特許 5808778 指針を照明するための照明機構を有するシャフトレスステッピングモータで駆動される計器の指針

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5808778

(24)【登録日】2015年9月18日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】指針を照明するための照明機構を有するシャフトレスステッピングモータで駆動される計器の指針

(51)【国際特許分類】

   G01D 13/22 20060101AFI20151021BHJP

   G01D 11/28 20060101ALI20151021BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20151021BHJP

【ＦＩ】

   G01D13/22 101

   G01D11/28 P

   G01D11/28 B

   B60K35/00 Z

【請求項の数】25

【外国語出願】

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-182277(P2013-182277)

(22)【出願日】2013年9月3日

(65)【公開番号】特開2014-52373(P2014-52373A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2013年9月13日

(31)【優先権主張番号】13/603,962

(32)【優先日】2012年9月5日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505450755

【氏名又は名称】ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103609

【弁理士】

【氏名又は名称】井野 砂里

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100170715

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 和道

(72)【発明者】

【氏名】マーク ジェイムズ アーサー ベイカー

【審査官】 榮永 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１６１６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４８８９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ １１／２８

Ｇ０１Ｄ １３／２２

Ｇ１２Ｂ １１／００ − ０４

Ｂ６０Ｋ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の反対側及び第２の反対側を有するレイヤと、
前記レイヤの前記第１の反対側に配置されたシャフトレスステッピングモータと、
前記レイヤの前記第１の反対側で、前記シャフトレスステッピングモータの軸線上に配置された照明素子と、
前記レイヤの前記第１の反対側に配置され、前記シャフトレスステッピングモータに連結された入力磁石と、
前記レイヤの前記第２の反対側に配置された出力磁石と、
前記出力磁石に連結された指針と、
前記レイヤの前記第２の反対側に、環状のベアリングの軸線と前記シャフトレスステッピングモータの前記軸線とが一直線になるように配置された前記ベアリングとを備え、前記ベアリングは前記出力磁石に連結され、
前記シャフトレスステッピングモータに連結された前記入力磁石は、磁気により、前記出力磁石及び前記連結された指針を動かし、
前記照明素子は、前記指針を照明するために、光を、前記シャフトレスステッピングモータのシャフトレス部に取り付けられた第１のシャフトの中を通し、前記レイヤを通し、前記ベアリングの内側に取り付けられた前記第２のシャフトの中を通して、前記指針まで送る
ことを特徴とする装置。

【請求項2】

前記装置は、車両計器を含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

【請求項3】

前記レイヤは、ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

【請求項4】

前記ディスプレイは、液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項３記載の装置。

【請求項5】

前記ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項４記載の装置。

【請求項6】

前記レイヤの前記第１の反対側に配置されたディスプレイバックライトを更に備える
ことを特徴とする請求項３記載の装置。

【請求項7】

前記照明素子は、発光ダイオードを含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

【請求項8】

前記レイヤの前記第２の反対側に配置されたキャップを更に備え、前記キャップは、前記出力磁石及び前記指針に連結されている
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

【請求項9】

前記レイヤの前記第１の反対側に配置され、前記照明素子及び前記シャフトレスステッピングモータの少なくとも一方に電子的に接続された回路基板を更に備える
ことを特徴とする請求項１記載の装置。

【請求項10】

車両の計器であって、
第１の反対側及び第２の反対側を有するディスプレイと、
前記ディスプレイの前記第１の反対側に配置されたシャフトレスステッピングモータと、
前記ディスプレイの前記第１の反対側で、前記シャフトレスステッピングモータの軸線上に配置された照明素子と、
前記ディスプレイの前記第１の反対側に配置され、前記シャフトレスステッピングモータに連結された入力磁石と、
前記ディスプレイの前記第２の反対側に配置された出力磁石と、
前記出力磁石に連結された指針と、
前記レイヤの前記第２の反対側に、環状のベアリングの軸線と前記シャフトレスステッピングモータの前記軸線とが一直線になるように配置された前記ベアリングとを備え、前記ベアリングは前記出力磁石に連結され、
前記シャフトレスステッピングモータに連結された前記入力磁石は、磁気により、前記出力磁石及び前記連結された指針を動かし、
前記照明素子は、前記指針を照明するために、光を、前記シャフトレスステッピングモータのシャフトレス部に取り付けられた第１のシャフトの中を通し、前記ディスプレイを通し、前記ベアリングの内側に取り付けられた前記第２のシャフトの中を通して、前記指針まで送る
ことを特徴とする計器。

