JP3223500B2 - ステッピングモータ式計器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は指示計器の可動部と
して正逆回転が可能なステッピングモータを用いたステ
ッピングモータ式計器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＯＡ機器、家電製品、自動車等
の分野におけるアクチュエータ部品として、広く用いら
れている構造にＰＭ型ステッピングモータがあり（例え
ば特開平5-161333号公報，特開平3-145960号公報，特開
平1-190249号公報，特開平1-190248号公報参照）、正逆
回転制御が容易で、また駆動トルクによっては小型化も
容易なことから、近年では指示計器の可動部としても注
目されてきている。

【０００３】この種ステッピングモータを指示計器とし
て使用する場合、例えば図６に示すように、励磁コイル
Ａ，Ｂが巻かれた環状ボビンＣ，Ｄと励磁コイルＡ，Ｂ
の磁路を導く環状ヨークＥ，Ｆとを同心的に積層して中
空部Ｇを備えたステータＨを形成し、このステータＨの
中空部Ｇに環状ヨークＥ，Ｆを通じて導かれた励磁コイ
ルＡ，Ｂの磁路により回転駆動される回転軸Ｉを備えた
永久磁石からなるロータＪを収納し、このロータＪの回
転軸ＩをステータＨに対して固定された支持プレート
Ｋ，Ｌの樹脂もしくは含油軸受等からなる軸受部材Ｋ
１，Ｌ１にて軸支し、支持プレートＫより突出する回転
軸Ｉの先端に指針Ｍの連結基部Ｍ１を圧入固定し、この
指針Ｍと支持プレートＫとの間に計器文字板Ｎを配置
し、励磁コイルＡ，Ｂに供給する信号（電流）を計測量
（例えば車両の走行速度やエンジン回転数）に応じて制
御すれば、指針Ｍの指示部Ｍ２による計器文字板Ｎ上で
の計測量指示が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかｈしながら、この
ように指針Ｍを単に回転軸Ｉの先端に装着するのみの構
造では、軸受部材Ｋ１が支持プレートＫから指針Ｍ側に
突出し、また回転軸Ｉと指針Ｍの連結基部Ｍ１との接触
面積を確保して指針Ｍの回転軸Ｉへの安定的な固定をは
かるべく連結基部Ｍ１をロータＪ側に延設する必要があ
るため、そのぶん支持プレートＫより指針Ｍ側に突出す
る回転軸Ｉ部分が長くなり、モータ底面から指針Ｍ前面
までの高さ寸法Ｏが大きくなってしまうという問題があ
る。

【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、モータ構造を工夫することにより高さ寸法を減少さ
せ、薄型化を達成し得るステッピングモータ式計器を提
供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、励磁コイルが巻装された環状ボビンと前記
励磁コイルの磁路を導く環状ヨークとを積層してなる中
空部を備えたステータと、前記中空部に回転自在に収納
され前記環状ヨークを通じて導かれた前記励磁コイルの
磁路により回転する回転軸を備えた永久磁石からなるロ
ータと、前記回転軸の一端と連結される連結基部と前記
回転軸に対し略直交する方向に伸びる指示部とを有し前
記ロータに応動する指針と、この指針と前記ステータと
の間に固定され前記ロータの回転軸を支承する軸受部材
を備えた金属製の支持プレートとからなり、前記励磁コ
イルに計測量に応じた信号を供給することにより前記指
針による前記計測量指示を行うステッピングモータ式計
器であって、前記指針の連結基部に対応する前記支持プ
レート位置に前記ロータ側に突出して前記軸受部材を収
納保持する第１の凹部を形成し、この第１の凹部に対応
する前記ロータ位置に前記第１の凹部を収容する第２の
凹部を設けたものである。

