Brevet FR2807160A1 — publié le 20011005

AGENCEMENT D'ARBRE D'UN APPAREIL DE MESURE INDICATEUR invention se rapporte à divers appareils de mesure indicateurs comprenant un appareil de mesure indicateur de véhicule. Dans un appareil de mesure indicateur de véhicule, une boîte de commande comporte une section de commande d'entraînement disposée derrière un cadran et un arbre rotatif s'étendant à travers le cadran de façon à porter une aiguille indicatrice à son extrémité. L'arbre rotatif est raccordé à un engrenage de sortie di train d'engrenages réducteur de vitesse. L'arbre rotatif est constitué habituellement d'un arbre métallique est intégré à l'engrenage de sortie. fait que l'arbre rotatif est considérablement long et fin, afin d'assurer un fonctionnement précis regulier de l'aiguille indicatrice, il est très difficile de garantir une résistance à la flexion suffisante. Par conséquent, l'arbre rotatif doit être manipulé avec beaucoup de précaution de façon à ne pas fléchir lorsqu'il est usiné ou lorsqu'il subit un traitement thermique. objectif principal de linvention est créer un appareil de mesure indicateur comportant un arbre rotatif amélioré. autre objectif de l'invention est de créer un arbre rotatif ayant une résistance à la flexion suffisante tout en maintenant un fonctionnement précis et régulier de l'aiguille indicatrice. Un appareil de mesure indicateur selon un mode de réalisation préféré de l'invention comprend. un cadran, une boîte de commande possédant un boîtier disposé derrière le cadran, une section de commande d'entraînement disposée dans le boîtier, un arbre rotatif entraîné par la section de commande d'entraînement et deux paliers fixés au boîtier ainsi qu'une aiguille indicatrice portée par 1 ' arbre- rotatif Selon une caractéristique de linvention, larbre rotatif est composé d'un arbre fin supporté par au moins un des paliers disposé près du cadran et d'un arbre épais dont une extrémité est raccordée à l'arbre fin, et la longueur ainsi le diamètre extérieur de l'arbre fin sont tels que le rapport de ladite longueur sur ledit diamètre extérieur garantit une résistance à la flexion suffisante. L'arbre rotatif peut comprendre en outre un autre arbre fin supporté par l'autre des deux paliers, et l'autre extrémité de l'arbre fin est raccordée à l'autre arbre fin, et la longueur ainsi que le diamètre extérieur de lautre arbre sont également tels que le rapport de ladite longueur sur ledit diamètre extérieur . garantit une résistance à la flexion suffisante. L'arbre fin peut être un élément en acÎer inoxydable, et l'arbre épais peut être un élément résineux La section de commande d'entraînement peut comprendre un train d'engrenages réducteur de vitesse comportant engrenage de sortie. Dans un tel cas, l'arbre épais peut etre intégré à l'engrenage de sortie. Le rapport de chaque arbre fin est, préférence, inférieur à 10. La longueur de chaque arbre fin peut être inférieure à 10 mm, et diamètre extérieur de chaque arbre fin peut être d'environ 1 mm. En outre, arbre épais peut être réalisé à partir d'un des matériaux constitués de polyacétal ou de sulfure de polyphénylène. D'autres objectifs, propriétés et caractéristiques de la présente invention ainsi que les fonctions parties associées de la présente invention deviendront clairs à partir l'étude de la description détaillée qui va suivre, des revendications annexées et des dessins. Dans les dessins : La figure 1 est une vue de face et une vue en coupe transversale partielle d'un appareil de mesure indicateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 2 est une vue de côté en coupe transversale de lfappareil de mesure indicateur représenté à la figure 1 selon la ligne II-II ; La figure 3 est une vue arrière en coupe transversale de l'appareil de mesure indicateur représenté à la figure 2 selon la ligne III-III ; et La figure 4 est une vue de côté en coupe transversale de l'appareil de mesure indicateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Un appareil de mesure indicateur selon premier mode de réalisation de l'invention est décrit en référence aux figures 1 3. L'appareil de mesure indicateur selon le premier