JP2005017237A - 指針式計器 - Google Patents

Abstract

【課題】通電スペースの縮小化を達成し得る指針式計器を提供する。
【解決手段】第１の透視部１１とこの第１の透視部１１を取り巻く指標部１２とを有する指標板１と、第１の透視部１１に対応する第２の透視部３１が形成される回転体３と、この回転体３に固定され第１の透視部１１の周囲を指標部１２に沿って移動する透光性材料からなる指針４と、回転体３に対し固定され指針４を発光させる光源５と、回転体３を回転駆動し指針４を移動させる駆動装置６と、回転体３の背後に配置され第１，第２の透視部１１，３１を通じて観察者に所定情報を表示する表示装置８と、光源５に電力供給を行う帯状の導体１０と、回転体３と連動して回転し導体１０の巻き取り及び送り出しを行うリール機構Ｒとを備える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、貫通孔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液晶表示装置のごとき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（以降、便宜上、センターレスタイプの指針式計器と称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センターレスタイプ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、中央領域に貫通孔状の透視部を有する環状の指標板と、この指標板の透視部に臨む液晶パネルからなる表示装置と、この表示装置と指標板との間に配置され透視部に対応する貫通孔を有するリング状の回転体と、透視部の内縁を通して回転体に装着され指標板上に延びる指針と、透視部を外れた箇所に配置され回転体を回転駆動させる駆動装置とを備え、駆動装置によって回転体を回転駆動することにより指標板上に延びる指針を回転移動させる構成である。
【０００３】
一方、指針が発光するセンターレスタイプの指針式計器も知られており、例えば下記特許文献２には、表示装置を透視可能な透明円板からなる回転体に指針とこの指針を照明する発光ダイオードからなる光源を搭載し、この光源への電力供給を回転体の背面側に位置する帯状の可撓性導体（導電部材）にて行う点が記載され、この際、可撓性導体は、回転体に対して同心的に湾曲され且つ１８０度曲げ返し部を備えており、回転体の移動に伴って可撓性導体も移動するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３１０９９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１８６９４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２記載の指針式計器は、回転体の移動に伴って可撓性導体を移動させる構成であるため、可撓性導体を自由に移動させるスペースが必要であり、また回転体の背後に表示装置を配置する場合に表示装置を避けて可撓性導体を引き回す必要がある。このため設計自由度の低下や装置全体の大型化、適用し得る表示装置のサイズが制約される等の問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、通電スペースの縮小化を達成し得る指針式計器を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、第１の透視部とこの第１の透視部を取り巻く指標部とを有する指標板と、前記第１の透視部に対応する第２の透視部が形成される回転体と、この回転体に固定され前記第１の透視部の周囲を前記指標部に沿って移動する透光性材料からなる指針と、前記回転体に対し固定され前記指針を発光させる光源と、前記回転体を回転駆動し前記指針を移動させる駆動装置と、前記回転体の背後に配置され前記第１，第２の透視部を通じて観察者に所定情報を表示する表示装置と、前記光源に電力供給を行う帯状または線状の導体と、前記回転体と連動して回転し前記導体の巻き取り及び送り出しを行うリール機構とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記リール機構が回転伝達手段を通じて前記駆動装置または前記回転体のうち少なくとも一方に結合されることを特徴とする請求項１記載の指針式計器。
【００１０】
