JP2010117141A - 指示計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明が解決しようとする課題は、指針を移動させる駆動力を低減することにある。
【解決手段】 目盛りを有する目盛り盤３と、一定の間隔を空けて対向された一対の板部材１１、１３からなるガイド部１５を有し、目盛り盤３の目盛りに沿って配置されたガイドレール９と、ガイドレール９のガイド部１５内に沿って移動可能に延在させて設けられた可撓性を有する帯状部材１７と、ガイドレール９内に位置する帯状部材１７の一端に固定され目盛りに対向させ設けられた指針５と、ガイドレール９に回転自由に支持され帯状部材１７と係わり合って帯状部材１７をガイドレール９に沿って移動させる歯車２３と、歯車２３を計測される物理量に応じて回転駆動するモータ２５を備えることで、帯状部材１７に張力を付与することなく、指針５を目盛りに沿って移動できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、指示計器に係り、特に、計測される物量に応じた目盛り位置に指針を移動させるようにした指示計器に関する。

従来、直線状、曲線状などに表示した目盛りを有する目盛り盤に沿って指針を移動させて、計測した物理量を指示するようにした種々の指示計器が知られている。

例えば、自動車の速度を表示する指示計器は、タイヤが装着された車軸の回転速度等を計測して自動車の速度を計測し、計測した速度に対応する目盛りを指針で指示するようにしている。

このような指示計器としては、外周側に目盛りを有する円弧状に形成した目盛り盤の裏側に、目盛りに沿って形成した断面略コの字状のガイド部を有するガイドレールを配置し、ガイド部に沿って移動可能に延在させて設けられた柔軟性を有する無端状の帯状部材に指針を固定し、帯状部材をガイド部に沿って移動させるセンターレスメータが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１のセンターレスメータは、無端状の帯状部材の一部をガイド部に収納して環状に形成し、帯状部材の内周面に形成した歯列とガイドレールの一方の端部に設けた歯車を噛み合わせ、歯車をステッピングモータで回転させて帯状部材を回動させて指針を移動するようにしている。また、環状の帯状部材のたるみを吸収するために、テンションローラを適宜設けて、帯状部材に張りを持たせるようにしている。

特開２００５−４３２８７号公報

しかし、特許文献１のセンターレスメータは、テンションローラで帯状部材に張力を付与して帯状部材のたるみを抑制していることから、帯状部材の内周面がガイドレールのガイド部に強く押しつけられる。これにより、帯状部材とガイドレールとの間の摩擦抵抗が大きいため、指針を移動させる駆動力が大きいという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、指針を移動させる駆動力を低減することにある。

本課題を解決するため、本発明の指示計器は、目盛りを有する目盛り盤と、一定の間隔を空けて対向された一対の板部材からなるガイド部を有し、目盛り盤の目盛りに沿って配置されたガイドレールと、ガイドレールのガイド部内に沿って移動可能に延在させて設けられた可撓性を有する帯状部材と、ガイドレール内に位置する帯状部材の一端に固定され目盛りに対向させ設けられた指針と、前記ガイドレールに回転自由に支持され帯状部材と係わり合って帯状部材をガイドレールに沿って移動させる回転部材と、回転部材を計測される物理量に応じて回転駆動する駆動装置を備えることを特徴とする。

これによれば、帯状部材を環状に形成しないで帯状部材の端部を自由端とし、帯状部材に張力を付与していないことから、帯状部材とガイド部との間の摩擦力が小さい。その結果、指針の移動による摩擦抵抗を軽減でき、指針を移動させる駆動力を低減できる。なお、ガイドレールを曲線状に形成した場合は、帯状部材は、ガイドレールの曲線に沿って変形できる可撓性を有し、かつ、帯状部材の移動時に、板部材との間の摩擦や引っ掛かりにより帯状部材が屈曲しない程度の一定の剛性を有することが好ましい。

この場合において、歯車を回転部材として、帯状部材に、歯車に係合する歯列を形成することができる。

また、ガイドレールのガイド部の一端にドラムを連結し、帯状部材の指針の反対側の端部を、指針の移動に応じてドラム内に収容することができる。

また、ドラムの内周面に帯状部材と接する突起または凸条を形成し、帯状部材とドラム内周面との間の摩擦抵抗を低減できる。

また、ガイドレールとドラムの連結部位及びドラムの帯状部材が摺動する壁面に突出した外周面を有する回転ローラを回転自由に設け、収容される帯状部材と壁面との摩擦抵抗を低減できる。

本発明によれば、指針を移動させる駆動力を低減できる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１に本発明の一実施形態の指示計器の斜視図を示し、図２に図１の目盛り盤からガイドレールを取り外した状態の斜視図を示し、図３に図２のガイドレールの正面図を示し、図４に図３のガイドレールの分解状体の斜視図を示す。本実施形態の指示計器１は、例えば、自動車のスピードを表示するセンターレスメータであり、図示のように目盛りを有する目盛り盤３が設けられ、計測した速度などの物理量に対応する目盛りを、指針５で指示するようになっている。目盛り盤３は、半円形の板部材で形成されている。目盛り盤３の正面外周側には、目盛りが円弧状に付されている。目盛り盤３の目盛りの内側の領域には、液晶表示などを配置可能な半円形の窓７が形成されている。目盛り盤３の裏側には、指針５が支持されるガイドレール９が取り付けられている。

ガイドレール９は、一対の板部材１１、１３と板部材１４により構成されている。板部材１１、１３は、目盛り盤３に付された目盛りに沿って、円弧状に形成されている。板部材１１、１３は、一定の間隔を空けて対向させて設けられている。板部材１１はガイドレール９の円弧の外周側に位置し、板部材１３は、ガイドレール９の円弧の内周側に位置している。板部材１１、１３の目盛り盤３の反対側の側部には、板部材１１、１３の間隔と同じ幅の板部材１４が連結されている。板部材１１、１３、１４により、断面コの字型のガイド部１５が形成されている。ガイド部１５内には、ガイド部１５に沿って移動可能に延在させて設けられた帯状部材１７が配置されている。

ガイド部１５内に位置させる帯状部材１７は、例えば、ポリアセタールやポリエステルエラストマーなどガイド部１５内を滑りやすい樹脂製であり、ガイドレール９の曲線に沿って変形できる可撓性を有している。また、帯状部材の移動時には、板部材１１、１３との間の摩擦や引っ掛かりにより帯状部材が屈曲しない程度の一定の剛性を有している。帯状部材１７の両端は、固定されていない自由端になっている。帯状部材１７の長手方向は、目盛りの最小値から最大値までの長さに対応する長さに延在されている。帯状部材１７の一面には、複数の凹凸を有する歯列１９が形成されている。帯状部材１７の一端には、帯状部材１７と直交し、目盛り盤３の方向に突出させた舌片状の指針固定部２１が形成されている。指針固定部２１の先端は、目盛り盤３の表面に突出するようになっている。指針固定部２１の目盛り盤３側の面には、目盛り盤３の外周面を避けるよう溝が形成されている。指針固定部２１の先端には、指針５の一端が固定され、指針５の他端側が目盛りに対向するようになっている。

板部材１３の一端側には、歯車２３が回転自由に配置されている。歯車２３は、帯状部材１７の歯列と係合する歯列を、ガイド部１５内に突出するように位置している。歯車２３には、歯車２３の駆動装置であるモータ２５が取り付けられている。モータ２５は、ガイドレール９に形成された固定部２６に固定されている。固定部２６は、板部材１４を板部材１３の外面方向に延在させ、略扇型に形成されている。固定部２６には、板部材１３の外面側から板部材１４にかけて円形の開口２８が形成されている。モータ２５の板部材１４との接触位置には、開口２８と同一径の円柱部３０が形成されている。円柱部３０の中心には、歯車２３の回転軸３１が形成されている。開口２８にモータ２５の円柱部３０を嵌合させて、ガイドレール９にモータ２５を固定するようになっている。また、回転軸３１を歯車２３に挿入固定して、歯車２３をガイドレール９に回転自由に軸支している。モータ２５には、図示していない制御手段が備えられ、計測した物理量に応じて歯車２３を所定の回転角回転駆動させるようになっている。なお、モータ２５を固定する構成は、本実施形態に限定されるものではない。

