JPH0677028B2 - 計器用ムーブメント - Google Patents
計器用ムーブメントInfo
- Publication number
- JPH0677028B2 JPH0677028B2 JP1062150A JP6215089A JPH0677028B2 JP H0677028 B2 JPH0677028 B2 JP H0677028B2 JP 1062150 A JP1062150 A JP 1062150A JP 6215089 A JP6215089 A JP 6215089A JP H0677028 B2 JPH0677028 B2 JP H0677028B2
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- JP
- Japan
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- permanent magnet
- coil
- rotor
- coils
- pair
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R5/00—Instruments for converting a single current or a single voltage into a mechanical displacement
- G01R5/02—Moving-coil instruments
- G01R5/06—Moving-coil instruments with core magnet
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一対のコイルに所定計測量に応じた電流を流
すことにより回転子を所定計測量に応じた所定位置に回
動し、前記回転子に保持した指針により計測量を指示す
るようにした、例えばスピード計、エンジン回転計、水
温計、燃料計などの車載計器に好ましく適用される計器
用ムーブメントに関するものである。
すことにより回転子を所定計測量に応じた所定位置に回
動し、前記回転子に保持した指針により計測量を指示す
るようにした、例えばスピード計、エンジン回転計、水
温計、燃料計などの車載計器に好ましく適用される計器
用ムーブメントに関するものである。
従来、この種の計器用ムーブメントとしては、第９図及
び第10図に示すような構成のものが一般的である。
び第10図に示すような構成のものが一般的である。
この種の計器用ムーブメントは交叉コイル式と呼ばれ、
一対のコイル、すなわち第1,第２のコイルL1,L2をコイ
ルボビンＢに互いに直交して巻回してクロスコイルＬを
構成している。コイルボビンＢの中央部には、永久磁石
からなる回転子Mgを回転軸（指針軸）Ｒにより回転自在
に軸承して収容する空所Ｓが形成されている。コイルボ
ビンＢの一端には、基板固定用ボス兼電気接続用端子Ｔ
が植設されている。コイルボビンＢの空所Ｓ内に収容さ
れた回転子Mgは、一対のコイルL1,L2が発生する磁界の
合成磁界内に回転可能に配設されることになる。また、
コイルボビンＢに巻回されたコイルL1,L2は、第９図及
び第10図に示されるように回転子Mgの厚さ方向に重ね巻
きされている。
一対のコイル、すなわち第1,第２のコイルL1,L2をコイ
ルボビンＢに互いに直交して巻回してクロスコイルＬを
構成している。コイルボビンＢの中央部には、永久磁石
からなる回転子Mgを回転軸（指針軸）Ｒにより回転自在
に軸承して収容する空所Ｓが形成されている。コイルボ
ビンＢの一端には、基板固定用ボス兼電気接続用端子Ｔ
が植設されている。コイルボビンＢの空所Ｓ内に収容さ
れた回転子Mgは、一対のコイルL1,L2が発生する磁界の
合成磁界内に回転可能に配設されることになる。また、
コイルボビンＢに巻回されたコイルL1,L2は、第９図及
び第10図に示されるように回転子Mgの厚さ方向に重ね巻
きされている。
上述した構成の計器用ムーブメントは、第11図及び第12
図に示すように回転軸Ｒに指針Ａを取付け、この指針Ａ
を文字板Ｐと協動させることによって計器を構成する。
図に示すように回転軸Ｒに指針Ａを取付け、この指針Ａ
を文字板Ｐと協動させることによって計器を構成する。
上記構成において、第１のコイルL1に第13図（ａ）に示
すV0cosθなる電圧を、第２のコイルL2に同図（ｂ）に
示すV0sinθなる電圧をそれぞれ印加すると、各電圧に
よる電流がコイルL1,L2に流れ、これによって磁界が発
生される。コイルL1,L2がそれぞれ発生する磁界を とすると、第14図のように直交磁界となり、その合成磁
界 は をベクトル的に合成した方向に発生する。各磁界 の大きさ はそれぞれV0cosθ,V0sinθに比例するので、合成磁界 の方向はθとなる。そこで角度θを所定計測量に対応さ
せると、合成磁界 の方向が所定計測量に対応するようになる。また回転子
Mgは合成磁界 方向に回転するので、回転子Mgと共に回転する指針Ａと
文字板Ｐにより所定計測量を表示することができる。
すV0cosθなる電圧を、第２のコイルL2に同図（ｂ）に
示すV0sinθなる電圧をそれぞれ印加すると、各電圧に
よる電流がコイルL1,L2に流れ、これによって磁界が発
生される。コイルL1,L2がそれぞれ発生する磁界を とすると、第14図のように直交磁界となり、その合成磁
界 は をベクトル的に合成した方向に発生する。各磁界 の大きさ はそれぞれV0cosθ,V0sinθに比例するので、合成磁界 の方向はθとなる。そこで角度θを所定計測量に対応さ
せると、合成磁界 の方向が所定計測量に対応するようになる。また回転子
