aの出力軸8aが取り付けられる回転軸部22と、が設けられている。指針本体部21は、回転軸部22に取り付けられていて、ムーブメント7aの出力軸8aと一体になって回転する。指針2aは、各計測手段が計測した計測量に応じて、ムーブメント7aによって回動されて、文字板6上の目盛・文字9a等と協働して計測量を表示する。
指針本体部21は、図3に示すように、回転軸部22側の背面に設けられ、指針照明用LED12からの光を入射する指針受光面21Aと、正面の指針受光面21Aと軸方向に対向する位置に設けられ、指針受光面21Aから入射された光を先端側に向けて反射する指針反射面21Bと、を有している。指針本体部21は、先端に向かうに従って徐々に細くなる錐状に形成されている。指針2aは、例えば夜間等の暗い時等において、指針本体部21の指針受光面21Aに前述した指針照明用LED12からの光が入射されて、指針本体部21が光輝する。
指針2aは、さらに指針本体部21の反対側に搭載されたバランス23と、上記回転軸部22、バランス23及び後述する導光ユニット50aを隠す指針キャップ24と、この指針キャップ24及び指針本体部21、バランス23を保持するための指針袴25と、が設けられている。
導光部材50aは、ケース31に一体に設けられたホルダ部31Aによって文字板6の背面側に保持されている。導光部材50aは、指針2aと配線板13との間の回転軸部22、出力軸8aを囲むように円筒状に設けて、指針照明用LED12からの光を指針受光面21Aに導く。
導光部材50aは、図1〜図5に示すように、導光部材受光面50Aと、導光部材反射面50Bと、導光部材出射面50Cと、を有している。導光部材受光面50Aは、図4に示すように、導光部材50aの外側面に設けられている。導光部材50aの外側面の配線板13側の端部には、外側に向かって突起する受光凸部50Dが設けられていて、その受光凸部50Dに上記導光部材受光面50Aが設けられている。導光部材受光面50Aは、図2に示すように、後述する導光部材反射面50Bに向かって凹む凹曲面に設けられている。
指針照明用LED12は、導光部材50aの円筒の径方向に導光部材受光面50Aと対向するように配置されている。指針照明用LED12は、その光軸が導光部材受光面50Aに向かうように、即ち径方向と平行になるように配線板13上に配置されている。これにより、指針照明用LED12が発光すると、その光が導光部材受光面50Aに入射される。本実施形態では、指針照明用LED12は、回転軸部22、出力軸8aを囲むように3つ配線板13上に配置されている。そして、導光部材受光面50Aは、この3つの指針照明用LED12に対応して3つ設けられている。
導光部材反射面50Bは、図2に示すように、径方向に導光部材受光面50Aと対向する導光部材50aの内側面に設けられている。導光部材反射面50Bは、配線板13に近づくに従って指針照明用LED12に近づくテーパに設けられている。その角度θは約45°に設けられている。これにより、導光部材反射面50Bは、導光部材受光面50Aから入射された径方向に進む光を軸方向、即ち指針受光面21Aに向けて反射する。導光部材出射面50Cは、軸方向に指針受光面21Aと対向する位置に設けられ、径方向に沿って指針受光面21Aに向かう凸曲面に設けられている。これに対して、図3に示すように、指針受光面21Aは、導光部材出射面50Cから離れる凹曲面に設けられている。
導光部材出射面50Cは、図4及び図5に示すように、導光部材受光面50Aに対向する部分が凹部50C1、導光部材受光面50Aと導光部材受光面50Aとの間に対向する部分が凸部50C2、となるように軸回り方向に沿って凹凸状に設けられている。また、上述した配線板13上の導光部材50aと対向する位置には反射率の高い反射層としての白色シルク印刷60が設けられている。
上述した構成の指針照明装置での光の経路について以下説明する。指針照明用LED12が点灯すると、指針照明用LED12は、図2に示すように、導光部材受光面50Aに向かう光を出射する。そして、指針照明用LED12から光が導光部材受光面50Aに受光される。受光された光は、凹曲面に設けられた導光部材受光面50Aで拡散するように屈折した後、導光部材反射面50Bに向かって進む。導光部材反射面50Bに到達した光は、導光部材反射面50Bで軸方向、即ち指針受光面21Aに向けて反射される。
導光部材受光面50Aから受光された光のうち、導光部材反射面50Bに向かわずに配線板13上に向かった光や、導光部材反射面50Bを透過して配線板13上に向かった光は、白色シルク印刷60で反射されて軸方向に向かう。
指針受光面21Aに向けて反射された光は、導光部材出射面50Cから指針受光面21Aに向けて出射される。出射された光は、図3に示すように、凸曲面に設けられた導光部材出射面50Cで集光する方向に屈折した後、指針受光面21Aに向かって進み、指針受光面21Aから指針本体部21内に受光される。受光された光は、凹曲面に設けられた指針受光面21Aで拡散するように屈折した後、指針反射面21Bに進む。指針反射面21Bに到達した光は、指針反射面21Bで先端に向けて反射される。これにより指針2aが光輝して視認される。
上述した実施形態によれば、導光部材50aの外側面に指針照明用LED12からの光を有効に受光する導光部材受光面50Aが設けられており、又、導光部材反射面50Bでの1回の反射で指針受光面21Aに導くことができるため、反射を多用することなく、輝度向上を図れるので、導光部材50aの径B′を小さくでき、指針キャップ径A′を小さくして意匠性の向上を図ることができる。
