JP5210577B2 - 計器装置 - Google Patents

Description

本発明は、計器装置に係り、特に、目盛りを指示する指針部材と、該指針部材を前記目盛りに沿って移動させる指針回転手段と、液晶ディスプレイと、を有した計器装置に関するものである。

従来、例えば自動車に搭載される計器装置は、目盛りが円弧状に設けられた文字板と、この文字板の背面側に配されたムーブメントと、文字板に設けられた貫通穴を通されて文字板の正面側に位置付けられたムーブメントの出力軸に取り付けられて、前記目盛りを指示する指針と、を有した構成のものが周知である。

このような従来の計器装置に対して斬新さを持たせるため、前記文字板の代わりに液晶ディスプレイを用い、この液晶ディスプレイにより表示された目盛りを、従来のアナログ指針により指示する構成の計器装置が特許文献１として提案されている。
特開昭６３−２６９７３８号公報

しかしながら、特許文献１の計器装置は、液晶ディスプレイに上述した出力軸を通すための貫通穴を設けなければならないという問題があった。また、液晶ディスプレイに貫通穴を設けることは容易ではなく、コストもかかることから、特許文献１の計器装置は実用的ではないという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、液晶ディスプレイとアナログ指針とを組み合わせた斬新なデザインの計器装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載された発明は、目盛りが円弧状に設けられた文字板と、前記目盛りを指示する棒状の指針部材と、前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有し、前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有していることを特徴とする計器装置である。

請求項２に記載された発明は、円弧状に設けられた目盛りを指示する棒状の指針部材と、前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有し、前記目盛りが、前記液晶ディスプレイにより表示され、前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有していることを特徴とする計器装置である。

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記指針部材の先端部に収容された光源と、該光源に電源供給を行う、前記先端部の移動に追従可能な長さの電線と、をさらに有していることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、目盛りが円弧状に設けられた文字板と、前記目盛りを指示する棒状の指針部材と、前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有していることから、液晶ディスプレイに貫通穴を設けることなくこの液晶ディスプレイと指針部材の基端部とを重ねて配置することができる。さらに、基端部を中心に指針部材が回転する際、正面側から見た場合に、この指針部材を、従来の基端部がムーブメントの出力軸に取り付けられた指針部材のように見せることができるとともに、斜め側から見た場合に、この指針部材を、当該指針部材が宙に浮きながら自ら回転しているかのように見せることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置を提供することができる。また、前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有していることから、指針部材の先端部を前記目盛りに沿って移動させることができ、かつ、指針回転手段により囲まれた部分に液晶ディスプレイを配置するためのスペースを設けることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、円弧状に設けられた目盛りを指示する棒状の指針部材と、前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有し、前記目盛りが、前記液晶ディスプレイにより表示されることから、液晶ディスプレイに貫通穴を設けることなくこの液晶ディスプレイと指針部材の基端部とを重ねて配置することができる。さらに、基端部を中心に指針部材が回転する際、正面側から見た場合に、この指針部材を、従来の基端部がムーブメントの出力軸に取り付けられた指針部材のように見せることができるとともに、斜め側から見た場合に、この指針部材を、当該指針部材が宙に浮きながら自ら回転しているかのように見せることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置を提供することができる。また、前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有していることから、指針部材の先端部を前記目盛りに沿って移動させることができ、かつ、指針回転手段により囲まれた部分に液晶ディスプレイを配置するためのスペースを設けることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置を提供することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記指針部材の先端部に収容された光源と、該光源に電源供給を行う、前記先端部の移動に追従可能な長さの電線と、をさらに有していることから、液晶ディスプレイに貫通穴を設けることなく指針部材を光輝させることができ、斬新なデザインの計器装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態における計器装置を示す斜視図である。図２は、図１に示された計器装置の分解図である。図３は、図２に示された計器装置を構成する指針回転手段及び指針部材の斜視図である。図４は、図３に示された指針回転手段及び指針部材の分解図である。図５は、図１に示された計器装置の上ケースを取り外した状態での正面図である。