mode de réalisation est un compteur combiné devant être monté dans un tableau de bord d'un véhicule. L'appareil de mesure indicateur comprend deux compteurs U, un compteur de vitesse et un compte-tours de moteur. Chaque compteur U est composé d'un cadran commun 10, d'une plaque photoconductrice commune 20, d'une carte à circuit imprimé commune 30, d'une boîte de commande D et d'une aiguille indicatrice 60. Le compteur de vitesse et le compte-tours de moteur comportent deux motifs de graduations transparents semi- circulaires 11 et 12, et le cadran 10 comporte un motif d'indication 10c destiné à indiquer les positions d'un levier de changement de vitesse. La plaque photoconductrice 20 est réalisée à partir de résine acrylique ou de polycarbonate et s'étend de façon à recouvrir le dos du cadran correspondant aux motifs de graduations 11 et 12 formés sur sa surface frontale. Le dos de la plaque photoconductrice 20 est revêtu d'un film réfléchissant la lumière, et cette plaque comporte deux trous traversants 21 au niveau de parties correspondant respectivement au compteur de vitesse et au compte-tours, bien qu'un seul trou traversant 21 associé au compteur de vitesse soit représenùé à la figure 2. La. plaque photoconductrice 20 comporte une partie d'interception de lumière prismatique ou chanfreinée au niveau la périphérie intérieure dé chaque trou traversant 21. Le cadran 10 comporte également deux trous traversants 13 au niveau des mêmes parties que les trous traversants 21 de la plaque photoconductrice 20. La carte à circuit imprimé 30 est disposée au dos de la plaque photoconductrice 20. Chaque boîte de commande D est composée d'une section de commande d'entraînement 40 et d'un arbre rotatif 50. Chaque section de commande d'entraînement est montée au dos de la carte circuit imprimé au niveau de sa partie correspondant au trou traversant 21. Chaque section de commande d'entraînement 40 est composée d'un boîtier 40a, d'un train d'engrenages réducteur de vitesse 40b et d'un moteur pàs à pas M. Le boîtier 40a comporte une plaque de plafond 41a, qui est fixée au dos de la carte à circuit imprimé 30 au niveau de sa partie correspondant au trou traversant 21. Le train d'engrenages réducteur de vitesse 40b est composé de quatre roues d'engrenage cylindriques droites en résine 42 45 et est monté dans le boîtier 40a. Les roues d'engrenage cylindriques droites 42 à 45 sont réalisées à partir de polyacétal, de sulfure de polyphénylène ou analogue. Parallèlement, le polyacétal a une résistance à la flexion d'environ 100 N/mm2 à une température de 23'C, et le sulfure de polyphénylène a une résistance à la flexion d'environ 200 N/mm2 à une températur#a de 23'C. La roue d'engrenage cylindrique droite 42 est supportée mobile en rotation par un arbre d engrenage 42a entre la plaque de plafond 4la et une plaque de fond 41b du boîtier 40a. La roue d'engrenage cylindrique droite 43 a un diamètre extérieur plus grand que celui de la roue d'engrenage cylindrique droite 42. Les roues d'engrenage cylindriques droites 43 et 44, ensemble, sont supportées par un arbre 43a entre les plaques 4la et 41b. La roue d'engrenage 44 a un diamètre extérieur plus petit que celui de la roue d'engrenage 43. La roue d'engrenage 43 est en prise avec la roue d'engrenage 42. La roue d'engrenage cylindrique droite 45 est supportée par un arbre rotatif 50 entre les plaques 4la et 41b et est en prise avec la roue d'engrenage 44. L'arbre rotatif 50 est composé de deux arbres épais et fin 51 et 52 raccordés coaxialement. L'arbre épais 51 est réalisé partir du même matériau résineux que la roue d'engrenage cylindrique droite 45, et l'a-Ébre fin 52 est réalisé à partir d'un métal dur tel que de l'acier inoxydable ou un acier à coupe rapide. Le diamètre extérieur de l'arbre résineux 51 se trouve dans la plage entre 2 mm et 3 mm, et sa longueur est d'environ 15 mm. La longueur totale de l'arbre rotatif 50 est d'environ 22 mm. L'arbre résineux 51 réduit la longueur de l'arbre métallique fin 52 ayant un petit diamètre extérieur afin garantir une résistance à la flexion suffisante. Par exemple, la longueur de l'arbre en acier inoxydable 52 est