【請求項11】

前記ディスプレイは、液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項１０記載の計器。

【請求項12】

前記ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の計器。

【請求項13】

前記ディスプレイの前記第１の反対側に配置されるディスプレイバックライトを更に備える
ことを特徴とする請求項１０記載の計器。

【請求項14】

前記照明素子は、発光ダイオードを含む
ことを特徴とする請求項１０記載の計器。

【請求項15】

前記レイヤの前記第２の反対側に配置されたキャップを更に備え、前記キャップは、前記出力磁石及び前記指針に連結されている
ことを特徴とする請求項１０記載の計器。

【請求項16】

前記ディスプレイの前記第１反対側に配置され、前記照明素子及び前記シャフトレスステッピングモータの少なくとも一方に電子的に接続された回路基板を更に備える
ことを特徴とする請求項１０記載の計器。

【請求項17】

指針を操作する方法であって、
レイヤの第１の側に配置されたシャフトレスステッピングモータに連結された入力磁石を動かして、前記レイヤの前記第１の側と反対側の前記レイヤの第２の側にともに配置された出力磁石及び前記出力磁石に連結された指針を、前記レイヤの前記第２の側で前記出力磁石に連結された環状のベアリングに対して、磁気により動かすことと、
前記レイヤの前記第１の側で、前記シャフトレスステッピングモータの軸線上に配置された照明素子から、前記シャフトレスステッピングモータのシャフトレス部に取り付けられた第１のシャフトの中を通し、前記レイヤを通し、前記シャフトレスステッピングモータの前記軸線と前記ベアリングの軸線とが一直線になるように配置された前記ベアリングの内側に取り付けられた第２のシャフトの中を通して送られた光で前記指針を照明することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項18】

前記指針は、車両計器の一部を含む
ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

【請求項19】

前記レイヤは、ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

【請求項20】

前記ディスプレイは、液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項１９記載の方法。

【請求項21】

前記ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む
ことを特徴とする請求項２０記載の方法。

【請求項22】

前記レイヤの前記第１の側に配置されたディスプレイバックライトで前記ディスプレイを照明することを更に備える
ことを特徴とする請求項１９記載の方法。

【請求項23】

前記照明素子は、発光ダイオードを含む
ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

【請求項24】

前記出力磁石に作用する磁気の結果として、前記レイヤの前記第２の側の前記出力磁石及び前記指針に連結されたキャップを動かして、前記指針を動かすことを更に含む
ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

【請求項25】

前記レイヤの前記第１の側に配置された回路基板を使用して、前記照明素子及び前記シャフトレスステッピングモータのうちの少なくとも一方を電子的に制御し、又は前記照明素子又は前記シャフトレスステッピングモータに電力を供給することを更に含む
ことを特徴とする請求項１７記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、計器の指針を、該指針を照明するための照明機構を含むシャフトレスステッピングモータに磁気的に結合するための装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両インストルメントパネルの指針等の計器の指針は、多くの場合、照明され、正確な距離を移動する必要がある。いくつかの既存の指針は、シャフトの動きに電力を供給するモータまでディスプレイを通って延びるシャフトによって動く。しかしながら、これは美的観点から望ましくない場合がある。他の既存の指針は、指針を動かすためにディスプレイの回りで伸長する部材を使用する。しかしながら、これもやはり美的観点から望ましくない場合がある。いくつかの指針は、指針と同じ側のディスプレイに配置される照明素子によって照明される。しかしながら、これもまた美的観点から望ましくない場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

指針を動かし、照明する１つ又は複数の既存の装置及び方法の１つ又は複数の問題を解決するための装置及び方法が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

