JPH07270193A - 計器の指針駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コスト化を図りつつ、指針の零点復帰を確
実に行う。 【構成】 指針１１は目盛板２の前面側にて回動可能に
支持され、ＣＰＵ１４からの駆動信号に基づいて回動す
る。目盛板２の零点位置にはストッパ１２が設けられて
おり、指針１１は非駆動時において自重によりストッパ
１２に当接している。イグニションスイッチ２１からの
最初のＯＮ信号が入力された時、ＣＰＵ１４は指針１１
を最高速度位置まで回動させた後、その状態から低速側
へ指針１１を徐々に回動させる。この処理により、指針
１１は確実に零点位置に復帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両のインスト
ルメントパネルに設けられるスピードメータ，タコメー
タ等の計器に係り、その計器の指針を回動させるための
指針駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、一般的に用いられる自動車用ス
ピードメータである。このスピードメータの目盛板４１
上において、指針４２は回動軸４３と一体回動可能に設
けられており、例えば交差コイルムーブメント（図示
略）により駆動されるようになっている。そして、指針
４２の非駆動時には、同指針４２は渦巻きバネやマグネ
ット等（図示略）により目盛板４１の低速側（図の反時
計回り方向）に付勢され、零点位置に設けられたストッ
パ４４に当接している。ところが、このようなスピード
メータでは、渦巻きバネやマグネット等を構成要件とす
ることで部品点数が増え、コスト高になるという問題を
抱えている。

【０００３】一方、上記のような構成に対して、前記渦
巻きバネやマグネット等の構成部品を省略して低コスト
化を図ったスピードメータがある。このスピードメータ
では、指針４２の非駆動時において同指針４２の自重に
より指針４２を目盛板４１の零点位置方向に回動させ、
ストッパ４４に当接させている。図９の場合には、指針
４２の先端部が重くなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指針４
２が自重によりストッパ４４に当接する上記のスピード
メータでは、同メータ自体が横になったり上下逆になっ
たりすると指針４２がストッパ４４から離れ、回動軸４
３を中心として任意の方向に回動する。この場合、スピ
ードメータの上下を戻した時に指針４２がストッパ４４
の下側に移動してしまう（図９のＰ１の位置）。具体的
には、例えばインストルメントパネルへのスピードメー
タの組み付け前に同メータの上下が逆になることがあ
り、その状態でメータが組み付けられると上述のように
指針４２が正規の位置に戻らなくなる。

【０００５】そして、このＰ１の位置から指針４２が駆
動し始めた場合、車速＝０ｋｍ／ｈであれば指針４２は
先ず零点位置に移動しようとして図の時計回り方向に回
動し、ストッパ４４に下側から当接する（図９のＰ２の
位置となる）。つまり、指針４２が誤動作し、この場
合、自動車の速度が上昇しても指針４２は適切な車速表
示を行うことができない。

【０００６】本発明は上記の問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、低コスト化を実
現しつつ、指針の零点復帰を確実に行うことができる計
器の指針駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、回動軸と一体回動する指
針と、所定の駆動指令に応じた目盛板の振れ角位置に前
記指針を回動させる指針駆動手段とを備え、前記指針駆
動手段による指針の非駆動時には、前記指針が前記目盛
板の零点位置を指すべく設けられたストッパに、前記指
針を自重により当接させるようにした計器の指針駆動装
置において、前記指針が非駆動状態から駆動状態へ移行
する時に、同指針を前記目盛板の最大振れ角位置付近ま
で回動させた後、その状態から前記零点位置まで振れ角
を小さくする方向に同指針を回動させる零点復帰手段を
備えたことを要旨としている。

【０００８】請求項２に記載の発明では、前記零点復帰
手段は、前記指針を最大振れ角位置付近から零点位置に
復帰させる際において、指針の振れ角が小さくなる複数
の指令値により指針を回動させるように構成している。