図１に示す本実施形態の計器装置１は、自動車のインスツルメントパネルに取り付けられてこの自動車の状況を乗員に表示するためのものであり、図１及び図２に示すように、円弧状に目盛りが形成された文字板５と、目盛りを指示する指針部材１１と、この指針部材１１を目盛りに沿って移動させる指針回転手段２０と、円弧状の目盛りに囲まれるように配置された液晶ディスプレイ３０と、指針部材１１に収容された光源９に電源供給を行う電線としてのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）６と、これら文字板５、指針部材１１、指針回転手段２０、液晶ディスプレイ３０、ＦＰＣ６を収容したケース４と、を有している。

上記ケース４は、指針回転手段２０及び液晶ディスプレイ３０を収容可能な凹部が設けられたケース本体２と、このケース本体２に合致する蓋体３と、を有している。また、蓋体３には、指針回転手段２０に連結された指針部材１１の後述の指針本体１１Ｂ及び液晶ディスプレイ３０を、前記自動車の乗員に対して露出させる貫通窓３ａが設けられている。

上記文字板５は、Ｕ字状に形成され、上記貫通窓３ａの内縁に沿うように蓋体３に取り付けられており、その中央領域から後述の指針本体１１Ｂ及び液晶ディスプレイ３０を、前記自動車の乗員に対して露出させる。また、この文字板５に設けられた目盛りは、前記自動車の走行速度を示すための目盛りである。即ち、文字板５と指針回転手段２０と指針部材１１とは、スピードメータを構成している。

上記指針回転手段２０は、図３ないし図５に示すように、文字板５の目盛りの背面に位置するように、上記ケース本体２の上方に収容されている。即ち、指針回転手段２０は、文字板５の目盛りに沿って設けられている。この指針回転手段２０は、複数のギア２１と、これら複数のギア２１を収容した受け皿状のギア収容ケースＣ１と、このギア収容ケースＣ１に取り付けられる上カバーＣ２と、駆動手段としてのモータ２２とを有している。

上記複数のギア２１は、大径ギア２１Ａと、この大径ギア２１Ａよりも径の小さい小径ギア２１Ｂとから構成され、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って一列に配列されて設けられている。また、大径ギア２１Ａ及び小径ギア２１Ｂは、交互に配列されており、大径ギア２１Ａが複数のギア２１の中央に配置されている。そして、複数のギア２１の中央に配置された大径ギア２１Ａに、上記モータ２２の出力軸が取り付けられている。

以上の構成により、モータ２２が回転すると全ての大径ギア２１Ａは、モータ２２の回転方向と同一方向に回転する。これに対して、小径ギア２１Ｂは、モータ２２の回転方向と逆方向に回転する。

上記指針部材１１は、ギア収容ケースＣ１の内部を複数のギア２１の並び方向に沿って移動する取付部１１Ａと、この取付部１１Ａに連結し、ギア収容ケースＣ１の外部に延びて目盛りを指示する指針本体１１Ｂと、を有している。

上記取付部１１Ａは、複数のギア２１の並び方向と直交する方向に沿って互いに重ねられた車輪部１１１及びラック１２と、これら車輪部１１１とラック１２との間に配されたスプリングＳと、を有している。

上記車輪部１１１は、複数のギア２１の並び方向に沿って延びた長尺状に形成され、その長手方向の両端にローラ１４が取り付けられている。このローラ１４は、ギア収容ケースＣ１の内壁４０上を摺動する。また、内壁４０は、複数のギア２１の並び方向に沿って延びかつ複数のギア２１と間をあけて設けられた内壁である。

また、車輪部１１１の長手方向中央部のギア２１と相対する面、即ちラック１２側の面、には、圧入孔１１Ｃが設けられている。この圧入孔１１Ｃには、ラック１２の後述の圧入突部１２ＡがスプリングＳを介して圧入される。また、このスプリングＳは、内壁４０と垂直方向に伸縮することにより、車輪部１１１及びラック１２のガタつきを吸収する。

