JP5341048B2

JP5341048B2 - アナログメータ装置

Info

Publication number: JP5341048B2
Application number: JP2010243714A
Authority: JP
Inventors: 浩加部; 寛一田崎
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Watch Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2012098062A

Description

本発明は、温度や湿度等の環境データを検出して表示するアナログメータ装置に関する。

一般に、アナログメータにて温度及び湿度を表示する温湿度計が知られている。特許文献１及び特許文献２に記載されたものは、バイメタル式温度計と伸縮式湿度計とを組合せたものであり、環境の変化に伴う物体の伸縮を利用して各指針をそれぞれ動かす構成となっている。特許文献１の図４にも示されているように、温度計の指針と湿度計の指針について、回転の中心軸を共通とした同軸型のものも知られている。

また、温度や湿度を所定のセンサにて検出し、その検出値に応じて指針をモータ駆動する構成も知られている。特許文献３及び４には、この種の温度計、湿度計が開示されている。センサとしては各種のものがあり、例えば、温度センサとしてはサーミスタ、湿度センサとしては感湿体の水分吸収に伴う導電性の変化を計測するものがよく知られている。このように指針をモータにて駆動するものは、前述したように物体の伸縮を利用して指針を動かすものと比較すると、指示遅れや誤差が小さい、目盛りの間隔が完全に一定となる、指針及び文字板の大型化が可能になる、といった利点がある。

実公昭５４−３８９５８号公報特開２００２−２２８４８号公報特許第３６５３７４６号公報特表２００７−５３７４４２号公報

さて、指針をモータ駆動する場合は、前述したように利点が多いものの、駆動機構が複雑化するという問題がある。故に、物体の伸縮を利用して各指針を動かすもののように、同軸型のものは現在開発されていない。

温湿度計の形態は、その使用目的や高性能化に伴い益々多様化される傾向にあり、指針をモータ駆動するものについても、設計・製造が容易であるとともに、より精密且つ機能的なものとすべく、更なる工夫が必要であると考えられる。

特に、物体の伸縮を利用して指針を動かすものと比較すると、駆動系のバックラッシュに起因する指針の指示位置のずれを防止する構成も重要と考えられる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の環境データを表示する装置として合理的に構成されたアナログメータ装置を提供することである。

本願第１請求項に記載した発明は、温度や湿度等の環境データを検出するセンサと、指針が配置された文字板と、前記指針を回転駆動するムーブメントと、前記センサが検出した環境データに応じて前記ムーブメントを制御する制御手段とを備えたアナログメータ装置において、前記センサとしては、異なる環境データをそれぞれ検出する第１センサ及び第２センサを備え、前記指針としては、回転の中心軸が共通の第１指針及び第２指針を備え、前記ムーブメントは、前記第１指針を駆動する第１駆動系と、前記第２指針を駆動する第２駆動系とを備え、前記第１駆動系は、正逆回転が可能な第１ステッピングモータ、前記第１ステッピングモータに連結された第１減速機構、及び前記第１減速機構に連結された第１指針パイプからなるとともに、前記第２駆動系は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ、前記第２ステッピングモータに連結された第２減速機構、及び前記第２減速機構に連結された第２指針パイプからなり、前記第１指針パイプ及び前記第２指針パイプは、それらの一方を他方に挿通し、前記第１指針及び前記第２指針は、前記第１指針パイプ及び前記第２指針パイプにそれぞれ支持して設け、当該アナログメータ装置は、前記第１センサが検出した環境データに応じて前記第１指針を回転駆動するとともに、前記第２センサが検出した環境データに応じて前記第２指針を回転駆動するようにし、且つ、前記第１指針及び前記第２指針の回転軸と交差する鉛直線を境に前記文字板を右側及び左側とするとき、前記文字板の右側及び左側の一方に前記第１指針の駆動域を設けるとともに、前記文字板の右側及び左側の他方に前記第２指針の駆動域を設けてなる構成のアナログメータ装置である。

