用于可旋轉(zhuǎn)的且可被照明的指針的馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種設(shè)計為用于安裝在電路板（303）上的馬達，電路板（303）具有指針側(cè)（305）和后側(cè)（307）。該馬達能夠用于使被照明的指針旋轉(zhuǎn)。該馬達包括從電路板（303）的后側(cè)（307）通過電路板（303）突出到電路板（303）的指針側(cè)（305）的光傳遞指針軸（103）。該指針軸（103）被設(shè)置成將光傳遞到指針。該馬達還包括光導（113），用于將光從安裝于電路板（303）上的光源（301）傳遞到指針軸（103）的后端，該指針軸（103）的后端處于電路板（303）的后側(cè)（307）上。因此，該馬達能夠有利地安裝在電路板（303）的后側(cè)。
【專利說明】用于可旋轉(zhuǎn)的且可被照明的指針的馬達
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于可旋轉(zhuǎn)的且可被照明的指針的馬達。該馬達可以特別是例如用于汽車儀表的應用的微型步進馬達。本發(fā)明還涉及包括該馬達的組件。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如微型步進馬達等的馬達被廣泛用于例如汽車工業(yè)中?，F(xiàn)今，汽車工業(yè)需要最新科技的產(chǎn)品，人們也需要更大的成本效益。在汽車的儀表集群(instrument cluster,儀表組)中，每個儀表的指針必須被充分照明。這些指針在速度計、轉(zhuǎn)數(shù)表、燃料液面指示器、溫度指示器等等中能夠沿兩個方向旋轉(zhuǎn)。位于刻度盤之上的每個指針將指示當前值，在白天，該當前值對于駕駛員將是完全可見的。在夜間，這些指針必須被照明。
[0003]大指針通常需要三個發(fā)光二極管(LED)，每個發(fā)光二極管在指針的300°回轉(zhuǎn)半徑上為指針照明。指針通常由步進馬達操作，上述步進馬達具有使指針旋轉(zhuǎn)的指針軸。可選地，馬達是無軸的，在這種情況下，指針具有能夠連接至馬達的軸。步進馬達(或步進電機)是能夠?qū)⑼暾D(zhuǎn)分成許多步的無刷同步電動馬達。只要馬達的型號嚴格適合這種應用，就能夠精確控制馬達的位置而無需任何反饋機構(gòu)。
[0004]無軸的或具有透明軸的新一代馬達引導安裝LED的單個印制電路板(PCB)的光通過塑料軸的中心。因為光源處于旋轉(zhuǎn)指針的中心，所以在旋轉(zhuǎn)期間的光分配保持恒定。因此，無軸的解決方案或透明軸馬達在整個旋轉(zhuǎn)范圍上提供恒定的照明，這還節(jié)約了兩個LED的成本。這個構(gòu)思只有在馬達被安裝在PCB的前側(cè)才可實施，因此安裝LED的單個PCB通過馬達的底部照亮指針。由此，為確保指針在整個行進范圍上的均勻照明，優(yōu)選地，透明軸僅使用一個居中的LED。整個群集刻度盤能夠由位于各種PCB位置的若干LED照明。所有的照明被設(shè)計為使得駕駛員的視野和儀表的判讀盡可能清楚。
[0005]然而，由于空間限制和新的群集技術(shù)，需要將馬達安裝在PCB的后側(cè)。然而，這樣做就不再具有對LED的機械支撐或電力。這意味著指針通常不再能夠通過導致指針的不均勻照明的軸來照明。
[0006]本發(fā)明的目的是克服關(guān)于將馬達安裝在PCB的后側(cè)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種如權(quán)利要求1所述的用于可旋轉(zhuǎn)的且可被照明的指針的馬達。
[0008]因此，根據(jù)本發(fā)明的馬達能夠安裝到PCB的后部。光導的結(jié)構(gòu)使其也可以將光源安裝在PCB上。光源能夠安裝在PCB的后側(cè)或PCB的前側(cè)，在這種情況下，PCB中將有一個孔，光可通過該孔傳播到光導中。因此，本發(fā)明解決了當馬達被安裝到PCB的后面時關(guān)于光源的機械和電氣安裝的所有問題。由于光源位于PCB上，所以能夠由PCB供電。此外，光源能夠由用戶自己選擇并安裝在PCB上，而代替讓馬達生產(chǎn)商完成。這樣的優(yōu)點是現(xiàn)在用戶能夠選擇發(fā)出完全相同類型的光與強度的LED，并且人們能夠使這些LED相對于其群集安裝，使得群集中的所有指針以完全相同的方式被照明。
[0009]本發(fā)明提供了無軸的或透明軸的馬達的所有益處，但是很大的一個益處是馬達能夠適配在PCB的后側(cè)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供如權(quán)利要求13所述的組件。
[0011]本發(fā)明的其它方案在所附的從屬權(quán)利要求中描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]參照附圖，從以下描述的非限制性的示例性實施例，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得明顯，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的步進馬達的剖視圖；
