JP5095543B2

JP5095543B2 - 計器装置

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Publication number: JP5095543B2
Application number: JP2008192274A
Authority: JP
Inventors: 秀一石橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: JP2010032251A

Description

本発明は、指針に指示されることにより計測量を表示する計器装置に関し、特に、駆動系にリニアモータを用いた計器装置に関するものである。

例えば、車両のコンビネーションメータ等に用いられるセンターレスタイプのメータとしては、文字板の表側に配置した指針を、文字板の外側に設けられた円弧状のガイド溝部にその延在方向に摺動可能に収容された移動体に連結し、リニアモータユニットにより移動体をガイド溝部の延在方向にスライド駆動させて、指針を移動させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

前述した特許文献１に開示されたメータは、外周に沿って円弧状に配された目盛・文字からなる指標部が設けられた文字板と、計測量に応じて指標部を指示する指針と、文字板の外側に指標部に沿って設けられたガイド溝部と、指針が取り付けられ且つガイド溝部に収容された移動体と、移動体をガイド溝部に沿って移動させることで指針を指標部に沿って移動させるリニアモータユニットと、を備えている。

ガイド溝部は、文字板の外側に配され且つ該文字板の指標部に沿って延在している。ガイド溝部は、断面が樋状に形成されており、両側面に内側に向かって突出した一対のガイドレールが当該ガイド溝部の全長に亘って設けられている。

移動体は、指針が取り付けられた上ケースと、該上ケースが取り付けられる下ケースとで構成された、箱状に形成されている。下ケースには、当該下ケースから外側に突出し且つガイド溝部の各ガイドレール上にそれぞれ重なるように形成された一対のガイド片が設けられている。一対のガイド片には、それぞれ、各ガイドレールに重ねられる面から突出し且つ長手方向に沿って間隔をあけて配された複数の凸部が設けられている。

リニアモータユニットは、ガイド溝部の底面に設けられ且つ該ガイド溝部の全長に亘って延在した多極マグネットと、移動体内に収容された一対の電磁石と、ガイド溝部の外周に沿って設けられ且つ一対の電磁石に電圧を印加するためのフラットケーブルとを備えている。多極マグネットは、隣り合う磁極が反対となるように配置し且つ隣り合う磁極の間隔が等間隔となるように構成されている。

一対の電磁石は、それぞれ、外側にコイル線が巻き付けられたコイルボビンと、該コイルボビンの軸方向の両端部からＬ字状に延出し且つ磁極を形成する一対の電極部とを有している。一対の電磁石は、それぞれ、コイルボビンの軸方向が多極マグネットの延在方向即ちガイド溝部の延在方向と平行に配されている。各電磁石の一対の電極部は、多極マグネットの隣り合う磁極の間隔と等しい間隔をあけて配されている。

そして、一対の電磁石は、多極マグネットの延在方向と直交する方向に並べられているとともに、各電磁石の一方の電極部同士の間と、各電磁石の他方の電極部同士の間と、一方の電磁石の他方の電極部と他方の電磁石の一方の電極部との間とは、それぞれ、多極マグネットの隣り合う磁極の間隔の半分の間隔で位置をずらして配置されている。

前述した構成のメータは、指針をリニアモータユニットによって文字板の外側に指標部に沿って設けられたガイド溝部に沿って移動させるので、指針を文字板の中央表側に配置し且つ該指針を回動させる駆動装置を文字板の中央裏側に設ける必要がなく、よって、文字板の中央に液晶表示パネル等の表示装置を設置可能となり、これまで利用できなかった指針の回動中心部を表示に利用でき、メータのデザイン構成や形態などの自由度を高めることができる。
特開２００７−２１２３２２号公報

しかしながら、前述した従来のセンターレスタイプのメータは、リニアモータユニットの一対の電磁石が多極マグネットの延在方向と直交する方向に並べられているので、一方の電磁石の一対の電極部と他方の電磁石の一対の電極部とが多極マグネット上の同部位を捉えることができないため、一対の電磁石同士の多極マグネットへの吸引力・反発力が異なり、これら一対の電磁石を収容した移動体が多極マグネット上をその延在方向に移動する際にガタツキが生じる。そして、移動体が多極マグネット上を移動する際に生じるガタツキに影響されて、指針の動作がスムーズにならず、指示精度が低下する恐れがあるという問題があった。

