JP5227619B2 - 超音波モータ駆動式の車両用指針計器 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行速度計やエンジン回転計等に使用される超音波モータ駆動式の車両用指針計器に関するものである。

超音波モータを駆動源として用いた車両用指針計器の例として、特許文献１や特許文献２に記載のものが知られている。これらの特許文献に記載の車両用指針計器は、進行波型の超音波モータや捩り結合子型の超音波モータ等のステータ部分をハウジングに固定し、ステータ部分の振動によって回動するロータに指針を連結したものである。
特開昭６３ー３００９９５号公報 特開平３ー２０００７２号公報

ところで、これらの超音波モータを指針の駆動源として用いた場合、超音波モータを構成する振動体やロータを通常は摩耗に強い金属で構成する関係から、振動による異音を発生しやすいという問題がある。

本発明は、上記事情を考慮し、振動による異音の発生を極力抑制することのできる超音波モータ駆動式の車両用指針計器を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、文字盤側に固定されるハウジングに超音波モータのステータ部分である振動体を固定し、この振動体に共振振動を起こさせ、その共振振動をロータに伝達することで該ロータを回転させ、それにより該ロータに固定された指針を回す超音波モータ駆動式の車両用指針計器において、前記振動体及びロータが金属で構成されると共に、前記振動体が固定されたハウジングと、前記ロータが固定された前記指針側の部材とが、前記金属よりも振動吸収性の高い樹脂で構成され、前記指針の基端部に、該指針の回転中心部分を目隠しすると共に指針と一体回転する指針キャップが設けられ、該指針キャップが前記ハウジングに回転自在に支持され、その指針キャップの内周に前記ロータが嵌合されると共に、該ロータの内周側に前記振動体が配設され、前記ロータが直接嵌合される前記指針キャップ側の部材が前記樹脂で構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波モータ駆動式の車両用指針計器であって、前記指針キャップ側の部材として、該指針キャップの内周に前記樹脂で構成されたロータホルダが嵌合され、そのロータホルダの内周に前記ロータが嵌合されており、前記ロータホルダが前記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載の超音波モータ駆動式の車両用指針計器であって、前記指針キャップが前記樹脂で構成されると共に、該指針キャップの内周に直接前記ロータが嵌合されており、前記指針キャップが、前記指針の基端部に連結された指針軸部を介して、前記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、振動体とロータを金属で構成しているので、振動体とロータの接触部分の摩耗を減らすことができる。また、振動体とロータが金属製であることにより、振動による異音が発生する可能性があるが、振動体とロータを固定した部材を樹脂で構成しているので、異音発生を防ぐことができる。特に、指針キャップの内周にロータを嵌合し、ロータの内周側に振動体を配設した外ロータ構造タイプにおいて、ロータが直接嵌合される指針キャップ側の部材を樹脂で構成しているので、ロータの振動による異音発生を防ぐことができる。

請求項２の発明によれば、指針キャップの内周にロータを嵌合し、ロータの内周側に振動体を配設した外ロータ構造タイプにおいて、指針キャップの内周に、樹脂製のロータホルダを嵌合し、そのロータホルダの内周にロータを嵌合させているので、ロータの振動による異音発生を防ぐことができる。また、ロータを嵌合したロータホルダを直接ハウジングにより回転自在に支持しているので、ロータと振動体の位置精度を高めることができ、性能の安定を図ることができる。

請求項３の発明によれば、指針キャップの内周にロータを嵌合し、ロータの内周側に振動体を配設した外ロータ構造タイプにおいて、ロータが直接嵌合される指針キャップを樹脂で構成しているので、ロータの振動による異音発生を防ぐことができる。また、指針軸部を介して指針キャップをハウジングにより回転自在に支持しているので、部品点数を減らして構造の簡略化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態の車両用指針計器の構成図で、文字盤に指針組立ユニットを組み付ける前の状態を示す斜視図、図２は図１の指針組立ユニットの一部の部品を省略して内部を透視して示す斜視図、図３は指針組立ユニットの分解斜視図、図４は指針組立ユニットに使用する振動体の構成を示す斜視図、図５は指針組立ユニットの内部構成を示す縦断面図、図６は前記振動体とロータの関係を示す横断面図である。

