JPH0729500Y2 - 交差コイル式計器 - Google Patents

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、特にコイルボビンに帰零用磁石を配設してなる交差
コイル式計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に交差コイル式計器（以下計器と略
す。）は互いに交差配置された複数のコイルの内部に、
指針軸が固定された回転磁石を指針軸を中心として回転
自在に配置してなり、複数のコイルに磁界を発生させ、
その発生磁界により永久磁石からなる回転磁石を回転さ
せ指示を行なうものである。

【０００３】図６は従来の計器の断面図を示す。図にお
いてコイルボビン４は、樹脂成形され対をなすアッパー
ケース４ａとロアケース４ｂとにより構成される。アッ
パーケース４ａ及びロアケース４ｂには夫々、回転子２
を収納するための収納部８が形成されている。ロアケー
ス４ｂの収納部８下部には円盤状の帰零用磁石７が配設
されている。

【０００４】回転子２は指針軸３と、これに固定された
円盤状の回転磁石２ａとにより構成されている。この回
転子２は、収納部８内に回転自在に収納される。コイル
５，６は相互に交差するようコイルボビン４に巻回され
る。

【０００５】図７は、図６に示した従来の計器の一部の
底面図である。図において、コイル５，６は省略した。
ロアケース４ｂ下部に円盤状の帰零用磁石７が配設され
ている。

【０００６】図８は、図６に示した従来の計器の帰零用
磁石７の形状を示す二面図である。図８（Ａ）は帰零用
磁石７の中央部の縦断面図、図８（Ｂ）は帰零用磁石７
の底面図を夫々示す。帰零用磁石７は、同図に示す如く
円盤状形状をなしており、また同図（Ａ）に示す如く円
盤上面をＳ極、円盤下面をＮ極に着磁している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】上記構成の計器におい
ては、回転子２を等方性着磁された回転磁石により構成
する方法と、異方性着磁された回転磁石により構成する
方法とがある。しかし、夫々の方法に固有の問題があ
る。以下、これらの問題について説明する。

【０００８】初めに、回転磁石２ａを等方性磁石とした
場合について説明する。一定のギャップ、一定の着磁電
圧に管理された正弦波着磁用のヘッドを使用すれば、等
方性磁石を用いた回転磁石２ａは、図９に示すとおり円
周上を正弦波状に着磁することが出来る。

【０００９】回転子２は図９のとおり正弦波着磁されて
いるが、前述のとおり帰零用磁石７が磁化されているた
めに、この帰零用磁石７の磁力により、交差コイルに流
れる電流に対する回転子２の理論上の振れ角と実際の振
れ角には誤差を生ずる。図１０（Ａ）は、この誤差を示
す回転磁石誤差曲線である。同図のとおり回転磁石誤差
曲線は正弦波曲線となり、回転子２の振れ角は、振れ角
３６０〔°〕の範囲では±７〔°〕の誤差を生ずる。

【００１０】次に、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）におけ
る誤差を直線化した図である。図１０（Ａ）において直
線で示した振れ角９０〔°〕から２７０〔°〕の範囲に
おいて、振れ角９０〔°〕のときの回転子２の回転位置
を計器の０目盛位置に設定すると、図１０（Ｂ）に示し
たとおり、振れ角１８０〔°〕から２７０〔°〕までの
１８０〔°〕の振れ角の範囲内で回転子２の振れ角の誤
差を±1.5 〔°〕以内とすることが出来る。

【００１１】しかし、この方法では指針の指示範囲は１
８０〔°〕しかなく誤差も大きい為、コイル補正により
さらに補正を行なう方法がある。図１１は、これを説明
するための図である。図１１（Ａ）において、実線で示
した正弦波曲線Ｉは、図１０（Ａ）同様帰零用磁石７に
よる回転磁石誤差曲線である。

【００１２】図中細かい破線で示す曲線IIは、コイル
５，６夫々の巻線比を変えた時の、回転子２の実際の振
れ角の理論値に対する誤差を表わす曲線（以下、コイル
補正曲線と略す。）である。ここで、コイル補正曲線II
と前記回転磁石誤差曲線Ｉとの合成誤差曲線は、図中II
I で示す曲線となる。

【００１３】次に、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）におけ
る合成誤差曲線III を直線化した図である。図１１
（Ａ）において直線で示した振れ角７０〔°〕から２９
０〔°〕の範囲において、振れ角７０〔°〕のときの回
転子２の回転位置を計器の０目盛位置に設定すると、図
１１（Ｂ）に示したとおり、振れ角７０〔°〕から２９
０〔°〕までの２２０〔°〕の振れ角の範囲内で回転子
２の振れ角の誤差を±0.5〔°〕以内とすることが出来
る。

