JP2000050611A - 指示計器用ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 外部から衝撃が加わった場合にあっても、指
針の指示位置がずれることを防止し、急激な入力信号を
受けた場合にあっても、滑らかな指針の回動を可能とす
る。 【解決手段】 コイル５を巻回したボビン６、ボビン６
の軸心に沿って伸長する回転軸７に固着され、ボビン６
の中空部８に回転可能に配置されたマグネットロータ
９、及びボビン６に積層配設されコイル５の磁界をマグ
ネットロータ９に与える櫛歯状のヨーク１０を有するヨ
ーク体１１を設け、マグネットロータ９の回転軸７に指
針４を取り付けるステッピングモータ１であって、回転
軸７又はマグネットロータ９に接触可能にダンパーオイ
ルＤＰによる制動力を増加させる制動手段１７を回転軸
７又はマグネットロータ９との接触部に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指示計器のムーブ
メントとして有用なステッピングモータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】特にステッピングモータは、その構成と
してＰＭ型が簡単にして小型化できるため、種々のステ
ップ駆動に使用されているが、マイクロステップ駆動に
よる円滑な回転駆動の実用性とともに、車両の速度計の
ような往復動制御による指示計器のための指針駆動にも
用いられるようになってきた。

【０００３】たとえば、従来のステッピングモータは、
コイルを巻回した樹脂性のボビンを同軸上に上段及び下
段に設け、このボビンの軸心に沿って伸長する回転軸に
固着されたマグネットロータをボビンの中空部に回転可
能に配置し、コイルの磁界をマグネットロータに与える
とともにボビンを覆って形成された金属性のくし歯状の
ヨークを上段及び下段のボビンに対しそれぞれに設ける
ことによりヨーク体が構成され、このヨーク体に積層さ
れてマグネットロータを収納する金属製の上面板及び下
面板を設けることにより構成されている。

【０００４】また、このヨーク体ボビンのフランジ部に
は端子が設けられ、この端子の一端部にボビンのコイル
の末端部を巻掛けて半田付けし、端子の他端部をプリン
ト基板に向けて垂下形成し、この端子をプリント基板に
半田付けしてプリント基板からボビンへ電流が供給され
るものである。

【０００５】この際マグネットロータが固着された回転
軸は、上面板及び下面板に設けられた軸受によって回転
可能に軸支されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のス
テッピングモータを指示計器として用いた場合、激しい
路面の凹凸や急激な加減速、また、例えば二輪車用指示
計器に適用された場合、車両の転倒等により、指示計器
に対し外部から強い衝撃が加わることがあり、この際マ
グネットロータの回転軸の先端に取付けられる指針の慣
性力によって、時として指針の回転方向にマグネットロ
ータの位置がずれてしまい、指針の指示位置が入力信号
に対応した所定の指示位置に対してずれてしまうことが
あった。

【０００７】つまり、この種のステッピングモータにあ
っては所定の回動角度毎に安定点と呼ばれるマグネット
ロータの安定な位置（回転停止可能位置）を有してお
り、この安定点はくし歯状のヨークとマグネットロータ
の位置関係及びくし歯状のヨークの歯数及びマグネット
ロータの極数によって決まるものであるが、前述した外
部からの衝撃が指示計器に加わった場合に、実際の指示
位置での安定点に対して隣の安定点に飛び越えてしまう
場合にこのようなずれが発生することがある。

【０００８】また、最近の指示計器にあっては、ステッ
ピングモータの採用により、指針による指示の応答性の
良さが求められる一方、指示計器としての視認性を向上
させるために滑らかな回転運動をなすことが求められて
いる。しかしながら、このステッピングモータ式の計器
にあっては、急激な指示特性変化を与えるべく入力信号
を与えた場合、その応答性の良さが逆にネックとなって
指針が間欠的な回転運動となってしまったり、指針の慣
性力により、ある目的の指示値に対して指針の指示が振
動してしまう場合もあった。またステッピングモータで
ある以上、回路的にマイクロステップ駆動を実現したと
しても指針の間欠的な運動を連続的な滑らかな運動とし
て見せるには一定の限界があった。このような理由によ
り従来のステッピングモータを、そのまま指示計器の指
針駆動用のステッピングモータとして適用することは難
しかった。

