JP2018117408A - ギアードモータおよび指針式表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】最終歯車に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢することのできるギアードモータおよび指針式表示装置を提供すること。【解決手段】ギアードモータ100において、付勢部材9は、回転中心軸線L方向の一方側L1に配置された第1支持部材21に向けて最終歯車42を付勢しているため、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタつきが抑制される。また、付勢部材9は、最終歯車42と別体に構成されているため、最終歯車42の構成に大きな影響を受けずに、付勢部材9の位置や形状等を決定することができる。例えば、付勢部材9と最終歯車42とが摺動する位置を回転中心軸線Lに比較的近い位置に設定することができ、かかる構成によれば、最終歯車42が回転した際、最終歯車42に加わる摺動負荷を低減することができる。また、最終歯車42を樹脂製とした場合でも、付勢部材9を金属製とすることができる。【選択図】図6
Description
本発明は、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢して最終歯車のガタつきを抑制したギアードモータおよび指針式表示装置に関するものである。
指針式表示装置においては、ケースの内部にモータおよび歯車列を備えたギアードモータが用いられており、ギアードモータにおいてケースから突出する出力軸に指針が固定されている(特許文献1)。かかるギアードモータに関し、特許文献1では、歯車列において出力軸を保持する最終歯車に板状バネを形成し、板状バネによって最終歯車を回転中心軸線方向に付勢することにより、最終歯車のガタつきを抑制した構造が採用されている。より具体的には、最終歯車において、出力軸を保持する胴部から径方向外側に張り出した円板部に板状バネを形成し、板状バネの先端側に形成した凸部をケースに当接させることによって、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢している。
特許文献1に記載のギアードモータのように、最終歯車の円板部自身に板状バネを形成した場合、板状バネとケースとの摺動部分での摺動抵抗が過大になってしまうという問題点がある。例えば、最終歯車の胴部を大径化した場合、最終歯車の円板部のうち、回転中心軸線から径方向外側に大きく離間した位置に板状バネを形成することになるため、板状バネとケースとの間に発生する摺動抵抗が過大になってしまう。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、最終歯車に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢することのできるギアードモータおよび指針式表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るギアードモータは、モータ部と、前記モータ部の回転を伝達する歯車列と、前記歯車列の最終歯車に対して前記最終歯車の回転中心軸線方向の一方側に位置する第1支持部材と、前記最終歯車に対して前記回転中心軸線方向の他方側に位置し、前記第1支持部材と連結された第2支持部材と、前記最終歯車とは別体に構成され、前記第2支持部材と前記最終歯車との間で前記最終歯車を前記第1支持部材に向けて付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする。
本発明においては、付勢部材が、回転中心軸線方向の一方側に配置された第1支持部材に向けて最終歯車を付勢しているため、最終歯車の回転中心軸線方向のガタつきが抑制される。また、付勢部材は、最終歯車と別体に構成されているため、最終歯車の構成に大きな影響を受けずに、付勢部材の位置や形状等を決定することができる。例えば、付勢部材と最終歯車とが摺動する位置、あるいは付勢部材と第2支持部材とが摺動する位置を回転中心軸線に比較的近い半径位置に設定することができ、かかる構成によれば、最終歯車が回転した際、最終歯車に加わる摺動負荷を低減することができる。それ故、最終歯車に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢し、最終歯車の回転中心軸線方向のガタつきを抑制することができる。
本発明において、前記付勢部材は、金属製である態様を採用することができる。かかる態様によれば、付勢部材の温度変化に起因する劣化等を抑制することができる。
本発明において、前記付勢部材と前記最終歯車との間、あるいは前記付勢部材と前記第2支持部材との間に構成される摺動部分には、前記摺動部分を構成する一方側部材から他方側部材に向けて突出して前記他方側部材に当接する凸部が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、摺動部分が凸部によって構成され、凸部以外では、摺動部分を構成する一方側部材と他方側部材とが接触しない。このため、余計な摺動負荷が発生することを抑制することができる。