【００１４】以上のとおり、回転子２を等方性磁石とし
た計器においてコイル補正を行なうことにより、計器の
指示の直線性を改善することが出来る。しかし、等方性
磁石を完全に正弦波着磁させるためには、正弦波着磁用
ヘッドを一定のギャップ、一定の着磁電圧に管理する等
管理項目が多すぎて生産性が悪いという問題があった。

【００１５】また、回転磁石２ａを等方性磁石とするこ
とで最大磁束が低下することから、トルクを得るために
は高価な磁石を使用しなければならないという問題があ
った。

【００１６】次に、回転磁石２ａを異方性磁石とした場
合の問題について説明する。図１３は、異方性磁石を用
いた回転磁石２ａの円周上着磁波形を示す図である。回
転磁石２ａが異方性磁石の場合には、図１２中にで示
した範囲で、着磁波形は略平坦となる。

【００１７】図１３は回転磁石２ａの動作を説明するた
めの図である。図１３（Ａ）は回転磁石２ａ及び帰零用
磁石７を示す底面図である。回転磁石２ａは、円周上を
図１２に示したとおり異方性着磁されている。図１３
（Ａ）においてで示した一点鎖線内は、図１２におい
てで示した略平坦に着磁された部分を示している。図
１３（Ｂ）は回転磁石２ａ及び帰零用磁石７を示す正面
図である。回転磁石２ａ，帰零用磁石７夫々は、同図中
に矢印で示した向きに着磁されている。

【００１８】上記構成の回転磁石２ａは、図１３（Ａ）
において帰零用磁石７が破線で示した位置にある時に
は、図１２に示した着磁波形の急峻な位置に帰零用磁石
７があるため、上面をＳ極に着磁された帰零用磁石７と
吸引し合って回転する。しかし、帰零用磁石７が図１３
（Ａ）において実線で示した着磁波形の略平坦な部分に
ある時には、回転磁石２ａの回転方向には吸引、反発力
は働かない。

【００１９】従って、磁気吸引力に強弱があるために回
転磁石誤差曲線は、図１４に示すとおり誤差が増大して
ピーク部分が落ち込んだものとなってしまう。このた
め、計器の指示の誤差が増大してしまい、指示の直線性
が悪化するという問題があった。

【００２０】図１５は、回転磁石２ａを異方性磁石とし
た時の、計器の直線性を示す図である。同図中、実線で
示した曲線IVは実測値を示している。また、該実測値を
図中破線で示した直線で直線化した場合の計器の直線性
を、破線の曲線Ｖで示す。図より、計器の指示は、振れ
角４５〔°〕から３１５〔°〕の範囲でおよそ±７％の
誤差をもっている。

【００２１】異方性磁石を回転磁石２ａに用いた計器に
おいて、指示の直線性を改善するためには、帰零用磁石
７の外形を大きくするか回転磁石２ａを小さくして、帰
零用磁石７の外形が回転磁石２ａの正弦波着磁との差が
著しい領域を包括するようにすることが考えられる。

【００２２】しかし、前者の方法によれば、磁気吸引反
発力が強くなるために指針の応答性が変化し、これを改
善するためにコイル補正量を増加するとトルクが低下す
る問題がある。また、後者の方法によっても、回転磁石
の駆動トルクが低下する問題がある。

【００２３】本考案は上記の欠点に鑑みてなされたもの
で、異方性磁石を回転磁石として用い、トルクを低下さ
せることなく、安価で生産性が高い、指示の直線性の良
い交差コイル式計器を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本考案では、磁気異方性を有する回転自在に保持さ
れた回転磁石の周囲に互いに交差するように複数のコイ
ルを配置し、該複数のコイルに磁界を発生させることに
より前記回転磁石を回転させ指示を行ない、前記複数の
コイルが磁界を発生しない時に前記回転磁石を所定の回
転位置に位置させるための帰零用磁石を有する交差コイ
ル式計器において、前記帰零用磁石に少なくとも１つの
孔を設けた。

【００２５】

【作用】前記帰零用磁石の前記回転磁石に対向する面に
孔を設けたことにより、前記帰零用磁石の前記回転磁石
に対向する面の面積を一定とした場合には、前記帰零用
磁石の前記回転磁石に対向する面に孔を設けない場合に
比べ、前記帰零用磁石の外径を大きくすることができ
る。

【００２６】

【実施例】次に本考案になる計器の一実施例について説
明する。図１は本考案の一実施例の断面図を示してい
る。同図中、図６と同一構成部分には同一符号を付し
て、その説明は省略する。

【００２７】図１において、ロアケース４ｂの収納部８
下部には、中心に円形の孔を有するリング状の帰零用磁
石１が配設されている。

【００２８】図２は、図１に示した本考案の一実施例の
一部の底面図を示している。同図中、巻線５，６は省略
した。図において、ロアケース４ｂ下部にリング状の帰
零用磁石１が配設されている。

