(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の指針型計器と、
直線状に延びる操作シャフトと、
前記操作シャフトをその軸線方向において直線駆動する第１電動アクチュエータと、
前記操作シャフトをその軸線を回転中心に回転駆動する第２電動アクチュエータと、
前記操作シャフトの外周面から突出する形状の駆動ピンと、
１つの前記指針型計器に対して１つずつ前記軸線方向において異なる位置に設けられ、且つ、前記操作シャフトの回転に伴う前記駆動ピンの移動軌跡の接線方向に延びる形状で同接線方向に移動可能であり、且つ、前記指針型計器の指針に連結されたピニオンギアに常時噛合しており、且つ、前記軸線方向において前記駆動ピンと重なる位置であるときには同駆動ピンと噛合する状態になる一方で前記軸線方向において前記駆動ピンと重ならない位置であるときには同駆動ピンと噛合しない状態になる移動ラックギアと、
前記指針型計器の指針を操作するときに、前記軸線方向における前記操作シャフトの移動位置を操作対象の前記指針型計器に対応する前記移動ラックギアと前記駆動ピンとが前記軸線方向において重なる位置にするとともに、前記操作シャフトを回転駆動する制御部と、を有する表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記駆動ピンは、１つの前記移動ラックギアに対して１つずつ、前記軸線方向において異なる位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記駆動ピンは、前記操作シャフトの前記軸線方向における移動位置に応じて、１組の前記駆動ピンおよび前記移動ラックギアのみが噛合する状態と複数組の前記駆動ピンおよび前記移動ラックギアが噛合する状態とが切り替わるようになる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の表示装置において、
前記駆動ピンと前記移動ラックギアとが噛合するようになる前記操作シャフトの回転位相が、前記駆動ピン毎に異なることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の表示装置において、
１つの前記移動ラックギアに対して１つずつ設けられ、且つ、前記接線方向に延びる形状で同接線方向に移動可能であり、且つ、前記ピニオンギアに常時噛合する反転ラックギアと、
前記反転ラックギアと前記操作シャフトとの間隙内の前記軸線方向において前記移動ラックギアとは異なる位置に配置され、且つ、前記反転ラックギアに常時噛合し、且つ、前記軸線方向において前記駆動ピンと重なる位置であるときには同駆動ピンと噛合する状態になる一方で前記軸線方向において前記駆動ピンと重ならない位置であるときには同駆動ピンと噛合しない状態になる反転ギアと、を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の指針型計器を有する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両のインストルメントパネルに、スピードメータや電圧計、燃料残量計など、複数の指針型計器を設けることが多用されている。特許文献１に記載の表示装置では、そうした指針型計器として、電気駆動式のものが採用されている。この指針型計器は、指針を回転させるための電動アクチュエータ（具体的には、ソレノイドコイル）を有している。そして、このアクチュエータの作動制御を通じて指針型計器の指針が操作される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、電動アクチュエータはノイズの発生源になるため、近傍に配置される機器に悪影響を及ぼして同機器の信頼性を低下させるおそれがある。複数の指針型計器を有する表示装置において、それら指針型計器として上述した電動アクチュエータを有するものを採用すると、指針型計器と同数の電動アクチュエータが設けられるために、電動アクチュエータの数が多くなってしまう。こうした表示装置では、電動アクチュエータが配置される範囲が広くなり易く、それら電動アクチュエータの発生ノイズが悪影響を及ぼすおそれのある範囲も広くなり易いため、電動アクチュエータ以外の機器の信頼性の低下を招き易い。
【０００５】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動アクチュエータ以外の機器の信頼性の低下を抑えることのできる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための表示装置は、複数の指針型計器と、直線状に延びる操作シャフトと、前記操作シャフトをその軸線方向において直線駆動する第１電動アクチュエータと、前記操作シャフトをその軸線を回転中心に回転駆動する第２電動アクチュエータと、前記操作シャフトの外周面から突出する形状の駆動ピンと、１つの前記指針型計器に対して１つずつ前記軸線方向において異なる位置に設けられ、且つ、前記操作シャフトの回転に伴う前記駆動ピンの移動軌跡の接線方向に延びる形状で同接線方向に移動可能であり、且つ、前記指針型計器の指針に連結されたピニオンギアに常時噛合しており、且つ、前記軸線方向において前記駆動ピンと重なる位置であるときには同駆動ピンと噛合する状態になる一方で前記軸線方向において前記駆動ピンと重ならない位置であるときには同駆動ピンと噛合しない状態になる移動ラックギアと、前記指針型計器の指針を操作するときに、前記軸線方向における前記操作シャフトの移動位置を操作対象の前記指針型計器に対応する前記移動ラックギアと前記駆動ピンとが前記軸線方向において重なる位置にするとともに、前記操作シャフトを回転駆動する制御部と、を有する。
【０００７】
上記表示装置によれば、２つの電動アクチュエータによって共通の操作シャフトを駆動することにより、複数の指針型計器のうちの任意の指針型計器に対応する移動ラックギアと駆動ピンとが噛合する状態にするとともに、上記操作シャフトを回転駆動することができるため、任意の指針型計器の指針を操作することができる。そして、こうした操作シャフトの駆動による任意の指針型計器の指針の操作を繰り返し実行することにより、複数の指針型計器の指針を各別に操作することができる。
