CN102835005B

CN102835005B - 仪表单元

Info

Publication number: CN102835005B
Application number: CN201180018187.2A
Authority: CN
Inventors: 福田大成
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: WO2011126150A2; JP5345099B2; JP2011220853A; CN102835005A; WO2011126150A3; US20120318081A1; US9431874B2; EP2556581B1; EP2556581A2

Abstract

一种仪表单元包括步进电机、齿轮、制动弹簧以及壳体。该齿轮具有齿轮本体和转轴。该制动弹簧在齿轮的转轴方向上推动齿轮。该壳体将步进电机、齿轮本体、转轴的一部分以及制动弹簧容纳在其中。该制动弹簧具有转轴的第一部分从中穿过的形状。齿轮本体的第一面形成有容纳制动弹簧的凹陷部分。该壳体的第一部分支撑齿轮本体的第二面。壳体的第二部分构造成按压制动弹簧，从而制动弹簧的整个部分容纳在凹陷部分中。

Description

仪表单元

技术领域

本发明涉及一种在可转动地支撑转轴的仪表单元中使用的仪表单元，指针在用于机动车用仪表、船用仪表、飞机用仪表等各种仪表装置中装接在该转轴上。

背景技术

在各类仪表中使用的仪表装置中，电机和用于将扭矩从电机传递给转轴的齿轮容纳在壳体中，并且转轴相对于壳体被可转动地支撑，传递来自齿轮的旋转力或扭矩被传递到该转轴而转动。在这种仪表装置中，为了抑制转轴在转动期间的微小摇摆移动，通常地，使树脂弹簧与齿轮整体地形成。

然而，该树脂弹簧因时间变化而易于产生永久性疲劳，即永久变形。因此，当树脂弹簧被使用较长时间时，用于以轴向方向按压转轴的力减弱，从而增大了转轴的微小摆动移动。

于是，提出一转轴支撑结构，它能够避免因永久性疲劳而引起的转轴的微小摆动移动的增加，并确定地抑制转轴的微小摆动移动（参见专利文献1）。

具体地，如图13中所示，该转轴支撑结构包括被固定到线路板106上的壳体101，该壳体包括上壳体101A和下壳体101B。由平板形金属制成的推力板簧102被安装在齿轮103和壳体101之间，从而使其在壳体101中自由弯曲。因此，能够使图中未示出的指针或指针所装接到的指针轴105平滑地转动。

在该转轴支撑结构中，如图14中所示，从指针转轴105整体地延伸的转轴104被插入到板簧102的中央部分的孔102B中（参见图15）。而且，使固定到转轴104的支管台（boss）104A按压到板簧102，以将该板簧102弯曲成弯曲状态。此时来自板簧102的反作用力用作载荷，以对转轴104产生制动力。

而且，在这种仪表装置的转轴支撑结构中，为了从转轴的基部末端部分接受来自光源的光，将光通过转轴的内部引导到末端，发射光并照亮装接到转轴的末端上的指针，也已知该转轴的是，用具有良好光导引特性的透明材料而形成该转轴。这种转轴支撑结构称为“也起到导引光作用的类型”。

引用列表

专利文献

[专利文献1]JP-A-2005-253272

发明内容

技术问题

在具有如上所述结构的仪表装置的转轴支撑结构中，板簧102被设置在相对于齿轮103的下部中（下壳体101B侧）。在这种结构中，由于与接触板簧102相接触的支管台104A需要另外设置，以设置板簧102，所以在壳体101的厚度方向上需要较大的安装空间。尤其是，当将扭矩从电机传递到转轴的不同种类的齿轮不布置在横向方向上，而是一起层叠在垂直方向上时，除了上述支管台之外，齿轮还进一步堆叠。于是，壳体的厚度仅一步增大。近年来，仪表装置更加需要小型化或变薄。因此，上述结构不特别适用于薄的结构。

因此，本发明的一个有利方面是提供一种仪表单元，其中能够获得稳定载荷的弹簧，并能够获得转轴的平滑转动操作。

技术方案

根据本发明的一方面，提供一种仪表单元，包括：

步进电机；

齿轮，具有：

齿轮本体，该齿轮本体构造成通过从所述步进电机传递的扭矩转动，并具有第一面和与该第一面相对的第二面；和

转轴，该转轴包括从所述第一面延伸的第一部分以及从所述第二面延伸的第二部分；

制动弹簧，该制动弹簧构造成在所述齿轮的转轴方向上推动所述齿轮；以及

壳体，该壳体将所述步进电机、所述齿轮本体、所述转轴的一部分以及所述制动弹簧容纳在其中，其中：

所述制动弹簧具有所述转轴的所述第一部分从中穿过的形状，

所述第一面形成有容纳所述制动弹簧的凹陷部分，

所述壳体的所述第一部分支撑所述齿轮本体的所述第二面，并且

所述壳体的所述第二部分构造成按压所述制动弹簧，从而该制动弹簧的整个部分容纳在所述凹陷部分中。

该仪表单元可以构造成使得：所述制动弹簧具有环形形状，该环形形状具有所述转轴从中穿过的孔；并且所述壳体的所述第二部分从该壳体的内面突出到所述制动弹簧，并在该第二部分的端部处与该制动弹簧接触。

