JPH0643902B2 - バイメタル式表示器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にバイメタル式表示器に係り、より詳細に
は自動車などのエンジン冷却水の温度を指示表示する水
温計やターボエンシンに供給する加圧空気の圧力を指示
表示する圧力計などに適するバイメタル式表示器に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のバイメタル式表示器として例えば第８図
に示すような水温計があった。同図において、水温系
は、自動車等のエンジン冷却水の温度に応じてサーミス
タ式センサ１の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化に応
じた電流が熱線２に流れ、該熱線２が巻回されているバ
イメタル３を彎曲変形させることになっており、バイメ
タル３が有する可動ピン３ａは、指針軸４に固着した指
針５の基部近傍に形成した案内細長孔５ａに貫挿されて
いる。従って、冷却水の温度変化に対応する電流が熱線
２に流れると、該熱線２が発熱してバイメタル３が彎曲
し、これにより可動ピン３ａが指針５を動かし、指針軸
４を中心として振らせ、冷却水の温度を目盛板６に付し
た目盛と協働して指針表示するようになっている。

一般に表示器単体の指度及びサーミスタ式センサの抵抗
値にバラツキがある他、自動車のエンジンの種類により
冷却水の温度に差がある。このため、実際に自動車に装
備したとき指針の指示は自動車毎に大きなバラツキが生
じるようになる。

例えば指示が高目にバラツクと、実際は正常な水温であ
っても運動者は高温と認識し、オーバーヒートの可能性
があると心配する。これに対し、指示が低目にバラツク
と、実際は正常な水温であっても運転者は低温と認識
し、最良の効率の温度になかなからず車の調子がおかし
いのではないとか疑い心配する。

そこで、本願出願人は先に、第９図に示すように、指針
軸４に案内細長孔７ａを有する可動板７を固着すると共
に、案内細長孔７ａの途中に、冷却水の適正温変範囲に
おける可動ピンの移動軌跡に沿った部分７ａ′を形成す
ることにより、上述したようなバラツキがあっても、指
針は上記適正温度変範囲から大きくずれることがないよ
うにし、運転者に無用の心配をかけないようにしたもの
を実開昭５９−１１５３２０号公報において提案してい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記提案のバイメタル式表示器では、案内細
長孔７ａの部分７ａ′にバイメタル３の可動ピン３ａが
入っている間バイメタル３が彎曲変形しても可動板７及
びこれと連動する指針５は移動することなく止まってし
まうため、指針の全振れ角が小さくなるという問題が生
じる他、長孔部分７ａ′に可動ピン３ａが入っている
間、可動ピン３ａと長孔部分７ａ′との間の指針軸４の
回転方向でのクリアランスが大きくなるため、指針が外
部振動などによって大きな指針振れ起し易くなるなどの
問題が生じるようになっていた。

そこで、本発明は上述した従来の問題点を解消し、大き
な指針振れを生じさせることなく、部品などのバラツキ
による適正指針範囲での指示のバラツキを抑えることが
でき、しかも十分に大きな指針振れ角を得ることができ
るバイメタル式表示器を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記問題点を解決するための本発明によれなされたバイ
メタル式表示器は、バイメタルの彎曲変形によって回動
される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合されると共に指針
と共に回動する指針歯車とを備え、前記駆動歯車の特定
の歯と歯の間のピッチを前記指針歯車の歯ピッチより広
くし、前記駆動歯車の特定の歯間に入る前記指針歯車の
歯の歯幅を該歯に隣接する歯の歯幅より小さくし、かつ
前記駆動歯車の特定の歯間に前記指針歯車の歯幅の小さ
い歯に隣接する２つの歯が乗り上げる乗上げ部を形成し
たことを特徴とする。

バイメタルの彎曲変形により駆動歯車が回動すると指針
歯車が回動され、指針が動かされてバイメタルの彎曲変
形に応じた指示を行うことができるようになっている。
しかも、駆動歯車の歯ピッチの広い部分に指針歯車の歯
が入ると駆動歯車の回動は指針歯車に伝達されなく指針
の移動は停止する。従って、歯ピッチの広くする部分及
びその大きさを選択することによって所定範囲でのバイ
メタルの変形時で指針に一定の指示を行わせることがで
きる。

また、駆動歯車の回動が指針歯車に伝達されなくなった
時、歯ピッチの広い歯間に入る指針歯車の歯に隣接する
２つの歯が駆動歯車の乗り上げ部に乗り上げ指針歯車の
回動が規制されるようになっている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明によるバイメタル式表示器の
一実施例を示し、第１図は四部斜視図、第２図は要部平
面図である。

図示バイメタル式表示器は水温計として構成され、バイ
メタル１１に巻回した熱線１２に水温に応じた電流を流
して発熱させ、該発熱によってバイメタル１１を彎曲変
形し、該バイメタル１１の彎曲変形により指針１３を回
動させ、該指針１３を目盛板１４の表示窓１４ａに臨ま
せ、表示窓１４ａ中における指針１３の位置により水温
を指示表示するようになっている。

バイメタル１１は片持ち支持され、バイメタル１１の彎
曲変形により変位するその自由端には例えばスポット溶
接によって可動ピン１１ａが固着されている。該バイメ
タル１１に固着された可動ピン１１ａは、回転軸１８に
ついて回転自在に支承された駆動歯車１５の放射方向に
設けられた長孔１５ａに嵌合されている。長孔１５ａに
対する可動ピン１１ａの嵌合は駆動歯車１５の回転軸１
４にできる丈近い位置で行われることが好ましい。

上記駆動歯車１５はバイメタル１１の彎曲変形により可
動ピン１１ａが第２図矢印Ａ方向に移動すると、該可動
ピン１１ａが駆動歯車１５の長孔１５ａの壁面を押して
駆動歯車１５を矢印Ｂ方向に回動させる。駆動歯車１５
の歯はバイメタル１１の彎曲変形によるその回動角範囲
でのみ設けられている。該駆動歯車１５の歯には、回転
軸１６について回転自在に支承され指針１３と共に回動
する指針歯車１７が噛合されており、駆動歯車１５の矢
印Ｂ方向の回転に応じて指針歯車１７が矢印Ｃ方向に回
転し、指針１３を矢印Ｄ方向に移動させる。

駆動歯車１５は図示実施例では４つの歯１５_１〜１５_４
を有し、その回動角範囲の始端と終端の部分の歯ピッチ
は指針歯車１７の歯ピッチと等しいが、中間部分の歯１
５_２と歯１５_３との間の歯ピッチは他の部分より広くな
っている。従って、駆動歯車１５がバイメタル１１の彎
曲変形により回動され、歯１５_１と歯１５_２との間或い
は歯１５_３と歯１５_４との間から指針歯車１７の歯が外
れ歯１５_２と歯１５_３との間に指針歯車１７の歯が入り
込むようになると、駆動歯車１５の回転は指針歯車１７
に伝達されなくなる。そして、駆動歯車１５の回動が進
み、歯１５_２と歯１５_３との間に入り込んだ指針歯車１
７の歯と歯１５_２又は歯１５_３が係合するようになる
と、駆動歯車１５の回転が指針歯車１７に伝達されるよ
うになる。

上記駆動歯車１５の歯ピッチが他よりも広くなっている
歯１５_２と歯１５_３との間は、歯１５_２と歯１５_３との
一側面において少なくとも歯先端部が円弧状の適当な肉
厚の連結部１５ｂによって連結されている。一方、駆動
歯車１５の歯１５_２と歯１５_３との間に入り込む指針歯
車１７の歯１７_１の歯幅は、歯１７_１の両隣りの歯１７
_２，１７_３の歯幅よりも少なくとも上記連結部１５ｂの
肉厚分小さくなっている。

従って、駆動歯車１５の歯１５_２と歯１５_３との間に指
針歯車１７の歯１７_１が入り込んだ状態で駆動歯車１５
の回転が進むと、指針歯車１７の歯１７_１の両隣りの歯
１７_２と歯１７_３とが同時に連結部１５ｂの外周面に乗
り上げる。この状態において、指針歯車１７の回動は不
能になり、振動などの外力が指針１３などに加わって
も、振針１３が振りたりすることがない。

