JPH0239262Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えば車両用計器等に使用される
交差コイル式計器に関し、特に電源スイツチのオ
フ時に指針を零位置（指示起点位置）に復帰せし
める帰零機構を備えた交差コイル式計器に関す
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種の交差コイル式計器としては、例
えば第１３図に示すようなものがある。図におい
て、１は交差コイル式計器指示部で、交差コイル
を構成する複数のコイル２，３，４と、該交差コ
イル２，３，４の磁気作用下に配設された可動マ
グネツト６とを備えている（詳しくは第１図説明
文参照）。また、前記複数のコイル２，３，４は、
各発生磁界H₂，H₃，H₄が第１４図に示す方向に
なるように設定されており、さらにコイル３，４
による合成磁界H₃＋H₄は前記可動マグネツト６
を帰零方向に指向させる方向に設定されている。

また、２０は直流電源、２１は電源スイツチ、
２２は可変抵抗式センサ、２３は電流制限用抵
抗、２４は指度調整用抵抗である。

さらに、２５は帰零用の給電回路で、前記直流
電源２０と前記コイル２，３の接続点との間に電
流制限用抵抗２６を介して配線されている。

このように構成された交差コイル式計器によれ
ば、電源スイツチ２１をオンすると、交差コイル
２，３，４には可変抵抗式センサ２２による被測
定量に応じた抵抗値により決まる電流が流れ、各
コイル２，３，４による合成磁界H₂＋H₃＋H₄が
被測定量に応じた方向に発生する。そのため、交
差コイル２，３，４の磁気作用下に回転可能に配
設された可動マグネツト６は、前記合成磁界方向
に指向し、該可動マグネツト６により指針が駆動
され被測定量のその時々の大きさを指示すること
になる。

そこで、電源スイツチ２１をオフすると、交差
コイル２，３，４のうちコイル３，４にのみ直流
電源２０から電流制限用抵抗２６を介して通電さ
れ、コイル３，４による合成磁界H₃＋H₄のみが
可動マグネツト６に作用する。しかして、コイル
３，４による合成磁界H₃＋H₄は可動マグネツト
６を帰零方向に指向せしめる方向に発生するた
め、可動マグネツト６は帰零方向に指向し指針が
零位置まで戻されることになる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の交差コイル式
計器にあつては、その帰零機構を形成する帰零用
給電回路２５が、直流電源２０とコイル２，３の
接続点との間を常時結線する構造となつていたた
め、電源スイツチ２１がオフされたときに指針を
確実に零位置に復帰、すなわち帰零させることが
できるが、指針が帰零したのちもコイル３，４に
常時に電流が流れるため、直流電源２０に無駄な
電力消費を強いることになり、直流電源が車載バ
ツテリの場合にはバツテリアツプを起こしてしま
うという問題点があつた。

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、指針が帰零したのちは、無駄
な電力消費を生じさせることなく指針を零位置に
確実に保持できる構造とすることにより、上記問
題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この考案にかかる交差コイル式計器
は、電源スイツチのオン時に通電され、合成磁界
方向が被測定量の大きさに応じて変化する交差磁
界を夫々発生する交差コイルと、該交差コイルの
磁気作用下に回転可能に配設されかつ前記合成磁
界方向に指向する可動マグネツトと、該可動マグ
ネツトによつて駆動される指針と、該指針又はそ
れに連動する部材に当接して該指針の指示起点を
決める指針ストツパとを備え、かつ前記交差コイ
ルは、前記可動マグネツトに対して前記指針が指
示起点に指向する方向の磁界を発生する第１のコ
イルと、該第１のコイルの発生磁界に対して所定
の角度をなす方向に磁界を発生する第２のコイル
とからなり、さらに前記電源スイツチのオフ時に
前記第１のコイルにのみ通電する給電回路を設け
ると共に、前記指針が指示起点近傍にあるときに
磁気的吸引力を及ぼし合つて該指針を前記指針ス
トツパに当接保持するトルクを発生する磁気的保
持力発生手段と、該磁気的保持力発生手段により
形成される磁路中に介挿されかつ該磁路中を通る
磁束の変化に感心する磁気感応素子とを設け、さ
らに前記指針又はそれに連動する部材が前記指針
ストツパに当接したときにおける前記磁気感応素
子の磁気感応動作に基づいて前記給電回路を開放
状態に付勢してなる構成としたものである。