本発明において、前記付勢部材は、前記回転中心軸線周りに延在する環状部と、前記環状部の前記回転中心軸線周りの複数個所から各々突出した複数の板状バネと、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、最終歯車と第2支持部材との間に付勢部材を安定した姿勢で配置することができるので、付勢部材が傾く等の不具合が発生しにくい。
本発明において、前記第2支持部材には、前記付勢部材の前記回転中心軸線周りの回転を防止する回り止め部が形成され、前記付勢部材と前記最終歯車とが摺動する態様を採用することができる。かかる態様によれば、最終歯車が回転した際、付勢部材が供回りしないので、付勢部材において最終歯車と当接する部分のみを摺動に適した構造とすればよい。
本発明において、前記最終歯車は、外周面に外歯が形成された円板部と、前記円板部から前記回転中心軸線方向の一方側に突出する軸部と、を備え、前記第1支持部材は、前記軸部の外周面を径方向外側で回転可能に支持する筒部と、前記筒部の前記回転中心軸線方向の一方側の端部で前記軸部を前記回転中心軸線方向の一方側から回転可能に支持する端板部と、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、最終歯車を第1支持部材の筒部によって回転可能に支持した構成とすることができる。
本発明において、前記端板部は、前記軸部の前記回転中心軸線方向の一方側に位置する端面を前記回転中心軸線方向の一方側から回転可能に支持している態様を採用することができる。かかる態様によれば、軸線方向の長い寸法にわたって、最終歯車の軸部を第1支持部材の筒部によって支持した構成とすることができる。それ故、最終歯車を安定した状態に支持することができる。
本発明において、前記端面の径方向外側の縁は、湾曲したR面、または前記回転中心軸線に対して斜めに傾いたC面になっている態様を採用することができる。かかる態様によれば、最終歯車の軸部の端面と第1支持部材の端板部との接触面積が狭い。従って、グリスや潤滑油等を塗布しなくても、摺動負荷が小さい。
本発明において、前記端板部には貫通穴が形成され、前記軸部は、前記貫通穴と連通する連結穴が前記端面で開口する筒状胴部を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ギアードモータを組み立てた後、指針等の被駆動部材を最終歯車の連結穴に嵌めることができる。
本発明において、前記連結穴は、断面多角形の嵌合部を備えている態様を採用することができる。かかる態様でも、指針等の被駆動部材の丸棒状の連結軸を最終歯車の連結穴に圧入等により固定することができる。この状態では、温度変化が発生しても、被被駆動部材から軸部が応力を受けにくい。また、被駆動部材から軸部が応力を受けても、軸部の外
径が増大しにくい。従って、最終歯車の軸部と第1支持部材の筒部とのクリアランスが変化しにくいので、摺動負荷の増大が発生しにくい。
径が増大しにくい。従って、最終歯車の軸部と第1支持部材の筒部とのクリアランスが変化しにくいので、摺動負荷の増大が発生しにくい。
本発明において、前記連結穴は、前記最終歯車を前記回転中心軸線方向で貫通するように形成されており、前記第2支持部材には、前記連結穴に対して前記回転中心軸線方向の他方側で連通する開口部が形成されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2支持部材の開口部から入射した光を被駆動部材に入射させることができる。
本発明に係るギアードモータは指針式表示装置に用いることができ、この場合、前記最終歯車には、表示用の指針が連結される。
本発明においては、付勢部材が、回転中心軸線方向の一方側に配置された第1支持部材に向けて最終歯車を付勢しているため、最終歯車の回転中心軸線方向のガタつきが抑制される。また、付勢部材は、最終歯車と別体に構成されているため、最終歯車の構成に大きな影響を受けずに、付勢部材の位置や形状等を決定することができる。例えば、付勢部材と最終歯車とが摺動する位置、あるいは付勢部材と第2支持部材とが摺動する位置を回転中心軸線に比較的近い半径位置に設定することができ、かかる構成によれば、最終歯車が回転した際、最終歯車に加わる摺動負荷を低減することができる。それ故、最終歯車に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車を回転中心軸線方向に付勢し、最終歯車の回転中心軸線方向のガタつきを抑制することができる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したギアードモータおよび指針式表示装置を説明する。なお、以下の説明では、最終歯車42の回転中心軸線Lが延在している方向のうち、被駆動部材11である指針110が位置する側を一方側L1とし、指針110が位置する側とは反対側を他方側L2としてある。また、モータ部1におけるロータ5の軸線を回転中心軸線L0とし、歯車列4の歯車41の軸線を回転中心軸線L5としてある。また、便宜上、回転中心軸線L0、L5の一方側についても一方側L1とし、回転中心軸線L0、L5の他方側についても他方側L2として説明する。
(指針式表示装置の全体構成)