该仪表单元可以构造成使得：所述制动弹簧为板簧，所述板簧的周边具有圆形或椭圆形状，并且所述凹陷部分环绕所述转轴，并对应于所述板簧的周边凹陷。

该仪表单元还包括止挡器，该止挡器从所述壳体的内面朝着所述齿轮本体的第一面突出，并且可以构造成使得：所述止挡器的端面构造成与所述齿轮本体的所述第一面接触，从而防止当将装接到所述转轴的所述第一部分的端部上的指针被拉出时所述转轴被拉出；所述止挡器的所述端面在与所述齿轮本体分离的方向上设置在离所述壳体的所述第二部分的所述端部一距离处；并且所述止挡器的所述端面与所述壳体的第二部分的所述端部之间的距离小于所述凹陷部分的深度。

该仪表单元可以构造成使得：壳体的第一部分为轴承，该轴承支撑转轴的第二部分，并且壳体的第二部分为轴孔，该轴孔支撑转轴的第一部分。

本发明的有益效果

根据具有上述结构的仪表单元，能够获得稳定载荷的弹簧，能够获得转轴的平滑转动操作，并且光导引性能不降低。

根据具有上述结构的仪表单元，由于弹簧抵靠部件恒定地接触环形制动弹簧的至少一部分，所以甚至当该制动弹簧与容纳制动弹簧或转轴的齿轮整体转动时，该弹簧接触部件也能够恒定地受到按压，从而使得制动弹簧能够对齿轮产生载荷。结果，可稳定转轴的转动操作。

根据具有上述结构的仪表单元，该制动弹簧很容易地被布置在齿轮的凹陷部分中。

根据具有上述结构的仪表单元，通过起到停止（stay）作用的止挡器部件，可以避免当指针分离时，即当指针从转轴的末端拉出时，齿轮与指针所装接到的转轴一起向上拉动到例如预定范围或以上的情况。于是，能够防止夹在壳体和齿轮之间的制动弹簧按被压到极限（necessity）以上而丧失其弹性力。

根据具有上述结构的仪表单元，当略微改进设置在现有仪表单元的壳体中的轴承或轴孔时，可以实现本发明。

根据本发明的仪表单元，该稳定载荷弹簧作用在转轴上，获得转轴的平滑转动操作，光导引性能不降低并且装置优选地适当变薄。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的仪表单元的分解透视图。

