JP5541970B2

JP5541970B2 - 計器装置

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Publication number: JP5541970B2
Application number: JP2010123367A
Authority: JP
Inventors: 茂樹戸塚; 友博杉山; 裕介青野
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-05-28
Also published as: JP2011247824A

Description

本発明は、自動車用計器や船舶用計器、航空機用計器など各種用途に用いることができる計器装置に関するものである。

従来、様々な物理量の計測値、機器の状態を示す計測値等を指示する計器装置として、電気作動型（電動式）の計器装置が開発され、使用されている。

例えば、自動車等の車両には、車両速度を指示する車両速度メータ、エンジン回転数を指示するエンジン回転数メータ、燃料残量を指示する燃料残量メータ、冷却水の温度を指示する水温メータ等の種々の計器装置が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

この種の計器装置の一例を図１０に示す。この計器装置１００は、図１０に示すように、基板１１０上に固定したムーブメント１０１の内部に、ステップモータ１０２と、ステップモータ１０２の駆動力で回転するギア列１０３と、ギア列１０３を介してモータの回転力が伝達される回転軸１０４と、ムーブメント１０１から突出する回転軸１０４の上端部に圧入された指針１０５及びこれに被着したキャップ１０６などを備えている。

特開２００５−１０６６６２号公報米国特許第５６０３２８３号明細書

ところで、このような計器装置にあっては、所定の規格を上回る重量や大きさの指針を使用したいといった要求や、指針の回転トルクのアップを図りたいといった要求が起こっている。そこで、例えば、既存のギア列での各歯車の歯数の変更などによってギア比を高めて、上記要求に答えるトルクアップを図ることなどが検討されている。

しかしながら、例えば歯数を多くしてトルクアップを図ろうとすると、必然的にギアの外径が増大してその分サイズが大型化するので、現行のムーブメントのケースに収まりきれないといったこともある。そこで、モータへの印加電圧を高めてトルクアップを図ることも考えられているが、磁界の増大のためにロータの回転軸と一体に設けたロータギアを引き付ける力が大きくなってしまう。このため、ロータが力強く振動して指針のブレが大きくなってしまう虞もある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現行の部品を殆どそのまま用いてこれに最小限の部品を付加することで、モータのトルクアップを図ることができるとともに、指針のブレがなく、しかも、指針の設計自由度を高めることができる計器装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る計器装置は、下記（１）から（２）を特徴としている。
（１）基板の表面又は裏面に取付けられ、ケースの内部にモータを収容したムーブメントと、
前記基板の表面に取付けられた支持部材と、
前記支持部材に対して回動動作が確保された状態で軸支され、前記ムーブメントからの回転力が伝達されて回転する複数のギアからなり、最終ギアのトルクを増大させるギア列と、
前記ギア列の最終ギアを取付けた指針軸に取付けられる指針と、
を備え、
前記ムーブメントは、前記基板の、使用者が視認する表面側とは反対の裏面側に取付けられており、
前記ギア列は、前記モータからの駆動力が伝達するギア若しくはギア列を介して回転する、前記ケース内に収容された出力軸の前記ケースから突出するとともに前記基板を貫通して表面に突出する先端部分に取付けられた駆動ギアと、前記指針軸に取付けられ前記駆動ギアに噛合する、前記駆動ギアより大径多歯の従動ギアと、を有し、
前記支持部材は、前記駆動ギアが取付けられた前記出力軸と、前記従動ギアが取付けられた前記指針軸と、を回転可能に軸支する、
こと。
（２）上記（１）の構成の計器装置であって、
前記基板の表面に配置された光源をさらに備え、
前記指針軸は、基端が前記光源に正対して前記光源からの光を指針に導く、
こと。

上記（１）の構成の計器装置によれば、現行の部品を殆どそのまま用いてこれに最小限の部品を付加することで、モータのトルクアップを図ることができるとともに、指針のブレがなく、しかも、指針の設計自由度を高めることができる。
また、上記（１）の構成の計器装置によれば、ムーブメントを基板の裏面に取付けるタイプの構成が実現できる。
上記（２）の構成の計器装置によれば、基板の裏面にムーブメントを取付ける構成であるが、単一の光源を用いても、輝度むらのない状態で指針を発光させることができるので、光源の設置スペースが最小限で済むとともに、コストの削減が可能である。

