JP2011169902A - 計器 - Google Patents

Abstract

【課題】文字盤又は計器の形状を決定する上での高い自由度を与える計器の提供。
【解決手段】測定値を示すための計器１０は、外周部分を有する文字盤１２と、外周部分上の又は外周部分に近接する目盛１４と、指針組立体１６とを備える。この指針組立体は、目盛１４に近接するガイド２６とガイド２６において支持された螺旋駆動部材２２と、螺旋駆動部材を軸まわりに回転させるためのモータ２４と、螺旋駆動部材により搬送される従動子２０と、従動子２０に動作可能に接続され、且つ測定値を示すための目盛１４に対して移動可能な指針１８とを備える。螺旋駆動部材２２が時計方向へと軸まわりに回転すると、従動子２０および指針１８は目盛１４に対して１つの方向へと駆動され、螺旋駆動部材が反時計方向へと軸まわりに回転すると、その従動子およびその指針は目盛に対して逆方向へと駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、計器に関し、特に、自動車両のための測定計器に関する。

可動式の指針を有する計器は、多年にわたって公知であり使用されてきている。例えば自動車両のダッシュボードのスピードメータ計器またはタコメータ計器等の、いくつかの計器群の設計は、計器の中央に配置された表示部を有し、表示部の周辺部のまわりには、目盛が刻まれている。表示部は、燃料、コンピュータ、ナビゲーション、状態警報、安全機能、電話制御、および他の多数の可能な用途に用いられ得る。

指針、または指針用の他の任意の支持部材が表示部と重なることを避けるために、計器の周辺部にある目盛のまわりで指針を駆動するためのいくつかのアプローチが考案されてきた。米国特許第６，４８４，６６３号では、リングギアおよびピニオン駆動の構成が説明されている。米国特許第７，１５９，５３４号では、表示部の背後に取り付けられたモータを有するフック形状の指針の使用が開示されている。特開２００５−０４３２７８７号では、ベルト駆動を用いて表示部指針が動かされている。指針の画像を表示部上に形成すること、および、計器の前方にあるレンズに表示部の画像を投影することが、国際公開第２００４／０６８０７７号から既知となっている。

先行技術の方法は、機構を収めるために空間が必要であること、または不利な光の状態における画像化された指針の可視性を含む、様々な制限を有する。また、先行技術の方法は、円弧形状の目盛の設計にも用いられている。目盛および指針が占める空間を削減すること、および目盛が円形状に制限されないことが、顧客により要求されている。

米国特許第６，４８４，６６３号明細書 米国特許第７，１５９，５３４号明細書 特開２００５−０４３２７８７号公報 国際公開第２００４／０６８０７７号パンフレット

本発明の態様は、独立請求項に示されている。好適な特徴は、従属請求項に示されている。

本発明は、螺旋駆動要素を使用する。この螺旋駆動要素は、可撓性を有してもよく、また、円形または非円形であり得る文字盤の形状に適合することができる。本発明は、文字盤または計器の形状を決定する上での高い自由度を設計者に与える。

本発明は、以下の図面を例示としてのみ参照しつつ、さらに説明される。

本発明の第１の実施形態に係る計器を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る、螺旋駆動器、従動子、および指針の部分組立体を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に係る、ガイド内の螺旋駆動体、従動子、および指針を備える指針組立体と、螺旋駆動体の１つの端部に接続されたモータとを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る、非円形の目盛を有する計器を示す図である。 本発明のさらなる実施形態に係る、測定器群の一部分を示す斜視図である。

例えば自動車両の計器板での使用に適した計器１０は、計器１０の表面の一部分のまわりに円弧状に延びる文字盤１２を備え、その文字盤上には、複数の表示標識を備える目盛１４が存在する。この例において、表示標識は、一連の目盛線または目盛数値を備える。自動車両の計器板に使用される場合、目盛１４は、車両速度もしくはエンジン回転数、または車両の他の測定された作動パラメータを表示することができる。

指針組立体１６は、一般に、ガイド２６と、ガイド２６において支持された螺旋駆動部材２２と、螺旋駆動部材２２を軸まわりに回転させるためのモータと、螺旋駆動部材２２により搬送される従動子２０と、従動子２０に動作可能に接続された指針とを備える。

図１に示されるように、好適な実施形態において、指針組立体１６は計器１０の外周部分のまわりに配置され、文字盤１２の目盛１４上に値を示すために提供される。指針１８は、測定値を示すために、目盛１４に対して移動することができる。特に、指針１８の先端部は、文字盤１２の外周部分と重なり、表示標識の少なくとも一部分を覆う。この実施形態において、指針１８は、略三角形の形状を有するが、指針１８は、文字盤１２上に値を示すに適した、任意の寸法および形状であってよい。

指針１８の基部つまり基端部は、従動子２０に接続される。この従動子２０の機能は、以下で説明されるであろう。指針１８は、指針１８が従動子２０に対して動かないよう、従動子２０に接続される。いくつかの実施形態において、指針１８および従動子２０は、一体的に形成されてもよい。

従動子２０は、螺旋駆動部材２２と係合可能である。螺旋駆動部材２２は、螺旋駆動部材２２と文字盤１２の外周部分との距離が目盛１４の全長にわたって一定となるよう、計器１０の周辺部のまわりに延びる軸を有する。好適な実施形態において、螺旋駆動部材２２は、適切な金属から形成された螺旋コイルばね２２を備える。コイルばね２２は、その長さに沿って均一の直径を有し、螺旋のピッチは一定である。コイルばね２２は、コイルばね２２の軸の形状が計器１０の外周部分の形状と一致するよう、可撓性を有する。

モータ２４の駆動軸は、螺旋駆動部材２２の第１端部と係合する。モータ２４の駆動軸が第１方向へと回転すると、この回転により、螺旋駆動部材２２は同一方向へと軸まわりに回転する。モータ２４の駆動軸が第２方向すなわち逆方向へと回転すると、螺旋駆動部材２２の軸まわりの回転は逆転する。

従動子２０は、螺旋駆動部材２２が回転すると従動子２０が螺旋駆動部材２２の長さに沿って動くよう、螺旋駆動部材２２と係合する。螺旋駆動部材２２が第１方向へと回転すると従動子２０は駆動部材２２の長さに沿って１つの方向へと移動し、螺旋駆動部材２２が第２方向へと回転すると従動子２０は駆動部材２２の長さに沿って逆方向へと移動する。このように、駆動部材２２が時計方向へと回転すると従動子２０および指針１８は目盛１４に対して１つの方向へと移動し、反時計方向に回転すると従動子２０および指針１８は目盛１４に対して逆方向へと移動する。

さらなる文字盤または他の表示部が計器１０の中央開口部３４に配置され得る。

好適な実施形態において、従動子２０は、螺旋駆動部材２２の内径よりもわずかに小さい直径を有する円筒形部材を備える。したがって、従動子２０は、図２に示すように、螺旋駆動部材２２の径内に嵌ることが可能である。この実施形態において、従動子２０は弓形状であり、文字盤１２の周辺部のまわりの螺旋駆動部材２２の湾曲に追随することができる。他の実施形態において、従動子２０は、螺旋駆動部材２２の異なった湾曲に適合できるよう、可撓性を有してもよい。

指針１８は、指針１８が螺旋部材２２の２つの旋曲（turns）の間を通過するよう、従動子２０から外側方向に延びる。この実施形態において、指針１８は実質的に長方形である。螺旋駆動部材２２が回転すると、ばね２２の旋曲（turn）は、指針１８の一部分を圧迫し、従動子２０および指針１８を螺旋駆動部材２２の軸方向に沿って移動させる。したがって、モータ２４を駆動すると、駆動部材２２の軸まわりの回転により、指針１８は文字盤１２のまわりを移動する。

図３に示すように、螺旋駆動部材２２を文字盤１２に対して適切な位置に維持するために、駆動部材２２はガイド２６の内部に保持され、ガイド２６により支持される。ガイド８は一般に、螺旋駆動部材２２を収容するための幅および深さを有する、略Ｕ字形状または略Ｃ字形状の経路２８を備える。ガイド２６は、任意の適した材料から形成されてもよく、好適な実施形態においては、プラスチック材料から作られる。ガイド２６は、ガイド２６が螺旋駆動部材２２を文字盤１２の周辺部のまわりにおける適切な位置に保持する限り、剛性または可撓性を有してもよい。

