JP2003254797A

JP2003254797A - 指針計器用回動内機

Info

Publication number: JP2003254797A
Application number: JP2002055560A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nakane; 秀行中根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ステップモータの駆動により計器の指針を回
動させる指針計器用回動内機において、指針ぶれを抑制
する。【解決手段】大径ギヤ部２３２ａおよび小径ギヤ部２
３２ｂを同軸的に隣接するように一体に成形し、当該両
ギヤ部２３２ａ、２３２ｂによりステップモータ２２０
の回転を減速して計器の指針３００に伝達する減速ギヤ
２３２を備える計器用回動内機において、小径ギヤ部２
３２ｂのうち大径ギヤ部２３２ａと隣接する根元部位
に、肉盛り部２３２ｃを設ける。これにより、減速ギヤ
２３２のねじりに対する剛性が高まるので、減速ギヤ２
３２のねじり変形を抑制できる。よって、小径ギヤ部２
３２ｂの間欠周期を、大径ギヤ部２３２ａの間欠周期と
略同一にすることができ、ひいては、指針３００の間欠
周期を、ステップモータ２２０の間欠周期と略同一にす
ることができる。以上により、指針ぶれを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータの
駆動により計器の指針を回動させる指針計器用回動内機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば車両用指針計器は、指針を
回動するための回動内機を備えている。この回動内機
は、図４に示すように、ケーシング２１０内に、ステッ
プモータ２２０、およびステップモータ２２０の回転を
減速して計器の指針３００に伝達する減速ギヤ２３２等
を組み付けて構成したものがある。なお、減速ギヤ２３
２は、大径ギヤ部２３３ａおよび小径ギヤ部２３２ｂを
同軸的に隣接するように一体に成形されたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、近年、指針３
００に発光ダイオードを搭載して自発光機能を指針３０
０に付与させたり、指針３００を長大化させて視認性を
向上させたりするようになってきており、指針３００の
重量が増大する傾向にある。そして、指針３００の重量
化にともなって、指針３００が間欠的に回動するように
見えてしまう指針ぶれという現象が新たな問題として生
じてきた。以下に、本発明者の試験調査によって明らか
になった上記指針ぶれの原因を説明する。

【０００４】そもそも、ステップモータはステップ状に
間欠的に回転するものであるが、この間欠の周期は、指
針用計器におけるステップモータ２２０では非常に短い
ため、ステップモータ２２０の間欠周期で指針３００が
回動すれば、指針ぶれとしては視認されない筈である。
ところが、指針ぶれの周期を計測してみると、ステップ
モータ２２０の間欠周期の約２倍の周期となっており、
これが原因で指針ぶれとして視認されていることが分か
った。

【０００５】さらに、回動内機２００の各回転部分の間
欠周期を試験調査したところ、大径ギヤ部２３２ａの間
欠周期はステップモータ２２０の間欠周期とほぼ同等で
あるのに対し、小径ギヤ部２３２ｂの間欠周期は約２倍
の周期であることが分かった。

【０００６】そして、これらの試験調査に基づいて次の
知見を得た。すなわち、指針３００が重いほど減速ギヤ
２３２のねじり変形が大きくなり、大径ギヤ部２３２ａ
が１ステップ分回転しただけでは減速ギヤ２３２がねじ
れた状態のままで元の形状に戻らず、小径ギヤ部２３２
ｂは回転しない。そして、大径ギヤ部２３２ａが２ステ
ップ分回転してはじめてねじれが解放されて元の形状に
戻り、小径ギヤ部２３２ｂは一度に２ステップ分回転す
る。

【０００７】そして、このような小径ギヤ部２３２ｂの
挙動により、指針３００の間欠周期が２倍に長くなると
ともに、指針３００の１ステップあたりの回転角が２倍
に大きくなるため、指針ぶれとして視認されることとな
る。

【０００８】本発明は、上記点に鑑み、ステップモータ
の駆動により計器の指針を回動させる指針計器用回動内
機において、指針ぶれを抑制することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、ステップモータ（２２
０）と、大径ギヤ部（２３２ａ）および小径ギヤ部（２
３２ｂ）を同軸的に隣接するように一体に成形し、両ギ
ヤ部（２３２ａ、２３２ｂ）によりステップモータ（２
２０）の回転を減速して計器の指針（３００）に伝達す
る減速ギヤ（２３２）とを備える計器用回動内機におい
て、小径ギヤ部（２３２ｂ）のうち大径ギヤ部（２３２
ａ）と隣接する根元部位に、肉盛り部（２３２ｃ）を設
けたことを特徴とする。

【００１０】これにより、減速ギヤ（２３２）のねじり
に対する剛性が高まるので、減速ギヤ（２３２）のねじ
り変形を抑制できる。よって、小径ギヤ部（２３２ｂ）
の間欠周期を、大径ギヤ部（２３２ａ）の間欠周期と略
同一にすることができ、ひいては、指針（３００）の間
欠周期を、ステップモータ（２２０）の間欠周期と略同
一にすることができる。以上により、指針ぶれを抑制す
ることができる。

【００１１】なお、請求項２に記載の発明の如く、肉盛
り部（２３２ｃ）を、両ギヤ部（２３２ａ、２３２ｂ）
の軸を中心とした円形にして好適であり、さらには、請
求項３に記載の発明の如く、肉盛り部（２３２ｃ）の外
径寸法を、小径ギヤ部（２３２ｂ）の基準ピッチ円径寸
法と略同一にして好適である。

【００１２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
に基づいて説明する。

【００１４】本実施形態は、車両用指針計器に備えられ
た回動内機に本発明を適用したものであり、当該車両用
指針計器は車室内に設けたインストルメントパネルに配
設されている。

【００１５】この指針計器は、図１にて示すごとく、配
線板１００、回動内機２００、指針３００および目盛り
盤４００等を備えている。回動内機２００は、配線板１
００の裏面に取り付けられる樹脂製ケーシング２１０
と、ケーシング２１０内に組み付けたステップモータ２
２０及び減速ギヤ列２３０と、指針軸２４０とを備えて
いる。そして、ステップモータ２２０の回転を減速ギヤ
列２３０により減速して回転軸２４０を回転させ、回転
軸２４０に固定された指針３００を目盛り盤４００の表
面に沿って回動させるようになっている。

【００１６】なお、ケーシング２１０は、断面コ字状の
両ケーシング部材２１０ａ、２１０ｂをその各開口部に
て互いに嵌着して構成されている。

【００１７】また、指針軸２４０は、その基端部２４１
にて、ケーシング２１０内にてその下側壁２１１に形成
した筒状ボス２１１ａ内に回動可能に支持されており、
この指針軸２４０は、ケーシング２１０の上壁２１２に
形成した筒部２１２ａを通り同軸的にかつ回動可能に基
端部２４１から延出している。これにより、指針軸２４
０は、ケーシング２１０により、そのボス２１１ａ及び
筒部２１２ａでもって、同軸的にかつ回動可能に支持さ
れている。

【００１８】減速ギヤ列２３０は、出力ギヤ２３１と、
減速ギヤ２３２と、ロータギヤ２３３とから構成されて
いる。出力ギヤ２３１は、ケーシング２１０内にて、指
針軸２４０に同軸的に支持されているもので、この出力
ギヤ２３１は、大径のギヤ部２３１ａに筒状ボス２３１
ｂを一体に形成して構成されている。

【００１９】減速ギヤ２３２は、大径ギヤ部２３２ａお
よび小径ギヤ部２３２ｂを同軸的に隣接するように備え
ており、これらの両ギヤ部２３２ａ、２３２ｂは、樹脂
により一体に成形されている。なお、樹脂の材質として
は剛性の高い材質が好ましく、本実施形態ではポリブチ
レンテレフタレート（ＰＢＴ）を採用している。

