JP5378879B2 - 計器装置の指針の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両や船舶等の移動体に搭載される計器装置に関し、特に、文字板の指標部を指示する指針を計器ユニットの計測量に応じて回転する出力軸に取り付けるための計器装置の指針の取付構造に関する。

車両、船舶などの移動体には、各種の計測手段が計測した情報を移動体の乗員に対して表示する計器装置が搭載されている。この種の計器装置として、例えば、前記各種の計測手段が計測した計測量に基づいて指針を回動させて、この指針により文字板の前記移動体の各種の状況を示す指標部を指し示すことで、前記計測量を移動体の乗員に対して表示するアナログ式の計器装置が用いられる。

前述したアナログ式の計器装置は、箱状の計器ケースと、該計器ケース内に収容された計器ユニットと、該計器ユニットの前面側（乗員側）に配されて計器ケース内に収容され且つ前記移動体の各種の状況を示す指標部が設けられた文字板と、該文字板の前面側に配される指針と、文字板の背面側（乗員から離れた側）に配され且つ文字板及び指針に光を照射する光源と、文字板の前面側に配されて該文字板の表示不要部分を覆う見返し板と、見返し板の前面側に配されて計器ケースの開口部を覆う透明カバーなどを備えている。

前記計器ユニットは、前述した移動体の各種の状況を計測する計測手段の計測量に基づいて回転する出力軸を備えている。前記指針は、計器ユニットの出力軸に取り付けられて該出力軸が回転する際に回転中心となる取付部と、この取付部から該取付部の外周方向に向かって延びた指示部とを備えている。そして、指針は、計器ユニットの出力軸によって回動されて指示部が文字板の指標部を指示する。

また、前述したアナログ式の計器装置は、計器ユニットの出力軸に指針を取り付けて、出力軸に指針を固定するための固定構造を備えている。この固定構造として、従来から種々の固定構造（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。図４は、特許文献１に例示された従来の計器ユニットの出力軸に指針を固定するための固定構造を示す分解斜視図である。図４に示す固定構造４０は、計器ユニット４１の出力軸４２と該出力軸４２に取り付けられる指針４５の取付部４６とに設けられた回動防止手段４９及び抜け防止手段５０を備えている。

回動防止手段４９は、計器ユニット４１の出力軸４２の先端部に設けられた複数の平面４３と、指針４５の取付部４６に設けられ且つ前記出力軸４２が挿入される挿入孔４７と、を備えている。複数の平面４３は、前記出力軸４２の四角柱状に形成された先端部の外周面を構成している。挿入孔４７は、平面形状が四角形に形成されており、前記出力軸４２の四角柱状に形成された先端部を挿入可能な形状となっている。

抜け防止手段５０は、計器ユニット４１の出力軸４２の基端部に突設された突起４４と、指針４５の取付部４６に設けられ且つ前記突起４４が係合する係合孔４８と、を備えている。突起４４は、計器ユニット４１の出力軸４２の外周面から突出して設けられている。係合孔４８は、取付部４６の外側面から挿入孔４７の内面４７ａに向かって貫通して形成されている。

前述した構成の固定構造４０は、計器ユニット４１の出力軸４２が指針４５の取付部４６に設けられた挿入孔４７内に挿入されると、出力軸４２の先端部の複数の平面４３が指針４５の挿入孔４７の内面４７ａに当接するとともに、出力軸４２の基端部の突起４４が指針４５の取付部４６の係合孔４８に係合する。

こうして、固定構造４０は、回動防止手段４９を構成する出力軸４２の複数の平面４３と指針４５の挿入孔４７の内面４７ａとが当接することにより、出力軸４２が挿入孔４７内で回転することを防止するとともに、抜け防止手段５０を構成する出力軸４２の突起４４が指針４５の係合孔４８に係合することにより、出力軸４２が挿入孔４７から抜け出ることを防止することで、計器ユニット４１の出力軸４２に指針４５を固定する。

特開平６−３４３９９号公報

しかしながら、前述の特許文献１に開示された固定構造は、指針の取付部に設けられた挿入孔の平面形状が四角形に形成されているため、挿入孔内に挿入された出力軸が回転する際に、挿入孔内の角部に応力が集中して、取付部にひび割れが生じるなど指針が破損する虞があった。