図１〜図３に示すように、この実施形態の車両用指針計器は、文字盤３と、文字盤３の中心孔３ａの背面側に配された配線板上のコネクタ１００と、文字盤３の表面側に着脱自在に装着される指針組立ユニット１とを備えている。

指針組立ユニット１には、樹脂製のハウジング６０と、基端部を中心に文字盤３の表面に沿って回転する指針４と、指針４の基端部に設けられて指針４の回転中心部分を目隠しすると共に指針４と共に一体回転する樹脂製の指針キャップ６と、指針４を回転駆動する外ロータ構造の超音波モータ７０（駆動機構）と、指針キャップ６の内周に嵌合された樹脂製のロータホルダ２０とが含まれている。

ハウジング６０は、文字盤３の中心孔３ａの表面側に固定される部品であり、指針キャップ６の背面側に、正面から見た際に指針キャップ６に隠れるように設けられている。文字盤３の中心孔３ａに配置されたコネクタ１００には、ハウジング６０の下端部分を嵌合する凹所が設けられており、その凹所の内周部に、ハウジング６０のケース１０の下端に設けた複数の係合爪１９が係合する係止凹部１０１が設けられている。また、ハウジング６０の下面が対面する凹所の内底面には、後述する指針組立ユニット１側の端子８、９を差し込み接合するための端子差込孔１０２、１０３が設けられている。

超音波モータ７０は、ハウジング６０と指針キャップ６との間の空間に、指針キャップ６に隠れるように配設されており、指針４及び指針キャップ６から超音波モータ７０を含めてハウジング６０までの範囲が、１つの指針組立ユニット１として組み立てられ、その指針組立ユニット１が文字盤３の表面側に着脱自在に装着されている。

超音波モータ７０は、ステータ部分である金属製の振動体３０と、該振動体３０の共振振動の伝達により回転させられる金属製のロータ３５とを有するもので、振動体３０がハウジング６０側に固定され、ロータ３５が指針キャップ６側に固定されている。

振動体３０は、図４に示すように、中心部に円形の貫通孔３１ａを有する環状の本体３１と、該環状の本体３１の外周側にバネ部３２を介して突設された複数の振動子３３と、該各振動子３３に設けられたピエゾ素子３４とから構成されている。

一方、ロータ３５は、金属製のリング状のもので、振動体３０の外周に嵌め合わせられることで、内周に振動子３３が圧接している。ロータ３５と振動体３５よりなる超音波モータ７０は、ピエゾ素子３４を駆動して振動体３０を共振振動させることにより、振動子３３とロータ３５の摩擦によって、ロータ３５を回転させるものである。

ハウジング６０は、振動体３０が嵌合固定されると共にロータホルダ２０が回転自在に嵌合されるケース１０と、このケース１０の下部空間（後述する大径凹部１８及び小径凹部１７）に嵌合されたＬＥＤホルダ４０とで構成されている。

ケース１０は、図３及び図５に示すように、下側の大径円柱部１１の上面中央に中径円柱部１２を立設し、中径円柱部１２の上面中央に小径嵌合部１４を立設すると共にその周囲に複数の支持突起１３を立設し、小径嵌合部１４の上面中央に円筒状のボス部１４ａを突設し、円筒状のボス部１４ａの先端外周に直径方向に対向させて、止め輪２５の内周の対向突片２５ａを係止するための係止溝１４ｂを形成したものである。

ケース１０の底面側の内部には、図５に示すように、大径凹部１８が形成され、その中央部上側に連続して小径凹部１７が形成され、その更に中央上側に連続して、ボス部１４ａの中心を貫通する貫通孔１５が設けられており、ホルダ４０の大径部４１がケース１０の大径凹部１８に嵌合され、ホルダ４０の小径凹部４２がケース１０の小径凹部１７に嵌合されている。

振動体３０は、環状の本体３１の貫通孔３１ｂを、ケース１０の小径嵌合部１４に嵌合した状態で、中径円柱部１２の上端面に載っており、その状態で、支持突起１３に環状の本体３１に形成した取付孔３１ａを嵌めて、支持突起１３の先端を加締めることにより、ケース１０上に固定されている。

また、ケース１０の上部に突設された円筒状のボス部１４ａの外周には、金属製でリング状のロータ３５を円筒周壁２１の内周に圧入したロータホルダ２０のボス部２３が回転自在に嵌合されており、それにより、振動体３０の外周に突設された振動子３３にロータ３５の内周が安定的に接触している。