〔作 用〕

このような構成によれば、電源スイツチのオン
時は交差コイルには被測定量に応じて決まる電流
が流れ、該交差コイルを構成する第１及び第２の
コイルによる合成磁界の方向が被測定量に応じて
変化する。しかして可動マグネツトがその合成磁
界の作用を受けてその合成磁界方向に指向し、該
可動マグネツトにより指針が駆動され被測定量の
その時々の大きさが指示されることになる。

そこで、電源スイツチをオンからオフにする
と、交差コイルの第１のコイルにのみ給電回路を
介して通電され、該第１のコイルによる磁界のみ
が可動マグネツトに作用することになるが、該第
１のコイルによる磁界は可動マグネツトを帰零方
向（指示起点方向）に指向せしめる方向に発生す
るため、指針は可動マグネツトにより駆動されて
零位置まで戻されることになる。

しかして、指針が零位置に復帰して指針又はそ
れに連動する部材が指針ストツパに当接すると、
指針は磁気的保持力発生手段による保持トルクの
作用を受けて零位置に確実に保持されることにな
る。さらにその時磁気的保持力発生手段により形
成される磁路中の磁束が大きく変化することにな
るが、その磁束変化により磁気感応素子が磁気感
応状態に付勢され、給電回路をオフ状態に制御す
るため、第１のコイルに供給されていた帰零用電
流が遮断される。

〔実施例〕

以下、この考案の各実施例を図面に基づいて説
明する。第１図乃至第７図は、この考案の第１実
施例を示す図である。

まず、第１図乃至第３図に基づいて機械的構成
を説明する。図において、１は交差コイル式計器
指示部で、交差コイル２，３，４、コイルボビン
を兼ねるハウジング５、可動マグネツト６、指針
軸７、指針８、文字板９、指針ストツパ１０、ソ
フト磁性体製ケース１１、回路形成用プリント基
板１２からなる。さらに詳しく説明すると、ハウ
ジング５は非磁性体の合成樹脂により上下ハウジ
ング５１，５２に２分割形成されており、その外
周には交差コイルを構成する複数のコイル２，
３，４が互いに交差するように巻回されている。
また、該ハウジング５の内部に形成されかつ針振
れ（指針の微少揺動）防止用の高粘度シリコーン
オイル１３が封入された中空部１６内には、指針
軸７に固定されかつ該指針軸７を挾んで径方向に
２極着磁された可動マグネツト６が回転可能に配
設されている。さらに、その指針軸７の上端部は
ハウジング５から外部に導出されており、その指
針軸７の導出端部には合成樹脂製の指針８が打込
み固定されている。

一方、指針８の回動位置を読取るための文字板
９は、ハウジング５に固定されており、その零目
盛９１近傍には、指針８が当接することにより該
指針８を零目盛９１で止めるための指針ストツパ
１０が配設されている。この指針ストツパ１０は
非磁性体の合成樹脂により形成されており、その
内部には、指針８に固定された鉄片１５を磁気的
に吸着して指針８を指針ストツパ１０に当接状態
で保持するための指針零位置保持用マグネツト１
６が埋設されている。この保持用マグネツト１６
は、磁気感応素子であるホール素子３１を挾んで
異極同志が対向するように配列された上下マグネ
ツト１６１，１６２からなるが、この上部マグネ
ツト１６１の下方極（図ではＮ極）と下部マグネ
ツト１６２の上方極（図ではＳ極）とは指針８の
側面に固定された鉄片１５の上下端に夫々対面し
うる寸法関係で設定されている。