【０００８】
しかも、上記表示装置では、２つの電動アクチュエータが共に操作シャフトを駆動するものであるため、それら電動アクチュエータを操作シャフトの周辺における互いに近い位置に配設することができる。これにより、各指針型計器の配設位置にそれぞれ電動アクチュエータが配置される装置と比較して、電動アクチュエータが配置される範囲を狭くすることができるため、電動アクチュエータの発生ノイズが悪影響を及ぼすおそれのある範囲を狭くすることができる。したがって、電動アクチュエータ以外の機器の信頼性の低下を抑えることができる。
【０００９】
上記表示装置において、前記駆動ピンは、１つの前記移動ラックギアに対して１つずつ、前記軸線方向において異なる位置に設けられていることが好ましい。
上記表示装置によれば、複数の移動ラックギアに対して共通の駆動ピンを１つのみ有する装置と比較して、各指針型計器に対応する移動ラックギアと駆動ピンとを近い位置に配置することが可能になる。そのため、指針型計器の指針を操作するべく同指針型計器に対応する駆動ピンと移動ラックギアとが噛合する状態にする際に、軸線方向に操作シャフトを移動させる距離を小さくすることができ、それら駆動ピンおよび移動ラックギアを速やかに噛合させることができる。したがって、複数の指針型計器の指針を迅速に操作することができる。
【００１０】
上記表示装置において、前記駆動ピンは、前記操作シャフトの前記軸線方向における移動位置に応じて、１組の前記駆動ピンおよび前記移動ラックギアのみが噛合する状態と複数組の前記駆動ピンおよび前記移動ラックギアが噛合する状態とが切り替わるようになる位置にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記表示装置によれば、操作シャフトの軸線方向における移動位置を変更することにより、操作シャフトが１回転する間に１つの指針型計器の指針のみが操作される状態にしたり複数の指針型計器の指針が操作される状態にしたりすることができる。そのため、操作シャフトが１回転する間に１つの指針型計器の指針しか操作することができない装置と比較して、各指針型計器の指針を高い自由度で操作することができる。
【００１２】
上記表示装置において、前記駆動ピンと前記移動ラックギアとが噛合するようになる前記操作シャフトの回転位相が、前記駆動ピン毎に異なることが好ましい。
上記表示装置によれば、第２電動アクチュエータによる操作シャフトの回転駆動中において、複数組の駆動ピンおよび移動ラックギアが同時に噛合した状態になることがないため、複数の指針型計器の指針を異なるタイミングで操作することができる。これにより、第２電動アクチュエータによって複数の指針型計器の指針が同一のタイミングで操作される構造の装置と比較して、第２電動アクチュエータを安定した状態で回転駆動するために必要な駆動トルク（詳しくは、そのピーク値）を小さくすることができ、小型のアクチュエータを採用することができる。
【００１３】
上記表示装置において、１つの前記移動ラックギアに対して１つずつ設けられ、且つ、前記接線方向に延びる形状で同接線方向に移動可能であり、且つ、前記ピニオンギアに常時噛合する反転ラックギアと、前記反転ラックギアと前記操作シャフトとの間隙内の前記軸線方向において前記移動ラックギアとは異なる位置に配置され、且つ、前記反転ラックギアに常時噛合し、且つ、前記軸線方向において前記駆動ピンと重なる位置であるときには同駆動ピンと噛合する状態になる一方で前記軸線方向において前記駆動ピンと重ならない位置であるときには同駆動ピンと噛合しない状態になる反転ギアと、を有することが好ましい。
【００１４】
上記表示装置では、操作シャフトの軸線方向における移動位置を駆動ピンと移動ラックギアとが重なる位置にするとともに駆動ピンと反転ギアとが重ならない位置にした状態で同操作シャフトを所定の方向に回転駆動することにより、駆動ピンが反転ギアには噛合せずに移動ラックギアに噛合して同移動ラックギアが移動するようになるため、指針型計器の指針が正方向に回転するようになる。また、操作シャフトの軸線方向における移動位置を駆動ピンと反転ギアとが重なる位置にするとともに駆動ピンと移動ラックギアとが重ならない位置にした状態で同操作シャフトを所定の方向に回転駆動することにより、駆動ピンが移動ラックギアには噛合せずに反転ギアを介して反転ラックギアに噛合して同反転ラックギアが移動するようになるため、指針型計器の指針が逆方向に回転するようになる。
【００１５】
このように上記表示装置によれば、各指針型計器の指針を正方向に回転させる操作と逆方向に回転させる操作とを、操作シャフトを同一方向に回転駆動した状態で行うことができる。そのため、操作シャフトの回転方向を切り替える操作が不要になり、第２電動アクチュエータの作動制御の制御構造を簡素にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電動アクチュエータ以外の機器の信頼性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の表示装置の概略構成を示す略図。
【図２】操作装置の構造を示す側面図。
【図３】図２の矢印３方向から見た各移動ラックギアおよび操作シャフトの正面図。
【図４】電圧計に対応する移動ラックギアおよび駆動ピンが噛合する状態を示すギア機構の側面図。
【図５】燃料残量計に対応する移動ラックギアおよび駆動ピンが噛合する状態を示すギア機構の側面図。
【図６】スピードメータに対応する移動ラックギアおよび駆動ピンと電圧計に対応する移動ラックギアおよび駆動ピンとが噛合する状態を示すギア機構の側面図。
【図７】電圧計に対応する移動ラックギアと駆動ピンとが噛合した状態を示すギア機構の正面図。
【図８】燃料残量計に対応する移動ラックギアと駆動ピンとが噛合した状態を示すギア機構の正面図。
【図９】反転ラックギアおよび反転ギアを有するギア機構の一例を示す正面図。
【図１０】同ギア機構を図９の矢印Ｍ方向から見た側面図。
【図１１】他の例のギア機構を図９の矢印Ｍ方向から見た側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、表示装置の一実施形態について図１〜図８を参照して説明する。
