JP5418483B2 - 車両用メータ - Google Patents

Description

本発明は、車両用メータに関し、特に指針の原点位置からのずれを抑制する車両用メータに関する。

従来の車両用メータとして、図１１（ａ）、１１（ｂ）に示すように、文字板１１０の表面側に指針１２０が配置され、文字板１１０の裏面側に駆動機構１３０が配置されたものが知られている。文字板１１０の表面には指標１１１を含む意匠面が形成されており、駆動機構１３０により指針１２０が回転駆動され、指針１２０が指標１１１を指し示すように構成されている。駆動機構１３０は、回路基板１４０を介してロアケース（図示省略）に固定されるとともに、文字板１１０と照明用導光板１５０を介してアッパーケース（図示省略）に固定されている。文字板１１０の表面側には、指針１２０を原点位置、例えば車両停止時に指針１２０をエンジン回転数０の目盛位置に位置決めするストッパピン１１２が固定されている。
また、例えば下記特許文献１に記載されているように、文字板に形成された指標を指し示す指針が、文字板の裏面側に配置された車両用メータも知られている。上記したいずれの車両用メータにおいても、駆動機構が、指針に連結される回転軸をその軸線周りに回転可能に支持する樹脂製のボビンを備え、該ボビンが取付部を介して円筒状のコイルケース内に圧入されるように構成されている。

特開２０１０−０８５１１３号公報

ところで、上記特許文献１に記載されている車両用メータでは、指針が文字板の裏面側に配置され駆動機構の回転軸が文字板とは反対側へ延び出すように配置される構成上、図１１に示した車両用メータとは異なり、駆動機構を固定するために文字板や照明用導光板を利用することができない。このため、駆動機構が回路基板を介してロアケースのみに片持ち状態で固定されることから、駆動機構の動作時の温度上昇によりボビンの取付部が弾性収縮するのに伴って、回転軸の軸線方向が変化し、ひいては指針の原点位置がずれてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、駆動機構の動作時の温度上昇により樹脂製のボビンの取付部が弾性収縮しても、指針の原点位置がずれることを抑制する車両用メータを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記目的を達成するため、本発明は、交差コイルが巻き付けられるとともに、指針に連結される回転軸をその軸線周りに回転可能に支持する樹脂製のボビンが、該ボビンと一体形成された取付部を介して円筒状のコイルケース内に圧入されるように構成された駆動機構を備え、該駆動機構が回路基板を介してメータケースに組み付けられる車両用メータであって、
ボビンの取付部には、回路基板がメータケースに組み付けられたとき該メータケースの内面に接触して弾性圧縮状態となるばね部材が一体的に設けられ、該ばね部材の弾性圧縮に伴う弾性力により前記ボビンが前記コイルケースに押圧固定されることを特徴とする。

本発明の車両用メータでは、駆動回路を実装した回路基板がメータケースに組み付けられると、ばね部材がメータケースの内面に接触して弾性圧縮し、その弾性力によりボビンがコイルケースに押圧され、ボビンとコイルケースが一体化される。このため、駆動機構の動作時の温度上昇により樹脂製のボビンの取付部が弾性収縮しても、ばね部材の弾性力により取付部とコイルケースの間のがた付きが防止され、回転軸の軸線方向が一定に維持されるようになり、ひいては指針の原点位置からのずれを抑制することが可能となる。

この場合、ボビンの取付部は、コイルケースの任意の直径方向における円周上に位置するように対向配置され、各取付部にばね部材がそれぞれ設けられていると好適である。

ボビンの取付部がコイルケースの任意の直径方向における円周上にて対向配置され、各取付部に対応してばね部材がそれぞれ設けられることで、各取付部がコイルケースに対してバランスよく押圧されるようになり、ばね部材による弾性力をコイルケースに対して均等に作用させることができる。

また、ばね部材には、指針に接触して該指針を原点位置に位置決めするストッパ部が設けられているように構成することもできる。

指針が文字板の裏面側に配置される構成では、図１１に示したようなストッパピン１１２を用いて、指針１２０を原点位置に位置決めすることはできない。ただし、ばね部材にストッパ部を設けることで、指針を原点位置に位置決めする構成を簡易に設定することができる。

