JP2011208703A - 制動バネ、ギア、および計器ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】良好な導光性能を確保できるように外径寸法の大きな回転軸を使用する場合であっても、安定した荷重が得られる制動バネを提供する。
【解決手段】制動バネ９は、同一平面上に延びる長辺部９４と、長辺部９４が位置する平面よりも上方に隆起するように湾曲した突出部９２とが環状に連結されることによって、孔９１が画成され、長辺部９４は、孔９１を貫通する回転軸８を挟むように二つ形成された突出部９２に連結されるとともに、該回転軸８と二つの突出部を結ぶ中心線γに対して略対称の形状であり、出力ギア７に荷重を作用させる際、長辺部９４の中心線γから最も離れた部位は、モータケースの内面に下面が接触して支持され、突出部９２の上面の頂部が出力ギア７の下面への作用点となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車用計器や船舶用計器、航空機用計器など各種用途のメータ装置において、その指針を取り付けた回転軸を回転自在に支持するメータ装置に用いられる制動バネ、ギア、および計器ユニットに関するものである。

従来、このような計器類に用いるメータ装置には、このステップモータからの回転力を金属製の指針軸に伝達させる樹脂製ギアが嵌着された回転軸を、ケースに回転駆動自在に支持したものが多用されている。このようなモータでは、回転軸の回転中の微振れを抑制するため、ギアに、樹脂ばねが一体に形成されている。

ところが、樹脂ばねは、経時変化によるへたり、すなわち永久変形を生じやすいため、長期にわたって使っていると、回転軸を軸方向に押さえ込む力が弱まり、回転軸の微振れが大きくなってしまう。

そこで、経時的なへたりに起因する回転軸の微振れの増大を回避することができるとともに、回転軸の微振れを確実に抑制することが可能な回転軸支持構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、この回転軸支持構造では、図１４に示すように、上ケース１０１Ａ及び下ケース１０１Ｂからなる、配線板１０６に固定されたケース１０１の内部に、平板状の金属からなるスラスト板ばね（以下、「板ばね」と略す）１０２をギア１０３と下ケース１０１Ｂとの間に湾曲自在に載置させている。このため、図示外の指針やこれを取付けている指針軸１０５がスムースに回転できるようになっている。

つまり、この回転軸支持構造においては、図１５に示すように、指針軸１０５から一体に延びる回転軸１０４が板ばね１０２の中心部分の孔１０２Ｂ（図１６参照）に挿入されている。また、回転軸１０４に設けたボス１０４Ａを板ばね１０２に押付けることで、板ばね１０２が湾曲した状態に撓んでおり、そのときの板ばね１０２からの反力を負荷として利用し、回転軸１０４に対する制動力を発生させている。

なお、この板ばね１０２には、図１６に示すように、互いに向かい合う短辺側に、切り欠き溝１０２Ａが設けられている。

ところで、この板ばね１０２は、金属製であるためへたりを半永久的に回避でき、ステッパモータ１００を長期間使用しても、回転軸１０４の微振れが拡大しない。また、この板ばね１０２は、曲面加工の必要がなく平板状のままケース１０１に組み込まれるので、全体に亘って強度が均質化され、回転軸１０４の微振れが効果的に抑制できる。

特開２００５−２５３２７２号公報

ところで、上述した板ばね１０２から回転軸１０４へ作用する荷重の大きさについては、図１６に示す金属製の板ばね１０２において、その材質、長辺方向の長さＬ_１、及び孔１０２Ｂを画成する内側の端部から外側の端部までの距離Ｌ_２などの大きさによって大きく変化する。

一方、この回転軸支持構造における回転軸１０４については、例えばこの回転軸１０４に指針照明用の導光手段の機能を持たせ光源から導光させようとする場合、所要量の導光光量を確保するために、その外径がどうしても大きなものとならざるを得ない。このため、このような回転軸１０４に荷重を作用させる板ばね１０２は、その孔１０２Ｂも必然的に大きくなる。その結果、板ばね１０２の距離Ｌ_２が狭くなり、板ばね１０２の短辺方向の弾性力と長辺方向の弾性力が不均一なものになる。