【０００９】請求項３に記載の発明では、所定の電源供
給により前記指針の駆動を開始するものであって、初回
の電源投入時のみ、前記零点復帰手段が動作するように
構成している。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、指針は指針駆
動手段からの所定の駆動指令に応じた振れ角位置に回動
し、非駆動時には自重によりストッパに当接する。この
とき、指針は目盛板の零点位置を指す。又、零点復帰手
段は、指針が非駆動状態から駆動状態へ移行する時に、
同指針を目盛板の最大振れ角位置付近まで回動させた
後、その状態から前記零点位置まで振れ角を小さくする
方向に同指針を回動させる。

【００１１】要するに、自重により指針を零点位置に保
持するようにした計器では、指針の非駆動時に計器自体
が横になったり上下逆になったりすることで、指針が正
規の零点位置に戻らなくなる場合がある。しかし、この
ような場合であっても、本構成によれば指針の駆動開始
時において上述の零点復帰処理が行われ、指針は正規の
位置（零点位置）に確実に復帰する。又、零点復帰の際
の回動方向が常に同一方向（振れ角を小さくする方向）
に限定され、逆回りすることにより生じる零点復帰時の
誤動作が防止される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、零点復帰
手段は、指針を最大振れ角位置付近から零点位置に復帰
させる際において、指針の振れ角が小さくなる複数の指
令値により指針を回動させる。例えばスピードメータに
具体化した場合であれば、指針は高速側から低速側へ徐
々に回動し、ストッパとの当接位置で停止する。この場
合、指針が徐々に回動することにより逆回りでの零点復
帰動作が確実に防止される。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、初回の電
源投入時のみ、零点復帰手段が動作する。つまり、指針
の位置ずれは、車両等の被組付対象に計器が組み付けら
れる以前に生じ易いと考えられる。そのため、計器の車
両等への組み付け及び電源との接続が行われた後に零点
復帰処理が１回実施されれば、以後、同様の零点復帰処
理を繰り返す必要はなく、同処理を必要最小回数のみの
実施とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を自動車のインストルメントパ
ネルに設置されるスピードメータの指針駆動装置に具体
化した一実施例について、図面を用いて説明する。

【００１５】図２はスピードメータ１の構成を示す正面
図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。スピー
ドメータ１の目盛板２には、所定間隔毎に０〜２４０ｋ
ｍ／ｈの車速を示す数値が表示されている。本実施例の
場合、零点位置（車速＝０ｋｍ／ｈの位置）が時計のほ
ぼ八時を示す位置に設けられ、最大振れ角位置としての
最高速度位置（車速＝２４０ｋｍ／ｈの位置）が時計の
ほぼ四時を示す位置に設けられている。又、目盛板２に
はオドメータ３とトリップメータ４とが設けられている
（但し、図３では省略している）。

【００１６】一方、目盛板２の背面側（図３の目盛板２
の右側）において、基板５にはムーブメント６が固定さ
れ、このムーブメント６と目盛板２とが連結部材７にて
連結されている。ムーブメント６は交差コイル８を有
し、この交差コイル８の回動軸９がムーブメント６の中
央部から突出している。回動軸９の先端には、目盛板２
の前面側に配置された指針ホルダ１０が固定されてお
り、同指針ホルダ１０には指針１１が固定されている。
本実施例では、指針１１は自重によりその先端部を下に
するように常に付勢されている。目盛板２上には零点位
置にストッパ１２が設けられている。

【００１７】従って、交差コイル８への電気信号（駆動
指令）があれば、指針１１は同電気信号に応じた車速の
指示位置に回動する。又、交差コイル８への電気信号が
なければ、指針１１は自重によって回動してストッパ１
２に当接した位置に保持され、このとき、指針１１の先
端は目盛板２の零点位置を指し示す。

【００１８】図１は、スピードメータ１の指針駆動装置
の電気的構成を示している。図１において、マイクロコ
ンピュータ（以下、マイコンと略す）１３は、制御プロ
グラムを実行するＣＰＵ（中央演算装置）１４と、制御
プログラムを記憶するＲＯＭ（リードオンリメモリ）１
５と、演算データを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダム
アクセスメモリ）１６と、外部からの信号を取り込むＩ
／Ｆ（インターフェイス）１７，１８とを備えている。