また、ばね部材は、コイルケースの直径方向に延び出す連結部材により一体的に連結されているように構成することもできる。

ばね部材の弾性力によりボビンの取付部がコイルケースに押圧固定されるように構成することで、取付部のコイルケースに対するがた付きに起因する指針の原点位置からのずれを抑制することが可能となる。ただし、取付部に常時作用する弾性力（例えば曲げモーメント）により、取付部が変形（経時変化）することで、指針の原点位置にずれが生ずるおそれがある。これに対し、ばね部材を連結部材を用いて一体的に連結することにより、取付部が変形しないようにすることができる。

ばね部材、ストッパ部及び連結部材は、非磁性の金属材料により一体形成されているとよい。この場合、金属材料は、駆動機構に用いられる磁石の影響を受けない非磁性体であると好適である。これによれば、ばね部材、ストッパ部及び連結部材の強度を確保しつつ、比較的簡易に形成することが可能である。

本発明に係る車両用メータの一例を示す正面図。 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面図。（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。 文字板における印刷有無範囲を示す説明図。 本発明の実施例１に係り、図２（ａ）に示した駆動機構の拡大図。 図４の断面図（ばね部材及びビスを除く）。 図４に示したばね部材の平面図。 ばね部材の変形例を示し、（ａ）はそのばね部材の平面図。（ｂ）は（ａ）の正面図。 本発明の実施例２に係り、連結バーの斜視図。 本発明の実施例２に係り、実施例１の図４に相当する側面図。 （ａ）及び（ｂ）は取付部の寸法変化を実施例１と実施例２とで対比して示す説明図。（ａ）及び（ｃ）は指針の０目盛の指示位置変化を実施例１と実施例２とで対比して示す説明図。 （ａ）は従来の車両用メータを示す正面図。（ｂ）は（ａ）の側面図（指針を含む）。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２（ａ）は、本発明に係る車両用メータ１の一例を示したものである。車両用メータ１は、スピードメータを主体としたコンビネーションメータであり、アッパーケース１０、文字板２０、回路基板３０（図２参照）、駆動機構４０、指針５０及びロアケース６０（図２参照）を含んで構成され、車室内の前方中央部に設置されている。

アッパーケース１０は、その上部１１にて車両の前後方向に貫通する開口部１１ａを備え、その開口部１１ａに固定される文字板２０を通して車両の走行速度を指示する指針５０を視認させる。

また、アッパーケース１０は、その下部１２にて各種インジケータが印刷処理されたレンズ部を備え、方向指示表示灯、ヘッドランプ上向き表示灯、シフトポジション表示灯などの各種表示灯や、燃料残量警告灯、運転席シートベルト非着用警告灯、半ドア警告灯、エンジン警告灯などの各種警告灯を視認させる。また、例えば液晶パネルで構成された表示部が設けられ、エンジン回転数、燃料残量、ラジエータの水温、走行距離（例えば、０．１ｋｍごとに積算したトリップメータ、１ｋｍごとに積算したオドメータ）、車室内温度などの各種車両情報を視認させる。

文字板２０は、例えば無色透明、半透明又は有色透明のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の光透過性を有する透光性部材で形成されている。文字板２０は、平板状に形成され、アッパーケース１０の開口部１１ａに対応してその内部側（裏面側、背後側）から開口部１１ａを塞ぐように、アッパーケース１０の長手方向（車両の左右方向）に沿って配置・固定されている。

文字板２０には、図１及び図３に示すように、下方から上方へと向かうに従って内側クリア部２１、印刷部２２、外側クリア部２３がこの順に配置され、領域毎に区分けされている。内側クリア部２１と外側クリア部２３には、印刷処理が施されておらず、各クリア部２１、２３を通してケース内部を視認可能とされている。

内側クリア部２１は、印刷部２２の円弧状をなす下側境界線Ｌ１と、開口部１１ａの下端縁とで囲まれた領域であり、指針５０を視認させる。印刷部２２は、透光性着色層（例えば白色）を用いた印刷処理により略半円環状に形成された領域であり、目盛２２ａ、数字２２ｂ及び文字２２ｃからなる指標２２Ａを形成するために、着色層が積層処理され、あるいは積層処理された着色層の一種あるいは複数種が例えばレーザーを用いたトリミング加工により適宜除去処理されている。

外側クリア部２３は、印刷部２２の円弧状をなす上側境界線Ｌ２と、アッパーケース１０の開口部１１ａの上端縁等とで囲まれた領域であり、後述するロアケース６０の意匠部６２を視認させる。

図２（ａ）に戻って、回路基板３０は、アッパーケース１０又はロアケース６０に固定されている。回路基板３０には、駆動機構４０、ＬＥＤ（発光ダイオード）３２、図示を省略する制御回路が実装されている。制御回路には、駆動機構４０、ＬＥＤ３２などが接続されるとともに、ライトコントロールスイッチからのスイッチ信号や車速センサからのセンサ信号が車内ＬＡＮを介して受信されるように構成されている。制御回路は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを主要部品とするマイクロコンピュータで構成されており、ライトコントロールスイッチからのスイッチ信号を受信すると、ＬＥＤ３２を点灯制御し、車速センサからのセンサ信号を受信すると、駆動機構４０を駆動制御する。

駆動機構４０は、制御回路からの制御信号に応じて指針５０を回転駆動する。駆動機構４０については後述する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）３２（光源）は、例えば白色に発光するチップタイプの発光体であり、文字板２０の下端面（車両の左右方向）に沿って一列状にほぼ等間隔で複数配置されている（図１参照）。各ＬＥＤ３２は、発光部がアッパーケース１０の裏面と対向するように回路基板３０の表面側に配置され、各ＬＥＤ３２の斜め上方に文字板２０の下端面が位置するように構成されている。

アッパーケース１０の下部１２の裏面には、図２（ｂ）に示すように、各ＬＥＤ３２が照射した光を反射させる反射面１２ａが形成されている。反射面１２ａで反射した反射光の一部は、文字板２０の下端面２０ａに入射し、文字板２０内を伝播して印刷部２２の指標２２Ａから漏光することで指標２２Ａを照明する。

一方、反射面１２ａで反射した反射光の他部は、文字板２０との間に形成された隙間Ｄ１を通して指針５０の表面５０ａを直接照明する。このように、各ＬＥＤ３２からの光により、文字板２０に対するエッジライト照明と、指針５０に対する照明との両照明が行われるようになっている。また、反射面１２ａで反射した反射光による照明であるため、照明ムラとならない均一な照明が可能となる。

指針５０は、例えば橙色、赤色等の光透過性を有しない非透光性部材で形成され、文字板２０の裏面側に配置されている。指針５０には、後述する回転軸４４に外嵌圧入される円筒状の軸取付部５０ｂが形成され、その軸取付部５０ｂを介して駆動機構４０と一体化されている。指針５０は、駆動機構４０により回転駆動され、アッパーケース１０とロアケース６０の間のケース内部にて可動し、文字板２０の印刷部２２における指標２２Ａを文字板２０の裏面側から指し示す。

ロアケース６０は、光透過性を有しない非透光性部材で形成されている。ロアケース６０には、図２（ａ）に示すように、文字板２０の内側クリア部２１を通して視認可能な略半円環状のプレート部材７０を収容するための収容部６１が形成されるとともに、外側クリア部２３を通して視認可能なケース内部の可視領域Ｓ１に対応して意匠部６２（例えばしぼ等の立体的かつ連続的な繰り返し模様）が形成されている。なお、プレート７０は、例えば黒色等の光透過性を有しない非透光性部材で形成され、その上部に配置される指針５０とのコントラストを強調する装飾部材として機能するものである。

駆動機構４０は、図４及び図５に示すように、ボビン４１を備えている。ボビン４１は、絶縁性を有する樹脂材料で形成され、上側ボビン部材４１ａと下側ボビン部材４１ｂが互いに組み合わされてなり、その内部には円柱状のスペース４１ｃが形成されている。

ボビン４１の外周には、一対の交差コイル４２，４２がそれぞれ巻き付けられている。各交差コイル４２は、交差コイル駆動回路により駆動され、電磁力をそれぞれ発生しベクトル合成力として出力する。