次に、第４図及び第５図に基づいて電気的構成
を説明する。図において、１は交差コイル式計器
指示部で、従来例と同様に構成されている。すな
わち、交差コイルを構成する複数のコイル２，
３，４は可動マグネツト６の周りに巻回されてい
るが、夫々のコイル２，３，４による磁界H₂，
H₃，H₄は第１４図に示す方向に発生するように
設定されている。さらにコイル３，４による合成
磁界H₃＋H₄は可動マグネツト６が帰零方向に指
向する方向、すなわち該可動マグネツト６により
駆動される指針８が文字板９の零目盛９１に対向
する方向に設定されている。

また、２０は車載バツテリ等の直流電源、２１
はイグニツシヨンスイツチ等の電源スイツチ、２
２は車速、エンジン回転数、燃料残量等を検出す
る可変抵抗式センサ、２３は電流制限用抵抗、２
４は指度調整用抵抗である。

さらに、２５は帰零用給電回路で、直流電源２
０とコイル２，３の接続点との間に、電流制限用
抵抗２６及びスイツチング用トランジスタ３４を
介して配線されている。該スイツチング用トラン
ジスタ３４のベースにはホールIC３０の出力が
ベース抵抗３５を介して接続されている。なお、
ホールIC３０は、指針ストツパ１０内の上下マ
グネツト１６１，１６２間に配設されたホール素
子３１と、該ホール素子３１の出力信号を入力し
該ホール素子３１に作用する上下マグネツト１６
１，１６２による磁束が所定値以上のときにハイ
レベルの制御信号を出力するシユミツトトリガ３
２と、該シユミツトトリガ３２から出力される制
御信号を適宜増幅する増幅回路３３とからなる。

このように構成された第１実施例の作用を説明
すると、まず、電源スイツチ２１のオン時は交差
コイル２，３，４には可変抵抗式センサ２２によ
る被測定量に応じた抵抗値により決まる電流が流
れ、各コイル２，３，４による合成磁界H₂＋H₃
＋H₄が被測定量に応じた方向に発生する。その
ため、交差コイル２，３，４の磁気作用下に回転
可能に配設された可動マグネツト６は、前記合成
磁界方向に指向し、該可動マグネツト６により指
針８が回転駆動され被測定量のその時々の大きさ
を指示する。

そこで、電源スイツチ２１をオンからオフにす
ると、交差コイル２，３，４のうちコイル３，４
にのみ直流電源２０から給電回路２５を介して通
電され、そのコイル３，４による合成磁界H₃＋
H₄のみが発生し可動マグネツト６に作用する。
しかして、該コイル３，４による合成磁界H₃＋
H₄は可動マグネツト６を帰零方向に指向せしめ
る方向に発生するため、可動マグネツト６は帰零
方向に指向し、指針８が零位置９１まで戻される
ことになる。

しかして、指針８が零位置９１に復帰して指針
８が指針ストツパ１０に当接すると、該指針８は
磁気的保持力発生手段１５，１６による保持トル
クの作用を受けて零位置９１に確実に保持され
る。すなわち、指針８が指針ストツパ１０の近傍
まで復帰してくると、指針８の側面に固定された
鉄片１５が指針ストツパ１０に埋設されたマグネ
ツト１６に磁気的に吸引されて第３図に示すよう
に吸着保持され、これにより指針８は指針ストツ
パ１０に当接した状態で零位置９１に保持され
る。

