WO2011010568A1 - 計器用駆動装置 - Google Patents

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WO2011010568A1
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pointer
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pointer shaft
press
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雅博 渡辺
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日本精機株式会社
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    • G01D2213/10—Drivers for gauges

Definitions

  • the present invention relates to an instrument driving device, and more particularly to an instrument driving device having a feature in a bearing portion of a pointer shaft to which a pointer is attached.
  • a conventional instrument drive device includes a case main body having a first bearing portion and a second bearing portion that penetrate each other, and a shaft that is rotatable by the first bearing portion and the second bearing portion. And a pointer shaft to be supported. One end of the pointer shaft protrudes outside from the case body, a pointer is attached, and the other end protrudes outside from the case body.
  • the pointer is press-fitted into the pointer shaft, the exposed other end of the pointer shaft is brought into contact with a jig, and the pressing force applied to the pointer shaft is received by the jig.
  • a load during press-fitting is not applied to the case body, and damage to the case body can be prevented (for example, a patent Reference 1).
  • the other end which is the lower end of the pointer shaft, protrudes outward from the case body, so that a liquid such as a lubricant is present inside the case body.
  • a liquid such as a lubricant
  • An object is to provide an apparatus.
  • the present invention is rotatably supported by a case main body having a first bearing portion and a second bearing portion that penetrate each other, and the first bearing portion and the second bearing portion.
  • An instrument driving device comprising a pointer shaft to which a pointer is attached to a part protruding outward from the case body, and is press-fitted and held in the second bearing portion and restricts movement of the pointer shaft in the axial direction
  • the second bearing portion includes a shaft support portion that pivotally supports the pointer shaft, and a holding portion in which the bearing body is press-fitted and held. The diameter of the holding part is reduced.
  • the second bearing portion is provided with a slip prevention portion having a smaller diameter than the holding portion so that the bearing body does not fall out.
  • the intended purpose can be achieved, the load when the pointer is press-fitted into the pointer shaft is not received by the case body, and the liquid in the case body can be prevented from leaking.
  • An instrument driving device can be provided.
  • the top view of the stepping motor of one embodiment of the present invention Sectional drawing of the AA line in FIG. The principal part expanded sectional view of the embodiment.
  • 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
  • the instrument driving device of the present embodiment is a stepping motor 1, and this stepping motor 1 meshes with a rotor magnet 2 magnetized with multiple poles, a rotor gear 3 fixed to the rotor magnet 2, and the rotor gear 3.
  • An intermediate gear 4 having a first gear 4a and a second gear 4b provided coaxially with the first gear 4a, an output gear 5 meshing with the second gear 4b of the intermediate gear 4, and an output gear 5, a pointer shaft 6 that serves as a rotation center, two excitation coils 9 that generate a rotating magnetic field and apply a rotational force to the rotor magnet 2, and a metal first rotation shaft 10 that serves as the rotation center of the rotor magnet 2.
  • the second rotation shaft 11 made of metal that becomes the rotation center of the intermediate gear 4, the rotor magnet 2, the rotor gear 3, the intermediate gear 4, the output gear 5, the pointer shaft 6, the excitation coil 9, and the first rotation shaft 10.
  • the case book that houses the second rotating shaft 11 Those having a 12.
  • the rotor magnet 2 is made of a synthetic resin having magnetism called a so-called plastic magnet.
  • the shape of the rotor magnet 2 is a disk shape and a donut shape having a through hole in the center.
  • the rotor gear 3 and the first rotating shaft 10 pass through this through hole.
  • the rotor magnet 2 includes a plurality of magnetic poles so as to be uniform in the radial direction around the rotation axis. In this embodiment, two N poles and two S poles are provided for a total of four magnetic poles. Therefore, when the rotation is performed with the first rotation shaft 10 as the central axis, the outer circumferential surface of the rotor magnet 2 is multipolarly magnetized along the rotation direction.
  • the rotor gear 3 is made of a synthetic resin that does not have magnetism.
  • the first rotating shaft 10 passes through the rotor gear 3, and the rotor magnet 2 and the rotor gear 3 are rotatably supported by the first rotating shaft 10, and the rotor gear 3 is connected to the rotor magnet 2. Rotates with rotation.