図１に示すように、車両２０は、各種の運転状態を表示するためのメーターパネル２１を有している。メーターパネル２１には、車両２０の走行速度（車速ＳＰＤ）を表示するスピードメータ２２と、各種電装品に電力を供給する車載バッテリの電圧（バッテリ電圧Ｖ）を表示する電圧計２３と、燃料タンク内の燃料の残量（燃料残量ＲＱ）を表示する燃料残量計２４とが設けられている。これらスピードメータ２２、電圧計２３、および燃料残量計２４としては、回動する指針２８を有する指針型計器が採用されている。
【００１９】
また、車両２０には、スピードメータ２２、電圧計２３、および燃料残量計２４を操作する操作装置２５が設けられている。操作装置２５は、メーターパネル２１と一体であり、２つの回転式のステップモータ（第１電動アクチュエータとしての第１モータ２６、および第２電動アクチュエータとしての第２モータ２７）とギア機構３０とを有している。
【００２０】
さらに車両２０は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される制御部としての制御装置４０を備えている。この制御装置４０には、車両２０の運転状態を検出するための各種センサの検出信号が取り込まれている。各種センサとしては、車速ＳＰＤを検出するための車速センサ４５や、燃料残量ＲＱを検出するための燃料残量センサ４６、バッテリ電圧Ｖを検出するための電圧センサ４７等が設けられている。制御装置４０は、各種センサの検出信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて第１モータ２６の作動制御や第２モータ２７の作動制御を実行する。
【００２１】
本実施形態では、制御装置４０による第１モータ２６の作動制御および第２モータ２７の作動制御を通じて、ギア機構３０が作動して、スピードメータ２２や電圧計２３、燃料残量計２４が操作される。
【００２２】
以下、ギア機構３０の構造について詳しく説明する。なお以下の説明では、符号として同一の番号が付された構成要素についての指針型計器毎の区別が必要な場合には、スピードメータ２２の構成要素には末尾に「Ａ」を付し、電圧計２３の構成要素には末尾に「Ｂ」を付し、燃料残量計２４の構成要素には末尾に「Ｃ」を付して区別する。特に指針型計器毎の区別の必要のない場合には、符号として番号のみを付すこととする。
【００２３】
図２に示すように、ギア機構３０は、直線状に延びる略円柱形状の操作シャフト３１を備えている。操作シャフト３１は、その軸線Ｌ方向（図２の上下方向）に往復移動可能な態様で、スピードメータ２２の回転軸３２Ａ、電圧計２３の回転軸３２Ｂ、および燃料残量計２４の回転軸３２Ｃに平行に延びるように配設されている。なお上記軸線Ｌは略円柱形状に形成された操作シャフト３１の中心線である。また、スピードメータ２２の回転軸３２Ａには指針２８Ａが一体に設けられており、電圧計２３の回転軸３２Ｂには指針２８Ｂが一体に設けられており、燃料残量計２４の回転軸３２Ｃには指針２８Ｃが一体に設けられている。
【００２４】
操作シャフト３１の一方（図２の下方）の端部には、外周面に周囲全周にわたって斜歯が形成された部分である斜歯部３３が設けられている。上記第１モータ２６の出力軸には斜歯車３４が一体に設けられており、この斜歯車３４は操作シャフト３１の斜歯部３３に常時噛合している。これにより、第１モータ２６が回転駆動されると、操作シャフト３１がその軸線Ｌ方向において直線駆動されるようになる。そして、第１モータ２６の作動を制御することにより、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向（図２の上下方向）における移動位置が調節される。
【００２５】
また、操作シャフト３１の外周面における上記斜歯部３３と隣接する部分には、その周囲全周にわたって平歯が形成された部分である平歯部３５が設けられている。上記第２モータ２７の出力軸には平歯車３６が一体に設けられており、この平歯車３６は操作シャフト３１の平歯部３５に常時噛合している。これにより、第２モータ２７が回転駆動されると、操作シャフト３１が軸線Ｌを中心に回転駆動されるようになる。そして、この第２モータ２７の作動を制御することにより、操作シャフト３１の回転速度や回転位相が調節される。
【００２６】
図２および図３に示すように、操作シャフト３１は、外周面から突出する形状の複数（本実施形態では３つ）の駆動ピン３７を有している。これら駆動ピン３７は、１つの指針型計器（具体的には、後述する移動ラックギア３８）に対して１つずつ、軸線Ｌ方向において異なる位置に設けられている。具体的には、操作シャフト３１における斜歯部３３側から、燃料残量計２４に対応する駆動ピン３７Ｃ、スピードメータ２２に対応する駆動ピン３７Ａ、電圧計２３に対応する駆動ピン３７Ｂといった順に並ぶように配設されている。
【００２７】
ギア機構３０は、操作シャフト３１の回転に伴う駆動ピン３７の移動軌跡（詳しくは、軸線Ｌを中心に操作シャフト３１の外面に沿う円環形状の部分）の接線方向に延びる形状の複数（本実施形態では３本）のラックギア（移動ラックギア３８）を有している。これら移動ラックギア３８は、１つの指針型計器に対して１つずつ操作シャフト３１の軸線Ｌ方向において異なる位置に設けられている。具体的には、操作シャフト３１における斜歯部３３側から、燃料残量計２４に対応する移動ラックギア３８Ｃ、スピードメータ２２に対応する移動ラックギア３８Ａ、電圧計２３に対応する移動ラックギア３８Ｂといった順に並ぶように配設されている。
【００２８】
移動ラックギア３８Ａは、上記移動軌跡の接線方向（図３に矢印Ａ１で示す方向）に往復移動可能であり、スピードメータ２２の回転軸３２Ａと一体のピニオンギア３９Ａに常時噛合している。また、移動ラックギア３８Ａと駆動ピン３７Ａとが軸線Ｌ方向において重なる位置（例えば図２に示す位置）であるときには、第２モータ２７が回転駆動されることにより、それら移動ラックギア３８Ａおよび駆動ピン３７Ａが噛合する状態になる。一方、図４に一例を示すように、移動ラックギア３８Ａと駆動ピン３７Ａとが軸線Ｌ方向において重ならない位置であるときには、第２モータ２７が回転駆動されたとしても駆動ピン３７Ａは空回りして移動ラックギア３８Ａと噛合しない状態になる。
【００２９】