【０００７】また本発明は、前記第１の凹部が前記指針
の連結基部を収容するものである。

【０００８】また本発明は、励磁コイルが巻装された環
状ボビンと前記励磁コイルの磁路を導く環状ヨークとを
積層してなる中空部を備えたステータと、前記中空部に
回転自在に収納され前記環状ヨークを通じて導かれた前
記励磁コイルの磁路により回転する回転軸を備えた永久
磁石からなるロータと、前記回転軸の一端と連結される
連結基部と前記回転軸に対し略直交する方向に伸びる指
示部とを有し前記ロータに応動する指針と、この指針と
前記ステータとの間に固定され前記ロータの回転軸を支
承する樹脂製の支持プレートとからなり、前記励磁コイ
ルに計測量に応じた信号を供給することにより前記指針
による前記計測量指示を行うステッピングモータ式計器
であって、前記指針の連結基部に対応する前記支持プレ
ート位置に前記ロータ側に突出して前記回転軸を軸受保
持すると共に連結基部を収容する第１の凹部を形成し、
この第１の凹部に対応する前記ロータ位置に前記第１の
凹部を収容する第２の凹部を形成したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明によれば、励磁コイルか巻
かれた環状ボビンと励磁コイルの磁路を導く各環状ヨー
クとを積層して中空部を備えたステータを設け、このス
テータの中空部に環状ヨークを通じて導かれた励磁コイ
ルの磁路により回転する回転軸を備えたロータを回転自
在に収納し、ステータにロータの回転軸を支承する軸受
部材を備えた金属製の支持プレートを設けてステッピン
グモータ本体を構成し、このステッピングモータ本体の
回転軸の先端に、この回転軸に圧入固定される連結基部
と指示部とを有する指針を設け、励磁コイルに計測量に
応じた信号を供給することにより、計器文字板上で指針
の指示部による計測量指示を行うステッピングモータ式
計器を構成してなり、指針の連結基部に対応する指示プ
レート位置にロータ側に突出して軸受部材を収納保持す
る第１の凹部を形成し、この第１の凹部にたい凹するロ
ータ位置に第１の凹部を収容する第２の凹部を設けたこ
とにより、軸受部材の支持プレートからの突出ぶんが第
１，第２の凹部により吸収され、そのぶん支持プレート
より指針側に突出する回転軸部分が短くなり、高さ寸法
が抑えられる。

【００１０】この際、第１の凹部内に指針の連結基部を
も収納するよう構成すれば、支持プレートより指針側に
突出する回転軸部分がさらに短くて済み高さ寸法が抑え
られる。

【００１１】また本発明によれば、励磁コイルか巻かれ
た環状ボビンと励磁コイルの磁路を導く各環状ヨークと
を積層して中空部を備えたステータを設け、このステー
タの中空部に環状ヨークを通じて導かれた励磁コイルの
磁路により回転する回転軸を備えたロータを回転自在に
収納し、ステータにロータの回転軸を支承する樹脂製の
支持プレートを設けてステッピングモータ本体を構成
し、このステッピングモータ本体の回転軸の先端に、こ
の回転軸に圧入固定される連結基部と指示部とを有する
指針を設け、励磁コイルに計測量に応じた信号を供給す
ることにより、計器文字板上で指針の指示部による計測
量指示を行うステッピングモータ式計器を構成してな
り、指針の連結基部に対応する指示プレート位置にロー
タ側に突出して回転軸を軸受保持すると共に連結基部を
収容する第１の凹部を形成し、この第１の凹部にたい凹
するロータ位置に第１の凹部を収容する第２の凹部を設
けたことにより、ロータ側に延びる指針の連結基部のク
リアランスがステータ内に形成され、支持プレートより
指針側に突出する回転軸部分が短くなり、高さ寸法が抑
えられる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。

【００１３】図１から図３は何れも本発明の第１実施例
によるステッピングモータ式計器を示すもので、図１は
ステッピングモータ式計器の分解斜視図、図２は図１に
示したステッピングモータ本体の分解斜視図、図３は図
１に示したステッピングモータ式計器の組み付け状態を
示す断面図である。

【００１４】図１において本実施例によるステッピング
モータ式計器は、後述する回転軸を前方に突設してなる
ステッピングモータ本体１と、このステッピングモータ
本体１の前方に配置される導光板２と、この導光板２の
前方に重合配置される計器文字板３と、この計器文字板
３上に位置してステッピングモータ本体１の前記回転軸
に装着される指針４とから構成されている。

【００１５】ステッピングモータ本体１は、図２に示す
ように、カップ状の外ヨーク10と平板状の内ヨーク11と
で構成される環状ヨーク12間に、第１の励磁コイル13が
巻装された樹脂製の第１の環状ボビン14を積層状態に挟
装してなる第１のステータ15と、カップ状の外ヨーク16
と平板状の内ヨーク17とで構成される環状ヨーク18間
に、第２の励磁コイル19が巻装された樹脂製の第２の環
状ボビン20を積層状態に挟装してなる第２のステータ21
とを有し、各環状ヨーク12，18は、ＳＥＣ，ＳＰＣ，パ
ーマロイ等の鉄系材料からなる金属平板を打ち抜き，プ
レス成形してなり、これらを構成する各外，内ヨーク1
0，11，16，17からは各環状ボビン14，20の巻線部内に
延設して互いに櫛歯状に組み合わされる複数の極歯10
ａ，11ａ，16ａ，17ａが形成されている。