ロータホルダ２０は、ロータ３５が内周に圧入された円筒周壁２１と、この円筒周壁２１に外周縁が連結された円板壁２２と、円板壁２２の内周縁に連設された円筒状のボス部２３とを有する樹脂成形品であり、そのボス部２３を、ケース１０のボス部１４ａの外周に回転自在に嵌合させた状態で、ケース１０の小径嵌合部１４の上端と、ボス部１４ａの係止溝１４ｂに係合された止め輪２５とで挟むことにより、軸方向に移動しないように位置決めされている。

そして、このロータホルダ２０の外周に、指針４と一体化された指針キャップ６の裾部６ａの内周面６ｂが嵌合され、裾部６ａの下端の爪部６ｃがロータホルダ２０の下端に係合することにより、指針キャップ６からハウジング６０までが１つの指針組立ユニット１として組み立てられている。なお、ロータホルダ２０とロータ３５の嵌合面やロータホルダ２０と指針キャップ６の嵌合面に接着剤を介在させて、部品間のガタつきを無くすようにするのが、異音発生防止の観点からは好ましい。

また、指針キャップ６の内側に位置する指針４の基端部には、指針４を照明するための照明光の入射する入光面４ａが設けられ、この入光面４ａに対向するように、ハウジング６０を構成するＬＥＤホルダ４０の上面中央には、照明光を発するＬＥＤ（光源）７が配置され、そのＬＥＤ７がケース１０の貫通孔１５の内部に挿入されている。そして、ＬＥＤ７と入光面４ａを直線で結ぶ光路Ｋ（矢印で示す）が、振動体３０の貫通孔３１ｂの内側に位置する、ケース１０のボス部１４ａの内側の貫通孔１５によって確保されている。

また、ケース１０とＬＥＤホルダ４０の嵌合部には端子配索溝（通路）１６が確保されており、この端子配索溝１６に、振動体３０から延びる端子９が通されて下方へ延出されている。また、ＬＥＤ７の端子８は、ホルダ４０に設けた小孔４３から、振動体３０の端子９と平行に下方へ延出されている。

次に本実施形態の車両用指針計器の組み立て手順について述べる。

指針組立ユニット１を組み立てる場合は、まず、超音波モータ７０のステータ部分である振動体３０を、ケース１０の小径嵌合部１４の外周に取り付ける。その際、振動体３０から延びる２本の帯板状の端子９を、ケース１０の端子配索溝１６に挿入する。

次に、リング状のロータ３５をロータホルダ２０の円筒壁２１の内周に圧入し、ロータホルダ２０のボス部２３を、ロータ３５の内周に、振動体３０の外周に突設した振動子３３が接圧されるように、ケース１０のボス部１４ａに嵌合させ、止め輪２５を用いて抜け止めする。また、ＬＥＤホルダ４０をケース１０の下部の大径凹部１８と小径凹部１７に嵌合固定する。

次いで、予め指針４と一体化させてある指針キャップ６をロータホルダ２０の上に被せ、ロータホルダ２０の円筒壁２１の外周部に、指針キャップ６の裾部６ａの内周面６ｂを嵌合させると共に、裾部６ａの爪６ｃによりロータホルダ２０をロックする。こうすることにより、指針組立ユニット１を構成することができ、この状態で、ＬＥＤホルダ４０上のＬＥＤ７のレンズ部が、ケース１０のボス部１４ａの貫通孔１５を通して、指針４の入光面４ａに対向する。

次に、このように構成した指針組立ユニット１を、文字盤３の中心孔３ａの表側に装着する。即ち、ハウジング６０の下端部を、文字盤３の中心孔３ａの裏側のコネクタ１００の凹所に嵌合させ、ケース１０の下端の係止爪１９を凹所の内周部に係合凹部に係合させる。それと同時に、指針組立ユニット１側の各端子８、９をそれぞれ端子差込孔１０２、１０３に差し込み接合させる。これにより、実施形態の車両用指針計器の組立が完了する。

