CN109861420A - 齿轮电动机、指针式显示装置及转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿轮电动机、指针式显示装置及转子的制造方法，能够抑制转子的个体差异，从而抑制转子的个体差异引起的输出轴的旋转位置的偏差。齿轮电动机(100)在磁铁(50)的内周面设有朝向周向的侧面(511、512)，树脂部(55)构成为，磁铁(50)的侧面的至少一部分在形成于磁铁(50)的内周侧的主体部(56)的表面露出。因此，在制造转子(5)时，可以使用磁铁(50)的侧面(511、512)在模具内将磁铁(50)沿周向定位，使设于树脂部(55)的小齿轮(58)和磁铁(50)的磁极的周向的位置一致。因此，能够制造小齿轮(58)的齿和磁铁(50)的磁极的位置关系的个体差异少的转子(5)。

Description

齿轮电动机、指针式显示装置及转子的制造方法

技术领域

本发明涉及将转子的旋转经由减速齿轮机构传递到输出轴的齿轮电动机、指针式显示装置及转子的制造方法。

背景技术

用于汽车的仪表等的指针式显示装置具备将转子的旋转经由减速齿轮机构传递到输出轴的齿轮电动机和安装于输出轴的端部的指针。在专利文献1中公开有这种指针式显示装置。专利文献1的指针式显示装置具备在指针指示显示刻度的零点的原点位置限制输出轴的旋转的止动机构。止动机构使设于与输出轴一体旋转的第一齿轮的凸部与壳体侧的凸部抵接而限制第一齿轮的可动范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－101013公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在用于专利文献1的指针式显示装置的齿轮电动机中，转子在树脂制的主体部的外周侧固定有磁铁，在树脂制的主体部形成有小齿轮。在这种转子中，由于在制造时未将磁铁的磁极和小齿轮的齿的角度位置以成为确定的位置关系的方式对齐，因此，磁铁的磁极和小齿轮的齿的位置关系对于每个转子个体是不同的。

在此，使齿轮电动机的输出轴的旋转位置与原点位置一致的原点对准目前按照如下的步骤进行。(1)首先，将定子线圈励磁，使转子向第一方向旋转，通过止动机构使与输出轴一体旋转的第一齿轮与壳体侧的凸部抵接，经由第一齿轮使转子及输出轴停止。(2)之后，进行使转子从通过止动机构停止的停止位置向与第一方向相反的方向旋转规定的驱动步数的进给动作，使输出轴与原点位置一致。

以这种动作进行原点对准时，当形成于转子上的小齿轮的齿和磁铁的磁极的位置关系对于每个转子个体不同时，在上述(1)中，第一齿轮通过止动机构停止时的磁铁的磁极的配置对于每个转子个体产生偏差。其结果，通过止动机构停止的停止位置处定子线圈和转子的磁极的位置关系也对于每个转子个体产生偏差。其结果是，在上述(2)的进给动作中，因定子线圈和转子的磁极的位置关系不同，转子的旋转量产生偏差，所以输出轴的旋转位置产生偏差。即，当在原点对准后切断定子线圈的励磁时，输出轴的旋转位置对于每个转子个体产生偏差。

这样，在对于每个转子个体，磁铁的磁极和小齿轮的齿的位置关系不同的齿轮电动机中，存在因转子的个体差异导致的输出轴从原点位置偏离的问题。因此，将该齿轮电动机用于指针式显示装置时，指针的位置会偏离显示刻度的零点。例如，当磁铁的磁极数为8且小齿轮的齿数为8时，小齿轮的齿和磁铁的磁极的角度位置的偏离θ最大为45°的角度。因此，当将减速齿轮机构的减速比设定为N时，因转子的个体差异，指针的位置从显示刻度的零点偏离最大θ/N°。因此，不能进行准确的显示。

鉴于以上的问题点，本发明的技术问题在于，抑制转子的个体差异引起的输出轴的旋转位置的偏差。

解决问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种齿轮电动机，其包括：具备转子及定子的电动机部、输出轴、将所述转子的旋转传递到输出轴的齿轮组，其特征在于，所述转子具备形成有与所述齿轮组啮合的小齿轮的树脂部和与所述树脂部一体旋转的环形磁铁，在所述磁铁的内周面设有朝向周向的侧面，所述树脂部具备配置于所述磁铁的内周侧的主体部，所述侧面的至少一部分在所述主体部的表面露出。

根据本发明，在磁铁的内周面设有朝向周向的侧面，树脂部构成为磁铁的侧面的至少一部分在树脂部的形成于磁铁的内周侧的主体部的表面露出。因此，在制造转子时，能够使用形成于磁铁的内周面的朝向周向的侧面，在成型树脂部时将磁铁在模具内沿周向定位，使设于树脂部的小齿轮和磁铁的磁极的周向的位置一致。由此，能够制造小齿轮的齿和磁铁的磁极的位置关系的个体差异少的转子。而且，通过使用这样的转子，能够减少经由与小齿轮啮合的齿轮组传递小齿轮的旋转的输出轴的旋转位置和磁铁的磁极的位置关系的偏差。因此，能够减少输出轴的旋转位置的偏差。

在本发明中，在所述磁铁的内周面形成有缺口，所述侧面设于所述缺口的内侧面。这样，通过形成缺口，能够形成朝向周向的侧面。例如，在通过注塑成型形成磁铁的情况下，缺口可以通过在配置于模具内的中心销上设置的凸部来形成，其中，该凸部的形状为缺口的翻转形状。因此，在用于磁铁的成型的模具中，通过确定中心销的凸部和用于磁化磁铁的磁场形成用磁铁的位置关系，对于磁铁能够以相对于磁极成为预先确定的位置关系的方式形成缺口。