図３に示す実施形態において、モータ２４に対して反対側端部にある螺旋駆動部材２２の第２端部は、ペグ３０によりガイド２６内の適切な位置に保持される。ペグ３０は、ガイド２６の端部から経路２８に沿って突起する。ペグ３０の内径は、コイルばね２２の端部の旋曲が、ペグ３０のまわりに巻き付くことができ、且つガイド２６の端部において適切な位置に保持されるよう、駆動部材２２の内径よりも小さい。

この実施形態において、従動子２０および指針１８は、単一の実質的にＬ字形状の部材を備える。当該部材のより長いアームは、ガイド２６および駆動部材２２の湾曲と一致するよう湾曲し、従動子２０を形成する。当該部材のより短いアームは、従動子２０の凹状の端部から延び、指針１８を形成する。従動アーム２０の幅は、従動子２０が、ガイド経路２８の側面３２を形成する壁面３２の上部縁部に載るよう、ガイド２６の幅にほぼ等しい。従動アーム２０の後部表面から延びる突起（図示せず）は、螺旋駆動部材２２の旋曲の間を通り、駆動部材２２と係合する。その結果、従動子２０および指針１８は、駆動部材２２の回転に応じて、駆動部材２２の軸方向の長さに沿って移動することが可能となる。

従動子２０および指針１８は、従動子２０が螺旋駆動部材２２と係合し、螺旋駆動部材２２の旋曲が従動子２０の一部分を圧迫し、その結果、従動子２０および指針１８が螺旋駆動部材２２の軸方向の長さに沿って移動するよう、任意の適した設計であってもよいことが理解できるであろう。

螺旋駆動部材２２は、任意の適した材料から形成されてもよく、また熱可塑性材料から作られてもよいことが理解できるであろう。ある実施形態において、螺旋駆動部材２２は熱可塑性材料から成形され、駆動部材２２の設計および材料の選択は、螺旋駆動部材２２が表示部の文字盤１２の湾曲に追随するための十分な可撓性を有するようになされる。

計器１０のいくつかの実施形態において、文字盤１２の外周部分は、２つ以上の円弧状となるように配置される。その一例が図４に示される。複雑な形状を有する文字盤１２を備える計器１０において、螺旋駆動部材２２は、文字盤１２の全長にわたって文字盤１２の周辺部の形状と一致するよう、十分な可撓性を有するべきである。他の実施形態において、文字盤１２は、螺旋駆動部材２２がより剛性の高い材料から形成され得るよう、実質的に直線であってもよい。

図４に示す計器１０は、文字盤１２が２つ以上の円弧状となるよう配置されており、美的理由で好適であり得る。より複雑な形状もまた、計器群内の文字盤および表示部の配列に関する設計上のより高い自由度を、計器群の設計者に与えるものである。

計器１０の周辺部に配置されたガイド内に、または文字盤１２の弓形状表面の背後に、螺旋駆動部材を含むことが可能であるということは、計器１０の中央部がいかなる駆動機構も含まないことを意味する。したがって、表示部３６は、文字盤１２内に配置されるか、または好ましくは、計器１０の中央開口部内に配置され得る。図４に示すように、表示部３６のいかなる部分も、指針組立体１６または目盛１４のどの部分によっても、まったく隠されないであろう。これにより、さらなる計器を第１計器１０内に配置することが可能となり、あるいは、文字盤１２の中央部３４内に孔を形成することが可能となる。計器１０は、ＬＣＤまたは他の表示部を、その孔を通して、車両の運転者が見ることができるように、配列されてもよい。

さらに、螺旋駆動部材２２が文字盤１２の表面の背後に配置される実施形態では、文字盤１２の周辺部のまわりのエリアにおいてもまた、いかなる駆動機構も実質的に存在しない。したがって、計器１０の周辺部の少なくとも一部分のまわりに例えば他の文字盤を配置することも可能となり得る。

