JPH0725710Y2 - 交差コイル式計器 - Google Patents

交差コイル式計器

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JPH0725710Y2
JPH0725710Y2 JP1989136891U JP13689189U JPH0725710Y2 JP H0725710 Y2 JPH0725710 Y2 JP H0725710Y2 JP 1989136891 U JP1989136891 U JP 1989136891U JP 13689189 U JP13689189 U JP 13689189U JP H0725710 Y2 JPH0725710 Y2 JP H0725710Y2
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coil
voltage
coils
permanent magnet
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JPH0376177U (ja
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基久 村木
彦志 泉
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Description

【考案の詳細な説明】 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。
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。
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、第4図に示すような
回路構成のものが用いられる。
従来の交差コイル式計器を用いた電圧計は第4図に示す
互いに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。
固定永久磁石8は第5図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
界を囲繞する磁気シールドケース10に固定したり、また
は第6図に示すように固定永久磁石コイルボビン9と交
差コイルとで挟持するように固定していた。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。
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。
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。
課題を解決するための手段 本考案は回動自在に設けられた可動永久磁石を包囲して
交差巻回された複数のコイルに被測定量に応じた電圧を
供給し、該電圧に応じて該複数のコイルに電流を供給
し、磁界を発生させ、該可動永久磁石を回動させ、該被
測定量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、所定のコイルに並列に接続さ
れ、前記被測定量に応じた電圧が印加され、該所定のコ
イルに定電圧を印加し一定の起磁力を発生させる第1の
非線形素子と、 前記複数のコイルのうち前記所定のコイル以外のコイル
に直列に接続され、前記被測定量に応じた電圧が印加さ
れ、前記所定の電圧以上の電圧が印加された後、前記被
測定量に応じた電圧を印加し、前記被測定量に応じた電
流を供給し、前記被測定量に応じた起磁力を発生させる
第2の非線形素子とを具備してなる。
作用 本考案によれば、第1の非線形素子を複数のコイルのう
ち所定のコイルに並列に接続し、所定のコイルに定電圧
を印加することにより、一定の起磁力を発生させ、第2
の非線形素子を他のコイルに直列に接続し、他のコイル
には被測定量に応じた電圧が所定電圧以上となってから
印加し、被測定量に応じた起磁力が発生させることがで
きるため、第1及び第2の非線形素子に生じる定電圧値
を変えることにより、被測定量に応じて複数のコイルに
生じる起磁力の特性を変化させることができる。
実施例 第1図は本考案の一実施例の回路構成図を示す。
コイル1とコイル2とコイル3と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1,2,3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。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。
コイル1とコイル3とは直列に接続され、その電流流入
側にはツェナーダイオードDZ1が接続される。ツェナー
ダイオードDZ1はコイル1,3側がアノードとなるように接
続され、カソードは電源電圧側に接続される。
コイル2にはツェナーダイオードDZ2が並列に接続され
ている。ツェナーダイオードDZ2はアノードが接地さ
れ、カソードは電流制限用抵抗R1を介して電源電圧側に
接続される。
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。
電源電圧V0が上昇していく場合、抵抗R1とツェナーダイ
オードDZ2との接続点の電圧V1がツェナーダイオードDZ2
のツェナー電圧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2には電源電圧V0に応じた電流が
流れる。電源電圧V0が上昇し、電圧V1がツェナーダイオ
ードDZ2のツェナー電圧VZ2を越えるとツェナーダイオー
ドDZ2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DZ2のツェナー電圧VZ2で一定となる。こ
のため、電圧V1がツェナーダイオードDZ2のツェナー電
圧VZ2以上ではコイル2に発生する磁力H2は略一定にな
る。
一方、コイル1,3はツェナーダイオードDZ1を介して電源
電圧が印加されているため、電源電圧V0がツェナーダイ
オードDZ1のツェナー電圧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1,3には電流が流れな
い。電源電圧V0が上昇して、ツェナーダイオードDZ1
ツェナー電圧VZ1を越えると、ツェナーダイオードDZ1
オンとなり、コイル1,3に電流が流れ始める。コイル1,3
に流れる電流は電源電圧V0の上昇とともに増加し、この
ため、コイル1,3に生じる磁力も電源電圧V0の上昇とと
もに増加する。
コイル1,2,3による磁力の方向は第2図に示すようにな
る。コイル2に生じる磁力H2はコイル2の抵抗をR2,巻
数をN2とすれば、 H2=(VZ2/R2)×N2 で一定となり、コイル1,3に生じる磁力H1,H3はコイル
1,3の抵抗をR1,R3,巻数をN1,N3とすれば夫々、 H1=(V0−VZ1/(R1+R2))×N1 H3=(V0−VZ1/(R1+R3))×N3 で、電源電圧V0に応じて変化することがわかる。
このため、コイル1,3に生じる磁力H1,H3との合成磁力
(H1+H3)とコイル2に生じる一定磁力H2との合成磁力
(H1+H2+H3)の方向はコイル1,3に生じる磁力H1,H3
との大きさにより変化し、可動永久磁石4はこの合成磁
力(H1+H2+H3)の方向に回動する。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。
このように、従来の交差コイル式計器での固定永久磁石
を複数のコイルのうちの一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
を行なう必要がなくなり、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できる。
また、回路の定数により一定磁力を可変できるため、回
路の定数を可変することにより振角、消費電流、応答性
等の変更が容易にでき、設計上の自由度が広い。
第4図及び第5図に本発明の一実施例の複数のコイル1,
2,3によって作られる合成磁界H123の方向を示す図を示
す。
第4図、第5図において軸L1はコイル2により発生する
磁界H2の方向と大きさを示し、軸L2はコイル1,3の合成
磁界H13の方向と大きさを示す。
軸L1の磁界の大きさはコイル2に印加される電圧に対応
した値となる。コイル2に印加される電圧の軸L11を軸L
1に平行に示し、コイル2への印加電圧とコイル2に発
生する磁界の大きさの対応を示す。
また、軸L2の磁界の大きさはコイル1,3に印加される電
圧に対応し、コイル1,3に印加される電圧は電源電圧V0
に対応するため、軸L2に平行して電源電圧V0の軸L12
示し、電源電圧V0の大きさとコイル1,3の合成磁界の大
きさとの対応を示す。
ここで、電源電圧V0が1〜16〔V〕まで変化する場合に
ついて考えてみる。まず、第4図(A)に示すように、
ツェナーダイオードDZ1,DZ2、逆方向電圧を6〔V〕,3
〔V〕とすると、コイル2に印加される電圧はコイル2
がツェナーダイオードDZ2に並列に接続されるため3
〔V〕で一定となり、コイル1,3はコイル1,3がツェナー
ダイオードDZ1に直列に接続されるため、電源電圧V0
6〔V〕以上で電圧が印加されることになる。このた
め、合成磁界H123は図4(A)に示すような112°にわ
たる範囲で変化することになる。
同様に第4図(B)はツェナーダイオードDZ1,DZ2の逆
方向電圧を6〔V〕、4〔V〕、第4図(B)は6
〔V〕:4〔V〕、第4図(C)は8〔V〕:7〔V〕、第
4図(D)は10〔V〕:7〔V〕、第5図(A)は6
〔V〕:5〔V〕、第5図(B)は6〔V〕:6〔V〕、第
5図(C)は12〔V〕:7〔V〕としたときの合成磁界H
123の方向を示し、101°,53°,37°,90°,79°,22°の
夫々異なる範囲で変化する。
第4図、第5図に示すようにツェナーダイオードDZ1
びDZ2の発生する定電圧の比VDZ1:VDZ2を変えることに
より同じ被測定信号に対して種々の特性を得ることがで
き、したがって、可動永久磁石の振角を自由に設定でき
ることがわかる。
なお、交差式コイル式計器では電源が切断されるとその
とき指示していた位置で可動永久磁石が停止してしまう
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もので、安価に構成でき、その
取付け精度もそれほど問題とはならない。
なお、本実施例では交差コイルは3つのコイル1,2,3に
より構成されているが3つのコイルに限ることはない。
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
くとも一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を一つの
コイルに発生する一定磁力と合成することにより他のコ
イルに発生する磁力の大きさを変えるだけで可動永久磁
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
ると共に信頼性も向上でき、また、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】
第1図は本考案の一実施例の回路構成図、第2図は本考
案の一実施例の動作を説明するための図、第3図は本考
案の一実施例の特性図、第4図、第5図は本考案の一実
施例のコイルによって発生する合成磁界の特性図、第6
図は従来の一例の回路構成図、第7図、第8図は固定永
久磁石の取付図である。 1,2,3…コイル、4…可動永久磁石、DZ1,DZ2…ツェナ
ーダイオード、R1…抵抗。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】回動自在に設けられた可動永久磁石を包囲
    して交差巻回された複数のコイルに被測定量に応じた電
    圧を供給し、該電圧に応じて該複数のコイルに電流を供
    給し、磁界を発生させ、該可動永久磁石を回動させ、該
    被測定量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、所定のコイルに並列に接続さ
    れ、前記被測定量に応じた電圧が印加され、該所定のコ
    イルに定電圧を印加し、一定の起磁力を発生させる第1
    の非線形素子と、 前記複数のコイルのうち前記所定のコイル以外のコイル
    に直列に接続され、前記被測定量に応じた電圧が印加さ
    れ、前記所定の電圧以上の電圧が印加された後、前記被
    測定量に応じた電圧を印加し、前記被測定量に応じた電
    流を前記所定のコイル以外のコイルに供給し、前記被測
    定量に応じた起磁力を発生させる第2の非線形素子とを
    具備してなる交差コイル式計器。
JP1989136891U 1989-11-28 1989-11-28 交差コイル式計器 Expired - Lifetime JPH0725710Y2 (ja)

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