本発明によれば、現行の部品を殆どそのまま用いてこれに最小限の部品を付加することで、モータのトルクアップを図ることができるとともに、指針のブレがなく、しかも、指針の設計自由度を高めることができる計器装置を提供することが可能となる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１の実施形態に係る計器装置を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す、図１におけるＩＩ−ＩＩ線の矢視断面図である。本発明の第１の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す分解斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る計器装置を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す、図４におけるＶ−Ｖ線の矢視断面図である。本発明の第２の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す分解斜視図である。本発明の第３の実施形態に係る計器装置を示す斜視図である。本発明の第３の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の矢視断面図である。本発明の第３の実施形態に係る計器装置の基板への組み付け状態を示す分解斜視図である。従来の計器装置を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１乃至図３は、本発明の第１の実施形態に係る計器装置を示す斜視図、その計器装置の基板への組み付け状態を示す断面図、及びその計器装置の組み付け状態を示す分解斜視図である。

計器装置１Ａは、図２及び図３に示すように、基板２の使用者が視認する表面（上面）側に取付けられたムーブメント１０と、後述する出力軸１４に取付けられた駆動ギア４と、基板２の表面に設置され、駆動ギア４を回転可能に軸支した支持部材５と、支持部材５に回転可能に軸支されるとともに、駆動ギア４に噛合する従動ギア６と、従動ギア６が取付けられた指針軸７と、指針軸の先端に取付けられた指針９及びこの指針９に被着されたキャップ８と、基板２の表面側の上方に設置された、数字、文字、記号などの車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する図示外のパネルなどと、を有する。

ムーブメント１０には、図２に示すように、ステップモータ１１、減速歯車列の一部を構成する、中間歯車１２、出力歯車１３、及び出力軸１４などのムーブメント部品が、モータケース（以下、「ケース１５」と略す）の内部に収容されている。

基板２には、図１及び図３に示すように、ケース１５の固定突起１５Ａの先端側を挿通させる細幅で略矩形状の固定孔２Ａを一対設けているとともに、これらの固定孔２Ａの間のちょうど中間を通過する基準線Ｌ（図３参照）上にケース１５の支持突起１５Ｂを挿入させる支持孔２Ｂを穿設させている。

ケース１５は、基板２に固定された下ケース１５Ｃと、この下ケース１５Ｃに積層するようにこの上に嵌合された上ケース１５Ｄとで構成されている。このケース１５の内部には、前述したように、ステップモータ１１と、中間歯車１２と、出力歯車１３と、この出力歯車１３が取付けられた出力軸（但し、上端側は除く）１４などを収容している。なお、出力軸１４の上端側は、上ケース１５Ｄの外に突出しており、この上端側の部分に駆動ギア４が圧入されている。

また、上ケース１５Ｄには、上面から上方（基板２から離間する、＋Ｚ方向）に向けて円筒状に突出する突出筒部１５Ｅが形成されている。突出筒部１５Ｅには、出力軸１４の上部側の軸受けとしても機能する軸孔１５Ｆが形成されており、支持部材５の止着孔５２に挿通されて固定支持されている。

ステップモータ１１は、ムーブメント１０のケース１５内部に設けた複数の歯車からなる減速歯車列及びムーブメント１０のケース１５外部に設けたトルクアップ用の複数のギア（以下、「トルクアップギア列」とよぶ）を介して、最終的に指針軸７及び指針９を回動させるためのものであり、本実施形態ではＰＭ（Permanent Magnet）モータで構成している。