本発明によれば、複数の環境データを表示する装置として合理的に構成されたアナログメータ装置を得ることができる。

本発明の実施例に係り、アナログメータ装置を示す正面図である。本発明の実施例に係り、アナログメータ装置を示すのブロック図である。本発明の実施例に係り、筐体を示す外観図（背面斜め横から見た図）である。本発明の実施例に係り、筐体を示す外観図（側面斜め横から見た図）である。本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（正面斜め横から見た図）である。本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（背面斜め横から見た図）である。本発明の実施例に係り、ムーブメントを示す外観図（側面斜め横から見た図）である。本発明の実施例に係り、ムーブメントの内部を示す背面図である。本発明の実施例に係り、ムーブメントの内部を示す説明図である。本発明の実施例に係り、アナログメータ装置（電源の電力残存量が残り少なくなった場合）を示す正面図である。本発明の実施例に係り、第１指針の説明図である。本発明の実施例に係り、第２指針の説明図である。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すアナログメータ装置１は、複数の環境データとして温度と湿度をそれぞれ表示する温湿度計である。このアナログメータ装置１は、環境データを検出するセンサ２１０，２２０と、指針３１０，３２０が配置された文字板４００と、指針３１０，３２０を回転駆動するムーブメント５００と、センサ２１０，２２０が検出した環境データに応じてムーブメント５００を制御する制御手段６００とを備えている。センサとしては、環境データとして温度を検出する第１センサ２１０及び湿度を検出する第２センサ２２０を備えている。指針としては、回転の中心軸が共通の第１指針３１０及び第２指針３２０を備えている。

ムーブメント５００は、第１指針３１０を駆動する第１駆動系５１０と、第２指針３２０を駆動する第２駆動系５２０と、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０を保持するケース体５３０とを備えている。

このアナログメータ装置１は、第１センサ２１０が検出した環境データに応じて第１指針３１０を回転駆動するとともに、第２センサ２２０が検出した環境データに応じて第２指針３２０を回転駆動する構成となっている。

文字板４００は、アナログメータ装置１の筐体１００の正面に支持された透明カバー１１０に覆われている。第１センサ２１０、第２センサ２２０、ムーブメント５００、及び制御手段６００は、筐体１００の内部に配置されている。

文字板４００には、第１指針３１０及び第２指針３２０の回転軸を中心に等間隔で温度計の目盛り４０１を設けた第１指針３１０の駆動域と、同じく湿度計の目盛り４０２を設けた第２指針３２０の駆動域が設けられている。各指針３１０，３２０は、それぞれの駆動域において回転駆動する構成となっている。

図例した筐体１００は、円形薄型のものであり、その背部には、壁側のフックに係止するための係止部１２０、及びこれを立て掛けるための収納式脚体１３０が設けられている。また、図中の１４０は、アナログメータ装置１の電源１０となる電池を収納するための電池ボックスである。

次に、本例のムーブメント５００について説明する。図５乃至図９に示すように、本例のムーブメント５００は、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０を薄型のケース体５３０に収納してなるものである。制御手段６００は、所要の回路を設けた回路基板であり、ケース体５３０の正面に装着され、第１センサ２１０及び第２センサ２２０は、その回路基板に搭載されている。

すなわち、アナログメータ装置１の製造においては、第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０をケース体５３０の内部に設けてムーブメント５００を作成し、そして第１センサ２１０、第２センサ２２０、ムーブメント５００、及び制御手段６００を組付けて一つのユニットとし、これを筐体１００の内部に配置する。このような構成によると、組付け作業の煩雑化を回避することができる。また、このようなユニットを筐体１００の内部に配置する構成であれば、筐体１００のデザインや大きさを容易に設計変更することが可能となる。すなわち、アナログメータ装置１の設計の自由度が向上し、多様な製品開発を容易に行うことが可能となる。

特に、制御手段６００たる回路基板にセンサ２１０，２２０を設けることによれば、センサ２１０，２２０による検出精度の確保が容易になるという利点がある。一般に、リード線を介してセンサを基板に接続すると、リード線の電気抵抗や配線容量等により、センサの検出には測定誤差が生じる。この点、本例によれば、そのような測定誤差の問題を回避することができる。部品点数が削減されるうえ、検出精度も向上する。更に、筐体の設計時には、センサをどこに配置するかを考慮する必要がないので、設計作業も容易となる。