在本发明中，所述缺口形成于在周向上相互分开的多个部位，形成于所述多个部位中的一个部位的所述缺口具备在所述主体部的表面露出的所述侧面。这样，通过在多个部位设置缺口，能够将其中的一个部位的侧面作为定位用的侧面。

在本发明中，理想的是，所述缺口以等角度间隔配置。这样，能够将磁铁在周向上形成为平衡性良好的形状。

在本发明中，理想的是，形成于所述多个部位的所述缺口中的至少一个部位是限制所述磁铁的周向的旋转的止转部。这样，能够将磁铁在周向上定位。此外，止转部可以是具有定位用的侧面的缺口，也可以是其它缺口。

在本发明中，理想的是，所述磁铁是成型品，具备形成于与所述缺口不同的角度位置的浇口标记。这样，能够使成型材料良好地遍布模腔内。因此，能够提高成型品质。

在本发明中，理想的是，所述主体部具备形成所述小齿轮的轴部、在所述轴部的外周侧覆盖所述磁铁的内周面的环状部、连接所述轴部和所述环状部的连接部，所述环状部的内侧面的与所述侧面对应的部位向径向外侧凹陷。这样，能够使模具的凸部与磁铁的缺口嵌合，将磁铁在模具内沿周向定位。

在本发明中，所述磁铁可以采用S极和N极各设置4极的结构。另外，可以采用所述小齿轮的齿数为8个的结构。这样一来，因为小齿轮的齿和磁极的极数一致，所以能够构成为在转子的整个周向上将磁极和小齿轮的齿全部以同一位置关系配置。

在本发明中，理想的是，所述环状部的端面与所述磁铁的端面形成在同一平面上，所述磁铁的径向外侧的端部没有被倒角。这样一来，能够提高输出轴的位置精度。

接着，本发明提供一种指针式显示装置，其使用上述齿轮电动机，其特征在于，指针由所述输出轴驱动。在所述齿轮电动机中，能够减少经由与小齿轮啮合的齿轮组传递小齿轮的旋转的输出轴的旋转位置和磁铁的磁极的位置关系的偏差，因此，能够减少输出轴的旋转位置的偏差。因此，在具备该齿轮电动机的指针式显示装置中，能够减少由输出轴驱动的指针的旋转位置的偏差。例如，能够减少在原点对准后切断定子线圈的励磁时的指针的旋转位置的偏差。

另外，本发明提供一种转子的制造方法，制造具备形成有小齿轮的树脂部和与所述树脂部一体旋转的环形磁铁的转子，其特征在于，进行第一工序和第二工序，在所述第一工序中，向设于中心销的外周侧的环形磁铁成型用模腔填充成型材料，成型内周面形成有缺口的所述磁铁，并且，由配置于所述磁铁成型用模腔的外周侧的磁场形成用磁铁将所述磁铁磁化，在所述第二工序中，使模具侧的抵接面与设于所述缺口的朝向周向的侧面抵接，在树脂部形成用模腔的内部将所述磁铁沿周向定位，向所述树脂部成型用模腔填充树脂，成型具备所述小齿轮的所述树脂部，并且，使所述树脂部和所述磁铁一体化，在所述第一工序中，将所述磁场形成用磁铁和所述中心销的与所述缺口对应的凸部设定为预先确定的位置关系来成型所述磁铁，在所述第二工序中，将所述小齿轮的齿和模具零件设为预先确定的位置关系来成型所述树脂部。

根据本发明，在制造磁铁时，能够使磁铁的磁极和设于磁铁的内周面的定位用的侧面(朝向周向的侧面)的位置关系不产生个体差异。另外，在通过嵌件成型而成型树脂部时，以设于磁铁的内周面的定位用的侧面(朝向周向的侧面)为基准来决定小齿轮的齿顶的位置，因此，能够使小齿轮的齿和磁铁的磁极的位置关系不产生个体差异。因此，可以制造小齿轮的齿和磁铁的磁极的位置关系的个体差异少的转子。

发明效果

根据本发明，在制造转子时，使用形成于磁铁的内周面的朝向周向的侧面，在成型树脂部时在模具内将磁铁沿周向定位，能够使设于树脂部的小齿轮和磁铁的磁极的周向的位置一致。由此，能够制造小齿轮的齿和磁铁的磁极的位置关系的个体差异少的转子。而且，通过使用这种转子，能够减少经由与小齿轮啮合的齿轮组传递小齿轮的旋转的输出轴的旋转位置和磁铁的磁极的位置关系的偏差。因此，能够减少输出轴的旋转位置的偏差。