しかも、回転軸１０４の外径寸法が大きくなると、板ばね１０２を押圧するボス１０４Ａの押下支点も孔１０２Ｂから遠ざかることになる（ボス１０４Ａは、回転軸１０４から最も離れた角部が板ばね１０２に接触するが、回転軸１０４の外径が大きくなるとともにその外径が大きくなるボス１０４Ａは、その角部が孔１０２Ｂから遠ざかることになる。）。このように板ばね１０２が荷重を作用させる作用点が該板ばね１０２の長辺方向中央から遠ざかると、板ばね１０２が回転軸１０４に作用させる荷重を調整することが困難になってしまう。

このように、従来の板ばね１０２は、短辺方向の弾性力と長辺方向の弾性力が不均一である上に、板ばね１０２を押圧するボス１０４Ａの押下支点も孔１０２Ｂから遠ざかっていたため、回転軸１０４に作用させる荷重を調整することが困難な形状であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な導光性能を確保できるように外径寸法の大きな回転軸を使用する場合であっても、安定した荷重を回転軸に作用させることができる制動バネ、ギア、および計器ユニットを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る制動バネは、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアを介して該回転軸を回転させるためのムーブメントに用いられる、前記ギアの下方から上方に向けて該ギアに荷重を作用させる制動バネにおいて、
該制動バネは、前記ギアの下面から突出する前記回転軸によって貫通される孔が穿設された形状であって、同一平面上に延びる第１のバネ片と、前記第１のバネ片が位置する平面よりも上方に隆起するように湾曲した第２のバネ片とが環状に連結されることによって、前記孔が画成され、
前記第１のバネ片は、前記孔を貫通する前記回転軸を挟むように二つ形成された前記第２のバネ片に連結されるとともに、該回転軸と二つの該第２のバネ片を結ぶ中心線に対して略対称の形状であり、
前記ギアに荷重を作用させる際、前記第１のバネ片の一部分は、前記ムーブメントを収容するケースの内面に下面が接触して支持され、前記第２のバネ片の上面の頂部が前記ギアの下面への作用点となる、
こと。
（２） また、上記（１）の構成の制動バネにおいて、
前記第１のバネ片は、前記中心線に直交する前記回転軸を通過する直線に対して略対称の形状であり、
前記第１のバネ片および前記第２のバネ片は、前記孔を画成する内側の端部と、前記孔を画成する端部とは反対側の外側の端部との幅が略同一である、
こと。
（３） また、上記（２）の構成の制動バネにおいて、
前記ムーブメントを収容するケースの内面に下面が接触する前記第１のバネ片の一部分は、前記中心線から最も離れた部位にあり、前記第１のバネ片の前記一部分には、前記ケースの内面に形成された突起に係合する溝が形成されている、
こと。

前述した目的を達成するために、本発明に係るギアは、下記（４）を特徴としている。
（４） 回転軸を回転させるためのムーブメントに用いられる、上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の制動バネから下方から上方に向けて荷重の作用を受けるギアであって、
ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギア本体と、
前記ギア本体の下面から前記回転軸を内部に収容するように下方に突設された、円筒状の円周部と、
を備え、
前記円周部の端面の一部は、該ギアが荷重の作用を受ける際、前記第２のバネ片の上面の頂部に接触する、
こと。

前述した目的を達成するために、本発明に係る計器ユニットは、下記（５）〜（７）を特徴としている。
（５） ステップモータと、
前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアと、
上記（１）に記載の制動バネと、
前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
を備えること。
（６） ステップモータと、
前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、上記（４）に記載のギアと、
上記（２）に記載の制動バネと、
前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
を備えること。
（７） ステップモータと、
前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアと、
上記（３）に記載の制動バネと、
前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
を備え、
前記ケースの内面には、前記第１のバネ片の前記溝に係合する突起と、前記突起を挟む位置に設けられた、前記第１のバネ片の下面に接触するボスと、が形成され、
前記ボスは、前記制動バネの内側および外側の端部に生じ得るバリの長さよりも高くケースの内面から鉛直上方に隆起しているとともに、該ボスに載置された前記第１のバネ片を上面視した際に該第１のバネ片によってその上面の全てが覆われている、
こと。