したがって、本発明は、指針の指示精度を向上させることができる計器装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、文字板に形成された移動体の状況を示す指標部を計測量に応じて指示する指針と、隣り合う磁石の磁極の向きが反対となるように前記指標部に沿って並べられた複数の磁石を有する磁石集合体と、前記複数の磁石の並ぶ方向と直交する直交方向に沿って互いの間に前記複数の磁石を挟むように、前記並ぶ方向に沿って前記磁石集合体に形成された一対のレール部と、前記指針が取り付けられたケースと該ケース内に前記磁石集合体と所定の間隔をあけて配された複数の電磁石とを有する移動体と、を有し、前記電磁石への電圧の印加方向が切り換えられることで、前記移動体を前記一対のレール部に沿って前記磁石集合体上を移動させる計器装置であって、前記移動体が、前記一対のレール部を挟む位置に配置されるとともに、前記ケースの前記磁石集合体側から延出し且つ前記磁石集合体と前記複数の電磁石とが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形可能に形成された複数の延出部と、前記複数の延出部の各々に前記レール部と対向して設けられた位置決め部と、前記レール部と前記位置決め部とに挟持され且つ前記移動体が前記一対のレール部に沿って前記磁石集合体上を移動する際に回動する複数のローラと、前記ローラを前記レール部と前記位置決め部との間に回動自在に位置付けるとともに、前記位置決め部を前記所定の間隔に対応した位置に位置付けるように前記延出部を弾性変形させる複数の軸と、を有していることを特徴とする計器装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の電磁石の各々が、前記複数の磁石の並ぶ方向に沿って直列配置されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載された発明において、前記複数の磁石は、互いに当該複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄの幅が等しく形成されているとともに、等間隔で前記指標部に沿って並べられていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、移動体が、ケースの磁石集合体側から延出して磁石集合体と複数の電磁石とが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形可能に形成され且つ一対のレール部を挟む位置に配置された複数の延出部と、複数の延出部の各々にレール部と対向して設けられた位置決め部と、レール部と位置決め部とに挟持され且つ移動体がレール部に沿って磁石集合体上を移動する際に回動する複数のローラと、ローラをレール部と位置決め部との間に回動自在に位置付け且つ位置決め部を所定の間隔に対応した位置に位置付けるように延出部を弾性変形させる複数の軸と、を有しているので、複数の軸によって複数の延出部の各々を弾性変形させて位置決め部の位置を調整することで、磁石集合体と複数の電磁石との間の間隔を調整することができる。

請求項２に記載された発明によれば、移動体を構成する複数の電磁石の各々が、複数の磁石の並ぶ方向に沿って直列配置されているので、複数の電磁石同士が磁石集合体上の同部位を捉えることができる。このため、複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力を等しくすることができ、よって、移動体が磁石集合体上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、複数の磁石は互いに当該複数の磁石の並ぶ方向の幅が等しく形成され且つ等間隔で指標部に沿って並べられているので、移動体を構成する複数の電磁石同士が複数の磁石各々の同部位を確実に捉えることができる。このため、複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力をより等しくすることができ、よって、移動体が磁石集合体上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを確実に抑制することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の発明は、複数の軸によって複数の延出部の各々を弾性変形させて位置決め部の位置を調整することで、磁石集合体と複数の電磁石との間の間隔を調整することができるので、複数の電磁石同士が磁石集合体上の同部位を捉えられず、該複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力が異なる場合でも、これら複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力を等しくすることができる。このため、移動体が磁石集合体上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを抑制することができ、よって、移動体がレール部に沿ってスムーズに移動するので、指針の指示精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、複数の電磁石同士が磁石集合体上の同部位を捉えることができるので、複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力を等しくすることができ、よって、移動体が磁石集合体上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを抑制することができる。したがって、移動体がガタつくことなく複数の磁石の並ぶ方向に沿ってスムーズに移動するため、指針の指示精度をさらに向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、移動体を構成する複数の電磁石同士が複数の磁石各々の同部位を確実に捉えることができるので、複数の電磁石同士の各磁石への吸引力・反発力をより等しくすることができ、よって、移動体が磁石集合体上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを確実に抑制することができる。したがって、移動体がガタつくことなく複数の磁石の並ぶ方向に沿ってスムーズに移動するため、指針の指示精度をより一層向上させることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る計器装置を図１乃至図９を参照して説明する。本実施形態に係る計器装置としてのスピードメータ１は、移動体としての自動車等の車両に搭載されて、この車両の乗員に対して該車両の状況を表示する車両用コンビネーションメータ１０を構成する。

