DE102011056602A1

DE102011056602A1 - Schrittmotor für ein Messinstrument

Info

Publication number: DE102011056602A1
Application number: DE102011056602A
Authority: DE
Inventors: Shoji YOSHITOMI; Katsutoshi Suzuki; Masatomo KOMAKI
Original assignee: Minebea Motor Manufacturing Corp
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: JP5653746B2; JP2012132880A; US20120161552A1; DE102011056602B4; US8928193B2

Abstract

Es wird ein Schrittmotor für ein Messinstrument zur Drehung des Zeigers eines Anzeigeinstruments beschrieben, wobei der Schrittmotor für ein Messinstrument folgendes umfasst: Ein Rotor (3) mit einem zylindrischen Rotormagneten (32) und einer aus Kunstharz bestehenden drehbaren Hohlwelle (31), die an einen inneren Umfang des zylindrischen Rotormagneten (32) angeformt ist, und die gleichachsig mit dem zylindrischen Rotormagneten (32) angeordnet ist, ein Stator (2), welcher den Rotor (3) umgibt und eine Erregerwicklung (21) aufweist, eine aus Kunstharz bestehende Stirnplatte (5) und eine aus Kunstharz bestehende Endplatte (6), wobei ein Befestigungsteil zur Befestigung des zylindrischen Rotormagneten (32) ausgeformt wird während die drehbare Hohlwelle (31) geformt wird, und wobei der zylindrische Rotormagnet (32) durch das Befestigungsteil so befestigt wird, dass der zylindrische Rotormagnet (32) und die drehbare Hohlwelle (31) einstückig ausgeformt sind.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-287399 , eingereicht am 24. Dezember 2010, auf deren gesamten Gegenstand hier Bezug genommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Offenbarung bezieht sich auf einen Schrittmotor für ein Messinstrument, insbesondere auf einen Schrittmotor für ein Anzeigeinstrument mit drehbarem Zeiger, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug-Tachometer oder ein Motor-Drehzahlmesser.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist ein Schrittmotor für ein Messinstrument bekannt, der über eine hohle rotierende Welle verfügt, die auf einer Innenseite der hohlen rotierenden Welle mit einer lichtreflektierenden Schicht versehen ist, durch die Licht zu einem vorderen Ende der rotierenden Welle mit großer Effizienz geleitet wird (siehe JP-B-4145083 ).
Gemäß des in JP-B-4145083 offenbarten Motors ist ein Zeiger am vorderen Ende der rotierenden Welle befestigt, der in der Lage ist, dieses Licht auszustrahlen, wodurch die Sichtbarkeit des Zeigers verbessert wird.
Zur Verringerung der Herstellungskosten ist es bei dem oben genannten Motor nun erforderlich, die Anzahl der Bauteile und/oder der Verarbeitungsschritte zu verringern.
Bei dem in JP-B-4145083 offenbarten Motor werden die oben genannten Gesichtspunkte, wie zum Beispiel niedrige Kosten nicht berücksichtigt, so dass ein Aufbau mit dem sich ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis realisieren lässt, notwendig wird.
In Anbetracht des zuvor genannten gibt diese Offenbarung einen Schrittmotor für ein Messinstrument an, der über ein verbessertes Preis-Leistungs-Verhältnis verfügt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In dieser Offenbarung wird ein Schrittmotor zur Drehung eines Zeigers in einem Messinstrument angegeben, wobei der Schrittmotor für das Messinstrument folgendes umfasst: ein Rotorteil mit einem zylindrischen Magneten; einer drehbaren Welle, die innen hohl ist und aus Kunstharz besteht und die an einen inneren Umfang des zylindrischen Magneten angeformt ist und gleichachsig mit dem zylindrischen Magneten ist; einem Statorteil, der den Rotorteil umgibt und eine Erregerwicklung aufweist; einer aus Kunstharz bestehenden Stirnplatte, und einer aus Kunstharz bestehenden Endplatte, wobei ein Befestigungsteil zur Befestigung des zylindrischen Magneten ausgeformt wird, wenn die drehbare Welle ausgeformt wird, wobei der zylindrische Magnet durch das Befestigungsteil so befestigt ist, dass zylindrischer Magnet und drehbare Welle einstückig ausgebildet sind.
