CN101495837A - 仪表板指示器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仪表板指示器模块，其包括旋转的致动器，所述致动器包括空心输出轴和减速齿轮组，所述空心输出轴控制指示器的运动，指示器具有与光源相关联的导光路径，光源以角度α发光，其特征在于，所述导光路径的外径D在2.6毫米至5.5毫米之间。

Description

仪表板指示器模块

技术领域

本发明涉及用于仪表板的模拟仪器的领域，并且更具体地说，涉及机动车辆中的仪表板指示器模块。这种指示器模块包括致动器或电动机，一般是电磁致动器或电动机，其驱动指示器(也称为指针或指示物)进行旋转。

背景技术

通常，这种模块集成了一般通过将光发送到旋转轴的路径的电致发光二极管进行的照明功能，旋转轴可以是空心的或是导光体(透明的......)。当在夜晚使用条件下对指示器进行照明有问题时，这种模块通常能够允许对指针进行充足的照明。因此可以利用亮度来估计照明的质量，亮度为在给定方向上光源的光强度除以在同一方向上该光源的表面积，以Candela/m²为单位来表示。

然而，对机动车辆仪表板的日间照明的需求日益增长。在此情况下，利用现有技术的模块，指针上所观察到的亮度是不充足的。(典型地，在日间条件下所要求的亮度值依据规范在50Cd/m²与150Cd/m²之间)。

专利EP00679871是已知的，其提供了一种与被放置在空心轴顶部的指示器关联的空心轴电动机。电致发光二极管形式的光源被放置在空心轴和导向轴承内部。在这种配置中，二极管发射的光的大部分反射在空心轴的壁上，并且被吸收，因此对于指示器的照明是无用的。其结果是在指针位置的亮度显著损耗。在日间条件下，所获得的发光度是糟糕的。

申请PCT WO00138120也是已知的，其提供了一种透明轴电动机。这种透明轴和由电动机驱动的主轮是以透明材料或导光材料实现的仅仅同一部分。将光送入轴的电致发光二极管面向导光路径放置。在该电动机中，由于主轮和轴是同一部分，因此轮中存在光的显著损耗，并且在日间条件下，在指示器位置所获得的照明是糟糕的。

此外，对特殊指针形状的需求日益增长，该特殊指针形状能使指示器指针在刻度盘的外围运动，而非在刻度盘中央运动的传统L形状。

同样在此情况下，由于可能引起照明重大损耗的大量光反射表面以及物理介质变化，制造这种指针所需的各个部分是对指示器恰当照明的障碍。

因此，现有技术的模块不能在日间使用时发出充足的照明度，以便达到指示器的恰当可视性。

发明内容

因此，本发明的目的在于通过提出一种优化的模块来弥补这种缺陷，以使得在环境光线中，指示器的末端能够有恰当的可视性，而不需要其尺寸的任何改变。

为此，本发明涉及一种仪表板指示器模块，包括旋转的致动器，所述致动器包括空心输出轴和减速齿轮组，空心输出轴控制指示器的运动，指示器具有与光源相关联的导光路径，所述光源具有给定的发光角度α，其特征在于，所述导光路径的外径D在2.6毫米至5.5毫米之间，并且光源设置在所述空心轴之下。

在对于该类型指示器将导光路径的直径选择在这个不常用的值的范围内提供了指针中光能损耗的解决方案，同时确保适当的机械质量。

优选地，由H表示的光源与轴的底部之间的距离被定义为最大等于

从而确保轴的最佳照明。

为了在日间条件下获得充足的照明，明显的解决方案包括：增加轴的直径。然而，现有技术的仪表板指示器模块不允许具有外径大于2.5毫米的导光路径。事实上，现有技术的模块中轴直径的增加造成光的成比例的损耗(更多的光反射在空心轴的壁上和/或在由电动机驱动的输出轮中)。最终，光的损耗太大。可想到明显增加轴的直径以便在指针处获得的充足的亮度，但是这造成了输出轴与驱动轮之间的轴距变化。因此，电动机的尺寸必须被整体修改，以便能够放置相同的减速齿轮组，这从经济产业化角度来看是不期望的。

相似地，有可能使用功率更大的二极管来获得更好的发光度，但通常不可能针对这种机动车辆应用来考虑这种二极管的额外成本。此外，这种功率更大的二极管需要更强的电源，这意味着要消耗大量焦耳功率，这对于机动车辆应用是不期望的。

