JPS6236563A - 可動導体型計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、可動導体型計器に係り、更に詳しくは薄膜技
術を利用して導体を形成した可動導体型計器に関するも
のである。

「従来の技術」 従来の可動導体型計器は第６図に示すように構成されて
いた。

すなわち、符号ｌで示すものは永久磁石で、はぼＵ字状
に形成されており、その両端のＮ極、Ｓ極にはそれぞれ
磁石片２．２が接続されている。

そして、これら一対の磁極片２．２で囲まれた状態で軟
鉄心３が配置されており、この軟鉄心３を囲んで四辺形
の枠体状に巻回された可動コイル４が軸５を中心として
回動自在に軸承されている。

この軸５は、可動コイル４の上下に突設されており、後
述する容器側へ回転自在に軸承されている。

上下の軸５，５には渦巻ばね６の内方端が固定されてお
り、渦巻ばね６の外方端はケース側に固定されている。

また、上側の軸５には指針７が固定されている。

一方、符号８で示すものは目盛板で、上側ケース９と下
側ケースＩＯとの間に挟んで固定し、指針７がその上側
に配置される。

以上のような構造のもとに、可動コイル４に流れる電流
（この電流は渦巻ばね６を介して導かれる）Ｉと固定し
た永久磁石ｌの磁場の磁束密度Ｂとの間に働く電磁気力
を利用して、可動コイル４を回転させ、指針７を回動さ
せ、目盛板８によって読取っている。

可動コイル４の直径、高さ９巻数をそれぞれす、ｈ、ｎ
とすれば、可動コイルに作動するトルクはＢｂｈｎＩと
なる。

これと平衡させる渦巻ばねの制御力のトルクは可動コイ
ルの振角θに比例し、磁束密度ＢはＯによらずほぼ一定
であるから、θは電流工に比例することになり、各種の
変位量を電気時に変換して指示することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述したような構造を有する可動導体型計器
は、微細な直径の巻線を設けてループコイルを形成し、
狭小な磁極間に正確な位置を保ちつつ回転し、しかも均
一なトルクが要求されるため、複雑で高精度の組立技術
が要求される。

また、このような計器は一般に薄型化が要求されるが、
これを実現するためにはループコイルの磁力線を横切る
部分を短くしないとならないが、このような構造を採用
すると磁極間の空隙で磁束と交鎖するコイル部分が短く
なり、回転トルクが減少するため薄型化は原理的に困難
である。

更に、図に示すように上下のケース９，１０間の厚みは
大きいため、これをパネル等に取付けるに際してはパネ
ル側に下側のケースｌＯが嵌合できる程度の大きさを有
する開口部を形成しなければならず、その加工作業は極
めて面倒である。

更に、従来においては、コイルを形成する細線は線引き
加工の技術によるため鋼材等の延性等に基づく限界があ
り１通常は最小直径が２５１Ｌｍ程度であり、このよう
な細線の切断、絶縁層の破損等巻線技術の問題が多い。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては上述した問題点を解決するために、板
面に垂直に磁力線を発生するように配置した円板状の永
久磁石と、この永久磁石から発生する磁力線に直交する
と共に半径方向に配置された導体を有する絶縁性円板と
、この円板に固定された指針とを備えた構造を採用した
。

［作用］ 上述した構造を採用すると、磁界の中に配置された導体
に流れる電流により回転トルクを発生させて導体を有す
る円板を回転させ、指針を回転させて電気量に変換され
た変位量の指示を行なわせてみることができる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を説明するもので、図におい
て、符号２０で示すものは永久磁石から成る薄板状の円
板で、上面から見て左右にＮ極とＳ極が存在すると共に
表裏面で異極が存在するように着磁されている。

