JP2008268138A - 指示計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置において、吸引トルクを大きくすることが可能な指示計器装置を提供する。
【解決手段】 指示計器装置は、表示板１の前面側に設けられた第一の指針２１と、表示板１の後面側に設けられ第一の指針２１を回動させるための第一の指針駆動手段と、を有する。第一の指針２１に設けられる円弧状あるいはリング状の第一の磁石２１ｄと、前記第一の指針駆動手段に設けられ第一の指針２１の回転中心から偏心した位置に回転中心を有するとともに第一の磁石２１ｄと部分的に対向するように設けられる第二の磁石２３ａと、を備え、第一，第二の磁石２１ｄ，２３ａの吸引力によって第一の指針２１を前記第一の指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる第一の指示計器を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、表示板の指標部を指針で指示する指示計器装置に関するものである。

従来より、文字板（表示板）の指標部を指針で指示する指示計器装置がある。斯かる指示計器装置は、ステッピングモータ等の指針駆動手段の回動軸に前記指針を直接固定させ、この指針駆動手段の回転駆動に連動して前記指針を回動させて前記指標部を指示するものである。

しかしながら、かかる構成においては前記回動軸を貫通させるための貫通孔を前記文字板に形成する打抜き工程が必要になり、前記文字板の製造が煩雑になるため、前記文字板を安価に製造できないという問題を有していた。特に、特許文献１に開示されるように液晶表示素子等の可変表示素子を文字板とした場合、可変表示素子のガラス基板に貫通孔を形成しなければならないため、可変表示素子の製造コストが高くなるという問題を有していた。
実開平３−４４６２４号公報 特開２００３−１６１６５０号公報

この問題に対し、本願出願人は、特許文献２にて指針に第一の磁石を設け、また、指針駆動手段に第二の磁石を設けて第一，第二の磁石の磁力（吸引力）によって前記指針駆動手段の回転駆動に連動させて前記指針を回転させる指示計器装置を提案している。かかる構成によれば、表示板に貫通孔を形成する必要がなく、容易かつ安価に文字板を製造することが可能となる。

特許文献２にて開示される構成は前記第一，第二の磁石が互いに対向するように配設されるものであるが、計器装置のデザインによって前記指針が大型化した場合には前記指針駆動手段の駆動トルクを大きくするとともに前記第一，第二の磁石による吸引トルクを大きくする必要がある。例えば、計器装置を２つの指針が同一軸を回転中心とするデザインとする場合には外側に位置する指針が大型化する。かかる問題について指示計器装置として更なる改善の余地があった。

本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置において、吸引トルクを大きくすることが可能な指示計器装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、表示板の前面側に設けられ少なくとも一部が透光性である回転中心部と前記回転中心部に配設される指示部とを有する第一の指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記第一の指針を回動させるための第一の指針駆動手段と、前記第一の指針に設けられる円弧状あるいはリング状の第一の磁石と、前記第一の指針駆動手段に設けられ前記第一の指針の回転中心から偏心した位置に回転中心を有するとともに前記第一の磁石と部分的に対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、前記第一，第二の磁石の吸引力によって前記第一の指針を前記第一の指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる第一の指示計器と、前記回転中心部の前面側に設けられ前記第一の指針と同一軸を回転中心とする第二の指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記第二の指針を回動させるための第二の指針駆動手段と、前記第二の指針に設けられる第三の磁石と、前記第二の指針駆動手段に設けられ前記第三の磁石と対向するように設けられる第四の磁石と、を備え、前記第三，第四の磁石の吸引力によって前記第二の指針を前記第二の指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる第二の指示計器と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記第一，第二の指針を回動可能に支持する軸部を前記表示板に配設し、前記軸部は、前記第一，第二の指針の回転中心となる主軸と、前記主軸を前記表示板に固定する主軸受け部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記第一の指針に配設固定される第一の回転軸部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記第二の指針に配設固定される第二の回転軸部と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記第一の磁石は、前記第二の磁石よりも径大に形成されてなる事を特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。

また、前記第一，第二，第三及び第四の磁石は、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなることを特徴とする。

