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Title:
INDICATOR DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/114786
Kind Code:
A1
Abstract:
Provide is an indicator device in which a pointer is secured to a pointer drive means by the attracting force of magnets and the overshoot and pulsation of the pointer can be suppressed by a sufficient attracting force. The indicator device comprises a display panel (21), a pointer (22) provided on the front side of the display panel (21), and a pointer drive means so provided on the rear side of the display panel (21) as to rotate the pointer (22). The indicator device further comprises a ring-shaped first magnet (22c) provided onto the pointer (22) and a second magnet (23a) so provided onto the pointer drive means as to be opposed to the first magnet (22c). The pointer (22) is rotated by the attracting forces of the first and second magnets (22c, 23a) in linkage with the rotational driving of the pointer drive means. A ring-shaped yoke (22d) is disposed on the surface side of the first magnet (22c) that is not opposed to the second magnet (23a).

Inventors:
MASUDA HIDEKI
KAWAMURA TATSUKI
Application Number:
PCT/JP2008/054936
Publication Date:
September 25, 2008
Filing Date:
March 18, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NIPPON SEIKI CO LTD (JP)
MASUDA HIDEKI
KAWAMURA TATSUKI
International Classes:
G01D13/22; G01D11/28; B60K35/00
Foreign References:
JP2003161650A2003-06-06
JP2006338891A2006-12-14
JP2005265835A2005-09-29
JP2001041981A2001-02-16
JPS5470478U1979-05-19
JPH0199019U1989-07-03
JP2002323350A2002-11-08
JP2003161650A2003-06-06
Other References:
See also references of EP 2146186A4
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Claims:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Description:
指示計器装置

 本発明は、表示板の指標部を指針で指示 る指示計器装置に関するものである。

 従来より、文字板(表示板)の指標部を指 で指示する指示計器装置がある。斯かる指 計器装置は、ステッピングモータ等の指針 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 指針を回動させて前記指標部を指示するも である。

 しかしながら、かかる構成においては前記 動軸を貫通させるための貫通孔を前記文字 に形成する打抜き工程が必要になり、前記 字板の製造が煩雑になるため、前記文字板 安価に製造できないという問題を有してい 。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。

実開平3-44624号公報

特開2003-161650号公報

 この問題に対し、本願出願人は、特許文 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 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。

 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 一の磁石が2個所配置されている)では、前 指針を固定する吸引力が不十分であり、前 指針を回転させて所定の指示位置を指示さ る場合に前記指示位置を超えてしまうオー ーシュートが発生し、また、前記指針をス ップ動作させる場合に前記指針の脈動を生 させるおそれがあり、指示計器装置として 更なる改善の余地があった。

 本発明は、上述の問題に鑑みなされたも であり、磁石の吸引力によって指針と指針 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 や脈動を抑制することが可能な指示計器装 を提供することを目的とする。

 本発明は、前記課題を解決するため、表 板と、前記表示板の前面側に設けられた指 と、前記表示板の後面側に設けられ前記指 を回動させるための指針駆動手段と、を有 る指示計器装置であって、前記指針に設け れるリング状の第一の磁石と、前記指針駆 手段に前記第一の磁石と対向するように設 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。

 また、前記第一の磁石の前記第二の磁石 の非対向面側にリング状のヨークを配設し なることを特徴とする。

 また、前記第一,第二の磁石は、S極及びN が交互に複数着磁されてなることを特徴と る。

 また、前記指針の中心部を覆う指針キャ プを備え、前記第一の磁石は前記指針キャ プ内に配設されてなることを特徴とする。

 また、前記第一の磁石の空洞部に設けら 前記指針の後方から発せられる照明光を受 して前記指針を光輝させるための受光部を えてなることを特徴とする。

 また、前記照明光を発する照明手段は、 記表示板上に配設されてなることを特徴と る。

 また、前記指針駆動手段の軸部に接合さ る軸受け部を備え、前記第二の磁石は前記 受け部に設けられてなることを特徴とする

 また、前記第二の磁石は、前記軸受け部 一体的に形成されてなることを特徴とする

 また、前記表示板は、前記指針に指示さ る可変表示部を備える可変表示素子を有し なることを特徴とする。

 また、前記指針を回動可能に支持する支 部材を設けたことを特徴とする。

 また、前記表示板は、前記支持部材が配 される透光性基板を有してなることを特徴 する。

 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 求項1に記載の指示計器装置。

 また、前記ヨークは隙間部を有し、前記 間部に前記指針の後方から発せられる照明 を導光する導光部が配設されてなることを 徴とする。

 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 の磁石の磁界境界に対して略直角方向に交 ることを特徴とする。