【００１９】マイコン１３には、レギュレータ２０を介
してバッテリ１９が接続されており、バッテリ１９から
の電源電圧（本実施例では、定格電圧＝１２Ｖ）はレギ
ュレータ２０にて所定電圧（５Ｖ）に調整された後、マ
イコン１３に供給される。又、マイコン１３とバッテリ
１９との間にはイグニションスイッチ２１が接続されて
いる。そして、図示しないイグニションキーがＯＦＦ位
置からＯＮ位置に切換えられると、その旨を示すＯＮ信
号がイグニションスイッチ２１から出力され、マイコン
１３のＩ／Ｆ１７を介してＣＰＵ１４に入力される。

【００２０】さらに、マイコン１３には、車速センサ２
２が接続されている。車速センサ２２は自動車のトラン
スミッションの出力軸に設けられており、同出力軸の回
転を抵抗変化として検出する磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を
有している。そして、車速センサ２２は、磁気抵抗素子
による抵抗変化に基づいて１回転につき２０パルスの信
号を出力する。車速センサ２２からのパルス信号はマイ
コン１３のＩ／Ｆ１８を介してＣＰＵ１４に入力され
る。

【００２１】又、マイコン１３には、スピードメータ１
のムーブメント駆動用のドライバ２３が接続されてい
る。そして、ドライバ２３は、マイコン１３（ＣＰＵ１
４）からの駆動信号に基づいて図３のムーブメント６に
電気信号を送り指針１１を動作させる。なお、本実施例
では、ムーブメント６により指針駆動手段が構成され、
ＣＰＵ１４により零点復帰手段が構成されている。

【００２２】次いで、本実施例の作用を図４〜図７を用
いて説明する。図４はＣＰＵ１４により実行されるメイ
ンルーチンであり、同ルーチンはバッテリ１９からの電
源供給により随時実行されスピードメータ１の指針１１
の駆動を制御する。同ルーチンでは、イグニションスイ
ッチ２１からのＯＮ信号（以下、ＩＧ＝ＯＮとする）が
判別され、バッテリ接続による電源供給後において最初
にＩＧ＝ＯＮとなる時のみ、スピードメータ１の指針１
１の零点復帰処理が実施される。なお、その零点復帰処
理が完了しているか否かは初回判定フラグＦの状態によ
り継続的に記憶される。ここで、Ｆ＝「０」は未実施、
Ｆ＝「１」は実施完了を示し、同フラグＦはバッテリ接
続直後にＦ＝「０」に初期化されるようになっている。
又、図６，図７は、図４のルーチンによる指針１１の動
作を説明するものであり、便宜上、同図ではオドメータ
３及びトリップメータ４を省略している。

【００２３】さて、図４のルーチンにおいて、ＣＰＵ１
４は、先ずステップ１００でＩＧ＝ＯＮであるか否かを
判別し、ＩＧ＝ＯＮであれば続くステップ１１０に移行
して初回判定フラグＦが「０」であるか否かを判別す
る。そして、Ｆ＝「０」であれば、ＣＰＵ１４はステッ
プ１２０〜１４０の処理を実施した後ステップ１５０に
移行し、Ｆ＝「１」であればそのままステップ１５０に
移行する。

【００２４】即ち、バッテリ接続後におけるＩＧ＝ＯＮ
が第１回目であれば、Ｆ＝「０」であるからＣＰＵ１４
はステップ１１０を肯定判別してステップ１２０に移行
する。そして、ＣＰＵ１４は、ステップ１２０で指針１
１を最高速度付近まで回動させる。この場合、指針１１
が正規の位置（零点位置）にあるとすれば、図６に示す
ように、指針１１は零点位置（の位置）から時計回り
方向に回動し、最高速度位置（の位置）で一旦停止す
る。

【００２５】又、ＣＰＵ１４は、続くステップ１３０で
高速側から低速側へ指針１１を徐々に回動させる。この
場合、ＣＰＵ１４は、図６の→→→→の順に
指針１１を回動させるべく駆動指令値を出力する。その
結果、指針１１は最高速度位置（の位置）から反時計
回り方向に回動し、図６の如く動作して零点位置（の
位置）に復帰する。そして、ＣＰＵ１４は、ステップ１
４０で初回判定フラグＦを「１」にセットし、そのデー
タをＲＡＭ１６に保存する。