この永久磁石の円板２０の中央部には、後述する回転軸
が嵌入される透孔２０ａが形成されている。

一方、符号２１で示すものは導体を支持する薄板状の円
板で、例えばプラスチ−７りの薄板から形成されており
、その一方の側面には導体パターン２２が形成されてい
る。

この導体パターン２２は、図示の例の場合には左右が回
転対称となるような状態で半円形状に２ターンずつ円弧
状に形成されている。

この導体パターン２２は、例えば銅箔が接着された円板
２１をいわゆるフォトエツチングして形成したり、ある
いは半導体製造技術であるフォトリソグラフィとスパッ
タリング等の薄膜堆積法の技術等を用いて形成する。

なお、この導体パターン２２を形成するには、回転時の
バランスを考えて均一な回転が得られるようなパターン
を適当に選択しなければならない。

この円板２１には、その中心を貫通して回転軸２３が固
定されている。

この回転軸２３の上下端は、上下の側板２５゜２６にピ
ボット軸受あるいはトートバンド等を介して回転自在に
軸承される。

トートバンドを用いた場合には、渦巻ばねは省略される
こともある。

この回転軸２３の上下端には、渦巻ばね２４の内方端が
それぞれ固定されており、各渦巻ばね２４の外方端は上
下の側板２５，２６側にそれぞれ固定されている。

上下の側板２５，２６間の間隔は、永久磁石２０及び円
板２１の厚みを少なくすれば極めて短いものとすること
ができる。

また、回転軸２３には、その上端部に指針２７が固定さ
れている。

この指針２７は、透明に形成された上側の側板２５の下
側に位置する目盛板２８の上側に臨まされる。

なお、導体パターン２２が形成された円板２１と永久磁
石２０とは、磁性材からなるシールドケースＳ内に収容
される。

次に、」二連したような構造を有する本発明の動作につ
き説明する。

まず、第２図に示すように、導体パターン２２のＡ点か
らＢ点へ向かう導体部分に流れる電流は、第３図に示す
ようにＮ極上で磁力線Ｂ１と交鎖するため、第２図及び
第３図に符号Ｆｌで示す方向に力を受け、トルクを発生
させる。

また０点からＤ点へ向かう導体に流れる電流は、反対方
向の磁力線Ｂ２と交鎖するため、第２図及び第３図に符
号Ｆ２で示す方向に力を受け、トルクを発生する。

このＦｌとＦ２の力は円板２１を回転させる合成トルク
となり、指針２７が回転され、電気量に変換された変移
量が目盛板２８上に示される。

この時のトルクの大きさは、円板２１を横断する方向の
導体パターンが多いほど大きくなる。

なお、上述した例では説明の便宜のため永久磁石２０．
円板２１の大きさを大きくして示したが、実際はその直
径は１ｃｍ以下と極めて小さく、このような場合には指
針２７を長くすればよい。

更に、導体パターン２２は１層のものとして例示したが
、第５図に示すように絶縁材を介して多数層（第５図で
は２層）に形成したり、上下面の配置となるように円板
２１を挟んで上下に形成してもよい。

なお、円板２１の直径を比較的大きくとる場合には、導
体パターンの上側に不透明な薄板を貼付け、その上に指
針を印刷表示すれば、円板２１自身を指針に代えること
ができる。

［効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、円板
状の永久磁石と平行に導体パターンが形成された薄板状
の円板を配置し、導体パターンを＠膜技術を用いて形成
した構造を採用しているため、各部を極めて微細に、偏
平に形成することができ、高感度、高人力抵抗の超軽量
小型の各計器を大量生産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を説明するもので、
第１図は分解斜視図、第２図は動作を説明する平面図、
第３図は動作を説明する断面図、第４図は外観斜視図、
第５図は多層構造を説明する断面図、第６図は従来の可
動導体型計器を説明する分解斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板面に垂直方向に磁化されて固定配置された円板状の永
   久磁石と、この永久磁石の磁力線と直交する方向に導体
   パターンが形成された絶縁性円板部材と、この円板部材
   を回転自在に支持する円板部材と一体の回転軸とを備え
   たことを特徴とする可動導体型計器。