Mgは合成磁界 方向に回転するので、回転子Mgと共に回転する指針Ａと
文字板Ｐにより所定計測量を表示することができる。
上述した従来の計器用ムーブメントでは、クロスコイル
Ｌが回転子Mgの周囲すなわち厚さ方向に重ねて巻回され
ている一対のコイルL1,L2により構成されているので、
クロスコイルＬを巻回するためのボビンＢが必要であ
り、またクロスコイルＬをボビンＢに巻回しているため
コイルの厚み分更に厚くなり、ボビンＢに巻回したクロ
スコイルＬをケースに収容して構成されるムーブメント
全体の薄形化が難しい。従って、このような計器用ムー
ブメントを使用して構成した車載計器は、その形状、特
に厚さが大きくなる。
Ｌが回転子Mgの周囲すなわち厚さ方向に重ねて巻回され
ている一対のコイルL1,L2により構成されているので、
クロスコイルＬを巻回するためのボビンＢが必要であ
り、またクロスコイルＬをボビンＢに巻回しているため
コイルの厚み分更に厚くなり、ボビンＢに巻回したクロ
スコイルＬをケースに収容して構成されるムーブメント
全体の薄形化が難しい。従って、このような計器用ムー
ブメントを使用して構成した車載計器は、その形状、特
に厚さが大きくなる。
ところで、車載計器は運転者前方のダッシュボード等の
限られたスペース内に設置しなければならず、形状が大
きく、厚さをもった従来の計器用ムーブメントを用いて
構成した車載計器では、スペース的に不都合である。
限られたスペース内に設置しなければならず、形状が大
きく、厚さをもった従来の計器用ムーブメントを用いて
構成した車載計器では、スペース的に不都合である。
よって本発明は、厚さ方向の寸法を小さくして薄形化を
図った計器用ムーブメントを提供することを課題として
いる。
図った計器用ムーブメントを提供することを課題として
いる。
上記課題を解決するため本発明によりなされた計器用ム
ーブメントは、一対のコイルに所定計測量に応じ実効値
が正弦波的及び余弦波的に変化する電流を流すことによ
り回転子を所定計測量に応じた所定位置に回動し、前記
回転子に保持した指針により計測量を指示するようにし
た計器用ムーブメントにおいて、前記回転子が板面円周
方向においてNS2極に正弦波着磁された円板状の永久磁
石を有し、前記一対のコイルが前記永久磁石の直径に略
等しいか又はそれ以上の長さの直線部を有し、前記永久
磁石の円板面に平行に配置されたプリント基板の板面上
に、前記直線部のみが前記永久磁石の円板面に対向させ
ると共に90゜位置をずらされ、かつコイル端が所定の接
続部に電気接続されて配設され、前記永久磁石のNS極に
対する磁路を形成する磁性材料の板が前記プリント基板
と一体化されて前記永久磁石のNS磁極による磁界が前記
一対のコイルの直線部に対して垂直に鎖交されるように
した ことを特徴としている。
ーブメントは、一対のコイルに所定計測量に応じ実効値
が正弦波的及び余弦波的に変化する電流を流すことによ
り回転子を所定計測量に応じた所定位置に回動し、前記
回転子に保持した指針により計測量を指示するようにし
た計器用ムーブメントにおいて、前記回転子が板面円周
方向においてNS2極に正弦波着磁された円板状の永久磁
石を有し、前記一対のコイルが前記永久磁石の直径に略
等しいか又はそれ以上の長さの直線部を有し、前記永久
磁石の円板面に平行に配置されたプリント基板の板面上
に、前記直線部のみが前記永久磁石の円板面に対向させ
ると共に90゜位置をずらされ、かつコイル端が所定の接
続部に電気接続されて配設され、前記永久磁石のNS極に
対する磁路を形成する磁性材料の板が前記プリント基板
と一体化されて前記永久磁石のNS磁極による磁界が前記
一対のコイルの直線部に対して垂直に鎖交されるように
した ことを特徴としている。
上記構成において、直線部を有する一対のコイルが、永
久磁石の円板面に平行なプリント基板の板面上に、直線
部のみが円板状の永久磁石の円板面に対向するように90
゜位置をずらして配設され、永久磁石のNS極に対する磁
路を形成する磁性材料の板がプリント基板と一体化され
て永久磁石のNS磁極による磁界が一対のコイルの直線部
に対して垂直に鎖交されているので、所定計測量に応じ
た大きさ及び方向の電流が直線部に流されると、直線部
に電流を流すことにより発生する磁界とマグネットの磁
界との間の吸引・反発力による電磁力が電流及び磁界の
方向に対して垂直な方向に働く。
久磁石の円板面に平行なプリント基板の板面上に、直線
部のみが円板状の永久磁石の円板面に対向するように90
゜位置をずらして配設され、永久磁石のNS極に対する磁
路を形成する磁性材料の板がプリント基板と一体化され
て永久磁石のNS磁極による磁界が一対のコイルの直線部
に対して垂直に鎖交されているので、所定計測量に応じ
た大きさ及び方向の電流が直線部に流されると、直線部
に電流を流すことにより発生する磁界とマグネットの磁
界との間の吸引・反発力による電磁力が電流及び磁界の
方向に対して垂直な方向に働く。
一般に、電流が流される直線部の微少部分が磁界から受
ける磁気的な力は、左手の中指及び人さし指をそれぞれ
電流の方向、磁場の方向に向けると、これらに垂直に向
けたおや指の方向を向く（左手の法則）が、一対のコイ
ルがプリント基板上に固定され、永久磁石が回動自在に
なっている状態では、直線部と永久磁石との間に働く電
磁力によって永久磁石が回動し、永久磁石を左右回転さ
せようとする力が丁度バランスする回動位置まで回転子
が回転されてその位置に保持され、回転子と共に回動す
る指針により計測量が指示される。
ける磁気的な力は、左手の中指及び人さし指をそれぞれ
電流の方向、磁場の方向に向けると、これらに垂直に向
けたおや指の方向を向く（左手の法則）が、一対のコイ