d'environ 10 mm, et son diamètre extérieur d'environ 1 mm. C'est-à-dire que le rapport de la longueur de larbre en acier inoxydable 52 sur le diamètre extéfieur de l'arbre 52 est d'environ 10. L'arbre résineux 51 est intégré à la roue d'engrenage cylindrique droite 45, et une extrémité de l'arbre métallique 52 est montée coaxialement sur l'extrémité de l'arbre résineux 51. Parallèlement, l'arbre résineux 51 peut être distinct de la roue d'engrenage 43. Une extrémité 51b de l'arbre résineux 51 est supportée mobile en rotation par un palier 41c formé au niveau de la plaque de fond 41b. L'arbre métallique 52 est supporté mobile en rotation par un palier 41d de la plaque de plafond 4la en son milieu 52b et s'étend à travers un trou traversant 31 de la carte à circuit imprimé 30 et le trou traversant 21 de la plaque photoconductrice 20 à l'intérieur du trou traversant 13 du cadran 10. Lors du moulage en une seule pièce de la roue d'engrenage cylindrique droite 45 et de l'arbre résineux 51, une partie d'extrémité d'une longueur d'environ 3 mm de l'arbre métallique 52 est insérée à l'intérieur de la partie d'une matrice de moulage correspondant à l'arbre résineux 51. Ainsi, peut rendre la longueur de l'arbre métallique 52 très courte et le diamètre extérieur très petit. En conséquence,' l'aiguille indicatrice est entraînée de façon très régulière pour indiquer une. valeur mesurée très précise telle qu'une vitesse de véhicule ou une vitesse de rotation du moteur. Le moteur pas à pas M est monté dans le boîtier 40a. Le moteur pas pas M est composé d'un stator 40c et d'un rotor 40d. Le stator 40c est fixé à la plaque de plafond 41a. Comme le représente la figure 3, le stator 40c comporte une paire de chapes de bobinage 46 et 47 et une paire de bobines de champ 48 et 49. La paire de chapes de bobinage 46 et 47 est fixée à la plaque de plafond 41a. La chape de bobinage 46 comporte deux pôles 46a faisant face au rotor 40d, et la chape de bobinage 47 comporte deux pôles 47a faisant face au rotor 40d et à la paire de pôles 46a via le rotor 40d. La bobine de champ 48 est enroulée sur une partie intermédiaire 46b de la chape de bobinage 46, et la bobine de champ 49 est enroulée sur une partie intermédiaire 47b de la chape de bobinage 47. La bobine de champ 48 comporte une extrémité 48a et la bobine de champ 49 comporte une extrémité 49a, les deux étant insérées respectivement dans des trous de la carte à circuit imprimé 30 et soudées à un circuit de la carte à circuit imprimé 30 par un procédé de soudure par fusion ou par un procédé de soudure à vague. Lorsque la paire de bobines de champ 48 et 49 est alimentée- par une source d'énergie électrique par l'intermédiaire de la carte à circuit imprimé 30, les bobines'de champ 48 et 49 ainsi que la paire de chapes de bobinage 46 et 47 produisent un champ magnétique destiné à faire tourner le rotor 40d. rotor 40d est composé d'un aimant permanent et est supporté' par l'arbre 42a coaxialement avec la roue d'engrenage cylindrique droite 42. aiguille indicatrice 60 comporte une partie de support 61 portée par une extrémité de l'arbre rotatif 50. Par conséquent, l'aiguille indicaùrice 60 est entraînée par le moteur pas à pas M via le train d'engrenages réducteur de vitesse 40 b et l'arbre 50. La référence numérique à la figure 2 indique une diode électroluminescente destinée à éclairer le cadran 10. La diode électroluminescente 70 est brasée à une partie de la carte à circuit imprime 30 près du trou traversant 21 de la plaque photoconductrice 20. diode électroluminescente 70 émet de la lumière en direction de la partie d'interception de lumière prismatique du trou traversant 21 et, à tr'avers la plaque photoconductrice 20, au-dessus d'une large étendue du cadran 10. Si une pluralité de diodes électroluminescentes est disposée uniformément derrière la cadran 10, on pourra omettre la plaque photoconductrice 20. La référence numérique 80 indique un élément de protection frontal la référence numérique 90 indique un panneau frontal. appareil de mesure indicateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention est décrit en référence à la figure 4. arbre rotatif 50 