前述した車両用コンビネーションメータ１０は、図１及び図２に示すように、メータケース８と、このメータケース８に取り付けられたスピードメータ１と、前記メータケース８に取り付けられた液晶ディスプレイ９と、を有している。この液晶ディスプレイ９は、走行距離情報、ナビゲーション情報、シフトポジション情報、などの各種情報を表示する。

メータケース８は、合成樹脂等で構成され、乗員と相対する側に開口する平面視半円形の箱状に形成されている。そして、メータケース８は、内側にスピードメータ１や前述した液晶ディスプレイ９などを収容して、前記開口を塞ぐ格好でスピードメータ１の後述する文字板２が嵌め込まれる。

スピードメータ１は、車両の速度を表示するメータであり、指標部１１が印刷された文字板２と、計測量に応じて指標部１１を指示する指針３と、前述したメータケース８内に取り付けられた磁石集合体４と、この磁石集合体４に形成されたレール部５と、磁石集合体４上をレール部５に沿って移動する移動体６と、ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）７と、を有している。

文字板２は、平面視半円形の板状に形成されており、中央に平面視半円形に形成された貫通窓１４が形成されている。そして、文字板２の円弧状をなす縁部の曲率中心と、貫通窓１４の円弧状をなす縁部の曲率中心と、は一致している。この貫通窓１４は、一端が移動体６の後述のケース２０に取り付けられた指針３を文字板２の手前側（乗員室側）に位置付けるとともに、前述した液晶ディスプレイ９を乗員に対して露出させる。即ち、前述した液晶ディスプレイ９は、車両用コンビネーションメータ１０の奥行き方向（図１中矢印Ｃで示す。）に沿って前記貫通窓１４と重なる位置に配されている。

また、文字板２の乗員室側の表面に印刷された指標部１１は、目盛部１２及び数字部１３により構成され、前述した貫通窓１４の外側に円弧状に延在している。そして、この指標部１１の曲率中心と、貫通窓１４の円弧状をなす縁部の曲率中心と、は一致している。

指針３は、合成樹脂で構成されており、図１に示すように、移動体６の後述するケース２０に取り付けられる取付部１５と前述した指標部１１を指示する指示部１６とを一体に有して、コ字状に形成されている。指針３は、長手方向の一端から他端に向かうに従って徐々に細くなる錐状に形成され、一端側が取付部１５に連なっている。

また、指針３は、取付部１５が移動体６の後述するケース２０に取り付けられて、指示部１６が前述した貫通窓１４を通されて文字板２の手前側（乗員室側）に位置付けられている。そして、この指針３は、指示部１６の前記一端が文字板２の中心側に位置付けられ且つ前記他端が文字板２の外側に位置付けられた状態で前述した指標部１１に沿って移動することにより、該指標部１１を指示する。

磁石集合体４は、図１又は図７に示すように、合成樹脂で構成され且つメータケース８の内面に取り付けられた枠部１７と、この枠部１７に嵌め込まれた複数の磁石１８と、を有している。

枠部１７は、図１又は図７に示すように、円弧状に形成された円弧状部１７ａと、直線状に形成され且つ円弧状部１７ａの一端と他端とを連結した直線状部１７ｂと、を有している。円弧状部１７ａは、メータケース８の図１中上側に位置する曲面部と間隔をあけて相対している。また、円弧状部１７ａの曲率中心と、前述した貫通窓１４の円弧状をなす縁部の曲率中心と、は一致している。直線状部１７ｂは、メータケース８の図１中下側に位置する底部に当接している。そして、この枠部１７の中央の空間には、前述した液晶ディスプレイ９が位置付けられている。

