(57)【要約】【課題】  簡素な構造で、製品の信頼性を向上させることができる指針式計器を提供すること。【解決手段】指針式計器は、指針と、前記指針によって指示される指標部を有する指標板と、前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有し回転移動する移動部材と、前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、前記移動部材を背後から支持する受部材と、前記移動部材を内周もしくは外周から押圧する押圧部材と、前記移動部材を内周もしくは外周から支持する保持部材と、からなり、前記移動部材は、前記押圧部材及び前記保持部材と対向する摺動部を備え、前記押圧部材及び前記保持部材は、前記摺動部と対向する接触部を備え、前記摺動部と前記接触部との接点における接線は、前記接触部が前記摺動部に与える荷重方向に対して傾斜してなる。【選択図】図１
2006184150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指針と、
前記指針によって指示される指標部を有する指標板と、
前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有し回転移動する移動部材と、
前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、
この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、
前記移動部材を背後から支持する受部材と、
前記移動部材を内周もしくは外周から押圧する押圧部材と、
前記移動部材を内周もしくは外周から支持する保持部材と、
からなる指針式計器であって、
前記移動部材は、前記押圧部材及び前記保持部材と対向する摺動部を備え、
前記押圧部材及び前記保持部材は、前記摺動部と対向する接触部を備え、
前記摺動部と前記接触部との接点における接線は、前記接触部が前記摺動部に与える荷重方向に対して傾斜してなることを特徴とする指針式計器。
【請求項２】
前記接触部は、前記摺動部に対して前記移動部材の回動軸方向に対して垂直方向に荷重を与え、
前記摺動部および前記接触部のうち、少なくとも一方は、前記移動部材に加わる荷重成分を２分するように前記移動部材の回転軸方向に対して傾斜もしくは湾曲してなることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
【請求項３】
前記接触部は、前記移動部材の回動軸方向の断面において前方側が移動部材側に張り出してなるオーバーハング状であることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
【請求項４】
前記摺動部は、前記移動部材の回動軸方向の断面において背後側が張り出す略台形状であることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
【請求項５】
複数の前記接点は、前記移動部材の回動軸方向に対して垂直な同一平面上にあることを特徴とする請求項１に記載の指針式計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車を代表とする車両に搭載される指針式計器に関し、特に指針の指示する指標部を備える指標板の中央領域に、貫通部または透明部からなる透視部が形成され、この透視部を通じて指標板の背後に配置される表示装置を視認させると共に、透視部の外周にて指針式表示を行う指針式計器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の指針式計器として、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。この指針式計器は、中央領域に透視部が形成された指標板と、透視部に臨むよう指標板の背後に配置された表示装置との間に、指針を搭載し、外周にギヤ列が設けられたリング形の移動部材と、この移動部材の内周または外周を支持する複数の支持部材とを設け、移動部材の外周にギヤ列に噛み合う回転歯車を備え、この回転歯車をモータ等の駆動装置を通じて回転させることにより、表示装置の周囲で指針を指標部に沿って回動させる構成であり、指針式表示にあっては本来デッドスペースとなる中央領域を情報表示スペースとして活用することができるといった利点がある。
【特許文献１】特開２０００−１３１０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記特許文献１記載の指針式計器は、指針が搭載される移動部材を複数の支持部材を通じて支持する構成であるが、これらの支持部材は、移動部材と回転歯車の噛み合い深さを調整したり、部品の寸法精度や組付け誤差、熱影響のよる膨張や収縮等に伴う移動部材の変形または変位等に対応して、移動部材を安定的に支持する必要がある。そのために、移動部材は、スラスト（回転軸）方向及びラジアル（水平）方向の荷重が安定的に働くように複数の支持部材によって支持されている。
【０００４】