このように組み立てた状態で、超音波モータ７０のピエゾ素子３４を駆動すると、振動子３３が振動して振動体３０が共振振動し、その振動がロータ３５に摩擦により伝えられることで、ロータ３５が回転し、指針キャップ６及び指針４が回転する。また、ＬＥＤ７の光が、入光面４ａから指針４の内部に入り、反射を繰り返して指針４を照光する。

この場合、振動体３０とロータ３５は、共に金属で構成されているから、接触部分の摩耗を極力抑えることができる。また、金属製の振動体３０と金属製のロータ３５が振動しながら接触することにになるので、異音を発生する可能性があるが、振動体３０を嵌合固定しているハウジング６０と、ロータ３５を嵌合固定しているロータホルダ２０が共に、金属よりも振動吸収性の優れる樹脂で構成されているので、振動体３０やロータ３５の振動を、できるだけ樹脂部品で吸収することができて、異音の発生を防ぐことができる。

また、本実施形態では、ロータ３５を嵌合したロータホルダ２０を直接ハウジング６０により回転自在に支持しているので、ロータ３５と振動体３０の相互位置精度を高めることができ、性能の安定を図ることができて、その点からも異音の発生を少なくすることができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、指針４及び指針キャップ６からハウジング６０までの組立体を１つの指針組立ユニット１となし、そのユニット１自体の中に駆動機構である超音波モータ７０を含めているので、その指針組立ユニット１を文字盤３の表面側に装着するだけで、指針４を駆動するための機構部分の組み立てを全て完了することができる。この場合、指針組立ユニット１の中のハウジング６０を、文字盤３の中心孔３ａを通して、文字盤３の背面に配してある配線板上のコネクタ１００に固定するだけで、組み付けを完了することができる。従って、組み付け性の向上を図ることができる。

また、駆動機構である超音波モータ７０が、文字盤３の表面側に位置する指針組立ユニット１の中に含まれているので、文字盤３の背面側の構成の簡略化が図ることができる。特に配線板の構成を、コネクタ１００だけを単純に有するものに簡素化できるので、文字盤３の裏側のデザインの自由度を広げることができ、設計しやすくなる。

また、駆動機構である超音波モータ７０が、指針組立ユニット１の中に予め組み込まれているので、文字盤３の背面側の構造に関係なく、指針組立ユニット１の取り替えを簡単に行うことができ、メンテナンス性が向上する。

また、駆動機構を超音波モータ７０で構成しているので、駆動機構をコンパクトに構成することができ、小さな指針キャップ６の内部に駆動機構を容易に組み込むことができる。

また、その超音波モータ７０を、振動体３０の外周側にロータ３５を配した外ロータ構造のものとしているので、回転軸線方向の寸法を小さくして、コンパクト化を図ることができる。従って、小さな指針キャップ６の内部に容易に駆動機構を収めることができるし、内部に駆動機構を装備しながら、指針キャップ６の小型化が図れる。

また、振動体３０の外周側にロータ３５を配しているので、振動体３０の内周側の領域を他の用途に使うことができる。特に振動体３０の中心部に貫通孔３１ａを設けているので、その貫通孔３１ａを指針照明用の空間として利用することができる。即ち、本実施形態のように、貫通孔３１ａの内側の空間に指針照明用のＬＥＤ７を配置したり、ＬＥＤ７からの光を指針に到達させるための光路Ｋを確保したりすることが容易にできるようになる。

