JP2012032201A

JP2012032201A - 計器用駆動装置

Info

Publication number: JP2012032201A
Application number: JP2010170127A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Watanabe; 雅博渡辺
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】外部から衝撃力が入力された場合でも０点指示値のずれにくい計器用駆動装置を提供する。
【解決手段】
ケース本体１２と、ケース本体１２に回動自在に軸支され、その一部が外部に突出し出力軸６と、コイル９と、コイル９への通電によって出力軸６を駆動するロータ磁石２と、を備えた計器用駆動装置１において、出力軸６に設けた第１のストッパ部材１５と、ケース本体１２に設けられ、第１のストッパ部材１５と当接して出力軸６の回動範囲を定める第２のストッパ部材１６と、を備え、第１のストッパ部材１５もしくは第２のストッパ部材１６のいずれか一方が第１の接触部１５ａと第１の壁部１５ｂを備えた突出片からなり、他方が第１の接触部１５ａが接触する第２の接触部１６ａと第１の壁部１５ｂと対向する第２の壁部１６ｂを備えた収納部からなり、収納部内に粘性を有する液体１８を設けたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、計器用駆動装置に関するもので、特に、指針の０点位置を定めるストッパ機構に特徴を有する計器用駆動装置に関するものである。

従来の計器用駆動装置は、特許文献１に開示されるものが知られている。この計器用駆動装置は、指針を備えた指針軸に永久磁石を有するムーブメントの動力を伝達して前記指針を回動させる計器用駆動装置であって、前記指針軸を備えた出力歯車に第１のストッパ部材を設け、前記出力歯車を収納するケースに第２のストッパ部材を設け、前記第１、第２のストッパ部材を当接させた状態で指針が０点を指示するように構成されたものである。

特開平６−３８４９７号公報

しかしながら、このような計器用駆動装置は、前記第１、第２のストッパ部材が当接した状態の時に、外部から衝撃を受けると、前記第１、第２のストッパ部材間で反発力を生じ、この反発力によって前記出力歯車を回転させる力が生じ、結果、前記指針軸が回転して前記指針が０点を指示する位置からずれるといった問題点を有している。

そこで、本発明は前述した問題点に着目し、外部から衝撃を受けた場合でも、指針が、０点を指示する位置からずれにくい計器用駆動装置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、ケース本体と、前記ケース本体に回動自在に軸支され、その一部が外部に突出し出力軸と、コイルと、前記コイルへの通電によって前記出力軸を駆動するロータ磁石と、を備えた計器用駆動装置において、前記出力軸に設けた第１のストッパ部材と、前記ケース本体に設けられ、前記第１のストッパ部材と当接して前記出力軸の回動範囲を定める第２のストッパ部材と、を備え、前記第１のストッパ部材もしくは第２のストッパ部材のいずれか一方が第１の接触部と第１の壁部を備えた突出片からなり、他方が前記第１の接触部が接触する第２の接触部と前記第１の壁部と対向する第２の壁部を備えた収納部からなり、前記収納部内に粘性を有する液体を設けたものである。

また、前記収納部は、前記突出片を囲うように前記第２の壁部を２つ設けるとともに前記第２の壁部間に前記第２の接触部を設けたものである。

また、前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、線接触あるいは点接触するものである。

本発明によれば、所期の目的を達成することができ、外部から衝撃を受けた場合でも、指針が、０点を指示する位置からずれにくい計器用駆動装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の計器用駆動装置の上面図。図１中のＡ−Ａ線の断面図。同実施形態の上側のケースを取り外し一部を切り欠いた計器用駆動装置の上面図。同実施形態のステッピングモータを用いた計器装置の正面図。同実施形態の第１、第２のストッパ部材の拡大断面図。同発明の変形例の第１、第２のストッパ部材の拡大断面図。同発明の他の変形例の第１、第２のストッパ部材の拡大断面図。

本実施形態の計器用駆動装置１は、計器装置Ｍに用いられ、指針を回動させるステッピングモータである。

本実施形態のステッピングモータ１は、ロータ磁石２と、ロータ磁石２に固定されたロータ歯車３と、ロータ歯車３と噛み合う第１の歯車４ａとこの第１の歯車４ａと同軸上に設けられた第２の歯車４ｂとを有する中間歯車４と、中間歯車４の第２の歯車４ｂと噛み合う出力歯車５と、回転磁界を発生してロータ磁石２に回転力を与える２つのコイル９と、ロータ磁石２の回転中心となる金属製の第１の回転軸１０と、中間歯車４の回転中心となる金属製の第２の回転軸１１と、出力歯車５の回転中心となる金属製の出力軸６と、ロータ磁石２、ロータ歯車３、中間歯車４、出力歯車５、出力軸６、コイル９、第１の回転軸１０、第２の回転軸１１を収容するケース部材１２とを有するものである。

ロータ磁石２は、いわゆるプラスチックマグネットと呼ばれる磁性を有する合成樹脂からなり、その形状は円形で、中心に貫通孔を備えたドーナツ形状である。この貫通孔を、ロータ歯車３と第１の回転軸１０が貫通している。ロータ磁石２は、Ｎ極とＳ極を各々１つ以上備えていればよく、本実施形態では、Ｎ極が２つ、Ｓ極が２つの計４つの磁極を備えており、磁極は、ロータ磁石２の回転軸を中心として、放射方向に均等となるように設けられている。従って、第１の回転軸１０を中心の軸として、ロータ磁石２の外周面に回転方向に沿って多極着磁されている。

ロータ歯車３は、磁性を備えていない合成樹脂からなり、ロータ磁石２に同軸上に設けられ、ロータ磁石２の回転に伴って回転する。また、第１の回転軸１０がロータ歯車３を貫通している。

中間歯車４は、磁性を備えていない合成樹脂からなり、第１の歯車４ａと第２の歯車４ｂとを一体に備えている。第１の歯車４ａは、ロータ歯車３と噛み合う。また、第２の歯車４ｂは、出力歯車５と噛み合う。また、中間歯車４には、回転中心となる第２の回転軸１１が設けられている。

出力歯車５も、ロータ歯車３、中間歯車４と同様に、磁性を備えていない合成樹脂からなり、中間歯車４の第２の歯車４ｂと噛み合う。出力歯車５には、回転中心となる出力軸６が設けられている。

出力軸６は、ケース本体１２に回動自在に軸支され、その一部が外部に突出している。

図２中、出力歯車５の下側の面には、第１のストッパ部材１５を構成する突出片が、一体に設けられている。第１のストッパ部材１５は、後述する、ケース部材１２に設けた第２のストッパ部材１６と当接し、出力軸６の回転を所定の位置で止め、出力軸６の回動範囲を定めるものであり、出力歯車５を介して、出力軸６に設けられている。

第１のストッパ部材１５は、第１の接触部１５ａと第１の壁部１５ｂを備えている。第１の接触部１５ａの断面形状は、半円形状の凸部であり、線接触するものである。なお、第１の接触部１５ａは、線接触に限定されるものではなく、点接触するものであっても良い。出力軸６側に位置する第１の壁部１５ｂの断面形状は、円弧状の凹面であり、出力軸６と反対側に位置する第１の壁部１５ｂの断面形状は、円弧状の凸面である。

本実施形態では、中間歯車４、出力歯車５からなる減速機構を備えており、ロータ磁石２の回転を減速させて伝達するものである。

コイル９は、銅などの導電性を有する金属線を、合成樹脂からなるボビン９ａに巻き付けたものである。コイル９は、ボビン９ａに設けた端子９ｂを介して、図示しない制御手段に接続されている。

ボビン９ａは、断面形状が長方形の貫通孔を備えた筒体である。そして、コイル９は、ロータ磁石２の周囲に配置され、ボビン９ａの前記貫通孔内に、ロータ磁石２の一部が入り込んだ状態で、ロータ磁石２の円盤面の一部と前記貫通孔の内周面が対向している。

そして、２つのコイル９には、前記制御手段から出力される駆動波形が、それぞれ入力されることによって、ロータ磁石２に回転磁界が発生し、ロータ磁石２に回転力を与え、出力軸６を駆動するものである。

ケース部材１２は、磁性を備えていない合成樹脂からなり、上下に分割されている。各ケース部材１２に設けた係止爪１２ａを引っ掛けることで、上下に分割したケース部材１２を固定している。ケース部材１２は、第１の回転軸１０、第２の回転軸１１及び出力軸６を回転可能に支持している。このケース部材１２には、出力歯車５に設けた第１のストッパ部材１５に当接する第２のストッパ部材１６が一体に設けられている。

第２のストッパ部材１６は、第１の接触部１５ａが接触する第２の接触部１６ａと、第１の壁部１５ｂと対向する第２の壁部１６ｂを備えた収納部１６ｃからなる。収納部１６ｃは、第１のストッパ部材１５を囲うように第２の壁部１６ｂを２つ設けるとともに第２の壁部１６ｂ間に第２の接触部１６ａを設けたものである。