ルがプリント基板上に固定され、永久磁石が回動自在に
なっている状態では、直線部と永久磁石との間に働く電
磁力によって永久磁石が回動し、永久磁石を左右回転さ
せようとする力が丁度バランスする回動位置まで回転子
が回転されてその位置に保持され、回転子と共に回動す
る指針により計測量が指示される。
また、コイルの直線部には、所定計測量に応じ実効値が
正弦波的及び余弦波的に変化する電流が流され、回転子
の永久磁石には、板面円周方向においてNS2極に正弦波
着磁されているので、回転子は計測量に応じた所定の回
動位置に正確に回転される。
正弦波的及び余弦波的に変化する電流が流され、回転子
の永久磁石には、板面円周方向においてNS2極に正弦波
着磁されているので、回転子は計測量に応じた所定の回
動位置に正確に回転される。
しかも、一対のコイルは回転子の円板状の永久磁石の板
面に対向してプリント基板上に配設されていて、ボビン
に巻回されていないので、コイル及び永久磁石の厚さや
磁気的間隙の大きさなどにより決定される計器用ムーブ
メントの厚さを従来に比べて大幅に薄くすることができ
る。
面に対向してプリント基板上に配設されていて、ボビン
に巻回されていないので、コイル及び永久磁石の厚さや
磁気的間隙の大きさなどにより決定される計器用ムーブ
メントの厚さを従来に比べて大幅に薄くすることができ
る。
また、一対のコイルの直線部が永久磁石の直径に略等し
いか又はそれ以上の長さとなっているので、コイルの直
線部との間で働く電磁的吸引・反発力が永久磁石の板面
外周縁部にも作用されるようになり、回転子の回転トル
クが大きくなる。
いか又はそれ以上の長さとなっているので、コイルの直
線部との間で働く電磁的吸引・反発力が永久磁石の板面
外周縁部にも作用されるようになり、回転子の回転トル
クが大きくなる。
コイル端がプリント基板の所定の接続部に電気接続され
ているので、コイルに電圧又は電流を印加するための端
子をプリント基板の縁部に設ければよく、構成の簡略化
や薄型化に有効な構成となっている。
ているので、コイルに電圧又は電流を印加するための端
子をプリント基板の縁部に設ければよく、構成の簡略化
や薄型化に有効な構成となっている。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は本発明による車載計器用ムーブメン
トの一実施例の構成を示し、第１図は平面図、第２図は
分解斜視図及び第３図は側断面図である。これらの図に
おいて、計器用ムーブメントは、一対のコイルL1,L
2と、磁性材料からなる回転子ヨーク11aの下面又は上面
に、板面円周方向においてNS2極に正弦波着磁された円
板状の永久磁石11bを固着して構成した偏平な円板状の
回転子11とを有する。
トの一実施例の構成を示し、第１図は平面図、第２図は
分解斜視図及び第３図は側断面図である。これらの図に
おいて、計器用ムーブメントは、一対のコイルL1,L
2と、磁性材料からなる回転子ヨーク11aの下面又は上面
に、板面円周方向においてNS2極に正弦波着磁された円
板状の永久磁石11bを固着して構成した偏平な円板状の
回転子11とを有する。
上記一対のコイルL1,L2のうちの一方、すなわち第１の
コイルL1は、前記回転子11の回転面に平行な面状に前記
回転子11の回転軸11cを挟んで対称な位置に配置された
上で直列接続された２つのコイルL1a,L1bからなってい
る。また、上記一対のコイルL1,L2のうちの他方、すな
わち第２のコイルL2も、前記回転子11の回転面に平行な
面上に前記回転子11の回転軸11cを挟んで対称な位置に
上記第１のコイルL1に重ねられ、かつ第１のコイルL1に
対して90゜位置をずらして配置された上で直列接続され
た２つのコイルL2a,L2bからなっている。
コイルL1は、前記回転子11の回転面に平行な面状に前記
回転子11の回転軸11cを挟んで対称な位置に配置された
上で直列接続された２つのコイルL1a,L1bからなってい
る。また、上記一対のコイルL1,L2のうちの他方、すな
わち第２のコイルL2も、前記回転子11の回転面に平行な
面上に前記回転子11の回転軸11cを挟んで対称な位置に
上記第１のコイルL1に重ねられ、かつ第１のコイルL1に
対して90゜位置をずらして配置された上で直列接続され
た２つのコイルL2a,L2bからなっている。
上記第1,第２のコイルL1,L2をそれぞれ構成しているコ
イルL1a,L1b,L2a及びL2bの各々は、例えば表面絶縁被覆
した銅箔を断面円弧状のマンドレルに巻回した上で適当
な厚さにスライスすることにより形成された略Ｄ型を成
すトロイダルコイルから成り、第２図に示すように回転
子11の回転面と平行な面上に、回転子11の回転軸11cを
中心にして直線部Ｄが対向しかつその周囲に90゜の等角
度で一部分が重なるように交互に配置されている。
イルL1a,L1b,L2a及びL2bの各々は、例えば表面絶縁被覆
した銅箔を断面円弧状のマンドレルに巻回した上で適当
な厚さにスライスすることにより形成された略Ｄ型を成
すトロイダルコイルから成り、第２図に示すように回転
子11の回転面と平行な面上に、回転子11の回転軸11cを
中心にして直線部Ｄが対向しかつその周囲に90゜の等角
度で一部分が重なるように交互に配置されている。
図示の実施例では、永久磁石11bは回転子ヨーク11aに対
してコイルL1a〜L2bと同じ側の面に固着され、コイルL1
a〜L2bと永久磁石11bとが直接面対向されている。そし
て、回転子ヨーク11aの中央には指針軸を兼ねた回転子1
1の回転軸11cがボス12を介して固着されている。
してコイルL1a〜L2bと同じ側の面に固着され、コイルL1