従って、指針組立ユニット１の中にコンパクトな形態で指針照明機能部を含めることができ、指針組立ユニット１を文字盤３の表面側に装着するだけで、指針発光機能付きの指針計器を組み立てることができる。しかも、指針組立ユニット１自体に光源であるＬＥＤ７が含まれるので、常に安定した指針４の照明を行うことができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、ハウジング６０を構成するケース１０の外周に振動体３０の中心部の貫通孔３１ｂを嵌合固定すると共に、ケース１０の上部に突設したボス部１４ａの外周に、ロータホルダ２０のボス部２３を回転自在に嵌合し、ロータホルダ２０の内周部にロータ３５を嵌合固定し、ロータホルダ２０の外周に指針キャップ６を嵌合固定して、１つの指針組立ユニット１を構成しているので、コンパクトな構造を実現することができる。また、ケース１０のボス部１４ａの内側の貫通孔１５を、指針照明用の光路Ｋとして利用しているので、簡素な構造で指針照明を行うことができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、ハウジング６０を、上側のケース１０と該ケース１０の下部空間（大径凹部１８及び小径凹部１７）に嵌合されるホルダ４０とで構成し、ホルダ４０の上に指針照明用の光源としてのＬＥＤ７を搭載し、ＬＥＤ７の光を、ケース１０の円筒状ボス部１４ａの内側の貫通孔１５を通して、指針４の基端部の入光面４ａに入射させるようにしているので、ＬＥＤ７の搭載を無理なく簡単に行うことができると共に、ＬＥＤ７の光を無駄なく指針４に届かせることができる。また、光源としてＬＥＤ７を使用するので、発熱の影響を考えずに光源をレイアウトすることができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、ケース１０とホルダ４０の嵌合部に確保された端子配索溝（通路）１６を通して、振動体３０から延びる端子９を下方へ引き出しているので、その端子９がハウジング６０を文字盤３に取り付ける際の邪魔になりにくくなる。また、振動体３０の端子９とＬＥＤ７の端子を下方へ平行に延ばしているので、ケース１０とホルダ４０よりなるハウジング６０を文字盤３の表面側に装着する際に、例えば、文字盤３の背面側の配線板上のコネクタ１００の端子差込などに真っ直ぐに各端子８、９を差し込みさえすれば、電気的な接続を完了することができ、組み付け性の向上が図れる。

＜第２実施形態＞
図７は本発明の第２実施形態の超音波モータ駆動式の車両用指針計器の要部の分解斜視図、図８は更に細かく示す分解斜視図、図９は同指針計器に使用している振動体の構成を示す斜視図、図１０は振動体の位置で要部を切って示す横断面図、図１１は要部の縦断面図である。

この実施形態の車両用指針計器は、図１１に示すように、内ケースとして利用されるプリズム板１０１と、プリズム板１０１の背面に配置された配線板１０２と、プリズム板１０１の表面に配置された文字盤３と、文字盤３と平行な面内で回転する指針４と、指針４の基端部に一体に形成された指針軸部５と、指針軸部５から指針４への曲がり部をカバーする指針キャップ６と、指針軸部５の基端面５ｃに対向するよう配線板１０２上に実装され、指針軸部５を介して指針４を照光するＬＥＤ１０７と、超音波モータ１７０のステータ部分である金属製の振動体１１０と、振動体１１０を収容固定すると共に文字盤３とプリズム板１０１の間に挟持された樹脂製のハウジング１２０と、指針軸部５が貫通孔１１５ｃの内部に圧入された金属製でパイプ状のロータ１１５と、を有する。ここで、プリズム板１０１とは、文字盤３の文字や目盛部分を背面側から照らすための導光板のことである。

指針４及び指針軸部５は透明な硬質樹脂材料により一体成形されており、指針軸部５が、ＬＥＤ７の光を指針４に導く導光体として構成され、ロータ１１５の回転中心位置（後述するロータ１１５の中心の貫通孔１１５ｃ）に貫通して配設されている。ここでは、指針４の基端部に指針軸部５が一体化されていることで、導光体としての指針軸部５と指針４の基端部とが光学的に接続された関係にある。なお、指針４と指針軸部５とは直交した関係にあるので、指針軸部５から指針４への曲がり部に、指針軸部５を通って来た光を指針４に向けて反射する反射面５ｄが設けられている。

この車両用指針計器では、振動体１１０に共振振動を起こさせ、その共振振動をロータ１１５に伝達することで該ロータ１１５を回転させ、それにより、該ロータ１１５の先端側に連結された指針４を回す。そのため、振動体１１０は、図９に示すように、環状の本体１１１と、該環状の本体１１１の内周側にバネ部１１２を介して突設された複数の振動子１１３と、該各振動子１１３に設けられたピエゾ素子１１４とから構成されている。そして、図１０、図１１に示すように、振動体１１０の内部にロータ１１５の基端側が挿入され、ロータ１１５の外周に振動子１１３が圧接している。

また、図８、図１１に示すように、ハウジング１２０は、互いに合体することにより振動体１１０を収容固定する上ケース１２１及び下ケース１２２とで構成されており、振動体１１０は、下ケース１２２の上面に突設した支持突起１２３に環状の本体１１１に形成した取付孔１１１ａ（図９参照）を嵌めて支持突起１２３を加締めることにより、下ケース１２２上にガタつかないように強固に固定されている。

