JP5940385B2 - 指針装置 - Google Patents

Description

本発明は、指針装置に係り、特に、指針を目盛りに沿って移動させる指針装置に関するものである。

従来、例えば、自動車に搭載されている指針装置には、円弧状に設けられた目盛りと、この円弧の略中心に回転軸を設けて目盛りに沿って回転する指針と、が設けられている。この場合、目盛りの内側の部分は、指針の回転領域であり、また、裏側には指針のモータが配置されていることから、この部分に液晶表示器など他の表示手段を設けることは困難であった。

そこで、目盛りに沿って形成された帯状のガイドレールに指針を支持して、このガイドレールに沿って指針を移動させることにより、目盛りの内側の領域に液晶表示器などの表示手段を設けることができる指針装置が提案されている（特許文献１）。

上記指針装置としては、例えば図７に示すようなものが提案されている。同図に示すように、この指針装置１００は、文字板の目盛りに沿って形成された帯状のガイドレール１０１と、ガイドレール１０１に移動可能に指示される指針１０２と、を備えている。指針１０２は、ガイドレール１０１の帯幅方向Ｙ１両端面上を各々回転走行するローラ１０３と、両端面の一方（図面上側）を走行するローラ１０３を回転自在に保持する指針ベース１０４と、両端面の他方（図面下側）を走行するローラ１０３を回転自在に保持する指針アーム１０５と、指針ベース１０４及び指針アーム１０５間に保持され、指針ベース１０４及び指針アーム１０５を互いに近づけるように付勢する押さえバネ１０６と、を有している。

上記指針アーム１０５には、目盛りを指示する指針本体１０５Ａが一体成形されている。また、ガイドレール１０１上には、図示しない複数のプーリが帯長さ方向に沿って並べて配置され、複数のプーリに図示しない紐状の柔軟部材が掛け渡されている。指針アーム１０５には、この図示しない紐状の柔軟部材が固定されていて、この固定された柔軟部材を戻しゼンマイ及び巻き取りプーリで巻き取ることによりガイドレール１０１に沿って指針１０２を移動させている。

しかしながら、図８に示すように、ガイドレール１０１とローラ１０３との間に隙間Ｓがあるため、ローラ１０３がガイドレール１０１上に走行するたびに、厚さ方向Ｙ２に指針１０２の蛇行が起こり指針精度の低下や見栄えの悪さが起こる、という問題があった。この問題を解決するため例えば引用文献２に記載された表示装置が提案されている。引用文献２に記載された表示装置は、図９に示すように、ガイドレール１０１のローラ１０３との接触面に厚さ方向Ｙ２の両側に向かうに従って低くなる２つの傾斜面１０１Ａ、１０１Ｂをそれぞれ設け、ローラ１０３に２つの傾斜面１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれに接触する凸部１０３Ａ、１０３Ｂを設けている。

これによれば、ローラ１０３に加えられている押さえバネ１０６の弾性力により、凸部１０３Ａ、１０３Ｂには厚さ方向Ｙ２両側に向かう分力Ｆ３１、Ｆ３２が生じる。図９（Ａ）に示すように、ローラ１０３に厚さ方向Ｙ２の力が加わっていないときは、分力Ｆ３１、Ｆ３２がつり合う位置にローラ１０３が保持される。このとき、ローラ１０３に厚さ方向Ｙ２の力Ｆ４が加わり、図９（Ｂ）に示すように、ローラ１０３が厚さ方向Ｙ２にずれると、ローラ１０３の凸部１０３Ａが傾斜面１０１Ａを登り、凸部１０３Ｂが傾斜面１０１Ｂから離れ、分力Ｆ３２が加わらなくなるため、分力Ｆ３１によりローラ１０３が元の位置（図９（Ａ））に戻され、蛇行を抑制することができる。しかしながら、引用文献１は、ローラ１０３がずれて凸部１０３Ａ、１０３Ｂの一方が傾斜面１０１Ａ、１０１Ｂから離れないと元に戻す力が加わらないため、ローラ１０３のずれ、元に戻るが繰り返され、蛇行を防止することができない、という問題があった。

特開２００９−２７１６号公報 特開２０１０−１０７５０４号公報 特開平９−２７９９３１号公報

そこで、本発明は、指針の蛇行を防ぐことができる指針装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、文字板の目盛りに沿って形成された帯状のガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に支持される指針と、を備え、前記指針が、前記ガイドレールの帯幅方向両端面上を各々回転走行する複数のローラと、前記両端面の一方を走行する前記ローラを回転自在に保持する第１保持部材と、前記両端面の他方を走行する前記ローラを回転自在に保持する第２保持部材と、前記第１保持部材及び前記第２保持部材間に保持され、前記第１保持部材及び前記第２保持部材を互いに近づけるように付勢する弾性部材と、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れか一方に設けられた前記文字板上の目盛りを指示する指針本体と、を有する指針装置において、前記ガイドレール及び前記ローラの一方には、他方を挿入する溝部が設けられ、前記溝部の底面には、厚さ方向の一端から他端に向かって深くなる第１傾斜面が設けられていることを特徴とする指針装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記ガイドレール及び前記ローラの他方には、前記第１傾斜面に重ねられる第２傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の指針装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記ガイドレールに沿って移動する線状の柔軟部材と、前記柔軟部材を前記ガイドレールに沿って移動させる駆動源と、をさらに備え、前記指針には、前記柔軟部材が固定される固定部が設けられ、前記固定部が、前記溝部の厚さ方向中心よりも深い側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、ガイドレール及びローラの一方には、他方を挿入する溝部が設けられ、溝部の底面には、厚さ方向の一端から他端に向かって深くなる第１傾斜面が設けられている。従って、弾性部材の付勢力により、ローラには溝部の第１傾斜面の深い側に向かって押し付けられる力が発生するため、溝部が浅くなる側に向かう力が指針に加わったとしてもその押し付ける力を超えない限り、ローラが溝部の深い側に寄せられた状態から動くことがないので、指針の蛇行を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、ガイドレール及びローラの他方には、第１傾斜面に重ねられる第２傾斜面が設けられているので、ローラを溝部の深い側に向かって押し付けられる力がより一層大きくなり、確実に指針の蛇行を防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、柔軟部材の固定部が、溝部の厚さ方向中心よりも深い側に設けられているので、柔軟部材により固定部に力が加えられるとローラには溝部の深い側に傾く力が加えられるため、より確実に指針の蛇行を防ぐことができる。

本発明の指針装置を組み込んだスピードメータの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すガイドレール及び指針アッシーの分解斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線断面図である。 図３のＩＩ部拡大図である。 他の実施形態のＩＩ部拡大図である。 他の実施形態のＩＩ部拡大図である。 従来の指針装置の一例を示す断面図である。 図７に示す指針装置の問題点を説明するための図である。 従来の指針装置の一例を示す部分断面図である。

以下、本発明の指針装置について図１乃至図４を参照しながら説明する。本実施形態に係る指針装置を組み込んだスピードメータ１は、自動車等の車両に搭載されて、この車両の乗員に対して該車両の走行速度を表示するものである。スピードメータ１は、図１に示すように、目盛り２Ａが設けられた文字板２と、文字板２の目盛り２Ａに沿って形成されたガイドレール３と、ガイドレール３に移動可能に指示される指針４と、を備えている。

上記文字板２は、半円盤状に設けられ、その中央に半円状の開口部２Ｂが設けられている。この文字板２の正面には、開口部２Ｂの円弧状の周縁に沿って目盛り２Ａが設けられている。上記ガイドレール３は、例えば合成樹脂などから構成されていて、図２に示すように、文字板２の目盛り２Ａに沿って形成された帯状のレール本体３１と、レール本体３１の一端に設けられた後述する巻き戻しゼンマイ７を取り付けるためのゼンマイ取付部３２と、レール本体３１の他端に設けられた後述する巻き取りプーリ８及びモータ９を取り付けるためのプーリ取付部３３と、ゼンマイ取付部３２及びプーリ取付部３３間を連結する連結部３４と、を備えている。

レール本体３１は、文字板２に設けた開口部２Ｂの円弧状の周縁に沿って円弧状に設けられている。ゼンマイ取付部３２は、巻き戻しゼンマイ７を収容する円筒状に設けられ、その側面にレール本体３１の一端が連なっている。プーリ取付部３３は、略円盤状に設けられた円盤部３３Ａと、円盤部３３Ａの縁部の一部から正面に向かって立設した立壁部３３Ｂと、を備えている。円盤部３３Ａには、その中央部にモータ９の回転軸９Ａを貫通するための貫通孔３３Ｃが設けられ、その縁部にモータ９を取り付けるための複数のネジ孔３３Ｄが設けられ、立壁部３３Ｂの円盤部３３Ａから離れた側の端部がレール本体３１及び連結部３４に連なっている。モータ９は、円盤部３３Ａの背面側にネジ止めされて固定される。このとき、モータ９の回転軸９Ａは、貫通孔３３Ｃを通って正面に突出する。連結部３４は、ゼンマイ取付部３２及びプーリ取付部３３間を結ぶ直線の帯状に設けられている。

指針４は、図２及び図３に示すように、レール本体３１の帯幅方向Ｙ１両端面上を各々回転走行するローラとしての上ローラ４１及び下ローラ４２と、上ローラ４１を回転自在に保持する第１保持部材としての指針ベース４３と、下ローラ４２を回転自在に保持する第２保持部材としての指針アーム４４と、指針ベース４３及び指針アーム４４間に保持され、指針ベース４３及び指針アーム４４を互いに近づけるように付勢する弾性部材としての押さえバネ４５（図３）と、を有している。

上記上ローラ４１は、レール本体３１の帯幅方向Ｙ１上側の端面上を回転走行し、下ローラ４２は、レール本体３１の帯幅方向Ｙ１下側の端面上を回転走行する。上ローラ４１及び下ローラ４２は、図２に示すように、略円柱状に設けられ、その中央に軸芯１１を貫通する貫通孔４１Ａ、４２Ａが設けられている。この上ローラ４１及び下ローラ４２の形状については後ほど詳述する。

指針ベース４３は、図２及び図３に示すように、レール本体３１の帯幅方向Ｙ１上側の端面と対向する第１上壁部４３Ａと、この第１上壁部４３Ａの正面側端部から下垂した下垂壁部４３Ｂと、下垂壁部４３Ｂの下端から背面に向かって突設され、第１上壁部４３Ａと帯幅方向Ｙ１に対向する第１底壁部４３Ｃと、を備えている。第１上壁部４３Ａの帯長さ方向Ｙ３両端部には、２つの上ローラ４１が収容される第１保持溝４３Ｄが設けられている。この第１保持溝４３Ｄを挟んで厚さ方向Ｙ２に対向する一対の第１保持片４３Ｅには、軸芯１１を通す図示しない貫通孔が設けられていて、この一対の第１保持片４３Ｅ間に軸芯１１を保持している。この軸芯１１に上ローラ４１の貫通孔４１Ａに通した状態で上ローラ４１を第１保持溝４３Ｄ内に収容することにより、上ローラ４１は回転自在に指針ベース４３に保持される。

指針アーム４４は、図２及び図３に示すように、レール本体３１の帯幅方向Ｙ１下側の端面と対向する第２底壁部４４Ａと、第２底壁部４４Ａの正面側端部に設けられた指針本体４４Ｂと、第２底壁部４４Ａから突設された立壁部４４Ｃと、立壁部４４Ｃの上端から正面に向かって突設され、第２底壁部４４Ａと帯幅方向Ｙ１に対向する第２上壁部４４Ｄと、を備えている。第２底壁部４４Ａは、下ローラ４２が収容される第２保持溝４４Ｅが設けられている。この第２保持溝４４Ｅを挟んで厚さ方向Ｙ２に対向する一対の第２保持片４４Ｆには、軸芯１１を通す図示しない貫通孔が設けられていて、この一対の第２保持片４４Ｆ間に軸芯１１を保持している。この軸芯１１に下ローラ４２の貫通孔４２Ａに通した状態で下ローラ４２を第２保持溝４４Ｅ内に収容することにより、下ローラ４２は回転自在に指針アーム４４に保持される。

指針本体４４Ｂは、第２底壁部４４Ａの正面側端部から上側に向かって突出して設けられ、下側から上側に向かうに従って徐々に細くなる錐状に形成されいる。この指針本体４４Ｂは、文字板２の開口部２Ｂを通って文字板２正面に位置する。立壁部４４Ｃは、指針ベース４３に組み付けた状態で、下垂壁部４３Ｂと厚さ方向Ｙ２に対向する。

上記押さえバネ４５は、例えば金属線をコイル状に巻いて形成し、図３に示すように、指針ベース４３の第１底壁部４３Ｃと、指針アーム４４の第２上壁部４４Ｄと、の間に保持されている。この押さえバネ４５により指針ベース４３及び指針アーム４４が押され、上ローラ４１及び下ローラ４２が互いに近づく方向に付勢される。即ち、上ローラ４１及び下ローラ４２には、図３に示すように、互いに近づく方向の力Ｆ１が加えられる。

次に、本発明の特徴であるレール本体３１、上ローラ４１及び下ローラ４２の詳細な形状について説明する。上記レール本体３１の帯幅方向Ｙ１両端面には、上ローラ４１及び下ローラ４２を挿入する溝部３１Ａが設けられている。この溝部３１Ａは、図２に示すように、帯長さ方向Ｙ３に沿って設けられている。また、この溝部３１Ａには、図３に示すように、厚さ方向Ｙ２の一端から他端即ち、背面から正面に向かって深くなる第１傾斜面３１Ｂが設けられている。また、上ローラ４１及び下ローラ４２は、厚さ方向Ｙ２一端から他端、即ち背面から正面に向かって径が大きくなる円柱状に設けられている。これにより、上ローラ４１及び下ローラ４２の側面は、背面から正面に向かって高くなる第２傾斜面４１Ｂ、４２Ｂに設けられる。この第２傾斜面４１Ｂ、４２Ｂが、溝部３１Ａの第１傾斜面３１Ｂに重ねられる。

また、上述したスピードメータ１は、さらに指針４に固定された線状の柔軟部材５と、柔軟部材５をガイドレール３に沿って掛け渡すための複数のプーリ６と、柔軟部材５の一端に設けられた巻き戻しゼンマイ７と、柔軟部材５の他端に設けられた巻き取りプーリ８と、巻き取りプーリ８を回転させて柔軟部材５をガイドレール３に沿って移動させる駆動源としてのモータ９と、これらを収容する収容ケース１０（図１）と、を備えている。

上記柔軟部材５は、合成樹脂で構成された自由に形を変えることができる断面丸型の線状の紐である。この柔軟部材５は、その中央部が指針４に巻きつけられて固定されている。本発明の柔軟部材５は、綿、麻、化学繊維、合成樹脂などの絶縁性物質で構成されていることが望ましい。また、本実施形態の柔軟部材５は断面丸型の紐状であるが、本発明の柔軟部材５はこれに限らず、例えば帯状であってもよい。

複数のプーリ６は、小径の鼓状に設けられ、軸芯１２を貫通する貫通孔６１が設けられている。軸芯１２は、レール本体３１正面に帯長さ方向Ｙ３に複数並べて配置され、この軸芯１２にプーリ６の貫通孔６１を通すことにより、プーリ６が回転自在に保持される。柔軟部材５は図１に示すように複数のプーリ６に掛け渡されている。

柔軟部材５は、巻き戻しゼンマイ７から引き出され、引き出された端部が巻き取りプーリ８に固定され、巻きつけられている。巻き戻しゼンマイ７は、図示しないゼンマイが内蔵されていて、柔軟部材５を巻き戻す方向に付勢する。これにより、テンションがかけられた状態で柔軟部材５がプーリ６に掛け渡される。上記巻き取りプーリ８の中心には、モータ９の回転軸９Ａが固定され、モータ９の回転に応じて巻き取りプーリ８が回転する。

詳しく説明すると、モータ９が巻き取りプーリ８を巻き取り方向に回転させると、柔軟部材５が巻き取りプーリ８に巻き取られ、柔軟部材５に固定された指針４がレール本体３１上を走行して巻き取りプーリ８側に向かって移動する。モータ９が、巻き戻し方向に回転させると、巻き取りプーリ８に巻き取られていた柔軟部材５が巻き戻され、柔軟部材５に固定された指針４がレール本体３１上を走行して巻き戻しゼンマイ７側に向かって移動する。また、指針４において、柔軟部材５が固定される図示しない固定部は、溝部３１Ａの厚さ方向Ｙ２の中心Ｃ１よりも深い側に設けられる。

上述した実施形態によれば、レール本体３１の溝部３１Ａに第１傾斜面３１Ｂを設けることにより、図３及び図４に示すように、押さえバネ４５の付勢力により上ローラ４１及び下ローラ４２が互いに近づく方向の力Ｆ１が加えられると、上ローラ４１及び下ローラ４２を溝部３１Ａの深い側（正面側）に押し付ける力Ｆ２が上ローラ４１及び下ローラ４２に加えられる。このため、指針４に浅い側に向かう力Ｆ３が加わったとしてもその押し付ける力Ｆ２を超えない限り、上ローラ４１及び下ローラ４２が溝部３１Ａの深い側に寄せられた状態から動くことがないので、指針４の蛇行を防ぐことができる。

また、上述した実施形態によれば、上ローラ４１及び下ローラ４２には、第１傾斜面３１Ｂに重ねられる第２傾斜面４１Ｂ、４２Ｂが設けられているので、より一層大きな上ローラ４１及び下ローラ４２を溝部３１Ａの深い側に向かって押し付けられる力Ｆ２が発生し、確実に指針４の蛇行を防ぐことができる。

また、上述した実施形態によれば、柔軟部材５の固定部が、溝部３１Ａの厚さ方向Ｙ２中心よりも深い側に設けられている。図示しない固定部では、柔軟部材５により下側に押し付けられる力が発生するので、この力により上ローラ４１及び下ローラ４２には、溝部３１Ａの深い側に傾く力が加えられ、より確実に指針４の蛇行を防ぐことができる。

なお、上述した実施形態によれば、上ローラ４１及び下ローラ４２に、第１傾斜面３１Ｂに重ねられる第２傾斜面４１Ｂ、４２Ｂが設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。図５に示すように、上ローラ４１及び下ローラ４２に第２傾斜面４１Ｂ、４２Ｂを設けなくてもよい。

また、上述した実施形態によれば、レール本体３１に溝部３１Ａを設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図６に示すように、上ローラ４１及び下ローラ４２に第１傾斜面３１Ｂが形成された溝部３１Ａを設け、溝部３１Ａにレール本体３１を挿入するようにしてもよい。また、この場合、図６（Ａ）に示すように、レール本体３１に第２傾斜面４２Ｂを設けても良いし、図６（Ｂ）に示すように、設けなくてもよい。

また、上述した実施形態によれば、指針４に設けた柔軟部材５の固定部が、溝部３１Ａの厚さ方向Ｙ２中心Ｃ１よりも深い側に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。押し付ける力Ｆ２が十分に大きければ、固定部を溝部３１Ａの厚さ方向Ｙ２の中心Ｃ１よりも浅い側に設けてもよい。

また、上述した実施形態によれば、溝部３１Ａの底面には、背面から正面に向かって深くなる第１傾斜面３１Ｂが設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、溝部３１Ａに正面から背面に向かって深くなる第１傾斜面３１Ｂを設けるようにしてもよい。

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。

２ 文字板
２Ａ 目盛り
３ ガイドレール
４ 指針
５ 柔軟部材
９ モータ（駆動源）
３１Ａ 溝部
３１Ｂ 第１傾斜面
４１ 上ローラ（ローラ）
４１Ｂ 第２傾斜面
４２ 下ローラ（ローラ）
４２Ｂ 第２傾斜面
４３ 指針ベース（第１保持部材）
４４ 指針アーム（第２保持部材）
４４Ｂ 指針本体
４５ 押さえバネ（弾性部材）
Ｙ１ 帯幅方向
Ｙ２ 厚さ方向

Claims (3)

1. 文字板の目盛りに沿って形成された帯状のガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に支持される指針と、を備え、前記指針が、前記ガイドレールの帯幅方向両端面上を各々回転走行する複数のローラと、前記両端面の一方を走行する前記ローラを回転自在に保持する第１保持部材と、前記両端面の他方を走行する前記ローラを回転自在に保持する第２保持部材と、前記第１保持部材及び前記第２保持部材間に保持され、前記第１保持部材及び前記第２保持部材を互いに近づけるように付勢する弾性部材と、前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れか一方に設けられた前記文字板上の目盛りを指示する指針本体と、を有する指針装置において、
   前記ガイドレール及び前記ローラの一方には、他方を挿入する溝部が設けられ、
   前記溝部の底面には、厚さ方向の一端から他端に向かって深くなる第１傾斜面が設けられている
   ことを特徴とする指針装置。
2. 前記ガイドレール及び前記ローラの他方には、前記第１傾斜面に重ねられる第２傾斜面が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の指針装置。
3. 前記ガイドレールに沿って移動する線状の柔軟部材と、
   前記柔軟部材を前記ガイドレールに沿って移動させる駆動源と、をさらに備え、
   前記第１保持部材及び前記第２保持部材の何れか一方には、前記柔軟部材が固定される固定部が設けられ、
   前記固定部が、前記溝部の厚さ方向中心よりも深い側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の指針装置。

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