因此，本发明的目的之一在于提供具有标准尺寸的指示器模块，以及具有有限径向厚度的轴承，其特征在于，空心轴的内径与容纳该空心轴的轴承的内径的比率大于0.9。

在优选实施方式中，光源包括未封装的电致发光二极管，其被放置在指示器的导光路径之后，并且直接焊接在控制致动器的印制电路上。

在另一实施方式中，光源包括具有尖顶形状的电致发光二极管，其被设置在空心轴中，位于指示器的导光路径之后。

在优选实施方式中，指示器包括：以单个材料用模具形成的单一部分，其具有第一部分和第二部分，第一部分形成用于与致动器的空心轴耦合的轴，第二部分基本上垂直延伸，第二部分通过弯曲部分延伸或者不延伸，该弯曲部分限定用于刻度盘边缘通过的空间。

因此，一方面，当光在指示器中行进时没有物理介质的变化，这不引起光的损耗，另一方面，弯曲部分允许避免反射表面，并且因此允许限制光的损耗。

本发明的另一目的在于能够提出一种具有简化而经济的指示器结构的模块，同时允许光从光源到指示器的优化传输。

为此，在第二实施方式中，本发明提供一种没有盖的指示器，并且其特征在于：用作指示器的单一部分在两个连续部分的取向改变的位置具有反射倾斜区域。

本发明的另一目的在于提供一种在其竖直部分上具有肩部的指示器轴，肩部用于与空心轴的内部形成接触。因此，确保了LED与指示器的下端之间的最佳距离，这确保了最佳发光度。

附图说明

在阅读参照附图的以下描述时，将更好地理解本发明，在附图中：

图1示出本发明所描述的仪表板指示器模块中使用的电动机，

图2示出根据本发明在第一实施方式中的指示器模块，

图3示出前一附图的指示器模块的截面图，

图4示出本发明所描述的模块的示意性截面图，

图5示出使用图1的电动机、根据本发明在第二实施方式中的指示器模块的截面图，

图6示出根据第三实施方式的没有指针的指示器模块，

图7示出具有指针的、在前一附图中示出的指示器模块的截面图，

图8示出根据本发明在第一实施方式中的指针的单独视图，

图9示出根据本发明在第二实施方式中的指针的单独视图，

图10示出根据本发明有利实施方式的指针的具有肩部的下部的单独视图，

图11示出根据本发明有利实施方式的指示器模块的截面图。

具体实施方式

图1示出典型地用在当前指示器模块中的第一实施方式中的致动器2。其包括：主体17，一般由塑料制成，通常包含电磁电动机18；减速齿轮组10；以及轮或空心输出轴5，当被电磁电动机18驱动时，其可旋转运动。致动器2还包括被用作轴承的凸出19，以引导在此不可见的指针3，指针3由于与空心轴5的形状匹配而恰好连接到空心轴5。该致动器2用于通过电连接凸耳20与机械支撑和导向元件21而被放置并且连接到印制电路4。

图2示出用于仪表板的指示器模块1，其包括电致动器2和指针或指示器3。这种模块1通常焊接在支撑该模块的印制电路4上，并且该组件用于被放置在机动车辆的仪表板中，以便指示机动车辆的各种情况(燃料指示器、速度计、转速计......)。致动器2具有用于这种应用的标准形状和标准尺寸。模块1具有C-形的由导光材料制成的指针3，指针3具有第一部分7和第二部分8，第一部分7形成用于与致动器空心轴耦合的轴，第二部分8基本上垂直延伸，并且通过弯曲部分延伸，该弯曲部分限定了用于刻度盘边缘通过的空间。这种指针仅形成一个单一部分，其能够限制由于指针3的各个部分的取向变化而导致的光的损耗。

图3详细示出前一图中示出的模块1的内部。指针3具有与致动器2的空心轴5耦合的第一部分7。该圆柱状部分7的直径D在2.6mm至5.5mm之间，因此能够以最佳方式聚集由电致发光二极管6生成的光，电致发光二极管6被放置在距指针3的第一部分7的下端距离H处，其最大值为

图4解释了该值。未封装的焊接在印制电路4上的这种CMS类型元件直接放置在空心轴5之下。可以想到将具有尖顶形状的非CMS的封装二极管6放置在印制电路4上。指针3的第一部分7因此具有集光表面，其具有在2.6mm至5.5mm之间的截面用于最佳收集由二极管6产生的光。致动器2具有轴间距9，如在本技术领域内所公知的，对于这种类型的致动器3，轴间距9具有常规的值。空心轴5的内径与容纳轴5的轴承的内径的比率大于0.9，这允许确保轴3的较大直径对于在所分配的并且固定的轴距9中放置相同齿轮组不造成障碍。以有利但非限制的方式，可以利用具有强反射能力的涂料或镀层来涂敷空心轴5的内径，从而限制由于光线照射空心轴5的内部而可能产生的光的耗散。