また、車輪部１１１の長手方向中央部の蓋体３と相対する面、即ち乗員と相対する面、には、指針本体１１Ｂが圧入される溝状の指針部圧入部１１２が設けられている。即ち、取付部１１Ａと指針本体１１Ｂとは別体で形成されており、この指針部圧入部１１２において一体化される。

上記ラック１２は、車輪部１１１とほぼ同じ長さの長尺状に形成され、その長手方向に沿って複数の歯が設けられている。この複数の歯は、上記大径ギア２１Ａと噛み合うように設けられている。また、ラック１２には、複数の歯が設けられた側と反対側、即ち車輪部１１１側、に突出した圧入突部１２Ａが設けられている。

上記指針本体１１Ｂは、正面側から見て、即ち乗員側から見て、円形に形成された円形部７と、円形部７の外縁から棒状に延びた棒状部８と、を有している。また、棒状部８は、円形部７から離れるにしたがって徐々に幅が細くなるように形成されている。この棒状部８の円形部７から離れた端部は、上述した指針部圧入部１１２に圧入される。また、取付部１１Ａに一体化された状態の指針本体１１Ｂは、指針部圧入部１１２からラック１２の歯が設けられた側に向かって延びており、円形部７が、ケース本体２の下方に収容された液晶ディスプレイ３０の正面側、即ち乗員側、に位置付けられている。また、円形部７は、特許請求の範囲に記載した「指針部材の基端部」をなしている。

また、上述したように、指針回転手段２０が文字板５の背面に位置するように設けられていることから、指針回転手段２０と、取付部１１Ａと、棒状部８の指針部圧入部１１２に圧入された前記端部と、は、文字板５により、乗員側から視認されることがないように遮蔽されている。

さらに、棒状部８の円形部７から離れた端部には、指針本体１１Ｂを光輝させるための光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）９が収容されている。そして、このＬＥＤ９には、上記ＦＰＣ６の一端が接続されている。このＦＰＣ６の他端は、ギア収容ケースＣ１の外部に引き出されており、図示しない電源と接続されている。また、このＦＰＣ６のギア収容ケースＣ１の内部に位置付けられた部分の長さは、棒状部８の前記端部及び取付部１１Ａの移動に追従可能な長さとなっている。

上記液晶ディスプレイ３０は、指針回転手段２０に囲まれた位置に位置するように、上記ケース本体２の下方に収容されている。また、液晶ディスプレイ３０は、指針本体１１Ｂの背面側に位置付けられている。この液晶ディスプレイ３０は、本実施形態では、現在時刻を表示する。

上述した構成の計器装置１の動作を以下説明する。モータ２２が、計測値に応じて出力軸を回転させる。これにより、この出力軸に取り付けられた複数のギア２１のうち中央に配置された大径ギア２１Ａが、モータ２２と同一方向に回転する。この中央の大径ギア２１Ａの回転によって両隣りの小径ギア２１Ｂが、大径ギア２１Ａとは逆方向、即ちモータ２２とは逆方向に回転する。

次に、小径ギア２１Ｂの逆方向の回転によって隣りの大径ギア２１Ａが、小径ギア２１Ｂとは逆方向、即ちモータ２２と同一方向に回転する。このようにモータ２２の回転力が、複数のギア２１の中央から両端に向かって順次伝動され、大径ギア２１Ａがモータ２２と同一方向に回転し、小径ギア２１Ｂがモータ２２と逆方向に回転する。

そして、この大径ギア２１Ａの回転によってラック１２即ち取付部１１Ａが移動する。このとき、ラック１２は、大径ギア２１Ａの回転方向に応じた方向に移動する。例えば、大径ギア２１Ａが右回りＹ１（図５に示す。）に回転していれば、ラック１２は右方向に移動する。一方、大径ギア２１Ａが左回りＹ２（図５に示す。）に回転していれば、ラック１２は左方向に移動する。これにより、指針本体１１Ｂが円形部７を中心に回転し、棒状部８が文字板５の計測値に対応する目盛りを指示する。