a〜L2bと永久磁石11bとが直接面対向されている。そし
て、回転子ヨーク11aの中央には指針軸を兼ねた回転子1
1の回転軸11cがボス12を介して固着されている。
また、上記一対のコイルL1,L2を構成しているコイルL1a
〜L2bは、プリント基板13の一方の面上に、その中央部
の孔13aを中心に先ず第１のコイルL1、次に第２のコイ
ルL2に順に載置され例えば接着材などによって固定され
て設けられ、各コイルの両端はプリント基板13の印刷配
線（図示せず）の所定の接続部に半田付けなどによりそ
れぞれ電気接続されている。
〜L2bは、プリント基板13の一方の面上に、その中央部
の孔13aを中心に先ず第１のコイルL1、次に第２のコイ
ルL2に順に載置され例えば接着材などによって固定され
て設けられ、各コイルの両端はプリント基板13の印刷配
線（図示せず）の所定の接続部に半田付けなどによりそ
れぞれ電気接続されている。
上記プリント基板13の上記孔13aには、上記コイル載置
面と反対側の面側から軸受筒14が挿入固定され、この軸
受筒14には、例えばその一端部にベアリング14aが嵌挿
され、他端部に軸受部14bが形成されており、ベアリン
グ14aによって回転軸11cの端部が、軸受部14bによって
回転軸11cの中間部がそれぞれ支承されている。これに
よって、回転子11の永久磁石11bとプリント基板13に固
定されたコイルL1及びL2は空隙を介して対面されるよう
になる。
面と反対側の面側から軸受筒14が挿入固定され、この軸
受筒14には、例えばその一端部にベアリング14aが嵌挿
され、他端部に軸受部14bが形成されており、ベアリン
グ14aによって回転軸11cの端部が、軸受部14bによって
回転軸11cの中間部がそれぞれ支承されている。これに
よって、回転子11の永久磁石11bとプリント基板13に固
定されたコイルL1及びL2は空隙を介して対面されるよう
になる。
板面円周方向にNS2極に正弦波着磁された上記永久磁石1
1bは、これを回転しながらその板面の任意の測定点での
磁界を測定すると第４図に示すように変化するようにな
る。
1bは、これを回転しながらその板面の任意の測定点での
磁界を測定すると第４図に示すように変化するようにな
る。
また上記プリント基板13としては、磁性材料からなる基
材の表面に絶縁被膜を形成し、その表面に印刷配線を形
成して構成され金属プリント基板が好ましく使用され、
このプリント基板13を構成している磁性材料が対向する
マグネットロータMgとの間で磁路を形成するように働
く。勿論、プリント基板13は非金属材料からなる常套的
なプリント基板と磁路を形成する磁性材料からなる金属
板とを張り合わせた構成としてもよい。何れにしてもプ
リント基板13は堅牢であり、計器取付け用のベースを兼
ねさせることができる。
材の表面に絶縁被膜を形成し、その表面に印刷配線を形
成して構成され金属プリント基板が好ましく使用され、
このプリント基板13を構成している磁性材料が対向する
マグネットロータMgとの間で磁路を形成するように働
く。勿論、プリント基板13は非金属材料からなる常套的
なプリント基板と磁路を形成する磁性材料からなる金属
板とを張り合わせた構成としてもよい。何れにしてもプ
リント基板13は堅牢であり、計器取付け用のベースを兼
ねさせることができる。
更に、コイルL1a〜L1bは、その直線部の長さが円板状の
永久磁石11bの直径に略等しいか又は図示のように永久
磁石11bの直径より大きくなるように形成される。
永久磁石11bの直径に略等しいか又は図示のように永久
磁石11bの直径より大きくなるように形成される。
上述した構成の計器用ムーブメントのコイルL1,L2にはc
os発生回路V1とsin発生回路V2とがそれぞれ接続され、
第５図に示すような計測量或いは指示角度に応じたV0co
sθ及びV0sinθなる電圧又は電流がそれぞれ供給される
ようになっている。
os発生回路V1とsin発生回路V2とがそれぞれ接続され、
第５図に示すような計測量或いは指示角度に応じたV0co
sθ及びV0sinθなる電圧又は電流がそれぞれ供給される
ようになっている。
以上の構成において、今指針Ａの指示角度θに応じたV0
cos,V0sinなる電圧又は電流にコイルL1,L2に印加した場
合、各コイルに交鎖する永久磁石11bからの磁束とコイ
ルの直線部Ｄに流れる電流とにより、各コイルの直線部
Ｄには、その電流方向と磁束方向とにより、第６図に示
すフレミングの左手の法則に従って決まる方向に電磁力
が働く。しかし、コイルの直線部Ｄが固定され、磁界を
発生している永久磁石11bが回転自在になっているの
で、回転子の永久磁石11bは直線部Ｄとの間に働く電磁
的な吸引・反発力による左右回動力がバランスする回動
位置まで回転されるようになる。
cos,V0sinなる電圧又は電流にコイルL1,L2に印加した場
合、各コイルに交鎖する永久磁石11bからの磁束とコイ
ルの直線部Ｄに流れる電流とにより、各コイルの直線部
Ｄには、その電流方向と磁束方向とにより、第６図に示
すフレミングの左手の法則に従って決まる方向に電磁力
が働く。しかし、コイルの直線部Ｄが固定され、磁界を
発生している永久磁石11bが回転自在になっているの
で、回転子の永久磁石11bは直線部Ｄとの間に働く電磁
的な吸引・反発力による左右回動力がバランスする回動
位置まで回転されるようになる。
より詳細には、コイルL1にV0cosθが印加された場合、
コイルL1は下式に示すトルクT1を発生する。
コイルL1は下式に示すトルクT1を発生する。
T1＝n1・t1・B1cosθ（V0cosθ/R）l1・r1 ただし、式中ｎはコイル数、ｔはコイル巻数、Ｂはピー
ク磁束密度、Ｒは直流抵抗、ｌはコイルの有効長、ｒは