图1B是图1A中所示仪表单元的透视图。

图2是沿着图1B中所示仪表单元的线II-II截取的剖视图。

图3是图2中所示的仪表单元的主体部分的放大剖视图。

图4是沿着图2中的线IV-IV截取的剖视图。

图5是示出根据本发明的仪表单元的输出齿轮和转轴的透视图。

图6A是根据本发明的仪表单元的制动弹簧的透视图。

图6B是根据本发明的仪表单元的制动弹簧的平面图。

图6C是沿着图6B中的线IVC-VIC截取的剖视图。

图6D是沿着图6B中的线IVD-VID截取的剖视图。

图7是根据本发明的第二实施例的仪表单元的分解透视图。

图8是在图7中VIII部分中示出的仪表单元的上壳体的顶面上主体部分的放大视图。

图9是示出根据本发明的第二实施例的仪表单元的剖视图。

图10是图9中X部分的放大视图。

图11A是示出根据本发明的第二实施例的仪表单元的操作的剖视图。

图11B是图11A中所示XIB部分的主体部分的放大视图。

图12A是用于清晰示出根据第二实施例所述仪表单元的操作的比较例子的剖视图。

图12B是图12A中XIIB部分中主体部分的放大视图。

图13是示出现有转轴支撑结构的剖视图。

图14是示出在现有转轴支撑结构中使用的板簧的操作的解释性视图。

图15是示出现有板簧的形式的透视图。

图16是可以由现有转轴支撑结构提出的仪表单元的剖视图。

附图标记列表

1A，1B 仪表单元

2 基板

3 光源

4 电机壳体

4A 下壳体

4B 上壳体

4C 底面

4D 顶面

4E 弹簧接触部件

4F 弹簧接触部件的下端面

4G 止挡器部件

4H 端面

41 凹陷部分

42A 轴承

43 轴孔

5 步进电机

51 定子

52 转子

6 中间齿轮

62 小齿轮

7 输出齿轮

7A 上面

7B 下面

7C 凹陷部分

8 转轴

8A 下端面

8B 上端面

9 制动弹簧

9A 下面

9B 上面

91 孔

10 指针

α 制动弹簧的底部区域

β 制动弹簧的顶部区域

γ，γ’ 间隙

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的各实施例。

图1和2示出了根据本发明的第一实施例的仪表单元1A。在该仪表单元1A中，诸如步进电机5、减速齿轮系和转轴8的移动部分被容纳在壳体4中。仪表单元1A所装接到的仪表装置包括：安装在图2中所示基板2上的光源3；装接到包括光源3所安装的区域的基板2上预定位置处的仪表单元1A；和图中未示出的显示板，该显示板安装在仪表单元1A的上部分上，以显示与车辆自身或车辆周边环境相关的必要信息，如数字字符、字符、信号等。

根据本实施例的仪表单元1A所应用到的仪表装置形成图中未示出的组合仪表的一部分。形成前面侧的显示板嵌合在整个面部上，以形成盖子的内侧板。而且，该显示板具有用于安装包括仪表单元1A的不同种类的仪表而开口的不同种类的窗口，并与形成侧面和后面侧的组合仪表壳体整体地形成。而且，该显示板具有覆盖有图中未示出的黑色透明盖玻璃等的上部分。

本实施例的仪表单元1A所应用到的仪表装置形成例如速度表。在此情况下，下述指针根据对应于图中未示出的由传感器所探测的当前速度的传感器信号转动预定角度，以指示形成在图中未示出的显示板上的特定数字符号，从而模拟显示当前速度。

本实施例的光源3由例如LED（发光二级管）而形成，该LED发射预定波长λ的可见光，并在光源3直接与转轴8的下侧中下述端面8A相对的状态下，安装在转轴8的端面8A正下方的基板2上。作为本实施例的光源3的LED具有设置在垂直于基板2的上面的Z方向上的光轴。来自LED的大多数照明光朝光源3正上方的转轴8的下侧中的端面8A发射。从转轴8的下侧中的端面8A入射的照明光被导引到从电机壳体4的上部突出的转轴8的上侧中的末端，从而压入到上端中的指针发射光并被点亮。

该电机壳体4包括固定到基板2上的下壳体4A和覆盖在该下壳体4A上的上壳体4B。在电机壳体4中，容纳步进电机5、中间齿轮6、输出齿轮7和与输出齿轮7整体形成的转轴8（在此情况下，不包括上侧中的末端）。而且，在电机壳体4中，将在下面详细描述的制动弹簧9以装接状态容纳在输出齿轮7和上壳体4B之间。具体地，该制动弹簧9容纳在设置在输出齿轮7侧的上面7A上的凹陷部分7C中。该凹陷部分7C对应于制动弹簧9的周边而凹陷。转轴8的上侧中的末端突出到电机壳体4外侧。图中未示出的指针被压入并嵌合到上侧的端面8B。

下壳体4A大致地形成为上部开口的盒子形状。而且，该下壳体4A具有向下（Z的方向）突出并设置在左右两侧面上的圆柱形突起P。该圆柱形突起P分别嵌合到图中未示出的在基板2上开口的固定孔上。

而且，在下壳体4A中，形成轴承42A，该轴承从在下面中形成的凹陷部分41的中央部分圆柱形向上突出（朝上壳体4B），换句话说，从底面4C侧朝上壳体4B的顶面4D突出。而且，在作为底面4C的下壳体4A的内面中，如图1A至2中所示，略微朝上壳体4B突出的圆柱形轴承42B和42C分别形成在它们的预定位置处。

如上所述，在下壳体4A中，轴承42A设置成从下壳体4A的底面4C突出，以支撑转轴8的下侧中的末端部分，从而自由转动。该轴承42A起到支撑与输出齿轮7的上面7A相对的下面7B从而自由转动的下轴承的作用。作为与输出齿轮7的下面7B相关的支撑单元，支撑转轴8的下侧的壳体的底面侧的轴承42A不可以同时用在本实施例中。例如，用于支撑与输出齿轮7的凹陷部分7C相对的下面的大致圆柱形专用部件可以从底面4C侧分别地独立竖直设置。

另一方面，在上壳体4B中，轴孔43形成在轴承42A正上方的部分中，该部分对应于与下壳体4A的凹陷部分41（参见图2）的中央部分共中心地设置的轴承42A。转轴8的上侧中的末端部分贯通该轴孔43，从而自由转动。而且，在上壳体4B中，图中未示出的轴承分别形成在内面中，即下壳体4A的轴承42B和42C正上方并与其相对应的顶面4D。

