JP2006038802A

JP2006038802A - 指針式計器

Info

Publication number: JP2006038802A
Application number: JP2004223092A
Authority: JP
Inventors: Yuji Oguro; 裕司小黒; Katsuhiro Sasaki; 克洋佐々木
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP3937234B2; WO2006011335A1

Abstract

【課題】指針軌道のずれや乱れが生じても視認性に与える影響を小さくすることが可能な指針式計器を提供する。
【解決手段】指針３と、この指針３に対応する指標部１１を有する指標板１と、指針３を支持すると共に周囲に第１のギヤ列２１を有する移動部材２と、第１のギヤ列２１に噛み合う第２のギヤ列５４を有する回転部材５２と、この回転部材５２を駆動軸５１を通じて回転させることにより指針３を指標部１１に沿って回動させる駆動装置５と、移動部材２の内周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の第１，第２の支持部材４３ａ，４３ｂとを備えており、第１，第２の支持部材４３ａ，４３ｂのうち、第２の支持部材４３ｂを移動可能に設け、指針３が回動しない不動範囲Ｒｂに配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車を代表とする車両に搭載される指針式計器に関し、特に指針の仮想回転中心を含む指標板の中央領域に、貫通部または透明部からなる透視部が形成され、この透視部を通じて指標板の背後に配置される表示装置を視認させると共に、透視部の外周にて指針式表示を行う指針式計器に関する。

従来、この種の指針式計器として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。この指針式計器は、中央領域に透視部が形成された指標板と、透視部に臨むよう指標板の背後に配置された表示装置との間に、指針を搭載すると共に外周にギヤ列が設けられたリング形の移動部材と、この移動部材の内周または外周を支持する複数の支持部材とを設け、移動部材の外周にギヤ列に噛み合う回転歯車を連結し、この回転歯車をモータ等の駆動装置を通じて回転させることにより、表示装置の周囲で指針を指標部に沿って回動させる構成であり、指針式表示にあっては本来デッドスペースとなる中央領域を比較的広面積の情報表示スペースとして活用することができ、スペース効率がよく視認性にも優れるといった利点がある。
特開２０００−１３１０９９号公報

ところで、前記特許文献１記載の指針式計器は、指針が搭載される移動部材を複数の支持部材を通じて支持する構成であるが、部品の寸法精度や組付け誤差、熱影響のよる膨張や収縮等に伴って移動部材が変形または変位することがあり、このような移動部材の変形等に対処するため、特定の支持部材を移動可能に構成し、支持部材を移動部材の変形等に追従させることにより、移動部材を安定的に支持することが考えられる。しかしながら、特定の支持部材を移動可能に構成すると、この移動可能部分で指針軌道のずれや乱れが大きくなり、視認性を阻害するおそれがあった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、指針軌道のずれや乱れが生じても視認性に与える影響を小さくすることができる指針式計器を提供することを目的とするものである。

本発明は、前記目的を達成するため、指針と、この指針に対応する指標部を有する指標板と、前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記指針が回動しない範囲に配置したことを特徴とする。

また本発明は、前記目的を達成するため、指針と、この指針に対応する指標部を有する指標板と、前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記指針の回動範囲を外れた位置に配置したことを特徴とする。

また本発明は、前記目的を達成するため、指針と、この指針に対応する指標部を有する指標板と、前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、前記指針は前記指標部を指示する可動範囲と前記指標部の指示は行わない不動範囲とを有し、前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記不動範囲に配置したことを特徴とする。

また本発明は、前記支持部材の少なくとも一つが前記移動部材の移動に伴って回転する回転体からなることを特徴とする。

また本発明は、前記移動可能な支持部材が前記移動部材の内周に配置され、移動部材を外側に押圧する付勢手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、指針軌道のずれや乱れが生じても視認性に与える影響を小さくすることができる指針式計器を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明による指針式計器の実施形態について説明する。図１〜図５は、本発明の一実施形態を示すもので、図１は本実施形態による指針式計器の正面図、図２は図１中、指標板を取り外した際の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ断面図、図５は図２のＣ−Ｃ断面図である。

本実施形態による指針式計器は、図１及び図２に示すように、指標板１と、この指標板１の背後に配置される移動部材２と、この移動部材２に装着される指針３と、移動部材３の背後に配置されるフレーム部材４と、移動部材２を回転移動させる駆動装置５と、観察者に所定情報を表示する表示装置６と、この表示装置６の背後に配置される回路基板７とを備えている。

指標板１は、略中央領域に四角形の貫通孔からなる透視部１１を有し、この透視部１１の外周には、指針３の移動経路に沿って円弧状に配列された文字や目盛等の指標部１２を備えている。これら指標部１２は、指標板１を構成する合成樹脂板からなる基材上にスクリーン印刷等の手段により形成されている。