複数の磁石１８は、前述した指標部１１に沿って等間隔に並べられた状態で前述した円弧状部１７ａに取り付けられている。また、各磁石１８は、その正極Ｎとその負極Ｓとが奥行き方向Ｃに沿って並ぶ向きで取り付けられている。このような複数の磁石１８は、各磁石１８の正極Ｎが隣り合う磁石１８の負極Ｓと隣り合うように並べられている。さらに、複数の磁石１８は、互いに当該複数の磁石１８の並ぶ方向（図１中矢印Ｄで示す）の幅が等しく形成されている。そして、複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄは、前述した奥行き方向Ｃと直交している。

レール部５は、金属で構成されており、前述した円弧状部１７ａの複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄと直交する直交方向（図１中矢印Ｅで示す。）に相対する両側面から突出して一対設けられている。即ち、一対のレール部５は、前記直交方向Ｅに沿って互いの間に複数の磁石１８を挟むように配置されている。また、一対のレール部５は、それぞれ、円弧状部１７ａの全長に亘って形成されている。即ち、一対のレール部５は、それぞれ、複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って円弧状部１７ａ即ち磁石集合体４に形成されている。

また、本実施形態では、前述した複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄが円弧方向であるので、「直交方向Ｅ」は、文字板２の前述した曲率中心から円弧状をなす縁部に向かう方向となる。また、前述した「奥行き方向Ｃ」は、直交方向Ｅと直交している。この「奥行き方向Ｃ」は、本発明では後述する「磁石集合体４と複数の電磁石２４とが近づいたり離れたりする方向」とも表現する。

移動体６は、図１又は図３及び図４に示すように、前述した指針３が取り付けられるケース２０と、このケース２０内に配された複数の電磁石２４と、ケース２０に設けられた複数の延出部３０と、該複数の延出部３０の各々に設けられた位置決め部３１と、複数の延出部３０の各々に取り付けられる複数のローラ３２と、該複数のローラ３２をそれぞれ各延出部３０に回動自在に取り付ける複数の軸３３と、を有している。

ケース２０は、合成樹脂で構成されており、複数の電磁石２４を収容する収容空間が形成されたケース本体２１と、このケース本体２１との間に複数の電磁石２４を挟むカバー部２２と、を有している。ケース本体２１は、カバー部２２から離れた側の表面に前述した指針３の取付部１５が取り付けられる。また、カバー部２２のケース本体２１が取り付けられる側の縁部には、ＦＰＣ７の端部をケース２０内に引き込むための切欠き部２３が４つ形成されている。

複数の電磁石２４は、図３又は図５及び図６に示すように、前述した複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って間隔をあけて配置されており、図示例では一対（以下、符号２４Ａ，２４Ｂで示す）設けられている。複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ、鉄板が所定の形状に型抜きされて形成されたコア２５と、このコア２５の外周に設けられたボビン２６と、このボビン２６の外周に巻き付けられるコイル２７と、このコイル２７とＦＰＣ７の端部とを接続する一対のリード部２８と、を有している。

コア２５は、前述した複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って相対する一対の電極部２９ａ，２９ｂと、これら一対の電極部２９ａ，２９ｂを連結した連結部２９ｃと、を有した平面視コ字状に形成されている。

ボビン２６は、前述したコア２５の一方の電極部２９ａの外周を覆うように設けられている。コイル２７は、ボビン２６の外周に巻き付けられることにより、コア２５の一方の電極部２９ａの外周に位置付けられている。このコイル２７の端部はリード部２８に接続されている。一対のリード部２８は、ボビン２６に圧入保持されている。

前述した構成の複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂは、コイル２７にＦＰＣ７を介して交流電圧が印加されることにより、一対の電極部２９ａ，２９ｂに図８及び図９に示すように、周期的に極性が入れ替わる磁極Ｓ，Ｎを形成する。

また、前述した構成の複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂは、図５に示すように、複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って互いに間隔をあけて並べられた状態で前述したケース２０に収容されている。さらに、これら複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ各々は、図６に示すように、一対の電極部２９ａ，２９ｂが複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って相対する状態で、且つ、一対の電極部２９ａ，２９ｂが前述した磁石集合体４と奥行き方向Ｃに沿って所定の間隔をあけて、前述したケース２０内に収容されている。即ち、これら複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂは、双方の各電極部２９ａ，２９ｂが複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って間隔をあけて並べられて、該複数の磁石の並ぶ方向Ｄに沿って直列配置されている。

複数の延出部３０は、ケース２０のケース本体２１の前述した直交方向Ｅに相対する両側に、複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って間隔をあけて配置されている。即ち、複数の延出部３０は、ケース本体２１を挟むように配置されており、図示例では４つ設けられている。複数の延出部３０は、ぞれぞれ、図６又は図７に示すように、前述したケース２０のケース本体２１のカバー部２２から離れた端部、即ち磁石集合体４側に該ケース本体２１から外側に延出して形成されている。

また、複数の延出部３０は、それぞれ、断面コ字状に形成されており、ケース本体２１に前述した奥行き方向Ｃ即ち磁石集合体４と複数の電磁石２４とが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形可能に設けられている。これら複数の延出部３０は、直交方向Ｅに沿って互いの間に前述した一対のレール部５を挟む位置に配置されている。

位置決め部３１は、前述した複数の延出部３０の各々に前述した各レール部５と対向して設けられている。位置決め部３１は、複数の延出部３０の互いに相対する側の面から突出して形成されている。位置決め部３１は、各延出部３０の複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った幅方向に延在して形成されている。そして、複数の延出部３０の各々の直交方向Ｅに相対する位置決め部３１同士が、互いの間に位置する前述した各レール部５との間に各ローラ３２を挟持することで、これら各レール部５即ち磁石集合体４及び各ローラ３２を位置決めする。

複数のローラ３２は、前述した複数の延出部３０の各々に取り付けられており、図示例では４つ設けられている。複数のローラ３２は、それぞれ、金属で構成されており、円筒状に形成され且つ前述した直交方向Ｅを回転軸方向として回転する。そして、これら複数のローラ３２は、それぞれ、移動体６が磁石集合体４に取り付けられた際に、前述したレール部５と位置決め部３１とに挟持される。

複数の軸３３は、それぞれ、金属で構成されており、棒状に形成されている。複数の軸３３は、それぞれ、長手方向が前述した直交方向Ｅと平行に各延出部３０に取り付けられている。また、複数の軸３３は、それぞれ、一端部が各延出部３０のケース本体２１側に突出した状態で、該各延出部３０に圧入保持されている。そして、複数の軸３３は、それぞれ、一端部の各延出部３０からの突出量を調整することによって、該各延出部３０を前述した直交方向Ｅ即ち磁石集合体４と各電磁石２４Ａ，２４Ｂとが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形させて、前述した位置決め部３１を変位させる。

前述した構成の移動体６は、直交方向Ｅに沿って複数のローラ３２の間に前述した一対のレール部５を挟む格好で前述した磁石集合体４に移動自在に取り付けられている。そして、移動体６が磁石集合体４の枠部１７の複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って移動する際に、複数のローラ３２が各レール部５上を回動することにより、少ない力で移動体６を移動させることができる。

ＦＰＣ７は、図１に示すように、一端がケース本体２１の切欠き部２３を通されてケース２０内に引き込まれてリード部２８と接続しているとともに、他端が図示しないマイクロコンピュータ等の電源供給装置と接続している。また、このＦＰＣ７は、移動体６の移動量に対応した余長が設けられており、この余長部分が図１に示すように、メータケース８内に収容されている。このことにより、磁石集合体４の枠部１７に沿って移動する移動体６の移動動作にＦＰＣ７が追従するので、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂに常時給電を行うことができる。

また、上記ＦＰＣ７を介して複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂに印加される交流電圧の波形図を図８に示す。図８の波形図における横軸は時間を示しており、縦軸は電圧を示している。また、図８は、移動体６即ち指針３を図１に示す指標部１１の０側から１６０側に向かって移動させる際の交流電圧の波形図を示している。図８に示すように、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂに印加される交流電圧は、互いの位相を９０°ずらした正弦波であり、この正弦波が通電されることにより一方の電極部２９ａに形成される磁極と他方の電極部２９ｂに形成される磁極とは互いに極性が逆になる。

また、図８に示すように、一方の電磁石２４Ａに印加される電圧は、ｔ０及びｔ８のタイミングでプラス側にピークとなり、ｔ４のタイミングでマイナス側にピークとなり、ｔ２及びｔ６のタイミングでゼロとなる。このことから、一方の電磁石２４Ａは、ｔ０，ｔ４，ｔ８のタイミングにおいて各電極部２９ａ，２９ｂの磁力が最大になり、ｔ２及びｔ６のタイミングにおいて各電極部２９ａ，２９ｂに形成されていた磁極が消失する。即ち各電極部２９ａ，２９ｂの磁力が消失する。

また、図８に示すように、他方の電磁石２４Ｂに印加される電圧は、ｔ２のタイミングでプラス側にピークとなり、ｔ６のタイミングでマイナス側にピークとなり、ｔ０，ｔ４，ｔ８のタイミングでゼロとなる。このことから、他方の電磁石２４Ｂは、ｔ２，ｔ６のタイミングにおいて各電極部２９ａ，２９ｂの磁力が最大になり、ｔ０，ｔ４，ｔ８のタイミングにおいて各電極部２９ａ，２９ｂに形成されていた磁極が消失する。即ち各電極部２９ａ，２９ｂの磁力が消失する。

また、図８の波形図に基づく時間ごとの磁石集合体４と移動体６との位置関係を模式的に示した説明図を図９に示す。また、図９においては、紙面方向の左側が図１に示す指標部１１の０側に相当し、紙面方向の右側が図１に示す指標部１１の１６０側に相当する。

図９に示すように、ｔ０のタイミングにおいては、電磁石２４Ａは、一方の電極部２９ａに正極Ｎが形成され、他方の電極部２９ｂに負極Ｓが形成されている。また、これら一対の電極部２９ａ，２９ｂの磁力は最大となっている。そして、電磁石２４Ｂは、一対の電極部２９ａ，２９ｂ双方の磁極が消失した状態である。

このような磁場配置により、５つの磁石１８のうち左端に位置する磁石１８の負極Ｓの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に電磁石２４Ａの一方の電極部２９ａ（Ｎ）が相対しているとともに、左から２番目の磁石１８の正極Ｎの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に電磁石２４Ａの他方の電極部２９ｂ（Ｓ）が相対し、そして、左から２番目の磁石１８と左から３番目の磁石１８との間に電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂが位置付けられるとともに、左から３番目の磁石１８と左から４番目の磁石１８との間に電磁石２４Ｂの一方の電極部２９ａが位置付けられている。

また、ｔ０からｔ１にかけて、電磁石２４Ａは、一対の電極部２９ａ，２９ｂ双方の極性はそのままで、電磁石２４Ｂは、他方の電極部２９ｂに正極Ｎが形成され、一方の電極部２９ａに負極Ｓが形成される。そして、ｔ１のタイミングにおいては、電磁石２４Ａの磁力と電磁石２４Ｂの磁力とは等しい。

このような磁場配置により、左端に位置する磁石１８の負極Ｓの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った右端に電磁石２４Ａの一方の電極部２９ａ（Ｎ）が相対しているとともに、左から２番目の磁石１８の正極Ｎの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った右端に電磁石２４Ａの他方の電極部２９ｂ（Ｓ）が相対し、そして、左から３番目の磁石１８の負極Ｓの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った左端に電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂ（Ｎ）が相対しているとともに、左から４番目の磁石１８の正極Ｎの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った左端に電磁石２４Ｂの一方の電極部２９ａ（Ｓ）が相対している。

前述したように、電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂに正極Ｎが形成され、一方の電極部２９ａに負極Ｓが形成されることにより、即ち電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂが左から２番目の磁石１８との間に反発磁界を形成し且つ一方の電極部２９ａが左から３番目の磁石１８との間に反発磁界を形成することにより、移動体６が各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って右側（即ち電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂが左から２番目の磁石１８から離れる側及び一方の電極部２９ａが３番目の磁石１８から離れる側）に移動する。

