KR102177151B1 - 스텝 모터 및 차량용 지침 계기 - Google Patents

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Abstract

회전체(4)를 회전 구동하는 스텝 모터는, 선단(637b)의 정상부(80)보다 내주측에서 회전체가 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부(81)를 갖고, 회전체에 회전 구동력을 출력하는 출력축(637)과, 출력축을 외주측으로부터 레이디얼 지지하고 있는 레이디얼 베어링(85)과, 레이디얼 베어링으로부터 내주측으로 돌출되고, 삽입 구멍부보다 외주측에서 정상부와 축 방향 간극(860)을 두고 대향하고 있는 커버(86)를 구비한다. 출력축은, 정상부로부터 내주측의 삽입 구멍부로 근접함에 따라서 직경 축소되고 있는 내주 테이퍼부(820)를 갖고, 커버는, 내주 테이퍼부보다 외주측에서 정상부와 축 방향 간극을 두고 대향하고 있다.

Description

스텝 모터 및 차량용 지침 계기
본 출원은, 2017년 4월 13일에 출원된 일본 특허 출원2017-79883호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
본 개시는, 스텝 모터 및 차량용 지침 계기에 관한 것이다.
종래, 회전체를 회전 구동하는 스텝 모터는, 널리 이용되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 기술은, 차량 상태값을 지시하는 회전 지침을 회전체로 하여, 스텝 모터에 의해 회전 구동하고 있다.
구체적으로 특허문헌 1의 개시 기술에서는, 스텝 모터에 있어서 케이스의 레이디얼 베어링에 의해 외주측으로부터 레이디얼 지지된 출력축으로서의 출력 기어에 대해, 회전 지침의 회전축이 삽입되어 일체 회전 가능하게 되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-190748호 공보
그런데, 특허문헌 1의 개시 기술에서는, 레이디얼 베어링에 의한 출력 기어의 지지 계면에서 에지부는, 외부에 대해 직접적으로 노출되어 있다. 그 때문에, 노출된 에지부로부터 지지 계면에는, 외부로부터 이물이 침입하기 쉽다. 이러한 지지 계면으로의 침입 이물은, 본래라면 레이디얼 베어링에 의해 달성되는 출력 기어 및 회전 지침의 원활한 회전 구동을 저해하여, 작동 불량을 초래하는 사태가 된다. 이것은, 특히 특허문헌 1의 개시 기술과 같은 차량용 지침 계기에서는, 차량 내에 날리는 분진 등의 이물이 지지 계면에 침입함으로써, 회전 지침의 회전 구동이 저해되는 것에 의한 차량 상태값의 지시 불량을 초래해 버린다는 점에서, 개선이 필요하다.
본 개시의 하나의 목적은, 작동 불량이 억제된 스텝 모터를 제공하는 데 있다. 또한 본 개시의 다른 목적은, 차량 상태값의 지시 불량이 억제된 차량용 지침 계기를 제공하는 데 있다.
이하, 과제를 달성하기 위한 기술적 수단에 대해 설명한다. 또한, 기술적 수단을 개시하는 특허 청구의 범위에 기재된 괄호 내의 부호는, 이후에 상세하게 설명하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 것이며, 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 개시의 일 양태에 있어서, 회전체를 회전 구동하는 스텝 모터는,
선단의 정상부보다 내주측에서 회전체가 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부를 갖고, 회전체에 회전 구동력을 출력하는 출력축과,
출력축을 외주측으로부터 레이디얼 지지하고 있는 레이디얼 베어링과,
레이디얼 베어링으로부터 내주측으로 돌출되어, 삽입 구멍부보다 외주측에서 정상부와 축 방향 간극을 두고 대향하고 있는 커버를 구비한다.
이것에 의하면, 레이디얼 베어링에 의해 외주측으로부터 레이디얼 지지된 출력축에 있어서, 선단의 정상부보다 내주측에서 회전체가 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부보다 외주측에서는, 레이디얼 베어링으로부터 내주측으로 돌출된 커버가 축 방향 간극을 두고 정상부와 대향한다. 그 결과, 레이디얼 베어링에 의한 출력축의 지지 계면에서 에지부는, 커버 및 정상부 사이의 축 방향 간극보다 외주측에서, 커버에 의해 축 방향으로 덮일 수 있다. 그러므로, 커버와 정상부를 가급적 근접시켜 축 방향 간극을 작게 함으로써, 외부와 지지 계면의 에지부 사이에 래비린스 구조를 구축할 수 있다. 이에 의해, 외부로부터 지지 계면에는 이물이 침입하기 어려워지므로, 그러한 이물이 출력축 및 회전체의 회전 구동을 저해하는 것에 의한 작동 불량을, 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 개시의 차량용 지침 계기는, 전술한 스텝 모터와, 회전체로서 차량 상태값을 지시하는 회전 지침을 포함하여 구성되어 있다.
이것에 의하면, 상술한 래비린스 구조를 구축할 수 있다. 그러므로, 레이디얼 베어링에 의한 출력축의 지지 계면에는, 차량 내에 날리는 분진 등의 이물이 침입하기 어려워진다. 그러므로, 그러한 이물이 회전 지침의 회전 구동을 저해하는 것에 의한 차량 상태값의 지시 불량을 억제하는 것이 가능하다.