これら上ケース１２１及び下ケース１２２には、振動体１１０の内部に挿入されるロータ１１５が貫通する軸受孔１２７、１２６がそれぞれ設けられ、ロータ１１５の基端部は、下ケース１２２の軸受孔１２６を貫通したところで、ロータ１１５の基端部外周の係合溝１１５ｂに止め輪（位置決め手段）１１６を嵌めることにより上方へ抜け止めされている。

また、下ケース１２２は円板皿状のものであり、その上に被さる上ケース１２１は、下ケース１２２の上側に被さるフランジ状部分１２４と、その中央部上側に突出した円錐筒状部１２５とを有し、図７に示すように、円錐筒状部１２５が文字盤３の中心孔３ａに嵌まって文字盤３の表面側にまで突き出している。また、円錐筒状部２５の中央に軸受孔１２７が開いており、この軸受孔１２７にロータ１１５が貫通している。図１１に示すように、ロータ１１５の先端部には外鍔１１５ａ（位置決め手段）が付いており、この外鍔１１５ａが上ケース１２１の円錐筒状部１２５の上端に突き当たることで、ロータ１１５が下方へ向けて位置決めされている。

この車両用指針計器においては、振動体１１０のピエゾ素子１１４を駆動すると、振動子１１３が振動して振動体１１０が共振振動し、その振動がロータ１１５に摩擦により伝えられることで、ロータ１１５が回転し、指針キャップ６及び指針４が回転する。また、ＬＥＤ７の光が、導光体である指針軸部５を通って、反射を繰り返しながら指針４に届いて指針４を照光する。

この場合、振動体１１０とロータ１１５は共に金属で構成されているから、接触部分の摩耗を極力抑えることができる。また、金属製の振動体１１０と金属製のロータ１１５が振動しながら接触することになるので、異音を発生する可能性があるが、振動体１１０を固定しているハウジング１２０と、ロータ１１５を固定している指針軸部５とが共に、金属よりも振動吸収性に優れる樹脂で構成されているので、振動体１１０やロータ１１５の振動をできるだけ樹脂部品により吸収することができ、異音の発生を少なくすることができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、パイプ状のロータ１１５の貫通孔１１５ｃ（回転中心位置）に導光体である指針軸部５を貫通して設け、その指針軸部５を通してＬＥＤ７からの光を指針４に導くようにしているので、超音波モータ１７０を駆動機構として採用しながらも、指針４を効率よく照光することができる。また、指針軸部５はロータ１１５の回転中心位置にあるから、ＬＥＤ７と振動体１１０及びロータ１１５とを互いに干渉せずに容易にレイアウトすることができる。

また、ＬＥＤ７の光を指針４まで導く導光体を、指針４と一体に形成した指針軸部５で構成しているので、部品点数を減らしながら、簡単な構造で、指針４を照光しつつ回転させることができる。また、超音波モータ１７０を、環状の振動体１１０の内周側にロータ１１５を配した内ロータ構造のものとし、ロータ１１５の中心に貫通孔１１５ｃを形成して、その貫通孔１１５ｃに、導光体よりなる指針軸部５を圧入しているので、ロータ１１５や振動体３０を摩耗に強い金属で構成していながら、指針軸部５を通して効率よく指針４を照光することができる。

さらに、本実施形態の車両用指針計器では、ロータ１１５の軸方向の両端を、上ケース１２１と下ケース１２２の各軸受孔１２７、１２６の外側で外鍔１１５ａ及び止め輪１１６（位置決め手段）により位置決めしているので、ロータ１１５の抜けや移動を無くして、ロータ１１５の円滑な回転を保証することができる。特に、上ケース１２１と下ケース１２２の両軸受孔１２７、１２６間は距離が開いているので、ロータ１１５を安定回転させることができ、その点からも異音の発生防止に寄与することができる。また、上ケース１２１と下ケース１２２を合体することで、振動体１１０を収容すると共にロータ１１５を支持するハウジング１２０を構成しているので、組み立てが簡単にできる。