  • the intermediate gear 4 is made of a synthetic resin not having magnetism, and integrally includes a first gear 4a and a second gear 4b.
  • the intermediate gear 4 is rotatably supported on the second rotating shaft 11.
  • the output gear 5 is also made of a synthetic resin not having magnetism.
  • the output gear 5 is fixed to the pointer shaft 6 and rotates together with the pointer shaft 6.
  • a first protrusion 15 a constituting the stopper means 15 is integrally provided on the lower surface of the output gear 5.
  • the first protrusion 15a abuts on a second protrusion 15b provided on the case main body 12, which will be described later, and stops the rotation of the output gear 5 at a predetermined position.
  • the intermediate gear 4 and the output gear 5 transmit the rotation of the rotor magnet 2 while decelerating it.
  • the pointer shaft 6 is made of metal, is pivotally supported by the case main body 12 and has a pointer (not shown) attached to a part protruding outward from the case main body 12.
  • the exciting coil 9 is formed by winding a conductive metal wire such as copper around a bobbin 9a made of synthetic resin.
  • the exciting coil 9 is connected to control means via a terminal 9b provided on the bobbin 9a.
  • the bobbin 9a is a cylinder provided with a through hole having a rectangular cross-sectional shape. And the exciting coil 9 is arrange
  • the inner peripheral surfaces of are facing each other.
  • the case body 12 is made of a synthetic resin not having magnetism, and includes an upper case 12a and a lower case 12b.
  • the upper and lower cases 12a and 12b are fixed by hooking locking claws 12c provided on the upper and lower cases 12a and 12b.
  • the lower case 12b is integrally provided with a second protrusion 15b that abuts on the first protrusion 15a provided on the output gear 5.
  • the case main body 12 supports the pointer shaft 6 so as to be rotatable, press-fits the first rotating shaft 10 and the second rotating shaft 11, and is fixed so as not to rotate.
  • the case body 12 includes a first bearing portion 13 and a second bearing portion 14 that rotatably support the pointer shaft 6.
  • the first bearing portion 13 is provided on the upper case 12a
  • the second bearing portion 14 is provided on the lower case 12b.
  • the first bearing portion 13 and the second bearing portion 14 are both through-holes, and the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction of the pointer shaft 6 is circular.
  • a part of the pointer shaft 6 protrudes from the case body 12 to the outside from the first bearing portion 13 side, and the pointer is attached to the protruding part.
  • the second bearing portion 14 includes a shaft support portion 14a that rotatably supports the pointer shaft 6 and a holding portion 14b having a diameter r2 smaller than the diameter r1 of the shaft support portion 14a.
  • the shaft support portion 14a and the holding portion 14b have a circular cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction of the pointer shaft 6, and each circle is a concentric circle.
  • a bearing body 16 made of a metal sphere that contacts the pointer shaft 6 and restricts the movement of the pointer shaft 6 in the axial direction is press-fitted and held in the holding portion 14b.
  • the lower end of the bearing body 16 is substantially the same as the bottom surface 12d of the lower case 12b, or is located inside the case body 12 from the bottom surface 12d of the lower case 12b.
  • the diameter r1 of the shaft support portion 14a is larger than the diameter r4 of the pointer shaft 6 in order to pivotally support the pointer shaft 6.
  • the diameter r2 of the holding portion 14b is smaller than the diameter r5 of the bearing body 16 in order to press-fit and hold the bearing body 16.
  • the shaft support portion 14a is smooth so as to suppress resistance when the pointer shaft 6 is rotated as much as possible, and when the bearing body 16 is inserted into the shaft support portion 14a in order to press-fit the bearing body 16 into the holding portion 14b.
  • the diameter r5 of the bearing body 16 is smaller than the diameter r4 of the pointer shaft 6 so that the bearing body 16 does not damage the shaft support portion 14a.
  • the second bearing portion 14 is provided with a slip-out preventing portion 14c having a diameter r3 smaller than the holding portion 14b so that the bearing body 16 does not fall off.
  • the diameter r ⁇ b> 3 of the slip-off preventing portion 14 c has a mortar shape that decreases from the inside to the outside of the case body 12.
  • the jig J When the pointer is fixed to the pointer shaft 6, the jig J is brought into contact with the bottom surface 12d of the lower case 12b, and the pointer is press-fitted into the pointer shaft 6 and fixed. The jig J receives the force applied to the pointer shaft 6 during press-fitting through the bearing body 16.
  • the instrument drive device is a stepping motor, but is not limited to a stepping motor, and is a cross coil type instrument body provided with a liquid such as damper oil in a case body. Also good.
  • the present invention can be used for an instrument drive device in which a liquid is built in a case body and a pointer is press-fitted into a pointer shaft.

