改进的仪表板的在后安装的检测模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种仪表板的指示器模块（34)，其包括电动机、机械式运动减小组件、输出轴(11)、外壳（5)和光源（4)。所述电动机以机械与电的方式被连接在印刷电路（3)的第一表面(37)，且所述电动机经由穿过印刷电路（3)的输出轴（11)和所述减小组件而驱动视觉指示器（1)围绕旋转轴线（36)，从而使所述指示器（1)在所述印刷电路（3)的第二表面（38)外部提供可视信息。所述光源⑷被定位在印刷电路⑶的第一表面（37)或第二表面（38)以便朝旋转轴线（36)的方向发送光通量。外壳（5)具有照明框架（8)，所述照明框架（8)延伸超过印刷电路（3)的第二表面（38)，且围绕视觉指示器（1)的旋转轴线（36)形成。
【专利说明】改进的仪表板的在后安装的检测模块
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于根据通常小于360°的角位置精确定位机构的步进式电动机 的领域。其更特别地涉及仪表板的所谓"在后的"指示器模块，即其被安装在印刷电路后面， 而有待定位的机构在印刷电路的如面提供彳目息。
【背景技术】
[0002] 已知在日本专利JP2010 197275中描述的用于仪表板的步进式电动机领域。该文 献描述了包括电动机与机械减小组件的模块，其控制由电致发光二极管照明的输出轴。
[0003] 这种现有技术的装置也在专利 JP2009 192290、US2006/243191、JP2010 276592 或EP1519159中已知。
[0004] 这些现有技术的文献提出了在后安装的指示器模块的照明方案，但都有这样的较 大的缺点，在于大大增加了被照明的指示器的或支承被照明的指示器的输出轴的惯量。所 述惯量的增加不利于模块的良好使用，不仅仅是因为指针反应时间增加，而且因为在被照 明的指示器或输出轴的引导处的悬伸增加。这些缺点意味着在支撑输出轴的轴承处产生更 大的机械应力。
[0005] 此外，现有技术的方案的光效并非最优，且会引起电致发光二极管（LED)和指示 器之间的交界处的光损失。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种在后安装的用于仪表板的指示器模块，所述指示器模 块允许将发光指示器灯型的附加可视信息元件安设在指示器的头部，并使指示器指针保持 良好的发光度且与相对于现有技术方案相比最小化的指示器惯量。
[0007] 本发明的另一目的在于提出电连接方面的简单的方案。
[0008] 更特别地，本发明涉及一种仪表板的指示器模块，该指示器模块包括电动机、机械 式运动减小组件、输出轴、外壳和光源，所述电动机以机械与电的方式被连接在印刷电路的 第一表面且经由穿过印刷电路的输出轴与所述减小组件驱动视觉指示器围绕旋转轴线，从 而使所述指示器在所述印刷电路的第二表面外部提供可视信息，其特征在于，所述光源被 定位在印刷电路的第一表面或第二表面，从而沿垂直于旋转轴线的发射方向发送光通量， 并且所述指示器能在旋转轴线的方向上发送所述光通量的至少一部分。外壳具有照明框 架，所述照明框架延伸超过印刷电路的第二表面，且围绕视觉指示器的旋转轴线而形成。该 照明框的功能在于限制指示器的外部的光通量的损失。
[0009] 在一优选的实施方式中，外壳容纳电动机和机械减小组件，且光源被定位在电动 机的第二表面上，且外壳具有照明框架，该照明框架延伸超过印刷电路的第二表面，且围绕 视觉指示器的旋转轴线而形成。
[0010] 优选地，输出轴是具有阴型机械连接件的空心轴，指示器具有阳型机械连接件，所 述阳型机械连接件与所述输出轴的阴型连接件互补。 toon] 优选地，指示器具有使光线与所述光源相反地衍射的表面，从而将光线朝向指示 器的指针反射。
[0012] 有利地，输出轴具有与所述光源相反的反射表面。