도 1은 제1 실시 형태에 의한 차량용 지침 계기를 도시하는 정면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 의한 스텝 모터를 포함한 차량용 지침 계기를 도시하는 단면도이며, 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 의한 스텝 모터를 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 의한 스텝 모터의 내부를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 의한 스텝 모터의 내부를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 2의 일부를 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 2의 일부를 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 의한 스텝 모터의 일부를 확대하여 도시하는 단면도이며, 도 6에 대응하는 단면도이다.
도 9는 도 6의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 6의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 6의 변형예를 도시하는 단면도이다.
이하, 복수의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 각 실시 형태에 있어서 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙임으로써, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다. 각 실시 형태에 있어서 구성의 일부분만을 설명하고 있는 경우, 당해 구성의 다른 부분에 대해서는, 선행하여 설명한 다른 실시 형태의 구성을 적용할 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 설명에 있어서 명시하고 있는 구성의 조합 뿐만 아니라, 특별히 조합에 지장이 발생하지 않으면, 명시하고 있지 않아도 복수의 실시 형태의 구성끼리를 부분적으로 조합할 수 있다.
(제1 실시 형태)
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 제1 실시 형태에 의한 차량용 지침 계기(1)는, 차량 내의 인스트루먼트 패널에 설치된다. 차량용 지침 계기(1)는, 표시 부재(2), 회전 지침(4) 및 스텝 모터(6)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서 「시인측」이라 함은, 차량 내에 있어서 운전석 상의 탑승자에 의해 계기(1)의 표시가 시인되는 측을 의미하고, 「시인 반대측」이라 함은, 당해 「시인측」과는 반대측을 의미한다.
표시 부재(2)는, 폴리카르보네이트 수지 등의 투광성 기재에 차광성 인쇄층을 적층하여 이루어져, 전체적으로 평판 형상을 나타내고 있다. 표시 부재(2)의 일면인 표시면(2a)은, 시인측을 향해 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 표시 부재(2)에 있어서 차광성 인쇄층이 개구된 부분은, 「차량 상태값」을 표시하기 위해 회전 지침(4)의 회전 방향으로 나열되는 숫자 및 눈금을, 지표(20)로서 형성하고 있다. 여기서, 본 실시 형태의 「차량 상태값」은 도 1과 같은 차속값이지만, 차량에 관련된 예를 들어 엔진 회전수 등의 물리량이어도 된다. 또한, 표시 부재(2)에 있어서 차광성 인쇄층이 개구된 부분은, 경고를 발하기 위한 경고 램프(21)를, 회전 지침(4)의 회전축(41) 주위에 형성하고 있다.
「회전체」로서의 회전 지침(4)은, 아크릴 수지 등의 투광성 수지 재료에 의해 형성되고, 지침 본체(40) 및 회전축(41)을 갖고 있다. 지침 본체(40)는, 전체적으로 가늘고 긴 침상을 나타내고, 표시 부재(2)의 표시면(2a)보다 시인측에 배치되어 있다. 지침 본체(40)는, 지표(20)가 나타내는 「차량 상태값」을, 선단(40a)에 의해 회전 위치에 따라서 지시한다. 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이 회전축(41)은, 지침 본체(40)의 기단(40b)으로부터 시인 반대측으로 연장 돌출되는 원기둥 형상을, 전체적으로 나타내고 있다. 회전축(41)은, 표시 부재(2)에 있어서 양면(2a, 2b) 사이를 관통하는 지침 구멍(22)에 삽입되어 있다. 회전축(41)은, 표시 부재(2)의 배면(2b)보다 시인 반대측에서 스텝 모터(6)와 연결되어 있다. 이에 의해 스텝 모터(6)는, 회전축(41)의 축선인 회전 중심선(C) 주위로 회전 지침(4)을 회전 구동시킴으로써, 지침 본체(40)에 의한 상기한 지시를 실현한다.
도 2에 도시하는 바와 같이 스텝 모터(6)는, 표시 부재(2)의 배면(2b)보다 시인 반대측에 배치되어 있다. 스텝 모터(6)는, 모터 케이싱(60), 모터 본체(63), 모터 기판(64) 및 광원(65, 66)을 구비하고 있다.
도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이 모터 케이싱(60)은, 한 쌍의 케이스 부재(61, 62)를 조합하여 이루어져, 전체적으로 중공 형상을 나타내고 있다. 각 케이스 부재(61, 62)는, 변성 폴리페닐렌에테르 수지(m-PPE) 등의 차광성 수지 재료에 의해 형성되고, 각각 컵 형상으로 형성되어 있다. 각 케이스 부재(61, 62)는, 각각의 개구 에지부(610, 620)끼리를 겹친 상태에서, 스냅핏 끼워 맞춤에 의해 서로 결합되어 있다. 각 케이스 부재(61, 62)는, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C) 상에서 저부(611, 621)를 관통하는 관통 구멍(612, 622)을 갖고 있다. 제1 케이스 부재(61)는, 표시 부재(2)의 시인 반대측에서 배면(2b)과 대향하여 배치되어 있다. 제2 케이스 부재(62)는, 제1 케이스 부재(61)보다 시인 반대측에 배치되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 모터 기판(64)은, 유리 에폭시 기판 등의 프린트 기판에 금속 배선층을 적층하여 이루어져, 전체적으로 평판 형상을 나타내고 있다. 모터 기판(64)은, 모터 케이싱(60)보다 시인 반대측에 배치되어 있다. 모터 기판(64)의 일면인 실장면(640)은 평면 형상을 나타내고 있다. 실장면(640)에는, 모터 케이싱(60) 및 광원(65, 66)이 보유 지지되어 있다.
