JPH04104576U - 交差コイル式計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で組み付け性、信頼性に優れ設計に自由
度を有する交差コイル式計器を提供する。 【構成】 可動永久磁石を包囲するように巻回された複
数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに非線形回路
を接続して、そのコイルに定電流を流し、一定磁力を発
生させ、一定磁力と他のコイルによる被測電圧に応じた
磁力との合成磁力により可動永久磁石を回動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は交差コイル式計器に係り、特に交差したコイルに印加される電圧に応 じた指示を行なう交差コイル式計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

交差コイル式計器は回転自在に配置された永久磁石を包囲するように複数のコ イルを交差配置してなり、この複数のコイルに電流を流して磁力を発生させ、複 数のコイルにより発生した合成磁力により永久磁石を回動させ、永久磁石に固定 された指針軸を回動させて、指針軸に固定された指針を回動させることにより指 示を行なうものである。

【０００３】 交差コイル式計器は車載用のスピードメータ、タコメータ、電圧計等の計器と して用いられている。交差コイル式計器を電圧計として用いる場合図１２に示す ような回路構成のものが用いられている。

【０００４】 従来の交差コイル式計器を用いた電圧計は図１２に示す互い直交するように交 差した２つのコイル５，６と電流制限用抵抗Ｒ₂ を直列に接続し、この直列回路 に電圧を印加する。また、交差コイル内に回転自在に配置された可動永久磁石７ に近接して、固定永久磁石を設ける。印加電圧により交差コイルに生じる磁力の 大きさに応じて固定永久磁石８の磁力と交差コイルによる磁力とにより生じる合 成磁力の方向が可変するため、この合成磁力の方向に可動永久磁石７が回動し、 指示を行っていた。

【０００５】 固定永久磁石８は図１３に示すように可動永久磁石７が外部磁界の影響を受け ないようにコイル及び可動永久磁石７を囲繞する磁気シールドケース１０に固定 されたり、または図１４に示すように固定永久磁石８はコイルボビン９と交差コ イルとで挟持する位置に固定されていた。なお、固定永久磁石８は接着等の方法 により固定されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、従来のこの種の交差コイル式計器はヒステリシスを低減させるため に大きな磁力を有する固定の永久磁石を可動永久磁石に近接して設ける必要があ ったため、高価なものとなってしまい、また、その取付け方法が接着等によるた め、組み付け性及び信頼性が悪く、さらに、固定永久磁石の磁力の強さにより交 差コイルに供給する電流レベルが一義的に決まってしまうため、設計の自由度が 乏しく、振角，消費電流，応答性等の変更が困難である等の問題点があった。

【０００７】 さらに、固定永久磁石の磁力とコイルにより発生される磁力の大きさにより振 れ角が決まる為、特性カーブが通常使用域と異常域とで指示に大差がないため、 車両電圧が異常となっても分からないままに使用を続けてしまい、他の電装品ま でも故障となるという問題点があった。

【０００８】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので安価で、組み付け性、信頼性に優れ 設計に自由度を有する交差コイル式計器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は以上のような課題を解決するために回転自在に設けられた可動永久磁 石を包囲するように交差して巻回された複数のコイルに発生する磁力により可動 永久磁石を回動させ、可動永久磁石の回動位置に応じた指示を行なう交差コイル 式計器において、前記複数のコイルを互いに直列に接続し、前記複数のコイルの うち少なくとも１つのコイルに並列に非線形回路を接続した構成としてなる。

【００１０】

【作用】

複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに非線形回路を並列に接続するこ とによりそのコイルに定電流を流し、一定の磁力を発生させる。

【００１１】 この一定の磁力を他のコイルに発生する被測定電圧に応じた磁力と合成するこ とにより可動永久磁石を回動させる。

【００１２】 このため、非線形回路等の定数を変化させることにより振角等の特性を容易に 変えることができる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の第１の実施例の回路構成図を示す。

【００１４】 コイル１とコイル２は互いに直交するように交差配置されていて、これらのコ イル１，２の内部には円盤上の可動永久磁石４が回動自在に配設される。

【００１５】 可動永久磁石４にはその回動中心に指針軸が固定され、指針軸の先端には指針 が固定されている。

【００１６】 コイル１とコイル２とは直列に接続され、コイル２に並列に非線形回路となる ツェナーダイオードＤＺ１が直流流出側がアノード、電源電圧側がカソードとな るように接続される。

【００１７】 次に本実施例の交差コイル式計器の動作について説明する。 被測電圧となる電源電圧Ｖ０が上昇していく場合、コイル１とツェナーダイオ ードＤＺ１との接続点の電圧Ｖ１がツェナー電圧ＶＺ１以下ではツェナーダイオ ードＤＺ１はオフであるため、コイル１，２には電源電圧Ｖ０に対応した電流が 流れる。

【００１８】 電源電圧Ｖ０が上昇し、電圧Ｖ１がツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧 ＶＺ１を超えるとツェナーダイオードＤＺ１がオンとなり、コイル２に印加され る電圧はツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧ＶＺ１で一定となる。

【００１９】 この為、電圧Ｖ１がツェナーダイオードＤＺ１のツェナー電圧ＶＺ１以上では コイル２に発生する磁力Ｈ２は略一定になる。

【００２０】 一方、コイル１は電源電圧側とツェナーダイオードＤＺ１の間に接続されてた いる為、電源電圧Ｖ０（被測電圧）が上昇するにつれコイル１に流れる電流も上 昇する。

【００２１】 コイル１，２による磁力の方向は図２に示すようになる。コイル１，２に生じ る磁力Ｈ１，Ｈ２はコイル１，２の抵抗をＲ１，Ｒ２、巻き数をＮ１，Ｎ２とす れば電源電圧Ｖ０＜ＶＺ１の状態では、 Ｈ１＝（Ｖ０／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｎ１ Ｈ２＝（Ｖ０／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｎ２ となるが、電源電圧Ｖ０が上昇し、Ｖ０≧ＶＺ１の状態からは、 Ｈ１＝（（Ｖ０−ＶＺ１）／Ｒ１×Ｎ１ Ｈ２＝（ＶＺ１／Ｒ２）×Ｎ２ となり電源電圧Ｖ０に応じて変化することがわかる。

【００２２】 磁力Ｈ１，Ｈ２の電源電圧Ｖ０に対する変化の状態を図３に示す。 この為、可動永久磁石４はコイル１，２に生じる磁力Ｈ１，Ｈ２との合成磁力 （Ｈ１＋Ｈ２）の方向に回動する。

【００２３】 したがって、可動永久磁石４の回動方向により電源電圧Ｖ０の大きさを知るこ とができる。

【００２４】 電源電圧に対して振角は図４に示すように変化する。 次に本考案の第２実施例の回路構成図を図５に示す。同図中、第１の実施例と 同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００２５】 コイル３はコイル１，２と互いに直交するように交差配置されている。コイル ３と直列に非線形回路となるツェナーダイオードＤＺ２が接続されていて、ツェ ナーダイオードＤＺ２は電流流出側がアノード、電源電圧側がカソードとなるよ うに接続される。

【００２６】 その動作は第１の実施例で説明した通りの動作に加え、図５のブロック１１で は電源電圧Ｖ０が上昇していく場合、コイル３とツェナーダイオードＤＺ２との 接続点の電圧Ｖ２がツェナー電圧ＶＺ２以下ではツェナーダイオードＤＺ２はオ フであるため、コイル３には電流が流れない。

【００２７】 電源電圧Ｖ０が上昇し、電圧Ｖ２がツェナーダイオードＤＺ２のツェナー電圧 ＶＺ２を超えるとツェナーダイオードＤＺ２がオンとなりコイル３に電流が流れ 始める。コイル３に流れる電流は電源電圧Ｖ０の上昇と共に増加し、このため、 コイル３に生じる磁力も電源電圧Ｖ０の上昇と共に増加する。 コイル３に生じる磁力Ｈ３はコイル３の抵抗をＲ３、巻き数をＮ３とすれば、 Ｈ３＝（（Ｖ０−ＶＺ２）／Ｒ３）×Ｎ３ となり、電源電圧Ｖ０に応じて変化することがわかる。

【００２８】 通常の車両は発電機を搭載しているが一定電圧以上にならないようにレギュレ ータを取り付けている。よって通常は１４．５Ｖ程度でカットされているがレギ ュレータの故障が発生すると、それ以上の電圧となるが気が付かずに長時間運転 を続けることにより他の電装品の故障となる。

【００２９】 本実施例ではこのＨ３の磁力がある一定の電圧ＶＺ２から効き始めるために図 ６に示すような磁力方向とすることで図７のような電源電圧Ｖ０に対する磁力変 化を得ている。