しかしながら、複数の支持部材を備えることで、部品点数が増え、構造が複雑化したり、支持部材による移動部材への負荷や摩擦が過大となって、製品の信頼性低下を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡素な構造で、製品の信頼性を向上させることができる指針式計器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、指針と、前記指針によって指示される指標部を有する指標板と、前記指針を支持すると共に周囲に第１のギヤ列を有し回転移動する移動部材と、前記第１のギヤ列に噛み合う第２のギヤ列を有する回転部材と、この回転部材を駆動軸を通じて回転させることにより前記指針を前記指標部に沿って回動させる駆動装置と、前記移動部材を背後から支持する受部材と、前記移動部材を内周もしくは外周から押圧する押圧部材と、前記移動部材を内周もしくは外周から支持する保持部材と、からなる指針式計器であって、前記移動部材は、前記押圧部材及び前記保持部材と対向する摺動部を備え、前記押圧部材及び前記保持部材は、前記摺動部と対向する接触部を備え、前記摺動部と前記接触部との接点における接線は、前記接触部が前記摺動部に与える荷重方向に対して傾斜してなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載のように、前記接触部は、前記摺動部に対して前記移動部材の回動軸方向に対して垂直方向に荷重を与え、前記摺動部および前記接触部のうち、少なくとも一方は、前記移動部材に加わる荷重成分を２分するように前記移動部材の回転軸方向に対して傾斜もしくは湾曲してなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載のように、前記接触部は、前記移動部材の回動軸方向の断面において前方側が移動部材側に張り出してなるオーバーハング状であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載のように、前記摺動部は、前記移動部材の回動軸方向の断面において背後側が張り出す略台形状であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載のように、複数の前記接点は、前記移動部材の回動軸方向に対して垂直な同一平面上にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構造で、製品の信頼性を向上させることができる指針式計器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明による指針式計器１の実施形態について説明する。図１から図４は、本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は本実施形態による指針式計器１の正面図、図２は図１中、指標板２を取り外した際の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図３の要部断面図である。
【００１３】
指針式計器１は、図１及び図２に示すように、指標板２と、指針３と、表示器４と、見返し部材５と、駆動装置６と、回転部材７と、移動部材８と、支持部材９と、ベース板１０と、回路基板１１と、からなり、車速を指針３によって示し、その他の車両情報を表示器４によって示すものである。
【００１４】
指標板２は、無色透明なリング形状の基板上に、透光性の白色インクで印刷された目盛りや記号等からなる指標部２ａを除いて遮光性の暗色インクで印刷されてなる。指標板２は、車速を示す指標部２ａが背後から透過照明される構造をもつ。指標板２の中央には、図１に示すように、指針式計器１の中央に位置する表示器４の表示が見えるように、開口２ｂが設けられる。  
【００１５】
指針３は、後に詳述する移動部材７に設けられ、移動部材８の移動に伴って指標板２に設けられた指標部２ａを指示する。
【００１６】
表示器４は、液晶表示素子やＶＦＤ（蛍光表示管）等の表示素子が用いられる。表示器４は、リング形状となっている移動部材８の開口部Ｓに対応して回路基板９上に設けられる。表示器４の表示領域は、表示器４上に設けられる指標板２の開口２ｂによって決定される。表示器４は、シートベルトの脱着状況や方向指示等の各種ウォーニング表示、車速やエンジンの回転数等のデジタル表示及びバー表示を行い、車両情報を提供するものである。指標部２ａによって車速を指針３表示することに加え、中央に表示器４を設けることで、情報量は増大し、表示方法が多様化する。
【００１７】
見返し部材５は、黒色系の合成樹脂からなり、指標板２の前方側に配置され指針式計器１の可視領域を定める開口５ａを有する。
【００１８】
駆動装置６は、ステッピングモータや交差コイル等からなり、回路基板９に配接される。駆動装置６は、駆動装置６から指標板２方向に延びる駆動軸６ａを有する。駆動軸６ａのベース板１０側には歯車（回転部材）７が固定され、先端部には後に詳述する第１の保持部材９３が設けられる。駆動装置６は、駆動軸６ａを介して歯車７を回転駆動させる。  
【００１９】
移動部材８は、表示器４を視認可能なリング形状で、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の合成樹脂からなり、その前面（指標板２側）には、指針３を備える。移動部材８は、その内縁に第１のギヤ列８aが設けられる。移動部材８は、第１のギヤ列８aが駆動装置６によって回動する歯車７の第２のギヤ列７ａと噛み合うことによって、移動する。移動部材８は、図３に示すように、その内周が厚み方向に段違いに形成されており、回路基板１１側下半分は、第１のギヤ列８aを備え、指標板２側上半分は、移動部材８の回動軸に対して前方側（指標板２側）の内周が大きく、背後側（回路基板側）の内周が小さいおよそすり鉢形状であり、支持部材９との対向面である摺動部８ｂを備える。