上記（１）または（２）の構成の制動バネによれば、外径寸法の大きな回転軸を使用する場合であっても、安定した荷重が得られるとともに、その外径寸法の大きな回転軸を用いることで良好な導光性能を確保することもできる。
また、上記（３）の構成の制動バネによれば、制動バネの位置決め及び回り止め（回転軸に連れ回されるのを防止する）を効果的に実現できる。
また、上記（４）の構成のギアによれば、制動バネとの接触に伴い発生する摩擦力が最小限に抑えられ、この摩擦力がギア側の回転動作の際の障害となるのを最小限に抑制できる。
また、上記（５）の構成の計器ユニットによれば、外径寸法の大きな回転軸を使用する場合であっても、安定した荷重が得られるとともに、その外径寸法の大きな回転軸を用いることで良好な導光性能を確保することもできる。
また、上記（６）の構成の計器ユニットによれば、制動バネとの接触に伴い発生する摩擦力が最小限に抑えられ、この摩擦力がギア側の回転動作の際の障害となるのを最小限に抑制できる。
また、上記（７）の構成の計器ユニットによれば、制動バネにバリが発生していても、そのバリがギア及びケース内面のいずれにも接触しない構造であるので、これらの一部にそのバリが接触して引っ掛かったり擦れたりするといった、トラブルの発生が回避できる。

本発明の制動バネ、ギア、および計器ユニットによれば、外径寸法の大きな回転軸を使用する場合であっても、安定した荷重が得られるとともに、その外径寸法の大きな回転軸を用いることで良好な導光性能を確保できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１の実施形態に係る計器ユニットの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る計器ユニットの斜視図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る計器ユニットの制動バネおよび出力ギアを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る計器ユニットの要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る計器ユニットの、制動バネと出力ギアとの接触状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る制動バネの、モータケース内面の台座側との接触状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る計器ユニットの内部を示す斜視図である。 図８におけるＶＩＩＩ部分の拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る計器ユニットの断面図である。 図１０におけるＸ部分の拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る制動バネの、モータケース内面の台座側との接触状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る制動バネにおけるバリの発生面を示す説明図である。 従来の回転軸支持構造を示す断面図である。 従来の回転軸支持構造に用いる板ばねの作用を示す説明図である。 従来の板ばねの形状を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１乃至図３は、本発明の第１の実施形態に係る計器ユニット１Ａを示すものである。
計器ユニット１Ａは、ステップモータ５、減速ギア列、及び回転軸８などのムーブメント部品がモータケース４に収容されたものである。計器ユニット１Ａが装着されるメータ装置は、図３に示す基板２上に実装された光源３と、この光源３が搭載された領域を含む基板２上の所定場所に取付けられた計器ユニット１Ａと、この計器ユニット１Ａの上部に設置された、数字、文字、記号など、車自体或いは車周辺の環境などに関する必要情報を表示する図示外の表示板と、を有する。

本実施形態の計器ユニット１Ａが適用されるメータ装置は、図示外のコンビネーションメータの一部を構成しており、表面側を形成する表示板が全面に亘って嵌め込まれて見返し板を構成している。また、この表示板には、計器ユニット１Ａを含む各種計器類を設置するための各種表示窓を開口させており、側面及び背面側を構成するコンビネーションメータケースと一体化されている。更に、この表示板は、黒色系などの透明な図示外のカバーガラスで上部が覆われている。

なお、本実施形態の計器ユニット１Ａが適用されるメータ装置は、例えば速度計を構成している。この場合、図示しないセンサによって検出された現在速度に対応したセンサ信号に基づき、後述の指針を所定角度だけ回動させ、図示外の表示板に形成された特定の数字を指し示すことによって現在速度をアナログ表示する。

光源３は、所定波長（λ）の可視光を出射する例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されており、後述する回転軸８の下側の端面８Ｄに正対するような状態でその直下の基板２に実装されている。なお、光源３であるＬＥＤは、光軸が基板２の上面に対して垂直なＺ方向に設定されており、このＬＥＤからの主要な大部分の光（以下、照明光とよぶ）が直上の回転軸８の下側の端面８Ｄに向けて出射される。なお、この回転軸８の下側の端面８Ｄから入射した照明光は、モータケース４の上部から突出した回転軸８の上側の先端まで導光され、この上側の先端に圧入された指針が発光照明されるように構成されている。

モータケース４は、基板２に固設される下ケース４Ａと、この下ケース４Ａに重ねられる上ケース４Ｂとで構成されている。このモータケース４の内部には、ステップモータ５と、中間ギア６と、出力ギア７が一体に形成された回転軸（但し、上側の先端は除く）８とを収容し、さらに、制動バネ９が、回転軸８と一体の出力ギアの一部と下ケース４Ａとの間に組付けられた状態で収容されている。これについては、後に詳述する。なお、回転軸８の上側の先端は、モータケース４の外部に突出しており、この上端に図示外の指針が圧入された状態で嵌合されている。