＜第３実施形態＞
図１２は本発明の第３実施形態の超音波モータ駆動式の車両用指針計器の要部の分解斜視図、図１３は要部縦断面図である。

この車両用指針計器は、図１３に示すように、内ケースとして利用されるプリズム板１０１と、プリズム板１０１の背面に配置された配線板１０２と、プリズム板１０１の表面に配置された文字盤３と、文字盤３と平行な面内で回転する指針４と、指針４の基端部に一体に形成された指針軸部５と、指針軸部５から指針４への曲がり部をカバーする樹脂製の指針キャップ６と、指針軸部５の基端面５ｃに対向するよう配線板１０２上に実装され、指針軸部５を介して指針４を照光するＬＥＤ１０７と、超音波モータ７０のステータ部分である金属製の振動体３０と、振動体３０を固定すると共に文字盤３とプリズム板１０１の間に挟持された振動体用の樹脂製のホルダ（ハウジング）１４０と、指針キャップ６の裾部内周に圧入により直接嵌合固定された金属製でリング状のロータ３５とを有する。ここでは、樹脂製の指針キャップ６のロータ３５を嵌合した裾部の肉厚が、ロータ３５の振動に十分に耐え得るように大きめに設定されている。

なお、超音波モータ７０を構成する振動体３０とロータ３５は、第１実施形態のものと同様のものであるので、ここでは特に説明しない。

指針４及び指針軸部５は透明な硬質樹脂材料により一体成形されており、指針軸部５が、ＬＥＤ１０７の光を指針４に導く導光体として構成され、ロータ３５の回転中心であるホルダ１４０の中心に貫通して配設されている。ここでは、指針４の基端部に指針軸部５が一体化されていることで、導光体としての指針軸部５と指針４の基端部とが光学的に接続された関係にある。なお、指針４と指針軸部５とは直交した関係にあるので、指針軸部５から指針４への曲がり部に、指針軸部５を通って来た光を指針４に向けて反射する反射面５ｄが設けられている。

また、円板状のホルダ１４０の上面中央には中央ボス部１４２が突設され、その中央ボス部１４２の中心に中心貫通孔１４１が形成されている。中央ボス部１４２の周囲には支持突起１４３が設けられており、振動体３０は、環状の本体３１を中央ボス部１４２に嵌めた状態で、支持突起１２３に環状の本体３１に形成した取付孔３１ａ（図４参照）を嵌めて支持突起１２３を加締めることで、ホルダ１４０上にガタつかないように強固に固定されている。また、ホルダ１４０の上面には、中央ボス部１４２と同心に段差の小さな嵌合段部１４４が設けられており、この嵌合段部１４４が文字盤３の中心孔３ａに嵌まることで、文字盤３と位置決めされている。

また、図１３に示すように、導光体として構成された指針軸部５は、ホルダ１４０の中心貫通孔１４１に回転自在に挿通され、先端側の段部５ｂ（位置決め手段）がホルダ１４０の中央ボス部１４２の上端に突き当たることで下方へ向けて位置決めされ、基端側が、ホルダ１４０の貫通孔１４１を貫通したところで、基端外周の係合溝３５ａに止め輪（位置決め手段）１６を嵌めることにより上方へ抜け止めされている。

この車両用指針計器においては、振動体３０のピエゾ素子３４を駆動すると、振動子３３が振動して振動体３０が共振振動し、その振動がロータ３５に摩擦により伝えられることで、ロータ３５が回転し、指針キャップ６及び指針４が回転する。また、ＬＥＤ７の光は、導光体である指針軸部５を通って、反射を繰り返しながら指針４に届いて指針４を照光する。

この場合、ロータ３５が直接嵌合される指針キャップ６を樹脂で構成しているので、ロータ３５の振動による異音発生を防ぐことができる。また、指針軸部５を介して指針キャップ６をホルダ（ハウジング）１４０により回転自在に支持しているので、部品点数を減らして構造の簡略化を図ることができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、環状の振動体３０を固定したホルダ１４０の中心貫通孔１４１（ロータ３５の回転中心位置）に導光体である指針軸部５を挿通させ、その指針軸部５を通してＬＥＤ１０７からの光を指針４に導くようにしているので、超音波モータを駆動機構として採用しながらも、指針４を効率よく照光することができる。また、指針軸部５はロータ３５の回転中心位置にあるから、ＬＥＤ１０７と振動体３０及びロータ３５とを互いに干渉せずに容易にレイアウトすることができる。