【００３０】 図７に示す磁力の特性で可動永久磁石４を駆動すると被測電圧（電源電圧）に 対する振角の特性は図８に示すようになる。図８から明らかなようにレギュレー タなどの故障により電源電圧Ｖ０がＶＺ２以上の電圧になってしまった場合、指 針が急激に立ち上がるため、指針の動きを見ることにより故障等に異常を確実に 認識できる。

【００３１】 また、回路定数の選定方法を変えることで図９，図１０，図１１のように種々 の特性カーブを得ることが可能となる。

【００３２】 このように、複数のコイルのうち少なくとも１つのコイルに一定電流を流して 、一定の磁力を生じさせる構成とすることにより従来の交差コイル式計器での固 定永久磁石を削除することができるため、固定永久磁石の取付け等の作業を行う 必要がなくなり、信頼性を向上でき、固定永久磁石がない分だけコストを低下さ せることができる。

【００３３】 なお、交差コイル式計器では電源が切断されるとその指示していた位置で可動 永久磁石４が停止してしまう恐れがあるため、帰零用の磁石を設けてあるが、こ の磁石の磁力は非常に微弱なので、安価に構成でき、その取付精度もそれほど問 題とはならない。

【００３４】 なお、第２の実施例でツェナーダイオードＤＺ１を削除した構成としても第１ の実施例と同様な効果が得られる。

【００３５】

【考案の効果】

上述の如く、本考案によれば複数のコイルのうち少なくとも１つのコイルに定 電流を流して、このコイルに一定磁力を発生させ、他のコイルに発生する磁力と を合成することにより可動永久磁石を回動することができるため、大磁力を有す る固定永久磁石を設ける必要がなくなり、安価とすることができ、また、特性カ ーブの任意の部分に変曲点をつけることも可能であり、回路定数を変えることに より一定磁力を可変することが容易にできるため、設計の自由度が向上し、振角 、消費電流、応答性等の変更が容易となる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の回路構成図である。

【図２】本考案の第１の実施例の起磁力の方向及び大き
さを説明するための図である。

【図３】本考案の第１の実施例の電源電圧に対する起磁
力の変化を示す特性図である。

【図４】本考案の第１の実施例に電源電圧に対する振角
の変化を示す特性図である。

【図５】本考案の第２の実施例の回路構成図である。

【図６】本考案の第２の実施例の起磁力の方向及び大き
さを説明するための図である。

【図７】本考案の第２の実施例の電源電圧に対する起磁
力の変化を示す特性図である。

【図８】本考案の第２の実施例の電源電圧に対する振角
の変化を示す特性図である。

【図９】本考案の第２の実施例の振角特性の第１の例を
示す特性図である。

【図１０】本考案の第２の実施例の振角特性の第２の例
を示す特性図である。

【図１１】本考案の第２の実施例の振角特性の第３の例
を示す特性図である。

【図１２】従来の一例の回路構成図である。

【図１３】交差コイル式計器の帰零用磁石の取付け位置
の一例を説明するための図である。

【図１４】交差コイル式計器の帰零用磁石の取付け位置
の他の一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１，２，３ コイル ４ 可動永久磁石 ＤＺ１，ＤＺ２ ツェナーダイオード

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に設けられた可動永久磁石を包
   囲するように交差して巻回された複数のコイルに発生す
   る磁力により該可動永久磁石を回動させ、該可動永久磁
   石の回動位置に応じた指示を行なう交差コイル式計器に
   おいて、前記複数のコイルを互いに直列に接続し、前記
   複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに並列に非
   線形回路を接続した構成としてなる交差コイル式計器。
2. 【請求項２】 回転自在に設けられた可動永久磁石を包
   囲するように交差して巻回された複数のコイルに発生す
   る磁力により該可動永久磁石を回動させ、該可動永久磁
   石の回動位置に応じた指示を行なう交差コイル式計器に
   おいて、前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイ
   ルを他のコイルと並列に接続し、かつ、前記複数のコイ
   ルのうち少なくとも１つのコイルに直列に非線形回路を
   接続した構成としてなる交差コイル式計器。
3. 【請求項３】 前記複数のコイルのうち少なくとも一つ
   のコイルに並列に非線形回路を接続した構成としてなる
   請求項２記載の交差コイル式計器。