本実施形態のステップモータ１１は、途中、減速歯車列である中間歯車１２及び出力歯車１３（特にこれらの歯車列ではなく、単一のギアで構成してもよい）によって回転力が減速され、最終的にトルクアップギア列である駆動ギア４及び従動ギア６によってトルクアップを図るようにして指針軸７を回動させる。これにより、これと一体の指針９を図示外のパネル表面に沿って回動させ、必要な各種情報を正確に指し示すようになっている。

ステップモータ１１は、ステータ１１Ａと、ロータ１１Ｂとを備えた、インナーロータ方式で構成されている。なお、本実施形態のロータ１１Ｂと一体に組付けたロータ歯車１６、中間歯車１２及び出力歯車１３については、これらの各歯車が、回転面（Ｘ−Ｙ）に平行な方向については隣の歯車と互い違いに入り込むような空間的に一部積層した状態で、かつ、厚さ（Ｚ）方向については隣の歯車と僅かな隙間を隔てて積層配置された状態で並設されている。

中間歯車１２は、回転軸１２Ａに固着されている。また、中間歯車１２の回転軸１２Ａは、下ケース１５Ｃと上ケース１５Ｄ間に回転自在に軸支されている。この中間歯車１２は、外周に設けた歯数の多い大歯１２Ｂが、ロータ１１Ｂの上部に固着した歯数の少ない小歯のロータ歯車１６に噛合しており、ロータ１１Ｂからの回転速度が減速された状態で回転する。また、この中間歯車１２の下面には、歯数の少ない小径のピニオン１２Ｃが中間歯車１２と同軸で、回転軸１２Ａに一体に固着されている。なお、ロータ歯車１６の回転軸１６Ａも、回転軸１２Ａと同様、下ケース１５Ｃと上ケース１５Ｄとの間に回転自在に軸支されている。

出力歯車１３は、中間歯車１２と一体のピニオン１２Ｃからの回転力を出力軸１４に伝達させるため、出力軸１４の中間部付近においてこの出力軸１４に一体に圧入されて組み付けられている。

また、この出力歯車１３は、外周に設けた歯数の多い大歯１３Ａが、中間歯車１２の下部に設けた歯数の少ないピニオン１２Ｃに噛合しており、中間歯車１２での回転速度がさらに減速されて出力歯車１３へ伝達され回転する。このため、この出力歯車１３を一体に組付けている出力軸１４は、大幅に減速されて出力歯車１３と同一の角速度で一体に回動するので、高い精度で指針９を回動させることができる。

出力軸１４は、上述したように、上端部側が上ケース１５Ｄに設けた突出筒部１５Ｅの軸孔１５Ｆからケース１５の外に突出するとともに支持部材５の上面（即ち、表面）から突出している。なお、この出力軸１４も、上ケース１５Ｄ側の（上部側の軸受として機能する）軸孔１５Ｆに軸支されているととともに、下部側が（下ケース１５Ｃに設けた軸受として機能する）軸穴１５Ｇに回転自在に枢支されている。

駆動ギア４は、ケース１５の外部において、出力軸１４の上端部に組付けられており、噛合する従動ギア６を回転駆動させる。特に、本実施形態の駆動ギア４は、トルクアップを図るために、小径で歯数が少ない（ｎ_１）構成のものである。

支持部材５は、トルクアップギア列を構成する駆動ギア４及び従動ギア６を回転自在に軸支するものであり、基板２の表面から所定高さだけ離間した状態で、基板２表面に平行に取付けられている。特に本実施形態の支持部材５は、縦断面略Ｌ字状であって、基端側に一対設けた脚部５１を基板２の固定孔２Ｄに挿入させて固定された、片持構造となっている。また、この支持部材５は、図３に示すように、先端寄りに貫通した止着孔５２と、基端寄りの上下両面に突出した軸受部５３と、を備えている。

止着孔５２は、断面円形状の突出筒部１５Ｅを挿入させるために同じ断面形状の丸孔で構成されているとともに、この止着孔５２と連通して長孔溝５４が外部まで延伸して穿設されており、これら２つの孔は全体として見ると通常の鍵孔形状を呈している。