附图说明

图1是应用了本发明的齿轮电动机的说明图。

图2是图1的齿轮电动机的剖视图。

图3是拆下第二壳体后的齿轮电动机的俯视图。

图4是第一壳体、定子铁芯及转子的俯视图。

图5(a)及图5(b)是转子的立体图。

图6(a)及图6(b)分别是转子的剖视图及剖面立体图。

图7(a)及图7(b)分别是表示磁铁的俯视图及转子的磁极和小齿轮的齿顶的配置的说明图。

图8是用于磁铁的注塑成型的模具的说明图。

图9(a)及图9(b)是图1的齿轮电动机的输出轴的原点对准的说明图。

图10(a)及图10(b)是表示比较例的转子的磁极和小齿轮的齿顶的配置的说明图。

图11(a)及图11(b)是具备比较例的转子的齿轮电动机的输出轴的原点对准的说明图。

附图标记说明

1…电动机部、2…壳体、3…止动机构、4…齿轮组、5、5A、5B…转子、6…定子、7…绕线管、8…端子销、9…线圈、10…输出轴、11…指针、21…第一壳体、22…第二壳体、31…止动用凸部、32…壳体侧凸部、41…第一齿轮、42…第二齿轮、49…支轴、50…磁铁、51…缺口、51A…定位部、52…圆弧状肋、53…露出面、55…树脂部、56…主体部、57…开口部、58…小齿轮、59…支轴、60…定子铁芯、61…突极、62…矩形部、63…连结部、64…连结部、65…突出部、66…圆孔、100、100A…齿轮电动机、200…指针式显示装置、211…侧板部、212…端板部、213…筒部、214…轴孔、215…缺口、216…轴孔、217…贯通孔、218…环状凸部、219…凸部、221…侧板部、222…端板部、223…轴孔、224…轴孔、226…轴孔、229…钩、411…大径齿轮部、412…小径齿轮部、421…齿轮部、422…主体部、423…轴部、500…第一模具、501…环状凹部、502…磁场形成用磁铁、503…中心销、504…凸部、510…内侧面、511、512…侧面、513…圆弧面、561…轴部、562…环状部、563…连接部、564…凹部、565…放射状肋、566…缺口、567、568…侧面、569…圆弧面、611…主极、612…辅极、CCW…逆时针方向、CW…顺时针方向、G1…浇口标记、L…输出轴的轴线、L0…第一齿轮的轴线、L5…转子的轴线、L1…输出侧、L2…反输出侧

具体实施方式

以下，参照附图说明应用了本发明的齿轮电动机及指针式显示装置。此外，在本说明书中，将齿轮电动机100的输出轴10的轴线L延伸的方向的一侧和另一侧中、输出轴10从齿轮电动机100的壳体2突出的一侧设定为输出侧L1，将输出轴10突出的一侧的相反侧设定为输出相反侧L2进行说明。另外，转子5的轴线L5及齿轮组4的第一齿轮41的轴线L0与输出轴10的轴线L平行。因此，关于轴线L0、L5，也将一侧设定为输出侧L1，将另一侧设定为输出相反侧L2进行说明。另外，在本说明书中，关于以轴线L、L0、L5为中心的旋转方向，将从输出相反侧L2观察时的顺时针方向和逆时针方向分别设定为顺时针方向CW、逆时针方向CCW。

(指针式显示装置)

图1是应用了本发明的齿轮电动机100的立体图，图2是图1的齿轮电动机100的剖视图(在图1的A－A位置切断的剖视图)。另外，图3是拆下第二壳体22后的齿轮电动机100的立体图。本方式的齿轮电动机100用于指针式显示装置200(参照图2)。指针式显示装置200具备齿轮电动机100和通过齿轮电动机100驱动的指针11。

(齿轮电动机)

齿轮电动机100具备电动机部1、收纳电动机部1的壳体2、传递电动机部1的旋转的齿轮组4、传递齿轮组4的旋转的输出轴10。如图2所示，在输出轴10的前端连结指针11。电动机部1是具有可旋转地支承于壳体2的转子5和配置于转子5的周围的定子6的步进电动机。

壳体2具备配置于输出侧L1的第一壳体21和配置于输出相反侧L2的第二壳体22。第一壳体21具备组装转子5及定子6的端板部212和从端板部212的外周缘向输出相反侧L2立起的侧板部211。在端板部212形成有支承输出轴10的筒部213。输出轴10从筒部213向输出侧L1突出。

第二壳体22具备在轴线L方向上与第一壳体21的端板部212对置的端板部222和从端板部222的外周缘向输出侧L1立起的侧板部221。在端板部222形成有支承输出轴10的轴孔223。轴孔223贯通端板部222。输出轴10由第一壳体21的筒部213和第二壳体22的轴孔223可旋转地支承。在第一壳体21的侧板部211，在多个部位形成有凸部219，在第二壳体22的侧板部221，在与第一壳体21的凸部219对应的位置形成有钩229。第一壳体21和第二壳体22通过使钩229和凸部219卡合而结合。

转子5由组装于壳体2的支轴59可旋转地支承。支轴59的两端被保持在形成于第一壳体21的轴孔214和形成于第二壳体22的轴孔224中。转子5具备圆筒状的磁铁50和配置于磁铁50的内周侧的树脂部55。树脂部55具备形成于输出相反侧L2的端部的小齿轮58。在磁铁50的外周面，S极和N极以等角度间隔交替排列。在本方式中，磁铁50和树脂部55通过嵌件成型而一体化。关于转子5的详细结构，稍后描述。

齿轮组4将转子5的旋转减速并将其传递到输出轴10。齿轮组4具备第一齿轮41和第二齿轮42。第一齿轮41具备与转子5的小齿轮58啮合的大径齿轮部411和与第二齿轮42啮合的小径齿轮部412。输出轴10通过压入或嵌件成型而固定于第二齿轮42。第一齿轮41可旋转地支承于支轴49。支轴49的两端被保持在形成于第一壳体21上的轴孔216和形成于第二壳体22上的轴孔226中。

图4是第一壳体21、定子铁芯60及转子5的俯视图。如图3、图4所示，定子6具有在磁铁50的外周面具备隔着间隔对置的多个突极61的定子铁芯60。在本方式中，突极61的数量为6个。多个突极61中的两根是经由绕线管7卷绕线圈9的主极611，另外四根是辅极612。两根主极611相对于转子5的轴线L5配置于第一齿轮41侧。

定子6具有安装在两根主极611上的绕线管7和经由绕线管7卷绕在主极611的周围的线圈9。两根端子销8被保持在绕线管7上。从线圈9引出的线圈线的端部连接到端子销8的一端部。端子销8的另一端部穿过形成于第一壳体21的端板部212的贯通孔217(参照图4)从第一壳体21向输出侧L1突出(参照图2)。