なお、図において、駆動歯車１５には長孔１５ａとは別
個にもう１つの長孔１５ａ′が形成されているが、これ
は振針の振れ方向が逆になっても駆動歯車１５に共用で
きるようにするために予め設けたものである。また、扇
形の切欠部１５ｃは駆動歯車１５の重量バランスをとる
ためのものである。更に、指針歯車１７においては、そ
の全周に歯幅の大きい歯と小さい歯が交互に形成されて
いるが、これは、目盛板１４との位置関係で、駆動歯車
１５との指針歯車１７との噛合関係を変えなければなら
なくなっとき、これに対処できるようにするためのもの
である。

以上の構成により、指針１３の指示が低温域にあるとき
には、駆動歯車１５の歯１５_１，１５_２と指針歯車１７
の歯１７_２とが噛合し、駆動歯車１５の回動が指針歯車
１７に伝達される。

指針１３の指示が中温域に入ると、指針歯車１７の歯１
７_１が駆動歯車１５の歯１５_２と歯１５_３との間に入る
が、歯１５_２と歯１５_３との間のピッチが広くなってい
るため、駆動歯車１５の回動は指針歯車１７に伝達され
ない。このとき、駆動歯車１５の歯１５_２と歯１５_３と
の間に設けられている連結部１５ｂの外周面上に指針歯
車１７の歯１７_２，１７_３が乗り上げるため、指針歯車
１７はこの位置で動かず完全に停止する。

指示が高温域になると、駆動歯車１５の歯１５_３，１５
_４と指針歯車１７の１７_３とが噛合し、再び駆動歯車１
５の回動が指針歯車１７に伝達されるようになる。

以上の動作により、指針１３の指度特性は第３図に示す
ようになる。すなわち、エンジン冷却水の適正温度範囲
である８０℃〜１０５℃の範囲では、駆動歯車１５の回
動は指針歯車１７に伝達されず、指針１３は左右に振れ
ることなく、目盛板１４の中央位置を維持する。

上述のように中温域で指針の動きが停止するため、水温
計の指度、センサ抵抗値の製品バラツキがあったり、車
両のエンジンの種類による水温差などがあっても、指針
を中温域で同一の指示を行えるようになっているため、
運転者に誤った認識を与え、心配させるようなことがな
い。

第４図乃至第７図は本発明の他の実施例を示し、第４
図、第５図は上述の実施例に対する改良着眼点を説明す
る図、第６図は実施例の要部平面図、第７図は要部斜視
図である。

このバイメタル式表示器の基本構成は既述の実施例と同
様であるから、ここではその相違点についてのみ説明す
る。

本実施例は駆動歯車１５と噛合する指針歯車１７の歯の
形状に更に工夫を加えたものである。

即ち、第４図において、駆動歯車１５の歯ピッチの広い
部分に指針歯車１７の歯幅の狭い歯１７_１が係合してい
る状態で、駆動歯車１５が反時計方向（矢印Ｂ方向）に
回転し、駆動歯車１５の歯１５_２が指針歯車１７の歯１
７_２をキックしながら指針歯車１７を回転させると、歯
１５_２が破線で示される位置Ｑ_Ｂまで回転したとき指針
歯車１７は停止する。しかし、駆動歯車１５が時計方向
（矢印Ｂ′方向）に回転した場合は、歯１５_２が破線の
位置では回転せず、歯１５_２が実線の位置、即ち歯１５
_２の他側の点Ｐ_Ａが歯１７_１の点Ｐ_Ｂに当接する位置ま
で回転して初めて指針歯車１７は回転を開始する。つま
り駆動歯車１５の回転方向により角度θ分だけ駆動歯車
１５と指針歯車１７との相対位置にずれが生ずる。これ
を図に示したのが第５図である。図からわかるようにこ
のずれθはエンジンの冷却水の温度上昇時と下降時にお
いて、その温度表示の精度を低下させることになる。