In dem obigen Schrittmotor für ein Messinstrument kann die drehbare Welle eine Hohlwellenöffnung aufweisen, deren Querschnittsform rechtwinklig zu einer axialen Richtung polygonförmig ist, und der Zeiger kann in die Hohlwellenöffnung der drehbaren Welle eingepasst und mit der drehbaren Welle verbunden werden.
In dem obigen Schrittmotor für ein Messinstrument kann die drehbare Welle mit einem Anschlagstopper versehen sein, ein Anschlagsstift kann an einer Position ausgebildet sein, die einer radialen Position des Anschlagstoppers entspricht, der sich zusammen mit der drehbaren Welle dreht, und die Drehung der drehbaren Welle kann bei Berührung des Anschlagstoppers mit dem Anschlagsstift begrenzt werden.
In dem obigen Schrittmotor für ein Messinstrument kann der Anschlagstopper ein in axialer Richtung nach außen ragendes Teil sein, wobei der aus Kunstharz bestehende Anschlagsstift in eine Öffnung der Stirn- oder Endplatte so eingeführt wird, dass er in axialer Richtung nach innen hineinragt, anschließend kann der Anschlagsstift verschweißt werden.
In dem obigen Schrittmotor für ein Messinstrument können sowohl in der Stirnplatte als auch in der Endplatte Durchgangsöffnungen so ausgebildet sein, dass sie als Lager zur Halterung der drehbaren Welle dienen.
In dem obigen Schrittmotor für ein Messinstrument kann eine innere umfängliche Oberfläche der drehbaren Hohlwelle mit lichtreflektierendem Material beschichtet sein.
Gemäß dieser Offenbarung lassen sich folgende Ergebnisse realisieren:
Der Rotoraufbau ist einstückig ausgeformt, wodurch es möglich ist, die Anzahl der Bauteile zu verringern und dadurch einen Schrittmotor für ein Messinstrument bereit zu stellen, der über ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis verfügt.
Ist die drehbare Welle des Motors als Hohlwelle ausgebildet, so lässt sich Licht auf verschiedene Art hindurchleiten, nicht nur als direkter Lichtstrahl, sondern auch durch Einbringen von optischen Fasern in die Öffnung oder ähnliches. Es ist ferner möglich, dass die innere umfängliche Oberfläche der drehbaren Welle zur effektiven Lichtführung mit reflektierendem Material und ähnlichem beschichtet wird.
Ist der innere Umfang der drehbaren Hohlwelle polygonförmig, so ist der Zeiger, nachdem der Motor auf einer Rückseite des Armaturenbretts befestigt wurde, leicht anzubringen und zum Beispiel im Reparaturfall auch wieder leicht zu entfernen. Ferner werden die Befestigungskräfte bei der Montage des Zeigers an der drehbaren Hohlwelle ebenfalls stabilisiert.
Wird der Anschlagstopper einstückig beim Ausformen des Rotors ausgeformt, so ermöglicht dies die Anzahl der Produktionsschritte zu verringern und die Positionsgenauigkeit zu erhöhen, was zu einer Steigerung der Produktivität beiträgt.
Ist der Anschlagstift, an den der Anschlagstopper anstößt, aus Kunstharz gefertigt, so lässt sich der Anschlagstift mit der ebenfalls aus Kunstharz bestehenden Stirn- oder Endplatte verschweißen, nachdem eine Motorüberprüfung (bei der geprüft wird, ob sich der Motor problemlos dreht) durchgeführt wurde. Dadurch ist es möglich, ein Problem (zum Beispiel, dass sich der Motor nicht dreht) bereits während der Herstellung zu erkennen, womit verhindert werden kann, dass mangelhafte Ware weiter vertrieben wird.
