(57)【要約】【課題】  磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置において、十分な吸引力を得て指針のオーバーシュートや脈動を抑制することが可能な指示計器装置を提供する。【解決手段】  指示計器装置は、表示板２１と、表示板２１の前面側に設けられた指針２２と、表示板２１の後面側に設けられ指針２２を回動させるための指針駆動手段と、を有する。指針２２に設けられるリング状の第一の磁石２２ｃと、前記指針駆動手段に第一の磁石２２ｃと対向するように設けられる第二の磁石２３ａと、を備え、第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａの吸引力によって指針２２を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる。また、第一の磁石２２ｃの第二の磁石２３ａとの非対向面側にリング状のヨーク２２ｄを配設してなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示板と、前記表示板の前面側に設けられた指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記指針を回動させるための指針駆動手段と、を有する指示計器装置であって、前記指針に設けられるリング状の第一の磁石と、前記指針駆動手段に前記第一の磁石と対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、前記第一，第二の磁石の吸引力によって前記指針を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させることを特徴とする指示計器装置。
【請求項２】
前記第一の磁石の前記第二の磁石との非対向面側にリング状のヨークを配設してなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項３】
前記第一，第二の磁石は、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項４】
前記指針の中心部を覆う指針キャップを備え、前記第一の磁石は前記指針キャップ内に配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項５】
前記第一の磁石の空洞部に設けられ前記指針の後方から発せられる照明光を受光して前記指針を光輝させるための受光部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項６】
前記照明光を発する照明手段は、前記表示板上に配設されてなることを特徴とする請求項５に記載の指示計器装置。
【請求項７】
前記指針駆動手段の軸部に接合される軸受け部を備え、前記第二の磁石は前記軸受け部に設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項８】
前記第二の磁石は、前記軸受け部と一体的に形成されてなることを特徴とする請求項７に記載の指示計器装置。
【請求項９】
前記表示板は、前記指針に指示される可変表示部を備える可変表示素子を有してなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項１０】
前記指針を回動可能に支持する支持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項１１】
前記表示板は、前記支持部材が配設される透光性基板を有してなることを特徴とする請求項１０に記載の指示計器装置。
【請求項１２】
前記第一，第二の磁石は、互いの対向面に２極着磁されてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【請求項１３】
前記ヨークは隙間部を有し、前記隙間部に前記指針の後方から発せられる照明光を導光する導光部が配設されてなることを特徴とする請求項２に記載の指示計器装置。
【請求項１４】
前記第一，第二の磁石は、互いの対向面に２極着磁され、前記隙間部は、前記第一の磁石の磁界境界に対して略直角方向に交わることを特徴とする請求項１３に記載の指示計器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示板の指標部を指針で指示する指示計器装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、文字板（表示板）の指標部を指針で指示する指示計器装置がある。斯かる指示計器装置は、ステッピングモータ等の指針駆動手段の回動軸に前記指針を直接固定させ、この指針駆動手段の回転駆動に連動して前記指針を回動させて前記指標部を指示するものである。
【０００３】
しかしながら、かかる構成においては前記回動軸を貫通させるための貫通孔を前記文字板に形成する打抜き工程が必要になり、前記文字板の製造が煩雑になるため、前記文字板を安価に製造できないという問題を有していた。特に、特許文献１に開示されるように液晶表示素子等の可変表示素子を文字板とした場合、可変表示素子のガラス基板に貫通孔を形成しなければならないため、可変表示素子の製造コストが高くなるという問題を有していた。
【特許文献１】実開平３−４４６２４号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１６５０号公報
【０００４】
この問題に対し、本願出願人は、特許文献２にて指針に第一の磁石を設け、また、指針駆動手段に第二の磁石を設けて第一，第二の磁石の磁力（吸引力）によって前記指針駆動手段の回転駆動に連動させて前記指針を回転させる指示計器装置を提案している。かかる構成によれば、表示板に貫通孔を形成する必要がなく、容易かつ安価に文字板を製造することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２にて開示されるように単に前記指針に部分的に前記第一の磁石を配置するのみ（特許文献２においては前記第一の磁石が２個所配置されている）では、前記指針を固定する吸引力が不十分であり、前記指針を回転させて所定の指示位置を指示させる場合に前記指示位置を超えてしまうオーバーシュートが発生し、また、前記指針をステップ動作させる場合に前記指針の脈動を生じさせるおそれがあり、指示計器装置としては更なる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置において、十分な吸引力を得て指針のオーバーシュートや脈動を抑制することが可能な指示計器装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、表示板と、前記表示板の前面側に設けられた指針と、前記表示板の後面側に設けられ前記指針を回動させるための指針駆動手段と、を有する指示計器装置であって、前記指針に設けられるリング状の第一の磁石と、前記指針駆動手段に前記第一の磁石と対向するように設けられる第二の磁石と、を備え、前記第一，第二の磁石の吸引力によって前記指針を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記第一の磁石の前記第二の磁石との非対向面側にリング状のヨークを配設してなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第一，第二の磁石は、Ｓ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記指針の中心部を覆う指針キャップを備え、前記第一の磁石は前記指針キャップ内に配設されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記第一の磁石の空洞部に設けられ前記指針の後方から発せられる照明光を受光して前記指針を光輝させるための受光部を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記照明光を発する照明手段は、前記表示板上に配設されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記指針駆動手段の軸部に接合される軸受け部を備え、前記第二の磁石は前記軸受け部に設けられてなることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第二の磁石は、前記軸受け部と一体的に形成されてなることを特徴とする。
【００１５】
また、前記表示板は、前記指針に指示される可変表示部を備える可変表示素子を有してなることを特徴とする。
【００１６】
また、前記指針を回動可能に支持する支持部材を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記表示板は、前記支持部材が配設される透光性基板を有してなることを特徴とする。
【００１８】
また、前記第一，第二の磁石は、互いの対向面に２極着磁されてなることを特徴とする請求項１に記載の指示計器装置。
【００１９】
また、前記ヨークは隙間部を有し、前記隙間部に前記指針の後方から発せられる照明光を導光する導光部が配設されてなることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第一，第二の磁石は、互いの対向面に２極着磁され、前記隙間部は、前記第一の磁石の磁界境界に対して略直角方向に交わることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、磁石の吸引力によって指針と指針駆動手段とを固定する指示計器装置に関するものであり、十分な吸引力を得て指針のオーバーシュートや脈動を抑制することが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図面に基いて本発明を車両用コンビネーションメータに応用した第一の実施形態を説明する。
【００２３】
図１において、１はハウジングである。ハウジング１は、見返し部材及びケース体を有し、３個の指示計器、即ち、速度計２，燃料計３及び水温計４を収納するものである。速度計２は、燃料計３及び水温計４よりも大きく、燃料計２と水温計４の間に配置されている。速度計２は、表示板２１及び指針２２を有している。また、燃料計３及び水温計４は、文字板３１，４１及び指針３２，４２を夫々有している。文字板３１，４１は、透光性樹脂（例えばポリカーボネート）からなる基板に指標部３ａ，４ａを除いて遮光部を印刷形成したものである。指針３２，４２はステッピングモータ（図示しない）により回動され、文字板３１，４１の指標部３ａ，４ａを指示する。
【００２４】
図２は要部拡大断面図である。速度計２は、表示板２１，指針２２，軸受け部２３及びステッピングモータ２４を有している。また、２５は回路基板であり、この回路基板２５にステッピングモータ２４が搭載されている。
【００２５】
表示板２１は、透光性基板２１ａと、液晶表示素子（可変表示素子）２１ｂとからなるものである。
【００２６】
透光性基板２１ａは、透光性樹脂（例えばアクリル、ポリカーボネート）からなり、指針２２を回動可能に保持するための後述する支持部材が配設されるものである。
【００２７】
液晶表示素子２１ｂは、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セルの両面に偏光板を貼り合わせたものであって、例えばドットマトリクス型の液晶表示素子である。液晶表示素子２１ｂは、その表示内容を変更可能であって、少なくとも指標部２ａ及び文字部２ｂを表示可能なものである。
【００２８】
指針２２は、指針本体２２ａと、指針キャップ２２ｂと、第一の磁石２２ｃと、第一のヨーク２２ｄと、を有し、液晶表示素子２２ａにて表示される指標部２ａを指示するものである。
【００２９】
指針本体２２ａは、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、回転中心部には指針キャップ２２ｂが嵌め込まれている。また、指針本体２２ａの回転中心部には、第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄを嵌入させる凹部が設けられている。また、指針本体２２ａは、透光性基板２１ａ上に配置されるＬＥＤ（照明手段）２６からの照明光を受光して指針本体２２ａを光輝させるための受光部２２ｄを有する。受光部２２ｄはリング状の第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄの空洞部に位置するように形成される。
【００３０】
指針キャップ２２ｂは、例えばＡＢＳ樹脂等の非透光性樹脂を略筒状に形成してなるものである。指針キャップ２２ｂは、その内部に第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄを圧入保持するものである。なお、第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄの保持方法は異なるものであってもよく、指針キャップ２２ｂの周縁部に突起を設け、第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄで前記突起を変形させて保持する方法や、指針キャップ２２ｂの周縁部に第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄを係止するフック（係止手段）を形成する方法であってもよい。また、指針キャップ２２ｂの中央部には、指針２２を回動可能に支持する略円柱形の主軸２７を挿入する挿入部２２ｆが設けられている。２８は主軸受け部であり、この主軸受け部２８は透光性基板２０に形成される凹部に配設され、主軸２７を固定するものである。本実施形態においては、この主軸２７と主軸受け部２８とで指針２２を回動可能に支持する支持部材が構成されている。
【００３１】
第一の磁石２２ｃは、リング状に形成され、図３に示すようにＳ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである。なお、本実施形態においては４極が着磁されている。第一の磁石２２ｃは、後述する第二の磁石２３ａと互いに吸引し合うものである。また、第１の磁石は、例えばネオジム−鉄−ボロン系希土類磁石あるいはサマリウム−コバルト系希土類磁石からなる。
【００３２】
第一のヨーク２２ｄは、第一の磁石２２ｃの第二の磁石２３ａと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第一のヨーク２２ｄは、第一の磁石２２ｃの前記非対向面側からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。
【００３３】
軸受け部２３は、第二の磁石２３ａと第二のヨーク２３ｂとを有し、ステッピングモータ２４の回動軸２４ａと嵌合されるものである。本実施形態における指針駆動手段は、軸受け部２３とステッピングモータ２４とからなるものである。
【００３４】
第二の磁石２３ａは、第一の磁石２２ｃと対になるように第一の磁石２２ｃに表示板２１を介して対向する位置に配置される。なお、図示しないが、第二の磁石２３ａも第一の磁石と同様にＳ極及びＮ極が交互に複数着磁されてなるものである。第二の磁石２３ａを設ける方法としては、軸受け部２３をプラスティックマグネットで形成し、第一の磁石２２ｃとの対向個所を着磁して形成する方法であってもよいし、また、軸受け部２３とは別部材で第二の磁石２３ａを設けインサート成形あるいはアウトサート成形によって一体的に形成する方法であってもよい。その場合、第二の磁石２３ａは第一の磁石２２ｃと同様の材料で形成される。
【００３５】
第二のヨーク２３ｂは、第二の磁石２３ａの第一の磁石２２ｃと対向しない面（非対向面）側に設けられるものである。第二のヨーク２３ｂは、第二の磁石２３ａの前記非対向面からの漏れ磁束を抑制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成する。
【００３６】
本実施形態は、指針２２に第一の磁石２２ｃを設け、表示板２１を介して第一の磁石２２ｃに対向するように第二の磁石２３ａをステッピングモータ２４の回動軸２４ａに固定される軸受け部２３に設けたことにより、第一の磁石２２ｃと第二の磁石２３ａとを磁力によって引きつけ合うことでステッピングモータ２４の回転駆動に連動して指針２２を回動させることができる。従って、従来の指針をステッピングモータに直接固定する方法のように表示板２１の液晶表示素子２１ｂに貫通孔を形成する必要がなく、表示板２１を比較的安価に製造することができる。
【００３７】
さらに、指針２２に設けられる第一の磁石２２ｃをＮ極及びＳ極が交互に複数着磁されたリング状に形成し、指針２２の回転中心部を囲むように配置することによって、指針２２の回転中心部全体に対して第二の磁石２３ａとの吸引力を得ることができ、指針２２を固定するための十分な吸引力を得て指針２２のオーバーシュートや脈動を抑制することが可能となる。また、第一の磁石２２ｃの第二の磁石２３ａとの非対向面側に第一のヨーク２２ｄを設けることによって磁気効率を向上させ、同じ第一の磁石２２ｃを用いた場合でもさらに吸引力を強めることが可能となる。
【００３８】
また、第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄの空洞部に位置するようにＬＥＤ２６からの照明光を受光する受光部２２ｅを設けることによって、指針キャップ２２ｂ内に第一の磁石２２ｃ及び第一のヨーク２２ｄを配設する場合であってもそれらに阻害されることなく照明光を指針本体２２ａに導くことができ、良好に指針２２を光輝させることができる。
【００３９】
また、表示板２１に透光性基板２１ａを備え、透光性基板２１ａに指針２２を回動可能に支持する支持部材を配設することによって、液晶表示素子２１ｂに対して指針２２を支持するための加工を行う必要がなくなり、容易に指針２２を配設可能であるとともに液晶表示素子２１ｂをさらに安価に製造することが可能となる。
【００４０】
なお、第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａは永久磁石であったが、例えば第二の磁石２３ａは電磁石であっても良い。また、可変表示素子としては、液晶表示素子２１ｂのほかに有機ＥＬ素子であってもよく、またドットマトリクス型のほかにセグメント型であっても良い。また、表示板としては、例えば透光性樹脂に遮光部を印刷形成して指針２２にて指示する固定表示部を形成した固定表示素子を有するものであってもよい。また、指針２２を照明する照明手段としては、ＬＥＤ２６に限定されるものではなく例えば表示板２１に有機ＥＬ素子を適用し、この有機ＥＬ素子からの光を受光部２２ｅに向けて発する構成であってもよい。また、指針駆動手段としてステッピングモータ２４を備えるものであったが、ステッピングモータ２４に代えて、例えば、交差コイル型ムーブメントを用いることができることは言うまでもない。
【００４１】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一あるいは相当個所には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４２】
第二の実施形態が第一の実施形態と異なる第一の点は、リング状に形成される第一，第二の磁石２２ｃ、２３ａがそれぞれ対向面に２極着磁されていることである。図４は第一の磁石２２ｃを示すものである。それぞれ図４（ａ）は第一の磁石２２ｃを第二の磁石２３ａとの対向面側から見た図であり、図４（ｂ）は第一の磁石２２ｃを側方（曲面側）から見た図である。第一の磁石２２ｃは、前記対向面に２極着磁されている。なお、第二の実施形態においては、第一の磁石２２ｃは前記対向面に２極が着磁されていればよく、図５に示すように両平面にそれぞれ異なる２極着磁を行うものであってもよい。なお、図示しないが第二の磁石２３ａについても第一の磁石２２ｃと同様に第一の磁石２２ｃとの対向面に２極着磁されている。
【００４３】
図６は、第一，第二の磁石２２ｃ、２３ａ間に回転ズレが生じた際に発生する吸引力による回転トルクと第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａ間の距離との関係を示す図である。なお、それぞれＴ１は対向面に２極着磁をした場合の特性を示し、Ｔ２は対向面に４極着磁をした場合の特性を示し、Ｔ３は対向面に８極着磁をした場合の特性を示し、Ｔ４は対向面に１６極着磁をした場合の特性を示している。図６から明らかなように、本願発明者は、第一，第二の磁石２２ｃ、２３ａ間の距離が大きくなると、２極着磁による特性Ｔ１が最も高い吸引トルクを示すことを見いだした。第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａの磁力によって前記指針を前記指針駆動手段の回転駆動に連動して回動させる指示計器装置においては第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａ間に表示板２１が配設されることで第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａ間の距離を必要とするため、第一，第二の磁石２２ｃ，２３ａを対向面に２極着磁することでかかる指示計器装置において指針２２を回動させることが可能な高い吸引トルクを得ることができる。
【００４４】
第二の実施形態が第一の実施形態と異なる第二の点は、図７に示すように、第一のヨーク２２ｄに隙間部２２ｇが設けられ、隙間部２２ｇに指針本体２２ａの一部が配設される点である。隙間部２２ｇは、第二の磁石２３ａとの対向面に２極着磁される第一の磁石２２ｃの磁極境界と略直角に交わるように形成される。なお、図７は、説明を簡略化するために第一のヨーク２２ｄ及び指針本体２２ａのみを図示した正面図である。隙間部２２ｇに配設される指針本体２２ａの一部は指針２２の後方から発せられる照明光を指針本体２２ａの先端部に向けて導光する導光部となるものである。このように、第一のヨーク２２ｄに隙間部２２ｇを形成し、この隙間部２２ｇに前記導光部を配設することによって、第一のヨーク２２ｄを設ける場合であっても、図８の断面図に示すように、指針本体２２ａと表示板２１との距離が開くことを抑制できるため、指示の読み取り誤差を少なくすることが可能となる。また、隙間部２２ｇの形成個所を検討した結果、隙間部２２ｇを形成する部材を第一のヨーク２２ｄのみとし、隙間部２２ｇが第一の磁石２２ｃの磁極境界と略直角に交わるようにすることにより、隙間部２２ｇ形成による吸引トルクの低減を抑制し、指針２２の脈動を抑えることが可能であることが確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す正面図。
【図２】同上第一の実施形態を示す要部拡大断面図。
【図３】同上第一の実施形態に適用される第一の磁石を示す図。
【図４】本発明の第二の実施形態に適用される第一の磁石を示す図。
【図５】同上第二の実施形態に適用される第一の磁石の別例を示す図。
【図６】同上第二の実施形態における第一，第二の磁石間に回転ズレが生じた際に発生する吸引力による回転トルクと第一，第二の磁石間の距離との関係を示す図。
【図７】同上第二の実施形態の要部を示す正面図。
【図８】同上第二の実施形態を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
【００４６】
２１    表示板
２１ａ  透光性基板
２１ｂ  液晶表示素子（可変表示素子）
２２    指針
２２ａ  指針本体
２２ｂ  指針キャップ
２２ｃ  第一の磁石
２２ｄ  第一のヨーク
２２ｅ  受光部
２２ｆ  主軸受け部
２２ｇ  隙間部
２３    軸受け部
２３ａ  第二の磁石
２３ｂ  第二のヨーク
２４    ステッピングモータ
２５    回路基板
２６    ＬＥＤ（照明手段）
２７    主軸
２８    主軸受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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