本実施例は特にこの点に更に改良を加えたもので、構造
上は、第６図、第７図に示すように、指針歯車１７にお
ける幅狭な歯１７_１の両隣の歯１７_２，１７_３の歯１７
_１側の側面を一部削除し、駆動歯車１５の連結部１５ｂ
の外周面に沿った形状の円弧部１７ａとしたものであ
る。図中斜線にて示す部分が削除部分である。そして駆
動歯車１５と指針歯車１７との軸間距離は、第６図に示
すように駆動歯車１５の歯１５_２が指針歯車１７の歯１
７_２上の点Ｑ_Ｂ及び歯１７_１上の点Ｐ_Ｂの２点で同時に
接するように設定する。

このようにすれば、駆動歯車１５の回転方向に拘わず指
針歯車１７の回転開始、停止位置はずれることなく、上
述したずれ角θは略０となる。従って温度上昇時あるい
は下降時における温度表示精度も向上する。

なお、図示実施例では、いずれも水温計として構成した
バイメタル式表示器を示しているが、本考案は或る範囲
を適正であるとするとき、その範囲での指示が一定位置
を保つようにする必要のある例えば圧力計のような任意
のバイメタル式表示器に適用することができる。

また、図示実施例では、駆動歯車１５の歯１５_２と歯１
５_３との間に設けた連結部１５ｂの駆動歯車１５と一体
に形成しているが、これは駆動歯車１５に重ねて別体の
扇形板を固定するようにしてもよい。

〔効果〕

以上説明したように本発明によれば、駆動歯車に歯ピッ
チの広い部分を形成しているため、指針に特定範囲で一
定値を指示させることが可能になり、製品バラツキ、車
種の違いによって上記一定値を指示できなくなることが
防止されるようになる。

また、上記特定範囲において指示歯車の回動が確実に規
制されるようになっているため、この範囲で指針が外力
などによって振れることも防止されている。

更に、バイメタルの彎曲変形を駆動歯車に伝えて駆動歯
車を回動し、この回動を指針歯車に伝達して指針を移動
するようになっているため、駆動歯車へのバイメタルの
連結点、駆動歯車及び指針歯車の径（歯車比）を選択す
ることによってバイメタルの彎曲変形量を拡大して指針
を振らせることが可能となるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるバイメタル式表示器の
一実施例を示し、 第１図は斜視図、 第２図は平面図、 第３図は第１図及び第２図のバイメタル表示器の指度特
性を示すグラフ、 第４図〜第７図は本発明の他の実施例を説明するもの
で、 第４図は更に改良すべき課題の説明図、 第５図は第４図をバイメタル表示器の指度特性で示した
グラフ、 第６図は実施例の平面図、 第７図は実施例の斜視図、 第８図及び第９図は従来例をそれぞれ示す斜視図及び平
面図である。 １１…バイメタル、１２…熱線、１３…指針、１５…駆
動歯車、１５_１〜１５_４…歯、１５ｂ…連結部（乗り上
げ部）、１７…指針歯車、１７_１〜１７_３…歯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バイメタルに巻回した熱線に電流を流して
   バイメタルを彎曲変形させ、該バイメタルの変形を指針
   に伝達して指針を動かし、熱線に流す電流量に応じた指
   示表示を行うようにしたバイメタル式表示器において、 前記バイメタルの彎曲変形によって回動される駆動歯車
   と、 該駆動歯車に噛合されると共に指針と共に回動する指針
   歯車とを備え、 前記駆動歯車の特定の歯と歯の間のピッチを前記指針歯
   車の歯ピッチより広くし、 前記駆動歯車の特定の歯間に入る前記指針歯車の歯の歯
   幅を該歯に隣接する歯の歯幅より小さくし、かつ 前記駆動歯車の特定に歯間に前記指針歯車の歯幅の小さ
   い歯に隣接する２つの歯が乗り上げる乗上げ部を形成し
   た、 ことを特徴とするバイメタル式表示器。