Gemäß dieser Offenbarung lässt sich ein Aufbau angeben, der ein verbessertes Preis-Leistungs-Verhältnis aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die zuvor genannten und weitere Merkmale und Eigenschaften dieser Offenbarung werden in den nachfolgenden detaillierten Beschreibungen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen noch deutlicher gemacht, wobei:
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Schrittmotors für ein Messinstrument gemäß dieser Offenbarung darstellt;
2 zeigt eine Frontansicht für ein Messinstrument von 1, wie es von der Zeigerseite des Schrittmotors aus zu sehen ist;
3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III des Schrittmotors für ein Messinstrument von 2;
4A und 4B zeigen einen Rotormagneten des in 1 gezeigten Schrittmotors für ein Messinstrument, wobei 4A eine perspektivische Ansicht des Rotormagneten darstellt und 4B eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB von 4A zeigt;
5A, 5B, und 5C zeigen einen Rotor des in 1 gezeigten Schrittmotors für ein Messinstrument, wobei 5A eine Seitenansicht aus Sicht einer Befestigungsseite einer Stirnplatte 5 darstellt, 5B zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VB-VB von 5A, und 5C zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VC-VC von 5A;
6 ist eine Seitenansicht, bei der ein Stator, eine Stirnplatte und eine Endplatte zusammen mit dem in 5 gezeigten Rotor montiert sind, wobei ein Montagebereich des Rotors und ein Zeiger in Schnittansicht als eingekerbt zu sehen sind;
7A und 7B stellt dar, wie der in 1 gezeigte Schrittmotor für ein Messinstrument auf einer Basisplatte montiert ist, wobei 7A eine Vorderansicht aus Sicht des Zeigers und 7B eine Seitenansicht darstellt; und
8 ist eine Vorderansicht der Anzeigefläche eines Einbaumessinstruments, in das der in 1 gezeigte Schrittmotor für ein Messinstrument eingebaut ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele dieser Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Schrittmotors für ein Messinstrument gemäß dieser Offenbarung darstellt.
2 zeigt eine Frontansicht, wie sie von der Zeigerseite des Schrittmotors für ein Messinstrument von 1 aus gesehen wird.
3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III des Schrittmotors für ein Messinstrument von 2.
Ein Schrittmotor 1 für ein Messinstrument gemäß eines Ausführungsbeispiels wird als Stellantrieb in einem beweglichen Teil eines Anzeigeinstruments wie zum Beispiel einem Tachometer und einem Drehzahlmesser verwendet.
Der Schrittmotor 1 für ein Messinstrument verfügt über einen Stator 2, einen Rotor 3, eine Stirnplatte 5 und eine Endplatte 6, ferner ist ein Zeiger 100 an einer drehbaren Welle 31 des Rotors 3 befestigt.
Der Stator 2 weist Erregerwicklungen 21 auf, zu denen elektrischer Strom von den Anschlüssen 4 geführt wird, und die den Rotor 3 umgeben. Da der Aufbau von Stator 2 der gleiche ist, wie der allgemein bekannte Stator, wird dessen detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
Der Rotor 3 besitzt eine drehbare Hohlwelle 31 und einen Rotormagneten 32. In der nachfolgenden Beschreibung weist ein axial innen gelegenes Teil auf einen mittleren Teil des Rotors hin, insbesondere den Rotormagneten 32.
Als Rotormagnet 32 können zum Beispiel ein gesinterter Ferritmagnet, ein gesinterter Seltene-Erde-Magnet, ein Seltene-Erde-Verbundmagnet und ähnliche verwendet werden. Hierbei sollte vorzugsweise ein Material verwendet werden, das beständig ist gegen die zum Schmelzen des Kunstharzes beim Einspritzguss (Inserttechnik) erforderlichen Temperaturen. Der Rotormagnet hat eine zylindrische Form.