【００２０】
摺動部８ｂは、移動部材８の回動軸方向の断面は、背後側が移動部材８の内側に張り出す略台形状の傾斜面である。
【００２１】
移動部材８は、表示器４による表示に対応して開口を備えるベース板１０に設けられる。
ベース板１０は、開口を備えるために剛性のある金属からなる。
【００２２】
支持部材９は、受部材９１と、押圧部材９２と、保持部材９３，９４と、からなる。
【００２３】
受部材９１は、後に詳述するベース板１０上に等間隔に６カ所（図示しない）半球状に突出して設けられ、移動部材８の背面に当接することで移動部材８を支持する。受部材９１は、移動部材８の前方側から背後側へのスラスト方向のガタつき、ズレ等の変位を規制する。受部材９１は、移動部材８に点（線）接触して移動部材８を支持するため、駆動装置６に与える負荷を軽減する。
【００２４】
押圧部材９２は、図３に示すように、ベース板１０に圧入固定された金属からなる第１の軸部１２と、この第１の軸部１２に回転自在に連結された例えば合成樹脂からなるアーム部１３と、このアーム部１３に固定され金属からなる第２の軸部１４と、押圧部材９２によって常時、移動部材８に圧力を加えるコイルスプリング１５と、第２の軸部１４に回転自在に支持されている合成樹脂からなるお椀形状の第１の回転体１６と、からなる。
【００２５】
第１の回転体１６は、移動部材８の摺動部８ｂに接触する第１の接触部１７を備え、移動部材２の変形や変位に応じて移動可能である。
【００２６】
第１の接触部１７は、移動部材８の摺動部８ｂに対して張り出す湾曲面である。そのため第１の接触部１７と、移動部材８の摺動８ｂ部とは点（線）接触となり、押圧部材９２が移動部材８に与える負荷を軽減するものである。
【００２７】
保持部材９３，９４は、合成樹脂からなり、ベース板１０上に２箇所配設される。
【００２８】
第１の保持部材９３は、先述したように、駆動軸６ａの先端に設けられる第２の回転体１８からなる。
【００２９】
第２の保持部材９４は、単独でベース板１０上に圧入固定された金属からなる第３の軸部１９に回転自在に支持される第３の回転体２０からなる。
【００３０】
第１の回転体１６と同様に第２，第３の回転体１８，２０は、いずれもお椀形状で、移動部材８が移動すると、その移動に伴い回転し、移動部材８を内周から規制する。
【００３１】
第１の接触部１７と同様、第２，第３の回転体１８，２０にそれぞれ設けられる第２,第３の接触部２１，２２は、移動部材８の回動軸方向の断面において移動部材８側に前方側が張り出すオーバーハング状の湾曲面となっている。第１，第２，第３の回転体１６，１８，２０は、いずれも摺動部８ｂと点接触し、移動部材８と共に回転するため、移動部材８にかかる負荷及び摩擦を低減するものである。また、第１，第２，第３の回転体１６，１８，２０におけるそれぞれの接触部１７，２１，２２と摺動部８ｂとの接点Ｐは、移動部材８の回動軸に対して垂直方向に同一平面となるよう設定される。これにより、それぞれの箇所で働く荷重Ｌの向き及び大きさが等しくなるので、安定して移動部材８を支持することが可能である。
【００３２】
回路基板１１は、絶縁材料であるアルミナや窒化アルミニウムなどからなるセラミックの板状の基板に導体，抵抗，レジスト膜を印刷し、駆動装置６及びベース板１０が配設される。
【００３３】
以下、本実施形態における支持構造を以下に説明する。
【００３４】
ある物体が他の物体に一方向の働きをもった荷重をかけると、物体同士の接点おける接線対して垂直方向に荷重が働く。接線が傾斜している場合には、荷重は、ラジアル荷重成分とスラスト荷重成分の２つに分解され、ラジアル荷重成分とスラスト荷重成分との合成ベクトルとして荷重の働く方向が接線に対して垂直となる。
【００３５】
比較例として図７に示すように、支持部材２３が移動部材２４に与える荷重Ｌがラジアル方向に移動部材２４を外側に押すように働き、支持部材２３の接触部２５と移動部材２４の摺動部２６との接触面が荷重Ｌ１の働く方向に対して垂直となっている場合には、接触部２５と摺動部２６との接点Ｐにおける接線Ｔは荷重Ｌ１の働く方向に対して垂直となるため、荷重Ｌの働く方向は変化せず、移動部材２４に対して移動部材２４を外側に押すように荷重Ｌ１が働く。この支持部材２３と移動部材２４においては、支持部材２３は、移動部材２４を内側から外側へ規制する一方向支持をするものである。
【００３６】
これに対して、本実施形態における支持部材９１，９２，９３は、ラジアル方向及びスラスト方向に規制し、移動部材を２方向支持すること可能である。
【００３７】
つまり、本実施形態において、図３及び図４に示すように第１，第２の回転体１６，１８の各接触部１７，２１と移動部材８の摺動部８ｂとの接点Ｐにおける接線Ｔは、摺動部８ｂと同じ傾斜角の接線Ｔである。回転体１６，１８が移動部材８にかける内側から外側へ一方向（ラジアル方向）のみの荷重Ｌは、接線Ｔに対して垂直方向に向きを変えて働く。向きを変えた荷重Ｌは、ラジアル荷重Ｌ１成分とスラスト荷重成分Ｌ２とからなる合成ベクトルＬとして示すことができる。これにより、前方側から背後側へのスラスト荷重成分Ｌ２によって、ベース板１０方向に押さえつけられるように移動部材８が規制されることになり、一つの支持部材によって２方向（内側から外側及び前方側から背後側への）支持が可能となる。