また本発明は、前記リール機構が前記駆動装置の回転軸上に配置されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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を説明する。図１〜図７は、本発明の第１の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はその概略構成を示す分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は本実施形態に採用される回転体の一部を破断して示す正面図、図５は本実施形態に採用される支持体の正面図、図６は本実施形態による導体の要部を示す斜視図、図７は本実施形態によるリール機構の要部を示す正面図である。
【００１２】
本実施形態による指針式計器は、図１〜図３に示すように、指標板１と、この指標板の背後に配置に配置される支持板２と、この支持板２の背後に配置される回転体３と、指針４と、光源５と、後述する第１，第２の透視部の外側に配置される駆動装置６と、回転体３を回転可能に支持する支持体７と、この支持体７の背後に配置される表示装置８と、この表示装置８の背後に位置する回路基板９と、光源５に電力供給を行う導体１０と、この導体１０の巻き取り及び送り出しを行うリール機構Ｒとを備えている。
【００１３】
指標板１は、第１の透視部１１を構成する例えば円形の貫通孔を有する概略円環形状の板材からなり、第１の透視部１１の周囲には、指針５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、図３に示すように、概略円環プレート形状を有する基材１３上にスクリーン印刷等の手段により形成されている。この場合、基材１３は、電界発光素子（ＥＬ）からなり、電界発光素子を構成する封止フィルム（例えばＰＥＴフィルム）上に直接スクリーン印刷することで、指標部１２が形成されており、従って、基材１３を構成する電界発光素子が発光すると、指標部１２が発光するようになっている。
【００１４】
支持板２は、指標板１を背後から支持する遮光性合成樹脂板からなり、第１の透視部１１に対応した貫通孔２１を備えている。
【００１５】
回転体３は、第１の透視部１１に対応する形状の貫通孔からなる第２の透視部３１を有する概略円環形状の板材からなり、その材質は合成樹脂からなる。この回転体３には、歯車部３２と、指針支持部３３と、段部３４とが形成される他、回転体３の円板部との間で導体１０を保持する保持部材３５が固定されている。
【００１６】
歯車部３２は、回転体３の円板部外周の全周にわたって形成されており、駆動装置６の後述する駆動歯車に連結される。
【００１７】
指針支持部３３は、第２の透視部３１の内縁から第１の透視部１１側に延びるボス形状を有しており、その上端側にて指針４と光源５の双方を支持する。
【００１８】
段部３４は、回転体３の円板部背面であって、第２の透視部３１を取り巻くように形成され、支持体７の後述する内側環状突出部に嵌合する。
【００１９】
保持部材３５は、回転体３に対し多重成形または適宜固定手段により固定された概略円環形状の合成樹脂部材からなり、特に図３，図４に示すように、回転体３の回転に応じて導体１０の巻き付け及び送り出しを行う巻胴部３６と、この巻胴部３６から回転体３の円板部に沿って延び円板部との間で導体１０の高さ方向における位置規制を行うフランジ部３７と、指針支持部３３に対応する箇所に形成され、導体１０の光源５装着側端部を巻胴部３６側から回転体３の内側に引き回すための切り欠き部３８とを有している。
【００２０】
指針４は、透光性の合成樹脂からなり、光源５と共に指針支持部３３に装着固定され、さらにその一部が光源５と共に遮光性カバー４１によって覆われる。そしてこのように光源５と共に指針支持部３３に装着されることで指針４は、第２の透視部３１及び第１の透視部１１を介して回転体３に固定され、回転体３の回転により、指標板１上を指標部１２に沿って移動し、指標部１２を支持すると共に、光源５からの光を受けて線状に発光する。
【００２１】
光源５は、例えば発光ダイオードからなり、その発光部が指針４の先端側を向くように指針４の端面に対向配置されている。この光源５は、導体１０の後述する端部に半田付け等の手段にて導通固定されている。
【００２２】