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Abstract

　指針軸に指針を圧入する時の荷重をケース本体で受けることなく、かつ、ケース本体内の潤滑剤などの液体の漏れを防止することが可能な計器用駆動装置を提供する。各々貫通した第１の軸受部１３と第２の軸受部１４とを備えたケース本体１２と、第１の軸受部１３と第２の軸受部１４とによって回動自在に軸支されるとともにケース本体１２より外部に突出した一部に指針が取り付けられる指針軸６と、を備えた計器用駆動装置１において、第２の軸受部１４に圧入保持されるとともに指針軸６の軸方向の移動を規制する軸受体１６を備え、第２の軸受部１４は、指針軸６を回動自在に軸支する軸支部１４ａと、軸受体１６が圧入保持される保持部１４ｂとを備え、軸支部１４ａに対して保持部１４ｂの直径を小さくしたものである。　

Description

計器用駆動装置
　本発明は、計器用駆動装置に関するもので、特に、指針を取り付ける指針軸の軸受部に特徴を備えた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、各々貫通した第１の軸受部と第２の軸受部とを備えたケース本体と、前記第１の軸受部と前記第２の軸受部とによって回動自在に軸支される指針軸とを備えていた。前記指針軸の一端は、前記ケース本体より外部に突出し、指針が取り付けられており、他端も、前記ケース本体より外部に突出していた。そして、前記指針軸に前記指針を圧入する場合、露出した前記指針軸の前記他端を治具に当接させて、前記指針軸に加わる圧入時の力を前記治具で受けていた。このように構成したことによって、前記指針軸に前記指針を圧入する場合に、前記ケース本体に圧入時の荷重が加わらず、前記ケース本体の損傷を防止することが可能であった（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－２５１６５６号公報
　しかしながら、このような計器用駆動装置は、前記指針軸の下側の端部である前記他端が、前記ケース本体より外部に突出していることによって、前記ケース本体の内部に潤滑剤などの液体を内蔵している場合に、前記ケース本体から漏れ出すといった問題点があった。
　そこで、本発明は前述した問題点に着目し、指針軸に指針を圧入する時の荷重をケース本体で受けることなく、かつ、ケース本体内の液体の漏れを防止することが可能な計器用駆動装置を提供することを目的とする。
　本発明は、各々貫通した第１の軸受部と第２の軸受部とを備えたケース本体と、前記第１の軸受部と前記第２の軸受部とによって回動自在に軸支されるとともに前記ケース本体より外部に突出した一部に指針が取り付けられる指針軸と、を備えた計器用駆動装置において、前記第２の軸受部に圧入保持されるとともに前記指針軸の軸方向の移動を規制する軸受体を備え、前記第２の軸受部は、前記指針軸を回動自在に軸支する軸支部と、前記軸受体が圧入保持される保持部とを備え、前記軸支部に対して前記保持部の直径を小さくしたものである。
　また、本発明は、前記第２の軸受部に、前記軸受体が抜け落ちないように前記保持部よりさらに直径の小さい抜け防止部を備えたものである。
　本発明によれば、所期の目的を達成することができ、指針軸に指針を圧入する時の荷重をケース本体で受けることなく、かつ、ケース本体内の液体の漏れを防止することが可能な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ステッピングモータの上面図。 図１中のＡ－Ａ線の断面図。 同実施形態の要部拡大断面図。 同実施形態の上ケースを取り外したステッピングモータの上面図。
　以下、本発明の実施形態を説明する。図１から図４は、本発明の一実施形態を示すものである。