【０００９】そこで本発明は、指示計器に対し外部から
衝撃が加わった場合にあっても、指針の指示位置が入力
信号に対応した所定の指示位置に対してずれることを防
止することができるとともに、急激な指示変化を与える
べく入力信号を受けた場合にあっても指示が振動するこ
と無く、滑らかな指針の回動を可能とする指示計器用ス
テッピングモータを提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、コイルを巻回したボビンと、このボビンの軸
心に沿って伸長する回転軸に固着されボビンの中空部に
回転可能に配置されたマグネットロータと、前記ボビン
に積層配設され前記コイルの磁界を前記マグネットロー
タに与えるくし歯状のヨークとを有するヨーク体を設
け、このヨーク体から前記マグネットロータの前記回転
軸の上端側を突き出して、指針を取り付け可能に設けて
成る指示計器用ステッピングモータであって、前記回転
軸若しくは前記マグネットロータに接触可能にダンパー
オイルを設け、前記ダンパーオイルによる制動力を増加
させる制動手段を前記ダンパーオイルと前記回転軸若し
くは前記マグネットロータとの接触部に設けたものであ
る。

【００１１】また、前記制動手段は、前記ダンパーオイ
ルと前記回転軸若しくは前記マグネットロータとの接触
部に凹部若しくは凸部を形成してなるものである。

【００１２】また、前記ダンパーオイルは前記マグネッ
トロータの前記回転軸の下端部を軸支する下軸受の周囲
に収容されてなるものである。

【００１３】また、前記制動手段は、前記ダンパーオイ
ルと接触する前記回転軸の下端部外周に設けた凹凸状部
からなるものである。

【００１４】また、前記制動手段は、前記ダンパーオイ
ルと接触するマグネットロータの下端部外周に設けた凹
凸状部からなるものである。

【００１５】また、前記制動手段は、前記ダンパーオイ
ルを収容する下軸受を含む収容部に位置してなるもので
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】コイルを巻回した樹脂製のボビン
と、このボビンの軸心に沿って伸長する回転軸に固着さ
れボビンの中空部に回転可能に配置されたマグネットロ
ータと、前記ボビンに積層配設され前記コイルの磁界を
前記マグネットロータに与えるくし歯状ヨークとを有す
るヨーク体を設ける。このヨーク体から前記マグネット
ロータの前記回転軸の上端側を突き出して、指針を取り
付け可能に設けて成り、上面板に設けられた上軸受によ
ってマグネットロータの回転軸の中間部から上部にかけ
ての所定の位置にて回転軸が支持される。そして、前記
ヨーク体の前記指針の取り付けられる側とは反対側には
底面板が前記ヨーク体に積層状態に設けられ、この底面
板には凹部からなる収容部が設けられ、この収容部に前
記マグネットロータの前記回転軸の下端部を軸支する下
軸受を圧入固定するとともに、前記下軸受を含む収容部
にダンパーオイルが充填される。

【００１７】そして、本発明ではダンパーオイルによる
制動力を増加させる制動手段を設けたものであり、第１
実施例ではこの制動手段を前記ダンパーオイルと前記回
転軸との接触部に設け、第２実施例ではこの制動手段を
前記ダンパーオイルと前記マグネットロータとの接触部
に設けている。

【００１８】具体的には、前記制動手段は、第１実施例
ではダンパーオイルと接触する回転軸の下端部外周にロ
ーレット加工からなる凹凸状部を設けており、第２実施
例では前記ダンパーオイルと接触するマグネットロータ
の下端部外周にローレット加工からなる凹凸状部を設け
ている。

【００１９】本構成により、第１実施例にあっては、下
軸受の収容部に充填されたダンパーオイルによって、マ
グネットロ−タの回転軸と下軸受との間で粘性による制
動力が生じ、すなわち、指針の回転駆動にダンパー作用
を持たせるものであるが、この場合回転軸の下端部に設
けられた凹凸状部からなる制動手段によって平滑な回転
軸の場合と比較して大きな制動力を得ることができる。

【００２０】また、第２実施例にあっては、下軸受の収
容部に充填されたダンパーオイルによって、マグネット
ロ−タの下端部と底面板との間で粘性による制動力が生
じ、すなわち、指針の回転駆動にダンパー作用を持たせ
るものであるが、この場合マグネットロータの下端部に
設けられた凹凸状部からなる制動手段によって平滑なマ
グネットロータの外周面の場合と比較して大きな制動力
を得ることができる。

【００２１】こうすることによって、指示計器が大きな
衝撃を受けた場合にあっても、指針が大きく振れて振動
することをダンパー作用によって防止して指針の指示位
置が入力信号に対応した所定の指示位置に対してずれる
ことを防止するともに、円滑な指示特性を得ることがで
き、ステップ動作にともなう間欠的な指針の回動をも緩
和することができる。

【００２２】

【実施例】以下図面を基にして本発明の実施例を説明す
る。図１〜図３は、本発明の第１実施例を示すものであ
る。

【００２３】本発明におけるステッピングモータ１は、
表示板２に文字や目盛等の指示部３を形成し、回動する
指針４により指示部３を指示する指示計器用ステッピン
グモータ１であって、コイル５を巻回した樹脂製のボビ
ン６と、このボビン６の軸心に沿って伸長する回転軸７
に固着されボビン６の中空部８に回転可能に配置された
マグネットロータ９と、ボビン６に積層配設されコイル
５の磁界をマグネットロータ９に与えるくし歯状のヨー
ク１０とを有するヨーク体１１を設け、このヨーク体１
１の上面に金属製の上面板１２，下面に金属製の底面板
１３をそれぞれ積層させて設けている。このヨーク体１
１のマグネットロータ９の回転軸７の上端側は上面板１
２から突き出して、指針４を取り付け可能に設けて成
り、上面板１２に設けられた上軸受１４によってマグネ
ットロータ９の回転軸７の中間部から上部にかけての所
定の位置にて回転軸７が支持される。

【００２４】そして、ヨーク体１１の指針４の取付られ
る側とは反対側には底面板１３がヨーク体１１に積層状
態に設けられているが、この底面板１３には絞り加工等
によって形成された凹部からなる収容部１５が設けら
れ、この収容部１５にマグネットロータ９の回転軸７の
下端部を軸支する下軸受１６を圧入固定している。マグ
ネットロータ９の回転軸７は、上面板１２に設けられた
上軸受１４と、底面板１３に設けられた下軸受１６とに
より上下で回転可能に支持されており、回転軸７のスラ
スト方向の軸受けは底面板１３に当接させることで行わ
れる。

【００２５】そして、下軸受１６が設けられる収容部１
５には、ダンパーオイルＤＰが充填されており、この収
容部１５に例えば粘性の高いシリコンオイルやグリス等
からなるダンパーオイルＤＰが注入される。

【００２６】本構成により、マグネットロータ９の回転
軸７は、下軸受１６が設けられる収容部１５に充填され
たダンパーオイルＤＰによって、この回転軸７と凹部か
らなる収容部１５との間でのダンパーオイルＤＰの粘性
による制動力が生じ、マグネットロータ９の回転駆動、
すなわち、指針４の回転駆動にダンパー作用を持たせる
ものである。

【００２７】そして、本発明にあっては、ダンパーオイ
ルにＤＰよる制動力を増加させる制動手段１７を設けた
ものであり、この第１実施例ではこの制動手段１７をダ
ンパーオイルＤＰと回転軸７との接触部に設けている。

【００２８】具体的には、この制動手段１７は、この第
１実施例ではダンパーオイルＤＰと接触する回転軸７の
下端部外周にローレット加工からなる凹凸状部１８を設
けている。

【００２９】本構成により、下軸受１６を有する収容部
１５に充填されたダンパーオイルＤＰによって、マグネ
ットロ−タ９の回転軸７と下軸受１６との間で粘性によ
る制動力が生じ、すなわち、指針４の回転駆動にダンパ
ー作用を持たせるものであるが、この場合回転軸７の下
端部外周に設けられた凹凸状部１８からなる制動手段１
７によって平滑な回転軸の場合と比較して大きな制動力
を得ることができる。

【００３０】こうすることによって、指示計器に対し、
たとえ外部から衝撃等の外力が加わったとしても、前記
ダンパー作用によって、この衝撃等による急激な動きに
対してマグネットロータ９は、動きが抑えられるので、
指針４は応動せず、指針４の指示位置が入力信号に対応
した所定の指示位置に対してずれることを防止すること
ができる。

【００３１】また、ステッピングモータ１特有の指針回
動時のステップ動作の挙動を滑らかにすることで、振動
を抑えて円滑な指針の指示特性を得ることができるとと
もに、前記ダンパー作用によって指針４をゆっくりと動
かそうとする入力信号に対しては指針４は応動するが、
指針４を急激に動かそうとする入力信号に対しては指針
４は応動しないので、急激な指針４の振れを抑えること
で振動が防止でき、円滑で自然な指針４の回動特性が得
られ、指示計器としての視認性の向上に寄与できるもの
である。

【００３２】また、本実施例では制動手段１７となる回
転軸７の下端部外周に設けられる凹凸状部１８は、ダン
パーオイルＤＰを収容する収容部１５の下軸受１６内に
位置してなるので、回転軸７と下軸受１６とが近接した
位置に介在されるダンパーオイルＤＰの存在によって、
固定の壁部となる下軸受１６と回転する回転軸７との両
者に接触するダンパーオイルＤＰは大きなせん断応力を
受けることになり、壁部としての下軸受１６の影響を大
きく受けることになり、更に大きな制動力を得ることが
できるという効果もある。

【００３３】図４及び図５は、本発明の第２実施例を示
すものであり、制動手段１７をダンパーオイルＤＰとマ
グネットロータ９との接触部に設けたものである。

【００３４】具体的には、制動手段１７は、この第２実
施例ではダンパーオイルＤＰと接触するマグネットロー
タ９の下端部外周にローレット加工からなる凹凸状部１
９を設けている。

【００３５】本構成により、底面板１３の収容部１５に
充填されたダンパーオイルＤＰによって、マグネットロ
−タ９の下端部外周と底面板１３の収容部１５との間で
粘性による制動力が生じ、すなわち、指針４の回転駆動
にダンパー作用を持たせるものであるが、この場合マグ
ネットロータ９の下端部外周に設けられた凹凸状部１９
からなる制動手段によって平滑なマグネットロータの外
周面の場合と比較して大きな制動力を得ることができ
る。

【００３６】このように構成することにより、第１実施
例と同様、指示計器に対し、たとえ外部から衝撃等の外
力が加わったとしても、前記ダンパー作用によって、こ
の衝撃等による急激な動きに対してマグネットロータ９
は、動きが抑えられるので、指針４は応動せず、指針４
の指示位置が入力信号に対応した所定の指示位置に対し
てずれることを防止することができる。

【００３７】また、ステッピングモータ１特有の指針回
動時のステップ動作の挙動を滑らかにすることで、振動
を抑えて円滑な指針の指示特性を得ることができるとと
もに、前記ダンパー作用によって指針４をゆっくりと動
かそうとする入力信号に対しては指針４は応動するが、
指針４を急激に動かそうとする入力信号に対しては指針
４は応動しないので、急激な指針４の振れを抑えること
で振動が防止でき、円滑で自然な指針４の回動特性が得
られ、指示計器としての視認性の向上に寄与できるもの
である。

【００３８】また、本実施例では制動手段となるマグネ
ットロータの下端部外周に設けられる凹凸状部１９は、
ダンパーオイルＤＰを収容する収容部１５内に位置して
なるので、マグネットロータ９と底面板１３の収容部１
５とが近接した位置に介在されるダンパーオイルＤＰの
存在によって、固定の壁部となる底面板１３の収容部１
５と回転するマグネットロータ９との両者に接触するダ
ンパーオイルＤＰは大きなせん断応力を受けることにな
り壁部である底面板１３の影響を大きく受けることにな
り、更に大きな制動力を得ることができるという効果も
ある。

【００３９】なお、本発明の実施例にあっては、回転軸
の下端部外周やマグネットロータ９の下端部外周にロー
レットによる凹凸状部１８，１９からなる制動手段１７
を設けたもののみを示したが、その手段はローレットに
限らず、例えば、中心から放射状に伸びる羽根状のもの
や、部分的に凸部若しくは凹部を設けたものであっても
よく形状については適宜選択することができる。