【００２９】図３は、図１に示した本考案の一実施例の
帰零用磁石１の形状を示す二面図である。図３（Ａ）は
帰零用磁石１の中央部の縦断面図、図３（Ｂ）は帰零用
磁石１の底面図を夫々示す。帰零用磁石１は、同図に示
す如く円形の外形を有し、該円形と略同心円状の円形孔
１ａを有するリング状形状をなしている。また帰零用磁
石１は、同図（Ａ）に示す如く上面をＳ極、下面をＮ極
に厚さ方向に着磁している。

【００３０】図４は本考案の一実施例の回転磁石２ａの
動作を説明するための図である。図４（Ａ）は回転磁石
２ａ及び帰零用磁石１を示す底面図である。同図中コイ
ル５，６は省略し、図１３（Ａ）と同一構成部分につい
ては同一符号を付しその説明は省略する。図において帰
零用磁石１は、その外径を回転磁石２ａの正弦波着磁と
の差が著しい領域を包括する大きさとされ、その内径を
回転磁石２ａとの磁気吸引力が適当な値となる様に選ば
れている。また図中破線は、従来の帰零用磁石７の外径
を示している。

【００３１】図４（Ｂ）は回転磁石２ａ及び帰零用磁石
１を示す正面図である。同図中、図１３（Ｂ）と同一構
成部分については同一符号を付し、その説明は省略す
る。図において帰零用磁石１は前記形状からなり、矢印
で示した厚さ方向に着磁されている。

【００３２】上記の構成によれば回転磁石２ａは、帰零
用磁石１の外径が回転磁石２ａの正弦波着磁との差が著
しい領域を包括する大きさとされているために、磁気吸
引力の強弱が平均化されて回転子２の指針軸３の指示の
直線性が向上される。又総合的な吸引力も、帰零用磁石
１の内径の選び方により、従来計器と同等とすることが
出来る。このため、計器の指示の応答性を変化させるこ
となく、トルクが低下することもなく指示の直線性を向
上させることが可能である。

【００３３】図５は本考案の一実施例の指示の直線性を
示す図である。同図に示す如く、振れ角６０〔°〕から
３２０〔°〕の範囲で、誤差１％以下の直線性を示して
いる。これは、図１２に示した正弦波着磁された回転磁
石を用いた計器の直線性（誤差２％以下）よりも優れた
値である。

【００３４】また、本実施例において、帰零用磁石１は
リング形状とされているため、その内径部にボスを入れ
てカシメて固定することも出来、作業性の向上を計れる
利点もある。さらに、方向性がないために組み付け性も
良いという長所がある。

【００３５】なお、上記実施例においては、帰零用磁石
１には１個の孔１ａのみを配設した例について説明した
が、帰零用磁石に設ける孔は１個とは限らない。一つの
帰零用磁石につき、２個または３個以上の孔を設けても
上記実施例と同様の効果を奏することができる。

【００３６】

【考案の効果】上記の如く本考案によれば、回転磁石と
して従来の異方性の磁石を使用せず、工程管理が容易で
安価な異方性磁石を使用することが出来、指示の直線性
が等方性の回転磁石並みに優れて、トルクが高いという
特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の断面図である。

【図２】本考案の一実施例の一部の底面図である。

【図３】本考案の一実施例の帰零用磁石の二面図であ
る。

【図４】本考案の一実施例の異方性回転磁石の動作を説
明するための図である。

【図５】本考案の一実施例の指示の直線性を示す図であ
る。

【図６】従来の交差コイル式計器の断面図である。

【図７】従来の交差コイル式計器の一部の底面図であ
る。

【図８】従来の交差コイル式計器の帰零用磁石の二面図
である。

【図９】従来の交差コイル式計器の等方性回転磁石の着
磁波形を示す図である。

【図１０】従来の交差コイル式計器の等方性回転磁石誤
差曲線を示す図である。

【図１１】従来の交差コイル式計器のコイル補正した等
方性回転磁石誤差曲線を示す図である。

【図１２】従来の交差コイル式計器の異方性回転磁石の
着磁波形を示す図である。

【図１３】従来の交差コイル式計器の異方性回転磁石の
動作を説明するための図である。

【図１４】従来の交差コイル式計器の異方性回転磁石誤
差曲線を示す図である。

【図１５】従来の交差コイル式計器の異方性回転磁を用
いた場合の指示の直線性を示す図である。

【符号の説明】

１ 帰零用磁石 １ａ 孔 ２ａ 回転磁石 ５，６ コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気異方性を有する回転自在に保持され
   た回転磁石の周囲に互いに交差するように複数のコイル
   を配置し、該複数のコイルに磁界を発生させることによ
   り前記回転磁石を回転させ、指示を行ない、前記複数の
   コイルが磁界を発生しない時に前記回転磁石を所定の回
   転位置に位置させるための帰零用磁石を有する交差コイ
   ル式計器において、前記帰零用磁石に少なくとも１つの
   孔を配設してなる交差コイル式計器。