JPH0736462Y2 - 回動するモータへの給電装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、回動するモータへの給電装置に関し、特にモ
ータが回転体に搭載されて回転体と一体となって回転す
る場合の給電装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来において、モータによって何かを駆動するように輪
列構成する場合は、通常モータは固定側に設けられ、こ
のモータに給電する場合、モータを駆動するための回路
基板は、直接金属製のフレーム等の取付板にねじ止めし
てあり、コネクタは回路基板の前面に設けてある。そし
てモータと回路基板との接続線として、リード線や摺動
接片が用いられている。

［解決しようとする課題］ 上記した従来例のように、モータが固定側に設けてあ
り、コネクタが回路基板の前面に設けてあると、このコ
ネクタに接続される相手方のコネクタの挿入，離脱がし
にくく、挿脱時に回路基板上のパターン切れを生じる問
題がある。また接続線にリード線を用いると、耐屈曲性
に乏しく、配線違いを生じることがあり、摺動接片を用
いると、長期的信頼性に乏しい問題がある。

さらに、モータを動く側に設けて回動可能にしようとす
ると、取付板に直接固定された回路基板と、この取付板
に回転自在に設けられモータが搭載されている回転体と
の間隔が近くなり、モータが回転体とともに移動すると
きに、接続線の曲率半径が急激に変化し、このために接
続線の切れなどを生じやすいという問題がある。

本考案の目的は、動く側に設けられたモータの移動時に
も、接続線は常に大きい曲率半径でかつ小さい変化を徐
々にするように接続することにより、接続線の屈曲に対
する耐久性を向上することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の回動するモータへ
の給電装置は、取付体に設けてある支軸と、この支軸を
回転中心として取付体に対し第１位置と第２位置との間
を往復回転自在に設けてある回転体と、この回転体に搭
載してありかつ当該回転体に回転力を伝達して当該回転
体と一体となって回転可能である駆動モータと、一端部
が駆動モータに接続してあり、他端部が取付体に設けて
ある回路基板に接続してあるFPCケーブルとを具備して
いる。そして、回転体が第１位置にあるときは、駆動モ
ータおよび回路基板が、支軸とFPCケーブルの回路基板
への接続部とを結ぶ直線に対して互いに反対の側に位置
してFPCケーブルは略Ｕ字状に屈曲し、回転体が第２位
置にあるときは、駆動モータおよび回路基板が、上記直
線に対して互いに同じ側に位置してFPCケーブルは略Ｓ
字状に蛇行して屈曲している。

［実施例］ 図面は、本考案をからくり時計などの回転飾り駆動装置
に適用した例を示すもので、以下この図面に基づいて本
考案の詳細を説明する。

第1,2図は本考案を実施した家庭用のからくり時計の正
面図であって、１時から12時を表示するための数字は、
後述する12個の回転ブロック１…のそれぞれに形成して
ある。各回転ブロック１は外装枠２に、後述の時表示面
71上の数字と時計の時表示の数字とが一致する位置に往
復回転自在に配置してある。中心部の文字板３の前方に
は、時針４および分針５が設けてあり、文字板３の背面
に設けてある図示しない時計機械体によって回転駆動さ
れる。

第３〜５図示のように、回転ブロック１は、側面がほぼ
コ字状をなしている取付体６に、回転体７を回転自在に
軸支したもので、取付体６の取付片6a…によって外装枠
２に固定される。回転体７は第５図示のように平面形状
がほぼ三角形をなしており、その１つの面は平面をな
し、時を示す数字が形成されている時表示面71である。
その隣の面は凹円弧面72をなし、その前にピエロなどの
人形からなる飾り８が設けてある。残りの面には開口73
が設けてある。回転体７は中心部を上下に貫通する支軸
９を回転中心として、取付体６に回転自在に軸支され、
飾り８を表示する第１位置（第2,5図示）から、時表示
面71を表示する第２位置（第1,10図示）まで、往復回転
可能である。