【００２６】その後、ＣＰＵ１４は、ステップ１５０〜
１８０で指針１１を車速ｖn に応じた指示位置ｖp に駆
動させる。詳しくは、ＣＰＵ１４は、ステップ１５０で
車速データをリフレッシュするための所定時間（本実施
例では、１０ｍｓｅｃ）が経過したか否かを判別し、こ
れが肯定判別されれば続くステップ１６０で車速パルス
周期Ｔに基づいて車速ｖn を演算する。ここで、車速パ
ルス周期Ｔは、車速センサ２２からの出力パルス信号に
基づいて求められるものであり、具体的には図５の割り
込みルーチンにて求められる。

【００２７】即ち、ＣＰＵ１４は、車速センサ２２から
のパルス信号の立ち上がりエッジ毎に割り込みを行い、
図５のルーチンを起動させる（ステップ２００）。そし
て、ＣＰＵ１４は、ステップ２１０でパルス間の計測時
間から車速パルス周期Ｔを演算した後、メインルーチン
に戻る（ステップ２２０）。

【００２８】その後、ＣＰＵ１４は、ステップ１７０で
車速パルス周期Ｔを目盛板２上の指示位置ｖp に換算
し、続くステップ１８０で指針１１を指示位置ｖp に駆
動させる。以降、ＣＰＵ１４がステップ１５０〜１８０
を繰り返すことにより、スピードメータ１は車速表示を
行う。なお、車速ｖn の演算方法としては、上記方法の
他に所定時間内におけるパルス数をカウントして算出す
る方法を用いることもできる。

【００２９】一方、上記ルーチンにおいて第１回目のＩ
Ｇ＝ＯＮ時に指針１１が正規の位置（零点位置）にない
場合、指針１１は図７に示す如く動作する。つまり、図
７において、指針１１はストッパ１２よりも反時計回り
方向に位置し、自重によりその先端は垂下方向を指して
いる（’位置）。

【００３０】この場合、図４のステップ１２０の処理に
より、指針１１は反時計回り方向に回動し、最高速度位
置（’の位置）で一旦停止する。又、図４のステップ
１３０の処理により、指針１１は最高速度位置（’の
位置）から反時計回り方向に回動し、’→’→’
→’→’の順に徐々に零点位置（’位置）に復帰
する。

【００３１】そして、本実施例によれば、上記構成のス
ピードメータ１及び同メータ１の指針１１を駆動するた
めの指針駆動装置に関して、以下の効果を得ることがで
きる。

【００３２】つまり、上記のスピードメータ１では、指
針１１を常に低速側へ付勢する渦巻きバネやマグネット
等の構成を省略し低コスト化を図った。そのため、メー
タ自体が横になったり上下逆になったりすると指針１１
が正規の位置（ストッパ１２との当接位置）に戻らなく
なることがある（図７の’の状態）。しかし、このよ
うな場合であっても、指針１１は一旦、最高速度位置に
回動された後、低速側へ徐々に回動されることにより、
確実に零点位置への復帰動作が行われる（図４のステッ
プ１２０，１３０の処理）。又、零点復帰の際の回動方
向が常に同一方向となり、逆回りすることにより発生す
る零点復帰時の誤動作が防止される。さらに、この零点
復帰処理はバッテリ接続後の最初のＩＧ＝ＯＮ時のみ実
施されるため、同処理を必要最小回数だけ行うことがで
きる。そのため、ＩＧ＝ＯＮ毎に、同処理を行うことに
よるドライバに与える不快感を解消することができる。

【００３３】一方、本発明の別の実施例として、図８に
示すスピードメータ３１に具体化することもできる。図
８において、目盛板３２には時計のほぼ二時を示す位置
に零点位置が設けられ、その零点位置にはストッパ３３
が設けられている。指針３４は回動軸３６に固定され、
その後端側には重り部３５を有している。即ち、図８の
指針１１では、その先端側よりも後端側の重り部３５の
方が重く、先端側が真上方向を向くように保持されてい
る。なお、指針３４の重り部３５は、目盛板３２の背面
側に設けられ、ドライバ側からは見えないようになって
いる。