ガイド部１５の歯車２３側の一端には、ドラム部２７が連結されている。ドラム部２７は、板部材１１、１３をガイド部１５に沿って延在させ、板部材１１、１３の一端を接続し、板部材１１、１３の間隔が略円形になるように、板部材１１、１３が曲げられて形成されている。ドラム部２７のガイド部１５との連結位置には、帯状部材１７の指針５の反対側の端部がドラム部２７内に挿入可能な開口が形成されている。なお、ガイドレール９は、射出成型加工や一枚の板部材を曲げ加工してガイド部１５及びドラム部２７を形成することができる。

ガイドレール９とドラム部２７の連結部位であって、歯車２３と対向する位置の板部材１１には、帯状部材１７と摺接する外周面をガイド部１５内に突出させる回転ローラ３３が回転自由に支持されている。また、ドラム部２７の帯状部材１７が摺動する壁面には、突出した外周面を有する回転ローラ３５が複数（本実施形態では３つ）取り付けられている。回転ローラ３３、３５は、ガイドレール９の両側端からガイド部１５の反対方向に突出させて形成した一対の突部３７の間に、回転軸３９により回転自由に軸支されている。突部３７が形成された位置の板部材１１、１３には、回転ローラ３３、３５の外周面を突出させる開口が形成されている。なお、回転ローラ３３、３５の数や位置は本実施形態に限定されるものではない。

次に、本実施形態の指示計器１の動作を説明する。図示していな計測手段で計測した物理量に基づき、図示していない制御手段によりモータ２５が歯車２３を所定量回転させる。歯車２３を回転させると、歯車２３と係合させた帯状部材１７が、歯車２３の回転方向に応じて、ガイド部１５内を移動する。例えば、歯車２３を右に回転させると、帯状部材１７が右方向（目盛りの値が大きくなる方向）に移動する。歯車２３を左に回転させると、帯状部材１７が左方向（目盛りの値が小さくなる方向）に移動する。歯車２３の回転角を制御することで、帯状部材１７の移動距離を制御し、指針５を所定の目盛りの位置に移動させる。この際、帯状部材１７の歯車２３と係合する位置の両端側が、ガイド部１５の形状に沿って弾性変形しながら帯状部材１７がガイド部１５内を滑るように移動する。また、歯車２３と対向する位置に配置した回転ローラ３３と帯状部材１７が摺接し、板部材１１と帯状部材１７の間の摩擦抵抗を低減する。これにより、帯状部材１７の移動距離に対応する距離を指針５が移動でき、計測した物理量に対応する目盛りを指針５で指示できる。なお、板部材１１と帯状部材１７の間に加わる摩擦抵抗が小さい場合は、回転ローラ３３を省略できる。

また、歯車２３を左に回転させると、帯状部材１７の指針５の反対側の端部が、ガイド部１５からドラム部２７内に挿入される。挿入される柔軟性を有する帯状部材１７の端部は、ドラム部２７の内壁に沿って変形し、ドラム部２７内に渦巻状に収容される。ドラム部２７の内壁に突出した回転ローラ３５は、帯状部材１７の歯列１９が形成された面の反対面と接して回転し、帯状部材１７とドラム部２７の間に働く摩擦抵抗を軽減する。

これによれば、帯状部材１７を環状に形成しないで帯状部材１７の端部を自由端とし、テンションローラなどで帯状部材１７に張力を付与していないことから、帯状部材１７とガイド部１５との間の摩擦力が小さい。その結果、指針５の移動による摩擦抵抗を軽減でき、指針５を移動させるモータ２５などの駆動装置の駆動力を低減できる。

また、帯状部材１７を直線状に形成し、目盛りの周囲のみに位置させていることから、環状の帯状部材のように目盛り盤３の全周に帯状部材１７を配置する必要がない。その結果、例えば、目盛り盤３の底部側の窓７の位置に、指針をモータなどにより移動させる他の指針計器を取り付けやすくできる。