従動ギア６は、トルクアップギア列の最終ギアを構成するものであり、支持部材５に回転自在に軸支される指針軸７と一体に形成されており、噛合する駆動ギア４から回転力が伝達される。本実施形態の従動ギア６は、トルクアップを図るため、駆動ギア４に比べて大径及び歯数が大幅を多く（ｎ_２；但し、ｎ_２＞ｎ_１）させた構成となっている。

なお、本実施形態のトルクアップギア列である駆動ギア４及び従動ギア６を備えた構成により、上述のトルクアップギア列を介装させないムーブメントのみの構成の計器装置に比べて、指針９を回転させる指針軸７のトルクを次式Ｔ、即ち、次式
Ｔ＝ｎ_２／ｎ_１
で示す倍率（Ｔ倍）にアップさせることができる。

指針軸７は、これと一体の従動ギア６が回動することによって、トルクアップが図られて大きな駆動力で指針９を回転させるようになっている。

指針９は、指針軸７の先端に圧入されて組付けられており、指針軸７と一体に回転する。また、この指針９には、基端部側にキャップ８が被着されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。なお、ここでの計器装置１Ａの説明については、各計器類のうちスピードメータを例に挙げてその作用を説明するが、特にこれに限定されるものではない。また、この作用については、他のアナログタイプの計器装置の場合でも同様である。

計器装置１Ａのケース１５の内部に設けたステップモータ１１が、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応するセンサ信号に基づいて回転駆動し、指針９を所定角度だけ回動し、その指針９の先が図示外のパネルに形成された特定の目盛を指示する。

即ち、本実施形態の計器装置１Ａは、図示しないセンサによって検出された速度に対応したセンサ信号が、図２に示すステータ１１Ａ側の図示外のコイルに流れることにより磁界が形成され、この磁界によりロータ１１Ｂが回転する。

その結果、ロータ１１Ｂと一体のロータギア１６から中間歯車１２の大歯１２Ｂに回転力が伝達されて減速し、中間歯車１２及びこれ取付けた回転軸１２Ａが所定の角速度で回転する。そして、中間歯車１２のピニオン１２Ｃから出力歯車１３及び出力軸１４に回転力がさらに減速されて伝達され、出力歯車１３が所定の角速度で回転する。これによって、出力歯車１３を取付けている出力軸１４の上端部に一体に組付けた駆動ギア４が出力軸１４と同一角速度で回転する。そして、この駆動ギア４に噛合する従動ギア６及びこれと一体に形成された指針軸７が、駆動ギア４とは逆方向に、トルクアップされた駆動力で所定角度回動する。そして、指針軸７の先端に圧入された指針９の先端がパネル上の特定の目盛を指し示す。これによって、現在速度を運転者などにアナログ表示させて知らせることができる。

従って、本実施形態によれば、現行の構成のムーブメント１０などをそのまま用いて、これに最小限の部品として、支持部材５と、トルクアップギア列を構成する駆動ギア４及び従動ギア６などとを付加することで、ステップモータ１１のトルクアップを図ることができるとともに、指針９のブレが抑制できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付してある。
図４乃至図６は、本発明の第２の実施形態に係る計器装置１Ｂを示す斜視図、その計器装置１Ｂの基板２´への組み付け状態を示す断面図、及びその計器装置１Ｂの基板２´を挟んだ組み付け状態を示す分解斜視図である。

計器装置１Ｂは、図５及び図６に示すように、基板２´の使用者が視認する表面（上面）とは反対側の裏面（下面）に取付けられたムーブメント１０´と、出力軸１４に圧入された駆動ギア４と、駆動ギア４に噛合する従動ギア６と、基板２´の表面側に設置され、出力軸１４が突設されている突出筒部１５Ｅ´を不動状態に支持する支持部材５と、支持部材５に回転可能に軸支され、従動ギア６とは一体の指針軸７と、指針軸７の上端に組付けられた指針９及びこの指針９に被着されたキャップ８と、基板２´の表面側の上方に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する図示外のパネルと、を有する。