一実施形態に、装置が開示される。装置は、レイヤ、シャフトレスステッピングモータ、照明素子、入力磁石、出力磁石、及び指針を有する。レイヤは、第１の反対側及び第２の反対側を有する。シャフトレスステッピングモータは、レイヤの第１の反対側に配置される。照明素子は、レイヤの第１の反対側に配置される。入力磁石はレイヤの第１の反対側に配置され、シャフトレスステッピングモータに連結される。出力磁石は、レイヤの第２の反対側に配置される。指針は、出力磁石に連結される。シャフトレスステッピングモータに連結される入力磁石は、磁気により、出力磁石及び連結された指針を動かし、照明素子は指針を照明するために光を送る。

【0005】

別の実施形態では、車両の計器が開示される。車両の計器は、ディスプレイ、シャフトレスステッピングモータ、照明素子、入力磁石、出力磁石、及び指針を有する。ディスプレイは、第１の反対側及び第２の反対側を有する。シャフトレスステッピングモータは、ディスプレイの第１の反対側に配置される。照明素子は、ディスプレイの第１の反対側に配置される。入力磁石はディスプレイの第１の反対側に配置され、シャフトレスステッピングモータに連結される。出力磁石は、ディスプレイの第２の反対側に配置される。指針は、出力磁石に連結される。シャフトレスステッピングモータに連結された入力磁石は、磁気により、出力磁石及び連結された指針を動かし、照明素子は指針を照明するため光を送る。

【0006】

更に別の実施形態では、指針を操作する方法が開示される。あるステップで、レイヤの第１の側に配置されたシャフトレスステッピングモータに連結された入力磁石が、磁気により出力磁石及び出力磁石に連結された指針を動かすために動かされる。出力磁石及び指針のそれぞれは、レイヤの第１の側の反対側の、レイヤの第２の側に配置されている。別のステップで、指針は、シャフトレスステッピングモータの照明素子から送られる光で照明される。

【0007】

本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められ、本発明の概要の中の記述によって影響を受けない。

【0008】

本開示は、以下の図面及び説明を参照するとより良く理解できる。図中の構成要素は必ずしも原寸に比例しておらず、代わりに開示の原則を示すことに重点が置かれている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】装置の一実施形態の平面図である。

【図2】図１の線２−２を通る断面図である。

【図3】指針を操作する方法の一実施形態のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、装置１０の一実施形態の平面図である。図２は、図１の線２−２を通る断面図である。図１及び図２に共同で示すように、装置１０は、回路基板１２、照明素子１４、モータ１６、ディスプレイバックライト１８、レイヤ２０、入力磁石２２、ベアリング２４、出力磁石２６、キャップ２８、指針３０、並びにシャフト３２及び３４を有する。装置１０は、車両１１の車両計器を含む。レイヤ２０は、第１の反対側２０ａ及び第２の反対側２０ｂを有する。レイヤ２０は、車両１１のディスプレイを含んでもよい。レイヤ２０は、液晶ディスプレイ、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ、光がディスプレイ又は別のタイプのレイヤを通って伝わるようにする別のタイプのディスプレイを含んでもよい。回路基板１２は、レイヤ２０の第１の側２０ａに配置される。回路基板１２は、照明素子１４及びモータ１６に電子的に接続されて、照明素子１４及びモータ１６を制御し、又は照明素子及びモータ１６に電力を供給する。他の実施形態では、回路基板１２は、照明素子１４又はモータ１６のどちらかに電子的に接続されて、どちらか一方を制御してもよいし、どちらか一方に電力を供給してよい。

【0011】

モータ１６は、レイヤ２０の第１の反対側２０ａに配置される。モータ１６は、シャフトレス部１６ａを有するシャフトレスステッピングモータを含んでよい。シャフトレス部１６ａは、モータ１６内に穴を有する。照明素子１４は、レイヤ２０の第１の反対側２０ａに配置される。照明素子１４は、発光ダイオード又は他のタイプの照明素子を含んでもよい。照明素子１４は、シャフトレスステッピングモータ１６のシャフトレス部１６ａと、シャフトレス部１６ａの内部で整列する。照明素子１４は、シャフトレスステッピングモータ１６のシャフトレス部１６ａを通して、レイヤ２０を通して、指針３０まで光１４ａを送り、指針３０を照らし出す。ディスプレイバックライト１８は、レイヤ２０の第１の反対側２０ａに配置され、レイヤ２０に連結される。ディスプレイバックライト１８は、レイヤ２０にバックライト１８ａを伝送する。

【0012】

入力磁石２２は、レイヤ２０の第１の反対側２０ａに配置される。入力磁石２２は、レイヤ２０の第１の反対側２０ａの隣のディスプレイバックライト１８内の穴１８ｂの内部に配置される。シャフト３２は、入力磁石２２とシャフトレスステッピングモータ１６との間で伸長し、それによって入力磁石２２をシャフトレスステッピングモータ１６に連結する。シャフト３２の一方の端部３２ａは、入力磁石２２内の穴２２ａに螺合して取り付けられる。シャフト３２の別の端部３２ｂは、シャフトレスステッピングモータ１６のシャフトレス部１６ａに螺合して取り付けられる。他の実施形態では、様々な取付け機構を使用してもよい。このようにして、シャフトレスステッピングモータ１６が回転するにつれて、シャフト３２も回転し、順に入力磁石２２を回転させる。

【0013】

ベアリング２４は、レイヤ２０の第２の反対側２０ｂに配置され、レイヤ２０の第２の反対側２０ｂに連結される。出力磁石２６は、レイヤ２０の第２の反対側２０ｂでベアリング２４に可動に取り付けられる。シャフト３４は、ベアリング２４とキャップ２８との間で伸長する。シャフト３４の一端３４ａは、キャップ２８に螺合して連結され、シャフト３４の別の端部３４ｂは、ベアリング２４内の穴２４ａに螺合して取り付けられる。他の実施形態では、様々な取付け機構が使用されてよい。キャップ２８は、レイヤ２０の第２の反対側２０ｂに配置される。キャップ２８は、指針３０に螺合して連結される。また、キャップ２８は、シャフト３４が、出力磁石２６に取り付けられているベアリング２４にキャップ２８を取り付けるために、出力磁石２６にも連結される。このようにして、指針３０は、指針３０が、出力磁石２６に取り付けられるベアリング２４にシャフト３４で取り付けられるキャップ２８に連結されているため、出力磁石２６に連結される。結果的に、出力磁石２６が動くと、シャフト３４、キャップ２８、及び指針３０が出力磁石２６とともに動く。他の実施形態では、様々な取付け機構を使用してもよい。

【0014】

シャフトレスステッピングモータ１６がシャフト３２を回転させ、それによってレイヤ２０の第１の反対側２０ａで入力磁石２２を回転させると、レイヤ２０の第２の反対側２０ｂに配置される出力磁石２６が、入力磁石２２と出力磁石２６との間の磁気の結果として、入力磁石２２とともに回転し、それによって同様にシャフト３４、キャップ２８、及び出力磁石２６に連結された指針３０を回転させる。シャフトレスステッピングモータ１６、入力磁石２２、及び出力磁石２６を使用するため、モータ１６を指針３０に連結するためにレイヤ２０にどのような穴も切削する必要なく、及びモータ１６を指針３０に連結するためにレイヤ２０上に延在するどのような部材も使用する必要なく、指針３０の正確な動きが提供される。さらに、シャフトレスステッピングモータ１６のシャフトレス部１６ａ内部で照明素子１４の位置を使用するため、指針３０の照明は、レイヤ２０内にどのような穴も切削する必要なく、及びレイヤ２０の第２の反対側２０ｂにどのような照明素子を設ける必要もなく達成される。