而且，在与输出齿轮7的上面7A侧的凹陷部分7C相对的上壳体4B的顶面4D的部分中，弹簧接触部件4E以从顶面4D向下突出的预定长度而整体地形成，如图3中所示。该弹簧接触部件4D具有下端侧开口的大致圆柱形的形式。然后，当制动弹簧9被容纳在输出齿轮7的凹陷部分7C中并且上壳体4B最终整体地被装接到下壳体4A时，该弹簧接触部件4E按压制动弹簧9的上面，直到使制动弹簧9容纳在凹陷部分7C中为止，即，制动弹簧9的高度小于凹陷部分7C的深度。于是，该制动弹簧9被夹在弹簧接触部件4E和输出齿轮7的凹陷部分7C之间。此时，弹簧接触部件4E的作为下端面4F的端面的至少一部分，持续地抵靠在制动弹簧9的上面上。

步进电机5起到转动图中未示出的指针并通过减速齿轮系，即中间齿轮6和输出齿轮7降低速度，以转动转轴8的作用。该齿轮系未特别地使用，但是可以使用一结构用于通过单个齿轮来降低速度。然后，转轴8转动，以转动沿着显示板的面与转轴承体形成的指针，并指示不同种类的必要信息。如图1中所示，本实施例中的步进电机5包括定子51和转子52，该转子装接到布置在定子51的开口的中央部分中的转轴52A。

形成本实施例的减速齿轮系的转子齿轮53、中间齿轮6和输出齿轮7以如下所述方式被平行堆叠和布置。各齿轮部分堆叠，从而相邻齿轮在转动平面（X-Y）方向上以交错方式进入，并且使相邻齿轮以在厚度方向（Z）上它们之间隔开的小间隙而堆叠和布置。

定子51被固定到下壳体4A上，并且起到磁极作用的磁芯51B朝定子51的开口中央部分突出。卷装在卷线轴上的线圈51A装接到该磁芯51B上。

利用合适的磁性材料使转子52大致形成为圆柱形式，并布置在定子51的开口中央部分中，从而自由地转动。在转子的上部分上，具有少数量的齿和小直径的转子齿轮53共中心地固定，并且图中未示出的多个磁体被固定到该转子的外周面上。如图2中所示，转子52所装接到的转轴52A支撑在设置在下壳体4A中的轴承42B与图中未示出的设置在上壳体4B中的轴承之间，从而自由地转动。

中间齿轮6被固定到支撑轴6A上，并且该支撑轴6A支撑在设置在下壳体4A中的轴承42C与设置在上壳体4B中的轴承之间，从而自由地转动。在该中间齿轮6中，设置在外周边中并具有大数量的齿的大齿61与固定到转子52的上部分上并具有少数量的齿的转子53相接合，从而将转子52的转速降低并传递给中间齿轮6。在中间齿轮6的下面上，具有少数量的齿和小直径的小齿轮62与支撑轴6A同轴并整体地固定。

由于输出齿轮7从中间齿轮6的小齿轮62将扭矩传递给转轴8，所以该输出齿轮7在转轴8的中间部分附近与转轴8整体地设置。本实施例的输出齿轮7利用合适的透明树脂材料与下述转轴8整体地形成。

在输出齿轮7中，设置在外周边中并具有大数量的齿的大齿71与设置在中间齿轮6的下部中的小齿轮62接合，从而将中间齿轮6的转速进一步降低，并传递给输出齿轮7，以转动该输出齿轮。转轴8设置在齿轮本体中，并从带有设置在侧面上的大齿71的盘形齿轮本体的上面和下面突出，从而使齿轮本体的齿轮轴如同一中轴。因此，转轴8以与输出齿轮7相同的角速度转动，该输出齿轮7的速度极大地降低并能够以高精度来转动指针。而且，在输出齿轮7的齿轮本体中，容纳制动弹簧9的凹陷部分7C形成在上面上，从而环绕转轴8，从齿轮本体的上面突出的转轴8贯通所述制动弹簧9。该凹陷部分7C形成为略微大于制动弹簧9的外部形式。

如下面详细描述的那样，本实施例的转轴8布置成使得，可由布置在输出齿轮的上面上的制动弹簧9的弹性力向下按压该转轴，从而可沿着轴向方向（Z）在下述预定间隙γ’（参见图12B）的范围内移动。该间隙γ’对应于制动弹簧9的上面与图3和4中弹簧接触部件4E的下端面4F之间的空间。另一方面，为了使与输出齿轮7的大齿71接合的本实施例的小齿轮62满足上述移动，即使小齿轮62在可移动范围内与输出齿轮7的大齿71接合，小齿轮62的齿形成为沿着轴向稍许长。

换句话说，小齿轮62不但起到对能够在轴向方向上滑动的输出齿轮7的大齿71的旋转力传递单元的作用，而且起到能够在间隙γ’范围内在轴向方向（Z）上移动输出齿轮7和转轴8的滑动单元的作用。

在该连接中，对于实现滑动操作，由于输出齿轮7和转轴8通常由制动弹簧9向下按压，以稳定在最低位置处，所以输出齿轮7和转轴8能够在间隙γ’的范围内从该最低位置向上移动。

转轴8起到用于转动指针的单元的作用，并且起到用于同时将照明光从光源3导引到指针的光导引单元的作用。因此，转轴8由其光导引特性优良的合适的光传递树脂材料，尤其在使轴向方向指向相对于输出齿轮7的旋转平面的垂直方向的状态下，与输出轴承7整体形成。本发明的转轴8大致地形成为圆柱形状，以将照明光从光源3导引到指针。为了确保预定的通光量，转轴8有着比不具有光导引功能的转轴更大的外径。

如上所述，转轴8具有从上壳体4B的轴孔43突出到电机壳体4外侧的上侧，并且指针压入并装接到突出到显示板的面的上端部分。如上所述，转轴8由起到上侧的轴承作用的上壳体4B侧的轴孔43支撑，并且下侧由设置在下壳体4A中的轴承42A支撑，从而自由地转动。

而且，如上所述，转轴8具有设置在光源3的正上方并直接与其相对的下端面8A。因此，当来自光源3的照明光入射在端面8A上时，大多数照明光在转轴8的内部与外周面的交界部中重复反射，朝上端面8B导引和传送。交界部中的反射是全反射或正反射。

而且，由于转轴8由下述制动弹簧9向下推动，如图3中所示，所以在下面7B降低到间隙γ’的范围的最低位置的状态下，输出齿轮7的下面7B通常抵靠轴承42A的上面42D，并被容纳。因此，与转轴8整体形成的输出齿轮7的大齿71能够与小齿轮62相接合，从而相对于在轴向方向上形成的有点长的小齿轮62轴向移位。小齿轮62的长度比在轴向方向上大齿的厚度长至少间隙γ’。

通过将具有柔性的合适的金属薄板大致切割成圆形或椭圆形，而形成制动弹簧9。如图6中所示，在当外力不施加到制动弹簧上时而获得的自然状态下，制动弹簧在厚度方向（Z）上具有弯曲形式的波形。本实施例的制动弹簧9具有对称的环形式，该对称的环形式具有设置在中央部分处的下述孔91，以产生与弯曲部分在厚度方向上的移位相对应的程度的弹性力。

该孔91开口成规则圆形，其至少具有大于转轴8的外径尺寸的开口尺寸，转轴的上侧贯通该孔91。

而且，如图6中所示，在制动弹簧9中，当沿着圆周方向延伸的面对孔91的弹簧的环形部分从设置在上壳体4B中顶面4D侧中的弹簧接触部件4E在（-Z）方向上向下朝输出齿轮7的凹陷部分7C按压时，通过输出齿轮7在转轴8中产生在（-Z）方向上指向下的弹性力。

如图3中所示，在位于底部区域α中大致U形的两个区域在至少两个位置处接触形成在输出齿轮7的上面7A上的凹陷部分7C的底面的情况下，本实施例的制动弹簧9被容纳在凹陷部分7C中。底面区域α和凹陷部分7C的底面之间的接触为线接触或面接触。

而且，在制动弹簧9中，顶部区域β中大致倒U形的两个区域受到按压，以在该两个区域接触从上壳体4B的顶面4D向下垂直延伸的弹簧接触部件4E的端面的状态下，抵靠在弹簧接触部件4E的端面上，如图4中所示，该两个区域以它们的相位角分别从底部区域α移位90度，设置在与下面9A相对的上面9B侧中。顶部区域β和弹簧接触部件4E的端面之间的接触为线接触或面接触。当不施加外力时的高度差为c（参见图6C和6D）。以这种高度差装接的制动弹簧9由指向下端（-Z）方向的预定弹性力推动转轴8，以确保转轴8的稳定转动操作。

因此，当与输出齿轮7和制动弹簧9整体地设置的转轴8被装接在上壳体4A和下壳体4B之间时，如图4中所示，从上壳体4B的顶面4D向下垂直延伸的弹簧接触部件4E受到按压，以在作为端面的下端面7F与制动弹簧9的顶部区域β面接触（或线性接触）的状态下，从上部分抵靠在安装在输出齿轮7的凹陷部分7C上的制动弹簧9上。

此处，具有柔性的制动弹簧9产生弹性变形，从而返回到作为自然状态的弯曲形式。结果，如图3中所示，弹性力施加到输出齿轮7上，其中上面7A的凹陷部分7C与制动弹簧9的底面α和与其整体形成的转轴8面接触（或线接触），并在转轴8的轴向（-Z方向）上朝下部抵靠在制动弹簧9的底面α和与其整体形成的转轴8。即，转轴8由制动弹簧9恒定地弹性抑制或制动。

以此方式，制动弹簧9能够防止转轴8的微小摆动移动或震动。而且，由于转轴8被向下按压到光源3上，所以转轴8的下端侧中的端面8A与光源3之间的距离S（参见图3）保持在转轴8恒定地靠近光源3的状态下。结果，由于能够将从光源3输出的照明光的泄漏抑制到最小，并且能够使照明光从端面8A进入到转轴8，所以进一步提高了光导引性能。

为了描述本发明的上述第一实施例的仪表单元1A在其光导引性能方面是优良的，将该仪表单元1A与可以从现有转轴支撑结构提出的仪表单元比较。图16是可以从现有转轴支撑结构提出的仪表单元的剖视图。由于已经解释了用与根据本发明的第一实施例的仪表单元1A那些相同的附图标号表示的部件，所以将省略其解释。在从上述现有转轴支撑结构提出的仪表单元中，相对于输出齿轮7，制动弹簧9设置在下部分（下壳体4A侧）中。因此，相对于输出齿轮7向上施加制动弹簧9的弹性力。于是，当将转轴8与输出齿轮7整体地设置时，转轴8朝向指针设置在其中的末端也被推动。因此，在如上所述同时也起到导引光的作用的转轴中，转轴8的下侧中的端面8A易于从与其相对的光源3间隔开。在图16中，在转轴8的下侧中的端面8A与光源3间隔距离S’。结果，随着转轴8与光源进一步间隔开，从光源输出的光进一步泄露，使得无法展现有效地光导引性能，从而降低了光导引效率。另一方面，在根据本发明的第一实施例的仪表单元1A中，由于转轴8向下按压到光源3上，所以转轴8的下端侧中的端面8A与光源3之间的距离S保持在转轴8恒定靠近光源3的状态下。结果，能够将从光源3输出到外部的照明光的泄漏抑制到最小，并且能够使照明光从端面8A进入到转轴8。因此，提高了光导引性能。

如上所述，在制动弹簧9被夹在弹簧接触部件4E和输出齿轮7的凹陷部分7C之间的状态下装接的制动弹簧，使得弹簧接触部件4E的下端面4F的至少一部分能够恒定抵靠在制动弹簧9的上面9B的顶部区域β上。另一方面，旋转力或力矩从步进电机侧传递到制动弹簧9。在输出齿轮7的转动期间，制动弹簧9与输出齿轮7一起转动。然而，当制动弹簧9的上面和弹簧接触部件4E的下端面4F之间的摩擦力大于制动弹簧9的下面与凹陷部分7C之间的摩擦力时，制动弹簧9不相对于凹陷部分7C转动。

因此，当制动弹簧9与输出齿轮7整体地转动时，弹簧接触部件4E的下端面4F在360度的任意方向上的两个部分与制动弹簧9的上面9B的顶部区域β一起恒定地滑动。而且，由于在下部中支撑输出齿轮7的轴承42A从下侧支撑输出齿轮7的下面7B，所以轴承42A在输出齿轮7的转动期间也与输出齿轮7的下面7B恒定地整体滑动。

现在，下面将描述第一实施例的操作。

例如，甚至当步进电机5中产生微小摆动移动或震动时，或者转轴8的轴承部分中产生齿轮隙时，具有稳定弹簧载荷的制动弹簧9能够有效地吸收震动。因此，能够防止转轴8的微小摆动移动或震动。

而且，例如当任何冲击在驾驶期间施加到车体侧上，以将冲击通过基板2传递给电机壳体4的下壳体4A（类似于上壳体4B）时，其冲击力从形成下壳体4A的内面（底面）侧的下轴承的轴承42A传送到输出齿轮7和容纳在输出齿轮7的凹陷部分7C中的制动弹簧9。然后，制动弹簧9弹性变形，以吸收和抑制该冲击力。而且，输出齿轮7在预定间隙γ’内相对于在轴向上形成有点长的中间齿轮6的小齿轮62在轴向方向上滑动，并根据所需的弹性位移与输出齿轮7接合。以此方式，有效地限制了冲击被传送到与输出齿轮7整体形成的转轴8。结果，甚至当冲击从外部施加到车体上时，也能够确定地抑制转轴8和装接到其上部的指针的晃动或微小摆动移动或震动。