ムーブメント１０´は、上述したように、基板２´の裏面に設置されており、各部上下配置が逆転している点を除けば、基本的には、図２に示す第１の実施形態のものと同様の構成となっている。即ち、このムーブメント１０´にも、ステップモータ１１、減速歯車列の一部を構成する中間歯車１２と、出力歯車１３、及び出力軸１４などのムーブメント部品が、モータケース（以下、「ケース１５´」と略す）に収容されている。

基板２´には、図６に示すように、ムーブメント１０´のケース１５´に設けた固定突起１５Ａの先端側が挿通される細幅で略矩形状の固定孔２Ａを左右一対設けているとともに、これらの固定孔２Ａのちょうど中間を通過する基準線Ｌ上に、ケース１５´の支持突起１５Ｂ´（図５参照）を挿入させる支持孔２Ｂを穿設させている。さらに、この基板２´には、後述する出力軸１４の先端側を軸支する突出筒部１５Ｅ´が貫通する貫通孔２Ｃも基準線Ｌ上に穿設されている。

ケース１５´は、基板２´に固定された下ケース１５Ｃ´と、この下ケース１５Ｃ´に積層するように上から嵌合された上ケース１５Ｄ´とで構成されている。このケース１５´の内部には、大部分の構成部品の上下配置が反転された状態で設置されており、第１の実施形態と同様、ステップモータ１１と、中間歯車１２と、出力歯車１３と、この出力歯車１３と一体の出力軸（但し、上端側は除く）１４など、を収容している。なお、出力軸１４の上端側は、ケース１５´の外に突出しており、ケース１５´外に突出する部分に駆動ギア４が圧入されている。

また、上ケース１５Ｄ´の内部には、上面から上方（基板２´方向）に向けて円筒状に突出するとともに、基板２´の貫通孔２Ｃを貫通して支持部材５の止着孔５２に固定支持され、かつ、出力軸１４の上部側の軸受けとしても機能する、前述した突出筒部１５Ｅ´が形成されている。

ステップモータ１１は、第１の実施形態と同様、複数の歯車からなる減速歯車列及びトルクアップを図る１組のギア、即ちトルクアップギア列を介して、最終的に指針軸７及びこれと一体の指針９を回動させるためのものであり、本実施形態でもインナーロータ方式のＰＭ（Permanent Magnet）モータで構成されている。本実施形態のステップモータ１１でも、第１の実施形態と同様、回転力を最終的にアップさせて指針軸７に伝達させて回動させることにより、指針９を図示外のパネル表面に沿って回動させ、必要な各種情報を正確に指し示すようになっている。

本実施形態の場合、中間歯車１２の上面に、歯数の少ない小径のピニオン１２Ｃが回転軸１２Ａと同軸的に固着されている。

出力歯車１３は、第１の実施形態のものとは反対で、上下逆さまの状態で出力軸１４に圧入されている。

また、この出力歯車１３は、第１の実施形態と同様、出力歯車１３と一体の出力軸１４が、大幅に減速されて出力歯車１３と同一の角速度で一体に回動するので、高い精度で指針９を回動させることができる。

出力軸１４は、上述したように、上端部側が上ケース１５Ｄ´に設けた突出筒部１５Ｅ´の軸孔１５Ｆからケース１５´の外部に突出することで、基板２´の上面（即ち、表面）及び支持部材５の上面（即ち、表面）からも突出している。即ち、出力軸１４は、この上端が、突出筒部１５Ｅ´を介して、ケース１５´の上ケース１５Ｄ´の軸孔１５Ｆ、基板２´の貫通孔２Ｃ、及び支持部材５の止着孔５２を突き抜けている。

このように、本実施形態の出力軸１４も、上部側の軸受として機能する上ケース１５Ｄ´側の軸孔１５Ｆに軸支されているのと同時に、下部側が下ケース１５Ｃ´に設けた軸受として機能する軸孔１５Ｇ´に回転自在に軸支されている。

駆動ギア４は、第１の実施形態と同様、ステップモータ１１の出力軸１４に取付けられており、噛合する従動ギア６を回転駆動させる。また、本実施形態の駆動ギア４も、トルクアップを図るために、小径で歯数が少ない（ｎ_１´）構成のものである。