【００２０】そして、小径ギヤ部２３２ｂは、ギヤ部２
３１ａ及び大径ギヤ部２３２ａよりも小径の歯車であっ
て、ギヤ部２３１ａと噛合している。因みに、小径ギヤ
部２３２ｂおよび大径ギヤ部２３２ａは平歯車である。
なお、回転軸２３４は図１にて指針軸２４０の右側にお
いて、上下両壁２１２、２１１間に回動可能に支持され
ており、減速ギヤ２３２は、回転軸２３４に同軸的に相
対回動不能に支持されている。

【００２１】図２は減速ギヤ２３２の平面図であり、図
３は図２のＡ−Ａ断面図である。そして、これらの図
２、３に示すように、小径ギヤ部２３２ｂのうち大径ギ
ヤ部２３２ａと隣接する根元部位には、肉盛り部２３２
ｃが両ギヤ部２３２ａ、２３２ｂと一体に設けられてい
る。なお、本実施形態の肉盛り部２３２ｃは両ギヤ部２
３２ａ、２３２ｂの軸を中心とした円形であり、肉盛り
部２３２ｃの外径寸法ｄは、小径ギヤ部２３２ｂの基準
ピッチ円径寸法と略同一に形成されている。

【００２２】因みに、図３の斜線に示す部分が肉盛り部
２３２ｃであり、従来の減速ギヤ２３２は、この斜線部
分を除いた形状となっている。

【００２３】ロータギヤ２３３は、ステップモータ２２
０の後述するマグネットロータ２２１の筒状ボス２２３
に同軸的に支持されている。このロータギヤ２３３は、
ギヤ部２３１ａ及び大径ギヤ部２３２ａよりも小径であ
り、大径ギヤ部２３２ａと噛合している。本実施形態で
は、出力ギヤ２３１、減速ギヤ２３２およびロータギヤ
２３３は、噛合音を発生しないか或いは少なくとも発生
しにくい合成樹脂（例えば、柔らかい合成樹脂）でもっ
て形成されている。なお、図１において、符号２５０
は、出力ギヤ２３１を付勢する彎曲状ばねを示す。

【００２４】ステップモータ２２０は、マグネットロー
タ２２１と、環状ヨーク２２２とを備えている。マグネ
ットロータ２２１は、非磁性材料からなる筒状ロータ部
２２２ａと、このロータ部２２２ａの外周面にその周方
向に沿い多数のマグネット部２２２ｂを嵌着して形成さ
れており、ロータ部２２２ａは、その筒状ボス２２３に
て、回動軸２２４に同軸的に相対回動不能に支持されて
いる。なお、多数のマグネット部２２２ｂは、Ｎ磁極部
とＳ磁極部とを交互にロータ部２２２ａの外周面に嵌着
してなるものである。また、回動軸２２４は、図１にて
回動軸２３４の右側において、上下両壁２１２、２１１
間に相対回動可能に支持されている。

【００２５】ヨーク２２２は、ケーシング２１０の両ケ
ーシング部材２１０ａ、２１０ｂの各開口部間に介装さ
れており、このヨーク２２２は、図示しない各界磁巻線
とともにステップモータ２２０のステータを構成する。

【００２６】以上のように構成した本実施形態において
は、ステップモータ２２０が回転すると、減速ギヤ列２
３０においては、ロータギヤ２３３が回転する。これに
伴い、出力ギヤ２３１が、ロータギヤ２３３により大径
ギヤ部２３２ａ、小径ギヤ２３２ｂを介し減速回転され
て、指針軸２４０を回動し、指針３００が回動すること
となる。