したがって、本発明の目的は、前述した問題点に鑑み、簡単な構造で指針の破損を防止することができる計器装置の指針の取付構造を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、計測量に応じて回転する出力軸を有する計器ユニットと、前記出力軸に取り付けられる取付部と、前記取付部から該取付部の外周方向に延出した指示部と、を有し、前記出力実の回転により前記指示部が文字板の前記計測量を示す指標部を指示する指針と、を有する計器装置の指針の取付構造であって、前記取付部には、前記出力軸が圧入される孔が設けられており、前記孔の断面形状が、楕円形に形成され、前記出力軸は、断面形状が楕円形に形成され、前記孔の短手方向の内径が前記出力軸の短手方向の外径よりも若干小さくなるように形成されていることを特徴とする計器装置の指針の取付構造である。

請求項１に記載された発明によれば、指針の取付部に設けられた計器ユニットの出力軸が圧入される孔の断面形状が、楕円形に形成されているので、計器ユニットの出力軸が回転する際に、孔内において応力集中が生じることを防止することができる。

また、出力軸は、断面形状が楕円形に形成されているので、出力軸が孔内で回転することを防止することができる。

以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、計器ユニットの出力軸が回転する際に、孔内において応力集中が発生することを防ぐことができるので、取付部にひび割れが生じることを防止することができ、指針が破損することを防ぐことができる。したがって、簡単な構造で指針が破損することを防止することができる。

また、出力軸が孔内で回転することを防止することができるので、出力軸が回転する際に指針を確実に回動させることができる。

本発明の一実施形態にかかる指針の取付構造を備えた計器装置を示す平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 従来の計器装置の指針の取付構造を示す分解斜視図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる指針の取付構造（以下、単に取付構造と記す）を、図１乃至図４を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる取付構造１は、例えば、図１に示す計器装置２に用いられる。この計器装置２は、自動車等の車両に搭載されて、この車両の乗員に対して該車両の状況を表示する装置である。

計器装置２は、図１に示すように、計器ケース３と、車両の速度を表示する表示計器としてのスピードメータ４と、前記計器ケース３に取り付けられてスピードメータ４の車両の乗員側即ち前面側に配された見返し部材５と、該見返し部材５の乗員側即ち前面側を覆う透明カバー６などを備えている。

なお、本実施形態では、説明を簡略化するために、車両の速度を示す表示計器であるスピードメータ４のみ備えた構成としているが、他にも車両のエンジン回転数を示す回転計、エンジンの冷却水温度を示す水温計、燃料残量を示す燃料計等の複数の表示計器を備えた構成としても良いことは勿論である。

計器ケース３は、合成樹脂等から形成されており、図２に示すように、ケース本体１０と、裏カバー１１と、を備えている。ケース本体１０は、車両の乗員に相対する平板状の前面壁と、この前面壁の外周縁から立設し且つ車両の乗員から離れる方向に延びた周壁と、を備えている。ケース本体１０は、乗員から離れた側、即ち、背面側に開口する箱状に形成されている。そして、前記周壁は、ケース本体１０即ち計器ケース３の外郭を形成する。

また、ケース本体１０の前面壁には、図２に示すように、スピードメータ４の後述する文字板７を取り付けるための文字板取付部１２と、スピードメータ４の後述するムーブメント８の出力軸１８を通すとともに後述するプリント配線板１４の複数のＬＥＤ１５が配される開口部１３と、が設けられている。

文字板取付部１２は、前面壁の車両の乗員側から凹状で且つ後述する文字板７の輪郭と相似形状に形成されている。文字板取付部１２は、表面（車両の乗員側の面）に反射面が設けられている。この反射面は、後述するプリント配線板１４の複数のＬＥＤ１５からの光を反射する。

開口部１３は、計器ケース３のケース本体１０の前面壁を貫通して形成されており、文字板取付部１２の中央部に配されている。また、開口部１３は、後述する文字板７の通し孔１７に対応する位置に配されている。そして、開口部１３は、スピードメータ４の後述するムーブメント８の出力軸１８が通されるとともに、後述するプリント配線板１４の複数のＬＥＤ１５からの光を後述する文字板７側に通す。

裏カバー１１は、図２に示すように、外形がケース本体１０の周壁の外形と相似形状の平板状に形成されている。裏カバー１１は、ケース本体１０の車両の乗員から離れた側即ち背面側に取り付けられて、該ケース本体１０の開口を閉塞する。

そして、前述した構成の計器ケース３は、ケース本体１０の前面壁に設けられた文字板取付部１２の前面側（車両の乗員側）にスピードメータ４の後述する文字板７が重ねられて、この文字板７を前面壁との間に挟む格好で見返し部材５が取り付けられるとともに、ケース本体１０の背面側（車両の乗員から離れた側）に裏カバー１１が取り付けられて、該ケース本体１０の開口が閉塞される。

また、前述した計器ケース３のケース本体１０と裏カバー１１との間には、可撓性を有さない比較的硬質な合成樹脂等からなり且つ平面が略矩形の平板状に形成されたプリント配線板１４が配されている。

プリント配線板１４は、ケース本体１０の前面壁に対向する表面側に、スピードメータ４の後述する文字板７の指標部１６及び指針９等を照明する複数のＬＥＤ１５が取り付けられるとともに、その背面側に、スピードメータ４の後述するムーブメント８が出力軸１８を表面側に突出させた状態で取り付けられて、これらの複数のＬＥＤ１５及びムーブメント８と電気的に接続する。

また、プリント配線板１４には、複数のＬＥＤ１５及びムーブメント８等の動作を制御するためのマイコン等の各種の電子部品等が実装されている。そして、プリント配線板１４は、計器ケース３のケース本体１０の前面壁及び裏カバー１１と略平行に配されるとともに、ケース本体１０と裏カバー１１との間に取り付けられて、計器ケース３内に収容される。

スピードメータ４は、図１又は図２に示すように、表面（車両の乗員から視認される面）に車速表示用の目盛、数字及び文字又は記号等からなる指標部１６が設けられた文字板７と、ムーブメント８と、指針９等によって構成されている。

文字板７は、透光性の合成樹脂等からなり、円盤状に形成されている。文字板７は、車両の乗員に相対する表面に遮光層が設けられており、この遮光層の速度を示す目盛、数字及び文字又は記号等の部分が除かれることで指標部１６が形成されている。この指標部１６は、後述する指針９の回動許容範囲に対応して略円弧状に配置されている。

また、文字板７には、指標部１６の中央部に後述するムーブメント８の出力軸１８を通す通し孔１７が設けられている。この通し孔１７は、前述したケース本体１０の前面壁に設けられた開口部１３に対応する位置に配されている。そして、文字板７は、計器ケース３のケース本体１０の前面壁に設けられた文字板取付部１２に取り付けられて、指標部１６が背後からの光即ち後述する複数のＬＥＤ１５からの光を前方（乗員側）に透過することで車両の乗員に発光視認される。

ムーブメント８は、プリント配線板１４の車両の乗員から離れた側即ち背面側に取り付けられて、車両に搭載された図示しない車速計測手段等と接続されている。ムーブメント８は、車速計測手段が計測した計測量等に応じて回転する出力軸１８を備えている。そして、ムーブメント８は、出力軸１８が前述した文字板７の通し孔１７とケース本体１０の開口部１３とに通されて、プリント配線板１４の背面側に取り付けられて、計器ケース３内に収容されている。なお、前記ムーブメント８は、特許請求の範囲に記載の計器ユニットに相当する。

指針９は、図１又は図２に示すように、ムーブメント８の出力軸１８と一体となって回転する。そして、指針９は、取付構造１によって、前述した文字板７の指標部１６の中央部に後述する基端部２１が位置した状態で、ムーブメント８の出力軸１８に取り付けられる。なお、指針９の詳細な構成、及び、取付構造１については後述する。

前述した構成のスピードメータ４は、前述した計測手段が計測した計測量に応じて出力軸１８及び指針９を回転させる。そして、指針９が、文字板７の指標部１６の所望の値を指示することによって、車両の乗員に対し該車両の状況（計測量）を表示する。