駆動装置６は、例えばステッピングモータや交差コイル式ムーブメントからなり、第１，第２の透視部１１，３１の外側（回転体３の外周側）に位置して回路基板９上に配置されている。この駆動装置６の回転軸６１には、回転体３の歯車部３２に連結される駆動歯車６２が固定され、駆動装置６の回転軸６１が計測量に応じて回転することにより、回転体３に固定された指針４が指標板１の指標部１２を指示すると共に、リール機構Ｒを作動させるようになっている。なお本実施形態では、回転体３の歯車部３２と駆動歯車６２とによって、回転伝達手段ＴＲが構成されている。
【００２３】
支持体７は、第１，第２の透視部１１，３１及び貫通孔２１に対応する貫通孔７１を有する概略環状形状を有する合成樹脂部材からなる。この支持体７には、内側環状突出部７２と外側環状突出部７３と底壁部７４とで形成される断面略凹形状のガイド部を有し、このガイド部によって回転体３を背後から回転可能に支持している。
【００２４】
表示装置８は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示素子または有機電界発光素子からなる表示パネル８１を枠体８２内に組み込んでなり、枠体８２の開口部８３によって規定される表示パネル８１の表示面が第１，第２の透視部１１，３１に臨むように、回路基板９上に配置されている。ここで枠体８２を含めた表示装置８の外形サイズは、図１に示すように、第１の透視部１１よりも大きく形成され、第１の透視部１１を通して表示装置８を見たとき、表示パネル８１の表示面が視認され、枠体８２や開口部８３は不可視となるように設定されている。なお表示装置８の表示情報（所定情報）は任意であるが、一例として例えば走行距離情報、ナビゲーション情報、シフトポジション情報、外気温情報の他、各種映像情報が挙げられる。
【００２５】
回路基板９は、硬質の回路基板からなり、駆動装置６、表示装置８、電界発光素子からなる基材１３、光源５の動作を制御する図示しない駆動制御回路が搭載されている。
【００２６】
導体１０は、薄くて反発力の小さい、例えばポリアミド系またはポリミイド系のＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）からなり、図４、図６に示すように、指針支持部３３に沿って高さ方向に延び光源５が装着される端部１１と、この端部１１から切り欠き部３８を通り、巻胴部３６の外周に到る折り曲げ部１２と、巻胴部３６に沿って延びる巻回部１３と、巻回部１３からリール機構Ｒに到る中継部１４と、リール機構Ｒに渦巻き状に巻かれその内部に収納される余剰部１５（図３参照）とを有し、駆動装置６によってリール機構Ｒ及び回転体３が回転すると、それらの回転に応じて、余剰部１５の大きさと巻胴部３６に巻かれる部分の全長とが変化するようになっている。なお余剰部１５は、導体１０の長さや回転体３の回転位置によって、形成されない場合もあり得る。また図示省略したが、導体１０には、光源５の電力ラインを構成する銅箔パターンからなる導電路が形成されている。
【００２７】
リール機構Ｒは、回転軸６１上であって駆動歯車６２の前方に配置され、駆動歯車６２と構成部材を共有して構成されている。すなわち、本実施形態のリール機構Ｒは、図３、図７に示すように、駆動歯車６２の中心部によって形成されたボス形状の回転中心部Ｒ１と、駆動歯車６２の円板状部によって形成され、余剰部１５の背後側を受ける第１の環状部Ｒ２と、この第１の環状部Ｒ２とは所定の間隔を空けて配置され、第１の環状部Ｒ２との間で余剰部１５を収納保持する凹部を形成する第２の環状部Ｒ３とでなり、第２の環状部Ｒ３の中心部は、回転軸６１に沿って駆動装置６側に延び、回転軸６１に圧入固定され、またその回転軸６１の沿って延びる箇所の周囲に回転中心部Ｒ１と、この回転中心部Ｒ１と同軸に背後に延びる箇所が圧入等により取付固定されており、この場合、第２の環状部Ｒ３は、専用の合成樹脂部材からなる。
【００２８】
回転中心部Ｒ１及び第１の環状部Ｒ２としても機能する駆動歯車６２には、金属フレームＭが埋設され、その一部は回転中心部Ｒ１より露出し、この部分に導体１０の光源５装着側とは反対側の端部１６が半田付け等の手段により導通固定されている。一方、金属フレームＭの他の一部は、回転軸６１に沿って回転中心部Ｒ１と一緒に駆動装置６側に延びて外面に露出し、この部分が駆動装置６に固定された一対の端子Ｔに導通接触している。この摺動端子Ｔは、金属フレームＭの他の一部に弾性接触し、回転軸６１が回転すると、金属フレームＭと摺動接触し、可動部材である金属フレームＭと固定部材である駆動装置６の本体部並びに回路基板９との電気接続が図られ、これにより回路基板９→駆動装置６→端子Ｔ→金属フレームＭ→導体１０→光源５からなる点灯電力供給路が構成されている。