 本発明は、磁石の吸引力によって指針と 針駆動手段とを固定する指示計器装置に関 るものであり、十分な吸引力を得て指針の ーバーシュートや脈動を抑制することが可 となるものである。

本発明の第一の実施形態を示す正面図 同上第一の実施形態を示す要部拡大断 図。 同上第一の実施形態に適用される第一 磁石を示す図。 本発明の第二の実施形態に適用される 一の磁石を示す図。 同上第二の実施形態に適用される第一 磁石の別例を示す図。 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 距離との関係を示す図。 同上第二の実施形態の要部を示す正面 。 同上第二の実施形態を示す要部拡大断 図。

符号の説明

 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

 以下、添付の図面に基いて本発明を車両 コンビネーションメータに応用した第一の 施形態を説明する。

 図1において、1はハウジングである。ハ 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、 料計3及び水温計4よりも大きく、燃料計2と 温計4の間に配置されている。速度計2は、 示板21及び指針22を有している。また、燃料 3及び水温計4は、文字板31,41及び指針32,42を 々有している。文字板31,41は、透光性樹脂( 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 る。指針32,42はステッピングモータ(図示し い)により回動され、文字板31,41の指標部3a,4 aを指示する。

 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 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。

 表示板21は、透光性基板21aと、液晶表示 子(可変表示素子)21bとからなるものである。

 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。

 液晶表示素子21bは、透明電極膜が形成さ た一対の透光性基板に液晶を封入した液晶 ルの両面に偏光板を貼り合わせたものであ て、例えばドットマトリクス型の液晶表示 子である。液晶表示素子21bは、その表示内 を変更可能であって、少なくとも指標部2a び文字部2bを表示可能なものである。

 指針22は、指針本体22aと、指針キャップ22 bと、第一の磁石22cと、第一のヨーク22dと、 有し、液晶表示素子22aにて表示される指標 2aを指示するものである。

 指針本体22aは、ポリカーボネート等の透 性樹脂からなるものであり、回転中心部に 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2 2c及び第一のヨーク22dを嵌入させる凹部が設 られている。また、指針本体22aは、透光性 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。

 指針キャップ22bは、例えばABS樹脂等の非 光性樹脂を略筒状に形成してなるものであ 。指針キャップ22bは、その内部に第一の磁 22c及び第一のヨーク22dを圧入保持するもの ある。なお、第一の磁石22c及び第一のヨー 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 の磁石22c及び第一のヨーク22dで前記突起を 形させて保持する方法や、指針キャップ22b 周縁部に第一の磁石22c及び第一のヨーク22d 係止するフック(係止手段)を形成する方法 あってもよい。また、指針キャップ22bの中 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 る。28は主軸受け部であり、この主軸受け 28は透光性基板20に形成される凹部に配設さ 、主軸27を固定するものである。本実施形 においては、この主軸27と主軸受け部28とで 針22を回動可能に支持する支持部材が構成 れている。

 第一の磁石22cは、リング状に形成され、 3に示すようにS極及びN極が交互に複数着磁 れてなるものである。なお、本実施形態に 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 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。

 第一のヨーク22dは、第一の磁石22cの第二 磁石23aと対向しない面(非対向面)側に設け れるものである。第一のヨーク22dは、第一 磁石22cの前記非対向面側からの漏れ磁束を 制し、磁気効率を向上させる磁気回路を構 する。

 軸受け部23は、第二の磁石23aと第二のヨ 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 ングモータ24とからなるものである。

 第二の磁石23aは、第一の磁石22cと対にな ように第一の磁石22cに表示板21を介して対 する位置に配置される。なお、図示しない 、第二の磁石23aも第一の磁石と同様にS極及 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 る方法であってもよいし、また、軸受け部2 3とは別部材で第二の磁石23aを設けインサー 成形あるいはアウトサート成形によって一 的に形成する方法であってもよい。その場 、第二の磁石23aは第一の磁石22cと同様の材 で形成される。