また、ｔ１からｔ２にかけて、電磁石２４Ｂは、一対の電極部２９ａ，２９ｂ双方の極性はそのままで、電磁石２４Ａは、一対の電極部２９ａ，２９ｂ双方の磁極が消失する。

このような磁場配置により、ｔ２のタイミングにおいては、左端に位置する磁石１８と左から２番目の磁石１８との間に電磁石２４Ａの一方の電極部２９ａが位置付けられるとともに、左から２番目の磁石１８と左から３番目の磁石１８との間に電磁石２４Ａの他方の電極部２９ｂが位置付けられ、そして、左から３番目の磁石１８の負極Ｓの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂ（Ｎ）が相対しているとともに、左から４番目の磁石１８の正極Ｎの各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に電磁石２４Ｂの一方の電極部２９ａ（Ｓ）が相対している。

また、ｔ１からｔ２にかけて、電磁石２４Ｂの磁力が電磁石２４Ａの磁力よりも大きくなることにより、電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂ（Ｎ）が左から３番目の磁石１８の正極Ｓのうち最も高磁力の位置となる各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に相対する位置に吸引されるとともに、電磁石２４Ｂの一方の電極部２９ａ（Ｓ）が、左から４番目の磁石１８の負極Ｎのうち最も高磁力の位置となる各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った中央部に相対する位置に吸引される。

このことにより、移動体６が各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って右側（即ち電磁石２４Ｂの他方の電極部２９ｂが左から３番目の磁石１８に近づく側及び一方の電極部２９ａが左から４番目の磁石１８に近づく側）に移動する。

移動体６は、このようにして、ｔ０からｔ８までを１周期として磁石集合体４の枠部１７上を移動する。また、この１周期で移動体６が移動する距離は、１つの磁石１８の各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った幅をＸとし、互いに隣り合う磁石１８同士の間隔をＹとすると、「２Ｘ＋２Ｙ」の距離となる。また、各磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿った一方の電磁石２４Ａの中心から他方の電磁石２４Ｂの中心までの間隔は、「（２Ｘ＋２Ｙ）×３／４」となっている。

また、電磁石２４Ａに印加される交流電圧の位相を、電磁石２４Ｂに印加される交流電圧の位相よりも９０°遅らせると、移動体６は、図９に示した方向と逆の方向に移動する。即ち、移動体６は、図１に示す指標部１１の１６０側から０側に移動する。

本実施形態によれば、移動体６が、ケース２０の磁石集合体４側から延出して該磁石集合体４と複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂとが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形可能に形成され且つ一対のレール部５を挟む位置に配置された複数の延出部３０と、複数の延出部３０の各々にレール部５と対向して設けられた位置決め部３１と、レール部５と位置決め部３１とに挟持され且つ移動体６がレール部５に沿って磁石集合体４上を移動する際に回動する複数のローラ３２と、該各ローラ３２をレール部５と位置決め部３１との間に回動自在に位置付け且つ位置決め部３１を所定の間隔に対応した位置に位置付けるように延出部３０を弾性変形させる複数の軸３３と、を有している。

このため、複数の軸３３によって複数の延出部３０の各々を弾性変形させて位置決め部３１の位置を調整することで、磁石集合体４と複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂとの間の間隔を調整することができる。よって、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士が磁石集合体４上の同部位を捉えられず、該複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士の各磁石１８への吸引力・反発力が異なる場合でも、これら複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士の各磁石１８への吸引力・反発力を等しくすることができる。したがって、移動体６が磁石集合体４上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを抑制することができ、よって、移動体６がレール部５に沿ってスムーズに移動するので、指針３の指示精度を向上させることができる。

また、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂの各々が、複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿って直列配置されているので、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士が磁石集合体４上の同部位を捉えることができる。このため、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士の各磁石１８への吸引力・反発力を等しくすることができ、よって、移動体６が磁石集合体４上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを抑制することができる。したがって、移動体６がガタつくことなく複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿ってスムーズに移動するため、指針３の指示精度をさらに向上させることができる。

さらに、複数の磁石１８は、互いに当該複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄの幅が等しく形成され且つ等間隔で指標部１１に沿って並べられているので、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士が複数の磁石１８各々の同部位を確実に捉えることができる。このため、複数の電磁石２４Ａ，２４Ｂ同士の各磁石１８への吸引力・反発力をより等しくすることができ、よって、移動体６が磁石集合体４上をその延在方向に沿って移動する際にガタつくことを確実に抑制することができる。したがって、移動体６がガタつくことなく複数の磁石１８の並ぶ方向Ｄに沿ってスムーズに移動するため、指針３の指示精度をより一層向上させることができる。

また、前述した実施形態では、円筒状に形成された複数のローラ３２を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すような、ローラ本体の両端部内側に複数の円柱ベアリングを有したローラや、図１１に示すような、ローラ本体の両端部内側に複数のボールベアリングを有したローラなどを用いて構成されていても良いことは勿論である。

さらに、前述した実施形態では、指標部１１が円弧状に延在したスピードメータ１を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、指標部が直線状に延在した計器装置にも適用することができる。

また、前述した実施形態では、車両に搭載されるスピードメータ１を例にあげて説明したが、本発明は、車両用の計器装置に限らず他の分野で用いられる計器装置にも適用することができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施の形態にかかる計器装置を示す斜視図である。図１に示された計器装置の平面図である。図１に示された計器装置の移動体を示す平面図である。図３に示された移動体の側面図である。図４中のＶーＶ線に沿った断面図である。図３中のＶＩーＶＩ線に沿った断面図である。図１に示された計器装置の磁石集合体の平面図である。図５に示された電磁石に印加される電圧の波形図である。図８に示された波形図に基づく時間ごとの磁石集合体と移動体との位置関係を模式的に示した説明図である。図６に示された移動体のローラの変形例を示す断面図である。図６に示された移動体のローラの別の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１スピードメータ（計器装置）
２文字板
３指針
４磁石集合体
５レール部
６移動体
１１指標部
１８磁石
２０ケース
２４Ａ，２４Ｂ電磁石
３０延出部
３１位置決め部
３２ローラ
３３軸
Ｃ奥行き方向（磁石集合体と電磁石とが接離する方向）
Ｄ複数の磁石の並ぶ方向
Ｅ直交方向

Claims

文字板に形成された移動体の状況を示す指標部を計測量に応じて指示する指針と、
隣り合う磁石の磁極の向きが反対となるように前記指標部に沿って並べられた複数の磁石を有する磁石集合体と、
前記複数の磁石の並ぶ方向と直交する直交方向に沿って互いの間に前記複数の磁石を挟むように、前記並ぶ方向に沿って前記磁石集合体に形成された一対のレール部と、
前記指針が取り付けられたケースと該ケース内に前記磁石集合体と所定の間隔をあけて配された複数の電磁石とを有する移動体と、を有し、
前記電磁石への電圧の印加方向が切り換えられることで、前記移動体を前記一対のレール部に沿って前記磁石集合体上を移動させる計器装置であって、
前記移動体が、
前記一対のレール部を挟む位置に配置されるとともに、前記ケースの前記磁石集合体側から延出し且つ前記磁石集合体と前記複数の電磁石とが近づいたり離れたりする方向に沿って弾性変形可能に形成された複数の延出部と、
前記複数の延出部の各々に前記レール部と対向して設けられた位置決め部と、
前記レール部と前記位置決め部とに挟持され且つ前記移動体が前記一対のレール部に沿って前記磁石集合体上を移動する際に回動する複数のローラと、
前記ローラを前記レール部と前記位置決め部との間に回動自在に位置付けるとともに、前記位置決め部を前記所定の間隔に対応した位置に位置付けるように前記延出部を弾性変形させる複数の軸と、
を有していることを特徴とする計器装置。
前記複数の電磁石の各々が、前記複数の磁石の並ぶ方向に沿って直列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の計器装置。
前記複数の磁石は、互いに当該複数の磁石の並ぶ方向の幅が等しく形成されているとともに、等間隔で前記指標部に沿って並べられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の計器装置。