下ケース４Ａは、上方が開口された略箱型形状を呈している。また、下ケース４Ａには、下面から下方（−Ｚ方向）に向けて突出する円筒突起Ｐを左右両側面の部分に設けており、これらが基板２上に開口された各固定孔にそれぞれ嵌入されるように構成されている。

また、下ケース４Ａの内部には、下面に形成された凹部４１の中央部から上ケース４Ｂ方向に向けて円筒状に突出する軸受け４２Ａが形成されている。さらに、この下ケース４Ａの内面には、図１に示すように、上ケース４Ｂ方向に向けて僅かに円筒状に突出した軸受け４２Ｂ、軸受け４２Ｃがそれぞれ所定位置に形成されている。

さらに、この下ケース４Ａには、図１及び図３に示すように、この下ケース４Ａの、上ケース４Ｂに向けて開口した内面部分の所定位置において、軸受け４２Ａを両側から挟むようにして２つの台座４４が突設されている。この台座４４は、制動バネの下面の一部を支持する支持部となるものであって、その表面４４Ａ（以下、「上面」とよぶ（図５参照））には、後述する制動バネ９に形成された係止溝９３が嵌り込む突起４４Ｂが形成されている。

一方、上ケース４Ｂには、下ケース４Ａの凹部４１（図２参照）の中心部に設けた軸受け４２Ａに対応してその直上部分に軸孔４３を穿設しており、この軸孔４３には回転軸８の上側が回転可能な状態で貫通している。さらに、この上ケース４Ｂには、下ケース４Ａの軸受け４２Ｂ、軸受け４２Ｃに対応してその直上部分の内面（天井面）に、図示外の軸受けがそれぞれ形成されている。

ステップモータ５は、回転軸８を回動させるためのものであり、減速ギア列、即ち中間ギア６及び出力ギア７（特にこれらのギア列ではなく、単一のギアで減速させる構成でもよい）を介して減速させながら回転軸８を回動させる。そして、この回転軸８を回動させることにより、これと一体の指針を表示板の表面に沿って回動させ、必要な各種情報を指し示すようになっている。本実施形態のステップモータ５は、図１に示すように、ステータ５１と、このステータ５１の開口された中央部のロータ軸５２Ａに取り付けられたロータ５２と、を備えている。

ステータ５１は、下ケース４Ａに固定されているとともに開口された内部に磁極となる磁芯が突設されており、この磁芯にはボビンに巻装されたコイル５１Ａが装着されている。

ロータ５２は、適宜の磁性材料で略円筒形状に形成されてステータ５１の開口された中央部に回転自在に設置されており、上部には歯数の少ない小径のロータギア５３が同芯状に固設されているとともに、外周面にはマグネットを複数固着させている。なお、ロータ５２を取付けたロータ軸５２Ａは、図２に示すように、下ケース４Ａに設けた軸受け４２Ｂ及び上ケース４Ｂに設けた図示外の軸受けの間に回転自在に軸支されている。

中間ギア６は、支軸６Ａに固着されており、この支軸６Ａが下ケース４Ａに設けた軸受け４２Ｃ及び上ケース４Ｂに設けた図示外の軸受けの間に回転自在に軸支されている。この中間ギア６は、外周に設けた歯数の多い大歯６１が、ロータ５２の上部に固着した小歯のロータギア５３に噛合しており、ロータ５２からの回転速度が減速されて伝達される。また、この中間ギア６の上部には、歯数の少ない小径のピニオン６２が支軸６Ａと一体に同軸的に固着されている。

出力ギア７は、中間ギア６のピニオン６２からの回転力を回転軸８に伝達させるため、回転軸８の中間付近においてこの回転軸８と一体に形成されている。本実施形態の出力ギア７は、適宜の透明樹脂材料により、後述する回転軸８と一体成形されている。尚、出力ギア７と回転軸８とは一体に成形されている場合について説明するが、別体としてそれぞれ形成しておき、回転軸８を出力ギア７に貫通するように装着する構成でもよい。