ボビン４１のスペース４１ｃには、薄形円柱状の永久磁石４３が配設されている。永久磁石４３には、その周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁形成されるとともに、その中心を貫通するように回転軸４４が固定されている。回転軸４４は、上側ボビン部材４１ａ及び下側ボビン部材４１ｂにより回転可能に支持され、その一端部が上側ボビン部材４１ａ側から外部に突出し、指針５０に連結される（図２（ａ）参照）。指針５０は、永久磁石４３が各交差コイル４２から受けるベクトル合成力に応じて回転軸４４と共にその軸線周りに回転する。

ボビン４１は、上側ボビン部材４１ａに形成された取付部４１ａ１と、下側ボビン部材４１ｂに形成された取付部４１ｂ１を介して円筒状のコイルケース４５内に圧入されている。コイルケース４５は、永久磁石４３に対する外部からの磁界の影響を排除する磁気シールド機能を有するものであり、例えばパーマロイやＮｉ−Ｆｅ合金などの軟磁性材で形成されている。そして、駆動機構４０は、コイルケース４５を介して回路基板３０に実装されるようになっている。

上側ボビン部材４１ａの取付部４１ａ１は、コイルケース４５の任意の直径方向における円周上に位置するように対向配置され、同様に下側ボビン部材４１ｂの取付部４１ｂ１も対向配置されている。各取付部４１ａ１には、図４に示すように、ばね部材４６がビスＢ１により取り付けられている。

各ばね部材４６は、ステンレス鋼材、リン青銅材、ベリリウム銅材などの非磁性体で形成されている。各ばね部材４６には、図４及び図６に示すように、矩形平板状のベース部４６ａの端部を基端側としてベース部４６ａの板面に対し所定角度で折り曲げられ、斜め方向に平行に延び出す一対の脚部４６ｂ，４６ｂと、ベース部４６ａの端部を基端側としてベース部４６ａの板面に対し略水平に延び出しその中間部にて屈曲されベース部４６ａの板面に対し略垂直に延び上がるストッパ部４６ｃとが一体形成されている。ベース部４６ａには、ビスＢ１を挿通させるビス用孔４６ａ１が形成されている。

ストッパ部４６ｃは、指針５０の側面に接触して指針５０を原点位置に位置決めする機能を果たす。なお、本実施例１において、上記原点位置は車両停止時の速度０の目盛位置とされている。

上記のように構成した本実施例１の車両用メータ１では、駆動機構４０を実装した回路基板３０がロアケース６０に組み付けられると、各ばね部材４６がロアケース６０の内面に接触して弾性圧縮し、その弾性力によりボビン４１がコイルケース４５に押圧され、ボビン４１とコイルケース４５が一体化される。

これにより、駆動機構４０の動作時の温度上昇により上側ボビン部材４１ａの取付部４１ａ１が弾性収縮しても、ばね部材４６の弾性力により取付部４１ａ１とコイルケース４５の間のがた付きが防止されるため、回転軸４４の軸線方向を一定に維持することができる。さらに、ストッパ部４６ｃの位置も一定に維持されるため、指針５０の原点位置からのずれを抑制することができる。

また、上記実施例１では、上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１にばね部材４６がそれぞれ固定されているので、各取付部４１ａ１がコイルケース４５に対してバランスよく押圧されるようになり、各ばね部材４６による弾性力をコイルケース４５に対して均等に作用させることができる。

また、上記実施例１では、ばね部材４６の一方にストッパ部４６ｃが一体形成されており、指針５０を速度０の目盛位置に位置決めする構成を簡易に設定することができる。

（変形例）
上記実施例１では、各ばね部材４６が、矩形平板状のベース部４６ａの端部を基端側として平行に延び出す一対の脚部４６ｂ，４６ｂを備えるように構成したが、ロアケース６０側にスペースの余裕がある場合は、例えば図７（ａ）、７（ｂ）に示すように、各ばね部材４６’が、矩形平板状のベース部４６ａの対向部位にてベース部４６ａの端部を基端側として互いに反体向きに延び出すとともに、ベース部４６ａの板面に対し所定角度で折り曲げられた形状の一対の脚部４６ｂ，４６ｂを備えるように構成してもよい。

この変形例によっても、上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１がコイルケース４５に対してバランスよく押し付けられるようになる。なお、その他の構成は、上記実施例１と同じであるため、同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明は省略する。