見返し部材５は、図１に示すように、文字板７の車両の乗員側即ち前面側に配されて、前記文字板７を計器ケース３のケース本体１０の前面壁との間に挟む格好で、該ケース本体１０に取り付けられる。見返し部材５には、文字板７の指標部１６等を車両の乗員に対して露出させる露出窓１９が設けられている。そして、見返し部材５は、計器ケース３のケース本体１０に取り付けられて、スピードメータ４の表示部分以外を車両の乗員に対して遮蔽する。

透明カバー６は、透明性を有する樹脂等から形成されている。透明カバー６は、見返し部材５の車両の乗員側即ち前面側に配されている。透明カバー６は、文字板７及び見返し部材５を計器ケース３のケース本体１０の前面壁との間に挟む格好で、該ケース本体１０に取り付けられる。そして、透明カバー６は、スピードメータ４及び見返し部材５の車両の乗員側即ち前面側を覆って、計器装置２内へ埃等が侵入するのを防ぐ。

以下、前述した指針９について説明する。指針９は、計測手段が計測した計測量等に応じて、ムーブメント８の出力軸１８と一体となって回転されて、文字板７に設けられた指標部１６等と協働して計測量を表示する。指針９は、図２に示すように、指針本体２０と、指針本体２０が取り付けられて出力軸１８に取り付けられる指針袴２５と、該指針袴２５に取り付けられる指針キャップ３０と、を備えている。なお、前記指針袴２５は、特許請求の範囲に記載の取付部に相当する。

指針本体２０は、透光性の樹脂材料などから形成されている。指針本体２０は、図２に示すように、ムーブメント８の出力軸１８と一体となって回転する基端部２１と、基端部２１から該基端部２１の外周方向に沿って直線状に延びた指示部２２と、を一体に備えている。

基端部２１は、四角柱状に形成されており、前述した複数のＬＥＤ１５からの光を受光する受光面２３と、該受光面２３から入射した光を指示部２２の先端方向に向かって反射する反射面２４と、を備えている。受光面２３は、基端部２１の前述した文字板７と相対する側の面に設けられている。反射面２４は、受光面２３と相対する位置に配されており、文字板７から遠ざかるにしたがって徐々に指示部２２に近づく方向に傾斜して形成されている。

指示部２２は、断面が矩形状で且つ基端部２１から離れるにしたがって徐々に細くなる錐状に形成されている。指示部２２は、図２に示すように、基端部２１が出力軸１８に取り付けられた指針袴２５に取り付けられて、該出力軸１８が回転することにより回動されて前述した文字板７の指標部１６の所望の値を指示する。

指針袴２５は、非透過性の樹脂材料などにより形成されており、図２に示すように、円盤状の本体部２６と、該本体部２６の中央部に突設された突出部２７と、を備えている。本体部２６には、指針本体２０の基端部２１が嵌め込まれて、指針本体２０を当該本体部２６に固定するための嵌入孔２８と、一対の係止爪（図示せず）と、が設けられている。

嵌入孔２８は、本体部２６を貫通しているとともに、平面が矩形状で且つ前述した基端部２１の外形と略同等に形成されている。一対の係止爪は、本体部２６の外縁から外周方向に向かって突出し且つ互いの間に本体部２６を挟む格好で相対して設けられている。一対の係止爪は、それぞれ、指針キャップ３０が指針袴２５に取り付けられた際に、該指針キャップ３０の後述する一対の係止部（図示せず）各々に係止する。

突出部２７は、本体部２６の中央部から前述した文字板７側に向かって延びた円柱状に形成されている。突出部２７には、内側に前述したムーブメント８の出力軸１８が圧入される孔２９が設けられている。

前述した構成の指針袴２５は、本体部２６の嵌入孔２８に指針本体２０の基端部２１が嵌め込まれて、指針本体２０の指示部２２が本体部２６即ち指針袴２５から該指針袴２５の外周方向に延出した格好で、指針本体２０が取り付けられる。そして、指針袴２５は、一対の係止爪が指針キャップ３０の後述する一対の係止部各々に係止して、本体部２６に指針本体２０の基端部２１を覆うように指針キャップ３０が取り付けられる。

指針キャップ３０は、非透過性の樹脂材料などから構成されており、図２に示すように、円盤状の天井壁３１と、該天井壁３１の外縁から立設した周壁３２とを備えて有天筒状に形成されている。また、指針キャップ３０は、切り欠き部３３と、一対の係止部（図示せず）と、バランス（図示せず）とを備えている。

