JP4465657B2

JP4465657B2 - 指針式計器

Info

Publication number: JP4465657B2
Application number: JP2004282877A
Authority: JP
Inventors: 裕司小黒; 克洋佐々木
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: JP2006098148A

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、特に移動部材を通じて指針を移動させることにより、指針の移動範囲の内側を他の情報を表示可能な表示エリアとして活用できる、いわゆるセンターレスタイプの指針式計器に関するものである。

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、リング状移動部材に指針を設け、この移動リングをピニオン（回転部材）で回転駆動するもので、リング状移動部材とピニオンのそれぞれにギヤ列が形成され、これらギヤ列を介してリング状移動部材とピニオンとを連結し、ピニオンが回転するとリング状移動部材が回転移動して指針による計測値の指示を可能にするものである。
特開２０００−１３１０９９号公報

ところで、前記特許文献１記載の指針式計器には、リング状移動部材の円周方向に複数個（３個）の支持部材を分配し、これら複数の支持部材を通じてリング状移動部材を支持するようにしているが、複数の支持部材でリング状移動部材を支持するに過ぎない構成であるため、熱影響による膨張や収縮等に伴ってリング状移動部材が変形すると、リング状移動部材とピニオンとの適正な噛み合い状態を維持するのが難しい場合がある。またこの点に対処する手段として、例えば複数の支持部材の一つ（ピニオンと直径方向に対向する位置に配置される支持部材）またはこれら支持部材とは異なる専用部材にリング状移動部材をピニオン側に付勢する機能を持たせて、リング状移動部材の変形に追従させることも考えられるが、リング状移動部材や支持部材にかかる負荷が増加するという問題がある。
そこで本発明は、支持部材に付勢機能を持たせたり、専用の付勢部材を設けることなく、適正な連結状態を確保することが可能な指針式計器、または支持部材に付勢機能を持たせたり、専用の付勢部材を採用する場合でも、リング状移動部材や支持部材にかかる負荷を軽減しながら、適正な連結状態を確保することが可能な指針式計器の提供を主な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を備え、車両に搭載される指針式計器において、前記回転部材を前記移動部材の自重によって前記第１，第２のギヤ列どうしの噛み合い深さが深くなる方向に力が働く位置に前記自重の方向と前記噛み合い深さが深くなる方向とが一致するように設けたことを特徴とする。

また本発明は、前記移動部材が円形もしくは円環形であり、その直径方向に延びる仮想線上に前記回転部材を配置したことを特徴とする。

また本発明は、前記移動部材が内周部に第１のギヤ列を有する円環形であって、前記回転部材が前記移動部材の内周部に配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記第２のギヤ列に対する前記第１のギヤ列の噛み合い深さが深くなる方向に前記移動部材を前記回転部材側に付勢する押圧する付勢手段を有することを特徴とする。

また本発明は、前記回転部材または前記回転部材を回転させる前記駆動装置の回転軸に第１のギヤ列と前記第２のギヤ列との噛み合い深さを規制する規制手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、初期の目的を達成でき、支持部材に付勢機能を持たせたり、付勢用の専用部材を設けることなく、安定的な連結状態を確保できる指針式計器、または支持部材に押圧機能を持たせたり、専用の押圧部材を採用する場合でも、移動部材や支持部材にかかる負荷を軽減しながら、安定的な連結状態を確保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７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中、移動部材と支持部材を除いた際の正面図、図４は支持部材の背面図、図５は図２のＡ−Ａ断面図、図６は図２のＢ−Ｂ断面図、図７は図２のＣ−Ｃ断面図である。なお図５〜図７のうち、図７のみ本実施形態による指針式計器を車両に取り付けた状態の断面図である。

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の背後に配置されて移動部材２を直接及び間接的に支持するベース部材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（円環形）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、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。なお移動部材２は必ずしも閉じられたリング形状でなくともよく、例えば「Ｃ」字状や直線状等、形状は任意である。

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。

ベース部材４は、金属と合成樹脂との複合体からなり、図示しないスペーサ等を通じて回路基板７上に設置されている。このベース部材４は、金属製円板からなる母材部（金属部）４１と、この母材部４２の一部（複数箇所）を部分的に被覆するようにアウトサート成形（母材部４１となる金属材を金型内にセットした後、金属材の必要箇所に樹脂を射出成形し、合成樹脂部を形成する）により形成された合成樹脂部４２とを備える。