回転子有効半径である。
ク磁束密度、Ｒは直流抵抗、ｌはコイルの有効長、ｒは
回転子有効半径である。
一方、コイルL2にV0sinθが印加された場合、コイルL1
とコイルL2は90゜ずらして配置されているため、コイル
２に交鎖する磁束はBcos（θ＋π/2）＝−Bsinθにな
り、コイルL2は下式に示すトルクT2を発生する。
とコイルL2は90゜ずらして配置されているため、コイル
２に交鎖する磁束はBcos（θ＋π/2）＝−Bsinθにな
り、コイルL2は下式に示すトルクT2を発生する。
T2＝−n2・t2・B2sinθ（V0sinθ/R）l2・r2 上記トルクT1及びT2が作用する回動自在の永久磁石11b
すなわち回転子11は、両トルクの合成トルクが０になる
位置に回動され、その位置に保持されるようになってい
る。従って、両コイルL1及びL2の条件などが等しい場合
には、指示角度θに応じた位置に再現よく回転子11及び
これに取付けられた指針Ａを回動させることができる。
すなわち回転子11は、両トルクの合成トルクが０になる
位置に回動され、その位置に保持されるようになってい
る。従って、両コイルL1及びL2の条件などが等しい場合
には、指示角度θに応じた位置に再現よく回転子11及び
これに取付けられた指針Ａを回動させることができる。
以上のようにしてコイルL1,L2に流す電流方向及び印加
電圧又は印加電流を計測量に応じて連続して漸増減の切
換え制御を行うことにより、低速高速の何れにおいて
も、第７図（ａ）〜（ｅ）に示すように、０から360゜
までの間で入力信号にリニアな関係を保ってスムーズに
指針Ａを振らせることができる。上記第７図（ａ）〜
（ｅ）においては、簡単のためコイルL1及びL2はそれぞ
れ各１つのコイルの場合を示し、第７図（ａ）はコイル
L1にV0cos0゜、コイルL2にV0sin0゜を、第７図（ｂ）は
コイルL1にV0cos45゜、コイルL2にV0sin45゜を、第７図
（ｃ）はコイルL1にV0cos90゜、コイルL2にV0sin90゜
を、第７図（ｄ）はコイルL1にV0cos180゜、コイルL2に
Vsin180゜を第７図（ｅ）はコイルL1にV0cos270゜、コ
イルL2にV0sin270゜をそれぞれ印加した場合のコイル
L1,L2と回転子11の永久磁石11bとの位置関係を示し、こ
れにより指針Ａと文字板Ｐとより所定測定量を表示する
ことができる。
電圧又は印加電流を計測量に応じて連続して漸増減の切
換え制御を行うことにより、低速高速の何れにおいて
も、第７図（ａ）〜（ｅ）に示すように、０から360゜
までの間で入力信号にリニアな関係を保ってスムーズに
指針Ａを振らせることができる。上記第７図（ａ）〜
（ｅ）においては、簡単のためコイルL1及びL2はそれぞ
れ各１つのコイルの場合を示し、第７図（ａ）はコイル
L1にV0cos0゜、コイルL2にV0sin0゜を、第７図（ｂ）は
コイルL1にV0cos45゜、コイルL2にV0sin45゜を、第７図
（ｃ）はコイルL1にV0cos90゜、コイルL2にV0sin90゜
を、第７図（ｄ）はコイルL1にV0cos180゜、コイルL2に
Vsin180゜を第７図（ｅ）はコイルL1にV0cos270゜、コ
イルL2にV0sin270゜をそれぞれ印加した場合のコイル
L1,L2と回転子11の永久磁石11bとの位置関係を示し、こ
れにより指針Ａと文字板Ｐとより所定測定量を表示する
ことができる。
上述した本発明の実施例では、一対のコイルL1及びL2と
して、例えば表面絶縁被覆した銅箔を断面円弧状のマン
ドレルに巻回した上で適当な厚さにスライスすることに
より形成された極めて薄いものが使用され、これがプリ
ント基板13上に貼り付けられてステータが構成されてい
るので、偏平な円板上の回転子11と相俟て極めて薄い計
器用ムーブメントが構成されている。この薄形化に伴
い、コイルL1及びL2と回転子11の永久磁石11bとの間の
磁気的な空隙が減少するようになり、パーミアンスが向
上してコイルL1及びL2に鎖交する磁束密度が向上するよ
うになるので、トルクが向上する可能性がある。
して、例えば表面絶縁被覆した銅箔を断面円弧状のマン
ドレルに巻回した上で適当な厚さにスライスすることに
より形成された極めて薄いものが使用され、これがプリ
ント基板13上に貼り付けられてステータが構成されてい
るので、偏平な円板上の回転子11と相俟て極めて薄い計
器用ムーブメントが構成されている。この薄形化に伴
い、コイルL1及びL2と回転子11の永久磁石11bとの間の
磁気的な空隙が減少するようになり、パーミアンスが向
上してコイルL1及びL2に鎖交する磁束密度が向上するよ
うになるので、トルクが向上する可能性がある。
また、プリント基板13上に貼り付けられた一対のコイル
L1及びL2のコイル端はプリント基板13の印刷配線の所定
の接続部に電気接続されているので、コイルL1及びL2に
電圧又は電流を印加するための端子をプリント基板13の
縁部に設ければよく、構成の簡略化や薄形化に有効な構
成となている。
L1及びL2のコイル端はプリント基板13の印刷配線の所定
の接続部に電気接続されているので、コイルL1及びL2に
電圧又は電流を印加するための端子をプリント基板13の
縁部に設ければよく、構成の簡略化や薄形化に有効な構
成となている。
更に、一対のコイルL1及びL2の直線部Ｄの流さが永久磁
石11bの直径よりも大きくなるように形成されているの
で、コイルの直線部において発生されるトルクT1及びT2
が永久磁石11bの板面円周部に作用され、回転子11のト
ルクが大きくなるようになっている。各コイルL1,L2が
２つのコイルL1a及びL2a,L2a及びL2bにより構成されて
