JP3291732B2

JP3291732B2 - 指示計器

Info

Publication number: JP3291732B2
Application number: JP50447695A
Authority: JP
Inventors: 弘橋本; 正己片岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: EP0679871B1; DE69414824D1; EP0679871A1; US5706757A; DE69414824T2; EP0679871A4; WO1995004918A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、駆動内機によって回転される指針を視るこ
とにより指示値を読取るようにした指示計器、特には、
光源からの光を受けて発光する指針を備えた指示計器に
関する。

背景技術従来より、自動車の速度計等の指針を発光させる指示
計器としては、実開平３−36920号公報及び実開昭54−4
4545号公報に開示されたものがある。

実開平３−36920号に開示された第１の従来例は、回
転軸によって回転される指針の内部に光源を配設した構
成であり、又、実開昭54−44545号公報に開示された第
２の従来例は、指針の外部にその指針の回転中心部に位
置して光源を配設し、その指針を回転させる回転軸とし
て光源を逃げるためにオフセット回転軸を用いるように
した構成である。

第１の従来例では、指針とともに回転する光源に固定
部位から給電を行なわなければならないので、構造が複
雑になり、軸方向に大形化する不具合がある。

又、第２の従来例では、特殊な回転軸たるオフセット
回転軸を用いなければならず、更に、光源からの光が外
部に逃げるので、光源からの指針に対する光伝達効率が
悪い不具合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、回転する指針に投光する光源を固定部位たる基板に
固定することができ、構造が簡単で、軸方向に大形化す
ることがなく、又、オフセット回転軸の如き特殊な回転
軸を用いる必要がなく、更に、光源から指針への光伝達
効率をよくすることができる指示計器を提供するにあ
る。

発明の開示本発明の指示計器は、基板に取付けられ軸支持部を有
する駆動内機と、この駆動内機の軸支持部に支持される
該駆動内機によって回転される回転軸と、この回転軸と
一体に回転するように設けられ光伝導性を有する指針
と、この指針に投光する光源とを備え、前記軸支持部及
び回転軸の一方若しくは双方の内部にその軸中心部に位
置し且つ前記基板に臨むようにして取付スペースを形成
し、前記光源をその取付スペース内に位置するようにし
て前記基板に固定するようにした構成に特徴を有し、こ
の構成によって、光源は固定部位たる基板に固定されて
いるので、光源に対する給電は基板を介して行なえばよ
くて、構造が簡単で、軸方向に大形化することがなく、
又、オフセット軸の如き特殊な回転軸を用いる必要がな
く、更に、光源は駆動内機の軸支持部及び回転軸の一方
若しくは双方の内部に形成された取付スペース内に位置
しているので、光源は軸支持部及び回転軸の一方若しく
は双方によって包囲された状態となって、光源からの光
は外部に逃げることなく指針に伝達されるようになり、
光源から指針への光伝達効率をよくすることができる。

本発明の指示計器は、前記指針の基端部に、前記光源
と対応する受光面及びこの受光面と対応する反射面を有
する受光部を該基端部と略直角をなすように形成し、前
記受光面を曲面形状に形成して前記反射面に集光するよ
うに構成するところに特徴を有し、この構成によって、
指針の曲面形状の受光面が光源からの光を反射面に集光
させるので、反射面以外に洩れる光を極力少くすること
ができて、光伝達効率を一層よくすることができる。

本発明の指示計器は、前記回転軸を円筒状に形成し、
前記指針の基端部に前記光源と対応する受光面及びこの
受光面と対応する反射面を有する受光部を該基端部と略
直角をなすように形成し、前記受光部を、その外径を前
記回転軸の内径と略等しくなるように形成して、該回転
軸に圧入するように構成するところに特徴を有し、この
構成によって、指針の受光部が回転軸に圧入されるの
で、光源からの光はすべて指針の受光面に入射するよう
になり、光伝達効率を更によくすることができる。

本発明の指示計器は、前記指針の受光部の突出基部を
前記回転軸の端面に当接させる構成に特徴を有し、この
構成によって、指針の受光部の回転軸に対する圧入代を
大にしなくても、回転軸に対する指針の直角度を高精度
で得ることができる。

本発明の指示計器は、前記光源を、少なくとも一部の
外径が前記軸支持部の内径と略等しくなるように形成
し、その軸支持部により位置決めするように構成すると
ころに特徴を有し、この構成によって、軸支持部を光源
の位置決めガイトとして兼用することができ、従って、
光源の回転軸との干渉の問題を容易に解消できるととも
に、光源の光軸と指針の受光面との軸合せも行なえるの
で、特別に光軸合せを行なう必要がない。

本発明の指示計器は、前記光源を、発光色が複数色と
なるように構成し、その発光色が切換える切換手段を設
ける構成に特徴を有し、この構成によって、指針の指示
状態に応じて指針の発光色を変えることができる。

本発明の指示計器は、前記切換手段を、指示値が所定
値未満か所定値以上かに応じて前記光源の発光色を切換
えるように構成するところに特徴を有し、この構成によ
って、指針に所定値というしきい値を境界とする区分表
示を行なわせることができ、例えば、速度計に適用して
所定値を100Km/hとした場合には、指針に警告の機能を
もたせることができる。

本発明の指示計器は、基板に取付けられ軸支持部を有
するステッピングモータと、このステッピングモータの
軸支持部に支持され該ステッピングモータによって回転
される円筒状の回転軸と、この回転軸と一体回転するよ
うに設けられ光伝導性を有する指針と、この指針に投光
する光源とを備え、前記光源を、前記回転軸の内部に位
置させて前記基板に固定するようにした構成に特徴を有
し、この構成によって、回転軸及び指針を回転するのに
大なるトルクが得られる。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の第１の実施例を示す縦断面図であ
る。

第２図は、本発明の第２の実施例を示す縦断面図であ
る。

第３図は、本発明の第３の実施例を示す縦断面図であ
る。

第４図は、本発明の第４の実施例を示す縦断面図であ
る。

第５図は、本発明の第５の実施例を示す縦断面図であ
る。

第６図は、本発明の第５の実施例の電気回路図であ
る。

発明を実施するための最良の形態本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従
ってこれを説明する。

第１図は、本発明を自動車の速度計に適用した第１の
実施例を示す縦断面図である。

基板例えばプリント回路基板１は、本体ケース（図示
せず）内に収納されており、その上面（前面）には、駆
動内機２が配設されている。この駆動内機２のケース３
の上，下面部には、夫々内方に突出する合成樹脂製の短
円筒状をなす軸支持部4,5が設けられており、これらの
軸支持部4,5には、円筒状の回転軸６が回転可能に支承
されており、その回転軸６の内部をその軸中心部に位置
する取付スペース７としている。この場合、回転軸６に
おいて、その下端部は軸支持部５の段部5aによって受け
支持され、上端部は該支持部４の貫通孔4aを通して上方
に突出されており、内部の取付スペース７は軸支持部５
の貫通孔5bを介してプリント回路基板１の上面に臨むよ
うになっている。

而して、前記駆動内機２は、ケース３内に前述したよ
うに設けられた軸支持部4,5及び回転軸６と一体化され
たロータ用永久磁石3a等を備えたステッピングモータに
よって構成され、入力信号例えば自動車の走行速度を示
す速度信号が与えられることによって、回転軸６をその
速度信号の大きさに応じた角度だけ回転させるようにな
っている。

目盛板８は、本体ケース（図示せず）の上面開口部を
閉塞するように配設されたもので、中央部に前記回転軸
６の上端部を挿通させる透孔8aが形成されている。そし
て、この目盛板８の上面部には、速度を表示する目盛
（図示せず）が施こされている。

指針９は、光伝導性を有する材料例えばアクリル樹脂
で形成されたもので、長尺状をなしている。又、指針９
の基端部は略直角に曲成された形状をなしていて、その
端面が受光面9aに形成され、更に、基端部の受光面9aと
対応する隅角部は斜めに切断された形状の反射面9bに形
成されている。更に、指針９における基端部を除く部位
の裏面には着色層10が施こされている。そして、指針９
の基端部には、その基端部を覆うようにして指針９の一
部をなす合成樹脂製のカバー11が取付けられており、こ
のカバー11の取付筒部11aが前記回転軸６の上端部に嵌
合して固定されている。

光源としての発光ダイオード12は、回転軸６の中空内
部たる取付スペース７内に配置され、その端子ピン12a,
12aが前記プリント回路基板１のスルーホール1a,1aに挿
通されることによって、プリント回路基板１に固定され
ている。この結果、発光ダイオード12の上部は指針９の
受光面9aと対向するようになる。

尚、発光ダイオード12は、その端子ピン12a,12aがプ
リント回路基板１の下面部に形成された導体パターン
（図示せず）に半田付けにより接続されていて、この導
体パターンを介して給電されるようになっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

駆動内機２に速度信号が与えられると、回転軸６がそ
の速度信号の大きさに応じた角度だけ回転し、従って、
指針９も回転軸６と一体に回転して速度を指示するよう
になる。そして、発光ダイオード12が給電されて発光す
ると、その光は指針９の受光面9aで受けられた後反射面
9bで反射されて長手方向たる先端部方向に案内され、そ
の途中で着色層10で乱反射されるようになり、以て、指
針９が着色層10の色で発光するようになる。

このように、本実施例においては、回転軸６を円筒状
にして内部を取付スペース７とし、発光ダイオード12を
この取付スペース７内に位置させた状態にしてプリント
回路基板１に固定するようにした。従って、発光ダイオ
ード12は固定部位たるプリント回路基板１の導体パター
ンを介して給電されるので、第１の従来例とは異なり、
特別な給電構造とする必要がなくて、構造が簡単にな
り、軸方向に大形化することはない。又、前述したよう
に、回転軸６を円筒状にして発光ダイオード12用の取付
スペース７を得るようにしたので、第２の従来例とは異
なり、オフセット回転軸の如き特殊な回転軸を用いる必
要がなく、又、発光ダイオード12は円筒状の回転軸６に
よって包囲されているので、発光ダイオード12からの光
は外部に逃げることなく指針９の受光面9aに伝達される
ようになり、従って、光伝達効率がよくなって、指針９
を高輝度で発光させることができる。

しかも、回転軸６を回転させる駆動内機２としてステ
ッピングモータを用いるようにしたので、従来用いられ
ている交差コイル形のものに比し、充分なトルクを得る
ことができる。

第２図は本発明の第２の実施例であり、第１図と同一
部分には同一符号を付して示し、以下、異なる部分につ
いて説明する。

即ち、駆動内機２のケース３の下面部には、段部13a
及び貫通孔13bを有する合成樹脂製の軸支持部13が設け
られており、この軸支持部13は、第１図に示す軸支持部
５よりも上方に大きく突出するように設定されている。
指針９の基端部には下方に突出する回転軸14が一体成形
されており、この回転軸14の上端部は軸支持部４に支承
され、下端部は軸支持部13の段部13aに受け支持されて
いる。

この回転軸14には下面が開口する円形状の凹部14aが
形成され、この凹部14aと軸支持部13の貫通孔13bとによ
って、回転軸14の軸中心部に位置し且つプリント回路基
板１に臨む取付スペース15が形成されている。これによ
り、回転軸14の凹部14の上面が指針９の受光面9cとなる
ものである。

そして、発光ダイオード12は、この軸支持部13と回転
軸14との双方によって形成された取付スペース15内に位
置してプリント回路基板１に前記実施例と同様にして固
定される。

従って、この第２の実施例によっても、前記第１の実
施例と同様の作用効果を得ることができ、特に、第１の
実施例に比し部品点数を減らすことができる。

第３図は本発明の第３の実施例であり、第２図と同一
部分には同一符号を付して示し、以下、異なる部分につ
いて説明する。

即ち、駆動内機２のケース３の下面部には、段部16a
及び取付スペースとしての貫通孔16bを有する合成樹脂
製の軸支持部16が設けられており、この軸支持部16は、
第２図に示す軸支持部13よりも上方に大きく突出するよ
うに設定されている。指針９の基端部には下方に突出す
る中実状の回転軸17が一体成形されており、この回転軸
17の上端部は軸支持部４に支承され、下端部は軸支持部
16の段部16aに受け支持されている。これにより、回転
軸17の下面が指針９の受光面9dとなるものである。

そして、発光ダイオード12は、この軸支持部16の取付
スペースたる貫通孔16b内に位置してプリント回路基板
１に前記第１の実施例と同様にして固定される。

従って、この第３の実施例によっても、前記第２の実
施例と同様の作用効果を得ることができる。

第４図は本発明の第４の実施例であり、第１図と同一
部分には同一符号を付して示し、以下、異なる部分につ
いて説明する。

即ち、駆動内機２のケース３の下面部には、段部18a
及び貫通孔18bを有する合成樹脂製の軸支持部18が設け
られており、この軸支持部18は、第１図に示す軸支持部
５よりも上方に突出するように設定されており、その段
部18aに回転軸６の下端部が受け支持されている。そし
て、回転軸６の内部と軸支持部18の貫通孔18bの下半部
とによって回転軸６の軸中心部に位置し且つプリント回
路基板１に臨む取付スペース19が形成されている。