【0015】

図３は、指針を操作する方法１４０の一実施形態を示す。方法１４０は、図１及び図２の装置１０を活用するとよい。他の実施形態で、方法１４０は様々な装置を活用してもよい。ステップ１４２では、照明素子又はモータの少なくとも一方が、レイヤの第１の側に配置される回路基板を使用して電子的に制御されてもよいし、電力が供給されてもよい。モータは、シャフトレスステッピングモータを含んでもよい。照明素子は、発光ダイオード又は別のタイプの照明素子を含んでもよい。ステップ１４４で、レイヤの第１の側に配置されるモータに連結された入力磁石は、磁気により、それぞれが、レイヤの第１の側に対向するレイヤの第２の側に配置される出力磁石及び出力磁石に連結された指針を動かしてもよい。レイヤは、ディスプレイ、液晶ディスプレイ、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ、又は別のタイプのレイヤを含んでもよい。指針は、車両計器の一部を含んでもよい。

【0016】

一実施形態では、ステップ１４４では、出力磁石がレイヤの第２の反対側で連結されるベアリングに対して、磁気により出力磁石を動かすことを更に含んでもよい。別の実施形態では、ステップ１４４において、出力磁石に連結され、レイヤの第２の側の指針に連結されたキャップを動かして、出力磁石に作用する磁気の結果として指針を動かすことを更に含んでもよい。ステップ１４６では、レイヤが、レイヤの第１の側に配置されるディスプレイバックライトで照明されてもよい。ステップ１４８では、指針が、モータによって照明素子から送られる光で照明されてもよい。一実施形態では、照明素子は、シャフトレスステッピングモータのシャフトレス部と整列されるのがよく、ステップ１４８では、照明素子で光を、シャフトレスステッピングモータのシャフトレス部を通し、レイヤを通して、指針まで送ることを更に含んでもよい。他の実施形態では、方法１４０のステップのいずれも、実質上修正されてよいし、順番に従わなくてもよいし、又は１つもしくは複数のステップが追加されてもよい。

【0017】

開示の１つ又は複数の実施形態は、モータに指針を連結するためにディスプレイ等のレイヤに穴を切削する必要がなく、モータに指針を連結するためにディスプレイ等のレイヤの回りで部材を伸長する必要がなく、及び指針を照明するためにディスプレイ等のレイヤと同じ側に照明素子を設ける必要がなく、指針の正確な動きを可能にすることによって１つ又は複数の現在の装置又は方法によって経験される１つ又は複数の問題を削減することができる。

【0018】

要約書は、読者が技術的な開示の性質を迅速に確かめることができるようにするために提供される。要約書は、それが特許請求項の範囲又は意味を解釈する又は制限するために使用されないという理解で提出される。さらに、上述した発明を実施するための形態では、開示を簡素化するために、種々の特徴が種々の実施形態でひとまとめにされることが分かる。開示のこの方法は、主張される実施形態が、各請求項に明示的に列挙されるよりも多くの特長を要求するという意図を反映するとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、単一の開示された実施形態のすべての特長にあるわけではない。したがって、以下の特許請求の範囲は、これにより発明を実施するための形態の中に組み込まれ、各請求項は別個に主張された主題としてそれ自体に基づく。

【0019】

本明細書に説明される本主題の特定の態様が示され、説明されてきたが、本明細書の教示に基づいて、変更及び修正が、本明細書及びそのより幅広い態様の中に説明される主題から逸脱することなく加えられてよく、したがって添付の特許請求の範囲が、その適用範囲の中に、本明細書に説明される主題の真の精神及び範囲内にあるすべてのかかる変更及び修正を包含すべきであることは当業者にとって明らかになるであろう。さらに、本開示が添付特許請求の範囲によって定められることが理解されるべきである。したがって、本開示は、添付特許請求の範囲及びその同等物を鑑みる場合を除き制限されるべきではない。

【符号の説明】

【0020】

１０ 装置
１１ 車両
１２ 回路基板
１４ 照明素子
１６ モータ
１８ ディスプレイバックライト
１８ａ バックライト
２０ レイヤ
２０ａ 第１の反対側
２０ｂ 第２の反対側
２２ 入力磁石
２２ａ 穴
２４ ベアリング
２６ 出力磁石
２８ キャップ
３０ 指針
３２、３４ シャフト

【図1】

【図2】

【図3】