上記実施例１の構成によれば、ばね部材４６の弾性力により上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１とコイルケース４５の間のがた付きが防止されるので、指針５０の原点位置からのずれを抑制できるようになる。ただし、図４に示すように、上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１に常時作用する曲げモーメントＭにより、各取付部４１ａ１が変形し（経時変化を起こし）、ストッパ部４６ｃの位置が変化することで、指針５０の原点位置にずれが生ずるおそれがある。

これに対し、例えば図８に示すような連結バー４７を用いて、図９に示すように上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１を連結することにより、上側ボビン部材４１ａの各取付部４１ａ１に図４に示したような曲げモーメントＭが作用しても、各取付部４１ａ１が変形しないようにすることができる。

連結バー４７（連結部材）は、例えばステンレス鋼材、アルミニウム材、銅材などで形成されている。連結バー４７は、各取付部４１ａ１に架け渡される矩形平板状をなし、その中央部には回転軸４４及び指針５０の軸取付部５０ｂとの干渉を回避する逃がし孔４７ａが形成され、その両端部にはビスＢ１を挿通させるビス用孔４７ｂがそれぞれ形成されている。

図８は、連結バー４７の一端部に、上記実施例１のストッパ部４６ｃと同様のストッパ部４７ｃが形成された場合を例示したものであり、この実施例２では、ばね部材４６からストッパ部４６ｃが省略されている。ただし、上記実施例１と同様に、ばね部材４６にストッパ部４６ｃを形成し、連結バー４７からはストッパ部４７ｃを省略してもよい。

図１０は、実施例１と実施例２において、それぞれ指針５０の速度０の目盛位置の経時変化を測定したものである。連結バー４７を設けることにより、各取付部４１ａ１の変形が抑制され（図１０（ａ）、１０（ｂ））、また速度０の目盛位置の変化も抑制されていることがわかる。

なお、上記実施例２では、ばね部材４６と連結バー４７とを別部材で構成したが、例えばステンレス鋼材、リン青銅材、ベリリウム銅材等を用いて連結バー４７を形成すれば、連結バー４７が非磁性体としてもばねとしても機能するようになるので、ばね部材４６と連結バー４７とを同一部材で構成することができる。

また、上記実施例１及び実施例２等では、本発明をスピードメータに適用した場合について説明したが、これに限らず、タコメータ等の指針を有するタイプのメータにも広く適用することができる。

１ 車両用メータ
２０ 文字板
３０ 回路基板
４０ 駆動機構
４１ ボビン
４１ａ 上側ボビン部材
４１ａ１ 取付部
４１ｂ 下側ボビン部材
４１ｂ１ 取付部
４２ 交差コイル
４３ 永久磁石
４４ 回転軸
４５ コイルケース
４６，４６’ ばね部材
４６ｂ 脚部
４６ｃ ストッパ部
５０ 指針
４７ 連結バー（連結部材）
４７ｃ ストッパ部
６０ ロアケース（メータケース）

Claims (5)

1. 交差コイルが巻き付けられるとともに、指針に連結される回転軸をその軸線周りに回転可能に支持する樹脂製のボビンが、該ボビンと一体形成された取付部を介して円筒状のコイルケース内に圧入されるように構成された駆動機構を備え、該駆動機構が回路基板を介してメータケースに組み付けられる車両用メータであって、
   前記ボビンの取付部には、前記回路基板が前記メータケースに組み付けられたとき該メータケースの内面に接触して弾性圧縮状態となるばね部材が一体的に設けられ、該ばね部材の弾性圧縮に伴う弾性力により前記ボビンが前記コイルケースに押圧固定されることを特徴とする車両用メータ。
2. 前記ボビンの取付部は、前記コイルケースの任意の直径方向における円周上に位置するように対向配置され、各取付部に前記ばね部材がそれぞれ設けられている請求項１に記載の車両用メータ。
3. 前記ばね部材の一方には、前記指針に接触して該指針を原点位置に位置決めするストッパ部が設けられている請求項２に記載の車両用メータ。
4. 前記ばね部材は、前記コイルケースの直径方向に延び出す連結部材により一体的に連結されている請求項２又は３に記載の車両用メータ。
5. 前記ばね部材、前記ストッパ部及び前記連結部材は、非磁性の金属材料により一体形成されている請求項４に記載の車両用メータ。