[0013] 有利地，照明框架具有与光源相对的开口。
[0014] 在可选的实施方式中，导光件被围绕照明框架与光源而设置，从而可收集从照明 框架逸出的少量光线并避免形成光晕。
[0015] 优选地，照明框架局部地呈引导视觉指示器的轴承的形式。
[0016] 优选地，光源是电致发光二极管，但可以是由本领域普通技术人员可用的另一种 装直。
[0017] 在优选的实施方式中，视觉指示器的一端呈显示指针的形式，所述显示指针在显 示屏上方平行于印刷电路而移动，并且所述指示器具有棱镜，该棱镜从指示器的旋转轴线 朝向所述指针垂直地反射光通量。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 本发明的特征和优点将在对以下参考附图的详细实施示例的阅读中显现，其中， 附图分别表示：
[0019] -图la和lb :分别是根据现有技术的实施方式的仪表板的剖面图和正视图，
[0020] -图2a和2b :分别是根据本发明的优选实施方式的使用两个指示器模块的仪表 板的剖面图和正视图，
[0021] -图3 :第一实施方式的指示器模块的侧视图，
[0022] -图4:第一实施方式的指示器模块的四分之三视图，
[0023] -图5:第一实施方式的指示器模块的剖面图，
[0024] -图6:图5的细节图，
[0025] -图7 :第一实施方式的分解图，
[0026] -图8 :指示器的输出轮的细节图，
[0027] -图9 :第二实施方式的指示器模块的侧视图，
[0028] -图10a和10b :第三实施方式。
【具体实施方式】
[0029] 在对附图的描述中，我们考虑光源呈CMS型电致发光二极管LED(4)的形式，例如 由0SRAM公司生产，标号为A67F。然而，本发明不是局限于仅使用这种LED，可设想任何等 同的光源而不会改变本发明的精神。
[0030] 图la和lb示出根据现有技术的仪表板（32)的实施方式，该仪表板使用被安装在 印刷电路（3)的前方的两个指示器模块（34)。
[0031] 因为模块（34)占据了印刷电路⑶与显示屏（30)之间的所有空间，不可能再安 装其它的附加的视觉信息源。因此，由模块（34)的最大尺寸确定的体积（28)，在显示屏 (30)的表面定义出不能具有附加显示的较大区域（31)。
[0032] 使用在后安装的电机的指示器模块允许有利地集成在仪表板（32)上，正如图2a 和2b所示。
[0033] 因为模块（34)被安装在印刷电路（3)的后面，因此它留下更大的空闲体积，从而 仅仅使由指示器（1)的头部（33)的宽度确定的体积（29)阻止安装其它附加的视觉信息 源。在显示屏（30)的表面，不能具有附加显示的区域（31)被缩小且不延伸超出指示器（1) 的头部（33)的宽度之外。
[0034] 图3示出根据本发明以及优选实施方式的仪表板的指示器模块。指示器模块包括 视觉指示器（1)，视觉指示器（1)的端部之一呈对驾驶员而言可视的指针（2)的形式，且试 图对所述端部进行照明，并延伸超出印刷电路（3)的第二表面（38)--即该图3中的上表 面。所述指示器（1)与输出轴（不可见）机械地连接，该输出轴受封闭在外壳（5)中的电 动机控制。该外壳（5)被定位在印刷电路（3)的第一表面（37)上，在此为下表面，且外壳 (5)所容纳的电动机，通过印刷电路（3)沿旋转轴线（36)驱动指示器（1)。电源被设置在 印刷电路（3)的第二表面（38)上，在此呈LED(4)形式，其在指示器（1)中沿平行于印刷电 路⑶的发射方向（39)发射光通量。外壳（5)被照明框架⑶延长穿过印刷电路（3)，超 出第二表面（38)，该照明框架（8)具有允许由LED(4)发射的光通量达到指示器（1)的开 □。
[0035] 该照明框架（8)构成围绕指示器（1)的轴的基部的不透明套筒。该照明框架（8) 具有反射面且被凿有与电致发光二极管（4)相通的侧窗。该套筒延长外壳，从而允许以单 件零件模制而成。