如图4所示，定子铁芯60中，安装有绕线管7的两根主极611比其它四根辅极612长，且具备在形成有两根主极611的部分向径向外侧以大致矩形形状伸出的矩形部62。主极611从矩形部62的外周部分向径向内侧突出。矩形部62相对于转子5在第一齿轮41所在的一侧通过连结部63相连接。四根辅极612中的一根从连结部63向转子5侧突出。另外，在相对于转子5与第一齿轮41相反侧设有连接另外三根辅极612的连结部64。

在本方式的齿轮电动机100中，在磁铁50中以等角度间隔形成四对S极和N极，并且在定子铁芯60中形成有六根突极61。六根突极61以不等间隔配置。两根主极611的一主极611的周向的中心与S极和N极之间、即S极和N极的边界部分对置时，另一主极的周向的中心以与S极的周向的中心或N极的周向的中心对置的角度间隔配置。由此，获得用于使转子5旋转的励磁扭矩。

(齿轮电动机的装配)

在装配齿轮电动机100时，首先，将第一齿轮41的支轴49压入形成于第一壳体21的轴孔216。另外，将转子5的支轴59压入形成于第一壳体21的轴孔214。之后，将在定子铁芯60上安装有绕线管7、线圈9、端子销8的定子6组装到第一壳体21。此时，将支轴49的前端插入形成于定子铁芯60的连结部63的圆孔66中。另外，将从定子铁芯60的连结部64向径向外侧突出的突出部65嵌入形成于第一壳体21的侧板部211的缺口215。而且，使定子铁芯60接近第一壳体21的端板部212，将端子销8插入形成于端板部212的四个部位的贯通孔217。

将定子6组装于第一壳体21后，将转子5组装于第一壳体21。然后，将固定有第二齿轮42的输出轴10安装于第一壳体21的筒部213。然后，以第一齿轮41和小齿轮58及第二齿轮42啮合的方式将第一齿轮41安装于支轴49。最后，将第二壳体22盖在第一壳体21上并与之结合，构成壳体2。

(齿轮电动机的动作)

在这样构成的齿轮电动机100及指针式显示装置200中，当经由端子销8向线圈9供电时，转子5旋转，该旋转经由齿轮组4传递到输出轴10。因此，与输出轴10连结的指针11旋转。此时，通过向线圈9供给规定的驱动脉冲，能够切换指针11的角度位置，且使指针11旋转到目标位置然后停止。另外，能够供给倒转用的驱动脉冲，使指针11旋转到其它目标位置。

(止动机构)

在齿轮电动机100中设有限制输出轴10相对于壳体2的旋转范围的止动机构3。止动机构3使第一壳体21和第二齿轮42在周向上抵接，经由第二齿轮42限制输出轴10的旋转。如图2所示，第二齿轮42具备与第一齿轮41的小径齿轮部412啮合的形成有齿部的板状的齿轮部421、从齿轮部421的中央向输出侧L1突出的主体部422、从齿轮部421的中央向输出相反侧L2突出的轴部423。另一方面，如图4所示，在第一壳体21的端板部212形成有向输出相反侧L2突出的环状凸部218。环状凸部218与筒部213同轴形成。

止动机构3由从第二齿轮42的主体部422向径向外侧突出的止动用凸部31和从第一壳体21的环状凸部218向径向内侧突出的壳体侧凸部32构成。如图3所示，从输出相反侧L2观察，止动用凸部31相对于壳体侧凸部32配置于逆时针方向CCW侧。因此，当使转子5向顺时针方向CW旋转时，第二齿轮42向与转子5相同的旋转方向(顺时针方向CW)旋转，止动用凸部31与壳体侧凸部32抵接。由此，经由第二齿轮42限制与第二齿轮42一体旋转的输出轴10向顺时针方向CW的旋转范围。

在本方式中，在进行使输出轴10的旋转位置与原点位置一致的原点对准时，首先，设为通过止动机构3使输出轴10的旋转停止的状态，从该状态起向线圈9供给使转子5向逆时针方向CCW旋转的驱动电流，使输出轴10向逆时针方向CCW旋转规定的驱动步数。此外，输出轴10的原点位置是指指针11位于显示刻度(图示省略)的零点的旋转位置。关于原点对准时的转子5的停止位置，稍后叙述。

(树脂部及磁铁的构造)

图5(a)及图5(b)是转子5的立体图。图5(a)是从输出相反侧L2观察的立体图，图5(b)是从输出侧L1观察的立体图。另外，图6(a)及图6(b)分别是转子的剖视图及剖面立体图，图6(a)是用相对于轴线L5垂直的面切断的剖视图(在图5(a)的B－B位置切断的剖视图)，图6(b)是用与轴线L5平行的面切断的剖面立体图(在图6(a)的C－C位置切断的剖视图)。另外，图7(a)是磁铁50的俯视图，图7(b)是表示转子5的磁极和小齿轮的齿顶的配置的说明图。

如图6(a)、图7(a)所示，在磁铁50的内周面形成有向径向外侧凹陷的缺口51。在磁铁50的内周面，在未形成缺口51的部分形成有沿周向延伸的圆弧形肋52。缺口51形成于在周向上相互分开的多个部位。在本方式中，缺口51以等角度间隔配置于四个部位，四个部位的缺口51的形状相同。四个部位的缺口51分别具备由朝向周向的一侧的侧面511、朝向周向的另一侧的侧面512、连接侧面511、512的圆弧面513构成的内侧面510。这样，四个部位的缺口51均具备朝向周向的侧面511、512，因此，作为限制磁铁50的旋转的止转部起作用。另外，四个部位的缺口51中的一个部位在通过嵌件成型形成树脂部55时，将磁铁50定位在模具内时作为定位部51A起作用。

如图5(b)、图6(a)所示，作为定位部51A的缺口51其内侧面510的一部分成为在转子5的表面露出的露出面53。露出面53由侧面511、512及圆弧面513的轴线L5方向的一部分构成。树脂部55具备配置于磁铁50的内周侧的主体部56。在主体部56形成开口部57，露出面53经由开口部57在主体部56的表面露出。

如图6(b)所示，主体部56具备配置于转子5的径向的中心的轴部561和配置于轴部561的外周侧的环状部562，在轴部561的输出相反侧L2的端部形成有小齿轮58。环状部562覆盖磁铁50的内周面，输出相反侧L2的端部通过环状的连接部563与轴部561连接。如图5(b)、图6(b)所示，在轴部561和环状部562之间形成有在主体部56的输出侧L1的端面开口的凹部564。如图5(b)、图6(a)所示，在凹部564形成有在轴部561和环状部562之间沿径向延伸的放射状肋565。放射状肋565形成于在周向上相互分开的多个位置。在本方式中，放射状肋565以等角度间隔配置于四个部位。如图6(a)所示，四根放射状肋565分别位于在周向上相邻的缺口51的中间。

在树脂部55，在环状部562的内周面，在一个部位形成有向径向外侧凹陷的缺口566。缺口566设置于在周向上相邻的放射状肋565之间。在缺口566的内侧面形成有开口部57。在此，磁铁50的露出面53与形成于树脂部55的缺口566的内侧面位于同一面上。如图5(b)所示，缺口566的内侧面中、位于周向的一侧及另一侧的侧面567、568分别与用作定位部51A的磁铁50的缺口51的侧面511、512位于同一面上。另外，缺口566的内侧面中、连接侧面567、568的圆弧面569与用作定位部51A的磁铁50的缺口51的圆弧面513位于同一面上。

在转子5的输出侧L1，环状部562的端面与磁铁50的端面被设定为没有高度差地处于同一平面。此外，磁铁50的径向外侧的端部(角部)没有被倒角。在转子5的输出相反侧L2，连接部563的端面、环状部562的端面和磁铁50的端面被设定为没有高度差地处于同一平面。另外，磁铁50的径向外侧的端部(角部)没有被倒角。即，在本发明中，与磁铁50的端面被倒角的现有的磁铁相比，能够在磁铁50的轴线方向的长度不过度变长的情况下，通过消除倒角部分这样的简单的结构来抑制转子5的惯性，同时增加总磁通量。

因此，在进行输出轴10的原点对准时，能够抑制因止动用凸部31从顺时针方向CW与壳体侧凸部32抵接时的冲击引起的输出轴10的回弹(反冲)而导致的向逆时针方向CCW的旋转。进一步详细地说，进行原点对准时产生的冲击会从输出轴10经由齿轮组4传递到转子5，若转子5的惯性较大，则输出轴10会从原点偏离，不能提高输出轴10的位置精度。但是，在采用本发明的形状的情况下，能够有效地抑制回弹(反冲)，因此，能够提高输出轴10的位置精度。

将作为磁铁50和树脂部55的止转部的缺口51设置在磁铁50的内周面，因此，与在磁铁50的端面设置止转部的情况相比，能够抑制转子5的惯性。另外，不是通过烧结来形成磁铁50，而是通过注塑成型来形成磁铁50，从而能在不在磁铁50的径向外侧的端部(角部)设置倒角的情况下抑制磁铁50的破裂。

(转子的制造方法)

在本方式中，转子5的开口部57及露出面53是在通过嵌件成型形成树脂部55时用于在模具内沿周向定位磁铁50的模具零件的配置标记。在嵌件成型用的模具上设置与定位部51A嵌合的凸部，通过使定位部51A与模具侧的凸部嵌合而将磁铁50在周向上定位。在进行定位时，侧面511、512及圆弧面513的轴线L5方向的一部分与模具侧的凸部的表面(模具侧的抵接面)抵接。其结果是，在完成的转子5上，作为模具侧的凸部的配置标记在树脂部55形成具备开口部57的缺口566，磁铁50的露出面53从开口部57露出。

在制造转子5时，进行通过注塑成型而制造磁铁50的第一工序和将磁铁50配置于模具内并通过嵌件成型来成型树脂部55的第二工序。在第一工序中，以磁铁50上的磁极的配置为基准，确定定位部51A的周向的位置。而且，在第二工序中，以设于磁铁50的定位部51A为基准，在模具内将磁铁50在周向上定位。即，以磁铁50的磁极和小齿轮58的齿顶经由定位部51A在周向上成为预先确定的位置关系的方式制造转子5。

图8是用于磁铁50的注塑成型的模具的说明图。磁铁50是通过注塑成型而形成的极各向异性磁铁，因此，磁特性良好。本方式的磁铁50是使用锶系铁素体形成的铁素体磁铁。图8表示构成磁铁注塑成型用模具的第一模具500的俯视图。在第一模具500上形成有构成磁铁成型用模腔的环状凹部501。在第一模具500中，磁场形成用磁铁502配置在环状凹部501的外周侧。在第一模具500中，与磁铁50的磁极数相同数量(本方式中为8个)的磁场形成用磁铁502以与磁铁50的磁极的配置对应的状态呈放射状配置。