いるので、上記トルクの式中のｎが２となり、回転子11
のトルクは各１つの場合の２倍になっている。
石11bの直径よりも大きくなるように形成されているの
で、コイルの直線部において発生されるトルクT1及びT2
が永久磁石11bの板面円周部に作用され、回転子11のト
ルクが大きくなるようになっている。各コイルL1,L2が
２つのコイルL1a及びL2a,L2a及びL2bにより構成されて
いるので、上記トルクの式中のｎが２となり、回転子11
のトルクは各１つの場合の２倍になっている。
更にまた、プリント基板13が磁性材料からなる金属板を
用いて構成され、また回転子11が磁性材料からなる回転
子ヨーク11aの下面に永久磁石11bを固着して構成されて
いるので、回転子11の永久磁石11bは上下から磁性材料
の板により挟まれた形で配置されるようになり、永久磁
石11bが外部磁界の影響を受けて指示値が狂うことが防
止されている。またプリント基板13が磁性材料により形
成されていることにより、永久磁石11bの磁界による磁
束が一対のコイルL1及びL2に対して効率的に鎖交される
ようになり、この点からも回転子11のトルク増大が図ら
れている。
用いて構成され、また回転子11が磁性材料からなる回転
子ヨーク11aの下面に永久磁石11bを固着して構成されて
いるので、回転子11の永久磁石11bは上下から磁性材料
の板により挟まれた形で配置されるようになり、永久磁
石11bが外部磁界の影響を受けて指示値が狂うことが防
止されている。またプリント基板13が磁性材料により形
成されていることにより、永久磁石11bの磁界による磁
束が一対のコイルL1及びL2に対して効率的に鎖交される
ようになり、この点からも回転子11のトルク増大が図ら
れている。
なお、上述した実施例では、一対のコイルL1及びL2に印
加する電圧又は電流の振巾が計測量に従ってcosθ及びs
inθでそれぞれ変化するようにしているが、計測量に応
じてデューティ比をcosθ及びsinθで変化する一定振巾
の電圧又は電流を印加するようにしてもよい。
加する電圧又は電流の振巾が計測量に従ってcosθ及びs
inθでそれぞれ変化するようにしているが、計測量に応
じてデューティ比をcosθ及びsinθで変化する一定振巾
の電圧又は電流を印加するようにしてもよい。
また、第１図乃至第３図について上述した実施例では、
指針Ａを取付けるため回転軸11cの永久磁石11b側の一端
を突出しているが、第８図に示すように、回転軸11cの
ベアリング14a側の一端を突出して該部分に指針Ａを取
付けるようにしてもよい。このようにすると、図から明
らかなように軸受筒14の片側に回転子11が、他側に指針
Ａがそれぞれ位置されることになり、上述の実施例のよ
うに軸受筒14の片側に指針Ａ及び回転子11の両方が配置
されているものに比べて回転系のバランスがよくなり、
指針振れを最小限に抑えるのに有効な構成である。
指針Ａを取付けるため回転軸11cの永久磁石11b側の一端
を突出しているが、第８図に示すように、回転軸11cの
ベアリング14a側の一端を突出して該部分に指針Ａを取
付けるようにしてもよい。このようにすると、図から明
らかなように軸受筒14の片側に回転子11が、他側に指針
Ａがそれぞれ位置されることになり、上述の実施例のよ
うに軸受筒14の片側に指針Ａ及び回転子11の両方が配置
されているものに比べて回転系のバランスがよくなり、
指針振れを最小限に抑えるのに有効な構成である。
上述した第１図乃至第３図及び第８図の実施例では、回
転子11の回転軸11cに指針Ａを取付けているが、回転子1
1の回転子ヨーク11aの表面外周部に回転子11の回転位置
を示すセグメント状のマークを印刷や貼付等により付与
し、このマークと文字板Ｐの目盛りとにより計測量を表
示させるようにしてもよい。なお、上記マークはバー状
のものであってもよく、この場合、バー状のマークを見
返しの円弧状の窓孔に臨ませることによってバー表示形
式で計測量を表示させることができる。
転子11の回転軸11cに指針Ａを取付けているが、回転子1
1の回転子ヨーク11aの表面外周部に回転子11の回転位置
を示すセグメント状のマークを印刷や貼付等により付与
し、このマークと文字板Ｐの目盛りとにより計測量を表
示させるようにしてもよい。なお、上記マークはバー状
のものであってもよく、この場合、バー状のマークを見
返しの円弧状の窓孔に臨ませることによってバー表示形
式で計測量を表示させることができる。
以上説明したように本発明によれば、一対のコイルは回
転子の円板状の永久磁石の板面に面対向してプリント基
板上に配置されていて、ボビンに巻回されていないの
で、コイル及び永久磁石の厚さや磁気的空隙の大きさな
どにより決定される計器用ムーブメントの厚さを従来に
比べて大幅に薄くすることができる。よって、計器用ム
ーブメントの薄形化を図ることができ、この薄形化によ
り磁気的な空隙が減少するようになり、パーミアンスが
向上してコイルに鎖交する磁束密度が向上するようにな
り、トルクが向上する可能性がある。また、該計器用ム
ーブメントを組み込んだ計器全体の形状も特に奥行き方
向で小型化することができ、車載計器のムーブメントと
して好適なものとなっている。
転子の円板状の永久磁石の板面に面対向してプリント基
板上に配置されていて、ボビンに巻回されていないの
で、コイル及び永久磁石の厚さや磁気的空隙の大きさな
どにより決定される計器用ムーブメントの厚さを従来に
比べて大幅に薄くすることができる。よって、計器用ム
ーブメントの薄形化を図ることができ、この薄形化によ
り磁気的な空隙が減少するようになり、パーミアンスが
向上してコイルに鎖交する磁束密度が向上するようにな