図1は、本発明を適用したギアードモータ100を一方側L1からみた斜視図である。図2は、図1に示すギアードモータ100から第1支持部材21を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図3は、図1に示すギアードモータ100から最終歯車42を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図4は、図1に示すギアードモ
ータ100から最終歯車42および付勢部材9を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図5は、図1に示すギアードモータ100から第1支持部材21、最終歯車42および付勢部材9を外した状態を他方側L2からみた分解斜視図である。図6は、図1に示すギアードモータ100を、回転中心軸線Lを通る位置で切断したときの断面図である。
図1は、本発明を適用したギアードモータ100を一方側L1からみた斜視図である。図2は、図1に示すギアードモータ100から第1支持部材21を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図3は、図1に示すギアードモータ100から最終歯車42を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図4は、図1に示すギアードモ
ータ100から最終歯車42および付勢部材9を外した状態を一方側L1からみた分解斜視図である。図5は、図1に示すギアードモータ100から第1支持部材21、最終歯車42および付勢部材9を外した状態を他方側L2からみた分解斜視図である。図6は、図1に示すギアードモータ100を、回転中心軸線Lを通る位置で切断したときの断面図である。
図1〜図6に示すギアードモータ100は、指針式表示装置200に用いられており、かかる指針式表示装置200では、ケース2に対して一方側L1に配置された被駆動部材11としての指針110がケース2の内部に配置された最終歯車42に連結されている。ケース2は、第1支持部材21としての第1ケース部材210と、第2支持部材22としての第2ケース部材220とを有しており、第1支持部材21は、一方側L1から第2支持部材22に重なっている。この状態で、ケース2(第1支持部材21および第2支持部材22)は、以下に説明するモータ部1、および歯車列4を支持している。本形態において、第1支持部材21および第2支持部材22は樹脂製である。
図1、図2および図5に示すように、第1支持部材21は、略円形の底板部212と、底板部212の外縁から他方側L2に突出した筒状の側板部211とを有しており、側板部211の外周面には周方向の複数個所にフック219が形成されている。また、第1支持部材21では、後述する筒部215が一方側L1に向けて突出している。
図2、図3、図4および図5に示すように、第2支持部材22は、略円形の底板部222と、底板部222の外縁から一方側L1に突出した筒状の側板部221とを有しており、側板部221の周方向の複数個所には係合凸部229が形成されている。従って、フック219と係合凸部229とを係合させて第1支持部材21と第2支持部材22とを結合させれば、ケース2を構成することができる。底板部222の他方側L2の面では、ギアードモータ100の固定等に用いられる固定用凸部228a、228bや、モータ部1に対する給電用の端子ピン70が突出している。
(モータ部1の構成)
図2、図3および図4に示すように、ギアードモータ100は、ケース2の内部にモータ部1を有しており、モータ部1は、最終歯車42に対する駆動源である。モータ部1は、ロータ5と、ロータ5の周りに配置されたステータ6とを有するステッピングモータである。ロータ5は支軸51に回転可能に支持されている。支軸51の両端部は各々、第1支持部材21の底板部212および第2支持部材22の底板部222に保持されている。ロータ5は、回転中心軸線L0方向の一方側L1の端部に設けられたピニオン58と、円筒状のマグネット50とを有しており、マグネット50の外周面では、S極とN極とが交互に等角度間隔に形成されている。マグネット50と樹脂製のピニオン58とはインサート成形により一体化されている。ステータ6は、マグネット50の外周面に隙間を隔てて対向する複数の突極を備えたステータコア60を有しており、複数の突極のうち、2つの突極(主極)にはコイルボビン7を介してコイル8が巻き回されている。ステータコア60は板状であり、所定の形状に打ち抜いた磁性板を複数枚、積層することにより構成されている。ステータコア60には、後述する歯車41の支軸410が貫通する穴68が形成されている。コイルボビン7には、コイル8の端部が絡げて接続される端子ピン70が保持されている。