また、前記第一，第二の指針駆動手段の軸部にそれぞれ接合される第一，第二の軸受け部を備え、前記第二，第四の磁石はそれぞれ前記第一，第二の軸受け部に設けられてなることを特徴とする。

また、前記第二，第四の磁石は、それぞれ前記第一，第二の軸受け部と一体的に形成されてなることを特徴とする。

また、前記表示板は、前記指針に指示される可変表示部を備える可変表示素子を有してなることを特徴とする。

また、前記表示板は、前記軸部が配設される透光性基板を有してなることを特徴とする。

本発明は、磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置に関するものであり、吸引トルクを大きくすることが可能となるものである。

以下、添付の図面に基いて本発明を指示計器装置である速度計に適用した実施形態について説明する。

図１において、指示計器装置は、表示板１と、燃料計（第一の指示計器）２と速度計（第二の指示計器）３と、軸部４と、を有している。

表示板１は、図２に示すように、透光性基板１ａと、液晶表示素子（可変表示素子）１ｂとからなるものである。

透光性基板１ａは、透光性樹脂（例えばアクリル、ポリカーボネート）からなり、後述する第一，第二の指針を回動可能に保持するための軸部４が配設されるものである。

液晶表示素子１ｂは、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの両面に偏光板を貼り合わせたものであって、例えばドットマトリクス型の液晶表示素子である。液晶表示素子１ｂは、少なくとも燃料計２に対応する指標部１ｃ及び文字部１ｄと速度計３に対応する指標部１ｅ及び文字部１ｆを表示可能なものである。なお、表示板としては、燃料計２と速度計３とで別体の表示板を用いるものであってもよい。

燃料計２は、第一の指針２１，ＬＥＤ２２，第一の軸受け部２３及びステッピングモータ２４を有している。また、５は回路基板であり、この回路基板５にステッピングモータ２４が搭載されている。

第一の指針２１は、回転中心部２１ａと、指示部２１ｂと、指針キャップ２１ｃと、第一の磁石２１ｄと、第一のヨーク２１ｅと、を有し、液晶表示素子１ｂにて表示される指標部１ｃを指示するものである。

回転中心部２１ａは、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、略円盤状に形成される。また、回転中心部２１ａには、第一の磁石２１ｃ及び第一のヨーク２１ｄを収納する嵌入させる凹部が設けられている。また、回転中心部２１ａの中央には、第一の指針２１を回動可能に支持する軸部４を挿入する孔部２１ｆが設けられている。

指示部２１ｂは、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、回転中心部２１ａの周縁側に設けられ指標部１ｃを指示するものである。指示部２１ｂは、透光性基板１ａ上に支持部２１ｂの可動範囲に応じて複数配置されるＬＥＤ２２からの照明光を受光して光輝する。

指針キャップ２１ｃは、例えばＡＢＳ樹脂等の非透光性樹脂を略筒状に形成してなるものである。指針キャップ２１ｃは、その内部に第一の磁石２１ｄ及び第一のヨーク２ｄを圧入保持するものである。また、指針キャップ２１ｃは、回転中心部２１ａに設けられる指示部２１ｂを保持する。

第一の磁石２１ｄは、回転中心部２１ａの周縁を囲む円弧状に形成され、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである（図３参照）。第一の磁石２１ｄは、後述する第二の磁石２３ａと互いに吸引し合うものであり、第二の磁石２３ａよりも径大に形成される。なお、第一の磁石２１ｄは、リング状に形成されるものであっても良い。

第一のヨーク２１ｅは、第一の磁石２１ｄの第二の磁石２３ａと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第一のヨーク２１ｅは、第一の磁石２１ｄの前記非対向面側からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。

第一の軸受け部２３は、第二の磁石２３ａと第二のヨーク２３ｂとが配設されており、ステッピングモータ２４の回動軸２４ａと嵌合されるものである。本実施形態における第一の指針駆動手段は、第一の軸受け部２３とステッピングモータ２４とからなるものである。