り、トルクが向上する可能性がある。また、該計器用ム
ーブメントを組み込んだ計器全体の形状も特に奥行き方
向で小型化することができ、車載計器のムーブメントと
して好適なものとなっている。
また、一対のコイルのコイル端はプリント基板の所定の
接続部に電気継続されているので、コイルに電圧又は電
流を印加するための端子をプリント基板の縁部に設けれ
ばよく、構成の簡略化や薄形化に有効な構成となてい
る。
接続部に電気継続されているので、コイルに電圧又は電
流を印加するための端子をプリント基板の縁部に設けれ
ばよく、構成の簡略化や薄形化に有効な構成となてい
る。
更に、一対のコイルの直線部の長さが永久磁石の直径に
略等しいか又はそれより大きくなるように形成されてい
るので、コイルの直線部において発生されるトルクが永
久磁石の板面円周部に作用されるようになり、回転子の
トルクが大きくなるようになっている。
略等しいか又はそれより大きくなるように形成されてい
るので、コイルの直線部において発生されるトルクが永
久磁石の板面円周部に作用されるようになり、回転子の
トルクが大きくなるようになっている。
更にまた、コイル直線部には、所定計測量に応じ実効値
が正弦波的及び余弦波的に変化する電流が流され、回転
子の永久磁石には、板面円周方向においてNS2極に正弦
波着磁されているので、回転子は計測量に応じた所定の
回動位置に正確に回転させることができ、指示精度のよ
い計器を得るのに有効である。
が正弦波的及び余弦波的に変化する電流が流され、回転
子の永久磁石には、板面円周方向においてNS2極に正弦
波着磁されているので、回転子は計測量に応じた所定の
回動位置に正確に回転させることができ、指示精度のよ
い計器を得るのに有効である。
第１図は本発明による車載計器用ムーブメントの一実施
例の構成を示す平面図、 第２図は第１図におけるＸ−Ｘ′線に沿った断面図、 第３図は第１図の車載計器用ムーブメントの分解斜視
図、 第４図は第１図乃至第３図中の永久磁石の板面円周方向
の着磁状態を板面の磁束密度の変化により示す図、 第５図は第１図中のcos発生回路及びsin発生回路がそれ
それ発生する電圧又は電流と指示角度或いは計測量との
関係を示す図、 第６図は本発明によるムーブメントの動作原理を説明す
るための説明図、 第７図は第１図における一対のコイルに流す電流と永久
磁石との関係を示す説明図、 第８図は本発明による車載計器用ムーブメントの他の実
施例の構成を示す断面図、 第９図は従来の計器用ムーブメントの構成例を示す図、 第10図は第９図におけるＸ−Ｘ′線に沿った断面図、 第11図及び第12図は第９図の計器用ムーブメントを用い
て構成した計器をそれぞれ示す斜視図及び断面図、 第13図は第９図におけるコイルに供給する電圧波形を示
す図、 第14図は第９図における合成磁界方向を示す図である。 L1,L2……一対のコイル、Ｄ……直線部、11……回転
子、11b……永久磁石、11c……回転軸、Ａ……指針、13
……プリント基板。
例の構成を示す平面図、 第２図は第１図におけるＸ−Ｘ′線に沿った断面図、 第３図は第１図の車載計器用ムーブメントの分解斜視
図、 第４図は第１図乃至第３図中の永久磁石の板面円周方向
の着磁状態を板面の磁束密度の変化により示す図、 第５図は第１図中のcos発生回路及びsin発生回路がそれ
それ発生する電圧又は電流と指示角度或いは計測量との
関係を示す図、 第６図は本発明によるムーブメントの動作原理を説明す
るための説明図、 第７図は第１図における一対のコイルに流す電流と永久
磁石との関係を示す説明図、 第８図は本発明による車載計器用ムーブメントの他の実
施例の構成を示す断面図、 第９図は従来の計器用ムーブメントの構成例を示す図、 第10図は第９図におけるＸ−Ｘ′線に沿った断面図、 第11図及び第12図は第９図の計器用ムーブメントを用い
て構成した計器をそれぞれ示す斜視図及び断面図、 第13図は第９図におけるコイルに供給する電圧波形を示
す図、 第14図は第９図における合成磁界方向を示す図である。 L1,L2……一対のコイル、Ｄ……直線部、11……回転
子、11b……永久磁石、11c……回転軸、Ａ……指針、13
……プリント基板。
Claims (1)
- 【請求項１】一対のコイルに所定計測量に応じ実効値が
正弦波的及び余弦波的に変化する電流を流すことにより
回転子を所定計測量に応じた所定位置に回動し、前記回
転子に保持した指針により計測量を指示するようにした
計器用ムーブメントにおいて、 前記回転子が板面円周方向においてNS2極に正弦波着磁
された円板状の永久磁石を有し、 前記一対のコイルが前記永久磁石の直径に略等しいか又
はそれ以上の長さの直線部を有し、前記永久磁石の円板
面に平行に配置されたプリント基板の板面上に、前記直
線部のみが前記永久磁石の円板面に対向されると共に90
゜位置をずらされ、かつコイル端が所定の接続部に電気
接続されて配設され、 前記永久磁石のNS極に対する磁路を形成する磁性材料の
板が前記プリント基板と一体化されて前記永久磁石のNS
磁極による磁界が前記一対のコイルの直線部に対して垂
直に鎖交されるようにした ことを特徴とする計器用ムーブメント。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062150A JPH0677028B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 計器用ムーブメント |
| US07/493,523 US5093615A (en) | 1989-03-16 | 1990-03-14 | Movement for an instrument having an electromagnetic control arrangement |