도 2 내지 도 5에 도시하는 바와 같이 모터 본체(63)는, 모터 케이싱(60) 내에 수용되어 있다. 이에 의해, 모터 기판(64)의 실장면(640)에는, 모터 본체(63)가 모터 케이싱(60)을 통해 실장되어 있다. 모터 본체(63)는, 구동원(D), 감속 기구(R) 및 회전 출력 기구(O)를 구비하고 있다.
구동원(D)은, 요크(630)와 2상 코일(631a, 631b)과 마그네트 로터(632)를 조합하여 이루어지고, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C)으로부터 직경 방향으로 벗어나 배치되어 있다. 요크(630)는, 철 등의 자성 금속 재료에 의해 프레임 형상으로 형성되고, 모터 케이싱(60)에 고정되어 있다. 요크(630)는, 내주측으로 돌출되는 한 쌍의 자극(630a, 630b)을 갖고 있다. 한쪽 자극(630a)에는, A상의 코일(631a)이 권취 장착되고, 또한 다른 쪽 자극(630b)에는, B상의 코일(631b)이 권취 장착되어 있다. A, B 각 상의 코일(631a, 631b)은, 모터 케이싱(60) 중 제2 케이스 부재(62)를 관통하는 관통 구멍을 통과하여, 모터 기판(64)의 금속 배선층에 전기 접속되어 있다.
마그네트 로터(632)는, 페라이트 등의 자성 금속 재료에 의해 원반 형상으로 형성되고, 각 자극(630a, 630b)과의 사이에 간극을 두고 요크(630)의 내주측에 배치되어 있다. 마그네트 로터(632)는, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C)과 실질적으로 평행한 축선 주위로 회전 가능해지도록, 모터 케이싱(60)에 의해 레이디얼 지지이면서 스러스트 지지되어 있다. 마그네트 로터(632)의 외주부에는, 자극으로서의 N, S극이 회전 방향으로 교대로 착자되어 있다.
이러한 구성의 구동원(D)에 있어서 A, B 각 상의 코일(631a, 631b)에는, 모터 기판(64)의 금속 배선층을 통해 외부의 제어 회로로부터, 서로 위상의 90도 어긋난 교류 신호가 인가된다. 이에 의해, 각각의 코일(631a, 631b)에 발생하는 교류 자속은, 요크(630)로부터 마그네트 로터(632)의 사이를 통과함으로써, 당해 로터(632)를 소정의 회전 위치까지 구동하게 된다.
감속 기구(R)는, 마그네트 기어(634)와 아이들 기어(635)와 피니언 기어(636)를 조합하여 이루어져, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C)으로부터 직경 방향으로 벗어나 배치되어 있다. 마그네트 기어(634)는, 폴리아세탈 수지(POM) 등의 경질 수지 재료에 의해 형성되고, 평기어 형상을 나타내고 있다. 마그네트 기어(634)는, 마그네트 로터(632)와 함께 일체 회전 가능해지도록, 모터 케이싱(60)에 의해 레이디얼 지지이면서 스러스트 지지되어 있다.
아이들 기어(635)와 피니언 기어(636)는, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(PBT) 등의 경질 수지 재료에 의해 일체로 동축 상에 형성되고, 각각 평기어 형상을 나타내고 있다. 아이들 기어(635)와 피니언 기어(636)는, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C)과 실질적으로 평행한 축선 주위로 일체 회전 가능해지도록, 모터 케이싱(60)에 의해 레이디얼 지지이면서 스러스트 지지되어 있다. 아이들 기어(635)는, 마그네트 기어(634)에 맞물림으로써, 당해 기어(634)의 회전을 감속한다.
회전 출력 기구(O)는, 출력축(637)과 출력 기어(638)와 회전 스토퍼(639)를 조합하여 이루어져, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C) 상에 배치되어 있다. 출력축(637)과 출력 기어(638)와 회전 스토퍼(639)는, 폴리아세탈 수지(POM) 등의 경질 수지 재료에 의해 일체로 형성되어 있다. 출력축(637)과 출력 기어(638)와 회전 스토퍼(639)는, 지침 본체(40)의 회전 중심선(C) 주위로 일체 회전 가능해지도록, 모터 케이싱(60)에 의해 레이디얼 지지이면서 스러스트 지지되어 있다.