【００１６】これら各ステータ15，21は、これらを構成
する各外ヨーク10，16の開口側が互いに向き合うように
同心的に積層され、中心に中空部22（図３参照）を有す
る積層体を構成し、この積層体の中空部22にロータ23が
回転自在に収納配置される。

【００１７】ロータ23は、周面に各環状ヨーク12，18の
各極歯10ａ，11ａ，16ａ，17ａに対応した複数の磁極が
着磁された円筒状の永久磁石からなり、その中心には両
端側が支持プレート25，26に支承される回転軸24が固定
され、各励磁コイル13，19に後述する信号を供給するこ
とにより形成され且つ各環状ヨーク12，18を通じて導か
れる磁路によって正逆方向に回転するようになってい
る。

【００１８】支持プレート25，26は、各ステータ15，21
の外ヨーク10，16外面に固定される金属製板からなり、
回転軸24対応位置にそれぞれ樹脂もしくは含油軸受等か
らなる軸受部材27，28が固定されている。

【００１９】これら支持プレート25，26のうち、指針４
の後述する連結基部と対向する支持プレート25位置に
は、組み付け状態を示す図３においてロータ23側に突出
する第１の凹部29が形成されており、この第１の凹部29
の突出側となる底部30に軸受部材27が収納状態に固定保
持される。一方、第１の凹部29に対応するロータ23の前
方側には、第１の凹部29の外径よりも大きく且つ軸受部
材27を含む第１の凹部29を内部に収容する第２の凹部23
ａが形成されている。

【００２０】また、支持プレート25には、導光板２にス
テッピングモータ本体１を装着するための取付部31が形
成され、この支持プレート25は、ステッピングモータ本
体１を他部材に固定するための取付部材の機能も有して
いる。

【００２１】このように構成されたステッピングモータ
本体１は、図３に示すように、支持プレート25の取付部
31を通じて計器文字板３を支持する導光板２にネジ32に
より取付固定され、これら導光板２及び計器文字板３に
形成された貫通孔33を通じて前方に露出する回転軸24の
先端に指針４が連結される。

【００２２】この場合、導光板２は、アクリル，ポリカ
ーボネート等の透光性樹脂よりなり、また計器文字板３
は、地色部を除いて文字，数字，指標等の図示しない透
光性表示部が形成されたいわゆる透過型文字板からな
り、また指針４はその回転中心部前方を遮光性カバー34
にて覆ったアクリル，ポリカーボネート等の透光性樹脂
基体35よりなり、図示しない光源からの光を導光板２を
通じて計器文字板３及び指針４の背後に導いて、計器文
字板３の前記透光性表示部及び指針４の透光性樹脂基体
35を光輝させるようになっている。

【００２３】また指針４を構成する透光性樹脂基体35
は、回転軸24の軸方向に伸長して回転軸24に圧入固定さ
れる筒状の連結基部36と、この連結基部36の前方から回
転軸24の軸方向に対し略直交する方向延びる指示部37と
を有し、前述のように連結基部36に対向する支持プレー
ト25位置には、連結基部36の外径よりも大きい第１の凹
部29が形成されている。

【００２４】このように構成されたステッピングモータ
式計器は、励磁コイル13，18に供給する信号（電流）を
計測量（例えば車両の走行速度やエンジン回転数）に応
じて制御することにより、指針４がロータ23に応動して
計器文字板３上で回転し、指針４の指示部37と計器文字
板３の前記透光性表示部との対比判読による前記計測量
指示を行うようになっている。

【００２５】以上、詳述したように、本実施例によるス
テッピングモータ式計器は、各励磁コイル13，19が巻装
された各環状ボビン14，20と各励磁コイル13，19の磁路
を導く各環状ヨーク12，18とを積層して中空部22を備え
た第１，第２のステータ15，21を設け、このステータ1
5，21の中空部22に各環状ヨーク12，18を通じて導かれ
た各励磁コイル13，19の磁路により回転する回転軸24を
備えたロータ23を回転自在に収納し、ステータ15，21に
ロータ23の回転軸24を支承する軸受部材27，28を備えた
支持プレート25，26を設けてステッピングモータ本体１
を構成し、このステッピングモータ本体１の回転軸24の
先端に、この回転軸24に圧入固定される連結基部36と指
示部37とを有する指針４を設けて、各励磁コイル13，19
に計測量に応じた信号を供給することにより計器文字板
３上で指針４の指示部37による計測量指示を行うステッ
ピングモータ式計器を構成してなり、指針４の連結基部
36に対応する支持プレート25位置にロータ23側に突出し
て軸受部材27を収納保持する第１の凹部29を形成し、こ
の第１の凹部29に対応するロータ23位置に第１の凹部29
を収容する第２の凹部23ａを設けたことにより、軸受部
材27の支持プレート25からの突出ぶんがステータ15、す
なわち第１，第２の凹部29，23ａにより吸収され、その
ぶん支持プレート25より指針４側に突出する回転軸24部
分が短くなり、ステッピングモータ本体１の底面から指
針４の前面までの高さ寸法Ｓを抑えて薄型化を達成する
ことができる。なお軸受部材28を固定した下側の支持プ
レート26にも支持プレート25の第１の凹部29と同様な凹
部を形成し、この凹部に軸受部材28を収納状態に固定す
ると共に、この凹部に対応したロータ23の下側にも第２
の凹部23ａと同様な凹部を形成すれば、軸受部材28が支
持プレート26の底面から突出せず、回転軸24を含めての
薄型化をはかることができる。

【００２６】図４は本発明の第２実施例を示す要部断面
図であり、本例では、軸受部材27と合わせて指針４の連
結基部36の一部を支持プレート25に形成した第１の凹部
29内に収容したものであり、その他の部分は、前記第１
実施例と同様である。

【００２７】かかる構成により、前記第１実施例と同様
な効果が得られると共に、指針４の連結基部36のクリア
ランスをステータ15内に形成することができ、支持プレ
ート25より指針４側に突出する回転軸24部分をさらに短
くして、高さ寸法を抑えることができる。

【００２８】図５は、本発明の第３実施例を示す断面図
であり、本例では支持プレート25，26を合成樹脂により
形成して回転軸24を軸受保持する貫通孔状の軸受部38，
39を形成すると共に、これら軸受部38，39の周囲にロー
タ23のスラスト規制部40，41を設け、また永久磁石から
なるロータ23をマグネットホルダー23ｂを通じて回転軸
24に固着したもので、指針４の連結基部36に対向する支
持プレート25位置には、指針４の連結基部36を収容する
第１の凹部29が形成され、この第１の凹部29の底部30に
軸受部38とスラスト規制部40を設け、一方、第１の凹部
29に対向するロータ23位置には、第１の凹部29を収容す
る第２の凹部23ａが形成されている。

【００２９】また、このように構成されたステッピング
モータ本体１の前方には、計器文字板３が配置され、こ
の計器文字板３とステッピングモータ本体１とは、支持
プレート25の取付部31を通じてネジ32により固定されて
おり、その他の箇所は、前記第１実施例と同様である。

【００３０】かかる構成により、ロータ23側に延びる指
針４の連結基部36のクリアランスをステータ15内に形成
することができ、そのぶん支持プレート25より指針４側
に突出する回転軸24部分を短くし、ステッピングモータ
本体１の底面から指針４の前面までの高さ寸法Ｓを抑え
て薄型化を達成することができる。なお本例では回転軸
24の下端を支持プレート26から突出するよう設けたが、
回転軸24の下端を支持プレート26から突出しないように
設ければ、回転軸24を含めての薄型化をはかることがで
きる。

【００３１】なお本例では、軸受部38を単なる貫通孔状
に形成したが、指針４側もしくはロータ23側に突出する
筒状に形成し、指針４側に突出する部分を第１の凹部29
内に収納するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、励磁コイ
ルが巻装された環状ボビンと前記励磁コイルの磁路を導
く環状ヨークとを積層してなる中空部を備えたステータ
と、前記中空部に回転自在に収納され前記環状ヨークを
通じて導かれた前記励磁コイルの磁路により回転する回
転軸を備えた永久磁石からなるロータと、前記回転軸の
一端と連結される連結基部と前記回転軸に対し略直交す
る方向に伸びる指示部とを有し前記ロータに応動する指
針と、この指針と前記ステータとの間に固定され前記ロ
ータの回転軸を支承する軸受部材を備えた金属製の支持
プレートとからなり、前記励磁コイルに計測量に応じた
信号を供給することにより前記指針による前記計測量指
示を行うステッピングモータ式計器であって、前記指針
の連結基部に対応する前記支持プレート位置に前記ロー
タ側に突出して前記軸受部材を収納保持する第１の凹部
を形成し、この第１の凹部に対応する前記ロータ位置に
前記第１の凹部を収容する第２の凹部を設けたことによ
り、薄型化を達成し得るステッピングモータを提供する
ことができる。

【００３３】また本発明は、前記第１の凹部が前記指針
の連結基部を収容することにより、さらなる薄型化を達
成し得る。

【００３４】また本発明は、励磁コイルが巻装された環
状ボビンと前記励磁コイルの磁路を導く環状ヨークとを
積層してなる中空部を備えたステータと、前記中空部に
回転自在に収納され前記環状ヨークを通じて導かれた前
記励磁コイルの磁路により回転する回転軸を備えた永久
磁石からなるロータと、前記回転軸の一端と連結される
連結基部と前記回転軸に対し略直交する方向に伸びる指
示部とを有し前記ロータに応動する指針と、この指針と
前記ステータとの間に固定され前記ロータの回転軸を支
承する樹脂製の支持プレートとからなり、前記励磁コイ
ルに計測量に応じた信号を供給することにより前記指針
による前記計測量指示を行うステッピングモータ式計器
であって、前記指針の連結基部に対応する前記支持プレ
ート位置に前記ロータ側に突出して前記回転軸を軸受保
持すると共に連結基部を収容する第１の凹部を形成し、
この第１の凹部に対応する前記ロータ位置に前記第１の
凹部を収容する第２の凹部を形成したことにより、薄型
化を達成し得るステッピングモータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
式計器の分解斜視図である。

【図２】図１に示したステッピングモータ本体の分解斜
視図である。

【図３】図１に示したステッピングモータ式計器本体の
組み付け状態を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るステッピングモータ
式計器の要部断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係るステッピングモータ
の断面図である。

【図６】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ本体 ２ 導光板 ３ 計器文字板 ４ 指針 10，16 外ヨーク 10ａ，11ａ，16ａ，17ａ 11，17 内ヨーク 12，18 第１，第２の環状ヨーク 13，19 第１，第２の励磁コイル 14，20 第１，第２の環状ボビン 15，21 第１，第２のステータ 22 中空部 23 ロータ 23ａ 第２の凹部 23ｂ マグネットホルダー 24 回転軸 25，26 支持プレート 27，28 軸受部材 29 第１の凹部 30 底部 31 取付部 32 ビス 33 貫通孔 34 遮光カバー 35 透光性樹脂基体 36 連結基部 37 指示部 38，39 軸受部 40，41 スラスト規制部 Ｓ 高さ寸法

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルが巻装された環状ボビンと前
   記励磁コイルの磁路を導く環状ヨークとを積層してなる
   中空部を備えたステータと、前記中空部に回転自在に収
   納され前記環状ヨークを通じて導かれた前記励磁コイル
   の磁路により回転する回転軸を備えた永久磁石からなる
   ロータと、前記回転軸の一端と連結される連結基部と前
   記回転軸に対し略直交する方向に伸びる指示部とを有し
   前記ロータに応動する指針と、この指針と前記ステータ
   との間に固定され前記ロータの回転軸を支承する軸受部
   材を備えた金属製の支持プレートとからなり、前記励磁
   コイルに計測量に応じた信号を供給することにより前記
   指針による前記計測量指示を行うステッピングモータ式
   計器であって、前記指針の連結基部に対応する前記支持
   プレート位置に前記ロータ側に突出して前記軸受部材を
   収納保持する第１の凹部を形成し、この第１の凹部に対
   応する前記ロータ位置に前記第１の凹部を収容する第２
   の凹部を設けたことを特徴とするステッピングモータ式
   計器。
2. 【請求項２】 前記第１の凹部が前記指針の連結基部を
   収容することを特徴とする請求項１記載のステッピング
   モータ式計器。
3. 【請求項３】 励磁コイルが巻装された環状ボビンと前
   記励磁コイルの磁路を導く環状ヨークとを積層してなる
   中空部を備えたステータと、前記中空部に回転自在に収
   納され前記環状ヨークを通じて導かれた前記励磁コイル
   の磁路により回転する回転軸を備えた永久磁石からなる
   ロータと、前記回転軸の一端と連結される連結基部と前
   記回転軸に対し略直交する方向に伸びる指示部とを有し
   前記ロータに応動する指針と、この指針と前記ステータ
   との間に固定され前記ロータの回転軸を支承する樹脂製
   の支持プレートとからなり、前記励磁コイルに計測量に
   応じた信号を供給することにより前記指針による前記計
   測量指示を行うステッピングモータ式計器であって、前
   記指針の連結基部に対応する前記支持プレート位置に前
   記ロータ側に突出して前記回転軸を軸受保持すると共に
   連結基部を収容する第１の凹部を形成し、この第１の凹
   部に対応する前記ロータ位置に前記第１の凹部を収容す
   る第２の凹部を形成したことを特徴とするステッピング
   モータ式計器。