移動ラックギア３８Ｂは、上記移動軌跡の接線方向（図３に矢印Ｂ１で示す方向）に往復移動可能であり、電圧計２３の回転軸３２Ｂと一体のピニオンギア３９Ｂに常時噛合している。また、図４に一例を示すように、移動ラックギア３８Ｂと駆動ピン３７Ｂとが軸線Ｌ方向において重なる位置であるときには、第２モータ２７が回転駆動されることにより、それら移動ラックギア３８Ｂおよび駆動ピン３７Ｂが噛合する状態になる。一方、移動ラックギア３８Ｂと駆動ピン３７Ｂとが軸線Ｌ方向において重ならない位置（例えば図２に示す位置）であるときには、第２モータ２７が回転駆動されたとしても駆動ピン３７Ｂは空回りして移動ラックギア３８Ｂに噛合しない状態になる。
【００３０】
移動ラックギア３８Ｃは、上記移動軌跡の接線方向（図３に矢印Ｃ１で示す方向）に往復移動可能であり、燃料残量計２４の回転軸３２Ｃと一体のピニオンギア３９Ｃに常時噛合している。また図５に一例を示すように、移動ラックギア３８Ｃと駆動ピン３７Ｃとが軸線Ｌ方向において重なる位置であるときには、第２モータ２７が回転駆動されることにより、それら移動ラックギア３８Ｃおよび駆動ピン３７Ｃが噛合する状態になる。一方、移動ラックギア３８Ｃと駆動ピン３７Ｃとが軸線Ｌ方向において重ならない位置（例えば図２に示す位置）であるときには、第２モータ２７が回転駆動されたとしても駆動ピン３７Ｃは空回りして移動ラックギア３８Ｃに噛合しない状態になる。
【００３１】
本実施形態では、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置に応じて、３組の駆動ピン３７および移動ラックギア３８の組み合わせのうちの１組のみが噛合する状態（以下の状態１、状態２、および状態３のいずれか）と、２組が噛合する状態（以下の状態４）とが切り替わるようになっている。
（状態１）図２に示すように、スピードメータ２２に対応する駆動ピン３７Ａおよび移動ラックギア３８Ａのみが噛合する状態。
（状態２）図４に示すように、電圧計２３に対応する駆動ピン３７Ｂおよび移動ラックギア３８Ｂのみが噛合する状態。
（状態３）図５に示すように、燃料残量計２４に対応する駆動ピン３７Ｃおよび移動ラックギア３８Ｃのみが噛合する状態。
（状態４）図６に示すように、スピードメータ２２に対応する駆動ピン３７Ａおよび移動ラックギア３８Ａと、電圧計２３に対応する駆動ピン３７Ｂおよび移動ラックギア３８Ｂとが共に噛合する状態。
【００３２】
以下、第１モータ２６および第２モータ２７の作動制御の実行態様について説明する。
ここでは先ず、スピードメータ２２の指針２８Ａを操作する場合における第１モータ２６および第２モータ２７の作動制御の実行態様について説明する。
【００３３】
この場合には、第１モータ２６の作動制御を通じて、前記状態１（図２に示す状態）になるように、操作シャフト３１が軸線Ｌ方向に直線駆動される。
そして、スピードメータ２２の指針２８Ａを正方向（図３における時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が正回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ａが正方向（図３における左方向）に移動するようになる。その結果、スピードメータ２２の回転軸３２Ａと一体のピニオンギア３９Ａが正回転方向に回転して、スピードメータ２２の指針２８Ａも正回転方向に回転するようになる。
【００３４】
一方、スピードメータ２２の指針２８Ａを逆方向（図３における反時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が逆回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ａが逆方向（図３における右方向）に移動するようになる。その結果、スピードメータ２２の回転軸３２Ａと一体のピニオンギア３９Ａが逆回転方向に回転して、スピードメータ２２の指針２８Ａも逆回転方向に回転するようになる。
【００３５】
本実施形態では、第２モータ２７の作動制御を通じて操作シャフト３１の回転速度や回転方向を調節しつつ、第１モータ２６の作動制御を通じて（状態１）になる期間（詳しくは、駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが噛合する期間）を調節することにより、スピードメータ２２の指針２８Ａを任意の速度で任意の角度だけ操作することができる。
【００３６】
次に、電圧計２３の指針２８Ｂを操作する場合における第１モータ２６および第２モータ２７の作動制御の実行態様について説明する。
この場合には、第１モータ２６の作動制御を通じて、前記状態２（図４に示す状態）になるように、操作シャフト３１が軸線Ｌ方向に直線駆動される。
【００３７】
そして、電圧計２３の指針２８Ｂを正方向（図３における時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が正回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ｂと移動ラックギア３８Ｂとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ｂが正方向（図３における右方向）に移動するようになる。その結果、電圧計２３の回転軸３２Ｂと一体のピニオンギア３９Ｂが正回転方向に回転して、電圧計２３の指針２８Ｂも正回転方向に回転するようになる。
【００３８】
一方、電圧計２３の指針２８Ｂを逆方向（図３における反時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が逆回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ｂと移動ラックギア３８Ｂとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ｂが逆方向（図３における左方向）に移動するようになる。その結果、電圧計２３の回転軸３２Ｂと一体のピニオンギア３９Ｂが逆回転方向に回転して、電圧計２３の指針２８Ｂも逆回転方向に回転するようになる。
【００３９】