图4示出本发明所描述的指示器模块1的示意性截面图，更具体地说，指针3的第一部分7、以及被放置在印制电路4上的光源6的单独视图。光源以角度α发光，指针3的下部具有给定的直径D。因此，对于从部分7到光源6的最大等于

的距离H，由光源6发射到部分7中的光最佳。

图5示出用根据图1的实施方式的致动器2实现的模块1的截面。

可以看见单块指针，其第一部分7通过位于致动器2的上部的凸出19而被放置在空心轴5中。第一部分7是直径在2.6mm至5.5mm之间的圆柱状的部分，并且其末端有利地但并非限制性地具有隆起形状或弯月形状。这种特定形状使得由LED 6发射的光辐射有可能保持聚焦并且平行于第一部分7的轴线，从而限制了照射到空心轴5的内部的光辐射中的不参与轴的照明的量。

图6示出第三实施方式中的致动器2的外观，其中，罩12包括封装的尖顶形状的二极管，该二极管被直接焊接在罩12的内部，位于为此提供的凹陷13中。

致动器2具有固定凸耳14，其被提供以便能够固定在印制电路4上用于致动器2的机械支撑。在该实施方式中，致动器2从后面被安装，即指针3在致动器2的下表面上伸出。

图7详细示出该实施方式中的致动器2的内部。电致发光二极管6是封装的二极管，其被直接放置在空心轴5之下，用于指针3的最佳照明。在该实施方式中，所连接的指针3通常具有以塑料材料制成的帽15。

图8和图9示出具有以导光材料制成的单一部分的指针3，包括第一部分7和第二部分8，第一部分7用于连接到致动器2的空心轴5中，第二部分8垂直延伸到第一部分7。在图8中，以单一部分构成的这个指针3没有盖，但在部分7和部分8两者的结合处设置有黑色涂层，从而不对用户产生视觉障碍，并且使得折射引起的光损耗最小。

为了优化部分7和部分8两者之间的光的穿过，而不造成发光度的明显损耗，可以通过沉积具有显著反射特性的某种材料(涂料或镀层形式)或通过对表面16进行蚀刻而提供反射表面16，如图9所示。

根据图10和图11示出的本发明有利实施方式，肩部23设置在竖直轴上。图10示出在其竖直部分7上具有这种肩部23的指针3的下部的单独视图。这种肩部适用于：将其在空心轴5中安装在电动机上时，精确定位指针3。如在图11中可见的，肩部抵靠空心轴内部，空心轴具有用于接纳肩部的倒角。因此，确保了LED与指针3的第一部分7的下端之间的距离，这使得能够得到最佳亮度。

Claims (15)

1.一种仪表板指示器模块，包括旋转的致动器，所述致动器包括空心输出轴和减速齿轮组，所述空心输出轴控制指示器的运动，所述指示器具有与光源相关联的导光路径，所述光源以角度α发光，其特征在于，所述导光路径的外径D在2.6毫米至5.5毫米之间，并且所述光源设置在所述空心轴之下。

2.如权利要求1所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述导光路径具有接触所述空心轴的上部的肩部。

3.如权利要求1或2所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述光源和所述导光路径的与所述光源相对的底部之间的距离H最大等于

4.如权利要求1、2或3所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述指示器包括：以单一材料模制的单一部分，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分形成用于与所述致动器的空心轴耦合的轴，所述第二部分基本上垂直延伸。

5.如前述权利要求中的任意一项所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述导光路径的底部具有弯月形隆起表面。

6.如权利要求1所述的指示器模块，其特征在于，所述空心轴的内径与容纳所述空心轴的轴承的内径的比率大于0.9。

7.如前述权利要求中的任意一项所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述空心轴的内表面具有强反射能力。

8.如前述权利要求中的任意一项所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述光源包括放置在指示器的导光路径之后的电致发光二极管。

9.如前一权利要求所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述电致发光二极管是未封装的二极管，其直接焊接在印制电路上，所述印制电路通过CMS类型的方法来控制所述致动器。

10.如权利要求1至7中的任意一项所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述光源包括尖顶形状的电致发光二极管，其被放置在所述空心轴中，位于指示器的导光路径之后。

11.如前一权利要求所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述电致发光二极管是被放置在电动机罩中的封装二极管。

12.如前一权利要求所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述第二部分通过弯曲部分延伸，所述弯曲部分限定了用于刻度盘边缘通过的空间。

13.如权利要求9或10所述的仪表板指示器模块，其特征在于，所述部分在两个连续部分的取向变化的位置具有光反射倾斜区。

14.如前一权利要求所述的仪表板指示器模块，其特征在于，通过对所述表面进行蚀刻而获得所述光反射倾斜区。

15.如权利要求13所述的仪表板指示器模块，其特征在于，通过特定材料的沉积来获得所述光反射倾斜区。

Images