Die drehbare Hohlwelle 31 besteht aus Kunstharz, wie zum Beispiel einem wärmeaushärtenden Kunstharz und hat die Form eines Hohlzylinders. Als Material für die drehbare Hohlwelle 31, kann hauptsächlich Polycarbonat (PC) verwendet werden. Jedoch kann auch ein Flüssigkristall-Polymer (LCP) als wärmebeständiges Material verwendet werden, und wenn das Reflektionsvermögen an einer inneren Umfangsfläche der Hohlwelle 31 nicht ausreichend ist, so kann diese mit einem reflektierenden Material beschichtet werden. Dementsprechend sind keine besonderen Einschränkungen bei der Wahl der Kunstharze für die drehbare Hohlwelle 31 gegeben.
Der Rotormagnet 32 wird einstückig mit der drehbaren Hohlwelle 31 ausgeformt während die drehbare Hohlwelle 31 aus dem Kunstharz ausgeformt wird.
Eine innere Umfangs-Oberfläche der drehbaren Hohlwelle 31 kann mit einem Licht-reflektierenden Material (zum Beispiel, Silber, Aluminium und ähnlichem) beschichtet werden. Dementsprechend wird das Licht an der inneren umfänglichen Oberfläche der drehbaren Hohlwelle 31 reflektiert, wodurch sich eine effiziente Lichtführung verwirklichen lässt. Wird die drehbare Hohlwelle 31 zum Beispiel aus einem weißen Kunstharz mit hoher Reflektivität gefertigt, so kann es möglich sein, dass sich eine effiziente Lichtführung auch ohne Beschichtung mit einem Licht-reflektierendem Material verwirklichen lässt.
Die Stirnplatte 5 ist vor dem Stator 2 ausgebildet, der den Rotor 3 umgibt, und die Endplatte 6 ist hinter dem Stator ausgebildet. Sowohl die Stirnplatte 5, wie auch die Endplatte 6 sind aus Kunstharz gefertigt. Die Stirnplatte 5 hat eine mittig angeordnete Wellenöffnung 51 zur Aufnahme der Hohlwelle, und eine Durchgangsöffnung 52 an einer radial äußeren Seite der Wellenöffnung 51. Die Endplatte 6 hat eine mittig angeordnete Wellenöffnung 61 zur Aufnahme der Hohlwelle und ist durch eine Haltevorrichtung 7 an einer Basisplatte befestigt.
Die beiden Endabschnitte der drehbaren Hohlwelle 31 ragen jeweils in die Wellenöffnung 51 der Stirnplatte 5 bzw. in die Wellenöffnung 61 der Endplatte 6. Die Berührungsstellen zwischen der Wellenöffnung 51, der Wellenöffnung 61 und der drehbaren Hohlwelle 31 werden jeweils mit einem Schmierstoff oder ähnlichem versehen, so dass die Wellenöffnung 51 und die Wellenöffnung 61 als Lager dienen.
Wie später speziell beschrieben wird, wird ein Anschlagstift 10 aus Kunstharz in die Durchgangsöffnung 52 eingeführt und darin verschweißt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Anschlagstift 10 aus Kunstharz hergestellt. Diese Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So kann der Anschlagstift 10 zum Beispiel aus Metall, Keramik und ähnlichem bestehen. Ist der Anschlagstift 10 aus Metall, Keramik und ähnlichem gefertigt, so kann der Anschlagstift 10 mit einem anderen, allgemein bekannten, Verbindungsverfahren als Schweißen befestigt werden.
Der Zeiger 100 hat einen Wellenabschnitt 101, der in die drehbare Hohlwelle 31 eingeführt wird, und einen Zeigerabschnitt 102, der sich in diametraler Richtung vom Wellenabschnitt 101 aus erstreckt. Der Wellenabschnitt 101 ist eine Hohlwelle mit einem kreisförmigen Abschnitt der sich zylinderförmig fortsetzt, wobei der Bereich 101b am vorderen Ende einen kleinen Durchmesser, und der Bereich 101a an der Basis einen großen Durchmesser aufweist.