本実施形態では、第２モータ２７の作動制御を通じて操作シャフト３１の回転速度や回転方向を調節しつつ、第１モータ２６の作動制御を通じて前記（状態２）になる期間（詳しくは、駆動ピン３７Ｂと移動ラックギア３８Ｂとが噛合する期間）を調節することにより、電圧計２３の指針２８Ｂを任意の速度で任意の角度だけ操作することができる。
【００４０】
次に、燃料残量計２４の指針２８Ｃを操作する場合における第１モータ２６および第２モータ２７の作動制御の実行態様について説明する。
この場合には、第１モータ２６の作動制御を通じて、前記状態３（図５に示す状態）になるように、操作シャフト３１が軸線Ｌ方向に直線駆動される。
【００４１】
そして、燃料残量計２４の指針２８Ｃを正方向（図３における時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が正回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ｃと移動ラックギア３８Ｃとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ｃが正方向（図３における右方向）に移動するようになる。その結果、燃料残量計２４の回転軸３２Ｃと一体のピニオンギア３９Ｃが正回転方向に回転して、電圧計２３の指針２８Ｃも正回転方向に回転するようになる。
【００４２】
一方、燃料残量計２４の指針２８Ｃを逆方向（図３における反時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が逆回転方向に回転駆動される。これにより、操作シャフト３１の回転中に駆動ピン３７Ｃと移動ラックギア３８Ｃとが噛合する期間において同移動ラックギア３８Ｃが逆方向（図３における左方向）に移動するようになる。その結果、電圧計２３の回転軸３２Ｃと一体のピニオンギア３９Ｃが逆回転方向に回転して、電圧計２３の指針２８Ｃも逆回転方向に回転するようになる。
【００４３】
本実施形態では、第２モータ２７の作動制御を通じて操作シャフト３１の回転速度や回転方向を調節しつつ、第１モータ２６の作動制御を通じて前記（状態３）になる期間（詳しくは、駆動ピン３７Ｃと移動ラックギア３８Ｃとが噛合する期間）を調節することにより、燃料残量計２４の指針２８Ｃを任意の速度で任意の角度だけ操作することができる。
【００４４】
次に、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとを同時に操作する場合における第１モータ２６および第２モータ２７の作動制御の実行態様について説明する。
【００４５】
この場合には、第１モータ２６の作動制御を通じて、前記状態４（図６に示す状態）になるように、操作シャフト３１が軸線Ｌ方向に直線駆動される。
そして、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとを正方向（図３における時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が正回転方向に回転駆動される。一方、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとを逆方向（図３における反時計回り方向）に回転させる場合には、第２モータ２７の作動制御を通じて、操作シャフト３１が逆回転方向に回転駆動される。本実施形態では、第２モータ２７の作動制御を通じて操作シャフト３１の回転速度や回転方向が調節されるとともに、第１モータ２６の作動制御を通じて前記（状態４）になる期間（詳しくは、駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが噛合する期間、および、駆動ピン３７Ｂと移動ラックギア３８Ｂとが噛合する期間）が調節される。これにより、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとをそれぞれ任意の速度で任意の角度だけ操作することができる。
【００４６】
以下、本実施形態の表示装置による作用効果について説明する。
本実施形態によれば、第１モータ２６および第２モータ２７によって共通の操作シャフト３１を駆動することにより、３つの指針型計器（スピードメータ２２、電圧計２３、および燃料残量計２４）のうちの任意の指針型計器に対応する移動ラックギア３８と駆動ピン３７とが噛合する状態にするとともに、操作シャフト３１を回転駆動することができる。これにより、任意の指針型計器の指針２８を操作することができる。そして、こうした操作シャフト３１の駆動による任意の指針型計器の指針２８の操作を繰り返し実行することにより、３つの指針型計器の指針２８を各別に操作することができる。
【００４７】
しかも本実施形態では、第１モータ２６および第２モータ２７が共に操作シャフト３１を駆動するものであるため、それら第１モータ２６および第２モータ２７を操作シャフト３１の周辺における互いに近い位置に配設することができる。これにより、スピードメータ２２、電圧計２３、および燃料残量計２４の配設位置にそれぞれ回転モータが配置される装置と比較して、回転モータ（第１モータ２６および第２モータ２７）が配置される範囲を狭くすることができるため、それら回転モータの発生ノイズが悪影響を及ぼすおそれのある範囲を狭くすることができる。したがって、第１モータ２６および第２モータ２７以外の機器の信頼性の低下を抑えることができる。
【００４８】
また、スピードメータ２２、電圧計２３、および燃料残量計２４の配設位置にそれぞれ回転モータが配置される比較例の装置では、３つの回転モータが必要になる。これに対して本実施形態の表示装置では、２つのモータ２６，２７によって３つの指針型計器を操作することができるため、上記比較例の装置と比べて、製造コストや重量の低減を図ることができる。
【００４９】
本実施形態では、図３に示す駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と、図７に示す駆動ピン３７Ｂと移動ラックギア３８Ｂとが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と、図８に示す駆動ピン３７Ｃと移動ラックギア３８Ｃとが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とが異なる。なお図３、図７および図８には、操作シャフト３１の回転位相の把握を容易にするために、駆動ピン３７Ａが形成されている部分を基準位相として矢印で示している。
【００５０】
これにより、スピードメータ２２と燃料残量計２４とを同時に操作するべく前記状態４（図６に示す状態）で操作シャフト３１が回転駆動される場合に、スピードメータ２２に対応する駆動ピン３７Ａおよび移動ラックギア３８Ａと、電圧計２３に対応する駆動ピン３７Ｂおよび移動ラックギア３８Ｂとが同時に噛合した状態になることがない。したがって、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとが異なるタイミングで操作されるようになる。これにより、スピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとが同一のタイミングで操作される構造の装置と比較して、第２モータ２７を安定した状態で回転駆動するために必要な駆動トルク（詳しくは、そのピーク値）を小さくすることができるため、第２モータ２７として小型の回転モータを採用することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、以下に記載する作用効果が得られる。
（１）第１モータ２６および第２モータ２７以外の機器の信頼性の低下を抑えることができる。
【００５２】
（２）駆動ピン３７は、１つの移動ラックギア３８に対して１つずつ、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向において異なる位置に設けられている。そのため、３つの移動ラックギアに対して共通の駆動ピンを１つのみ有する装置と比較して、移動ラックギア３８と同ギア３８を駆動するための駆動ピン３７とを近い位置に配置することができる。これにより、指針型計器の指針２８を操作するべく同指針型計器に対応する駆動ピン３７と移動ラックギア３８とを噛合させる際に、軸線Ｌ方向に操作シャフト３１を移動させる距離を小さくすることができるため、それら駆動ピン３７および移動ラックギア３８を速やかに噛合させることができる。したがって、スピードメータ２２の指針２８Ａ、電圧計２３の指針２８Ｂ、および燃料残量計２４の指針２８Ｃを迅速に操作することができる。
【００５３】
（３）操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置に応じて、３組の駆動ピン３７と移動ラックギア３８との組み合わせのうちの１組のみが噛合する状態と、２組が噛合する状態とが切り替わるようになる。そのため操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置を変更することにより、操作シャフト３１が１回転する間に３つの指針型計器の指針２８のうちのいずれか１つのみが操作される状態にしたり、２つの指針型計器の指針（スピードメータ２２の指針２８Ａおよび電圧計２３の指針２８Ｂ）が操作される状態にしたりすることができる。そのため、操作シャフト３１が１回転する間に１つの指針型計器の指針しか操作することができない装置と比較して、３つの指針型計器の指針２８を高い自由度で操作することができる。
【００５４】
（４）駆動ピン３７Ａおよび移動ラックギア３８Ａが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と、駆動ピン３７Ｂおよび移動ラックギア３８Ｂが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とが異なる。そのため、第２モータ２７によってスピードメータ２２の指針２８Ａと電圧計２３の指針２８Ｂとが同一のタイミングで操作される構造の装置と比較して、第２モータ２７を安定した状態で回転駆動するために必要な駆動トルクを小さくすることができ、第２モータ２７として小型の回転モータを採用することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・操作シャフト３１の斜歯部３３と第１モータ２６の出力軸とを複数の歯車を有する歯車機構を介して連結するようにしてもよい。
【００５６】
・操作シャフト３１の平歯部３５と第２モータ２７の出力軸とを複数の歯車を有する歯車機構を介して連結するようにしてもよい。
・１つの指針型計器（例えばスピードメータ２２）に対して、２組の移動ラックギアおよび駆動ピンを設けるようにしてもよい。この場合には、一方の移動ラックギアおよび駆動ピンが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と他方の移動ラックギアおよび駆動ピンが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とを異なる位相にすればよい。また、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向の移動位置に応じて、１組の移動ラックギアおよび駆動ピンのみが噛合する状態と２組の移動ラックギアおよび駆動ピンが共に噛合する状態とを切り替えることが可能になる位置に各移動ラックギアと各駆動ピンとを配設することができる。
【００５７】
こうした装置では、操作シャフト３１の１回転当たりの指針型計器の指針２８の操作量や操作回数が、１組の移動ラックギアおよび駆動ピンのみが噛合する状態のときよりも、２組の移動ラックギアおよび駆動ピンが共に噛合する状態のときの方が多くなる。したがって上記装置によれば、１組の移動ラックギアおよび駆動ピンのみが噛合する状態と２組の移動ラックギアおよび駆動ピンが共に噛合する状態とを切り替えることにより、指針型計器の指針２８の操作速度や操作間隔を可変設定することができるようになるため、同指針２８を高い自由度で操作することができる。なお、１つの指針型計器に対して、３組以上の移動ラックギアおよび駆動ピンを設けることも可能である。
【００５８】