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的光導的立體圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一變型的組件的剖視圖；
[0016]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一變型的組件的立體圖；
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二變型的組件的剖視圖；
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二變型的組件的立體圖；
[0019]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二變型的組件的剖視圖，但是其是從與圖5的剖視圖的反方向觀察的；
[0020]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二變型的組件的立體圖，但是其是從與圖6的立體圖的反方向觀察的。
【具體實施方式】
[0021]在下文中將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。本發(fā)明的實施例以步進馬達為背景描述，但是本發(fā)明并不局限于步進馬達。
[0022]本發(fā)明涉及設(shè)置成通過指針軸使指針旋轉(zhuǎn)的馬達。本發(fā)明提供即便當馬達安裝在PCB上時也將光導入軸中的新的且創(chuàng)造性的方法。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的步進馬達101的剖視圖。馬達101包括指針軸103，指針(圖中未示)能夠插到指針軸103上。透明或半透明的指針軸103至少部分地裝入被設(shè)置成減少任何雜散光或阻擋任何雜散光的管或者包圍元件105中，由此不會干擾群集照明。這里還示出在指針軸103上方模制的驅(qū)動輪107。驅(qū)動輪107被設(shè)置成與步進馬達101的另一個輪嚙合，以便使指針軸103繞軸線109旋轉(zhuǎn)。還示出保護馬達101的內(nèi)部部件的殼體111。
[0024]這里還示出有光導113(也在圖2中示出)，其目的是將光從例如LED的光源引導至指針軸103。光源303例如在圖3-圖6中示出。在所示出的示例中，光導113被設(shè)置成大體上以180°來改變光的傳播方向。這使光源可以直接連接到PCB(圖3-圖6中所示)。光導113能夠由塑料制成，例如聚碳酸酯樹脂熱塑性塑料并且更具體地為透明的Makrolon?材料，并且光導被設(shè)置成充當光的反射棱鏡。光導113被設(shè)置成承受在100°C范圍內(nèi)的較大的溫度改變。如圖2中所示，光導還具有如夾子的連接裝置201，以將光導附接到馬達101的一些其它元件，并由此使光導113保持在適當?shù)奈恢谩?br> [0025]在面對板的表面，馬達具有用于將馬達101引導至PCB的導向桿115。這些導向桿115從面對板的表面突出。在本示例中，馬達101具有兩個導向桿115，但是馬達當然能夠具有任何其它數(shù)量的導向桿。這些桿115用來將適配器引導至PCB，并且不允許相反的附接。當相對于PCB組裝不同部件時，這些導向桿115允許自動選擇和放置定位。在本示例中，導向桿115具有由塑料制成的肋117，并且能夠在將馬達放置到PCB上時變形。這樣，在馬達101的定位階段期間，馬達101能夠相對于PCB被牢固地保持。
[0026]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一變型的組件的剖視圖。該組件包括馬達101、光源301(在本示例中是LED)以及具有前側(cè)(指針側(cè))305和后側(cè)307的PCB303。在本變型中，LED301安裝在PCB301的頂部(前側(cè)305)，它的光通過PCB中的孔照進光導113。圖4示出相同的構(gòu)造，但是以立體圖示出。在本示例中，光導113被設(shè)置成一直穿過馬達101延伸到LED301。因此，光導113穿過PCB303直到PCB的頂表面。然而，還可以具有更短的光導113，并在光導113與LED301之間插入透鏡(圖中未示)以聚集來自LED303的光，并將來自LED的光引導至光導113。在光導113與指針軸103之間也可以插入其它的透鏡。
[0027]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二變型的組件。該組件同樣包括馬達101、PCB303和光源301。與第一變型相比，在本變型中，LED301適配到PCB303的后側(cè)307，并適配到馬達101中的凹部501內(nèi)。LED301發(fā)出的光行進通過光導113并向上通過透明軸而進入端部的指針內(nèi)。
[0028]圖7和圖8還示出了用于將馬達101電連接以及機械連接到PCB303的連接器701。在本示例中，這些連接器701被焊接到PCB303。代替這些類型的連接器，當然可以使用任何其它類型的合適的連接器，例如壓配合的連接器。在此情況下，也能夠有利地包括主動桿(active pegs)。主動桿是塑料桿,其在插入并推進PCB中時打開并機械地鎖定/保持馬達的位置。還可以使用一個特別設(shè)計的馬達適配器來使馬達101連接到PCB303。在此情況下，如果必要的話，馬達101能夠很容易地從適配器去除。