而且，根据第一实施例，由于制动弹簧9的顶部区域β具有大致倒U形，如图4中所示，所以弹簧接触部件4E的下端面4F能够与制动弹簧9的顶部区域β线（或面）接触。结果，获得最小接触状态，换句话说，能够将摩擦力抑制到最小。因此，甚至当制动弹簧9接触弹簧接触部件4E并转动时，不阻止与制动弹簧9一起转动的输出齿轮7转动，以具有平顺的转动操作。

现在，将在下面参照图7至12B描述根据本发明的第二实施例的仪表单元1B。在本实施例中，与第一实施例那些相同的部分用相同的附图标号表示，以避免重复说明。

图7和9中所示的本实施例的仪表单元1B与第一实施例的仪表单元1A的不同之处在于，在上壳体4B的顶面4D中，在止挡器部件4G从顶面4D朝输出齿轮7突出预定长度的状态下，止挡器部件4G整体地设置在外侧，并在弹簧接触部件4E附近与转轴8分开，如图8中所示。

当拉出装接到转轴8的末端上并且在图中未示出的指针时，该止挡器部件4G起到防止与输出齿轮7整体地形成的转轴8与指针一起被较大地向上拉动的作用。

根据本实施例的止挡器部件4G，如果转轴8将与指针一起被向上拉动超出间隙γ的预定范围，则当转轴移动到间隙范围的最高部分处时，如图11中所示，止挡器部件4G的端面4H抵靠在输出齿轮7的上面7A上，以防止转轴8进一步向上移动。在此情况下，该间隙γ小于间隙γ’（参见图10、12A和12B）。

此处，在本实施例的仪表单元1B中，在制动弹簧9的自然状态下，至少在弹簧接触部件4E的端面4F与输出齿轮7的凹陷部分7C的底面之间的空间a、止挡器部件4G的端面4H与输出齿轮7的齿轮本体的上面7A之间的空间b，和最大高度c之间建立下述表达式的关系。

c>a>b（1）

由于下述原因，形成这些部件使得具有这种关系。

即，为了布置制动弹簧9，从而具有预定弹性力，通过考虑弹簧9将布置在其中的空间的尺寸作为要求，来表达不等式c>a的符号关系。

另一方面，如果当指针从转轴8拉出时一起向上拉动转轴8，则通过考虑用于确保制动弹簧9夹在其中的预定量空间的尺寸作为要求，来表达不等式a>b的符号的关系。于是，能够避免由制动弹簧9极大地压挤成永久变形，从而制动弹簧9的弹性力降低所引起的不方便。结果，当指针新装接和使用时，由于制动弹簧9能够再次具有预定弹性力，所以能够再次确保必需的制动力或阻尼力（弹簧载荷）。

当弹簧接触部件4E和止挡部件4G被设计成，使得满足表达式（1）时，止挡部件4G的端面位于在与输出齿轮7分离的方向的位置，该输出齿轮7与弹簧接触部件4E的端面间隔开小于凹陷部分7C的深度的距离，该弹簧接触部件4E与制动弹簧6接触。

在本实施例中，如图9中所示，当步进电机、图9中未示出的中间齿轮6、输出齿轮7以及与该输出轴7整体形成的转轴8被容纳在下壳体4A中预定位置，然后上壳体4B整体地安置到下壳体4A上，以完成组装操作时，获得图10中所示状态下的组件。即，在底部区域和顶部区域分别抵靠在设置在输出齿轮7中的凹陷部分7C的底面部分和弹簧接触部件4E的下端面4F上的状态下，制动弹簧9的底部区域α和顶部区域β被垂直夹住，并且在止挡器部件4G的端面和输出齿轮7的齿轮本体之间形成预定间隙γ。

在此状态下，由于输出齿轮7与中间齿轮6的小齿轮62锯齿接合，所以当制动弹簧9弹性变形使得在间隙γ范围内改变垂直厚度时，输出齿轮7能够沿着略长的小齿轮62的轴向垂直移动。于是，能够吸收转轴8的微小摆动移动或震动。

现在，将通过与根据图12A和12B中的第一实施例所述的仪表单元1A比较，来描述本实施例的操作。

此处，为了容易理解本实施例的操作，将描述当指针在（Z）方向上向上拉动，以将指针从转轴8的末端拉出时的操作。

在第一实施例的情况下，如图12A中所示，当在（Z）方向上向上拉动指针，以将指针从转轴8的末端拉出时，指针10所按压到的转轴8可以同时偶然被向上拉动。在此情况下，如图12B中所示，下壳体4A的底面4C侧中的轴承42A的上面42D与在输出齿轮7的凹陷部分7C正下方的下面7B分离。

而且，输出齿轮7的大齿71与小齿轮62相接合，并且使输出齿轮7在间隙γ’的上述范围内提升。即，如图12A中所示，当从转轴8拉出指针10时，与转轴8整体形成的输出齿轮也因此受到拉动，并易于较大地向上移动。于是，如图12B中所示，弹簧接触部件4E和凹陷部分7C使得制动弹簧9塌溃到平的状态。然后，当制动弹簧9进入平的状态时，停止转轴8和输出齿轮7的提升操作，以防止进一步的提升操作。

此时，制动弹簧9有力地夹在凹陷部分7C的底面和弹簧接触部件4E的下端面4F之间。因此，由于弹性极限或更大的应力作用在制动弹簧9上，以使制动弹簧9塌溃，所以制动弹簧9经常塑性变形。于是，不能够保持预定的弹性力，并且弹性特性被改变。在极端情况下，则丧失弹性力。

因此，当通过再次将指针驱动到转轴8使用仪表单元而不需要改变制动弹簧9时，不能通过制动弹簧9获得必需的制动力或阻尼力并且在指针的转动操作中发生不均匀，而产生不方便。

另一方面，在具有止挡器部件4G的第二实施例的仪表单元1B中，当与输出齿轮7整体形成的转轴8移动到间隙γ的最高位置时，如图11A和11B中所示，不包括凹陷部分7C的区域的输出齿轮7的上面7A抵靠在止挡器部件4G的端面4H上。在此情况下，间隙γ小于间隙γ’。于是，防止了转轴8进一步提升。

于是，甚至当按压力施加到制动弹簧9上，以使得制动弹簧进入接近图11A和11B中所示的平的状态时，制动弹簧9不受按压，直到制动弹簧9进入如图12A和12B中所示完全平的状态为止。因此，能够避免制动弹簧9的塑性变形。

本发明不仅局限于上述实施例，并且在不脱离其精神的范围内，可以实施各种形式。

例如，作为用于下部支撑齿轮的支撑单元，可以不同时使用支撑转轴8的下侧的下壳体4A的底面4C侧的轴承42A。即，用于支撑与输出齿轮7的凹陷部分7C相对应的下面7B的部件，可以从底面单独直立设置，而代替轴承。

而且，在两实施例中，该制动轴承9由金属薄板形成，然而本发明并不局限于此。

而且，可以将本发明的仪表单元应用到仪表装置上，其包括诸如燃油计部分、转速计部分、速度仪表部分和水温计的不同种类的仪表。

本发明基于2010年4月9日提交的日本专利申请No.2010-090696，其内容在此通过引用合并进来。

工业实用性

本发明对于使仪表单元的载荷弹簧稳定，并且使仪表单元的转轴的转动操作平顺非常有用，而不需要降低光导引性能。

Claims

1.一种仪表单元，包括：

步进电机；

齿轮，具有：

所述第一面形成有容纳所述制动弹簧的凹陷部分，

所述壳体的第一部分支撑所述齿轮本体的所述第二面，并且

所述壳体的第二部分构造成按压所述制动弹簧，从而该制动弹簧的整个部分容纳在所述凹陷部分中。

2.如权利要求1所述的仪表单元，其中：

所述制动弹簧具有环形形状，该环形形状具有所述转轴从中穿过的孔；并且

所述壳体的所述第二部分从该壳体的内面突出到所述制动弹簧，并在该第二部分的端部处与该制动弹簧接触。

3.如权利要求2所述的仪表单元，其中：

所述制动弹簧为板簧，

所述板簧的周边具有圆形或椭圆形状，并且

所述凹陷部分环绕所述转轴，并对应于所述板簧的周边凹陷。

4.如权利要求2或3所述的仪表单元，还包括：

止挡器，该止挡器从所述壳体的内面朝着所述齿轮本体的第一面突出，其中：

所述止挡器的端面构造成与所述齿轮本体的所述第一面接触，从而防止当将装接到所述转轴的所述第一部分的端部上的指针被拉出时所述转轴被拉出，

所述止挡器的所述端面在与所述齿轮本体分离的方向上设置在离所述壳体的所述第二部分的所述端部一距离处，并且

所述止挡器的所述端面与所述壳体的第二部分的所述端部之间的距离小于所述凹陷部分的深度。

5.如权利要求1所述的仪表单元，其中：

所述壳体的所述第一部分为轴承，该轴承支撑所述转轴的所述第二部分，并且

所述壳体的所述第二部分为轴孔，该轴孔支撑所述转轴的所述第一部分。