[0036] 因此，照明框架（8)的功能在于限制指示器⑴外部的光通量的损失。LED(4)的 光通量沿旋转轴线（36)在指示器（1)的指针（2)的方向上朝向指示器的顶部反射。
[0037] 外壳（5)容纳的电动机通过连接爪（9)电连接，该连接爪与印刷电路⑶接触，由 此与其焊接相连或非焊接相连。
[0038] 图4根据四分之三视图示出同一模块，其中，也可见与印刷电路（3)的钻孔协作的 由可变形连接元件（6)实现的外壳的机械连接件。照明框架（8)的开口（25)也与LED(4) 相对地可见，所述LED因而经由该开口（25)将其光通量发射至指示器（1)中。
[0039] 图5依然示出根据优选实施方式的模块，但以剖面图示出，其中，不仅仅具有上述 描述的元件，而且也有外壳（5)的内部。特别地，这些元件参照图6被描述，图6示出外壳 (5)的内部的细节剖面图。
[0040] 电动机具有空心输出轴（11)，该空心输出轴（11)具有与指示器（1)的阳型连接件 互补的阴型连接件。该输出轴（11)与输出轮（23)互连，输出轮具有允许生成利于指示器 (1)的流体运动的恒定摩擦的摩擦臂（20)。指示器（1)被与联结在外壳（5)上的轴向止挡 件（12)接触的下端（13)终止。
[0041] 在印刷电路（3)的第二表面（38)的一侧的印刷电路（3)外部，LED(4)穿过照明 框架（8)中的开口将其光通量发射至指示器（1)中。该指示器（1)具有呈倾斜形的偏转 器（10)，该偏转器（10)相对于印刷电路⑶的表面构成接近45°的角。LED(4)沿基本平 行于印刷电路（3)的方向在发射方向（39)上发射其光通量，因此一大部分光通量被偏转器 (10)衍射，从而沿旋转轴线（36)在指针（2)的方向上达到指示器（1)的上部。
[0042] 为了还优化由指示器（1)收集的光通量，因为对于传统产品，LED在稳固的大体约 120°的角度上发射，因此使用照明框架⑶可有益于避免围绕指示器（1)的光线损失且由 此能将非直接收集的这种光线的大部分反射在指示器（1)中。为此，有利地，照明框架（8) 具有偏转器（22)，该偏转器（22)具有与印刷电路（3)的表面构成45°角的倾斜的内表面 的形式，从而将光线朝向指示器（1)的上方部分反射。理想地，照明框架（8)的该偏转器 (22)呈光滑镜面磨光，从而能使其反射能力最大化。
[0043] 为了优化指示器（1)的引导，指示器一方面被本身在外壳（5)中被引导的输出轴 (11)引导超出印刷电路⑶的第一表面，另一方面被照明框架⑶引导超出印刷电路（3) 的第二表面（38)，所述照明框架（8)的上端形成与指示器（1)滑动接触的轴承（26)。理想 地，该轴承（26)集成在照明框架（8)上，作为其加长部分。
[0044] 为了限制输出轴（11)以及输出轮（23)的尺寸，指示器（1)在与输出轴（11)接触 处，在其下方部分具有最小的直径，且其在收集光通量以及照明框架（8)的轴承（26)处具 有增加的直径。然而，为了不过多地增加指示器（1)的惯量，该增加的直径并不被最大化。
[0045] 通常，指示器⑴在输出轴（11)处的较小直径约为2mm而在轴承（26)处的较大 直径约为6_，这些数值并不构成功能的限定。
[0046] 图7示出优选实施方式的分解图，其中，除上述已经描述的元件外，还可见这样的 电动机，该电动机包括绕组定子（16)、被绕组定子（16)所产生的磁通量作用驱动旋转的呈 多级环的形式的磁体（15)、由中间轮（14)与输出轮（23)构成的机械减小组件。外壳（5) 由在此被照明框架（8)延长的第一盖（17)以及被固定在第一盖（17)上的第二盖（18)构 成。
[0047] 图8示出输出轮（23)的细节图，所述输出轮（23)在此与输出轴（11)形成一体且 其一方面具有在第一盖（17)的轨道（27)上摩擦的臂（20)，而另一方面具有与联结在第一 盖（17)上的角止挡件（19)接触的止挡件（24)。