移動部材２は、閉じられたリング形状に形成された合成樹脂体からなり、その内周には駆動装置５を通じて駆動される後述する回転部材に噛み合うギヤ列（第１のギヤ列）２１と、駆動装置５の後述する規制手段及び支持部材と接触する接触部２２がそれぞれ形成されており（図３〜図５参照）、本例の場合、ギヤ列２１は接触部２２よりも背後側で内側に突出するように設けられている。

指針３は、線状の合成樹脂体からなり、その先端が中心側を向くように移動部材２に装着固定され、移動部材２と共に回動して指標部１１を指示する。なお指針３と指標部１１は、光透過性を有し、図示しない光源からの光を受けて発光するものである。

フレーム部材４は、指標板１の透視部１１及び表示装置６に対応する貫通部４１を有する概略環状形状の合成樹脂体からなり、回路基板７上に設置されている。このフレーム部材４は、移動部材２の底部を点接触にて受ける突起状のスラスト受部４２（図３参照）が一体形成されると共に、移動部材２の内周を受けるローラ状のラジアル受部からなる支持部材４３（図３〜図５参照）を支持する。

支持部材４３は、柔軟性合成ゴムまたは合成樹脂からなり、移動部材２の回転方向に間隔を空けて複数（この場合２つ）配置されている。これら支持部材４３のうち、図２中左側に配置される第１の支持部材４３ａは、それ自体の支点が固定となるように設けられ、図２中右下に設けられる第２の支持部材４３ｂは、それ自体の支点が移動するように設けられている。

すなわち、第１の支持部材４３ａは、図３に詳しく示すように、フレーム部材４から突出形成された第１の軸部４４に対して回転自在に支持され、移動部材２の接触部２２に接触しながら回転する回転体からなる。

一方、第２の支持部材４３ｂは、図４に詳しく示すように、押圧移動手段（付勢手段）４５を介してフレーム部材４上に支持され、移動部材２の接触部２２に接触しながら回転すると共に移動部材２の変形や変位に応じて移動部材２の中心側あるいはその反対側に移動可能な回転体からなる。

押圧移動手段４５は、フレーム部材４に圧入固定された金属からなる第２の軸部４６と、この第２の軸部４６に固定された例えば合成樹脂からなるアーム部４７と、このアーム部４７に固定された金属製の第３の軸部４８と、第２の支持部材４３ｂを常時、移動部材２の外側に付勢するコイルスプリングからなる付勢部材４９とで構成され、第２の支持部材４３ｂは第３の軸部４８に回転自在に支持されている。

駆動装置５は、例えばステッピングモータからなり、図５に詳しく示すように、回路基板７上に接続固定されている。駆動装置５の駆動軸５１は、前方に延びており、回転部材５２と、規制手段５３とが設けられている。

回転部材５２は、その外周に移動部材２のギヤ列２１に噛み合うギヤ列（第２のギヤ列）５４を有する合成樹脂体からなり、駆動軸５１と共に回転するよう固定されている。

規制手段５３は、回転部材５２よりも大きな外径を有する合成樹脂体からなり、回転部材５２の前方に配置されて、移動部材２の接触部２２に接触して回転し、各ギヤ列２１，５４の噛み合い深さを規制することで、各ギヤ列２１，５４の噛み合い深さが深くなり過ぎ、駆動装置５に過大な負荷がかかったり、各ギヤ列２１，５４がロックすることを防止することができる。

なお本例では、回転部材５２と、規制手段５３とを別部品としたが、一体部品としてもよい。

表示装置６は、例えば液晶表示装置からなり、指標板１の透視部１１に臨むように、回路基板７上に搭載されており、例えば走行距離データや外気温データからなる計測情報やナビゲーション情報等を表示する。

このように構成された本実施形態の指針式計器は、駆動装置５の駆動軸５１が計測量に応じて回転するよう設定されており、駆動軸５１の回転によって回転部材５２が回転すると、回転部材５２のギヤ列５４に噛み合うギヤ列２１を有する移動部材２が回転移動し、移動部材２に設けた指針３が、表示装置６が臨む透視部１１の外周で指標部１２を指示する。

ここで移動部材２のラジアル方向支持は、第１，第２の支持部材４３ａ，４３ｂを介して行われるが、第２の指示部材４３ｂが移動可能に構成されているため、部品の寸法精度や組付け誤差、熱影響のよる膨張や収縮等に伴って移動部材２が変形または変位したとしても、第２の支持部材４３ｂを移動部材２の変形等に追従させ、安定的に支持することができる。

その一方で、移動部材２の変形等に追従することにより、第２の支持部材４３ｂ付近において、指針３の軌道ずれや乱れ等が大きくなることは避けられない。

ところが第２の支持部材４３ｂの配置位置に注目すると、実施形態の場合、第２の支持部材４３ｂは、指標部１２の配列軌道上または移動部材２近傍上であって指針３が回動しない範囲に配置されている。すなわち、指針３は図２に示すように指針３が回動し、指標部１２を指示する可動範囲Ｒａと、指針３が回動せず、指標部１２の指示は行わない不動範囲Ｒｂとを有し、不動範囲Ｒｂに第２の支持部材４３ｂを配置している。