　本実施形態の計器用駆動装置は、ステッピングモータ１であり、このステッピングモータ１は、多極着磁されたロータ磁石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、出力歯車５の回転中心となる指針軸６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つの励磁コイル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、ロータ磁石２、ロータ歯車３、中間歯車４、出力歯車５、指針軸６、励磁コイル９、第１の回転軸１０、第２の回転軸１１を収容するケース本体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、その形状は円盤形状で、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、その回転軸を中心として、放射方向に均等となるように、複数の磁極を備えている。本実施形態では、Ｎ極が２つ、Ｓ極が２つの計４つの磁極を備えている。従って、第１の回転軸１０を中心の軸として、回転すると、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る。第１の回転軸１０が、ロータ歯車３を貫通し、ロータ磁石２とロータ歯車３とは、第１の回転軸１０に回転可能に軸支されており、ロータ歯車３は、ロータ磁石２の回転に伴って回転する。
　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。中間歯車４は、第２の回転軸１１に回転可能に軸支されている。
　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る。出力歯車５は、指針軸６に固定されており、指針軸６とともに回転する。
　また、図２中、出力歯車５の下側の面には、ストッパ手段１５を構成する第１の突起部１５ａが一体に設けられている。この第１の突起部１５ａは、後述する、ケース本体１２に設けた第２の突起部１５ｂと当接し、出力歯車５の回転を所定の位置で止めるものである。
　本実施形態では、中間歯車４、出力歯車５は、ロータ磁石２の回転を減速させて伝達するものである。
　指針軸６は、金属製で、ケース本体１２に回動自在に軸支されるとともにケース本体１２より外部に突出した一部に図示しない指針が取り付けられている。
　励磁コイル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に巻き付けて形成したものである。励磁コイル９は、ボビン９ａに設けた端子９ｂを介して、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、励磁コイル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。
　２つの励磁コイル９には、図示しない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に回転力を与えるものである。
　ケース本体１２は、磁性を備えていない合成樹脂からなり、上ケース１２ａと下ケース１２ｂとから構成されている。上下ケース１２ａ、１２ｂに設けた係止爪１２ｃを引っ掛けることで、上下ケース１２ａ、１２ｂを固定している。下ケース１２ｂには、出力歯車５に設けた第１の突起部１５ａに当接する第２の突起部１５ｂが一体に設けられている。ケース本体１２は、指針軸６を回動可能に支持し、第１の回転軸１０と第２の回転軸１１とを圧入保持し、回転しないように固定している。
　ケース本体１２は、指針軸６を回動自在に軸支する第１の軸受部１３と第２の軸受部１４とを備えている。第１の軸受部１３は、上ケース１２ａに設けられており、第２の軸受部１４は、下ケース１２ｂに設けられている。第１の軸受部１３と第２の軸受部１４とは、ともに貫通した孔であり、指針軸６の軸方向に対して垂直方向の断面形状は、円形である。指針軸６の一部が、第１の軸受部１３側からケース本体１２より外部に突出し、この突出した一部に前記指針が取り付けられている。