第二の磁石２３ａは、第一の指針２１の回転中心である後述する主軸４ａから偏心した位置に回転中心を有するとともに（第二の磁石２３ａの回転中心は回動軸２４ａとなる）、第一の磁石２１ｄと対になるように第一の磁石２１ｄに表示板１を介して部分的に対向する位置に配置される（図３参照）。なお、第二の磁石２３ａはリング状に形成され、第一の磁石２１ｄと同様にＳ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである。なお、第二の磁石５ａは、リング状に限定されるものではなく円弧状あるいは円盤状に形成されるものであっても良い。また、本実施形態では第二の磁石２３ａは第一の磁石２１ｄと部分的に対向する位置関係として第一の磁石２１ｄに対して内接するものであったが、第一の磁石２１ｄに対して外接するものであってもよい。第二の磁石２３ａを設ける方法としては、第一の軸受け部２３をプラスティックマグネットで形成し、第一の磁石２１ｄとの対向個所を着磁して形成する方法であってもよいし、また、第一の軸受け部２３とは別部材で第二の磁石２３ａを設けインサート成形あるいはアウトサート成形によって一体的に形成する方法であってもよい。

第二のヨーク２３ｂは、第二の磁石２３ａの第一の磁石２１ｄと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第二のヨーク２３ｂは、第二の磁石２３ａの前記非対向面からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。

速度計３は、第二の指針３１，ＬＥＤ３２，第二の軸受け部３３及びステッピングモータ３４を有している。ステッピングモータ３４は回路基板５に搭載されている。

第二の指針３１は、指針本体３１ａと、指針キャップ３１ｂと、第三の磁石３１ｃと、第三のヨーク３１ｄと、を有し、液晶表示素子１ｂにて表示される指標部１ｅを指示するものである。

指針本体３１ａは、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、回転中心部には指針キャップ３１ｂが嵌め込まれている。また、指針本体３１ａの回転中心部には、第三の磁石３１ｃ及び第三のヨーク３１ｄを嵌入させる凹部が設けられている。また、指針本体３１ａは、透光性基板１ａ上に配置されるＬＥＤ３２からの照明光を受光して指針本体３１ａを光輝させるための受光部３１ｅを有する。受光部３１ｅはリング状の第三の磁石３１ｃ及び第三のヨーク３１ｄの空洞部に位置するように形成される。第三の磁石３１ｃ及び第三のヨーク３１ｄの空洞部に位置するようにＬＥＤ３２からの照明光を受光する受光部３１ｅを設けることによって、指針キャップ３１ｂ内に第三の磁石３１ｃ及び第三のヨーク３１ｄを配設する場合であってもそれらに阻害されることなく照明光を指針本体３１ａに導くことができ、良好に指針３１を光輝させることができる。

指針キャップ３１ｂは、例えばＡＢＳ樹脂等の非透光性樹脂を略筒状に形成してなるものである。指針キャップ３１ｂは、その内部に第三の磁石３１ｃ及び第三のヨーク３１ｄを圧入保持するものである。また、指針キャップ３１ｂの中央部には、第二の指針３１を回動可能に支持する軸部４を挿入する挿入部３１ｆが設けられている。

第三の磁石３１ｃは、リング状に形成され、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである。第三の磁石３１ｃは、後述する第四の磁石３３ａと互いに吸引し合うものである。

第三のヨーク３１ｄは、第三の磁石３１ｃの第四の磁石３３ａと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第三のヨーク３１ｄは、第三の磁石３１ｃの前記非対向面側からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。

第二の軸受け部３３は、第四の磁石３３ａと第四のヨーク３３ｂとを有し、ステッピングモータ３４の回動軸３４ａと嵌合されるものである。本実施形態における第二の指針駆動手段は、第二の軸受け部３３とステッピングモータ３４とからなるものである。

第四の磁石３３ａは、第三の磁石３１ｃと対になるように第三の磁石３１ｃに表示板１を介して対向する位置に配置される。第四の磁石３３ａも第三の磁石３１ｃと同様にＳ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである。第四の磁石３３ａを設ける方法としては、第二の軸受け部３３をプラスティックマグネットで形成し、第三の磁石３１ｃとの対向個所を着磁して形成する方法であってもよいし、また、第二の軸受け部３３とは別部材で第四の磁石３３ａを設けインサート成形あるいはアウトサート成形によって一体的に形成する方法であってもよい。