【００３８】
なお、断面図を図示しないが、第３の回転体２０と移動部材８との接触構造（支持構造）は、第１，第２の回転体１６，１８と移動部材８との接触構造と同様であり、第３の回転体２０と移動部材８との接触構造においても、第３の回転体２０は、移動部材８を２方向支持するものである。
【００３９】
本実施形態における指針式計器１は、移動部材８の傾斜面である摺動部８ｂによって、回転体１６，１８，２０が移動部材８に対してかけるラジアル方向（内側から外側）の荷重Ｌ１からスラスト方向（前方側から背後側）の荷重Ｌ２を発生させる接触構造となっているため、一つの支持部材によってラジアル方向及びスラスト方向の２方向支持が可能である。そのため、移動部材８の背後側から前方側へのスラスト方向のズレやガタつきといった変位を規制する支持部材をさらに設ける必要がなく、部品点数の削減、簡素な構造となり、また、移動部材と支持部材の負荷や摩擦が小さくなって、安定して移動部材を支持することができるので、信頼性の高い指針式計器とすることができる。
【００４０】
本発明は、２方向支持を可能とする支持構造によって、簡素な構造で、製品の信頼性を向上させる指針式計器とすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、摺動部８ｂを傾斜面とし、接触部１７，２１，２２を湾曲面としたが、摺動部８ｂと接触部１７，２１，２２との接点Ｐにおける接線Ｔが第１，第２，第３の保持部材９２，９３，９４が移動部材８にかける荷重Ｌの働く方向に対して傾斜するものであればよい。例えば、第２の実施形態として図５に示すように、第４の保持部材９５における第４の回転体２５を円柱形状とし、接触部２６を直角な角とし、移動部材８の摺動部８ｂを湾曲面としても、接点Ｐにおける接線Ｔは、荷重Ｌ方向に対して傾斜するので、ラジアル方向（内側から外側）の荷重Ｌ１からスラスト方向（前方側から背後側）の荷重Ｌ２が発生し、二方向支持となり、簡素な構造で、製品の信頼性を向上させる指針式計器とすることができる。
【００４２】
同様に、第３の実施形態として図６に示すように、第５の保持部材９６における第５の回転体２７を第１の実施形態と同じお椀形状とし、第５の接触部２８を湾曲面とし、移動部材８の摺動部８ｂを直角な角とするものであっても、接点Ｐにおける接線Ｔは、荷重Ｌ方向に対して傾斜するので、ラジアル方向（内側から外側）の荷重Ｌ１からスラスト方向（前方側から背後側）の荷重Ｌ２が発生し、二方向支持となり、簡素な構造で、製品の信頼性を向上させる指針式計器とすることができる。
【００４３】
また、移動部材２を外側に押圧する押圧部材９２を有することにより、移動部材８の変形に追従して移動部材８の変位を規制することができる。
【００４４】
また、第１の実施形態では、押圧部材９２を移動可能に設けたが、移動可能にする具体手段は任意である。
【００４５】
また、第１の実施形態では、駆動装置６，押圧部材９２及び保持部材９３，９４を全て移動部材８の内周に設けるものであったが、その配設位置は、安定して移動部材８を支持するものであればよい。例えば、駆動装置６，押圧部材９２及び保持部材９３，９４を全て移動部材８の外周に設けるものでもよく、その場合には、移動部材８における摺動部８ｂは、移動部材８の外縁に設けられ、回動軸における断面を背後側が外側方向に張り出す略台形状とし、あるいは押圧部材９２及び保持部材９３，９４における接触部１７，２１，２２を前方側が張り出すオーバーハング状とすることで、移動部材８の２方向支持が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態による指針式計器の正面図である。
【図２】同上実施形態において、指針式計器から指標板を取り外した際の正面図である。
【図３】同上実施形態における図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】同上実施形態における図３の要部断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態による要部断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による要部断面図である。
【図７】比較例の支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３  指針
２  指標板
２ａ  指標部
８  移動部材
８ａ  第１のギヤ列
８ｂ  摺動部
７  歯車（回転部材）
７ａ  第２のギヤ列
６  駆動装置
９  支持部材
１７，２１，２２  接触部
９１  受部材
９２  押圧部材
９３，９４  保持部材
Ｐ  接点
Ｔ  接線
Ｌ  荷重
【図１】
2006184150.tif 000003
【図２】
2006184150.tif 000004
【図３】
2006184150.tif 000005
【図４】
2006184150.tif 000006
【図５】
2006184150.tif 000007
【図６】
2006184150.tif 000008
【図７】
2006184150.tif 000009