切り欠き部３３は、周壁３２の先端から天井壁３１の中心に向かって、周壁３２が切り欠かれて形成されている。切り欠き部３３は、指針キャップ３０が指針袴２５に取り付けられると、内側に指針袴２５に取り付けられた指針本体２０の指示部２２の基端部２１側の端部が配される。

一対の係止部は、周壁３２の内面から凹状に形成され且つ互いの間に天井壁３１の中心を位置付ける格好で相対して設けられている。一対の係止部は、それぞれ、指針袴２５の一対の係止爪各々に対応して設けられている。一対の係止部は、それぞれ、指針キャップ３０が指針袴２５に取り付けられると、内側に指針袴２５の各係止爪が挿入されて、該係止爪と係止する。

バランスは、切り欠き部３３から離れた天井壁３１の内面に取り付けられる。バランスは、切り欠き部３３内に配されて指針キャップ３０の径方向に沿って突出する指示部２２との重量的な釣り合いを取るために設けられて、このバランスによって指針９の長手方向における重心位置が安定する。

前述した構成の指針キャップ３０は、切り欠き部３３内に指針袴２５の嵌入孔２８に嵌め込まれた指針本体２０の指示部２２の基端部２１側の端部が位置付けられて、前記指針本体２０の基端部２１を指針袴２５との間に挟み込んで覆うように、該指針袴２５に取り付けられる。そして、指針キャップ３０は、一対の係止部各々に指針袴２５の各係止爪が挿入されて係止することで、該指針袴２５に固定される。

そして、前述した指針９をムーブメント８の出力軸１８に取り付けるための取付構造１は、図２又は図３に示すように、前述した出力軸１８と、該出力軸１８が圧入される指針９の指針袴２５の突出部２７に設けられた孔２９と、を備えている。

出力軸１８は、断面形状が楕円形の棒状に形成されている。孔２９は、断面形状が楕円形に形成されている。また、孔２９は、長手方向の内径が出力軸１８の長手方向の外径より大きく且つ短手方向の内径が出力軸１８の短手方向の外径より若干小さく形成されている。

前述した取付構造１は、図２又は図３に示すように、指針９の指針袴２５の突出部２７に設けられた孔２９にムーブメント８の出力軸１８を圧入することで、該出力軸１８に指針９が固定されて、指針９をムーブメント８出力軸１８に取り付ける。

本実施形態によれば、指針９の指針袴２５に設けられたムーブメント８の出力軸１８が圧入される孔２９の断面形状が、楕円形に形成されているので、ムーブメント８の出力軸１８が回転する際に、孔２９内において応力集中が生じることを防止することができる。このため、指針袴２５にひび割れが生じることを防止することができ、指針９が破損することを防ぐことができる。したがって、簡単な構造で指針９が破損することを防止することができる。

また、出力軸１８は、断面形状が楕円形に形成されているので、出力軸１８が孔２９内で回転することを防止することができる。このため、出力軸１８が回転する際に指針９を確実に回動させることができる。

前述した実施形態では、取付構造１は、ムーブメント８の出力軸１８の断面形状が楕円形に形成されて構成されていた。しかしながら、本発明では、出力軸１８の断面形状を円形に形成して構成していても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 取付構造
２ 計器装置
７ 文字板
８ ムーブメント（計器ユニット）
９ 指針
１６ 指標部
１８ 出力軸
２２ 指示部
２５ 指針袴（取付部）
２９ 孔

Claims (1)

1. 計測量に応じて回転する出力軸を有する計器ユニットと、
   前記出力軸に取り付けられる取付部と、前記取付部から該取付部の外周方向に延出した指示部と、を有し、前記出力実の回転により前記指示部が文字板の前記計測量を示す指標部を指示する指針と、
   を有する計器装置の指針の取付構造であって、
   前記取付部には、前記出力軸が圧入される孔が設けられており、
   前記孔の断面形状が、楕円形に形成され、
   前記出力軸は、断面形状が楕円形に形成され、
   前記孔の短手方向の内径が前記出力軸の短手方向の外径よりも若干小さくなるように形成されていることを特徴とする計器装置の指針の取付構造。

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