また、ＬＥＤ１０７の光を指針４まで導く導光体を、指針４と一体に形成した指針軸部５で構成しているので、部品点数を減らしながら、簡単な構造で、指針４を照光しつつ回転させることができる。また、超音波モータ７０を、環状の振動体３０の外周側にリング状のロータ３５を配した外ロータ構造のものとし、環状の振動体３０の内側に導光体よりなる指針軸部５を貫通して設けているので、ロータ３５や振動体３０を摩耗に強い金属で構成していながら、指針軸部５を通して効率よく指針４を照光することができる。

また、本実施形態の車両用指針計器では、ハウジングとして設けたホルダ１４０の中心貫通孔１４１に、指針軸部５を回転自在に挿通させ、指針軸部５の軸方向両端を、ホルダ１４０の中心貫通孔１４１の両外側で段部５ｂと止め輪１１６により軸方向に位置決めしているので、指針軸部５の抜けや移動を無くして、指針軸部５を安定回転させることができる。また、ホルダ１４０の中心貫通孔１４１の外側に段部５ｂや止め輪１１６を配するだけでよいので、組み立てが簡単にできる。

本発明の実施形態の車両用指針計器の文字盤に指針組立ユニットを組み付ける前の状態を示す斜視図である。 図１の指針組立ユニットの一部の部品を省略して内部を透視して示す斜視図である。 前記指針組立ユニットの分解斜視図である。 前記指針組立ユニットに使用する超音波モータの振動体の構成を示す斜視図である。 前記指針組立ユニットの内部構成を示す縦断面図である。 前記超音波モータの振動体とロータの関係を示す横断面図である。 本発明の第２実施形態の超音波モータ駆動式の車両用指針計器の要部の分解斜視図である。 更に細かく示す分解斜視図である。 同指針計器に使用している振動体の構成を示す斜視図である。 前記振動体の位置で要部を切って示す横断面図である。 同指針計器の要部縦断面図である。 本発明の第３実施形態の超音波モータ駆動式の車両用指針計器の要部の分解斜視図である。 同指針計器の要部の縦断面図である。

符号の説明

３ 文字盤
４ 指針
５ 指針軸部
６ 指針キャップ
７ ＬＥＤ
２０ ロータホルダ
３０ 振動体
３５ ロータ
６０ ハウジング
７０ 超音波モータ
１１０ 振動体
１１５ ロータ
１１５ｃ 中心貫通孔
１２０ ハウジング
１２６，１２７ 軸受孔
１４０ ホルダ（ハウジング）
１７０ 超音波モータ

Claims (3)

1. 文字盤側に固定されるハウジングに超音波モータのステータ部分である振動体を固定し、この振動体に共振振動を起こさせ、その共振振動をロータに伝達することで該ロータを回転させ、それにより該ロータに固定された指針を回す超音波モータ駆動式の車両用指針計器において、
   前記振動体及びロータが金属で構成されると共に、前記振動体が固定されたハウジングと、前記ロータが固定された前記指針側の部材とが、前記金属よりも振動吸収性の高い樹脂で構成され、
   前記指針の基端部に、該指針の回転中心部分を目隠しすると共に指針と一体回転する指針キャップが設けられ、該指針キャップが前記ハウジングに回転自在に支持され、その指針キャップの内周に前記ロータが嵌合されると共に、該ロータの内周側に前記振動体が配設され、
   前記ロータが直接嵌合される前記指針キャップ側の部材が前記樹脂で構成されていることを特徴とする超音波モータ駆動式の車両用指針計器。
2. 請求項１に記載の超音波モータ駆動式の車両用指針計器であって、
   前記指針キャップ側の部材として、該指針キャップの内周に前記樹脂で構成されたロータホルダが嵌合され、そのロータホルダの内周に前記ロータが嵌合されており、前記ロータホルダが前記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とする超音波モータ駆動式の車両用指針計器。
3. 請求項１に記載の超音波モータ駆動式の車両用指針計器であって、
   前記指針キャップが前記樹脂で構成されると共に、該指針キャップの内周に直接前記ロータが嵌合されており、前記指針キャップが、前記指針の基端部に連結された指針軸部を介して、前記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とする超音波モータ駆動式の車両用指針計器。

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