図2、図3および図4に示すように、ギアードモータ100は、ケース2の内部にモータ部1を有しており、モータ部1は、最終歯車42に対する駆動源である。モータ部1は、ロータ5と、ロータ5の周りに配置されたステータ6とを有するステッピングモータである。ロータ5は支軸51に回転可能に支持されている。支軸51の両端部は各々、第1支持部材21の底板部212および第2支持部材22の底板部222に保持されている。ロータ5は、回転中心軸線L0方向の一方側L1の端部に設けられたピニオン58と、円筒状のマグネット50とを有しており、マグネット50の外周面では、S極とN極とが交互に等角度間隔に形成されている。マグネット50と樹脂製のピニオン58とはインサート成形により一体化されている。ステータ6は、マグネット50の外周面に隙間を隔てて対向する複数の突極を備えたステータコア60を有しており、複数の突極のうち、2つの突極(主極)にはコイルボビン7を介してコイル8が巻き回されている。ステータコア60は板状であり、所定の形状に打ち抜いた磁性板を複数枚、積層することにより構成されている。ステータコア60には、後述する歯車41の支軸410が貫通する穴68が形成されている。コイルボビン7には、コイル8の端部が絡げて接続される端子ピン70が保持されている。
ギアードモータ100は、ロータ5の回転を減速して伝達する歯車列4を有している。本形態において、歯車列4は、ピニオン58と、ピニオン58と噛み合う歯車41と、歯車41と噛み合う最終歯車42とからなる。本形態において、ピニオン58、歯車41および最終歯車42は樹脂製である。歯車41は、ピニオン58と噛み合う大径歯車411と、大径歯車411に対して同軸状に形成された小径歯車(図示せず)とを有している。
かかる歯車41は支軸410に回転可能に支持されている。
かかる歯車41は支軸410に回転可能に支持されている。
(最終歯車42の構成)
図7は、図1に示すギアードモータ100の最終歯車42を一方側L1からみた平面図である。図2、図3、図6および図7に示すように、最終歯車42は、歯車41の小径歯車と噛み合う外歯430が外周面に形成された円板部43と、円板部43の中央から一方側L1に突出した第1軸部44と、円板部43の中央から他方側L2に突出した第2軸部45とを有している。第1軸部44は、円板部43の側(根元側)に位置する大径部441と、大径部441より小の外径をもって大径部441から一方側L1に延在する小径部442とを有している。円板部43には、第2軸部45から径方向外側に離間する位置に他方側L2に向けて突出したストッパ用凸部49が形成されている。
図7は、図1に示すギアードモータ100の最終歯車42を一方側L1からみた平面図である。図2、図3、図6および図7に示すように、最終歯車42は、歯車41の小径歯車と噛み合う外歯430が外周面に形成された円板部43と、円板部43の中央から一方側L1に突出した第1軸部44と、円板部43の中央から他方側L2に突出した第2軸部45とを有している。第1軸部44は、円板部43の側(根元側)に位置する大径部441と、大径部441より小の外径をもって大径部441から一方側L1に延在する小径部442とを有している。円板部43には、第2軸部45から径方向外側に離間する位置に他方側L2に向けて突出したストッパ用凸部49が形成されている。
第1軸部44は、一方側L1に向けて開口する連結穴460が形成された筒状胴部46を備えており、連結穴460は、被駆動部材11(指針110)の連結軸111が圧入されて固定される部分である。本形態において、連結穴460は、最終歯車42を回転中心軸線L方向で貫通するように第2軸部45まで延在しているため、第1軸部44および第2軸部45の全体が筒状に形成されている。連結穴460は、第1軸部44の小径部442および第2軸部45に相当する部分では断面円形になっている。これに対して、連結穴460は、第1軸部44の大径部441に相当する部分では断面多角形の嵌合部465になっており、嵌合部465に対する内接円は、連結穴460の断面円形になっている部分の内径より小さい。本形態において、嵌合部465は、断面正八角形に形成されている。
第1軸部44の一方側L1に位置する端面445は、径方向外側の縁446が、湾曲したR面、または回転中心軸線Lに対して斜めに傾いたC面になっている。本形態において、縁446は、湾曲したR面になっている。なお、第2軸部45の他方側L2に位置する端面455も、端面445と同様、径方向外側の縁456が、湾曲したR面、または回転中心軸線Lに対して斜めに傾いたC面になっている。本形態において、縁456は、湾曲したR面になっている。
(第2支持部材22の構成)
図3、図4および図6に示すように、第2支持部材22の底板部222において、最終歯車42が配置されている個所には、第2軸部45と略同一径の第1開口部223aが形成されており、かかる第1開口部223aの開口縁には、最終歯車42の第2軸部45の軸端が嵌っている。また、底板部222には、第1開口部223aに対して他方側L2で連通する第2開口部223bが形成されている。本形態において、第1開口部223aは円形であり、第2開口部223bは矩形である。
図3、図4および図6に示すように、第2支持部材22の底板部222において、最終歯車42が配置されている個所には、第2軸部45と略同一径の第1開口部223aが形成されており、かかる第1開口部223aの開口縁には、最終歯車42の第2軸部45の軸端が嵌っている。また、底板部222には、第1開口部223aに対して他方側L2で連通する第2開口部223bが形成されている。本形態において、第1開口部223aは円形であり、第2開口部223bは矩形である。
底板部222の一方側L1の面には、第1開口部223aを囲むように環状の凸部224が形成されている。また、凸部224には周方向の複数個所に切り欠き225が形成されている。本形態においては、3つの切り欠き225が等角度間隔に形成されている。