Die drehbare Hohlwelle 31 weist einen Bereich 31a mit großem Durchmesser des inneren Umfangs auf, der mit großem Durchmesser auf Seite der Stirnplatte 5 geöffnet ist, und einen Bereich mit kleinem Durchmesser 31b am axial innen gelegenen Bereich, mit kleinem Durchmesser der Öffnung. Die Öffnung des Bereichs mit großem Durchmesser 31a hat einen kreisförmigen Bereich, und die Öffnung des Bereichs mit kleinem Durchmesser 31b hat einen polygonalen Bereich. In diesem Ausführungsbeispiel, weist die Öffnung des Bereichs mit kleinem Durchmesser 31b eine oktagonale Form auf. Die Form der Öffnung ist bei dieser Offenbarung jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Wellenabschnitt 101 des Zeigers 100 wird in den Bereich mit großem Durchmesser 31a an der drehbaren Hohlwelle 31 eingeführt, wobei der kreisförmige Abschnitt mit kleinem Durchmesser 101b des Zeigers 100 in den polygonalen Bereich mit kleinem Durchmesser 31b der drehbaren Hohlwelle 31 eingeführt wird, so dass der Zeiger 100 fest in der drehbaren Hohlwelle 31 angebracht wird. Da bei dieser Passung die Öffnung des Bereichs mit kleinem Durchmesser 31b einen polygonalen Bereich hat, und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 101b kreisförmig ist, liegen eine innere Oberfläche des Bereichs mit kleinem Durchmesser 31b und eine äußere Oberfläche des Bereichs mit kleinem Durchmesser 101b nicht sehr eng aneinander an, wodurch geeignete Befestigungskräfte zwischen Zeiger 100 und der drehbaren Hohlwelle 31 entstehen. Das bedeutet, dass sich der Zeiger 100 mitdreht, wenn sich die drehbare Hohlwelle 31 dreht. Ferner lässt sich der Zeiger 100 zu Reparaturzwecken, Austausch und ähnlichem relativ leicht von der drehbaren Hohlwelle 31 abziehen, da der Zeiger nicht sehr eng an der drehbaren Hohlwelle anliegt.
Der Aufbau des Rotors 3 wird nachstehend erläutert.
4A und 4B zeigen den Rotormagneten 32 des in 1 dargestellten Schrittmotors 1 für ein Messinstrument, wobei 4A eine perspektivische Ansicht des Rotormagneten 32 zeigt, und 4B eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB von 4A darstellt.
Der Rotormagnet 32 hat, wie oben beschrieben, eine zylindrische Form und ist in beiden Endbereichen seines inneren Umfangs mit konischen Abschnitten 32a versehen. Durch die konischen Abschnitte 32a lässt sich die Zuführung des Kunstharzes beim Einlegegussverfahren (zum Beispiel Spritzguss) der drehbaren Hohlwelle 31 mit dem Rotormagneten 32 verbessern und Abweichungen des Rotormagneten 32 und der drehbaren Hohlwelle 31 in axialer Richtung verhindern.
Der Rotormagnet 32 und die drehbare Hohlwelle 31 werden einstückig im Einlegegussverfahren (insert molding) ausgeformt, wodurch der Rotor 3 gebildet wird. Der Rotor 3 wird ausführlicher mit Bezug auf 5 beschrieben werden.
5A, 5B, und 5C zeigen den Rotor 3 des in 1 dargestellten Schrittmotors 1 für ein Messinstrument, wobei 5A eine Seitenansicht aus Sicht einer Befestigungsseite der Stirnplatte 5 zeigt. 5B zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VB-VB von 5A und 5C zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie VC-VC von 5A
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Rotor 3 durch Einspritzgießen des Rotormagneten 32 mit der aus Kunstharz wie zum Beispiel PC oder LCP bestehenden drehbaren Hohlwelle 31 einstückig ausgeformt. Bei dem hier in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die drehbare Hohlwelle 31 an eine innere Umfangsfläche des Rotormagneten 32 angeformt. Diese Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die drehbare Hohlwelle 31 um den Rotormagneten 32 herum ausgebildet sein, so dass sie gleichachsig mit dem Rotormagneten 32 ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Rotor 3 mit der drehbaren Hohlwelle 31 so ausgeformt, dass er an die innere Umfangsfläche des Rotormagneten 32 angepasst ist, und die drehbare Hohlwelle 31 ist mit Halteabschnitten 31d versehen an Positionen, die den konischen Abschnitten 32a, ausgebildet in beiden axialen Endbereichen des Rotormagneten 32, gegenüberliegen. Da die konischen Abschnitte 32a und die Halteabschnitte 31d miteinander in Berührung sind, werden axiale Verschiebungen des Rotormagneten 32 gegenüber der drehbaren Hohlwelle 31 verhindert.