上述した計器装置１によれば、複数のギア２１により構成された指針回転手段２０により、取付部１１Ａ即ち指針部材１１の先端部を文字板５の目盛りに沿って移動させることから、指針回転手段２０により囲まれた部分に液晶ディスプレイ３０を配置するスペースを設けることができる。また、液晶ディスプレイ３０に貫通穴を設けることなくこの液晶ディスプレイ３０と指針部材１１の円形部７とを重ねて配置することができる。さらに、円形部７を中心に指針部材１１が回転する際、正面側から見た場合に、この指針部材１１の指針本体１１Ｂを、従来の基端部がムーブメントの出力軸に取り付けられた指針部材のように見せることができるとともに、斜め側から見た場合に、この指針本体１１Ｂを、当該指針本体１１Ｂが宙に浮きながら自ら回転しているかのように見せることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置１を提供することができる。

また、指針本体１１Ｂが、円形部７を有することにより、従来の指針部材の形状を模した形状に形成されていることから、正面側から見た場合に、この指針本体１１Ｂを、よりいっそう、従来の指針部材のように見せることができる。

また、棒状部８の円形部７から離れた端部に収容されたＬＥＤ９と、このＬＥＤ９に電源供給を行う十分な長さのＦＰＣ６と、を有していることから、液晶ディスプレイ３０に貫通穴を設けることなく指針本体１１Ｂを光輝させることができる。

ところで、ギア２１には必ずバックラッシュが生じる。ギア２１のバックラッシュとは、ギア２１同士の噛み合いのガタのことである。このバックラッシュが原因となってモータ２２の出力軸に取り付けられている大径ギア２１Ａが反転するとき、その大径ギア２１Ａの回転は直ぐに全てのギア２１に伝動されない。即ち、モータ２２の出力軸に取り付けられている大径ギア２１Ａから離れたギア２１ほど遅れて伝わる。そして、これが原因となって指示誤差が生じる。例えば、モータ２２を複数のギア２１のうち右端の一つに取り付けると、左端の一つのギア２１には複数のギア２１の数分のバックラッシュに応じた誤差が発生する。

本実施形態の計器装置１によれば、上述したようにモータ２２が、複数のギア２１のうち中央の大径ギア２１Ａを回転するように設けられているので、最大でもギア２１の数の半分のガタに応じた指示誤差となるため、ギア２１のバックラッシュによる指示誤差を低減することができ、正確に目盛りを指示することができる。

また、上述した計器装置１によれば、ラック１２が、交互に配列された大径ギア２１Ａ及び小径ギア２１Ｂのうち大径ギア２１Ａに噛み合うように設けられている。従って、大径ギア２１Ａと逆方向に回転するギアを小径ギア２１Ｂにすることにより、簡単に小径ギア２１Ｂとラック１２とが噛み合わないように設けることができるため、簡単に複数のギア２１のうち同一方向に回転するギア２１と噛み合うようにラック１２を設けることができる。

次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。図６は、本発明の第２実施形態における計器装置を示す斜視図である。また、図６において、上述した第１実施形態ですでに説明した部分と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の計器装置１’は、自動車のインスツルメントパネルに取り付けられてこの自動車の状況を乗員に表示するためのものであり、図６に示すように、円弧状に目盛りを表示する液晶ディスプレイ３０’と、この液晶ディスプレイ３０’の正面側に配されて目盛りを指示する指針部材１１と、この指針部材１１を目盛りに沿って移動させる指針回転手段２０と、指針部材１１に収容された光源に電源供給を行う電線としてのＦＰＣ（不図示）と、これら指針部材１１、指針回転手段２０、液晶ディスプレイ３０’、ＦＰＣを収容したケース４と、を有している。また、液晶ディスプレイ３０’は、指針回転手段２０に囲まれた位置に設けられているとともに、貫通窓３ａの内側の全領域に亘って設けられている。