また、この出力ギア７は、外周に設けた歯数の多い大歯７１が、中間ギア６の上部に設けたピニオン６２に噛合しており、中間ギア６の回転速度がさらに減速されて伝達され回転する。このため、この出力ギア７と一体に形成された回転軸８は、大幅に減速された出力ギア７と同一角速度で一体に回動し、高い精度で指針を回動させることができる。

回転軸８は、導光性に優れた適宜の透光性（若しくは導光性）樹脂材料で出力ギア７と一体に成形されている。具体的には、回転軸８は出力ギア７の円盤状のギア本体から上方および下方にそれぞれ突出するように設けられており、ギア本体に対して垂直上方に延びる回転軸の上側の軸心、ギア本体に対して垂直下方に延びる回転軸の下側の軸心、およびギア本体のギア軸とは同一直線上に位置する。そして、この回転軸８は、光源３からの照明光を指針まで導光させるために略円柱形状を有している。この回転軸８は、所要の光量を確保するため、導光機能を持たない回転軸に比べて外径を太くしている。また、この回転軸８は、上述したように、上側の先端が上ケース４Ｂの軸孔４３からモータケース４の外部に突出しており、表示板の表面まで突出するその先端に指針が組付けられている。また、この回転軸８は、上側が上ケース４Ｂ側の軸孔４３に軸支されており、また下側が下ケース４Ａに設けた軸受け８Ａに回転自在に軸支されている。

前述したように、この回転軸８は、下側の端面８Ｄが光源３の直上に設置されて正対している。従って、光源３からの照明光がこの端面８Ｄに入射すると、その照明光の大部分が回転軸８の内部の外周面との界面部分で反射（例えば、全反射或いは正反射等）を繰り返しながら導光され、上側の先端へ向けて伝搬していく。

制動バネ９は、金属製の適宜の薄板からなるものであって、図４に示すように、中央部に後述する孔９１を設けた左右対称な略楕円リング形状を呈しており、湾曲する厚さ方向の変位量に応じた大きさのばね力（弾性力）を発生する。また、この制動バネ９は、一面（以下、下面９Ａ）側の所要の領域δ（図７参照）がモータケース４内面側の台座４４の上面４４Ａに接触し、他方、下面９Ａとは反対の面（以下、上面９Ｂとよぶ）が出力ギア７の下面に接触する状態で、モータケース４内に収容されている。これにより、制動バネ９は、出力ギア７の下方から上方に向けて出力ギア７に荷重を作用させている。このように出力ギア７に対して所要のばね力を付勢することで、回転軸８の安定的な回転動作を確保し、さらには、回転軸８の上側の先端に取り付けられる図示外の指針の振動も抑制している。以下、制動バネ９の構造について詳細に説明する。

本実施形態の制動バネ９は、図４に示すように、回転軸８の下側によって貫通される孔９１が中央部に設けられており、同一平面上に延びる長辺部９４（第１のバネ片）と、長辺部９４が位置する平面よりも上方に隆起するように湾曲した突出部９２（第２のバネ片と）が環状に連結されることによって、孔９１が画成されている。突出部９２は、長辺部９４の長手（Ｘ）方向の長さＳ_１を２等分する位置に回転軸８を挟むように設けられており、２本の長辺部９４にそれぞれ設けられた突出部９２と孔９１を貫通する回転軸８とは同一直線上に位置している（２つの突出部９２と回転軸８が位置する直線を中心線と称することがある。）。また、長辺部９４の中心線γから最も離れた部位には、制動バネ９の位置決め及び回り止め（回転軸８に連れ回されるのを防止する）を行う係止溝９３が形成されている。このような制動バネ９は、中心線γ、および中心線γに直交し、且つ回転軸８を通過する直線に対して、対称の形状である。

孔９１は、少なくとも短辺（Ｙ）方向の開口寸法が回転軸８の外径寸法よりも大きな開口寸法を有する長孔形状に開口されているものであって、具体的には、制動バネの外径形状と相似形状に開口されている。

突出部９２は、図６及び図７に示すように、長辺部９４の中央（中心線γ上）に設けられており、長辺部９４が位置する平面よりも上方に隆起するように湾曲した断面略逆Ｕ字形などの形状に形成されている。