Wie oben beschrieben besitzt die drehbare Hohlwelle 31 den Bereich 31a mit großem Durchmesser, der eine Öffnung mit großem Durchmesser hat und den Bereich 31b an der weiter nach innen liegenden Seite mit kleinem Durchmesser, der eine Öffnung mit kleinem Durchmesser hat. Die Öffnung des Bereichs 31b mit kleinem Durchmesser kann einen oktogonalen Abschnitt aufweisen, und der Übergang vom großen Durchmesser des Bereichs 31a zu dem kleinen Durchmesser des Bereichs 31b kann durch konisches Zulaufen graduell erfolgen.
Ferner weist die drehbare Hohlwelle 31 einen Anschlagstopper 31c an einer Seite auf, an der die Stirnplatte 5 befestigt ist. Der Anschlagstopper ragt radial von der drehbaren Hohlwelle 31 an einer bestimmten umfänglichen Position von der drehbaren Hohlwelle 31 ab. Der Anschlagstopper 31c wird ebenfalls einstückig beim Gießen der drehbaren Hohlwelle 31 mit dieser ausgeformt.
6 zeigt eine Seitenansicht, bei der Stator 2, Stirnplatte 5 und die Endplatte 6 zusammen mit dem in 5 gezeigten Rotor 3 montiert sind, wobei ein Befestigungsabschnitt des Rotors 3 und des Zeigers 100, abgebildet als Schnittansicht, eingekerbt sind.
Die Stirnplatte 5 und die Endplatte 6 sind am Stator 2 befestigt, und die drehbare Hohlwelle 31 des Rotors 3 ist in der Wellenöffnung 51 der Stirnplatte 5 und der Wellenöffnung 61 der Endplatte 6 drehbar gelagert.
Die Durchgangsöffnung 52 der Stirnplatte 5 ist an einer Position ausgebildet, die der radialen Position des Anschlagstopper 31c entspricht, und der Anschlagstift 10 wird in die Durchgangsöffnung 52 der Stirnplatte 5 eingeführt und verschweißt. Das vordere Ende des Anschlagstifts 10 ragt jetzt auf der axial inneren Seite heraus und reicht im Wesentlichen bis an den Endbereich an der Seite der Stirnplatte 5 des Rotormagneten 32. Wenn sich der Rotor 3 dreht und der Anschlagstopper 31c in umfänglicher Richtung rotierend bewegt wird dann erreicht die umfängliche Position des Anschlagstopper 31c die Position, an der der Anschlagstift 10 hineinragt, der Anschlagstopper berührt den Anschlagstift und kann nicht weiter gedreht werden. Ein Motor für ein Messinstrument braucht sich nicht um eine oder mehrere Umdrehungen zu drehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist es durch den obigen Aufbau möglich, eine elektrische Position des Rotors 3 (Zeigers 100) zu ermitteln, und zum Beispiel eine Nullposition des Messinstruments zu definieren.
Da der Anschlagstift 10 durch Verschweißen mit der Stirnplatte verbunden wird nachdem die Rotationsüberprüfung des Motors durchgeführt wurde, (bei der überprüft wird, ob der Motor problemlos rotiert), können Probleme (zum Beispiel dass sich der Motor nicht dreht, oder nur ungleichmäßig rotiert) bereits während der Herstellung erkannt werden, wodurch sich verhindern lässt, dass mangelhafte Ware vertrieben wird.