　第２の軸受部１４は、指針軸６を回動自在に軸支する軸支部１４ａと、この軸支部１４ａの直径ｒ１より小さい直径ｒ２の保持部１４ｂとを備えている。軸支部１４ａと、保持部１４ｂとは、指針軸６の軸方向に対して垂直方向の断面形状は、円形で、それぞれの円は、同心円である。保持部１４ｂには、指針軸６と接して指針軸６の軸方向の移動を規制する金属製の球体からなる軸受体１６が、圧入保持されている。軸受体１６の下端は、下ケース１２ｂの底面１２ｄとほぼ同一か、あるいは、下ケース１２ｂの底面１２ｄよりケース本体１２の内側に位置している。
　軸支部１４ａの直径ｒ１は、指針軸６を回動自在に軸支するために、指針軸６の直径ｒ４より大きい。保持部１４ｂの直径ｒ２は、軸受体１６を圧入保持するために、軸受体１６の直径ｒ５より小さい。また、軸支部１４ａは、指針軸６を回動時の抵抗を極力抑えるために平滑であり、軸受体１６を保持部１４ｂに圧入するために、軸受体１６を軸支部１４ａ内に挿入するときに、軸受体１６が軸支部１４ａを傷つけないように、軸受体１６の直径ｒ５は、指針軸６の直径ｒ４より小さい。要するに、軸支部１４ａの直径ｒ１、保持部１４ｂの直径ｒ２、指針軸６の直径ｒ４および軸受体１６の直径ｒ５を、直径の大きい順で、並べると、ｒ１、ｒ４、ｒ５そしてｒ２の順番となる。
　また、第２の軸受部１４には、軸受体１６が抜け落ちないように、保持部１４ｂよりさらに直径ｒ３の小さい抜け防止部１４ｃを備えている。この抜け防止部１４ｃの直径ｒ３は、ケース本体１２の内側から外側に向かうに従って小さくなるすり鉢形状をしている。
　指針軸６に前記指針を固定する場合、治具Ｊを下ケース１２ｂの底面１２ｄに当接させて、前記指針を指針軸６に圧入し固定する。そして、軸受体１６を介して圧入時に指針軸６に加わる力を治具Ｊで受けるものである。
　以上のように構成したことによって、指針軸６に前記指針を圧入する場合に、ケース本体１２に圧入時の荷重が加わらず、ケース本体１２の損傷を防止することができる。さらに、軸受体１６を第２の軸受部１４に圧入保持したことによって、ケース本体１２の内部の潤滑剤が、漏れ出すといったことを防止することができる。
　なお、本実施形態では、計器用駆動装置が、ステッピングモータであったが、ステッピングモータに限定されるものではなく、ダンパーオイルなどの液体をケース本体内に備えた交差コイル式計器本体であってもよい。
　本発明は、ケース本体内に液体を内蔵し、指針軸に指針を圧入する計器用駆動装置に利用可能である。
　　１　　　計器用駆動装置（ステッピングモータ）
　　６　　　指針軸
　１２　　　ケース本体
　１３　　　第１の軸受部
　１４　　　第２の軸受部
　１４ａ　　軸支部
　１４ｂ　　保持部
　１４ｃ　　抜け防止部
　１６　　　軸受体
　　Ｊ　　　治具
　

Claims (2)

  1. 各々貫通した第１の軸受部と第２の軸受部とを備えたケース本体と、前記第１の軸受部と前記第２の軸受部とによって回動自在に軸支されるとともに前記ケース本体より外部に突出した一部に指針が取り付けられる指針軸と、を備えた計器用駆動装置において、前記第２の軸受部に圧入保持されるとともに前記指針軸の軸方向の移動を規制する軸受体を備え、前記第２の軸受部は、前記指針軸を回動自在に軸支する軸支部と、前記軸受体が圧入保持される保持部とを備え、前記軸支部に対して前記保持部の直径を小さくしたことを特徴とする計器用駆動装置。
  2. 前記第２の軸受部に、前記軸受体が抜け落ちないように前記保持部よりさらに直径の小さい抜け防止部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の計器用駆動装置。
    　
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