係止溝９３は、前述した下ケース４Ａの内面側の台座４４の上面４４Ａに形成した突起４４Ｂとしっかり嵌合するようになっている。このため、長辺部９４の係止溝９３を挟む部位は、制動バネ９が下ケース４Ａに配置された際、その下面が９Ａが台座４４の上面４４Ａに接触し、台座４４に支持されることになる。

制動バネ９の係止溝９３及び下ケース４Ａの突起４４Ｂについては、本実施形態のものとはそれぞれ逆に、係止溝９３が長辺部９４と同一平面に延設された突起で、突起４４Ｂが溝とした構成であってもよい。いずれの構成の場合であっても、制動バネ９を台座４４に確実に保持することができるので、制動バネ９が回転軸８の回転動作に伴って揺動動作などを起こすのを回避できる。

長辺部９４および突出部９２は、全周に亘ってほぼ一定の均一幅Ｓ_２に形成されている（つまり、長辺部９４および突出部９２は、孔９１を画成する内側の端部と、孔９１を画成する端部とは反対側の外側の端部との幅が、全集に亘って略同一である。）。つまり、孔９１を囲む長辺部９４および突出部９２は部分的に幅が狭まっている個所がない。これに加え、制動バネ９は、長手（Ｘ）方向についてもまたこれに直交する（Ｙ）方向についても、それぞれ対称形状であるので、制動バネ９により発生する弾性力にはむらがなく均一である。従って、制動バネ９をこのような形状にすることで、安定したばね荷重を得ることができる。

また、出力ギア７は、円盤状のギア本体の下面から回転軸８の下側を内部に収容するように下方に突設された円筒状の円周部１０を有している。円周部１０は、図３に示すように、出力ギア７の、制動バネ９と対面するギア本体の一面（以下、「下面」とよぶ）から下（Ｚ方向）に向けて長さＬだけ垂下する状態で、このギア本体と一体に設けられている。この円周部１０は、制動バネ９に対向する下端部が開口した円筒状である。この円周部１０は、図４に示すように、この直径が、制動バネ９の２つの突出部９２の間隔とほぼ一致する大きさＤを有する。

従って、回転軸８が上下のケース４Ａ，４Ｂ間に組付けられると、出力ギア７の下面から垂下した円周部１０の下端面１０Ｂの一部は、下ケース４Ａの台座４４上に搭載された制動バネ９に対して、突出部９２の頂部に接触した状態で上から押し当たる。これによって、詳細は後述するが、可撓性を有する制動バネ９が弾性変形を起こして下方（図６ではα方向）に向けて凸状に湾曲するようになっている。

上述したように、この円周部１０は、制動バネ９に上から当接するような状態で押し当っている。従って、この円周部１０は、これを一体に設けている出力ギア７の回転中、図４に示すように、円周部１０の下端面１０Ｂの形状である円環形状（リング形）領域のうち３６０度いずれかの方向の部位が、常に制動バネ９と摺動している。これにより、回転軸８の微振れなどを防止できるわけである。なお、円周部１０を一体に設けている出力ギア７のギア本体や回転軸８は、図３に示すように、たとえ回動中であっても制動バネ９に接触することがない。

次に、本実施形態の作用について説明する。
例えば、ステップモータ５自身に微振れが生じたり、回転軸８の軸受部分などにがたつきなどを生じて回転軸８が振動を発生しようとしても、安定したばね荷重を有する制動バネ９がこれらの振動を効果的に吸収できる。従って、回転軸８の微振れなどを防止できる。

また、例えば運転中に何らかの衝撃が車体側に作用し、基板２を介してモータケース４の下ケース４Ａにもその衝撃が及ぶような場合、その衝撃力が下ケース４Ａの内面側の台座４４の上面４４Ａに設けた突起４４Ｂ及びこれに接触する突出部９２を介して制動バネ９に伝搬する。

すると、この制動バネ９は、バランス良く弾性変形することでその衝撃力を吸収・制振し、円周部１０及びこれと一体化された出力ギア７、さらにこの出力ギア７と一体化された回転軸８へ衝撃が伝搬するのを効果的に抑制する。これにより、外部などからの衝撃が車体などに及ぼしても、回転軸８及びこの上部に取り付けた指針などの揺れや微振れなどが確実に抑制できる。