図５は、２つの文字盤１２および１２’を備える計器１０を示す。この実施形態において、ガイドおよび螺旋駆動部材（図示せず）は、各文字盤１２および１２’の背後に位置する。次に、指針１８および１８’の第１部分は、文字盤１２および１２’の内側端部上に適合するように形作られる。例えば、指針１８および１８’の、従動子（図示せず）に最も近接する第１部分は、実質的にＵ字形状となる場合がある。指針１８および１８’の先端部を備える、指針１８および１８’の第２部分は、文字盤１２および１２’の外側端部に向かって延び、目盛１４および１４’の一部分を覆う。この配列は、駆動部材およびガイドが、文字盤１２および１２’の中部または文字盤１２および１２’の外側のまわりにおいて、いかなる空間も占めないという利点を有する。

これまでに説明してきた螺旋駆動部材２２は一定のピッチを有するが、指針組立体１６は一定でないピッチを有する螺旋駆動部材２２を備えてもよいことが理解できるであろう。これらの実施形態では、異なったピッチを有する螺旋駆動部材２２の異なった領域において、従動子２０は、駆動部材２２の各回転に対して、螺旋駆動部材２２の長さに沿って異なった距離だけ移動する。例えば、従動子２０は、第１ピッチを有する領域においては、駆動部材２２の各回転に対して、螺旋駆動部材２２の長さに沿って所定の距離だけ移動し、第２ピッチを有する螺旋駆動部材２２の領域においては、各回転に対して、長さに沿って異なった距離だけ移動するであろう。これにより、計器１０は、文字盤１２の異なった領域において、より高い精度でまたはより低い精度で、測定値を表示することができる。例えば、燃料計器の下部端部に向かって、より高い精度で燃料残量を示すことが望ましい。

１０ 計器
１２ 文字盤
１４ 目盛
１６ 指針組立体
１８ 指針
２０ 従動子
２２ 螺旋駆動部材
２４ モータ
２６ ガイド
２８ 経路
３０ ペグ
３４ 中央開口部

Claims (8)

1. 外周部分を有する文字盤と、前記外周部分上のまたは前記外周部分に近接する目盛と、指針組立体とを備える、測定値を示すための計器であって、
   前記指針組立体は、
   前記目盛に近接するガイドと、
   前記ガイドにおいて支持された螺旋駆動部材と、
   前記螺旋駆動部材を軸まわりに回転させるためのモータと、
   前記螺旋駆動部材により搬送される従動子と、
   前記従動子に動作可能に接続され、且つ測定値を示すための前記目盛に対して移動可能な指針と、を備え、
   前記螺旋駆動部材の時計方向への軸まわりの回転は、前記従動子および前記指針を、前記目盛に対して１つの方向へと駆動し、前記螺旋駆動部材の反時計方向への軸まわりの回転は、前記従動子および前記指針を、前記目盛に対して逆方向へと駆動する計器。
2. 前記文字盤の前記外周部分は２つ以上の円弧状に配置される、請求項１に記載の計器。
3. 前記目盛の前記外周部分は実質的に直線である、請求項１に記載の計器。
4. 前記螺旋駆動部材は実質的に剛性である、請求項３に記載の計器。
5. 前記従動子が前記螺旋駆動部材の各回転ごとに前記螺旋駆動部材の長さに沿って所定の距離だけ移動するように、前記螺旋駆動部材は一定のピッチを有する、請求項１〜４の何れか一項に記載の計器。
6. 異なったピッチを有する前記螺旋駆動部材の異なった領域において、前記従動子が前記螺旋駆動部材の各回転ごとに前記螺旋駆動部材の長さに沿って異なった距離だけ移動するように、前記螺旋駆動部材は一定でないピッチを有する、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の計器。
7. 前記ガイドは、前記螺旋駆動部材が中で支持される、略Ｕ字形状または略Ｃ字形状の経路を備える、任意の先行する請求項に記載の計器。
8. 前記文字盤内に配置された表示部をさらに備え、前記表示部のいかなる部分も前記目盛または前記指針組立体の部分によって隠されない、請求項１〜７の何れか一項に記載の計器。

Images