母材部４１は、図３，図４にも示すように、指標板１の透視部１１及び表示装置６に対応する貫通部４３と、移動部材２と駆動部材５との連結を可能にするために駆動装置５を露出させる露出部４４とを有すると共に、外周部が略９０度背後側に折り曲げられることにより補強部４５が形成されている。なお孔状の貫通部４３及び露出部４４と折曲部状の補強部４５は、プレス成形により形成されている。

合成樹脂部４２は、移動部材２を接触支持する支持箇所及び当該支持箇所を支承する支承箇所となるもので、移動部材２と直接接触し、これを支持する支持部４２ａを形成すると共に、移動部材２と直接接触してこれを支持するための支持部材８ａ，８ｂを支承する支承部４２ｂと、支持部４２ａや支承部４２ｂを繋ぐ連結部４２ｃ（図４参照）と形成している。

すなわち支持部４２ａは、図５に詳しく示すように、移動部材２の底面に点接触するスラスト方向支持部を構成する。

また支承部４２ｂは、図５に詳しく示すように、柔軟性合成ゴムまたは合成樹脂からなり、移動部材２の接触部２２に接触して移動部材２のラジアル方向支持部を構成するガイドローラ８１と、このガイドローラ８１を回転可能に軸支する例えば金属製の軸部８２とで構成される支持部材８ａのうち、軸部８２を直接固定支持し、ガイドローラ８１を間接的に支持することにより、支持部材８ａを支承する。

さらに支承部４２ｂは、図６に詳しく示すように、ガイドローラ８１と同一部品である他のガイドローラ８３と、このガイドローラ８３を常時、図２中、下側に押圧することにより、移動部材２の第１のギヤ列２１と後述する回転部のギヤ列どうしの噛み合い深さが深くなる方向に付勢する押圧移動手段（付勢手段）８４とで構成される支持部材８ｂのうち、押圧移動手段８４の一部を直接支持固定し、ガイドローラ８３を間接的に支持することにより、支持部材８ｂを支承する。

この場合、押圧移動手段８４は、支承部４２ｂに直接圧入固定される金属製の軸部８５と、この軸部８５に固定された例えば合成樹脂からなるアーム部８６と、このアーム部８６に固定された金属製の軸部８７と、アーム部８６に支持されるガイドローラ８３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８８とで構成されている。

また連結部４２ｃ（図４参照）は、アウトサート成形により支持部４２ａや支承部４２ｂを形成する際に合成樹脂の通り道となる（なった）箇所であり、このように連結部４２ｃを設定することにより、金型に形成するゲートの数を削減でき、金型自体の構成を簡素化できると共に、成形作業の容易化も達成できるものである。

駆動装置５は、例えばステッピングモータからなり、図２、図７に示すように、移動部材２の直径方向に延びる仮想線ＸＬ上であって、移動部材２の円周方向「１２時」の角度箇所に位置して回路基板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。なお駆動装置５は、その駆動軸５１が仮想線ＸＬ上に位置しており、これにより回転部材５２及び規制手段５３の中心も仮想線ＸＬ上に位置し、この結果、回転部材５２及び規制手段５３も仮想線ＸＬ上に位置するようになっている。

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、移動部材２の自重や押圧移動手段８４によって、各ギヤ列２１，５４どうしの噛み合い深さが深くなる方向に力が働いても移動部材２の接触部２２に接触することで、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と回転部材５２との連結位置に着目すると、本実施形態では、移動部材２の自重Ｇを回転部材５２が受ける構成となすことにより、移動部材２の自重Ｇを第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの連結に活用し、第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの連結が移動部材２の変形に追従できるようにしている。

すなわち、図７に示すように、回転部材５２の移動部材２に対する配置位置を、移動部材２自体の自重Ｇによって第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの噛み合い深さが深くなる方向Ｄに力が働く位置に設定し、例えば熱影響による膨張や収縮により移動部材２が変形しても第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの噛み合い連結状態を安定的に保つことができるようにしている。なお図７において、自重Ｇの方向は重力方向に一致し、また方向Ｄは指針式計器を車両に取り付けた際の自重Ｇ方向に対する傾き方向と一致し、本例の場合、自重方向Ｇに対する方向Ｄの傾きである角度θは例えば２０度に設定されている。