このように、本実施形態によれば、制動バネ９には、全周に亘って均一な幅であるため荷重に部分的なばらつきがなく、長辺部９４の全長に亘って左右ほぼ均一で安定したばね荷重が得られる。その結果、長辺部９４の全長に亘ってばねの撓み量に大きな変化をもたらすことがない。また、制動バネ９は、突出部９２の頂部一点で接触し、且つその頂部が長辺部９４の長手（Ｘ）方向の長さＳ_１を２等分する位置に設けられていることから、作用点が長辺部９４の中央に位置することになる。これにより、回転軸８の径によらずに作用点の位置を固定することができるため、さらに、図６に示すように長辺部９４の中央部分を円周部１０で押下させることで制動バネ９を厚さ方向に撓ませる構造であるため、個々の制動バネの寸法バラつきによるばね荷重の変化量を小さく抑えて安定化させることが容易である。しかも、制動バネ９の突出部９２の突出量ｄ（図５参照）がばねの押し込み量、つまり制動バネ９の弾性力の大きさに比例するので、必要とするばね荷重の設定が容易に行える。

また、本実施形態によれば、制動バネ９の突出部９２が略逆Ｕ字形状を有することによって、図６に示すように、円周部１０の下端面１０Ｂと突出部９２とは点で接触することができる。その結果、最小限の接触状態、別言すれば最小限に摩擦力を抑えることができる。従って、円周部１０が制動バネ９に接触しながら回転していても、円周部１０と一体に回転する出力ギア７については、その回転の妨げとならずに円滑な回動動作が得られる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る計器ユニット１Ｂについて説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して重複説明を避ける。

本実施形態の計器ユニット１Ｂが第１の実施形態の計器ユニット１Ａと異なる点は、制動バネ９が、バリ９０(図１２、図１３参照)を発生している方の面を下向き（つまり下面９Ａ）にして、下ケース４Ａ内面側の台座４４に対面する状態で載置してあることと、下ケース４Ａ内面側の台座４４の上面４４Ａには、少なくとも制動バネ９のバリの最大高さｔ´（図１３参照）を上回る厚さｔ（但し、ｔ＞ｔ´）を有するボス４５が突起４４Ｂを挟む位置に設けていることである。換言すれば、この制動バネ９は、図１１に示すように、バリ９０を避けた領域εをボス４５に接触させた状態で（つまり、ボス４５に載置された制動バネ９を上面視した際に制動バネ９によってその上面の全てが覆われている）、台座４４に搭載させるように構成したものである。

ところで、この制動バネ９は、通常、適宜の薄板状の金属をプレスなどによる打ち抜きによって形成している場合が多いので、仮に後の作業で丁寧な研磨仕上げを行っても、微視的にみると打ち抜かれた裏面側に微細なバリを発生していることが多い。制動バネ９を下ケース４Ａに載置した際に、このバリが、下ケース４Ａの内面に接触することがある。

そこで、本実施形態では、このような事情を考慮して、図１３に示すように制動バネ９にバリ９０が下方に向けて発生していても、下面が台座４４と対面するように下向きにして、制動バネ９を下ケース４Ａと、出力ギア７側の円周部１０との間に組み込んである。従って、本実施形態によれば、円周部１０の下端面１０Ｂ（図１１参照）が制動バネ９のバリ９０に引っ掛かって擦れたりすることが防止できる。

また、さらに、本実施形態では、このようなバリ９０の発生した状態の制動バネ９に対して、制動バネ９の下面９Ａが、上述したように高さｔだけ台座４４の上面４４Ａからボス４５で持ち上げられた状態になっている。逆に言えば、そのバリ９０はボス４５の周囲の該ボス４５より一段低いところに位置する。従って、下面９Ａから下方へ突出した最大高さのバリ９０の部分が台座４４の上面４４Ａなどに接触するのが回避されている。これにより、台座４４の上面４４Ａなどへのバリ９０の引っ掛かりや引き摺りなどがなく、制動バネ９を組み込んだ後に、台座４４の上面４４Ａなどへの擦れなどを生じないので、制動バネ９が正常に変形して設定通りのばね荷重（制動力）が得られる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
即ち、上記したいずれの実施形態でも、出力ギア７の下面に垂下した円周部１０を備え、この円周部１０の下端面１０Ｂを制動バネ９の突出部９２に押当てているが、これに限定されるものではない。