【００２９】
次に図４に基づいて、駆動装置６の作動に伴う指針４の移動と導体１０の動きを説明する。
【００３０】
まず、駆動装置６は、計測量に応じてその回転軸６２が時計方向及び反時計方向に回転するよう構成されている。ここで例えば回転軸６１が時計方向に回転した場合、回転軸６１に固定された駆動歯車６２は、時計方向（図４中、矢印ＣＷａ参照）に回転する。するとその回転は回転伝達手段ＴＲを通じて回転体３に伝達され、回転体３は反時計方向（図４中、矢印ＣＣＷｂ）に回転し、回転体３に固定され指針４及び光源５も同一方向に回転する。
【００３１】
一方、リール機構Ｒは、回転軸６１及び駆動歯車６２と同体的に回転するよう構成されているため、回転軸６１及び駆動歯車６２が時計方向に回転すると、それらの回転に応じてリール機構Ｒも同方向に回転し、リール機構Ｒに収納された導体１０（余剰部１５）が図４中、矢印Ｄ１方向に移動してリール機構Ｒから送り出される（引き出され）と共に、巻胴部３６で巻き取られる。
【００３２】
また、これとは反対に例えば回転軸６１が反時計方向に回転した場合、回転軸６１及び駆動歯車６２は、反時計方向（図４中、矢印ＣＣＷａ方向）に回転する。するとその回転は回転伝達手段ＴＲを通じて回転体３に伝達され、回転体３は時計方向（図４中、矢印ＣＷｂ方向）に回転し、指針４及び光源５も同一方向に回転する。
【００３３】
一方、リール機構Ｒは、回転軸６１及び駆動歯車６２が時計方向に回転すると、それらの回転に応じてリール機構Ｒも同方向に回転し、リール機構Ｒによって導体１０（余剰部１５）が図４中、矢印Ｄ２方向に移動してリール機構Ｒに巻き取られると共に、巻胴部３６から送り出される。
【００３４】
ここでリール機構Ｒと回転体３との関係に注目すると、両者は導体１０だけでなく、回転伝達手段ＴＲによっても連結されており、駆動装置６（回転軸６１）及び回転体３に同期してリール機構Ｒが回転することで導体１０の巻き取り及び送り出しが行われるため、導体１０の巻き取り及び送り出しを安定的に行うことができ、また導体１０に加わるストレスや応力も軽減でき、さらに導体１０に不必要な弛みが発生するのを抑制することができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態による指針式計器は、第１の透視部１１とこの第１の透視部１１を取り巻く指標部１２とを有する指標板１と、第１の透視部１１に対応する第２の透視部３１が形成される回転体３と、この回転体３に固定され第１の透視部１１の周囲を指標部１２に沿って移動する透光性材料からなる指針４と、回転体３に対し固定され指針４を発光させる光源５と、回転体３を回転駆動し指針４を移動させる駆動装置６と、回転体３の背後に配置され第１，第２の透視部１１，３１を通じて観察者に所定情報を表示する表示装置８と、光源５に電力供給を行う帯状の導体１０と、回転体３と連動して回転し導体１０の巻き取り及び送り出しを行うリール機構Ｒとを備えることにより、光源５への通電に係わるスペースを縮小することができる。すなわち、導体の曲げ返し部や屈曲・湾曲部等の自由な移動スペースを確保する都合から、大きな通電スペースを必要とした従来技術に対し、必要最小限のスペース増加で光源５の通電経路を確保できる。従って、設計自由度の向上、装置全体の小型・薄型化に寄与することができ、また、適用し得る表示装置のサイズが制約される等の不都合も解消でき、広い情報表示エリアを確保することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、リール機構Ｒが回転伝達手段ＴＲを通じて駆動装置６及び回転体３に結合されることにより、導体１０の巻き取り及び送り出しを安定的に行うことができる。また導体１０に加わるストレスや応力を軽減することができる。さらに導体１０に不必要な弛みが発生することを抑制できる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、リール機構Ｒを駆動装置６の回転軸６１上に配置し、回転軸６１と同軸回転するよう構成したことにより、更なるスペース縮小化を達成することができる。なおここで回転軸６１上とは、回転軸６１がリール機構Ｒを貫通する形態を含むものである。
【００３８】
なお、本実施形態では、帯状の導体１０を用いたが、導体１０は線状（例えば電気コード）であってもよく、リール機構Ｒによる巻き取り及び送り出しが可能であれば、任意の材料を適用できるが、伸縮性を有さない柔軟性材料を用いるのが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態では、第１，第２の透視部１１，３１及び各貫通孔２１，７１を貫通部分により設けたが、表示装置８を透視できれば、透明または半透明な部分であってもよい。また本実施形態では第１，第２の透視部１１，３１及び貫通部２１を介して指針４を回転体３の指針支持部３２に固定したが、指標板１や支持板２の外側を通じて指針４を回転体３に装着してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、光源５を回転体３の指針支持部３２に装着する例を示したが、光源５は指針４に固定してもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、指標板１の背後に回転体３を配置したが、回転体３は、指標板１の前方に配置してもよい。
【００４２】
図８は本発明の第２の実施形態による指針式計器の概略構成図であり、本実施形態では、リール機構Ｒを駆動歯車３２及び駆動装置６とは分離してこれらの側方に配置し、回転伝達手段ＴＲを介して駆動歯車３２（駆動装置６）にギヤ連結したものであり、リール機構Ｒと回転体３との回転伝達機構を介した連結は行われていない。従ってリール機構Ｒは回転伝達機構ＴＲを通じて駆動装置６単体に連結されている。なおリール機構Ｒの詳細構成は、前記第１の実施形態と同等であるが、リール機構Ｒの構成要素の一つである第１の環状部Ｒ２が、前記第１の実施形態のように駆動歯車３２と共用化されない点で異なる。
【００４３】
このように構成される本実施形態によっても、前記第１の実施形態と同様、導体１０の巻き取り及び送り出しの安定化、不必要な弛みの発生抑制、導体１０に加わるストレスや応力の軽減を達成することができる。
【００４４】
図９は、本発明の第３の実施形態による指針式計器の概略構成図であり、本実施形態では、リール手段Ｒを回転伝達手段ＴＲを介して回転体３単体に連結したものであり、本実施形態によって前記第２の実施形態と同様の効果を期待できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、初期の目的を達成することができ、通電スペースの縮小化を達成し得る指針式計器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による指針式計器の正面図。
【図２】同上実施形態の概略構成を示す分解斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】同上実施形態に採用される回転体の正面図。
【図５】同上実施形態に採用される支持体の正面図。
【図６】同上実施形態に採用される導体の要部正面図。
【図７】同上実施形態におけるリール機構要部正面図。
【図８】本発明の第２の実施形態による指針式計器の概略構成図。
【図９】本発明の第３の実施形態による指針式計器の概略構成図。
【符号の説明】
１ 指標板
２ 支持板
３ 回転体
４ 指針
５ 光源
６ 駆動装置
７ 支持体
８ 表示装置
９ 回路基板
１０ 導体
１１ 第１の透視部
１２ 指標部
３１ 第２の透視部
Ｒ リール機構
Ｔ 端子

Claims (3)

1. 第１の透視部とこの第１の透視部を取り巻く指標部とを有する指標板と、
   前記第１の透視部に対応する第２の透視部が形成される回転体と、
   この回転体に固定され前記第１の透視部の周囲を前記指標部に沿って移動する透光性材料からなる指針と、
   前記回転体に対し固定され前記指針を発光させる光源と、
   前記回転体を回転駆動し前記指針を移動させる駆動装置と、
   前記回転体の背後に配置され前記第１，第２の透視部を通じて観察者に所定情報を表示する表示装置と、
   前記光源に電力供給を行う帯状または線状の導体と、
   前記回転体と連動して回転し前記導体の巻き取り及び送り出しを行うリール機構とを備えることを特徴とする指針式計器。
2. 前記リール機構が回転伝達手段を通じて前記駆動装置または前記回転体のうち少なくとも一方に結合されることを特徴とする請求項１記載の指針式計器。
3. 前記リール機構が前記駆動装置の回転軸上に配置されることを特徴とする請求項１記載の指針式計器。

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