また、上述した実施形態によれば、導光部材受光面50Aが、導光部材反射面50Bに向かって凹む凹曲面に設けられている。これにより、指針照明用LED12から導光部材受光面50Aに入射される光を拡散する方向に屈折して、導光部材50a内部に入射することができ、輝度ムラを防ぐことができる。
また、上述した実施形態によれば、配線板13上の導光部材50aと対向する部分に白色シルク印刷60を設けることにより、導光部材50a内に導光された後、導光部材反射面50Bに向かわずに配線板13上に向かった光も、導光部材反射面50Bを透過して配線板13上に向かった光も、白色シルク印刷60で反射されて指針受光面21Aに向かうより一層輝度向上を図ることができる。
また、上述した実施形態によれば、導光部材出射面50Cが、導光部材受光面50Aに対向する部分が凹部50C1、導光部材受光面50Aと他の導光部材受光面50Aとの間に対向する部分が凸部50C2、となるように軸回り方向に沿って凹凸状に設けられている。これにより、出射光量の高い導光部材受光面50Aに対向する部分を凹部50C1に設けて指針受光面21Aから遠ざけ、出射光量の低い導光部材受光面50Aに対向する部分を凸部50C2に設けて指針受光面21Aに近づけることができ、指針回転範囲のどの位置でも一定量となるように、効率よく指針照明用LED12からの光を指針2aに導くことができ、指針2aの回転に応じて生じる輝度ムラを防ぐことができる。
また、上述した実施形態によれば、凸曲面に設けられた導光部材出射面50Cで光を集光させて出射させた後、凹曲面に設けられた指針受光面21Aに入射して指針本体部21内で拡散させるので、導光部材出射面50Cから出射された光をムダなく指針受光面21Aに受光させることができ、効率よく指針照明用LED12からの光を指針本体部21に導くことができ、より一層輝度向上を図ることができる。
なお、上述した実施形態によれば、導光部材受光面50Aは図2に示す凹曲面に設けていたが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば図7に示すような凹曲面に設けることも考えられる。また、導光部材受光面50Aをフラットに設けてもよい。
また、上述した実施形態によれば、反射層として白色シルク印刷60を施していたが、本発明はこれに限ったものではない。反射層としては反射率の高いものであればよく、ミラー処理などを施してもよい。
また、上述した実施形態によれば、導光部材出射面50Cが凸曲面に、指針受光面21Aが凹曲面に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、導光部材出射面50C、指針受光面21Aはフラットに設けてもよい。
上述した実施形態では、タコメータ4aについて主に説明したが、本発明では、スピードメータ4b,テンパラチャゲージ4c,フューエルゲージ4dについても同様の構成とすることはもちろんである。
また、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。
本発明の指針照明装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図1のB部の拡大図である。 図1のA部の拡大図である。 図1に示す導光部材の斜示図である。 図4に示す導光部材の展開図である。 図1に示す指針照明装置を組み込んだコンビネーションメータを示す分解斜示図である。 他の実施形態におけるB部の拡大図である。 従来の指針照明装置を組み込んだコンビネーションメータの一例を示す正面図である。 図8のI−I線部分断面図である。 図9に示す導光部材の斜示図である。
符号の説明
2a 指針
2b 指針
2c 指針
2d 指針
6 文字板
12 指針照明用LED(光源)
13 配線板
21 指針本体部
22 回転軸部(回転軸)
21A 指針受光面
50a 導光部材
50b 導光部材
50c 導光部材
50d 導光部材
50A 導光部材受光面
50B 導光部材反射面
50C 導光部材出射面
50C1 凹部
50C2 凸部
60 白色シルク印刷(反射層)

Claims (3)

  1. 文字板を指示する指針本体部、及び、前記指針本体部の回転軸側の背面に設けられた指針受光面、を有する導光性の指針と、配線板上に搭載された指針照明用の光源と、前記指針と前記配線板との間前記回転軸を囲むように円筒状に設けて、前記光源からの光を前記指針受光面に導く導光部材とを備えた指針照明装置において、
    前記導光部材が、外側面に設けられ、前記光源からの光を受光する導光部材受光面と、
    前記導光部材受光面と対向する内側面に設けられ、前記導光部材受光面から入射された光を前記指針受光面に向けて反射する導光部材反射面とを有し
    前記光源が、前記導光部材受光面と対向するように前記配線板上に配置されると共に、前記回転軸を囲むように複数設けられ、
    前記導光部材受光面が、前記複数の光源に対応して複数設けられ、
    前記導光部材の前記指針受光面と対応する導光部材出射面が、前記導光部材受光面に対向する部分が凹部、前記導光部材受光面と前記導光部材受光面との間に対向する部分が凸部、となるように軸周り方向に沿って凹凸状に設けられていることを特徴とする指針照明装置。
  2. 前記導光部材受光面が、前記導光部材反射面に向かって凹む凹曲面に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の指針照明装置。
  3. 前記配線板上の前記導光部材と対向する部分に設けられた反射層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の指針照明装置。
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