支持部材５は、第１の実施形態と同様に縦断面略Ｌ字状を呈する構成であって、一端側に一対設けた脚部５１を基板２´の固定孔２Ｄに挿入させて固定した片持ち構造となっている。また、本実施形態の支持部材５にも、他端寄りに貫通した止着孔５２と、基端寄りの上下両面に突出した軸受部５３と、を備えている。

従動ギア６は、支持部材５に回転自在に軸支される指針軸７と一体に形成されており、噛合する駆動ギア４から回転力が伝達される。本実施形態の従動ギア６は、第１の実施形態と同様、トルクアップギア列の最終ギアを構成するものであり、支持部材５に回転自在に軸支される指針軸７と一体に形成されており、噛合する駆動ギア４から回転力が伝達される。本実施形態の従動ギア６も、トルクアップを図るため、駆動ギア４に比べて大径及び歯数が大幅を多く（ｎ_２´；但し、ｎ_２´＞ｎ_１´）させた構成となっている。

なお、本実施形態でも、トルクアップギア列である駆動ギア４及び従動ギア６を備えた構成により、上述のトルクアップギア列を介装させないムーブメントのみの構成の計器装置に比べて、指針９を回転させる指針軸７のトルクを次式Ｔ、即ち、次式
Ｔ＝ｎ_２´／ｎ_１´
で示す倍率（Ｔ倍）にアップさせることができる。

指針軸７も、第１の実施形態と同様にこれと一体の従動ギア６が回動することによって、トルクアップが図られて大きな駆動力で指針９を回転させるようになっている。

従って、本実施形態の計器装置１Ｂも、指針軸７がトルクにアップされた駆動力で回転され、指針のブレがない安定した状態で回動するなどの効果については、第１の実施形態のものと同様である。

また、本実施形態の計器装置１Ｂによれば、第１の実施形態のものと同様に、現行の構成のムーブメント１０などをそのまま用いて、これに最小限の部品として、支持部材５と、トルクアップギア列を構成する駆動ギア４及び従動ギア６などとを付加する構成であるが、第１の実施形態と異なり、ムーブメント１０を基板２´の裏面に設置する態様であるので、基板２´の表面には最低限の部品のみを設置させることができ、計器装置の設計自由度を高めることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付してある。
図７乃至図９は、本発明の第３の実施形態に係る計器装置１Ｃを示す斜視図、その計器装置１Ｃの基板２´への組み付け状態を示す断面図、及びその計器装置１Ｃの基板２´を挟んだ組み付け状態を示す分解斜視図である。

計器装置１Ｃが、第２の実施形態と異なるのは、後述するように、基板２´の表面の所定位置に光源３を設置している点と、指針９の設置位置を変更させるために、トルクアップギア列の替わりに同一径で同一歯数（ｎ_３）の一対のギア列（以下、「ツインギア」とよぶ）である駆動ギア４´及び従動ギア６´を設けている点と、指針軸７´が光源３からの照明光を指針９へ導く導光手段を兼用している点、である。

即ち、本実施形態の計器装置１Ｃは、図８及び図９に示すように、基板２´の表面（上面）上に実装された光源３と、この光源３が搭載された基板２´の表面とは反対側の裏面（下面）に取付けられたムーブメント１０´と、出力軸１４に取付けた駆動ギア４´と、基板２´の表面側に設置し、駆動ギア４´を回転可能に軸支する突出筒部１５Ｅ´を固定支持する支持部材５と、支持部材５に回転自在に軸支される指針軸７´の中間部に一体に形成されているとともに駆動ギア４´に噛合する従動ギア６´と、従動ギア６´と一体に設けられた指針軸７´と、指針軸７´の先端に取付けられた指針９及びこの指針９に被着されたキャップ８と、基板２´の表面側の上方に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する図示外のパネルと、を有する。

