JP2001091546A - 可動磁石型計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第二のギアの大きさ，指針軸のレイアウトの
設計自由度が大きい可動磁石型計器を提供する。 【解決手段】 第一の回動軸３は、ロータ磁石１及びロ
ータ磁石１と共に回動する第一のギヤ２を有する。第二
の回動軸５は、第一のギヤ２と噛合する第二のギヤ４を
有する。ハウジング６は、第一の回動軸３及び前記第二
の回動軸５を支持する。第一のコイル７はハウジング６
に巻回される。第二のコイル８はハウジング６に巻回さ
れ９０度以外の所定角度で第一のコイル７と交差する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルへの通電に
よりロータ磁石を回動する可動磁石型計器に関し、例え
ば車両用メータに内蔵される可動磁石型計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用メータに適用される計器用ムーブ
メントとして、可動磁石型計器が一般によく知られてい
る。可動磁石型計器は、ハウジングに形成した空間内に
ロータ磁石を収納すると共にロータ磁石に固定したロー
タ軸をハウジングにて軸支してその一端をハウジングの
外部に突出させ、その一端に指針を装着し、ハウジング
の外周には一対のコイルを直交するように巻回して構成
されている。可動磁石型計器は、各コイルの通電により
発生する合成磁界によりロータ磁石（指針）が回動さ
れ、各コイルへの通電量（入力信号）を計測量に応じて
制御することで、指針が計測量に応じて角度運動する。

【０００３】ところで、このような可動磁石型計器にあ
っては、一対のコイルを交差状に積層巻回することによ
り生じる各コイル毎の巻回径寸法差や磁気的ヒステリシ
ス等に起因して、入力信号に対する指針の回動角（出力
角）に誤差が生じ、それが指度誤差となって現れること
が知られており、このため例えば特開平６−２７１４６
号公報に示されているように、ロータ磁石が固定される
ロータ軸とは別に指針が固定される指針軸を設け、これ
ら双方の軸をギヤにより連結してロータ軸に対し指針軸
を減速回動させることで、指度誤差の発生を抑制するこ
とが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前掲公
報開示の可動磁石型計器は、コイルを巻回してなるハウ
ジングに対し更にギヤを積み重ねる構造であるため、計
器の高さ寸法が嵩み、大型化を余儀なくされるという問
題がある。またハウジング内にロータ磁石、ロータ軸側
ギヤと共に指針軸側ギヤを内蔵する可動磁石型計器が例
えば実開平４−１１３０７７号公報にて知られている
が、かかる可動磁石型計器は、ロータ軸側ギヤの外径が
指針軸側ギヤの外径よりも大きく、従って指針軸（指
針）を減速回動させるものではないために、ハウジング
の側方に僅かな収納スペースを設けるのみで、各ギヤを
ハウジング中に内装できるが、指針軸を減速回動させる
場合は、これとは逆に指針軸側ギヤの外径がロータ軸側
ギヤの外径よりも大きくなるため、外径の大きい指針軸
側ギヤを外径の小さいロータ軸側ギヤと直接連結しよう
とすると、ハウジングに巻回されるコイルが障害となっ
て、双方ギヤの直接連結が難しく、各ギヤ間に別のギヤ
を内装する等の対応が必要となり、この結果、計器の幅
寸法が嵩み、大型化してしまうという問題がある。

【０００５】これらの問題に対して、本願出願人は、ハ
ウジングに一対のコイルを略Ｖ字形に巻回した可動磁石
型計器を提案した（特願平１１−２１６１９４号）。斯
かる可動磁石型計器は、図７に示すように、ロータ磁石
１及びこのロータ磁石１と共に回動する第一のギヤ２を
有するロータ軸３と、第一のギヤ２に連結される第二の
ギヤ４を有しロータ軸３に対し減速回動する指針軸５
と、この指針軸５及びロータ軸３の各々を支持するハウ
ジング６と、このハウジング６にＶ字形に交差して巻回
され通電によりロータ磁石１に回動力を与える一対のコ
イル７，８とを備えたものである。

【０００６】しかしながら、上述の可動磁石型計器は、
指針軸５のレイアウトや第二のギア４の大きさに設計上
の制約があった。即ち、第二のギア４がコイル７，８と
干渉しないように、第二のギア４をその中心が一対のコ
イル７，８の交差中心Ｏと指針軸３とを通る直線Ｌ上に
なるように配置しなければならないため、指針軸５を直
線Ｌ上にレイアウトしなければならなかった。また、第
二のギア４の大きさもコイル７，８と干渉しない大きさ
に制限されていた。本発明は、斯かる問題に鑑みなされ
たものであり、第二のギアの大きさ，指針軸のレイアウ
トの設計自由度が大きい可動磁石型計器を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、ロータ磁石及び前記ロータ磁石と共に回動
する第一のギヤを有する第一の回動軸と、前記第一のギ
ヤと噛合する第二のギヤを有する第二の回動軸と、前記
第一の回動軸及び前記第二の回動軸を支持するハウジン
グと、前記ロータ磁石に磁界を与える第一のコイル及び
第二のコイルと、を有する可動磁石型計器であって、前
記第一のコイルと前記第二のコイルとのなす角度が９０
度以外であるものである。