[0029]雖然附圖和前面的描述已經(jīng)具體地示出和描述了本發(fā)明，但是這樣的說明和描述被認為是說明性的或示例性的而非限制性的，本發(fā)明不限于公開的實施例?；诟綀D、本發(fā)明和隨附權(quán)利要求書的研究，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施所主張的發(fā)明時，理解并能夠獲得其它實施例和變型。例如，光導113能被設(shè)置成以大于180°的角度改變光的傳播方向。如果光源301在PCB上但不發(fā)射與軸線109平行的光，這將是有利的。
[0030]在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，不定冠詞“一個”或“一”不排除多個。相互不同的從屬權(quán)利要求中描述的不同特征的純粹事實并不表示這些特征的結(jié)合不能被有利地使用。權(quán)利要求書中的任何附圖標記不應解釋為限制本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種安裝在電路板(303)上的馬達(101)，所述電路板(303)具有指針側(cè)(305)和后側(cè)(307)，所述馬達(101)用于使被照明的指針旋轉(zhuǎn)，所述馬達(101)包括: 傳遞光的指針軸(103)，從所述電路板(303)的后側(cè)(307)穿過所述電路板(303)突出到所述電路板(303)的指針側(cè)(305)，所述指針軸(103)被設(shè)置成將光傳遞到指針；以及 光導(113)，將光從安裝于所述電路板(303)上的光源(301)傳遞到所述指針軸(103)的后端，所述指針軸(103)的后端處于所述電路板(303)的后側(cè)(307)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(101)，其中所述光導(113)由塑料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(101)，其中所述塑料是聚碳酸酯樹脂熱塑性塑料。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述光導(113)充當反射棱鏡。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述光導具有用于將所述光導(113)附接到所述馬達(101)中的某結(jié)構(gòu)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(101)，其中用于附接的所述裝置是夾子。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述馬達(101)能安裝在所述電路板(303)的后側(cè)(307)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述馬達(101)具有面對電路板的表面，并且所述馬達的面對電路板的表面上具有用于容置所述光源(301)的凹部(501)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述光導(113)設(shè)置成以至少180度來改變光的傳播方向。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述馬達(101)還包括在所述光導(113)與所述光源(301)之間的第一透鏡。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述馬達(101)還包括在所述光導(113)與所述指針軸(103 )之間的第二透鏡。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)，其中所述指針軸(103)被縱向包圍在包圍元件(105)中。
13.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的馬達(101)的組件，所述組件還包括光源(301)和電路板(303 )，其中所述馬達(101)安裝在所述電路板(303 )的后側(cè)(307 )。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其中所述光源(301)安裝在所述電路板(303)的后側(cè)(307)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組件，其中所述光源(301)安裝在所述電路板(303)的指針側(cè)(305)。
【文檔編號】G01D13/26GK103597324SQ201180070257
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月18日
【發(fā)明者】魯?shù)婪颉ぐＫ共ㄎ魍? 尼古拉·戈貝利, 魯菲諾·萊昂 申請人:尤克恩瑞士科技股份有限公司