・操作シャフト３１を回転駆動する際に、２組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７が同一のタイミングで噛合する状態になることがないのであれば、それら２組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７が噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相を同一の位相にしてもよい。例えば移動ラックギア３８Ｂおよび駆動ピン３７Ｂが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と移動ラックギア３８Ｃおよび駆動ピン３７Ｃが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とを同一の位相にすることができる。その他、移動ラックギア３８Ａおよび駆動ピン３７Ａが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と移動ラックギア３８Ｃおよび駆動ピン３７Ｃが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とを同一の位相にすることも可能である。こうした装置によっても、上記（４）に記載した効果を得ることができる。
【００５９】
・各移動ラックギア３８および各駆動ピン３７を、前記（状態４）に切り替えることの可能な態様で配設することに限らず、以下の（状態５）〜（状態７）のいずれか１つに切り替えることの可能な態様で配設するようにしてもよい。
（状態５）３組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７の全てが噛合する状態。
（状態６）移動ラックギア３８Ａおよび駆動ピン３７Ａと、移動ラックギア３８Ｃおよび駆動ピン３７Ｃとが共に噛合する状態。
（状態７）移動ラックギア３８Ｂおよび駆動ピン３７Ｂと、移動ラックギア３８Ｃおよび駆動ピン３７Ｃとが共に噛合する状態。
【００６０】
なお、こうした装置において切り替え可能な態様としては、（状態４）〜（状態７）の全てを採用することの他、（状態４）〜（状態７）のうちのいずれか１つのみを採用したり、いずれか２つのみを採用したり、いずれか３つのみを採用したりすることもできる。
【００６１】
・複数組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７が同時に噛合する状態になることがないように、且つ、複数組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７のうちの１組のみが選択的に噛合する状態になるように、各移動ラックギア３８および各駆動ピン３７を配置するようにしてもよい。
【００６２】
・３組の移動ラックギア３８および駆動ピン３７が噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相の全てを同一の位相にしてもよい。また、移動ラックギア３８Ａおよび駆動ピン３７Ａが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相と移動ラックギア３８Ｂおよび駆動ピン３７Ｂが噛合するようになる操作シャフト３１の回転位相とを同一の位相にしてもよい。こうした装置によっても、上記（１）〜（３）に記載した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
・スピードメータ２２の回転軸３２Ａと移動ラックギア３８Ａとを複数の歯車を有する歯車機構を介して常時連結するようにしたり、電圧計２３の回転軸３２Ｂと移動ラックギア３８Ｂとを複数の歯車を有する歯車機構を介して常時連結するようにしたりしてもよい。また、燃料残量計２４の回転軸３２Ｃと移動ラックギア３８Ｃとを複数の歯車を有する歯車機構を介して常時連結することも可能である。
【００６４】
・スピードメータ２２や電圧計２３、燃料残量計２４に対して、移動ラックギア３８を設けることに加えて、反転ラックギアおよび反転ギアを設けるようにしてもよい。
そうした表示装置の一例を図９および図１０に示す。なお図９および図１０は、スピードメータ２２に対して、反転ラックギア５１と反転ギア５２とが設けられた例を示している。図９および図１０に示すように、反転ラックギア５１は、操作シャフト３１の回転に伴う駆動ピン３７Ａの移動軌跡の接線方向（図９中に矢印Ｄ１で示す方向）に延びる形状で、同接線方向に往復移動可能に設けられている。反転ラックギア５１は、スピードメータ２２の出力軸と一体のピニオンギア３９Ａに常時噛合している。また反転ラックギア５１は、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向において移動ラックギア３８Ａと異なる位置に設けられている。反転ギア５２は、反転ラックギア５１と操作シャフト３１との間隙内に配置されて、同反転ラックギア５１に常時噛合している。この反転ギア５２は軸線Ｌ方向において反転ラックギア５１と同じ位置に設けられている。反転ギア５２と駆動ピン３７Ａとが軸線Ｌ方向において重なる位置であるときには、第２モータ２７（図２参照）が回転駆動されることにより、それら反転ギア５２および駆動ピン３７Ａが噛合する状態になる。一方、反転ギア５２と駆動ピン３７Ａとが軸線Ｌ方向において重ならない位置（図１０に示す位置）であるときには、第２モータ２７が回転駆動されたとしても駆動ピン３７Ａは空回りして反転ギア５２に噛合しない状態になる。
【００６５】
なお図９および図１０に示す表示装置において、反転ギア５２と移動ラックギア３８Ａとが軸線Ｌ方向において異なる位置に配置されるのであれば、反転ラックギア５１と移動ラックギア３８Ａとを軸線Ｌ方向において部分的にオーバーラップするように配置したり、反転ギア５２と移動ラックギア３８Ａとを軸線Ｌ方向において部分的にオーバーラップするように配置したりしてもよい。こうした表示装置によれば、ギア機構の小型化を図ることができる。
【００６６】
