仪器单元制造技术

本发明专利技术提供一种仪器单元，包括：步进电机；齿轮，该齿轮包括：通过步进电机的转矩而旋转的齿轮本体，该齿轮本体包括形成有凹槽的第一表面和与第一表面相对的第二表面；以及从第一表面和第二表面突出的旋转轴；容纳在凹槽中的控制弹簧，旋转轴穿过控制弹簧的中心突出，该控制弹簧在互相正交的长轴和短轴方向上具有长度并且关于长轴和短轴方向的每一个具有线对称形状；以及容纳步进电机、齿轮本体和控制弹簧的壳体，该壳体的内表面，包括：支承第二表面的第一部分；以及按压处于第一表面的凹槽上控制弹簧的第二部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在用于可旋转地支承具有指针(indicator)的旋转轴的诸如汽车仪表、船舶仪表或飞机仪表这样的仪表装置中使用的仪器单元。
技术介绍
在多种仪器等中使用仪表装置，其中电机和用于将转矩从电机传递至旋转轴的齿轮容纳在壳体中，并且通过传递自齿轮的转矩而旋转的旋转轴可旋转地支承在壳体中。在此类仪表装置中，树脂弹簧与齿轮一体地形成，以降低旋转轴的旋转期间的小摇动。然而，在树脂弹簧中，由于随时间变化趋向于发生下陷(settling)，因此树脂弹簧的长期使用降低了在轴方向上推压旋转轴的力，并且增大了旋转轴的小摇动。因此，提出了一种旋转轴支承结构，能够避免由于因随时间的变化导致的下陷所产生的旋转轴的小摇动的增大(例如，参见日本专利JP-A-2005-253272)。也即，如图9中所示，在旋转轴支承结构中，由平板形金属制成的推力板簧(以下简称“板簧”)102放置在齿轮103和壳体101之间，使得能够在包括上壳体IOlA和下壳体IOlB并且固定至接线板106的壳体101中弯曲。结果，指针(未显示)或该指针所装接至的指针轴105可平滑地旋转。如图10中所示，在旋转轴支承结构中，从指针轴105 —体地延伸的旋转轴104插入板簧102的中心的孔102B(参见图11)。此外，固定至旋转轴104的轴套104A在板簧102上被推动，并且因此，板簧102弯曲为弯曲的状态并且此时来自该板簧102的作用力用作载荷，并且因此，产生了在旋转轴104上的控制力。此外，在此类仪表装置的旋转轴支承结构中，存在这样的构造其中从旋转轴的近端获取来自光源的光，并且该光通过旋转轴的内部而被引导至末端，并且旋转轴(以下称为“导光兼用型”)由具有良好的导光性能的透明材料形成以照亮装接至旋转轴的末端的指针。顺便提及，在具有如上所述的构造的仪表装置的旋转轴支承结构中，板簧102相对于齿轮103安装在下方(下壳体IOlB侧)。由于例如需要提供与板簧102接触的轴套104A以安装该板簧102，此类结构在壳体101的厚度方向上需要相对大的安装空间。特别地，对于在其中用于将来自电机的转矩传递至旋转轴的各种齿轮集体地垂直层叠而并非水平地并列的结构，除上文描述的轴套之外还堆叠这些齿轮，使得壳体的厚度变得更厚。近年来，对仪表装置的小型化和薄型化的需求增加，而此类结构特别不适合于小型化和薄型化。此外，在具有如上所述的构造的仪表装置的旋转轴支撑结构中，受弹性力推压的旋转轴104或指针轴105也处于在可轴方向上大幅移位的状态中，并且位置趋于变为不稳定。结果，指针的旋转运动也缺乏平滑性，并且此状况可导致非常不稳定的指针运动
技术实现思路
本专利技术提供一种仪器单元，其通过载荷弹簧的稳定控制运动，能够获得旋转轴的稳定转动运动，并且因此能够获得指针的平滑旋转运动。本专利技术的一方面提供一种仪器单元，包括步进电机；齿轮，该齿轮包括构造为通过步进电机的转矩旋转的齿轮本体，该齿轮本体包括形成有凹槽的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及旋转轴，该旋转轴从齿轮本体的第一表面和第二表面突出；容纳在齿轮本体的第一表面的凹槽中的控制弹簧，旋转轴穿过控制弹簧的中心而突出，该控制弹簧在在互相正交的长轴方向和短轴方向上具有长度并且关于长轴方向和短轴方向的每一个具有线对称形状；以及容纳步进电机、齿轮本体和控制弹簧的壳体，壳体的内表面包括支承齿轮本体的第二表面的第一部分；以及构造为按压处于齿轮本体的第一表面的凹槽上的控制弹簧的第二部分。控制弹簧可具有卵形形状或椭圆形形状，在其中形成的孔，旋转轴从该孔穿过而突出，并且第二部分可包括弹簧按压构件，其从壳体的内表面朝向控制弹簧突出，并且其一端面构造为与控制弹簧接触。