第１駆動系５１０は、正逆回転が可能な第１ステッピングモータ５１１、第１ステッピングモータ５１１に連結された第１減速機構５１２、及び第１減速機構５１２に連結された第１指針パイプ５１３からなるとともに、第２駆動系５２０は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ５２１、第２ステッピングモータ５２１に連結された第２減速機構５２２、及び第２減速機構５２２に連結された第２指針パイプ５２３からなるものである。各減速機構５１２，５２２は、所定のギア比を設定してなる輪列であり、各指針パイプ５１３，５２３の基端部には、各減速機構５１２，５２２と噛合するギア部がそれぞれ設けられている。

第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３は、それらの一方を他方に挿通し、且つケース体５３０の正面外部に突出するように設けられている。制御手段６００たる回路基板の要所には、第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３を貫通する孔部６０１が設けられている。第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３は、ケース体５３０を筐体１００の内部に配置するとともに文字板４００の中央に突出する。第１指針３１０及び第２指針３２０は、第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３にそれぞれ支持して設けられている。

また、本例のムーブメント５００は、第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３の位置を検出する位置検出手段５４０を備えている。図例した位置検出手段５４０は、発光素子５４１及び受光素子５４２からなるものである。発光素子５４１及び受光素子５４２は、それらの間に第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０を挟むように配置されている。具体的には、発光素子５４１及び受光素子５４２の一方は、制御手段６００たる回路基板に設けるとともに、それらの他方は、ケース体５３０の背面側の要所に設けられている。発光素子５４１及び受光素子５４２の間に位置する第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０の要所には、発光素子５４１の光を透過する透光部５４３が設けられている。発光素子５４１としてはＬＥＤ、受光素子５４２としてはフォトトランジスタを採用している。位置検出時には、発光素子５４１を点灯しつつ第１駆動系５１０及び第２駆動系５２０をそれぞれ駆動する。各指針パイプ５１３，５２３の位置は、その際の受光素子５４２の検出パターンから特定する構成となっている。

位置検出手段５４０による位置検出は、筐体の背面に設けられたリセットスイッチ７１０が押された際に実行される。或は、計時手段を備えた制御手段６００により、定期的に（例えば１日に一回）行うように構成してもよい。第１指針パイプ５１３及び第２指針パイプ５２３の位置を検出した後、制御手段６００は、第１ステッピングモータ５１１及び第２ステッピングモータ５２１のステップ数をカウントして第１指針３１０及び第２指針３２０の指示位置をそれぞれ認識する。

本例の場合、筐体１００の正面又は側面には、モニタースイッチ７２０が設けられている。本例では、制御手段６００は、所定の時間帯（例えば２４時間前から現在に至るまでの時間帯）における最高気温、最低気温、最高湿度、及び最低湿度を記憶しており、このモニタースイッチ７２０が押された際には、第１指針３１０及び第２指針３２０の指示位置により、それらを表示する構成となっている。つまり、過去の環境データを表示する構成となっている。

例えば、モニタースイッチ７２０を１回押すと、第１指針３１０が最高気温を示すとともに第２指針３２０が最高湿度を示し、２回押すと、第１指針３１０が最低気温を示すとともに第２指針３２０が最低湿度を示す。３回押すと、或はモニタースイッチ７２０が一定時間（例えば３０秒）押されないと、再び第１指針３１０が現在の気温を示すとともに第２指針３２０が現在の湿度を示す状態に復帰する。筐体１００の内部には、スピーカ７３０が設けられており、モニタースイッチ７２０が押された際には、メロディーとともに所要のアナウンスが流れる構成となっている。或は、計時手段を備えた制御手段６００により、過去の環境データの表示を定期的に行うように構成してもよい。

このように、過去の環境データを表示する構成によると、アナログメータ装置１の多機能化を達成することができる。

更に本例では、図１０に示すように、電源１０の電力残存量が残り少なくなった場合、第１指針３１０及び第２指針３２０を重ねて停止する構成となっている。制御手段６００は、電源１０の電圧が予め設定された所定の値を下回ると、電力が完全に断たれる前に第１指針３１０及び第２指針３２０を所定の位置へと回転駆動し、その位置でそれらを停止する。温度計の目盛り４０１と湿度計の目盛り４０２との間には、それらの目盛り４０１，４０２が設けられていないブランク部４０３が設けられており、第１指針３１０及び第２指針３２０は、ブランク部４０３を指示する位置に重ねて停止される。

このような構成によると、アナログメータ装置１を見る者に対し、速やかに電池切れを告知することができる。仮に、環境データを表示する状態のまま電池切れになると、各指針３１０，３２０は電池切れの時点の環境データを表示したままとなり、アナログメータ装置１を見る者が、それを現在の環境データであると誤解をしてしまう場合が考えられる。この点、本例によれば、一目で電池切れであることが認識できるので、そのような不都合を回避することができる。

次に、環境データの表示時における各指針３１０，３２０の回転駆動について詳述する。図１１に示すように、第１ステッピングモータ５１１の１ステップあたりの第１指針３１０の回転角度に相当する環境データ（温度）の量をＡとするとき、第１指針３１０は、環境データをＡの間隔で離散的に表示するものとなっている。図例したものは、第１ステッピングモータ５１１の１ステップあたりの第１指針３１０の回転角度が０．５°、その回転角度に対応する環境データの量が０．２℃となっている。温度計の目盛り４０１は、Ａの５倍、すなわち１℃間隔となっている。

また、図１２に示すように、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの第２指針３２０の回転角度に相当する環境データ（湿度）の量をＢとするとき、第２指針３２０は、環境データをＢの間隔で離散的に表示するものとなっている。図例したものは、第２ステッピングモータ５２１の１ステップあたりの第２指針３２０の回転角度が１°、その回転角度に対応する環境データの量が０．５％となっている。湿度計の目盛り４０２は、Ｂの２倍、すなわち１％間隔となっている

第１センサ２１０及び第２センサ２２０は、それぞれ所定の環境データをアナログ信号として検出するものである。制御手段６００は、所定の時間間隔で、第１センサ２１０及び第２センサ２２０が検出したアナログ信号の各環境データをそれぞれアナログ・デジタル変換し、その変換した値を表示する位置に第１指針３１０及び第２指針３２０をそれぞれ回転駆動するようにムーブメント５００を制御する。一般的な生活の場で日常的に使用する温度計、湿度計であれば、その時間間隔は２０秒以上且つ１８０秒以下が実用的な範囲であり、本例では６０秒間隔となっている。

このように、２０秒以上の時間間隔で指針３１０，３２０を回転駆動する構成によれば、環境データの僅かな変化によって指針３１０，３２０が小刻みに往復運動するといった指針３１０，３２０の不要な挙動を回避することができる。消費電力も低減することができる。

次に、本例における第１指針３１０及び第２指針３２０の駆動域について説明する。本例のアナログメータ装置１は、第１指針３１０及び第２指針３２０の回転軸と交差する鉛直線Ｌ（図１参照）を境に文字板４００を右側及び左側とするとき、文字板４００の右側及び左側の一方に第１指針３１０の駆動域を設けるとともに、文字板４００の右側及び左側の他方に第２指針３２０の駆動域を設けてなるものである。図例では、左側に第１指針３１０の駆動域を設け、右側に第２指針３２０の駆動域を設けている。各駆動域には、前述した温度計の目盛り４０１及び湿度計の目盛り４０２がそれぞれ設けられている。

第１指針３１０による温度表示は、第１指針３１０が鉛直線Ｌを左側から右側に越えてなされることはない。また、第２指針３２０による湿度表示は、第２指針３２０が鉛直線Ｌを右側から左側に越えてなされることはない。

このような構成によると、第１駆動系５１０のバックラッシュに起因する第１指針３１０の指示位置のずれ、及び第２駆動系５２０のバックラッシュに起因する第２指針３２０の指示位置のずれを防止することができる。各指針３１０,３２０が鉛直線Ｌを越えて回転駆動すると、バックラッシュが生じることにより指示位置のずれが不可避となるが、本例ではそのような不都合を回避することができる。

本例のように、指針３１０,３２０をステッピングモータ５１１,５２１にて回転駆動するものは、物体の伸縮を利用して指針を動かすものと比較すると、指針３１０,３２０及び文字板４００の大型化が可能となる。但し、バックラッシュが生じるという問題がある。バックラッシュの影響は、大型化に伴い顕著となるため、それに対処するための構成は、このようなアナログメータ装置１において重要性が高い。

すなわち、本例のアナログメータ装置１は、回転の中心軸が共通の第１指針３１０及び第２指針３２０をそれぞれステッピングモータ５１１,５２１にて駆動するものについて、文字板４００のレイアウトを工夫することにより、各指針３１０,３２０による表示をより正確になさしめるという謙著な効果を達成したものとなっている。

以上説明したように、本例のアナログメータ装置は、モータにて指針を駆動する温湿度計として極めて合理的に構成されたものである。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例説明したものに限定されないことは勿論である。例えば、本例では環境データとして温度及び湿度を検出して表示するものとしたが、或は、気圧等の他の環境データを検出して表示するように構成することも可能である。

本発明のアナログメータ装置は、アナログ式の温湿度計として好適に利用することが可能である。

１アナログメータ装置
１０電源
１００筐体
１１０透明カバー
１２０係止部
１３０収納式脚体
１４０電池ボックス
２１０第１センサ
２２０第２センサ
３１０第１指針
３２０第２指針
４００文字板
４０１温度計の目盛り
４０２湿度計の目盛り
４０３ブランク部
５００ムーブメント
５１０第１駆動系
５１１第１ステッピングモータ
５１２第１減速機構
５１３第１指針パイプ
５２０第２駆動系
５２１第２ステッピングモータ
５２２第２減速機構
５２３第２指針パイプ
５３０ケース体
５４０位置検出手段
５４１発光素子
５４２受光素子
５４３透光部
６００制御手段
６０１孔部
７１０リセットスイッチ
７２０モニタースイッチ
７３０スピーカ

Claims

温度や湿度等の環境データを検出するセンサと、指針が配置された文字板と、前記指針を回転駆動するムーブメントと、前記センサが検出した環境データに応じて前記ムーブメントを制御する制御手段とを備えたアナログメータ装置において、
前記センサとしては、異なる環境データをそれぞれ検出する第１センサ及び第２センサを備え、
前記指針としては、回転の中心軸が共通の第１指針及び第２指針を備え、
前記ムーブメントは、前記第１指針を駆動する第１駆動系と、前記第２指針を駆動する第２駆動系とを備え、
前記第１駆動系は、正逆回転が可能な第１ステッピングモータ、前記第１ステッピングモータに連結された第１減速機構、及び前記第１減速機構に連結された第１指針パイプからなるとともに、前記第２駆動系は、正逆回転が可能な第２ステッピングモータ、前記第２ステッピングモータに連結された第２減速機構、及び前記第２減速機構に連結された第２指針パイプからなり、
前記第１指針パイプ及び前記第２指針パイプは、それらの一方を他方に挿通し、
前記第１指針及び前記第２指針は、前記第１指針パイプ及び前記第２指針パイプにそれぞれ支持して設け、
当該アナログメータ装置は、前記第１センサが検出した環境データに応じて前記第１指針を回転駆動するとともに、前記第２センサが検出した環境データに応じて前記第２指針を回転駆動するようにし、且つ、前記第１指針及び前記第２指針の回転軸と交差する鉛直線を境に前記文字板を右側及び左側とするとき、前記文字板の右側及び左側の一方に前記第１指針の駆動域を設けるとともに、前記文字板の右側及び左側の他方に前記第２指針の駆動域を設けてなることを特徴とするアナログメータ装置。