回転体７の内部には、第5,6図示のように、回転体７の
駆動装置が収納してある。回転体７の駆動モータ10は支
持板11を介して回転体７に取り付けてある。駆動モータ
10の軸10aには駆動歯車12が固着してあり、この駆動歯
車12は回転体７の底面に開設した開口7aにその下端部が
遊合している。支持板11には弾性的に変位可能な軸11a
が垂設してあり、この軸に歯車13が回転自在に嵌合して
いる。歯車13は駆動歯車12に噛合しており、この歯車と
一体的に設けてあるピニオン13aが、軸11aの先端部側に
位置している。回転体７の底面には、ピニオン13aが貫
通して突出可能な開口7bが開設してあり、開口7bの内周
面には歯車13の軸部との間に十分な間隙が設けられてい
る。

取付体６には、支軸９と同心的に、固定歯車14がその底
面で固定的に設けてある。固定歯車14は第７図示のよう
に、中心部に支軸９が貫通する中心孔14fを設けてあ
り、第6,7図示のように肉厚部14aと肉薄部14bとを有
し、肉厚部14aに歯部14cが形成してある。歯部14cにピ
ニオン13aが噛合している。上記したようにピニオン13a
は弾性的に変位可能な軸11aにより支持してあるので、
第８図示のように、無理な外力が作用したときには、軸
11aが開口7bの間隙内で変位して両者の噛合が離脱可能
である。歯部14cとピニオン13aの歯形は、この噛合の離
脱を容易にするために円弧歯形に形成してある。

第9,10図示のように、支持板11には、駆動モータ10の制
御用のマイクロスイッチ15,16が取付板17を介して取り
付けてあり、この取付板の上面にFPCケーブル18が固着
されている。FPCケーブル18に両スイッチ15,16が接続さ
れており、一体に延伸する部分18a,18bによって、駆動
モータ10と後述する回路基板19（第10図）とが接続され
るとともに、部分18bによってスイッチ15,16と回路基板
19とが接続されている。

スイッチ15,16を作動させる構成について説明する。

第９図示のように、スイッチ15,16の底面に作動突起15
a,16aが進退自在に突出しており、この作動突起は、揺
動自在にスイッチの底面に設けてある作動バネ15b,16b
の揺動により進退されて、このスイッチの開閉を作動さ
せる。作動バネ15b,16bの先端部には、それぞれローラ1
5c,16cが回転自在に設けてあり、両ローラは回転体７の
底面に設けられた図示しない開口から下方に突出し、固
定歯車14の肉薄部14b上を所定の回転角だけころがり可
能である。両ローラの移動軌跡は固定歯車14の中心から
異なった半径の円周に設定してあるもので、ローラ15c
は大径の円周上を移動軌跡とし、ローラ16cは小径の円
周上を移動軌跡としている。大径の移動軌跡上の肉薄部
14bの端部（第９図左端部および第７図示）に、傾斜面
によるカム面14dが形成してあり、小径の移動軌跡上の
肉薄部の端部（第９図右端部および第７図示）に、カム
面14dと反対向きの傾斜面によるカム面14eが形成してあ
る。したがって回転体７が所定回転角だけ回転し終った
時に、一方のローラが一方のカム面を上昇することによ
って、一方の作動バネが揺動して一方の作動突起を後退
させてスイッチをオフにする。

つぎに回転体７の回転角度を規制する規制手段20につい
て説明する。

第4,11,12図示のように回転体７の底面には、その回転
角度（120度）に対応する２つの係止部74,75が設けてあ
り、取付体６には固定的にストッパ21が立設してある。
ストッパ21に設けてある細軸部21aに、リング状のダン
パ22を嵌合させ、ねじ23でダンパを脱出不能にしてい
る。ダンパ22の内径は細軸部21aの径より大で、ねじ23
の径より小であり、またダンパ22の厚みは細軸部21aの
長さより大に設定され、ゴム等の弾性を有する材料で形
成されている。このためにダンパ22は、ストッパ21に対
して摩擦的に移動可能である。回転体７の係止部74,75
は、いずれもダンパ22に反対方向から弾接可能である。
ストッパ21を取付体６に固定する手段として、ストッパ
21の下面に取付ねじ21bを設け、取付体６の下面でこの
取付ねじにナット24を螺合している。