【０００８】また、本発明は、ロータ磁石及び前記ロー
タ磁石と共に回動する第一のギヤを有する第一の回動軸
と、前記第一のギヤと噛合する第二のギヤを有する第二
の回動軸と、前記第一の回動軸及び前記第二の回動軸を
支持するハウジングと、前記ハウジングに巻回された第
一のコイルと、前記ハウジングに巻回され９０度以外の
所定角度で前記第一のコイルと交差する第二のコイル
と、を有するものである。

【０００９】また、本発明は、前記第一のコイルと略同
一の方向に巻回された第三のコイルを有するものであ
る。

【００１０】また、本発明は、前記第一のコイル，前記
第二のコイル及び前記第三のコイルに所定電圧を印加し
たときに、前記第一のコイルにより生じる磁界と、前記
第二のコイル及び前記第三のコイルにより生じる合成磁
界とは略９０度の角度であるものである。

【００１１】また、本発明は、前記第二のコイルと前記
第三のコイルとは同一の導線からなるものである。

【００１２】また、本発明は、前記第一のコイルと略同
一の方向に巻回された第三のコイルと、前記第二のコイ
ルと略同一の方向に巻回された第四のコイルと、を有す
るものである。

【００１３】また、本発明は、前記第一のコイル，前記
第二のコイル，前記第三のコイル及び前記第四のコイル
に所定電圧を印加したときに、前記第一のコイル及び第
四のコイルにより生じる合成磁界と、前記第二のコイル
及び前記第三のコイルにより生じる合成磁界とは略９０
度の角度である

【００１４】また、本発明は、前記第一のコイルと前記
第四のコイルとは同一の導線からなり、前記第二のコイ
ルと前記第三のコイルとは同一の導線からなるものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明の一実施形態を説明する。なお、図面が煩雑になる
ことを防ぐため、図１及び図４において指針Ｐは図示し
ない。また、図１及び図４における第一のギア２及び第
二のギア４は鎖線で描くべきであるが、実線で図示す
る。また、従来例と同一または相当する箇所には同一の
符号を付し説明する。

【００１６】図１乃至図３は第一実施形態を示すもので
ある。可動磁石型計器は、ロータ磁石１及び第一のギヤ
２を有するロータ軸３（第一の回動軸）と、第一のギヤ
２と噛合する第二のギヤ４と先端に装着された指針Ｐと
を有する指針軸５（第二の回動軸）と、各ギヤ２，４を
噛合させた状態でロータ軸３，指針軸５を並設状態に軸
支するハウジング６と、このハウジング６の外周に巻回
され通電によりロータ磁石１に回動力（トルク）を与え
るコイル７（第一のコイル），コイル８ａ（第二のコイ
ル）及びコイル８ｂ（第三のコイル）と、これらコイル
７，８ａ，８ｂの各端部が導通接続される複数の端子Ｔ
と、ハウジング６の下部を覆う有底円筒形状の磁性ケー
ス９とを備えている。

【００１７】ロータ磁石１は「Ｎ」，「Ｓ」の２極に着
磁された円盤状のプラスチックマグネットからなり、第
一のギヤ２は外周に歯が形成された歯車からなるもので
ある。ロータ磁石１及び第一のギア２はロータ軸３に固
定されており、ロータ磁石１が下方に、第一のギヤ２が
上方に位置するように配置されている。なお、第一のギ
ヤ２はロータ磁石１と一体に形成することもできる。

【００１８】第二のギヤ４は指針軸５に固定され、第一
のギヤ２と噛合している。第二のギヤ４は第一のギヤ２
よりも径大で、外周に第一のギヤ２よりも多くの歯を有
している。即ち、第一のギヤ２と第二のギヤ４は、第一
のギヤ２に対し第二のギヤ４が低速（減速）回動するよ
うに、例えばギヤ比が１対４に設定されており、この減
速運転により、入力信号に対して指示誤差の少ない指針
Ｐの角度運動が可能となり、指示特性のリニアリティ
（直線性）を確保し、精度の高い指示を行わせることが
できる。

【００１９】ハウジング６は合成樹脂からなり、下側に
位置する第一の枠体１０と上側に位置する第二の枠体１
１とに分割形成されている。第一，第二の枠体１０，１
１間には収納部Ｓとなる空洞が形成され、収納部Ｓには
ロータ軸３及び指針軸５等が収納される。ハウジング６
はロータ軸３及び指針軸５を軸支し、指針軸５の一端
は、ハウジング６から外部に突出している。