출력축(637)은, 전체적으로 원통 형상을 나타내고 있다. 출력축(637)의 중심 구멍(637a)에는, 회전 지침(4) 중 회전축(41)이 동축 상에 압입되어 있다. 이에 의해 출력축(637)은, 회전 지침(4)과 함께 회전 중심선(C) 주위로 회전함으로써, 당해 지침(4)에 회전 구동력을 출력한다. 출력 기어(638)는, 출력축(637)으로부터 외주측으로 넓어지는 평기어 형상을 나타내고 있다. 출력 기어(638)는, 감속 기구(R) 중 피니언 기어(636)에 맞물림으로써, 당해 기어(636)의 회전을 감속한다. 이상의 구성으로부터 모터 본체(63)에서는, 구동원(D)으로부터 감속 기구(R)의 감속 작용을 거침으로써 증대된 회전 구동력이, 회전 출력 기구(O)로부터 회전 지침(4)으로 부여된다.
회전 스토퍼(639)는, 출력 기어(638)로부터 시인측으로 돌출되는 돌기 형상을 나타내고 있다. 회전 스토퍼(639)는, 회전 지침(4)의 회전 범위를 결정하는 양측의 한계 위치에서, 모터 케이싱(60)의 고정 스토퍼에 의해 걸림 가능하게 마련되어 있다. 이에 의해, 회전 출력 기구(O)로부터 회전 지침(4)으로 회전 구동력이 부여되어도, 당해 지침(4)의 회전 범위 밖으로의 회전이 제한되도록 되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 회전체 조명광원(65)은, 제2 케이스 부재(62)의 관통 구멍(622) 내에서 지침 본체(40)의 회전 중심선(C) 상에 배치되고, 모터 기판(64)의 실장면(640)에 실장되어 있다. 회전체 조명광원(65)은, LED(Light Emitting Diode)를 주체로 하여 이루어져, 모터 기판(64)의 금속 배선층에 전기 접속되어 있다. 회전체 조명광원(65)은, 금속 배선층을 통해 외부의 제어 회로로부터 통전됨으로써 발광한다. 회전체 조명광원(65)이 발한 광은, 제2 케이스 부재(62)의 관통 구멍(622) 및 출력축(637)의 중심 구멍(637a)을 통과하여 회전 지침(4)의 회전축(41)에 입사됨으로써, 동 지침(4)의 지침 본체(40)로 유도된다. 이에 의해, 회전 지침(4)이 모터 본체(63)를 통해 조명됨으로써, 지침 본체(40)가 발광한 상태에서 시인된다.
표시 조명광원(66)은, 제2 케이스 부재(62)의 주위에 복수 배치되고, 모터 기판(64)의 실장면(640)에 실장되어 있다. 각 표시 조명광원(66)은, LED를 주체로 하여 이루어지고, 모터 기판(64)의 금속 배선층에 전기 접속되어 있다. 각 표시 조명광원(66)은, 금속 배선층을 통해 외부의 제어 회로로부터 각각 필요 경고 시에 통전됨으로써 발광한다. 표시 조명광원(66)이 발한 광은, 모터 케이싱(60)의 주위를 통과하여 표시 부재(2)에 입사된다. 이에 의해, 표시 부재(2)가 직접적으로 조명됨으로써, 필요 경고 시에는 경고 램프(21)가 발광한 상태에서 시인된다.
(이물 침입 억제 구조)
다음으로, 도 6, 도 7에 도시하는 제1 실시 형태의 이물 침입 억제 구조(8) 및 그 관련 구조에 대해, 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 6, 도 7에 도시하는 회전 중심선(C)을 따르는 축 방향과, 동 선(C)에 실질적으로 수직인 직경 방향과, 동 선(C) 주위의 주위 방향을, 각각 단순히 축 방향과 직경 방향과 주위 방향이라고 한다.
도 6에 도시하는 바와 같이 출력축(637)의 선단(637b)은, 모터 케이싱(60) 중 제1 케이스 부재(61)의 관통 구멍(612)에 삽입되어 있다. 출력축(637)의 선단(637b)은, 그 단부면에 의해 정상부(80)를 형성하고 있다. 본 실시 형태의 정상부(80)는, 직경 방향으로 폭을 갖고, 또한 주위 방향으로는 연속되는 원환 평면 형상을 나타내고 있다.
출력축(637)은, 선단(637b)의 정상부(80)에 개구되는 중심 구멍(637a) 중 축 방향의 일부씩에 의해 형성된 삽입 구멍부(81) 및 가이드 구멍부(82)를 갖고 있다.
삽입 구멍부(81)는, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)와는 시인 반대측으로 이격된 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 삽입 구멍부(81)는, 축 방향을 따라 스트레이트로 연신되는 원통 구멍 형상을 나타내고 있다. 삽입 구멍부(81)의 내경은, 정상부(80)에 있어서의 내주측 에지부(800)의 내경보다 소직경으로 설정되어 있다. 삽입 구멍부(81)의 축 방향 일부에는, 회전 지침(4) 중 회전축(41)의 축 방향 일부가 동축 상에 삽입되어 있다. 본 실시 형태의 삽입 구멍부(81)에는, 삽입 전에 동 구멍부(81)보다 대직경으로 형성된 회전축(41)이, 압입 마진을 갖고 삽입되어 있다. 즉 삽입 구멍부(81)에는, 회전축(41)이 압입 고정되어 있다. 이에 의해, 회전 지침(4)이 출력축(637)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다.
가이드 구멍부(82)는, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)로부터 삽입 구멍부(81)까지의 소정의 축 방향 범위에, 단차가 있는 내주면을 갖고 마련되어 있다. 이에 의해 가이드 구멍부(82)는, 내주 테이퍼부(820, 822) 및 내주 스트레이트부(821)를 형성하고 있다. 여기서 제1 내주 테이퍼부(820)는, 정상부(80)의 내주측 에지부(800)로부터 더 내주측의 삽입 구멍부(81)로 축 방향으로 근접함에 따라서 점차 직경 축소되는 테이퍼 구멍 형상(즉, 원뿔 구멍 형상)을 나타내고 있다. 내주 스트레이트부(821)는, 제1 내주 테이퍼부(820)의 시인 반대측 단부(즉, 내주측 에지부)로부터 축 방향을 따라 스트레이트로 연신되는 원통 구멍 형상을 나타내고 있다. 제2 내주 테이퍼부(822)는, 내주 스트레이트부(821)의 시인 반대측 단부로부터 내주측의 삽입 구멍부(81)로 축 방향에 근접함에 따라서 점차 직경 축소되는 테이퍼 구멍 형상(즉, 원뿔 구멍 형상)을 나타내고 있다.
출력축(637)은 또한, 선단(637b)의 정상부(80)보다 외주측에서 축 방향의 일부씩에 의해 형성된 외주 스트레이트부(83) 및 외주 테이퍼부(84)를 갖고 있다.
외주 스트레이트부(83)는, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)와는 시인 반대측으로 이격된 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 외주 스트레이트부(83)는, 축 방향을 따라 스트레이트로 연신되는 원통 면 형상을 나타내고 있다. 외주 스트레이트부(83)의 외경은, 정상부(80)에 있어서의 외주측 에지부(801)의 외경보다 큰 직경으로 설정되어 있다. 외주 테이퍼부(84)는, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)로부터 외주 스트레이트부(83)까지의 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 외주 테이퍼부(84)는, 정상부(80)의 외주측 에지부(801)로부터 더 외주측의 레이디얼 베어링(85)에 의한 지지 계면(850)으로 축 방향으로 근접함에 따라서 점차 직경 확대되는 테이퍼면 형상(즉, 원뿔면 형상)을 나타내고 있다.
모터 케이싱(60)의 제1 케이스 부재(61)는, 출력축(637)의 주위를 동축 상에 둘러싸는 관통 구멍(612) 중 축 방향의 일부씩에 의해 형성된 레이디얼 베어링(85) 및 커버(86)를 갖고 있다.
레이디얼 베어링(85)은, 제1 케이스 부재(61)에 있어서 저부(611)의 외면(611a)과는 시인 반대측으로 이격된 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 레이디얼 베어링(85)은, 축 방향을 따라 스트레이트로 연신되는 원통 구멍 형상을, 내주면에서 나타내고 있다. 레이디얼 베어링(85)의 내경은, 관통 구멍(612)에 있어서 동 베어링(85)의 축 방향 양측에 위치하는 부분의 내경보다 소직경으로 설정되어 있다. 레이디얼 베어링(85)의 축 방향 전역에는, 외주 스트레이트부(83) 중 출력 기어(638)보다 시인측의 축 방향 일부가 동축 상에 삽입되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 레이디얼 베어링(85)의 내주측에는, 동 베어링(85)보다 약간 소직경으로 형성된 외주 스트레이트부(83)가, 상대 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞춤되어 있다. 이에 의해 레이디얼 베어링(85)은, 출력축(637)을 외주측으로부터 레이디얼 지지함으로써, 당해 축(637)과의 사이에 지지 계면(850)을 형성하고 있다.
커버(86)는, 제1 케이스 부재(61)에 있어서 저부(611)의 외면(611a)으로부터 레이디얼 베어링(85)까지의 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 커버(86)는, 레이디얼 베어링(85)으로부터 내주측으로 돌출되어 주위 방향으로는 연속되는 원환반 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태의 커버(86)는, 레이디얼 베어링(85)과 일체로 형성되어 있다. 또한 본 실시 형태의 커버(86)는, 출력축(637)의 삽입 구멍부(81) 및 가이드 구멍부(82)의 제1 내주 테이퍼부(820)보다 외주측이며, 동축(637)의 외주 테이퍼부(84)보다 내주측이 되는 직경 방향 범위에, 돌출측의 내주측 에지부(862)를 위치시키고 있다. 즉 커버(86)의 내주측 에지부(862)는, 정상부(80)의 내주측 에지부(800)보다 외주측이면서 정상부(80)의 외주측 에지부(801)보다 내주측이 되는 직경 방향 범위에 배치되어 있다. 이에 의해 커버(86)는, 삽입 구멍부(81) 및 제1 내주 테이퍼부(820)보다 외주측에서, 출력축(637)의 정상부(80) 및 외주 테이퍼부(84)와 각각 축 방향 간극(860, 861)을 두고 대향하고 있다.
여기서, 커버(86)와 정상부(80) 사이에 두는 축 방향 간극(860)에는, 레이디얼 베어링(85) 및 출력축(637)이 이루는 지지 계면(850) 중 정상부(80)측의 에지부(850a)와, 모터 케이싱(60)의 외부 사이에서, 래비린스 구조를 구축 가능한 축 방향 폭 및 직경 방향 폭이 부여되어 있다. 그래서, 특히 축 방향 간극(860)의 축 방향 폭은, 차량 내에 날리는 분진 등의 이물로서 지지 계면(850)으로의 침입이 상정되는 이물의 사이즈보다 작게 설정되어 있다. 이에 의해, 지지 계면(850)의 에지부(850a)와 모터 케이싱(60)의 외부 사이에는, 지지 계면(850)으로의 이물의 침입 규제에 유효한 래비린스 구조가 구축되게 된다.
도 7에 도시하는 바와 같이 모터 케이싱(60)의 제2 케이스 부재(62)는, 저부(621)로부터 시인측으로 돌출되는 통부(624) 중 축 방향 일부에 의해 형성된 스러스트 베어링(87)을 갖고 있다.
스러스트 베어링(87)은, 제2 케이스 부재(62)에 있어서 저부(621)로부터 소정의 축 방향 범위에 마련되어 있다. 스러스트 베어링(87)은, 제2 케이스 부재(62)의 관통 구멍(622)과 동축 상에 연속되면서 축 방향을 따라 스트레이트로 연신되는 바닥이 있는 원통 구멍 형상을 내주면에서 나타내고 있다. 스러스트 베어링(87)의 내경은, 관통 구멍(622)의 내경보다 대직경으로 설정되어 있다. 이에 의해 스러스트 베어링(87)의 저면(870)은, 원환 평면 형상을 나타내고 있다.
스러스트 베어링(87)의 축 방향 전역에는, 출력축(637)의 외주 스트레이트부(83) 중 출력 기어(638)보다 시인 반대측의 축 방향 일부가 동축 상에 삽입되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 스러스트 베어링(87)의 내주측에는, 동 베어링(87)보다 약간 소직경으로 형성된 외주 스트레이트부(83)가, 상대 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞춤되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 스러스트 베어링(87)의 저면(870)에는, 출력축(637) 중 정상부(80)와는 축 방향 반대측이 되는 시인 반대측의 기단부(637c)에서 원환 평면 형상을 나타내는 단부면(88)이 상대 미끄럼 이동 가능한 면 접촉 상태에서 맞닿아 있다. 이상에 의해 스러스트 베어링(87)은, 출력축(637)을 외주측으로부터 레이디얼 지지하면서, 동축(637)을 정상부(80)와는 축 방향 반대측인 시인 반대측에서 스러스트 지지하고 있다.
도 4, 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이 회전 출력 기구(O)에는, 출력축(637)과 출력 기어(638)와 회전 스토퍼(639)의 조합에 더하여, 가압 부재(89)가 더 마련되어 있다.
가압 부재(89)는, 스테인리스강(SUS) 등의 탄성 금속 재료에 의해 형성되고, 판 스프링 형상을 나타내고 있다. 가압 부재(89)는, 원통 구멍 형상의 중심 구멍(890)을 갖고, 출력축(637)의 외주 스트레이트부(83)와 동축 상에 배치되어 있다. 가압 부재(89)의 중심 구멍(890)은, 레이디얼 베어링(85)과 출력 기어(638) 사이에서, 외주 스트레이트부(83)를 외주측으로부터 둘러싸고 있다. 가압 부재(89)는, 제1 케이스 부재(61)의 저부(611)와 출력 기어(638)에 의해 끼움 지지되어 압축됨으로써, 출력 기어(638)와 일체 회전 가능한 상태로 탄성 변형되어 있다. 이에 의해 가압 부재(89)는, 출력 기어(638) 및 출력축(637)의 회전 위치에 관계없이, 정상부(80)와는 축 방향 반대측이 되는 시인 반대측으로 출력축(637)을 가압하고 있다.
(작용 효과)
이상 설명한 제1 실시 형태의 작용 효과를, 이하에 설명한다.
제1 실시 형태에 의하면, 레이디얼 베어링(85)에 의해 외주측으로부터 레이디얼 지지된 출력축(637)에 있어서, 선단(637b)의 정상부(80)보다 내주측에서 회전 지침(4)이 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부(81)보다 외주측에서는, 레이디얼 베어링(85)으로부터 내주측으로 돌출된 커버(86)가 축 방향 간극(860)을 두고 정상부(80)와 대향한다. 그 결과, 레이디얼 베어링(85)에 의한 출력축(637)의 지지 계면(850)에서 에지부(850a)는, 커버(86) 및 정상부(80) 사이의 축 방향 간극(860)보다 외주측에서, 커버(86)에 의해 축 방향으로 덮일 수 있다. 그러므로, 커버(86)와 정상부(80)를 가급적 근접시켜 축 방향 간극(860)을 작게 함으로써, 외부와 지지 계면(850)의 에지부(850a) 사이에 래비린스 구조를 구축할 수 있다. 이에 의해, 외부로부터 지지 계면(850)에는 이물이 침입하기 어려워지므로, 그러한 이물이 출력축(637) 및 회전 지침(4)의 회전 구동을 저해하는 것에 의한 작동 불량을, 억제하는 것이 가능하다.
여기서 특히 제1 실시 형태에서는, 레이디얼 베어링(85)에 의한 출력축(637)의 지지 계면(850)에는, 차량 내에 날리는 분진 등의 이물이 침입하기 어려워진다. 그러므로, 그러한 이물이 회전 지침(4)의 회전 구동을 저해하는 것에 의한 차량 상태값의 지시 불량도, 억제하는 것이 가능하다.
또한 제1 실시 형태에 의하면, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)로부터 내주측의 삽입 구멍부(81)로 근접함에 따라서 직경 축소된 제1 내주 테이퍼부(820)에는, 회전 지침(4)의 회전축(41)을 꽉 누름으로써, 당해 축(41)을 삽입 구멍부(81)를 향해 안내할 수 있다. 게다가, 커버(86)와 정상부(80)의 축 방향 간극(860)을 둔 대향 개소는 제1 내주 테이퍼부(820)보다 외주측이 되므로, 그러한 제1 내주 테이퍼부(820)에 의한 회전 지침(4)의 안내 작용은 커버(86)에 의해서는 방해되기 어렵다. 그러므로, 제조 시에는 삽입 구멍부(81)에의 회전 지침(4)의 삽입 작업성을 확보하면서, 제조 후에는 작동 불량의 억제 효과를 얻는 것이 가능해진다.
또한 제1 실시 형태에 의하면, 출력축(637)에 있어서 직경 방향으로 폭을 갖는 정상부(80)가 커버(86)와 대향하므로, 이들 정상부(80) 및 커버(86) 사이의 축 방향 간극(860)을 직경 방향으로 크게 확보하여, 이물의 침입 규제 기능이 우수한 래비린스 구조를 구축할 수 있다. 그러므로, 작동 불량의 억제 효과를 높이는 것이 가능해진다.
또한 제1 실시 형태에 의하면, 출력축(637)에 있어서 정상부(80)로부터 외주측의 레이디얼 베어링(85)에 의한 지지 계면(850)으로 근접함에 따라서 직경 확대된 외주 테이퍼부(84)는, 모따기로서의 기능을 하므로, 출력축(637)이 제조 시에 파손되기 어렵다. 게다가, 외주측에 있어서의 외주 테이퍼부(84) 및 커버(86) 사이의 축 방향 간극(861)은 내주측에 있어서의 정상부(80) 및 커버(86) 사이의 축 방향 간극(860)보다 커지기는 하지만, 후자의 축 방향 간극(860)을 작게 함으로써, 이물의 침입 규제에 유효한 래비린스 구조를 구축할 수 있다. 이들에 따르면, 제조 시에는 파손을 억제하면서, 제조 후에는 작동 불량의 억제 효과를 얻는 것이 가능해진다.
게다가 제1 실시 형태에 의하면, 스러스트 베어링(87)에 의해 정상부(80)와는 반대측으로부터 스러스트 지지되어 있는 출력축(637)은, 자신을 외주측으로부터 둘러싸는 가압 부재(89)에 의해 당해 반대측으로 가압된다. 이것에 의하면, 출력축(637)의 축 방향 위치, 나아가 커버(86) 및 정상부(80) 사이에 있어서의 축 방향 간극(860)의 사이즈가 안정될 수 있으므로, 이물의 침입 규제에 유효한 래비린스 구조를 출력축(637)의 회전 위치에 관계없이 확보할 수 있다. 그러므로, 작동 불량의 억제 효과를 계속해서 발휘하는 것이 가능해진다.
게다가 또한 제1 실시 형태에 의하면, 레이디얼 베어링(85)과 일체 형성되어 있는 커버(86)의 축 방향 위치에는 제조 공차가 발생하기 어려워지므로, 이물의 침입 규제에 유효한 래비린스 구조를 제품에 상관없이 보증하기 쉬워진다. 그러므로, 제조 시에는 생산 수율을 높이면서, 제조 후에는 작동 불량의 억제 효과를 얻는 것이 가능해진다.
(제2 실시 형태)
도 8에 도시하는 바와 같이 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태의 변형예이다. 제2 실시 형태에 의한 모터 케이싱(2060)의 제1 케이스 부재(2061)에 있어서 커버(2086)는, 변성 폴리페닐렌에테르 수지(m-PPE) 등의 차광성 수지 재료에 의해 레이디얼 베어링(85)과는 별체로 형성되어, 접착재 등에 의해 동 베어링(85)에 장착되어 있다.
이러한 제2 실시 형태에 의하면, 레이디얼 베어링(85)과 별체 형성된 커버(86)를 동 베어링(85)에 장착함으로써, 당해 커버(86)가 정상부(80)와 대향하여 이루어지는 래비린스 구조를 용이하게 구축할 수 있다. 이것에 의하면, 레이디얼 베어링(85)으로부터 커버(86)가 내주측으로 돌출되는 복잡 형상에 필요한 생산 설비를 간소화하면서, 작동 불량의 억제 효과를 얻는 것이 가능해진다.
(다른 실시 형태)
이상, 복수의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 개시는, 그들 실시 형태에 한정하여 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 실시 형태 및 조합에 적용할 수 있다. 또한, 이하에 있어서 도 9 내지 도 11은 모두, 제1 실시 형태에 관한 변형예를 대표적으로 도시하고 있다.
구체적으로 변형예 1에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이 직경 방향으로는 실질적으로 폭을 갖지 않는 첨예 형상의 정상부(1080)를 채용해도 된다. 이 변형예 1의 경우에도 커버(86)는, 축 방향 간극(860)을 두고 첨예 형상의 정상부(1080)와 대향하게 된다.
변형예 2에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이 제1 내주 테이퍼부(820)를 마련하지 않고, 정상부(80)의 내주측 에지부(800)로부터 내주 스트레이트부(821)를 연신시켜도 된다. 여기서, 특히 도 10의 변형예 2에서는, 커버(86)의 내주측 에지부(862)가 내주측으로 가급적으로 돌출됨으로써, 축 방향 간극(860)이 직경 방향으로 크게 확보되어 있다.
변형예 3에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이 출력축(637)의 삽입 구멍부(81)보다 외주측이며, 동축(637)의 정상부(80)보다 내주측이 되는 직경 방향 범위에, 커버(86)의 내주측 에지부(1862)를 위치시켜도 된다. 여기서, 특히 도 11의 변형예 3에서는, 가이드 구멍부(82) 중 내주 스트레이트부(821) 및 제2 내주 테이퍼부(822)보다 외주측이며, 정상부(80)보다 내주측이 되는 직경 방향 범위에, 커버(86)의 내주측 에지부(1862)가 배치되어 있다.
변형예 4에서는, 외주 테이퍼부(84)를 마련하지 않아도 된다. 변형예 5에서는, 가압 부재(89)를 마련하지 않아도 된다. 변형예 6에서는, 헤드업 디스플레이(HUD) 등, 차량용 지침 계기(1) 이외의 장치에 본 개시를 적용하여, 당해 장치의 「회전체」를 스텝 모터(6)에 의해 회전 구동해도 된다.

Claims (8)

  1. 회전체(4)를 회전 구동하는 스텝 모터(6)이며,
    선단(637b)의 정상부(80, 1080)보다 내주측에서 상기 회전체가 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부(81)를 갖고, 상기 회전체에 회전 구동력을 출력하는 출력축(637)과,
    상기 출력축을 외주측으로부터 레이디얼 지지하고 있는 레이디얼 베어링(85)과,
    상기 레이디얼 베어링으로부터 내주측으로 돌출되고, 상기 삽입 구멍부보다 외주측에서 상기 정상부와 축 방향 간극(860)을 두고 대향하고 있는 커버(86, 2086)를 구비하고,
    상기 출력축은, 상기 정상부로부터 내주측의 상기 삽입 구멍부로 근접함에 따라서 직경 축소되고 있는 내주 테이퍼부(820)를 갖고,
    상기 커버(86, 2086)는, 상기 내주 테이퍼부보다 외주측에서 상기 정상부와 대향하고 있고,
    상기 출력축은, 상기 정상부로부터 외주측의 상기 레이디얼 베어링에 의한 지지 계면(850)으로 근접함에 따라서 직경 확대되고 있는 외주 테이퍼부(84)를 갖고,
    상기 커버(86, 2086)는, 상기 정상부보다 외주측에서 상기 외주 테이퍼부와 축 방향 간극(861)을 두고 대향하고 있는, 스텝 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정상부는, 직경 방향으로 폭을 갖는, 스텝 모터.
  3. 회전체(4)를 회전 구동하는 스텝 모터(6)이며,
    선단(637b)의 정상부(80, 1080)보다 내주측에서 상기 회전체가 일체 회전 가능하게 삽입되는 삽입 구멍부(81)를 갖고, 상기 회전체에 회전 구동력을 출력하는 출력축(637)과,
    상기 출력축을 외주측으로부터 레이디얼 지지하고 있는 레이디얼 베어링(85)과,
    상기 레이디얼 베어링으로부터 내주측으로 돌출되고, 상기 삽입 구멍부보다 외주측에서 상기 정상부와 축 방향 간극(860)을 두고 대향하고 있는 커버(86, 2086)를 구비하고,
    상기 출력축은, 상기 정상부로부터 내주측의 상기 삽입 구멍부로 근접함에 따라서 직경 축소되고 있는 내주 테이퍼부(820)를 갖고,
    상기 커버(86, 2086)는, 상기 내주 테이퍼부보다 외주측에서 상기 정상부와 대향하고 있고,
    상기 정상부와는 반대측으로부터 상기 출력축을 스러스트 지지하고 있는 스러스트 베어링(87)과,
    상기 출력축을 외주측으로부터 둘러싸고, 상기 정상부와는 반대측으로 상기 출력축을 가압하고 있는 가압 부재(89)를 더 구비하는, 스텝 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정상부는, 직경 방향으로 폭을 갖는, 스텝 모터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버(86)는, 상기 레이디얼 베어링과 일체로 형성되어 있는, 스텝 모터.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버(2086)는, 상기 레이디얼 베어링과 별체로 형성되고, 상기 레이디얼 베어링에 장착되어 있는, 스텝 모터.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 스텝 모터(6)와,
    상기 회전체로서 차량 상태값을 지시하는 회전 지침(4)을 포함하여 구성되어 있는, 차량용 지침 계기.
  8. 삭제
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