また、底板部222の一方側L1の面において、環状の凸部224からは、補強用のリブ状凸部が延在している。本形態においては、隣り合うリブ状凸部同士が直角を成すように4つのリブ状凸部226a、226b、226c、226dが形成されており、そのうち、3つのリブ状凸部226a、226b、226cは側板部221に繋がっている。ここで、リブ状凸部226aは、他のリブ状凸部226b、226c、226dより底板部222からの高さが高い。従って、最終歯車42が回転中心軸線L周りに回転した際、最終歯車42の円板部43に形成したストッパ用凸部49(図5参照)は、リブ状凸部226b、226c、226dとは干渉しないが、リブ状凸部226aと当接する。それ故、ストッパ用凸部49とリブ状凸部226aとが当接する位置を最終歯車42の原点位置と
して、最終歯車42の角度位置を設定することができる。
して、最終歯車42の角度位置を設定することができる。
(第1支持部材21の構成)
図2、図5および図6に示すように、第1支持部材21の底板部212において、最終歯車42が配置されている個所には、最終歯車42の第1軸部44の大径部441と略同一径の内径を有する円筒状の筒部215が一方側L1に突出しており、筒部215は、第1軸部44の大径部441の外周面を回転中心軸線L周りに回転可能に支持している。また、筒部215の一方側L1の端部には、第1軸部44を一方側L1から回転可能に支持する端板部216が形成されている。本形態において、端板部216は、第1軸部44の一方側L1に位置する端面445を一方側L1から回転可能に支持している。
図2、図5および図6に示すように、第1支持部材21の底板部212において、最終歯車42が配置されている個所には、最終歯車42の第1軸部44の大径部441と略同一径の内径を有する円筒状の筒部215が一方側L1に突出しており、筒部215は、第1軸部44の大径部441の外周面を回転中心軸線L周りに回転可能に支持している。また、筒部215の一方側L1の端部には、第1軸部44を一方側L1から回転可能に支持する端板部216が形成されている。本形態において、端板部216は、第1軸部44の一方側L1に位置する端面445を一方側L1から回転可能に支持している。
端板部216には、最終歯車42の連結穴460と連通する円形の貫通穴216aが形成されている。貫通穴216aの内径は、連結穴460の内径と略同一である。従って、図6に示すように、ギアードモータ100に対して穴271付きの文字板270等を配置した後、文字板270の穴271、および端板部216の貫通穴216aを介して被駆動部材11(指針110)の連結軸111を最終歯車42の連結穴460に圧入し、被駆動部材11の連結軸111を最終歯車42と連結することができる。
第1支持部材21の底板部212には、筒部215の内縁から他方側L2に向けて突出した2つの板状凸部217が円弧状に形成されており、板状凸部217も、第1軸部44の大径部441の外周面を回転中心軸線L周りに回転可能に支持している。ここで、板状凸部217は、最終歯車42の円板部43には当接していない。また、第1支持部材21には、底板部212から他方側L2に向けて突出してステータコア60を第2支持部材22の底板部222との間に位置決め固定する位置決め用凸部218が形成されている。
(付勢部材9の構成)
図3、図4、図5および図6に示すように、本形態のギアードモータ100において、第2支持部材22と最終歯車42との間には、最終歯車42を第1支持部材21の底板部212の側(一方側L1)に向けて付勢する付勢部材9が配置されている。付勢部材9は最終歯車42と別体であり、本形態において、付勢部材9は金属製の板状部材からなる。より具体的には、付勢部材9は、最終歯車42の第2軸部45の周りで回転中心軸線L周りに延在する円環状の環状部91と、環状部91の回転中心軸線L周りの複数個所の各々から突出した板状バネ92を備えている。本形態において、3つの板状バネ92が等角度間隔に環状部91から他方側L2かつ径方向外側に向けて斜めに突出するように形成されている。
図3、図4、図5および図6に示すように、本形態のギアードモータ100において、第2支持部材22と最終歯車42との間には、最終歯車42を第1支持部材21の底板部212の側(一方側L1)に向けて付勢する付勢部材9が配置されている。付勢部材9は最終歯車42と別体であり、本形態において、付勢部材9は金属製の板状部材からなる。より具体的には、付勢部材9は、最終歯車42の第2軸部45の周りで回転中心軸線L周りに延在する円環状の環状部91と、環状部91の回転中心軸線L周りの複数個所の各々から突出した板状バネ92を備えている。本形態において、3つの板状バネ92が等角度間隔に環状部91から他方側L2かつ径方向外側に向けて斜めに突出するように形成されている。