控制弹簧为板簧,其中沿长轴方向的横截面具有朝向壳体的内表面的第一部分弯曲为大致U形的形状；沿短轴方向的横截面具有朝向壳体的内表面的第二部分弯曲为大致U形的形状；并且长轴方向上的两个端部都具有在远离齿轮本体的第一表面的凹槽的方向上弯曲(wrap )的折曲形状。壳体的内表面可包括止动构件，止动构件的一端面能够与齿轮本体的第一表面接触。止动构件的端面和齿轮本体的第一表面之间的距离可小于弹簧按压构件的端面和齿轮本体的第一表面的凹槽的底表面之间的距离。壳体的内表面的第一部分可包括支承从齿轮本体的第二表面突出的旋转轴的轴承，并且壳体的内表面的第二部分可包括支承从齿轮本体的第一表面突出的旋转轴的轴孔。附图说明图1A是根据本专利技术的一个实施例的仪器单元的透视图，并且图1B是仪器单元的壳体的分解透视图。图2是根据本专利技术的实施例的仪器单元的部件的分解透视图。图3是根据本专利技术的实施例的仪器单元的部分的放大剖视图。图4是显示了根据本专利技术的实施例的仪器单元所包括的输出齿轮和旋转轴的透视图。图5是示出控制弹簧安装在根据本专利技术的实施例的仪器单元所包括的输出齿轮中的状态的透视图。图6是示出根据本专利技术的实施例的仪器单元所包括的控制弹簧的平面图。图7A是示出根据本专利技术的实施例的仪器单元所包括的控制弹簧的自然长度状态的透视图，并且图7B是示出根据本专利技术的实施例的仪器单元所包括的控制弹簧受压并且在平面方向上弯曲的状态的透视图。图8A是在图7A中的线VIIIA-VIIIA上所截取的剖视图，并且图8B是在图7A中的线VIIIB-VIIIB上截取的剖视图。图9是示出使用现有技术的旋转轴支承结构的仪器单元的剖视图。图10是示出在现有技术的旋转轴支承结构中使用的板簧的动作的说明图。图11是示出在现有技术的旋转轴支承结构中使用的板簧的形状的透视图。图12是能够从现有技术的旋转轴支承结构派生的作为比较实例显示的仪器单元的剖视图。具体实施例方式将在下文中参考附图详细描述本专利技术的一个实施例。图1A、1B和2示出根据本专利技术的实施例的仪器单元I。在仪器单元I中，诸如步进电机5、减速齿轮系和旋转轴8等的运动部件容纳在电机壳体4中。所述仪器单元I所装接的仪表装置包括安装在图3所示的基板2上的光源3 ;装接至基板2上的预定位置的所述仪器单元1，该基板2包括与所述光源3装配的区域；以及安装在仪器单元I上方的显示板(未显示)，该显示板通过指针(未显示)以数字、字符和符号显示关于车身和车辆周围环境的必要信息。应用本实施例的仪器单元I的仪表装置构成组合仪表(未显示)的一部分，并且构成了饰面板(facing plate)，同时形成前侧的显示板嵌合在整个表面上。此外，用于安装包括仪器单元I的多种仪器等的各种显示窗在所述显示板中开口，并且将显示板与构建侧面和背面的组合仪表壳体一体化。此外，显示板的顶部以黑色的透明覆盖玻璃(未显示)覆盖。此外，应用了所述仪器单元I的仪表装置构成诸如实施例中的速度计。在此情况下，通过基于与由传感器(未显示)检测到的当前速度对应的检测器信号，将下文描述的指针转动预定角度，并且指示形成在显示板上(未显示)的特定的数字符号，以模拟方式显示当前速度。实施例的光源3包括例如用于发射预定波长(\ )的可见光的LED (发光二极管)，并且安装在基板2上，在旋转轴8正下方，与下文描述的旋转轴8的下侧的端面8A相对。在作为实施例的光源3的LED中，光轴设置在与基板2的上表面垂直的Z方向上，并且来自LED的大部分光(以下称“照明光”)朝向位于该LED正上方的旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪器单元，包括：步进电机；齿轮，包括：构造为通过所述步进电机的转矩而旋转的齿轮本体，该齿轮本体包括形成有凹槽的第一表面和与该第一表面相对的第二表面；以及旋转轴，该旋转轴从所述齿轮本体的所述第一表面和第二表面突出；容纳在所述齿轮本体的所述第一表面的所述凹槽中的控制弹簧，所述旋转轴穿过该控制弹簧的中心而突出；该控制弹簧在相互正交的长轴方向和短轴方向上具有长度并且关于所述长轴方向和短轴方向的每一个具有线对称形状；以及壳体，该壳体容纳所述步进电机、所述齿轮本体和所述控制弹簧，该壳体的内表面包括：第一部分，该第一部分支承所述齿轮本体的所述第二表面；以及第二部分，该第二部分构造为按压处于所述齿轮本体的所述第一表面的所述凹槽中的所述控制弹簧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：福田大成，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：