ところで、上述の如く指針８が零位置９１に復
帰するように付勢され指針８が指針ストツパ１０
に当接保持される、いわゆる帰零動作の前後にお
いては、磁気的保持力発生手段１５，１６により
形成される磁路中の磁束が大きく変化することに
なる。すなわち、指針８が指針ストツパ１０に当
接する前までは、第６図に示すように、指針スト
ツパ１０に埋設された上部マグネツト１６１のＮ
極から漏出する磁束が下部マグネツト１６２のＳ
極に直接向うことになり、そのためその上下マグ
ネツト１６１，１６２間に配設されているホール
素子３１には上下マグネツト１６１，１６２の対
向極面間に形成される磁束の全てが作用すること
になる。一方、指針８が指針ストツパ１０に当接
すると、上下マグネツト１６１，１６２の各対向
極間は指針８に固定されている鉄片１５によつて
磁気的に短絡された状態となることから、第７図
に示すように、上部マグネツト１６１のＮ極から
下部マグネツト１６２のＳ極に向う磁束の大部分
は鉄片１５を通ることになり、そのため上下マグ
ネツト１６１，１６２間に配設されているホール
素子３１には上下マグネツト１６１，１６２の対
向極面間に形成される磁束の一部のみが作用する
ことになる。従つて、指針８が零位置９１に復帰
して指針８が指針ストツパ１０に当接保持される
と、ホール素子３１から出力される信号の電圧値
が高い状態から低い状態に切換わり、また該ホー
ル素子３１の出力信号を入力するシユミツトトリ
ガ３２の出力論理がハイレベルからローレベルに
切換わり、さらに該シユミツトトリガ３２の増幅
回路３３を介した制御信号をベース入力するスイ
ツチング用トランジスタ３４はオン状態からオフ
状態に切換わることになる。これにより指針８が
指針ストツパ１０に当接するまでの間オン状態に
なつていた給電回路２５は、指針８が指針ストツ
パ１０に当接保持されたときにスイツチング用ト
ランジスタ３４を介してオフ状態に制御され、そ
のため電源スイツチ２１のオフ直後において帰零
用磁界を発生するためにコイル３，４に供給され
ていた電流は、指針８が磁気的保持力発生手段１
５，１６による保持トルクの作用を受けて指針ス
トツパ１０に当接した状態で零位置９１に確実に
保持されると同時に遮断される。

次に、第８図，第９図に第２実施例を示す。こ
の第２実施例は、磁気感応素子としてリードスイ
ツチ３６を用いそれを給電回路２５に直列的に介
挿すると共に、磁気的保持力発生手段として零位
置に復帰してきた指針８が指針ストツパ１０に当
接保持されたときに前記リードスイツチ３６がオ
ンからオフに切換わるように制御できる構造とし
たものである。すなわち、第９図に示すように、
指針ストツパ１０の内部には、指針８の側面に固
定された鉄片１５を磁気的に吸着して指針８を指
針ストツパ１０に当接状態で保持するための上下
マグネツト１７１，１７２が埋設されている。こ
の上下マグネツト１７１，１７２は、夫々の一端
の間にリードスイツチ３６が跨設された一対のヨ
ーク１７３，１７４の各他端を挾んで異極同志が
対向するように上下に配列されており、さらにそ
の上部マグネツト１７１の下方極（図ではＮ極）
と下部マグネツト１７２の上方極（図ではＳ極）
とは、指針８に固定された鉄片１５の上下端に対
面しうる寸法関係に設定されている。また、この
上下マグネツト１７１，１７２の非対向極同志は
コの字状リターンパス用ヨーク１７５によつて磁
気的に結合されている。

従つて、この第２実施例によれば、指針８が指
針ストツパ１０に当接する前までは（第９図に示
す状態のとき）、指針ストツパ１０に埋設された
上部マグネツト１７１のＮ極から漏出する磁束の
全てが、ヨーク１７３、リードスイツチ３６及び
ヨーク１７４を経て下部マグネツト１７２に至る
経路を通ることから、リードスイツチ３６の接点
はオン状態に付勢され、そのため給電回路２５は
オン状態に保持される。一方、指針８が指針スト
ツパ１０に当接すると、上下マグネツト１７１，
１７２の各対向極間は指針８に固定されている鉄
片１５によつて磁気的に短絡され、上部マグネツ
ト１７１のＮ極から下部マグネツト１７２のＳ極
に向う磁束の大部分は鉄片１５を通ることにな
り、そのため、ヨーク１７３，１７４を介してリ
ードスイツチ３６に作用する磁束が減少し、該リ
ードスイツチ３６はオフ状態となる。しかして指
針８が指針ストツパ１０に当接するまでの間オン
状態になつていた給電回路２５は、指針８が指針
ストツパ１０に当接保持されると同時にオフ状態
に制御される。