付勢部材9は、環状部91が第2支持部材22の環状の凸部224の内縁に沿うように配置され、板状バネ92の先端部は、第2支持部材22の底板部222に当接する。この状態で、環状部91は、最終歯車42の第2軸部45の周りで円板部43に他方側L2から重なる。従って、付勢部材9は、最終歯車42の円板部43と第2支持部材22の底板部222との間で圧縮されて板状バネ92が変形し、最終歯車42を一方側L1に付勢する。それ故、最終歯車42の第1軸部44の端面445は、弾性をもって第1支持部材21の筒部215に形成された端板部216に当接する。それ故、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタ付きが抑制される。
その際、3つの板状バネ92は各々、凸部224の切り欠き225に嵌るように配置される。このため、切り欠き225は、最終歯車42が回転中心軸線L周りに回転した際、付勢部材9の回転を阻止する回り止め部225aとして機能する。従って、最終歯車42が回転した際、最終歯車42と付勢部材9との間が摺動部分となる。
本形態では、摺動部分を構成する最終歯車42および付勢部材9のうち、一方側部材には、他方側部材に向けて突出して当接する凸部が設けられている。本形態では、付勢部材9の環状部91の一方側L1の面には、周方向で等角度間隔に離間する3個所に半球状の凸部93が形成されており、付勢部材9は、3つの凸部93を介して最終歯車42の円板部43に他方側L2から当接する。
(動作)
このように構成したギアードモータ100および指針式表示装置200において、指針110がゼロ点(原点位置)で停止している状態から、端子ピン70を介してコイル8に給電すると、ロータ5が回転し、かかる回転は、歯車列4を介して最終歯車42に伝達される。従って、最終歯車42に連結された指針110が時計周りCWに回転する。その際、コイル8に所定の駆動パルス数を入力することにより、指針110の角度位置が切り換わり、指針110を時計周りCWに目標位置まで回転させた後、停止させることができる。また、逆回転用の駆動パルスを供給すれば、指針を反時計周りCCWに別の目標位置まで回転させることができる。
このように構成したギアードモータ100および指針式表示装置200において、指針110がゼロ点(原点位置)で停止している状態から、端子ピン70を介してコイル8に給電すると、ロータ5が回転し、かかる回転は、歯車列4を介して最終歯車42に伝達される。従って、最終歯車42に連結された指針110が時計周りCWに回転する。その際、コイル8に所定の駆動パルス数を入力することにより、指針110の角度位置が切り換わり、指針110を時計周りCWに目標位置まで回転させた後、停止させることができる。また、逆回転用の駆動パルスを供給すれば、指針を反時計周りCCWに別の目標位置まで回転させることができる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のギアードモータ100および指針式表示装置200では、付勢部材9が、回転中心軸線L方向の一方側L1に配置された第1支持部材21に向けて最終歯車42を付勢しているため、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタつきが抑制される。また、付勢部材9は、最終歯車42と別体に構成されているため、最終歯車42の構成に大きな影響を受けずに、付勢部材9の位置や形状等を決定することができる。例えば、付勢部材9と最終歯車42とが摺動する位置を回転中心軸線Lに比較的近い位置に設定することができ、かかる構成によれば、最終歯車42が回転した際、最終歯車42に加わる摺動負荷を低減することができる。それ故、最終歯車42に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車42を回転中心軸線L方向に付勢し、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタつきを抑制することができる。
以上説明したように、本形態のギアードモータ100および指針式表示装置200では、付勢部材9が、回転中心軸線L方向の一方側L1に配置された第1支持部材21に向けて最終歯車42を付勢しているため、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタつきが抑制される。また、付勢部材9は、最終歯車42と別体に構成されているため、最終歯車42の構成に大きな影響を受けずに、付勢部材9の位置や形状等を決定することができる。例えば、付勢部材9と最終歯車42とが摺動する位置を回転中心軸線Lに比較的近い位置に設定することができ、かかる構成によれば、最終歯車42が回転した際、最終歯車42に加わる摺動負荷を低減することができる。それ故、最終歯車42に対して過大な摺動負荷を発生させずに、最終歯車42を回転中心軸線L方向に付勢し、最終歯車42の回転中心軸線L方向のガタつきを抑制することができる。
また、付勢部材9は、最終歯車42と別体に構成されているため、最終歯車42を樹脂製とした場合でも、付勢部材9を金属製とすることができる。従って、付勢部材9の温度変化に起因する劣化等を抑制することができる。
また、付勢部材9と最終歯車42との間に構成される摺動部分には、摺動部分を構成する一方側部材(付勢部材9)から他方側部材(最終歯車42)に向けて突出して他方側部材に当接する凸部93が設けられている。このため、摺動部分が凸部93によって構成され、凸部93以外では、摺動部分を構成する部材同士が接触しない。このため、余計な摺動負荷が発生することを抑制することができる。
また、付勢部材9は、回転中心軸線L周りに延在する環状部91と、環状部91から突出した板状バネ92とを備えているため、最終歯車42と第2支持部材22との間に付勢部材9を安定した姿勢で配置することができる。それ故、付勢部材9が傾く等の不具合が発生しにくい。
また、第2支持部材22には、付勢部材9の回転中心軸線L周りの回転を防止する回り止め部225a(切り欠き225)が形成されているため、付勢部材9と最終歯車42とが摺動する態様を採用することができる。従って、付勢部材9が最終歯車42と供回りしないので、付勢部材9において最終歯車42と当接する部分のみを摺動に適した構造とすればよい。
また、第1支持部材21は、最終歯車42の第1軸部44の外周面を径方向外側で回転
可能に支持する筒部215と、第1軸部44を回転中心軸線L方向の一方側L1から回転可能に支持する端板部216とを備えている。このため、最終歯車42を第1支持部材21の筒部215によって回転可能に支持した構成とすることができる。また、端板部216は、最終歯車42の第1軸部44の端面445を支持しているので、回転中心軸線L方向の長い寸法にわたって、最終歯車42の第1軸部44を第1支持部材21の筒部215によって支持することができる。それ故、最終歯車42を安定した状態に支持することができる。その場合でも、端面445の径方向外側の縁446は、湾曲したR面になっているので、最終歯車42の第1軸部44の端面445と第1支持部材21の端板部216との接触面積が狭い。従って、グリスや潤滑油等を塗布しなくても、摺動負荷が小さい。
可能に支持する筒部215と、第1軸部44を回転中心軸線L方向の一方側L1から回転可能に支持する端板部216とを備えている。このため、最終歯車42を第1支持部材21の筒部215によって回転可能に支持した構成とすることができる。また、端板部216は、最終歯車42の第1軸部44の端面445を支持しているので、回転中心軸線L方向の長い寸法にわたって、最終歯車42の第1軸部44を第1支持部材21の筒部215によって支持することができる。それ故、最終歯車42を安定した状態に支持することができる。その場合でも、端面445の径方向外側の縁446は、湾曲したR面になっているので、最終歯車42の第1軸部44の端面445と第1支持部材21の端板部216との接触面積が狭い。従って、グリスや潤滑油等を塗布しなくても、摺動負荷が小さい。
また、最終歯車42の連結穴460は、断面多角形の嵌合部465を備えている。かかる構成でも、指針110等の被駆動部材11の丸棒状の連結軸111を最終歯車42の連結穴460に圧入等により固定することができる。この状態では、温度変化が例えば−40℃〜+100℃の範囲で発生しても、被駆動部材11から第1軸部44が応力を受けにくい。また、被駆動部材11から第1軸部44が応力を受けても、第1軸部44の外径が増大しにくい。従って、最終歯車42の第1軸部44と第1支持部材21の筒部215とのクリアランスが変化しにくいので、摺動負荷の増大が発生しにくい。
また、最終歯車42の第1軸部44には、端板部216の貫通穴216aと連通する連結穴460が形成されているので、ギアードモータ100を組み立てた後、指針110等の被駆動部材11を連結穴460に嵌めることができる。また、本形態では、連結穴460が貫通穴になっているとともに、第2支持部材22には、連結穴460に対して連通する第1開口部223aおよび第2開口部223bが形成されている。このため、指針110をポリカーボーネート等の透光性材料によって形成しておき、第2支持部材22の第1開口部223aおよび第2開口部223bに光源250(図6参照)を配置すれば、指針110の連結軸111に光を入射させることができ、指針110から光を出射することができる。
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、凸部93を付勢部材9の側に形成したが、最終歯車42の円板部43に凸部を形成して付勢部材9に当接させてもよい。
上記実施の形態では、凸部93を付勢部材9の側に形成したが、最終歯車42の円板部43に凸部を形成して付勢部材9に当接させてもよい。
上記実施の形態では、付勢部材9が第2支持部材22に保持されていたが、付勢部材9が最終歯車42に保持されている態様としてもよい。この場合、付勢部材9と第2支持部材22との間が摺動部分となる。このような場合でも、摺動部分を構成する付勢部材9および第2支持部材22の一方側の部材から他方側の部材に向けて突出して当接する凸部93が設けられている態様を採用してもよい。
また、付勢部材9が最終歯車42および第2支持部材22の双方に対して摺動可能に構成してもよい。
上記実施の形態では、付勢部材9として、環状部91から板状バネ92が突出している構造のものを用いたが、皿バネ状の付勢部材9等を用いてもよい。
上記実施の形態において、第1支持部材21と第2支持部材22とがケース2を構成していたが、第1支持部材21および第2支持部材22の一方がケース部材で、他方が地板等からなる場合に本発明を適用してもよい。
上記実施の形態では、歯車列4がピニオン58の他に2つの歯車(歯車41および最終歯車42)を有していたが、歯車列4がピニオン58を含めて2つの歯車を有する場合や