Der Zeiger 100 wird dadurch am Rotor 3 befestigt, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 101b, der das vordere Ende des Wellenabschnitts 101 des Zeigers 100 bildet, in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 31b eingeführt wird, der eine Öffnung mit kleinem Durchmesser auf der axial innen liegenden Seite der drehbaren Hohlwelle 31 des Rotors 3 aufweist. Da die Öffnung des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 31b einen polygonalen Bereich, wie zum Beispiel ein Oktogon aufweist, wird der äußere Umfang des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 101b an dem inneren Umfang des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 31b angebracht, aber steht mit ihm nicht in allzu fester Berührung, wodurch es leicht möglich ist, den Zeiger 100 heraus zu ziehen, oder wieder hinein zu schieben.
7A und 7B zeigen den in 1 dargestellten Schrittmotor 1 für ein Messinstrument, wie er auf einer Basisplatte montiert ist, wobei 7A eine Vorderansicht von der Zeigerseite 100 aus gesehen zeigt, und 7B eine Seitenansicht zeigt.
Eine Basisplatte 15 weist Stiftlöcher 15a zur Verbindung der Anschlüsse 4 des Schrittmotors 1 für ein Messinstrument auf, und Durchgangsöffnungen 15b zur Befestigung der Haltevorrichtung 7.
Die Anschlüsse 4 werden in die Stiftlöcher 15a eingeführt und dann durch Verlöten verbunden und befestigt.
Die Endplatte 6 des Schrittmotors 1 für ein Messinstrument wird mit der Haltevorrichtung 7 auf der Basisplatte 15 befestigt. Die Haltevorrichtung 7 besteht aus Dübelstiften 7a und Verankerungen 7b. In diesem Ausführungsbeispiel sind zur präzisen Anbringung des Schrittmotors 1 für ein Messinstrument auf der Basisplatte die Verankerungen 7b an einer Vielzahl von Positionen vorgesehen (zwei Positionen in diesem Ausführungsbeispiel). Die Verankerung 7b besteht aus einer mehrteiligen Klaue (vier Teile in diesem Ausführungsbeispiel). Der Schrittmotor wird in die Durchgangsöffnungen 15b eingeführt, wenn die Klauen geschlossen sind. Dann werden die Dübelstifte 7a eingeführt, wodurch die Verankerungen 7b gespreizt werden und die Endplatte 6 an der Basisplatte 15 befestigt wird. Die Endplatte ist dadurch sehr stabil befestigt, und es wird verhindert, dass die Verankerungen 7b durch die beim Abziehen oder Anbringen des Zeigers 100 auftretenden Kräfte herausfallen können.
An einer Position der Basisplatte 15, die der Wellenöffnung 61 der Endplatte entspricht, ist eine Lichtquelle (nicht abgebildet) wie zum Beispiel eine LED angebracht, so dass der Zeiger 100 in die Lage versetzt werden kann, Licht, das durch die Öffnung der hohlen drehbaren Hohlwelle 31 zum Zeiger 100 gelangt, zu emittieren. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Wellenöffnung 61 eine Größe hat, die es ermöglicht, die Lichtquelle darin unterzubringen.
8 ist eine Vorderansicht der Anzeigefläche eines Einbaumessinstruments, in das der in 1 gezeigte Schrittmotor für ein Messinstrument eingebaut ist.
Eine Instrumenten-Anzeigefläche 20 ist mit Werten markiert, die zum Beispiel Geschwindigkeit oder ähnliches angeben, wobei die gemessenen Werte durch die Position des Zeigers 100 angegeben werden.
In dieser Offenbarung wurde ein Schrittmotor für ein Messinstrument beschrieben, aber diese Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Es sollte verstanden werden, dass verschiedenartige Abänderungen und Kombinationen vorgenommen werden können ohne den Umfang dieser Offenbarung zu verlassen.