つぎに駆動モータ10に給電する装置について説明する。

第13,14図示のように、FPCケーブル18の部分18bに接続
してある回路基板19の裏面に受け板25が固着してあり、
回路基板19はこの受け板25を介して取付体６の背面に固
着してある。受け板25には、回路基板19と図示しない制
御回路とを接続するコネクタ26が嵌合可能の切欠部25a
が穿設されている。切欠部25aの底面には、コネクタ26
の側面を受ける突起25bが設けてある。さらに受け板25
には、取付体６に固定するための複数個の弾性爪25cが
裏面に向って突設してある。取付体６には係止孔6bが設
けてあり、弾性爪25cには弾性変形して係止孔6bに係止
可能である。

上に述べたように、駆動モータ10は回転体７に搭載され
ており、回転体７とともに、第５図示の第１位置から第
10図示の第２位置までその位置を変える。このために、
駆動モータ10と回路基板19とを接続するFPCケーブル18
の部分18bは、駆動モータ10の周面や、FPCケーブル18の
部分18bの通路にある回転体７および取付体６の角など
に接触しやすい状態にある。

そこでFPCケーブル18の部分18bとこれらとの間の摺動摩
擦をできる限り減少させるために、回転体７が上記の第
１位置にあるときは、第５図示のように、駆動モータ10
および回路基板19が、支軸９とFPCケーブル18の回路基
板19への接続部とを結ぶ直線Ｌに対して互いに反対の側
に位置するように構成している。このときFPCケーブル1
8の部分18bは略Ｕ字状に屈曲している。また回転体７が
上記の第２位置にあるときは、第10図示のように、駆動
モータ10および回路基板19が、直線Ｌに対して互いに同
じ側に位置するように構成している。このときFPCケー
ブル18の部分18bが略Ｓ字状に蛇行して屈曲している。
略Ｕ字状から略Ｓ字状への曲率半径の変化は極めて小さ
くかつ徐々に行われる。

更に第4,5,9,10図示のように、駆動モータ10の周囲に
は、防護壁11bが支持板11に一体的に形成してある。こ
のためにFPCケーブル18の部分18bがモータ10の周壁に直
接摺接することがなく、金属との摺動摩擦がないのでFP
Cケーブルの長寿命化に有効である。

このような構造であるので、第1,2図示のからくり時計
において、各回転ブロック１の回転体７が時表示面71を
前面に位置させて時刻を表示している時に、例えば正時
（３時）になると、メロディに合せて各回転体７がラン
ダムに回転し、第２図示のように飾り８が前面に位置す
る状態となる。そこで当該時刻（３時）の数だけ電子音
を打ち、今度は当該時刻の次の位置の回転体から順次回
転し、元の時表示面71を前面に位置させて停止する。

このときの回転体７の回転動作についてさらに詳細に説
明する。

まず、回転体７が時表示面71を前面にして停止する第10
図示の第２位置では、第11図の鎖線図示のように、ダン
パ22に係止部74が弾接しており、また第7,9図示の一方
のローラ16cはカム面14eを上昇した肉厚部上に、他方の
ローラ15cは肉薄部14b上に位置している。

そこでFPCケーブル18を介して駆動モータ10に駆動信号
が供給されると、駆動モータ10が始動して駆動歯車12が
回転し、歯車13,ピニオン13aが回転する。ピニオン13a
は固定歯車14の歯部14cと噛合しているので、固定歯車1
4を太陽歯車としてこの歯部14cに沿って移動し、これに
伴って回転体７は第10図示の時表示面71を前面に向けた
位置から時計方向に回転を始める。回転体７のこの回転
時には両ローラ15c,16cはともに肉薄部14b上をころがっ
ているが、回転体７がさらに回転してローラ15cがカム
面14dに上昇することによって駆動信号の供給が停止し
て駆動モータ10は回転を停止する。しかし駆動モータ10
および回転体７は慣性によってさらに回転を続けようと
するが、第11図の実線図示のように、係止部75がダンパ
22に反対方向から弾接し、これを押してストッパ21に対
して摩擦的に移動させ、慣性による回転力を吸収しつつ
遂にはダンパ22自身が弾性変形させられて完全に回転力
を吸収し、回転体７を円滑にバウンドすることなく停止
させる。このとき飾り８は正面に位置する。