第四のヨーク３３ｂは、第四の磁石３３ａの第三の磁石３１ｃと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第四のヨーク３３ｂは、第四の磁石３３ａの前記非対向面からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。

軸部４は、主軸４ａと主軸受け部４ｂと第一の回転軸部４ｃと第二の回転軸部４ｄとを有し、第一，第二の指針２１，３１を回動可能に支持するものである。主軸４ａは、主軸受け部４ｂと第一の回転軸部４ｃと第二の回転軸部４ｄとにそれぞれ形成される孔部に挿入され第一，第二の指針２１，３１の回転中心となる略円柱状の部材である。主軸受け部４ｂは透光性基板１ａに形成される凹部に配設され、主軸４ａを透光性基板１ａに固定するものである。第一の回転軸部４ｃは、主軸４ａを中心として回転可能に設けられるとともに第一の指針２１の回転中心部２１ａに形成された孔部２１ｆに主軸４ａとともに挿入され、回転中心部２１ａに圧入保持されるものである。第二の回転軸部４ｄは、主軸４ａを中心として回転可能に設けられるとともに第二の指針３１の指針キャップ３１ｂの挿入部３１ｆに主軸４ａとともに挿入され、指針キャップ３１ｂに圧入保持されるものである。また、軸部４を構成する各部材４ａ〜４ｄは、例えばアルミや黄銅等の非磁性材料からなる。

本実施形態は、第一の指針２１に設けられる円弧状の第一の磁石２１ｄと、第一の指針駆動手段に設けられ指針２１の回転中心から偏心した位置に回転中心を有するとともに第一の磁石２１ｄと部分的に対向するように設けられる第二の磁石２３ａと、を備えるものである。また、第一の磁石２１ｄは第二の磁石２３ａよりも径大に形成されるものである。したがって、第一，第二の指針２１，３１を同一軸（主軸４ａ）を回転中心とするデザインであるために外側に位置する第一の指針２１が大型化する構成においても、前記第一の指針駆動手段による第二の磁石２３ａの回転が第一の磁石２１ｄで減速される分トルクが増大する減速ギアと同様の作用を得ることができ、吸引トルクを大きく確保することが可能となる。

また、本の実施形態は、第一，第二の指針２１，３１を回動可能に支持する軸部４を表示板１に配設し、軸部４は、第一，第二の指針２１，３１の回転中心となる主軸４ａと、主軸４ａを表示板１に固定する主軸受け部４ｂと、主軸４ａを中心として回転可能に設けられるとともに第一の指針２１に配設固定される第一の回転軸部４ｃと、主軸４ａを中心として回転可能に設けられるとともに第二の指針３１に配設固定される第三の回転軸部４ｄと、を備えてなることを特徴とする。したがって、主軸４ａと第一，第二の指針２１，３１との間にそれぞれ第一，第二の回転軸部４ｃ，４ｄを配設することで第一，第二の指針２１，３１を軸部４に対して固定する摩擦力を増加することができ、第一，第二の指針２１，３１の固定を強固とすることができる。

また、表示板１に透光性基板１ａを備え、透光性基板１ａに第一，第二の指針２１，３１を回動可能に支持する軸部４を配設することによって、液晶表示素子１ｂに対して第一，第二の指針２１，３１を支持するための加工を行う必要がなくなり、容易に第一，第二の指針２１，３１を配設可能であるとともに液晶表示素子１ｂをさらに安価に製造することが可能となる。