【００２０】ハウジング６の第二の枠体１１には、収納
部Ｓ内を第二のギヤ４に向かって部分的に延びる固定側
当接部１２が形成されている。一方、第二のギヤ４に
は、収納部Ｓ内を第二の枠体６２の内壁面に向かって部
分的に延びる可動側当接部１３が形成されている。これ
ら固定側当接部１２と可動側当接部１３とで回動規制手
段が構成されており、この回動規制手段により指針軸５
の回動を規制し、可動側当接部１３が固定側当接部１２
に当接する位置を指針Ｐの起点位置（最小指示位置）と
して設定している。

【００２１】ハウジング６の第一の枠体１０には、ロー
タ磁石１の周面と所定間隔を空けて対向する箇所に固定
磁石１４が配設され、この固定磁石１４により、各コイ
ル７，８の無通電時にロータ磁石１の動きを制限し、指
針Ｐを可動側当接部１３と固定側当接部１２の当接位置
となる起点位置に保持できるようにしている。固定磁石
１４は、ロータ磁石１が可動側当接部１３を固定側当接
部１２に付勢できるように設けることが望ましい。

【００２２】ハウジング６の第二の枠体１１には、ハウ
ジング６より突出する指針軸５に、各コイル７，８の無
通電時に指針軸５を一方向（減少指示側）に回動させる
ヒゲゼンマイ１５が設けられている。ヒゲゼンマイ１５
を設けることにより、無通電時であっても指針Ｐを起点
位置に戻すことができ、且つ、第一，第二のギヤ２，４
間のバックラッシュを除去できる。

【００２３】コイル７，８ａは略Ｖ字形になっており、
１２０°の角度を有して交差している。コイル７とコイ
ル８ｂとは平行となっており、コイル８ｂはコイル７よ
りもロータ軸３側に巻回されている。コイル８ａとコイ
ル８ｂとは同一の導線からなるものであり、ハウジング
６に導線を巻回しコイル８ａを形成した後に、コイル８
ａと同一の導線を巻回しコイル８ｂを形成する。

【００２４】図３は、端子Ｔに所定電圧が印加されたと
きに各コイル７，８ａ，８ｂに夫々発生する磁界ベクト
ルＥ１，Ｅ２，Ｅ３を示す図である。コイル７とコイル
８ａとは１２０°の角度を有しており、磁界ベクトルＥ
１と磁界ベクトルＥ２とは６０°の角度を有している。
コイル８ｂはコイル７と巻回方向が逆になっており、磁
界ベクトルＥ３は磁界ベクトルＥ１と１８０°の角度を
有している。磁界ベクトルＥ２と磁界ベクトルＥ３の合
成ベクトルＥ４は、磁界ベクトルＥ１と９０°の角度を
有している。

【００２５】図４乃至図６は第二実施形態を示すもので
ある。第一実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し
その説明を省略する。コイル７ａ，８ａは略Ｖ字形にな
っており、１２０°の角度を有して交差している。コイ
ル７ａとコイル８ｂとは平行となっており、コイル８ｂ
はコイル７ａよりもロータ軸３側に巻回されている。ま
た、コイル８ａとコイル７ｂとは平行となっており、コ
イル７ｂはコイル８ａよりもロータ軸３側に巻回されて
いる。コイル７ａとコイル７ｂとは同一の導線からなる
ものであり、コイル８ａとコイル８ｂとは同一の導線か
らなるものである。

【００２６】図６は、端子Ｔに所定電圧が印加されたと
きに各コイル７ａ，８ａ，７ｂ，８ｂに夫々発生する磁
界ベクトルＥ５，Ｅ６，Ｅ７，Ｅ８を示す図である。コ
イル７ａとコイル８ａとは１２０°の角度を有してお
り、磁界ベクトルＥ５と磁界ベクトルＥ６とは６０°の
角度を有している。コイル８ｂはコイル７ａと巻回方向
が逆になっており、磁界ベクトルＥ８は磁界ベクトルＥ
５と１８０°の角度を有している。また、コイル７ｂは
コイル８ａと巻回方向が逆になっており、磁界ベクトル
Ｅ７は磁界ベクトルＥ６と１８０°の角度を有してい
る。磁界ベクトルＥ５と磁界ベクトルＥ７の合成ベクト
ルＥ９は、磁界ベクトルＥ６と磁界ベクトルＥ８の合成
ベクトルＥ１０と９０°の角度を有している。