また、第１０図，第１１図に第３実施例を示
す。この第３実施例は、磁気感応素子としては第
２実施例と同様にリードスイツチ３６を用いると
共に、該リードスイツチ３６は、第１０図に示す
ように、その一端が給電回路２５に直列的に介挿
されたスイツチング用トランジスタ３７のベース
とベース抵抗３８との接続点に接続され、かつそ
の他端が電流制限用抵抗３９を介して直流電源２
０に接続されている。一方、磁気的保持力発生手
段としては、零位置に復帰してきた指針８が指針
ストツパ１０に当接保持されたときに前記スイツ
チング用トランジスタ３７がオンからオフに切換
わるように前記リードスイツチ３６をオフからオ
ンに切換制御する構造としたものである。すなわ
ち、第１１図に示すように、指針８の側面には指
針厚さ方向にNS極が着磁された指針零位置保持
用マグネツト１８が固定されている。一方、指針
ストツパ１０の内部には、夫々の一端の間にリー
ドスイツチ３６が跨設された一対のヨーク１９
１，１９２が埋設されており、さらに該一対のヨ
ーク１９１，１９２の各他端は、指針８の側面に
固定されたマグネツト１８と磁気的吸引力を及ぼ
し合つて指針８を指針ストツパ１０に当接状態で
保持しうるように、指針８に固定されたマグネツ
ト１８の上下各極に対面しうる寸法関係に設定配
列されている。

従つて、この第３実施例によれば、指針８が指
針ストツパ１０に当設する前までは（第１１図に
示す状態のとき）、リードスイツチ３６にはマグ
ネツト１８による磁束が作用しないことから、該
リードスイツチ３６の接点はオフ状態となり、ス
イツチング用トランジスタ３７はオン状態に付勢
されるため、給電回路２５はオン状態に保持され
る。一方、指針８が指針ストツパ１０に当接する
と、指針８の側面に固定されたマグネツト１８が
一対のヨーク１９１，１９２の各他端間に吸着さ
れることになるが、これによりリードスイツチ３
６には一対のヨーク１９１，１９２を介してマグ
ネツト１８の磁束が作用することになり、該リー
ドスイツチ３６の接点はオン状態に付勢される。
しかして、スイツチング用トランジスタ３７はオ
フ状態となり、指針８が指針ストツパ１０に当接
するまでの間オン状態になつていた給電回路２５
は、指針８が指針ストツパ１０に当接保持される
と同時にオフ状態になる。

さらにまた、第１２図に第４実施例を示す。こ
の第４実施例は、上述の第１実施例と異なる給線
構造のものであるが、該第１実施例と同一構成要
素は同一符号を付して詳細な説明は省略する。す
なわち、図に示すように、コイル２の一端は可変
抵抗式センサ２２を介してアースに接続され、か
つその他端は電源スイツチ２１を介して直流電源
２０に接続されている。また、コイル３，４の直
列体の一端は指度調整用抵抗２４を介してアース
に接続されかつその他端は逆流防止用ダイオード
２７を介してコイル２の電源側端子に接続されて
いる。一方、直流電源２０とコイル３，４の直列
体の他端との間には給電回路２５が配線されてお
り、該給電回路２５には、電流制限用抵抗２６、
スイツチング用トランジスタ３４が直列的に介挿
されている。さらにスイツチング用トランジスタ
３４のベースにはベース抵抗３５を介してホール
IC３０の出力が接続されている。