【００３４】この場合にも、上記図４のルーチンに基づ
いて零点復帰処理が実施されることで、上記実施例と同
様の作用・効果を得ることができる。つまり、指針３４
が図８の実線の位置（正規の位置）にあっても或いは二
点鎖線の位置（正規でない位置）にあっても、確実な零
点復帰動作が行われる。

【００３５】なお、本発明は、さらに下記に示す如く変
更して具体化することができる。上記実施例では、零点
復帰処理をバッテリ接続後の第１回目のＩＧ＝ＯＮ時の
みに実施したが、ＩＧ＝ＯＮ毎に実施することも可能で
ある。

【００３６】又、製造メーカでの製造工程時において１
回のみの実施とすることもできる。この場合、不揮発性
メモリに零点復帰処理が完了していることを示す情報
（上記実施例の初回判定フラグＦに相当する情報）を書
き込んでおけば、バッテリ取り替え時にもその情報が保
存されているために零点復帰処理が新たに行われること
はない。即ち、ユーザによる使用時には、指針駆動装置
は上記零点復帰処理を備えていない装置と全く同じ動作
を行うことになり、ユーザへ不快感を与えることはな
い。

【００３７】上記実施例では、ストッパを目盛板の前面
側に設けたが、目盛板の背面側に設けてドライバ側から
見えなくし、見栄えを向上させるようにしてもよい。上
記実施例では、自動車用スピードメータに具体化した
が、タコメータ等の他の計器類に具体化してもよい。
又、鉄道車両や船舶の計器類、さらにはゲーム機器にお
ける計器類に具体化してもよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、低コス
ト化を図りつつ、指針の零点復帰を確実に行うことがで
きるという優れた効果を発揮する。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、指針の零
点復帰を常に同一の回動方向にて行わせ、より確実な零
点復帰動作を行うことができる。請求項３に記載の発明
によれば、零点復帰動作を必要最小回数とすることで、
通常の使用時における動作の簡略化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるスピードメータの指針駆動装置
の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】スピードメータの正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】指針を駆動させるための処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図５】割り込みルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】指針の動作を説明するためのスピードメータの
正面図である。

【図７】同じく、指針の動作を説明するためのスピード
メータの正面図である。

【図８】別の実施例におけるスピードメータを示す正面
図である。

【図９】従来技術における課題を説明するためのスピー
ドメータの正面図である。

【符号の説明】

１…スピードメータ、２…目盛板、６…指針駆動手段と
してのムーブメント、９…回動軸、１１…指針、１２…
ストッパ、１４…零点復帰手段としてのＣＰＵ、１９…
電源としてのバッテリ、３１…スピードメータ、３２…
目盛板、３３…ストッパ、３４…指針、３６…回動軸。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動軸と一体回動する指針と、所定の駆
   動指令に応じた目盛板の振れ角位置に前記指針を回動さ
   せる指針駆動手段とを備え、前記指針駆動手段による指
   針の非駆動時には、前記指針が前記目盛板の零点位置を
   指すべく設けられたストッパに、前記指針を自重により
   当接させるようにした計器の指針駆動装置において、 前記指針が非駆動状態から駆動状態へ移行する時に、同
   指針を前記目盛板の最大振れ角位置付近まで回動させた
   後、その状態から前記零点位置まで振れ角を小さくする
   方向に同指針を回動させる零点復帰手段を備えたことを
   特徴とする計器の指針駆動装置。
2. 【請求項２】 前記零点復帰手段は、前記指針を最大振
   れ角位置付近から零点位置に復帰させる際において、前
   記指針の振れ角が小さくなる複数の指令値により前記指
   針を回動させる請求項１に記載の計器の指針駆動装置。
3. 【請求項３】 所定の電源供給により前記指針の駆動を
   開始するものであって、初回の電源投入時のみ、前記零
   点復帰手段が動作する請求項１又は２のいずれかに記載
   の計器の指針駆動装置。