なお、本実施形態において、第一〜第四の磁石２１ｄ，２３ａ，３１ｃ及び３３ａは永久磁石であったが、例えば第二，第四の磁石２３ａ，３３ａは電磁石であっても良い。また、可変表示素子としては、液晶表示素子１ｂのほかに有機ＥＬ素子であってもよく、またドットマトリクス型のほかにセグメント型であっても良い。また、表示板としては、例えば透光性樹脂に遮光部を印刷形成して第一，第二の指針２１，３１にて指示するそれぞれの固定表示部を形成した固定表示素子を有するものであってもよい。また、第一，第二の指針２１，３１を照明する照明手段としては、ＬＥＤ２２，３２に限定されるものではなく例えば表示板１に有機ＥＬ素子を適用し、この有機ＥＬ素子からの光を第一，第二の指針２１，３１に向けて発する構成であってもよい。また、第一，第二の指針駆動手段としてステッピングモータ２４，３４を備えるものであったが、ステッピングモータ２４，３４に代えて、例えば、交差コイル型ムーブメントを用いることができることは言うまでもない。

本発明の実施形態を示す正面図。 同上実施形態を示す断面図。 同上実施形態における第一，第二の磁石の配置位置を説明するための図。

符号の説明

１ 表示板
１ａ 透光性基板
１ｂ 液晶表示素子（可変表示素子）
２ 燃料計（第一の指示計器）
２１ 第一の指針
２１ａ 回転中心部
２１ｂ 指示部
２１ｃ 指針キャップ
２１ｄ 第一の磁石
２１ｅ 第一のヨーク
２２ ＬＥＤ
２３ 第一の軸受け部
２３ａ 第二の磁石
２３ｂ 第二のヨーク
２４ ステッピングモータ
３ 速度計（第二の指示計器）
３１ 第二の指針
３１ａ 指針本体
３１ｂ 指針キャップ
３１ｃ 第三の磁石
３１ｄ 第三のヨーク
３２ ＬＥＤ
３３ 第二の軸受け部
３３ａ 第四の磁石
３３ｂ 第四のヨーク
３４ ステッピングモータ
４ 軸部
４ａ 主軸
４ｂ 主軸受け部
４ｃ 第一の回転軸部
４ｄ 第二の回転軸
５ 回路基板

Claims (8)

1. 表示板の前面側に設けられ少なくとも一部が透光性である回転中心部と前記回転中心部に配設される指示部とを有する第一の指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記第一の指針を回動させるための第一の指針駆動手段と、前記第一の指針に設けられる円弧状あるいはリング状の第一の磁石と、前記第一の指針駆動手段に設けられ前記第一の指針の回転中心から偏心した位置に回転中心を有するとともに前記第一の磁石と部分的に対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、前記第一，第二の磁石の吸引力によって前記第一の指針を前記第一の指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる第一の指示計器と、
   前記回転中心部の前面側に設けられ前記第一の指針と同一軸を回転中心とする第二の指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記第二の指針を回動させるための第二の指針駆動手段と、前記第二の指針に設けられる第三の磁石と、前記第二の指針駆動手段に設けられ前記第三の磁石と対向するように設けられる第四の磁石と、を備え、前記第三，第四の磁石の吸引力によって前記第二の指針を前記第二の指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる第二の指示計器と、
   を備えてなることを特徴とする指示計器装置。
2. 前記第一，第二の指針を回動可能に支持する軸部を前記表示板に配設し、前記軸部は、前記第一，第二の指針の回転中心となる主軸と、前記主軸を前記表示板に固定する主軸受け部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記第一の指針に配設固定される第一の回転軸部と、前記主軸を中心として回転可能に設けられるとともに前記第二の指針に配設固定される第二の回転軸部と、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
3. 前記第一の磁石は、前記第二の磁石よりも径大に形成されてなる事を特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
4. 前記第一，第二，第三及び第四の磁石は、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
5. 前記第一，第二の指針駆動手段の軸部にそれぞれ接合される第一，第二の軸受け部を備え、前記第二，第四の磁石はそれぞれ前記第一，第二の軸受け部に設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
6. 前記第二，第四の磁石は、それぞれ前記第一，第二の軸受け部と一体的に形成されてなることを特徴とする請求項５に記載の指示計器装置。
7. 前記表示板は、前記指針に指示される可変表示部を備える可変表示素子を有してなることを特徴とする請求項１記載の指示計器装置。
8. 前記表示板は、前記軸部が配設される透光性基板を有してなることを特徴とする請求項２に記載の指示計器装置。

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