【００２７】ここで、本実施形態によれば、小径ギヤ部
２３２ｂのうち大径ギヤ部２３２ａと隣接する根元部位
に、肉盛り部２３２ｃを設けているので、肉盛り部２３
２ｃを設けない従来の減速ギヤに比べて、減速ギヤ２３
２のねじりに対する剛性を高めることができる。よっ
て、減速ギヤ２３２のねじり変形を抑制でき、小径ギヤ
部２３２ｂの間欠周期を、大径ギヤ部２３２ａの間欠周
期と略同一にすることができる。よって、指針３００の
間欠周期を、ステップモータ２２０の間欠周期と略同一
にすることができ、指針ぶれを抑制することができる。

【００２８】ここで、小径ギヤ２３２ｂの円筒部２３２
ｄの肉厚ｔは非常に薄いため、肉盛り部２３２ｃの外径
寸法ｄを大きくしすぎると、円筒部２３２ｄと肉盛り部
２３２ｃとで肉厚が急激に変化することとなり、樹脂成
型の成型性が悪化してしまう。一方、肉盛り部２３２ｃ
の外径寸法ｄが小さすぎると、減速ギヤ２３２のねじり
に対する剛性を十分に高めることができなくなってしま
う。このような点に鑑みて、本実施形態では、肉盛り部
２３２ｃの外径寸法ｄを小径ギヤ部２３２ｂの基準ピッ
チ円径寸法と略同一に設定している。

【００２９】なお、肉盛り部２３２ｃの高さ方向（図３
の上下方向）の寸法に関しては、肉盛り部２３２ｃの上
端面と、出力ギヤ２３１ａの下端面との干渉を回避でき
る程度のギャップＧを確保できるように設定している。

【００３０】（他の実施形態）上記実施形態の肉盛り部
２３２ｃは円形であるが、本発明の肉盛り部２３２ｃは
円形に限られるものではない。

【００３１】また、上記実施形態の肉盛り部２３２ｃの
外径寸法ｄは基準ピッチ円形と同等であるが、本発明の
肉盛り部２３２ｃの外径寸法ｄは上記寸法に限られるも
のではない。

【００３２】また、上記実施形態では、減速ギヤ２３２
と、回転軸２３４とを別体に形成しているが、本発明の
実施にあたり、減速ギヤ２３２と回転軸２３４とを樹脂
により一体に成形してもよい。また、金属製の回転軸２
３４を樹脂製の減速ギヤ２３２にインサート成形するよ
うにしてもよいし、金属製の回転軸２３４を樹脂製の減
速ギヤ２３２に圧入して固定するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す要部断面図である。

【図２】図１に示す減速ギヤの平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】従来の回動内機を示す要部断面図である。

【符号の説明】

２２０…ステップモータ、２３２…減速ギヤ、２３２ａ
…大径ギヤ部、２３２ｂ…小径ギヤ部、２３２ｃ…肉盛
り部、３００…指針。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステップモータ（２２０）と、大径ギヤ部（２３２ａ）および小径ギヤ部（２３２ｂ）
を同軸的に隣接するように一体に成形し、前記両ギヤ部
（２３２ａ、２３２ｂ）により前記ステップモータ（２
２０）の回転を減速して計器の指針（３００）に伝達す
る減速ギヤ（２３２）とを備える計器用回動内機におい
て、前記小径ギヤ部（２３２ｂ）のうち前記大径ギヤ部（２
３２ａ）と隣接する根元部位に、肉盛り部（２３２ｃ）
を設けたことを特徴とする指針計器用回動内機。
【請求項２】前記肉盛り部（２３２ｃ）は、前記両ギ
ヤ部（２３２ａ、２３２ｂ）の軸を中心とした円形であ
ることを特徴とする請求項１に記載の指針計器用回動内
機。
【請求項３】前記肉盛り部（２３２ｃ）の外径寸法
を、前記小径ギヤ部（２３２ｂ）の基準ピッチ円径寸法
と略同一にしたことを特徴とする請求項２に記載の指針
計器用回動内機。