第２の接触部１６ａの断面形状は、直線の平面であり、収納部１６ｃの内側で出力軸６側に位置する第２の壁部１６ｂの断面形状は、円弧状の凸面であり、第１の壁部１５ｂと対向するものである。また、収納部１６ｃの内側で出力軸６から離れた側に位置する第２の壁部１６ｂの断面形状は、円弧状の凹面である。

収納部１６ｃは、第１のストッパ部材１５を収納するものである。収納部１６ｃ内には、粘性を有する液体１８、例えば、シリコンオイルやグルースなどの粘性を有する液体が設けられている。

本実施形態では、第１の接触部１５ａと第２の接触部１６ｂとは、線接触する。また、第１の壁部１５ｂと第２の壁部１６ｂとの間には、若干の隙間を備えており、第１のストッパ部材１５と第２のストッパ部材１６とは、移動可能である。なお、収納部１６ｃ内には、液体１８が塗布などによって設けられているので、粘性摩擦力によって、第１の接触部１５ａと第２の接触部１６ｂとが接触した状態から離れる際に、回動負荷を与えることができ、外部から衝撃を受けた場合でも、出力軸６が回転しにくくなり、ひいては、後述する指針が、０点を指示する位置からずれにくい計器用駆動装置１を提供することができる。

図４は、ステッピングモータ１を計器装置Ｍに用いたものである。本実施形態の計器装置Ｍは、車両の速度を指針１４を用いて表示するものである。

指針１４は、出力軸６に装着されるものである。この指針１４の背後には、指針１４が指示する目盛や文字などの指標部１７ａを備えた表示板１７が設けられている。指針１４は、ステッピングモータ１に設けた第１のストッパ部材１５と第２のストッパ部材１６とによって、所定の位置、本実施形態では、車速の「０」を示す位置に留められている。

また、第２のストッパ部材１６は、収納部１６ｃを備えていたが、収納部１６ｃを形成する必要はなく、図６に示すように、本発明の変形例として、第２の接触部１６ａと、単一の第２の壁部１６ｂから構成したものであっても良い。なお、第２の接触部１６ａと第２の壁部１６ｂには、粘性を有する液体１８が塗布されている。以上の構成によっても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、第１実施形態では、第１の接触部１５ａの断面形状が、半円形状の凸部であり、第２の接触部１６ａの断面形状が、直線の平面であったが、本実施形態に限定されるものではなく、図７に示すように、本発明の他の変形例として、第１の接触部１５ｃの断面形状を直線の平面とし、対する第２の接触部１６ｄの断面形状を三角形状の凸部としても良い。以上の構成によっても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、前記実施形態では、突出片である第１のストッパ部材１５を出力軸６(出力歯車５）に設け、収納部である１６ｃである第２のストッパ部材１６をケース部材１２に設けていたが、突出片である第１のストッパ部材１５をケース部材１２に設け、収納部である１６ｃである第２のストッパ部材１６を出力軸６(出力歯車５）に設けてもよい。

本発明は、指針の０点位置を定めるストッパ機構を備えた計器用駆動装置に利用可能である。

１ステッピングモータ（計器用駆動装置）
２ロータ磁石
５出力歯車
６出力軸
９コイル
１２ケース部材
１４指針
１５第１のストッパ部材（突出片）
１５ａ、１５ｃ第１の接触部
１５ｂ第１の壁部
１６第２のストッパ部材
１６ａ、１６ｄ第２の接触部
１６ｂ第２の壁部
１６ｃ収納部
１８液体

Claims

ケース本体と、前記ケース本体に回動自在に軸支され、その一部が外部に突出し出力軸と、コイルと、前記コイルへの通電によって前記出力軸を駆動するロータ磁石と、を備えた計器用駆動装置において、前記出力軸に設けた第１のストッパ部材と、前記ケース本体に設けられ、前記第１のストッパ部材と当接して前記出力軸の回動範囲を定める第２のストッパ部材と、を備え、前記第１のストッパ部材もしくは第２のストッパ部材のいずれか一方が第１の接触部と第１の壁部を備えた突出片からなり、他方が前記第１の接触部が接触する第２の接触部と前記第１の壁部と対向する第２の壁部を備えた収納部からなり、前記収納部内に粘性を有する液体を設けたことを特徴とする計器用駆動装置。
前記収納部は、前記突出片を囲うように前記第２の壁部を２つ設けるとともに前記第２の壁部間に前記第２の接触部を設けたことを特徴とする請求項１記載の計器用駆動装置。
前記第１の接触部と前記第２の接触部とは、線接触あるいは点接触することを特徴とする請求項１または２に記載の計器用駆動装置。