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１２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１２に沿って回動させる駆動装置５とを備えており、回転部材５２移動部材２の自重方向Ｇによって第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの噛み合い深さが深くなる方向Ｄに力が働く位置に設けたことにより、押圧移動手段（付勢手段）８４によって支持部材８ｂに付勢機能を持たせる場合であっても、移動部材２や支持部材８ｂにかかる負荷を軽減しながら、移動部材２の熱膨張や収縮に追従でき、これにより各ギヤ２１，５４どうしの適正な連結状態を確保し、信頼性を向上させることができる。

すなわち、移動部材２の自重Ｇによって、第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの噛み合い深さが深くなる方向Ｄに力が働くため、そのぶん、押圧移動手段（付勢手段）８４の付勢力を弱く設定でき、これにより支持部材８ｂに付勢機能を持たせる場合であっても、支持部材８ｂにかかる負荷や支持部材８ｂを通じて移動部材２にかかる負荷を軽減しながら、各ギヤ２１，５４どうしの適正な連結状態を確保することができる。

なお本実施形態では、支持部材８ｂに付勢機能を持たせたが、支持部材８ｂに付勢機能を持たせるか否かは、種々の設計条件を考慮して任意であり、敢えて付勢機能を持たせなくとも各ギヤ２１，５４どうしの適正な連結状態を確保できるのであれば、廃止してもよい。

また本実施形態では、前記移動部材２が円形もしくは円環形であり、その直径方向に延びる仮想線ＸＬ上に回転部材５２を配置したことにより、移動部材２の自重Ｇの方向と、噛み合い深さが深くなる方向Ｄとを図２に記載した平面視において一致させることができるため、移動部材２の自重Ｇを確実に、またより有効に、第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの連結に活用することができる。

また本実施形態では、移動部材２が内周部に第１のギヤ列を有する円環形であって、回転部材５２を移動部材２の内周部に配置したことにより、移動部材２の外周部に第１のギヤ列を形成し、回転部材を移動部材２の外側に配置する場合に比較して装置を小型化することができる。

図８は本発明の他の実施形態を示す正面図であり、本実施形態では、移動部材２の外周部に第１のギヤ列２１を形成し、回転部材を移動部材２の外側に配置して第２のギヤ列５４を第１のギヤ列２１に連結したものである。

そして本実施形態でも前記実施形態と同様に、回転部材５２を移動部材２の自重Ｇによって、第１，第２のギヤ列２１，５４どうしの噛み合い深さが深くなる方向Ｄに力が働く位置に設定しており、前記実施形態と同様の効果を期待できる。

なお、図８において、ガイドローラ８３は、図示しない付勢部材によって移動部材２を回転部材５２側に付勢しているが、付勢部材またはガイドローラ８３自体を廃止してもよい。

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中、移動部材と支持部を除いた際の正面図である。支持部材の背面図である。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断面図で本実施形態による指針式計器を車両に取り付けた状態の断面図ある。本発明の他の実施形態を示す正面図である。

符号の説明

１指標板
２移動部材
３指針
４ベース部材
５駆動装置
６表示装置
７回路基板
８ａ支持部材
８ｂ支持部材
１１透視部
１２指標部
２１ギヤ列（第１のギヤ列）
２２接触部
４１母材部
４２合成樹脂部
４２ａ支持部
４２ｂ支承部
４２ｃ連結部
４３貫通部
４４露出部
４５補強部
５１駆動軸
５２回転部材
５３規制手段
５４ギヤ列（第２のギヤ列）
８１ガイドローラ
８２，８５，８７軸部
８３ガイドローラ
８４押圧移動手段（付勢手段）
８６アーム部
８８付勢部材
Ｄ方向
Ｇ自重
θ 角度

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を備え、車両に搭載される指針式計器において、前記回転部材を前記移動部材の自重によって前記第１，第２のギヤ列どうしの噛み合い深さが深くなる方向に力が働く位置に前記自重の方向と前記噛み合い深さが深くなる方向とが一致するように設けたことを特徴とする指針式計器。
前記移動部材が円形もしくは円環形であり、その直径方向に延びる仮想線上に前記回転部材を配置したことを特徴とする請求項１記載の指針式計器。
前記移動部材が内周部に第１のギヤ列を有する円環形であって、前記回転部材が前記移動部材の内周部に配置されていることを特徴とする請求項２記載の指針式計器。
前記第２のギヤ列に対する前記第１のギヤ列の噛み合い深さが深くなる方向に前記移動部材を押圧する付勢手段を有することを特徴とする請求項２記載の指針式計器。
前記回転部材または前記回転部材を回転させる前記駆動装置の回転軸に第１のギヤ列と前記第２のギヤ列との噛み合い深さを規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の指針式計器。