これにより、指針３の軌道ずれや乱れ等が大きい第２の支持部材４３ｂ付近を指針指示に使用しない不動範囲Ｒｂに配置できる。

以上のように、本実施形態による指針式計器は、指針３と、この指針３に対応する指標部１１を有する指標板１と、指針３を支持すると共に周囲に第１のギヤ列２１を有する移動部材２と、第１のギヤ列２１に噛み合う第２のギヤ列５４を有する回転部材５２と、この回転部材５２を駆動軸５１を通じて回転させることにより指針３を指標部１１に沿って回動させる駆動装置５と、移動部材２の内周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の第１，第２の支持部材４３ａ，４３ｂとを備えており、第１，第２の支持部材４３ａ，４３ｂのうち、第２の支持部材４３ｂを移動可能に設け、指針３が回動しない不動範囲Ｒｂに配置したことにより、移動部材２の変形や変位に伴って指針軌道のずれや乱れが生じても視認性に与える影響を小さくすることができる。

また本実施形態では、支持部材４３が移動部材２の移動に伴って回転する回転体からなることにより、移動部材２を支持する際の摩擦を小さくすることができる。

また本実施形態では、第２の支持部材４３ｂが移動部材２の内周に配置され、移動部材２を外側に押圧する押圧付勢手段４５を有することにより、移動部材２に対する負荷やそのばらつきを小さくでき、部品の変形や損傷を抑えることができる。
すなわち、合成樹脂からなる移動部材２は、高温では膨張し、低温では収縮する。またその弾性率（応力／歪みの比）は低温で増加し、高温で低下する。
内側に押圧付勢手段４５を配置して内側から移動部材２にテンションをかける場合、高温では前述した移動部材２の膨張により、テンション付与に用いるバネのねじり角度や圧縮ストロークが小さくなるので負荷は小さくなり、低温では逆に大きくなる。
一方、外側に押圧付勢手段４５を配置した場合の移動部材２の膨張と収縮時の負荷の関係は、内側に押圧付勢手段４５を配置する場合とは逆になる。
従って梁の撓み式に基づく弾性率と負荷の関係から、押圧付勢手段４５の内側配置では、移動部材２における高温時と低温時の撓み量（変形量）の変化幅（ばらつき）及び高温時の撓み量（変形量）が（外側配置よりも）小さいのに対して、外側配置では移動部材２における高温時と低温時の撓み量（変形量）の変化幅（ばらつき）及び高温時の撓み量（変形量）が（内側配置よりも）大きくなり、そのぶん、移動部材２に対する負荷が大きくなる。

なお本実施形態では、支持部材４３の数を２つとしたが、その数は任意であり、また本実施形態では、押圧移動手段４５により、第２の支持部材４３ｂを移動可能に設けたが、第２の支持部材４３ｂを移動可能にする具体手段は任意である。

また本実施形態では、移動部材２に一定の剛性強度を持たせたが、例えばゴム系材料や柔軟性を有する合成樹脂材料を用いたり、あるいは柔軟性を有する設計値にて移動部材２を設けることで、柔軟性を持たせてもよく、このように柔軟性を持たせる場合は、移動部材２が図示しないガイドに沿って移動するように構成すればよい。

本発明の一実施形態による指針式計器の正面図である。図１中、指標板を取り外した際の正面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。図２のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１指標板
２移動部材２
３指針３
４フレーム部材
５駆動装置５
６表示装置６
７回路基板７
１１透視部
１２指標部
２１ギヤ列（第１のギヤ列）
２２接触部
４１貫通部
４２スラスト受部
４３支持部材
４３ａ第１の支持部材
４３ｂ第２の支持部材
４４第１の軸部
４５押圧移動手段（付勢手段）
４６第２の軸部
４７アーム部
４８第３の軸部
４９付勢部材
５１駆動軸
５２回転部材
５３規制手段
５４ギヤ列（第２のギヤ列）

Claims

指針と、
この指針に対応する指標部を有する指標板と、
前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、
前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、
この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、
前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、
前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記指針が回動しない範囲に配置したことを特徴とする指針式計器。
指針と、
この指針に対応する指標部を有する指標板と、
前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、
前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、
この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、
前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、
前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記指針の回動範囲を外れた位置に配置したことを特徴とする指針式計器。
指針と、
この指針に対応する指標部を有する指標板と、
前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有する移動部材と、
前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、
この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、
前記移動部材の内周または外周を支持するよう回転方向に間隔を空けて配置される複数の支持部材とを備え、
前記指針は前記指標部を指示する可動範囲と前記指標部の指示は行わない不動範囲とを有し、
前記複数の支持部材のうち、少なくとも一つを移動可能に設け、前記不動範囲に配置したことを特徴とする指針式計器。
前記支持部材の少なくとも一つが前記移動部材の移動に伴って回転する回転体からなることを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一つに記載の指針式計器。
前記移動可能な支持部材が前記移動部材の内周に配置され、移動部材を外側に押圧する付勢手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうち何れか一つに記載の指針式計器。