[0048] 图9示出模块的可选的实施方式，其中，LED(4)被安设在印刷电路⑶的与外壳 (5)所在的印刷电路（3)的第一表面（37)相同的一侧上。为了保持与优选实施方式所提 出外壳相似的外壳，因而可设想通过柱（21)将外壳（5)固定在印刷电路（3)上。绕组定子 (16)通过电连接爪（9)的加长部分被连接在印刷电路上。
[0049] 也可以设想将LED(4)安设在外壳（5)的内部，这要求必须修改第一或第二盖（17、 18)的至少其中之一。
[0050] 图10a和图10b示出可选的实施方式，其中添加了围绕照明框架⑶的导光件 (35)，该导光件（35)允许收集从照明框架（8)逸出的少量光线，从而避免视觉指示器（1) 后方的可能的任何光晕问题。
【权利要求】
1. 一种仪表板的指示器模块（34)，所述指示器模块（34)包括电动机、机械式运动减小 组件、输出轴（11)、外壳（5)和光源（4)，所述电动机以机械与电的方式被连接在印刷电路 (3)的第一表面（37)，且所述电动机经由穿过印刷电路（3)的输出轴（11)与所述减小组件 而驱动视觉指示器（1)围绕旋转轴线（36)，从而使所述指示器（1)在所述印刷电路（3)的 第二表面（38)外提供可视信息，所述光源（4)被定位在印刷电路（3)的第一表面（37)或 第二表面（38)，从而在旋转轴线（36)的方向上发送光通量，其特征在于，所述外壳（5)具有 照明框架（8)，所述照明框架（8)延伸超过所述印刷电路（3)的第二表面（38)且围绕视觉 指示器（1)的旋转轴线（36)形成。
2. 根据权利要求1所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述输出轴（11)是 具有阴型机械连接件的空心轴，且在于，所述指示器（1)具有阳型机械连接件，所述阳型机 械连接件与所述输出轴（11)的所述阴型连接件互补。
3. 根据上述权利要求中的任一项所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述 指示器（1)具有使光线与所述光源（4)相反地衍射的表面。
4. 根据上述权利要求中的任一项所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述 输出轴（11)具有与所述光源（4)相反的反射表面。
5. 根据前项权利要求所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述照明框架 (8)具有与光源（4)相对的开口。
6. 根据前项权利要求所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，导光件（35)被设 置成围绕照明框架（8)与光源（4)。
7. 根据上述权利要求中的至少一项所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所 述照明框架（8)局部地呈引导所述视觉指示器（1)的轴承（26)的形式。
8. 根据上述权利要求中的任一项所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述 光源（4)是电致发光二极管。
9. 根据上述权利要求中的任一项所述的仪表板的指示器模块（34)，其特征在于，所述 视觉指示器（1)的一端呈显示指针（2)的形式，所述显示指针在显示屏（30)的上方平行于 印刷电路（3)而移动，且在于所述指示器（1)具有棱镜（7)，所述棱镜（7)从所述指示器（1) 的旋转轴线朝向所述指针（2)垂直地反射光通量。
【文档编号】G01D11/28GK104220848SQ201380010873
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年2月19日 优先权日:2012年2月23日
【发明者】塞巴斯蒂安·海因里希, 马丁·斯特拉姆 申请人:松塞博兹自动化公司