ムーブメント１０´は、第２の実施形態と同様のもので構成されており、図８に示すように、ステップモータ１１、減速ギア列の一部を構成する２種の歯車１２、１３、及び出力軸１４などのムーブメント部品が、ケース１５´内部に収容されている。

基板２´も、図９に示すように、第２の実施形態のもの同じもので構成されている。

光源３は、所定波長（λ）の可視光を出射する例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されている。本実施形態の光源３であるＬＥＤは、図８に示すように、光軸が基板２´の上面に対して垂直なＺ方向に設定されており、このＬＥＤからの光（以下、「照明光」とよぶ）が直上の指針軸７´の基端（以下、「下端７Ａ´」とよぶ）の端面に向けて出射される。なお、この指針軸７´の下端７Ａ´部分の端面から入射した照明光は、指針軸７´の先端（以下、「上端７Ｂ´」とよぶ）まで導かれ、この上端７Ｂ´部分に圧入された指針９が発光照明される。

ケース１５´は、基板２´に固定された下ケース１５Ｃ´と、この下ケース１５Ｃ´に積層するように上から嵌合された上ケース１５Ｄ´とで構成されている。このケース１５´の内部には、前述したように、ステップモータ１１と、中間歯車１２と、出力歯車１３と、この出力歯車１３と一体の出力軸（但し、上端側は除く）１４など、を収容している。なお、出力軸１４の上端側部分は、第２の実施形態と同様、ケース１５´の外部であって、支持部材５の上部に突出しており、この出力軸１４の上端部分に駆動ギア４´が圧入されている。

駆動ギア４´は、ツインギアの一方側ギアを構成しており、ステップモータ１１の出力軸１４に取付けられている。本実施形態の駆動ギア４´は、上述のように従動ギア６´と同一径及び同一歯数を有しており、噛合する従動ギア６´の角速度を変化させることなく回動させる。

支持部材５は、ツインギアを構成する各ギアを回転自在に軸支するものであり、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様、片持ち構造となっている。また、この支持部材５にも、他端寄りに貫通した止着孔５２と、基端寄りの上下両面に突出した軸受部５３と、を備えている。

従動ギア６´は、支持部材５に回転自在に軸支される指針軸７´と一体に形成されており、噛合する駆動ギア４から回転力が伝達される。本実施形態の従動ギア６´は、前述のように、駆動ギア４´と同一径を有するとともに同一の歯数を有しており、駆動ギア４´と同一角速度でトルク一定のまま回動動作を行う。

指針軸７´は、これと一体の従動ギア６´が回動することによって指針９を回転させる機能とともに、光源３からの照明光を指針９まで導いて指針９を発光させる機能も有している。このため、指針軸７´は、透光性を有する適宜の材料を用いて他の実施形態のものよりも断面大径の円柱形状に形成されており、指針軸７´の基端が光源３にその直上で正対するように配置されている。このように、指針軸７´は、外径寸法を増大させることで、光源３からの照明光を十分に取り込むことができるように構成されている。

指針９は、指針軸７´の先端に取付けられて回転するとともに、光源３からの照明光が指針軸７´を介して導かれて発光するように構成されている。この指針９には、第１、第２の実施形態と同様、基端部側にキャップ８が被着されており、光源３から指針軸７´へ導かれてきた光が、使用者の目に直接差し込まないように構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。なお、この計器装置１Ｃでも、各計器類のうちスピードメータを例に挙げてその作用を説明するが、特にこれに限定されるものではない。また、この作用については、他のアナログタイプの計器装置の場合でも同様である。

計器装置１Ｃのケース１５´の内部に設けたステップモータ１１が、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応するセンサ信号に基づいて回転駆動し、指針９を所定角度だけ回動し、図示外のパネルに形成された特定の目盛を現在速度として指示する。

このような速度表示を行う計器装置１Ｃでは、指針９の回動動作と同時に、光源３から３６０度の全周に亘って出射した照明光が、図８に示すように、光源３の直上に配置する指針軸７´の下端部である入射面７Ａ´から入射する。すると、この入射面７Ａ´から指針軸７´の内部に入射した照明光は、この大部分の光が、指針軸７´の内部の外周面との界面部分において、臨界角を超える大きな入射角度で入射し、そこで全反射現象を起こして指針軸７´内部の上方へ向けて進行していく。