在第一模具500中，在环状凹部501的中心配置有中心销503。在中心销503的外周面形成有磁铁50的缺口51的翻转形状的凸部504。在本方式中，在中心销503上以等角度间隔在四个部位形成有凸部504。因此，在第一工序中，当使用第一模具500成型磁铁50时，在磁铁50的内周面形成缺口51，并且，磁铁50被磁场形成用磁铁502磁化，S极和N极在周向上交替地各形成在四个部位。

在此，用于第一工序的第一模具500以中心销503的凸部504和磁场形成用磁铁502在周向上成为预先设定的位置关系的方式构成。由此，磁铁50成为缺口51和磁极(S极和N极)配置于预先设定的角度位置的构造。在本方式中，磁极数为8个，缺口51为四个部位，因此，制造所有的缺口51相对于S极及N极为相同的位置关系的磁铁50。例如，在图8所示的第一模具500中，凸部504的角度位置从每一个磁场形成用磁铁502的角度位置偏离22.5°。因此，在磁铁50中，在周向上每一个磁极的角度位置和缺口51的角度位置偏离22.5°，从而制造在N极和S极的中间的角度位置形成有缺口51的磁铁50。此外，该角度位置是一个例子，构成也可以是，在磁化为N极和S极的角度位置形成有缺口51，也可以在N极和S极之间的规定的角度位置形成缺口51。

用于第一工序的模具构成为使得注入成型材料的浇口位置相对于磁极位置不会变得不均匀。在本方式中，S极及N极各设有四极，浇口数也为四个。四个部位的浇口在周向上以等角度间隔设置。在此，浇口位置配置成为偏离磁铁50的缺口51的位置。其结果是，如图7(a)所示，在磁铁50上，在圆弧状肋52延伸的范围形成浇口标记G1。

另外，第一模具500的浇口位置被设定为处于从磁铁50的磁极偏离的位置，且磁极也从在周向上相邻的浇口的中间位置形成的焊缝偏离。例如，以在浇口位置和焊缝位置的周向的中间形成磁铁50的磁极的方式设定浇口位置。该情况下，浇口位置设定在相对于磁场形成用磁铁502偏离磁场形成用磁铁502的周向的节距的1/4的角度的位置。在本方式中，磁极数为8个，因此，磁场形成用磁铁502的周向的节距为45°。因此，浇口位置被设定在从磁场形成用磁铁502的角度位置偏离11.25°的位置。其结果是，如图7(a)所示，在磁铁50上，在从磁极位置(本方式中，与缺口51一致的角度位置)偏离11.5°的位置形成浇口标记G1。

接着，在第二工序中，将磁铁50配置在设于未图示的模具的内部的树脂部成型用模腔，将磁铁50在模具内沿周向定位。而且，在树脂部成型用模腔内填充树脂，成型小齿轮58及主体部56，形成树脂部55。此时，如下进行树脂部成型用模腔内的磁铁50的周向的定位：在具备树脂部成型用模腔的模具内设置朝向径向外侧的凸部，通过使该凸部嵌合于磁铁50的定位部51A，使凸部的外侧面和定位部51A的内侧面在周向上抵接。

在此，用于第二工序的模具在树脂部成型用模腔内设有小齿轮58的翻转形状。而且，构成为设于模具的小齿轮58的翻转形状的齿顶的角度位置和用于将磁铁50在周向上定位的模具侧的定位部即凸部的角度位置，在周向上处于预先设定的位置关系。更准确地说，构成为设于模具侧的定位部即凸部的朝向周向的侧面(与磁铁50在周向上抵接的抵接面)的角度位置和小齿轮58的翻转形状的齿顶的角度位置在周向上成为预先设定的位置关系。

在本方式的转子5中，将磁极的周向的节距设为Mθ时，被嵌入树脂部55的磁铁50的磁极和形成于树脂部55的小齿轮58的齿顶设置于在周向上错位角度Mθ/4的位置。在本方式中，磁极数为8个，因此，构成为磁铁50的磁极和小齿轮58的齿顶为偏离11.25°的角度位置。如上所述，磁铁50上的缺口51的角度位置与每一个磁极的角度位置一致。因此，用于第二工序的模具构成为与定位部51A嵌合的模具侧的定位部即凸部的角度位置和小齿轮58的翻转形状的齿顶的角度位置错开11.5°的位置。由此，制造如图7(b)所示的配置的转子5。

(原点对准)

图9(a)及图9(b)是图1的齿轮电动机100的输出轴10的原点对准的说明图。图9(a)表示通过止动机构3使转子5的旋转停止的状态。另外，图9(b)表示从通过止动机构3停止的停止位置倒转1步的状态。在本方式中，相对于小齿轮58的齿顶，磁铁50的磁极偏离磁极的周向节距的1/4(11.25°)。原点对准按以下(1)(2)的步骤进行。

(1)首先，使转子5向顺时针方向CW旋转，如图9(a)所示，使转子5旋转到止动用凸部31与壳体侧凸部32抵接的位置，且在转子5的旋转被止动机构3限制的位置使转子5停止。此时，定子6的线圈9被励磁，使得一方为S极、另一方为N极，转子5中，从一线圈9和另一线圈9受到的旋转方向的力均衡。在指针式显示装置200中，在使指针11与显示刻度的零点一致时，如图9(a)所示，在通过止动机构3停止转子5的旋转的位置，将指针11压入输出轴10。

(2)接着，从图9(a)的状态起，使转子5向逆时针方向CCW倒转1步。由此，形成图9(b)的状态。就线圈9的驱动电流而言，一线圈9的驱动电流和另一线圈9的驱动电流的相位偏离90°。因此，当使驱动电流的相位向倒转方向前进1步(即45°)时，线圈9以双方均为N极的方式被励磁。其结果是，转子5向逆时针方向CCW旋转22.5°而停止。由此，输出轴10停止在原点位置。另外，与输出轴10一起旋转的指针11在表示显示刻度的零点的位置停止。