de l'instrument de mesure indicateur selon le premier mode de réalisation est remplacé par un arbre rotatif 50A. L'arbre rotatif 50A est compose d'un arbre métallique fin 54, d'un arbre résineux 53 et du même arbre métallique fin 52 que celui du premier mode de réalisa-Lion, ceux-ci étant raccordés coaxialement-_ en série. L'arbre résineux 53 est intégré à la roue d'engrenage cylindrique droite 45 de la même manière que l'arbre résineux 51 du premier mode réalisation. L'arbre métallique 54 est constitué du même matériau que l'arbre métallique 52. L'extrémité droite de l'arbre métallique 54 est moulée par insertion à l'intérieur de l'extrémité gauche 53b de l'arbre résineux 53 la même manière que l'arbre métallique 52. L'extrémité gauche 54b de l'arbre métallique 54 est supportée mobile en rotation par le palier 41c de la plaque de fond 40a longueur totale de l'arbre 54 est d'environ 5 mm, et diamètre extérieur de l'arbre 54 est le même que l'arbre métallique 52. Etant donné que l'arbre métallique fin 54 est assez court pour conserver un rapport de sa longueur sur son diamètre extérieur, il est possible de# garantir une résistance à la flexion suffisante bien qu'il soit beaucoup plus fin que l'extrémité 51b de l'arbre résineux 51. En conséquence, l'arbre 50A peut être entraîné de façon plus régulière que l'arbre 50 de l'appareil de mesure indicateur selon la premier mode de réalisation de l'invention. Dans la description précédente de la présente invention, on a décrit l'invention en référence à ses modes de réalisation spécifiques. Il sera évident, cependant, que l'on peut réaliser divers modifications et changements sur les modes de réalisation spécifiques de la présente invention sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention présenté dans les revendications annexées. En conséquence, on doit considérer la description de la présente invention comme représentative, plutôt que restrictive. REVENDICATIONS Appareil de mesure indicateur comprenant un cadran (10) , un boîtier (40a) disposé derrière ledit cadran, une section de commande d'entraînement (40) disposée dans ledit boîtier, un arbre rotatif (50) entraîné par ladite section de commande d'entraînement et deux paliers (41c, 41d) fixés audit boîtier de façon à supporter ledit arbre rotatif, une aiguille indicatrice (60) portée par ledit arbre rotatif ; caractérisé en ce que ledit arbre rotatif comprend un a.rbre fin supporté par au moins un (41d) desdits deux paliers dispose près dudit cadran et un arbre épais (51) raccordé audit arbre fin, et longueur et le diamètre extérieur dudit arbre sont tels que le rapport de ladite longueur sul- ledit diamètre extérieur garantit une -résistance à la flexion suffisante. Appareil de mesure indicateur selon revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre fin comprend un élément en acier inoxydable, et ledit arbre épais comprend un élément résineux. Appareil de mesure indicateur selon revendication 1, caractérisé en ce que ladite section de commande d'entraînement comprend un train d'engrenages réducteur de vitesse (40b, 42, 43, 44, 45) comportant un engrenage de sortie (45), et ledit arbre épais est intégré audit engrenage de sortie. 4. Appareil de mesure indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit rapport dudit arbre fin (52) est inférieur à 10. Appareil de mesure indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite longueur dudit arbre fin (52) est d'environ 10 mm, ledit diamètre extérieur dudit arbre est d'environ 1 mm. Appareil de mesure indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en que ledit arbre épais (51) est réalisé à partir d'un des matériaux constitués de polyacétal et de sulfure de polyphénylène. Appareil de mesure indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit arbre rotatif (50) comprend en outre autre arbre fin (54) supporté par l'autre (41c) desdits deux paliers, et l'autre extrémité dudit arbre épais (51) est raccordée audit autre arbre fin, et la longueur et le diamètre extérieur dudit autre arbre fin sont tels que le rapport de ladite longueur ledit diamètre extérieur garantit une résistance à la flexion suffisante.