このように、照明光は、透光性を有する指針軸７´の内部において、その外周面に対して大きな入射角度で入射して、同様の全反射を起こしながら上方へ進行する伝搬現象を繰り返し、最終的に指針軸７´の上端７Ｂ´から指針９へ入射することで、指針９を発光照明させることができる。このような照明光の指針軸７´内部での光伝搬作用は、勿論、指針軸７´が回動動作中であっても、静止状態の場合と何ら変わりなく全く同様に行われる。

従って、本実施形態によれば、基板２´の裏面（下面）にムーブメント１０´を取付けるタイプの構成であるが、単一の光源３を用いても、輝度むらのない状態で指針９を発光させることができる。換言すれば、複数個の光源を用いなくても、簡単な構造のもので、指針発光の際に輝度むらを起こすことがないので、光源の設置スペースが最小限で済むとともに、コストの削減が可能である。

しかも、本実施形態によれば、ムーブメント１０´を、従来の一般的なタイプである基板板２´の表面に設置するのではなく、基板２´の裏面（下面）に取付けるタイプに適用されており、計器装置の設計自由度が高まる。また、本実施形態では、指針回転用の指針軸７´を照明光の導光手段として設置させるために、換言すれば、光軸となる指針軸７´を基板２´のムーブメント１０´設置面とは反対面（つまり表面）側に確保させるために、ツインギアを用いているが、同時にトルクアップを図る機能を付加するため、ツインギアの替わりに第１、第２の実施の形態で説明したトルクアップギア列で構成することも、勿論、可能である。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。また、本発明の計器ユニットとしては、例えば、燃料計部、タコメータ部、スピードメータ部、及び水温計等の各種計器類への適用が可能である。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ計器装置
２，２´ 基板
３光源
４，４´ 駆動ギア（トルクアップギア列、ツインギア）
５支持部材
５２止着孔
５３軸受部
５４長孔溝
６，６´ 従動ギア（トルクアップギア列、ツインギア；最終ギア）
７，７´ 指針軸（回転軸）
８キャップ
９指針
１０，１０´ ムーブメント
１１モータ（ステップモータ）
１１Ａステータ
１１Ｂロータ
１２中間歯車
１３出力歯車
１４出力軸（回転軸）
１５、１５´ モータケース（ケース）
１５Ｃ，１５Ｃ´ 下ケース
１５Ｄ，１５Ｄ´ 上ケース
１５Ｅ，１５Ｅ´ 突出筒部

Claims

基板の表面又は裏面に取付けられ、ケースの内部にモータを収容したムーブメントと、
前記基板の表面に取付けられた支持部材と、
前記支持部材に対して回動動作が確保された状態で軸支され、前記ムーブメントからの回転力が伝達されて回転する複数のギアからなり、最終ギアのトルクを増大させるギア列と、
前記ギア列の最終ギアを取付けた指針軸に取付けられる指針と、
を備え、
前記ムーブメントは、前記基板の、使用者が視認する表面側とは反対の裏面側に取付けられており、
前記ギア列は、前記モータからの駆動力が伝達するギア若しくはギア列を介して回転する、前記ケース内に収容された出力軸の前記ケースから突出するとともに前記基板を貫通して表面に突出する先端部分に取付けられた駆動ギアと、前記指針軸に取付けられ前記駆動ギアに噛合する、前記駆動ギアより大径多歯の従動ギアと、を有し、
前記支持部材は、前記駆動ギアが取付けられた前記出力軸と、前記従動ギアが取付けられた前記指針軸と、を回転可能に軸支する、
ことを特徴とする計器装置。
前記基板の表面に配置された光源をさらに備え、
前記指針軸は、基端が前記光源に正対して前記光源からの光を指針に導く、
ことを特徴とする請求項１に記載の計器装置。