【００４０】また、ダンパーオイルＤＰと接触する回転
軸７若しくはマグネットロータ９の制動力は近接する壁
部となる下軸受１４や底面板１３の収容部１５の影響を
大きく受けることになるので、この下軸受１４や底面板
１３の収容部に対し凹部若しくは凸部からなる制動手段
を設けることにより、ダンパーオイルＤＰによる制動力
を回転体である回転軸７若しくはマグネットロータ９に
与えるようにしてもよい。

【００４１】また、このダンパーオイルＤＰは、回転軸
７の回転を円滑に行なうための潤滑用のオイルを本発明
のダンパーオイルＤＰとして適用してもよい。。

【００４２】また、下軸受１６が取り付けられる底面板
１３は、実施例に示すようにヨーク体１１に対して取り
付けられるものであってもよいし、ヨーク体１１とは別
に設けられる例えば通電用のプリント基板，ヨーク体１
１を載置する取付板，またはケース底部を底面板１３と
して設けてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上本発明によれば、指示計器に対し、
外部から衝撃が加わった場合にあっても、このダンパー
作用により急激な外力に対しては指針は応動せず、指針
の指示位置が入力信号に対応した所定の指示位置に対し
てずれることを防止することができる。また、急激な指
示変化を与えた場合にあっても指針が振動すること無く
円滑な指示特性を得ることができ、ステップ動作にとも
なう間欠的な指針の回動もを緩和することができ、円滑
で自然な指針の回動特性が得られ、指示計器としての視
認性の向上に寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される指示計器を示す正面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す要部の斜視図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図５】本発明の第２施例を示す要部の斜視図である。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ ２ 表示板 ３ 指示部 ４ 指針 ５ コイル ６ ボビン ７ 回転軸 ８ 中空部 ９ マグネットロータ １０ ヨーク １１ ヨーク体 １２ 上面板 １３ 底面板 １４ 上軸受 １５ 収容部 １６ 下軸受 １７ 制動手段 １８，１９ 凹凸状部 ＤＰ ダンパーオイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 5/16 Ｈ０２Ｋ 5/16 Ｚ 37/14 ５３５ 37/14 ５３５Ｍ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻回したボビンと、このボビン
   の軸心に沿って伸長する回転軸に固着されボビンの中空
   部に回転可能に配置されたマグネットロータと、前記ボ
   ビンに積層配設され前記コイルの磁界を前記マグネット
   ロータに与えるくし歯状のヨークとを有するヨーク体を
   設け、このヨーク体から前記マグネットロータの前記回
   転軸の上端側を突き出して、指針を取り付け可能に設け
   て成る指示計器用ステッピングモータであって、前記回
   転軸若しくは前記マグネットロータに接触可能にダンパ
   ーオイルを設け、前記ダンパーオイルによる制動力を増
   加させる制動手段を前記ダンパーオイルと前記回転軸若
   しくは前記マグネットロータとの接触部に設けたことを
   特徴とする指示計器用ステッピングモータ。
2. 【請求項２】 前記制動手段は、前記ダンパーオイルと
   前記回転軸若しくは前記マグネットロータとの接触部に
   凹部若しくは凸部を形成してなることを特徴とする請求
   項１に記載の指示計器用ステッピングモータ。
3. 【請求項３】 前記ダンパーオイルは前記マグネットロ
   ータの前記回転軸の下端部を軸支する下軸受の周囲に収
   容されてなることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の指示計器用ステッピングモータ。
4. 【請求項４】 前記制動手段は、前記ダンパーオイルと
   接触する前記回転軸の下端部外周に設けた凹凸状部から
   なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか
   １項に記載の指示計器用ステッピングモータ。
5. 【請求項５】 前記制動手段は、前記ダンパーオイルと
   接触するマグネットロータの下端部外周に設けた凹凸状
   部からなることを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれか１項に記載の指示計器用ステッピングモータ。
6. 【請求項６】 前記制動手段は、前記ダンパーオイルを
   収容する下軸受を含む収容部に位置してなることを特徴
   とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の指
   示計器用ステッピングモータ。