 第二のヨーク23bは、第二の磁石23aの第一 磁石22cと対向しない面(非対向面)側に設け れるものである。第二のヨーク23bは、第二 磁石23aの前記非対向面からの漏れ磁束を抑 し、磁気効率を向上させる磁気回路を構成 る。

 本実施形態は、指針22に第一の磁石22cを 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 ことにより、第一の磁石22cと第二の磁石23a を磁力によって引きつけ合うことでステッ ングモータ24の回転駆動に連動して指針22を 動させることができる。従って、従来の指 をステッピングモータに直接固定する方法 ように表示板21の液晶表示素子21bに貫通孔 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。

 さらに、指針22に設けられる第一の磁石22 c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 配置することによって、指針22の回転中心 全体に対して第二の磁石23aとの吸引力を得 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 を抑制することが可能となる。また、第一 磁石22cの第二の磁石23aとの非対向面側に第 のヨーク22dを設けることによって磁気効率 向上させ、同じ第一の磁石22cを用いた場合 もさらに吸引力を強めることが可能となる

 また、第一の磁石22c及び第一のヨーク22d 空洞部に位置するようにLED26からの照明光 受光する受光部22eを設けることによって、 針キャップ22b内に第一の磁石22c及び第一の ーク22dを配設する場合であってもそれらに 害されることなく照明光を指針本体22aに導 ことができ、良好に指針22を光輝させること ができる。

 また、表示板21に透光性基板21aを備え、 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 う必要がなくなり、容易に指針22を配設可 であるとともに液晶表示素子21bをさらに安 に製造することが可能となる。

 なお、第一,第二の磁石22c,23aは永久磁石 あったが、例えば第二の磁石23aは電磁石で 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 た固定表示素子を有するものであってもよ 。また、指針22を照明する照明手段として 、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 ッピングモータ24に代えて、例えば、交差 イル型ムーブメントを用いることができる とは言うまでもない。

 次に、本発明の第二実施形態について説 する。なお、前述の第一の実施形態と同一 るいは相当個所には同一符号を付してその 細な説明は省略する。

 第二の実施形態が第一の実施形態と異な 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 れていることである。図4は第一の磁石22cを 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 態においては、第一の磁石22cは前記対向面 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 であってもよい。なお、図示しないが第二 磁石23aについても第一の磁石22cと同様に第 の磁石22cとの対向面に2極着磁されている。

 図6は、第一,第二の磁石22c、23a間に回転 レが生じた際に発生する吸引力による回転 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 に2極着磁をした場合の特性を示し、T2は対 面に4極着磁をした場合の特性を示し、T3は 向面に8極着磁をした場合の特性を示し、T4 対向面に16極着磁をした場合の特性を示し いる。図6から明らかなように、本願発明者 、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 磁石22c,23aの磁力によって前記指針を前記指 駆動手段の回転駆動に連動して回動させる 示計器装置においては第一,第二の磁石22c,23 a間に表示板21が配設されることで第一,第二 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 かかる指示計器装置において指針22を回動 せることが可能な高い吸引トルクを得るこ ができる。

 第二の実施形態が第一の実施形態と異な 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 る第一の磁石22cの磁極境界と略直角に交わ ように形成される。なお、図7は、説明を簡 化するために第一のヨーク22d及び指針本体2 2aのみを図示した正面図である。隙間部22gに 設される指針本体22aの一部は指針22の後方 ら発せられる照明光を指針本体22aの先端部 向けて導光する導光部となるものである。 のように、第一のヨーク22dに隙間部22gを形 し、この隙間部22gに前記導光部を配設する とによって、第一のヨーク22dを設ける場合 あっても、図8の断面図に示すように、指針 体22aと表示板21との距離が開くことを抑制 きるため、指示の読み取り誤差を少なくす ことが可能となる。また、隙間部22gの形成 所を検討した結果、隙間部22gを形成する部 を第一のヨーク22dのみとし、隙間部22gが第 の磁石22cの磁極境界と略直角に交わるよう することにより、隙間部22g形成による吸引 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。

 表示板の指標部を指針で指示する指示計 装置に関するものであり、特に液晶表示素 等の可変表示素子を表示板に用いる指示計 装置に好適である。