(转子存在个体差异时的原点位置的偏离)

图10(a)及图10(b)是表示比较例的转子5A中的磁极和小齿轮58的齿顶的配置的说明图。以下，为了与本方式进行比较，参照图10(a)及图10(b)、图11(a)及图11(b)对磁极和小齿轮58的齿顶的配置存在个体差异时的原点位置的偏离进行说明。与本方式的齿轮电动机100上的转子5不同，在图10(a)、图10(b)所示的比较例中的转子5A、5B是，磁极和小齿轮58的齿顶的角度位置在每一个体都存在偏差时制造转子5A、5B的结构的例子。

在图10(a)所示的转子5A中，磁极和小齿轮58的齿顶的角度位置一致。另一方面，在图10(b)所示的转子5A中，磁极和小齿轮58的齿顶的角度位置偏离22.5°。即，图10(a)所示的转子5A相对于图7(b)所示的本方式的转子5，小齿轮58的齿顶的角度位置向顺时针方向CW偏离11.25°。另一方面，图10(b)所示的转子5A相对于图7(b)所示的本方式的转子5，小齿轮58的齿顶的角度位置向逆时针方向CCW偏离11.25°。

图11(a)及图11(b)是具备比较例的转子5A、5B的齿轮电动机100A的输出轴10的原点对准的说明图。图11(a)、图11(b)分别表示使图10(a)的转子5A、及图10(b)的转子5B向顺时针方向CW旋转并通过止动机构3停止在停止位置的状态。如图11(a)所示，比较例的转子5A在通过止动机构3停止的停止位置，从以一方为S极、另一方为N极的方式励磁的线圈9接受向顺时针方向CW旋转的力。

在图11(a)的状态下，将指针11压入输出轴10，之后，使转子5A向逆时针方向CCW倒转1步。即，与图9(b)的情况相同，使驱动电流的相位向倒转方向前进1步(即45°)，线圈9以双方均为N极的方式被励磁。由此，转子5A向逆时针方向CCW旋转11.25°而停止。即，在比较例的转子5A中，原点对准后的输出轴10的停止位置成为从通过止动机构3停止的停止位置旋转了11.25°的位置。因此，停止位置(原点位置)就会从图9(b)所示的本方式的情况下的停止位置(原点位置)向顺时针方向CW偏离11.25°。

另外，如图11(b)所示，由于小齿轮58的齿顶相对于磁极的角度位置偏离22.5°，所以在使线圈9的驱动电流的相位比图11(a)的情况前进了135°的情况下，比较例的转子5B旋转到通过止动机构3停止的停止位置。因此，比较例的转子5B在通过止动机构3停止的停止位置，从被励磁为双方均为S极的线圈9接受向顺时针方向CW旋转的力。

在图11(b)的状态下，将指针11压入输出轴10，之后，使转子5B向逆时针方向CCW倒转1步。即，与图9(b)的情况相同，线圈9被励磁为双方均为N极。由此，转子5B向逆时针方向CCW旋转33.75°而停止。即，在比较例的转子5B中，原点对准后的输出轴10的停止位置成为从通过止动机构3停止的停止位置旋转了33.75°的位置。因此。停止位置(原点位置)从图9(b)所示的本方式的情况的停止位置(原点位置)向逆时针方向CCW偏离11.25°。

这样，在比较例中，对于每一个体，磁极和小齿轮58的齿顶的角度位置不同，其结果可知，原点对准后的输出轴10的停止位置(原点位置)会偏离，固定在输出轴10上的指针11的停止位置也会有偏差。

(本方式的主要的作用效果)

如上所述，本方式的齿轮电动机100在磁铁50的内周面设有朝向周向的侧面511、512。而且，树脂部55构成为磁铁50的侧面511、512的至少一部分在形成于磁铁50的内周侧的主体部56的表面露出。因此，在制造转子5时，可以使用形成于磁铁50的内周面的朝向周向的侧面511、512，在用于成型树脂部55的模具内将磁铁50在周向上定位，进行设于树脂部55的小齿轮58的齿顶和磁铁50的磁极的周向的对位。由此，能够制造小齿轮58的齿顶和磁铁50的磁极的位置关系的个体差异少的转子5。而且，通过使用这种转子5，可以减少经由齿轮组4传递小齿轮58的旋转的输出轴10的旋转位置和磁铁50的磁极的位置关系的偏差。因此，能够减少输出轴10的旋转位置的偏差。

此外，在本方式中，在磁铁50设有朝向周向的一侧和另一侧的侧面511、512，使侧面511、512双方均与设于用于成型树脂部55的模具的朝向周向的抵接面抵接。但是，也可以构成为仅使侧面511、512的一方与模具侧的抵接面抵接，进行磁铁50的周向的定位。

在使用了本方式的齿轮电动机100的指针式显示装置200中，能够减少由输出轴10驱动的指针11的旋转位置的偏差。例如，能够减少在原点对准后切断线圈9的励磁时的指针11的旋转位置的偏差。

用于本方式的齿轮电动机100的转子5的制造方法中，在制造磁铁时，能够使磁铁50的磁极和设于磁铁50的内周面的定位用的侧面(朝向周向的侧面511、512)的位置关系不产生个体差异。而且，在通过嵌件成型来成型树脂部55时，以设于磁铁50的内周面的定位用的侧面(朝向周向的侧面511、512)为基准形成小齿轮58，所以构成为能够使得小齿轮58的齿和磁铁50的磁极的位置关系不产生个体差异。因此，能够制造小齿轮58的齿和磁铁50的磁极的位置关系的个体差异少的转子5。