【００２７】このように構成された可動磁石型計器は、
各コイル７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂへの通電によりロータ
磁石１（ロータ軸３）が回動すると、その回動力が第一
のギヤ２、第二のギヤ４を通じて指針軸５に伝達され、
指針軸５に固定された指針Ｐが角度運動する。各実施形
態によれば、第一のコイル７，７ａと第二のコイル８ａ
とのロータ軸３（第一の回動軸）を挟む角度を９０°よ
り大きくしたことにより、第一，第二のコイルに挟まれ
る空間が大きくなり、指針軸５のレイアウトを比較的自
由に設計することができ、例えば第一実施形態のよう
に、指針軸５を直線Ｌよりも右側に配置することができ
る。また、第二実施形態のように、指針軸５が直線Ｌ上
であれば第二のギア４を大きくすることができる。な
お、第一のコイル７，７ａと第二のコイル８ａとの角度
は適宜設定できるものであり、例えば、１００°または
１４０°であっても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、ロータ磁石及び前記ロータ磁
石と共に回動する第一のギヤを有する第一の回動軸と、
前記第一のギヤと噛合する第二のギヤを有する第二の回
動軸と、前記第一の回動軸及び前記第二の回動軸を支持
するハウジングと、前記ロータ磁石に磁界を与える第一
のコイル及び第二のコイルと、を有する可動磁石型計器
であって、前記第一のコイルと前記第二のコイルとのな
す角度が９０度以外であるものであり、第二のギアの大
きさ，指針軸のレイアウトの設計自由度が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一実施形態を示す平面図。

【図２】 同上実施形態を示す断面図。

【図３】 同上実施形態を示す磁界ベクトルの説明図。

【図４】 本発明の第二実施形態を示す平面図。

【図５】 同上実施形態を示す断面図。

【図６】 同上実施形態を示す磁界ベクトルの説明図。

【図７】 従来例示す平面図。

【符号の説明】

１ ロータ磁石 ２ 第一のギヤ ３ ロータ軸（第一の回動軸） ４ 第二のギヤ４ ５ 指針軸（第二の回動軸） ６ ハウジング ７，７ａ コイル（第一のコイル） ７ｂ コイル（第四のコイル） ８ａ コイル（第三のコイル） ８ｂ コイル（第二のコイル）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ磁石及び前記ロータ磁石と共に回
   動する第一のギヤを有する第一の回動軸と、前記第一の
   ギヤと噛合する第二のギヤを有する第二の回動軸と、前
   記第一の回動軸及び前記第二の回動軸を支持するハウジ
   ングと、前記ロータ磁石に磁界を与える第一のコイル及
   び第二のコイルと、を有する可動磁石型計器であって、
   前記第一のコイルと前記第二のコイルとのなす角度が９
   ０度以外であることを特徴とする可動磁石型計器。
2. 【請求項２】 ロータ磁石及び前記ロータ磁石と共に回
   動する第一のギヤを有する第一の回動軸と、前記第一の
   ギヤと噛合する第二のギヤを有する第二の回動軸と、前
   記第一の回動軸及び前記第二の回動軸を支持するハウジ
   ングと、前記ハウジングに巻回された第一のコイルと、
   前記ハウジングに巻回され９０度以外の所定角度で前記
   第一のコイルと交差する第二のコイルと、を有すること
   を特徴とする可動磁石型計器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の可動磁
   石型計器において、前記第一のコイルと略同一の方向に
   巻回された第三のコイルを有することを特徴とする可動
   磁石型計器。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の可動磁石型計器におい
   て、前記第一のコイル，前記第二のコイル及び前記第三
   のコイルに所定電圧を印加したときに、前記第一のコイ
   ルにより生じる磁界と、前記第二のコイル及び前記第三
   のコイルにより生じる合成磁界とは略９０度の角度であ
   ることを特徴とする可動磁石型計器。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載の可動磁
   石型計器において、前記第二のコイルと前記第三のコイ
   ルとは同一の導線からなることを特徴とする可動磁石型
   計器。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の可動磁石型計器におい
   て、前記第一のコイルと略同一の方向に巻回された第三
   のコイルと、前記第二のコイルと略同一の方向に巻回さ
   れた第四のコイルと、を有することを特徴とする可動磁
   石型計器。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の可動磁石型計器におい
   て、前記第一のコイル，前記第二のコイル，前記第三の
   コイル及び前記第四のコイルに所定電圧を印加したとき
   に、前記第一のコイル及び第四のコイルにより生じる合
   成磁界と、前記第二のコイル及び前記第三のコイルによ
   り生じる合成磁界とは略９０度の角度であることを特徴
   とする可動磁石型計器。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の可動磁石型計器におい
   て、前記第一のコイルと前記第四のコイルとは同一の導
   線からなり、前記第二のコイルと前記第三のコイルとは
   同一の導線からなることを特徴とする可動磁石型計器。