上記表示装置の他の例を図９および図１１に示す。なお図９および図１１は、スピードメータ２２に対して、反転ラックギア６１と反転ギア６２とが設けられた例を示している。図９および図１１に示すように、反転ラックギア６１は、操作シャフト３１の回転に伴う駆動ピン３７Ａの移動軌跡の接線方向（図９中に矢印Ｄ１で示す方向）に延びる形状で、同接線方向に往復移動可能に設けられている。反転ラックギア６１は、スピードメータ２２の出力軸と一体のピニオンギア３９Ａに常時噛合している。また反転ラックギア６１は、移動ラックギア３８Ａとの間に操作シャフト３１を挟む位置であって、同操作シャフト３１の軸線Ｌ方向において移動ラックギア３８Ａと同一の位置に設けられる。反転ギア６２は、反転ラックギア６１と操作シャフト３１との間隙内に配置されて、同反転ラックギア６１に常時噛合している。この反転ギア６２は、軸線Ｌ方向において移動ラックギア３８Ａとは異なる位置（詳しくは、移動ラックギア３８Ａと部分的にオーバーラップする位置）に配置されている。そして、反転ギア６２と駆動ピン３７Ａとが重なる位置であるときには、第２モータ２７（図２参照）が回転駆動されることにより、それら反転ギア６２および駆動ピン３７Ａが噛合する状態になる。一方、反転ギア６２と駆動ピン３７Ａとが軸線Ｌ方向において重ならない位置（図１１に示す位置）であるときには、第２モータ２７が回転駆動されたとしても駆動ピン３７Ａは空回りして反転ギア６２に噛合しない状態になる。こうした表示装置によれば、移動ラックギア３８Ａと反転ラックギア６１とが軸線Ｌ方向において同一の位置に設けられるため、それらラックギアが軸線Ｌ方向において異なる位置に設けられるものと比較して、ギア機構の小型化を図ることができる。なお、図９および図１１に示す表示装置において、移動ラックギア３８Ａと反転ラックギア６１とを軸線Ｌ方向において若干異なる位置に配置してもよい。
【００６７】
これら例示した表示装置では、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置を同軸線Ｌ方向において駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが重なる位置にするとともに駆動ピン３７Ａと反転ギア５２，６２とが重ならない位置にした状態（図１１に示す状態）で、第２モータ２７を所定の方向（図９の時計回り方向）に回転駆動する。これにより、駆動ピン３７Ａが反転ギア５２，６２には噛合せずに移動ラックギア３８Ａに噛合して同移動ラックギア３８Ａが所定方向（図９の右方向）に移動するようになる。このとき、スピードメータ２２の指針２８Ａ（図３参照）は正方向に回転するようになる。
【００６８】
一方、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置を同軸線Ｌ方向において駆動ピン３７Ａと反転ギア５２，６２とが重なる位置にするとともに駆動ピン３７Ａと移動ラックギア３８Ａとが重ならない位置にした状態で、第２モータ２７を所定の方向に回転駆動する。これにより、駆動ピン３７Ａが移動ラックギア３８Ａに噛合せずに反転ギア５２，６２を介して反転ラックギア５１，６１に噛合して同反転ラックギア５１，６１が所定方向（図９の右方向）に移動するようになる。このときには、スピードメータ２２の指針２８Ａが逆方向に回転するようになる。
【００６９】
このように上記表示装置によれば、各指針型計器の指針２８を正方向に回転させる操作と逆方向に回転させる操作とを、第２モータ２７を同一方向に回転駆動した状態で行うことができる。そのため、第２モータ２７の出力軸の回転方向を切り替える操作が不要になり、同第２モータ２７の作動制御の制御構造を簡素にすることができる。
【００７０】
・複数（２本あるいは３本）の移動ラックギア３８に対して共用の駆動ピンを１つのみ設けるようにしてもよい。こうした装置によっても、操作シャフト３１の軸線Ｌ方向における移動位置を変更することにより、共用の駆動ピンによって複数の移動ラックギア３８（具体的には、複数の指針型計器の指針２８）を各別に操作することができる。
【００７１】
・第１モータ２６や第２モータ２７として、ステップモータ以外の回転モータを採用してもよい。また、第１モータ２６としてはリニアモータを採用することもできる。
・上記実施形態の表示装置は、２つの指針型計器の指針を操作する装置や４つ以上の指針型計器の指針を操作する装置にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。
【００７２】
・上記実施形態の表示装置は、車載内燃機関の出力軸の回転速度を表示するタコメータや、車載内燃機関の冷却水の温度を表示する水温計、車載内燃機関の潤滑オイルの温度を表示する油温計、同潤滑オイルの圧力を表示する油圧計などの指針型計器を有する表示装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２０…車両、２１…メーターパネル、２２…スピードメータ、２３…電圧計、２４…燃料残量計、２５…操作装置、２６…第１モータ、２７…第２モータ、２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ…指針、３０…ギア機構、３１…操作シャフト、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…回転軸、３３…斜歯部、３４…斜歯車、３５…平歯部、３６…平歯車、３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ…駆動ピン、３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ…移動ラックギア、３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ…ピニオンギア、４０…制御装置、４５…車速センサ、４６…燃料残量センサ、４７…電圧センサ、５１，６１…反転ラックギア、５２，６２…反転ギア。
【図１】
0006508087.tif 000002
【図２】
0006508087.tif 000003
【図３】
0006508087.tif 000004
【図４】
0006508087.tif 000005
【図５】
0006508087.tif 000006
【図６】
0006508087.tif 000007
【図７】
0006508087.tif 000008
【図８】
0006508087.tif 000009
【図９】
0006508087.tif 000010
【図１０】
0006508087.tif 000011
【図１１】
0006508087.tif 000012