Zum Beispiel sind in diesem Ausführungsbeispiel Anschlagstift und Anschlagstopper beide an einer Seite der Stirnplatte ausgebildet. Jedoch können Anschlagstift und Anschlagstopper beide an einer Seite der Endplatte ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Schrittmotor
2: Stator
3: Rotor
4: Anschlüsse
5: Stirnplatte
6: Endplatte
7: Haltevorrichtung
7a: Dübelstifte
7b: Verankerung
10: Anschlagstift
15: Basisplatte
15a: Stiftlöcher
15b: Durchgangsöffnug
20: Instrumenten-Anzeigefläche
21: Erregerwicklung
31: Hohlwelle
31a: Bereich (mit großem Durchmesser)
31b: Bereich (mit kleinem Durchmesser)
31c: Anschlagstopper
31d: Halteabschnitt
32: Rotormagnet
32a: konische Abschnitte
51: Wellenöffnung (Stirnseite)
52: Durchgangsöffnung
61: Wellenöffnung (Endseite)
100: Zeiger
101: Wellenabschnitt
101a: Bereich (mit großem Durchmesser)
101b: Bereich (mit kleinem Durchmesser)
102: Zeigerabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-287399 [0001]
JP 4145083 B [0003, 0004, 0006]

Claims

Ein Schrittmotor (1) für ein Anzeigeinstrument zur Drehung eines Zeigers des Anzeigeinstruments, wobei der Schrittmotor für das Anzeigeinstrument folgendes umfasst: einen Rotor (3) mit: einem zylindrischen Rotormagneten (32); und einer drehbaren Hohlwelle (31), die aus Kunstharz besteht und die an einem inneren Umfang des zylindrischen Rotormagneten (32) angeformt ist und gleichachsig an dem zylindrischen Rotormagneten (32) angeordnet ist; einem Stator (2), welcher den Rotor (3) umgibt und mindestens eine Erregerwicklung (21) aufweist; einer Stirnplatte (5), die aus Kunstharz gefertigt ist, und einer Endplatte (6), die aus Kunstharz gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteabschnitt (31d) zur Befestigung des zylindrischen Rotormagneten (32) ausgeformt wird, während die drehbare Hohlwelle (31) geformt wird, und wobei der zylindrische Rotormagnet (32) durch den Halteabschnitt (31d) so befestigt wird, dass der zylindrische Rotormagnet (32) und die drehbare Hohlwelle (31) einstückig ausgeformt sind.
Ein Schrittmotor für ein Messinstrument gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Hohlwelle (31) eine Öffnung aufweist, deren Querschnittsform im rechten Winkel zu einer axialen Richtung eine polygonale Form aufweist, und wobei der Zeiger (100) in die Wellenöffnung der drehbaren Hohlwelle (31) eingeführt und dadurch mit der drehbaren Hohlwelle (31) verbunden ist.
Ein Schrittmotor für ein Messinstrument gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlagstopper (31c) an der drehbaren Hohlwelle ausgebildet ist, wobei ein Anschlagstift (10) an einer Position ausgebildet ist, die einer radialen Position des Anschlagstoppers entspricht, der sich mit der Rotationsbewegung der drehbaren Hohlwelle (31) dreht, und wobei die Rotationsbewegung der drehbaren Hohlwelle (31) durch die Berührung des Anschlagstoppers (31c) mit dem Anschlagstift (10) begrenzt wird.
Ein Schrittmotor für ein Messinstrument gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagstopper (31c) ein in radialer Richtung nach außen ragendes Teil ist, und wobei der aus Kunstharz gefertigte Anschlagstift (10) in eine auf der Stirnplatte (5) oder Endplatte (6) ausgebildete Öffnung (52) so eingeführt wird, dass er in axialer Richtung nach innen hineinragt, und der Anschlagstift (10) dann verschweißt wird.
Ein Schrittmotor für ein Messinstrument gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine auf der Stirnplatte (5) ausgebildete Wellenöffnung (51) als auch eine auf der Endplatte (6) ausgebildete Wellenöffnung (61) so gestaltet sind, dass sie als Lager zur Halterung der drehbaren Hohlwelle (31) dienen.
Ein Schrittmotor für ein Messinstrument gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere umfängliche Oberfläche der drehbaren Hohlwelle (31) mit einem Licht-reflektierenden Material beschichtet ist.