なお、ガイド部１５の形状は、断面コの字型に限定されず、目盛りに沿って形成される一対の板部材１１、１３を有する形状に適宜選択できる。例えば、帯状部材１７がガイド部１５内から脱落するおそれがある場合には、板部材１１、１３の側端からガイド部１５内に向けて壁を形成し、帯状部材１７の移動方向と直交する方向の動きを規制することができる。

また、帯状部材１７の形状や回転部材は歯車に限定されるものではない。例えば、帯状部材１７に歯列１９を形成しない場合、歯車２３に代えて、帯状部材１７の移動方向と逆方向の力が生じ、帯状部材の接触位置で滑らないようなゴム製などの回転部材で、帯状部材１７を移動させることができる。

また、ドラム部２７を設けずに、帯状部材１７の指針と反対側の端部を、ガイドレール９の端部から垂れ下がるように構成することができる。

また、ドラム部２７の形状を、板部材１１、１３により渦巻状に形成すると、収容される帯状部材１７をドラム部２７の形状に沿って渦巻状に変形させることができ、帯状部材１７を収容しやすくできる。

また、回転ローラ３５に代えて、ドラム部２７の内周面に突起や帯状部材１７の摺動方向に沿って凸条部を形成することができる。これによっても、帯状部材１７とドラム部２７の内壁の接触面積を低減して摩擦抵抗を軽減できる。さらに、帯状部材１７と内壁の間の摩擦抵抗が小さい場合は、回転ローラ３５や突起、凸条を省略できる。

また、本実施形態のようなセンターレスメータは、目盛りの内側の領域にワーニング表示などの他の情報を表示できることから、指示計器の数を減らすことができ、複数の指示計器などが配置される空間を省スペース化できる。

なお、本実施形態のガイドレール９は、目盛りの全範囲に形成されていないが、ガイドレール９を目盛りの全範囲に形成することができる。例えば、目盛りを中心角が１８０°の半円形に付した場合、ガイドレール９の中心角が１８０°以上になるように形成し、目盛りの両端部の位置に歯車２３とガイドレール９の端部を形成し、指針５が目盛りを指示するように構成できる。

また、本実施形態の指示計器１は、センターレスメータに限定されるものではなく、計測した物理量を指示するようにした種々の指示計器に使用できる。

本発明の一実施形態の指示計器の斜視図である。 図１の指示計器の目盛り盤からガイドレールを取り外した状態の斜視図である。 図３は図２のガイドレールの正面図である。 図３のガイドレールの分解状体を示す斜視図である。

符号の説明

１ 指示計器
３ 目盛り盤
５ 指針
９ ガイドレール
１７ 帯状部材
２３ 歯車
２５ モータ

Claims (5)

1. 目盛りを有する目盛り盤と、一定の間隔を空けて対向された一対の板部材からなるガイド部を有し、前記目盛り盤の目盛りに沿って配置されたガイドレールと、該ガイドレールの前記ガイド部内に沿って移動可能に延在させて設けられた可撓性を有する帯状部材と、前記ガイドレール内に位置する前記帯状部材の一端に固定され前記目盛りに対向させ設けられた指針と、前記ガイドレールに回転自由に支持され前記帯状部材と係わり合って前記帯状部材を前記ガイドレールに沿って移動させる回転部材と、該回転部材を計測される物理量に応じて回転駆動する駆動装置を備えてなる指示計器。
2. 請求項１に記載の指示計器において、
   前記帯状部材の前記指針の反対側の端部は、前記ガイドレールの前記ガイド部の一端に連結して設けられたドラム内に収容されることを特徴とする指示計器。
3. 請求項１に記載の指示計器において、
   前記回転部材は、歯車であり、
   前記帯状部材は、前記歯車に係合する歯列が形成されてなることを特徴とする指示計器。
4. 請求項２に記載の指示計器において、
   前記ドラムは、内周面に前記帯状部材と接する突起または凸条を有することを特徴とする指示計器。
5. 請求項２に記載の指示計器において、
   前記ガイドレールと前記ドラムには、前記ガイドレールと前記ドラムの連結部位及び前記ドラムの前記帯状部材が摺動する壁面に突出した外周面を有する回転ローラが回転自由に設けられてなることを特徴とする指示計器。
   

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