光源たる発光ダイオード20は、下部に他の部位より径
大なベース部20aを有し、このベース部20aから端子ピン
20b,20bが突出されている。発光ダイオード20のベース
部20aの外径は軸支持部18の内径即ち貫通孔18bの径と略
等しく形成されていて、発光ダイオード20は、端子ピン
20b,20bがプリント回路基板１のスルーホール1a,1aに挿
通され且つベース部20aが軸支持部18の貫通孔18bに嵌め
込まれた状態で、取付スペース19内に配置されている。

指針９の基端部には、これと略直角となるようにして
短円柱状の受光部21が一体成形されており、その下面た
る受光面21aは下方に向かって凸状となる曲面形状に形
成されている。又、受光部21の受光面21aと対応する部
位に略Ｖ字形をなす切欠状部21bが形成されていて、そ
の傾斜面が反射面21cとされている。そして、指針９の
受光部21の外径は回転軸６の内径と略等しく形成されて
いて、指針９は、受光部21が回転軸６に圧入されること
によって、該回転軸６と一体に回転し得るようになって
いる。この場合、指針９における受光部21の突出基板21
dは、回転軸６の端面たる上端面に当接するようになっ
ている。

而して、発光ダイオード20が給電されて発光すると、
その光22は、指針９の受光部21の受光面21aで受けられ
て反射面21cに集光された後、その反射面21cで反射され
て長手方向たる先端部方向に案内され、その途中で着色
層10で乱反射される。

このように構成された第４の実施例によれば、指針９
の曲面形状の受光面21aが発光ダイオード20からの光22
を反射面21cに集光させるので、反射面21c以外に光が洩
れることを極力少なくすることができ、従って、光伝達
効率を一層よくすることができる。又、指針９の受光部
21を回転軸６に圧入するようにしたので、発光ダイオー
ド20からの光22は全て受光面21cに入射するようにな
り、従って、光伝達効率を更によくすることができる。
更に、指針９の受光部21の突出基部21dを回転軸６の上
端面に当接させるようにしたので、受光部21の回転軸６
に対する圧入代を大にしなくても、指針９の回転軸６に
対する直角度を高精度で得ることができる。

そして、発光ダイオード20の少なくとも一部たるベー
ス部20aを軸支持部18の内径（貫通孔18bの径）と略等し
く設定するようにしたので、発光ダイオード20は軸支持
部18によって位置決めされるようになり、従って、軸支
持部18を発光ダイオード20の位置決めガイドとして兼用
することができて、発光ダイオード20の回転軸６との干
渉の問題を容易に解消することができるとともに、発光
ダイオード20の光軸と指針９の受光面21aとの軸合せも
行なえるので、特別に光軸合せを行なう必要もない。

第５図及び第６図は本発明の第５の実施例であり、第
４図と同一部分には同一符号を付して示し、以下、異な
る部分について説明する、即ち、第５図に示すように、光源たる発光ダイオード
23は、発光ダイオード20のベース部20aと同構成及び同
作用をなすベース部23aを有するとともに、ベース部23a
より３本の端子ピン23bが突出されていて、これらの端
子ピン23bはプリント回路基板１の３個のスルーホール1
aに挿入通されている。更に、発光ダイオード23は、内
部に、発光色の異なる２個のチップ、例えば、緑色に発
光するチップ23c及び赤色に発光するチップ23dを備えて
いる。

そして、第６図に示すように、チップ23c及び23dにお
いて、夫々のカソードはアースされ、夫々のアノードは
切換手段たるスイッチ24及び25を介してバッテリ26の正
端子に接続されており、該バッテリ26の負端子はアース
されている。この場合、スイッチ24は、指針９の指示値
が所定値例えば100Km/h未満のときにオンされ、スイッ
チ25は、指針９の指示値が100Km/h以上のときにオンさ
れるようになっている。

尚、指針９の裏面には、着色層10の代りに反射層27が
施こされている。

而して、駆動内機２に速度信号が与えられると、回転
軸６がその速度信号の大きさに応じた角度だけ回転し、
従って、指針９も回転軸と一体に回転して速度を指示す
る。この場合、指針９が指示する速度が所定値たる100K
m/h未満のときには、スイッチ24がオンされて発光ダイ
オード23のチップ23cが通電されて緑色に発光する。こ
のチップ23cからの光は、第４図と同様に、指針９の受
光面21aで受けられた後反射面21cで反射されて先端部方
向に案内され、その途中で反射層27で乱反射されるよう
になり、以て、指針９はチップ23cの発光色たる緑色で
発光するようになる。

又、指針９が指示する速度が100Km/h以上のときに
は、スイッチ25がオンされて発光ダイオード23のチップ
23dが通電されて赤色に発光する。従って、今度は、指
針９はチップ25dの発光色たる赤色で発光する。

このように構成された第５の実施例によっても、前記
第４の実施例と同様の効果が得られるとともに、更に、
指針９の指示状態に応じてその発光色を変えることがで
き、特に、指針９を、その指示値がしきい値たる100Km/
h未満のときには緑色に発光させ、100Km/h以上のときに
は赤色に発光させるように区分表示を行なわせるように
したので、指針９に警告の機能をもたせることができ
る。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す各実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば、自動車の速度計のみな
らず指針を光源からの光によって発光させる指示計器全
般に適用し得る等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形
して実施できることは勿論である。

産業上の利用可能性以上のように、本発明にかかる指示計器は、自動車の
速度計として有用であり、特に、光源を二色発光させる
構成は、自動車の速度計として最適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01D 11/28 G12B 11/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（１）に取付けられ軸支持部（4,5,1
3,16,18）を有する駆動内機（２）と、この駆動内機（２）の軸支持部（4,5,13,16,18）に支持
され該駆動内機（２）よって回転される回転軸（6,14,1
7）と、この回転軸（6,14,17）と一体に回転するように設けら
れ光伝導性を有する指針（９）と、この指針（９）に投光する光源（12,20,23）とを備え、前記軸支持部（5,13,16,18）及び回転軸（6,14,17）の
一方若しくは双方の内部にその軸中心部に位置し且つ前
記基板（１）に臨むようにして取付スペース（7,15,16
b,19）を形成し、前記光源（12,20,23）をその取付スペ
ース（7,15,16b,19）内に位置するようにして前記基板
（１）に固定するようにしたことを特徴とする指示計
器。
【請求項２】前記指針（９）の基端部には、前記光源
（20）と対応する受光面（21a）及びこの受光面（21a）
と対応する反射面（21c）を有する受光部（21）が該基
端部と略直角をなすように形成され、前記受光面（21
a）は、曲面形状に形成されていて前記反射面（21c）に
集光するようになっていることを特徴とする請求の範囲
第１項記載の指示計器。
【請求項３】前記回転軸（６）は円筒状に形成され、前
記指針（６）の基端部には前記光源（20）と対応する受
光面（21a）及びこの受光面（21a）と対応する反射面
（21c）を有する受光部（21）が該基端部と略直角をな
すように形成され、前記受光部（21）は、その外径が前
記回転軸（６）の内径と略等しくなるように形成されて
いて、該回転軸（６）に圧入されるようになっているこ
とを特徴とする請求の範囲第１項記載の指示計器。
【請求項４】前記指針（９）の受光部（21）の突出基部
（21d）は、前記回転軸（６）の端面に当接するように
なっていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の指
示計器。
【請求項５】前記光源（20,23）は、少なくとも一部（2
0a,23a）の外径が前記軸支持部（18）の内径と略等しく
形成されていて、その軸支持部（18）により位置決めさ
れるようになっていることを特徴とする請求の範囲第１
項記載の指示計器。
【請求項６】前記光源（23）は、発光色が複数色となる
ように構成され、その発光色を切換える切換手段（24,2
5）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１
項記載の指示計器。
【請求項７】前記切換手段（24,25）は、指示値が所定
値未満か所定値以上かに応じて前記光源（23）の発光色
を切換えるようになっていることを特徴とする請求の範
囲第６項記載の指示計器。
【請求項８】基板（１）に取付けられ軸支持部（4,5,1
8）を有するステッピングモータ（２）と、このステッピングモータ（２）の軸支持部（4,5,18）に
支持され該ステッピングモータ（２）によって回転され
る円筒状の回転軸（６）と、この回転軸（６）と一体回転するように設けられ光伝導
性を有する指針（９）と、この指針（９）に投光する光源（12,20,23）とを備え、前記光源（12,20,23）を、前記回転軸（６）の内部に位
置させて前記基板（１）に固定するようにしたことを特
徴とする指示計器。