例えば、出力ギア７自体を、やや厚めでかつ円周部１０の寸法程度に外径を形成するのと同時に、下ケース４Ａの軸受け４２Ａ部分については上方への突出高さを低く抑えることで、出力ギア７側の下面の一部を制動バネ９に接触させて押当てる構造とすることも可能である。この場合には、出力ギア７のギア本体が円周部を兼用することになる。

また、本発明の計器ユニットとしては、例えば、燃料計部、タコメータ部、スピードメータ部、及び水温計等の各種計器類への適用が可能である。

１Ａ，１Ｂ 計器ユニット
２ 基板
３ 光源
４ モータケース
４Ａ 下ケース
４Ｂ 上ケース
４１ 凹部
４２Ａ 軸受け
４３ 軸孔
４４ 台座
４４Ａ （表面）上面
４４Ｂ 突起
４５ ボス
５ ステップモータ
５１ ステータ
５２ ロータ
６ 中間ギア
７ 出力ギア
８ 回転軸
９ 制動バネ
９Ａ 下面
９Ｂ 上面
９０ バリ
９１ 孔
９２ 突出部
９３ 係止溝
９４ 長辺部
１０ 円周部
１０Ｂ 下端面
Ｓ_２ 長辺部の幅
Ｓ_１ 長手方向の長さ

Claims (7)

1. ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアを介して該回転軸を回転させるためのムーブメントに用いられる、前記ギアの下方から上方に向けて該ギアに荷重を作用させる制動バネにおいて、
   該制動バネは、前記ギアの下面から突出する前記回転軸によって貫通される孔が穿設された形状であって、同一平面上に延びる第１のバネ片と、前記第１のバネ片が位置する平面よりも上方に隆起するように湾曲した第２のバネ片とが環状に連結されることによって、前記孔が画成され、
   前記第１のバネ片は、前記孔を貫通する前記回転軸を挟むように二つ形成された前記第２のバネ片に連結されるとともに、該回転軸と二つの該第２のバネ片を結ぶ中心線に対して略対称の形状であり、
   前記ギアに荷重を作用させる際、前記第１のバネ片の一部分は、前記ムーブメントを収容するケースの内面に下面が接触して支持され、前記第２のバネ片の上面の頂部が前記ギアの下面への作用点となる、
   ことを特徴とする制動バネ。
2. 前記第１のバネ片は、前記中心線に直交する前記回転軸を通過する直線に対して略対称の形状であり、
   前記第１のバネ片および前記第２のバネ片は、前記孔を画成する内側の端部と、前記孔を画成する端部とは反対側の外側の端部との幅が略同一である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制動バネ。
3. 前記ムーブメントを収容するケースの内面に下面が接触する前記第１のバネ片の一部分は、前記中心線から最も離れた部位にあり、前記第１のバネ片の前記一部分には、前記ケースの内面に形成された突起に係合する溝が形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の制動バネ。
4. 回転軸を回転させるためのムーブメントに用いられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の制動バネから下方から上方に向けて荷重の作用を受けるギアであって、
   ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギア本体と、
   前記ギア本体の下面から前記回転軸を内部に収容するように下方に突設された、円筒状の円周部と、
   を備え、
   前記円周部の端面の一部は、該ギアが荷重の作用を受ける際、前記第２のバネ片の上面の頂部に接触する、
   ことを特徴とするギア。
5. ステップモータと、
   前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアと、
   請求項１に記載の制動バネと、
   前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
   を備えることを特徴とする計器ユニット。
6. ステップモータと、
   前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、請求項４に記載のギアと、
   請求項２に記載の制動バネと、
   前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
   を備えることを特徴とする計器ユニット。
7. ステップモータと、
   前記ステップモータの回転力が伝達されて回転する、ギア軸と軸心を一にする回転軸が上面および下面から突出するギアと、
   請求項３に記載の制動バネと、
   前記ステップモータ、前記制動バネ、前記ギア、および指針が組み付けられる先端を除く前記回転軸を内部に収容するケースと、
   を備え、
   前記ケースの内面には、前記第１のバネ片の前記溝に係合する突起と、前記突起を挟む位置に設けられた、前記第１のバネ片の下面に接触するボスと、が形成され、
   前記ボスは、前記制動バネの内側および外側の端部に生じ得るバリの長さよりも高くケースの内面から鉛直上方に隆起しているとともに、該ボスに載置された前記第１のバネ片を上面視した際に該第１のバネ片によってその上面の全てが覆われている、
   ことを特徴とする計器ユニット。

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