在本方式中，在磁铁50的内周面形成有缺口51，侧面511、512设于缺口51的内侧面510。这样，通过形成缺口51，能够形成朝向周向的侧面511、512。例如，在通过注塑成型而形成磁铁50的情况下，缺口51可通过在配置于第一模具500内的中心销503设置缺口的翻转形状的凸部504而形成。因此，在用于磁铁50的成型的第一模具500中，通过确定中心销503的凸部504和用于磁化磁铁50的磁场形成用磁铁502的位置关系，相对于磁铁50能够以相对于磁极形成预先确定的位置关系的方式形成缺口51。

在本方式中，磁铁50的缺口51形成于在周向上相互分开的多个部位，其中的一个部位作为定位部51A起作用。另外，形成于多个部位的缺口51能够将其一部分或全部用作止转部，因此，能够将磁铁50在周向上定位。另外，在本方式中，因为缺口51以等角度间隔配置，所以能够将磁铁50设为在周向上平衡性良好的形状。此外，缺口51可以仅是作为定位部51A起作用的一个部位，也能够将一个部位的缺口51用作定位部51A兼止转部。

本方式的磁铁50是成型品，将成型材料注入模具的浇口标记G1形成于与缺口51不同的角度位置。这样，能够使成型材料良好地遍布磁铁成型用的模腔内。因此，能够提高磁铁50的成型品质。

本方式的树脂部55具备配置于磁铁50的内周侧的主体部56。主体部56具备形成小齿轮58的轴部561、在轴部561的外周侧覆盖磁铁50的内周面的环状部562、连接轴部561和环状部562的连接部563，环状部562的内侧面的与磁铁50上的定位用的侧面511、512对应的部位成为向径向外侧凹陷的缺口566。这种缺口566在使模具的凸部嵌合于磁铁50的定位部51A而成型树脂部55时，形成为模具侧的凸部的配置标记。因此，能够将磁铁50沿周向定位在模具内。

在本方式中，在磁铁50上将S极和N极各设置4极，小齿轮58的齿数为8。因此，小齿轮58的齿和磁极的极数一致，所以能够构成为在转子5的整个周向，磁极和小齿轮58的齿全部以相同的位置关系配置。

(变形例)

上述方式中，磁铁50的磁极数为8，小齿轮58的齿数为8，但本发明也可以应用于与上述不同的磁极数及齿数的转子。例如，也可以是磁铁50的磁极数为6、小齿轮58的齿数为9。

(其它实施方式)

在上述实施方式中，举出将齿轮电动机100应用于指针式显示装置200的例子，但也可以将本发明应用于指针式显示装置用的齿轮电动机100以外的装置。

Claims (12)

1.一种齿轮电动机，其包括：具备转子及定子的电动机部、输出轴、将所述转子的旋转传递到输出轴的齿轮组，其特征在于，

所述转子具备形成有与所述齿轮组啮合的小齿轮的树脂部和与所述树脂部一体旋转的环形磁铁，

在所述磁铁的内周面设有朝向周向的侧面，

所述树脂部具备配置于所述磁铁的内周侧的主体部，所述侧面的至少一部分在所述主体部的表面露出。

2.根据权利要求1所述的齿轮电动机，其特征在于，

在所述磁铁的内周面形成有缺口，所述侧面设于所述缺口的内侧面。

3.根据权利要求2所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述缺口在周向上形成于相互分开的多个部位，

形成于所述多个部位中的一个部位的所述缺口具备在所述主体部的表面露出的所述侧面。

4.根据权利要求3所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述缺口以等角度间隔配置。

5.根据权利要求3所述的齿轮电动机，其特征在于，

形成于所述多个部位的所述缺口中的至少一个部位是限制所述磁铁的周向旋转的止转部。

6.根据权利要求2所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述磁铁是成型品，

具备形成于与所述缺口不同的角度位置的浇口标记。

7.根据权利要求1所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述主体部具备形成所述小齿轮的轴部、在所述轴部的外周侧覆盖所述磁铁的内周面的环状部、连接所述轴部和所述环状部的连接部，

所述环状部的内侧面的与所述侧面对应的部位向径向外侧凹陷。

8.根据权利要求1所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述磁铁的S极和N极各设有4极。

9.根据权利要求1所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述小齿轮的齿数是8。

10.根据权利要求7所述的齿轮电动机，其特征在于，

所述环状部的端面与所述磁铁的端面形成在同一平面上，

所述磁铁的径向外侧的端部没有被倒角。

11.一种指针式显示装置，其使用权利要求1～10中任一项所述的齿轮电动机，其特征在于，

指针由所述输出轴驱动。

12.一种转子的制造方法，制造具备形成有小齿轮的树脂部和与所述树脂部一体旋转的环形磁铁的转子，其特征在于，

进行第一工序和第二工序，

在所述第一工序中，向设于中心销的外周侧的环形磁铁成型用模腔填充成型材料，成型内周面形成有缺口的所述磁铁，并且，由配置于所述磁铁成型用模腔的外周侧的磁场形成用磁铁将所述磁铁磁化，

在所述第二工序中，使模具侧的抵接面与设于所述缺口的朝向周向的侧面抵接，在树脂部形成用模腔的内部将所述磁铁沿周向定位，向所述树脂部成型用模腔填充树脂，成型具备所述小齿轮的所述树脂部，并且，使所述树脂部和所述磁铁一体化，

在所述第一工序中，将所述磁场形成用磁铁和所述中心销的与所述缺口对应的凸部设定为预先确定的位置关系来成型所述磁铁，

在所述第二工序中，将所述小齿轮的齿和模具零件设定为预先确定的位置关系来成型所述树脂部。