また、指針回転手段２０と、指針部材１１の先端部と、は、蓋体３及び液晶ディスプレイ３０’により、乗員側から視認されることがないように遮蔽されている。

上述した計器装置１’によれば、指針回転手段２０により囲まれた部分に液晶ディスプレイ３０’を配置するスペースを設けることができる。また、液晶ディスプレイ３０’に貫通穴を設けることなくこの液晶ディスプレイ３０’と指針部材１１の円形部７とを重ねて配置することができる。さらに、円形部７を中心に指針部材１１が回転する際、正面側から見た場合に、この指針部材１１の指針本体１１Ｂを、従来の基端部がムーブメントの出力軸に取り付けられた指針部材のように見せることができるとともに、斜め側から見た場合に、この指針本体１１Ｂを、当該指針本体１１Ｂが宙に浮きながら自ら回転しているかのように見せることができる。したがって、斬新なデザインの計器装置１’を提供することができる。

このように、本発明では、目盛りが必ずしも文字板５に設けられていなくてもよく、目盛りが液晶ディスプレイ３０’により表示される構成であってもよい。また、この液晶ディスプレイ３０’は、図示例では、前記自動車の走行速度をキロメートルで表示するようになっているが、本発明では、図示しない操作ボタンを操作することにより、前記自動車の走行速度をマイルで表示するように、表示方式を切り替え自在に構成することもできる。

さらに、第２実施形態では、液晶ディスプレイ３０’と指針回転手段２０と指針部材１１とで、自動車の走行速度を表示していたが、本発明では、これら液晶ディスプレイ３０’と指針回転手段２０と指針部材１１とで、エンジン回転数、気温、現在時刻、燃料残量などの各種情報を表示するようにしてもよい。また、図示しない操作ボタンを操作することにより、これら各種情報を切り替え表示自在な構成にしてもよい。

また、上述した第１，２実施形態では、円形部７がケース４に係止または保持されていなかったが、本発明では、円形部７がケース４に係止または保持された構成であってもよい。この場合、例えば、円形部７の中心位置に孔を設け、ケース本体２または蓋体３に、前記孔に挿入される位置決め突起を設けるようにすればよい。このようにすることで、円形部７の中心位置をずらすことなく、円形部７の振れを抑えることができる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１実施形態における計器装置を示す斜視図である。 図１に示された計器装置の分解図である。 図２に示された計器装置を構成する指針回転手段及び指針部材の斜視図である。 図３に示された指針回転手段及び指針部材の分解図である。 図１に示された計器装置の上ケースを取り外した状態での正面図である。 本発明の第２実施形態における計器装置を示す斜視図である。

符号の説明

１，１’ 計器装置
５ 文字板
６ ＦＰＣ（電線）
７ 円形部（基端部）
９ ＬＥＤ（光源）
１１ 指針部材
１１Ｂ 指針本体
１２ ラック
２０ 指針回転手段
２１ ギア
２１Ａ 大径ギア
２２ モータ（駆動手段）
３０，３０’ 液晶ディスプレイ

Claims (3)

1. 目盛りが円弧状に設けられた文字板と、
   前記目盛りを指示する棒状の指針部材と、
   前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、
   前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有し、
   前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、
   前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有している
   ことを特徴とする計器装置。
2. 円弧状に設けられた目盛りを指示する棒状の指針部材と、
   前記目盛りに沿って設けられ、前記指針部材の先端部に連結して該先端部を前記目盛りに沿って移動させることにより、当該指針部材をその基端部を中心にして回転させる指針回転手段と、
   前記指針部材の基端部の背面側の、前記指針回転手段に囲まれた位置に設けられた液晶ディスプレイと、を有し、
   前記目盛りが、前記液晶ディスプレイにより表示され、
   前記指針回転手段が、隣り同士が噛み合うように前記目盛りに沿って配列された複数のギアと、該複数のギアの一つを回転させる駆動手段と、を有し、
   前記指針部材が、前記目盛りを指示する指針本体と、前記複数のギアのうち同一方向に回転するギアと噛み合うように設けられた前記先端部に位置するラックと、を有している
   ことを特徴とする計器装置。
3. 前記指針部材の先端部に収容された光源と、該光源に電源供給を行う、前記先端部の移動に追従可能な長さの電線と、をさらに有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計器装置。

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