回転体７のこの回転によって、駆動モータ10も第10図示
の第２位置から第５図示の第１位置に移動しているが、
回路基板19が駆動モータ10から受け板25の厚み分だけ両
者間の距離が離れているとともに、この移動の間中、FP
Cケーブル18の部分18bでは、略Ｕ字状から略Ｓ字状への
曲率半径の変化が小さく、常にゆるやかな湾曲状態で極
めて徐々に変化する。さらに第10図示の第２位置でも、
FPCケーブル18の部分18bは、防護壁11bの周面に接する
のみであって、駆動モータ10の周面に接触することはな
い。

回転体７を元の時表示面71が前面に位置する状態に戻す
動作は、駆動モータ10に逆回転方向の駆動信号を供給す
ることによって行われ、一連の動作は上記したものと同
様である。

また仮に外力が加わって回転体７が無理に回されようと
すると、ピニオン13aと噛合する歯車14は固定であるの
で、その歯部14aとピニオン13aとが衝突し、このままで
は歯部14cが破損される恐れがあるが、ここに作用する
力によって第８図示のように軸11aが鎖線位置に弾性的
に変位し、ピニオン13aと歯部14cとの噛合が離脱し、そ
の破損が未然に防止される。

なお回転体は、三角柱状に限られず、円柱、六角柱など
でも可能である。

［効果］ 本考案は、駆動モータが回転体に搭載されて第１位置と
第２位置とを往復回転するときに、回路基板と駆動モー
タとを接続しているFPCケーブルの屈曲状態を、略Ｕ字
状から略Ｓ字状へと曲率半径の変化を極めて小さくかつ
徐々に行うことができるので、FPCケーブルが過度に折
れ曲がったり引張られたりすることがなく、その結果、
FPCケーブル自身の屈曲に対する耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図および第
２図はからくり時計の縮小正面図、第３図は飾りが正面
に位置する第１位置における回転ブロックの正面図、第
４図は同上右側面図、第５図は第３図A-A線断面図、第
６図は回転体の駆動装置の要部拡大断面図、第７図は固
定歯車の拡大平面図、第８図は固定歯車とピニオンとの
噛合離脱を説明する拡大平面図、第９図はスイッチを作
動させる構成を説明する要部拡大正面図、第10図は時表
示面が正面に位置する第２位置における回転ブロックの
断面図、第11図は規制手段の底面図、第12図は規制手段
の拡大断面図、第13図は駆動モータの給電装置の一部の
拡大背面図、第14図は同上右側面図である。 ６……取付体、７……回転体、９……支軸、10……駆動
モータ、18……フレキシブルプリンテッドサーキットケ
ーブル（FPCケーブル）、19……回路基板、Ｌ……直
線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】取付体に設けてある支軸と、 上記支軸を回転中心として上記取付体に対し第１位置と
   第２位置との間を往復回転自在に設けてある回転体と、 上記回転体に搭載してありかつ当該回転体に回転力を伝
   達して当該回転体と一体となって回転可能である駆動モ
   ータと、 一端部が上記駆動モータに接続してあり、他端部が上記
   取付体に設けてある回路基板に接続してあるフレキシブ
   ルプリンテッドサーキットケーブル（以下、「FPCケー
   ブル」という。）とを具備し、 上記回転体が上記第１位置にあるときは、上記駆動モー
   タおよび上記回路基板が、上記支軸と上記FPCケーブル
   の上記回路基板への接続部とを結ぶ直線に対して互いに
   反対の側に位置して上記FPCケーブルは略Ｕ字状に屈曲
   し、上記回転体が上記第２位置にあるときは、上記駆動
   モータおよび上記回路基板が、上記直線に対して互いに
   同じ側に位置して上記FPCケーブルは略Ｓ字状に蛇行し
   て屈曲している ことを特徴とする回動するモータへの給電装置。