| DE4008363A DE4008363C2 (de) | 1989-03-16 | 1990-03-15 | Meßwerk für ein Instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062150A JPH0677028B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 計器用ムーブメント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02242166A JPH02242166A (ja) | 1990-09-26 |
| JPH0677028B2 true JPH0677028B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=13191788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062150A Expired - Fee Related JPH0677028B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 計器用ムーブメント |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5093615A (ja) |
| JP (1) | JPH0677028B2 (ja) |
| DE (1) | DE4008363C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5489842A (en) * | 1993-05-10 | 1996-02-06 | Delco Electronics Corporation | Method and apparatus for determining the rotational position of a magnetic rotor relative to current carrying coils utilizing magnetic coupling between coils |
| DE19806118A1 (de) * | 1998-02-14 | 1999-08-19 | Bosch Gmbh Robert | Wellenantriebsvorrichtung |
| JP4900165B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2012-03-21 | 三菱電機株式会社 | 電力半導体モジュール |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3636447A (en) * | 1970-05-06 | 1972-01-18 | Gen Motors Corp | Wide-angle two-coil electrical gauge |
| US3794868A (en) * | 1971-08-31 | 1974-02-26 | R Haigh | Electromagnetic device |
| US4230984A (en) * | 1979-03-22 | 1980-10-28 | General Motors Corporation | Method and apparatus for driving an air core gage |
| US4492920A (en) * | 1981-06-22 | 1985-01-08 | Beede Electrical Instrument Co., Inc. | Electric indicator with return-to-zero feature and compensating coil to cancel the return-to-zero feature during measurement |
| JPS6236563A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-17 | Koji Ando | 可動導体型計器 |
| JPS6259869A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-16 | Fuji Electric Co Ltd | 交流信号中の直流分検出回路 |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP1062150A patent/JPH0677028B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-14 US US07/493,523 patent/US5093615A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-15 DE DE4008363A patent/DE4008363C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4008363A1 (de) | 1990-09-20 |
| US5093615A (en) | 1992-03-03 |
| DE4008363C2 (de) | 1993-12-16 |
| JPH02242166A (ja) | 1990-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |