(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製歯車（３０）の筒状ボス（３０ｂ）と嵌合される嵌合軸部（２０ａ）を有し、この嵌合軸部にて前記歯車とインサート成形される計器用金属製指針軸において、
前記嵌合軸部は、その外周面の一側軸方向部分を軸方向に凹状に切除して形成した切除部（２２）と、前記外周面における前記切除部が形成された範囲内にその周方向に沿い形成した少なくとも一つの溝部（２３）とを有することを特徴とする計器用金属製指針軸。
【請求項２】
ケーシング（１０）内にて回動可能に支持されて当該ケーシングから延出する金属製指針軸（２０）と、
前記ケーシング内に支持される電動機（Ｍ）と、
前記指針軸の嵌合軸部（２０ａ）に同軸的に嵌合される筒状ボス（３０ｂ）を有する出力段歯車（３０）及び前記電動機に同軸的に支持される入力段歯車（６０）とを有する減速歯車列（Ｇ）とを備える計器用回動内機において、
前記嵌合軸部は、その外周面の一側軸方向部分を軸方向に凹状に切除して形成した切除部（２２）と、前記外周面における前記切除部が形成された範囲内にその周方向に沿い形成した少なくとも一つの溝部（２３）とを有しており、
前記出力段歯車は、そのボスにて、前記嵌合軸部に前記切除部及び各溝部を介し嵌合するように、前記嵌合軸部とインサート成形されていることを特徴とする計器用回動内機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計器用金属製指針軸及び回動内機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、乗用車用計器は、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、内機本体と、この内機本体から回動可能に延出して指針を支持する金属製指針軸とを備えている。
【０００３】
ここで、回動内機には、ケーシング内にステップモータ及びこのステップモータにより駆動される減速歯車列を組み付けて構成したものがある。当該減速歯車列は、指針軸を同軸的に支持する樹脂製出力段歯車を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記計器において、出力段歯車で指針軸を同軸的に支持する構成は、例えば、図４にて示すように、指針軸（図４にて符号１参照）における出力段歯車（図４にて符号２参照）の筒状ボス２ａとの嵌合軸部に予めローレット加工ａを施してローレット軸部１ａとした上で、出力段歯車２を指針軸１のローレット軸部１ａに樹脂により一体成形することで行っている。
【０００５】
しかし、このような構成によると、出力段歯車２の指針軸１に対する空まわりや当該出力段歯車２の指針軸１からの軸方向への抜けを防止し得るとしても、ローレット軸部１ａは加工形状が複雑なため、指針軸１のローレット加工コストが高いという不具合がある。
【０００６】
これに対しては、図５にて示すように、ローレット加工に代えて、嵌合軸部の外周面の一側軸方向部分を断面略Ｄ形状に切除する加工ｂを施して断面略Ｄ形状軸部１ｂとした上で、出力段歯車２を指針軸１の断面略Ｄ形状軸部１ｂに樹脂により一体成形することも考えられる。しかし、これによると、指針軸１の嵌合軸部の加工形状はローレット加工を施す場合に比して簡単になるが、出力段歯車２が指針軸１から軸方向へ抜け易いという不具合が生ずる。なお、指針軸１の嵌合軸部の外周面の全体に亘り断面略Ｄ形状に切除する加工を施すことも考えられるが、これにでは、出力段歯車２の指針軸１に対する空まわりを防止し難いという不具合が生ずる。
【０００７】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、嵌合軸部の形状に工夫を凝らし、加工形状の簡単化を確保しつつ、その嵌合対象である樹脂製歯車を相対移動不能に一体成形するようにした計器用金属製指針軸及び回動内機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明に係る計器用金属製指針軸は、樹脂製歯車（３０）の筒状ボス（３０ｂ）と嵌合される嵌合軸部（２０ａ）を有し、この嵌合軸部にて歯車とインサート成形される。
【０００９】
当該指針軸において、嵌合軸部は、その外周面の一側軸方向部分を軸方向に凹状に切除して形成した切除部（２２）と、外周面における前記切除部が形成された範囲内にその周方向に沿い形成した少なくとも一つの溝部（２３）とを有することを特徴とする。
【００１０】
このように指針軸の嵌合軸部に凹状切除部及び溝部を形成するので、出力段歯車が、そのボスにて、嵌合軸部に切除部及び各溝部を介し嵌合するように、嵌合軸部とインサート成形されれば、当該ボスのうち嵌合軸部の切除部内に隆起する部分が、当該ボスの嵌合軸部との間の相対的回動を防止し、ボスのうち嵌合軸部の溝部内に隆起する部分が、ボスの嵌合軸部との間の相対的軸方向移動を防止する。その結果、指針軸が回動されても、出力段歯車のボスが指針軸の嵌合軸部から軸方向に抜けたり或いは当該嵌合軸部に対し空まわりしたりすることはない。また、嵌合軸部の切除部及び溝部の形成はローレット加工に比べて非常に簡単な加工で済むため、以上のような作用効果は、指針軸のコスト高を招くことなく、達成できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明に係る計器用回動内機は、
ケーシング（１０）内にて回動可能に支持されて当該ケーシングから延出する金属製指針軸（２０）と、
ケーシング内に支持される電動機（Ｍ）と、指針軸の嵌合軸部（２０ａ）に同軸的に嵌合される筒状ボス（３０ｂ）を有する出力段歯車（３０）及び電動機に同軸的に支持される入力段歯車（６０）とを有する減速歯車列（Ｇ）とを備える。
【００１２】
当該回動内機において、嵌合軸部は、その外周面の一側軸方向部分を軸方向に凹状に切除して形成した切除部（２２）と、外周面における前記切除部が形成された範囲内にその周方向に沿い形成した少なくとも一つの溝部（２３）とを有しており、出力段歯車は、そのボスにて、嵌合軸部に切除部及び各溝部を介し嵌合するように、嵌合軸部とインサート成形されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、請求項１に記載の指針軸を採用し、出力段歯車を、そのボスにて、嵌合軸部に切除部及び各溝部を介し嵌合するように、嵌合軸部とインサート成形することで、請求項１に記載の発明の作用効果を達成し得る計器用回動内機の提供が可能となる。
【００１４】
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ものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明が乗用車用計器の第１実施形態を示しており、この計器は当該乗用車の車室内に設けたインストルメントパネル（図示しない）に配設される。
【００１６】
当該計器は、図１にて示すごとく、配線板Ｐと、回動内機Ｄとを備えている。回動内機Ｄは、配線板Ｐの裏面に取り付けられる樹脂製ケーシング１０と、金属製指針軸２０と、ケーシング１０内に組み付けたステップモータＭ及び減速歯車列Ｇとを備えている。なお、ケーシング１０は、断面コ字状の両ケーシング部材１０ａ、１０ｂをその各開口部にて互いに嵌着して構成されている。
【００１７】
指針軸２０は、その基端部２１にて、ケーシング１０内にてその下側壁１１に形成した筒状ボス１１ａ内に回動可能に支持されており、この指針軸２０は、ケーシング１０の上壁１２に形成した筒部１２ａを通り同軸的にかつ回動可能に基端部２１から延出している。これにより、指針軸２０は、ケーシング１０により、そのボス１１ａ及び筒部１２ａでもって、同軸的にかつ回動可能に支持されている。
【００１８】
減速歯車列Ｇは、出力段歯車３０と、両中間歯車４０、５０と、入力段歯車６０とを備えている。出力段歯車３０は、ケーシング１０内にて、指針軸２０に同軸的に支持されているもので、この出力段歯車３０は、大径の平歯車部３０ａに筒状ボス３０ｂを一体に形成して構成されている。
【００１９】
中間歯車５０は、そのボスにて、回動軸４０ａに同軸的に相対回動可能に支持されるとともに、中間歯車４０は、中間歯車５０のボスに同軸的に相対回動不能に支持されている。ここで、中間歯車４０は、ピニオン歯車であり、中間歯車５０は、平歯車である。中間歯車４０は、平歯車部３０ａ及び中間歯車５０よりも小径の歯車であって、平歯車部３０ａと噛合している。なお、回動軸４０ａは、図１にて指針軸２０の右側において、上下両壁１２、１１間に回動可能不能に支持されている。
【００２０】
入力段歯車６０は、ステップモータＭの後述するマグネットロータ７０の筒状ボス７１に同軸的に支持されている。この入力段歯車６０は、平歯車部３０ａ及び中間歯車５０よりも小径のピニオン歯車からなり、中間歯車５０と噛合している。本実施形態では、出力段歯車３０、両中間歯車４０、５０及び入力段歯車６０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１３は、出力段歯車３０を付勢する彎曲状ばねを示す。
【００２１】
ステップモータＭは、マグネットロータ７０と、環状ヨーク８０とを備えている。マグネットロータ７０は、非磁性材料からなる筒状ロータ部７０ａと、このロータ部７０ａの外周面にその周方向に沿い多数のマグネット部７０ｂを嵌着して形成されており、ロータ部７０ａは、その筒状ボス７１にて、回動軸７０ｃに同軸的に相対回動可能に支持されている。なお、多数のマグネット部７０ｂは、Ｎ磁極部とＳ磁極部とを交互にロータ部７０ａの外周面に嵌着してなるものである。また、回動軸７０ｃは、図１にて回動軸４０ａの右側において、上下両壁１２、１１間に相対回動不能に支持されている。
【００２２】
ヨーク８０は、ケーシング１０の両ケーシング部材１０ａ、１０ｂの各開口部間に介装されており、このヨーク８０は、図示しない各界磁巻線とともにステップモータＭのステータを構成する。
【００２３】
次に、指針軸２０の構成につき、出力段歯車３０の構成との関係において図１乃至図３を参照して詳細に説明する。出力段歯車３０は、ボス３０ｂにて、指針軸２０の嵌合軸部２０ａに同軸的に嵌合されている。嵌合軸部２０ａは、図１及び図２にて示すごとく、切除部２２と、３つの溝部２３とを備えている。切除部２２は、図２及び図３にて示すごとく、嵌合軸部２０ａの外周面の一側軸方向部分を軸方向に断面略Ｄ形凹状に切除加工することで形成されている。
【００２４】
また、各溝部２３は、嵌合軸部２０ａの外周面にその周方向に沿いかつ軸方向には間隔をおいて形成されている。従って、出力段歯車３０のボス３０ｂは、その内周面にて、切除部２２の表面及び各溝２３の内表面に密着している。このため、ボス３０ｂのうち嵌合軸部２０ａの凹状切除部２２内に隆起する部分が、ボス３０ｂの嵌合軸部２０ａとの間の相対的回動を防止し、ボス３０ｂのうち嵌合軸部２０ａの各溝部２３内に隆起する部分が、ボス３０ｂの嵌合軸部２０ａとの間の相対的軸方向移動を防止する。
【００２５】
本実施形態では、指針軸２０の嵌合軸部２０ａを、出力段歯車３０の嵌合軸部２０ａとのインサート成形用金型内に維持し、当該インサート成形用金型内に上記合成樹脂を供給することで、出力段歯車３０を嵌合軸部２０ａとインサート成形することで、上述のように出力段歯車３０を指針軸２０に同軸的にかつ一体的に支持している。
【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Ｍが回転すると、減速歯車列Ｇにおいては、入力段歯車６０が回転する。これに伴い、出力段歯車６０が、入力段歯車６０により両中間歯車５０、４０を介し減速回転されて、指針軸２０を回動する。
【００２７】
ここで、指針軸２０の嵌合軸部２０ａには、上述のごとく、切除部２２が、軸方向に断面略Ｄ形凹状に形成されるとともに、各溝部２３が外周方向に形成されている。そして、このような構成の嵌合軸部２０ａが、出力段歯車３０と上述のように合成樹脂によりインサート成形されている。
【００２８】
従って、上述のように、ボス３０ｂのうち嵌合軸部２０ａの切除部２２内に隆起する部分が、ボス３０ｂの嵌合軸部２０ａとの間の相対的回動を防止し、ボス３０ｂのうち嵌合軸部２０ａの各溝部２３内に隆起する部分が、ボス３０ｂの嵌合軸部２０ａとの間の相対的軸方向移動を防止する。
【００２９】
その結果、上述のように指針軸２０がステップモータＭにより減速歯車列Ｇにより減速回動されても、出力段歯車３０のボス３０ｂが指針軸２０の嵌合軸部２０ａから軸方向に抜けたり或いは当該嵌合軸部２０ａに対し空まわりしたりすることなく、出力段歯車３０は指針軸２０との間の同軸的支持を確実に維持し得る。また、嵌合軸部２０ａの切除部２２及び各溝部２３の形成がローレット加工に比べて非常に簡単な加工で済むため、以上のような作用効果は、指針軸のコスト高を招くことなく、達成できる。
【００３０】
なお、本発明の実施にあたり、凹状切除部２２の嵌合軸部２０ａに対する切除加工形状は、軸方向に凹状であれば、その形状に特に制限はない。また、溝部２３の数は、上記実施形態にて述べたように３つに限定する必要なはなく、適宜変更して実施してもよく、例えば、１つ、２つ或いは４つでもよい。
【００３１】
また、本発明の実施にあたり、ステップモータＭに代えて、各種の電動機を用いてもよい。
【００３２】
また、本発明の実施にあたり、乗用車用計器に限ることなく、一般的に自動車その他の車両や船舶用計器その他各種の計器に本発明を適用してもよい。
【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の指針軸と出力段歯車との関係を示す断面図である。
【図３】（ａ）は図２にて３ａ−３ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２にて３ｂ−３ｂ線に沿う断面図である。
【図４】従来の指針軸と出力段歯車との構成関係を示す断面図である。
【図５】従来の指針軸と出力段歯車との他の構成関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…ケーシング、２０…指針軸、２０ａ…嵌合軸部、２２…切除部、
２３…溝部、３０…出力段歯車、３０ｂ…ボス、６０…入力段歯車、
Ｇ…減速歯車列、Ｍ…ステップモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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