、歯車列4がピニオン58を含めて4つ以上の歯車を有する場合に本発明を適用してもよい。
、歯車列4がピニオン58を含めて4つ以上の歯車を有する場合に本発明を適用してもよい。
上記実施の形態では、ギアードモータ100を指針式表示装置200に適用した例を挙げたが、指針式表示装置用のギアードモータ100以外に本発明を適用してもよい。
1…モータ部、2…ケース、4…歯車列、5…ロータ、6…ステータ、9…付勢部材、11…被駆動部材、21…第1支持部材、22…第2支持部材、41…歯車、42…最終歯車、43…円板部、44…第1軸部、45…第2軸部、46…筒状胴部、93…凸部、91…環状部、92…板状バネ、100…ギアードモータ、110…指針、111…連結軸、200…指針式表示装置、215…筒部、216…端板部、216a…貫通穴、223a…第1開口部、223b…第2開口部、225…切り欠き、225a…回り止め部、250…光源、270…文字板、430…外歯、441…大径部、442…小径部、445…端面、446…縁、460…連結穴、465…嵌合部、L…回転中心軸線、L1…一方側、L2…他方側
Claims (12)
- モータ部と、
前記モータ部の回転を伝達する歯車列と、
前記歯車列の最終歯車に対して前記最終歯車の回転中心軸線方向の一方側に位置する第1支持部材と、
前記最終歯車に対して前記回転中心軸線方向の他方側に位置し、前記第1支持部材と連結された第2支持部材と、
前記最終歯車とは別体に構成され、前記第2支持部材と前記最終歯車との間で前記最終歯車を前記第1支持部材に向けて付勢する付勢部材と、
を有することを特徴とするギアードモータ。 - 前記付勢部材は、金属製であることを特徴とする請求項1に記載のギアードモータ。
- 前記付勢部材と前記最終歯車との間、あるいは前記付勢部材と前記第2支持部材との間に構成される摺動部分には、前記摺動部分を構成する一方側部材から他方側部材に向けて突出して前記他方側部材に当接する凸部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のギアードモータ。
- 前記付勢部材は、前記回転中心軸線周りに延在する環状部と、前記環状部の前記回転中心軸線周りの複数個所から各々突出した複数の板状バネと、を備えていることを特徴とする請求項1から3までの何れか一項に記載のギアードモータ。
- 前記第2支持部材には、前記付勢部材の前記回転中心軸線周りの回転を防止する回り止め部が形成され、
前記付勢部材と前記最終歯車とが摺動することを特徴とする請求項1から4までの何れか一項に記載のギアードモータ。 - 前記最終歯車は、外周面に外歯が形成された円板部と、前記円板部から前記回転中心軸線方向の一方側に突出する軸部と、を備え、
前記第1支持部材は、前記軸部の外周面を径方向外側で回転可能に支持する筒部と、前記筒部の前記回転中心軸線方向の一方側の端部で前記軸部を前記回転中心軸線方向の一方側から回転可能に支持する端板部と、を備えていることを特徴とする請求項1から5までの何れか一項に記載のギアードモータ。 - 前記端板部は、前記軸部の前記回転中心軸線方向の一方側に位置する端面を前記回転中心軸線方向の一方側から回転可能に支持していることを特徴とする請求項6に記載のギアードモータ。
- 前記端面の径方向外側の縁は、湾曲したR面、または前記回転中心軸線に対して斜めに傾いたC面になっていることを特徴とする請求項7に記載のギアードモータ。
- 前記端板部には貫通穴が形成され、
前記軸部は、前記貫通穴と連通する連結穴が前記端面で開口する筒状胴部を備えていることを特徴とする請求項7または8に記載のギアードモータ。 - 前記連結穴は、断面多角形の嵌合部を備えていることを特徴とする請求項9に記載のギアードモータ。
- 前記連結穴は、前記最終歯車を前記回転中心軸線方向で貫通するように形成されており
、
前記第2支持部材には、前記連結穴に対して前記回転中心軸線方向の他方側で連通する開口部が形成されていることを特徴とする請求項9または10に記載のギアードモータ。 - 請求項1乃至11の何れか一項に記載のギアードモータを備えた指針式表示装置であって、
前記最終歯車には、表示用の指針が連結されることを特徴とする指針式表示装置。
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Citations (3)
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JP2007151355A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Nippon Seiki Co Ltd | マグネットロータおよびそのマグネットロータを備えた可動磁石式計器、そのマグネットロータを備えたステッピングモータ |
JP2010112369A (ja) * | 2008-03-18 | 2010-05-20 | Mitsuba Corp | エンジン始動装置 |
JP2013057567A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Yazaki Corp | 計器ユニット |
-
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