従つて、この第４実施例によれば、電源スイツ
チ２１をオンからオフに切換えたときは、指針８
が指針ストツパ１０に当接する前までは、ホール
IC３０の出力がハイレベルであるため、スイツ
チング用トランジスタ３４がオン状態で給電回路
２５がオン状態を維持することになる。これによ
り、可動マグネツト６を帰零方向に指向せしめる
方向に磁界を発生するコイル３，４にのみ通電さ
れることになる。

しかして、コイル３，４による帰零磁界の作用
により指針８が零位置９１に復帰して指針８が指
針ストツパ１０に当接すると、ホーIC３０の出
力がローレベルになるため、スイツチング用トラ
ンジスタ３４がオン状態からオフ状態に切換わ
り、それにより給電回路２５がオン状態からオフ
状態に切換制御される。

なお、この第４実施例における給電制御機構３
０，３４，３５を、第１実施例と同一構造のもの
としたが、これに限定されるものではなく、第２
又は第３実施例の機構１５，１７，３６又は１
８，１９，３６のものを用いてもよい。

また、第２実施例における給電制御機構１５，
１７，３６は暗電流を皆無にできる特別の効果が
ある。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によれば、
指針が零位置に復帰したのちは、無駄な電力消費
を生じさせることなく指針を零位置に確実に保持
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例における交差コ
イル式計器指示部を示す断面図、第２図はその表
示部正面図、第３図はその要部断面図、第４図は
その回路図、第５図は第４図要部詳細回路図、第
６図，第７図はその作用説明図、第８図は第２実
施例の回路図、第９図はその要部断面図、第１０
図は第３実施例の回路図、第１１図はその要部断
面図、第１２図は第４実施例の回路図、第１３図
は従来例の回路図、第１４図はそのコイル磁界関
係図である。 ２，３，４……交差コイル、６……可動マグネ
ツト、８……指針、１０……指針ストツパ、１
５，１６，１７，１８，１９……磁気的保持力発
生手段、２１……電源スイツチ、２５……給電回
路、３１，３６……磁気感応素子、９１……指示
起点（零位置）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電源スイツチ２１のオン時に通電され、合成磁
   界方向が被測定量の大きさに応じて変化する交差
   磁界を夫々発生する交差コイル２，３，４と、該
   交差コイル２，３，４の磁気作用下に回転可能に
   配設されかつ前記合成磁界方向に指向する可動マ
   グネツト６と、該可動マグネツト６によつて駆動
   される指針８と、該指針８又はそれに連動する部
   材に当接して該指針８の指示起点９１を決める指
   針ストツパ１０とを備え、かつ前記交差コイル
   ２，３，４は、前記可動マグネツト６に対して前
   記指針８が指示起点９１に指向する方向の磁界を
   発生する第１のコイル３，４と、該第１のコイル
   ３，４の発生磁界に対して所定の角度をなす方向
   に磁界を発生する第２のコイル２とからなる交差
   コイル式計器において、前記電源スイツチ２１の
   オフ時に前記第１のコイル３，４にのみ通電する
   給電回路２５を設けると共に、前記指針８が指示
   起点９１近傍にあるときに磁気的吸引力を及ぼし
   合つて該指針８を前記指針ストツパ１０に当接保
   持するトルクを発生する磁気的保持力発生手段１
   ５，１６，１７，１８，１９と、該磁気的保持力
   発生手段１５，１６，１７，１８，１９により形
   成される磁路中に介挿されかつ該磁路中を通る磁
   束の変化に感応する磁気感応素子３１，３６とを
   設け、さらに前記指針８又はそれに連動する部材
   が前記指針ストツパ１０に当接したときにおける
   前記磁気感応素子３１，３６の磁気感応動作に基
   づいて前記給電回路２５を開放状態に付勢してな
   ることを特徴とする交差コイル式計器。